(57)【要約】【課題】煩雑な操作を必要とせず、金属汚染を蓄積させないシリコンウェーハ熱処理用ボートを得る。【解決手段】各支柱２には、シリコンウェーハの周辺部を支持するため、溝状のウェーハ支持段部２ａが形成されている。各支柱２の他端部側には、下プレート３と同外径の円環状を呈した上プレート１が固定されている。上プレート１の取り付け位置は、各支柱２の端部から溝状のウェーハ支持段部２ａを、例えば5個分程、下方となっている。上プレート１の上方に位置する溝状のウェーハ支持段部２ａには、ダミーウェーハが積載される。【選択図】  図１
2005340597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンウェーハを縦型熱処理炉で熱処理する際に用いられるシリコンウェーハ熱処理用ボートであって、被熱処理シリコンウェーハを載置するための多数の溝とダミーウェーハを載置するための複数の溝が形成された複数本の支柱と、これら支柱の下端部を保持・固定する下プレートと、この下プレートと平行をなし、前記支柱の上端部から前記ダミーウェーハを載置するための溝が形成されている所定の距離離れた位置で前記支柱を保持・固定する上プレートを備えたことを特徴とするシリコンウェーハ熱処理用ボート。
【請求項２】
前記支柱に形成された前記ダミーウェーハを載置するための溝は10以下であることを特徴とする請求項１記載のシリコンウェーハ熱処理用ボート。
【請求項３】
前記上プレートの形状はリング状またはＵ字状であり、その表面積は被熱処理シリコンウェーハの表面積の５〜３０％であることを特徴とする請求項１または２記載のシリコンウェーハ熱処理用ボート。
【請求項４】
前記ダミーウェーハは、陽極化成され表面が多孔質体のシリコンウェーハであることを特徴とする請求項１乃至３記載のシリコンウェーハ熱処理用ボート。
【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ボートに関し、特に、縦型熱処理炉で熱処理する際に、多数のシリコンウェーハを載置するシリコンウェーハ熱処理用ボートに関する。
【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などで高温熱処理が施される。このような高温熱処理には縦型熱処理炉が用いられるようになっている。
【０００３】
縦型熱処理炉でシリコンウェーハの熱処理を行なう場合、多数のシリコンウェーハを平行かつ等間隔に積載することのできるシリコンウェーハ熱処理用ボートが使用されている。
【０００４】
一般的に使用されているボートとしては、シリコンウェーハを保持する複数本の支柱を上下プレートで挟み込んだ形状のものがある。例えば、上下プレートとの間に後部半円外周側に左右対称に２本ずつ計４本の支柱を配置し、シリコンウェーハは各支柱の内側に設けられた保持溝により支持されるものが知られている（例えば、特許文献１、図１５参照。）。
【０００５】
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、炭化珪素質材料などが用いられている。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ある。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。
【０００６】
本発明者らは、高温熱処理プロセスにおける金属汚染について種々検討した結果、プロセスガスや、熱処理炉の内部構成部材である石英ガラス等からなるプロセス反応管から放出された不純物汚染が、プロセス反応管内に持ち込まれてシリコンウェーハ外周部の金属汚染源となっているとの知見を得た。更に、高温熱処理中にプロセス反応管の上部から持ち込まれた金属汚染が、ボートの上プレートに蓄積することで、二次的な金属汚染源となっているとの知見も得た。
【０００７】
この対策案として、高温熱処理ごとに、ボートの上プレートを頻繁に交換する方法も考えられるが、交換頻度が多いほどコストメリット及び作業性の観点から適用が困難で現実的ではない。
【特許文献１】特開２０００−１５０４０１号公報
【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、煩雑な操作を必要とせず、金属汚染を蓄積させないシリコンウェーハ熱処理用ボート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、シリコンウェーハを縦型熱処理炉で熱処理する際に用いられるシリコンウェーハ熱処理用ボートであって、被熱処理シリコンウェーハを載置するための多数の溝とダミーウェーハを載置するための複数の溝が形成された複数本の支柱と、これら支柱の下端部を保持・固定する下プレートと、この下プレートと平行をなし、前記支柱の上端部から前記ダミーウェーハを載置するための溝が形成されている所定の距離離れた位置で前記支柱を保持・固定する上プレートを備えたことを特徴とするシリコンウェーハ熱処理用ボートが提供される。
【００１０】
また、本発明の別の一態様によれば、シリコンウェーハを縦型熱処理炉で熱処理する際に用いられるシリコンウェーハ熱処理用ボートであって、被熱処理シリコンウェーハを載置するための多数の溝とダミーウェーハを載置するための複数の溝が形成された複数本の支柱と、これら支柱の下端部を保持・固定する下プレートと、この下プレートと平行をなし、前記支柱の上端部から前記ダミーウェーハを載置するための溝が形成されている所定の距離離れた位置で前記支柱を保持・固定するもので、リング状またはＵ字状の形状をし、その表面積が被熱処理シリコンウェーハの表面積の５〜３０％である上プレートを備えたことを特徴とするシリコンウェーハ熱処理用ボートが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかるシリコンウェーハ熱処理用ボートによれば、ボート上プレートへのＦｅなどの重金属不純物の蓄積を抑制できる。これにより、熱処理バッチを重ねても上プレートからのＦｅなどの重金属不純物の熱拡散量が緩和するため、シリコンウェーハへのＦｅなどの重金属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】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るウェーハボートの外観を示す斜視図である。このウェーハボートは、シリコン、炭化珪素等からなる縦型のものである。シリコンウェーハより適宜に大径の円環状下プレート３の周辺部に、積載されるシリコンウェーハの外周の約半分に沿って約１／４周ずつ離隔するように、断面方形で互いに平行な３本の支柱２が、その一端部（図１においては下端部）において、固着もしくは接続によって連結されている。各支柱２には、シリコンウェーハの周辺部を支持するため、溝状のウェーハ支持段部２ａが形成されている。各支柱２の他端部側には、外径が被処理シリコンウェーハの外径と同一であるリング状を呈した上プレート１が固定されている。図１に示されるように、上プレート１の取り付け位置は、各支柱２の端部から溝状のウェーハ支持段部２ａを、例えば5個分程、下方となっている。上プレート１の上方に位置する溝状のウェーハ支持段部２ａには、ダミーウェーハが例えば５枚積載されるようになっている。そして、上下プレート１，３の間には被熱処理シリコンウェーハが所望枚数積載されるようになっている。
【００１４】
本熱処理用ボートの上プレートの上方に交換可能なダミーウェーハを載置することにより、プロセスガス自身に含有するＦｅなどの重金属不純物もしくは熱処理チューブ導入までに混入したＦｅなどの重金属不純物を、交換可能なダミーウェーハに汚染させることによって、熱処理用ボートの上プレートへの不純物の蓄積を抑制できる。
【００１５】
なお、上プレートは支柱の上部端から１０溝以内の位置で保持することが好ましい。１０溝以上とした場合には、被熱処理シリコンウェーハの処理領域が少なくなり、生産性が低下するからである。
【００１６】
さらに、上プレートの上部に載置されるダミーウェーハは、陽極化成した表面が多孔質体のシリコンウェーハを用いるのが好適である。ダミーウェーハにプロセスガスが直接吹き付けられるので、ダクトや金属汚染を補足するからである。ダミーウェーハのみを交換すればよいので、繰り返し使用した熱処理用ボートの上プレートを交換することと同様な効果が得られ、容易に金属汚染の蓄積を防止することができる。
【００１７】
さらに、陽極化成したダミーウェーハは多孔質体であるため、金属汚染の補足に優れている。また、製造が容易である上に、ＨＮ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ2／Ｈ2Ｏ洗浄で再生し易く、コスト面でのメリットもある。
【００１８】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図２に基づいて説明する。図２は、本発明の第２の実施形態に係るウェーハボートの外観を示す斜視図である。このウェーハボートも、シリコン、炭化珪素等からなる縦型のものである。シリコンウェーハより適宜に大径の円環状下プレート３の周辺部に、積載されるシリコンウェーハの外周の約半分に沿って約１／６周ずつ離隔するように、断面方形で互いに平行な４本の支柱２が、その一端部（図２においては下端部）において、固着もしくは接続によって連結されている。各支柱２には、シリコンウェーハの周辺部を支持するため、溝状のウェーハ支持段部２ａが形成されている。各支柱２の他端部側には、下プレート３と平行にＵ字状を呈した上プレート１が固定されている。上プレート１の表面積は、被処理ウェーハの表面積の５〜３０％となっている。図２に示されるように、上プレート１の取り付け位置は、各支柱２の端部から溝状のウェーハ支持段部２ａを、例えば5個分程、下方となっている。上プレート１の上方に位置する溝状のウェーハ支持段部２ａには、ダミーウェーハが例えば５枚積載されるようになっている。そして、上下プレート１，３の間には被処理シリコンウェーハが所望枚数積載されるようになっている。尚、ダミーウェーハとしては、陽極化成され表面が多孔質体となっているシリコンウェーハを用いるのが好適である。
【００１９】
上プレートの表面積は、小さいほど蓄積する金属汚染の絶対量は少なくなるが、被熱処理シリコンウェーハの表面積の５％以下にすると加工が困難になる上に、強度的にも弱くなる。一方、被熱処理シリコンウェーハの表面積の３０％以上では、蓄積される金属汚染の量が多くなり、高温熱処理中に蓄積された金属汚染が放出され、二次汚染源としての影響が大きくなる。そのため、上プレートの表面積は被熱処理ウェーハの表面積の５〜３０％程度であることが好ましい。更に、外径が被処理シリコンウェーハの外径と同一である上プレートにすれば、ガスの流れが上下均一となり好ましい。
【００２０】
このようにすることによって、このダミーウェーハを交換することで、熱処理用ボートの上プレートに蓄積された金属汚染の放出を低減することが可能となる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を実施例に基づきさらに具体的に説明するが、本発明は下記の実施例により限定されるものではない。
【００２２】
（実施例１）
図１に示すウェーハボートを用意し、上プレート１と下プレート３との間に被処理シリコンウェーハを積載し、さらに、ボートの支柱２の最上端部から溝５個より下の位置で固定されている上プレート１の上方にダミーウェーハを５枚積載させ、Ａｒガス雰囲気中で１２００℃、１時間の熱処理を１０バッチ繰り返した。その際、ダミーウェーハは、熱処理バッチ毎に交換した。その後、シリコンウェーハのバルクＦｅ濃度をバッチ毎にＳＰＶ（表面光電位法）により測定した。測定結果を図３に示す。
【００２３】
同様な手順を従来のシリコンウェーハ熱処理ボートで処理した場合と比較して、シリコンウェーハのバルクＦｅ濃度は減少していることが分かる。
【００２４】
（実施例２）
図２に示すような、上プレート１の表面積が被処理ウェーハの表面積の３０％で外径が被処理シリコンウェーハの外径と同一であるＵ字型リング状のシリコンボートを用いた。
【００２５】
上プレート１の上部にはダミーウェーハを積載し、その下部に被処理シリコンウェーハを積載した。尚、ダミーウェーハとしては、陽極化成され表面が多孔質体のシリコンウェーハを用いた。このボートを縦型熱処理炉に挿入し、水素ガス雰囲気中で１２００℃、１時間の熱処理を１０バッチ繰り返した。その際、ダミーウェーハは、熱処理バッチ毎に交換した。その後、シリコンウェーハのバルクＦｅ濃度をＳＰＶ（表面光電位法）により測定した。シリコンウェーハ外周部のＦｅ濃度は２×１０10atoms／cm3であった。
【００２６】
（比較例）
図２に示すような上プレートの表面積が被処理ウェーハの表面積の５０％で外径が被処理シリコンウェーハの外径と同一であるＵ字型リング状のシリコンボートを用い、上プレートの上部にはダミーウェーハを積載し、その下部に被処理シリコンウェーハを積載する。このボートを縦型熱処理炉に挿入し、水素ガス雰囲気中で１２００℃、１時間の熱処理を１０バッチ繰り返した。その後、シリコンウェーハのバルクＦｅ濃度をＳＰＶにより測定した。シリコンウェーハ外周部のＦｅ濃度は１５×１０10atoms／cm3であった。
【００２７】
本発明は、例えば熱処理用のシリコンウェーハボートに好適であるが、それらに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るウェーハボートの外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るウェーハボートの外観を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るウェーハボートと従来ウェーハボートとの効果の違いを示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１：上プレート、２：支柱、２ａ：ウェーハ支持段部
３：下プレート
【図１】
2005340597.tif 000003
【図２】
2005340597.tif 000004
【図３】
2005340597.tif 000005