(57)【要約】【課題】エピタキシャル成長時に生じるウェハ裏面の変色の不均一を低減し、化合物半導体エピタキシャルウェハの品質低下を解消したＧａＡｓ結晶基板固定治具及び基板固定方法を提供する。【解決手段】化合物半導体エピタキシャルウェハの製造工程で、ＧａＡｓ結晶基板２をレーザーマーク加工する際に、ＧａＡｓ結晶基板２を真空吸着して固定するＧａＡｓ結晶基板固定治具において、ＧａＡｓ結晶基板２に接触する箇所をポリアセタール樹脂で形成するものである。【選択図】図１
2009200399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化合物半導体エピタキシャルウェハ用ＧａＡｓ結晶基板製造工程で、ＧａＡｓ結晶基板をレーザーマーク加工する際に使用される真空吸着を利用したＧａＡｓ結晶基板固定治具において、前記ＧａＡｓ結晶基板に接触する箇所をポリアセタール樹脂で形成することを特徴とするＧａＡｓ結晶基板固定治具。
【請求項２】
前記化合物半導体エピタキシャルウェハは、レーザーマーク加工した前記ＧａＡｓ結晶基板を用い、有機金属気相成長法によって作製される請求項１記載のＧａＡｓ結晶基板固定治具。
【請求項３】
化合物半導体エピタキシャルウェハ用ＧａＡｓ結晶基板製造工程で、ＧａＡｓ結晶基板をレーザーマーク加工する際に、前記ＧａＡｓ結晶基板を真空吸着して固定するＧａＡｓ結晶基板固定方法において、前記ＧａＡｓ結晶基板基板に接触する箇所をポリアセタール樹脂で形成したＧａＡｓ結晶基板固定治具を用いて、ＧａＡｓ結晶基板を真空吸着して固定することを特徴とするＧａＡｓ結晶基板固定方法。
【請求項４】
前記化合物半導体エピタキシャルウェハは、レーザーマーク加工した前記ＧａＡｓ結晶基板を用い、有機金属気相成長法によって作製される請求項３記載のＧａＡｓ結晶基板固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧａＡｓ結晶基板にレーザーマーク加工する際に用いるＧａＡｓ結晶基板固定治具及び基板固定方法に係り、特に、真空吸着を利用したＧａＡｓ結晶基板固定治具及び基板固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化合物半導体エピタキシャルウェハの製造過程では、ＧａＡｓ結晶基板の加工作業の際にＧａＡｓ結晶基板の位置と姿勢を保持・固定する必要がある。ＧａＡｓ結晶基板を固定する方法のひとつに、ＧａＡｓ結晶基板を裏面から真空吸着することによってＧａＡｓ結晶基板を固定する方法がある。この方法の従来技術としては、特許文献１および特許文献２に示すものがある。
【０００３】
ＧａＡｓ結晶基板にレーザーマーク加工する際には、ＧａＡｓ結晶基板はウェハチャックと呼ばれる固定治具に固定される。このウェハチャックは上面に吸着孔が設けられており、ＧａＡｓ結晶基板を裏面から真空吸着することによって基板を固定するものである。このウェハチャックとしては、通常ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙ  Ｔｅｔｒａ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）からなるものが用いられている。
【０００４】
レーザーマーク加工されたＧａＡｓ結晶基板は、ＭＯＶＰＥ法（有機金属気相成長法）などの気相成長法で化合物半導体エピタキシャルウェハを作製する際の基板として用いられる。ＭＯＶＰＥ法では、ＧａＡｓ結晶基板をヒータにより加熱し、各エピタキシャル層の原料となるIII族有機金属原料ガスとＶ族原料ガス、またキャリアガスおよびドーパント原料ガスを成長炉内に導入し、炉内で混合ガスを熱分解させ、ＧａＡｓ結晶基板上に結晶膜を堆積成長させる。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２１６２２８号公報
【特許文献２】特開２００３−１５２０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述のような気相成長の際には、原料ガスがＧａＡｓ結晶基板の裏面にも回りこみ、裏面の変色が生じる。特に、原料ガスとしてＰＨ3を使用する場合にはＧａＡｓ結晶基板裏面の変色が顕著に生じる。
【０００７】
成長中はＧａＡｓ結晶基板裏面から加熱しているため、ＧａＡｓ結晶基板裏面の変色が不均一になると、ＧａＡｓ結晶基板表面側の温度状態も変わってしまい、ＧａＡｓ結晶基板表面側の結晶成長の組成が不均一になり、化合物半導体結晶（エピタキシャル層）の品質に悪影響を及ぼす。
【０００８】
レーザーマーク加工時に真空吸着を用いてＧａＡｓ結晶基板を固定した場合は、この気相成長の際のＧａＡｓ結晶基板裏面の変色の不均一が顕著である。
【０００９】
その理由は、原料ガスによるＧａＡｓ結晶基板裏面の変色が生じる際に、レーザーマーク加工する際にＰＴＦＥからなるウェハチャックがＧａＡｓ結晶基板に接触していた箇所のみで、ＰとＧａＡｓ結晶基板との反応が弱くなるためである。
【００１０】
ＰＴＦＥからなるウェハチャックがＧａＡｓ結晶基板に接触していた箇所のみで、ＰとＧａＡｓ結晶基板との反応が弱くなる理由やメカニズムは明らかではないが、例えば、成長前にＧａＡｓ結晶基板を指で触って成長させると指紋の形状が変色しない領域として現れることから、ウェハチャックにＰＴＦＥを用いると、何らかの物質がＧａＡｓ結晶基板に付着し、付着した物質がＰとＧａＡｓ結晶基板との反応を妨げていると考えられる。
【００１１】
この結果、レーザーマーク加工でＧａＡｓ結晶基板固定に用いたウェハチャックの形状がＧａＡｓ結晶基板裏面に浮き出て、ＧａＡｓ結晶基板裏面の変色が不均一になり、化合物半導体結晶の品質が低下してしまう。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、エピタキシャル成長時に生じるＧａＡｓ結晶基板裏面の変色の不均一を低減し、化合物半導体結晶の品質低下を解消したＧａＡｓ結晶基板固定治具及び基板固定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、化合物半導体エピタキシャルウェハ用ＧａＡｓ結晶基板製造工程で、ＧａＡｓ結晶基板をレーザーマーク加工する際に使用される真空吸着を利用したＧａＡｓ結晶基板固定治具において、前記ＧａＡｓ結晶基板に接触する箇所をポリアセタール樹脂で形成するＧａＡｓ結晶基板固定治具である。
【００１４】
請求項２の発明は、前記化合物半導体エピタキシャルウェハは、レーザーマーク加工した前記ＧａＡｓ結晶基板を用い、有機金属気相成長法によって作製される請求項１記載のＧａＡｓ結晶基板固定治具である。
【００１５】
請求項３の発明は、化合物半導体エピタキシャルウェハ用ＧａＡｓ結晶基板製造工程で、ＧａＡｓ結晶基板をレーザーマーク加工する際に、前記ＧａＡｓ結晶基板を真空吸着して固定するＧａＡｓ結晶基板固定方法において、前記ＧａＡｓ結晶基板基板に接触する箇所をポリアセタール樹脂で形成したＧａＡｓ結晶基板固定治具を用いて、ＧａＡｓ結晶基板を真空吸着して固定するＧａＡｓ結晶基板固定方法である。
【００１６】
請求項４の発明は、前記化合物半導体エピタキシャルウェハは、レーザーマーク加工した前記ＧａＡｓ結晶基板を用い、有機金属気相成長法によって作製される請求項３記載のＧａＡｓ結晶基板固定方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、レーザーマーク加工の際のＧａＡｓ結晶基板固定治具の素材としてポリアセタール樹脂を用いることで、気相成長の際、ＧａＡｓ結晶基板固定治具とＧａＡｓ結晶基板裏面との接触に由来するＰ吸着の不均一を低減することができ、ＧａＡｓ結晶基板裏面の変色の不均一、およびＧａＡｓ結晶基板表面でのエピタキシャル層の不均一を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１９】
本実施形態に係るＧａＡｓ結晶基板固定治具は、ＧａＡｓ結晶基板にレーザーマーク加工する際に、ＧａＡｓ結晶基板を固定するために用いられるものである。
【００２０】
図１は、本発明の好適な実施形態を示すＧａＡｓ結晶基板固定治具を用いたレーザーマーク加工装置の模式図である。
【００２１】
図１に示すように、レーザーマーク加工装置１は、ＧａＡｓ結晶基板２を固定するためのＧａＡｓ結晶基板固定治具（ウェハチャック）３と、ＧａＡｓ結晶基板固定治具３の上方に対向配置され、ＧａＡｓ結晶基板２にレーザーを照射してレーザーマーク加工するレーザーマーク形成装置４とからなる。
【００２２】
本実施形態に係るＧａＡｓ結晶基板固定治具３は、円柱状の支持部３ａを備える。支持部３ａの中心部には、その軸方向に沿って吸着孔３ｂが形成される。吸着孔３ｂは、図示しない真空ポンプに接続される。また、支持部３ａの外径は、ＧａＡｓ結晶基板２の外径よりも小さく形成される。
【００２３】
支持部３ａのＧａＡｓ結晶基板２に接触する箇所は、ポリアセタール樹脂（ポリオキシメチレン）で形成される。本実施形態では、支持部３ａ全体をポリアセタール樹脂で形成した。ポリアセタール樹脂としては、デルリン（登録商標）を用いるとよい。
【００２４】
レーザーマーク加工装置１を用いてレーザーマーク加工を行う際は、まず、ＧａＡｓ結晶基板２を支持部３ａの上面に載置し、吸着孔３ｂから真空ポンプで吸引してＧａＡｓ結晶基板２をＧａＡｓ結晶基板固定治具３に固定する。その後、レーザーマーク形成装置４により、固定されたＧａＡｓ結晶基板２の表面にレーザービームを照射してレーザーマーク加工する。
【００２５】
ＧａＡｓ結晶基板２にレーザーマーク加工した後、図２に示す成長炉２１を用い、ＭＯＶＰＥ法（有機金属気相成長法）によりＧａＡｓ結晶基板２の表面にエピタキシャル層を形成する。
【００２６】
成長炉２１は、複数のＧａＡｓ結晶基板２（図２では６つ）を保持するサセプタ２２と、サセプタ２２およびＧａＡｓ結晶基板２を加熱するヒータ２３と、原料ガスを通すフローチャネル２４とを主に備える。サセプタ２２は、ＧａＡｓ結晶基板２の成長面（表面）が下になるように、かつＧａＡｓ結晶基板２の成長面がフローチャネル２４内に臨むように配置される。
【００２７】
この成長炉２１を用いてＧａＡｓ結晶基板２の表面にエピタキシャル層を成長させる際は、まず、ヒータ２３によりＧａＡｓ結晶基板２を加熱し、原料ガスとして、III族原料ガス、Ｖ族原料ガス、キャリアガスおよびドーパント原料ガスをフローチャネル２４に導入する。その後、フローチャネル２４中の混合ガスをヒータ２３の熱により熱分解させ、ＧａＡｓ結晶基板２上にエピタキシャル層（結晶層）を堆積成長させる。
【００２８】
以上により、ＧａＡｓ結晶基板２上にエピタキシャル層を成長させた化合物半導体エピタキシャルウェハが得られる。
【００２９】
本実施形態の効果を説明する。
【００３０】
本実施形態に係るＧａＡｓ結晶基板固定治具３では、ＧａＡｓ結晶基板２に接触する箇所をポリアセタール樹脂で形成している。
【００３１】
従来のＧａＡｓ結晶基板固定治具では、ＧａＡｓ結晶基板に接触する箇所をＰＴＦＥで形成していた。ＰＴＦＥとＧａＡｓ結晶基板とを接触させると、ＧａＡｓ結晶基板に何らかの物質が付着し、その物質がＰとＧａＡｓ結晶基板との反応を妨げると考えられる。そのため、従来のＧａＡｓ結晶基板固定治具（ＰＴＦＥ）とＧａＡｓ結晶基板とが接触していた箇所のみ、ＰとＧａＡｓ結晶基板との反応が弱くなり、ＧａＡｓ結晶基板の裏面で変色の不均一が発生していた。
【００３２】
これに対し、本実施形態に係るＧａＡｓ結晶基板固定治具３に用いるポリアセタール樹脂は、ＧａＡｓ結晶基板と接触させた際に、接触箇所にＰとＧａＡｓ結晶基板との反応を妨げる物質が付着しないと考えられる。よって、ＧａＡｓ結晶基板固定治具３とＧａＡｓ結晶基板２が接触する箇所で、ＰとＧａＡｓ結晶基板２との反応が弱くならない。
【００３３】
これにより、ＭＯＶＰＥ法によりエピタキシャル成長させる際に、ＧａＡｓ結晶基板２裏面でのＰの吸着が均一となり、ＧａＡｓ結晶基板２裏面の変色の不均一を低減することができる。さらに、ＧａＡｓ結晶基板裏面の変色が均一となるため、ＧａＡｓ結晶基板の表面側の温度状態を均一とすることができ、ＧａＡｓ結晶基板表面でのエピタキシャル層の組成の不均一を低減することができる。
【実施例】
【００３４】
（実施例）
ＧａＡｓ結晶基板２をレーザーマーク加工する際のＧａＡｓ結晶基板固定治具３として、ＧａＡｓ結晶基板２に接触する箇所をデルリン（登録商標）で形成したウェハチャックを用い、このウェハチャックでＧａＡｓ結晶基板２裏面を真空吸着して固定し、ＧａＡｓ結晶基板２にレーザーマーク加工を行った。その後、このＧａＡｓ結晶基板２を用いてＭＯＶＰＥ法で化合物半導体結晶をエピタキシャル成長させた。Ｖ族原料ガスとしては、ＰＨ3を用いた。
【００３５】
（比較例）
また、比較例として、ＧａＡｓ結晶基板をレーザーマーク加工する際のＧａＡｓ結晶基板固定治具として、ＧａＡｓ結晶基板に接触する箇所に従来から使用されているＰＴＦＥを用いたウェハチャックを用い、このウェハチャックでＧａＡｓ結晶基板裏面を真空吸着して固定し、ＧａＡｓ結晶基板にレーザーマーク加工を行った。その後、実施例と同じ条件でこのＧａＡｓ結晶基板を用いて化合物半導体結晶を成長させた。
【００３６】
表１に、実施例および比較例で作製した化合物半導体エピタキシャルウェハの裏面のＰ濃度を、ＥＤＸを用いて分析した結果を示す。Ｐ濃度の分析は、レーザーマーク加工時にウェハチャックに接触した箇所と、ウェハチャックに接触していない箇所の２箇所で行った。
【００３７】
【表１】
2009200399.tif 000003
【００３８】
表１に示すように、実施例で作製した化合物半導体エピタキシャルウェハ裏面のＰ濃度は、ウェハチャックに接触した箇所とウェハチャックに接触していない箇所でほぼ同一であり、ＧａＡｓ結晶基板２裏面の変色は均一であった。
【００３９】
これに対し、比較例で作製した化合物半導体エピタキシャルウェハの裏面のＰ濃度は、ウェハチャックに接触した箇所とウェハチャックに接触していない箇所との差が顕著で、ＧａＡｓ結晶基板裏面の変色も不均一であった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の好適な実施形態を示すＧａＡｓ結晶基板固定治具を用いたレーザーマーク加工装置の模式図である。
【図２】ＭＯＶＰＥ法によりＧａＡｓ結晶基板上にエピタキシャル層を成長させる成長炉の模式図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  レーザーマーク加工装置
２  ＧａＡｓ結晶基板
３  ＧａＡｓ結晶基板固定治具
【図１】
2009200399.tif 000004
【図２】
2009200399.tif 000005