(57)【要約】【課題】縦型熱処理炉により被処理基板を熱処理する際、個々の支持部の傾きを起因とするスリップの発生を防止でき、安価で改良が容易な縦型熱処理用ボートを提供する。【解決手段】少なくとも、複数の支柱と、各支柱の両端部に連結した一対の板状部材とを有し、前記各支柱に、被処理基板を水平に支持するための複数の支持部が形成されており、該複数の支持部に、前記被処理基板が各々一枚ずつ載置される支持補助部材が着脱可能に装着されている縦型熱処理用ボートであって、前記支持補助部材は、各々の支持部の形状に合わせて、前記支持部に装着している面に加工を施すか、前記支持部と前記支持補助部材との間にスペーサを介在させることによって、前記被処理基板が載置される面の傾きが各々の支持部ごとに調整されているものである縦型熱処理用ボート。【選択図】図３
2008130838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、複数の支柱と、各支柱の両端部に連結した一対の板状部材とを有し、前記各支柱に、被処理基板を水平に支持するための複数の支持部が形成されており、該複数の支持部に、前記被処理基板が各々一枚ずつ載置される支持補助部材が着脱可能に装着されている縦型熱処理用ボートであって、前記支持補助部材は、各々の支持部の形状に合わせて、
前記支持部に装着している面に加工を施すか、
前記支持部と前記支持補助部材との間にスペーサを介在させることによって、
前記被処理基板が載置される面の傾きが各々の支持部ごとに調整されているものであることを特徴とする縦型熱処理用ボート。
【請求項２】
前記支持補助部材の装着面は、加工してザグリを有するものであることを特徴とする請求項１に記載の縦型熱処理用ボート。
【請求項３】
前記支持補助部材の装着面は、加工してテーパ形状を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の縦型熱処理用ボート。
【請求項４】
前記支持補助部材の装着面は、加工して突起形状を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の縦型熱処理用ボート。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の縦型熱処理用ボートを用いて半導体ウエーハを熱処理する方法であって、前記各支柱の各々の支持部の形状を測定し、
前記支持補助部材の装着面を加工して、前記測定した各々の支持部の形状に合わせて、前記装着面を加工した支持補助部材を選択し、該選択した支持補助部材を前記支持部に装着するか、
前記測定した各々の支持部の形状に合わせてスペーサを選択し、該選択したスペーサを挟んで前記支持部に前記支持補助部材を装着して、
前記支持補助部材の載置面の傾きを各々の支持部ごとに調整してから、該載置面上に前記半導体ウエーハを載置して熱処理を行うことを特徴とする半導体ウエーハの熱処理方法。
【請求項６】
前記支持補助部材の載置面の傾きを調整し、載置面と、該載置面上に載置した前記半導体ウエーハとのなす角度を±０．２°以下とすることを特徴とする請求項５に記載の半導体ウエーハの熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に半導体ウエーハ等を熱処理する際に使用する縦型熱処理用ボートおよびそれを用いた半導体ウエーハの熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体単結晶ウエーハ、例えばシリコンウエーハを用いてデバイスを作製する場合、ウエーハの加工プロセスから素子の形成プロセスまで多数の工程が介在し、その一つに熱処理工程がある。熱処理工程は、ウエーハの表層における無欠陥層の形成、ゲッタリング、結晶化、酸化膜形成、不純物拡散等を目的として行われる重要なプロセスである。
【０００３】
このような熱処理工程、例えば、酸化や不純物拡散に用いられる拡散炉（酸化・拡散装置）としては、ウエーハの大口径化に伴い、多数のウエーハを所定の間隔をあけて水平に支持した状態で熱処理を行う縦型の熱処理炉が主に用いられている。そして、縦型熱処理炉を用いてウエーハを熱処理する際には、多数のウエーハをセットするための縦型熱処理用ボート（以下、「熱処理用ボート」又は単に「ボート」という場合がある。）が用いられる。
【０００４】
図８は、従来の一般的な縦型熱処理用ボート２１０の概略を示している。４本の支柱（ロッド）２１４の両端部に一対の板状部材（連結部材、あるいは天板と底板とも言う）２１６が連結されている。各支柱２１４には多数のスリット２１１が形成され、各スリット２１１間の凸部がウエーハの支持部２１２として作用する。ウエーハを熱処理する際には、図９（Ａ）の平面図、図９（Ｂ）の正面図に示したように、各支柱２１４の同じ高さに形成されている支持部２１２にウエーハＷの外周部を載置することでウエーハＷが水平に支持されることになる。
【０００５】
図１０は、縦型熱処理炉の一例を示す概略図である。縦型熱処理炉２２０の反応室２２２の内部に搬入された熱処理用ボート２１０には多数のウエーハＷが水平に支持されている。熱処理の際には、ウエーハＷは、反応室２２２の周囲に設けられたヒータ２２４によって加熱されることになる。熱処理中、反応室２２２にはガス導入管２２６を介してガスが導入され、上方から下方に向かって流れてガス排気管２２８から外部に排出される。使用するガスは熱処理の目的によって異なるが、主としてＨ２、Ｎ２、Ｏ２、Ａｒ等が用いられる。不純物拡散の場合には、これらのガスを不純物化合物ガスのキャリアガスとしても使用する。
【０００６】
縦型熱処理用ボート２１０におけるウエーハ支持部２１２は種々の形状が採用されており、図１１（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ一例を示している。（Ａ）の方は、円柱形状の支柱２１４に凹み状のスリット（溝）２１１を設けることで半円形の支持部２１２を形成したものである。一方、（Ｂ）の方は、（Ａ）のものよりもウエーハＷの中心に近い箇所を支持するために幅の広い角柱形状の支柱２１５に凹み状のスリット２１１を設けて長方形の支持部２１３を形成したものである。他にも、スリット形状を円弧状にしたものや、鉤型状にしたものなどもある。
【０００７】
また、支柱に比較的大きな板状の支持部（支持板）を設けることでウエーハを安定した状態で支持するもの（特許文献１参照）や、各支持部の上面に段差を設けることで直径の異なるウエーハを支持することができるようにしたもの（特許文献２参照）なども提案されている。
【０００８】
ボートの材質に関しては、例えばシリコンウエーハ用としては、ウエーハの汚染を防ぐため、通常、石英（ＳｉＯ２）、炭化珪素（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）等の材料が使用されている。例えば、１０００℃を超えるような高温熱処理工程では、石英（ＳｉＯ２）製のボートよりも耐熱性が高いＳｉＣやＳｉ製のボートが使用されている。特にＳｉＣ製のボートは、Ｓｉ製のものよりも加工が容易な上、ＣＶＤ−ＳｉＣコートを施すことにより熱処理中に発生する金属汚染をより低減させることができることから多く使用されている。
【０００９】
ところで、縦型熱処理用ボートを使用すると、特に酸化や不純物拡散等を目的とした高温の熱処理を行う場合、ウエーハの自重による内部応力やウエーハ内温度分布の不均一性による熱歪応力などが生じ、これらの応力がある一定の臨界値を超えると、ウエーハに結晶欠陥であるスリップ（スリップ転位）が発生してしまう。この転位発生の臨界値は高温になると急激に小さくなるため、高温になる程スリップ転位が発生し易くなることが知られている。スリップ転位発生箇所に素子を形成すると、接合リーク等の原因となり、デバイス作製の歩留まりを著しく低下させることがあった。
【００１０】
例えば、図１１（Ａ）（Ｂ）に示したような支持部２１２、２１３を形成した従来のボートを用いたとき、支持部２１２、２１３の先端と接する箇所にスリップが発生しやすい。このような先端部で点接触してしまう場合があるからである。
【００１１】
また、特にＣＶＤ−ＳｉＣコートを施した熱処理用ボートでは、その表面は、Ｒａ（中心線平均粗さ）が１μｍ程度と非常に粗いため、支持部にウエーハを載置するとウエーハは微小な隆起状部（局部突起）で点接触として支持されることになる。そのため、ウエーハの自重による内部応力が局部的に大きくなり、スリップが発生しやすいと言われている。
【００１２】
このようなスリップの発生を防ぐため、支持部の先端を面取りしたり、ウエーハ支持部の表面を研磨することにより隆起状部を除去する等の対策が講じられている。
しかし、熱処理ボートの支持部は薄く脆いため、機械等で面取り加工や研磨加工する際に破損が起こりやすいという問題がある。支持部を１つでも破損すると、ボート全体として不良品となってしまう。そのため、完全な鏡面に研磨するには手作業等で行う必要があるが、各支持部の面粗さにバラツキが出やすい上、全ての支持部を鏡面研磨するには多大な労力を必要とし、非常に高価なボートとなってしまう。
【００１３】
また、支持部の表面粗さや先端部の面取りなどの最適形状を確立するためには、様々な表面粗さや面取り形状に設定した種々の熱処理用ボートを作製して数多くの事前実験を行う必要がある。しかし、熱処理ボートは高価なため、多様な熱処理用ボートを揃えて実験することは非常にコストがかかってしまう。
【００１４】
これらの問題点を解決するため、特許文献３には、ウエーハ支持部に着脱可能な支持補助部材を装着したボートが開示されている。このようなボートであれば、支持補助部材は着脱可能なものであるため、ウエーハを載置する面において、面取り加工や研磨加工を安価で容易に所望したものに施すことができるし、その研磨加工等を施した支持補助部材を支持部に装着し、ウエーハを載置して熱処理を施せば、スリップの発生を効果的に抑制することができるとされている。
【００１５】
【特許文献１】特開２０００−５３４９７号公報
【特許文献２】特開２００５−１５９０２８号公報
【特許文献３】特開２００４−２４１５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記特許文献３のようなボートであれば、支持部表面における隆起状部を原因とするスリップの発生を防止することに効果があると考えられる。しかしながら、このような従来のボートでは、支持部の傾きを起因とするスリップの発生を防止することはできなかった。特に、この支持部の傾きは、各支持部で一定でないため、従来のように同一形状の支持補助部材では対応を取ることができないことが判った。
【００１７】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたもので、縦型熱処理炉により半導体ウエーハ等の被処理基板を熱処理する際、特には基板を支持する個々の支持部の傾きを起因とするスリップ転位の発生を効果的に防止することができ、しかも、安価であって、改良が容易な縦型熱処理用ボートおよび半導体ウエーハの熱処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも、複数の支柱と、各支柱の両端部に連結した一対の板状部材とを有し、前記各支柱に、被処理基板を水平に支持するための複数の支持部が形成されており、該複数の支持部に、前記被処理基板が各々一枚ずつ載置される支持補助部材が着脱可能に装着されている縦型熱処理用ボートであって、前記支持補助部材は、各々の支持部の形状に合わせて、前記支持部に装着している面に加工を施すか、前記支持部と前記支持補助部材との間にスペーサを介在させることによって、前記被処理基板が載置される面の傾きが各々の支持部ごとに調整されているものであることを特徴とする縦型熱処理用ボートを提供する（請求項１）。
【００１９】
このような縦型熱処理ボートは、支持補助部材が、各々の支持部の形状に合わせて、支持部でなく支持補助部材の装着面に加工を施すか、スペーサを用いることによって、載置面の傾きが調整できるものなので、支持部の傾き調整のために支持部に高度な加工、あるいは手間や時間のかかる加工を施す必要がなく安価にかつ容易に製造されたものとすることができる。
また、各支持部の支持補助部材の載置面の傾きが精度高く調整されたものとすることができ、この支持補助部材上に半導体ウエーハ等の被処理基板を載置して熱処理を行えば、特に支持部の傾きを起因とするスリップ転位の発生を効果的に抑制することができる。
このようにスリップ発生の抑制能力が著しく向上化したものなので、結果、アニール時間の短縮化やボートのスリットピッチの縮小化が可能であり、効率良くアニールウエーハを製造することができ、製造コストを改善することができる。
【００２０】
このとき、前記支持補助部材の装着面は、加工してザグリを有するものとすることができる（請求項２）。あるいは、加工してテーパ形状を有するものとすることができる（請求項３）。また、加工して突起形状を有するものとすることができる（請求項４）。
このように、各々の支持部の形状に合わせて、支持補助部材の装着面は加工してザグリまたはテーパ形状、突起形状を有するものとすることができ、このザグリやテーパ形状、突起形状により、支持部の形状に対応することが可能となり、載置面の傾きが調整されて、支持部の傾き等を起因とするスリップの発生を効果的に防ぐことができる。
【００２１】
また、本発明は、前記の縦型熱処理用ボートを用いて半導体ウエーハを熱処理する方法であって、前記各支柱の各々の支持部の形状を測定し、前記支持補助部材の装着面を加工して、前記測定した各々の支持部の形状に合わせて、前記装着面を加工した支持補助部材を選択し、該選択した支持補助部材を前記支持部に装着するか、前記測定した各々の支持部の形状に合わせてスペーサを選択し、該選択したスペーサを挟んで前記支持部に前記支持補助部材を装着して、前記支持補助部材の載置面の傾きを各々の支持部ごとに調整してから、該載置面上に前記半導体ウエーハを載置して熱処理を行うことを特徴とする半導体ウエーハの熱処理方法を提供する（請求項５）。
【００２２】
このような半導体ウエーハの熱処理方法であれば、測定した各々の支持部の形状に合わせて、装着面を加工した支持補助部材を選択して支持部に装着するか、スペーサを選択してそれを挟んで支持部に支持補助部材を装着して、支持補助部材の載置面の傾きを各々支持部ごとに調整してから、該載置面上に半導体ウエーハを載置して熱処理を行うことができるので、特に支持部の傾きを起因とするスリップ転位の発生を効果的に抑制することができる。
そして、このようにスリップ発生の抑制能力を向上できるので、結果、アニール時間の短縮化やボートのスリットピッチの縮小化が可能になり、効率良くアニールウエーハを製造することができ、製造コストを改善することができる。
【００２３】
このとき、前記支持補助部材の載置面の傾きを調整し、載置面と、該載置面上に載置した前記半導体ウエーハとのなす角度を±０．２°以下とするのが好ましい（請求項６）。
このように、支持補助部材の載置面の傾きを調整し、載置面と、該載置面上に載置した前記半導体ウエーハとのなす角度を±０．２°以下とすれば、水平に支持される半導体ウエーハに対して載置面の傾きを十分に小さくし、載置面においてウエーハが接触する面積が小さすぎることなく、荷重を分散させることができるので、スリップが発生するのを効果的に防止することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明の縦型熱処理用ボートおよびそれを用いた半導体ウエーハの熱処理方法によって、載置面の傾きの調整を、支持補助部材の装着面の加工か、スペーサにより行うことができるので、支持部に高度な、あるいは手間や時間のかかる加工を施す必要もなく、安価で容易に製造することができるし、高精度に載置面の傾きを調整することができる。このため、支持部の傾きを起因とするスリップ転位の発生が抑制された高品質の半導体ウエーハ等の基板を得ることができる。
そして、スリップ転位発生を抑制する能力の向上によって、アニール時間の短縮化やスリットピッチの縮小化が可能になり、効率良く熱処理を行ってアニールウエーハを製造することができ、コスト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】
【００２５】
以下では、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
半導体ウエーハ等の被処理基板に熱処理を施す場合、多数のウエーハを所定の間隔をあけて水平に支持した状態で熱処理を行う縦型の熱処理炉が主に用いられている。そして、この熱処理のときに多数のウエーハをセットするための縦型熱処理用ボートが用いられているが、従来のボートでは熱処理後のウエーハにスリップが発生することがあった。
これは、従来の熱処理ボートでは、例えばＣＶＤ−ＳｉＣコートが施されており、その表面は非常に粗く、ウエーハを載置したときに点接触して支持されることがあるためである。
【００２６】
このような局部突起によるスリップが発生してしまう問題に対して、例えば特許文献３には、ウエーハの支持部に、着脱可能であり、表面が鏡面加工等を施されて平滑な支持補助部材が装着されたボートが開示されているが、一定の効果があるものの、依然として、熱処理後のウエーハにスリップ転位が発生してしまっていた。
【００２７】
そこで、本発明者らが、上記スリップ転位の発生について鋭意研究を行ったところ、特許文献３のボートでは、従来問題となっていた支持部表面の局部突起を起因とするスリップの発生については改善が見られるが、支持部の傾きを起因とするスリップの発生は防止できていないことが判った。
【００２８】
しかしながら、縦型熱処理用ボートの製造において、溝の傾きを数１０μｍレベルでコントロールして機械加工し、支持部の傾きを微調整して所望の形状のものを得ることは加工精度上極めて難しい。また、手作業等による加工では、手間や時間がかかるし、バラツキも生じやすい。
そこで、本発明者らは、支持部に着脱可能な支持補助部材を装着させるとともに、各々の支持部の形状に合わせて、支持補助部材の装着面に加工を施すか、支持部と支持補助部材との間にスペーサを介在させれば、ウエーハが載置される面の傾きを支持部ごとに高精度にかつ容易に調整することができることを見出し、本発明を完成させた。
【００２９】
以下、本発明の縦型熱処理用ボートおよびそれを用いた半導体ウエーハの熱処理方法について、図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１は本発明の縦型熱処理用ボートにおける支柱の支持部と支持補助部材を具備した一例を示している。この熱処理用ボート１は、４本の支柱４と、各支柱４の両端部に連結した一対の板状部材６とを有している。各支柱４には、それぞれ同じ高さの位置に複数のスリット（溝）７が等間隔で形成されており、スリット７間の凸部が半導体ウエーハの支持部２として作用する。そして、この本発明の熱処理用ボート１では、各支柱４の支持部２に支持補助部材３が着脱可能に装着される。ウエーハを熱処理する際には、各支柱４の同じ高さの支持部２に装着した支持補助部材３上に各々１枚ずつウエーハが載置される。
【００３０】
ここで、支持部２と支持補助部材３との関係について説明する。
まず、前述したように、加工精度の限界により、支持部２の傾き等の形状を数１０μｍのレベルでコントロールして加工することは難しく、したがって、支持部２の形状は微小レベルで各々異なってしまっている。そのような形状差の例を図２に示す。
【００３１】
図２（Ａ）に支持部２の平面図、図２（Ｂ）〜（Ｄ）に異なる支持部２のそれぞれの縦断面図を示す。
ここで、図２（Ａ）に示すように、支持部２の支柱に近い側の領域をＸ、先端側の領域をＺ、それらの中央の領域をＹとすると、まず、例えば図２（Ｂ）に示すように、Ｘ領域からＺ領域に向かって上方向に傾いている形状の支持部２が挙げられる。それとは逆に、図２（Ｃ）のように、Ｘ領域からＺ領域に向かって下方向に傾いている形状の支持部も挙げられる。また、図２（Ｄ）に示すように、Ｙ領域が上方向に盛り上がっており、Ｘ領域からＹ領域へ、Ｙ領域からＺ領域へ傾きが生じてしまっている場合もある。
当然、図２（Ｂ）〜（Ｄ）の形状に限らず、支持部２には数１０μｍという微小レベルで様々な方向に三次元的に傾きが生じてしまっている。
【００３２】
支持部２がこのような傾きを有する形状であると、支持部２そのまま、あるいは傾きを考慮せずに単に同じ形状の支持部表面の局部突起を抑制するためだけの平坦な従来の支持補助部材１０３を装着させたものだけでは、図４に示すように、ウエーハと接触してウエーハを支持する領域がごく狭い領域に限られてしまい荷重が集中する。このような支持状態でウエーハに熱処理を施すとウエーハにスリップ転位が発生してしまう。
【００３３】
一方、本発明のボートにおいては、このような支持部２の傾きを起因とするスリップ転位の発生を防止できるように、支持部２の形状に合わせて、支持補助部材３の支持部２に装着している面に加工が施されていたり、支持部２と支持補助部材３との間にスペーサが介在されている。
以下では、支持部２が図２（Ｂ）のように先端領域Ｚに向かって上方向に傾いてしまっている場合を例に挙げて説明するが、当然この形状に限られず図２に示す他の形状、さらには図２以外の形状であっても本発明は同様に支持部２の形状に適応させることができる。また、水平に支持されているウエーハとの接触領域が狭くなりすぎないようにするため、支持補助部材のウエーハ載置面の傾きが水平に調整された場合を例に挙げて説明するが、この傾きも水平に限定されるものではなく、所望の傾きに調整することができる。
【００３４】
まず、支持補助部材の装着面に加工が施されている場合について述べる。
図３（Ａ）に示す例では、支持部２の形状に合わせて、装着面８に、先端の領域に向かってテーパ形状１０を有するように加工された支持補助部材３が支持部２に装着されている。そのため、支持補助部材３のウエーハが載置される面９は傾きが調整されて、所望のように水平に調整できている。したがって、この支持部２において、水平に支持されるウエーハと点接触してしまうことなくウエーハを支持することができる。
【００３５】
また、図３（Ｂ）に示す例では、支持部２の形状に合わせて、装着面８’にザグリ１１を有するように加工された支持補助部材３’が支持部２に装着されている。そのため、支持補助部材３’のウエーハ載置面９’の傾きはやはり調整されて、所望のように水平となっている。
さらには、図３（Ｄ）のように、装着面８’’’に突起１３を有するように加工された支持補助部材３’’’が装着されており、ウエーハ載置面９’’’の傾きが調整されていても良い。
【００３６】
このように、支持部２の形状に合わせ、その都度、装着面８、８’、８’’’に加工された適切な形状、例えばテーパ形状１０、ザグリ１１、突起１３を有するものが装着されていれば良く、支持補助部材３、３’、３’’’を、支持部２に装着したときに、ウエーハ載置面９、９’、９’’’の傾きが所望の傾き（上記例では水平）に調整されていれば良い。
すなわち、加工により装着面に形成されたテーパ形状、ザグリ、突起の形態は特に限定されるものではなく、その形成位置、深さ等は適宜調整できるものである。支持補助部材の厚さ等も考慮して形成すれば良い。さらには、テーパ形状、ザグリ、突起に限定されるものでもない。測定された支持部形状にそのまま倣うようにしても良い。
【００３７】
また、支持部と支持補助部材との間にスペーサが介在されていて載置面の傾きが調整されているものとすることもできる。
図３（Ｃ）では、支持部２の形状に合わせて、スペーサ１２を挟んだ状態で支持部２に支持補助部材３”が装着されている。支持補助部材３”のウエーハ載置面９”の傾きはやはり調整されて、所望のように水平となっている。
なお、この支持補助部材３”は、従来の支持補助部材と同様のものを用いることができる。スペーサ１２によって、支持補助部材３”の載置面９”の傾きが所望の傾き（上記例では水平）に調整されていれば良い。また、スペーサ１２の材質や厚さ、枚数等も特に限定されない。被処理基板や支持部材の形状によって適宜決定することができる。
【００３８】
また、本発明のボート１における支持補助部材３は、例えばその表面（ウエーハ載置面９等）は鏡面研磨加工を施して平滑にしたり、角部分を面取り加工を施したものとすることができ、従来のボートにおける支持補助部材と同様の加工を施すことも当然可能である。このような加工を施すことにより、ウエーハを支持して熱処理を施したときにスリップが発生するのをより効果的に防止することができる。
そして、上記支持補助部材３以外の、支持部２、支柱４、板状部材６等は、その材質や数等特に限定されるものではなく、例えば従来と同様のものとすることができる。
【００３９】
以上のように、本発明の縦型熱処理用ボート１では、いずれの形状の支持部２においても、その形状に合わせて、装着面８が加工された支持補助部材３が装着されているか、支持部２と支持補助部材３との間にスペーサ１２を介在して装着されているので、載置面９の傾きを各々の支持部ごとに微調整することができ、容易に所望の傾きにすることが可能である。
したがって、そもそも、この支持部２の傾き調整のために、支持部２自体に高度な加工や、手間等のかかる加工を施す必要がなくなるため、ボートは安価にかつ容易に製造されたものとなる。
【００４０】
また、着脱可能な支持補助部材３の装着面８の加工やスペーサ１２の使用によって、載置面９の傾きを調整できるものなので、極めて高精度に載置面９の傾きが調整されたものとすることができる。このため、このボート１により載置面９を適切な傾きに微調整したものとなるので、ウエーハを載置して熱処理を施したときのスリップの発生を著しく抑制することができる。特には、従来では防ぐことができなかった支持部２の傾きを起因とするスリップの抑制能力に長けたものとすることができる。
【００４１】
そして、このようにスリップ発生の抑制能力が改善されたものであるので、例えばよりスリップが発生し易くなる高温でもスリップを発生させることなくウエーハを支持して熱処理することが可能であり、高温処理によってアニール時間の短縮を図ることができる。
また、従来品ではスリップの発生率が高くなってしまうような狭いスリットピッチを有するボートの形状であっても、やはりスリップの発生を効果的に防止することができ、高品質のアニールウエーハを得ることができる。すなわち、スリットピッチの縮小化を図ることができる。
このように、従来のボートよりもより効率良く、より高品質のアニールウエーハを得ることができ、製造コストや歩留りを著しく向上することができる。
【００４２】
また、従来での、ボートの支持部表面の局部突起によるスリップ発生の防止策として、被処理ウエーハ内のＢＭＤを利用する手段もとられていたが、スリップ発生の防止のためには、ウエーハ製造（結晶育成）の際に、必要以上の数や大きさにＢＭＤを成長させなければならなかったり、時間や手間もその分余計に費やすことになり、生産性の面で非効率的であった。しかしながら、本発明のボート１では、被処理ウエーハ内のＢＭＤを、従来必要とされるほどの密度や大きさにわざわざ成長させていなくとも、載置面９の傾きが調整されており、ウエーハと点接触することもないので、スリップ発生を十分に抑制して高品質のアニールウエーハにでき、生産性を向上することができる。また、このようにＢＭＤ密度等が小さなものであれば、デバイス工程でのパターン形成時にパターンズレを効果的に防止することができると考えられる。
【００４３】
次に、上記本発明の縦型熱処理用ボート１を用いた半導体ウエーハの熱処理方法について述べる。なお、ここでも水平に支持されるウエーハとの接触領域が狭くなりすぎないようにするため、支持補助部材のウエーハ載置面の傾きが水平に調整された場合を例に挙げて説明するが、当然水平に限定されるものではない。
【００４４】
まず、各支柱４に形成された各々の支持部２の形状を三次元測定器を用いて測定する。この三次元測定器としては、例えば、Ｍｉｔｕｔｏｙｏ製  Ｃｒｙｓｔａ−Ａｐｅｘ  Ｃが挙げられる。当然これに限定されず、支持部２の形状を適切に測定できるものであれば良い。
【００４５】
そして、別に用意した支持補助部材３の装着面８に、例えばザグリ１１やテーパ形状１０、突起１３を加工して、上記測定された各々の支持部３の形状に合わせて、装着面８に適切な加工が施されている支持補助部材３をそれぞれ選択して、該当する支持部３に装着する。
または、上記測定された各々の支持部２の形状に合わせて適切なスペーサ１２をそれぞれ選択して、そのスペーサ１２を挟んで、該当する支持部２に支持補助部材３を装着する。
【００４６】
このように、適切に、支持補助部材３の装着面８の加工を施したり、支持部３と支持補助部材３との間にスペーサ１０を介在させることによって、支持部２ごとの形状に適応して、支持補助部材３の載置面９の傾きを、各々の支持部２ごとに所望の傾き（ここでは、水平）に微調整することができる。
このような微調整を各々の支持部３ごとに行った後、装着面８上に半導体ウエーハを載置する。
【００４７】
そして、複数枚の半導体ウエーハを各々の支持部に一枚ずつ各支持補助部材３を介して水平に支持した後、図１０に示すような縦型熱処理炉内に、本発明のボート１を導入し、炉内にガスを供給しながら熱処理を行う。
【００４８】
なお、上記載置面９の傾きの調整の際、載置面９と、載置面９上に載置した半導体ウエーハとのなす角度を±０．２°以下とするのが好ましい。このように、水平に支持されている半導体ウエーハとのなす角度、すなわち、水平面とのなす角度を±０．２°以下とすれば、載置面９において、水平に支持されるウエーハとの接触が局部に限られることなく、荷重を十分に分散させることができ、ウエーハと点接触してしまうのをより効果的に防ぐことができる。これは、スリップ転位発生の抑制につなげることができる。
【００４９】
以上のような本発明の半導体ウエーハの熱処理方法により、特には支持部の傾きを起因とするスリップ転位の発生を十分に防止することができるし、また、それによって、上述したように、アニール温度の高温化、ひいてはアニール時間の短縮化、またボートのスリットピッチの縮小化を図ることができ、製造コスト等を改善することが可能である。
【実施例】
【００５０】
（実施例１）
まず、従来と同様にして、４本の角柱状の支柱、各支柱の両端部に連結した一対の板状部材、各支柱に１００個の支持部を有する縦型熱処理用ボート本体を機械加工により製造した。なお、この熱処理用ボート本体の材質はＳｉＣであり、表面にはＣＶＤ−ＳｉＣコートを施して表面粗さをＲａ＝１μｍ程度としたものである。
【００５１】
ここで、この熱処理用ボート本体の支持部の形状を三次元測定器（Ｍｉｔｕｔｏｙｏ製  Ｃｒｙｓｔａ−Ａｐｅｘ  Ｃ）によって測定した。その結果を図５に示す。
ここで、まず、図１２に上記三次元測定器を用いた測定方法の概要を示す。この三次元測定器２１は、それぞれＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動可能なＡ、Ｂ、Ｃ部分を有するアーム２２、該アーム２２の先に取り付けられたプローブ２３、被測定物（縦型熱処理用ボート）を載上する石定盤２４を備えている。上記プローブ２３は回転可能となっており、該プローブ２３の先端にはルビーの玉が付いている。測定にあたっては、アーム２２やプローブ２３を用いて位置を調整し、プローブ２３のルビーの玉を縦型熱処理用ボートのそれぞれの支持部の４箇所（図５参照）に押し付け、それによって各箇所におけるＺ座標を求めることができる。なお、Ｚ座標の基準は石定盤２４の上面とする。
なお、図５では、測定した支持部の代表として、ボート本体の上側から数えて１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１組目のうちのそれぞれ一つずつの形状を例に挙げている。すなわち、実際は、ウエーハを支える４つの支持部の全てを測定し（測定箇所は一組あたり全部で４×４＝１６箇所になる）、そのうち一番低い箇所のＺ座標を０としているが、図５には、測定した４つの支持部のうち、代表として１つの支持部の測定データのみを記載している。そのため、図５のグラフのように、最も低いところが０にならない場合がある。
図５に示すように、それぞれの支持部において種々の形状を有しており、傾きが生じていることが判る。
【００５２】
このような各々の支持部の形状に合わせて、種々のスペーサの中から適切なスペーサを選択した。例えば、図５に示す８１組目の支持部に対して７５μｍの厚さのスペーサ（シリコン板）を選択した。
そして、図３（Ｃ）のように、８１組目の支持部において、高さが低い側、すなわちこの場合根元側に上記スペーサを１枚配置し、それを挟むようにして支持補助部材を支持部に装着し、載置面の傾きを調整した。なお、支持補助部材としては、ＳｉＣ基板にＳｉＣコートして、載置面を研磨したものを用いた。
【００５３】
そして、このようにして、各々の支持部に対して適切なスペーサを挟んで支持補助部材を装着し、被処理基板（チョクラルスキー法で育成され、面方位（１００）、直径２００ｍｍ、厚さ７２５μｍの鏡面研磨されたシリコンウエーハ）を載置し、ボートを縦型熱処理炉に導入し、炉内にガスを供給しながら熱処理を行った。
具体的には、７００℃でウエーハを熱処理炉下部より導入し、１２００℃まで昇温して１２００℃で１時間の熱処理を実施した後、７００℃まで降温し、ウエーハを取り出した。
【００５４】
このような熱処理を施したそれぞれのアニールウエーハについて、ＸＲＴ（Ｘ線回折スリップ評価）により、スリップ転位が発生しているかどうかの評価を行ったところ、図６（Ａ）に示すように、スリップは発生しておらず、高品質のアニールウエーハを得ることができた。
【００５５】
（実施例２〜４）
実施例１と同様のボートの８１組目の支持部に対し、スペーサを２枚（実施例２）、スペーサを３枚（実施例３）、スペーサを４枚（実施例４）挟んで、実施例１と同様の支持補助部材を装着し、同様のウエーハを載置して同様の熱処理を行った。
【００５６】
その結果、図６（（Ｂ）実施例２、（Ｃ）実施例３、（Ｄ）実施例４）に示すように、実施例２ではスリップは発生しなかったが、実施例３、４ではウエーハの周辺部でスリップが発生してしまった。また、スリップが発生しなかったスペーサを１枚を用いた実施例１および２枚を用いた実施例２に対し、よりスペーサの枚数を増やし、載置面の傾きを調整して意図的に大きくするに従い、より密度の高いスリップが発生したり、より強いスリップが発生していることが確認された。すなわち、実施例３よりも実施例４のほうが、スペーサ枚数に応じ、支持部の根元側に荷重が移動し、ウエーハ周辺部に強いスリップが確認された。
【００５７】
（比較例１）
実施例１と同様のボートの８１組目の支持部に対し、スペーサを挟むことなく、実施例１と同様の支持補助部材を装着し、同様のウエーハを載置して同様の熱処理を行った。
その結果、図６（Ｅ）に示すようにウエーハの内側でスリップが発生してしまった。
これは、実施例１のようにスペーサを用いて載置面の傾きを調整しなかったために、支持部自体の傾きが影響して載置したウエーハと先端部で点接触した状態で熱処理が行われてしまったためと考えられる。
【００５８】
このように、実施例１や実施例２では、適切な厚さのスペーサを支持部と支持補助部材との間に介在させたため、傾きが調整されて、先端でウエーハと点接触することなくスリップの発生を防止することができたことが判る。
また、実施例３、４では、スリップが発生してしまったものの、載置面の傾きがスリップの発生に大きく影響していることが判る。したがって支持部の傾き等の形状に合わせて適宜スペーサを選択すれば良い。
【００５９】
そして、支持部の先端側が高く、スペーサを用いなかった比較例１では、図６（Ｅ）に示すように先端側の箇所にスリップ転位が発生してしまったが、実施例１（図６（Ａ））や実施例２（図６（Ｂ））のように例えば７５μｍ厚のスペーサを一枚あるいは二枚用いた場合にはスリップ転位の発生を防止できている。さらには、スペーサの枚数をさらに増やして実施例３（図６（Ｃ））のように、より根元側を高くすると、スリップ転位が今度は根元側で発生するようになり、これよりさらにスペーサの枚数を増やした実施例４（図６（Ｄ））では、根元側でより強いスリップ転位が発生している。
【００６０】
ここで、水平面と支持補助部材の載置面とのなす角度（載置されるウエーハと、支持補助部材の載置面とのなす角度）は、実施例１では＋０．０４°、実施例２では−０．１７°、実施例３では−０．３８°、実施例４では−０．６０°、比較例１では＋０．２６°であった。ここで、先端側が根元側より高い場合を＋とし、逆の場合を−とする。このように、水平面と支持補助部材の載置面とのなす角度が±０．２°以下であればスリップ転移の発生を防止できることが判った。
なお、上記実施例１〜４、比較例１、および後述する各実施例・比較例における支持部の長さは２ｃｍである。これを基に、水平面と支持補助部材の載置面とのなす角度を算出している。
【００６１】
（実施例５）
実施例１と同様のボートの１１組目の支持部に対し、装着面にザグリ（根元側に６０μｍ深さ）を有する適切な支持補助部材を装着した。このとき、水平面と、支持補助部材の載置面とのなす角度は、−０．０３°であった。
そして、実施例１と同様のウエーハを載置して同様の熱処理を行った。
その結果、図７（Ａ）に示すように、スリップは発生しておらず、高品質のアニールウエーハを得ることができた。
【００６２】
（実施例６）
実施例１と同様のボートの１１組目の支持部に対し、装着面にテーパ形状（先端側が６０μｍ厚くなるテーパ）を有する適切な支持補助部材を装着した。このとき、水平面と、支持補助部材の載置面とのなす角度は、−０．０４°であった。
そして、実施例１と同様のウエーハを載置して同様の熱処理を行った。
その結果、図７（Ｂ）に示すように、スリップは発生しておらず、高品質のアニールウエーハを得ることができた。
【００６３】
（実施例７）
実施例１と同様のボートの１１組目の支持部に対し、装着面に突起（装着面からの高さが６０μｍ）を有する適切な支持補助部材を装着した。このとき、水平面と、支持補助部材の載置面とのなす角度は、−０．０２°であった。
そして、実施例１と同様のウエーハを載置して同様の熱処理を行った。
その結果、図７（Ｃ）に示すように、スリップは発生しておらず、高品質のアニールウエーハを得ることができた。
【００６４】
（比較例２）
実施例１と同様のボートの１１組目の支持部に対し、装着面に加工を施すことなく、実施例１と同様の支持補助部材を装着した。このとき、水平面と、支持補助部材の載置面とのなす角度は、−０．２３°であった。そして、同様のウエーハを載置して同様の熱処理を行った。
その結果、図７（Ｄ）に示すようにウエーハ周辺部にスリップが発生してしまった。
【００６５】
このように、支持部の形状に合わせて、装着面を加工してザグリやテーパ形状、突起を有する支持補助部材を選択して装着することによっても、載置面の傾きを微調整することができ、結果として、スリップの発生を効果的に防止することができることが判る。
【００６６】
また、上記実施例では、１１組目と８１組目を例としてとりあげたが、他の支持部においても同様にして、本発明によってウエーハ載置面の傾きを調整することができ、また、その傾きを適切に調整することによってスリップ転位の発生を防止することができた。例えば、３１組目の支持部は、ほぼ水平であるので、支持補助部材もテーパやザグリ、突起、スペーサは不要である。
【００６７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の縦型熱処理用ボートの一例を示す概略図である。
【図２】支持部の形状の例を示す概略図である。
【図３】支持補助部材と支持部との関係の例を示す説明図である。
【図４】支持補助部材がウエーハと点接触している例を示す説明図である。
【図５】支持部の形状を三次元測定器により測定した結果を示すグラフである。
【図６】実施例１〜４、比較例１のスリップ測定結果を示す観察図である。
【図７】実施例５、６、７、比較例２のスリップ測定結果を示す観察図である。
【図８】従来の縦型熱処理用ボートの一例を示す概略図である。
【図９】従来の縦型熱処理用ボートにウエーハをセットした状態を示す説明図である。
【図１０】縦型熱処理炉の一例を示す概略図である。
【図１１】従来の縦型熱処理用ボートにおけるウエーハ支持部を示す概略図である。
【図１２】三次元測定器を用いた支持部の形状の測定方法の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１…本発明の縦型熱処理用ボート、  ２、２１２、２１３…支持部、
３、３’、３’’、３’’’…支持補助部材、  ４、２１４、２１５…支柱、
６、２１６…板状部材、  ７、２１１…溝（スリット）
８、８’、８’’’…装着面、  ９、９’、９’’、９’’’…載置面、
１０…テーパ形状、  １１…ザグリ、  １２…スペーサ、  １３…突起、
２１…三次元測定器、  ２２…アーム、  ２３…プローブ、  ２４…石定盤、
２１０…従来の縦型熱処理用ボート、
２２０…縦型熱処理炉、  ２２２…反応室、  ２２４…ヒータ、
２２６…ガス導入管、  ２２８…ガス排出管、
Ｗ…被処理基板（半導体ウエーハ）。
【図１】
2008130838.tif 000003
【図２】
2008130838.tif 000004
【図３】
2008130838.tif 000005
【図４】
2008130838.tif 000006
【図５】
2008130838.tif 000007
【図６】
2008130838.tif 000008
【図７】
2008130838.tif 000009
【図８】
2008130838.tif 000010
【図９】
2008130838.tif 000011
【図１０】
2008130838.tif 000012
【図１１】
2008130838.tif 000013
【図１２】
2008130838.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月25日(2007.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
そして、別に用意した支持補助部材３の装着面８に、例えばザグリ１１やテーパ形状１０、突起１３を加工して、上記測定された各々の支持部２の形状に合わせて、装着面８に適切な加工が施されている支持補助部材３をそれぞれ選択して、該当する支持部２に装着する。
または、上記測定された各々の支持部２の形状に合わせて適切なスペーサ１２をそれぞれ選択して、そのスペーサ１２を挟んで、該当する支持部２に支持補助部材３を装着する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
このように、適切に、支持補助部材３の装着面８の加工を施したり、支持部２と支持補助部材３との間にスペーサ１２を介在させることによって、支持部２ごとの形状に適応して、支持補助部材３の載置面９の傾きを、各々の支持部２ごとに所望の傾き（ここでは、水平）に微調整することができる。
このような微調整を各々の支持部２ごとに行った後、載置面９上に半導体ウエーハを載置する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
ここで、水平面と支持補助部材の載置面とのなす角度（載置されるウエーハと、支持補助部材の載置面とのなす角度）は、実施例１では＋０．０４°、実施例２では−０．１７°、実施例３では−０．３８°、実施例４では−０．６０°、比較例１では＋０．２６°であった。ここで、先端側が根元側より高い場合を＋とし、逆の場合を−とする。このように、水平面と支持補助部材の載置面とのなす角度が±０．２°以下であればスリップ転位の発生を防止できることが判った。
なお、上記実施例１〜４、比較例１、および後述する各実施例・比較例における支持部の長さは２ｃｍである。これを基に、水平面と支持補助部材の載置面とのなす角度を算出している。