專利名稱：一種熱處理用立式晶舟的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體晶圓等的熱處理用的立式晶舟，特別涉及一種適用于熱處理硅晶圓時的熱處理用立式晶舟及其制造方法。
背景技術(shù)：
使用從硅單晶等的半導(dǎo)體晶棒(ingot)所切出的晶圓來制造電子元件時，有晶圓的加工工藝至元件的形成工藝的多個步驟。在這些步驟的一步驟中有熱處理步驟。該熱處理步驟以在晶圓的表層形成無缺陷層、吸氣、結(jié)晶化、形成氧化膜、雜質(zhì)擴(kuò)散等作為目的所進(jìn)行的極重要的步驟。該晶圓的熱處理步驟，例如使用于氧化或雜質(zhì)擴(kuò)散的擴(kuò)散爐(氧化、擴(kuò)散裝置)，伴隨著晶圓的大口徑化，主要是使用如圖8所示的立式熱處理爐20，對隔著預(yù)定間隔且被水平地支撐的狀態(tài)下的多個晶圓W，進(jìn)行熱處理。熱處理爐20內(nèi)的晶圓W可以通過設(shè)于反應(yīng)室22周圍的加熱器24加熱。熱處理中是氣體經(jīng)由氣體導(dǎo)入管26被導(dǎo)入反應(yīng)室22，而由上方朝下方流動并從氣體排氣管28朝外部排出。又，所使用的氣體因熱處理的目的而有所不同，其中主要是使用H2、N2、O2、Ar等。在雜質(zhì)擴(kuò)散時，將這些氣體也使用作為雜質(zhì)化合物氣體的載體氣體。使用如此立式熱處理爐20進(jìn)行熱處理晶圓W時，使用為了水平地設(shè)置多個晶圓W的熱處理用立式晶舟11(以下稱為熱處理用晶舟、立式晶舟或簡稱為晶舟)。
圖9(a)表示通常的熱處理用晶舟11的概略圖。在四支棒狀(圓柱狀)的支柱14的兩端部連結(jié)有一對板材(頂板16a、底板16b)。在各支柱14形成有多個槽15，而各槽的15間的凸部作為晶圓W的支撐部12。又，如此地在圓柱狀支柱14形成多個槽15的熱處理用晶舟，通常稱呼為短指狀型。使用如此形式的熱處理用立式晶舟11進(jìn)行熱處理晶圓W時，如圖9(b)所示，通過形成在各支柱14的相同高度的支撐部12，晶圓W的外周部被支撐四部位而使晶圓W被水平地支撐。
如所述支撐晶圓W的周邊部時，因為晶圓W的自身重量會集中在支撐部，所以由此所產(chǎn)生的應(yīng)力經(jīng)常地作用著。而且，當(dāng)該應(yīng)力超過臨界剪切應(yīng)力時，則在晶圓內(nèi)會發(fā)生轉(zhuǎn)換位置。該轉(zhuǎn)換位置是通過應(yīng)力作用會擴(kuò)大至肉眼可見的大小而滑動。由于發(fā)生滑動是會大幅度降低晶圓的質(zhì)量，因而防止該滑動極重要。
但是，通常在高溫環(huán)境下在晶圓中容易發(fā)生滑動。尤其是，隨著半導(dǎo)體裝置的高集成化而欲提升每一片晶圓的裝置收獲率，而使得晶圓的大直徑化有所進(jìn)展。結(jié)果，晶圓的自身重量變大，隨著此而作用于晶圓的應(yīng)力有增大趨勢，在晶圓中更容易發(fā)生滑動。
又，起因于晶圓尺寸變大，尤其是在升溫時的晶圓中心部與周邊部的溫度差有變大的趨勢，而利用該溫度差所產(chǎn)生的熱應(yīng)力也成為發(fā)生所述滑動原因中的一種。作為防止如此熱處理時發(fā)生滑動的方法，有文獻(xiàn)揭示使用環(huán)狀或圓弧狀輔助夾具(參照日本專利特開平6-260438號公報)，具體來說，通過載置于各支柱的支撐部上的環(huán)狀或圓弧狀的輔助夾具以數(shù)毫米至數(shù)十毫米的寬度支撐晶圓下面周邊部的全周或一部分。又，也有文獻(xiàn)揭示一種以背面全面支撐晶圓的方法等。使用這些方法時，因為支撐晶圓的面(支撐面)會變大而分散負(fù)荷等，因而可以得到抑制發(fā)生滑動的效果。
但是，最近隨著半導(dǎo)體裝置的高集成化，除了滑動之外，發(fā)生在晶圓背面的傷痕也被重視。在使用針夾盤方式的步進(jìn)機(jī)時，當(dāng)晶圓的背面?zhèn)鄹街卺樐_夾盤的針腳上面時，有產(chǎn)生散焦的顧慮。因此，與使用背面全面支撐晶圓的形式比較時，以通過周邊部支撐的形式的熱處理用晶舟或輔助夾具較受到重視。
以周邊部支撐晶團(tuán)來進(jìn)行熱處理時，沿著下面全周加以支撐較理想。但是，因為在通常的熱處理爐，晶圓使用如圖10(a)所示的撈起晶圓背面的方式的夾具31或如圖10(b)所示的吸附晶圓背面的方式的夾具32搬運，所以當(dāng)將晶圓移載于環(huán)狀等輔助夾具時，這些搬運夾具不會與環(huán)產(chǎn)生干擾，使用在如圖11(a)所示環(huán)的一部分設(shè)置有缺口的圓弧狀輔助夾具37，或設(shè)置有如圖11(b)所示階段差的環(huán)狀輔助夾具38。
由于如所述的圓弧狀輔助夾具37是較薄、不必擴(kuò)大晶舟的槽間距，因而具有增加分批熱處理片數(shù)的優(yōu)點。但是，很難保持面精確度，若缺口部的兩端高度不相同，則有發(fā)生滑動之虞。
又，其階段差的輔助夾具38，則可用較高面精確度加以制作，而在減低滑動上較有利，然而具有階段差39的分量，使得夾具38變厚，因而晶舟的槽間距也變大，會減少分批熱處理片數(shù)。
又，因為這些輔助夾具37、38是挖空圓形板狀構(gòu)件所制作而費時，非常昂貴，若在分批式熱處理用時須準(zhǔn)備一套輔助夾具數(shù)十片與立式晶舟，若與直接支撐如圖9所示的晶圓的通常立式晶舟相比時，成本高出相當(dāng)多。
另一方面，有文獻(xiàn)揭示一種熱處理用晶舟，使一支圓筒(晶舟本體)與圓弧狀的支撐部整體形成(參照日本專利特開平5-129214號公報)。該熱處理用晶舟是對于SiC等所形成的圓筒，于垂直方向(軸方向)形成搬運夾具通過用與環(huán)境氣體通氣用的開口部(缺口部)后，于水平方向插入晶圓，并將支撐下面周邊部所用的橫槽一直形成到圓筒內(nèi)側(cè)。若是如此晶舟，不使用如所述的圓弧狀輔助夾具等就可以沿著下面周邊部支撐晶圓。
然而，如所述在一支圓筒形成縱橫的槽的晶舟，最初必須在圓筒形成多個搬運夾具通過用與環(huán)境氣體通氣用的寬度較廣的缺口部，而在圓筒形成這些缺口部是較為麻煩的，又，若是在一部位產(chǎn)生缺口或裂紋時，圓筒整體會變?yōu)闊o用而使制造產(chǎn)率變低，結(jié)果，產(chǎn)生了制造成本變高的問題。又，若設(shè)置多個缺口部時，晶圓也具有容易發(fā)生滑動的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于如此問題，本發(fā)明的目的提供一種熱處理用立式晶舟，可以有效地防止在熱處理中的晶圓發(fā)生滑動，且材料費用較為低廉，且制造較為容易。為了達(dá)到所述目的，依照本發(fā)明是提供一種熱處理用立式晶舟，具有頂板，及底板，及固定于該頂板與底板之間的支柱構(gòu)件，并于該支柱構(gòu)件形成有多個槽，在各槽之間形成有支撐部，用以水平地支撐晶圓狀的被處理體，其中所述支柱構(gòu)件具有圓弧狀的橫剖面，圓筒狀地配置有兩支以上的支柱構(gòu)件，這些支柱構(gòu)件與形成有所述槽且內(nèi)側(cè)呈圓弧狀的支撐部整體形成，所述晶圓狀被處理體從所述支柱構(gòu)件的槽插入，通過圓弧狀的各支撐部沿著下面周邊部支撐著。若是熱處理用立式晶舟，圓筒狀地配置有兩支以上的支柱構(gòu)件，這些支柱構(gòu)件與形成有所述槽且內(nèi)側(cè)呈圓弧狀的支撐部整體形成時，就不必另外使用輔助夾具，可以沿著晶圓狀的被處理體的下面周邊部進(jìn)行支撐。因此，若使用該熱處理用晶舟來進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓等的熱處理時，可以有效地防止發(fā)生滑動。
而且，因為各支柱構(gòu)件的材料是比圓筒的材料還少就足夠，若在各支柱構(gòu)件間設(shè)置預(yù)定間隔就不必特意地形成搬運夾具通過用缺口部，所以制造產(chǎn)率較高、制作成本降低、較為低廉。
所述支柱構(gòu)件兩支相向配置并形成有中心角為60°以上170°以下的圓弧狀的支撐部。如此，若是相向配置支撐部的中心角較大的兩支支柱構(gòu)件時，可以確保在支柱構(gòu)件之間，為了搬運夾具的通過與環(huán)境氣體的開口部(缺口部)，使搬運晶圓等的被處理體較為容易，又，可以進(jìn)行均勻的熱處理。而且，因為可以使用例如兩支對稱的支柱構(gòu)件、或是相向配置完全相同形狀之物，所以可以更抑制制造成本、變?yōu)楦拥土?br> 所述支柱構(gòu)件配置有三支并形成有中心角為20°以上100°以下的圓弧狀的支撐部。
如此，若是配置三支以上支撐部的中心角較小的支柱構(gòu)件時，如在各支柱構(gòu)件間因應(yīng)需要而可任意地確保環(huán)境氣體通氣所用的缺口部，可以進(jìn)行均勻性熱處理，各支柱構(gòu)件也制成同形而可更減低制造成本。
在所述支柱構(gòu)件，通氣口也可以分別設(shè)在與所述各槽相同高度。
若在與各支柱構(gòu)件之間另外地在支柱構(gòu)件本體確保通氣口，尤其是確保對應(yīng)于各槽的通氣口，則環(huán)境氣體通過晶舟內(nèi)外成為容易通過，而可以均勻地?zé)崽幚肀惶幚眢w。又，雖在與各槽相同高度形成有通氣口，但是因為并未斷絕各支柱構(gòu)件的支撐部，所以缺口部較少，可更有效果地抑制發(fā)生滑動。
所述熱處理用立式晶舟為硅晶圓熱處理用之物。在硅晶圓的熱處理大部使用立式晶舟，而依本發(fā)明的構(gòu)成的晶舟特別有效地防止發(fā)生滑動，又，由于晶舟本體的價格較低，因而也可降低晶舟的制造成本。
所述支撐部的支撐面的邊緣部是施以斜角較理想。如此，若將與晶圓等被處理體接觸的支撐面的邊緣部制成斜角，就可更確實地防止發(fā)生滑動或傷痕。又，所述支撐部支撐面也可以是朝內(nèi)側(cè)向下方傾斜。如此地若支撐面有傾斜，成為支撐晶圓等的外周端部附近，可更有效果地防止發(fā)生背面的傷痕等。
又依照本發(fā)明，可以提供一種熱處理用立式晶舟的制造方法；該熱處理用立式晶舟具有頂板、底板、以及固定于該頂板與底板之間的支柱構(gòu)件，用以水平地支撐晶圓狀被處理體，其特征為包含以下步驟制作具有圓弧狀橫剖面、外周半徑比所述被處理體的半徑還大、且內(nèi)周半徑還小的支柱構(gòu)件的步驟；使用兩支以上該支柱構(gòu)件而圓筒狀地配置于所述頂板與底板之間并加以固定的步驟；以及對于各支柱構(gòu)件形成槽，同時在內(nèi)側(cè)形成沿著下面周邊部支撐所述被處理體所用的圓弧狀支撐部的步驟。
依照如此方法，可有效率地制造本發(fā)明的熱處理用立式晶舟，并可將制造成本抑制成較低。
具體來說，制造所述的本發(fā)明的熱處理用立式晶舟的方法，其中，包含以下的步驟制造具有所述圓弧狀橫剖面、外側(cè)形成梁的支柱構(gòu)件的步驟；使用具有所述圓弧狀橫剖面的兩支以上的支柱構(gòu)件，圓筒狀地配置并固定在與底板之間的步驟；對于各支柱構(gòu)件，使用半徑比所述支柱構(gòu)件的內(nèi)周半徑還大，且比成為所述梁的部分的外周半徑還小的圓周刀，從須插入所述被處理體的方向切削而形成槽，同時在內(nèi)側(cè)形成所述圓弧狀支撐部，并且貫穿所述梁以外的部分的步驟。
依照如此方法，相向配置兩支支柱構(gòu)件，可有效率地制造圓弧狀的支撐部與各支柱構(gòu)件整體形成的熱處理用立式晶舟，并可將制造成本抑制成更低。
又，另外方法，其中，包含以下步驟制造所述圓弧狀橫剖面，且有梁形成于外側(cè)的支柱構(gòu)件的步驟；使用兩支以上該支柱構(gòu)件而圓筒狀配置并固定于所述頂板與底板之間的步驟；對于各支柱構(gòu)件，使用半徑比所述支柱構(gòu)件的內(nèi)周半徑還大，且比成為所述梁的部分的外周半徑還小的圓周刀，從須插入所述被處理體的方向切削而形成槽，同時在內(nèi)側(cè)形成所述圓弧狀支撐部，又貫穿所述梁以外的部分的步驟。
依照如此方法，通過圓周刀，可一次地形成插入晶圓所用的槽，支撐晶圓的周邊部所用的支撐部，又確保環(huán)境氣體的通氣等所用的貫穿孔等，可將制造成本抑制成更低。本發(fā)明的熱處理用立式晶舟，其構(gòu)成圓筒狀地配置有兩支以上的支柱構(gòu)件，這些支柱構(gòu)件與形成有所述槽且內(nèi)側(cè)呈圓弧狀的支撐部整體形成。
若為如此熱處理用晶舟，則不必另外準(zhǔn)備圓弧狀或環(huán)狀輔助夾具；而沿著晶圓周邊部可支撐在廣泛領(lǐng)域，還有以用較少材料就可較容易地制造，因而價格低廉。
又，槽的間隔，支撐部的厚度是可制成與通常的短指狀型的熱處理用立式晶舟相同程度，支撐部是可保持高面精確度與高強(qiáng)度。因此，例如熱處理硅晶圓時，若使用本發(fā)明的熱處理用晶舟，則可保持高生產(chǎn)力，又，可以以低成本、且可以生產(chǎn)幾乎沒有滑動轉(zhuǎn)換位置或是背面?zhèn)鄣慕?jīng)退火處理的晶圓。


圖1表示本發(fā)明的熱處理用立式晶舟的實施例的立體示意圖；圖2表示圖1的熱處理用晶舟的槽形成加工前的剖面圖；圖3表示圖1的熱處理用晶舟的槽形成加工后的剖面圖；圖4表示說明熱處理用晶舟的槽形成加工的立體示意圖；圖5表示圖1的熱處理用晶舟的貫穿孔形成后的剖面圖，圖6是擴(kuò)大表示以圖5的C所圍繞的支撐部的端部的立體示意圖；圖7表示本發(fā)明的熱處理用立式晶舟的其它例的剖面圖；圖7(a)表示槽形成加工前的示意圖；圖7(b)表示槽形成加工后的示意圖；圖8表示立式熱處理爐的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9表示傳統(tǒng)的熱處理用立式晶舟的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9(a)表示前視圖；圖9(b)表示橫方向剖面圖(支撐晶圓的狀態(tài))；圖10表示搬運夾具的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10(a)表示撈起方式的示意圖；圖10(b)表示吸附方式的示意圖；圖11表示晶圓周邊部支撐用輔助夾具的例子的立體示意圖；圖11(a)表示圓弧狀輔助夾具的示意圖；圖11(b)表示其階段差的環(huán)狀的輔助夾具；
圖12表示在比較實驗2所使用的一體型熱處理用立式晶舟的結(jié)構(gòu)剖面圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下1、16a 頂板2、16b 底板3、4支柱構(gòu)件5 貫穿孔(通氣口)6、12 支撐部8、15 槽9 開口部(缺口部)10、11 熱處理用立式晶舟14 支柱20 熱處理爐22 反應(yīng)室24 加熱器26 氣體導(dǎo)入管28 氣體排氣管30 圓周刀31、32 夾具33 (熱處理用晶舟，晶舟)34、35 縱槽36 晶圓支撐部37 圓弧狀輔助夾具38 環(huán)狀輔助夾具39 階段差43 支柱構(gòu)件43a、43b支柱部44 支柱構(gòu)件44a、44b支柱部
45 貫穿孔46 支撐部49a、49b梁具體實施方式
以下，為較佳實施例，依據(jù)附圖具體地說明使用在熱處理硅晶圓時的本發(fā)明的熱處理用立式晶舟。
圖1概略地表示本發(fā)明的熱處理用立式晶舟的一實施例。該熱處理用晶舟10具有中心角大約120°的圓弧狀橫剖面的兩支支柱構(gòu)件3、4(在本發(fā)明中，稱為圓弧狀支柱構(gòu)件或是僅稱為支柱構(gòu)件)圓筒狀地相向配置于中空圓盤狀頂板1，及與該頂板1相向地平行配設(shè)的圓盤狀底板2之間并加以固定。對于該圓弧狀支柱構(gòu)件的大小(中心角的大小)或配置，考慮搬運夾具通過用的空間或環(huán)境氣體的通過用的空間的寬度加以設(shè)定。
在各支柱構(gòu)件3、4，形成有多個槽8而與支柱構(gòu)件3、4相同中心角的圓弧狀支撐部6。各槽8是對于支柱構(gòu)件3、4以等間隔直角地形成。又，在圖1中，省略記載晶舟10的中間部分的支撐部分6。在該熱處理用晶舟10中，在相向的各支柱構(gòu)件3、4之間，朝垂直方向適當(dāng)形成有開口部(缺口部)9，插入晶圓的一側(cè)是與晶圓不會接觸地形成有比經(jīng)熱處理的晶圓的直徑還寬的寬度的槽8。由此，移載晶圓時，搬運夾具不會干擾地可通過兩支支柱構(gòu)件之間。
另一方面，在各支柱構(gòu)件3、4的圓弧的大約中央，及插入晶圓的一側(cè)的相反側(cè)，朝垂直方向形成有支柱的部分(支柱部3a、3b、4a、4b)，而在各支柱3a、3b之間形成有貫穿孔5。貫穿孔5用作為通氣口，熱處理中可快速地進(jìn)行環(huán)境氣體的流通或熱移動，可確實地進(jìn)行晶圓全面的均勻處理。又，由于貫穿孔(通氣口)5是分別形成在與各支柱構(gòu)件3、4的各槽8相同高度，因而在各支撐部6除了支柱構(gòu)件3、4間之外沒有缺口部。因此，晶圓是沿著下面周緣通過兩個圓弧狀支撐部所支撐，可有效果地防止發(fā)生滑動。
又，對支撐支撐部6的晶圓之面6a進(jìn)行斜角加工較為理想。
以本發(fā)明的晶舟10的圓弧狀支撐部6來支撐晶圓的下面周邊部，以非?？焖俚刈兓郎厮俣然蚪禍厮俣鹊姆绞絹磉M(jìn)行嚴(yán)格的熱處理時，會留下支撐面的的微小凸部產(chǎn)生點接觸，或在熱處理時晶圓彎曲時，特別是，也可能在支撐部6的端部或內(nèi)周角部發(fā)生點接觸，而發(fā)生滑動。
因此，為了在嚴(yán)格熱處理條件下也可確實地防止發(fā)生滑動，所以較佳是研磨支撐面使的平滑，將支撐面的邊緣部進(jìn)行斜角加工，特別是如圖6所示，將支撐部6的端部6b或內(nèi)角部6c弄圓而制成不會產(chǎn)生點接處。
又，支撐部6的支撐面6a可以形成朝內(nèi)側(cè)并往下方傾斜。即使以本發(fā)明的晶舟10沿著下面周邊部支撐晶圓時，在距與支撐部6接觸的外周數(shù)毫米寬度的領(lǐng)域發(fā)生多少背面?zhèn)?，然而并不是將支撐?a制成水平面，晶舟10的內(nèi)側(cè)為如盤的邊緣，形成具朝下方傾斜的錐角，僅以邊緣部或邊緣部近旁支撐晶圓，可更減低背面?zhèn)?。如此本發(fā)明的熱處理用晶舟10，由于在支柱構(gòu)件3、4一體地形成有圓弧狀支撐部6，因而不必另外使用圓弧狀輔助夾具等也可沿著晶圓的下面周邊部廣泛地支撐。又，由于各支柱部3a、3b、4a、4b與支撐部6成為一體加以固定，因而支撐部6是可保持高面精確度與高強(qiáng)度。又，槽間距是可制成與通常的短指狀型的熱處理用晶舟相同程度，也不會減少分批熱處理片數(shù)。
又，除了不需要輔助夾具之外，由于還組合圓弧狀支柱構(gòu)件3、4，因而與在一個圓筒構(gòu)件形成縱橫槽而加以制造時相比，使得材料費等，制造成本變低，價格低廉。
又，如所述地作為相向配置的支柱構(gòu)件3、4，也可以具有更窄或更寬的中心角，例如形成有60°以上170°以下的圓弧狀支撐部6為佳。但是，圓弧狀的支撐部較大的話，因為可以使晶圓的負(fù)荷分散而抑制發(fā)生滑動。又，使用撈起方式的晶圓搬運夾具31時，需要兩處相向的缺口部，其中通過所述相向配置的兩支支柱構(gòu)件，具有可以容易地進(jìn)行晶圓移送的優(yōu)點。又，當(dāng)然也可使用吸附方式的搬運夾具。
如此熱處理用晶舟10的制造方法是并未特別加以限定，其中通過以下的方法可較容易地制造。
圖2至圖5表示熱處理用晶舟10的制造方法的一個例子。
首先，除了頂板1與底板2之外，支柱構(gòu)件3、4具有表示于圖2中的圓弧狀橫剖面，其外周半徑，與頂板1，底板2的半徑大約相同，比熱處理的晶圓的半徑還大，另一方面，其內(nèi)周半徑是制作比晶圓的半徑還小的支柱構(gòu)件3、4。圓弧的中心角θ考慮晶圓的搬運夾具的形狀等而決定，例如在以夾具撈起晶圓的下面并搬運時，較佳是，制成具有中心角θ為大約120°的圓弧狀橫剖面的支柱構(gòu)件3、4。
這些頂板1、底板2、及圓弧狀支柱構(gòu)件3、4本體的制造方法是并未特別加以限定，其中硅晶圓的熱處理用晶舟10時，例如使用石英玻璃，單晶硅，多晶硅等作為材料，可以防止晶圓的污染，特別是若為以碳化硅(SiC)等的陶瓷材料作為基材，除了防止污染之外，耐熱性也極為優(yōu)異，乃是較佳。
又，有關(guān)于支柱構(gòu)件，若如所述的中心角大約120°的支柱構(gòu)件，例如分別垂直地三等分成形的兩個圓筒就可得到三組(熱處理用晶舟三個分量)的支柱構(gòu)件3、4，而可將材料成本抑制成較低。
然后，將所制作的兩個圓弧狀支柱構(gòu)件3、4，相向配置于頂板1與底板2之間成為如圖2所示，橫剖面的圓弧互相向而形成圓筒狀，分別固定于頂板1與底板2。固定方法并未特別地加以限制，例如使用黏合劑黏著、嵌入、螺絲固定等任何方法都可以。
在頂板1與底板2之間固定圓弧狀支柱構(gòu)件3、4的后對于支柱構(gòu)件3、4，從須插入晶圓的方向切削而形成槽8，同時在內(nèi)側(cè)形成圓弧狀支撐部6。如此槽加工，裝設(shè)有比支柱構(gòu)件3、4的外周半徑還小，而比需熱處理的晶圓半徑還大的圓盤狀圓周刀(鉆石切斷機(jī))30的切槽加工機(jī)可以適合使用。欲形成槽8時，從兩支支柱構(gòu)件間的缺部且朝晶舟10的中心軸G切削，切入槽8一直到晶舟10與圓周刀30的中心軸一致為止。借此，如圖3的橫剖面以及圖4的立體圖所示，在各支柱構(gòu)件3、4形成有槽8，而在插入圓周刀30的一側(cè)形成有比晶圓的直徑還寬的橫寬度的槽8，同時在各支柱構(gòu)件3、4內(nèi)側(cè)形成有內(nèi)徑比晶圓的直徑還小，而外徑是還大的圓弧狀支撐部6。
對于各支柱構(gòu)件3、4，如前所述，在預(yù)定高度形成槽8之后，從其它方向也從相同高度進(jìn)行切削使的貫穿。例如圖5所示，以具有較小半徑的圓周刀從各支柱構(gòu)件3、4的外周側(cè)切削形成貫穿孔5，制成分別留下支柱的部分(支柱部)3a、3b、4a、4b。如此地在與各槽8相同高度形成貫穿孔5時，則如前所述的熱處理中，作為促進(jìn)環(huán)境氣體的流通的通氣口，而也促進(jìn)熱移動，因而對于晶圓，可施加均勻性熱處理。又，如所述地若各別地形成貫穿孔5，則可形成不會斷絕各支撐部6而在與各槽8相同高度可形成通氣口5。
如此貫穿孔(通氣口)的形狀是并未特別加以限定，在與槽8相同高度制成圓形狀、方形狀都可以，然而如前所述，在與從插入晶圓的方向所形成的槽8相同高度位置，從另一方向也進(jìn)行切槽使之貫穿，可簡單地形成寬廣的貫穿孔5。又，作為如所述的形成槽8或貫穿孔5的手法，并不被限定于鉆石切斷機(jī)的圓周刀30的切槽加工機(jī)，若為以同樣精確度可同樣地加工，則使用雷射加工機(jī)，高壓噴射流，車床等方法也可以。
又，為了有效果地抑制發(fā)生來自支撐部6的端部，在處理時當(dāng)晶圓彎曲時不會產(chǎn)生點接觸，如圖6所示，在支撐部6的支撐面?zhèn)鹊亩瞬?b或內(nèi)側(cè)角部6c等施以斜角加工制成且弄圓較有效。施以如此斜角加工，可有效果地防止發(fā)生滑動。
而且，圖7(a)、7(b)表示本發(fā)明的熱處理用晶舟的其它制造方法的示意圖。
首先，如圖7(a)的橫剖面圖所示，制作具有圓弧狀橫剖面，在外側(cè)形成有梁的支柱構(gòu)件43、44。各支柱構(gòu)件43、44是在各該圓弧的大約中央與在一端位于構(gòu)件的長度方向形成有兩支梁49a、49b，而成為梁49a、49b突出的外周半徑是制成與頂板1，底板2的半徑大約相同，梁以外部分的外周半徑，是制成比頂板1等的半徑還小，且比晶圓的半徑還大。
將如此形狀的支柱構(gòu)件43、44相向配置于頂板1與底板2之間并圓筒狀地加以固定。隨后，對于各支柱構(gòu)件43、44，使用半徑比支柱構(gòu)件43、44的內(nèi)周半徑還大，且比梁49a、49b的部分的外周半徑還小的圓周刀，如圖7(b)所示，從須插入晶圓的方向切削以形成糟。特別是圓周刀的大小是設(shè)定成與除了支柱構(gòu)件43、44的梁49a、49b的外周半徑相同或稍大(切削成一直到與梁49a、49b的境界部分為止的大小)為較佳。如此，在各柱構(gòu)件43、44的內(nèi)側(cè)形成有圓弧狀支撐部，并貫穿梁以外的部分。
進(jìn)行如此一次切槽加工，就可由相同原材料同時地形成與支柱部43a、43b、44a、44b整體成形的圓弧狀支撐部46，及貫穿孔45。也即，未被削的梁49a、49b的部分發(fā)揮支撐晶舟整體的支柱的作用，而在支柱構(gòu)件43、44形成槽所留下的內(nèi)側(cè)部分成為支撐領(lǐng)域特別廣的圓弧狀晶圓支撐部46。又，形成于各支柱部43a、43b、44a、44b之間的貫穿孔45是功能為通氣口。
又，此時貫穿孔(通氣口)45是分別形成在與各槽相同高度，而各支柱構(gòu)件43、44的支撐部46也不會斷絕之故，因而沿著下面周邊部通過兩個圓弧狀支撐部可支撐晶圓。
以上，說明了本發(fā)明的熱處理用晶舟與其制造方法的例子，然而本發(fā)明是并不被限定于這些構(gòu)想。
例如，使用三支以上中心角為20°以上100°以下的支柱構(gòu)件將這些圓筒狀地配置在頂板1與底板2之間，而使用與所述同樣的方法將各該圓弧狀的支撐部形成在各支柱構(gòu)件的內(nèi)側(cè)也可以。若將如此中心角較小的圓弧狀支柱構(gòu)件隔著預(yù)定間隔配置三個以上，則也可增加支W構(gòu)件間的缺口而可提升通氣性，又，中心角較小的支柱構(gòu)件是具有容易制作的優(yōu)點。
以下，說明本發(fā)明的實施例及比較例。
(實施例1)熱處理用立式晶舟的制造制作橫剖面的形狀為外側(cè)半徑165mm，內(nèi)側(cè)半徑147mm，中心角120°的圓弧狀，長度930mm的兩支碳化硅(SiC)構(gòu)件，作為支柱的構(gòu)件。接著，長度方向的端面的內(nèi)周側(cè)的角部(相當(dāng)于圖6的6c)，以R25進(jìn)行斜角加工。
分別使用SiC，制作外徑(直徑)330mm，內(nèi)徑(直徑)270mm，厚度4mm的中空圓盤作為頂板的構(gòu)件，又，制作直徑330mm、厚度5mm的圓盤作為底板的構(gòu)件。
將所述圓弧狀的兩支支柱構(gòu)件以碳黏合劑黏接于如此頂板與底板之間并加以固定。此時，如圖2所示，將各支柱構(gòu)件的外周與頂板/底板的外周成為一致，配置成各支柱構(gòu)件的相向的一端與晶舟的中心軸G所形成的角度A為60°后，為了使構(gòu)成整體成形的各構(gòu)件的SiC的晶界含浸Si，使其浸漬在熔融Si中。
槽的形成，為使用設(shè)置有直徑303mm的鉆石切割器圓周刀的槽切加工機(jī)。
首先，將所述整體成形的支柱構(gòu)件設(shè)定在槽切加工機(jī)，如圖3所示，使圓周刀的進(jìn)入方向，與晶舟的中心軸G，及支柱構(gòu)件的一端部a所形成的角度A/2成為30°。隨后將槽的垂直方向的寬度設(shè)定為6.6mm，將形成于槽間的支撐部的厚度設(shè)定為3.0mm，而將槽數(shù)設(shè)定為95個，通過插入圓周刀一直到圓周刀一直到圓周刀的中心與晶舟的中心軸G一致為止，對于各支柱構(gòu)件形成槽，同時在內(nèi)側(cè)形成圓弧狀支撐部。利用如此作業(yè)，如圖4所示，依次形成各槽。
然后，如圖5所示，圓周刀進(jìn)入方向，與晶舟中心軸G，及支柱構(gòu)件的一端a所形成的角度B成為85°般地將所述整體成形的構(gòu)件固定在槽切加工機(jī)。又，在此使用直徑200mm的圓周刀，對于支柱構(gòu)件，從須插入晶圓的方向而由與事先所形成的槽相同高度切削并使的實穿。如此，對兩支支柱構(gòu)件，分別形成橫寬為70mm的95個貫穿孔(通氣口)。
如上所述，形成槽后，在各支撐部的支撐面的邊緣部施以斜角加工，特別是支撐部的支撐面與端面所交叉的角部(圖6的6b)是進(jìn)行R15的斜角。
將經(jīng)由所述的一連串加工所制成晶舟形狀之物進(jìn)行酸洗滌之后，形成約100μm的SiC-CVD涂敷膜。該SiC-CVD涂敷膜的表面Ra大約1μm，因微小凸面所產(chǎn)生的點接觸有產(chǎn)生滑動之慮，因此對于支撐面，通過研磨進(jìn)行平滑化一直到Ra成為大約0.03μm為止。
(實施例2)熱處理用立式晶舟的制造制作剖面形狀為外側(cè)半徑154mm，內(nèi)側(cè)半徑147，中心角120°的圓弧狀，而長度為930mm的兩支碳化硅的(SiC)構(gòu)件作為支柱構(gòu)件。又，在各構(gòu)件的外側(cè)(外周面)，如圖7(a)所示，有外側(cè)半徑為165mm的梁的凸部形成在長度方向兩部位(圓弧的一端與大約中央)，而位于外周面的一端的梁為具有中心角15°的寬度，而中央附近的梁是具有中心角20°的寬度。將如此地所制作的兩支支柱構(gòu)件，圓筒狀地相向配置在外徑330mm，內(nèi)徑270mm，厚度4mm的SiC制中空圓盤的頂板，及直徑330mm，厚度5mm的SiC制圓盤的底板之間，并使用黏合劑固定。此時，如圖7(a)所示，將各支柱構(gòu)件的梁部分的外周與頂板/底板的外周制成一致，而將各支柱構(gòu)件的面對面的一端對位成與晶舟的中心軸G分別連結(jié)所形成的角度A為60°然后，將經(jīng)整體成形的構(gòu)件浸漬于熔融Si，而在SiC的晶界浸漬Si。槽的形成，為使用裝設(shè)有直徑310mm的鉆石切割器圓周刀的槽切加工機(jī)。如所述地將整體成形的構(gòu)件設(shè)定在槽切加工機(jī)成為圓周刀進(jìn)入方向，與晶舟中心軸G，及支柱構(gòu)件的一端a所形成的角度A/2成為30°，將槽的垂直方向的寬度設(shè)定為6.6mm，將形成于槽間的支撐部的厚度設(shè)定為3.0mm，而將槽數(shù)設(shè)定為95個。又，插入圓周刀一直到圓周刀的中心與晶舟的中心軸G一致為止，如圖7(b)所示地形成槽，同時在內(nèi)側(cè)形成晶圓支撐部，又在各構(gòu)件的梁之間形成貫穿孔(通氣口)又，支撐部的支撐面與端面交叉的角部是進(jìn)行R15的斜角利用所述一連串的加工制成晶舟形狀之后，進(jìn)行酸洗滌，形成約100μm的SiC-CVD涂敷膜，并通過研磨進(jìn)行平滑化一直到支撐面成為Ra大約0.03μm為止。
(實驗)硅晶圓的熱處理準(zhǔn)備直徑300mm，厚度779μm的鏡面研磨的硅晶圓作為熱處理的晶圓。
在熱處理用晶舟，使用真有在實施例1所制造的如圖1所示的圓弧狀支撐部的熱處理用立式晶舟10。
在該晶舟，載置95片晶圓，使晶圓的下面周邊部均等地接觸于圓弧狀支撐面，并搬進(jìn)如圖8所示的熱處理爐內(nèi)。在爐內(nèi)，氬環(huán)境中，進(jìn)行1200℃1小時的熱處理。
熱處理后，從熱處理爐搬出晶舟，對于除了從上方10片與從下方10片晶圓以外的75片晶圓，使用目視及X線Lang法來確認(rèn)滑動轉(zhuǎn)換位置的發(fā)生狀況。
結(jié)果，在目視及X線Lang法的任一方法，滑動轉(zhuǎn)換位置是并未被觀察到。
(比較實驗1)使用如圖9所示的通常熱處理用立式晶舟(短指狀型)，制成與所述實驗同樣來進(jìn)行硅晶圓的熱處理。
熱處理后，使用目視及X線Lang法來觀察滑動轉(zhuǎn)換位置的發(fā)生狀況，通過目視可清楚認(rèn)識滑動轉(zhuǎn)換位置的發(fā)生的晶圓存在很多，以X線Lang法進(jìn)行評價的滑動轉(zhuǎn)換位置發(fā)生率為90％以上，而在所有晶圓確認(rèn)滑動轉(zhuǎn)換位置。
(比較實驗2)如圖12的概略剖面圖所示，使用對于成為晶舟本體一支圓筒，通過將縱槽34、35形成于垂直(軸方向)，沿著上下方向分別設(shè)置一定寬度的搬運夾具通過用與環(huán)境氣體通氣用的開口部(缺口部)34、35的一體型熱處理用立式晶舟33，制成與所述實驗同樣來進(jìn)行硅晶W的熱處理。
熱處理后，以目視及X線Lang法來觀察滑動轉(zhuǎn)換位置的發(fā)生狀況，通過自視也可確認(rèn)發(fā)生滑動轉(zhuǎn)換位置，又，以X線Lang法加以評價時，滑動轉(zhuǎn)換位置發(fā)生率是大約30％?；瑒愚D(zhuǎn)換位置發(fā)生率是與比較實驗1時相比還低，除了搬運夾具通過用的縱槽34之外，還通過沿著上下方向所形成的氣體通氣用的縱槽35而為了在晶圓支撐部36存在有多個部位的斷絕部分會促進(jìn)發(fā)生滑動。又，本發(fā)明是并不被限定于所述實施構(gòu)想。所述實施構(gòu)想僅是例示，若具有與記載于本發(fā)明的權(quán)利要求的技術(shù)思想實質(zhì)上相同的構(gòu)成，任何能發(fā)揮同樣的作用效果的改變也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍。例如圓弧狀支柱構(gòu)件的數(shù)量或中心角大小是并不被限定于實施例所述，考慮晶圓搬運夾具的形狀等而可適當(dāng)?shù)貨Q定。又，圓弧狀支柱構(gòu)件是分別組合中心角不相同也可以，支柱構(gòu)件間的間隔是分別不相同也可以。
權(quán)利要求
1.一種熱處理用立式晶舟，具有頂板、底板、以及固定于該頂板與底板之間的支柱構(gòu)件，并于該支柱構(gòu)件形成有多個槽，在各槽之間形成有支撐部，用以水平地支撐晶圓狀的被處理體，其中，所述支柱構(gòu)件具有圓弧狀的橫剖面，圓筒狀地配置有兩支以上的支柱構(gòu)件，這些支柱構(gòu)件與形成有所述槽且內(nèi)側(cè)呈圓弧狀的支撐部整體形成，所述晶圓狀被處理體從所述支柱構(gòu)件的槽插入，通過圓弧狀的各支撐部沿著下面周邊部支撐著。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理用立式晶舟，其中，所述支柱構(gòu)件兩支相向配置并形成有中心角為60°以上170°以下的圓弧狀的支撐部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理用立式晶舟，其中，所述支柱構(gòu)件配置有三支并形成有中心角為20°以上100°以下的圓弧狀的支撐部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一所述的熱處理用立式晶舟，其中，在上述支柱構(gòu)件，通氣口分別設(shè)在與所述各槽相同高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一所述的熱處理用立式晶舟，其中，所述熱處理用立式晶舟為硅晶圓熱處理用之物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一所述的熱處理用立式晶舟，其中，所述支撐部的支撐面的邊緣部是施以斜角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一所述的熱處理用立式晶舟，其中，所述熱處理用立式晶舟為硅晶圓熱處理用之物。
8.一種熱處理用立式晶舟的制造方法，該熱處理用立式晶舟具有頂板、底板、以及固定于該頂板與底板之間的支柱構(gòu)件，用以水平地支撐晶圓狀被處理體，其中包含以下步驟制作具有圓弧狀橫剖面、外周半徑比所述被處理體的半徑還大、且內(nèi)周半徑還小的支柱構(gòu)件的步驟；使用兩支以上該支柱構(gòu)件而圓筒狀地配置于所述頂板與底板之間并加以固定的步驟；以及對于各支柱構(gòu)件形成槽，同時在內(nèi)側(cè)形成沿著下面周邊部支撐所述被處理體所用的圓弧狀支撐部的步驟。
9.一種熱處理用立式晶舟的制造方法，制造根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一所述的熱處理用立式晶舟的制造方法，其中，包含以下步驟使用具有所述圓弧狀橫剖面的兩支以上的支柱構(gòu)件，圓筒狀地配置并固定在所述頂板與底板之間的步驟；對于所述支柱構(gòu)件，從須插入所述被處理體的方向切削形成所述槽，同時在內(nèi)側(cè)形成所述圓弧狀的支撐部的步驟；以及對于所述支柱構(gòu)件，從其它方向也從相同高度切削并加以貫穿的步驟。
10.一種熱處理用立式晶舟的制造方法，制造根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述的熱處理用立式晶舟的制造方法，其中，包含以下的步驟制造具有所述圓弧狀橫剖面、外側(cè)形成梁的支柱構(gòu)件的步驟；使用具有所述圓弧狀橫剖面的兩支以上的支柱構(gòu)件，圓筒狀地配置并固定在所述頂板與底板之間的步驟；對于各支柱構(gòu)件，使用半徑比所述支柱構(gòu)件的內(nèi)周半徑還大，且比成為所述梁的部分的外周半徑還小的圓周刀，從須插入所述被處理體的方向切削而形成槽，同時在內(nèi)側(cè)形成所述圓弧狀支撐部，并且貫穿所述梁以外的部分的步驟。
全文摘要
一種熱處理用立式晶舟10，具有頂板1、底板2、以及固定于該頂板與底板之間的支柱構(gòu)件，并于該支柱構(gòu)件形成有多個槽8，在各槽之間形成有支撐部，用以水平地支撐晶圓狀的被處理體，其中所述支柱構(gòu)件具有圓弧狀的橫剖面，圓筒狀地配置有兩支以上的支柱構(gòu)件3、4，這些支柱構(gòu)件與形成有所述槽且內(nèi)側(cè)呈圓弧狀的支撐部6整體形成，所述晶圓狀被處理體從所述支柱構(gòu)件的槽插入，通過圓弧狀的各支撐部沿著下面周邊部支撐著。借此，可以提供一種熱處理用立式晶舟，能夠有效果地防止在熱處理中的晶圓等產(chǎn)生滑動，且材料費用低廉，且可較容易地制造得到。
文檔編號H01L21/683GK1823407SQ20048002007
公開日2006年8月23日 申請日期2004年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月16日
發(fā)明者小林武史 申請人:信越半導(dǎo)體股份有限公司