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半導体処理装置および半導体処理方法

国内特許コード P130009347
整理番号 11121
掲載日 2013年6月12日
出願番号 特願2012-041973
公開番号 特開2013-179163
登録番号 特許第5972605号
出願日 平成24年2月28日(2012.2.28)
公開日 平成25年9月9日(2013.9.9)
登録日 平成28年7月22日(2016.7.22)
発明者
  • 東 清一郎
  • 芦原 龍平
出願人
  • 国立大学法人広島大学
発明の名称 半導体処理装置および半導体処理方法
発明の概要 【課題】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。
【解決手段】半導体処理装置100は、アクチュエータ2と、プラズマ源10と、支持台50と、回転手段60と、移動手段70とを備える。プラズマ源10は、アクチュエータ2を介して架台1に固定される。そして、プラズマ源10は、熱プラズマジェットを生成し、その生成した熱プラズマジェットをSiC結晶からなるウェハ90に照射する。支持台50は、ウェハ90を支持する。回転手段60は、支持台50を軸Xの回りに角速度ωで回転する。移動手段70は、支持台50を水平方向DR1(=ウェハ90の径方向)へ移動する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


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。



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)。



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)。

産業上の利用分野


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。

特許請求の範囲 【請求項1】
半導体ウェハを支持する支持台と、
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。

【請求項2】
前記半導体ウェハに近接して配置され、前記半導体ウェハを加熱する加熱ヒータを更に備える、請求項1に記載の半導体処理装置。

【請求項3】
前記加熱ヒータは、前記半導体ウェハの径方向に沿って形成された切欠部を含み、
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。

【請求項4】
前記切欠部を介して前記熱プラズマジェットの照射位置における前記半導体ウェハの温度を測定する温度計を更に備え、
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。

【請求項5】
前記プラズマ源を前記半導体ウェハの法線方向に移動させる移動手段を更に備え、
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。

【請求項6】
前記回転/移動手段は、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へ移動するに従って前記支持台の角速度が低くなるように前記支持台を回転させる、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。

【請求項7】
前記回転/移動手段は、前記熱プラズマジェットがリング状に前記半導体ウェハに照射される角速度で前記支持台を回転させる、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。

【請求項8】
前記半導体ウェハは、シリコンカーバイド結晶からなる、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の半導体処理装置。

【請求項9】
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、
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。

【請求項10】
前記半導体ウェハに近接して配置された加熱ヒータによって前記半導体ウェハを加熱する第4の工程を更に備える、請求項9に記載の半導体処理方法。

【請求項11】
前記第2の工程において、前記支持台は、前記半導体ウェハの径方向に沿って前記加熱ヒータに形成された切欠部に沿って前記熱プラズマジェットが前記半導体ウェハに照射されるように前記半導体ウェハの径方向に移動される、請求項10に記載の半導体処理方法。

【請求項12】
前記切欠部を介して前記熱プラズマジェットの照射位置における前記半導体ウェハの温度を測定する第5の工程を更に備え、
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。

【請求項13】
前記支持台の角速度が一定であるとき、前記第2の工程において、前記噴出口と前記半導体ウェハとの距離は、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へ移動するに従って短く設定される、請求項9から請求項11のいずれか1項に記載の半導体処理方法。

【請求項14】
前記噴出口と前記半導体ウェハとの距離が一定である場合、前記第2の工程において、前記支持台は、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へ移動するに従って角速度が低くなるように回転される、請求項9から請求項11のいずれか1項に記載の半導体処理方法。

【請求項15】
前記第2の工程において、前記支持台は、前記熱プラズマジェットがリング状に前記半導体ウェハに照射される角速度で回転される、請求項9から請求項11のいずれか1項に記載の半導体処理方法。

【請求項16】
前記半導体ウェハは、シリコンカーバイド結晶からなる、請求項9から請求項15のいずれか1項に記載の半導体処理方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012041973thum.jpg
出願権利状態 登録


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