(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンウェーハ最外周部の裏面側を支持するリング状の第１の治具と、前記第１の治具を保持する平面部が形成された第２の治具を有するシリコンウェーハ熱処理用支持治具であって、
前記第１の治具は、
シリコンウェーハが接触する、外周に向かって上る斜面を有する上面部が形成されたリング状本体部と、
前記リング状本体部の内周部下面から下方向に突出して形成されたリング状の突起部と、
前記リング状本体部の外周部下面から下方向に突出して形成された第１の脚部と、
前記リング状本体部の下面における、前記第１の脚部と前記リング状の突起部との間に形成された第２の脚部と、を備え、
前記リング状本体部、リング状の突起部、第１の脚部、第２の脚部がシリコンから形成されると共に、前記第１の脚部の底面と前記第２の脚部の底面が同一面上に位置するように形成され、
前記リング状の突起部が、前記第２の治具の内周面内側に配置されると共に、前記第１の脚部及び第２の脚部が前記第２の治具の平面部に載置されることを特徴とするシリコンウェーハ熱処理用支持治具。
【請求項２】
前記第２の脚部が、シリコンウェーハと前記上面部の斜面との接触点下方に形成されていることを特徴とする請求項１のリング状のシリコンウェーハ熱処理用支持治具。
【請求項３】
前記リング状の突起部と前記第２の脚部との間に形成された第１の凹部と、
前記第２の脚部と前記第１の脚部との間に形成された第２の凹部とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載のリング状のシリコンウェーハ熱処理用支持治具。
【請求項４】
第２の凹部の深さが、前記第１の凹部の深さより深いことを特徴とする請求項３記載のリング状のシリコンウェーハ熱処理用支持治具。
【請求項５】
前記リング状の突起部の外周面が、前記第２の治具の内周面によって位置決めされることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のシリコンウェーハ熱処理用支持治具。
【請求項６】
前記第２の治具は、シリコンカーバイドまたはシリコンで形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のシリコンウェーハ熱処理用支持治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハ熱処理用支持治具に関し、例えばＲＴＰ（RapidThermal Process）処理や高温アニール等の熱処理をシリコンウェーハに施す際に、シリコンウェーハを支持するために用いられるシリコンウェーハ熱処理用支持治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からアニール熱処理等において、シリコンウェーハを保持する治具として、シリコンウェーハ熱処理用支持治具が使用されている。
例えば、シリコンウェーハ表面に対し、１１００〜１３５０℃の高温で短時間の急速加熱・急冷のＲＴＰ処理を所定雰囲気中で施し、内部に過剰の原子空孔（Vacancy）を凍結する熱処理を行う場合、あるいはまた結晶育成時にシリコンウェーハ表面やバルクに形成した結晶欠陥を消滅する熱処理を行う場合には、シリコンウェーハを支持する支持治具として、リング状の熱処理用支持治具が用いられている。
【０００３】
このリング状の熱処理用支持治具の一例を、特許文献１に示された熱処理用支持治具を例に説明する。
図８に示すように、熱処理用支持治具５１は、その上面においてシリコンウェーハＷの外周部を支持するように、中央部分に空間部５１ａが形成された、いわゆるリング形状に形成されている。また、前記熱処理用支持治具５１の外周部が、ＲＴＰ処理装置等の装置の基台５０に載置され、保持されるように構成されている。
前記熱処理用支持治具５１の基材としては、強度や汚染等の観点からシリコンカーバイドやシリコンが用いられている。
また、シリコンカーバイド製の熱処理用支持治具５１の場合、一般的には、その表面に酸化層が形成されている。この酸化膜層は、熱処理用支持治具５１とシリコンウェーハＷとの溶着抑制およびシリコンウェーハＷとの接触部にクッション性を付与し、シリコンウェーハＷのスリップ転位の発生を抑制することを主な目的として形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５２３４６６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記酸化膜層が形成されたシリコンカーバイド製の熱処理用支持治具を、非酸化性雰囲気でのＲＴＰ処理や、非酸化性での長時間アニール等の高温熱処理に用いた場合、表面の酸化膜がシリコンウェーハとのエッチング反応（Ｓｉ（固体）＋ＳｉＯ２（固体）→２ＳｉＯ（気体））により昇華する。
その結果、熱処理用支持治具の基材であるシリコンカーバイドが露出し、シリコンウェーハとの溶着や、クッション性低下によりスリップ転位が生じるという技術的課題があった。
【０００６】
この課題を解決するために、非酸化性雰囲気での熱処理が必要な場合は、その熱処理後に、熱処理用支持治具に、酸化膜を再形成する酸化処理を行う必要がある。
しかしながら、シリコンカーバイドの酸化速度は非常に遅く、酸化膜を再形成するための熱処理が長時間にわたるため、熱処理用支持治具の生産性が低下するという弊害があった。
特に、ＲＴＰ処理で使用される熱処理用支持治具を、ＲＴＰ処理装置に設置したまま酸化膜を再形成しようとすると、短時間の熱処理を何度も繰り返す必要があり、生産性の向上を図ることができなかった。一方、ＲＴＰ装置から熱処理用支持治具を取り外して、抵抗加熱炉で酸化する場合にも、生産性が低下することはもちろん、汚染の機会が増加するという弊害があった。
【０００７】
一方、酸化速度の速いシリコン製の熱処理用支持治具を用いた場合には、ＲＴＰ装置での熱処理により酸化膜の再形成が可能であるが、繰り返し行う高温処理において、経時的に変形が生じ、ウェーハの保持状態が変化することにより、ウェーハにスリップ転位が生じるという技術的課題があった。
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために、前記シリコンカーバイド製の熱処理用支持治具によって、シリコンウェーハを直接支持するのでなく、シリコン製の熱処理用支持治具によって、シリコンウェーハを直接支持することを前提に検討した。そして更に、シリコン製の熱処理用支持治具の経時的な変形を抑制し、シリコンウェーハのスリップ転位を抑制した熱処理用支持治具を検討した。
その結果、シリコン製の熱処理用支持治具を特定形状になすことにより、酸化膜を容易に形成できると共に、繰り返し行う高温処理を行った場合にも、経時的な変形が抑制され、シリコンウェーハの保持状態が変化することによるスリップ転位を抑制することができる熱処理用支持治具を想到したものである。
【０００９】
本発明は、上記したように、酸化膜を容易に形成できると共に、繰り返し行う高温処理を行った場合にも、経時的な変形が抑制され、シリコンウェーハの保持状態が変化することによるスリップ転位の発生を抑制したシリコンウェーハ熱処理用支持治具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】
【００１０】
上記目的を達成するためになされた本発明にかかるシリコンウェーハ熱処理用支持治具は、シリコンウェーハ最外周部の裏面側を支持するリング状の第１の治具と、前記第１の治具を保持する平面部が形成された第２の治具を有するシリコンウェーハ熱処理用支持治具であって、前記第１の治具は、シリコンウェーハが接触する、外周に向かって上る斜面を有する上面部が形成されたリング状本体部と、前記リング状本体部の内周部下面から下方向に突出して形成されたリング状の突起部と、前記リング状本体部の外周部下面から下方向に突出して形成された第１の脚部と、前記リング状本体部の下面における、前記第１の脚部と前記リング状の突起部との間に形成された第２の脚部と、を備え、前記リング状本体部、リング状の突起部、第１の脚部、第２の脚部がシリコンから形成されると共に、前記第１の脚部の底面と前記第２の脚部の底面が同一面上に位置するように形成され、前記リング状の突起部が、前記第２の治具の内周面内側に配置されると共に、前記第１の脚部及び第２の脚部が前記第２の治具の平面部に載置されることを特徴としている。
【００１１】
このように、シリコンウェーハ最外周部の裏面側を支持するリング状の第１の治具が、リング状本体部、リング状の突起部、第１の脚部、第２の脚部から構成され、しかもシリコンから形成されているため、ＲＴＰ装置等での熱処理により酸化膜の形成を容易に行うことができる。
【００１２】
また、リング状の第１の治具が、単なる平板上のリング状本体部のみから構成されるのではなく、リング状本体部、リング状の突起部、第１の脚部、第２の脚部から構成されているため、剛性が向上し、繰り返し高温処理に用いられた場合にも、第１の治具の経時的な変形が抑制される。その結果、シリコンウェーハの保持状態が維持され、ウェーハの保持状態が変化することによるスリップ転位の発生を抑制することができる。
【００１３】
更に、前記第１の脚部の底面と前記第２の脚部の底面が同一面上に位置するように形成され、前記リング状の突起部が、前記リング状の第２の治具の内周面内側に配置されると共に、前記第１の脚部及び第２の脚部が前記第２の治具の平面部に載置される。
即ち、リング状の第１の治具の水平方向はリング状の突起部とリング状の第２の治具の内周面とによって規制される。また、リング状の第１の治具の垂直方向は、第１の脚部の底面と前記第２の脚部と第２の治具の平面部とによって規制される。
その結果、第１の治具の水平方向及び垂直方向の位置が規制され、第１の治具の傾きが抑制され、シリコンウェーハの自重が不均一に作用することに伴う、経時的な変形が抑制される。その結果、ウェーハの保持状態が維持され、ウェーハの保持状態が変化することによるスリップ転位を抑制することができる。
【００１４】
ここで、前記第２の脚部が、シリコンウェーハと前記上面部の斜面との接触点下方に形成されていることが望ましい。
このように、シリコンウェーハと前記上面部の斜面との接触点下方に、第２の脚部が形成されているため、シリコンウェーハの自重を第２の脚部にて受けることができる。
その結果、第１の治具の変形が抑制され、ウェーハの保持状態がより確実に維持され、スリップ転位をより抑制することができる。
【００１５】
また、前記リング状の突起部と前記第２の脚部との間に形成された第１の凹部と、前記第２の脚部と前記第１の脚部との間に形成された第２の凹部とを備えることが望ましい。
また、第２の凹部の深さが、前記第１の凹部の深さより深いことが望ましい。
このように前記第１の凹部の深さより、第２の凹部を深く形成することにより、前記リング状本体部の上面部の均熱性をより向上させることができる。
【００１６】
前記リング状の突起部の外周面が、前記第２の治具の内周面によって位置決めされることが望ましい。
尚、リング状の第１の治具及び第２の治具の現実的な加工精度を鑑みると、リング状の突起部の外周面の直径と前記第２の治具の内周面の直径との差が０ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下に形成される。
前記リング状の突起部の外周面の直径と、前記第２の治具の内周面の直径との差が０．５ｍｍを越えると、リング状の第１の治具が前記第２の治具より外れる等の不具合を起こしやすく、好ましくない。また更に、前記０．５ｍｍを越えると、装置内におけるリング状の第１の治具の中心位置にバラツキが生じ、ウェーハは搬送ロボットによってリング状の第１の治具の中心位置からずれて搬送、載置され、リング状の第１の治具に対してウェーハが傾いて保持される。このようにウェーハが傾いた状態でウェーハを熱処理すると、スリップが発生しやすく、望ましくない。
【００１７】
また、前記第２の治具は、シリコンカーバイドまたはシリコンで形成されていることが望ましい。前記第２の治具は、シリコンウェーハと直接接触するものでないこと、更に繰り返し行う高温処理において、経時的に変形が生じ難いことから、シリコンカーバイドであっても良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、酸化膜を容易に形成できると共に、繰り返し行う高温処理を行った場合にも、経時的な変形が抑制され、シリコンウェーハの保持状態が変化することによるスリップ転位の発生を抑制したシリコンウェーハ熱処理用支持治具を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明のシリコンウェーハ熱処理用支持治具にかかる第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に用いられている第１の治具の一部断面図である。
【図３】図３は、第１の治具の第１の変形例を示す一部断面図である。
【図４】図４は、図３に示した第１の治具にシリコンウェーハを載置した状態を示す一部断面図である。
【図５】図５は、第１の治具の第２の変形例を示す一部断面図である。
【図６】図６は、第１の治具に脚部が形成されていない場合の傾き状態を示す一部断面図である。
【図７】図７は、スリップ評価結果を示す図である。
【図８】図８は、従来のシリコンウェーハ熱処理用支持治具を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明にかかるシリコンウェーハ熱処理用支持治具の第１の実施形態について、図１乃至図６に基づいて説明する。
このシリコンウェーハ熱処理用支持治具１は、図１に示すように、シリコンウェーハＷの最外周部の裏面側を支持するリング状の第１の治具１０と、前記第１の治具１０を保持する平面部２０ａが形成されたリング状の第２の治具２０とを有している。
尚、前記最外周部とは、ベベル部を含む、ウェーハ最外周の端部からウェーハ中心に向かって２ｍｍの範囲内をいう。また、第２の治具２０は、装置内に固定され、かつ、第１の治具１０の水平方向及び垂直方向の位置が規制されるものであれば、必ずしもリング状の形態でなくともよい。また、同じ理由により、ウェーハ搬送装置の都合で、リングのうちの一方向が欠けているものであっても良い。
【００２１】
前記第１の治具１０は、図２に示すように、外周に向かって上る斜面を有する上面部１１ａが形成されたリング状本体部１１と、前記リング状本体部１１の内周部から下方向に突出して形成されたリング状の突起部１２とを備えている。
前記リング状本体部１１の上面部１１ａの斜面には、シリコンウェーハＷが載置される。即ち、前記上面部１１ａのシリコンウェーハＷに接触する部分には、シリコンウェーハ最外周部の裏面側を保持すべく、斜面が形成されている。
この斜面は、シリコンウェーハ最外周部の裏面側を保持する位置に形成されていれば十分であるが、ウェーハの載置状態の誤差を考慮して、前記リング状の突起部１２の外周面１２ａと前記上面部１１ａが交わる円状の線Ｐから外周方向に、高さが高くなるように傾斜した斜面が形成されている。
【００２２】
また、前記リング状本体部１１の外周部から下方向に突出する第１の脚部１３が形成されている。更に、前記第１の脚部１３と前記リング状突起部１２との間には、リング状本体部１１から下方向に突出する第２の脚部１４が形成されている。この第２の脚部１４は、第１の脚部１３と前記リング状突起部１２との略中間位置に形成される。
【００２３】
また、前記第１の脚部１３の底面と前記第２の脚部１４の底面は、図２に示すように、同一面Ａ上に位置するように形成され、前記第１の脚部１３と第２の脚部１４とが水平面上に載置された状態において、前記上面部１１ａの斜面が所定の角度θ（例えば、４５度以下の角度）になるように形成されている。
【００２４】
また、前記リング状の突起部１２と第２の脚部１４の間には、第１のリング状の凹部１５が形成されている。また第１の脚部１３と第２の脚部１４との間に、第２のリング状の凹部１６が形成されている。前記第１のリング状の凹部１５の深さｔ１及び第２のリング状の凹部１６の深さｔ２は同一の深さに形成されている。
【００２５】
また、前記リング状の突起部１２の外周面１２ａと第１のリング状の凹部１５の底面１５ａとの境界部には、曲面部１７ａが形成されている。また第１のリング状の凹部１５の底面１５ａと第２の脚部１４の内周面１４ａとの境界部には、曲面部１７ｂが形成されている。
更に、第２のリング状の凹部１６の底面１６ａと第２の脚部１４の外周面１４ｂとの境界部には、曲面部１７ｃが形成されている。第２のリング状の凹部１６の底面１６ａと第１の脚部１３の内周面１３ａの境界部には、曲面部１７ｄが形成されている。
これら曲面部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、応力集中を避けるために形成されている。このように、曲面部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが形成されているため、第１の治具１０の変形がより抑制される。
【００２６】
また、図３に示すように、第２のリング状の凹部１６の深さｔ２を、熱容量を考慮して、前記第１のリング状の凹部１５深さｔ１より深く形成するのが、より好ましい。
前記したように、前記上面部１１ａの斜面が所定の角度θ（例えば、４５度以下の角度）になるように形成されている。そのため、図２に示すように、前記第１のリング状の凹部１５の深さｔ１及び第２のリング状の凹部１６の深さｔ２が同一の深さに形成した場合には、前記リング状本体部１１の内周部側に比べて、外周部側が肉厚となる。即ち、記リング状本体部１１の外周部側の熱容量が大きくなり、リング状本体部１１の内周部側と外周部側とで温度が不均一になる虞がある。
【００２７】
これに対して、図３に示すように、第２のリング状の凹部１６の深さｔ２を、前記第１のリング状の凹部１５深さｔ１より深く形成することにより、前記リング状本体部１１の内周部側の肉厚と外周部側の肉厚を略同程度になすことができ、前記リング状本体部１１の上面部１１ａの均熱性をより向上させることができる。
尚、第１のリング状の凹部１５の深さｔ１、第２のリング状の凹部１６の深さｔ２が径方向において異なる場合には、第２のリング状の凹部１６の深さｔ２の平均値が、前記第１のリング状の凹部１５深さｔ１の平均値よりも大きく形成されていれば良い。
【００２８】
また、図４に示すように、前記リング状本体部１１の上面部１１ａに、シリコンウェーハＷを載置した際、シリコンウェーハＷと前記リング状本体部１１の上面部１１ａとの接触点Ｂは、前記第１のリング状の凹部１５の上方、あるいは第２のリング状の凹部１６の上方に位置する場合がある（図４では、接触点Ｂが第２のリング状の凹部１６の上方に位置する場合を示している）。
シリコンウェーハＷの荷重が前記接触点Ｂに作用するため、接触点Ｂが前記第１のリング状の凹部１５の上方、あるいは第２のリング状の凹部１６の上方に位置する場合には、前記リング状本体部１１の上面部１１ａに変形が生じる虞がある。
【００２９】
一方、図５に示すように、シリコンウェーハＷと前記リング状本体部１１の上面部１１ａとの接触点Ｂの下方に、第２の脚部１４が形成されている場合には、シリコンウェーハＷの自重を第２の脚部１４が受けるため、第１の治具１０の変形がより抑制され、シリコンウェーハＷとの保持状態が変化することによるスリップ転位を抑制することができる。
そのため、前記第２の脚部１４が、シリコンウェーハＷと前記リング状本体部１１の上面部１１ａとの接触点Ｂの下方に形成されていることが好ましい。
【００３０】
また、第２の治具２０は、図１に示すように、ＲＴＰ処理装置等の装置基台２１に載置される被保持部２０ｂと、前記第１の治具１０を保持するリング状の平面部２０ａとを有している。
そして、前記第１の治具１０のリング状突起部１２は、第２の治具２０の内周部に形成された空間部Ｃ内に進入し（第２の治具２０の内周部に嵌合し）、リング状の突起部１２によりリング状の第１の治具１０が位置決めされる。また、前記第１の脚部１３及び第２の脚部１４は、第２の治具２０の平面部２０ａに載置される。
その結果、リング状の第１の治具１０の水平方向は、第２の治具２０の内周面によって規制され、かつ垂直方向は、第２の治具２０のリング状の平面部２０ａによって規制される。そのため、リング状の第１の治具１０は、第２の治具２０に対して精度良く、載置することができ、第１の治具１０の傾きが抑制され、シリコンウェーハの自重が不均一に作用することに伴う、経時的な変形が抑制され、ウェーハの保持状態が変化することによるスリップ転位を抑制することができる。
【００３１】
ところで、図６に示すように、前記リング状の突起部１２の外周面１２ａとリング状本体部１１の底面１１ｂとの境界部には、加工精度の都合上、完全に鋭角な直角とはならず、必ず曲面部１８が形成されている。このため、図６（ａ）に示すように、第１の脚部１３と第２の脚部１４が形成されていない場合、前記リング状の突起部１２の外周面１２ａと第２の治具２０の内周面が係合するように載置される。
【００３２】
しかしながら、図６（ａ）に示す状態は不安定な状態であり、図６（ｂ）に示すように、リング状本体部１１の外周側が持ち上がり、傾斜する状態、あるいはまた図６（ｃ）に示すように、リング状本体部１１の内周側が持ち上がり、傾斜する状態になる。この図６（ｂ）（ｃ）に示す状態は、一つの第１の治具１０において発生する。
即ち、リング状の突起部１２の外周面１２ａと第２の治具２０の内周面２０ｃとの間には、リング状の突起部１２を進入させるための隙間Ｄ（リング状の突起部１２の外径と第２の治具２０の内周面の直径の差）があるため、リング状突起部１２が、前記リング状の第２の治具２０の内部空間Ｃ内に進入した際、図６（ａ）に示す状態とはならず、図６（ｂ）（ｃ）に示す状態になる。
【００３３】
このような傾斜した状態の第１の治具１０にシリコンウェーハＷを載置した際、シリコンウェーハＷと第１の治具１０の接触が、シリコンウェーハＷの周上において不均一となる。そして、このような状態で熱処理を行うと、シリコンウェーハＷにスリップ転位が生じる等の弊害が生じる。
更に、傾斜した状態の第１の治具１０にシリコンウェーハＷを載置した際、シリコンウェーハＷの自重が第１の治具１０の一部に作用し、第１の治具１０の変形を助長するという弊害が生じる。
【００３４】
そのため、リング状の突起部１２の外周面１２ａの直径（外径）と、前記リング状の第２の治具２０の内周面２０ｃの直径との差が、０．５ｍｍ以下に形成されている。
言い換えれば、リング状の突起部１２の外周面１２ａと、前記リング状の第２の治具２０の内周面２０ｃとの距離寸法（隙間Ｄ）が０．２５ｍｍ以下に形成されている。
前記リング状の突起部１２の外周面（第２の治具との接触面）１２ａの直径と、前記リング状の第１の治具１０の内周面の直径との差が、０．５ｍｍを超える場合には、第１の治具１０を第２の治具２０に対して正確に位置決めすることができず、また、前記リング状本体部１１（上面部１１ａ）に傾きが生じるため、好ましくない。
【００３５】
一方、リング状の突起部１２の外周面１２ａの直径と、前記リング状の第２の治具２０の内周面２０ｃの直径との差が０ｍｍである場合には、前記リング状の第２の治具２０の内周面２０ｃとの間には、リング状の突起部１２を進入させることが困難であるため、好ましくない。
しかしながら、設計上、リング状の突起部１２の外周面１２ａの直径と、前記リング状の第２の治具２０の内周面２０ｃの直径との差が０ｍｍとした場合であっても、リング状の突起部１２をリング状の第２の治具２０に嵌めることができる場合がある。
したがって、リング状の突起部１２の外周面１２ａの直径（外径）と、前記リング状の第２の治具２０の内周面２０ｃの直径との差が、０ｍｍ以上に形成されていても良い。
【００３６】
また、前記第１の治具１０（リング状本体部１１、リング状突起部１２、第１の脚部１３、第２の脚部１４）は、単結晶または多結晶のシリコンで形成される。
前記リング状本体部１１の内周側にリング状突起部１２が形成され、更に前記第１の脚部１３、第２の脚部１４がリング状本体部１１の周方向にリブ状に形成されるため、前記第１の治具１０の剛性を向上させ、変形をより抑制することができる。
その結果、前記第１の治具１０が単結晶または多結晶のシリコンで形成され、繰り返し高温処理に用いられた場合にも、第１の治具１０の変形が抑制され、ウェーハＷの保持状態が維持され、ウェーハＷの保持状態が変化することによるスリップ転位を抑制することができる。
尚、第２の治具２０は、シリコンカーバイド、あるいは単結晶または多結晶のシリコンで形成される。前記第２の治具は、シリコンウェーハと直接接触するものでないこと、更に繰り返し行う高温処理において、経時的に変形が生じ難いことから、シリコンカーバイドであることがより好ましい。
【００３７】
このように、シリコンカーバイドで形成されたリング状の第２の治具２０には、シリコンウェーハＷが直接載置されず、単結晶または多結晶のシリコンで形成された前記第１の治具１０上にシリコンウェーハＷが載置される。
そのため、従来のように、基材であるシリコンカーバイドが露出することによる、シリコンウェーハとの溶着を抑制でき、またクッション性低下によるスリップ転位の発生を抑制することができる。
また、前記リング状の第１の治具１０は、前記したように単結晶または多結晶のシリコンで形成されているため、酸化速度が速く、ＲＴＰ装置等での熱処理により酸化膜の酸化膜の再形成を容易に行うことができる。更に前記リング状の第１の治具１０は、特定形状に形成されているため、経時的な変形が抑制され、シリコンウェーハの保持状態が変化することによるスリップ転位を抑制することができる。
【実施例】
【００３８】
シリコンから成る、図１（図３）に示した本発明の第１の治具を用いて、鏡面研磨されたφ３００ｍｍシリコンウェーハをＲＴＰ装置にて熱処理を行った。
第１の治具として、リング状本体部の上面部からリング状の突起部底面（径方向の底面中心）までの厚さ寸法が０．９ｍｍ、リング状本体部の上面部からの第１の脚部底面（径方向における底面中心）までの厚さ寸法が０．７ｍｍ、また斜面の角度が６度に形成されているものを用いた。さらに、第２の脚部底面が、第１の脚部底面と同一平面上を形成するよう、作製上の工夫を施した。
また、リング状の突起部の外周面の直径が、２９５．２ｍｍ、前記第２の治具の内周面の直径が２９５．２ｍｍであり、その差を、０．０ｍｍとしてＳｉ単結晶から切り出し作製し、作製した治具を洗浄した後に実際に第２の治具へ装着してみて嵌ったものだけを、以下に述べる熱処理テストにて使用した。第２の脚部上方のリング状本体部上面に、シリコンウェーハベベル部の裏面側を設置した。
また、熱処理条件は、アルゴン雰囲気下、最高温度１３５０℃×１０ｓｅｃの熱処理を施した後、ＲＴＰ装置からウェーハを取り出すことなく、連続的に酸素雰囲気下、最高温度１３００℃×１５ｓｅｃの熱処理を施した。この熱処理を複数回行い、処理枚数に対するスリップ評価を実施した。
【００３９】
スリップ評価は、ＰＶＡＴｅｐｒａ社製ＳＩＲＤ（Scanning InfraredDepolarization）を用い、１本のリング状の第１の治具にて処理した評価ウェーハを測定することで行った。ＳＩＲＤは、結晶内部の応力場を透過偏光赤外線の偏光変位量として測定し、応力のＭａｐを描き出すことが特徴である。光源には波長１．３μｍのレーザーダイオードを用い、その光を直線偏光させた後ウェーハを透過させる。透過した光は偏光検出器に入射し、初期偏光状態からの偏光変位量が測定される。
この応力のＭａｐからシリコンウェーハ全体の面積に対するスリップにより歪み応力が増加した面積の割合（歪面積率）を算出する。つまり、歪面積率が大きいほどスリップ品質が悪く、歪面積率が小さいほどスリップ品質が良好となる。
１本のリング状の第１の治具において、所定数のウェーハを処理した後、炉内の温度をモニタしている放射温度計の出力値補正をし直した直後に評価ウェーハを処理することを複数回繰り返した。このようにすることで、スリップに対する評価ウェーハ面内における温度分布変動の影響を排除できることから、リング状の第１の治具自体の特性のみを抽出することができる。
以上のようにして得られた評価ウェーハのスリップ評価結果を図７に示す。
【００４０】
比較例として、第１の脚部、第２の脚部が形成されていない第１の治具（図６）を用いて、その他は実施例１と同様な手順で、比較した。
具体的には、第１の治具として、リング状本体部の上面部からリング状の突起部底面までの厚さ寸法が１．０ｍｍ、リング状本体部外周部の厚さ寸法が０．５ｍｍに形成され、また斜面の角度が６度に形成されているものを用いた。なお、このように実施例１より薄めとなっているのは、スリップを最適化した結果に基づくものである。
また、リング状の突起部の外周面の直径が、２９５．３ｍｍ、前記第２の治具の内周面の直径が２９５．２ｍｍであり、その差を、マイナス０．１ｍｍとした。これも、厚さ同様、スリップを最適化した結果に基づくものである。
そのスリップ評価結果を図７に示す。なお、リング状の突起部の外周面の直径が、前記第２の治具の内周面の直径より大きいにも関わらず、ほとんどの第１の治具が第２の治具へ装着することが可能であった。これも、図６の形状では剛性が不足していたために、変形が容易となり、装着が可能となったものである。
【００４１】
図７から分かるように、比較例では処理枚数を重ねることで、バラツキが大きくなり、かつ、歪面積率が悪化しているが、実施例では処理枚数を重ねても歪面積率に大きな変化はなく、連続処理におけるスリップ品質の悪化は見られなかった。尚、比較例では、図７に示すように、歪面積比が急激に増加したために、それ以降の歪面積比での評価を行わなかった。
【符号の説明】
【００４２】
１        シリコンウェーハ熱処理用支持治具。
１０      第１の治具
１１      リング状本体部
１１ａ    上面部
１２      リング状突起部
１３      第１の脚部
１４      第２の脚部
１５      第１の凹部
１６      第２の凹部
１７ａ    曲面部
１７ｂ    曲面部
１７ｃ    曲面部
１７ｄ    曲面部
２０      第２の治具
２０ａ    平面部
２０ｃ    内周面
Ａ        同一平面
Ｂ        接触点
Ｃ        第２の治具の内周空間部
Ｄ        隙間
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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