(57)【要約】【課題】環状支持体上に基板を心合わせするための簡単な方法を提供する。【解決手段】半導体基板の中心位置を決定する方法であって、基板上に酸化物層１１を形成するステップと、基板の厚みを測定するステップと、支持体２０上での基板の中心位置を決定するステップと、を含む方法。メモリユニット４２と、位置決めパラメータＰＰに従って支持体２０上で基板を位置決めするアクチュエータ４１とを備える、半導体基板を位置決めする手段４０を備えた半導体基板の熱処理デバイス１００の較正方法であって、開始パラメータＰＰ１に従ってテスト基板Ｔを位置決めするステップと、中心位置を決定する方法のステップをテスト基板Ｔに適用するステップと、テスト基板Ｔの中心位置に対応する心合わせパラメータＰＰ２を決定するステップと、メモリユニット４２に心合わせパラメータＰＰ２を格納するステップとを含む方法。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アニール炉（３０）内の保持支持体（２０）上で、アニール炉（３０）内に配置された開始位置（Ｐ１）にある半導体基板（１０）の中心位置を決定する方法において、
前記開始位置（Ｐ１）にある前記基板（１０）を熱処理（Ｓ１）することで、前記基板（１０）上に酸化物層（１１）を形成するステップと、
前記基板の酸化表面上のいくつかの点で前記基板の厚みを測定（Ｓ２）し、前記基板上の前記測定点の位置が既知のものであるステップと、
前記測定ステップ（Ｓ２）および前記開始位置（Ｐ１）に基づいて、前記支持体（２０）上での前記基板（１０）の中心位置（Ｐ２）を決定（Ｓ３）するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
位置決めパラメータ（ＰＰ）を格納することを目的としたメモリユニット（４２）と、前記メモリユニット（４２）に格納された位置決めパラメータ（ＰＰ）に従って前記支持体（２０）上で基板（１０）を位置決めすることが可能なアクチュエータ（４１）とを有する、炉（３０）内の保持支持体（２０）上で半導体基板（１０）を位置決めする手段（４０）を備えた、半導体基板の熱処理デバイス（１００）の較正方法において、
所定の開始パラメータ（ＰＰ１）に従って開始位置（Ｐ１）にあるテスト基板（Ｔ）を前記支持体（２０）上で前記アクチュエータ（４１）によって位置決めするステップ（Ｓ０）と、
請求項１に記載の中心位置（Ｐ２）を決定する前記方法のステップを前記テスト基板（Ｔ）に適用するステップと、
前記テスト基板（Ｔ）の前記中心位置（Ｐ２）に対応する心合わせパラメータ（ＰＰ２）を決定するステップ（Ｓ４）と、
前記メモリユニット（４２）に前記心合わせパラメータ（ＰＰ２）を格納するステップ（Ｓ５）と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
前記方法のステップのすべてが、所与の反復回数に従って繰り返され、各反復で決定された前記心合わせパラメータ（ＰＰ２）が、次の反復の開始パラメータ（ＰＰ１）として使われる、請求項１又は２に記載の較正方法。
【請求項４】
半導体基板（１０）の熱処理デバイス（１００）において、
保持支持体（２０）を有する炉（３０）と、
いくつかの測定点で前記基板（１０）の厚みを決定するための測定ユニット（６０）と、
位置決め手段（４０）と、を備え、
前記位置決め手段（４０）が、
前記支持体（２０）上での基板の位置に対応する位置決めパラメータ（ＰＰ）を格納するためのメモリユニット（４２）と、
前記メモリユニット（４２）に格納された位置決めパラメータ（ＰＰ）に従って、前記支持体（２０）上で基板（１０）を位置決めするためのアクチュエータ（４１）と、
開始位置（Ｐ１）および前記測定ユニット（６０）による測定値に応じて、中心位置（Ｐ２）を決定し、前記中心位置（Ｐ２）から心合わせパラメータ（ＰＰ２）を決定するための処理ユニット（５０）と、を有し、
前記メモリユニット（４２）が、さらに、前記アクチュエータ（４１）が前記支持体（２０）上で半導体基板（１０）を前記中心位置（Ｐ２）に位置決めできるように、心合わせパラメータ（ＰＰ２）を格納するようになっていることを特徴とするデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板の熱処理に関する。
【０００２】
より正確には、本発明は、熱処理を実行する目的で炉内の保持支持体上で半導体基板を位置決めすることに関する。
【背景技術】
【０００３】
例えば、半導体基板の強度を高めたり、生産プロセスにより引き起こされる構造上の欠陥を低減したりするために、半導体基板に熱処理を施すことが必要な場合がある。
【０００４】
図１ａおよび図１ｂを参照すると、いくつかの炉において、図１ａの底面図および図１ｂの側断面図に示されている環状の保持支持体２０上に、円形の半導体基板１０が水平方向に配置されている。
【０００５】
熱処理中、基板１からの熱は、図１ａの射影線で示された接触ゾーンＣを介して、環状支持体２０に放散される。
【０００６】
基板が、環状支持体に対して心ずれすると、このような熱放散が非対称的になり、その結果生じた熱勾配により、基板に構造上の欠陥、例えば、スリップラインのようなタイプの欠陥が発生する。
【０００７】
したがって、熱処理を開始する前に、環状支持体上において基板を可能な限り中心に近付けて配置できるようにすることが好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
基板が支持体に対して心合わせされているかを定性的に決定する方法がある。
【０００９】
例えば、基板は、支持体の中心を軸に回転する支持体上で回転されてもよく、回転する基板が描く形状から、心合わせが光学的に評価されてもよい。
【００１０】
この方法は、基板が不正確に配置されているか決定するために用いられるが、支持体の中心に基板を位置付けるのに必要な移動に関する定量的な表示を与えてくれるものではない。したがって、試行錯誤を重ねながら所望の中心位置を得るまで基板を移動させなければならない。
【００１１】
以上のことから、この方法では、時間的コストがかかり、精度もあまり良くない。
【００１２】
しかしながら、支持体に対する基板のずれを定量的に評価する方法がある。
【００１３】
この方法は、基板の表面上の所定の位置で高温でマイグレーションが可能な化学種（例えば、ホウ素やリン）を注入するステップを含む。
【００１４】
次に、基板に熱処理が施された後、化学種のマイグレーションが、電気抵抗測定によって評価される。
【００１５】
化学種のマイグレーションにより、熱処理中の温度の対称性に関する支持体上での基板の心合わせを表す定量的な情報が得られる。次いで、この定量的な情報に基づいて、基板を心合わせすることが可能となる。
【００１６】
しかしながら、化学種を基板に注入するステップは、実施にコストがかかり、さらなる特殊な設備が必要となる。
【００１７】
本発明の目的は、この欠点を緩和し、環状支持体上に基板を心合わせするための簡単な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的のために、第１の態様によれば、本発明は、アニール炉内の保持支持体上で、アニール炉に配置された開始位置にある半導体基板の中心位置を決定する方法であって、
開始位置にある基板を熱処理することで、基板上に酸化物層が形成されるステップと、
基板の酸化表面上のいくつかの点で基板の厚みを測定し、基板上の測定点の位置が既知のものであるステップと、
測定ステップおよび開始位置に基づいて、支持体上での基板の中心位置を決定するステップと、を含む方法を提供する。
【００１９】
第２の態様によれば、本発明により、位置決めパラメータを格納することを目的としたメモリユニットと、メモリユニットに格納された位置決めパラメータに従って支持体上で基板を位置決めすることが可能なアクチュエータとを有する、炉内の保持支持体上で半導体基板を位置決めする手段を備えた半導体基板の熱処理デバイスの較正方法であって、
所定の開始パラメータに従って開始位置にあるテスト基板を支持体上でアクチュエータによって位置決めするステップと、
本発明の第１の態様による中心位置を決定する方法のステップをテスト基板に適用するステップと、
テスト基板の中心位置に相当する心合わせパラメータを決定するステップと、
メモリユニットに心合わせパラメータを格納するステップと、を含む方法が提供される。
【００２０】
本発明の第２の態様による較正方法は、有利には、反復性のものであり、方法のステップのすべてが、所与の反復回数に従って繰り返され、各反復で決定された心合わせパラメータが、次の反復の開始パラメータとして使われる。
【００２１】
第３の態様によれば、本発明は、半導体基板の熱処理デバイスであって、
保持支持体を有する炉と、
いくつかの測定点で基板の厚みを決定するための測定ユニットと、
位置決め手段と、を備え、この位置決め手段が、
支持体上での基板の位置に相当する位置決めパラメータを格納するためのメモリユニットと、
メモリユニットに格納された位置決めパラメータに従って、支持体上で基板を位置決めするためのアクチュエータと、
開始位置および測定ユニットによる測定値に応じて、中心位置を決定し、中心位置から心合わせパラメータを決定するための処理ユニットと、を有し、
メモリユニットが、さらに、アクチュエータが支持体上で半導体基板を中心位置に位置決めできるように、心合わせパラメータを格納するようになっているデバイスを提供する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明には多くの利点がある。
【００２３】
本発明は、開始位置および熱処理に基づいて環状基板上で基板の中心位置を決定する簡単な方法を提供する。
【００２４】
また、本発明により、環状基板上で処理される基板のずれによって生じる欠陥を低減するために、基板の熱処理デバイスを較正することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１ａ】上述した環状支持体上の基板の底面図を概略的に示す。
【図１ｂ】上述した環状支持体上の基板の側断面図を概略的に示す。
【図２ａ】本発明の第１および第２の態様による方法を実施する１つの可能な方法による、熱処理後の環状支持体上の基板の底面図を概略的に示す。
【図２ｂ】本発明の第１および第２の態様による方法を実施する１つの可能な方法による、熱処理後の環状支持体上の基板の側断面図を概略的に示す。
【図２ｃ】本発明の第１および第２の態様を実施する１つの可能な方法による、基板を被覆する酸化物層上の測定点の平面図を略図的に示す。
【図３】本発明の第１の態様を実施する１つの可能な方法による、半導体基板の中心位置を決定する方法のブロック図を示す。
【図４】本発明の第２の態様を実施する１つの可能な方法による、半導体基板の熱処理デバイスを較正する方法のブロック図を示す。
【図５】本発明の第３の態様を実施する１つの可能な方法による、半導体基板の熱処理デバイスのブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の他の特徴、目的、および利点は、以下の記載から明らかになり、以下の記載は、例示的および非制限的なものにすぎず、添付の図面と組み合わせて読まれるべきものである。
【００２７】
図２ａおよび図２ｂを参照すると、本発明の第１の態様による方法の目的は、アニール炉内の保持支持体２０上に配置された半導体基板１０の中心位置を決定することである。
【００２８】
まず、基板は、支持体２０の中心に対して推測的に中心からずれた開始位置Ｐ１にあり、環状であることが想定された支持体２０上に配置される。
【００２９】
図２ａにおいて、基板１０の形状はディスク状であり、基板の位置Ｐ１は、基板の中心によって特定される。しかしながら、本発明は、ディスク状の基板に限定されるものではなく、より一般に、任意の平面基板形状に及ぶ。
【００３０】
図３を参照すると、本発明の第１の態様による方法は、開始位置Ｐ１にある基板１０を熱処理するための第１のステップＳ１を含む。
【００３１】
この処理Ｓ１で、基板１０上に酸化物層１１が形成される。
【００３２】
本発明の文脈において、「酸化物層」という用語は、半導体基板上で熱処理中に成長され得、その厚みが温度に依存する任意の層を意味するものとして理解されたい。
【００３３】
この定義は、酸化物にのみ限定されるものではなく、窒化物も含む。
【００３４】
以下、支持体２０と接触状態にある基板１０の下面と、下面の反対側にある上面とは区別される。酸化物層１１は、基板１０の上面に位置することが好ましい。
【００３５】
図２ｂに示すように、酸化物層１１の厚みは、特に、基板１０と支持体２０との接触ゾーンＣに相当する点で変動する。支持体２０の熱放散が酸化物層１１の成長を遅らせる。このように、層１１の厚みの変動は、基板１０の下面に接触する支持体２０の痕跡を構成する。この痕跡は、図２ｃ（平面図）に射影線で示されている。
【００３６】
本発明の第１の態様による方法は、基板の酸化表面上、すなわち、層１１上の数ヶ所で基板の厚みを測定するステップＳ２をさらに含む。
【００３７】
支持体２０に対する各測定点の位置は、予め決定された既知のものである。例えば、支持体２０と同心の点線円が示されており、これは、本発明の第１の態様による層の厚みを測定するための１つの可能な点分布を構成する。
【００３８】
酸化物層１１の厚みが薄い射影線ゾーンにこの円が部分的に位置することが、図２ｃにおいて確認され得る。このように、測定された厚みは、このゾーンにおいて他より薄くなり、すなわち、これは基板が支持体に対して心ずれしていることを示す。
【００３９】
射影線は、酸化物層１１上の環状支持体の痕跡の略図を示しているにすぎないことは言うまでもない。実際、この痕跡は、あまり顕著なものではないが、図２ｂから容易に想像できるように、厚みの均一性の低下をより表している。
【００４０】
厚みの測定は、偏光解析法によって、または当業者に公知の任意の他の適切な手段によって実行されてもよい。
【００４１】
図２ｃの点線円は、非制限的な例として与えられる。本発明の文脈において、測定点の位置の他の構成も想定される。特に、本発明は、ＷＯ２００６／０５１２４３号において本出願人によりすでに説明された測定点位置を包含する。
【００４２】
本発明の第１の態様による方法は、測定ステップＳ２および開始位置Ｐ１に基づいて、支持体２０上での基板１０の中心位置Ｐ２を決定するステップＳ３をさらに含む。
【００４３】
有益には、位置Ｐ２の決定は、Ｐ１からのずれの方向および向きを予め決定するステップと、予め決定された方向および向きのずれの量を算出するステップとを含む。
【００４４】
非制限的な例を与えると、Ｐ１からのずれの方向および向きは、測定された厚みが最も厚い点と最も薄い点とをつなぐベクトルによって決定されてもよい。
【００４５】
有益には、ずれの量は、例えば、測定結果と所定のモデルとを比較することによって、いくつかの測定点、好ましくは、測定点のすべてで測定される厚みに応じて決定される。
【００４６】
このように、本発明の第１の態様による方法により、支持体２０に対する中心位置Ｐ２を得るために、開始位置Ｐ１に対する移動量を定量的に決定することができる。
【００４７】
さらに、この方法のステップは、半導体基板の熱処理に使用されるデバイスを較正するために実行されてもよい。
【００４８】
この目的のために、第２の態様によれば、本発明は、図４に示すような較正方法を提供する。較正されることが意図されたデバイスは、図５にブロック図の形態で示す、本発明の第３の態様によるデバイスである。
【００４９】
参照番号１００で示すこのデバイスは、炉３０内の保持支持体２０上で半導体基板１０を位置決めするための手段４０を備える。位置決め手段は、位置決めパラメータＰＰを格納するためのメモリ４２と、メモリユニット４２に格納された位置決めパラメータＰＰに従って支持体２０上に基板１０を位置決め可能なアクチュエータ４１とを備える。
【００５０】
本発明の第２の態様による方法は、所定の開始パラメータＰＰ１に従って、開始位置Ｐ１に支持体２０上でテスト基板Ｔを位置決めするステップＳ０を含む。
【００５１】
このステップは、本発明の第３の態様によるデバイスのアクチュエータ４１によって実行される。パラメータＰＰ１は、メモリユニット４２に予め格納される。これらは、デフォルトパラメータ、ユーザ設定のパラメータ、または、反復方法が有益な場合に、以下から分かるように、先行する反復中に決定されたパラメータであってもよい。
【００５２】
本発明の第２の態様による方法は、本発明の第１の態様による方法のステップをテスト基板Ｔに適用することによって中心位置Ｐ２を決定するステップをさらに含み、中心位置Ｐ２に相当する心合わせパラメータＰＰ２を決定するステップＳ４をも含む。
【００５３】
測定は、本発明の第３の態様によるデバイスの測定ユニット６０によって実行される。ユニット６０は、テスト基板Ｔの開始位置Ｐ１および送信された測定値に応じて、中心位置Ｐ２を決定し、そこから心合わせパラメータＰＰ２を導き出すように構成されたデバイスの処理ユニット５０に測定値を送信する。
【００５４】
本発明の第２の態様による方法は、メモリユニット４２にこれらのパラメータＰＰ２を格納するステップをさらに含む。次に、テスト基板Ｔは、支持体２０から外され、アニール炉３０から取り出される。
【００５５】
次に、処理対象の基板は、炉内の位置Ｐ２に位置付けられ、ここで熱処理に対して較正が行われることで、基板の位置が支持体２０上で心ずれしていることが原因で起こる温度の非対称性が低減される。
【００５６】
このようにして本発明により得られる位置Ｐ２は、１０分の１ミリメートルの精度で心合わせされる。この位置の精度を上げるために、決定された心合わせ位置を開始位置として、新しいテスト基板を用いて本発明の第２の態様による方法が２回適用されてもよい。
【００５７】
一般に、本発明の第２の態様による方法は、有利には反復性のものであり、ある反復の開始パラメータは、先行する反復で決定された心合わせパラメータとなる。各反復において、新しいテスト基板が使用される。
【００５８】
１００分の１ミリメートルの精度を得るには、本発明の第２の態様による方法を２回反復すれば十分である。
【符号の説明】
【００５９】
１０…基板、１１…酸化物層、２０…保持支持体、３０…炉、４０…位置決め手段、４１…アクチュエータ、４２…メモリユニット、５０…処理ユニット、６０…測定ユニット、Ｐ１…開始位置、Ｐ２…中心位置。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
2011029613.tif 000005
【図２ｂ】
2011029613.tif 000006
【図２ｃ】
2011029613.tif 000007
【図３】
2011029613.tif 000008
【図４】
2011029613.tif 000009
【図５】
2011029613.tif 000010
【外国語明細書】
2011029613000001.pdf