(57)【要約】      （修正有）【課題】ピン跡から入る転位のフリー深さをデバイス形成領域より深くするとともに、このようなウェーハ表面にスリップがないスリップフリー領域を最も広くするための、熱処理治具および熱処理方法を提供する。【解決手段】支持枠１０から互いに間隔をあけて中心点に向けて突出する３つの支持腕部３１、３２、３３の上側に支持突起４１、４２、４３を有し、シリコンウェーハＷを前記支持突起４１、４２、４３の上に載せて処理炉内で熱処理する際、支持突起４１、４２、４３の全てがシリコンウェーハＷの同一円周上でシリコンウェーハ半径の外側方向８５〜９９．５％の範囲内に位置し、各支持腕部３１、３２、３３がそれぞれ中心点に対して１２０゜の角を為すように配置される。【選択図】  図１
2004304075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンウェーハを処理炉内で熱処理するときのシリコンウェーハ熱処理方法において、
シリコンウェーハを、該シリコンウェーハ半径の外側方向８５〜９９．５％の範囲内に位置する３つの支持位置により支持することを特徴とするシリコンウェーハ熱処理方法。
【請求項２】
支持枠から互いに間隔をあけて中心点に向けて突出する３つの支持腕部を有し、かつ、それぞれの支持腕部の上側にむけて突出する支持突起を有し、シリコンウェーハを前記支持突起の上に載せて処理炉内で熱処理するときのシリコンウェーハ熱処理用３点支持具によるシリコンウェーハ熱処理方法において、
前記支持突起の全てがシリコンウェーハの同一円周上に位置するとき、前記支持突起の全てがシリコンウェーハ半径の外側方向８５〜９９．５％の範囲内に位置し、前記各支持腕部がそれぞれ中心点に対して１２０゜の角を為すように配置されることを特徴とするシリコンウェーハ熱処理方法。
【請求項３】
支持枠と、
該支持枠から互いに間隔をあけて中心点に向けて突出する３つの支持腕部と、
それぞれの支持腕部の上側にむけて突出する支持突起とが設けられ、
前記各支持腕部がそれぞれ中心点に対して１２０゜の角を為すように配置され、
前記支持突起の全てが、前記中心点からの同一円周上に位置し、かつ、シリコンウェーハ半径の外側方向８５〜９９．５％の範囲内に位置するよう設定可能とされることを特徴とするシリコンウェーハ熱処理治具。
【請求項４】
前記支持突起が、前記支持腕部に固定位置設定可能に固定されてなることを特徴とする請求項２記載のシリコンウェーハ熱処理治具。
【請求項５】
請求項１または２記載のウェーハ熱処理方法によって熱処理されたことを特徴とするウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェーハ熱処理治具およびウェーハ熱処理方法に係り、特に、ＲＴＡ等に用いて好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコンウェーハを急速加熱した後に急速冷却する熱処理装置として、ハロゲンランプを熱源とした急速加熱装置（ＲＴＡ）が知られている。急速加熱装置の炉内には、熱処理中におけるシリコンウェーハの姿勢を水平に保つために、例えば特許文献１の図３（ａ）に示すようにリング状のウェーハホルダ１００が搭載されている。
また、特許文献２に示すように、複数点で支持するタイプのウェーハホルダも知られている。
【０００３】
しかしウェーハを水平に支持して熱処理をした場合、スリップ転位が発生し、歩留りが低下する問題点があった。スリップ転位が発生する原因としては、ウェーハの支持した部分にウェーハ自体の自重が付加されるので、熱処理時に起きるウェーハの反りや熱膨張の差によりウェーハと突起との間に滑り摩擦を生じたり、ウェーハの自重の集中する部分に歪みを生じたりするため、その各支持突起により支持された部分にスリップ転位が生じるものと考えられている。
従来のウェーハホルダにあっては、いずれも、スリップ発生の低減を図っているが、特許文献２においてはオリエンテーションフラットの存在に起因するスリップ転位低減を目的としている。
また、オリエンテーションフラットのないウェーハにおいては、非特許文献１に示したように、複数点支持のウェーハホルダでのウェーハ支持位置に関する内容として、ウェーハの半径方向８０〜８５％の位置に支持ポイントを位置することがスリップ低減には好ましいと記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１３４５９３号公報
【特許文献２】
特開２００２−１７０８６５号公報
【非特許文献１】
Ｔａｋｅｄａ，Ｒ．ｅｔ．ａｌ  Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１４４，Ｎｏ．１０，Ｏｃｔｏｂｅｒ（１９９７）ｐｐ．Ｌ２８０−Ｌ２８２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、オリエンテーションフラットのないウェーハにおいても、このようなシリコンウェーハを急速加熱装置のウェーハホルダ上に載置し、１０００℃以上の炉内温度で急速加熱すると、ウェーハにスリップが発生するが、これをさらに低減したいという要求が依然としてあった。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ピン跡から入る転位のフリー深さをデバイス形成領域より深くするとともに、このようなウェーハ表面にスリップがないスリップフリー領域を最も広くするためのウェーハ熱処理治具および熱処理方法を提供するという目的を達成しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のシリコンウェーハ熱処理方法は、シリコンウェーハを処理炉内で熱処理するときのシリコンウェーハ熱処理方法において、
シリコンウェーハを、該シリコンウェーハ半径の外側方向８５〜９９．５％の範囲内に位置する３つの支持位置により支持することにより上記課題を解決した。
本発明のシリコンウェーハ熱処理方法は、支持枠から互いに間隔をあけて中心点に向けて突出する３つの支持腕部を有し、かつ、それぞれの支持腕部の上側にむけて突出する支持突起を有し、シリコンウェーハを前記支持突起の上に載せて処理炉内で熱処理するときのシリコンウェーハ熱処理用３点支持具によるシリコンウェーハ熱処理方法において、
前記支持突起の全てがシリコンウェーハの同一円周上に位置するとき、前記支持突起の全てがシリコンウェーハ半径の外側方向８５〜９９．５％の範囲内に位置し、前記各支持腕部がそれぞれ中心点に対して１２０゜の角を為すように配置されることにより上記課題を解決した。
本発明のシリコンウェーハ熱処理治具は、支持枠と、
該支持枠から互いに間隔をあけて中心点に向けて突出する３つの支持腕部と、
それぞれの支持腕部の上側にむけて突出する支持突起とが設けられ、
前記各支持腕部がそれぞれ中心点に対して１２０゜の角を為すように配置され、
前記支持突起の全てが、前記中心点からの同一円周上に位置し、かつ、シリコンウェーハ半径の外側方向８５〜９９．５％の範囲内に位置するよう設定可能とされることにより上記課題を解決した。
本発明において、前記支持突起が、前記支持腕部に固定位置設定可能に固定されてなることが望ましい。
また、本発明のウェーハは上記のウェーハ熱処理方法によって熱処理されることができる。
【０００８】
本発明のシリコンウェーハ熱処理方法は、シリコンウェーハ支持位置の全てがそれぞれ中心点に対して１２０゜の角を為すように配置され、かつ、シリコンウェーハ半径の外側方向８５〜９９．５％の範囲内に設定されることで、支持突起が当接していたことに起因するウェーハ裏面からスリップ転位の長さが、ウェーハ表面のデバイス形成領域に影響を与えない程度までした成長しないように充分に短く設定することが可能となる。
これにより、デバイス形成領域におけるスリップ転位発生を低下して、ウェーハの歩留りが低下することを防止できる。
【０００９】
ここで、支持突起の位置をシリコンウェーハ半径の外側方向８５％より内側に位置した場合には、デバイスメーカーが基板作製のために使用するウェーハ内側に複数の支持突起との接触傷が形成されてしまうため歩留まりが低下するとともに、支持枠から互いに間隔をあけて中心点に向けて突出する３つの支持腕部を有するタイプの場合には、腕が長くなり、水平状態を保てなくなり、また、長時間の使用とともに支持腕部の変形が大きくなりさらに水平を保てなくなる。このため、面内荷重バランスが崩れ、特定の支持特記でのスリップが大きくなるため好ましくなく、支持突起の位置をシリコンウェーハ半径の外側方向９９．５％より外側に位置した場合には、ウェーハを載せる場合、マージンがないためにうまく載置できない場合がある。また、エッジの部分で指示した場合にはエッジにスリップが入りウェーハが割れやすくなるため好ましくない。
【００１０】
また、支持突起の全てが位置するシリコンウェーハの同一円周上における支持突起の位置に対する中心角が１２０°以外に設定された場合には、ウェーハ支持位置が１２０°間隔でなくなるため、各支持位置における荷重バランスが崩れ、特定の指示位置への荷重が大きくなり、その点ではスリップ転位長さが長くなり、表面までスリップ転位が突き抜ける場合がある。また、面内の荷重バランスが悪いため、ウェーハ支持間隔が１２０°より大きくなった場合には、ウェーハ支持間隔が広い方にウェーハが傾いたり落ちたりする可能性があるため好ましくない。
【００１１】
本発明のシリコンウェーハ熱処理治具は、支持枠から互いに１２０゜の角を為すように間隔をあけて中心点に向けて突出する３つの第１、第２および第３支持腕部の上側に支持突起が設けられ、それぞれの支持突起が、前記中心点からの同一円周上に位置するとともに、シリコンウェーハ半径の外側方向８５〜９９．５％の範囲内に位置するよう設定可能とされることで、全てのシリコンウェーハ支持位置を、それぞれ中心点に対して１２０゜の角を為しかつシリコンウェーハ半径の外側方向８５〜９９．５％の範囲内に位置することができるので、支持突起が当接していたことに起因するスリップ転位の長さを、ウェーハ表面のデバイス形成領域に影響を与えない程度の長さになるよう充分に短く設定することが可能となる。
【００１２】
本発明において、前記支持突起が、前記支持腕部に固定位置設定可能に固定されてなることにより、ウェーハの径寸法、厚さ寸法、硬度・応力特性、熱特性等に対応して、ウェーハ支持位置を設定して、支持突起が当接していたことに起因するスリップ転位の長さを、ウェーハ表面のデバイス形成領域に影響を与えない程度の長さになるよう充分に短く設定することが可能となる。
具体的には、支持腕部の所定の位置に設けられた固定穴に対して支持突起を嵌合して固定する構成などが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るシリコンウェーハ熱処理治具およびシリコンウェーハ熱処理方法の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態におけるシリコンウェーハ熱処理治具を示す平面図、図２は本実施形態の支持腕部を示す側面図、図３は本実施形態の支持突起とシリコンウェーハとの位置関係を示す模式平面図である。
図において、符号１はシリコンウェーハ熱処理治具、１０は支持枠である。
【００１４】
まず本実施形態は、直径が１５０〜４００ｍｍ、好ましくは２００〜３００ｍｍでオリエンテーションフラットを持たないシリコンウェーハに適することができる。
【００１５】
本実施形態のシリコンウェーハ熱処理治具１は、図１，図２に示すように、それぞれが略直交する辺を有する平面視してコ字状の支持枠１０と、この支持枠１０の開口部分に対向する辺の中央に第１支持腕部３１が設けられ、支持枠１０におけるそれ以外の辺に第２、第３支持腕部３２，３３が設けられている。
これら第１，第２，第３支持腕部３１，３２，３３は、いずれも、支持枠１０と一体に形成されており、これら支持枠１０と支持腕部３１，３２，３３は石英又はＳｉＣにより形成されるか、またはＳｉＣの表面をポリシリコンで被覆して形成される。このうち石英が耐熱性を有し、かつ汚染源になり難いため材質として好ましい。
【００１６】
支持腕部３１，３２，３３は、支持枠１０を含んだ同一平面上に位置し、いずれも支持枠１０のほぼ中心位置である中心点Ｃに向かうように支持枠１０から内側に突出され、この中心点Ｃに対して支持腕部３１，３２，３３は互いに１２０゜の角を為すように間隔をあけて設けられている。つまり、第２，第３支持腕部３２，３３は、その基端において支持枠１０の辺と１２０°（６０°）を為すように儲けられている。
これら支持腕部３１，３２，３３の上側にはそれぞれ支持突起４１，４２，４３が設けられ、それぞれの支持突起４１，４２，４３が、中心点Ｃからの同一円周Ｃ１上に位置するとともに、シリコンウェーハＷ半径Ｒの外側方向８５〜９９．５％の範囲内に位置するよう設定可能とされている。
ここで、支持突起４１，４２，４３の位置（ピン位置）がシリコンウェーハＷ半径Ｒの外側方向８５〜９９．５％の範囲とは、図３に示すように、シリコンウェーハＷの半径Ｒに対し、中心Ｃからの距離をｒとする円周Ｃ１上に位置するときをｒ／Ｒ×１００（％）の位置といい、このｒ／Ｒ×１００の値が上記の範囲にあるように、ｒ０  からｒ１  の範囲に位置するということである。
【００１７】
具体的には、支持突起４１，４２，４３は、図２に示すように、それぞれ支持腕部３１，３２，３３の延在する方向に複数設けられた固定穴５１，５２，５３に嵌合することで、固定位置設定可能とされている。
支持腕部３１においては、複数の固定穴５１，５１はこれらの間隔ｋが等しく設けられており、支持腕部３２における固定穴５２，５２、および支持腕部３３における固定穴５３，５３も同様の構成となっている。
【００１８】
支持突起４１，４２，４３は、石英又はＳｉＣにより形成されるか、又はＳｉＣの表面をポリシリコンで被覆して形成される。このうち石英が耐熱性を有し、かつ汚染源になり難いため材質として好ましい。
これら支持突起４１，４２，４３は、中心点Ｃに対して同一円周Ｃ１上に位置するように設定されるとともに、図３に示すように、シリコンウェーハＷを載置した際に、この円周Ｃ１の半径ｒが、ウェーハＷの半径Ｒに対して８５〜９９．５％の範囲内に位置するように設定される。このとき、ウェーハＷは、その中心を中心点Ｃと一致するように載置される。
【００１９】
同時に、固定穴５１，５２，５３のそれぞれの間隔ｋは、ｒ／Ｗの５％程度の値に設定される。なお、図においては８５％より内側にも固定穴５１を設けてあるように記載されているが、これはサイズの異なるシリコンウェーハＷに対応する等の場合に適応可能とするものであり設けないことも可能である。
【００２０】
ここで、支持突起の位置をシリコンウェーハ半径の外側方向８５％より内側に位置した場合には、デバイスメーカーが基板作製のために使用するウェーハ内側に複数の支持突起との接触傷が形成されてしまうため歩留まりが低下するとともに、支持枠から互いに間隔をあけて中心点に向けて突出する３つの支持腕部を有するタイプの場合には、腕が長くなり、水平状態を保てなくなり、また、長時間の使用とともに支持腕部の変形が大きくなりさらに水平を保てなくなる。このため、面内荷重バランスが崩れ、特定の支持特記でのスリップが大きくなるため好ましくなく、支持突起の位置をシリコンウェーハ半径の外側方向９９．５％より外側に位置した場合には、ウェーハを載せる場合、マージンがないためにうまく載置できない場合がある。また、エッジの部分で指示した場合にはエッジにスリップが入りウェーハが割れやすくなるため好ましくない。
【００２１】
本実施形態のシリコンウェーハ熱処理治具１は、図３に示すように、支持突起４１，４２，４３がそれぞれウェーハ中心点Ｃに対する同一円周Ｃ１上に位置するようにウェーハＷを支持突起４１，４２，４３の上に載せてウェーハＷを治具１に水平に支持した後、このシリコンウェーハ熱処理治具１を図４に示すような処理炉２０内に搬送してウェーハに熱処理を施す。このようにシリコンウェーハを３シリコンウェーハ熱処理治具１に配置すると、熱処理を施しても表面に発生するスリップ転位を低減することができる。なお、図４中の２１は加熱ランプ、２２はパイロメータをそれぞれ示す。
【００２２】
なお、本実施の形態では熱処理炉に枚葉式の熱処理炉を用いたが、複数枚処理できる縦型熱処理炉におけるラダーボート等の配置方法にも適応できる。
【００２３】
また、各支持腕部における支持突起どうしの間隔も上記のようにｒ／Ｒの５％刻みではなくて、他の値にすることも可能であり、また等間隔ではない値に設定することも可能である。
【００２４】
【実施例】
次に本発明の実施例を説明する。
【００２５】
＜実施例＞
直径２００ｍｍφ、厚さ０．７２５ｍｍのオリエンテーションフラットを有さない（ノッチタイプの）シリコンウェーハを用意した。
また、図１，図３に示す支持突起４１，４２，４３の全てが上記ウェーハＷの中心と同一の中心Ｃを有し半径ｒの同一円周Ｃ１上に位置するようにし、かつ上記ウェーハＷの半径Ｒに対してｒ／Ｒの値が、５％ごとに６５〜９０％の範囲および９７％に位置するように調整した。このように配置したそれぞれのシリコンウェーハ熱処理治具１の支持突起の上に載せてウェーハＷを水平状態に支持した。このウェーハを載せたシリコンウェーハ熱処理治具１を図４に示す処理炉２０内に入れ、炉内温度１２５０℃、１０ｓｅｃの条件ででウェーハＷを熱処理した。
【００２６】
＜比較評価＞
このように裏面側で支持した状態でＲＴＡ処理後、表面側にＳｅｃｃｏエッチングをおこなったシリコンウェーハにおいて、デバイス形成領域である表面に発生したスリップ転位を観察した。もし、転位がウェーハ表面まで達していなければＳｅｃｃｏエッチングで転位ピットは見えないはずである。その結果のうち、ｒ／Ｒの値が７０％のものを図６に、９７％のものを図７に示す。
ここで、支持突起位置（ピン位置）７０％の図６において、画像に引いてある線は、転位位置を示す点に対して、これらの間隔が最長となるようにそれぞれのスリップに対して引いたもので、この直線の長さをスリップ長として測定した。
【００２７】
次いで、図６に示すようなスリップ長の累積長（和）を各ウェーハごとに求めた。その結果を図５に示す。なお、この値は同一の支持突起位置（ピン位置）に対し、複数のウェーハにおける結果の平均を取ったものである。
【００２８】
＜結果＞
図５に示す結果から、支持突起位置（ピン位置）が、ウェーハ半径に対して、８５％より大きいと、スリップ全長が７ｍｍ程度以下となり、実際的にデバイス形成特性に影響のない程度までウェーハの歩留まりを向上することができることがわかる。
特に、９５％以上、より好ましくは９７％程度では、図７に示すようにスリップ転位が表面に現れておらず、極めて、特性のよいウェーハを製造することが可能となる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のシリコンウェーハ熱処理方法および熱処理治具によれば、シリコンウェーハ支持位置の全てがそれぞれ中心点に対して１２０゜の角を為すように配置され、かつ、シリコンウェーハ半径の外側方向８５〜９９．５％の範囲内に設定されることで、支持突起が当接していたことに起因するスリップ転位の長さが、ウェーハ表面のデバイス形成領域に影響を与えない程度までしか成長しないように充分に短く設定することが可能となるため、デバイス形成領域におけるスリップ転位発生を低下して、ウェーハの歩留りが低下することを防止できるという効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシリコンウェーハ熱処理治具の一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１の支持腕部を示す拡大側面図である。
【図３】本発明に係るシリコンウェーハ熱処理方法および熱処理治具の一実施形態を示す模式平面図である。
【図４】熱処理炉の断面図である。
【図５】本発明の実施形態における支持突起位置（ピン位置）とスリップ全長との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例にかかる支持位置７０％におけるウェーハ表面の状態を示す画像である。
【図７】本発明の実施例にかかる支持位置９７％におけるウェーハ表面の状態を示す画像である。
【符号の説明】
１      シリコンウェーハ熱処理治具
１０    支持枠
２０    処理炉
３１，３２，３３        支持腕部
４１，４２，４３        支持突起
５１，５２，５３        固定穴
【図１】
2004304075.tif 000003
【図２】
2004304075.tif 000004
【図３】
2004304075.tif 000005
【図４】
2004304075.tif 000006
【図５】
2004304075.tif 000007
【図６】
2004304075.tif 000008
【図７】
2004304075.tif 000009