(57)【要約】【課題】高温熱処理用ボートとして金属汚染を蓄積させないシリコンボートの製造方法を提供する。【解決手段】ボート基材の切断または研削等の機械加工工程中と研削加工工程中に、オゾン水または過酸化水素水を１０％以上含む研削液を供給することによって基材表面に酸化膜を形成し、その後、酸化膜をＨＦ洗浄で除去する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶シリコンインゴットを用意し、
前記シリコンインゴットに強酸化溶液を含む研削液を使用して、所望の機械加工を施し素材とする工程と、
前記加工した素材を洗浄する工程と、
前記洗浄した素材をシリコンボートとして組み立てる工程と、
前記組み立てたシリコンボートを、強酸化溶液を含む研削液を使用して、所望の研削を施す研削工程と、
前記研削工程でシリコンボートの表面に形成した酸化膜を除去する工程と、
前記酸化膜除去後、シリコンボートを洗浄する工程
からなるシリコンボートの製造方法。
【請求項２】
前記強酸化溶液は、オゾン水または過酸化水素水を１０％以上含むことを特徴とする請求項１記載のシリコンボートの製造方法。
【請求項３】
前記酸化膜除去工程では、ＨＦ水溶液に浸漬することを特徴とする請求項１記載のシリコンボートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンボートの製造方法に関し、特に縦型熱処理炉でシリコンウェーハを高温熱処理する際に使用される熱処理用シリコンボートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスにおいて、シリコンウェーハは拡散、酸化、ＣＶＤなどで高温熱処理用ボートを使用して熱処理が施される。このような１０００℃以上の高温熱処理には装置の各構成部材から不純物汚染を受け易く、高純度の材料からなる治具が用いられるようになっている。特に熱処理用ボートについては、シリコンウェーハを直接保持するので、不純物量の低減は最重要課題となっている。
【０００３】
高温熱処理用ボートの部材としては、単結晶または多結晶シリコン製、炭化珪素質材料などが用いられているが、最も適している材質としてはシリコン製が使用されている。
【０００４】
シリコンウェーハの高温熱処理時に、最も懸念されていることが金属汚染で、シリコンウェーハの金属汚染は、ＬＳＩの電気的特性を劣化させる要因の一つとして挙げられており、この金属汚染がウェーハの酸化膜耐圧劣化や接合リーク不良の原因となる。更に、現在のＬＳＩの微細化・高集積化に伴い、ウェーハバルク中の金属汚染に対する要求が厳しくなってきている。
【０００５】
このため、熱処理用ボートからの不純物汚染量を低減する清浄化技術の重要性が一段と高まってきている。
【０００６】
この対策案として、ハロゲン化水素ガスでその表面を熱処理し純化する場合は、金属シリコンそのものが浸食され、その浸食は必ずしも均一には行なわれず、シリコンの粒界が先に浸食されて表面粗さが増大することとなる。初回の使用には良いが、洗浄しながら多数回の使用をする場合に、表面が荒れることによって、洗浄の際に不純物の残留が多くなり、再汚染の原因となる。
【０００７】
これに対し、かかる欠点を改善するため、ボート成形体をＨＦ水溶液に浸漬後、超純水で洗浄し、更に、酸素雰囲気で１２００℃の熱処理することにより成形体の表面に酸化膜を形成し不純物をトラップしてから溝切り加工後、アルカリ洗浄を行ないＨＦ水溶液に浸漬後、超純水で洗浄する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、それでも高温熱処理用ボートに対する清浄化としては不十分であった。
【特許文献１】特開平１０−１９４８７６号公報（第５頁［００２５］，［００２６］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、高温熱処理用ボートとして金属汚染を蓄積させないシリコンボートの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、単結晶シリコンインゴットを用意し、前記シリコンインゴットに強酸化溶液を含む研削液を使用して、所望の機械加工を施し素材とする工程と、前記加工した素材を洗浄する工程と、前記洗浄した素材をシリコンボートとして組み立てる工程と、前記組み立てたシリコンボートを、強酸化溶液を含む研削液を使用して、所望の研削を施す研削工程と、前記研削工程でシリコンボートの表面に形成した酸化膜を除去する工程と、前記酸化膜除去後、シリコンボートを洗浄する工程からなるシリコンボートの製造方法が提供される。
【００１０】
前記強酸化溶液は、オゾン水または過酸化水素水を１０％以上含むことが好ましい。
【００１１】
さらに、前記酸化膜除去工程では、ＨＦ水溶液に浸漬することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる製造方法によるシリコンボートによれば、製造工程中の清浄化を改善できる。これにより、シリコンウェーハの高温熱処理において発生するボート基材からの不純物汚染量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】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
シリコンボートの製造工程は、単結晶または多結晶のシリコンインゴットを加工可能な各部材の形状に切断し、研削，穴開け等の機械加工を施して素材とし、各部材の素材を組み立て、ボート形状に成形する。更に、この形成されたボートに溝切り，粗さ調整等の研削工程が施される。
【００１５】
清浄化処理としては、機械加工後に素材の洗浄を行なうが、(1)機械加工の環境が一般室程度の清浄度であり、周りからの不純物汚染を受け易い。(2)機械加工装置自体が半導体材料を加工するために設計された装置構造でなく不純物汚染を受け易い。(3)機械加工時のシリコン表面は部分的に数十から数百度まで温度が上昇し不純物汚染を蓄積し易い。(4)シリコン素材は他の材料に比べ不純物汚染の拡散が容易等の理由により、素材表面に存在する金属不純物を充分に除去できていない。
【００１６】
本発明の実施形態においては、従来技術の問題点に対し、オゾン水または過酸化水素水などの酸化作用の強い液体を１０％以上含む研削液を使用し、素材表面を酸化しながら機械加工と研削加工し、その後の洗浄で不純物をトラップした酸化膜を除去して高清浄化を達成するものである。
【００１７】
研削液に酸化作用の強いオゾン水または過酸化水素水などを１０％以上含ませることで、（１）研削加工前に付着していた不純物については、シリコンよりもＦｅなどの金属不純物が拡散しにくい酸化領域に取り組むことができ、バルクへの拡散量を低減することができる。また、（２）一旦、研削加工前に酸化された領域が研削加工により除去されたとしても、除去とほぼ同時に酸化領域が再度形成されるため、研削加工中に環境もしくは装置構成部材などから受ける汚染についても、ある程度は酸化領域に取り組むことができる。
【００１８】
以上のような研削加工を行なうことで、従来方法では研削加工中にバルクまで拡散していた高濃度の不純物汚染が研削加工中に基材表面の酸化領域に溜まることなる。この不純物を含んだ酸化領域をＨＦなどの洗浄で除去することで、不純物汚染量が従来方法よりも少ないシリコンボートを作成することができる。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明を実施例により、具体的に説明する。
【００２０】
（実施例）
単結晶シリコンインゴットをオゾン水５０％の研削液を使用しながら加工可能な各部材の形状に切断し、研削，穴開け等の機械加工を施して素材とし、超純水で洗浄した素材を組み立て、ボート形状に成形する。更に、この形成されたボートにオゾン水５０％の研削液を使用しながら溝切り，粗さ調整等の研削工程が施されることによって基材表面に酸化膜を形成し、その後、酸化膜を５０％ＨＦ水溶液に浸漬後、超純水で洗浄した。
【００２１】
上記方法で清浄化したボートを用いて、拡散長（電子とホールが再結合するまでに進む距離）が約５００μmである研磨後のφ２００ｍｍのＰ型シリコンウェーハを縦型拡散炉に挿入し、アルゴンガス雰囲気中で１２００℃、１時間の熱処理をした。
【００２２】
その後、このシリコンウェーハの中心部とボート支持部について、拡散長を表面光起電力（Surface Photovoltaic Method：SPV）法により測定した。このＳＰＶ法は、非接触にてシリコンウェーハの拡散長、Fe濃度を算出し、半導体プロセスの汚染、特に重金属汚染を評価する手法である。その結果を図１に示す。縦軸が拡散長を表している。
【００２３】
図１から明らかなように、本発明の実施形態に係るシリコンボートを使用して熱処理することにより、シリコンボート支持部のウェーハの拡散長は４００μm以上有り、熱処理前の値と比べても若干の減少で納まっている。
【００２４】
（比較例）
ボート成形体を１０％ＨＦ水溶液に浸漬後、超純水で洗浄し、更に、酸素雰囲気で１２００℃の熱処理することにより成形体の表面に酸化膜を形成し不純物をトラップしてから溝切り加工後、アルカリ洗浄を行ない１０％ＨＦ水溶液に浸漬後、超純水で洗浄した。
【００２５】
上記方法で清浄化したボートを用いて、拡散長が約５００μmである研磨後のφ２００ｍｍのＰ型シリコンウェーハを縦型拡散炉に挿入し、アルゴンガス雰囲気中で１２００℃、１時間の熱処理をした。このシリコンウェーハの拡散長をＳＰＶ法により測定した。その結果を図１に示す。
【００２６】
図１から明らかなように、比較例に係るシリコンボートを使用して熱処理することにより、シリコンボート支持部のウェーハの拡散長は３００μm未満となり、熱処理前の値から大幅に減少し、重金属汚染が進んだことを示している。
【００２７】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係るボートと比較例に係るボートでそれぞれ熱処理したアルゴンアニールウェーハの拡散長を示す比較図である。
【図１】
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