JP5211543B2 - ウエーハ支持治具およびこれを備えた縦型熱処理用ボートならびにウエーハ支持治具の製造方法 - Google Patents
ウエーハ支持治具およびこれを備えた縦型熱処理用ボートならびにウエーハ支持治具の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5211543B2 JP5211543B2 JP2007120922A JP2007120922A JP5211543B2 JP 5211543 B2 JP5211543 B2 JP 5211543B2 JP 2007120922 A JP2007120922 A JP 2007120922A JP 2007120922 A JP2007120922 A JP 2007120922A JP 5211543 B2 JP5211543 B2 JP 5211543B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- wafer support
- support jig
- support surface
- base material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 64
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 33
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 252
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 55
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 35
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 33
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 15
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 8
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 39
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 18
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 12
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 12
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004854 X-ray topography Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005247 gettering Methods 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
- H01L21/67303—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements
- H01L21/67309—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements characterized by the substrate support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
- H01L21/67303—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements
- H01L21/67306—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements characterized by a material, a roughness, a coating or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
- Y10T29/49885—Assembling or joining with coating before or during assembling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
- Y10T29/49947—Assembling or joining by applying separate fastener
- Y10T29/49966—Assembling or joining by applying separate fastener with supplemental joining
- Y10T29/4997—At least one part nonmetallic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
本発明は、主に半導体ウエーハ等の被処理ウエーハを熱処理する際に使用するウエーハ支持治具およびこれを備えた縦型熱処理用ボートに関し、特には、熱処理時にスリップ転位が被処理ウエーハに発生するのを抑制することができるウエーハ支持治具および縦型熱処理用ボートに関する。
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、単にボートという場合がある）が用いられる。
図４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には多数のスリット２１１が形成され、各スリット２１１間の凸部がウエーハの支持部２１２として作用する。被処理ウエーハ（以下、単にウエーハということがある）を熱処理する際には、図５（Ａ）の平面図、図５（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６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７（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に凹み状のスリット（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に凹み状のスリット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、スリット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。
さらに、これらの支持部２１２、２１３でウエーハＷを直接支持するのではなく、各支持部２１２、２１３にウエーハ支持治具を着脱可能に装着し、このウエーハ支持治具にウエーハＷを載置して支持する形態のものも挙げられる。
さて、このような被処理ウエーハと直接接触して支持するウエーハ支持治具（あるいは支持部）のウエーハとの接触面（支持面）について述べる。
特許文献１には、スリップを抑制するためにこの支持面の表面粗さＲａを０．５μｍ以下にして、ウエーハの自重により応力が集中してしまう要因を取り除くことが記載されている。
一方、特許文献２には、支持面をあまり平滑にし過ぎると、ウエーハとウエーハ支持治具が部分的に固着するため、支持面の表面粗さをＲａ０．３μｍ以上にすることが記載されている。
このように、自重応力集中防止や、ウエーハ／ウエーハ支持治具の固着防止を両立させるためには、表面粗さを最適領域に調整する必要があり、研削加工やサンドブラスト加工などの方法で表面粗さ調整が行なわれている。
特許文献１には、スリップを抑制するためにこの支持面の表面粗さＲａを０．５μｍ以下にして、ウエーハの自重により応力が集中してしまう要因を取り除くことが記載されている。
一方、特許文献２には、支持面をあまり平滑にし過ぎると、ウエーハとウエーハ支持治具が部分的に固着するため、支持面の表面粗さをＲａ０．３μｍ以上にすることが記載されている。
このように、自重応力集中防止や、ウエーハ／ウエーハ支持治具の固着防止を両立させるためには、表面粗さを最適領域に調整する必要があり、研削加工やサンドブラスト加工などの方法で表面粗さ調整が行なわれている。
しかし、こうした方法で調整されたウエーハ支持面を用いても、熱処理時の昇降温速度を加速したり、ボートピッチを縮小したりして、熱応力要因を増大させると、スリップを抑えきることができなかった。これは、ウエーハおよびウエーハ支持治具の熱変形の影響と考えられる。ウエーハとウエーハ支持治具との間に摩擦や固着がある場合、昇降温時に熱変形を妨げる応力が発生する。昇降温速度を加速したり、ボート溝ピッチを縮小したりすると、熱変形の速度が速くなってウエーハがウエーハ支持治具上を滑ることなどによる変形緩和が追い付かなくなるため、応力が増大してスリップが発生するものと考えられる。
この応力を低減するために、特許文献３にはウエーハ支持治具にコロを用いて、ウエーハとウエーハ支持治具との間の摩擦を低減する方法が記載されている。しかし、コロを載置する凹部を精度高く加工することが難しく、ボートの製造コストが高くなるなどの問題があった。
そこで、本発明者は、ウエーハ支持治具の支持面／ウエーハの摩擦や固着について鋭意研究を行ったところ、この摩擦・固着を低減するにあたっては、ウエーハ支持治具の支持面におけるスキューネス（Ｒｓｋ）が重要な要素の一つであることを発見した。
ここで、このＲｓｋについて述べる。
例えば研削等によって形成されたウエーハ支持治具の支持面においては、実際には微小な凹凸が存在し、その断面は振幅曲線を描いている。Ｒｓｋとは、この振幅曲線が平均線の上下どちらに偏っているかを示すパラメータである。
ここで、このＲｓｋについて述べる。
例えば研削等によって形成されたウエーハ支持治具の支持面においては、実際には微小な凹凸が存在し、その断面は振幅曲線を描いている。Ｒｓｋとは、この振幅曲線が平均線の上下どちらに偏っているかを示すパラメータである。
研削やサンドブラストでウエーハ支持治具の表面を加工して支持面とした場合、支持面には条痕や窪みが発生するため、例えば図２に示すように、振幅曲線が平均線よりも上に偏る場合が多く、Ｒｓｋがマイナスの値となる。
これに対し、図３のように、支持面が剣山のような形状の場合、振幅曲線が平均線より下に偏って、Ｒｓｋはプラスの値となる。
これに対し、図３のように、支持面が剣山のような形状の場合、振幅曲線が平均線より下に偏って、Ｒｓｋはプラスの値となる。
そして、本発明者は、従来のサンドブラスト等により形成され、Ｒｓｋがマイナスとなる支持面の場合に対し、支持面のＲｓｋをプラスにすることで、ウエーハとウエーハ支持治具との摩擦・固着が低減され、スリップ転位を抑制するにあたり高い効果を発揮できることを見出した。
さらに、本発明者は、逆にＲｓｋが大きすぎると、ウエーハとウエーハ支持治具との接触が少なくなりすぎて自重応力集中が起こり、スリップが発生してしまうことを見出した。すなわち、Ｒｓｋには最適領域が存在する。
さらに、本発明者は、逆にＲｓｋが大きすぎると、ウエーハとウエーハ支持治具との接触が少なくなりすぎて自重応力集中が起こり、スリップが発生してしまうことを見出した。すなわち、Ｒｓｋには最適領域が存在する。
また、Ｒｓｋの調整について本発明者は以下のことを見出した。
Ｒｓｋは、支持面に故意に突起状物を形成して、この突起状物の密度と高さをコントロールすることによって調整が可能である。突起状物の密度を少なくするにつれて、また、突起状物を高くするにつれてＲｓｋ値が増大するので、最適のＲｓｋ値が得られるように突起状物の密度、高さを調整する。
そして、この突起状物のサイズ分布の調整も必要である。他の突起状物より極端に大きい突起状物が存在すると、これを要因として自重応力集中が起きるので、極端に大きな突起状物がなく、大きめの突起状物の高さを揃え、適度な密度で配置する必要がある。
Ｒｓｋは、支持面に故意に突起状物を形成して、この突起状物の密度と高さをコントロールすることによって調整が可能である。突起状物の密度を少なくするにつれて、また、突起状物を高くするにつれてＲｓｋ値が増大するので、最適のＲｓｋ値が得られるように突起状物の密度、高さを調整する。
そして、この突起状物のサイズ分布の調整も必要である。他の突起状物より極端に大きい突起状物が存在すると、これを要因として自重応力集中が起きるので、極端に大きな突起状物がなく、大きめの突起状物の高さを揃え、適度な密度で配置する必要がある。
本発明は、上記本発明者が見出した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ウエーハを熱処理する際、ウエーハ支持治具の支持面／ウエーハの摩擦や固着を低減できるとともに、支持面における突起状物のサイズ分布が適切であり、スリップ転位の発生を抑制することができるウエーハ支持治具、これを備えた縦型熱処理用ボート、さらにはウエーハ支持治具の製造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、熱処理するときに被処理ウエーハを載置して支持する支持面を有するウエーハ支持治具であって、前記被処理ウエーハを支持する支持面におけるスキューネスＲｓｋが０＜Ｒｓｋ＜１０であるとともに、前記支持面全域に高さ３０μｍ以上の突起状物が無くかつ任意の１ｍｍ２内に高さが２μｍ以上３０μｍ未満の突起状物を１００個以上１０５個以下有するものであることを特徴とするウエーハ支持治具を提供する（請求項１）。
このように、少なくとも、熱処理するときに被処理ウエーハを載置して支持する支持面を有するウエーハ支持治具であって、前記被処理ウエーハを支持する支持面におけるスキューネスＲｓｋが０＜Ｒｓｋ＜１０であれば、支持面において、ウエーハ支持治具と被処理ウエーハの摩擦・固着を低減することができ、これを起因とするスリップ転位の発生を効果的に抑制することができる。
さらに、支持面全域に高さ３０μｍ以上の突起状物が無くかつ任意の１ｍｍ２内に高さが２μｍ以上３０μｍ未満の突起状物を１００個以上１０５個以下有するものであるので、他の突起状物よりも極端に大きい突起状物が存在することもなく、適度な高さおよび密度の突起状物を有しており、その結果、載置する被処理ウエーハの自重による応力集中、さらにはこの応力集中を起因とするスリップ転位の発生を防ぐことができる。また、このような適度な高さおよび密度の突起状物を有しているので、Ｒｓｋが上記範囲に調整されたものとなる。
この場合、前記支持面に突起状物を有するウエーハ支持治具は、エッチング液でエッチング可能な母材中に、前記突起状物となる粒子が分散添加されたものであり、前記突起状物は、前記エッチング液で前記母材がエッチングされて、前記分散添加された粒子により支持面に形成されたものとするのが好ましい（請求項２）。
このようなウエーハ支持治具であれば、エッチング液で母材がエッチングされて、母材中に分散添加された粒子により、支持面に突起状物が均一かつ容易に形成されたものとすることができる。
このようなウエーハ支持治具であれば、エッチング液で母材がエッチングされて、母材中に分散添加された粒子により、支持面に突起状物が均一かつ容易に形成されたものとすることができる。
このとき、前記エッチング液でエッチング可能な母材が石英であり、前記分散添加された粒子が炭化珪素またはシリコンであるものとすることができる（請求項３）。
そして、前記母材をエッチング可能なエッチング液が、フッ酸を含む溶液であるものとすることができる（請求項４）。
また、前記エッチング液でエッチング可能な母材がシリコンであり、前記分散添加された粒子が炭化珪素であるものとすることができ（請求項５）、前記母材をエッチング可能なエッチング液が、フッ酸および硝酸を含む溶液であるものとすることができる（請求項６）。
母材や、母材中に分散添加された粒子、エッチング液が上記のようなものであれば、ウエーハ支持治具の支持面に所望の突起状物を容易に形成することが可能である。
そして、前記母材をエッチング可能なエッチング液が、フッ酸を含む溶液であるものとすることができる（請求項４）。
また、前記エッチング液でエッチング可能な母材がシリコンであり、前記分散添加された粒子が炭化珪素であるものとすることができ（請求項５）、前記母材をエッチング可能なエッチング液が、フッ酸および硝酸を含む溶液であるものとすることができる（請求項６）。
母材や、母材中に分散添加された粒子、エッチング液が上記のようなものであれば、ウエーハ支持治具の支持面に所望の突起状物を容易に形成することが可能である。
また、前記支持面に突起状物を有するウエーハ支持治具は、多結晶体が熱処理されて、前記突起状物が支持面に形成されたものとするのが好ましい（請求項７）。
このように、多結晶体が熱処理されて、前記突起状物が支持面に形成されたものであれば、ウエーハ支持治具の支持面に突起状物が均一かつ容易に形成されたものとすることができる。
このように、多結晶体が熱処理されて、前記突起状物が支持面に形成されたものであれば、ウエーハ支持治具の支持面に突起状物が均一かつ容易に形成されたものとすることができる。
このとき、前記多結晶体の熱処理が、減圧雰囲気下で行われたものとすることができ（請求項８）、また、前記多結晶体の熱処理が、不活性ガスを含む雰囲気、水素ガスを含む雰囲気、これらの混合ガス雰囲気のいずれかで行われたものとすることができる（請求項９）。
このように、多結晶体の熱処理が、減圧雰囲気下で行われたもの、また、不活性ガスを含む雰囲気、水素ガスを含む雰囲気、これらの混合ガス雰囲気のいずれかで行われたものであれば、ウエーハ支持治具の支持面に所望の突起状物が効率よく形成されたものとすることができる。
このように、多結晶体の熱処理が、減圧雰囲気下で行われたもの、また、不活性ガスを含む雰囲気、水素ガスを含む雰囲気、これらの混合ガス雰囲気のいずれかで行われたものであれば、ウエーハ支持治具の支持面に所望の突起状物が効率よく形成されたものとすることができる。
そして、前記熱処理される多結晶体が、シリコンまたは炭化珪素の多結晶体のものとすることができる（請求項１０）。
このように、熱処理される多結晶体が、シリコンまたは炭化珪素の多結晶体のものであれば、支持面に容易に突起状物が形成されたものとすることができる。
このように、熱処理される多結晶体が、シリコンまたは炭化珪素の多結晶体のものであれば、支持面に容易に突起状物が形成されたものとすることができる。
また、本発明は、前記のウエーハ支持治具を備えた縦型熱処理用ボートであって、少なくとも、複数の支柱と、各支柱の両端部に連結した一対の板状部材とを有し、前記各支柱に、前記被処理ウエーハを水平に支持するための複数の支持部が形成されており、該複数の支持部に、前記被処理ウエーハが各々一枚ずつ載置されて支持される前記ウエーハ支持治具が着脱可能に装着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１１）。
このような縦型熱処理用ボートであれば、被処理ウエーハを水平に支持するための複数の支持部に、前記被処理ウエーハが各々一枚ずつ載置されて支持される前記のウエーハ支持治具が着脱可能に装着されているものであるので、ウエーハ支持治具と被処理ウエーハの摩擦・固着を低減することができ、スリップ転位の発生を効果的に抑制することができる。
さらに、支持面において、ウエーハ支持治具の支持面に極端に大きい突起状物が存在することもなく、適度な高さおよび密度の突起状物を有しているので、被処理ウエーハの自重による応力集中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。
さらに、支持面において、ウエーハ支持治具の支持面に極端に大きい突起状物が存在することもなく、適度な高さおよび密度の突起状物を有しているので、被処理ウエーハの自重による応力集中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。
また、本発明は、熱処理するときに支持面で被処理ウエーハを載置して支持するウエーハ支持治具を製造する方法であって、前記ウエーハ支持治具の母材中に突起状物となる粒子を分散して添加し、前記母材をエッチング液でエッチングして、前記支持面に前記分散添加された粒子で突起状物を形成し、前記支持面におけるスキューネスＲｓｋを０＜Ｒｓｋ＜１０にするとともに、前記支持面全域に高さ３０μｍ以上の突起状物が無くかつ任意の１ｍｍ２内に高さが２μｍ以上３０μｍ未満の突起状物を１００個以上１０５個以下有するウエーハ支持治具を製造することを特徴とするウエーハ支持治具の製造方法を提供する（請求項１２）。
このようなウエーハ支持治具の製造方法であれば、ウエーハ支持治具の母材中に突起状物となる粒子を分散して添加し、母材をエッチング液でエッチングして、支持面に分散添加された粒子で突起状物を形成するので、均一かつ容易に支持面に突起状物を形成することができる。
そして、支持面におけるスキューネスＲｓｋを０＜Ｒｓｋ＜１０にするとともに、支持面全域に高さ３０μｍ以上の突起状物が無くかつ任意の１ｍｍ２内に高さが２μｍ以上３０μｍ未満の突起状物を１００個以上１０５個以下有するウエーハ支持治具を製造するので、ウエーハ支持治具と被処理ウエーハの摩擦・固着を低減することができ、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り、また、載置する被処理ウエーハの自重による応力集中、さらにはこの応力集中を起因とするスリップ転位の発生を防ぐことが可能なウエーハ支持治具を得ることができる。
しかも、この製造方法であれば、製造後に突起状物が脱離することもきわめて少なく、パーティクル汚染が発生するのを防止できる。
そして、支持面におけるスキューネスＲｓｋを０＜Ｒｓｋ＜１０にするとともに、支持面全域に高さ３０μｍ以上の突起状物が無くかつ任意の１ｍｍ２内に高さが２μｍ以上３０μｍ未満の突起状物を１００個以上１０５個以下有するウエーハ支持治具を製造するので、ウエーハ支持治具と被処理ウエーハの摩擦・固着を低減することができ、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り、また、載置する被処理ウエーハの自重による応力集中、さらにはこの応力集中を起因とするスリップ転位の発生を防ぐことが可能なウエーハ支持治具を得ることができる。
しかも、この製造方法であれば、製造後に突起状物が脱離することもきわめて少なく、パーティクル汚染が発生するのを防止できる。
このとき、前記エッチング液でエッチングする母材を石英とし、前記分散添加する粒子を炭化珪素またはシリコンとすることができ（請求項１３）、そして、前記母材をエッチングするエッチング液を、フッ酸を含む溶液とすることができる（請求項１４）。
また、前記エッチング液でエッチングする母材をシリコンとし、前記分散添加する粒子を炭化珪素とすることができ（請求項１５）、そして、前記母材をエッチングするエッチング液を、フッ酸および硝酸を含む溶液とすることができる（請求項１６）。
母材や、母材中に分散添加する粒子、エッチング液を上記のようなものとすることにより、ウエーハ支持治具の支持面に所望の突起状物を容易に形成することが可能である。
また、前記エッチング液でエッチングする母材をシリコンとし、前記分散添加する粒子を炭化珪素とすることができ（請求項１５）、そして、前記母材をエッチングするエッチング液を、フッ酸および硝酸を含む溶液とすることができる（請求項１６）。
母材や、母材中に分散添加する粒子、エッチング液を上記のようなものとすることにより、ウエーハ支持治具の支持面に所望の突起状物を容易に形成することが可能である。
また、本発明は、熱処理するときに支持面で被処理ウエーハを載置して支持するウエーハ支持治具を製造する方法であって、前記ウエーハ支持治具の母材となる多結晶体を熱処理して、前記支持面に突起状物を形成し、前記支持面におけるスキューネスＲｓｋを０＜Ｒｓｋ＜１０にするとともに、前記支持面全域に高さ３０μｍ以上の突起状物が無くかつ任意の１ｍｍ２内に高さが２μｍ以上３０μｍ未満の突起状物を１００個以上１０５個以下有するウエーハ支持治具を製造することを特徴とするウエーハ支持治具の製造方法を提供する（請求項１７）。
このようなウエーハ支持治具の製造方法であれば、前記ウエーハ支持治具の母材となる多結晶体を熱処理して、前記支持面に突起状物を形成するので、均一かつ容易に支持面に突起状物を形成することができる。
そして、支持面におけるスキューネスＲｓｋを０＜Ｒｓｋ＜１０にするとともに、支持面全域に高さ３０μｍ以上の突起状物が無くかつ任意の１ｍｍ２内に高さが２μｍ以上３０μｍ未満の突起状物を１００個以上１０５個以下有するウエーハ支持治具を製造するので、ウエーハ支持治具と被処理ウエーハの摩擦・固着を低減することができ、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り、また、載置する被処理ウエーハの自重による応力集中、さらにはこの応力集中を起因とするスリップ転位の発生を防ぐことが可能なウエーハ支持治具を得ることができる。
また、突起状物が脱離することによるパーティクル汚染を防止することができる。
そして、支持面におけるスキューネスＲｓｋを０＜Ｒｓｋ＜１０にするとともに、支持面全域に高さ３０μｍ以上の突起状物が無くかつ任意の１ｍｍ２内に高さが２μｍ以上３０μｍ未満の突起状物を１００個以上１０５個以下有するウエーハ支持治具を製造するので、ウエーハ支持治具と被処理ウエーハの摩擦・固着を低減することができ、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り、また、載置する被処理ウエーハの自重による応力集中、さらにはこの応力集中を起因とするスリップ転位の発生を防ぐことが可能なウエーハ支持治具を得ることができる。
また、突起状物が脱離することによるパーティクル汚染を防止することができる。
このとき、前記多結晶体の熱処理を、減圧雰囲気下で行うことができ（請求項１８）、また、前記多結晶体の熱処理を、不活性ガスを含む雰囲気、水素ガスを含む雰囲気、これらの混合ガス雰囲気のいずれかで行うことができる（請求項１９）。
このように、多結晶体の熱処理を、減圧雰囲気下、また、不活性ガスを含む雰囲気、水素ガスを含む雰囲気、これらの混合ガス雰囲気のいずれかで行えば、ウエーハ支持治具の支持面に所望の突起状物を効率よく形成することが可能である。
このように、多結晶体の熱処理を、減圧雰囲気下、また、不活性ガスを含む雰囲気、水素ガスを含む雰囲気、これらの混合ガス雰囲気のいずれかで行えば、ウエーハ支持治具の支持面に所望の突起状物を効率よく形成することが可能である。
そして、前記熱処理する多結晶体を、シリコンまたは炭化珪素の多結晶体とすることができる（請求項２０）。
このように、熱処理する多結晶体を、シリコンまたは炭化珪素の多結晶体とすれば、支持面に容易に突起状物を形成することができる。
このように、熱処理する多結晶体を、シリコンまたは炭化珪素の多結晶体とすれば、支持面に容易に突起状物を形成することができる。
さらに、本発明は、熱処理するときに支持面で被処理ウエーハを載置して支持するウエーハ支持治具を製造する方法であって、前記ウエーハ支持治具の母材中に突起状物となる粒子を分散して添加し、前記母材をエッチング液でエッチングして、前記支持面に前記分散添加された粒子で突起状物を形成するか、前記ウエーハ支持治具の母材となる多結晶体を熱処理して、前記支持面に突起状物を形成して、前記支持面に突起状物を有するウエーハ支持治具を製造することを特徴とするウエーハ支持治具の製造方法を提供する。
このようなウエーハ支持治具の製造方法であれば、ウエーハ支持治具の母材中に突起状物となる粒子を分散して添加し、母材をエッチング液でエッチングして、支持面に分散添加された粒子で突起状物を形成するか、ウエーハ支持治具の母材となる多結晶体を熱処理して、支持面に突起状物を形成するので、均一かつ容易に支持面に所望の突起状物が形成されたウエーハ支持治具を製造することができる。
本発明のウエーハ支持治具、縦型熱処理用ボートであれば、支持面に載置される被処理ウエーハとの摩擦や固着を低減することができ、また、被処理ウエーハの自重による応力集中が発生することを防止することができ、ひいては被処理ウエーハにスリップ転位が生じるのを効果的に防ぐことが可能である。
また、本発明のウエーハ支持治具の製造方法であれば、支持面に突起状物を均一かつ容易に形成することができ、上記のようなスリップ転位の発生を効果的に防止することができるウエーハ支持治具を得ることができるし、支持面に形成された突起状物は脱離しにくく、パーティクル汚染の発生を抑制することができる。
また、本発明のウエーハ支持治具の製造方法であれば、支持面に突起状物を均一かつ容易に形成することができ、上記のようなスリップ転位の発生を効果的に防止することができるウエーハ支持治具を得ることができるし、支持面に形成された突起状物は脱離しにくく、パーティクル汚染の発生を抑制することができる。
以下では、本発明のウエーハ支持治具およびこれを備えた縦型熱処理用ボート、さらにはウエーハ支持治具の製造方法について、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。
図１に、本発明のウエーハ支持治具およびこれを備えた縦型熱処理用ボートの一例の概略を示す。
この縦型熱処理用ボート１は、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とを有している。各支柱４には、それぞれ同じ高さの位置に複数のスリット（溝）７が等間隔で形成されており、スリット７間の凸部が半導体ウエーハの支持部２として作用する。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に本発明であるウエーハ支持治具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の同じ高さの支持部２に装着したウエーハ支持治具３上に各々１枚ずつウエーハが載置される。
なお、ウエーハ支持治具３以外は、例えば従来と同様のものとすることができ、特に限定されない。
図１に、本発明のウエーハ支持治具およびこれを備えた縦型熱処理用ボートの一例の概略を示す。
この縦型熱処理用ボート１は、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とを有している。各支柱４には、それぞれ同じ高さの位置に複数のスリット（溝）７が等間隔で形成されており、スリット７間の凸部が半導体ウエーハの支持部２として作用する。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に本発明であるウエーハ支持治具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の同じ高さの支持部２に装着したウエーハ支持治具３上に各々１枚ずつウエーハが載置される。
なお、ウエーハ支持治具３以外は、例えば従来と同様のものとすることができ、特に限定されない。
ここで、ウエーハ支持治具３についてさらに詳しく述べる。
本発明者は、ウエーハ支持治具の支持面について鋭意研究を行った結果、まず、支持面の表面粗さに関して、以下のことを見出した。
まず、従来のウエーハ支持治具について述べると、上述したように、その支持面は研削やサンドブラストで加工されたものであり条痕や窪みが形成されている。したがって、このような従来の支持面においては、図２に示すようにスキューネスＲｓｋはマイナスの値となる。このとき、ウエーハ支持治具とそれに載置して支持する被処理ウエーハの間において摩擦や固着は比較的大きなものとなる。
本発明者は、ウエーハ支持治具の支持面について鋭意研究を行った結果、まず、支持面の表面粗さに関して、以下のことを見出した。
まず、従来のウエーハ支持治具について述べると、上述したように、その支持面は研削やサンドブラストで加工されたものであり条痕や窪みが形成されている。したがって、このような従来の支持面においては、図２に示すようにスキューネスＲｓｋはマイナスの値となる。このとき、ウエーハ支持治具とそれに載置して支持する被処理ウエーハの間において摩擦や固着は比較的大きなものとなる。
一般に、被処理ウエーハを熱処理するとき、例えば熱処理温度を昇降温すると被処理ウエーハに熱変形が生じるが、このとき、被処理ウエーハがウエーハ支持治具上を滑ることなどによる変形緩和が追い付かなくなる場合がある。すなわち、熱変形を妨げる応力が被処理ウエーハに発生してしまい、スリップ転位等が発生する。
従来のウエーハ支持治具であると被処理ウエーハ／ウエーハ支持治具間の摩擦や固着が大きいため、滑りが良くなく、その結果、スリップ転位が発生しやすい。
従来のウエーハ支持治具であると被処理ウエーハ／ウエーハ支持治具間の摩擦や固着が大きいため、滑りが良くなく、その結果、スリップ転位が発生しやすい。
そこで本発明者は、支持面におけるＲｓｋについて、さらに詳しく研究をおこなったところ、本発明のウエーハ支持治具３のように、支持面１１におけるＲｓｋが０より大きく、すなわちプラスの値のものであれば、被処理ウエーハ／ウエーハ支持治具間の摩擦や固着が従来よりも著しく低減可能なことを見出した。したがって、このような本発明のウエーハ支持治具３により、被処理ウエーハ／ウエーハ支持治具間の摩擦や固着を起因とするスリップ転位の発生を効果的に防止することができる。
一方で、支持面１１におけるＲｓｋが大きすぎると、すなわち１０以上の場合、被処理ウエーハとウエーハ支持治具との接触が少なくなりすぎて自重による応力集中が起こり、スリップ転位が発生してしまう。そのため、Ｒｓｋが１０未満のものとする必要がある。
以上より、本発明のウエーハ支持治具３の支持面１１におけるＲｓｋの値の範囲は、０＜Ｒｓｋ＜１０である。
このように支持面１１のＲｓｋが適切な範囲におさまっているので、被処理ウエーハ／ウエーハ支持治具間の摩擦や固着、あるいは被処理ウエーハとウエーハ支持治具の接触範囲の小ささからスリップ転位が発生するのを著しく抑制することができる。これにより、熱処理された被処理ウエーハの品質を改善することができるし、歩留りの向上を図ることが可能である。
このように支持面１１のＲｓｋが適切な範囲におさまっているので、被処理ウエーハ／ウエーハ支持治具間の摩擦や固着、あるいは被処理ウエーハとウエーハ支持治具の接触範囲の小ささからスリップ転位が発生するのを著しく抑制することができる。これにより、熱処理された被処理ウエーハの品質を改善することができるし、歩留りの向上を図ることが可能である。
なお、Ｒｓｋを求めるにあたっては、例えば、フォームタリサーフイントラ（触針式表面粗さ測定器：テーラーホブソン社製）を用いることができる。
ここで、フォームタリサーフイントラによる被測定対象物（ワーク）の表面形状の測定方法の概略について図８を参照して説明する。図８（Ａ）の側面図および図８（Ｂ）の上面図に示すように、測定部の針をステージ上のワーク表面に接触させて計測を行うものであり、Ｘ軸方向に測定部を移動させることによって、ワークの表面の断面曲線を得ることができる（２次元モード）。また、さらにステージをＹ軸方向に移動させることにより、ワーク表面全領域の３次元曲面を得ることもできる（３次元モード）。
Ｒｓｋの測定にあたっては、まず、例えば分解能１μｍ（Ｘ軸方向に連続的に測定するが、１μｍ間隔でデータを取り込む）で３０ｍｍ（ワークの長さ）測定して断面曲線を得る。得られた断面曲線をカットオフ波長２．５ｍｍでフィルタリング（２．５ｍｍ以上の波長成分を除去する）して粗さ曲線を得る。この粗さ曲線からＲｓｋを求めるが、計算方法はＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１で規定されている。
なお、表面粗さＲａについても同様にして粗さ曲線を測定し、上記規定より算出することができる。
ここで、フォームタリサーフイントラによる被測定対象物（ワーク）の表面形状の測定方法の概略について図８を参照して説明する。図８（Ａ）の側面図および図８（Ｂ）の上面図に示すように、測定部の針をステージ上のワーク表面に接触させて計測を行うものであり、Ｘ軸方向に測定部を移動させることによって、ワークの表面の断面曲線を得ることができる（２次元モード）。また、さらにステージをＹ軸方向に移動させることにより、ワーク表面全領域の３次元曲面を得ることもできる（３次元モード）。
Ｒｓｋの測定にあたっては、まず、例えば分解能１μｍ（Ｘ軸方向に連続的に測定するが、１μｍ間隔でデータを取り込む）で３０ｍｍ（ワークの長さ）測定して断面曲線を得る。得られた断面曲線をカットオフ波長２．５ｍｍでフィルタリング（２．５ｍｍ以上の波長成分を除去する）して粗さ曲線を得る。この粗さ曲線からＲｓｋを求めるが、計算方法はＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１で規定されている。
なお、表面粗さＲａについても同様にして粗さ曲線を測定し、上記規定より算出することができる。
また、本発明のウエーハ支持治具３の支持面１１は、支持面全域に高さ３０μｍ以上の突起状物が無くかつ任意の１ｍｍ２内に高さが２μｍ以上３０μｍ未満の突起状物を１００個以上１０５個以下有している。
本発明のウエーハ支持治具３では、支持面１１がこのような突起状物を有しているため、各領域において、他の突起状物よりも極端に大きい突起状物が存在することもなく、比較的大きめの突起状物の高さが揃っているので、その領域で被処理ウエーハの自重による応力が分散し、スリップ転位が発生するのを抑制することができる。
本発明のウエーハ支持治具３では、支持面１１がこのような突起状物を有しているため、各領域において、他の突起状物よりも極端に大きい突起状物が存在することもなく、比較的大きめの突起状物の高さが揃っているので、その領域で被処理ウエーハの自重による応力が分散し、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、この突起状物の高さや密度を求めるにあたっては、例えば、上記のフォームタリサーフイントラを用いることができる。
ここでは、ステージをＹ軸方向に移動させて３次元モードにて測定を行う。Ｘ−Ｙ軸分解能２μｍ（Ｘ方向に連続的に測定するが、２μｍ間隔でデータを取り込む。Ｙ方向はＹステージを２μｍステップで移動させる。）でワーク接触面全領域の３次元曲面を得る。得られた３次元曲面をカットオフ波長２．５ｍｍでフィルタリングして粗さ曲面を得る。この粗さ曲面の平均面から高さ２μｍ以上の突起の数を求め、密度を算出する。
ここでは、ステージをＹ軸方向に移動させて３次元モードにて測定を行う。Ｘ−Ｙ軸分解能２μｍ（Ｘ方向に連続的に測定するが、２μｍ間隔でデータを取り込む。Ｙ方向はＹステージを２μｍステップで移動させる。）でワーク接触面全領域の３次元曲面を得る。得られた３次元曲面をカットオフ波長２．５ｍｍでフィルタリングして粗さ曲面を得る。この粗さ曲面の平均面から高さ２μｍ以上の突起の数を求め、密度を算出する。
そして、このウエーハ支持治具３の材料等は特に限定されないが、例えば、以下のようなものが挙げられる。
まず、１つ目の例として、エッチング液（例えばフッ酸を含む溶液）でエッチング可能な母材（例えば石英）中に、突起状物となる粒子（例えば炭化珪素またはシリコン）が分散添加されたものであり、支持面１１における突起状物はエッチング液で母材がエッチングされて、分散添加された粒子により形成されたものが挙げられる。
また、母材がシリコンであり、母材中に分散添加された粒子が炭化珪素であり、エッチング液がフッ酸および硝酸を含む溶液であるものとすることもできる。
まず、１つ目の例として、エッチング液（例えばフッ酸を含む溶液）でエッチング可能な母材（例えば石英）中に、突起状物となる粒子（例えば炭化珪素またはシリコン）が分散添加されたものであり、支持面１１における突起状物はエッチング液で母材がエッチングされて、分散添加された粒子により形成されたものが挙げられる。
また、母材がシリコンであり、母材中に分散添加された粒子が炭化珪素であり、エッチング液がフッ酸および硝酸を含む溶液であるものとすることもできる。
次に２つ目の例としては、シリコンや炭化珪素等の多結晶体が熱処理されて、突起状物が支持面１１に形成されたものとすることができる。このとき、上記熱処理が減圧雰囲気下で行われたもの、また、不活性ガスを含む雰囲気、水素ガスを含む雰囲気、これらの混合ガス雰囲気のいずれかで行われたものが挙げられる。
以下、本発明のウエーハ支持治具３の製造方法について述べる。
まず、上記１つ目の例（エッチング液を用いたものの場合）について説明する。
ウエーハ支持治具３の母材の中心となるシリカガラス粉を用意し、これを水、加熱ゲル化剤であるセルロース誘導体と混合してスラリー化する。さらに、後に突起状物を形成することになる炭化珪素粉またはシリコン粉を混合する。このようにすることで、母材中に炭化珪素粉またはシリコン粉を均一に分散して添加することができる。
まず、上記１つ目の例（エッチング液を用いたものの場合）について説明する。
ウエーハ支持治具３の母材の中心となるシリカガラス粉を用意し、これを水、加熱ゲル化剤であるセルロース誘導体と混合してスラリー化する。さらに、後に突起状物を形成することになる炭化珪素粉またはシリコン粉を混合する。このようにすることで、母材中に炭化珪素粉またはシリコン粉を均一に分散して添加することができる。
なお、これらの混合比率は特に限定されないが、この混合比率によって、母材中の炭化珪素粉またはシリコン粉の割合が変化し、支持面１１に形成される突起状物の密度等に影響する。したがって、突起状物の密度、高さ、支持面１１のＲｓｋ等が本発明における範囲内におさまるように、例えば繰り返し実験を行うことにより、適切な混合比率を求めれば良い。各粉のサイズもその都度決定することができる。
次に、上記のようにして用意したスラリーを、例えば１０℃以下、１〜１２０分の範囲で冷却したのち射出シリンダーに注入する又は射出シリンダー内で冷却し、それを加熱ゲル化剤のゲル化温度以上、１５０℃以下、具体的には例えば７０〜１２０℃の温度に加熱した樹脂製又は金属製の成形型内に射出成形する。そして、このようにして得られたシリカガラス成形体を離型し、乾燥、脱脂処理、純化処理し、さらに焼結する。このような処理は、例えば特開２００６−３１５９１０号公報等に開示されている方法とすることができる。
すなわち、上記脱脂処理は、例えば大気雰囲気下、３００〜９００℃の温度で３〜６時間保持し、脱脂処理終了後室温にまで放冷する。
また、純化処理は、例えば塩化水素を含む雰囲気下、５００〜１３００℃で０．５〜５時間の処理を行う。この純化処理でシリカガラス成形体中のアルミニウム濃度は１５ｐｐｍ以下、鉄、カルシウム、ナトリウム、カリウム及びリチウムの各濃度はそれぞれ１ｐｐｍ以下にでき、半導体工業でも十分に使用できる製品に製造することができる。特にアルカリ金属、アルカリ土類金属が十分に純化されていることで焼結によるガラス化時にシリカガラスのクリストバライトへの転移が抑えられ、製品にクラックによる破損や欠け、或は表面の微細なクラックによる凹凸の発生を抑制することができる。
ガラス化の焼結は、例えば１２００〜１７００℃の温度で５〜３０分間、好ましくは減圧下で行うのがよい。
また、純化処理は、例えば塩化水素を含む雰囲気下、５００〜１３００℃で０．５〜５時間の処理を行う。この純化処理でシリカガラス成形体中のアルミニウム濃度は１５ｐｐｍ以下、鉄、カルシウム、ナトリウム、カリウム及びリチウムの各濃度はそれぞれ１ｐｐｍ以下にでき、半導体工業でも十分に使用できる製品に製造することができる。特にアルカリ金属、アルカリ土類金属が十分に純化されていることで焼結によるガラス化時にシリカガラスのクリストバライトへの転移が抑えられ、製品にクラックによる破損や欠け、或は表面の微細なクラックによる凹凸の発生を抑制することができる。
ガラス化の焼結は、例えば１２００〜１７００℃の温度で５〜３０分間、好ましくは減圧下で行うのがよい。
この後、研削等を施してウエーハ支持治具３の形に加工する。
このようにして、石英を主成分とする母材中に炭化珪素粉またはシリコン粉が分散添加されたものに対し、エッチング液としてフッ酸を含む溶液を用いてエッチング処理を施す。
このとき、フッ酸により石英を主成分とする母材の表面がエッチングされる一方で、炭化珪素粉またはシリコン粉はほとんどエッチングされない。したがって、ウエーハ支持治具３の支持面１１には、炭化珪素粉またはシリコン粉が露出し、突起状物として形成される。
なお、特開２００２−４３２３９号公報に開示されているような、支持面に粉末を溶着させるという、従来の突起状物の形成方法では、支持面に粉末を均一にさせることは難しく、また、熱処理中に溶着したはずの粉末が脱離して被処理ウエーハをパーティクル汚染してしまうことがあったが、本発明のウエーハ支持治具の製造方法であれば、これらのことは生じにくく、サイズの揃った突起状物を均一に分散させて形成すること、突起状物の脱離が極めて少ないものにすることが可能である。
このようにして、石英を主成分とする母材中に炭化珪素粉またはシリコン粉が分散添加されたものに対し、エッチング液としてフッ酸を含む溶液を用いてエッチング処理を施す。
このとき、フッ酸により石英を主成分とする母材の表面がエッチングされる一方で、炭化珪素粉またはシリコン粉はほとんどエッチングされない。したがって、ウエーハ支持治具３の支持面１１には、炭化珪素粉またはシリコン粉が露出し、突起状物として形成される。
なお、特開２００２−４３２３９号公報に開示されているような、支持面に粉末を溶着させるという、従来の突起状物の形成方法では、支持面に粉末を均一にさせることは難しく、また、熱処理中に溶着したはずの粉末が脱離して被処理ウエーハをパーティクル汚染してしまうことがあったが、本発明のウエーハ支持治具の製造方法であれば、これらのことは生じにくく、サイズの揃った突起状物を均一に分散させて形成すること、突起状物の脱離が極めて少ないものにすることが可能である。
しかも、本発明では、添加する炭化珪素粉等の粒子サイズ、量等を調整することで、簡単に突起状物を形成して、支持面におけるスキューネスＲｓｋを０＜Ｒｓｋ＜１０にするとともに、支持面全域に高さ３０μｍ以上の突起状物が無くかつ任意の１ｍｍ２内に高さが２μｍ以上３０μｍ未満の突起状物を１００個以上１０５個以下有するウエーハ支持治具を製造することができる。
なお、母材および分散添加する粒子、母材のエッチング処理に用いるエッチング液はこれに限定されず、他には、例えばそれぞれ順に、シリコン、炭化珪素、フッ酸および硝酸を含む溶液とすることができる。
熱処理の目的や被処理ウエーハの種類等により、適宜、ウエーハ支持治具３の材料等を決定することができる。
熱処理の目的や被処理ウエーハの種類等により、適宜、ウエーハ支持治具３の材料等を決定することができる。
また、２つ目の例（熱処理によるものの場合）としては、シリコンまたは炭化珪素の多結晶体をウエーハ支持治具３の形に加工した後、例えば、減圧雰囲気下で、不活性ガスを含む雰囲気、水素ガスを含む雰囲気、これらの混合ガス雰囲気のいずれかで熱処理を施すことにより、支持面１１に突起状物を効率良く形成することができる。そして、上記と同様の範囲のＲｓｋ、また、同様の範囲の高さ、密度の突起状物が形成された支持面１１を有するウエーハ支持治具３を製造することができる。
このときの熱処理条件は特に限定されず、実験を繰り返すことにより、上記範囲のＲｓｋ、突起状物の高さおよび密度が得られるよう適宜決定することができる。例えば減圧下に限られることもなく、上記雰囲気であれば常圧下で十分に突起状物を形成することができる。また、逆に、減圧下であれば、上記雰囲気に限定されることもなく、他の雰囲気であっても突起状物を形成することができる。
さらに、熱処理する多結晶体も、シリコンまたは炭化珪素に限定されない。適宜、適切な多結晶体を選択することができる。
このように、多結晶体を熱処理する方法によれば単一部材でウエーハ支持治具を製造することができ、２種類以上の部材で製造するよりも簡便で高い清浄度とすることができる。
さらに、熱処理する多結晶体も、シリコンまたは炭化珪素に限定されない。適宜、適切な多結晶体を選択することができる。
このように、多結晶体を熱処理する方法によれば単一部材でウエーハ支持治具を製造することができ、２種類以上の部材で製造するよりも簡便で高い清浄度とすることができる。
なお、ここでは図１に示すような形態のウエーハ支持治具３について述べたが、熱処理するときに被処理ウエーハを載置して支持する支持面１１を有するものであればよく、ウエーハ支持治具３の形状は特に限定されない。製造方法もエッチング処理や熱処理によって突起状物を形成し、上記範囲のＲｓｋ、突起状物の高さ、密度が得られればよく、成形方法等は、ウエーハ支持治具３の形状等に応じてその都度適切に決定することができる。
例えば、ウエーハ支持治具３をリング状のものとすることができる。
例えば、ウエーハ支持治具３をリング状のものとすることができる。
（実施例１：サンプルＡ〜Ｅ）
シリカガラス粉／水／メチルセルロースを混合したスラリーに炭化珪素粉を混ぜたものを型に射出して成形し、離型、乾燥、脱脂、純化、焼結、研削することによって、図１に示すようなウエーハ支持治具（長さ３０ｍｍ）を作製した。
炭化珪素粉には、サイズ頻度分布における最大頻度サイズが８μｍ、最大サイズが２４μｍ以下、最小サイズが３μｍ以上のものを用い、混合比率を変えた５種類の材料を準備した。
研削後、１０％ＨＦで４時間エッチングすることにより炭化珪素粒を表面に露出させ、Ｒｓｋの異なるウエーハ支持治具を作製した。
シリカガラス粉／水／メチルセルロースを混合したスラリーに炭化珪素粉を混ぜたものを型に射出して成形し、離型、乾燥、脱脂、純化、焼結、研削することによって、図１に示すようなウエーハ支持治具（長さ３０ｍｍ）を作製した。
炭化珪素粉には、サイズ頻度分布における最大頻度サイズが８μｍ、最大サイズが２４μｍ以下、最小サイズが３μｍ以上のものを用い、混合比率を変えた５種類の材料を準備した。
研削後、１０％ＨＦで４時間エッチングすることにより炭化珪素粒を表面に露出させ、Ｒｓｋの異なるウエーハ支持治具を作製した。
各ウエーハ支持治具のＲａ値、Ｒｓｋ値、突起状物の密度を、フォームタリサーフイントラで測定した結果を表１に示す。また、どのウエーハ支持治具からも高さ３０μｍ以上の突起状物は検出されなかった。なお、表１の突起状物の密度は、支持面全領域をフォームタリサーフイントラで３次元測定したときの粗さ曲面における平均面との高度差が２μｍ以上３０μｍ未満のものについてのものである。
この石英製のウエーハ支持治具を、図１に示すような溝ピッチ７．５ｍｍのボートにセットし、直径３００ｍｍシリコンウエーハを載置して１２００℃、１時間の熱処理を行ったところ、Ｘ線トポグラフィで評価したスリップレベルは表１のようになった。
従来では、固着等によるスリップ転位の発生防止にはＲａを０．３μｍ以上にする必要があるとされていたが、表１に示すように、本発明のように、支持面において、０＜Ｒｓｋ＜１０であり、支持面全域に高さ３０μｍ以上の突起状物が無くかつ任意の１ｍｍ２内に高さが２μｍ以上３０μｍ未満の突起状物を１００個以上１０５個以下有するものであれば、Ｒａが０．０８〜０．２９μｍと比較的小さな値をとるものであっても、いずれのサンプルＡ〜Ｅもスリップフリーにできることが判る。
（比較例１：サンプルＦ〜Ｈ）
炭化珪素を混合しない石英製のウエーハ支持治具を作製した。表面粗さの異なる２種類を準備し、ひとつは研削加工後にエッチングしたもの、もうひとつは研削加工後にサンドブラスト加工を行ってからエッチングしたものである。
また、パターンを用いたサンドブラスト加工を行ってからエッチングを行ったものも用意した。ここで、パターンを用いたサンドブラスト加工とは、直径２００μｍの穴を３００μｍ間隔で開けたマスクを準備し、その上からサンドブラスト加工を実施することである。この加工により、なだらかな突起状物を形成できる。
そして、実施例１と同様にして、各ウエーハ支持治具のＲａ値、Ｒｓｋ値、突起状物密度、スリップ転位の有無を測定した結果を表２に示す。
炭化珪素を混合しない石英製のウエーハ支持治具を作製した。表面粗さの異なる２種類を準備し、ひとつは研削加工後にエッチングしたもの、もうひとつは研削加工後にサンドブラスト加工を行ってからエッチングしたものである。
また、パターンを用いたサンドブラスト加工を行ってからエッチングを行ったものも用意した。ここで、パターンを用いたサンドブラスト加工とは、直径２００μｍの穴を３００μｍ間隔で開けたマスクを準備し、その上からサンドブラスト加工を実施することである。この加工により、なだらかな突起状物を形成できる。
そして、実施例１と同様にして、各ウエーハ支持治具のＲａ値、Ｒｓｋ値、突起状物密度、スリップ転位の有無を測定した結果を表２に示す。
比較例１の炭化珪素なしサンプルＦは、研削加工品で、Ｒａが小さく、Ｒｓｋもマイナスの値で、高さ２μｍ以上の突起状物は検出されなかった。そして、スリップレベルは非常に悪かった。
炭化珪素なしサンプルＧは、サンドブラスト加工でＲａを大きくした。そのときのＲｓｋはマイナスの値であり、高さ２μｍ以上の突起状物は検出されていない。サンドブラスト処理で表面粗さを粗くしても、スリップ転位を完全に抑制することはできなかった。
また、炭化珪素なしサンプルＨは、パターンを用いたサンドブラスト加工により、なだらかな突起状物が形成されたものであり、突起状物の密度が１個／ｍｍ２以上となったものの、Ｒｓｋ値はマイナスとなってしまい、完全なスリップフリーウエーハを作製することはできない。
なお、サンプルＦ〜Ｈの支持面には高さ３０μｍ以上の突起状物は検出されなかった。
炭化珪素なしサンプルＧは、サンドブラスト加工でＲａを大きくした。そのときのＲｓｋはマイナスの値であり、高さ２μｍ以上の突起状物は検出されていない。サンドブラスト処理で表面粗さを粗くしても、スリップ転位を完全に抑制することはできなかった。
また、炭化珪素なしサンプルＨは、パターンを用いたサンドブラスト加工により、なだらかな突起状物が形成されたものであり、突起状物の密度が１個／ｍｍ２以上となったものの、Ｒｓｋ値はマイナスとなってしまい、完全なスリップフリーウエーハを作製することはできない。
なお、サンプルＦ〜Ｈの支持面には高さ３０μｍ以上の突起状物は検出されなかった。
このように、単に研削加工しただけ、サンドブラスト処理を施した従来の方法だけでは、ウエーハ支持治具の支持面のＲｓｋがマイナスとなり、突起状物の高さも低く、支持面の曲率が大きすぎてウエーハとの固着が生じてしまう。これはスリップ転位を生み出す原因となると解される。
そして、特にサンプルＨからわかるように、突起状物の高さ、密度のみを規定してもスリップ転位の発生を完全に防止することはできず、Ｒｓｋも適切な値とすることで初めて完全にスリップ転位の発生を防止できる。スリップ転位の発生は突起状物の高さ、密度だけでなく、突起状物の形状が影響すると考えられ、Ｒｓｋもまた、スリップ転位を発生させない突起状物を規定するのに有効なパラメータであることがわかる。
そして、特にサンプルＨからわかるように、突起状物の高さ、密度のみを規定してもスリップ転位の発生を完全に防止することはできず、Ｒｓｋも適切な値とすることで初めて完全にスリップ転位の発生を防止できる。スリップ転位の発生は突起状物の高さ、密度だけでなく、突起状物の形状が影響すると考えられ、Ｒｓｋもまた、スリップ転位を発生させない突起状物を規定するのに有効なパラメータであることがわかる。
（比較例２：サンプルＩ、Ｊ）
シリカガラス粉／水／メチルセルロースを混合したスラリーに炭化珪素を混合し、非常に突起状物の多いウエーハ支持治具と（炭化珪素混合サンプルＩ）、非常に突起状物の少ないウエーハ支持治具（炭化珪素混合サンプルＪ）を作製した（表３参照）。これらのウエーハ支持治具から、高さ３０μｍ以上の突起状物は検出されなかった。
シリカガラス粉／水／メチルセルロースを混合したスラリーに炭化珪素を混合し、非常に突起状物の多いウエーハ支持治具と（炭化珪素混合サンプルＩ）、非常に突起状物の少ないウエーハ支持治具（炭化珪素混合サンプルＪ）を作製した（表３参照）。これらのウエーハ支持治具から、高さ３０μｍ以上の突起状物は検出されなかった。
炭化珪素混合サンプルＩは、突起状物が多過ぎるために、Ｒｓｋ値がマイナスであった。ウエーハとウエーハ支持治具との摩擦・固着はあまり低減せず、スリップレベルは悪かった。
炭化珪素混合サンプルＪは、炭化珪素粒が少なすぎて、Ｒｓｋ値が１０以上の値であった。この場合は自重応力集中が起き、スリップレベルは悪かった。
このように、支持面における突起状物の密度が１００〜１０５個／ｍｍ２の範囲外であり、Ｒｓｋの値も０＜Ｒｓｋ＜１０の範囲外であるとスリップ転位を抑制することができない。
炭化珪素混合サンプルＪは、炭化珪素粒が少なすぎて、Ｒｓｋ値が１０以上の値であった。この場合は自重応力集中が起き、スリップレベルは悪かった。
このように、支持面における突起状物の密度が１００〜１０５個／ｍｍ２の範囲外であり、Ｒｓｋの値も０＜Ｒｓｋ＜１０の範囲外であるとスリップ転位を抑制することができない。
（比較例３）
Ｓｉを含浸させた反応焼結炭化珪素を用いて、ウエーハ支持治具を作製し、炭化珪素ＣＶＤコートを行った。
なお、実施例１と同様の測定の結果、Ｒａは０．９２μｍ、Ｒｓｋは４．７、突起状物の密度は４．９×１０１個／ｍｍ２であった。ただし、炭化珪素ＣＶＤコートの表面には、異常成長により発生した突起状物が数多く発生しており、その中に極端に大きい突起状物が少数存在する。
具体的には、３０μｍ以上の高さの突起状物が５個検出された。
このウエーハ支持治具を用いて実施例１と同様の熱処理を行ったところ、Ｘ線トポグラフィ評価で被処理ウエーハに強いスリップが検出された。これらのスリップは、３０μｍ以上の高さの突起状物のいくつかを起点としていた。
Ｓｉを含浸させた反応焼結炭化珪素を用いて、ウエーハ支持治具を作製し、炭化珪素ＣＶＤコートを行った。
なお、実施例１と同様の測定の結果、Ｒａは０．９２μｍ、Ｒｓｋは４．７、突起状物の密度は４．９×１０１個／ｍｍ２であった。ただし、炭化珪素ＣＶＤコートの表面には、異常成長により発生した突起状物が数多く発生しており、その中に極端に大きい突起状物が少数存在する。
具体的には、３０μｍ以上の高さの突起状物が５個検出された。
このウエーハ支持治具を用いて実施例１と同様の熱処理を行ったところ、Ｘ線トポグラフィ評価で被処理ウエーハに強いスリップが検出された。これらのスリップは、３０μｍ以上の高さの突起状物のいくつかを起点としていた。
このように、例え支持面におけるＲｓｋの値や突起状物の密度が本発明の範囲内であっても、周りに比べて極端に大きな突起状物が存在すると、そこを起点として被処理ウエーハに応力が集中してしまい、スリップ転位が発生してしまう。
（実施例２）
比較例３で作製したものと同様のウエーハ支持治具において、３０μｍ以上の高さの突起状物５個全てを削り落とした。
実施例１と同様にスリップ転位の評価を行ったところ、スリップ転位は検出されなくなった。
比較例３で作製したものと同様のウエーハ支持治具において、３０μｍ以上の高さの突起状物５個全てを削り落とした。
実施例１と同様にスリップ転位の評価を行ったところ、スリップ転位は検出されなくなった。
（実施例３）
多結晶シリコン製のウエーハ支持治具を研削により作製した。
このとき、高さ２μｍ以上の突起はなく、Ｒａは０．１６μｍ、Ｒｓｋは−０．１０であった。
これをアルゴンガス雰囲気減圧下１２５０℃で１００ｈアニールしたところ、Ｒａは０．２４μｍ、Ｒｓｋは０．９５、任意の１ｍｍ２内で、高さ２μｍ以上３０μｍ未満である突起状物の密度は１．５×１０３個／ｍｍ２であった。また、支持面全域で高さ３０μｍ以上の突起状物は無く、すなわち、本発明のウエーハ支持治具となった。
このウエーハ支持治具を用いて実施例１と同様の熱処理を行ったところ、Ｘ線トポグラフィ評価でスリップ転位は検出されなかった。
多結晶シリコン製のウエーハ支持治具を研削により作製した。
このとき、高さ２μｍ以上の突起はなく、Ｒａは０．１６μｍ、Ｒｓｋは−０．１０であった。
これをアルゴンガス雰囲気減圧下１２５０℃で１００ｈアニールしたところ、Ｒａは０．２４μｍ、Ｒｓｋは０．９５、任意の１ｍｍ２内で、高さ２μｍ以上３０μｍ未満である突起状物の密度は１．５×１０３個／ｍｍ２であった。また、支持面全域で高さ３０μｍ以上の突起状物は無く、すなわち、本発明のウエーハ支持治具となった。
このウエーハ支持治具を用いて実施例１と同様の熱処理を行ったところ、Ｘ線トポグラフィ評価でスリップ転位は検出されなかった。
（比較例４）
多結晶シリコン製のウエーハ支持治具として、表面粗さの異なる２種類を作製した。
ひとつは研削加工上がりもので、Ｒａが０．１４μｍ、Ｒｓｋは−０．１６で、高さ２μｍ以上の突起はなかった。もうひとつは研削加工をしてからサンドブラスト加工をしたもので、Ｒａが０．６２μｍ、Ｒｓｋは−０．４１で、こちらも高さ２μｍ以上の突起状物はなかった。
このウエーハ支持治具を用いて実施例１と同様の熱処理を行ったところ、どちらのウエーハ支持治具のスリップレベルも悪かった。
多結晶シリコン製のウエーハ支持治具として、表面粗さの異なる２種類を作製した。
ひとつは研削加工上がりもので、Ｒａが０．１４μｍ、Ｒｓｋは−０．１６で、高さ２μｍ以上の突起はなかった。もうひとつは研削加工をしてからサンドブラスト加工をしたもので、Ｒａが０．６２μｍ、Ｒｓｋは−０．４１で、こちらも高さ２μｍ以上の突起状物はなかった。
このウエーハ支持治具を用いて実施例１と同様の熱処理を行ったところ、どちらのウエーハ支持治具のスリップレベルも悪かった。
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。
１…本発明の縦型熱処理用ボート、 ２…支持部、 ３…ウエーハ支持治具、
４…支柱、 ６…板状部材、 ７…スリット、 １１…支持面。
４…支柱、 ６…板状部材、 ７…スリット、 １１…支持面。
Claims (20)
- 少なくとも、熱処理するときに被処理ウエーハを載置して支持する支持面を有するウエーハ支持治具であって、
前記被処理ウエーハを支持する支持面におけるスキューネスＲｓｋが０＜Ｒｓｋ＜１０であるとともに、
前記支持面全域に高さ３０μｍ以上の突起状物が無くかつ任意の１ｍｍ２内に高さが２μｍ以上３０μｍ未満の突起状物を１００個以上１０５個以下有するものであることを特徴とするウエーハ支持治具。 - 前記支持面に突起状物を有するウエーハ支持治具は、エッチング液でエッチング可能な母材中に、前記突起状物となる粒子が分散添加されたものであり、前記突起状物は、前記エッチング液で前記母材がエッチングされて、前記分散添加された粒子により支持面に形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のウエーハ支持治具。
- 前記エッチング液でエッチング可能な母材が石英であり、前記分散添加された粒子が炭化珪素またはシリコンであることを特徴とする請求項２に記載のウエーハ支持治具。
- 前記母材をエッチング可能なエッチング液が、フッ酸を含む溶液であることを特徴とする請求項３に記載のウエーハ支持治具。
- 前記エッチング液でエッチング可能な母材がシリコンであり、前記分散添加された粒子が炭化珪素であることを特徴とする請求項２に記載のウエーハ支持治具。
- 前記母材をエッチング可能なエッチング液が、フッ酸および硝酸を含む溶液であることを特徴とする請求項５に記載のウエーハ支持治具。
- 前記支持面に突起状物を有するウエーハ支持治具は、多結晶体が熱処理されて、前記突起状物が支持面に形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のウエーハ支持治具。
- 前記多結晶体の熱処理が、減圧雰囲気下で行われたものであることを特徴とする請求項７に記載のウエーハ支持治具。
- 前記多結晶体の熱処理が、不活性ガスを含む雰囲気、水素ガスを含む雰囲気、これらの混合ガス雰囲気のいずれかで行われたものであることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のウエーハ支持治具。
- 前記熱処理される多結晶体が、シリコンまたは炭化珪素の多結晶体であることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載のウエーハ支持治具。
- 請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のウエーハ支持治具を備えた縦型熱処理用ボートであって、少なくとも、複数の支柱と、各支柱の両端部に連結した一対の板状部材とを有し、前記各支柱に、前記被処理ウエーハを水平に支持するための複数の支持部が形成されており、該複数の支持部に、前記被処理ウエーハが各々一枚ずつ載置されて支持される前記ウエーハ支持治具が着脱可能に装着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。
- 熱処理するときに支持面で被処理ウエーハを載置して支持するウエーハ支持治具を製造する方法であって、
前記ウエーハ支持治具の母材中に突起状物となる粒子を分散して添加し、前記母材をエッチング液でエッチングして、前記支持面に前記分散添加された粒子で突起状物を形成し、
前記支持面におけるスキューネスＲｓｋを０＜Ｒｓｋ＜１０にするとともに、
前記支持面全域に高さ３０μｍ以上の突起状物が無くかつ任意の１ｍｍ２内に高さが２μｍ以上３０μｍ未満の突起状物を１００個以上１０５個以下有するウエーハ支持治具を製造することを特徴とするウエーハ支持治具の製造方法。 - 前記エッチング液でエッチングする母材を石英とし、前記分散添加する粒子を炭化珪素またはシリコンとすることを特徴とする請求項１２に記載のウエーハ支持治具の製造方法。
- 前記母材をエッチングするエッチング液を、フッ酸を含む溶液とすることを特徴とする請求項１３に記載のウエーハ支持治具の製造方法。
- 前記エッチング液でエッチングする母材をシリコンとし、前記分散添加する粒子を炭化珪素とすることを特徴とする請求項１２に記載のウエーハ支持治具の製造方法。
- 前記母材をエッチングするエッチング液を、フッ酸および硝酸を含む溶液とすることを特徴とする請求項１５に記載のウエーハ支持治具の製造方法。
- 熱処理するときに支持面で被処理ウエーハを載置して支持するウエーハ支持治具を製造する方法であって、
前記ウエーハ支持治具の母材となる多結晶体を熱処理して、前記支持面に突起状物を形成し、
前記支持面におけるスキューネスＲｓｋを０＜Ｒｓｋ＜１０にするとともに、
前記支持面全域に高さ３０μｍ以上の突起状物が無くかつ任意の１ｍｍ２内に高さが２μｍ以上３０μｍ未満の突起状物を１００個以上１０５個以下有するウエーハ支持治具を製造することを特徴とするウエーハ支持治具の製造方法。 - 前記多結晶体の熱処理を、減圧雰囲気下で行うことを特徴とする請求項１７に記載のウエーハ支持治具の製造方法。
- 前記多結晶体の熱処理を、不活性ガスを含む雰囲気、水素ガスを含む雰囲気、これらの混合ガス雰囲気のいずれかで行うことを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載のウエーハ支持治具の製造方法。
- 前記熱処理する多結晶体を、シリコンまたは炭化珪素の多結晶体とすることを特徴とする請求項１７から請求項１９のいずれか一項に記載のウエーハ支持治具の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007120922A JP5211543B2 (ja) | 2007-05-01 | 2007-05-01 | ウエーハ支持治具およびこれを備えた縦型熱処理用ボートならびにウエーハ支持治具の製造方法 |
| DE112008001108.7T DE112008001108B4 (de) | 2007-05-01 | 2008-04-14 | Wafer-Halterung, vertikales Wärmebehandlungsschiffchen, welches eine Wafer-Halterung einschliesst, sowie Verfahren für die Herstellung einer Wafer-Halterung |
| US12/450,663 US8506712B2 (en) | 2007-05-01 | 2008-04-14 | Wafer support jig, vertical heat treatment boat including wafer support jig, and method for manufacturing wafer support jig |
| PCT/JP2008/000977 WO2008136181A1 (ja) | 2007-05-01 | 2008-04-14 | ウエーハ支持治具およびこれを備えた縦型熱処理用ボートならびにウエーハ支持治具の製造方法 |
| KR1020097022939A KR101376489B1 (ko) | 2007-05-01 | 2008-04-14 | 웨이퍼 지지 지그, 및 이를 구비한 종형 열처리용 보트 그리고 웨이퍼 지지 지그의 제조 방법 |
| TW97114269A TWI471970B (zh) | 2007-05-01 | 2008-04-18 | A wafer-supporting jig and a method for manufacturing a crystal tube for a vertical type heat treatment and a wafer support |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007120922A JP5211543B2 (ja) | 2007-05-01 | 2007-05-01 | ウエーハ支持治具およびこれを備えた縦型熱処理用ボートならびにウエーハ支持治具の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008277619A JP2008277619A (ja) | 2008-11-13 |
| JP5211543B2 true JP5211543B2 (ja) | 2013-06-12 |
Family
ID=39943302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007120922A Active JP5211543B2 (ja) | 2007-05-01 | 2007-05-01 | ウエーハ支持治具およびこれを備えた縦型熱処理用ボートならびにウエーハ支持治具の製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8506712B2 (ja) |
| JP (1) | JP5211543B2 (ja) |
| KR (1) | KR101376489B1 (ja) |
| DE (1) | DE112008001108B4 (ja) |
| TW (1) | TWI471970B (ja) |
| WO (1) | WO2008136181A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5071217B2 (ja) * | 2008-04-17 | 2012-11-14 | 信越半導体株式会社 | 縦型熱処理用ボートおよびそれを用いたシリコンウエーハの熱処理方法 |
| KR101039151B1 (ko) | 2008-12-23 | 2011-06-07 | 주식회사 테라세미콘 | 보트 |
| JP5527902B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2014-06-25 | グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 | シリコンウェーハの熱処理方法 |
| JP6086056B2 (ja) * | 2013-11-26 | 2017-03-01 | 信越半導体株式会社 | 熱処理方法 |
| CN105070677A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-11-18 | 南通皋鑫电子股份有限公司 | 一种硅片pn扩散用碳化硅舟 |
| JP6469046B2 (ja) * | 2016-07-15 | 2019-02-13 | クアーズテック株式会社 | 縦型ウエハボート |
| JP7545940B2 (ja) | 2020-12-25 | 2024-09-05 | クアーズテック合同会社 | 半導体熱処理部材及びその製造方法 |
| CN113564719B (zh) * | 2021-07-26 | 2023-04-21 | 河北天达晶阳半导体技术股份有限公司 | 一种碳化硅晶体的二次退火方法 |
| CN114823441B (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-02 | 深圳市星国华先进装备科技有限公司 | 一种针测机传输机构晶圆防滑出保护装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH046826A (ja) * | 1990-04-24 | 1992-01-10 | Tokyo Electron Ltd | 熱処理装置 |
| JP3328763B2 (ja) | 1995-10-30 | 2002-09-30 | エヌティティエレクトロニクス株式会社 | 縦型ウエハボートのウエハ支持構造 |
| JPH09283455A (ja) | 1996-04-17 | 1997-10-31 | Tekunisuko:Kk | 縦型ウエーハボート |
| JP3511466B2 (ja) * | 1998-05-22 | 2004-03-29 | 東芝セラミックス株式会社 | 半導体ウェーハ熱処理用部材およびこれを用いた治具 |
| JP4003906B2 (ja) | 1999-03-19 | 2007-11-07 | コバレントマテリアル株式会社 | シリコン単結晶半導体ウエハ加熱処理用治具及びこれを用いたシリコン単結晶半導体ウエハ加熱処理用装置 |
| JP2002043239A (ja) * | 2000-07-24 | 2002-02-08 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 半導体ウェーハ熱処理用治具およびその製造方法 |
| JP2004063617A (ja) * | 2002-07-26 | 2004-02-26 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp | シリコンウエーハの熱処理用治具 |
| JP5177944B2 (ja) | 2005-05-12 | 2013-04-10 | 信越石英株式会社 | シリカガラス物品の製造方法。 |
| JP5050363B2 (ja) * | 2005-08-12 | 2012-10-17 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | 半導体シリコン基板用熱処理治具およびその製作方法 |
| JP5089874B2 (ja) * | 2005-09-12 | 2012-12-05 | トーカロ株式会社 | プラズマ処理装置用部材およびその製造方法 |
-
2007
- 2007-05-01 JP JP2007120922A patent/JP5211543B2/ja active Active
-
2008
- 2008-04-14 DE DE112008001108.7T patent/DE112008001108B4/de active Active
- 2008-04-14 US US12/450,663 patent/US8506712B2/en active Active
- 2008-04-14 KR KR1020097022939A patent/KR101376489B1/ko active IP Right Grant
- 2008-04-14 WO PCT/JP2008/000977 patent/WO2008136181A1/ja active Application Filing
- 2008-04-18 TW TW97114269A patent/TWI471970B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI471970B (zh) | 2015-02-01 |
| TW200908199A (en) | 2009-02-16 |
| JP2008277619A (ja) | 2008-11-13 |
| KR20100016158A (ko) | 2010-02-12 |
| WO2008136181A1 (ja) | 2008-11-13 |
| KR101376489B1 (ko) | 2014-03-25 |
| US20100129761A1 (en) | 2010-05-27 |
| DE112008001108B4 (de) | 2022-03-31 |
| US8506712B2 (en) | 2013-08-13 |
| DE112008001108T5 (de) | 2010-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5211543B2 (ja) | ウエーハ支持治具およびこれを備えた縦型熱処理用ボートならびにウエーハ支持治具の製造方法 | |
| KR101537960B1 (ko) | 종형 열처리용 보트 및 이를 이용한 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법 | |
| KR101347696B1 (ko) | 종형 열처리용 보트 및 이것을 이용한 반도체 웨이퍼의 열처리 방법 | |
| JP4998246B2 (ja) | 半導体基板支持治具及びその製造方法。 | |
| KR100500657B1 (ko) | 실리콘 단결정 제조용 종결정 및 실리콘 단결정의 제조방법 | |
| JP6399171B2 (ja) | シリコン部材及びシリコン部材の製造方法 | |
| KR102483501B1 (ko) | 실리콘 웨이퍼의 열처리 방법 | |
| JP6845020B2 (ja) | シリコンウェーハの熱処理方法 | |
| JP4396105B2 (ja) | 縦型熱処理用ボート及び半導体ウエーハの熱処理方法 | |
| JP2006005271A (ja) | 熱処理用治具及び半導体ウエーハの熱処理方法 | |
| KR102105367B1 (ko) | 열처리방법 | |
| JP2007036105A (ja) | シリコンウェーハ用サセプタ | |
| JP3599257B2 (ja) | 半導体熱処理用ダミーウエハ | |
| US20140187409A1 (en) | Silicon part for plasma etching apparatus and method of producing the same | |
| KR100423754B1 (ko) | 실리콘 웨이퍼의 고온 열처리 방법 | |
| JP2021090067A (ja) | シリコンウェーハ | |
| JP2024145345A (ja) | シリコンインゴット、シリコンインゴット製造用ルツボ、シリコンインゴット製造用ルツボの製造方法、および、シリコンインゴットの製造方法 | |
| JP2005183535A (ja) | ウェーハ支持具の製造方法及び該方法により得られたウェーハ支持具 | |
| JP2005019724A (ja) | 半導体熱処理用部材 | |
| JP2006203124A (ja) | 熱処理用部材及びその製造方法 | |
| JP2007201058A (ja) | シリコンウェーハ熱処理用ボート |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091019 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121113 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121220 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130129 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130211 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5211543 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160308 Year of fee payment: 3 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |