JP2003007634A - ウェーハの熱処理方法及び熱処理装置 - Google Patents
ウェーハの熱処理方法及び熱処理装置Info
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- JP2003007634A JP2003007634A JP2001188495A JP2001188495A JP2003007634A JP 2003007634 A JP2003007634 A JP 2003007634A JP 2001188495 A JP2001188495 A JP 2001188495A JP 2001188495 A JP2001188495 A JP 2001188495A JP 2003007634 A JP2003007634 A JP 2003007634A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】石英製反応管内に投入されたシリコンウェーハ
又はエピタキシャルシリコンウェーハを高温でRTA処
理する場合に、シリコンウェーハ又はエピタキシャルシ
リコンウェーハから生じ石英製反応管内壁面に付着する
SiOx或いはその他の生成物による石英製反応管の汚
れを抑制し、生産性向上を図ることができるようにした
ウェーハの熱処理方法及び装置を提供する 【解決手段】石英製反応管内に投入されたウェーハの熱
処理方法であって、前記ウェーハの少なくとも上方又は
下方に遮蔽部材を配置し、該ウェーハからの生成物が該
石英製反応管の内壁に付着しないように該遮蔽部材によ
って該ウェーハを遮蔽した状態で熱処理を行うようにし
た。
又はエピタキシャルシリコンウェーハを高温でRTA処
理する場合に、シリコンウェーハ又はエピタキシャルシ
リコンウェーハから生じ石英製反応管内壁面に付着する
SiOx或いはその他の生成物による石英製反応管の汚
れを抑制し、生産性向上を図ることができるようにした
ウェーハの熱処理方法及び装置を提供する 【解決手段】石英製反応管内に投入されたウェーハの熱
処理方法であって、前記ウェーハの少なくとも上方又は
下方に遮蔽部材を配置し、該ウェーハからの生成物が該
石英製反応管の内壁に付着しないように該遮蔽部材によ
って該ウェーハを遮蔽した状態で熱処理を行うようにし
た。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、チョクラルスキー
(CZ)法にて製造されたシリコンウェーハ又はこれを
用いて製造されたエピタキシャルシリコンウェーハに対
して急速昇温/降温熱処理(Rapid Therma
l Annealing:RTA)を効率的に行うこと
ができるようにしたウェーハの熱処理方法及び熱処理装
置に関する。
(CZ)法にて製造されたシリコンウェーハ又はこれを
用いて製造されたエピタキシャルシリコンウェーハに対
して急速昇温/降温熱処理(Rapid Therma
l Annealing:RTA)を効率的に行うこと
ができるようにしたウェーハの熱処理方法及び熱処理装
置に関する。
【0002】
【関連技術】CZ法にて製造されたシリコン結晶中に
は、石英製の坩堝を使用していることから酸素が少なか
らず混入する。この酸素は結晶製造中及び切断・基板加
工された後のデバイス製造工程での熱処理中に析出物と
なることが知られている。酸素析出物がデバイス活性領
域にある場合、デバイス歩留まりを低下させる要因とな
るが、その一方で基板内部に酸素析出物が形成された場
合は重金属汚染種に対するゲッタリング能力の改善効果
をもたらす。
は、石英製の坩堝を使用していることから酸素が少なか
らず混入する。この酸素は結晶製造中及び切断・基板加
工された後のデバイス製造工程での熱処理中に析出物と
なることが知られている。酸素析出物がデバイス活性領
域にある場合、デバイス歩留まりを低下させる要因とな
るが、その一方で基板内部に酸素析出物が形成された場
合は重金属汚染種に対するゲッタリング能力の改善効果
をもたらす。
【0003】これらの観点から、シリコンウェーハ中の
酸素析出物制御(酸素析出特性の制御)は極めて重要で
ある。従来、この酸素析出特性の制御は、シリコン結晶
製造時での酸素濃度を制御することや基板に長時間の熱
処理を施すことにより行われてきた。しかし、前者の制
御に関しては、各々の酸素濃度に対して結晶製造条件を
設定する必要があり、製造作業が繁雑であった。また、
シリコン結晶の成長方向に対して同一の酸素濃度であっ
ても、結晶製造時の熱履歴の影響によって成長軸方向の
酸素析出特性は均一でなかった。さらに、後者に関して
も長時間の熱処理が必要で生産性が低かった。
酸素析出物制御(酸素析出特性の制御)は極めて重要で
ある。従来、この酸素析出特性の制御は、シリコン結晶
製造時での酸素濃度を制御することや基板に長時間の熱
処理を施すことにより行われてきた。しかし、前者の制
御に関しては、各々の酸素濃度に対して結晶製造条件を
設定する必要があり、製造作業が繁雑であった。また、
シリコン結晶の成長方向に対して同一の酸素濃度であっ
ても、結晶製造時の熱履歴の影響によって成長軸方向の
酸素析出特性は均一でなかった。さらに、後者に関して
も長時間の熱処理が必要で生産性が低かった。
【0004】一方、近年の研究において、急速昇温/降
温熱処理(RTA処理)をCZ法にて製造されたシリコ
ンウェーハに対して施すことにより、酸素析出が促進さ
れることが判った(例えば、M. Pagani etal., Appl. P
hys. Lett. 70, 1572 (1997))。本方法を用いると短
時間でシリコンウェーハ中に酸素析出核を形成可能であ
るため、多くの研究者がこの方法に注目している。
温熱処理(RTA処理)をCZ法にて製造されたシリコ
ンウェーハに対して施すことにより、酸素析出が促進さ
れることが判った(例えば、M. Pagani etal., Appl. P
hys. Lett. 70, 1572 (1997))。本方法を用いると短
時間でシリコンウェーハ中に酸素析出核を形成可能であ
るため、多くの研究者がこの方法に注目している。
【0005】このRTA処理は、図4に示したようなR
TA処理装置30を用いて行われていた。該RTA処理
装置30は、上壁32a、下壁32b及び側壁32cか
ら構成された箱状のRTA処理用石英製反応管(RTA
炉)32を有している。この反応管32を上下左右から
取り囲む位置に不図示の加熱ランプが設けられ、この加
熱ランプにより加熱が行われる。また反応管32の紙面
手前側には開口部33が設けられており、不図示のオー
トシャッターを通してシリコンウェーハWが出し入れ可
能に構成されている。また、ウェーハWの温度測定を行
うためのパイロメーターが反応管32の外部に設けら
れ、上壁32a又は下壁32bを通してウェーハWの温
度測定が行われる。
TA処理装置30を用いて行われていた。該RTA処理
装置30は、上壁32a、下壁32b及び側壁32cか
ら構成された箱状のRTA処理用石英製反応管(RTA
炉)32を有している。この反応管32を上下左右から
取り囲む位置に不図示の加熱ランプが設けられ、この加
熱ランプにより加熱が行われる。また反応管32の紙面
手前側には開口部33が設けられており、不図示のオー
トシャッターを通してシリコンウェーハWが出し入れ可
能に構成されている。また、ウェーハWの温度測定を行
うためのパイロメーターが反応管32の外部に設けら
れ、上壁32a又は下壁32bを通してウェーハWの温
度測定が行われる。
【0006】該石英製反応管32の内部にはサセプタ4
2が下壁32b上に設置され、該サセプタ42の上面に
突設された突部42a,42aにはRTA処理されるシ
リコンウェーハWが載置される。
2が下壁32b上に設置され、該サセプタ42の上面に
突設された突部42a,42aにはRTA処理されるシ
リコンウェーハWが載置される。
【0007】しかし、このRTA処理用石英製反応管
(RTA炉)32内に投入されたシリコンウェーハWを
高温でRTA処理した場合、エッチングされたシリコン
ウェーハW上の自然酸化膜(SiOx)或いはその他の
生成物が当該石英製反応管32の内壁面に付着し、石英
製反応管32の内部が汚れる問題があった。この汚れが
ひどい場合には処理温度の制御ができなくなるため、ウ
ェーハ治具類を取り外して石英製反応管32の内部をウ
ェットな処理で洗浄する必要があり、RTA炉を用いた
場合には結果的に生産性が低くなる問題があった。
(RTA炉)32内に投入されたシリコンウェーハWを
高温でRTA処理した場合、エッチングされたシリコン
ウェーハW上の自然酸化膜(SiOx)或いはその他の
生成物が当該石英製反応管32の内壁面に付着し、石英
製反応管32の内部が汚れる問題があった。この汚れが
ひどい場合には処理温度の制御ができなくなるため、ウ
ェーハ治具類を取り外して石英製反応管32の内部をウ
ェットな処理で洗浄する必要があり、RTA炉を用いた
場合には結果的に生産性が低くなる問題があった。
【0008】このRTA処理装置30を用いるシリコン
ウェーハWの熱処理は、図5のフローチャートの手順に
従って行われる。まず、RTA処理用石英製反応管32
内のサセプタ42の突部42a上にシリコンウェーハW
を載置(投入)し(ステップ200)、RTA処理を行
い(ステップ202)、RTA処理が終了したシリコン
ウェーハWを石英製反応管32から取り出す(ステップ
204)。これが1枚のシリコンウェーハWに対するR
TA処理の処理サイクルである。
ウェーハWの熱処理は、図5のフローチャートの手順に
従って行われる。まず、RTA処理用石英製反応管32
内のサセプタ42の突部42a上にシリコンウェーハW
を載置(投入)し(ステップ200)、RTA処理を行
い(ステップ202)、RTA処理が終了したシリコン
ウェーハWを石英製反応管32から取り出す(ステップ
204)。これが1枚のシリコンウェーハWに対するR
TA処理の処理サイクルである。
【0009】シリコンウェーハWを少数枚処理している
うちは、上述した石英製反応管32の内部の汚れも発生
しないが、多数枚の処理を行うとシリコンウェーハWか
ら生成するSiOxやその他の生成物に起因する汚れが
石英製反応管32の内部に付着するので、この汚れた石
英製反応管32を汚れのない石英製反応管32に交換す
る必要がある。この石英製反応管32の交換は、目視に
より汚れの発生状況を判断しながら行うが、例えば、後
述する比較例1に示したように30枚のシリコンウェー
ハのRTA処理を行った段階で石英製反応管32の交換
を行う必要性が生じるものである。
うちは、上述した石英製反応管32の内部の汚れも発生
しないが、多数枚の処理を行うとシリコンウェーハWか
ら生成するSiOxやその他の生成物に起因する汚れが
石英製反応管32の内部に付着するので、この汚れた石
英製反応管32を汚れのない石英製反応管32に交換す
る必要がある。この石英製反応管32の交換は、目視に
より汚れの発生状況を判断しながら行うが、例えば、後
述する比較例1に示したように30枚のシリコンウェー
ハのRTA処理を行った段階で石英製反応管32の交換
を行う必要性が生じるものである。
【0010】したがって、石英製反応管32の交換時期
を判断する工程(ステップ206)を設け、交換時期で
ない(汚れが生じていない)限り、同じ石英製反応管3
2を用いてシリコンウェーハWに対するRTA処理を繰
り返し、交換の時期がくる(汚れが生じている)と、汚
れた石英製反応管32を汚れのない石英製反応管32と
交換する(ステップ208)。この石英製反応管32の
交換に要する時間は約2時間かかり、多大な手間を必要
とするものであった。さらに、この汚れた石英製反応管
32を洗浄して汚れを除去するには長時間作業(約1
日)を要するものであった。また、エピタキシャルシリ
コンウェーハのRTA処理においても同様の問題が生じ
ていた。
を判断する工程(ステップ206)を設け、交換時期で
ない(汚れが生じていない)限り、同じ石英製反応管3
2を用いてシリコンウェーハWに対するRTA処理を繰
り返し、交換の時期がくる(汚れが生じている)と、汚
れた石英製反応管32を汚れのない石英製反応管32と
交換する(ステップ208)。この石英製反応管32の
交換に要する時間は約2時間かかり、多大な手間を必要
とするものであった。さらに、この汚れた石英製反応管
32を洗浄して汚れを除去するには長時間作業(約1
日)を要するものであった。また、エピタキシャルシリ
コンウェーハのRTA処理においても同様の問題が生じ
ていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題点に鑑みなされたもので、石英製反応管内に投入され
たシリコンウェーハ又はエピタキシャルシリコンウェー
ハを高温でRTA処理する場合に、シリコンウェーハ又
はエピタキシャルシリコンウェーハから生じ石英製反応
管内壁面に付着するSiOx或いはその他の生成物によ
る石英製反応管の汚れを抑制し、生産性向上を図ること
ができるようにしたウェーハの熱処理方法及び熱処理装
置を提供することを目的とする。
題点に鑑みなされたもので、石英製反応管内に投入され
たシリコンウェーハ又はエピタキシャルシリコンウェー
ハを高温でRTA処理する場合に、シリコンウェーハ又
はエピタキシャルシリコンウェーハから生じ石英製反応
管内壁面に付着するSiOx或いはその他の生成物によ
る石英製反応管の汚れを抑制し、生産性向上を図ること
ができるようにしたウェーハの熱処理方法及び熱処理装
置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のウェーハの熱処理方法は、石英製反応管内
に投入されたウェーハの熱処理方法であって、前記ウェ
ーハの少なくとも上方又は下方に遮蔽部材を配置し、該
ウェーハからの生成物が該石英製反応管の内壁に付着し
ないように該遮蔽部材によって該ウェーハを遮蔽した状
態で熱処理を行うことを特徴とする。このように、熱処
理されるウェーハの少なくとも上方又は下方のウェーハ
温度測定手段が設置されている側に遮蔽部材を配置すれ
ば、該遮蔽部材が汚れた際に容易に交換することがで
き、ウェーハの処理温度の制御を正確に行うことができ
る。
に、本発明のウェーハの熱処理方法は、石英製反応管内
に投入されたウェーハの熱処理方法であって、前記ウェ
ーハの少なくとも上方又は下方に遮蔽部材を配置し、該
ウェーハからの生成物が該石英製反応管の内壁に付着し
ないように該遮蔽部材によって該ウェーハを遮蔽した状
態で熱処理を行うことを特徴とする。このように、熱処
理されるウェーハの少なくとも上方又は下方のウェーハ
温度測定手段が設置されている側に遮蔽部材を配置すれ
ば、該遮蔽部材が汚れた際に容易に交換することがで
き、ウェーハの処理温度の制御を正確に行うことができ
る。
【0013】本発明のウェーハの熱処理装置は、投入さ
れたウェーハを熱処理するための石英製反応管を有する
熱処理装置であって、前記石英製反応管内のウェーハ投
入位置の少なくとも上方又は下方に遮蔽部材を着脱可能
に配置したことを特徴とする。
れたウェーハを熱処理するための石英製反応管を有する
熱処理装置であって、前記石英製反応管内のウェーハ投
入位置の少なくとも上方又は下方に遮蔽部材を着脱可能
に配置したことを特徴とする。
【0014】上記遮蔽部材としては、石英製遮蔽部材、
例えば石英製ウェーハや石英製板状基板などの透明部材
を好適に用いることができる。
例えば石英製ウェーハや石英製板状基板などの透明部材
を好適に用いることができる。
【0015】本発明における熱処理としては、急速昇温
/降温熱処理(RTA処理)をあげることができる。ま
た、本発明で用いられる遮蔽部材は熱処理されるウェー
ハの寸法よりも大なる寸法(ウェーハ主面よりも大きな
面積)を有するのが好ましい。さらに、本発明の熱処理
の対象とされるウェーハとしてはシリコンウェーハ又は
エピタキシャルシリコンウェーハを用いることができ
る。
/降温熱処理(RTA処理)をあげることができる。ま
た、本発明で用いられる遮蔽部材は熱処理されるウェー
ハの寸法よりも大なる寸法(ウェーハ主面よりも大きな
面積)を有するのが好ましい。さらに、本発明の熱処理
の対象とされるウェーハとしてはシリコンウェーハ又は
エピタキシャルシリコンウェーハを用いることができ
る。
【0016】前述したように、CZ法にて製造されたシ
リコンウェーハに対して、窒素雰囲気或いはアルゴンガ
スなどの不活性ガス雰囲気でのRTA処理を行うと、R
TA処理用石英製反応管の内壁上にSiOx或いはその
他の生成物が付着する。従来、シリコンウェーハと石英
製反応管との間には空間が空いているため、これらの生
成物がその空間に飛散し、その結果として石英製反応管
の内壁に直接付着してしまうものであった。
リコンウェーハに対して、窒素雰囲気或いはアルゴンガ
スなどの不活性ガス雰囲気でのRTA処理を行うと、R
TA処理用石英製反応管の内壁上にSiOx或いはその
他の生成物が付着する。従来、シリコンウェーハと石英
製反応管との間には空間が空いているため、これらの生
成物がその空間に飛散し、その結果として石英製反応管
の内壁に直接付着してしまうものであった。
【0017】例えば、不活性ガス雰囲気下1250℃で
シリコンウェーハを100枚処理した後の石英製反応管
の状態を調べたところ、その内部にシリコンウェーハか
らの赤褐色状の生成物が大量に付着し、汚れた状態とな
っていた。この石英製反応管の汚れの強い部分はシリコ
ンウェーハの投入位置の直上及び直下であるという知見
を得た。
シリコンウェーハを100枚処理した後の石英製反応管
の状態を調べたところ、その内部にシリコンウェーハか
らの赤褐色状の生成物が大量に付着し、汚れた状態とな
っていた。この石英製反応管の汚れの強い部分はシリコ
ンウェーハの投入位置の直上及び直下であるという知見
を得た。
【0018】この知見を基として、シリコンウェーハと
石英製反応管との間にシリコンウェーハより大きめの何
らかの材料を配置することにより石英製反応管の汚れを
抑えることができるのではないかとまず着想した。次
に、反応管材料が石英製であることから、この反応管の
内部に配置される材料は加熱ランプからの赤外線を透過
する透明部材である石英製が好ましく、具体的には石英
製ウェーハ或いは石英製の板状基板が望ましく、その上
生産性向上を図るために容易に取り外し(交換)可能な
構造とすることが必要であることを想到し、本発明を完
成したものである。
石英製反応管との間にシリコンウェーハより大きめの何
らかの材料を配置することにより石英製反応管の汚れを
抑えることができるのではないかとまず着想した。次
に、反応管材料が石英製であることから、この反応管の
内部に配置される材料は加熱ランプからの赤外線を透過
する透明部材である石英製が好ましく、具体的には石英
製ウェーハ或いは石英製の板状基板が望ましく、その上
生産性向上を図るために容易に取り外し(交換)可能な
構造とすることが必要であることを想到し、本発明を完
成したものである。
【0019】一般的に、RTA炉においては石英製反応
管の一部分(上方又は下方)を介して外部からパイロメ
ーター等の温度測定手段を用いて処理温度を制御してい
るため、石英製反応管内に配置される材料の一部分或い
は全体は、熱処理されるウェーハの処理温度を適正に制
御可能な透明な材料とすることが必須である。また、こ
れらの材料の改善以外にRTA処理前にシリコンウェー
ハをフッ酸液のような溶液にて洗浄し、表面の何らかの
膜を除去しておくことも、RTA炉を用いた生産におけ
る生産性向上に繋がると考えられる。なお、エピタキシ
ャルシリコンウェーハについてもシリコンウェーハの場
合と同様の知見を得、この知見を基として本発明に到達
したものである。
管の一部分(上方又は下方)を介して外部からパイロメ
ーター等の温度測定手段を用いて処理温度を制御してい
るため、石英製反応管内に配置される材料の一部分或い
は全体は、熱処理されるウェーハの処理温度を適正に制
御可能な透明な材料とすることが必須である。また、こ
れらの材料の改善以外にRTA処理前にシリコンウェー
ハをフッ酸液のような溶液にて洗浄し、表面の何らかの
膜を除去しておくことも、RTA炉を用いた生産におけ
る生産性向上に繋がると考えられる。なお、エピタキシ
ャルシリコンウェーハについてもシリコンウェーハの場
合と同様の知見を得、この知見を基として本発明に到達
したものである。
【0020】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一つの実施の形態
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
々の変形が可能なことはいうまでもない。
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
々の変形が可能なことはいうまでもない。
【0021】図1は本発明のシリコンウェーハの熱処理
装置の一つの実施の形態を示す縦断面説明図及び図2は
その上面説明図である。
装置の一つの実施の形態を示す縦断面説明図及び図2は
その上面説明図である。
【0022】図中、10は本発明に係るシリコンウェー
ハの熱処理装置で、上壁12a、下壁12b及び側壁1
2cから構成された箱状の石英製反応管12を有してい
る。
ハの熱処理装置で、上壁12a、下壁12b及び側壁1
2cから構成された箱状の石英製反応管12を有してい
る。
【0023】該石英製反応管12の内部には1対ずつ相
対向する2対(4個)の石英製支持部材14,14が隅
角部近傍にそれぞれ立設されている。該支持部材14,
14の上部には平板状の上側遮蔽部材16を着脱自在に
支持する支持部14a,14aが設けられている。
対向する2対(4個)の石英製支持部材14,14が隅
角部近傍にそれぞれ立設されている。該支持部材14,
14の上部には平板状の上側遮蔽部材16を着脱自在に
支持する支持部14a,14aが設けられている。
【0024】18は下サセプタで、石英製反応管12の
下壁12bの上面かつ支持部材14,14間に設置され
る。20は該下サセプタ18の上面に配置された平板状
の下側遮蔽部材である。該下側遮蔽部材20の上面には
上サセプタ22が設置され、該上サセプタ22の上面に
突設された突部22a,22aには熱処理されるシリコ
ンウェーハWが載置される。該上側及び下側の遮蔽部材
16,20としては、石英製遮蔽部材、例えば石英製ウ
ェーハや石英製板状基板などの透明部材が好適に用いら
れる。
下壁12bの上面かつ支持部材14,14間に設置され
る。20は該下サセプタ18の上面に配置された平板状
の下側遮蔽部材である。該下側遮蔽部材20の上面には
上サセプタ22が設置され、該上サセプタ22の上面に
突設された突部22a,22aには熱処理されるシリコ
ンウェーハWが載置される。該上側及び下側の遮蔽部材
16,20としては、石英製遮蔽部材、例えば石英製ウ
ェーハや石英製板状基板などの透明部材が好適に用いら
れる。
【0025】上記した上下のサセプタ22,18、上側
及び下側の遮蔽部材16,20及びシリコンウェーハW
は、RTA処理にあたって、石英製反応管12の開口部
13から投入し設置することができる。また、上壁12
aを取り外し可能とし、上部を開口した後、上方から前
記石英製反応管12の内部に設置することもできる。
尚、図2において、24はガス導入管で、石英製反応管
12の内部にガスを導入する際に用いられる。
及び下側の遮蔽部材16,20及びシリコンウェーハW
は、RTA処理にあたって、石英製反応管12の開口部
13から投入し設置することができる。また、上壁12
aを取り外し可能とし、上部を開口した後、上方から前
記石英製反応管12の内部に設置することもできる。
尚、図2において、24はガス導入管で、石英製反応管
12の内部にガスを導入する際に用いられる。
【0026】このようにして、石英製反応管12内の上
サセプタ22上に載置(投入)されたシリコンウェーハ
Wは、その上方及び下方が遮蔽部材16,20によって
遮蔽された状態でRTA処理を受ける。尚、遮蔽部材1
6,20はパイロメーター等の温度測定手段が設置され
ている一方のみに配置することによっても、本発明の効
果は得られるが、より正確にウェーハの温度制御を行う
ためには、少なくとも上方及び下方に設置することが好
ましい。
サセプタ22上に載置(投入)されたシリコンウェーハ
Wは、その上方及び下方が遮蔽部材16,20によって
遮蔽された状態でRTA処理を受ける。尚、遮蔽部材1
6,20はパイロメーター等の温度測定手段が設置され
ている一方のみに配置することによっても、本発明の効
果は得られるが、より正確にウェーハの温度制御を行う
ためには、少なくとも上方及び下方に設置することが好
ましい。
【0027】このRTA処理の際には、前述したごと
く、シリコンウェーハWからSiOx或いはその他の生
成物が生成し、これらの生成物は石英製反応管12の空
間に飛散する。しかし、本発明の熱処理装置10におい
ては、シリコンウェーハWの上方及び/又は下方に設け
られた遮蔽部材16,20によって、それらの生成物の
飛散は妨げられ、石英製反応管12の内壁に達すること
はほとんどなくなり、したがって、石英製反応管12の
内壁面の汚れを抑えることができる。
く、シリコンウェーハWからSiOx或いはその他の生
成物が生成し、これらの生成物は石英製反応管12の空
間に飛散する。しかし、本発明の熱処理装置10におい
ては、シリコンウェーハWの上方及び/又は下方に設け
られた遮蔽部材16,20によって、それらの生成物の
飛散は妨げられ、石英製反応管12の内壁に達すること
はほとんどなくなり、したがって、石英製反応管12の
内壁面の汚れを抑えることができる。
【0028】上記した遮蔽部材16,20はシリコンウ
ェーハWから生成するSiOx或いはその他の生成物の
石英製反応管12内の空間への飛散を妨げる作用を行う
ので、シリコンウェーハWの寸法よりも大なる寸法とす
るのが好ましい。
ェーハWから生成するSiOx或いはその他の生成物の
石英製反応管12内の空間への飛散を妨げる作用を行う
ので、シリコンウェーハWの寸法よりも大なる寸法とす
るのが好ましい。
【0029】なお、図示例では、遮蔽部材としては、シ
リコンウェーハWの上方及び下方を遮蔽する上側遮蔽部
材16及び下側遮蔽部材20を設けた場合を示したが、
必要に応じて、シリコンウェーハWの側方を遮蔽する遮
蔽部材をさらに設けてもよいことはいうまでもない。
リコンウェーハWの上方及び下方を遮蔽する上側遮蔽部
材16及び下側遮蔽部材20を設けた場合を示したが、
必要に応じて、シリコンウェーハWの側方を遮蔽する遮
蔽部材をさらに設けてもよいことはいうまでもない。
【0030】RTA処理が終了すると、不図示のオート
シャッターを開き、開口部13からRTA処理済のシリ
コンウェーハWを取り出し、次の処理すべきウェーハW
を投入する。遮蔽部材16,20を交換する必要がある
場合は、処理済ウェーハを取り出した後、上側遮蔽部材
16、上サセプタ22、下側遮蔽部材20及び下サセプ
タ18を順次取り出し、汚れのない遮蔽部材16,20
に交換した後、取り出し時とは逆の手順で順次配置し、
次の処理すべきウェーハWを投入して次のRTA処理を
行う。このようにして多数枚のシリコンウェーハに対す
るRTA処理を繰り返し行う。その際、シリコンウェー
ハWから生成するSiOxやその他の生成物は上側及び
下側遮蔽部材16,20によってその飛散が妨げられる
ので石英製反応管12の内壁が汚染されることはない。
シャッターを開き、開口部13からRTA処理済のシリ
コンウェーハWを取り出し、次の処理すべきウェーハW
を投入する。遮蔽部材16,20を交換する必要がある
場合は、処理済ウェーハを取り出した後、上側遮蔽部材
16、上サセプタ22、下側遮蔽部材20及び下サセプ
タ18を順次取り出し、汚れのない遮蔽部材16,20
に交換した後、取り出し時とは逆の手順で順次配置し、
次の処理すべきウェーハWを投入して次のRTA処理を
行う。このようにして多数枚のシリコンウェーハに対す
るRTA処理を繰り返し行う。その際、シリコンウェー
ハWから生成するSiOxやその他の生成物は上側及び
下側遮蔽部材16,20によってその飛散が妨げられる
ので石英製反応管12の内壁が汚染されることはない。
【0031】上記した本発明のシリコンウェーハの熱処
理装置10を用いてシリコンウェーハWの熱処理を行う
手順を図3のフローチャートとともに説明する。まず、
前記石英製反応管12内に設置された上側及び下側の遮
蔽部材16,20の間にシリコンウェーハWを投入(載
置)し(ステップ100)、RTA処理を行い(ステッ
プ102)、RTA処理が終了したシリコンウェーハW
を石英製反応管12から取り出す(ステップ104)。
これが1枚のシリコンウェーハWに対するRTA処理の
処理サイクルである。
理装置10を用いてシリコンウェーハWの熱処理を行う
手順を図3のフローチャートとともに説明する。まず、
前記石英製反応管12内に設置された上側及び下側の遮
蔽部材16,20の間にシリコンウェーハWを投入(載
置)し(ステップ100)、RTA処理を行い(ステッ
プ102)、RTA処理が終了したシリコンウェーハW
を石英製反応管12から取り出す(ステップ104)。
これが1枚のシリコンウェーハWに対するRTA処理の
処理サイクルである。
【0032】シリコンウェーハWを少数枚処理している
うちは、遮蔽部材16,20の汚れも発生しないが、多
数枚の処理を行うとシリコンウェーハWから生成するS
iOxやその他の生成物に起因する汚れが遮蔽部材1
6,20に付着するので、これらの汚れた遮蔽部材1
6,20を汚れのない遮蔽部材(洗浄済み又は新品)に
交換する必要がある。この遮蔽部材16,20の交換
は、目視により汚れの発生状況を判断しながら行っても
よいし、個々の遮蔽部材16,20によるRTA処理の
処理枚数をあらかじめ決めておき、その処理枚数になっ
たら交換するようにしてもよい。
うちは、遮蔽部材16,20の汚れも発生しないが、多
数枚の処理を行うとシリコンウェーハWから生成するS
iOxやその他の生成物に起因する汚れが遮蔽部材1
6,20に付着するので、これらの汚れた遮蔽部材1
6,20を汚れのない遮蔽部材(洗浄済み又は新品)に
交換する必要がある。この遮蔽部材16,20の交換
は、目視により汚れの発生状況を判断しながら行っても
よいし、個々の遮蔽部材16,20によるRTA処理の
処理枚数をあらかじめ決めておき、その処理枚数になっ
たら交換するようにしてもよい。
【0033】したがって、遮蔽部材16,20の交換時
期を判断する工程(ステップ106)を設け、交換時期
でない限り、同じ遮蔽部材16,20を用いてシリコン
ウェーハWに対するRTA処理を繰り返し、交換の時期
がくると、汚れた遮蔽部材16,20を汚れのない遮蔽
部材16,20と交換する(ステップ108)。この遮
蔽部材16,20の交換に要する時間は20分程度であ
り、石英製反応管12全体を交換する場合(約2時間か
かる)に比べてはるかに簡単に交換を行うことができ
る。
期を判断する工程(ステップ106)を設け、交換時期
でない限り、同じ遮蔽部材16,20を用いてシリコン
ウェーハWに対するRTA処理を繰り返し、交換の時期
がくると、汚れた遮蔽部材16,20を汚れのない遮蔽
部材16,20と交換する(ステップ108)。この遮
蔽部材16,20の交換に要する時間は20分程度であ
り、石英製反応管12全体を交換する場合(約2時間か
かる)に比べてはるかに簡単に交換を行うことができ
る。
【0034】このように、本発明によれば石英製反応管
12の内壁の汚れが発生しないため、従来のように多大
な手間(約2時間)を必要とする石英製反応管12の交
換を行う必要がなくなり、その代わりに、簡単な手間
(1回当たり約20分)で上下の遮蔽部材16,20を
交換するだけの作業となり、極めて効率よくRTA処理
を行うことができる。さらに、本発明においては、石英
製反応管12の汚れがほとんどなくなるため洗浄を行う
必要性もほとんどなくなり、石英製反応管12の洗浄に
要した長時間作業(約1日)を大幅に削減することがで
きる。なお、上記した実施の形態においては、シリコン
ウェーハの熱処理を例として示したが、エピタキシャル
シリコンウェーハの熱処理も同様に行うことができる。
12の内壁の汚れが発生しないため、従来のように多大
な手間(約2時間)を必要とする石英製反応管12の交
換を行う必要がなくなり、その代わりに、簡単な手間
(1回当たり約20分)で上下の遮蔽部材16,20を
交換するだけの作業となり、極めて効率よくRTA処理
を行うことができる。さらに、本発明においては、石英
製反応管12の汚れがほとんどなくなるため洗浄を行う
必要性もほとんどなくなり、石英製反応管12の洗浄に
要した長時間作業(約1日)を大幅に削減することがで
きる。なお、上記した実施の形態においては、シリコン
ウェーハの熱処理を例として示したが、エピタキシャル
シリコンウェーハの熱処理も同様に行うことができる。
【0035】
【実施例】以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的
に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもの
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。
に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもの
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。
【0036】(実施例1及び比較例1)アルゴン雰囲気
下1250℃/10秒の熱処理を、図4に示したような
従来の石英製反応管(比較例1)と、図1に示したよう
な石英製遮蔽部材を有する本発明の石英製反応管(実施
例1)と、を用いて100枚のシリコンウェーハに対し
て行った。その際、後者(実施例1)に関してはシリコ
ンウェーハ25枚処理毎に石英製遮蔽部材を交換した。
従来の石英製反応管(比較例1)の場合、30枚程度の
ウェーハを処理をしてからウェーハ周辺でスリップ転位
の発生がみられ、処理枚数が増えるに従いスリップ転位
が多く発生した。一方、本発明の石英製反応管(実施例
1)の場合では、スリップ転位の発生はなかった。これ
らのスリップ転位の発生の有無の違いは、シリコンウェ
ーハから石英製反応管の内壁面に付着したSiOx或い
はその他の生成物による石英製反応管の汚れにより処理
温度の制御が適切に出来なくなったことに起因している
と考えられる。
下1250℃/10秒の熱処理を、図4に示したような
従来の石英製反応管(比較例1)と、図1に示したよう
な石英製遮蔽部材を有する本発明の石英製反応管(実施
例1)と、を用いて100枚のシリコンウェーハに対し
て行った。その際、後者(実施例1)に関してはシリコ
ンウェーハ25枚処理毎に石英製遮蔽部材を交換した。
従来の石英製反応管(比較例1)の場合、30枚程度の
ウェーハを処理をしてからウェーハ周辺でスリップ転位
の発生がみられ、処理枚数が増えるに従いスリップ転位
が多く発生した。一方、本発明の石英製反応管(実施例
1)の場合では、スリップ転位の発生はなかった。これ
らのスリップ転位の発生の有無の違いは、シリコンウェ
ーハから石英製反応管の内壁面に付着したSiOx或い
はその他の生成物による石英製反応管の汚れにより処理
温度の制御が適切に出来なくなったことに起因している
と考えられる。
【0037】したがって、従来の石英製反応管(比較例
1)を用いた場合には上記処理に対してシリコンウェー
ハ30枚毎に石英製反応管全体の交換作業が必要となっ
た。この場合、交換作業に2時間弱、石英製反応管の洗
浄に少なくとも1日間を要した。一方、本発明の石英製
反応管(実施例1)の場合は、石英製遮蔽部材の交換に
約20分間(1回あたり)の時間を要したが、石英製反
応管自体の交換が必要ないために生産性が向上した。な
お、エピタキシャルシリコンウェーハについても、同様
の実験を行ったところ同様の結果を得られることを確認
した。
1)を用いた場合には上記処理に対してシリコンウェー
ハ30枚毎に石英製反応管全体の交換作業が必要となっ
た。この場合、交換作業に2時間弱、石英製反応管の洗
浄に少なくとも1日間を要した。一方、本発明の石英製
反応管(実施例1)の場合は、石英製遮蔽部材の交換に
約20分間(1回あたり)の時間を要したが、石英製反
応管自体の交換が必要ないために生産性が向上した。な
お、エピタキシャルシリコンウェーハについても、同様
の実験を行ったところ同様の結果を得られることを確認
した。
【0038】本発明の構成とすることによって、シリコ
ンウェーハ又はエピタキシャルシリコンウェーハから発
生するSiOxやその他の生成物を石英製ウェーハや石
英製板状基板等の遮蔽部材に付着させ、石英製反応管の
汚れを抑えることができる。この遮蔽部材が汚れた場合
には、遮蔽部材のみを取り外し、洗浄すればよい。この
ように、遮蔽部材を用いることによって石英製反応管の
汚れを抑えることができる。その上、遮蔽部材の交換は
1回あたり20分程度であり、従来のように石英製反応
管全体を交換する場合(約2時間かかる)に比較しては
るかに簡単に済むのでRTA処理の効率化を図ることが
できる。
ンウェーハ又はエピタキシャルシリコンウェーハから発
生するSiOxやその他の生成物を石英製ウェーハや石
英製板状基板等の遮蔽部材に付着させ、石英製反応管の
汚れを抑えることができる。この遮蔽部材が汚れた場合
には、遮蔽部材のみを取り外し、洗浄すればよい。この
ように、遮蔽部材を用いることによって石英製反応管の
汚れを抑えることができる。その上、遮蔽部材の交換は
1回あたり20分程度であり、従来のように石英製反応
管全体を交換する場合(約2時間かかる)に比較しては
るかに簡単に済むのでRTA処理の効率化を図ることが
できる。
【0039】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、ウ
ェーハの上方及び下方に石英製ウェーハ或いは石英製板
状基板のような遮蔽部材を配置するように構成して熱処
理を行うので、ウェーハから発生するSiOx或いはそ
の他の生成物を遮蔽部材に付着させ、石英製反応管の汚
れを抑えることができ、汚染した遮蔽部材の交換のみを
行うだけで熱処理作業を続けることができ、多大の手間
を要した石英製反応管全体の交換を行う必要がなく、R
TA処理の効率を大幅に増大させることが可能となる。
ェーハの上方及び下方に石英製ウェーハ或いは石英製板
状基板のような遮蔽部材を配置するように構成して熱処
理を行うので、ウェーハから発生するSiOx或いはそ
の他の生成物を遮蔽部材に付着させ、石英製反応管の汚
れを抑えることができ、汚染した遮蔽部材の交換のみを
行うだけで熱処理作業を続けることができ、多大の手間
を要した石英製反応管全体の交換を行う必要がなく、R
TA処理の効率を大幅に増大させることが可能となる。
【図1】 本発明のシリコンウェーハの熱処理装置の一
つの実施の形態を示す縦断面説明図である。
つの実施の形態を示す縦断面説明図である。
【図2】 同上の上面説明図である。
【図3】 本発明のシリコンウェーハのRTA処理方法
の工程順の1例を示すフローチャートである。
の工程順の1例を示すフローチャートである。
【図4】 従来のシリコンウェーハのRTA処理装置の
1例を示す縦断面説明図である。
1例を示す縦断面説明図である。
【図5】 従来のシリコンウェーハのRTA処理方法の
工程順の1例を示すフローチャートである。
工程順の1例を示すフローチャートである。
10:本発明の熱処理装置、12,32:石英製反応
管、12a,32a:上壁、12b,32b:下壁、1
2c,32c:側壁、13,33:開口部、14:支持
部材、14a:支持部、16:上側遮蔽部材、18:下
サセプタ、20:下側遮蔽部材、22:上サセプタ、2
2a,42a:突部、24:ガス導入管、30:従来の
RTA処理装置、42:サセプタ、W:シリコンウェー
ハ。
管、12a,32a:上壁、12b,32b:下壁、1
2c,32c:側壁、13,33:開口部、14:支持
部材、14a:支持部、16:上側遮蔽部材、18:下
サセプタ、20:下側遮蔽部材、22:上サセプタ、2
2a,42a:突部、24:ガス導入管、30:従来の
RTA処理装置、42:サセプタ、W:シリコンウェー
ハ。
Claims (9)
- 【請求項1】 石英製反応管内に投入されたウェーハの
熱処理方法であって、前記ウェーハの少なくとも上方又
は下方に遮蔽部材を配置し、該ウェーハからの生成物が
該石英製反応管の内壁に付着しないように該遮蔽部材に
よって該ウェーハを遮蔽した状態で熱処理を行うことを
特徴とするウェーハの熱処理方法。 - 【請求項2】 前記熱処理が急速昇温/降温熱処理であ
ることを特徴とする請求項1記載のウェーハの熱処理方
法。 - 【請求項3】 前記ウェーハがシリコンウェーハ又はエ
ピタキシャルシリコンウェーハであることを特徴とする
請求項1又は2記載のウェーハの熱処理方法。 - 【請求項4】 前記遮蔽部材が石英製遮蔽部材であるこ
とを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のウェ
ーハの熱処理方法。 - 【請求項5】 投入されたウェーハを熱処理するための
石英製反応管を有する熱処理装置であって、前記石英製
反応管内のウェーハ投入位置の少なくとも上方又は下方
に遮蔽部材を着脱可能に配置したことを特徴とするウェ
ーハの熱処理装置。 - 【請求項6】 前記遮蔽部材がウェーハの寸法よりも大
なる寸法を有することを特徴とする請求項5記載のウェ
ーハの熱処理装置。 - 【請求項7】 前記遮蔽部材が石英製遮蔽部材であるこ
とを特徴とする請求項5又は6記載のウェーハの熱処理
装置。 - 【請求項8】 前記熱処理が急速昇温/降温熱処理であ
ることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項記載の
ウェーハの熱処理装置。 - 【請求項9】 前記ウェーハがシリコンウェーハ又はエ
ピタキシャルシリコンウェーハであることを特徴とする
請求項5〜8のいずれか1項記載のウェーハの熱処理装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001188495A JP2003007634A (ja) | 2001-06-21 | 2001-06-21 | ウェーハの熱処理方法及び熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001188495A JP2003007634A (ja) | 2001-06-21 | 2001-06-21 | ウェーハの熱処理方法及び熱処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003007634A true JP2003007634A (ja) | 2003-01-10 |
Family
ID=19027585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001188495A Pending JP2003007634A (ja) | 2001-06-21 | 2001-06-21 | ウェーハの熱処理方法及び熱処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003007634A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019079834A (ja) * | 2017-10-19 | 2019-05-23 | 信越半導体株式会社 | シリコンエピタキシャルウエーハの製造方法及びシリコンエピタキシャルウエーハ |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08274033A (ja) * | 1995-04-04 | 1996-10-18 | Hitachi Ltd | 気相成長方法および装置 |
JPH0917732A (ja) * | 1995-06-27 | 1997-01-17 | Hitachi Ltd | 半導体製造方法および装置 |
JPH09270390A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板の光照射式熱処理装置 |
JPH09289175A (ja) * | 1996-04-19 | 1997-11-04 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板の光照射式熱処理装置 |
JP2000049110A (ja) * | 1998-07-27 | 2000-02-18 | Sharp Corp | レーザアニール装置 |
JP2000243718A (ja) * | 1999-02-24 | 2000-09-08 | Toshiba Corp | 半導体基板加熱装置 |
JP2001135587A (ja) * | 1999-11-01 | 2001-05-18 | Nec Corp | ランプアニール装置 |
-
2001
- 2001-06-21 JP JP2001188495A patent/JP2003007634A/ja active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH08274033A (ja) * | 1995-04-04 | 1996-10-18 | Hitachi Ltd | 気相成長方法および装置 |
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JP2000049110A (ja) * | 1998-07-27 | 2000-02-18 | Sharp Corp | レーザアニール装置 |
JP2000243718A (ja) * | 1999-02-24 | 2000-09-08 | Toshiba Corp | 半導体基板加熱装置 |
JP2001135587A (ja) * | 1999-11-01 | 2001-05-18 | Nec Corp | ランプアニール装置 |
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JP2019079834A (ja) * | 2017-10-19 | 2019-05-23 | 信越半導体株式会社 | シリコンエピタキシャルウエーハの製造方法及びシリコンエピタキシャルウエーハ |
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