JP5061663B2 - 縦型熱処理用ボートおよび半導体ウエーハの熱処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被処理基板を熱処理する際に使用する縦型熱処理用ボートおよび半導体ウエーハの熱処理方法に関する。
半導体単結晶ウエーハ、例えばシリコンウエーハを用いてデバイスを作製する場合、ウエーハの加工プロセスから素子の形成プロセスまで多数の工程が介在し、その一つに熱処理工程がある。熱処理工程は、ウエーハの表層における無欠陥層の形成、ゲッタリング、結晶化、酸化膜形成、不純物拡散等を目的として行われる重要なプロセスである。
このような熱処理工程、例えば、酸化や不純物拡散に用いられる拡散炉（酸化・拡散装置）としては、ウエーハの大口径化に伴い、多数のウエーハを所定の間隔をあけて水平に支持した状態で熱処理を行う縦型の熱処理炉が主に用いられている。そして、縦型熱処理炉を用いてウエーハを熱処理する際には、多数のウエーハをセットするための縦型熱処理用ボート（以下、「熱処理用ボート」又は単に「ボート」という場合がある。）が用いられる。
図８は、従来の一般的な縦型熱処理用ボート２１０の概略を示している。４本の支柱（ロッド）２１４の両端部に一対の板状部材（連結部材、あるいは天板と底板とも言う）２１６が連結されている。各支柱２１４には多数の溝２１１が形成され、各溝２１１間の凸部がウエーハの支持部２１２として作用する。ウエーハを熱処理する際には、図９（Ａ）の平面図、図９（Ｂ）の正面図に示したように、各支柱２１４の同じ高さに形成されている支持部２１２にウエーハＷの外周部を載置することでウエーハＷが水平に支持されることになる。
図１０は、縦型熱処理炉の一例を示す概略図である。縦型熱処理炉２２０の反応室２２２の内部に搬入された熱処理用ボート２１０には多数のウエーハＷが水平に支持されている。熱処理の際には、ウエーハＷは、反応室２２２の周囲に設けられたヒータ２２４によって加熱されることになる。熱処理中、反応室２２２にはガス導入管２２６を介してガスが導入され、上方から下方に向かって流れてガス排気管２２８から外部に排出される。使用するガスは熱処理の目的によって異なるが、主としてＨ２、Ｎ２、Ｏ２、Ａｒ等が用いられる。不純物拡散の場合には、これらのガスを不純物化合物ガスのキャリアガスとしても使用する。
縦型熱処理用ボート２１０におけるウエーハ支持部２１２は種々の形状が採用されており、図１１（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ一例を示している。（Ａ）の方は、半円柱形状の支柱２１４に凹み状の溝２１１を設けることで半円形の支持部２１２を形成したものである。一方、（Ｂ）の方は、（Ａ）のものよりもウエーハＷの中心に近い箇所を支持するために幅の広い角柱形状の支柱２１５に凹み状の溝２１１を設けて長方形の支持部２１３を形成したものである。他にも、溝形状を円弧状にしたものや、鉤型状にしたものなどもある。
また、支柱に比較的大きな板状の支持部（支持板）を設けることでウエーハを安定した状態で支持するもの（特許文献１参照）や、各支持部の上面に段差を設けることで直径の異なるウエーハを支持することができるようにしたもの（特許文献２参照）なども提案されている。
ボートの材質に関しては、例えばシリコンウエーハ用としては、ウエーハの汚染を防ぐため、通常、石英（ＳｉＯ２）、炭化珪素（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）等の材料が使用されている。例えば、１０００℃を超えるような高温熱処理工程では、石英（ＳｉＯ２）製のボートよりも耐熱性が高いＳｉＣやＳｉ製のボートが使用されている。特にＳｉＣ製のボートは、ＣＶＤ−ＳｉＣコートを施すことにより熱処理中に発生する金属汚染をより低減させることができることから多く使用されている。
ところで、縦型熱処理用ボートを使用すると、特に酸化や不純物拡散等を目的とした高温の熱処理を行う場合、ウエーハの自重による内部応力やウエーハ内温度分布の不均一性による熱歪応力などが生じ、これらの応力がある一定の臨界値を超えると、ウエーハに結晶欠陥であるスリップ（スリップ転位）が発生してしまう。この転位発生の臨界値は高温になると急激に小さくなるため、高温になる程スリップ転位が発生し易くなることが知られている。スリップ転位発生箇所に素子を形成すると、接合リーク等の原因となり、デバイス作製の歩留まりを著しく低下させることがあった。
このスリップ転位は、ウエーハが大口径化すると、より一層その発生の抑制が難しくなることが知られている。大口径化によりウエーハ荷重が増し、また、例えばウエーハを支持する支持部を３つとする３点支持の場合では、ウエーハ荷重が３つの支持部のうちの１つに集中しやすくなり、スリップ転位が発生しやすい。そこで、スリップ転位発生の抑制のためにウエーハ荷重を分散させる必要があることから、３点支持よりも、図８、９のように４つあるいはそれ以上の支持部を設け、４点以上で支持することが可能な縦型熱処理用ボートが用いられている。
特開２０００−５３４９７号公報 特開２００５−１５９０２８号公報
しかしながら、上記のようにウエーハ荷重を分散させるのを目的とし、４点以上の支持によるボートを用いてウエーハを支持して熱処理した場合でもスリップ転位が発生してしまっていた。
これは、支持部の数が増えた分、後述する上記４つ以上の支持部により得られる平面度が悪化し易く、これによって荷重のアンバランスが引き起こされ、その結果、スリップ転位が発生し易くなるためであることを本発明者は発見した。
また、例えばＳｉＣ製のボート等は加工が困難であり、ボート自体の加工によって、上記４つ以上の支持部全てによる平面度が改善されるように、支持部の高さが精密にそろうよう高精度に加工するのは非常に難しい。特に、図１１（Ｂ）に示すような支持部の長さが長いロングフィンガーボートの場合、極めて困難である。
ここで、上記平面度について詳述する。ここで言う平面度は、例えば以下のように、三次元測定器等によって測定された支持部等の形状の測定結果を用いて算出することができる。
まず、図４に三次元測定器を用いた支持部の形状の測定方法の概要を示す。
この三次元測定器２１は、それぞれＸ、Ｙ、Ｚ方向に移動可能なＡ、Ｂ、Ｃ部分を有するアーム２２、該アーム２２の先に取り付けられたプローブ２３、被測定物（縦型熱処理用ボート）を載上する石定盤２４を備えている。上記プローブ２３は回転可能となっており、該プローブ２３の先端にはルビーの玉が付いている。
そして、測定にあたっては、アーム２２やプローブ２３を用いて位置を調整し、プローブ２３のルビーの玉を縦型熱処理用ボートのそれぞれの支持部に押し付け、それによって各測定箇所におけるＺ座標を求めることができる。測定箇所は、支持部の長さや大きさ等に応じて適宜設定することができ特に限定されないが、例えば１枚の被処理基板を支持する支持部が４つの場合、１つの支持部ごとに２つの測定箇所とし、合計８つの測定箇所とすることができる（図１（Ｂ）参照）。なお、Ｚ座標の基準（基準面）は、例えば石定盤２４の上面（縦型熱処理用ボートの底板の裏面）とすることができる。
このようにして得られた各測定箇所のＺ座標のうち、最低点（すなわち、基準面に一番近い測定箇所におけるＺ座標）からそれぞれの点（それぞれの測定箇所におけるＺ座標）までの変位を求める。そして、得られた変位データより、上記８点の最小二乗平面を算出し、該最小二乗平面から８点のうち最も離れた点までの距離を平面度と規定する。
本発明は、上記のように、支持部が４つ以上の場合における荷重のアンバランスから生じる問題点を鑑みてなされたもので、縦型熱処理炉により半導体ウエーハ等の被処理基板を熱処理する際、被処理基板の支持における平面度を容易に改善することができ、スリップ転位の発生を効果的に防止することが可能な縦型熱処理用ボートおよび半導体ウエーハの熱処理方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも、被処理基板を水平に支持するための支持部を、支持する被処理基板一枚あたりで４つ以上有しており、該４つ以上の支持部には、各々、前記被処理基板が載置される支持補助部材が着脱可能に装着されている縦型熱処理用ボートであって、前記４つ以上の支持部の各々の形状に合わせて、前記支持補助部材の厚さを調節するか、前記支持部と前記支持補助部材との間にスペーサを介在させることによって、前記被処理基板が載置される各々の支持補助部材の面全てから得られる平面度が調整されているものであることを特徴とする縦型熱処理用ボートを提供する（請求項１）。
このような縦型熱処理用ボートであれば、被処理基板が載置される各々の支持補助部材の面全てから得られる平面度が調整されているものであるので、被処理基板が載置される各支持補助部材への荷重が均一となり、荷重がアンバランスになるのを防止することができ、ひいてはスリップ転位の発生を効果的に抑制することが可能である。
そして、上記平面度の調整は、一枚あたりの被処理基板を支持する４つ以上の支持部の各々の形状に合わせて、支持補助部材の厚さを調節するか、支持部と支持補助部材との間にスペーサを介在させることによって行われたものであるので、極めて容易に調整されたものとなる。すなわちボート自体が高精度に加工されたものであるという実現が困難なものではなく、微調整がし易い支持補助部材の厚さやスペーサにより調整されたものであるため、簡単かつ正確に平面度が調整されたものとすることができる。
このとき、前記縦型熱処理用ボートは、４本以上の支柱と、各支柱の両端部に連結した一対の板状部材とを有し、溝が水平方向に複数形成されていることにより、前記各支柱に前記支持部が垂直方向で複数形成されたものであり、前記各溝ごとに、１枚ずつ、前記被処理基板が挿入されて前記４つ以上の支持部により支持されるものであるのが望ましい（請求項２）。
このような構成の縦型熱処理用ボートであれば、各溝ごとに、１枚ずつ、被処理基板が挿入されて４つ以上の支持部により支持されるとともに、複数枚の被処理基板を一度に支持することができるものであるため、複数枚の被処理基板を同時に効率良く高品質に熱処理することができるものとなる。
また、本発明は、少なくとも、半導体ウエーハを一枚あたり４つ以上の支持部により水平に支持して熱処理を行うときに、前記４つ以上の支持部に、各々、支持補助部材を着脱可能に装着し、該支持補助部材上に前記半導体ウエーハを載置して熱処理する半導体ウエーハの熱処理方法であって、前記４つ以上の支持部の形状を各々測定し、該測定から４つ以上の支持部全てによる平面度を得て、該得られた平面度に基づいて、前記支持補助部材の厚さを調節して、前記測定した各々の支持部の形状に合わせて、前記厚さを調節した支持補助部材を選択し、該選択した支持補助部材を前記支持部に装着するか、前記測定した各々の支持部の形状に合わせてスペーサを選択し、該選択したスペーサを挟んで前記支持部に前記支持補助部材を装着して、前記各々の支持補助部材の載置面全てによる平面度を調整してから、該載置面上に前記半導体ウエーハを載置して熱処理を行うことを特徴とする半導体ウエーハの熱処理方法を提供する（請求項３）。
このように、本発明の半導体ウエーハの熱処理方法では、各々の支持補助部材の載置面全てによる平面度を調整してから、該載置面上に半導体ウエーハを載置して熱処理を行うので、半導体ウエーハの荷重が各支持補助部材へ均一になるように載置し、熱処理することが可能である。したがって、従来のようにウエーハ荷重のアンバランスが発生するのを防止し、それによって引き起こされるスリップ転位を効果的に抑制することができる。
さらには、上記平面度の調整を、まず、一枚あたりの半導体ウエーハを支持する４つ以上の支持部の形状を各々測定し、該測定から４つ以上の支持部全てによる平面度を得て、該得られた平面度に基づいて、支持補助部材の厚さを調節して、測定した各々の支持部の形状に合わせて、厚さを調節した支持補助部材を選択し、選択した支持補助部材を支持部に装着するか、測定した各々の支持部の形状に合わせてスペーサを選択し、選択したスペーサを挟んで支持部に支持補助部材を装着することによって行うので、極めて容易に調整することができる。ボート自体を高精度に加工するという困難な方法ではなく、微調整がし易い支持補助部材の厚さやスペーサを選択して調整するので、簡単かつ正確に平面度の調整を行うことができる。
このとき、前記熱処理を、４本以上の支柱と、各支柱の両端部に連結した一対の板状部材とを有し、溝が水平方向に複数形成されていることにより、前記各支柱に前記支持部が垂直方向で複数形成されたものであり、前記各溝ごとに、１枚ずつ、前記半導体ウエーハが挿入されて前記４つ以上の支持部により支持される縦型熱処理用ボートを用いて行うのが望ましい（請求項４）。
このような構成の縦型熱処理用ボートを用いて熱処理を行う方法であれば、各溝ごとに、１枚ずつ、半導体ウエーハが挿入されて４つ以上の支持部により支持されるとともに、複数枚の半導体ウエーハを一度に支持することができるため、複数枚の半導体ウエーハを同時に効率良く高品質に熱処理することができる。
以上のように、本発明の縦型熱処理用ボートおよび半導体ウエーハの熱処理方法によって、半導体ウエーハ等の被処理基板の支持（載置）において、これが載置される各々の支持補助部材の面全てから得られる平面度を調整することができ、バランスよく被処理基板を支持して熱処理を施すことが可能となり、大口径であっても基板荷重のアンバランスから生じるスリップ転位を抑制することができる。しかも、支持補助部材の厚さやスペーサの調整により上記平面度の調整を行うので、高精度かつ容易に調整することができる。
以下では、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上述したように、縦型熱処理用ボートにおいて、３点支持のものの場合、１つの支持部に荷重が集中してスリップ転位が発生し易い。これを改善するべく４点以上の支持のものが用いられるが、平面度の悪化が引き起こす荷重のアンバランスにより、荷重分散の効果が発揮されずスリップ転位が生じてしまう。さらには、ボート自体を高精度に加工することは難しく、平面度の改善は容易ではなかった。
そこで、本発明者が、この荷重の均一化を目的として鋭意研究を行ったところ、以下のことを見出した。
すなわち、まず、被処理基板を支持する４つ以上の支持部の形状を測定する。その後、該測定した各々の支持部の形状に合わせ、実際に被処理基板が載置されることになる支持補助部材の厚さを調節するか、支持補助部材と支持部との間にスペーサを介在させる。これにより、各支持補助部材の載置面全てによる平面度を調整してから被処理基板を載置して熱処理すれば、平面度の調整を簡単かつ正確に行えるし、平面度を改善させて被処理基板の荷重のアンバランスをなくし、スリップ転位の発生を抑制することができる。本発明者はこれらのことを見出し本発明を完成させた。
以下、本発明の縦型熱処理用ボートについて、図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、以下では、縦型熱処理用ボートにおいて、支柱が４本、すなわち１枚あたりの被処理基板を支持する支持部が４つの場合について述べるが、当然支持部の数が５つ以上のものとすることもできる。
図１（Ａ）は本発明の縦型熱処理用ボート全体の一例の概略を示している。この熱処理用ボート１は、まず、４本の支柱４と、各支柱４の両端部に連結した一対の板状部材６（天板および底板）とを有している。各支柱４には、水平方向に複数の溝７が等間隔で形成されており、これにより、それぞれの溝７の間に被処理基板（ここでは、半導体ウエーハとする）の支持部２が凸形状に複数形成されている。そして、この本発明の縦型熱処理用ボート１では、各支柱４の支持部２に支持補助部材３が着脱可能に装着される。ウエーハを熱処理する際には、各支柱４の同程度の高さに形成された支持部２に溝７から挿入して装着した支持補助部材３上に各々１枚ずつウエーハが載置される。
これにより、複数のウエーハを垂直方向で一度に支持して熱処理することができる構造になっており、効率良く多数枚のウエーハを熱処理することができる。溝７の数（支持部２の数）は特に限定されず、ボート１を入れる熱処理炉の大きさ等により、その都度決定することができる。
ここで、まず、上記支柱４、板状部材６、支持部２からなるボート本体について述べる。このボート本体は、従来と同様のものとすることができる。すなわち、従来と同様にして、例えばＳｉＣからなる支柱４と板状部材６を接合してから、支柱を加工して水平方向に溝７を複数形成し、支持部２等の各部を形成したものとすることができる。もちろん、材質はＳｉＣに限定されず、Ｓｉ製や、ＳｉＯ２製のものとすることができる。
しかしながら、上述したように、従来の加工技術では高精度に加工することは困難であるため、このボート本体では、図４のような三次元測定器を用いて支持部２の形状測定を行った場合、各測定箇所において様々なＺ座標（例えば、縦型熱処理ボート１の底板の裏面を基準とし、該基準からの高さ）を示すものとなる。すなわち、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のボート全体図において、支持補助部材３がはずされた状態（すなわち、ボート本体）の同じ一枚のウエーハを支持する支持部２の一組を示す平面図であるが、図中に示す４つの支持部２ａ（ＦＬ）、２ｂ（ＲＬ）、２ｃ（ＲＲ）、２ｄ（ＦＲ）の計８つの測定箇所でそれぞれ様々な高さを有している。そして、これらの高さのデータから得られる支持部２ａ〜２ｄの上面（支持面）全てによる平面度が比較的大きい値をとる場合、支持部２ａ〜２ｄの相対位置（高さ）に大きな差があるわけだから、このような従来のボート本体のみでは、ウエーハを支持した際、荷重がアンバランスとなり、ウエーハ荷重が各支持部２ａ〜２ｄに均一に分散されず、その結果、熱処理した際にスリップ転位が発生してしまう。
一方、本発明の縦型熱処理用ボート１では、上記支持部２ａ〜２ｄの形状測定結果を基にして、ボート本体の支持部２ａ〜２ｄのそれぞれに対し、各々適切な厚さに調節された支持補助部材３ａ〜３ｄが装着されている。図２は支持部２ａ〜２ｄに支持補助部材３ａ〜３ｄを装着した場合の平面図であり、図３（Ａ）は支持部２ａ〜２ｄに支持補助部材３ａ〜３ｄが装着されている様子の一例を示す断面図である。
また、図３（Ｂ）の断面図に示すように、支持部２ａ〜２ｄと支持補助部材３ｅとの間に適切なスペーサ１２ａ〜１２ｄが介在されたものとすることもできる。
そして、上記厚さの調節された支持補助部材３ａ〜３ｄ、スペーサ１２ａ〜１２ｄにより、実際にウエーハが載置される面（各支持補助部材３ａ〜３ｄ、３ｅの上面）のそれぞれの相対位置が調整され、これら載置面全てから得られる平面度が調整されたものとなっている。支持補助部材３ａ〜３ｄ、スペーサ１２ａ〜１２ｄの調節は、ボート自体の加工に比べれば極めて容易であり、高精度に行うことができる。したがって、支持補助部材を装着したボート１はウエーハの載置において、効率良く平面度が調整されたものとなり、また、これを用いて熱処理を実施する場合にスリップ転位を効果的に抑制でき、高品質の熱処理ウエーハを生産できるものである。
なお、図３では、上記全ての支持補助部材の載置面の高さが一致している場合を示しているが、これに限定されず、各種条件に応じて相対位置を適宜調整し、所望の平面度が得られるように調整されたものとすることができる。
また、所望の平面度に調整されていれば良く、厚さ調整やスペーサの介在は、全ての支持補助部材に対して行っても良いし、また、一部のものに対してのみ行うこともできる。
次に、本発明の半導体ウエーハの熱処理方法について述べる。この本発明の方法では、例えば上述した本発明の縦型熱処理用ボート（図１〜３）を用いて実施することができる。当然他のボートを用いることもでき、後述する本発明の方法を実施できるものであれば良い。なお、半導体ウエーハ１枚を支持する支持部２の数等は、上記と同様に４つ以上であれば良く特に限定されない。ここでは、支持部が４つの場合を例に挙げて述べる。
まず、上述したように、図４に示す三次元測定器２１を用い、支持部２ａ〜２ｄの形状測定を行う。すなわち、各支持部２ａ〜２ｄの例えば計８つの測定箇所のＺ座標を測定する。
ここで、得られた各Ｚ座標において、例えば８番目の測定箇所の値が最も低い値となった場合、その最低点を基準にし、それぞれの測定箇所における値までの変位を算出する。その後、この算出した変位データより最小二乗平面Ｓを算出し、この平面から最も離れた点までの距離である平面度Ｌを得る。
次に、上記測定によって得られた各支持部２ａ〜２ｄの形状に合わせて、厚さを調節した支持補助部材３ａ〜３ｄを選択し、それぞれ支持部２ａ〜２ｄに装着する。
より具体的には、平面度を上記のようにして得た値Ｌよりも小さな値に調整（すなわち、平面度を改善）したいのであれば、例えば、各支持部２ａ〜２ｄの形状が図３の場合はＺ座標の低い支持部２ｂや２ｄに対し、Ｚ座標の高い支持部２ａや２ｃに装着する支持補助部材３ａ、３ｃの厚さよりも厚いものを、支持補助部材３ｂ、３ｄとして選択して装着することができる（図３（Ａ）参照）。
これにより、各支持補助部材３ａ〜３ｄの載置面の相対位置（高さ）を狭めることができ、ひいては平面度をＬよりも小さくすることが可能である。
なお、平面度の調整にあたっては、支持補助部材３ａ〜３ｄの選択の仕方は上記方法に限定されず、各測定箇所におけるデータ（支持部２ａ〜２ｄの形状）を基にして適宜決定することができる。調整後に所望の平面度が得られるように、その都度、支持補助部材の厚さを調節し、適切に支持補助部材３ａ〜３ｄを選択して装着すれば良い。
また、平面度の調整は、支持補助部材３の厚さの調節による方法だけでなく、支持補助部材３と支持部２の間に適切なスペーサ１２を選択して挟むことによって行うこともできる。
支持部２ａ〜２ｄの形状に合わせ、例えば適切な厚さを有するスペーサ１２ａ〜１２ｄを支持補助部材３ｅと支持部２ａ〜２ｄの間に挟み、支持補助部材３ｅを装着すれば、たとえ、支持部２ａ〜２ｄの上面の相対位置等がずれていて、また、各支持部に装着する支持補助部材３ｅの厚さが同じであっても、それぞれの支持補助部材３ｅのウエーハ載置面を適切に調整することができ、ひいては所望の平面度に調整することができる（図３（Ｂ）参照）。
そして、本発明の熱処理方法では、以上のようにして支持補助部材３の載置面全てによる平面度を調整してから、該載置面上に半導体ウエーハを載置して熱処理を行う。したがって、ウエーハ荷重のアンバランスも発生せず、効果的にスリップ転位を抑制することができる。さらには、支持補助部材３の厚さの調節やスペーサ１２を用いた調節により平面度の調整を行うので、ボート自体を高精度に加工するという実現が困難な方法とは異なり、微調整が極めて簡単で、低コストで高精度に調整を行うことができる。
なお、上述したように本発明の縦型熱処理用ボート１を用いて熱処理を行うことができるので、複数の半導体ウエーハを一度に載置して熱処理することができ、効率良く、高品質の熱処理ウエーハを大量に生産することが可能である。
以下、本発明を実施例、比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
（実施例）
直径３００ｍｍのシリコンウエーハを熱処理するにあたり、まず、従来と同様の４点支持のロングフィンガーボート本体を用意した。
ここで、まず、図４に示すような三次元測定器（Ｍｉｔｕｔｏｙｏ製 Ｃｒｙｓｔａ−Ａｐｅｘ Ｃ）を用い、支持部２ａ〜２ｄの基準面（石定盤２４の上面）からの高さ（Ｚ座標）を測定した。測定箇所は、図１（Ｂ）に示すように合計８点とした。そして、測定の最低点からそれぞれの点までの変位を求めたところ、図５、表１（ロングフィンガーボート自体の項目）に示す変位データが得られた。なお、図５、表１は、７番目の測定箇所（支持部２ｄの先端側）における高さが最も低かったため、この箇所を基準にした。単位はそれぞれμｍである。
この変位データから８点の最小二乗平面を算出し、平面度を得たところ６０μｍであった。
ここで、この６０μｍという平面度を改善する（より小さな値にする）ため、図５、表１のデータを基に、支持部２ａ〜２ｄに厚さの異なる支持補助部材３ａ〜３ｄを選択して装着した。
具体的には、支持部２ａに対しては厚さ０．９８ｍｍの支持補助部材３ａ、
支持部２ｂに対しては厚さ１．００ｍｍの支持補助部材３ｂ、
支持部２ｃに対しては厚さ０．９６ｍｍの支持補助部材３ｃ、
支持部２ｄに対しては厚さ１．００ｍｍの支持補助部材３ｄを装着した。
このように、Ｚ座標が最も高い支持部２ｃに対して厚さが最も薄い支持補助部材３ｃを装着し、次にＺ座標が高い支持部２ａに対して、次に厚さが薄い支持補助部材３ａを装着した。
そして、これらに比べてＺ座標が低い支持部２ｂ、２ｄに対しては、３ａ、３ｃより比較的厚い支持補助部材３ｂ、３ｄを装着した。
このようにして、各支持部の形状に合わせて適切な厚さを有する支持補助部材を選択して装着することにより、表１に示すように、平面度を６０μｍから４４μｍに低減することができた。すなわち、これらの支持補助部材の載置面のそれぞれに、よりバランス良くウエーハの荷重がかかるようにすることができた。また、他の溝（支持部）に関しても同様にして、荷重のアンバランスが生じないようにシリコンウエーハを載置し、１２００℃で１時間のアニールを施した。すなわち、図１に示すような本発明の縦型熱処理用ボート１を用い、本発明の熱処理方法を実施した。
この結果、図６に示す熱処理後のシリコンウエーハのスリップ転位の測定結果のように、いずれのシリコンウエーハにもスリップは発生せず、高品質の熱処理ウエーハを得ることができた。
Figure 0005061663
（比較例１）
実施例ではじめに用意したロングフィンガーボート本体、すなわち、従来と同様の４点支持のボートを用い、そのまま、直径３００ｍｍのシリコンウエーハを支持部上に載置し、実施例と同様に１２００℃で１時間のアニールを施した。
その結果、熱処理後のシリコンウエーハにスリップ転位が発生してしまった。熱処理後のシリコンウエーハのスリップ転位の測定結果の一例を図７に示す。
なお、実施例１と同様にして三次元測定器を用いてボートの支持部の形状を測定したところ、表１（ロングフィンガーボート自体の項目）と同様の測定結果および平面度（６０μｍ）が得られた（表１参照）。
（比較例２）
実施例ではじめに用意したロングフィンガーボート本体、すなわち、従来と同様の４点支持のボートを用意し、いずれの支持部に対しても厚さ１．００ｍｍの同じ支持補助部材を装着し、直径３００ｍｍのシリコンウエーハを上記支持補助部材上に載置し、実施例と同様に１２００℃で１時間のアニールを施した。
その結果、熱処理後のシリコンウエーハには、図７と同様にスリップ転位が発生してしまった。
なお、実施例１と同様にして三次元測定器を用いてボートの支持部の形状を測定したところ、表１（ロングフィンガーボート自体の項目）と同様の測定結果および平面度（６０μｍ）が得られた。支持補助部材の厚さは全て１．００ｍｍであるため、各支持補助部材の載置面の相対位置は変わらず、したがって平面度も変化せず、６０μｍであった（表１参照）。
（参考例）
平面度が悪化するように、支持部２ａに対しては厚さ１．００ｍｍの支持補助部材３ａ、支持部２ｂに対しては厚さ１．００ｍｍの支持補助部材３ｂ、支持部２ｃに対しては厚さ１．０１ｍｍの支持補助部材３ｃ、支持部２ｄに対しては厚さ１．００ｍｍの支持補助部材３ｄを選択して装着させる以外は、実施例１と同様にして本発明の縦型熱処理用ボートを準備し、本発明の熱処理方法を行った。
このとき、表１に示すように、平面度は６０μｍから６３μｍへと悪化し、熱処理後のシリコンウエーハには図７よりきついスリップ転位が確認された。
以上のように、本発明の縦型熱処理用ボートおよび半導体ウエーハの熱処理方法であれば、実施例と比較例１、２を比較してわかるように、被処理基板が載置される支持補助部材の載置面全てによる平面度を調整してから、被処理基板を載置して熱処理を行うので、平面度の改善を図ることができ、ひいてはスリップ転位の発生を効果的に防止することができる。しかも、この平面度の調整を簡単に安価で行うことができる。
また、実施例と参考例からも、平面度の調整がスリップ転位の発生に関して重要であることが判る。スリップ転位の防止にあたっては、所望の小さな平面度が得られるよう、適切な厚さを有する支持補助部材やスペーサを選択すれば良い。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
（Ａ）本発明の縦型熱処理用ボート全体の一例を示す概略図である。（Ｂ）ボート本体の支持部の一例を示す平面図である。 支持部に支持補助部材が装着された状態の一例を示す平面図である。 （Ａ）支持部に支持補助部材が装着された状態の一例を示す断面図である。（Ｂ）支持部と支持補助部材との間にスペーサが介在された状態の一例を示す断面図である。 三次元測定器を用いた支持部の形状の測定方法の一例を示す説明図である。 実施例の支持部形状測定での支持部同士の相対高さを示す変位データである。 実施例における熱処理後のシリコンウエーハのスリップ転位の測定結果の一例である。 比較例１における熱処理後のシリコンウエーハのスリップ転位の測定結果の一例である。 従来の縦型熱処理用ボートの一例を示す概略図である。 従来の縦型熱処理用ボートにウエーハをセットした状態を示す説明図である。 縦型熱処理炉の一例を示す概略図である。 従来の縦型熱処理用ボートにおけるウエーハ支持部を示す概略図である。
符号の説明
１…本発明の縦型熱処理用ボート、 ２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ…支持部、
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ…支持補助部材、 ４…支柱、 ６…板状部材、
７…溝、 １２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ…スペーサ。

Claims (4)

  1. 少なくとも、被処理基板を水平に支持するための支持部を、支持する被処理基板一枚あたりで４つ以上有しており、該４つ以上の支持部には、各々、前記被処理基板が載置される支持補助部材が着脱可能に装着されている縦型熱処理用ボートであって、
    前記４つ以上の支持部の各々の形状に合わせて、
    前記支持補助部材の厚さを調節するか、
    前記支持部と前記支持補助部材との間にスペーサを介在させることによって、
    前記被処理基板が載置される各々の支持補助部材の面全てから得られる平面度が調整されているものであることを特徴とする縦型熱処理用ボート。
  2. 前記縦型熱処理用ボートは、４本以上の支柱と、各支柱の両端部に連結した一対の板状部材とを有し、溝が水平方向に複数形成されていることにより、前記各支柱に前記支持部が垂直方向で複数形成されたものであり、前記各溝ごとに、１枚ずつ、前記被処理基板が挿入されて前記４つ以上の支持部により支持されるものであることを特徴とする請求項１に記載の縦型熱処理用ボート。
  3. 少なくとも、半導体ウエーハを一枚あたり４つ以上の支持部により水平に支持して熱処理を行うときに、前記４つ以上の支持部に、各々、支持補助部材を着脱可能に装着し、該支持補助部材上に前記半導体ウエーハを載置して熱処理する半導体ウエーハの熱処理方法であって、
    前記４つ以上の支持部の形状を各々測定し、該測定から４つ以上の支持部全てによる平面度を得て、該得られた平面度に基づいて、
    前記支持補助部材の厚さを調節して、前記測定した各々の支持部の形状に合わせて、前記厚さを調節した支持補助部材を選択し、該選択した支持補助部材を前記支持部に装着するか、
    前記測定した各々の支持部の形状に合わせてスペーサを選択し、該選択したスペーサを挟んで前記支持部に前記支持補助部材を装着して、
    前記各々の支持補助部材の載置面全てによる平面度を調整してから、該載置面上に前記半導体ウエーハを載置して熱処理を行うことを特徴とする半導体ウエーハの熱処理方法。
  4. 前記熱処理を、４本以上の支柱と、各支柱の両端部に連結した一対の板状部材とを有し、溝が水平方向に複数形成されていることにより、前記各支柱に前記支持部が垂直方向で複数形成されたものであり、前記各溝ごとに、１枚ずつ、前記半導体ウエーハが挿入されて前記４つ以上の支持部により支持される縦型熱処理用ボートを用いて行うことを特徴とする請求項３に記載の半導体ウエーハの熱処理方法。
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