(57)【要約】ウェーハ支持リングおよびウェーハ支持リングを使用する方法が本明細書に開示されている。支持リングは、第１処理操作の間にウェーハを支持する。第１処理操作の間に支持リングの上面はウェーハの表面の第１の複数部位と接触する。第２ウェーハ支持構造体は、第２処理操作の間にウェーハを支持するために使用される。第２ウェーハ支持構造体の上面は、第２処理操作の間にウェーハの表面の第２の異なる複数部位と接触する。又、支持リングの上面の一部を形成しないようウェーハ支持リングは深さを有する支持リングの外側周縁部に設けられた外側リップを有する。
2013532370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の処理操作の際にウェーハを支持する方法であって、
第１処理操作の間に、上面を有する支持リングによりウェーハを支持すること、
第１処理操作終了後に、上面を有する第２ウェーハ支持構造体にウェーハを移送すること、および
第２処理操作の間に第２支持構造体によりウェーハを支持すること
を含んで成り、
第１処理操作ではウェーハ表面の第１の複数部位でウェーハと支持リングの上面とを接触させ、
第２処理操作では第１の複数部位とは異なるウェーハの第２の複数部位でウェーハと第２支持構造体の上面とを接触させる、方法。
【請求項２】
第１処理操作が熱処理である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第２処理操作が熱処理である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第３処理操作の間に第３の複数部位でウェーハを支持することを更に含んで成る、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第３の複数部位が第１の複数部位とは異なる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
第３の複数部位が第２の複数部位とは異なる、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
第３の複数部位が第２の複数部位と同じである、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
ウェーハを支持リングの上面の第１接触エリアおよび第２接触エリアの一方にて支持リングと接触させる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
中央開口部、上面および底面を有する弧状のウェーハ支持リングであって、
１０ｍｍ〜２５ｍｍの幅を有する内側接触エリア、および
支持リングの内側接触エリアと外側周縁部との間に設けられたチャネル
を含んで成り、
内側接触エリアが支持リングの上面の少なくとも一部を規定しており、
チャネルが２５ｍｍ〜４０ｍｍの幅を有しており、
支持リングが２００ｍｍの内径および３００ｍｍの外径を有しており、
内側接触エリアの幅とチャネルの幅との合計が５０ｍｍに等しい、支持リング。
【請求項１０】
内側接触エリアが１５ｍｍの幅を有しており、チャネルが３５ｍｍの幅を有している、請求項９に記載の支持リング。
【請求項１１】
内側接触エリアが１０ｍｍの幅を有しており、チャネルが４０ｍｍの幅を有している、請求項９に記載の支持リング。
【請求項１２】
１ｍｍ〜１０ｍｍの幅を有する外側接触エリアを更に含んで成り、外側接触エリアが支持リングの上面の少なくとも一部を規定している、請求項９に記載の支持リング。
【請求項１３】
内側接触エリアの幅、チャネルの幅、および外側接触エリアの幅の合計が５０ｍｍに等しい、請求項１２に記載の支持リング。
【請求項１４】
外側接触エリアが支持リングのチャネルと外側周縁部との間に設けられている、請求項１２に記載の支持リング。
【請求項１５】
中央開口部、上面および底面を有する弧状のウェーハ支持リングであって、
幅および厚さを有する内側接触エリア、
幅および厚さを有する外側接触エリア、
内側接触エリアと外側接触エリアとの間に設けられたチャネル、および
外側接触エリアから径方向外側に設けられた外側リップ
を有して成り、
内側接触エリアが支持リングの上面の少なくとも一部を規定し、
外側接触エリアが支持リングの上面の少なくとも一部を規定し、
チャネルが幅および深さを有し、
外側リップが外側接触エリアの厚さ未満である幅および深さを有し、
ウェーハを支持する際、内側接触エリアの幅、外側接触エリアの幅、チャネルの幅、および外側リップの幅は、第２処理操作で第２ウェーハ支持構造体により接触させた部位とは異なる部位で支持リングの上面がウェーハと接触するような寸法を有している、支持リング。
【請求項１６】
支持リングの上面がウェーハと接触する部位は、ウェーハを支持する際第３処理操作で第３ウェーハ支持構造体により接触させる部位とは異なる、請求項１５に記載の支持リング。  
【請求項１７】
支持リングの中央開口部から外側周縁部まで延在する径方向の開口部を更に含んで成る、請求項１５に記載の支持リング。
【請求項１８】
複数の処理操作の際にウェーハを支持するためのシステムであって、
ウェーハの表面の第１の複数部位での第１ウェーハ支持構造体の上面とウェーハの表面との間の接触によって、ウェーハを支持するように構成された第１ウェーハ支持構造体、および
ウェーハの表面の第２の複数部位での第２ウェーハ支持構造体の上面とウェーハの表面との間の接触によって、ウェーハを支持するように構成された第２ウェーハ支持構造体
を含んで成り、
第２の複数部位の少なくとも１つが第１の複数部位の少なくとも１つとは異なる、システム。
【請求項１９】
第３の複数部位での第３ウェーハ支持構造体の上面とウェーハの表面との接触によってウェーハを支持するように構成された第３ウェーハ支持構造体を更に含んで成り、
第３の複数部位の少なくとも１つが第１の複数部位の少なくとも１つとは異なる、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
第２の複数部位の全てが第１の複数部位の全てと異なる、請求項１８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
半導体ウェーハは、熱処理(例えば、アニーリング)の間に高温にしばしば付される。しかしながら、アニーリングの間に半導体ウェーハはより柔軟となり、半導体ウェーハが適切に支持（又はサポート；ｓｕｐｐｏｒｔ）されていないと、重力および熱ストレスによりスリップ（；ｓｌｉｐ）してしまう（又は滑ってしまう）。スリップは半導体ウェーハに不純物を取り込み、又、ウェーハに損傷を生じさせるおそれがある。ウェーハは、ウェーハホルダープラットホーム(すなわち、支持リング)に支持されている。これらのプラットホームはウェーハの全面というよりむしろウェーハの表面の特定の位置のみでウェーハと典型的に接触し、スリップはこれらの接触点で生じるおそれがある。  
【発明の概要】
【０００２】
第１態様は、複数の処理操作の際にスリップを防ぐためにウェーハを支持する方法である。その方法は、第１処理操作の間に支持リングでウェーハを支持することを含んで成る。支持リングは上面を有する。次いで、ウェーハは第１処理操作の後、第２ウェーハ支持構造体に移送される。次いで、ウェーハは第２処理操作の間に第２支持構造体で支持される。第２支持構造体は上面を有する。ウェーハは、ウェーハの表面の第１の複数部位で支持リングの上面と接触し、ウェーハは、スリップを防ぐため又は抑制するため第１の複数部位とは異なるウェーハ上の第２の複数部位で第２支持構造体の上面と接触する。
【０００３】
別の態様は、中央開口部、上面、および底面を有する弧状（又は弓状又はアーチ状；ａｒｃｕａｔｅ）のウェーハ支持リングである。支持リングは１０ｍｍ〜２５ｍｍの幅を有する内側接触エリアを含んで成る。内側接触エリアは支持リングの上面の少なくとも一部を規定する。チャネルは内側接触エリアと支持リングの外側周縁部との間に設けられている。チャネルは２５ｍｍ〜４０ｍｍの幅を有する。支持リングは２００ｍｍの内径および３００ｍｍの外径を有する。内側接触エリアの幅とチャネルの幅の合計は５０ｍｍに相当する。
【０００４】
更に別の態様は、中央開口部、上面、および底面を有する弧状のウェーハ支持リングである。支持リングは、幅および厚さを有する内側接触エリアを含んで成る。内側接触エリアは支持リングの上面の少なくとも一部を規定する。外側接触エリアは幅および厚さを有する。外側接触エリアは支持リングの上面の少なくとも一部を規定する。チャネルは内側接触エリアと外側接触エリアとの間に設けられている。チャネルは幅および深さを有する。外側のリップは、外側接触エリアの厚さ未満の幅および深さを有する。ウェーハを支持する際、内側接触エリアの幅、外側接触エリアの幅、チャネルの幅、および外側リップの幅は、第２処理操作で第２ウェーハ支持構造体により接触させた部位（又は位置；ｌｏｃａｔｉｏｎ）とは異なる部位で支持リングの上面がウェーハと接触するような寸法を有している。
【０００５】
更に別の態様は、複数の処理操作の際にウェーハを支持するためのシステムである。システムは第１ウェーハ支持構造体および第２ウェーハ支持構造体を含んで成る。第１ウェーハ支持構造体の上面およびウェーハの表面の第１の複数部位のウェーハの表面と接触させることでウェーハを支持するように、第１ウェーハ支持構造体は構成されている。第２ウェーハ支持構造体の上面およびウェーハの表面の第２の複数部位のウェーハの表面と接触させることでウェーハを支持するように、第２ウェーハ支持構造体は構成されている。第２の複数部位の少なくとも１つは、第１の複数部位の少なくとも１つとは異なる。
【０００６】
上記態様に関して示す特徴に様々な変更がされる。又、上記態様に更なる特徴が組み入れられてもよい。これらの変更および追加の特徴は個々に又は組み合わせてもよい。例えば、例示態様に関する下記に示す様々な特徴が、上記態様のいずれかに単独で又は組み合わせて組み入れられてよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１はウェーハの平面図である。
【図２】図２は明確にするためウェーハの一部が除かれたウェーハを支持するための支持リングのある態様の斜視図である。
【図３】図３は図２の支持リングの上面図である。
【図４】図４は線分４−４に沿った図３の支持リングの断面図である。
【図５】図５はウェーハを支持するための支持リングの別の態様の上面図である。
【図６】図６は線分６−６に沿った図４の支持リングの断面図である。
【図７】図７は複数の支持リングの概略図である。
【図８】図８は複数の異なる支持リングでウェーハを支持する方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面を参照して、特に図１〜４を参照して、支持リング(広義には「第１ウェーハ支持構造体」)は一般的に符号１００で示される。支持リング１００は、シリコンウェーハのような半導体ウェーハを支持するための寸法に一般的に形成される。ウェーハＷは、ある態様では、シリコン・オン・インシュレーター（ＳＯＩ)ウェーハであってよい。ウェーハＷの一部は図２に示される一方でウェーハＷは図３からは除外され、図４に点線で示される。ある態様では、支持リング１００およびウェーハＷは、高温でウェーハをアニーリングする間炉内に順に設けられる垂直のウェーハボート(図示せず)に設けられている。支持リング１００の底面１０２(図４)は、フィンガー(図示せず)又は垂直のウェーハＷボートから延在する他の支持構造体にある一方、上面１０４はその上にあるウェーハを支持する。
【０００９】
支持リング１００は一般的に弧状であり、中央開口部１０６および中央開口部１０６から支持リングの外側周縁部まで延在する径方向の開口部１０８を有する。支持リング１００はシリコンカーバイド又はシリコン等の任意の適当な材料から構成されてよい。支持リング１００は外径ＯＤ、内径ＩＤおよび厚さＴを有する(図３)。ある態様では、支持リングの厚さＴは３ｍｍであり、一方、他の態様では、支持リングの厚さは１ｍｍ〜１０ｍｍである。
【００１０】
図３および図４に示すように、支持リング１００は、一般的に弧状であり、支持リングの上面１０４に形成されるチャネル１２０を有する。チャネル１２０は、支持リング１００の対向するエッジを介して径方向の開口部１０８に各々延在する対向する開口端１２２、１２４を有する。又、図３に示すように、チャネル１２０は幅ＣＷおよび深さＣＤを有する。チャネル１２０の深さＣＤは支持リング１００の厚さＴ未満であり、ある態様では０．２ｍｍである。他の態様では、チャネル１２０の深さＣＤは支持リング１００の厚さＴ未満の任意の距離である。
【００１１】
内側接触エリア１３０は、チャネル１２０から中央開口部１０６に向かって径方向内側に径方向に設けられている。内側接触エリア１３０は幅ＩＷを有する。外側接触エリア１４０は、中央開口部１０６から離れてチャネル１２０から外側に径方向に設けられている。外側接触エリア１４０は幅ＯＷを有する。ある態様では、内側接触エリア１３０および外側接触エリア１４０の各々の厚さは支持リング１００の厚さＴと同じである。他の態様では、内側接触エリア１３０および外側接触エリアの各々の厚さは、支持リング１００の厚さＴとは異なる。
【００１２】
下記に更に説明するように、他の処理操作の間にウェーハが接触される部位とは異なるウェーハの部位で、支持リング１００の上面１０４がウェーハＷと接触するための外側接触エリア１４０の幅ＯＷ、内側接触エリア１３０の幅ＩＷ、およびチャネルの幅ＣＷ寸法にされる。例えば、支持リング１００は、高温の熱処理プロセス(例えば、アニーリング)の間にウェーハＷを支持するためにこの態様で使用されている。図７に示すように、ウェーハＷは、第１プロセスの間に第１ウェーハ支持リング３００(すなわち、支持リング１００又は支持リング２００)により支持され、後続の処理操作の間に第２ウェーハ支持構造体３１０および第３ウェーハ支持構造体３２０により続けて支持されている。すなわち、支持リング１００は、支持リングがウェーハと接触する部位とは異なる部位でこれらの他の支持構造体(すなわち、第２ウェーハ支持構造体３１０および第３ウェーハ支持構造体３２０)がウェーハを支持するように構成されている。
【００１３】
特定の理論に縛られることなく、多くの処理操作の間に同じ部位でウェーハＷを接触させることは接触点にあるウェーハに損傷を与えると考えられている。損傷は、ウェーハＷと支持構造体との間の接触点で熱ストレスが増えることにより生じるかもしれない。又、この損傷によりウェーハＷにスリップが生じるかもしれず、又接触点が他の転位の核となる点となるかもしれない。後に他の支持構造体と接触させるウェーハ上の部位とは異なる部位で支持リング１００がウェーハＷと接触するように、支持リング１００を構成することで、ウェーハの損傷のおそれが著しく低減される。
【００１４】
従って、図１〜４の態様では、支持リング１００の内径ＩＤは２００ｍｍであり、その一方で外径ＯＤは２９２ｍｍ〜２９８ｍｍであり、又外側接触エリア１４０の幅ＯＷは１０ｍｍであり、内側接触エリア１３０の幅ＩＷは１０ｍｍである。チャネルＣＷの幅は３０ｍｍであり、支持リング１００の内径ＩＤは１９２ｍｍ〜１９８ｍｍである。従って、内径が１９２ｍｍである際外径は２９２ｍｍであり、内径が１９８ｍｍである際外径は２９８ｍｍであるように、支持リングの内径ＩＤおよび外径ＯＤは相互に依存している。従って、続く処理操作の間に他の支持構造体（すなわち、第２のウェーハ支持構造体３１０および第３のウェーハ支持構造体３２０）がウェーハと接触する部位とは異なるウェーハの上面１０４の部位（すなわち、内側接触エリア１３０および外側接触エリア１４０）で、支持リング１００はウェーハＷと接触するように構成されている。
【００１５】
別の態様では、支持リング１００の内径ＩＤは２００ｍｍである一方、外径ＯＤは３００ｍｍであり、外側接触エリアは使用されない。内側接触エリア１３０の幅ＩＷは１０ｍｍ〜２５ｍｍである一方、チャネルの幅ＣＷは２５ｍｍ〜４０ｍｍである。従って、接触エリアの幅が１０ｍｍである際チャネルの幅は４０ｍｍであり、接触エリアの幅が２５ｍｍである際チャネルの幅が２５ｍｍであるように、内側接触エリア１３０の幅ＩＷおよびチャネル１２０の幅ＣＷは相互に依存している。
【００１６】
図５および図６は、一般的に符号２００で示される支持リングの別の態様を示す。ウェーハＷは図５に示されておらず、その代わりに図６に点線で示されている。支持リング２００は上記に説明した支持リング１００と同様であり、同様の構成要素を有する。支持リング２００は底面２０２、上面２０４、中央開口部２０６、径方向の開口部２０８およびチャネル２２０を有する。支持リング２００は、内側接触エリア２３０、外側接触エリア２４０、外側リップ２５０、および対向端部２２２、２２４を有する。支持リング２００は内径ＩＤ、外径ＯＤ、および厚さＴを有する一方、チャネル２２０はチャネル幅ＣＷおよびチャネル深さＣＤを有する。内側接触エリア２３０は幅ＩＷを有し、外側接触エリア２４０は幅ＯＷを有し、および外側リップ２５０は幅ＬＷおよび深さＬＤを有する。外側リップ２５０の深さＬＤとチャネル２２０の深さＣＤとは本発明の範囲から逸脱することなく異なっていてもよいが、ある態様では外側リップ２５０の深さＬＤはチャネル２２０の深さＣＤと等しい。その上、支持リング２００の厚さＴは、支持リング１００に関して上記に説明した厚さの範囲と同様又は同じである。同様に、チャネル２２０の深さＣＤは、支持リング１００のチャネル１２０に関して上記に説明した深さの範囲と同様又は同じである。
【００１７】
図５および図６の態様では、支持リングの外径ＯＤは３００ｍｍであり、内径ＩＤは２００ｍｍである。内側接触エリア２３０の幅ＩＷは１０ｍｍであり、外側接触エリア２４０の幅ＯＷは１０ｍｍである。チャネル２２０の幅ＣＷは２７〜２９ｍｍである一方、外側リップ２５０の幅ＬＷは３ｍｍ〜１０ｍｍである。従って、チャネルの幅が２７ｍｍである際外側リップの幅は３ｍｍであり、チャネルの幅が２９ｍｍである際外側リップの幅は１ｍｍであるように、チャネル２２０の幅ＣＷおよび外側リップ２５０の幅ＬＷは相互に依存している。従って、続く処理操作の間に他の支持構造体（すなわち、第２ウェーハ支持構造体３１０および第３ウェーハ支持構造体３２０）がウェーハと接触する部位とは異なる上面２０４上の部位（すなわち、内側接触エリア２３０および外側接触エリア２４０）で、支持リング２００がウェーハＷと接触するように構成されている。
【００１８】
上記で説明する支持リング１００、２００の寸法は、３００ｍｍの外径を有するウェーハを支持するように構成されているが、小さな又は大きな径のウェーハをそれぞれ収容するため支持リングの寸法を小さくしてもよいし、又は大きくしてもよい。そのため、支持リング１００、２００の様々な部分の寸法は、支持リングの外径に基づき直線的に増えてもよいし、又は減らされてもよい。その上、支持リング１００、２００の様々な部分の寸法は実際典型的であるが、限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、接触エリア１３０、１４０、２３０、２４０、支持リング１００、２００の内径および外径、および外側リップ２５０の寸法は、本発明の範囲から逸脱することなく任意の寸法に変えられてよく、それによって、ウェーハが続く操作で（すなわち、第２ウェーハ支持構造体３１０又は第３ウェーハ支持構造体３２０により支持される際）接触される部位とは異なる部位で、ウェーハＷが支持リング１００、２００の上面１０４、２０４と接触する。ある態様では、これらの続く処理操作は熱処理であってよく、ある部位で支持リング１００、２００とウェーハＷとを接触させ、別の部位で他の支持構造体とウェーハＷとを接触させることで、ウェーハへの損傷のおそれが著しく低減され又は除かれる。
【００１９】
図８を参照すると、複数の処理操作の際にウェーハを支持する方法４００が示される。ある態様では処理操作は熱処理操作であり、一方、他の態様ではその操作は他のタイプから成ってもよい。方法４００は、支持リング１００、２００（すなわち、第１ウェーハ支持構造体３００）のいずれか一方でウェーハを支持し、それによって第１処理操作の間に内側接触エリア１３０、２３０および外側接触エリア１４０、２４０（広義には、「第１の複数部位」）にある各々の上面１０４、２０４とウェーハを接触させるブロック４０２で始まる。第１処理操作の終了後、第２処理操作の間にウェーハがブロック４０４で、ブロック４０６でウェーハを支持し、それによってウェーハと接触する第２ウェーハ支持構造体３１０に移送される。第２ウェーハ支持構造体３１０は、支持リング１００、２００がウェーハと接触する部位（すなわち、第１の複数部位）とは異なるウェーハの表面の部位（広義には、「第２の複数部位」）でウェーハと接触する。この処理工程の終了後、ウェーハはブロック４０８で、第３処理操作の間にブロック４１０でウェーハを支持し、それによってウェーハと接触する第３ウェーハ支持構造体３２０に移送される。支持リング１００、２００がウェーハと接触する部位とは異なるウェーハの表面の部位（広義には、「第３の複数部位」）で、第３ウェーハ支持構造体３２０はウェーハと接触する。ある態様では、第３ウェーハ支持構造体３２０は、第２ウェーハ支持構造体３１０と同じ部位でウェーハと接触する。ウェーハは、連続して後続の処理操作の終わりに後続のウェーハ支持構造体に移送されてよい。ある態様では、支持構造体３１０、３２０は同じ部位でウェーハと接触する一方、他の態様では、支持構造体３１０、３２０の各々は他の支持構造体および支持リング１００、２００のいずれかとは異なる部位でウェーハと接触する。
【００２０】
他に特定されない限り、本明細書に例示され、説明された本発明の態様の実施順序又は操作性能は必要不可欠ではない。すなわち、特に特定されない限り、操作は任意の順序で行われてよく、本発明の態様は、本明細書に示した態様に別の操作を加えたもの又は態様から操作を減らしたものを含んでよい。例えば、別の操作の前に、同時に、又は後に特定の操作を遂行する又は実施することは、本発明の態様の範囲内である。
【００２１】
本発明の要素又は態様を導く際に、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「ｓａｉｄ」は一つ又はそれよりも多い要素があることを意味していることを指す。用語は、含むという意味であり、列挙した要素以外に追加の要素があってもよいことを意味している。
【００２２】
本発明の範囲から逸脱することなく上記構成に様々な変更がされるので、上記記載に含まれ、添付図面に示される全ての事項は例示であって、限定的意義はないと理解できよう。
【図１】
2013532370.tif 000003
【図２】
2013532370.tif 000004
【図３】
2013532370.tif 000005
【図４】
2013532370.tif 000006
【図５】
2013532370.tif 000007
【図６】
2013532370.tif 000008
【図７】
2013532370.tif 000009
【図８】
2013532370.tif 000010
【国際調査報告】
2013532370.tif 000011