(57)【要約】本発明は、高温熱処理によるキズやスリップ転位の発生がなく、加工が容易でコスト低減が可能な熱処理用ウェーハ支持具及び熱処理装置を提供する。本発明は、少なくとも、熱処理するウェーハを支持する複数のウェーハ支持部材と、該支持部材を保持する支持部材ホルダとを有する熱処理用ウェーハ支持具であって、前記複数のウェーハ支持部材のうち少なくとも一部の支持部材は、前記ウェーハとの接触部が、前記支持部材ホルダに対して可動であるようにした。
2004086496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、熱処理するウェーハを支持する複数のウェーハ支持部材と、該支持部材を保持する支持部材ホルダとを有する熱処理用ウェーハ支持具であって、前記複数のウェーハ支持部材のうち少なくとも一部の支持部材は、前記ウェーハとの接触部が、前記支持部材ホルダに対して可動であることを特徴とする熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項２】
前記接触部の形状が、前記熱処理するウェーハに対して凸の曲面であることを特徴とする請求項１に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項３】
前記接触部の形状が、球形または楕円球形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項４】
前記ウェーハ支持部材がピンからなり、前記支持部材ホルダが前記ピンを保持するピンホルダからなり、前記ピンは該ピンホルダに形成されたピン孔に嵌め込んで配置されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項５】
前記ピンは前記ピンホルダから取り外し可能に構成されることを特徴とする請求項４に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項６】
前記ピンは円柱状の素材を加工したものであることを特徴とする請求項４または請求項５に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項７】
前記ピンおよびピンホルダの素材はＳｉＣ、シリコンまたは石英であることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか一項に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項８】
前記ピン孔を複数個設けたことを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか一項に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項９】
前記ピン孔がスリット状であることを特徴とする請求項４から請求項８のいずれか一項に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項１０】
前記スリット状ピン孔が前記ピンホルダの中心から放射状に配置されていることを特徴とする請求項９に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項１１】
前記ピンホルダが円板状または円環状であることを特徴とする請求項４から請求項１０のいずれか一項記載の熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項１２】
前記ピンホルダが円板状であり、その中心位置に円状ピン孔を設けたことを特徴とする請求項１１に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項１３】
前記ウェーハ支持部材は、前記熱処理するウェーハとの接触部としての回転体を含み、該回転体は、前記ウェーハ支持部材または前記支持部材ホルダに形成された回転体収容孔に収容され、前記熱処理するウェーハとの摩擦力により回転可能に構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項１４】
前記回転体は、球形、楕円球形、円筒形又は円柱形のいずれかの形状であることを特徴とする請求項１３に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項１５】
前記回転体収容孔がスリット溝状であることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項１６】
前記スリット溝状の回転体収容孔が、前記支持部材ホルダの中心から放射状に配置されていることを特徴とする請求項１５に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項１７】
前記支持部材ホルダが円板状または円環状であることを特徴とする請求項１３から請求項１６のいずれか一項記載の熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項１８】
前記回転体の素材はＳｉＣ、シリコンまたは石英であることを特徴とする請求項１３から請求項１７のいずれか一項記載の熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項１９】
前記支持部材ホルダを複数保持する支柱と、該支柱を保持するベースとを更に有することを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項２０】
前記支持部材ホルダは前記支柱から取り外し可能に構成されることを特徴とする請求項１９に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項２１】
前記支柱およびベースの素材はＳｉＣ、シリコンまたは石英であることを特徴とする請求項１９または請求項２０に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
【請求項２２】
請求項１から請求項２１のいずれか一項に記載された熱処理用ウェーハ支持具を有する熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、半導体ウェーハ、例えば、シリコンウェーハ等のウェーハを熱処理する際に用いられる熱処理用ウェーハ支持具及び熱処理装置に関する。
【背景技術】  バッチ式熱処理用ウェーハ支持具においては、ボートと呼ばれる支柱に溝を有する構造物の溝に複数のウェーハを平行に収納保存する形式が一般的に採用されている。特に、１０００℃以上の高温熱処理においては耐熱性等からウェーハ支持具の素材としてＳｉＣが一般的に採用されており、ダイアモンドカッター等により支柱に直接溝を切削加工する手法が使われている。
しかし、この手法では加工できる形状に制限を受けるため、曲面など複雑な形状の加工は困難である。また、切削加工中に溝面にバリが発生しやすい問題もある。さらに、発生したバリを除去するための追加工が困難であることや、ウェーハが接触する溝の表面の粗度を低減するための研磨が困難であるため、熱処理中にウェーハとの接触部にキズやスリップ転位が発生する問題がある（特開平７−１６１６５４号公報、特開平８−１０７０８１号公報）。また、加工中に支柱が破損しやすく大きな労力と加工時間が必要であるため、生産性が悪くコストの低減が困難である。
上記バッチ式熱処理は抵抗加熱（ヒータ加熱）により多数枚のウェーハを一度に熱処理するものであるが、このようなバッチ式熱処理装置のほか、最近では、主に枚葉処理に用いられ、ランプ加熱式などにより急速加熱・急速冷却熱処理を行なうＲＴＰ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）装置も頻繁に用いられるようになってきた。
ＲＴＰ装置を用いた熱処理としては、例えば、ウェーハ表面の欠陥を消滅させるための熱処理、酸素ドナーを消滅させるための熱処理、浅い拡散層を形成するための熱処理（ＲＴＡ：Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）、あるいは薄い酸化膜を形成するための熱処理（ＲＴＯ：Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）などを挙げることができる。また、ランプ加熱を用いた枚葉式のエピタキシャル成長や絶縁膜などの気相成長も、広義にはＲＴＰ装置を用いた熱処理に含めることができる。
このようなＲＴＰ処理においてもバッチ式熱処理装置と同様に、熱処理するためのウェーハ支持具（サセプタと呼ばれることもある）が用いられ、ウェーハ支持具とウェーハとの接点においてスリップ転位が発生しやすいという問題がある（特開２００２−１６４３００号公報）。
【発明の開示】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、高温熱処理によるキズやスリップ転位の発生がなく、加工が容易でコスト低減が可能な熱処理用ウェーハ支持具及び熱処理装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の熱処理用ウェーハ支持具は、少なくとも、熱処理するウェーハを支持する複数のウェーハ支持部材と、該支持部材を保持する支持部材ホルダとを有する熱処理用ウェーハ支持具であって、前記複数のウェーハ支持部材のうち少なくとも一部の支持部材は、前記ウェーハとの接触部が、前記支持部材ホルダに対して可動であることを特徴とする。
前記接触部の形状が、前記熱処理するウェーハに対して凸の曲面であり、特に球形または楕円球形であるのが好ましい。前記ウェーハ支持部材がピンからなり、前記支持部材ホルダが前記ピンを保持するピンホルダからなり、前記ピンは該ピンホルダに形成されたピン孔に嵌め込んで配置される構成とするのが好適である。前記ピンは前記ピンホルダから取り外し可能に構成されるのが好ましく、さらに円柱状の素材を加工して形成されるのが好ましい。前記ピンおよびピンホルダの素材としては、ＳｉＣ、シリコンまたは石英を挙げることができる。前記ピン孔は、好ましくは複数個設けられかつこのピン孔の形状はスリット状とされるのが好ましい。前記スリット状ピン孔は前記ピンホルダの中心から放射状に配置されるのが望ましい。前記ピンホルダは、好ましくは円板状または円環状であり、このピンホルダが円板状の場合には、その中心位置に円状ピン孔を設けた構成とするのが好適である。
前記ウェーハ支持部材としては、前記熱処理するウェーハとの接触部としての回転体を含み、該回転体は、前記ウェーハ支持部材または前記支持部材ホルダに形成された回転体収容孔に収容され、前記熱処理するウェーハとの摩擦力により回転可能に構成することもできる。
前記回転体は、球形、楕円球形、円筒形又は円柱形のいずれかの形状とするのが好ましい。前記回転体収容孔がスリット溝状であるのが望ましく、このスリット溝状の回転体収容孔が、好ましくは前記支持部材ホルダの中心から放射状に配置される。前記支持部材ホルダが円板状または円環状であるのが好ましい。前記回転体の素材としては、ＳｉＣ、シリコンまたは石英を用いることができる。
本発明の熱処理用ウェーハ支持具としては、前記支持部材ホルダを複数保持する支柱と、該支柱を保持するベースとを更に有する構成とすることができる。前記支持部材ホルダは前記支柱から取り外し可能に構成されるのが好適である。前記支柱およびベースの素材としては、ＳｉＣ、シリコンまたは石英を用いることができる。
本発明の熱処理装置は、上記した本発明の熱処理用ウェーハ支持具を具備するものである。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の熱処理用ウェーハ支持具の第１の実施の形態を示す側面説明図である。
図２は、図１の構造から上ベース及び上側のウェーハを取り外した状態を示す上面説明図である。
図３は、ピンの製造態様を示す説明図で、（ａ）は円柱状のピン素材及び（ｂ１）はピンの完成品の１例及び（ｂ２）はピンの完成品の他の例をそれぞれ示す。
図４は、本発明の熱処理用ウェーハ支持具に用いられるピンホルダの一つの構造例を示す上面図である。
図５は、図２のＶ−Ｖ線拡大断面図である。
図６は、図２のＶＩ−ＶＩ線拡大断面図で、（ａ）はピンが直立している状態、（ｂ）はピンが外周方向に傾斜した状態、（ｃ）はピンが中心方向に傾斜した状態、（ｄ）はピンの下端部にアール（Ｒ）を形成した形状をそれぞれ示す。
図７は、本発明の熱処理用ウェーハ支持具の第２の実施の形態を示す側面説明図である。
図８は、本発明の熱処理用ウェーハ支持具に用いられるピンホルダの他の構造例を示す上面図である。
図９は、本発明の熱処理用ウェーハ支持具の第３の実施の形態を示す要部の側面的説明図で、（ａ）はウェーハ支持状態の一例、（ｂ）は（ａ）の状態からウェーハが伸長してウェーハ支持部材である回転体が回転した状態をそれぞれ示す。
図１０は、ウェーハ支持部材である種々の形状の回転体の上面図で、（ａ）は球形、（ｂ）は楕円球形、（ｃ）は円柱形又は円筒形をそれぞれ示す。
図１１は、本発明の熱処理用ウェーハ支持具の第４の実施の形態を示す要部の側面的説明図で、（ａ）はウェーハ支持状態の一例、（ｂ）は（ａ）の状態からウェーハが伸長してウェーハ支持部材である回転体が回転した状態をそれぞれ示す。
図１２は、縦型熱処理炉の一例を示す概略説明図である。
図１３は、ＲＴＰ装置の一例を示す概略説明図である。
図１４は、実施例２の説明図で、（ａ）は使用した熱処理用ウェーハ支持具の上面図、（ｂ）は熱処理後のウェーハをＸ線トポグラフ法を用いて観察した結果を示す写真である。
図１５は、比較例１の説明図で、（ａ）は使用したウェーハホルダにウェーハを載せた状態を示す断面的説明図、（ｂ）は熱処理後のウェーハをＸ線トポグラフ法を用いて観察した結果を示す写真である。
図１６は、実施例３の説明図で、（ａ）は使用した熱処理用ウェーハ支持具の上面図、（ｂ）は熱処理後のウェーハをＸ線トポグラフ法を用いて観察した結果を示す写真である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、図示例は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能であることはいうまでもない。
図１において、１０は本発明に係る熱処理用ウェーハ支持具である。該ウェーハ支持具１０は上下方向に相対向して設けられた上下一対のベース１２，１４、及び該上下のベース１２，１４の間に立設された複数本（図２の例では３本）の支柱１６を有している。
該上ベース１２の下面に穿設された受け孔１８及び該下ベース１４の上面に穿設された受け孔２０に該支柱１６の上端部及び下端部がそれぞれ嵌着する構造とすることによって該支柱１６は該ベース１２，１４に取り外し可能に保持されている。
２２は熱処理するウェーハＷを支持するために用いられるウェーハ支持部材としてのピンである。該ピン２２は図３（ｂ１）（ｂ２）によく示されるごとく、先端部にはウェーハＷを支持する接触部２６が設けられ、かつ基端部には嵌着部２８が設けられている。
上記ピン２２の接触部２６の形状は、支持されるウェーハＷに対して凸の曲面であることが好ましい。図１、図２及び図３（ｂ１）に示した例では、該接触部２６の形状は球形である場合が示されている。
この接触部２６の形状は、上述したように支持されるウェーハＷに対して凸の曲面であれば、球形以外の形状を採用することができることはいうまでもなく、図３（ｂ２）及び図７の第２の実施の形態において示されるごとく、接触部２６を楕円球形とすることも可能である。なお、図７において、図１との相違点はピン２２の形状だけであり、構造についての再度の説明は省略するが、図１の部材と同一又は類似部材は同一の符号で示されている。
前記支柱１６の側面には同一の高さに挿入溝３０が設けられている。３２は上記ピン２２を着脱可能に保持する支持部材ホルダとしてのピンホルダで、その形状は特別な限定はないが、図２及び図４には円板状とした場合が示されている。前記挿入溝３０にピンホルダ３２を挿入することにより、ピンホルダ３２は支柱１６に対して取り外し可能に挿入保持される。また、ピンホルダ３２は図２及び図４に示したように円板状とするほか、図８に示したように中央部に開口部３３を穿設した円環状に形成することもできる。
図２及び図４に示すように、前記円板状ピンホルダ３２には該ピン２２の嵌着部２８に対応して円状嵌着孔３４ａおよびスリット状嵌着孔３４ｂが穿設されている。これらの嵌着孔（ピン孔）は貫通孔又は有底孔のいずれであってもよい。該円板状ピンホルダ３２の中心部に設けた該円状嵌着孔３４ａに該嵌着部２８を嵌め込むことによって該ピン２２は該円板状ピンホルダ３２に取り外し可能に保持される。また、該円板状ピンホルダ３２の中心部から放射状に設けたスリット状嵌着孔３４ｂに嵌着されたピン２２は、熱処理プロセス中のウェーハＷの伸縮方向の動きに対してピン２２とウェーハＷとの接触面に発生する応力を緩和するようにウェーハＷの伸縮方向、即ち、円板状ピンホルダ３２の中心から外周方向［図６（ｂ）］、または、その反対方向、即ち中心方向［図６（ｃ）］に、円板状ピンホルダ３２に対して相対的に数ｍｍ程度動くことができる構造となっている。この場合、ピン２２を動きやすくするため、その嵌着部２８の下端部の周縁には、図６（ｄ）に示すようにアール（Ｒ）と呼ばれる丸みを形成しておくことが好ましい。
また、図２、図４及び図８に示した例においては、支柱１６の設置本数を３本とした場合を示したが、支柱１６の設置本数はベース１２，１４を支持可能な本数であれば特別な限定はない。
前記ピン２２は、図３（ａ）（ｂ１）（ｂ２）に示したように、円柱状のピン素材２２ａを旋盤にて研磨加工することによって容易に得ることができ、かつピン２２、特にその接触部２６の表面粗度を容易に制御することが可能となる。ピン素材２２ａとしては、直径１〜７ｍｍ程度で、長さ５〜１０ｍｍ程度のＳｉＣ、Ｓｉ（単結晶、多結晶）、石英などを用いることができる。また、支柱１６及びベース１２，１４の素材としても、ＳｉＣ、シリコン又は石英を用いるのが好適である。
図２及び図４に示した円板状ピンホルダ３２の中心部に設けた円状嵌着孔３４ａは直径１〜７ｍｍ程度の円形で、ピンホルダ３２の中心部から放射状に設けたスリット状嵌着孔３４ｂは幅１〜７ｍｍ、長さ４〜２１ｍｍ程度となる。スリット状嵌着孔３４ｂはそのスリットの長さ方向をピンホルダ３２の中心部から放射状に３〜２４箇所程度配置される（図２及び図４では６箇所）。ピンホルダ３２を図８のように円環状とした場合には、ピンホルダ３２の中心部に設ける嵌着孔３４ａは省略されることは勿論であるが、ピンホルダ３２を図４のような円板とした場合でも嵌着孔３４ａを省略することもできる。
上述したように、本発明のウェーハ支持具においては、ピンの先端部のウェーハとの接触部の形状が、ウェーハに対して凸の曲面となるように構成してあるので、熱処理中にウェーハとの接触部にキズやスリップ転位が発生することがなくなり、したがって生産性が向上してコスト低減が可能となるものである。
ピン２２のウェーハＷとの接触部２６は、その接触部２６の表面粗度を別途追加工して接触部２６のみを所望の表面粗度にしてもよい。さらに、ピン２２の形状と嵌着孔３４ａ，３４ｂを適切に選択することにより、ウェーハＷがピン２２と接触する位置（ウェーハＷの面内の位置）や接触部２６の形状を任意に設計できる。そして、ピン２２のみをピンホルダ３２から取り外すことが可能な構成を採用する場合には、洗浄や交換が容易であり、また、表面を再加工してリサイクルしたりすることも可能である。
上記各実施の形態においては、ピン２２はピンホルダ３２に対して嵌着孔３４ａ，３４ｂを介して着脱可能に保持され、ピンホルダ３２は支柱１６に対して挿入溝３０を介して着脱可能に保持され、また支柱１６はベース１２，１４に対して受け孔１８，２０を介して着脱可能に保持される構造を例示したが、必要に応じて、ピン２２をピンホルダ３２に対して着脱不能に固定し、ピンホルダ３２を支柱１６に対して着脱不能に固定し、また支柱１６をベース１２，１４に対して着脱不能に固定することもできる。
図１〜図８に示した例においては、ウェーハ支持部材としてピン２２を用いた場合を示したが、ウェーハ支持部材としてはピン２２以外の部材を用いることも可能であり、図９〜１１に基づいて以下に説明する。
図９（ａ）（ｂ）において、４０はウェーハ支持部材ホルダで、本発明に係る熱処理用ウェーハ支持具を構成する。該支持部材ホルダ４０はウェーハ支持部材４２を保持している。このウェーハ支持部材４２は、支持部材ホルダ４０の上面に設置された台形部材４４を有している。この台形部材４４の上面には回転体収容孔４６が穿設されている。この回転体収容孔４６には、熱処理するウェーハＷとの接触部としての回転体４８が回転可能に嵌入されている。矢印５０は回転体４８の所定位置を示すものである。この回転体４８の形状については、特別の限定はないが、図１０に示したように、上面から見て（ａ）球形、（ｂ）楕円球形、（ｃ）円柱形又は円筒形等の形状を採用することができる。
上記した構成により、図９（ａ）に示したように、ウェーハＷが回転体４８によって接触支持されている状態でウェーハＷの熱処理を行うと、矢印５２で示したウェーハＷの伸び方向にウェーハが伸長し、上記回転体４８は、矢印５０の位置から明らかなように、図９（ｂ）に示したように回転するので、熱処理中のウェーハＷの回転体との接触部にキズやスリップ転位が発生するのを抑制することができる。
なお、図９（ａ）（ｂ）の例では、台形部材４４の上面に回転体収容孔４６を穿設したが、この台形部材４４を省略して支持部材ホルダ４０の上面に回転体収容孔４６を穿設し、この回転体収容孔４６に回転体４８を直接嵌入する構成とすることもできる。また、台形部材４４の代わりに他の形状の部材としてもよい。
図９（ａ）（ｂ）の例では、回転体４８を台形部材４４の回転体収容孔４６に嵌入した場合を示したが、図１１（ａ）（ｂ）に示したようにこの回転体収容孔４６の形状をスリット溝状とし、このスリット溝状回転体収容孔４６に回転体４８を遊動回転可能に収容する構成とすることもできる。この場合、スリット溝状回転体収容孔４６は、支持部材ホルダ４０の中心から放射線状に配置されるのが好適である。この構成により、図１１（ａ）に示したように、ウェーハＷが回転体４８によって接触支持されている状態でウェーハＷの熱処理を行うと、矢印５２で示したウェーハＷの伸び方向にウェーハＷが伸長し、上記回転体４８は、矢印５０の位置から明らかなように、図１１（ｂ）に示したように回転するので、図９の場合と同様に熱処理中のウェーハＷの回転体との接触部にキズやスリップ転位が発生するのを抑制することができる。特に、図１１の構成においては、上記回転体４８が転がることを利用することになるので、この場合の転がり摩擦は極めて小さく、摩擦に起因するキズやスリップ転位の発生を防ぐ上で大きな効果がある。
なお、図１１（ａ）（ｂ）の例でも、この台形部材４４の上面にスリット溝状回転体収容孔４６を穿設したが、この台形部材４４を省略して支持部材ホルダ４０の上面にスリット溝状回転体収容孔４６を穿設し、このスリット溝状回転体収容孔４６に回転体４８を直接遊動回転可能に収容する構成とすることもできる。
本発明の熱処理装置は、上記第１から第４の実施の形態において例示した本発明の熱処理用ウェーハ支持具を備えた熱処理装置である。
この種の熱処理装置としては、例えば図１２に示したような縦型熱処理炉が知られている。同図において、１１０は縦型熱処理炉である。この熱処理炉１１０は、同心状に配置されたヒータ１１２と、その内側に配置されたプロセスチューブ１１４と、ウェーハを複数枚載置するボート１１６と、そのボート１１６を着脱自在に装着する保温筒１１８と、その下部にあって熱処理時にプロセスチューブ１１４の下端の炉口部１２０を塞ぐ蓋体１２２と、該ボート１１６、保温筒１１８及び蓋体１２２をプロセスチューブ１１４の内部に向かって上下させる不図示の昇降手段とからなっている。なお、１１５はプロセスチューブ１１４の下端部に設けられたフランジ部である。この縦型熱処理炉１１０において、上記ボート１１６に本発明の熱処理用ウェーハ支持具を適用することによって、この縦型熱処理炉１１０を本発明の熱処理装置として用いることができる。
また、この種の熱処理装置として急速加熱、急速冷却（ＲＴＰ）装置を用いることもできる。ＲＴＰ装置の一例を図１３によって説明する。図１３はＲＴＰ装置の一例を示す概略説明図である。図１３において、２１０は熱処理装置、換言すれば、ＲＴＰ装置である。この熱処理装置２１０は、石英からなるチャンバー２１１を有し、このチャンバー２１１内でウェーハＷを熱処理するようになっている。加熱は、チャンバー２１１を上下左右から囲繞するよう配置された加熱ランプ２１２によって行う。この加熱ランプ２１２はそれぞれ独立に供給される電力を制御できるようになっている。
このチャンバー２１１のガスの導入側にはガス導入口２１９が設けられ、ガスの排気側には、オートシャッター２１３が装備され、外気を封鎖している。オートシャッター２１３には、ゲートバルブによって開閉可能に構成される不図示のウェーハ挿入口が設けられている。また、オートシャッター２１３にはガス排気口２２０が設けられており、炉内雰囲気を調整できるようになっている。
そして、ウェーハＷは支持治具、例えば石英トレイ２１４に形成された３点支持部２１５の上に配置される。石英トレイ２１４のガス導入口側には、石英製のバッファ２１６が設けられており、ガス導入口２１９から導入されたガスがウェーハＷに直接当たるのを防ぐことができる。
また、チャンバー２１１には不図示の温度測定用特殊窓が設けられており、チャンバー２１１の外部に設置されたパイロメータ２１７により、その特殊窓を通してウェーハＷの温度を測定することができる。
このＲＴＡ装置２１０において、ウェーハ支持具、例えば石英トレイ２１４の代わりに本発明の熱処理用ウェーハ支持具を適用することによって、このＲＴＡ装置２１０を本発明の熱処理装置として用いることができる。
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的にするが、実施例は例示として示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
【実施例１】  ベース、支柱、ピンの素材としてＳｉＣを使用し、図１及び図２に記載された熱処理用ウェーハ支持具を作製した。その際、ピンは直径５ｍｍ、長さ１０ｍｍの円柱状の材料を使用して、その先端部に直径約５ｍｍの球状の接触部を形成し、基端部は直径約３ｍｍとした。また、放射状に設けた６ヶ所のスリット状ピン孔は、その中央部がピンホルダの中心から１１０ｍｍの位置に配置されるように形成した。
このような熱処理用ウェーハ支持具を用い、直径３００ｍｍ、結晶方位＜１００＞、ｐ型、約１０ΩｃｍのＣＺシリコン単結晶ウェーハの熱処理を行った。ウェーハとの接触部におけるキズやスリップ転位の発生状況を調査した。
熱処理条件は、アルゴン１００％雰囲気下、１２００℃、１時間とし、ウェーハの投入及び取出温度は７００℃とした。
熱処理後のウェーハは、Ｘ線トポグラフ法を用いて、ウェーハ支持具とウェーハとの接触部におけるキズやスリップ転位の発生状況を調査した結果、これらの発生はほとんど見られなかった。
【実施例２】  ベース、支柱、ピンの素材としてＳｉＣを使用し、図１に記載されたような熱処理用ウェーハ支持具を作製した。ただし、ピンホルダ３２は直径３２０ｍｍ、厚さ１ｍｍとし、ピンを嵌め込むスリット３４ｂは幅３．５ｍｍ、長さ９ｍｍの貫通孔とし、図１４（ａ）に示すように、半径１４０ｍｍの位置に１２０度間隔で３ヶ所、半径１２０ｍｍの位置に１２０度間隔で３ヶ所、さらに、半径６０ｍｍの位置に１２０度間隔で３ヶ所の計９箇所をそれぞれ放射状に形成し、その９カ所全てに可動ピンを配置した。その際、ピンは直径８ｍｍ、長さ１０ｍｍの円柱状の材料を使用して、その先端部に直径約６ｍｍの球状の接触部を形成し、基端部は直径約３ｍｍとした。ピンとウェーハの接触面積は９箇所を合計しても１０ｍｍ２以下である。
このような熱処理用ウェーハ支持具を用い、直径３００ｍｍ、結晶方位＜１００＞、ｐ型、約１０ΩｃｍのＣＺシリコン単結晶ウェーハの熱処理を行い、ウェーハとの接触部におけるスリップ転位の発生状況を調査した。
熱処理条件は、ＳＩＭＯＸウェーハ作製用の高温長時間熱処理を想定し、アルゴンと酸素の混合ガス雰囲気下、１３５０℃、８時間とし、ウェーハの投入及び取出温度は６００℃とした。なお、ＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｉｏｎ−ｉｍｐｌａｎｔｅｄ  Ｏｘｙｇｅｎ）とは、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェーハの作製方法の一つであり、シリコン単結晶ウェーハ中に酸素イオンを注入して熱処理することによりシリコン単結晶ウェーハ内部にＳｉＯ２層を形成する方法である。熱処理後のウェーハを、Ｘ線トポグラフ法を用いて観察した結果を図１４（ｂ）に示す。図１４（ｂ）によれば、熱処理条件が１３５０℃、８時間と極めて過酷であるにもかかわらず、スリップ転位の発生はほとんど見られなかった。なお、図１４（ａ）（ｂ）において、６０はウェーハのノッチ位置を示す矢印である。
（比較例１）
図１５（ａ）に示すような従来のウェーハホルダ７０（ウェーハとの接触部はリング状であり、接触面積は約２５０００ｍｍ２）を用い、実施例２と同一仕様のウェーハＷを用い同一の熱処理条件で熱処理を行い、Ｘ線トポグラフ法を用いてスリップ転位を観察した結果を図１５（ｂ）に示す。
図１５（ｂ）から明らかなように、従来のウェーハホルダを用いた場合にはスリップ転位が多発していることがわかる。また、図１４（ｂ）と比較するとその差は顕著であり、本発明のウェーハ支持具の耐スリップ特性が極めて高いことがわかる。
【実施例３】  可動ピンの効果を確認するため、実施例２で使用したピンホルダ３２において、半径１２０ｍｍの位置に１２０度間隔で３ヶ所のピンのみを固定ピン２２ｆとしたものを別途作製し（図１６（ａ））、これを用いて実施例２と同一の条件で熱処理を行った後、Ｘ線トポグラフ法を用いてスリップ転位を観察した結果を図１６（ｂ）に示す。図１６（ａ）（ｂ）において、６０はウェーハのノッチ位置を示す矢印である。
図１６（ｂ）によれば、９ヶ所全部を可動ピンとした場合の図１４（ｂ）に比べて若干のスリップ転位の発生が見られ、そのスリップ転位の発生位置は固定ピンの位置とほぼ一致していることがわかる。従って、ウェーハ支持具のウェーハとの接触部の可動性がスリップ転位抑制効果を有することが確認された。
このように、ウェーハ支持具のウェーハとの接触部を可動性にすればスリップ転位抑制効果が得られるので、従来のウェーハ支持具のように接触部全てが固定されている場合と比較すると、実施例３のように少なくとも接触部の一部を可動性にすれば、スリップ転位の低減という本発明の効果を得ることができる。もちろん、全ての接触部を可動性にすることが最も効果的である。
【産業上の利用可能性】  以上述べたごとく、本発明の熱処理用ウェーハ支持具を用いてウェーハの熱処理を行えば、高温熱処理によるキズやスリップ転位を効果的に抑制することができ、かつ本発明の熱処理用ウェーハ支持具はその加工が容易であるので、製作コストの低減を図ることができるという大きな効果を奏する。特に、本発明の熱処理用ウェーハ支持具は、ＳＩＭＯＸウェーハのように、極めて高温長時間の熱処理に対して有効性が高い。
また、このような熱処理用ウェーハ支持具を具備した本発明の熱処理装置によれば、高温熱処理後にキズやスリップ転位の少ないウェーハを提供することができるので、このウェーハを用いて製造されるデバイスの品質や歩留を向上させることができる。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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