(57)【要約】【課題】ＳｉＣウエハに電極材料を成膜するにあたりウエハ間で温度の均一性を向上することを目的とする。【解決手段】本発明に係るＳｉＣ半導体装置の製造方法は、（ａ）ＳｉＣウエハ２とＳｉＣウエハ２を載置したＳｉＣウエハ２より大口径のアダプタ１ａとからなる複数の単位処理構成要素を用意する工程と、（ｂ）複数の単位処理構成要素をロードロック室にセットする工程と、（ｃ）複数の単位処理構成要素の一つをロードロック室から成膜室に搬送し、成膜室でＳｉＣウエハ２に電極材料を成膜した後、成膜室からロードロック室に戻す工程と、（ｄ）複数の単位処理構成要素の別の一つをロードロック室から成膜室に搬送し、成膜室でＳｉＣウエハ２に電極材料を成膜した後、成膜室からロードロック室に戻す工程と、を備え、複数の単位処理構成要素の夫々のＳｉＣウエハ２に電極材料を成膜するまで工程（ｄ）を繰り返す。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ＳｉＣウエハと前記ＳｉＣウエハを載置した前記ＳｉＣウエハより大口径のアダプタとからなる複数の単位処理物を用意する工程と、
（ｂ）前記複数の単位処理物を成膜装置のロードロック室にセットする工程と、
（ｃ）前記複数の単位処理物の一つを前記ロードロック室から前記成膜装置の成膜室に搬送し、前記成膜室で前記ＳｉＣウエハに電極材料を成膜した後、前記成膜室から前記ロードロック室に戻す工程と、
（ｄ）前記複数の単位処理物の別の一つを前記ロードロック室から前記成膜装置の成膜室に搬送し、前記成膜室で前記ＳｉＣウエハに電極材料を成膜した後、前記成膜室から前記ロードロック室に戻す工程と、を備え、
前記複数の単位処理物の夫々の前記ＳｉＣウエハに前記電極材料を成膜するまで前記工程（ｄ）を繰り返す、
ＳｉＣ半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記アダプタの前記ＳｉＣウエハが載置される面は、前記アダプタの２つの主面のうち前記アダプタの反る方向に基づき選択された主面である、
請求項１に記載のＳｉＣ半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＳｉＣ半導体装置の製造方法においてＳｉＣウエハが載置されるアダプタであって、
前記ＳｉＣウエハの載置面には、前記載置面に載置される前記ＳｉＣウエハの外周より外側に突起が設けられる、
アダプタ。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のＳｉＣ半導体装置の製造方法においてＳｉＣウエハが載置されるアダプタであって、
前記複数のアダプタの各々は凹部を有し、
前記凹部の底面が前記ＳｉＣウエハの載置面となる、
アダプタ。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のＳｉＣ半導体装置の製造方法においてＳｉＣウエハが載置されるアダプタであって、
表面にブラスト加工による粗面化処理が施された、
アダプタ。
【請求項６】
請求項１又は２に記載のＳｉＣ半導体装置の製造方法においてＳｉＣウエハが載置されるアダプタであって、
中心に開口部を有する円環状であり、
前記開口部に面する内周側面はテーパーを有し、
前記内周側面に前記ＳｉＣウエハが載置される、
アダプタ。
【請求項７】
前記内周側面は、前記開口部の上部に面する上部内周側面と、前記開口部の下部に面する下部内周側面とを有し、
前記下部内周側面のテーパー角は前記上部内周側面のテーパー角より大きい、
請求項６に記載のアダプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＳｉＣ半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）またはＳｉＣ−ＳＢＤ（Schottky Diode）のウエハプロセス（ＷＰ）では、電極パッドとしてＡｌ，ＡｌＳｉ，ＡｌＳｉＣｕなどを成膜する。４インチのＳｉＣウエハにＡｌＳｉを形成する方法として、直径４インチのウエハ用または太陽電池プロセスを想定した１００ｍｍ角のウエハ用のスパッタ装置を使用する方法と、口径変換アダプタによって５，６，８インチといった大口径のシリコンウエハプロセスを想定したスパッタ装置を用いる方法とがある（例えば特許文献１）。最も単純な口径変換アダプタは８インチのシリコンのダミーウエハであり、ダミーウエハの上に４インチのＳｉＣの本番ウエハを載せ、反応室で１枚ないし数枚単位でバッチ処理を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３１７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
直径４インチのウエハ用または太陽電池プロセスを想定した１００ｍｍ角のウエハ用のスパッタ装置を用いて４インチのＳｉＣウエハにＡｌＳｉを成膜する場合、熱容量が小さいため、ウエハごとの処理温度を一定に保つことが困難である。そのため、ＡｌＳｉ膜の粒径サイズまたは表面モフォロジがウエハ間で大きくばらつき、後工程から要求される仕様を全てのウエハで同時に満たすことが困難だった。ここで、「後工程から要求される仕様」とは、例えばＷＰに続いてダイシングされたダイを、ダイボンドまたはワイヤボンドなどの工程で安定してチップ認識させるために、ＡｌＳｉ反射率に代表される光学特性を所定範囲に安定させるなどの仕様である。
【０００５】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、ＳｉＣウエハに電極材料を成膜するにあたりウエハ間で温度の均一性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るＳｉＣ半導体装置の製造方法は、（ａ）ＳｉＣウエハとＳｉＣウエハを載置したＳｉＣウエハより大口径のアダプタとからなる複数の単位処理物を用意する工程と、（ｂ）複数の単位処理物を成膜装置のロードロック室にセットする工程と、（ｃ）複数の単位処理物の一つをロードロック室から成膜装置の成膜室に搬送し、成膜室でＳｉＣウエハに電極材料を成膜した後、成膜室からロードロック室に戻す工程と、（ｄ）複数の単位処理物の別の一つをロードロック室から成膜装置の成膜室に搬送し、成膜室でＳｉＣウエハに電極材料を成膜した後、成膜室からロードロック室に戻す工程と、を備え、複数の単位処理物の夫々のＳｉＣウエハに電極材料を成膜するまで工程（ｄ）を繰り返す。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るＳｉＣ半導体装置の製造方法は、（ａ）ＳｉＣウエハとＳｉＣウエハを載置したＳｉＣウエハより大口径のアダプタとからなる複数の単位処理物を用意する工程と、（ｂ）複数の単位処理物を成膜装置のロードロック室にセットする工程と、（ｃ）複数の単位処理物の一つをロードロック室から成膜装置の成膜室に搬送し、成膜室でＳｉＣウエハに電極材料を成膜した後、成膜室からロードロック室に戻す工程と、（ｄ）複数の単位処理物の別の一つをロードロック室から成膜装置の成膜室に搬送し、成膜室でＳｉＣウエハに電極材料を成膜した後、成膜室からロードロック室に戻す工程と、を備え、複数の単位処理物の夫々のＳｉＣウエハに電極材料を成膜するまで工程（ｄ）を繰り返す。従って、ウエハ間で温度の均一性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ＳｉＣウエハに電極材料を成膜する工程を示すフローチャートである。
【図２】実施の形態１に係るアダプタにＳｉＣウエハを載置した状態の断面図である。
【図３】実施の形態１に係るアダプタにＳｉＣウエハを載置した状態の平面図である。
【図４】実施の形態２に係るアダプタにＳｉＣウエハを載置した状態の断面図である。
【図５】実施の形態２に係るアダプタにＳｉＣウエハを載置した状態の平面図である。
【図６】実施の形態３に係るアダプタにＳｉＣウエハを載置した状態の断面図である。
【図７】実施の形態４に係るアダプタにＳｉＣウエハを載置した状態の断面図である。
【図８】実施の形態４の変形例に係るアダプタにＳｉＣウエハを載置した状態の断面図である。
【図９】実施の形態５に係るアダプタにＳｉＣウエハを載置した状態の断面図である。
【図１０】実施の形態５に係るアダプタにＳｉＣウエハを載置した状態の平面図である。
【図１１】実施の形態５の変形例に係るアダプタにＳｉＣウエハを載置した状態の断面図である。
【図１２】実施の形態５の変形例に係るアダプタにＳｉＣウエハを載置した状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るＳｉＣ半導体装置の製造方法として、ＳｉＣウエハに電極材料を成膜する工程を示すフローチャートである。
【００１０】
まず、本番ウエハであるＳｉＣウエハをアダプタに載置する（ステップＳ１）。図２は、アダプタ１ａ上にＳｉＣウエハ２を載置した状態を示す断面図であり、図３はその平面図である。ここで、アダプタ１ａは８インチの多結晶ＳｉＣウエハとし、ＳｉＣウエハ２のサイズは４インチとする。ＳｉＣウエハ２に電極材料を成膜するにあたり、成膜装置にＳｉＣウエハ２よりも大口径のウエハ用のものを用いるため、口径変換用のアダプタ１ａを用いる。
【００１１】
次に、アダプタ１ａとＳｉＣウエハ２の組を成膜装置のロードロック室のカセットにセットする（ステップＳ２）。図２，３には１枚のアダプタ１ａと１枚のＳｉＣウエハ２からなる組を示しており、この組が単位処理物となるが、実際にはこの組が複数組、例えば数組から２５組程度用意されカセットにセットされる。アダプタ１ａは、１度に成膜装置で処理するＳｉＣウエハ２の枚数分だけ用意される。
【００１２】
次に、アダプタ１ａとＳｉＣウエハ２の組が１組ずつ成膜装置のロードロック室からスパッタ反応室すなわち成膜室に運搬され、スパッタ反応室でＳｉＣウエハ２上に電極材料が成膜される（ステップＳ３）。電極材料には、Ａｌ，ＡｌＳｉ，ＡｌＳｉＣｕなどを用いることができるが、ここではＡｌＳｉとする。なお、電極材料を成膜する前に、成膜装置でＴｉ膜及びＴｉＮ膜を連続成膜する工程を間に挟んでも良い。
【００１３】
成膜処理が終了した組がスパッタ反応室からロードロック室に運搬されると、次の組がロードロック室からスパッタ反応室に運搬されて順次成膜処理が行われる。仮に、アダプタ１ａを複数のＳｉＣウエハ２で使いまわすとすれば、複数のＳｉＣウエハ２の処理過程でアダプタ１ａに熱が蓄積され、後で処理されるＳｉＣウエハ２ほど高温のアダプタ１ａに載置されることになる結果、ＳｉＣウエハ２間で処理温度のばらつきが生じてしまう。しかし、実施の形態１に係るＳｉＣ半導体装置の製造方法によれば、１枚のＳｉＣウエハ２につき１枚のアダプタ１ａを用いるため、各ＳｉＣウエハ２は十分冷えたアダプタ１ａに載置されることになり、ＳｉＣウエハ２間で処理温度のばらつきを低減することができる。
【００１４】
最後に、成膜装置のロードロック室からＳｉＣウエハ２を取り出す（ステップＳ４）。なお、他のＳｉＣウエハ２と比べて処理中に異常に高い温度に到達したり一定温度以上の時間が異常に長くなったりしたＳｉＣウエハ２は、アダプタ１ａと熔着しやすい。しかし、上述したように本実施の形態では複数のＳｉＣウエハ２間で処理温度のばらつきが低減されるため、ＳｉＣウエハ２とアダプタ１ａとの溶着は少なく、従って、本工程ではＳｉＣウエハ２を簡単に取り出すことができる。
【００１５】
以上に説明したように、実施の形態１に係るＳｉＣ半導体装置の製造方法では、（ａ）ＳｉＣウエハ２とＳｉＣウエハ２を載置したＳｉＣウエハ２より大口径のアダプタ１ａとからなる複数の単位処理物を用意する工程と、（ｂ）複数の単位処理物を成膜装置のロードロック室にセットする工程と、（ｃ）複数の単位処理物の一つをロードロック室から成膜装置の成膜室に搬送し、成膜室でＳｉＣウエハ２に電極材料を成膜した後、成膜室からロードロック室に戻す工程と、（ｄ）複数の単位処理物の別の一つをロードロック室から成膜装置の成膜室に搬送し、成膜室でＳｉＣウエハ２に電極材料を成膜した後、成膜室からロードロック室に戻す工程と、を備え、複数の単位処理物の夫々のＳｉＣウエハ２に電極材料を成膜するまで工程（ｄ）を繰り返す、この方法により、成膜装置内で成膜処理を待機中の各ＳｉＣウエハ２の熱をアダプタ１から放熱することができるため、ＳｉＣウエハ２間で処理温度のばらつきが低減される。
【００１６】
なお、上記の説明では、ＳｉＣウエハ２を載置するアダプタ１ａの面を特に限定しなかった。しかし、最高４５０℃程度で処理されるときのアダプタ１ａの反る方向からアダプタ１ａの２つの主面のうち一方を表面、他方を裏面と定義し、こうして定義されたアダプタ１ａの表面にのみＳｉＣウエハ２を載置するようにしても良い。このように、アダプタ１ａの反る方向に基づき選択された主面にＳｉＣウエハ２を載置することにより、複数のＳｉＣウエハ２間でアダプタ１ａとの接触面積が均一にし、処理温度のばらつきをさらに低減することができる。また、例えばアダプタ１ａの反る方向と反対側の面を表面と定義すれば、アダプタ１ａはＳｉＣウエハ２と反対側に反るため、アダプタ１ａとＳｉＣウエハ２との熔着を低減することができる。
【００１７】
アダプタ１ａに使用される８インチ多結晶ＳｉＣウエハは、例えばカーボン母材の両面にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によりＳｉＣを厚く成膜した後、カーボン母材をＣＯ２化により消失する方法により形成される。この方法によれば１枚のカーボン母材から２枚の多結晶ＳｉＣウエハを得ることができるが、得られた多結晶ＳｉＣウエハは、４５０℃程度で処理されると全てカーボン母材側すなわち成膜初期側、またはエア側すなわち成膜終了側の一方に反るという特徴を持つ。その反り方向は多結晶ＳｉＣの形成条件により一意に定まるため、反り方向を考慮して８インチ多結晶ＳｉＣウエハの表面と裏面とを定義することができる。
【００１８】
以上でＳｉＣウエハに電極材料を成膜する工程を説明したが、アダプタの構成に想定される多数の変形例を以下の実施の形態で説明する。
【００１９】
＜実施の形態２＞
図４は、実施の形態２に係るアダプタ１ｂにＳｉＣウエハ２を載置した状態の断面図であり、図５はその平面図である。アダプタ１ｂの上面、すなわちＳｉＣウエハ２が載置される面には滑り止めピン３が設置されている。図５に示すように、滑り止めピン３は、アダプタ１ｂにＳｉＣウエハ２を載置した際、ＳｉＣウエハ２が滑り止めピン３にほぼ内接するようＳｉＣウエハ２の外周より外側に６個程度設置される。これにより、滑り止めピン３は、ＳｉＣウエハ２の位置ずれを防ぐ突起となるため、ＳｉＣウエハ２が成膜装置内での処理中に滑って位置ずれを起こしたり想定外の周辺に落下したりすることを防止できる。滑り止めピン３の材質には、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＢＮなどのセラミック材料が適している。また、滑り止めピン３の高さは０．２ｍｍないし１ｍｍ程度が適している。なぜならば、滑り止めピン３が高すぎるとスパッタ時の放電異常の原因となり、低過ぎると面取り加工が施されたＳｉＣウエハ２が滑り止めピン３に乗り上げてしまうリスクが高まるからである。
【００２０】
＜実施の形態３＞
図６は、実施の形態３に係るアダプタ１ｃにＳｉＣウエハ２を載置した状態の断面図である。アダプタ１ｃの上面にはＳｉＣウエハ２の寸法にあわせた凹部４が形成され、凹部４の底面にＳｉＣウエハ２が載置される。これにより、ＳｉＣウエハ２の位置ずれおよびアダプタ１ｃからの落下を防ぐことができる。また、成膜工程で発生した塵をアダプタ１ｃの凹部４内に留めることができるため、アダプタ１ｃ外への発塵を低減することができる。
【００２１】
＜実施の形態４＞
図７は、実施の形態４に係るアダプタ１ｄにＳｉＣウエハ２を載置した状態の断面図である。アダプタ１ｄの凹部４の底面には、ブラスト加工による粗面化処理が施され、凹部４の底面の断面形状が方形波状となる。これ以外のアダプタ１ｄの構成は実施の形態２のアダプタ１ｃと同様である。ＳｉＣウエハ２が載置される凹部４の底面が凹凸形状であるため、ＳｉＣウエハ２とアダプタ１ｄとの間のエア抜きが促進され、ＳｉＣウエハ２の位置ずれリスクが低減する。さらに、アダプタ１ｄは何回か繰り返して使用すると、発塵管理の観点から成膜物を除去する必要があるが、凹部４の底面の凹凸に成膜物が入り込むことによって、成膜物除去までの繰り返し使用回数を増やすことができる。
【００２２】
なお、ＳｉＣウエハ２が載置される面の断面形状は、図７に示す方形波状の他、図８に示すアダプタ１ｅのような三角波形状であってもよいし、ポーラス状であっても良い。これらの断面形状は、例えばサンドブラスト法などにより形成することができる。但し、方形波状の場合、他の形状に比べてＳｉＣウエハ２と載置面との接触面積が大きいため、熱伝導性を高めることができる。
【００２３】
また、図７、図８に示すアダプタ１ｄ、１ｅでは凹部４にのみ凹凸を形成したが、凹部４以外の表面にも凹凸を形成しても良い。こうして凹凸の数を増やすことにより、成膜物除去までの繰り返し使用回数をさらに増やすことができる。
【００２４】
＜実施の形態５＞
図９は、実施の形態５に係るアダプタ１ｆにＳｉＣウエハ２を載置した状態の断面図であり、図１０はその平面図である。アダプタ１ｆは、中央に開口部５を有する円環状である。また、開口部５に面するアダプタ１ｆの内周側面６はテーパーを有しており、ＳｉＣウエハ２を載置する。この形状のアダプタ１ｆは、ＳｉＣウエハ２の両面に同時に成膜を行う他のプロセスにおいてもアダプタとして用いることができる。
【００２５】
アダプタ１ｆは、実施の形態１のアダプタ１ａの中央部をくりぬいて作成することができる。アダプタ１ｆは、放熱による冷却効果の観点から熱伝導性に優れるＳｉＣ製であることが望ましいが、加工が容易な石英製であっても良い。
【００２６】
図１１は、実施の形態５の第１の変形例に係るアダプタ１ｇにＳｉＣウエハ２を載置した状態の断面図である。アダプタ１ｇは、開口部５の上部に面する上部内周側面６ａと開口部５の下部に面する下部内周側面６ｂとを有しており、下部内周側面６ｂのテーパー角は上部内周側面６ａのテーパー角より大きい。そして、内周側面６ｂにＳｉＣウエハ２が載置される。スパッタ法でＳｉＣウエハ２にＡｌＳｉを成膜する際、ＡｌＳｉがＳｉＣウエハ２のターゲット面を回り込むため、アダプタ１ｇの内周側面６ｂにもＡｌＳｉが若干形成される。しかし、アダプタ１ｇの内周側面６ｂのテーパー角度を大きくすることによって、内周側面６ｂとＳｉＣウエハ２のべべリング面２ａとの角度が大きくなるため、両者の熔着を起こりにくくすることができる。
【００２７】
また、図１２は、実施の形態５の第２の変形例に係るアダプタ１ｈにＳｉＣウエハ２を載置した状態の断面図である。アダプタ１ｈは、ドーナツ形状の内周端部にアダプタ１ｈの上面から突出した突起１ｈ１を有しており、突起１ｈ１にＳｉＣウエハ２が載置される。図１２に示すように、ＳｉＣウエハ２のべべリング面２ａが突起１ｈ１と接触しないよう突起１ｈ１及び開口部５の寸法を設計することにより、ＳｉＣウエハ２のターゲット面を回り込んだＡｌＳｉが付着したアダプタ１ｈの部分とＳｉＣウエハ２とが接触しないため、ＳｉＣウエハ２とアダプタ１ｈとの熔着をより一層防ぐことができる。
【００２８】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ  アダプタ、１ｈ１  突起、２  ＳｉＣウエハ、２ａ  べべリング面、３  滑り止めピン、４  凹部、５  開口部、６  内周側面、６ａ  上部内周側面、６ｂ  下部内周側面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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