(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハ複合体（２０１）に半導体チップを製造するための加熱装置（１００）であって、
前記半導体チップの前記製造の際に、前記ウェーハ複合体（２０１）における前記半導体チップの面（Ｅ２）に対して平行に配置可能な加熱面（Ｅ１）と、
基準点（ｘ）を基準にして実質的に半径方向において前記加熱面（Ｅ１）内に延在する第１の加熱ユニット（１１０）と、
前記基準点（ｘ）の周りに、円形、円に似た形状、または螺旋形状に延在しかつ前記加熱面（Ｅ１）内に配置されている第２の加熱ユニット（１２０）とを有しており、
前記第１の加熱ユニット（１１０）は、前記半径方向（Ｒ）に、または実質的に半径方向（Ｒ）に互いに隣り合って配置されておりかつ前記基準点（ｘ）に対してそれぞれあらかじめ設定される距離を有する複数の誘導式加熱素子（１１１、１１２、１１３、１１４、１１５）を有し、
前記誘導式加熱素子（１１１、１１２、１１３、１１４、１１５）は、前記ウェーハ複合体（２０１）の支持体（２０３）にうず電流を形成する電磁石または永久磁石として構成されている、
加熱装置（１００）。
【請求項２】
前記誘導式加熱素子（１１１、１１２、１１３、１１４、１１５）の磁極が、前記加熱面（Ｅ１）に対して垂直に、または実質的に垂直に配向されている、請求項１記載の加熱装置（１００）。
【請求項３】
前記第１の加熱ユニット（１１０）は、複数の誘導式加熱素子（１１１、１１２、１１３、１１４、１１５）を有しており、
前記誘導式加熱素子（１１１、１１２、１１３、１１４、１１５）は、それぞれ隣り合う前記加熱素子（１１１、１１２、１１３、１１４、１１５）が、前記半径方向（Ｒ）に、あらかじめ設定されるオフセットを互いに有するように、前記半径方向（Ｒ）に対して横に互いに隣り合って配置されている、請求項１または２記載の加熱装置（１００）。
【請求項４】
前記第２の加熱ユニット（１２０）は、少なくとも１つの加熱螺旋体（１２１、１２２、１２３）を有する、請求項１記載の加熱装置（１００）。
【請求項５】
ウェーハ複合体（２０１）に半導体チップを製造する方法において、
ウェーハ面（Ｅ２）および基準点（ｘ）を備え、かつ前記ウェーハ面（Ｅ２）に少なくとも１つのウェーハ複合体（２０１）を収容するように構成されている支持体（２０３）を準備し、
加熱面（Ｅ１）と、前記基準点（ｘ）に対して横にオフセットされて前記加熱面（Ｅ１）内に配置されている第１の加熱ユニット（１１０）とを有し、かつ前記加熱面（Ｅ１）が前記ウェーハ面（Ｅ２）に対して平行に配置されている加熱装置（１００）を準備し、
前記支持体（２０３）の前記ウェーハ面（Ｅ２）内に少なくとも１つのウェーハ複合体（２０１）を配置し、
前記加熱面（Ｅ１）および前記ウェーハ面（Ｅ２）に対して垂直に伸びかつ前記基準点（ｘ）を通る軸の周りに、前記支持体（２０３）および前記加熱装置（１００）を互いに相対的に回転させ、
前記支持体（２０３）の温度に影響が及ぼされるように前記第１の加熱ユニット（１１０）を制御し、
前記ウェーハ面（Ｅ２）に対して相対的な、少なくとも１つの前記ウェーハ複合体（２０１）の湾曲を表す湾曲特性値を特定するために湾曲センサを準備し、
前記湾曲特性値に依存して前記第１の加熱ユニット（１１０）を制御する、ウェーハ複合体（２０１）に半導体チップを製造する方法。
【請求項６】
前記加熱装置（１００）は、前記基準点（ｘ）の周りに円形、円に似た形状、または螺旋形状に延在しかつ前記加熱面（Ｅ１）内に配置されており、かつ少なくとも１つの加熱螺旋体（１２１、１２２、１２３）を含む第２の加熱ユニット（１２０）を有しており、
前記方法では、
前記支持体（２０３）の温度に影響を及ぼすように前記第２の加熱ユニット（１２０）を制御する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記支持体（２０３）の前記ウェーハ面（Ｅ２）における少なくとも１つの局所的な温度を表す温度特性値を準備し、
前記温度特性値に依存して前記第１の加熱ユニット（１１０）を制御する、請求項５または６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記温度特性値を特定する温度センサを準備する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記支持体（２０３）および前記加熱装置（１００）を、あらかじめ設定される回転速度で互いに相対的に回転させ、
前記方法において、
前記回転速度に依存して前記第１の加熱ユニット（１１０）を制御する、請求項５から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の加熱ユニット（１１０）には、半径方向（Ｒ）に、または実質的に半径方向（Ｒ）に互いに隣り合って配置されておりかつ前記基準点（ｘ）に対してそれぞれあらかじめ設定される距離を有する複数の誘導式加熱素子（１１１、１１２、１１３、１１４、１１５）が含まれており、
前記方法において、
前記誘導式加熱素子（１１１、１１２、１１３、１１４、１１５）を、それぞれあらかじめ設定される、前記基準点（ｘ）との距離に依存して制御する、請求項５から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記ウェーハ複合体（２０１）の位置による温度の不均一が最小化されるように前記第１の加熱ユニット（１１０）を制御する、請求項５から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
ウェーハ複合体（２０１）に半導体チップを製造するシステム（３００）であって、
ウェーハ面（Ｅ２）および基準点（ｘ）を備え、かつ少なくとも１つのウェーハ複合体（２０１）を収容するために前記ウェーハ面（Ｅ２）に構成されている支持体（２０３）と、
加熱面（Ｅ１）と、前記基準点（ｘ）に対して横にオフセットされて前記加熱面（Ｅ１）内に配置されている第１の加熱ユニット（１１０）とを有し、かつ前記加熱面（Ｅ１）が、前記ウェーハ面（Ｅ２）に対して平行に配置されている加熱装置（１００）と、
前記加熱面（Ｅ１）および前記ウェーハ面（Ｅ２）に対して垂直に伸びかつ前記基準点（ｘ）を通る軸の周りに、前記支持体（２０３）および前記加熱装置（１００）を互いに相対的に回転させるように構成された回転素子（３０１）と、
前記支持体（２０３）の温度に影響が及ぼされるように前記第１の加熱ユニット（１１０）を制御するように構成された制御装置（３０３）とを有しており、
前記第１の加熱ユニット（１１０）は、基準点（ｘ）を基準にして実質的に半径方向に前記加熱面（Ｅ１）内に延在しており、
前記第１の加熱ユニット（１１０）には、前記半径方向（Ｒ）に、または実質的に前記半径方向（Ｒ）に互いに隣り合って配置されておりかつ前記基準点（ｘ）に対してそれぞれあらかじめ設定される距離を有する複数の誘導式加熱素子（１１１、１１２、１１３、１１４、１１５）が含まれており、
前記誘導式加熱素子（１１１、１１２、１１３、１１４、１１５）は、前記ウェーハ複合体（２０１）の前記支持体（２０３）にうず電流を形成する電磁石または永久磁石として構成されており、
前記加熱装置（１００）は、前記基準点（ｘ）の周りに円形、円に似た形状、または螺旋形状に延在しかつ前記加熱面（Ｅ１）内に配置されている第２の加熱ユニット（１２０）を有している、ウェーハ複合体（２０１）に半導体チップを製造するシステム（３００）。
【請求項１３】
前記第２の加熱ユニット（１２０）は、少なくとも１つの加熱螺旋体（１２１、１２２、１２３）を有しており、前記制御装置（３０３）は、前記支持体（２０３）の温度に影響が及ぼされるように前記第２の加熱ユニット（１２０）を制御するように構成されている、請求項１２記載のシステム（３００）。
【請求項１４】
前記支持体は、導電性材料から構成されている、請求項１２または１３のいずれか１項記載のシステム（３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この本願は、独国特許出願公開第１０２０１６１１９３２８号明細書（DE 102016119328.3）の優先権を主張するものであり、その開示内容は、参照によってこの明細書に取り入れられるものとする。
【０００２】
本発明は、ウェーハ複合体に半導体チップを製造するための加熱装置と、ウェーハ複合体に半導体チップを製造するための、対応する方法およびシステムとに関する。
【０００３】
ウェーハ複合体に半導体チップを製造する際のウェーハ複合体の局所的な温度差は、半導体チップの不均一な性能を生じさせることがある。例えば、不均一な温度分布下で発光ダイオードチップを製造する際には、このようにして製造される発光ダイオードチップの動作時の波長のずれおよび／または輝度への影響を計算に入れておく必要がある。
【０００４】
したがって本発明の根底にある課題は、製造時にウェーハ複合体の温度に局所的な影響を正確に及ぼすのに有効な、ウェーハ複合体に半導体チップを製造するための加熱装置と、対応する方法およびシステムとを提供することである。
【０００５】
この課題は、独立請求項によって解決される。有利な実施形態は、従属請求項に示されている。
【０００６】
第１の態様によれば、本発明は、ウェーハ複合体に半導体チップを製造するための加熱装置に関する。半導体チップは、特に、発光ダイオードチップのようなオプトエレクトロニクス半導体チップであってよい。ウェーハ複合体は、製造の枠内において、例示的にはディスク状の複合体に配置されている少なくとも１つの半導体チップ、好ましくは複数の半導体チップを有する。
【０００７】
加熱装置は、特に、少なくとも１つの半導体チップの製造時にウェーハ複合体の温度に影響を及ぼす装置である。この加熱装置は、有利には、製造の一プロセスステップにおいて複数のウェーハ複合体の温度に同時に影響を及ぼすように構成されていてよい。例えば、この関連において、１つまたは複数のウェーハ複合体が、加熱装置によって加熱される１つの支持体に配置される。このプロセスステップは、例えば、少なくとも１つの半導体チップを製造する際に１つまたは複数のエピタキシャル層を設けることであってよい。
【０００８】
第１の態様の有利な一実施形態において、加熱装置は、加熱面を有しており、かつこの加熱面が、半導体チップの製造時に、ウェーハ半導体の半導体チップの面に対して平行に配置可能であるように構成される。
【０００９】
ここでこの加熱面は、特に、加熱装置の側方へ広がる面と理解してよい。ウェーハ複合体の半導体チップの面とは、ウェーハ複合体の側方へ広がる面のことであり、つまりディスク状に構成されるウェーハ複合体の場合にはディスクの面のことである。加熱面に対して平行にウェーハ複合体を配置することにより、特に、ウェーハ複合体の温度に平面的に影響が及ぼされる。
【００１０】
第１の態様の別の有利な一実施形態において、加熱装置は、さらに、基準点を基準にして実質的に半径方向に加熱面内に延在する第１の加熱ユニットを有する。
【００１１】
基準点を基準にして実質的に半径方向に加熱面内に延在するとは、加熱面内の面領域であって、半径方向における第１の延在成分と、半径方向と交差する方向における第２の延在成分とを有しており、第１の延在成分が、第２の延在成分と大きさが同じであるかそれ以上である面領域を有することである。特に第１の延在成分は、第２の延在成分よりも、数倍、つまり少なくとも２倍、特に少なくとも４倍、好ましくは、少なくとも１０倍は大きい。すなわち、上記の支持体に対して平行に加熱装置を位置固定に配置した際には、第１の加熱ユニットは、特に支持体の一部分領域だけを覆う。
【００１２】
第１の態様の別の有利な一実施形態において、加熱装置は、半導体チップの製造の際に、ウェーハ複合体の半導体チップの面に対して平行に配置可能な加熱面を有する。加熱装置は、さらに、基準点を基準にして実質的に半径方向に加熱面内に延在する第１の加熱ユニットを有する。
【００１３】
有利には、これにより、ウェーハ複合体を半径方向に所期のように加熱することができる。したがって、実質的に対称な放射形状、円形、円に似た形状、または螺旋形状に配置される、加熱コイルなどの加熱素子だけを有する加熱装置とは異なり、比較的迅速にかつ局所的に正確にウェーハ複合体の温度に影響を及ぼすことができる。特に、ウェーハ複合体または支持体を基準にして、加熱装置をこれらから回転できる場合には、上記の対称な放射形状、円形、円に似た形状、または螺旋形状の加熱素子とは異なり、接線方向にも、もしくは全面にわたってウェーハ複合体の温度に正確に影響を及ぼすことが可能である。
【００１４】
第１の態様の有利な一実施形態において、第１の加熱ユニットは、ウェーハ複合体の支持体を加熱する少なくとも１つの誘導式加熱素子を有する。
【００１５】
特に、第１の加熱ユニットは、複数の誘導式加熱素子を有しており、ここでは、第１の加熱ユニットは、実質的に半径方向に延在している。例えば、誘導式加熱素子は、このために、基準点から加熱装置の縁部に向かって延在する、加熱面の長く延びた面領域に配置されている。
【００１６】
例えば、この少なくとも１つの誘導式加熱素子は、電磁石または永久磁石である。少なくとも１つの誘導式加熱素子は、特に、ウェーハ複合体について、時間に依存して変化する磁場を供給するように構成されている。例えば、電磁石として構成される少なくとも１つの誘導式加熱素子は、このために高周波で変調可能に構成される。代替的にまたは補足的には、複数の誘導式加熱素子が横に隣り合って配置されることも考えられ、これらの加熱素子により、ウェーハ複合体もしくは支持体を基準にして加熱装置を回転した際に上記の変調が行われる。例えば、このために、回転方向において横に隣り合う誘導式加熱素子は、それぞれ逆の極性で配向される。
【００１７】
有利には、これにより、加熱装置に対して平行に配置される導電性材料において、うず電流損失を形成することができる。ウェーハ複合体の支持体が導電性材料から構成されている場合、支持体およびウェーハ複合体をこれによって効率的に加熱することができる。
【００１８】
第１の態様の別の有利な一実施形態では、少なくとも１つの誘導式加熱素子は、ウェーハ複合体の支持体にうず電流を形成する電磁石として構成され、それらの磁極は、加熱面に対して垂直に、または実質的に垂直に配向される。
【００１９】
第１の態様の別の有利な一実施形態において、第１の加熱ユニットは、半径方向において互いに隣り合って配置されている複数の誘導式加熱素子を有する。誘導式加熱素子は、基準点に対してそれぞれあらかじめ設定される距離を有する。
【００２０】
有利には、これにより、ウェーハ複合体もしくは支持体を半径方向に所期のように加熱することができる。特に、この際には、加熱の極めて細かな位置分解能を、例えば５ｍｍ〜２０ｍｍの分解能を半径方向に生じさせることができる。ここでは個々の誘導式加熱素子によってそれぞれ供給される磁場の強度および／または変調周波数は、あらかじめ設定される距離に依存して個別に選択することが可能である。
【００２１】
第１の態様の別の有利な一実施形態において、第１の加熱ユニットは、半径方向に対して横に互いに隣り合って配置されている複数の誘導式加熱素子を有する。誘導式加熱素子は、ここでは、それぞれ隣り合う加熱素子が、半径方向において、あらかじめ設定されるオフセットを互いに有するように配置される。
【００２２】
有利には、これにより、加熱の極めて細かな位置分解能が半径方向に可能になる。例えば、加熱装置は、半径方向に隣り合う複数の誘導式加熱素子の２つまたはそれ以上の列を有し、これらの誘導式加熱素子は、それぞれ互いにあらかじめ設定されるオフセットを有する。
【００２３】
第１の態様の別の有利な一実施形態において、加熱装置は、基準点の周りに円形、円に似た形状、または螺旋形状に延在しかつ加熱面内に配置されている第２の加熱ユニットを有する。
【００２４】
特に第２の加熱ユニットは、実質的に円形、楕円形、円筒状または螺旋形状に構成された１つまたは複数の加熱素子を有するか、またはこれらから構成されることが可能である。例えば、第２の加熱ユニットの加熱素子は、基準点に対して対称な放射形状または実質的に対称な放射形状に配置される。第１の加熱ユニットとは異なり、第２の加熱ユニットは、加熱装置の位置固定の配置において、支持体に対して平行に、支持体の少なくとも大部分を覆う。
【００２５】
有利には、これにより、ウェーハ複合体または支持体の、コストがかからず、一定でかつ平面的な加熱が可能になる。
【００２６】
第１の態様の別の有利な一実施形態において、第２の加熱ユニットは、少なくとも１つの加熱螺旋体を有する。
【００２７】
第２の態様によれば、本発明は、ウェーハ複合体に半導体チップを製造する方法に関する。この方法では、ウェーハ面および基準点を備えた支持体を準備する。この支持体は、ウェーハ面に少なくとも１つのウェーハ複合体を収容するように構成されている。
【００２８】
さらに、加熱面と、第１の加熱ユニットとを有する加熱装置を準備する。第１の加熱ユニットは、基準点に対して横にオフセットされて加熱面内に配置されている。加熱装置は、その加熱面がウェーハ面に対して平行に配置されている。
【００２９】
この方法では、支持体のウェーハ面内に少なくとも１つのウェーハ複合体を配置する。加熱面およびウェーハ面に対して垂直に伸びかつ基準点を通る軸の周りに、支持体および加熱装置を互いに相対的に回転させる。支持体の温度に影響が及ぼされるように第１の加熱ユニットを制御する。
【００３０】
加熱装置は、例えば、基準点を基準にして横に、あらかじめ設定されるオフセットで配置されるただ１つの電磁石だけを備えた第１の加熱ユニットを有していてよく、これにより、基準点の周りでオフセットに沿ってウェーハ複合体の温度が不均一になることが解消される。しかしながら、特に、第１の加熱ユニットは、基準点を基準にして半径方向に隣り合って配置される複数の誘導式加熱素子を有する。加熱ユニットとして、第２の態様の方法に適しているのは、特に有利には、第１の態様の加熱装置である。したがって第１の態様の加熱装置に関連して開示したすべての特徴は、第２の態様の方法にも転用され、またこの逆にも転用される。
【００３１】
有利にはこの方法により、接線方向にウェーハ複合体を所期のように加熱することができる。実質的に対称な放射形状、円形、円に似た形状、または螺旋形状に配置される、加熱螺旋体のような加熱素子だけを有する加熱装置とは異なり、ここでは、ウェーハ複合体の温度に比較的迅速に影響を及ぼすことができる。特に、第１の加熱ユニットが、実質的に、基準点を基準にして半径方向に加熱面内に延在している場合、ウェーハ複合体の温度に、全面にわたって正確に影響を及ぼすことができる。
【００３２】
第２の態様の有利な一実施形態において、加熱装置は、基準点の周りに円形、円に似た形状、または螺旋形状に延在しかつ加熱面内に配置されている第２の加熱ユニットを有する。第２の加熱ユニットは、少なくとも１つの加熱螺旋体を含む。この方法では、支持体の温度に影響を及ぼすように第２の加熱ユニットを制御する。
【００３３】
第２の態様の有利な一実施形態では、支持体のウェーハ面における少なくとも１つの局所的な温度を表す温度特性値を準備する。この温度特性値に依存して第１の加熱ユニットを制御する。
【００３４】
温度特性値は、例えば、半導体チップの製造のそれぞれプロセスステップにおける温度測定値の統計的な評価の推定値または結果であってよい。有利には、温度特性値に依存して第１の加熱ユニットを制御することにより、少なくとも１つのウェーハ複合体の局所的な温度を所期のように設定することができる。したがって特に、例えば、支持体上の少なくとも１つのウェーハ複合体の載置領域において、それぞれウェーハ複合体の残りの領域について発生する温度むらのような典型的な温度むらを解消することができる。
【００３５】
第２の態様の別の有利な一実施形態では、温度特性値を特定する温度センサを準備する。
【００３６】
したがって有利には、少なくとも１つのウェーハ複合体の局所的な温度を、特に正確に設定することができる。温度センサは、例えば赤外線カメラであってよい。
【００３７】
第２の態様の別の有利な一実施形態では、湾曲特性値を特定する、湾曲センサを準備する。湾曲特性値は、ウェーハ面に対して相対的に少なくとも１つのウェーハ複合体の湾曲を表す。この方法では、湾曲特性値に依存して第１の加熱ユニットを制御する。
【００３８】
有利には、これにより、少なくとも１つのウェーハ複合体の局所的な温度を正確に、しかも実質的にその湾曲に依存せずに設定することができる。ここでは湾曲として、特に、それぞれのウェーハ複合体の、支持体側へのまたは反対側への膨らみが問題となる。典型的には、このような湾曲は、エピタキシャル層を設ける際のそれぞれのプロセスステップに依存して変化する。
【００３９】
湾曲特性値を特定するため、例えば、それぞれのウェーハ複合体に向けられるレーザビームの偏向を使用することができる。特に、この関連において、第１の加熱ユニットを制御する制御装置と、レーザビームを形成して測定する光学モジュールを有する測定システムとを接続することができる。それぞれのウェーハ複合体の膨らみが大きくなるのに伴い、それぞれウェーハ複合体の表面によって反射されるレーザビームは、例えば、平坦なウェーハ面によって反射されるレーザビームが当たる静止位置からさらに偏向される。このようなレーザビームの偏向に依存して、すなわち、反射されるレーザビームの、静止位置からの距離に依存して、それぞれウェーハ複合体の湾曲を推定することができる。特に、ここでは、それぞれウェーハ複合体の平均的もしくは全体的な湾曲が特定される。代替的には、例えば、平行なレーザビームのアレイを形成して測定することにより、局所的な膨らみを特定することも可能である。
【００４０】
第２の態様の別の有利な一実施形態では、支持体および加熱装置を、あらかじめ設定される回転速度で互いに相対的に回転させる。この方法では、第１の加熱ユニットを回転速度に依存して制御する。
【００４１】
有利には、これにより、少なくとも１つのウェーハ複合体の局所的な温度を正確に設定することができる。ここでは、半径方向における加熱の上記の細かな位置分解能を利用し、回転運動によって支持体全体に伝達することも可能である。このあらかじめ設定される回転速度は、例えば、半導体チップを製造するための、毎分１０００〜３０００回転の範囲の通常の回転速度であってよい。好ましくは、回転速度に同期して、第１の加熱ユニットの、特に個別の誘導式加熱素子の制御を行う。
【００４２】
第２の態様の別の有利な一実施形態において、第１の加熱ユニットには、半径方向に、または実質的に半径方向に互いに隣り合って配置されておりかつ基準点に対してそれぞれあらかじめ設定された距離を有する複数の誘導式加熱素子が含まれている。この方法では、基準点に対するそれぞれのあらかじめ設定される距離に依存して、誘導式加熱素子を制御する。
【００４３】
有利には、これにより、少なくとも１つのウェーハ複合体の局所的な温度を特に正確に設定することができる。例えば、この関連において、載置領域の温度むらおよび／またはそれぞれウェーハ複合体の湾曲による温度むらを解消することができる。
【００４４】
第２の態様の別の有利な一実施形態では、少なくとも１つのウェーハ複合体の位置による温度の不均一が最小化されるように第１の加熱ユニットを制御する。
【００４５】
特に、少なくとも１つのウェーハ複合体が、実質的に位置によらず一定の温度を有するように第１の加熱ユニットを制御する。有利には、これにより、製造される半導体チップの十分に均一な性能が可能になる。したがって、特に、発光ダイオードチップを製造する際には、製造される発光ダイオードチップの、動作時における波長のずれおよび／または輝度への影響を防止することができる。
【００４６】
第２の態様の別の有利な一実施形態において、それぞれのウェーハ複合体は、半径方向に複数の仮想のセグメントに分割され、それぞれのセグメントには、少なくとも１つのウェーハ複合体の接線方向の温度経過もしくは湾曲経過を表す温度特性値および／または湾曲特性値が対応付けられる。それぞれのセグメントは、誘導式加熱素子に対応付けられる。加熱装置を基準とした支持体の配向に依存し、またそれぞれの温度特性値および／または湾曲特性値に依存して、少なくとも１つの誘導式加熱素子を制御し、これにより、それぞれのセグメントが、それぞれの誘導式加熱素子の位置に対応する位置において、あらかじめ設定されている目標値にそれぞれの温度特性値および／または湾曲特性値を局所的に調整する強度で加熱されるようにする。
【００４７】
半径方向における分割は、例えば、それぞれのウェーハ複合体についての誘導式加熱素子の個数およびそれらの影響領域の個数に依存する。ここから、例えば、誘導式加熱素子の個数に対応する個数の、少なくとも１つのウェーハ複合体の接線方向の温度の推移もしくは湾曲の推移が得られ、これらの温度の推移もしくは湾曲の推移は、基準点の周りに延在しかつ半径方向に段階付けられて配置されている。
【００４８】
第３の態様によれば、本発明は、ウェーハ複合体に半導体チップを製造するシステムに関する。このシステムは、ウェーハ面および基準点を備え、かつ少なくとも１つのウェーハ複合体を収容するためにウェーハ面内に構成されている支持体を有する。
【００４９】
このシステムは、さらに、加熱面および第１の加熱ユニットを備えた加熱装置を有する。第１の加熱ユニットは、基準点に対して横にオフセットされて加熱面内に配置されている。加熱装置は、その加熱面が、ウェーハ面に対して平行に配置されている。
【００５０】
このシステムは、さらに、加熱面およびウェーハ面に対して垂直に伸びかつ基準点を通る軸の周りに、支持体および加熱装置を互いに相対的に回転させるように構成された回転素子と、支持体の温度に影響が及ぼされるように第１の加熱ユニットを制御するように構成された制御装置とを有する。
【００５１】
加熱装置は、例えば、基準点を基準にして横にあらかじめ設定されたオフセットで配置されるただ１つの電磁石だけを備えた第１の加熱ユニットを有していてよく、これにより、基準点の周りでオフセットに沿ってウェーハ複合体の温度が不均一になることが調整される。しかしながら、特に、第１の加熱ユニットは、基準点を基準にして半径方向に隣り合って配置される複数の誘導式加熱素子を有する。加熱ユニットとして、第３の態様のシステムに適しているのは、特に有利には、第１の態様の加熱装置である。したがって第１の態様の加熱装置に関連して開示したすべての特徴は、第３の態様のシステムにも転用され、またその逆にも転用される。
【００５２】
制御装置は、特に、第２の態様の方法ステップを実行するように構成されている。したがって第２の態様の方法に関連して開示したすべての特徴は、第３の態様のシステムにも転用され、またその逆にも転用される。
【００５３】
第３の態様の有利な一実施形態において、加熱装置は、円形に、円に似た形状で、または螺旋形状に基準点の周りに延在し、かつ加熱面に配置されている第２の加熱ユニットを有する。第２の加熱ユニットは、少なくとも１つの加熱螺旋体を有する。制御装置は、さらに、支持体の温度に影響が及ぼされるように第２の加熱ユニットを制御するように構成されている。
【００５４】
第３の態様の有利な一実施形態において、支持体は、導電性材料から構成されている。特に支持体は、少なくとも、少なくとも１つのウェーハ複合体の領域にグラファイトを有するかまたはグラファイトから構成される。したがって有利には、第１の加熱ユニットによって支持体にうず電流損失を生じさせることができ、ひいてはそれぞれのウェーハ複合体を所期のように加熱することができる。
【００５５】
以下では、概略図面に基づき、本発明の実施例を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１Ａ】ウェーハ複合体に半導体チップを製造する例示的なシステムを示す図である。
【図１Ｂ】ウェーハ複合体に半導体チップを製造する例示的なシステムを示す図である。
【図１Ｃ】ウェーハ複合体に半導体チップを製造する例示的なシステムを示す図である。
【図２Ａ】ウェーハ複合体に半導体チップを製造するシステムの第１実施例を示す図である。
【図２Ｂ】ウェーハ複合体に半導体チップを製造するシステムの第１実施例を示す図である。
【図２Ｃ】ウェーハ複合体に半導体チップを製造するシステムの第１実施例を示す図である。
【図３Ａ】第１実施例のウェーハ複合体の局所的な温度経過を示す図である。
【図３Ｂ】第１実施例のウェーハ複合体の局所的な温度経過を示す図である。
【図４Ａ】第１実施例のウェーハ複合体の歪みを示す図である。
【図４Ｂ】第１実施例のウェーハ複合体の歪みを示す図である。
【図５】ウェーハ複合体に半導体チップを製造するシステムの第３実施例を示す図である。
【００５７】
同じ構成または同じ機能の要素には、複数の図に亘って、同じ参照符号が付されている。
【００５８】
図１ａ〜図１ｃにより、ウェーハ複合体に半導体チップを製造する例示的なシステムが示されている。このシステムは、それぞれディスク状のウェーハ複合体２０１（図１ｃ）を収容するように構成されている６個の凹部２０５を備えたディスク状の支持体２０３（図１ａ）を有する。それぞれのウェーハ複合体２０１は、その外側の縁部だけが、それぞれの凹部２０５の突出部に載置されている。この縁部内では支持体２０３と、それぞれのウェーハ複合体２０１との間に空隙があり、すなわち支持体２０３と、それぞれのウェーハ複合体２０１との間では直接の接触は行われない。
【００５９】
さらにこのシステムは、加熱装置１００（図１ｂ）を有する。この加熱装置は、３つの加熱素子１２１、１２２、１２３を備えた加熱ユニット１２０を有しており、これらの加熱素子は、加熱面Ｅ１（図１ｃ）内で、加熱装置１００の中心の基準点ｘの周りに実質的に円形に延在している。加熱素子１２１、１２２、１２３は、特に加熱螺旋体である。
【００６０】
このシステムにおいて、支持体２０３は、加熱面Ｅ１に対して平行なウェーハ面Ｅ２内のそれぞれのウェーハ複合体２０１と共に、加熱装置１００の上に離隔されて配置されている（図１ｃ）。それぞれのウェーハ複合体２０１は、加熱素子１２１、１２２、１２３の熱放射によって平面的に加熱することが可能であり、ここでは温度は、加熱素子１２１、１２２、１２３を流れる、対応するヒータ電流によって設定することが可能である。外側の加熱素子１２１、中間の加熱素子１２２および内側の加熱素子１２３は、それぞれ互いに独立して動作させることが可能である。しかしながら円形状の配置に起因して、接線方向に温度を設定することはできない。さらに加熱素子１２１〜１２３は、極めて緩慢にしか応答せず、高周波動作はできない。
【００６１】
ウェーハ複合体２０１に半導体チップを製造する際、例えばエピタキシャル層を設ける際には、支持体２０３は、それぞれのウェーハ複合体２０１と共に、あらかじめ設定される回転速度で基準点ｘの周りに回転させられる。
【００６２】
図２ａ〜図２ｃに基づき、ウェーハ複合体に半導体チップを製造するシステムの第１実施例を示す。このシステムは、前の実施例と同様に、それぞれ１つのウェーハ複合体２０１を収容する６個の凹部２０５を備えた支持体２０３を有しており、ウェーハ複合体２０１は、そのウェーハ面Ｅ２が、加熱装置１００の上で加熱面Ｅ１に対して平行に配置されており（図２ｃ）、基準点ｘの周りに回転する。
【００６３】
しかしながら前の実施例とは異なり、第１実施例の加熱装置１００は、基準点ｘから半径方向Ｒに延在する第１の加熱ユニット１１０を有する（図２ａ、図２ｂ）。さらに、任意選択的には加熱装置１００は、前の実施例と同様に、加熱素子１２１、１２２、１２３を備えた第２の加熱ユニット１２０を有する。
【００６４】
図２ａに示したように、第１の加熱ユニット１１０は、互いにオフセットされて配置された、誘導式加熱素子１１１、１１２、１１３、１１４、１１５の２つの列１１０ａ、１１０ｂを有しており、これらはそれぞれ、基準点ｘに対してあらかじめ設定される距離を有する。
【００６５】
しかしながら別の実施例では、第１の加熱ユニット１１０が、誘導式加熱素子１１１〜１１５の列１１０ａだけを有するか、または基準点ｘに対してオフセットされて配置されたただ１つの誘導式加熱素子１１３だけを有することも考えられる。
【００６６】
誘導式加熱素子１１１〜１１５は、特に電磁石であり、これらの電磁石は、支持体２０３と加熱装置１００との間の相対的な回転運動により、支持体２０３にうず電流が発生し、このうず電流により、支持体２０３およびそれぞれウェーハ複合体２０１の局所的な加熱が生じるように制御可能である。これに関連して支持体２０３は、グラファイトのような導電性材料から構成される。
【００６７】
さらに電磁石は、これが、時間に依存して変化する磁場を、特に高周波で変調される磁場を形成するように制御されることが可能である。これにより、支持体２０３の局所的な加熱がさらに強化される。
【００６８】
ここでは、磁場の強度および／または周波数を変調し、これにより、この変調に依存して局所的に正確でありかつ時間に依存する、支持体２０３の加熱を行うことが可能である。電磁石の変調は、特に、支持体２０３の回転速度に同期させることが可能である。特に好ましくは、回転角と、基準点ｘからの電磁石のそれぞれの距離とに依存して、それぞれの電磁石を別々に制御することができ、これにより、それぞれウェーハ複合体２０１の局所的な温度を正確に設定することができる。第１の加熱ユニット１１０は、それぞれのウェーハ複合体２０１の局所的な温度経過を適合もしくは均一化するために、例えば、第２の加熱ユニット１２０を補足するものとして使用することができる。
【００６９】
図３ａおよび図３ｂにはそれぞれ、図１ａ〜図２ｃによる６個のウェーハ複合体２０１のこのような局所的な温度経過が示されている。
【００７０】
図３ａには、例えば、図１ａ〜図１ｃの実施例にしたがってウェーハ複合体２０１を加熱した際に発生する、ウェーハ複合体２０１の全面にわたるウェーハ複合体２０１の局所温度の瞬時の記録が示されている。参照符号２０１ａにより、ウェーハ複合体２０１の比較的低温の領域が、また参照符号２０１ｂにより、ウェーハ複合体２０１の比較的高温の領域が示されている。
【００７１】
さらに、例示的に、基準点ｘに対してあらかじめ設定される距離（例えば１３０ｍｍ）にある温度センサ３０５が示されており、温度センサ３０５は、ウェーハ複合体２０１の温度の一部だけを記録し、かつ加熱装置１００を基準にして空間的に固定されて配置されている。破線の矢印によって示されているように、支持体２０３は、前の図１ａ〜図２ｃと同様にウェーハ複合体２０１と共に回転し、これにより、局所的な温度経過が、回転角に依存し、温度センサ３０５により、矢印に沿って、図３ｂに示されているように検出される。
【００７２】
個々のウェーハ複合体２０１の図示した温度の不均一を補償するために、ウェーハ複合体２０１の比較的冷たい領域２０１ａが、付加的に加熱されるように第１の加熱ユニット１１０を制御することができる。基準点ｘに対してあらかじめ設定される距離が、図示した温度センサ３０５の距離にほぼ対応する誘導式加熱素子１１３の磁場を変調する制御信号は、図３ｂに示した温度経過に比例して選択することが可能である。別の誘導式加熱素子１１１、１１２、１１４および１１５に対する制御信号は、この場合、例えば、推定値に基づき、かつ／または図示した温度経過に依存して特定することが可能である。
【００７３】
代替的にまたは補足的には、さらに、それぞれのウェーハ複合体２０１の湾曲が補償されるように第１の加熱ユニット１１０を動作させることできる。第１実施例に示したウェーハ複合体２０１のこのような歪みは、図４ａおよび図４ｂに示されている。
【００７４】
支持体２０３側にウェーハ複合体２０１が膨らむことにより（図４ａ）、支持体２０３と、ウェーハ複合体２０１との間の、凹部２０５における空隙が狭くなっており、これにより、図１ａ〜図１ｃの実施例にしたがって補償を行わずに加熱した際には、ウェーハ複合体２０１の中央領域は、ウェーハ複合体２０１の外側領域よりも強く加熱される。このように温度が不均一となることを補償するために、より広い空隙を有する、ウェーハ複合体２０１の領域が付加的に加熱されるように第１の加熱ユニット１１０を制御することができる。例示的には、誘導式加熱素子１１２、１１４によって形成される磁場よりも、強くかつ／または高い周波数の磁場が、誘導式加熱素子１１１、１１５によって形成され、誘導式加熱素子１１３が、遮断された動作状態になるように誘導式加熱素子１１１〜１１５を制御する。
【００７５】
支持体２０３とは反対側にウェーハ複合体２０１が膨らんだ場合（図４ｂ）、まったく逆にする。この場合には、例示的に、誘導式加熱素子１１３によって形成される磁場よりも弱くかつ／または低い周波数の磁場が誘導式加熱素子１１２、１１４によって形成され、誘導式加熱素子１１１、１１５が、遮断された動作状態になるように誘導式加熱素子１１１〜１１５を制御する。
【００７６】
図５には、ウェーハ複合体２０１に半導体チップを製造するシステム３００の第２実施例が略示されている。システム３００では、前の実施例と同様に、加熱装置１００と、ウェーハ複合体２０１を有する支持体２０３とが、互いに対して平行かつ回転可能に配置されている。ここでは、あらかじめ設定される回転速度で支持体２０３を回転させる回転素子３０１がシステム３００に割り当てられている。さらに、システム３００は、第１の加熱ユニット１１０を制御するように構成された制御装置３０３を有する。
【００７７】
システム３００は、さらに、１つまたは複数の温度センサ３０５を有する。さらに、図４ａおよび図４ｂの湾曲を特定するため、湾曲センサ３０７が使用される。センサ３０５、３０７は、出力側が制御装置３０３に接続されている。誘導式加熱素子１１１〜１１５の制御は、例えば、検出した温度および湾曲に依存して、特に回転速度に同期して行われる。
【００７８】
本発明は、実施例に基づく上記の説明により、これに制限されることはない。むしろ本発明には、あらゆる新規の特徴的構成および特に、特許請求の範囲の複数の特徴的構成のあらゆる組み合わせを含む複数の特徴的構成のあらゆる組み合わせが含まれているのであり、このことは、この特徴的構成またはこの組み合わせそのものが、特許請求の範囲または実施例に明示的に記載されていない場合であっても当てはまるものである。
【符号の説明】
【００７９】
１００  加熱装置
１１０  第１の加熱ユニット
１１０ａ、１１０ｂ  電磁石の列
１１１〜１１５  加熱素子
１２０  第２の加熱ユニット
１２１〜１２３  加熱素子
Ｅ１  加熱面
Ｅ２  ウェーハ面
２０１  ウェーハ複合体
２０１ａ  比較的低温の領域
２０１ｂ  比較的高温の領域
２０３  支持体  
ｘ  基準点
３００  システム
３０１  回転素子
３０３  制御装置
３０５  温度センサ
３０７  湾曲センサ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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