(57)【要約】　　　（修正有）【課題】この発明は、ボートの材質をシリコン単結晶として高純度でしかも高温下で高強度とするとともに、シリコンウェーハをシリコンボートの保持溝に支持して高温熱処理を行っても、シリコンウェーハがシリコンボートに溶着することなく、従って高温熱処理をしたシリコンウェーハをボートから回収したときに、シリコンウェーハ裏面にボートのシリコンが付着しないようにした半導体熱処理用シリコンボートを得ようとするものである。【解決手段】単結晶シリコンウェーハを熱処理する際に用いるシリコンボート１０であって、単結晶シリコンウェーハを保持するウェーハ保持ロッド４の材質が単結晶シリコンで、かつウェーハ保持ロッド４に設けられたウェーハ保持溝７の結晶面が（１１１）であることを特徴とする半導体熱処理用シリコンボート１０である。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶シリコンウェーハを熱処理する際に用いるシリコンボートであって、単結晶シリコンウェーハを保持するウェーハ保持ロッドの材質が単結晶シリコンで、かつウェーハ保持ロッドに設けたウェーハ保持溝の結晶面が（１１１）であることを特徴とする半導体熱処理用シリコンボート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、単結晶シリコンウェーハを熱処理するときに用いる半導体熱処理用シリコンボートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスは、多くがチョクラスキー法で引上げたシリコン単結晶を基板として製造されているが、その製造過程でシリコンウェーハは数百度から１０００℃以上の温度で何回も熱処理が行われる。この熱処理は、通常、縦型ボートを用いて水平にしたシリコンウェーハを縦方向に複数枚積層して熱処理する縦型拡散炉方式が主流となっている。この熱処理でシリコンウェーハを保持するのに用いる縦型ボートの材質は、従来から石英、炭化珪素およびシリコンが広く用いられている。これらを材質からみると、石英ボートは１１００℃以上の高温下では変形してしまい、これ以上の高温で使用する場合は炭化珪素ボートやシリコンボートが使用されている。炭化珪素ボートやシリコンボートは高温熱処理においても変形しない利点はあるが、このうち炭化珪素は不純物が多いといった問題を抱えている。そのため高純度でしかも高温熱処理でも変形しないシリコンボート、中でも単結晶シリコンボートが好ましく、これが従来から多く用いられている。
【０００３】
このシリコンボートは、特開平４−３７０２８号に示されているように組立方式で作成される。この組立式シリコンボートは、上下で互いに平行に配置された円形の端板に、円周に沿って保持ロッド端部の挿入口が設けられ、この保持ロッド挿入口に保持ロッドの上下端を挿入して複数本の保持ロッドを直立する。次いで、この保持ロッドの上下端に設けた差込み溝に、コ字型止めピンを差込んで保持ロッドの上下を端板に固定する。保持ロッドの内側には、シリコンウェーハを保持するために多数のウェーハ保持溝が上下方向に設けられているので、このウェーハ保持溝にシリコンウェーハを挿入して保持する。
【０００４】
しかし、こうした従来のシリコンボートを用いてシリコンウェーハを高温処理すると、これまではシリコンウェーハがボートの保持溝との接触部で溶着してしまうという問題が生じていた。そのため、熱処理後にシリコンボートの保持溝に溶着した状態のシリコンウェーハをボートから回収すると、シリコンウェーハは溶着した部分で機械的に剥がされるためにシリコンボートからシリコン片が剥離し、これがウェーハの裏面に残り、そのシリコン片は、図４に示すように高さが数μｍの突起となることもあった。こうした突起が生ずると、ウェーハにデバイスパターンを形成する際にウェーハチャックステージに突き当たってウェーハが局所的に盛り上がり、これにより露光時のフォーカスが合わなくなるといった不都合が生ずる要因となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、ボートの材質をシリコン単結晶として高純度でしかも高温下で高強度とするとともに、シリコンウェーハをシリコンボートの保持溝に保持して高温熱処理を行っても、シリコンウェーハがシリコンボートの保持溝に溶着することなく、従って高温熱処理をしたシリコンウェーハをボートから回収したときに、シリコンウェーハ裏面にボートの保持溝のシリコンが付着しないようにしたシリコンボートを得ようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、単結晶シリコンウェーハを熱処理する際に用いるシリコンボートであって、単結晶シリコンウェーハを保持するウェーハ保持ロッドの材質が単結晶シリコンで、かつウェーハ保持ロッドに設けられたウェーハ保持溝の結晶面が（１１１）であることを特徴とする半導体熱処理用シリコンボートである。
【０００７】
【発明の実施の態様】
この発明のシリコンボートの形状は従来のボートと同じであるが、その一例は図１に示す通りである。図１に示すシリコンボート１０は、上下で互いに平行に配置された端板１ａ，１ｂに設けられた支持ロッド挿入口３，３…に、保持ロッド４，４…の上下端を挿入して保持ロッド４，４…を直立したものである。保持ロッド４，４の端板１ａ，１ｂの上下の位置に相当する個所には差込み溝５，５，…があって、ここにコ字型止めピン６，６…を差込んで支持ロッド４，４を上下の端板１ａ，１ｂに固定する。保持ロッド４，４…の内側にはシリコンウェーハを保持するための保持溝７，７が多数上下方向に設けられている。この保持溝７，７にシリコンウェーハ８を保持するものである。図２は保持ロッドの一部を拡大して示した斜視図、図３は図１のＹ−Ｙ方向の断面図である。
【０００８】
現在、広く使用されているシリコンウェーハは、結晶面が（１００）であることから、シリコンボートを単結晶シリコンで作成する場合も、その結晶面は（１００）のものが用いられている。そしてその場合は、ボートの保持ロッドのウェーハを保持する保持溝の結晶面も（１００）となる。シリコンウェーハとシリコンボートの結晶面が同じ（１００）である場合は、これらを高温熱処理すると熱処理中にシリコンウェーハが、ボートの保持溝との間で溶着して、これを剥がそうとすると、ボートの保持溝のシリコンがシリコンウェーハの裏面に付着したり或いはシリコンウェーハのシリコンがボート保持溝側に付着することになる。そこで、この発明ではシリコンウェーハを保持するシリコンボートの保持溝の結晶面を（１１１）とするものである。シリコン単結晶の結晶面が（１１１）のシリコン単結晶は最密構造であるところから、結晶面が（１００）の場合よりも表面のシリコン原子密度が高い。従って、高温熱処理によってシリコンウェーハとボートの保持溝で溶着するような状態となっても、これを剥がそうとしたときにシリコンボートの保持溝からシリコン片が剥離するのを防ぐことができるものである。このために、シリコンウェーハ裏面に突起が形成されるのを防ぐことができ、これによってウェーハのデバイスパターニングの際にフォーカスが合わないといった不都合の発生も回避できるようになるものである。
【０００９】
【実施例】
（実施例および比較例）
図１の組立型シリコンボートにおいて、ロッドが次の▲１▼ないし▲３▼の３種のシリコンボートを用い、８インチシリコンウェーハを水素雰囲気で１２００℃１時間の高温熱処理を施した。▲１▼は単結晶シリコンで溝の結晶面が（１１１）のもの（実施例）、▲２▼は単結晶シリコンで溝の結晶面が（１１０）のもの（比較例１）、▲３▼は単結晶シリコンで溝の結晶面が（１００）のもの（比較例２）、▲４▼はポリシリコンのもの（比較例３）とした。その後、このシリコンボートを用いて上記熱処理したウェーハをボートから回収して、ウェーハのボートの溝で保持していた部分に生じた突起の高さをレーザ顕微鏡で測定した。その結果は図５の通りであった。図５は、上記の各種ロッドを用いたボートで処理したシリコンウェーハ１００枚の突起高さの平均値と、その突起高さが発生したシリコンウェーハの全ウェーハ数に対する割合（頻度％）の関係を図示したものである。
【００１０】
図５に示すように、本発明に実施例の場合は、突起が全く生じていないものが全ウェーハの約８５％で、残りウェーハも殆どが突起高さ０．０５μｍで、若干２％が突起高さ１．０μｍであった。これに対し、比較例１の単結晶シリコンで溝の結晶面が（１１０）のものは、突起が全く生じていないものは全ウェーハの約１％に過ぎず、突起高さ０．５μｍのものが５％、突起高さ１．０μｍのものが１３％、突起高さ１．５μｍのものが３５％、突起高さ２．０μｍのものが２０％となっていた。単結晶シリコンで保持溝の結晶面が（１００）の比較例２の単結晶シリコンでは、突起が全く生じていないものはなく、突起高さ１．５μｍのものが１０％、突起高さ２．０μｍのものが３４％、突起高さ２．５μｍのものが２３％、突起高さ３．０μｍのものが１５％となっていた。さらに、支持ロッドがポリシリコンの比較例３の場合も、突起が全く生じていないものはなく、突起高さ１．５μｍのものが５％、突起高さ２．０μｍのものが１１％、突起高さ２．５μｍのものが３２％、突起高さ３．０μｍのものが２３％、突起高さ３．５μｍのものが１８％などとなっていた。
【００１１】
【発明の効果】
以上のように、この発明のウェーハボートはシリコンウェーハを保持する保持ロッドの材質を、単結晶シリコンでかつウェーハ裏面に接触するロッドの溝の結晶面が（１１１）としたので、高純度でしかも高温下で高強度とすることができるとともに、シリコンウェーハをシリコンボートの保持溝に保持して高温熱処理を行っても、シリコンウェーハがシリコンボートに溶着することなく、従って高温熱処理をしたシリコンウェーハ裏面にボートのシリコンが付着しないようになって、その後のデバイスパターニングの際にフォーカスが合わないといった不都合も生ずることがなくなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の１実施例になるシリコンボートの側面図。
【図２】この発明の１実施例になるシリコンボートに用いる保持ロッドの一部を示す斜視図。
【図３】図１のＹ−Ｙ断面図。
【図４】シリコンウェーハ裏面にシリコンボートから剥離したシリコン片が付着した状態を示す顕微鏡写真。
【図５】シリコンウェーハ裏面に付着した突起物の突起高さとその頻度の関係を示した線図。
【符号の説明】
１０…シリコンボート、１ａ，１ｂ…端板、３…保持ロッド挿入口、４…保持ロッド、５…差込み溝、６…止めピン、７…保持溝、８…ウェーハ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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