半导体晶片用热处理夹具制造技术

一种半导体晶片用热处理夹具，是在其上面搭载半导体晶片并进行热处理的圆盘形状的热处理夹具，通过使其厚度在１．０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下，且使与所述晶片接触的面的表面粗糙度（Ｒａ值）为０．１μｍ以上，１００μｍ以下，对在同心圆方向以及直径方向其平坦度进行规定，或者代替所述平坦度，通过多点平面度测定对在各个区域的最大高度进行测定，使与所求出的假想平均值面的差值在５０μｍ以下，从而能够降低因半导体晶片与热处理夹具的粘合而产生的划伤。这样，即使在对自重应力较大的半导体晶片进行热处理的情况下，也能够有效防止划伤的产生，能广泛应用作为稳定的半导体基板用的热处理夹具。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种纵型热处理炉的热处理板中采用的热处理夹具，更详细来说，涉及一种在以高温对大直径的半导体晶片进行热处理时，能够降低作为结晶缺陷产生的划伤(slip)的半导体晶片用热处理夹具。
技术介绍
由LSI器件制作流程处理的半导体晶片，由在氧化、扩散以及成膜等工序中，反复进行高温热处理而制作。其热处理时，若在半导体晶片的一个面内，产生不均等的温度分布，则随之半导体晶片中也会产生热应力。另一方面，根据半导体晶片的支撑方法，会产生因晶片重量引发产生的应力(以下仅称作“自重应力”)。以往的热处理用板中，在作为仅支撑硅晶片的外围部的方式的情况下，若对直径300mm的半导体晶片进行热处理则自重应力的影响非常显著，使用非常困难。另外可知，上述的热应力或自重应力在热处理中会对半导体晶片内引起称作划伤(slip)的结晶缺陷。划伤成为LSI器件的泄漏电流增加或半导体晶片平坦性劣化的原因。要确保半导体晶片的品质特性，为了降低划伤的产生，较重要的是使这些热应力或自重应力变小。在半导体晶片的热处理时，纵型热处理炉由于可使设置空间变小，适于对大口径的半导体晶片进行大量的热处理，因此被采用作为在半导体晶片的各种热处理中使用的装置。图1为表示在纵型热处理炉中使用的半导体晶片用热处理板的构成例的图。热处理板1由3根以上的支柱3和该对该支柱3由上下位置固定的上部端板5、以及下部端板6构成，并设置开口部2。在上述支柱3上排列设置晶片支撑部4，从开口部2一侧将半导体晶片载置在晶片支撑部4上之后，插入纵型热处理炉进行给定的热处理。如图1所示，由于热处理板1由间隔配置的上下一对端板5、6，和将两者联结的多根支柱3构成，因此需要将半导体晶片载置在晶片支撑部4上，并且设置用于取出的开口部2。因此，通常为了在开口部2一侧设置的2根支柱3，容易载置或者取出半导体晶片，因此以与半导体晶片的直径相当的程度间隔配置。在小口径的半导体晶片的热处理时，采用上述图1所示的热处理板1，由3点或者4点程度的多个点对晶片背面的外围部进行支撑的方式已被广泛使用。然而，若随着近年来半导体晶片的大口径化，使随之产生的自重应力大幅增大了，则在采用如上述图1所示的热处理板1由3点或者4点程度对晶片背面的外围部进行支撑的方式中，与在支撑位置的自重应力的增大配合，会显著促使自重应力的不均匀分布，并产生划伤。因此，最近为了降低随着半导体晶片的大口径化产生的划伤，公开了一种由多个点支撑半导体晶片的背面内部的夹具，以及通过与半导体以环形状接触或者面接触而支撑的夹具构造。例如，在特开平10-270369号公报中，公开了一种在环形状(马蹄形)支撑夹具的表面设置与外围或者内围可连通的凹部，或者形成多个贯通孔的晶片支撑夹具。根据该支撑夹具，在移动晶片时，在支撑夹具的外围部存在的气体被吸收，通过多个凹部或者贯通孔使在晶片和支撑夹具的接触部分有气体流通，不会使晶片粘在支撑夹具上。并且，特开平11-3865号公报中，公开了一种由2根呈1对的横梁以所需的间隔设置1组或者多组在支柱的长度方向上水平保持多个的晶片载入用板。然后，通过调整该2根横梁的间隔，从而极力抑制晶片的折弯，防止划伤。还有，在特开平10-321543号公报中，公开了一种为了防止硅晶片和圆盘形状或马蹄形状的晶片支撑体(热处理夹具)的粘合，而对表面粗糙度进行规定的晶片支撑体。然而，按照所公开的支撑夹具那样，通过使用对与晶片的接触方式进行变更的热处理夹具，从而产生新的问题。即，由于半导体晶片的背面和支撑夹具接触，各自的变形被限制，给半导体晶片新附加超过热应力或者自重应力那样的较大应力，并由这个原因导致产生划伤。新的产生划伤的要素，是由于热处理夹具本身的加工精度引起的，尤其，较大程度依赖于在半导体晶片的背面和支撑夹具接触的区域的表面平坦度和表面粗糙度。然而，在上述特开平10-270369号公报、特开平11-3865号公报以及特开平10-321543号公报中公开的支撑夹具中，虽然有关于一部分的表面粗糙度的记载，但并没有关于与划伤降低的关系的说明，并且没有与支撑夹具等的平坦度相关的记载。另一方面，在特开2003-197722号公报中，公开一种对表面粗糙度以及平面度进行规定，且其形状为具有在晶片保持面以同心圆状形成的多个贯通孔并对在晶片保持面的贯通孔的总面积进行规定的环形状(含马蹄形状)的热处理用夹具。并且，该公报中，优选表面粗糙度Ra为0.1～0.7μm，平面度为50μm。然而，在假定以直径300mm的半导体晶片为对象的热处理用夹具的情况下，若要确保保持该晶片的区域其所有平面度都在50μm以下，则需要高精度的加工，不仅增大制作成本，且在加工精度方面现实的制作条件不可能实现。如前述，在随着半导体晶片的大直径化而开发的支撑晶片背面内部的构造的夹具中，产生出现新的划伤的因素，其较大程度依赖于在所接触区域的平坦度和表面粗糙度。还有，根据本专利技术者的研究明白，即使在对平坦度或表面粗糙度以给定条件进行管理的情况下，热处理夹具的表面也未必是平坦的，还会在表面存在因起伏或表面粗糙度产生的凹凸，产生因给其中一部分的凸部施加的自重应力而引起的划伤。
技术实现思路
本专利技术，就是以这样的研究结果为前提，其目的在于提供一种热处理夹具，用于解决以往的热处理夹具所包含的问题点，改善热处理夹具在与半导体晶片的背面接触的区域的平坦度以及表面粗糙度，进一步限制因表面起伏或表面粗糙度引起的凸部，有效地降低划伤的产生。本专利技术者，为了解决上述问题点，采用纵型热处理炉的热处理板进行各种热处理，关于热处理夹具中的平坦度、表面粗糙度、以及夹具表面的局部凹凸的各种研究结果，可得到下述(a)～(d)的见解。(a)通过对热处理夹具的厚度进行规定，从而改善热处理夹具的翘曲引起的平坦度，同时防止因自重应力产生的热处理夹具的折弯，并且防止随着表面加工产生的畸变。但是，需要注意的是，若热处理夹具变厚，则夹具的热容量变大热处理炉内的升·降温特性劣化，并且因半导体晶片投入件数的减少使生产性降低。(b)通过对热处理夹具中的平坦度进行规定，对表面粗糙度进行适当调整，从而通过改善半导体晶片和热处理夹具的接触状况，而防止两者的粘合。(c)通过在热处理夹具对半导体晶片进行接触保持的区域，附加多个凸部区域，从而能够缓和自重应力和热应力。(d)通过对热处理夹具的表面进行SiC涂敷，即使在热处理时采用氧化气氛在半导体晶片的表面生长氧化保护膜的情况下，也能够防止生长的氧化保护膜与热处理夹具的表面黏着。本专利技术，为基于上述见解完成的，以下的(1)～(5)的半导体晶片用热处理夹具为要旨。(1)一种半导体晶片用热处理夹具，为在其上面搭载半导体晶片进行热处理的圆盘形状的热处理夹具，其特征在于，圆盘形状的直径为所搭载的半导体晶片直径的60％以上，其厚度为1.0mm以上、10mm以下，与上述半导体晶片接触的面的表面粗糙度(Ra值)为0.1μm以上、100μm以下，其平坦度，在同心圆方向的平坦度为0.1mm以上，且直径方向的平坦度为0.2mm以下(以下称作“第1热处理夹具”)。(2)一种半导体晶片用热处理夹具，为在其上面搭载半导体晶片进行热处理的圆盘形状的、热处理夹具，其特征在于，圆盘形状的直径为所搭载的半导体晶片直径的60％以上，其厚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体晶片用热处理夹具，是在其上面搭载半导体晶片并进行热处理的圆盘形状的热处理夹具，其特征在于，圆盘形状的直径是所搭载的半导体晶片直径的６０％以上，其厚度为１．０ｍｍ以上、１０ｍｍ以下，与所述半导体晶片接触的面的 表面粗糙度即Ｒａ值为０．１μｍ以上、１００μｍ以下，其平坦度是，在同心圆方向的平坦度为０．１ｍｍ以下，且直径方向的平坦度为０．２ｍｍ以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-4-2 099709/20031.一种半导体晶片用热处理夹具，是在其上面搭载半导体晶片并进行热处理的圆盘形状的热处理夹具，其特征在于，圆盘形状的直径是所搭载的半导体晶片直径的60％以上，其厚度为1.0mm以上、10mm以下，与所述半导体晶片接触的面的表面粗糙度即Ra值为0.1μm以上、100μm以下，其平坦度是，在同心圆方向的平坦度为0.1mm以下，且直径方向的平坦度为0.2mm以下。2.根据权利要求1所述的半导体晶片用热处理夹具，其特征在于，与所述半导体晶片接触的面的直径是该半导体晶片直径的60％以上。3.根据权利要求1所述的半导体晶片用热处理夹具，其特征在于，与所述半导体晶片接触的面为环形状，其外径为所述半导体晶片直径的60％以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的半导体晶片用热处理夹具，其特征在于，在与所述半导体晶片接触的面设置多个凸部区域，并使这些区域相对于晶片中心点对成配置。5.根据权利要求4所述的半导体晶片用热处理夹具，其特征在于，所述多个凸部区域的平面形状为，直径5.0mm以上、30.0mm以下的圆形。6.根据权利要求1～4中任一项所述的半导体晶片用热处理夹具，其特征在于，基材材料由硅浸渍碳化硅、碳化硅、多孔碳化硅、石英、硅、石墨、格...

【专利技术属性】
技术研发人员：足立尚志，
申请(专利权)人：株式会社上睦可，
类型：发明
国别省市：JP[日本]