專利名稱：硅片熱處理夾具和硅片熱處理方法
技術領域：
本發明涉及硅片熱處理夾具和硅片處理方法，尤其是涉及用于RTA等的合適的技術。
本申請要求2003年3月31日申請的特愿2003-097365號的優先權，將其內容引用到這里。
背景技術：
以往，作為將硅片快速加熱之后再快速冷卻的熱處理裝置，周知的有以碘鎢燈作為熱源的快速加熱裝置(RTA)。為了在快速加熱裝置的爐內將熱處理中的硅片的姿勢保持在水平狀態，例如，如專利文獻1的圖3(a)中所示那樣搭載有環狀的晶片夾100。
又，如專利文獻2所示，由數個點支持的類型的晶片夾也是公知的。
但是，在將晶片支承在水平狀態進行熱處理時，會產生滑動重排，存在著成品率降低的問題。產生滑動重排的原因是，在支承晶片的部分附加有晶片本身的重量，因此，因熱處理時所引起的晶片的彎曲現象和因熱膨脹的差異而在晶片與突起之間產生滑動摩擦，或在晶片的自重集中的部分產生應變，所以，認為在由各支承突起所支承的部分產生滑動重排。
現有的晶片夾都是為了減少滑動的產生，但是，在專利文獻2中，是以減少因取向平面的存在而引起的滑動位移為目的。
另外，無取向平面的晶片中，如非專利文獻1所示，作為與數個點支承的晶片夾的晶片支承位置相關的內容，文獻中這樣記載使支承點位于晶片半徑方向80～85％的位置，這樣，對減少滑動是比較理想的。
專利文獻1特開2002-134593號公報專利文獻2特開2002-170865號公報非專利文獻1Takeda，R.et.al J.Electrochem.Soc.，Vol.144，NO.10，October(1997)pp.L280-L282
但是，即使是無取向平面的晶片，將這種硅片載置在快速加熱裝置的晶片夾上，用1000℃以上的爐內溫度進行快速加熱時，晶片會產生滑動現象，仍然要求進一步減少滑動。
發明內容
本發明是鑒于上述情況開發成的，其目的是提供一種晶片熱處理夾具和熱處理方法，使從銷跡點進入的重排的自由深度比器件形成區間深，并且，使這種在晶片表面上沒有滑動的無滑動區域擴大到最大。
本發明的硅片熱處理方法是在熱處理爐內對硅片進行熱處理時的硅片熱處理方法，通過位于該硅片半徑的外側方向85～99.5％的范圍內的3個支承位置對硅片進行支承，由此而解決了上述課題。
本發明的硅片熱處理方法是具有相互隔開間隔地從支承框向中心點突出的3個支承臂部，而且，還具有向各支承臂部的上側突出的支承突起，將硅片載置在上述支承突起上、并在熱處理爐內進行熱處理時、利用硅片熱處理用3點支承件的硅片熱處理方法，上述支承突起全部位于硅片的同一圓周上時，上述支承突起全部位于硅片半徑的外側方向85～99.5％的范圍內，上述各支承臂部分別配置成相對于中心點構成120°的角度，由此而解決了上述課題。
本發明的硅片熱處理夾具設有支承框、相互隔開間隔地從該支承框向中心點突出的3個支承臂部、和向各支承臂部的上側突出的支承突起，上述各支承臂部分別配置成相對于中心點構成120°的角度，上述支承突起全部位于離開上述中心點的同一圓周上，而且，可設定成位于硅片半徑的外側方向85～99.5％的范圍內，由此而解決了上述課題。
本發明中，上述支承突起最好是可設定固定位置地固定在上述支承臂部上。
本發明的晶片可用上述晶片熱處理方法進行熱處理。
本發明的硅片熱處理方法，硅片支承位置全部配置成分別相對于中心點構成120°的角度，而且，設定在硅片半徑的外側方向85～99.5％的范圍內，因此，因支承突起碰觸而引起的從晶片里面開始的滑動位移的長度，可以只成長至對晶片表面的器件形成區間不產生影響的程度地設定得非常短。
這樣，可減少器件形成區間的滑動位移的產生、可防止晶片的成品率降低。
這里，在使支承突起的位置位于比硅片半徑的外側方向85％更內側的情況下，在器件廠家為了制作基板而使用的晶片內側，形成了與數個支承突起接觸的接觸傷痕，使成品率下降，而且，在具有相互隔有間隔地從支承框向中心點突出的3個支承臂部的類型的情況下，臂變長，不能保持水平狀態。另外，隨著長時間的使用，支承臂部的變形增大，更保持不了水平狀態。因此，面內載荷的平衡被破壞，因特定的支承突起而引起的滑動增大，所以不理想；在使支承突起的位置位于比硅片半徑的外側方向99.5％更靠外側的情況下，在載置有晶片時，由于沒有余量所以往往不能很好地載置。另外，在邊緣部分進行了指示的情況下，由于滑動進入邊緣使晶片容易產生裂紋，因此，不理想。
在相對于全部支承突起存在的、硅片的同一圓周上的支承突起的位置的中心角被設定在120°以外的情況下，由于晶片支承位置不是間隔120°，因此，各支承位置上的載荷平衡被破壞，特定的指示位置上的載荷增大，在該點上滑動位移長度變長，滑動位移往往穿通到表面。另外，在因面內的載荷平衡較差而使晶片支承間隔大于120°的情況下，晶片支承間隔較寬則晶片有可能傾斜或掉落，所以不理想。
本發明的硅片熱處理夾具在以相互構成120°角度的方式隔開間隔地從支承框向中央點突出的3個第1、第2和第3支承臂部的上側設有支承突起，各支承突起位于離開上述中心點的同一圓周上。并且，可設定在位于硅片半徑的外側方向85～99.5％的范圍內，因此，可使所有的硅片支承位置分別相對于中心點構成120°角度、且位于硅片半徑的外側方向85～99.5％的范圍內，所以，可將因支承突起碰觸而引起的滑動位移的長度設定得非常短、成為對晶片表面的器件形成區域不產生影響的程度。
本發明中，以可設定固定位置的方式將上述支承突起固定在上述支承臂部上，這樣，便可根據晶片的直徑尺寸、厚度尺寸、硬度·應力特性、熱特性等，設定晶片支承位置，可將因支承突起碰觸而引起的滑動位移的長度設定得非常矩、成為對晶片表面的器件形成區域不產生影響的程度。
具體地說，可以是將支承突起嵌合在設于支承臂部的規定位置上的固定孔內進行固定的結構等。
圖1是表示本發明的硅片熱處理夾具的一實施方式的俯視圖。
圖2是表示圖1的支承臂部的放大側視圖。
圖3是表示本發明的硅片熱處理方法和熱處理夾具的一實施方式的模式俯視圖。
圖4是熱處理爐的剖面圖。
圖5是表示本發明實施方式的支承突起位置(銷位置)與滑動全長的關系的曲線圖。
圖6是表示本發明實施例的支承位置70％處的晶片表面的狀態的圖像。
圖7是表示本發明實施例的支承裝置97％處的晶片表面的狀態的圖像。
具體實施例方式
以下，根據附圖對本發明的硅片熱處理夾具和硅片熱處理方法的一實施方式作說明。
圖1是表示本實施方式的硅片熱處理夾具的俯視圖，圖2是表示本實施方式的支承臂部的側視圖，圖3是表示本實施方式的支承突起與硅片的位置關系的模式俯視圖。
圖中，標記1是硅片熱處理夾具，標記10是支承框。
首先，本實施方式可適合直徑為150～400mm、較理想的為200～300mm的沒有取向平面的硅片。
本實施方式的硅片熱處理夾具1如圖1、圖2所示，設有具有相互大致垂直的邊的、俯視時呈コ字狀的支承框10、和第1支承臂部31、該第1支承臂部設在與該支承框10的開口部分對置的邊的中央，在支承框10上的除此之外的邊上，設有第2、第3支承臂部32、33。
第1、第2、第3支承臂部31、32、33，均與支承框10一體形成，支承框10和支承臂部31、32、33用石英或SiC形成，或用聚硅包覆SiC的表面而形成。其中，由于石英具有耐熱性、并不易成為污染源，所以是優選的。
支承臂部31、32、33位于包含支承框10的同一平面上，均以朝著支承框10的大致中心位置、即中心點C的方式、從支承框10向內側突出，支承臂部31、32、33以相對于該中心點C相互成120°角的方式，隔有間隔地設置。即，第2、第3支承臂部32、33被設成其基端與支承框10的邊構成120°(60°)角。
在支承臂部31、32、33的上側分別設有支承突起41、42、43，各支承突起41、42、43位于離中心點C的同一圓周C1上。并且，可設定成位于硅片W的半徑R的外側方向85～99.5％的范圍內。
這里，支承突起41、42、43的位置(銷位置)在硅片W的半徑R的外側方向85～99.5％的范圍如圖3所示，是指把位于圓周C1上時的位置稱作r/R×100(％)的位置，所述圓周C1是相對于硅片W的半徑R來說、離開中心C的距離為半徑r的圓周，為使該r/R×100的值在上述范圍內，支承突起位于從r0～r1的范圍。
具體地說，支承突起41、42、43如圖2所示，通過分別與設在各支承臂部31、32、33的延伸方向上的數個固定孔51、52、53嵌合，便可設定固定位置。
在支承臂部31上，數個固定孔51、51之間的間隔k被設成相等的，支承臂部32上的固定孔52、52和支承臂部33上的固定孔53、53也同樣構成。
支承突起41、42、43用石英或SiC形成，或用聚硅包覆SiC的表面而形成。其中，石英具有耐熱性、且不容易成為污染源，因此，作為材質來說是比較理想的。
這些支承突起41、42、43設定成相對于中心點C來說位于同一圓周C1上，并且，如圖3所示，在載置有硅片W時，設定成該圓周C1的半徑r位于硅片W的半徑R的85～99.5％的范圍內。這時，硅片W被載置成使其中心與中心點C一致。
同時，固定孔51、52、53的各間隔k被設定為r/R的5％左右的值。另外，圖中雖記載為在比85％更靠內側也設有固定孔51，但是，在能適應于應對尺寸不同的硅片W等的情況下，也可不設。
這里，在使支承突起的位置位于比硅片半徑的外側方向85％更靠內側的情況下，由于器件廠家為制作基板而在所使用的硅片內側形成有與數個支承突起接觸的傷痕。因此，成品率降低，而且，在具有相互隔有間隔地從支承框向中心點突出的3個支承臂部的類型的情況下，臂部變長而不能保持水平狀態。另外，隨著長時間的使用，支承臂部的變形增大，更不能保持水平狀態。因此，面內載荷的平衡被破壞，特定的支承突起上的滑動增大，所以不理想。在使支承突起的位置位于比硅片半徑的外側方向99.5％更靠外側的情況下，載置有硅片時，由于沒有余量，因此，往往不能很好的載置。另外，在邊緣部分進行了指示的情況下，滑動進入邊緣，硅片易產生裂紋，因此不理想。
本實施方式的硅片熱處理夾具1如圖3所示，是以支承突起41、42、43分別位于相對于晶片中心點C來說的同一圓周C1上的方式，將晶片W載置在支承突起41、42、43上而使晶片W水平地支承在夾具1上之后，再將該支承臂部1搬送到圖4所示的處理爐20內對晶片進行熱處理。這樣將硅片配置在3個硅片熱處理夾具1上時，即使進行熱處理也可減少發生在表面上的滑動位移。圖4中的標記21表示加熱燈、標記22表示高溫計。
本實施方式中熱處理爐是用單片式熱處理爐，但是，也可用于能處理數片的立式熱處理爐的テダ一ボ一ト等配置方法。
另外，支承臂部上的支承突起之間的間隔也可不是上述的r/R的5％的刻紋、而設成其他的值，而且，也可設定為非等間隔的值。
實施例下面，對本發明的實施例作說明。
<實施例>
準備了直徑φ200mm、厚度0.725mm的沒有取向平面的[凹口(notch)型的]硅片。
另外，圖1、圖3所示的支承突起41、42、43均位于具有和上述晶片W的中心同樣的中心C、且半徑為r的同一圓周C1上，而且，相對于上述晶片W的半徑R來說r/R的值，按每5％調整成位于65～90％的范圍及97％。載置在這樣配置的各硅片熱處理夾具1的支承突起上，將晶片W支承為水平狀態。將載有該晶片的硅片熱處理夾具1裝入圖4所示的處理爐20內，按爐內溫度1250℃、10秒的條件對晶片W進行了熱處理。
<比較評價>
這樣在用里側支承的狀態下進行RTA處理后，在表面側進行了Secco腐蝕的硅片上，觀察到在器件形成區域、即表面上產生的滑動位移。若位移未到達晶片表面，則用Secco腐蝕當然看不到位移坑。其結果中，r/R的值為70％的示于圖6，為97％的示于圖7。
這里，在支承突起位置(銷位置)為70％的圖6中，在圖像上拉的線是相對于表示位移位置的點、對各自的滑動進行了拉伸的線，以使它們的間隔變得最長，將該直線的長度作為滑動長度進行了測定。
接著，按每個晶片求出了圖6所示的滑動長度的累計長度(和)。其結果示于圖5。該值是對同一支承突起位置(銷位置)取數個晶片的結果的平均值。
<結果>
從圖5所示的結果可知，支承突起位置(銷位置)大于晶片半徑的85％時，滑動全長約為7mm以下，實際上可將晶片的成品率提高到不影響器件形成特性的程度。
尤其是在95％以上、更理想的是在97％左右，如圖7所示那樣表面上沒有滑動位移，可制造特性極好的晶片。
工業上的可利用性根據本發明的硅片熱處理方法和熱處理夾具，硅片支承位置全部配置成各自相對于中心點構成120°的角度，且設定在硅片半徑的外側方向85～99.5％的范圍內，這樣，因支承突起碰觸而引起的滑動位移的長度可以只成長到不影響晶片表面的器件形成區間的程度設定得非常短，因此，可減少器件形成區域的滑動位移的發生，可取得能防止晶片成品率下降的效果。
權利要求
1.一種硅片熱處理方法，是在熱處理爐內對硅片進行熱處理時的硅片熱處理方法，其特征在于，通過位于該硅片半徑的外側方向85～99.5％的范圍內的3個支承位置對硅片進行支承。
2.一種硅片熱處理方法，是具有相互隔開間隔地從支承框向中心點突出的3個支承臂部，而且，還具有向各支承臂部的上側突出的支承突起，將硅片載置在上述支承突起上、并在熱處理爐內進行熱處理時、利用硅片熱處理用3點支承件的硅片熱處理方法，其特征在于，上述支承突起全部位于硅片的同一圓周上時，上述支承突起全部位于硅片半徑的外側方向85～99.5％的范圍內，上述各支承臂部分別配置成相對于中心點構成120°的角度。
3.一種硅片熱處理夾具，其特征在于，設有支承框，相互隔開間隔地從該支承框向中心點突出的3個支承臂部，和向各支承臂部的上側突出的支承突起；上述各支承臂部分別配置成相對于中心點構成120°的角度；上述支承突起全部位于離開上述中心點的同一圓周上，而且，可設定成位于硅片半徑的外側方向85～99.5％的范圍內。
4.根據權利要求2所述的硅片熱處理夾具，其特征在于，上述支承突起固定在上述支承臂部上，可對固定位置進行設定。
5.一種晶片，其特征在于，用權利要求1或權利要求2記載的晶片熱處理方法進行了熱處理。
全文摘要
本發明提供一種硅片熱處理夾具和熱處理方法，在相互隔開間隔地從支承框向中心點突出的3個支承臂部的上側設有支承突起，在將硅片載置在上述支承突起上、在熱處理爐內進行熱處理時，支承突起全部在硅片的同一圓周上、且位于硅片半徑的外側方向85～99.5％的范圍內，各支承臂部分別配置成相對于中心點構成120°的角度，由此，使從銷跡點進入的位移的自由深度比器件形成區域深，而且，使這樣的晶片表面上沒有滑動的無滑動區域擴大到最大。
文檔編號H01L21/324GK1768421SQ200480008600
公開日2006年5月3日 申請日期2004年3月30日 優先權日2003年3月31日
發明者中田嘉信, 白木弘幸, 長谷川健 申請人:株式會社上睦可