(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン製の複数の支柱と、
これらの支柱同士を連結するシリコン製の連結部材とを備え、
上記各支柱の長さ方向の同じ位置には、シリコンウェーハを搭載するウェーハ搭載部がそれぞれ設けられたシリコンボートであって、
上記支柱および連結部材をＨＦ洗浄して、これらの支柱および連結部材の表面酸化膜を除去し、これらの支柱および連結部材を用いてシリコンボートを組み立てた後、このシリコンボートを９００℃〜１２５０℃、１時間以上の条件で水素アニール処理することで、上記各支柱と上記連結部材との連結部分の表層のシリコン同士が互いに拡散し融合しているシリコンボート。
【請求項２】
シリコン製の複数の支柱、および、これらの支柱同士を連結するシリコン製の連結部材を準備する工程と、
これらの支柱および連結部材をＨＦ洗浄して、それぞれの表面酸化膜を除去する工程と、
これらの支柱および連結部材を用いてシリコンボートを組み立てる工程と、
この組み立てられたシリコンボートを９００℃〜１２５０℃、１時間以上の条件で水素アニール処理する工程とを備えたシリコンボートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はシリコンボートおよびその製造方法、詳しくはシリコンウェーハの熱処理炉において使用されるシリコンボートおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンウェーハの熱処理炉は、例えばウェーハの表面にＣＶＤ膜や酸化膜などを形成したり、不純物を拡散する装置である。熱処理炉には、形状により縦型炉と横型炉とがある。各炉には炉型に合わせた縦型または横型のウェーハボートが用いられている。縦型のウェーハボートは炉内に立装され、また横型のウェーハボートは炉内に横倒し状態で装入される。
従来の縦型のシリコンボートとしては、例えば本願出願人が先に出願した特開平５−１５２２２８号公報の「ボートへのウェーハ搭載方法」に記載されたものなどが知られている。
このシリコンボートは、互いに離間配置された一対の面板（連結部材）によって平行状態で連結される複数の支柱を有し、各支柱には、多数のウェーハ保持溝が、それぞれ所定間隔をあけた対向状態でその長手方向に沿って刻設されている。支柱および面板は、いずれもシリコン製である。
薄い円板状のシリコンウェーハは、各段の対向するウェーハ保持溝に挿入されることで、縦型のシリコンボート内に水平配置される。シリコンボートは、そのまま縦型熱処理炉内に立装され、ここでシリコンウェーハの熱処理が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のシリコンボートにあっては、このようにシリコンボートを構成する支柱および面板の材料としては、扱われるウェーハと同じシリコン（単結晶シリコンおよび多結晶シリコンを含む）が採用されていた。これは、ウェーハ熱処理時のウェーハの汚染やスリップ発生を防ぐためである。
また、これらの部品からなるシリコン製のウェーハボートは、一般的に一体成形することが困難であるので、前述したように組み立てにより製造される。そのためボートの寸法精度が低下し、後のウェーハ熱処理時に、シリコンウェーハのスリップが増大してしまうおそれがあった。
【０００４】
そこで、これを解消するその他の従来技術として、例えばレーザまたはガスバーナの熱によって、支柱と面板との連結部分を溶接することで固着させたシリコンボートが知られている。
しかしながら、このような溶接式のボートでは、その溶接時にシリコンボートに不純物などが付着してしまい、それがシリコンウェーハに転写されてウェーハの汚染を招くおそれがあった。
【０００５】
【発明の目的】
そこで、この発明は、シリコンボートを原因としたウェーハ熱処理時のシリコンウェーハの汚染やスリップの発生を抑えることができるシリコンボートおよびその製造方法を提供することを、その目的としている。
また、この発明は、堅牢なシリコンボートが得られるシリコンボートおよびその製造方法を提供することを、その目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、シリコン製の複数の支柱と、これらの支柱同士を連結するシリコン製の連結部材とを備え、上記各支柱の長さ方向の同じ位置には、シリコンウェーハを搭載するウェーハ搭載部がそれぞれ設けられたシリコンボートであって、上記支柱および連結部材をＨＦ洗浄して、これらの支柱および連結部材の表面酸化膜を除去し、これらの支柱および連結部材を用いてシリコンボートを組み立てた後、このシリコンボートを９００℃〜１２５０℃、１時間以上の条件で水素アニール処理することで、上記各支柱と上記連結部材との連結部分の表層のシリコン同士が互いに拡散し融合しているシリコンボートである。
【０００７】
この発明は、縦型および横型の各種のシリコンボートに適用される。また、ウェーハ搭載部は、例えば各支柱の一部を刻設する溝状でも、各支柱間に突起物を設ける突起状でもよい。
このシリコンボートの構成部品としては、少なくとも支柱と連結部材とを有していれば限定されない。他の部品としては、例えば支柱を連結部材に掛止するためのストッパなどが挙げられる。
ＨＦ洗浄用の洗浄液は限定されない。ただし、通常はＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：１００〜１：５（体積％）である。
ＨＦ洗浄の洗浄時間は限定されない。ただし、通常は１〜３０分間である。
ＨＦ洗浄により除去される表面酸化膜は、通常、シリコン酸化膜である。
【０００８】
シリコンボートを水素アニール処理するときの水素アニール炉は限定されない。縦型炉でも、横型炉でもよい。
水素アニール温度は９００〜１２５０℃である。好ましくは１１００℃以上である。９００℃未満であれば、処理に長時間を要するという不都合が生じる。１２５０℃を越えると、シリコン素材の変形などのおそれがある。
水素アニールの好ましい処理時間は１〜１００時間である。１時間未満ではシリコン部材同士の接合が弱く、ボートを取り出し移載するときに外れてしまうという不都合が生じる。
【０００９】
支柱および連結部材の表面の粗さは、Ｒａ１．０μｍ以下、好ましい表面粗さはＲａ０．０１〜０．５μｍである。Ｒａ１．０μｍを超えると表面粗さが大きいためシリコン部材同士が面で接合しにくいという不都合が生じる。０．０１μｍ以下では、加工に時間がかかり生産性を下げる。
ここでいうシリコンボートの面粗さは、例えば、接触式平坦度測定計であるＳｌｏａｎ社（米国）の「ＤＥＫＴＡＫ３０３０」を用いて測定されたものとする。
なお、支柱および連結部材の各表面において、その表面粗さがＲａ１．０μｍ以下の領域としては、少なくとも支柱と連結部材との連結部分を含んでいればよい。
【００１０】
支柱および連結部材の表面の粗さをＲａ１．０μｍ以下としたので、支柱および連結部材の組み立て時の組み立て精度を高めることができる。
ところで、例えば９００℃の水素アニール処理で実際に融合するのは、シリコン製の支柱と連結部材との各表層部だけである。したがって、これらのボート部品の表面をＲａ１．０μｍ以下の高平坦度とすれば、支柱と連結部材との連結部分において接触面積が増大する。そのため、水素アニール処理後のシリコンボートを堅牢化することができる。これらの事項は請求項２にも該当する。
【００１１】
請求項２の発明は、シリコン製の複数の支柱、および、これらの支柱同士を連結するシリコン製の連結部材を準備する工程と、これらの支柱および連結部材をＨＦ洗浄して、それぞれの表面酸化膜を除去する工程と、これらの支柱および連結部材を用いてシリコンボートを組み立てる工程と、この組み立てられたシリコンボートを９００℃〜１２５０℃、１時間以上の条件で水素アニール処理する工程とを備えたシリコンボートの製造方法である。
【００１２】
【作用】
請求項１および請求項２に記載の発明によれば、まず準備されたシリコン製の支柱と連結部材とをＨＦ洗浄し、これらの表面酸化膜を除去する。次いで、これらの支柱と連結部材とを組み合わせてシリコンボートを組み立てる。
それから、組み立てられたシリコンボートを、９００℃〜１２５０℃の加熱温度で１時間以上、水素アニール処理する。
このように、シリコンボートのアニール処理は水素ガスの雰囲気中で行われる。そのため、アニール処理時には、各ボート部品の表面に酸化膜（シリコン酸化膜）は形成されない。
このアニール処理時には、９００℃〜１２５０℃で１時間以上の加熱が行われるので、支柱と連結部材との連結部分の表層が互いに拡散し融合する。これにより、支柱および連結部材が一体化したシリコンボートが得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施例に係るシリコンボートの製造方法を示すフローシートである。図２は本発明の一実施例に係るシリコンボートの全体斜視図である。
図２において、１１は一実施例に係る縦型のシリコンボートであり、このシリコンボート１１は、単結晶シリコンまたは多結晶シリコンを素材とし、互いに離反した一対の面板１２ａと面板１２ｂとを、４本の支柱１３を用いて、一体的に橋絡したものである。
図１に示すように、各支柱１３には、シリコンウェーハを保持するウェーハ保持溝（ウェーハ搭載部）１４が、所定の間隔で支柱１３の長さ方向に沿って約１００〜２００箇所に刻設されている。
【００１４】
次に、図１のフローシートを参照して、このシリコンボート１１の製造方法を説明する。
まず、単結晶シリコンインゴットまたは多結晶シリコンインゴットから、ボート部品である各面板１２ａ，１２ｂと支柱１３とを切り出す。各ボート部品１２ａ，１２ｂ，１３は、それぞれの表面の粗さがＲａ１．０μｍ以下となるように仕上げられる。具体的には、目の細かい切削治具を用いて切削時に表面粗さを制御する、あるいは切削後に研磨布を取り付けた回転機構により仕上げる。
【００１５】
このように、面板１２ａ，１２ｂおよび支柱１３の表面の粗さをＲａ１．０μｍ以下とすれば、後のボート組み立て時における組み立て精度が高まる。しかも、組み立てられたシリコンボート１１も堅牢化する。すなわち、この水素アニール処理で実際に接合するのは、シリコン製の面板１２ａ，１２ｂと支柱１３との各表層だけである。
したがって、これらのボート部品１２ａ，１２ｂ，１３の表面をＲａ１．０μｍ以下の高平坦度とすれば、面板１２ａ，１２ｂおよび支柱１３の連結部分において接触面積が増大する。そのため、水素アニール処理後のシリコンボート１１を堅牢化することができる。
【００１６】
続いて、これらの面板１２ａ，１２ｂおよび支柱１３をＨＦ洗浄する。このＨＦ洗浄は、ＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：１０（体積％）であるＨＦ洗浄液によって行われる。洗浄時間は１分間、環境温度は室温である。ＨＦ洗浄により各面板１２ａ，１２ｂおよび支柱１３の表面を被っていたシリコン酸化膜（表面酸化膜）が除去される。
その後、これらの面板１２ａ，１２ｂおよび支柱１３を組み合わせてシリコンボート１１の組み立てが行われる。
【００１７】
組み立て後のシリコンボート１１には、これらのボート部材１２ａ，１２ｂ，１３を一体的に接合させるための水素アニール処理が施される。アニール温度は１２００℃、アニールの処理時間は２時間である。
このように１２００℃の温度で１時間以上加熱すると、各ボート部品１２ａ，１２ｂ，１３の連結部分の表層のシリコン同士が互いに拡散し融合する。これにより、各面板１２ａ，１２ｂと、支柱１３とが一体化されたシリコンボート１１が得られる。
なお、アニール処理は水素ガス中で行われる。したがって、この処理中に各ボート部品１２ａ，１２ｂ，１３の表面が、あらたに表面酸化膜（シリコン酸化膜）で被われるおそれはない。
【００１８】
製造されたシリコンボート１１は、通常のシリコンボートと同様に使用される。
すなわち、図２に示すように、シリコンボート１１の長手方向を垂直に向け、シリコンボート１１の各段のウェーハ保持溝１４間に、所定寸法のシリコンウェーハをそれぞれ挿入する。これにより、各シリコンウェーハの外周部が、該当する各段の合計４個のウェーハ保持溝１４に一連に保持される。
その後、シリコンボート１１を縦置きのままで熱処理炉内に装入し、シリコンウェーハの熱処理が行われる。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１および請求項２の発明によれば、ＨＦ洗浄後に所定条件で水素アニール処理を行うようにしたので、シリコンボートを原因とするウェーハ熱処理時のシリコンウェーハの汚染やスリップの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例に係るシリコンボートの製造方法を示すフローシートである。
【図２】  本発明の一実施例に係るシリコンボートの全体斜視図である。
【符号の説明】
１１  シリコンボート、
１２ａ，１２ｂ  面板（連結部材）、
１３  支柱、
１４  ウェーハ保持溝（ウェーハ搭載部）。
【図１】
0003767794.tif 000002
【図２】
0003767794.tif 000003