JP5972605B2 - Semiconductor processing apparatus and semiconductor processing method - Google Patents
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Description
この発明は、半導体処理装置および半導体処理方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor processing apparatus and a semiconductor processing method.
現在、パワーデバイスへの応用を目指し、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）結晶のプロセス技術が盛んに研究されている。 Currently, silicon carbide (SiC) crystal process technology has been actively researched for application to power devices.
中でも、ハイスループットの高温熱処理技術の開発が重要課題の一つとなっていることから、急速熱処理手法としての大気圧熱プラズマジェット（Ｔｈｅｒｍａｌ−Ｐｌａｓｍａ−Ｊｅｔ：ＴＰＪ）照射技術が注目されている（非特許文献１）。 In particular, the development of high-throughput high-temperature heat treatment technology has become one of the important issues, and atmospheric-pressure thermal plasma jet (Thermal-Plasma-Jet: TPJ) irradiation technology as a rapid heat treatment method has attracted attention (non- Patent Document 1).
そして、大気圧熱プラズマジェット照射技術を用いてＳｉＣ基板の急速熱処理を行った結果、基板温度は、６８０℃に達した（非特許文献２）。 And as a result of performing the rapid heat processing of a SiC substrate using atmospheric pressure thermal plasma jet irradiation technique, the substrate temperature reached 680 degreeC (nonpatent literature 2).
しかし、熱プラズマジェットを横方向に走査させる方法では、ＳｉＣ基板の端部における熱応力に起因するＳｉＣ基板の破損が発生するとともに、ＳｉＣ基板を処理するためには、６８０℃では低いという問題がある。 However, in the method in which the thermal plasma jet is scanned in the lateral direction, the SiC substrate is damaged due to the thermal stress at the end of the SiC substrate, and the problem is that the temperature is low at 680 ° C. for processing the SiC substrate. is there.
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＳｉＣ基板の破損を抑制してＳｉＣ基板を高温に加熱可能な半導体処理装置を提供することである。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a semiconductor processing apparatus capable of heating a SiC substrate to a high temperature while suppressing damage to the SiC substrate.
また、この発明の別の目的は、ＳｉＣ基板の破損を抑制してＳｉＣ基板を高温に加熱可能な半導体処理方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a semiconductor processing method capable of heating a SiC substrate to a high temperature while suppressing breakage of the SiC substrate.
この発明の実施の形態によれば、半導体処理装置は、支持台と、プラズマ源と、回転／移動手段とを備える。支持台は、半導体ウェハを支持する。プラズマ源は、直流アーク放電によって発生された熱プラズマジェットを半導体ウェハに照射する。回転／移動手段は、支持台を回転させながら支持台を半導体ウェハの径方向に移動させる。プラズマ源は、熱プラズマジェットの照射位置が半導体ウェハの外周側の縁から一定の距離にある位置に達したとき、熱プラズマジェットの発生を停止し、または半導体ウェハから遠ざけられる。 According to an embodiment of the present invention, a semiconductor processing apparatus includes a support base, a plasma source, and rotation / movement means. The support base supports the semiconductor wafer. The plasma source irradiates the semiconductor wafer with a thermal plasma jet generated by direct current arc discharge. The rotating / moving means moves the support base in the radial direction of the semiconductor wafer while rotating the support base. When the irradiation position of the thermal plasma jet reaches a position at a certain distance from the edge on the outer peripheral side of the semiconductor wafer, the plasma source stops generating the thermal plasma jet or moves away from the semiconductor wafer.
また、この発明の実施の形態によれば、半導体処理方法は、直流アーク放電によって発生された熱プラズマジェットを半導体ウェハに照射する第１の工程と、半導体ウェハを支持する支持台を回転させるとともに、熱プラズマジェットが半導体ウェハの径方向に照射されるように支持台を半導体ウェハの径方向に移動させる第２の工程と、熱プラズマジェットの照射位置が半導体ウェハの外周側の縁から一定の距離にある位置に達したとき熱プラズマジェットの発生を停止し、または熱プラズマジェットを半導体ウェハから遠ざける第３の工程とを備える。 According to the embodiment of the present invention, the semiconductor processing method includes a first step of irradiating the semiconductor wafer with the thermal plasma jet generated by the DC arc discharge, and rotating the support base that supports the semiconductor wafer. The second step of moving the support base in the radial direction of the semiconductor wafer so that the thermal plasma jet is irradiated in the radial direction of the semiconductor wafer; and the irradiation position of the thermal plasma jet is constant from the outer edge of the semiconductor wafer A third step of stopping the generation of the thermal plasma jet when a position at a distance is reached or moving the thermal plasma jet away from the semiconductor wafer.
この発明の実施の形態による半導体処理装置は、半導体ウェハを回転させるとともに半導体ウェハを径方向に移動させながら熱プラズマジェットを半導体ウェハの径方向へ向かって半導体ウェハに照射する。そして、半導体処理装置は、熱プラズマジェットの照射位置が半導体ウェハの外周側の縁から一定の距離にある位置に達すると、熱プラズマジェットを停止し、または熱プラズマジェットを半導体ウェハから遠ざける。その結果、熱プラズマジェットは、半導体ウェハに螺旋状に照射され、半導体ウェハは、径方向に沿って徐々に１８００℃以上に加熱される。また、半導体ウェハの外周端における応力に起因する半導体ウェハの割れの発生が抑制される。 A semiconductor processing apparatus according to an embodiment of the present invention irradiates a semiconductor wafer with a thermal plasma jet in the radial direction of the semiconductor wafer while rotating the semiconductor wafer and moving the semiconductor wafer in the radial direction. Then, the semiconductor processing apparatus stops the thermal plasma jet or moves the thermal plasma jet away from the semiconductor wafer when the irradiation position of the thermal plasma jet reaches a position at a certain distance from the outer peripheral edge of the semiconductor wafer. As a result, the thermal plasma jet is spirally irradiated onto the semiconductor wafer, and the semiconductor wafer is gradually heated to 1800 ° C. or more along the radial direction. In addition, the occurrence of cracks in the semiconductor wafer due to the stress at the outer peripheral edge of the semiconductor wafer is suppressed.
従って、半導体ウェハの破損を抑制して半導体ウェハを高温に加熱できる。 Therefore, damage to the semiconductor wafer can be suppressed and the semiconductor wafer can be heated to a high temperature.
また、この発明の実施の形態による半導体処理方法は、半導体ウェハを回転させるとともに半導体ウェハを径方向に移動させながら熱プラズマジェットを半導体ウェハの径方向へ向かって半導体ウェハに照射する。そして、半導体処理方法は、熱プラズマジェットの照射位置が半導体ウェハの外周側の縁から一定の距離にある位置に達すると、熱プラズマジェットを停止し、または熱プラズマジェットを半導体ウェハから遠ざける。 The semiconductor processing method according to the embodiment of the present invention irradiates the semiconductor wafer with the thermal plasma jet in the radial direction of the semiconductor wafer while rotating the semiconductor wafer and moving the semiconductor wafer in the radial direction. Then, the semiconductor processing method stops the thermal plasma jet or moves the thermal plasma jet away from the semiconductor wafer when the irradiation position of the thermal plasma jet reaches a position at a certain distance from the outer peripheral edge of the semiconductor wafer.
従って、上述した機構によって、半導体ウェハの破損を抑制して半導体ウェハを高温に加熱できる。 Therefore, the semiconductor wafer can be heated to a high temperature by suppressing the breakage of the semiconductor wafer by the mechanism described above.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図１は、この発明の実施の形態による半導体処理装置の構成図である。図１を参照して、この発明の実施の形態による半導体処理装置１００は、架台１と、アクチュエータ２と、プラズマ源１０と、測定装置３０と、制御装置４０と、支持台５０と、回転手段６０と、移動手段７０と、温度計８０とを備える。 FIG. 1 is a configuration diagram of a semiconductor processing apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a semiconductor processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a gantry 1, an actuator 2, a plasma source 10, a measuring device 30, a control device 40, a support base 50, and rotating means. 60, a moving means 70, and a thermometer 80.
アクチュエータ２は、一方端が架台１に固定され、他方端がプラズマ源１０に連結される。 The actuator 2 has one end fixed to the gantry 1 and the other end connected to the plasma source 10.
プラズマ源１０は、陽極１１と、絶縁体１２と、導体１３と、陰極１４と、ガス導入管１５と、給水管１６と、排出管１７と、電源回路２０とを含む。 The plasma source 10 includes an anode 11, an insulator 12, a conductor 13, a cathode 14, a gas introduction pipe 15, a water supply pipe 16, a discharge pipe 17, and a power supply circuit 20.
陽極１１は、概略、中空の円筒形状からなり、支持台５０側に噴出口１８を有する。また、陽極１１は、その内部に中空部分１９を有する。そして、陽極１１は、例えば、熱伝導率が高い銅（Ｃｕ）を主成分とする金属からなる。 The anode 11 generally has a hollow cylindrical shape and has a jet port 18 on the support base 50 side. The anode 11 has a hollow portion 19 inside. And the anode 11 consists of a metal which has copper (Cu) with a high heat conductivity as a main component, for example.
絶縁体１２は、陽極１１と導体１３との間に陽極１１および導体１３に接して配置される。そして、絶縁体１２は、例えば、アルミナおよびセラミックス等からなる。 The insulator 12 is disposed between the anode 11 and the conductor 13 in contact with the anode 11 and the conductor 13. The insulator 12 is made of, for example, alumina and ceramics.
導体１３は、略十字形状を有する。そして、導体１３のうち、水平方向ＤＲ１に配置された部分は、絶縁体１２に接して配置される。また、導体１３のうち、上下方向ＤＲ２に配置された部分は、陽極１１の噴出口１８の方向へ突出するとともに、一方端が尖っており、他方端がアクチュエータ２に連結されている。さらに、導体１３は、陰極１４を挿入するための孔を有する。そして、導体１３は、例えば、Ｃｕからなる。 The conductor 13 has a substantially cross shape. A portion of the conductor 13 that is disposed in the horizontal direction DR <b> 1 is disposed in contact with the insulator 12. Further, a portion of the conductor 13 arranged in the vertical direction DR <b> 2 protrudes in the direction of the jet outlet 18 of the anode 11, has one end pointed, and the other end connected to the actuator 2. Furthermore, the conductor 13 has a hole for inserting the cathode 14. The conductor 13 is made of Cu, for example.
絶縁体１２が陽極１１および導体１３に接するように配置されることによって、内部空間２１が形成される。 By disposing the insulator 12 in contact with the anode 11 and the conductor 13, an internal space 21 is formed.
陰極１４は、導体１３に挿入されるとともに、一方端側が導体１３から露出する。また、陰極１４は、その一方端が噴出口１８に向かって尖っている。そして、陰極１４は、例えば、酸化ランタンを微量に添加したタングステンからなる。 The cathode 14 is inserted into the conductor 13 and one end side is exposed from the conductor 13. Further, the cathode 14 has one end pointed toward the ejection port 18. The cathode 14 is made of tungsten to which a small amount of lanthanum oxide is added, for example.
ガス導入管１５は、その一方端側が陽極１１を貫通して内部空間２１に達するように陽極１１に固定される。そして、ガス導入管１５は、アルゴン（Ａｒ）ガスを保持するガスボンベ（図示せず）に連結されている。給水管１６は、その一方端側が陽極１１を貫通して中空部分１９に達するように陽極１１に固定される。排出管１７は、その一方端側が陽極１１を貫通して中空部分１９に達するように陽極１１に固定される。 The gas introduction pipe 15 is fixed to the anode 11 such that one end side thereof penetrates the anode 11 and reaches the internal space 21. The gas introduction pipe 15 is connected to a gas cylinder (not shown) that holds argon (Ar) gas. The water supply pipe 16 is fixed to the anode 11 such that one end side thereof penetrates the anode 11 and reaches the hollow portion 19. The discharge pipe 17 is fixed to the anode 11 so that one end side thereof penetrates the anode 11 and reaches the hollow portion 19.
噴出口１８は、例えば、２ｍｍφの直径を有する。電源回路２０は、陽極１１と陰極１４との間に電気的に接続される。測定装置３０は、その底面３０Ａが陽極１１の底面１１Ａに一致するように陽極１１の外周面に設置される。 The spout 18 has a diameter of 2 mmφ, for example. The power supply circuit 20 is electrically connected between the anode 11 and the cathode 14. The measuring device 30 is installed on the outer peripheral surface of the anode 11 so that the bottom surface 30 </ b> A coincides with the bottom surface 11 </ b> A of the anode 11.
支持台５０は、板部材１１０に固定される。そして、支持台５０は、支持部材５１と、歯車５２と、ベアリング５３と、枠部材５４とを含む。 The support base 50 is fixed to the plate member 110. The support base 50 includes a support member 51, a gear 52, a bearing 53, and a frame member 54.
支持部材５１は、ドーナツ形状を有し、支持具５１１を有する。支持具５１１は、ＳｉＣ結晶からなるウェハ９０を点接触によって支持する。 The support member 51 has a donut shape and includes a support tool 511. The support 511 supports the wafer 90 made of SiC crystal by point contact.
歯車５２は、支持部材５１に連結される。ベアリング５３は、支持部材５１と枠部材５４との間に配置される。枠部材５４は、支持部材５１を囲むように円形の開口部を有し、その開口部内においてベアリング５３を介して支持部材５１を支持する。そして、枠部材５４は、板部材１１０に固定されている。 The gear 52 is connected to the support member 51. The bearing 53 is disposed between the support member 51 and the frame member 54. The frame member 54 has a circular opening so as to surround the support member 51, and supports the support member 51 via a bearing 53 in the opening. The frame member 54 is fixed to the plate member 110.
回転手段６０は、モータ６１と、歯車６２とを含む。モータ６１は、固定部材（図示せず）を介して板部材１１０に固定されている。また、モータ６１は、シャフト６１１によって歯車６２に連結されている。歯車６２は、モータ６１のシャフト６１１に連結され、支持台５０の歯車５２に噛み合っている。 Rotating means 60 includes a motor 61 and a gear 62. The motor 61 is fixed to the plate member 110 via a fixing member (not shown). The motor 61 is connected to the gear 62 by a shaft 611. The gear 62 is connected to the shaft 611 of the motor 61 and meshes with the gear 52 of the support base 50.
板部材１２０は、板部材１１０と直交するように板部材１１０に連結されている。 The plate member 120 is connected to the plate member 110 so as to be orthogonal to the plate member 110.
移動手段７０は、凹凸部材７１と、歯車７２と、モータ７３とを含む。凹凸部材７１は、断面形状が三角形からなり、板部材１２０に固定される。歯車７２は、固定部材（図示せず）によって架台１に固定されており、凹凸部材７１に噛み合う。 The moving means 70 includes an uneven member 71, a gear 72, and a motor 73. The concavo-convex member 71 has a triangular cross-sectional shape and is fixed to the plate member 120. The gear 72 is fixed to the gantry 1 by a fixing member (not shown) and meshes with the concavo-convex member 71.
モータ７３は、固定部材（図示せず）によって架台１に固定されており、そのシャフトは、歯車７２に連結されている。 The motor 73 is fixed to the gantry 1 by a fixing member (not shown), and its shaft is connected to the gear 72.
温度計８０は、ウェハ９０を中心としてプラズマ源１０と反対側に配置され、架台１に固定される。そして、温度計８０は、支持部材５１の水平方向ＤＲ１における軸Ｘ上に配置される。その結果、温度計８０の測定点は、プラズマ源１０が照射する熱プラズマジェットの照射位置と一致する。 The thermometer 80 is disposed on the opposite side of the plasma source 10 with the wafer 90 as the center, and is fixed to the gantry 1. The thermometer 80 is disposed on the axis X of the support member 51 in the horizontal direction DR1. As a result, the measurement point of the thermometer 80 coincides with the irradiation position of the thermal plasma jet irradiated by the plasma source 10.
アクチュエータ２は、制御装置４０から電圧が印加されると、上下方向ＤＲ２に伸縮し、プラズマ源１０を上下方向ＤＲ２へ移動させる。 When a voltage is applied from the control device 40, the actuator 2 expands and contracts in the vertical direction DR2, and moves the plasma source 10 in the vertical direction DR2.
プラズマ源１０は、電源回路２０から直流電圧が印加され、ガス導入口１５からＡｒガスが内部空間２１へ供給されると、直流アーク放電によって熱プラズマジェットを発生する。そして、プラズマ源１０は、その発生した熱プラズマジェットを噴出口１８からウェハ９０に照射する。 When a DC voltage is applied from the power supply circuit 20 and Ar gas is supplied from the gas inlet 15 to the internal space 21, the plasma source 10 generates a thermal plasma jet by DC arc discharge. The plasma source 10 irradiates the wafer 90 with the generated thermal plasma jet from the ejection port 18.
ガス導入管１５は、Ａｒガスをガスボンベ（図示せず）からプラズマ源１０の内部空間２１へ供給する。この場合、内部空間２１は、大気圧に設定される。 The gas introduction pipe 15 supplies Ar gas from a gas cylinder (not shown) to the internal space 21 of the plasma source 10. In this case, the internal space 21 is set to atmospheric pressure.
給水管１６は、冷却水を陽極１１の中空部分１９へ供給する。排出管１７は、陽極１１の中空部分１９から冷却水を排出する。 The water supply pipe 16 supplies cooling water to the hollow portion 19 of the anode 11. The discharge pipe 17 discharges the cooling water from the hollow portion 19 of the anode 11.
電源回路２０は、陽極１１がプラスになり、陰極１４がマイナスになるように、直流電圧を陽極１１−陰極１４間に印加する。 The power supply circuit 20 applies a DC voltage between the anode 11 and the cathode 14 so that the anode 11 becomes positive and the cathode 14 becomes negative.
測定装置３０は、制御装置４０からの制御に従って、支持台５０によって支持されたウェハ９０と噴出口１８との距離ｄを測定する。より具体的には、測定装置３０は、レーザ変位計からなり、レーザ光をウェハ９０に照射したときに発生するレーザ光の干渉に基づいてウェハ９０と噴出口１８との距離ｄを測定する。距離ｄが半波長分変わると、干渉波が１振動するので、測定装置３０は、干渉波の振動数を検出して距離ｄを測定する。そうすると、測定装置３０は、その測定した距離ｄを制御装置４０へ出力する。 The measuring device 30 measures the distance d between the wafer 90 supported by the support base 50 and the ejection port 18 according to the control from the control device 40. More specifically, the measuring device 30 is composed of a laser displacement meter, and measures the distance d between the wafer 90 and the ejection port 18 based on the interference of the laser light generated when the wafer 90 is irradiated with the laser light. When the distance d changes by a half wavelength, the interference wave vibrates once, so that the measuring device 30 detects the frequency of the interference wave and measures the distance d. Then, the measuring device 30 outputs the measured distance d to the control device 40.
制御装置４０は、信号ＤＳを測定装置３０へ出力する。また、制御装置４０は、距離ｄを測定装置３０から受け、その受けた距離ｄに基づいて、噴出口１８とウェハ９０との距離ｄが所望の距離に設定されるように、アクチュエータ２に電圧を印加する。 The control device 40 outputs the signal DS to the measurement device 30. Further, the control device 40 receives the distance d from the measuring device 30, and based on the received distance d, the control device 40 applies a voltage to the actuator 2 so that the distance d between the ejection port 18 and the wafer 90 is set to a desired distance. Apply.
また、制御装置４０は、温度計８０からウェハ９０の温度を受け、その受けた温度に基づいて、ウェハ９０の面内方向における温度が均一になるようにモータ６１の回転数を制御するとともに支持台５０を水平方向ＤＲ１へ移動させるようにモータ７３を制御する。 The control device 40 receives the temperature of the wafer 90 from the thermometer 80, and controls and supports the rotation speed of the motor 61 so that the temperature in the in-plane direction of the wafer 90 is uniform based on the received temperature. The motor 73 is controlled to move the table 50 in the horizontal direction DR1.
半導体処理装置１００においては、噴出口１８とウェハ９０との距離ｄは、例えば、０．５ｍｍ〜２０ｍｍに設定される。制御装置４０は、測定装置３０によって測定された距離ｄが０．５ｍｍ〜２０ｍｍになるように電圧をアクチュエータ２に印加する。 In the semiconductor processing apparatus 100, the distance d between the jet nozzle 18 and the wafer 90 is set to 0.5 mm to 20 mm, for example. The control device 40 applies a voltage to the actuator 2 so that the distance d measured by the measurement device 30 is 0.5 mm to 20 mm.
回転手段６０は、モータ６１が駆動することによって歯車６２を介して歯車５２を軸Ｘの回りに所望の角速度ωで回転させる。その結果、支持部材５１は、ウェハ９０を支持した状態で軸Ｘの回りに所望の角速度ωで回転する。 The rotation unit 60 rotates the gear 52 around the axis X at a desired angular velocity ω via the gear 62 when the motor 61 is driven. As a result, the support member 51 rotates around the axis X at a desired angular velocity ω while supporting the wafer 90.
また、移動手段７０は、モータ７３が駆動することによって歯車７２を時計方向または反時計方向に回転させる。その結果、支持台５０および回転手段６０は、水平方向ＤＲ１へ移動する。 Moreover, the moving means 70 rotates the gear 72 clockwise or counterclockwise when the motor 73 is driven. As a result, the support base 50 and the rotation means 60 move in the horizontal direction DR1.
温度計８０は、放射温度計の原理によってウェハ９０の温度を測定し、その測定した温度を制御装置４０へ出力する。 The thermometer 80 measures the temperature of the wafer 90 according to the principle of a radiation thermometer, and outputs the measured temperature to the control device 40.
半導体処理装置１００は、プラズマ源１０によって熱プラズマジェットを発生し、その発生した熱プラズマジェットをウェハ９０に照射することによって、ＳｉＣ結晶を処理する。 The semiconductor processing apparatus 100 processes the SiC crystal by generating a thermal plasma jet from the plasma source 10 and irradiating the generated thermal plasma jet onto the wafer 90.
なお、図１においては、図示されていないが、陰極１４も、陽極１１と同じ方法によって冷却されている。 Although not shown in FIG. 1, the cathode 14 is also cooled by the same method as the anode 11.
図２は、図１に示す支持台５０および板部材１１０の斜視図である。図２の（ａ）は、温度計８０側から見た斜視図であり、図２の（ｂ）は、プラズマ源１０側から見た斜視図である。 FIG. 2 is a perspective view of the support base 50 and the plate member 110 shown in FIG. 2A is a perspective view seen from the thermometer 80 side, and FIG. 2B is a perspective view seen from the plasma source 10 side.
図２を参照して、枠部材５４は、板部材１１０に固定されており、モータ６１も、板部材１１０に固定されている。そして、支持部材５１は、歯車５２に連結されており、歯車５２は、枠部材５４によって支持されている。また、歯車５２は、モータ６１のシャフト６１１に連結された歯車６２に噛み合っている（（ａ）参照）。 With reference to FIG. 2, the frame member 54 is fixed to the plate member 110, and the motor 61 is also fixed to the plate member 110. The support member 51 is connected to a gear 52, and the gear 52 is supported by a frame member 54. The gear 52 meshes with a gear 62 connected to the shaft 611 of the motor 61 (see (a)).
支持部材５１は、枠部材５４の開口部に嵌め込まれており、ドーナツ形状を有する。そして、３個の支持具５１１は、支持部材５１の円周に沿って配置され、支持部材５１に連結されている（（ｂ）参照）。 The support member 51 is fitted into the opening of the frame member 54 and has a donut shape. And the three support tools 511 are arrange | positioned along the periphery of the support member 51, and are connected with the support member 51 (refer (b)).
図３は、図２に示す支持部材５１の拡大図である。図３を参照して、支持具５１１は、ウェハ９０の周縁部の一部をウェハ９０の厚み方法から挟み込むことによってウェハ９０を支持する。より具体的には、支持具５１１のウェハ９０側の表面には、ウェハ９０の厚みに相当する幅の溝が設けられており、支持具５１１は、ウェハ９０を溝に嵌め込むことによってウェハ９０を支持する。 FIG. 3 is an enlarged view of the support member 51 shown in FIG. Referring to FIG. 3, support tool 511 supports wafer 90 by sandwiching a part of the peripheral edge of wafer 90 from the thickness method of wafer 90. More specifically, a groove having a width corresponding to the thickness of the wafer 90 is provided on the surface of the support 511 on the wafer 90 side, and the support 511 fits the wafer 90 in the groove. Support.
図４は、熱伝導率と、温度との関係を示す図である。図４において、縦軸は、ＳｉＣ結晶の熱伝導率を表し、横軸は、絶対温度を表す。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between thermal conductivity and temperature. In FIG. 4, the vertical axis represents the thermal conductivity of the SiC crystal, and the horizontal axis represents the absolute temperature.
図４を参照して、ＳｉＣ結晶の熱伝導率Ｋは、ＳｉＣ結晶の温度が上昇するに従って小さくなる。ウェハ９０は、直径が４〜６インチである。従って、熱プラズマジェットを用いてウェハ９０の一部を１０００℃以上に加熱できても、ＳｉＣ結晶の熱伝導率の低下によって、熱がウェハ９０の面内方向へ伝達し難い。 With reference to FIG. 4, the thermal conductivity K of the SiC crystal decreases as the temperature of the SiC crystal increases. Wafer 90 is 4-6 inches in diameter. Therefore, even if a part of the wafer 90 can be heated to 1000 ° C. or higher by using the thermal plasma jet, heat is hardly transmitted in the in-plane direction of the wafer 90 due to a decrease in the thermal conductivity of the SiC crystal.
そこで、ウェハ９０の面内方向において均一性良くウェハ９０を１０００℃以上に加熱するために、発明者等は、以下に説明する加熱方法を考案するに到った。 In view of this, in order to heat the wafer 90 to 1000 ° C. or more with good uniformity in the in-plane direction of the wafer 90, the inventors have devised a heating method described below.
図５は、熱プラズマジェットのウェハ９０への照射方法を説明するための図である。図５を参照して、プラズマ源１０は、熱プラズマジェットを発生し、その発生した熱プラズマジェットをウェハ９０の中心Ｏに照射する。また、回転手段６０は、角速度ωが１〜１００ｒａｄ／ｓになるように支持台５０を反時計回りに回転させるとともに、移動手段７０は、熱プラズマジェットがウェハ９０の中心Ｏから外周側へ照射されるように、支持台５０および板部材１１０をウェハ９０の径方向（水平方向ＤＲ１と同じ方法）へ移動させる。 FIG. 5 is a view for explaining a method of irradiating the wafer 90 with a thermal plasma jet. Referring to FIG. 5, plasma source 10 generates a thermal plasma jet and irradiates center O of wafer 90 with the generated thermal plasma jet. The rotating means 60 rotates the support base 50 counterclockwise so that the angular velocity ω becomes 1 to 100 rad / s, and the moving means 70 irradiates the thermal plasma jet from the center O of the wafer 90 to the outer peripheral side. As described above, the support base 50 and the plate member 110 are moved in the radial direction of the wafer 90 (the same method as in the horizontal direction DR1).
その結果、熱プラズマジェットは、螺旋状の軌道ＰＪＸに沿ってウェハ９０に照射される。 As a result, the thermal plasma jet is irradiated onto the wafer 90 along the spiral trajectory PJX.
そして、この発明の実施の形態においては、熱プラズマジェットをウェハ９０の領域ＲＥＧ１に照射しない。領域ＲＥＧ１は、ウェハ９０の外周側の縁から３〜５ｍｍの幅を有する領域である。 In the embodiment of the present invention, the region REG1 of the wafer 90 is not irradiated with the thermal plasma jet. The region REG <b> 1 is a region having a width of 3 to 5 mm from the outer peripheral edge of the wafer 90.
従って、熱プラズマジェットの照射位置が領域ＲＥＧ１の内周端に到達したとき、プラズマ源１０は、熱プラズマジェットの発生を停止し、または制御装置４０は、熱プラズマジェットがウェハ９０から離れるようにアクチュエータ２を介してプラズマ源１０を上下方向ＤＲ２へ移動させる。 Accordingly, when the irradiation position of the thermal plasma jet reaches the inner peripheral edge of the region REG1, the plasma source 10 stops the generation of the thermal plasma jet, or the control device 40 causes the thermal plasma jet to leave the wafer 90. The plasma source 10 is moved in the vertical direction DR2 via the actuator 2.
このように、熱プラズマジェットを領域ＲＥＧ１に照射しないのは、ＳｉＣ結晶が破損する原因がＳｉＣ結晶の外周端部に発生する応力にあるため、熱プラズマジェットを領域ＲＥＧ１に照射しないようにしてＳｉＣ結晶の外周端部における応力の発生を抑制するためである。 As described above, the reason why the region REG1 is not irradiated with the thermal plasma jet is that the SiC crystal is damaged because of the stress generated at the outer peripheral edge of the SiC crystal. Therefore, the region REG1 is not irradiated with the thermal plasma jet. This is to suppress the generation of stress at the outer peripheral edge of the crystal.
図６は、図１に示す半導体処理装置１００を用いたウェハ９０の加熱実験の結果を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing a result of a heating experiment of the wafer 90 using the semiconductor processing apparatus 100 shown in FIG.
図６の（ａ）〜（ｄ）において、縦軸は、ウェハ９０の温度を表し、横軸は、熱プラズマジェットの照射時間を表す。また、図６の（ａ）〜（ｄ）において、ｒは、ウェハ９０の径におけるウェハ９０の中心Ｏからの距離を表す。更に、図６の（ａ）〜（ｄ）において、熱プラズマジェットは、陽極１１と陰極１４との間に印加される直流電力が１．７ｋＷであり、Ａｒガスの流量が７．０Ｌ／ｍｉｎである条件を用いて発生された。更に、図６の（ａ）〜（ｄ）において、ウェハ９０は、１．０ｒａｄ／ｓの角速度ωで回転された。 6A to 6D, the vertical axis represents the temperature of the wafer 90, and the horizontal axis represents the irradiation time of the thermal plasma jet. 6A to 6D, r represents the distance from the center O of the wafer 90 in the diameter of the wafer 90. Further, in FIGS. 6A to 6D, the thermal plasma jet has a DC power applied between the anode 11 and the cathode 14 of 1.7 kW, and an Ar gas flow rate of 7.0 L / min. Was generated using the conditions. Further, in FIGS. 6A to 6D, the wafer 90 was rotated at an angular velocity ω of 1.0 rad / s.
図６の（ａ）において、曲線ｋ１は、噴出口１８とウェハ９０との距離が８ｍｍであるときのウェハ９０の温度と熱プラズマジェットの照射時間との関係を示す。 In FIG. 6A, a curve k1 shows the relationship between the temperature of the wafer 90 and the irradiation time of the thermal plasma jet when the distance between the ejection port 18 and the wafer 90 is 8 mm.
図６の（ｂ）において、曲線ｋ２は、噴出口１８とウェハ９０との距離が８ｍｍであるときのウェハ９０の温度と熱プラズマジェットの照射時間との関係を示し、曲線ｋ３は、噴出口１８とウェハ９０との距離が１０ｍｍであるときのウェハ９０の温度と熱プラズマジェットの照射時間との関係を示し、曲線ｋ４は、噴出口１８とウェハ９０との距離が１２ｍｍであるときのウェハ９０の温度と熱プラズマジェットの照射時間との関係を示す。 In FIG. 6B, a curve k2 shows the relationship between the temperature of the wafer 90 and the irradiation time of the thermal plasma jet when the distance between the jet outlet 18 and the wafer 90 is 8 mm, and the curve k3 shows the jet outlet. 18 shows the relationship between the temperature of the wafer 90 when the distance between the wafer 18 and the wafer 90 is 10 mm and the irradiation time of the thermal plasma jet, and the curve k4 shows the wafer when the distance between the jet port 18 and the wafer 90 is 12 mm. The relationship between the temperature of 90 and the irradiation time of a thermal plasma jet is shown.
図６の（ｃ）において、曲線ｋ５は、噴出口１８とウェハ９０との距離が８ｍｍであるときのウェハ９０の温度と熱プラズマジェットの照射時間との関係を示し、曲線ｋ６は、噴出口１８とウェハ９０との距離が１０ｍｍであるときのウェハ９０の温度と熱プラズマジェットの照射時間との関係を示し、曲線ｋ７は、噴出口１８とウェハ９０との距離が１２ｍｍであるときのウェハ９０の温度と熱プラズマジェットの照射時間との関係を示す。 In FIG. 6C, a curve k5 shows the relationship between the temperature of the wafer 90 and the irradiation time of the thermal plasma jet when the distance between the jet outlet 18 and the wafer 90 is 8 mm, and the curve k6 shows the jet outlet. 18 shows the relationship between the temperature of the wafer 90 and the irradiation time of the thermal plasma jet when the distance between the wafer 18 and the wafer 90 is 10 mm, and the curve k7 shows the wafer when the distance between the jet port 18 and the wafer 90 is 12 mm. The relationship between the temperature of 90 and the irradiation time of a thermal plasma jet is shown.
図６の（ｄ）において、曲線ｋ８は、噴出口１８とウェハ９０との距離が８ｍｍであるときのウェハ９０の温度と熱プラズマジェットの照射時間との関係を示し、曲線ｋ９は、噴出口１８とウェハ９０との距離が１０ｍｍであるときのウェハ９０の温度と熱プラズマジェットの照射時間との関係を示し、曲線ｋ１０は、噴出口１８とウェハ９０との距離が１２ｍｍであるときのウェハ９０の温度と熱プラズマジェットの照射時間との関係を示す。 In FIG. 6D, a curve k8 shows the relationship between the temperature of the wafer 90 and the irradiation time of the thermal plasma jet when the distance between the jet outlet 18 and the wafer 90 is 8 mm, and the curve k9 shows the jet outlet. 18 shows the relationship between the temperature of the wafer 90 when the distance between the wafer 18 and the wafer 90 is 10 mm and the irradiation time of the thermal plasma jet, and the curve k10 shows the wafer when the distance between the jet port 18 and the wafer 90 is 12 mm. The relationship between the temperature of 90 and the irradiation time of a thermal plasma jet is shown.
なお、図６の（ａ）〜（ｄ）のいずれにおいても、ウェハ９０の破損は観測されていない。 In any of (a) to (d) of FIG. 6, the wafer 90 is not damaged.
図６を参照して、ウェハ９０の温度は、熱プラズマジェットの照射位置がウェハ９０の中心Ｏであるとき（即ち、ｒ＝０であるとき）、最も高く、熱プラズマジェットの照射位置がウェハ９０の中心Ｏから外周側へずれるに従って低くなる（曲線ｋ１，ｋ２，ｋ５，ｋ８参照）。熱プラズマジェットの照射位置がウェハ９０の中心Ｏから外周側へずれるほど、ウェハ９０の温度が低くなるのは、熱プラズマジェットの照射位置がウェハ９０の中心Ｏから外周側へずれるほど、ウェハ９０の角速度ωが一定（＝１ｒａｄ／ｓ）であるのでウェハ９０の回転速度ｖ（＝ｒ×ω）が速くなり、熱プラズマジェットがウェハ９０に照射される時間が短くなるためである。 Referring to FIG. 6, the temperature of wafer 90 is the highest when the thermal plasma jet irradiation position is center O of wafer 90 (ie, r = 0), and the thermal plasma jet irradiation position is the wafer. It becomes lower as it shifts from the center O of 90 to the outer peripheral side (see curves k1, k2, k5, k8). The temperature of the wafer 90 becomes lower as the irradiation position of the thermal plasma jet is shifted from the center O of the wafer 90 to the outer peripheral side. The wafer 90 is heated as the irradiation position of the thermal plasma jet is shifted from the center O of the wafer 90 to the outer peripheral side. This is because the rotation speed v (= r × ω) of the wafer 90 is increased and the time during which the thermal plasma jet is applied to the wafer 90 is shortened because the angular velocity ω is constant (= 1 rad / s).
そして、ウェハ９０の温度は、噴出口１８とウェハ９０との距離が８ｍｍであり、熱プラズマジェットがウェハ９０の中心Ｏに照射されたとき、最高で１２７０℃に達した。 The temperature of the wafer 90 reached 1270 ° C. at the maximum when the distance between the jet port 18 and the wafer 90 was 8 mm and the center O of the wafer 90 was irradiated with the thermal plasma jet.
また、ウェハ９０の温度は、噴出口１８とウェハ９０との距離が短くなるに従って上昇する（曲線ｋ２〜ｋ４，ｋ５〜ｋ７，ｋ８〜ｋ１０参照）。 Further, the temperature of the wafer 90 increases as the distance between the ejection port 18 and the wafer 90 becomes shorter (see curves k2 to k4, k5 to k7, and k8 to k10).
より詳細には、熱プラズマジェットの各照射位置（ｒ＝５，１０，１５ｍｍ）において、噴出口１８とウェハ９０との距離が１２ｍｍから１０ｍｍへ短くなると、ウェハ９０の温度は、約２００℃上昇し、噴出口１８とウェハ９０との距離が１０ｍｍから８ｍｍへ短くなると、ウェハ９０の温度は、約４００℃上昇する。 More specifically, at each irradiation position (r = 5, 10, 15 mm) of the thermal plasma jet, the temperature of the wafer 90 increases by about 200 ° C. when the distance between the jet outlet 18 and the wafer 90 is reduced from 12 mm to 10 mm. When the distance between the ejection port 18 and the wafer 90 is reduced from 10 mm to 8 mm, the temperature of the wafer 90 increases by about 400 ° C.
このように、ウェハ９０の温度は、噴出口１８とウェハ９０との距離が短くなるに従って指数関数的に上昇する。 As described above, the temperature of the wafer 90 increases exponentially as the distance between the ejection port 18 and the wafer 90 becomes shorter.
従って、噴出口１８とウェハ９０との距離を８ｍｍから更に短くすることによって、ウェハ９０の温度を１８００℃以上に上昇させることができる。 Therefore, the temperature of the wafer 90 can be raised to 1800 ° C. or more by further reducing the distance between the jet port 18 and the wafer 90 from 8 mm.
また、熱プラズマジェットを発生するときの直流電力を大きくすることによって、または熱プラズマジェットを発生するときのＡｒガスの流量を増加することによって、ウェハ９０の温度を１８００℃以上に上昇させることができる。 Further, the temperature of the wafer 90 can be raised to 1800 ° C. or more by increasing the direct current power when generating the thermal plasma jet or increasing the flow rate of Ar gas when generating the thermal plasma jet. it can.
このように、ウェハ９０の破損を防止し、ウェハ９０の温度を１８００℃以上に上昇させるために、ウェハ９０を角速度ωで回転させながら熱プラズマジェットの照射位置をウェハ９０の中心Ｏから外周側へ移動させる。 Thus, in order to prevent damage to the wafer 90 and raise the temperature of the wafer 90 to 1800 ° C. or higher, the irradiation position of the thermal plasma jet is changed from the center O of the wafer 90 to the outer peripheral side while rotating the wafer 90 at the angular velocity ω. Move to.
そして、ウェハ９０の面内方向における温度を均一にするために、角速度ωが一定であるとき、熱プラズマジェットの照射位置がウェハ９０の外周へ移動するに従って噴出口１８とウェハ９０との距離を短くする。 In order to make the temperature in the in-plane direction of the wafer 90 uniform, when the angular velocity ω is constant, the distance between the jet outlet 18 and the wafer 90 is increased as the irradiation position of the thermal plasma jet moves to the outer periphery of the wafer 90. shorten.
また、ウェハ９０の面内方向における温度を均一にするために、噴出口１８とウェハ９０との距離が一定であるとき、熱プラズマジェットの照射位置がウェハ９０の外周へ移動するに従って角速度ωを低下させる。 Further, in order to make the temperature in the in-plane direction of the wafer 90 uniform, when the distance between the jet port 18 and the wafer 90 is constant, the angular velocity ω is set as the irradiation position of the thermal plasma jet moves to the outer periphery of the wafer 90. Reduce.
図７は、熱プラズマジェットを照射したときの写真を示す図である。図７を参照して、１０ｒａｄ／ｓの角速度ωでウェハ９０を回転させた場合、ウェハ９０は、リング状に加熱されることが解る。そして、各距離ｒにおいて、最も温度が高い部分は、熱プラズマジェットが照射されている位置である。また、熱プラズマジェットによってリング状に処理している領域の内側は、熱の逃げ場が無いため、温度が上がり易く、熱プラズマジェットによってリング状に処理している領域の外側は、熱が拡散できる面積が広いので直ぐに温度が下がる。 FIG. 7 is a view showing a photograph when the thermal plasma jet is irradiated. Referring to FIG. 7, it can be seen that when wafer 90 is rotated at an angular velocity ω of 10 rad / s, wafer 90 is heated in a ring shape. And in each distance r, the highest temperature part is a position where the thermal plasma jet is irradiated. In addition, since the inside of the region processed in the ring shape by the thermal plasma jet has no escape space for heat, the temperature easily rises, and the heat can diffuse outside the region processed in the ring shape by the thermal plasma jet. Since the area is large, the temperature drops immediately.
図８は、図１に示す半導体処理装置１００を用いたウェハ９０の他の加熱実験の結果を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing the results of another heating experiment of the wafer 90 using the semiconductor processing apparatus 100 shown in FIG.
図８において、縦軸は、ウェハ９０の温度を表し、横軸は、熱プラズマジェットの照射時間を表す。また、曲線ｋ１１〜ｋ１６は、それぞれ、熱プラズマジェットの照射位置がウェハ９０の中心Ｏから２．５ｍｍ、５．０ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍおよび３０ｍｍであるときのウェハ９０の温度と熱プラズマジェットの照射時間との関係を示す。更に、図８に示すウェハ９０の温度と熱プラズマジェットの照射時間との関係は、陽極１１と陰極１４との間に印加される直流電力が１．６〜１．８（ｋＷ）であり、角速度ωが１０ｒａｄ／ｓであるときのウェハ９０の温度と熱プラズマジェットの照射時間との関係である。 In FIG. 8, the vertical axis represents the temperature of the wafer 90, and the horizontal axis represents the irradiation time of the thermal plasma jet. Curves k11 to k16 indicate the temperature of the wafer 90 and the thermal plasma jet when the irradiation position of the thermal plasma jet is 2.5 mm, 5.0 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm, and 30 mm from the center O of the wafer 90, respectively. The relationship with the irradiation time is shown. Furthermore, the relationship between the temperature of the wafer 90 and the irradiation time of the thermal plasma jet shown in FIG. 8 is that the DC power applied between the anode 11 and the cathode 14 is 1.6 to 1.8 (kW), This is the relationship between the temperature of the wafer 90 and the irradiation time of the thermal plasma jet when the angular velocity ω is 10 rad / s.
更に、熱プラズマジェットの照射位置がウェハ９０の外周側へ移動するに従って、噴出口１８とウェハ９０との距離ｄは、短く設定された。ウェハ９０の中心Ｏから熱プラズマジェットの照射位置までの距離ｒと、噴出口１８とウェハ９０との距離ｄとの関係は、表１に示すとおりである。 Furthermore, as the irradiation position of the thermal plasma jet moves to the outer peripheral side of the wafer 90, the distance d between the jet outlet 18 and the wafer 90 is set shorter. The relationship between the distance r from the center O of the wafer 90 to the irradiation position of the thermal plasma jet and the distance d between the jet port 18 and the wafer 90 is as shown in Table 1.
表１に示すように、噴出口１８とウェハ９０との距離ｄは、ウェハ９０の中心Ｏから熱プラズマジェットの照射位置までの距離ｒが大きくなるに従って（即ち、熱プラズマジェットの照射位置がウェハ９０の外周側へ移動するに従って）、短く設定された。 As shown in Table 1, the distance d between the jet port 18 and the wafer 90 increases as the distance r from the center O of the wafer 90 to the irradiation position of the thermal plasma jet increases (that is, the irradiation position of the thermal plasma jet changes to the wafer). It was set shorter as it moved to the outer peripheral side of 90).
図８を参照して、熱プラズマジェットの照射位置がウェハ９０の中心Ｏから２．５ｍｍであるとき、ウェハ９０の温度は、約５０秒で最高温度に達するが、熱プラズマジェットの照射位置がウェハ９０の中心Ｏから５ｍｍ以上になると、ウェハ９０の温度が最高温度に達するまでの時間は、徐々に長くなる（曲線ｋ１１〜ｋ１６参照）。 Referring to FIG. 8, when the irradiation position of the thermal plasma jet is 2.5 mm from the center O of the wafer 90, the temperature of the wafer 90 reaches the maximum temperature in about 50 seconds, but the irradiation position of the thermal plasma jet is When the distance from the center O of the wafer 90 is 5 mm or more, the time until the temperature of the wafer 90 reaches the maximum temperature gradually increases (see curves k11 to k16).
従って、ウェハ９０の外周側ほど、温度が上がり難いことが解った。 Therefore, it has been found that the temperature does not easily rise toward the outer peripheral side of the wafer 90.
図８においては、熱プラズマジェットの照射位置がウェハ９０の外周側へ移動するに従って噴出口１８とウェハ９０との距離ｄを短くしているが、距離ｒが１０ｍｍ以上では、ウェハ９０の最高温度は、距離ｒが大きくなるに従って下がっている（曲線１３〜ｋ１６参照）。 In FIG. 8, the distance d between the jet nozzle 18 and the wafer 90 is shortened as the thermal plasma jet irradiation position moves to the outer peripheral side of the wafer 90. However, when the distance r is 10 mm or more, the maximum temperature of the wafer 90 is reached. Decreases as the distance r increases (see curves 13 to k16).
従って、ウェハ９０の面内方向において均一な温度分布を実現するには、距離ｒが１０ｍｍ以上の場合、噴出口１８とウェハ９０との距離ｄを表１に示す値よりも小さい値に設定する必要がある。 Therefore, in order to realize a uniform temperature distribution in the in-plane direction of the wafer 90, when the distance r is 10 mm or more, the distance d between the jet port 18 and the wafer 90 is set to a value smaller than the value shown in Table 1. There is a need.
このように、ウェハ９０を回転させるときの角速度ωを１０ｒａｄ／ｓに設定することによってウェハ９０をリング状に加熱できることが実証された。 Thus, it was demonstrated that the wafer 90 can be heated in a ring shape by setting the angular velocity ω when rotating the wafer 90 to 10 rad / s.
図９は、この発明の実施の形態による半導体処理方法を示すフローチャートである。図９を参照して、ウェハ９０の処理が開始されると、回転手段６０は、ウェハ９０を所望の角速度で回転する（工程Ｓ１）。プラズマ源１０は、ウェハ９０の法線方向においてウェハ９０の中心Ｏから十分に離れた位置で上述した方法によって熱プラズマジェットを発生し、制御装置４０は、ウェハ９０の温度が所望の温度になるまでアクチュエータ２を介してプラズマ源１０（＝熱プラズマジェット）をウェハ９０に近づける（工程Ｓ２）。 FIG. 9 is a flowchart showing a semiconductor processing method according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, when the processing of wafer 90 is started, rotating means 60 rotates wafer 90 at a desired angular velocity (step S1). The plasma source 10 generates a thermal plasma jet by the above-described method at a position sufficiently away from the center O of the wafer 90 in the normal direction of the wafer 90, and the control device 40 sets the temperature of the wafer 90 to a desired temperature. The plasma source 10 (= thermal plasma jet) is brought close to the wafer 90 through the actuator 2 (step S2).
そして、ウェハ９０の温度が所望の温度になると、移動手段７０は、制御装置４０からの制御に従って、支持台５０が回転された状態で熱プラズマジェットがウェハ９０の中心Ｏから外周側へ照射されるように支持台５０をウェハ９０の径方向へ移動させる（工程Ｓ３）。この場合、プラズマ源１０および温度計８０は、ウェハ９０の径方向へ移動しないが、ウェハ９０が径方向へ移動するので、熱プラズマジェットの照射位置および温度計８０による測定点は、相互に一致しながらウェハ９０の径方向へ移動する。 When the temperature of the wafer 90 reaches a desired temperature, the moving unit 70 irradiates the thermal plasma jet from the center O of the wafer 90 to the outer peripheral side in a state where the support base 50 is rotated according to the control from the control device 40. Thus, the support base 50 is moved in the radial direction of the wafer 90 (step S3). In this case, the plasma source 10 and the thermometer 80 do not move in the radial direction of the wafer 90. However, since the wafer 90 moves in the radial direction, the irradiation position of the thermal plasma jet and the measurement point by the thermometer 80 are equal to each other. While moving, the wafer 90 moves in the radial direction.
そして、温度計８０は、熱プラズマジェットの照射位置におけるウェハ９０の温度を測定して制御装置４０へ出力し、制御装置４０は、温度計８０から受けた温度に基づいて、ウェハ９０の温度が所望の温度のなるようにウェハ９０の回転数、ウェハ９０の径方向への移動速度および噴出口１８とウェハ９０との距離ｄを制御する（工程Ｓ４）。より具体的には、制御装置４０は、温度計８０によって測定された温度が所望の温度よりも高いとき、角速度ωが速くなるようにモータ６１の回転数を制御するとともに支持台５０の径方向への移動速度が速くなるようにモータ７３の回転数を制御し、または噴出口１８とウェハ９０との距離ｄが長くなるようにアクチュエータ２を制御するとともに支持台５０の径方向への移動速度が速くなるようにモータ７３の回転数を制御する。また、制御装置４０は、温度計８０によって測定された温度が所望の温度よりも低いとき、角速度ωが遅くなるようにモータ６１の回転数を制御するとともに支持台５０の径方向への移動速度が遅くなるようにモータ７３の回転数を制御し、または噴出口１８とウェハ９０との距離ｄが短くなるようにアクチュエータ２を制御するとともに支持台５０の径方向への移動速度が遅くなるようにモータ７３の回転数を制御する。 The thermometer 80 measures the temperature of the wafer 90 at the irradiation position of the thermal plasma jet and outputs it to the control device 40. The control device 40 determines the temperature of the wafer 90 based on the temperature received from the thermometer 80. The number of rotations of the wafer 90, the moving speed of the wafer 90 in the radial direction, and the distance d between the ejection port 18 and the wafer 90 are controlled so as to achieve a desired temperature (step S4). More specifically, when the temperature measured by the thermometer 80 is higher than the desired temperature, the control device 40 controls the number of rotations of the motor 61 so that the angular velocity ω is increased, and the radial direction of the support base 50 The rotational speed of the motor 73 is controlled so as to increase the moving speed to the position, or the actuator 2 is controlled so that the distance d between the ejection port 18 and the wafer 90 becomes longer, and the moving speed of the support base 50 in the radial direction is controlled. The rotational speed of the motor 73 is controlled so as to be faster. Further, when the temperature measured by the thermometer 80 is lower than the desired temperature, the control device 40 controls the rotational speed of the motor 61 so that the angular velocity ω becomes slow and the moving speed of the support base 50 in the radial direction. The rotational speed of the motor 73 is controlled so as to slow down, or the actuator 2 is controlled so that the distance d between the jet nozzle 18 and the wafer 90 becomes short, and the moving speed of the support base 50 in the radial direction is slowed down. The number of rotations of the motor 73 is controlled.
その後、熱プラズマジェットの照射位置がウェハ９０の外周側の縁から一定の距離にある位置に達したとき、プラズマ源１０は、熱プラズマジェットをオフし、または制御装置４０は、熱プラズマジェットがウェハ９０から遠ざかるようにアクチュエータ２を制御する（工程Ｓ５）。これによって、ウェハ９０の処理が終了する。 Thereafter, when the irradiation position of the thermal plasma jet reaches a position at a certain distance from the outer edge of the wafer 90, the plasma source 10 turns off the thermal plasma jet, or the control device 40 The actuator 2 is controlled so as to move away from the wafer 90 (step S5). Thereby, the processing of the wafer 90 is completed.
このように、この発明の実施の形態による半導体処理方法は、ＳｉＣ結晶からなるウェハ９０を回転させるとともにウェハ９０を径方向に移動させながら熱プラズマジェットをウェハ９０の中心から外周側へ向かってウェハ９０に照射する。そして、半導体処理方法は、熱プラズマジェットの照射位置がウェハ９０の外周側の縁から一定の距離にある位置に達すると、熱プラズマジェットの照射を停止する。その結果、熱プラズマジェットは、ウェハ９０に螺旋状に照射され、ウェハ９０は、中心から外周側へ向かって徐々に１８００℃以上に加熱される。また、ウェハ９０の外周端における応力の発生が抑制される。 Thus, in the semiconductor processing method according to the embodiment of the present invention, the wafer 90 made of SiC crystal is rotated and the wafer 90 is moved in the radial direction while the thermal plasma jet is moved from the center of the wafer 90 toward the outer peripheral side. 90 is irradiated. Then, in the semiconductor processing method, when the irradiation position of the thermal plasma jet reaches a position at a certain distance from the edge on the outer peripheral side of the wafer 90, the irradiation of the thermal plasma jet is stopped. As a result, the thermal plasma jet is irradiated spirally on the wafer 90, and the wafer 90 is gradually heated to 1800 ° C. or more from the center toward the outer peripheral side. Further, the generation of stress at the outer peripheral edge of the wafer 90 is suppressed.
従って、ＳｉＣ結晶からなるウェハ９０の破損を抑制してウェハ９０を高温に加熱できる。 Therefore, damage to the wafer 90 made of SiC crystal can be suppressed, and the wafer 90 can be heated to a high temperature.
そして、ウェハ９０を回転させるときの角速度ωが一定である場合、好ましくは、工程Ｓ４において、噴出口１８とウェハ９０との距離は、熱プラズマジェットの照射位置がウェハ９０の外周側へ移動するに従って短く設定される。 When the angular velocity ω when rotating the wafer 90 is constant, preferably, in step S 4, the distance between the jet outlet 18 and the wafer 90 is such that the irradiation position of the thermal plasma jet moves to the outer peripheral side of the wafer 90. According to the short setting.
この場合、制御装置４０は、歯車７２を回転させるようにモータ７３を制御し始めてからの時間を計測し、その計測した時間にモータ７３の回転数を乗算してモータ７３の回転回数を取得し、その取得したモータ７３の回転回数を歯車７２の回転回数とする。その後、制御装置４０は、歯車７２の回転回数に歯車７２の円周長を乗算して支持台５０の移動距離を取得する。この移動距離は、熱プラズマジェットの照射位置のウェハ９０の中心Ｏからの距離ｒに等しい。 In this case, the control device 40 measures the time from the start of controlling the motor 73 so as to rotate the gear 72, and obtains the number of rotations of the motor 73 by multiplying the measured time by the number of rotations of the motor 73. The acquired number of rotations of the motor 73 is defined as the number of rotations of the gear 72. Thereafter, the control device 40 obtains the moving distance of the support base 50 by multiplying the number of rotations of the gear 72 by the circumferential length of the gear 72. This moving distance is equal to the distance r from the center O of the wafer 90 at the irradiation position of the thermal plasma jet.
従って、制御装置４０は、上述した方法によって取得した距離ｒが大きくなるに従って、噴出口１８からウェハ９０までの距離ｄが短くなるようにアクチュエータ２に電圧を印加する。その結果、アクチュエータ２は、距離ｒが大きくなるに従って、上下方向ＤＲ２へ伸び、熱プラズマジェットは、ウェハ９０に近づく。 Accordingly, the control device 40 applies a voltage to the actuator 2 so that the distance d from the ejection port 18 to the wafer 90 becomes shorter as the distance r acquired by the above-described method becomes larger. As a result, the actuator 2 extends in the vertical direction DR2 as the distance r increases, and the thermal plasma jet approaches the wafer 90.
また、噴出口１８とウェハ９０との距離が一定であるとき、好ましくは、工程Ｓ４において、支持台５０は、熱プラズマジェットの照射位置がウェハの外周側へ移動するに従って角速度ωが低くなるように回転される。 Further, when the distance between the ejection port 18 and the wafer 90 is constant, preferably, in step S4, the support base 50 is configured such that the angular velocity ω decreases as the irradiation position of the thermal plasma jet moves to the outer peripheral side of the wafer. To be rotated.
この場合、制御装置４０は、上述した方法によって熱プラズマジェットの照射位置（＝距離ｒ）を取得し、その取得した熱プラズマジェットの照射位置（＝距離ｒ）がウェハ９０の外周側へ移動するに従って回転数を低くするようにモータ６１を制御する。 In this case, the control device 40 acquires the thermal plasma jet irradiation position (= distance r) by the above-described method, and the acquired thermal plasma jet irradiation position (= distance r) moves to the outer peripheral side of the wafer 90. Accordingly, the motor 61 is controlled so as to reduce the rotational speed.
更に、好ましくは、工程Ｓ４において、支持台５０は、ウェハ９０の面内方向においてウェハ９０の温度が均一になるように回転され、かつ、ウェハ９０の径方向へ移動される。 Further, preferably, in step S <b> 4, the support base 50 is rotated so that the temperature of the wafer 90 is uniform in the in-plane direction of the wafer 90 and is moved in the radial direction of the wafer 90.
この場合、制御手段４０は、温度計８０が測定した温度が高くなれば、角速度ωが速くなるようにモータ６１を制御し、温度計８０が測定した温度が低くなれば、角速度ωが遅くなるようにモータ６１を制御する。また、制御手段４０は、温度計８０が測定した温度が高くなれば、噴出口１８とウェハ９０との距離が長くなるようにアクチュエータ２を制御し、温度計８０が測定した温度が低くなれば、噴出口１８とウェハ９０との距離が短くなるようにアクチュエータ２を制御する。 In this case, the control means 40 controls the motor 61 so that the angular velocity ω increases when the temperature measured by the thermometer 80 increases, and the angular velocity ω decreases when the temperature measured by the thermometer 80 decreases. Thus, the motor 61 is controlled. Further, the control means 40 controls the actuator 2 so that the distance between the jet port 18 and the wafer 90 becomes longer when the temperature measured by the thermometer 80 becomes higher, and when the temperature measured by the thermometer 80 becomes lower. The actuator 2 is controlled so that the distance between the jet port 18 and the wafer 90 is shortened.
更に、ウェハ９０をリング状に処理する場合、好ましくは、工程Ｓ４において、回転手段６０は、支持台５０を角速度ωｒ以上で回転させる。この角速度ωｒは、熱プラズマジェットの照射位置がリング状になるときの最低の角速度である。 Furthermore, when processing wafers 90 in a ring shape, preferably, in the step S4, the rotation means 60 rotates the support table 50 at an angular velocity omega r more. This angular velocity ω r is the lowest angular velocity when the irradiation position of the thermal plasma jet is in a ring shape.
そして、この発明の実施の形態においては、ウェハ９０をリング状に処理する場合においても、ウェハ９０を回転させるときの角速度ωが一定である場合、噴出口１８とウェハ９０との距離は、熱プラズマジェットの照射位置がウェハ９０の外周側へ移動するに従って短く設定され、噴出口１８とウェハ９０との距離が一定であるとき、支持台５０は、熱プラズマジェットの照射位置がウェハの外周側へ移動するに従って角速度ωが低くなるように回転される。 In the embodiment of the present invention, even when the wafer 90 is processed in a ring shape, when the angular velocity ω when rotating the wafer 90 is constant, the distance between the jet port 18 and the wafer 90 is the heat When the irradiation position of the plasma jet is set shorter as it moves to the outer peripheral side of the wafer 90, and the distance between the jet port 18 and the wafer 90 is constant, the support base 50 has the irradiation position of the thermal plasma jet at the outer peripheral side of the wafer. Is rotated so that the angular velocity ω becomes lower as it moves to.
図１０は、この発明の実施の形態による他の半導体処理装置の構成図である。この発明の実施の形態による半導体処理装置は、図１０に示す半導体処理装置１００Ａであってもよい。 FIG. 10 is a configuration diagram of another semiconductor processing apparatus according to the embodiment of the present invention. The semiconductor processing apparatus according to the embodiment of the present invention may be a semiconductor processing apparatus 100A shown in FIG.
図１０を参照して、半導体処理装置１００Ａは、図１に示す半導体処理装置１００に加熱ヒータ１３０を追加したものであり、その他は、半導体処理装置１００と同じである。 Referring to FIG. 10, a semiconductor processing apparatus 100 </ b> A is obtained by adding a heater 130 to the semiconductor processing apparatus 100 shown in FIG. 1, and is otherwise the same as the semiconductor processing apparatus 100.
加熱ヒータ１３０は、略円筒形の形状を有し、ウェハ９０に近接して支持台５０の内周側に配置される。そして、加熱ヒータ１３０は、板部材１１０に固定される。従って、加熱ヒータ１３０は、支持台５０とともにウェハ９０の径方向（＝水平方向ＤＲ１）に移動する。 The heater 130 has a substantially cylindrical shape, and is disposed on the inner peripheral side of the support base 50 in the vicinity of the wafer 90. The heater 130 is fixed to the plate member 110. Accordingly, the heater 130 moves in the radial direction (= horizontal direction DR1) of the wafer 90 together with the support base 50.
そして、加熱ヒータ１３０は、ウェハ９０を６００℃程度に加熱する。 The heater 130 heats the wafer 90 to about 600 ° C.
このように、半導体処理装置１００Ａは、加熱ヒータ１３０によってウェハ９０の全体を６００℃程度に加熱し、その６００℃程度に加熱されたウェハ９０に熱プラズマジェットを照射してウェハ９０を１８００℃以上に加熱する。従って、ウェハ９０を１８００℃以上に容易に加熱できる。 As described above, the semiconductor processing apparatus 100A heats the entire wafer 90 to about 600 ° C. by the heater 130 and irradiates the wafer 90 heated to about 600 ° C. with the thermal plasma jet so that the wafer 90 is 1800 ° C. or higher. Heat to. Therefore, the wafer 90 can be easily heated to 1800 ° C. or higher.
図１１は、ウェハ９０の裏面側から見た加熱ヒータ１３０の平面図である。図１１を参照して、加熱ヒータ１３０は、切欠部１３１を有する。切欠部１３１は、ウェハ９０の径方向に沿って配置される。 FIG. 11 is a plan view of the heater 130 viewed from the back side of the wafer 90. Referring to FIG. 11, heater 130 has a notch 131. The notch 131 is disposed along the radial direction of the wafer 90.
熱プラズマジェットは、切欠部１３１内においてウェハ９０の中心から距離ｒだけ離れた位置ＳＰに照射される。その結果、ウェハ９０の領域ＲＥＧ２が熱プラズマジェットによって加熱される。 The thermal plasma jet is applied to a position SP that is separated from the center of the wafer 90 by a distance r in the notch 131. As a result, the region REG2 of the wafer 90 is heated by the thermal plasma jet.
そして、ウェハ９０は、例えば、反時計回りに回転されながら矢印ＡＲＷ１の方向へ移動される。これによって、熱プラズマジェットを切欠部１３１内の一定の位置ＳＰに照射すれば、ウェハ９０の全体を１８００℃以上に加熱できる。 Then, for example, the wafer 90 is moved in the direction of the arrow ARW1 while being rotated counterclockwise. Thus, if the thermal plasma jet is irradiated to a certain position SP in the notch 131, the entire wafer 90 can be heated to 1800 ° C. or higher.
図１２は、加熱ヒータ１３０の側面図である。図１２を参照して、プラズマ源１０は、加熱ヒータ１３０の切欠部１３１に対向するウェハ９０の部分に熱プラズマジェットＴＰＪを照射する。 FIG. 12 is a side view of the heater 130. Referring to FIG. 12, plasma source 10 irradiates the portion of wafer 90 that faces notch 131 of heater 130 with thermal plasma jet TPJ.
温度計８０は、加熱ヒータ１３０の切欠部１３１を介して、熱プラズマジェットＴＰＪの照射位置におけるウェハ９０の温度を測定する。このように、熱プラズマジェットＴＰＪの照射位置は、温度計８０による測定点と一致している。 The thermometer 80 measures the temperature of the wafer 90 at the irradiation position of the thermal plasma jet TPJ through the notch 131 of the heater 130. Thus, the irradiation position of the thermal plasma jet TPJ coincides with the measurement point by the thermometer 80.
そして、プラズマ源１０および温度計８０は、架台１に固定されているので移動しない。ウェハ９０が径方向に移動することによって、熱プラズマジェットＴＰＪの照射位置および温度計８０による測定点は、相互に一致しながら、切欠部１３１に沿ってウェハ９０の径方向へ移動する。 And since the plasma source 10 and the thermometer 80 are being fixed to the mount frame 1, they do not move. As the wafer 90 moves in the radial direction, the irradiation position of the thermal plasma jet TPJ and the measurement point by the thermometer 80 move in the radial direction of the wafer 90 along the notch 131 while matching each other.
図１３は、この発明の実施の形態による他の半導体処理方法を示すフローチャートである。 FIG. 13 is a flowchart showing another semiconductor processing method according to the embodiment of the present invention.
図１３に示すフローチャートは、図９に示すフローチャートに工程Ｓ０を追加したものであり、その他は、図９に示すフローチャートと同じである。 The flowchart shown in FIG. 13 is the same as the flowchart shown in FIG. 9 except that step S0 is added to the flowchart shown in FIG.
図１３を参照して、半導体処理装置１００Ａを用いてウェハ９０の処理が開始されると、加熱ヒータ１３０は、ウェハ９０を６００℃以上に加熱し、ウェハ９０を予備加熱する（工程Ｓ０）。 Referring to FIG. 13, when processing of wafer 90 is started using semiconductor processing apparatus 100A, heater 130 heats wafer 90 to 600 ° C. or higher and preheats wafer 90 (step S0).
その後、上述した工程Ｓ１〜工程Ｓ５が順次実行され、ウェハ９０の処理が終了する。この場合、工程Ｓ２において、熱プラズマジェットＴＰＪは、加熱ヒータ１３０の切欠部１３１内の一定の位置ＳＰに照射される。また、温度計８０は、位置ＳＰにおけるウェハ９０の温度を測定する。 Thereafter, the above-described steps S1 to S5 are sequentially performed, and the processing of the wafer 90 is completed. In this case, in step S <b> 2, the thermal plasma jet TPJ is irradiated to a certain position SP in the notch 131 of the heater 130. The thermometer 80 measures the temperature of the wafer 90 at the position SP.
また、工程Ｓ３，Ｓ４においては、プラズマ源１０および温度計８０は、ウェハ９０の径方向へ移動しないが、ウェハ９０が径方向へ移動するので、熱プラズマジェットの照射位置および温度計８０による測定点は、相互に一致しながら切欠部１３１内をウェハ９０の径方向へ移動する。 In steps S3 and S4, the plasma source 10 and the thermometer 80 do not move in the radial direction of the wafer 90. However, since the wafer 90 moves in the radial direction, the irradiation position of the thermal plasma jet and the measurement by the thermometer 80 are performed. The points move in the radial direction of the wafer 90 in the notch 131 while matching each other.
半導体処理装置１００Ａにおいても、ウェハ９０を回転させるときの角速度ωが一定である場合、好ましくは、工程Ｓ４において、噴出口１８とウェハ９０との距離は、熱プラズマジェットの照射位置がウェハ９０の外周側へ移動するに従って短く設定される。 Also in the semiconductor processing apparatus 100 </ b> A, when the angular velocity ω when rotating the wafer 90 is constant, preferably, in step S <b> 4, the distance between the jet outlet 18 and the wafer 90 is the irradiation position of the thermal plasma jet. It is set shorter as it moves to the outer peripheral side.
また、噴出口１８とウェハ９０との距離が一定であるとき、好ましくは、工程Ｓ４において、支持台５０は、熱プラズマジェットの照射位置がウェハの外周側へ移動するに従って角速度ωが低くなるように回転される。 Further, when the distance between the ejection port 18 and the wafer 90 is constant, preferably, in step S4, the support base 50 is configured such that the angular velocity ω decreases as the irradiation position of the thermal plasma jet moves to the outer peripheral side of the wafer. To be rotated.
更に、好ましくは、工程Ｓ４において、支持台５０は、ウェハ９０の面内方向においてウェハ９０の温度が均一になるように回転され、かつ、ウェハ９０の径方向へ移動される。 Further, preferably, in step S <b> 4, the support base 50 is rotated so that the temperature of the wafer 90 is uniform in the in-plane direction of the wafer 90 and is moved in the radial direction of the wafer 90.
この場合、制御手段４０は、温度計８０が測定した温度が高くなれば、角速度ωが高くなるようにモータ６１を制御し、温度計８０が測定した温度が低くなれば、角速度ωが低くなるようにモータ６１を制御する。また、制御手段４０は、温度計８０が測定した温度が高くなれば、噴出口１８とウェハ９０との距離が長くなるようにアクチュエータ２を制御し、温度計８０が測定した温度が低くなれば、噴出口１８とウェハ９０との距離が短くなるようにアクチュエータ２を制御する。 In this case, the control means 40 controls the motor 61 so that the angular velocity ω increases when the temperature measured by the thermometer 80 increases, and the angular velocity ω decreases when the temperature measured by the thermometer 80 decreases. Thus, the motor 61 is controlled. Further, the control means 40 controls the actuator 2 so that the distance between the jet port 18 and the wafer 90 becomes longer when the temperature measured by the thermometer 80 becomes higher, and when the temperature measured by the thermometer 80 becomes lower. The actuator 2 is controlled so that the distance between the jet port 18 and the wafer 90 is shortened.
更に、ウェハ９０をリング状に処理する場合、好ましくは、工程Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４において、回転手段６０は、支持台５０を角速度ωｒ以上で回転させる。 Furthermore, when processing wafers 90 in a ring shape, preferably, in step S1, S3, S4, the rotation means 60 rotates the support table 50 at an angular velocity omega r more.
図１３に示すフローチャートに従ってウェハ９０を処理する場合、ウェハ９０は、加熱ヒータ１３０によって６００℃以上に予備加熱されるので、予備加熱を行わない場合よりも、熱プラズマジェットＴＰＪを用いてウェハ９０を１８００℃以上に容易に加熱できる。 When the wafer 90 is processed according to the flowchart shown in FIG. 13, the wafer 90 is preheated to 600 ° C. or higher by the heater 130, so that the wafer 90 is processed using the thermal plasma jet TPJ, compared with the case where the preheating is not performed. It can be easily heated to 1800 ° C. or higher.
上述したように、半導体処理装置１００，１００Ａを用いれば、破損を抑制してウェハ９０を１８００℃以上に加熱できる。 As described above, if the semiconductor processing apparatuses 100 and 100A are used, the wafer 90 can be heated to 1800 ° C. or higher while suppressing breakage.
従って、ＳｉＣ結晶をアニールでき、またはＳｉＣ結晶中へイオン注入されたドーパントを電気的に活性化して接合を形成できる。つまり、半導体処理装置１００，１００Ａを用いれば、ＳｉＣ結晶を用いたパワーデバイスを容易に製造できる。 Therefore, the SiC crystal can be annealed, or the dopant ion-implanted into the SiC crystal can be electrically activated to form a junction. That is, if the semiconductor processing apparatuses 100 and 100A are used, a power device using an SiC crystal can be easily manufactured.
なお、この発明の実施の形態による半導体処理装置は、半導体処理装置１００，１００Ａから温度計８０を削除したものであってもよい。温度計８０が無くても、破損を抑制してウェハ９０を１８００℃以上に加熱できるからである。 In the semiconductor processing apparatus according to the embodiment of the present invention, the thermometer 80 may be deleted from the semiconductor processing apparatuses 100 and 100A. This is because even if the thermometer 80 is not provided, the wafer 90 can be heated to 1800 ° C. or more while suppressing breakage.
また、この発明の実施の形態による半導体処理装置は、半導体処理装置１００，１００Ａからアクチュエータ２を削除したものであってもよい。プラズマ源１０を上下方向ＤＲ２へ移動させなくても、熱プラズマジェットを発生するときの直流電力またはＡｒガスの流量を制御することによって、ウェハ９０の温度を上昇させることができるからである。 Further, the semiconductor processing apparatus according to the embodiment of the present invention may be one in which the actuator 2 is deleted from the semiconductor processing apparatuses 100 and 100A. This is because the temperature of the wafer 90 can be raised by controlling the DC power or Ar gas flow rate when generating the thermal plasma jet without moving the plasma source 10 in the vertical direction DR2.
更に、上記においては、熱プラズマジェットは、ウェハ９０の中心Ｏから外周側へ向かってウェハ９０に照射されると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、熱プラズマジェットは、ウェハ９０の外周側から中心Ｏへ向かって照射されてもよい。 Further, in the above description, it has been described that the thermal plasma jet is applied to the wafer 90 from the center O of the wafer 90 toward the outer peripheral side. However, in the embodiment of the present invention, the thermal plasma jet is not limited thereto. May be irradiated from the outer peripheral side of the wafer 90 toward the center O.
更に、上記においては、支持台５０は、３箇所でウェハ９０を支持すると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、支持台５０は、ウェハ９０の領域ＲＥＧ１を覆うようにウェハ９０を支持してもよい。これによって、熱プラズマジェットが領域ＲＥＧ１に照射されなくなり、ウェハ９０の破損を更に抑制できる。 Furthermore, in the above description, it has been described that the support base 50 supports the wafer 90 at three locations. However, in the embodiment of the present invention, the support base 50 is not limited to this, and the support base 50 covers the region REG1 of the wafer 90. The wafer 90 may be supported. As a result, the thermal plasma jet is no longer applied to the region REG1, and damage to the wafer 90 can be further suppressed.
更に、上記においては、半導体処理装置１００，１００Ａは、ＳｉＣ結晶からなるウェハ９０を処理すると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、半導体処理装置１００，１００Ａは、シリコンウェハを上述した方法によって処理してもよく、一般的には、半導体ウェハを上述した方法によって処理してもよい。 Further, in the above description, it has been described that the semiconductor processing apparatuses 100 and 100A process the wafer 90 made of SiC crystal. However, in the embodiment of the present invention, the semiconductor processing apparatuses 100 and 100A are not limited to this. Wafers may be processed by the methods described above, and generally semiconductor wafers may be processed by the methods described above.
更に、この発明の実施の形態においては、回転手段６０および移動手段７０は、「回転／移動手段」を構成する。 Furthermore, in the embodiment of the present invention, the rotating means 60 and the moving means 70 constitute “rotating / moving means”.
更に、制御装置４０およびアクチュエータ２は、「移動手段」を構成する。 Further, the control device 40 and the actuator 2 constitute “moving means”.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、半導体処理装置および半導体処理方法に適用される。 The present invention is applied to a semiconductor processing apparatus and a semiconductor processing method.
１ 架台、２ アクチュエータ、１０ プラズマ源、１１ 陽極、１２ 絶縁体、１３ 導体、１４ 陰極、１５ ガス導入管、１６ 給水管、１７ 排出管、２０ 電源回路、３０ 測定装置、４０ 制御装置、５０ 支持台、５１ 支持部材、５２，６２，７２ 歯車、５３ ベアリング、５４ 枠部材、６０ 回転手段、６１，７３ モータ、７０ 移動手段、７１ 凹凸部材、８０ 温度計、９０ ウェハ、１００，１００Ａ 半導体処理装置、１１０，１２０ 板部材、１３０ 加熱ヒータ、５１１ 支持具。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mount, 2 Actuator, 10 Plasma source, 11 Anode, 12 Insulator, 13 Conductor, 14 Cathode, 15 Gas introduction pipe, 16 Water supply pipe, 17 Discharge pipe, 20 Power supply circuit, 30 Measuring apparatus, 40 Control apparatus, 50 Support Base, 51 Support member, 52, 62, 72 Gear, 53 Bearing, 54 Frame member, 60 Rotating means, 61, 73 Motor, 70 Moving means, 71 Concavity and convexity member, 80 Thermometer, 90 Wafer, 100, 100A Semiconductor processing apparatus , 110, 120 plate member, 130 heater, 511 support.
Claims (16)
直流アーク放電によって発生された熱プラズマジェットを前記半導体ウェハに照射するプラズマ源と、
前記支持台を回転させるとともに前記支持台を前記半導体ウェハの径方向に移動させる回転／移動手段とを備え、
前記回転／移動手段は、前記支持台を回転させながら前記支持台を前記半導体ウェハの径方向に移動させ、
前記プラズマ源は、前記熱プラズマジェットの照射位置が前記半導体ウェハの外周側の縁から一定の距離にある位置に達したとき、前記熱プラズマジェットの発生を停止し、または前記半導体ウェハから遠ざけられ、
前記半導体ウェハの外周側の縁から一定の距離にある位置は、前記半導体ウェハの中心を含み、かつ、前記半導体ウェハが目的の温度以上に加熱されるように前記熱プラズマジェットが照射される照射領域よりも前記半導体ウェハの外周側に配置される、半導体処理装置。 A support base for supporting the semiconductor wafer;
A plasma source for irradiating the semiconductor wafer with a thermal plasma jet generated by direct current arc discharge;
A rotation / movement means for rotating the support base and moving the support base in a radial direction of the semiconductor wafer;
The rotating / moving means moves the support base in the radial direction of the semiconductor wafer while rotating the support base,
The plasma source stops the generation of the thermal plasma jet or is moved away from the semiconductor wafer when the irradiation position of the thermal plasma jet reaches a position at a certain distance from the outer edge of the semiconductor wafer. ,
The position at a certain distance from the edge on the outer peripheral side of the semiconductor wafer includes the center of the semiconductor wafer and is irradiated with the thermal plasma jet so that the semiconductor wafer is heated to a target temperature or higher. than the area Ru is disposed on the outer peripheral side of the semiconductor wafer, a semiconductor processing apparatus.
前記回転／移動手段は、前記熱プラズマジェットが前記切欠部に沿って前記半導体ウェハに照射されるように前記支持台を前記半導体ウェハの径方向に移動させる、請求項２に記載の半導体処理装置。 The heater includes a notch formed along a radial direction of the semiconductor wafer,
The semiconductor processing apparatus according to claim 2, wherein the rotating / moving unit moves the support base in a radial direction of the semiconductor wafer so that the thermal plasma jet is irradiated onto the semiconductor wafer along the notch. .
前記回転／移動手段は、前記温度計によって測定された温度が前記半導体ウェハの面内方向においてほぼ均一になるように前記支持台を回転させるとともに前記支持台を前記半導体ウェハの径方向に移動させる、請求項３に記載の半導体処理装置。 Further comprising a thermometer for measuring the temperature of the semiconductor wafer at the irradiation position of the thermal plasma jet through the notch,
The rotating / moving means rotates the support base so that the temperature measured by the thermometer is substantially uniform in the in-plane direction of the semiconductor wafer and moves the support base in the radial direction of the semiconductor wafer. The semiconductor processing apparatus according to claim 3.
前記移動手段は、前記支持台の角速度が一定であるとき、前記熱プラズマジェットの照射位置が前記半導体ウェハの外周側へ移動するに従って前記プラズマ源を前記半導体ウェハに近づける、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体処理装置。 A moving means for moving the plasma source in the normal direction of the semiconductor wafer;
The said moving means makes the said plasma source approach the said semiconductor wafer as the irradiation position of the said thermal plasma jet moves to the outer peripheral side of the said semiconductor wafer, when the angular velocity of the said support stand is constant. 4. The semiconductor processing apparatus according to claim 1.
前記半導体ウェハを支持する支持台を回転させるとともに、前記熱プラズマジェットが前記半導体ウェハの径方向に照射されるように前記支持台を前記半導体ウェハの径方向に移動させる第２の工程と、
前記熱プラズマジェットの照射位置が前記半導体ウェハの外周側の縁から一定の距離にある位置に達したとき前記熱プラズマジェットの発生を停止し、または前記熱プラズマジェットを前記半導体ウェハから遠ざける第３の工程とを備え、
前記半導体ウェハの外周側の縁から一定の距離にある位置は、前記半導体ウェハの中心を含み、かつ、前記半導体ウェハが目的の温度以上に加熱されるように前記熱プラズマジェットが照射される照射領域よりも前記半導体ウェハの外周側に配置される、半導体処理方法。 A first step of irradiating a semiconductor wafer with a thermal plasma jet generated by direct current arc discharge;
A second step of rotating the support base for supporting the semiconductor wafer and moving the support base in the radial direction of the semiconductor wafer so that the thermal plasma jet is irradiated in the radial direction of the semiconductor wafer;
The generation of the thermal plasma jet is stopped when the irradiation position of the thermal plasma jet reaches a position at a certain distance from the outer peripheral edge of the semiconductor wafer, or the thermal plasma jet is moved away from the semiconductor wafer. and a process,
The position at a certain distance from the edge on the outer peripheral side of the semiconductor wafer includes the center of the semiconductor wafer and is irradiated with the thermal plasma jet so that the semiconductor wafer is heated to a target temperature or higher. The semiconductor processing method arrange | positioned rather than the area | region on the outer peripheral side of the said semiconductor wafer .
前記第２の工程において、前記支持台は、前記第５の工程において測定された温度が前記半導体ウェハの面内方向においてほぼ均一になるように回転されるとともに前記半導体ウェハの径方向に移動される、請求項１１に記載の半導体処理方法。 A fifth step of measuring the temperature of the semiconductor wafer at the irradiation position of the thermal plasma jet through the notch,
In the second step, the support is rotated so that the temperature measured in the fifth step is substantially uniform in the in-plane direction of the semiconductor wafer and moved in the radial direction of the semiconductor wafer. The semiconductor processing method according to claim 11.
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