JPH03159117A - 半導体ウエハの熱処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体ウェハの熱処理技術、特に、プロセス
チューブ内における重金属による汚染を防止する技術に
関し、例えば、半導体装置の製造工程において、半導体
ウェハに不純物を熱拡散処理するのに利用して有効なも
のに関する。 〔従来の技術〕 半導体装置の製造工程に８いて、半導体ウェハ（以下、
ウェハということがある。）に不純物をデボジフシゴン
および引伸し拡散する方法として、複数枚のウェハをボ
ートに載せてプロセスチューブ内に搬入し、処理ガスを
供給してプロセスチューブの加熱により熱拡散処理させ
るように構成されているものがある。 このような熱拡散処理方法に使用される熱拡散装置にお
けるプロセスチューブの処理室は、処理ガス、ウェハを
前処理する薬品、およびクリーンルームの雰囲気空気等
に微量に含まれる汚染元素（特に、重金属元素）により
、熱処理が繰り換えされる毎に次第に汚染されて行く、
そして、このようにしてｔｒ５染されたプロセスチュー
ブによりウェハの熱処理が実施された場合、ウェハがプ
ロセスチューブ内の重金属元素により汚染されるため、
結晶中に深い学位や結晶欠陥が形成され、ライフタイム
の低下、接合リーク電流の増大化、酸化絶縁膜の膜質異
常等のような半導体装置に対する種々の弊害が発生する
。 そこで、従来から、処理ガス、ウェハ処理薬＆空気中か
らの汚染重金属元素の混入を可能な限り未然に阻止する
ことにより、プロセスチューブ内における汚染重金属元
素の蓄積を回避し、もって、ウェハを清浄に熱処理する
ための対策が実施されている また、半導体ウェハによる半導体装置の製造工程におい
ては、半導体ウェハ自体に重金属元素をゲ・ｌクリング
する能力を持たせ、重金属元素汚染による種々の弊害の
発生を防止する技術が使用されている。 なお、半導体ウェハに対してプロセスチューブを用いて
熱拡散処理を実施する技術を述べである例としては、株
式会社工業調査会発行「電子材料１９８１年１１月号別
冊」昭和５６年１１月１０日発行　Ｐ８９、がある。 また、処理ガス、ウェハ処理薬品、環境雰囲気による異
物汚染を防止する技術を述べである例としては、日経マ
グロウヒル社発行「日経マイクロデバイス１９８７年７
月号」昭和６２年７月１０日発行　Ｐ９９〜Ｐ１】９　
がある。 さらに、重金属汚染元素をゲッタリングする能力を半導
体ウェハ自体に付与する技術を述べである例としては、
日経マグロウヒル社発行ｒＭＯｓＬＳＩ　　製造技術」
昭和６０年６月２０日発行Ｐ５６〜Ｐ５９　　がある。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、処理ガス、ウェハ処理薬品、空気中から
の汚染重金属元素の混入を未然に防止することは、現実
的にはきわめて困難である。これを理想的に実現しよう
とした場合、既存設備、および、その運用の大幅な見直
しが必要になり、経済面で多大な不ＩＩｌ益が発生する
。 一方、半導体ウェハ自体の重金属元素をゲッタリングす
る能力には限界があり、プロセスチューブ内に侵入した
重金属元素のＮ積を防止するまでには至らない。 本発明の目的は、プロセスチューブ内の重金属元素の蓄
積を防止し、半導体ウェハの重金属元素による弊害の発
生を未然に回避することができる半導体ウェハの熱処理
方法および装置を捏供することにある。 本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。 〔課題を解決するための手段〕 本願において開示される発明のうち代表的なもののａ！
ｔＷを説明すれば、次の通りである。 すなわち、半導体ウェハの熱処理が実行されるプロセス
チューブ内に、少なくとも一部が高密度境界壱有する材
料を用いられて構成されているゲッタリング部材が配さ
れ、このゲッタリング部材によりプロセスチューブ内の
汚染元素がゲッタリングされることを特徴とする。 〔作用〕 −ｍに、物質の境界領域は転位の集合体であるため、こ
の境界領域は重金属等のような汚染元素の拡散経路およ
びゲッタリングサイトとして機能する。 例えば、ポリシリコンが高温（７００℃〜１３００°Ｃ
）に加熱されたプロセスチューブ内に配置されている場
合、プロセスナェープ内に重金属元素が存在していたな
らば、この重金属元素はある確率をもってポリシリコン
の表面へ到達し、接触して取り込まれる（吸着される）
、そして、ポリシリコンに吸着された重金属元素は、ポ
リシリコン中の境界領域の転位に沿って迅速に内部領域
へ拡散し、蓄積される。その結果、プロセスチューブ内
において自由移動する重金属元素は低減されることにな
る。 その結果、プロセスナェープ内に残存する重金属元素が
減少化され、半導体ウェハへの汚染が低減されることに
なる。 〔実施例１〕 第１図は本発明の一実施例であるシリコンウェハの熱処
理装置を示す縦断面図、第２図はそれに使用されている
ゲッタリング部材を示す一部切断斜視図、第３図はシリ
コンウェハのライフタイム値の比較を示す線図、第４１
Ｎおよび第５図はＭＯＳキャパシタの絶縁破壊耐圧のヒ
ストグラムを比較する各線図である。 本実旅例において、本発明に係る半導体ウェハの熱処理
装置は、シリコンウェハに不純物を熱拡散するものとし
て構成されている。この熱拡散装置は石英ガラス等を用
いられて略円筒状に形成されているプロセスチューブ１
を備えており、このプロセスチューブｌの中空部は処理
室２を形成している。プロセスチューブ１の外部にはヒ
ータ３が設置されており、ヒータ３は制御装置（図示せ
ず）に制御されて処理室２を略全長にわたって可及的に
均一に加熱するように構成されている。プロセスチュー
ブ１の一端には酸素や窒素等のような雰囲気ガスを導入
するための供給管４が挿入されており、プロセスチュー
ブ１の他端には、被処理物としてのシリコンウェハ６を
出し入れするための間口部としての炉口５が開設されて
いる。ウェハ６は複数枚が、石英ガラスから成る棒状材
等を用いられてボート形状に組み立てられている保持治
具としてのボート７上に、互いに平行に並ぶように略垂
直に立てられて保持されるようになっている。 本実施例において、この熱拡散装置にはゲッタリング部
材１１が用意されており、このゲッタリング部材１１は
第２図に示されているように、本体１２の表面にゲッタ
リング膜１３を形成されることにより構成されている。 本体１２は石英またはシリコン等のような清浄で、かつ
、耐熱性の高い安定な材料を用いられて、ウェハ６より
も若干大きめの略相似形杖に形成されており、ウェハ６
群と共に熱処理治具としてのボート７上に立てられた状
態で保持されるようになっている。ゲッタリング１！１
３は高密度境界を有する材料の一例であるポリシリコン
を用いられて、本体１２の表面に約１０μｍ−ｗｌｏＯ
ｕｍの厚さをもって全体的に均一に被着されている。 次に、前記構成に係る熱拡散装置が使用される場合につ
き、本発明の一実施例であるシリコンウェハの熱拡散方
法を説明する。 ウェハ６に熱拡散処理が実施される際、ゲッタリング部
材１１はウェハ６群と共にボート７上に並べられて保持
される。このとき、ゲッタリング部材」１はウェハ６と
隣合うようにそれぞれ並べられるとともに、ボート７の
前後端にも配置される。 このようにしてウェハ６群およびゲッタリング部材１１
群が並べられたボート７は、炉口５からプロセスチュー
ブｌ内へ搬入さ机る。ボート７がプロセスチューブ１内
の所定位置に載置されると、炉口５がキャップ８により
閉塞される。 続いて、ヒータ３によりプロセスチューブ１の処理室２
が所定温度まで加熱されるとともに、供給管４から所定
の処理ガス９が供給され、所定の処理条件にて熱拡散処
理が実施される。 所定の拡散処理終了後、炉口５が開放され、ウェハ６群
およびゲッタリング部材１１が並べられたボート７は、
炉口５からプロセスチューブ１の処理室２外へ搬出され
る。 本実施例において、ゲッタリング部材１

【の大きさは、
ウェハ６の汚染に対する遮分効果を高めるために、ウェ
ハ６の大きさと同壽か、若干大きめに設定されている。 また、形成膜の均一性を高めるために、所謂、ダミーウ
ェハとしてゲッタリング部材１１はボート７０前後端に
もそれぞれ配置されている。 前記プロセスチューブｌ内における熱拡散処理中、プロ
セスチューブｌ内には汚染元素としての重金属元素１０
が、例えば、処理ガス９に混入していたり、ウェハ１の
表面に残留した前処理薬品から発生したり、汚染さ机た
プロセスチューブｌ内から発生したりすることにより存
在している。 そして、前記プロセスチューブ内における熱拡散処理中
、プロセスチューブ１内の汚染元素としての重金属元素
ＩＯは、処理ガス９の流れや、自らの運動エネルギによ
ってプロセスチューブｌ内を動きまわり、ある蹟率をも
ってゲッタリング部材１１におけるゲッタリング膜１３
の表面に到達して接触する。 ゲッタリング部材【ｌにおけるゲッタリング膜１３の表
面に接触した重金属元素１０は、ゲッタリングＩｆ！１
３を構成しているポリシリコンの結晶境界に沿って迅速
に拡散し、ゲッタリング膜１３の内部領域へ浸透して行
く、このようにしてゲッタリング部材１１に接触して取
り込まれゲッタリングされた重金属元素ＩＯは、ゲッタ
リング部材１１から外部へ簡単に逃散することはできな
い状態になる。 そして、このゲッタリング部材１１によるゲッタリング
現象が連続的に起こることによって、プロセスチューブ
１内の重金属元素１０がゲッタリング部材】ｌによって
捕集ないしは回収されて行くため、プロセスチューブ１
内への重金属元素１０のＩｌｌは防止され、プロセスチ
ューブ１内の重金属元素１０の量が減少されて行（、そ
の結果、ウェハ６群に対する重金属元素ＩＯによる汚染
の危険性は大幅に低減されることになる。 第３図はｔ　ｔｏｏ℃〜１２００℃で酸化処理する際に
、前記ゲッタリング部材１１を使用した場合Ａと、これ
を使用しない場合Ｂとのシリコンウェハのライフタイム
値を比較した線図である。 第３図に示されているように、前記ゲッタリング部材１
１を使用した場合Ａのライフタイムは、ｌｏ−４〜ｌＯ
４秒、であるのに対し、これを使用しない場合Ｂのライ
フタイムは、１０−’〜１Ｏ−４秒と低い値になってい
る。この両方のライフタイムの比較により、ゲッタリン
グ部材１］が使用された本実施例によるプロセスチュー
ブ内における重金属元素の低減効果が理解される。 第４図および第５図はシリコンウニへ上に形成したＭＯ
Ｓキャパシタの絶縁破壊耐圧のヒストグラムをそれぞれ
示す線図であり、第４図はゲッタリング部材が使用され
ない場合、第５図はゲッタリング部材が使用された場合
をそれぞれ示している。 第４図に示されているゲッタリング部材が使用されない
場合においては、耐圧８ＭＶ／ｃｍ以下で不良品が多数
個発生したのに対し、第５図に示されているゲッタリン
グ部材が使用された場合においては、耐圧８　Ｍ　Ｖ　
／　ｃｍ以下での不良品の発生はなく、望ましい結果が
得られた。この両方の比較により本実施例によるプロセ
スチューブ内における重金属元素の低減効果が理解され
る。 前記実施例によれば次の効果が得られる。 （１）少なくとも一部が高密度境界を有する材料を用い
られて構成されているゲッタリング部材をプロセスチュ
ーブ内に配することにより、プロセスチューブ内におけ
る熱処理中、プロセスチューブ内において自由を多動す
る重金属元素を捕集することができるため、熱処理毎に
プロセスチューブ内の重金属元素を低減化させることが
できる。 （２）熱処理毎にプロセスチューブ内の重金属元素を低
減化させることにより、重金属元素のプロセスチューブ
内への品積を防止することができるとともに、被処理物
における重金属元素の汚染を防止することができるため
、熱処理後における結晶のライフタイムの低下、接合リ
ーク電流の増加、結晶欠陥の発生、酸化膜質の不良の発
生を低減化することができる。 （３）熱処理毎にプロセスチューブ内の重金属元素を低
減化させることにより、処理ガス、半導体ウェハおよび
環境空気の清浄度についての厳格性を緩和することがで
きるため、設備費およびランニングコスト等を軽減化す
ることができ、その結果、生産性を高めることができる
。 （４）　　ゲッタリング部材をウェハよりも若干大きめ
の相（Ω形状に形成し、熱処理治具上にウェハと共に並
べた状態で、プロセスチューブ内へ配置することにより
、半導体ウェハ周りの重金属元素を捕集することができ
るため、半導体ウェハの重金属元素の汚染防止効果をよ
り一層高めることができる。 （５）前記（１）〜（４）により、半導体ウェハの熱処
理についての製造歩留り、並びに製品の品質および信頼
性を高めることができる。 以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。 例えば、ゲッタリング部材は本体の表面にゲッタリング
膜を被着して構成するに限らず、第６図に示されている
ゲッタリング部材ＬＩＡのように、高密度境界を有する
材料としてのポリシリコンを用いて一体的に作製しても
よい。 ここで、ポリシリコンを用いられて一体的に作製された
ゲッタリング部材１１Ａは、酸化性の強い雰囲気中では
ポリシリコンの表面が酸化膜で覆われてしまうため、ゲ
ッタリング効果が弱まる現象が起こる。 このような場合、このゲッタリング部材ＩＬＡの使用後
、ゲッタリング部材１１Ａの表面に形成された酸化膜を
弗酸（ＨＦ）溶液等を用いてエツチングして°除去する
ことにより、ゲッタリング部材１１Ａの表面に新鮮なポ
リシリコン層を再び露出させることができるため、この
ゲッタリング部材１１Ａは再生使用することができる。 但し、ゲッタリング部材には次の理由により寿命がある
。したがって、この寿命を使用条件に合わせ、再生また
は更新を行う必要がある。 （１）酸化およびエツチングの繰り返しによりポリシリ
コン層が減少する。 （２）　　熱処理中のアニール効果により、ゲッタリン
グサイトとしての境界領域が減少される。 （３）　　ゲッタリング部材内で被ゲッタリング物質が
飽和する。 なお、本体１２の表面にポリシリコンのゲッタリング膜
１３が被着されて成るゲッタリング部材１１も、エツチ
ングにより再生させることができるが、このゲッタリン
グ部材１１の場合には、エンチング等によりゲッタリン
グ！！１１３を本体１２の表面から全て除去した後、当
該本体１２に新規のゲッタリングＷＸ１３を再被着する
ことにより、更新してもよい。 また、高密度境界を存する材料としては、ポリシリコン
を使用するに限らず、他の多結晶質の材料や、炭化シリ
コン（Ｓｉｃ）等のセラミック材料等を使用してもよい
。 さらに、ゲッタリング部材は本体にゲッタリング膜を被
着して作製したり、ゲッタリング材料を用いて一体的に
作製したりするに限らず、焼結等のような適当な製造方
法により作製してもよい。 〔実施例２〕 第７図は本発明の他の実施例であるシリコンウェハの熱
処理装置を示す縦断面図、第８図はそれに使用されてい
るゲッタリング部材を示す一部切断透視図である。 本実施例２が前記実施例１と異なる点は、ゲッタリング
部材１１Ｂがボート７上に保持されたシリコンウェハ６
群を包囲する略円筒形状に形成されている点にある。 すなわち、このゲッタリング部材ＬＩＢは第８図に示さ
れているように、本体１２Ｂの表面にゲッタリング膜１
３Ｂを被着されることにより構成されている０本体１２
Ｂは石英またはシリコン等のような清浄で、かつ、耐熱
性の高い安定な材料を用いられて、シリコンウェハ６の
外径よりも大きい内径で、ボート７よりも長い両端開放
の円筒形状に形成されており、ウェハ６群を保持したボ
ート７をそのまま収容し得るようになっている。 また、ゲッタリング膜１３Ｂは高密度境界を有する材料
の一例であるポリシリコンを用いられて、本体１２Ｂに
おける内外周および両端面の表面に杓ＬＯｕｍ−１００
μｍの厚さをもって全体的に均一に被着されている。 次に、前記構成に係るゲッタリング部材１１Ｂが使用さ
れる場合につき、本発明の実施例２であるシリコンウェ
ハの熱拡散方法を説明する。 ウェハ６に拡散処理が施される際、ウェハ６が複数枚重
てられたボート７は、円筒形状のゲッタリング部材ＪＩ
Ｂの中空部内における中央部に設置される。この状態で
、ウェハ６およびボート７はゲッタリング部材１１Ｂと
一緒に処理室２に搬入される。 ウェハ６およびボート７が円筒形状のゲッタリング部材
１１Ｂによりカバーされた状態で炉口５から処理室２に
搬入される時、ヒータ３からの輻射熱によりないしはプ
ロセスチューブＩを通してゲッタリング部材ＪＩＢ全体
が加熱される。そして、ゲッタリング部材ＬＩＢが全体
的、かつ均一に加熱された後、ウェハ６およびボート７
全体が均一に加熱されることになる。 続いて、ヒータ３によりプロセスチューブ１の処理室２
が所定温度まで加熱されるとともに、供給管４から所定
の処理ガス９が供給され、所定の処理条件にて熱拡散処
理が実施される。 処理終了後に、ウェハ６およびボート７はゲッタリング
部材１１Ｂでカバーされた状態で一緒に、処理室２から
炉口５に屋送される。ウェハ６およびボート７がゲッタ
リング部材ＬＩＢによりカバーされた状態で処理室２の
炉口５から外部へ日出される時、ゲッタリング部材ＬＩ
Ｂが全体的、かつ均一に冷却された後に、ウェハ６およ
びポート７全体が均一に冷却されることになる。 ここで、ウェハ６群およびボート７がプロセスチューブ
ｌに対して搬入または搬出されて行く際、ボート７の進
行方向前側領域におけるウェハ６群と、後側領域に招け
るウェハ６群との間において温度差が発生するのを防止
するために、ボート７は緩やかな速度をもって徐々に移
動される。また、同様な理由で、搬入搬出時におけるプ
ロセスチューブｌのヒータ３による加熱温度は所定の処
理温度よりも一時的に降下される０例えば、処理温度が
約１２００℃とした場合、搬入搬出時には温度が約８０
０℃に降下される。 このようにして、搬入搬出時において、ヒータ３による
加熱温度が下げられ、かつ、ボート７が徐々に移動され
て行くことにより、ポート７上におけるウェハ６群の前
後部における温度差の発生が抑制される。その結果、ボ
ート７上におけるウェハ６１＃内（］バ２チ内）の熱処
理レート（程度）についての差が抑制されることになる
。 ところで、ウェハ６ｎおよびこれを保持するボート７が
円筒形状のゲッタリング部材１１Ｂにより包囲されない
状態で、プロセスチューブ１に対して搬入搬出される従
来例の場合、プロセスチューブ１の輻射熱がウェハ群に
対して斜め前方から照射した状態になることにより、ウ
ェハ６群内において隣りに位１するウェハによる熱的な
影が形成されるため、各ウェハ内の周辺部と中央部とで
熱応力による転位欠陥やウェハ変形が発生するという問
題点がある。 しかし、本実施例においては、ウェハ６群およびこれを
保持するボート７が円筒形状のゲッタリング部材１１Ｂ
により包囲された状態で、搬入搬出されて行くため、プ
ロセスチューブｌの輻射熱による熱的な影はウェハ６に
発生しない。 すなわち、ウェハ６群およびボート７が円筒形状のゲッ
タリング部材１１Ｂにより包囲された状態で、プロセス
チューブｌにその炉口５がら緩やかな速度をもって徐々
に搬入されて行く際、進行方向に対して斜め前方から照
射するプロセスチューブ１の輻射熱により、まず、ゲッ
タリング部材１１Ｂが加熱される。したがって、このゲ
ッタリング部材ＪＩＢＬ：包囲されているウェハ６郡は
プロセスチェープｌの斜め前方からの輻射熱を遮られる
ため、斜め前方からの輻射熱の照射による熱的な影が各
ウェハ６内に発生するのを回避することができる。 そして、ウェハ６群およびボート７がゲッタリング部材
ＪＩＢにより包囲された状態で、プロセスチューブｌに
緩やかな速度をもって徐々に搬入されて行く間、ゲッタ
リング部材１１Ｂがプロセスチューブｌの輻射熱により
全体的かつ均一に加熱される。このとき、ゲッタリング
部材１１Ｂが不透明に構成されているため、輻射熱の透
過は確実に防止される。また、ゲッタリング部材１１Ｂ
が肉厚に設定されているため、ゲッタリング部材１１Ｂ
の前後部における加熱時間差により発生する局部的な温
度差が抑制され、ゲッタリング部材１１Ｂは全体的に略
均−な温度分布になる。そして、ゲッタリング部材１１
Ｂの内径がウェハ６の外径と近似されているため、前記
ゲッタリング部材ＬＩＢを通じてのウェハ６に対する加
熱がきわめて有効、かつ全体にわたって均一に実行され
ることになる。 このようにして、ゲッタリング部材１１Ｂが全体的かつ
均一に加熱されると、ウェハ６群およびボート７がゲッ
タリング部材１１Ｂの輻射熱およびゲッタリング部材１
１Ｂを通してのプロセスチューブｌの輻射熱により加熱
される。このとき、これらの輻射熱はウェハ６群に対し
てその外周方から径方向に照射する状態になるため、隣
り合うウェハ６同士による熱的な影は発生しないことに
なる。 したがって、ウェハ６内において周辺部と中央部とで温
度差は発生せず温度分布が均一になるため、温度差によ
る熱応力の発生が抑制され、その結果、熱応力に伴う転
位欠陥やウェハの変形の発生が防止°されることになる
。 前記プロセスチューブ１内における熱拡散処理中、プロ
セスチューブｌ内の重金属元素１０は処理ガス９の流れ
や、自らの運動エネルギによってプロセスチューブｌ内
を動きまわり、ある確率をもってゲッタリング部材１１
Ｂにおけるゲッタリングｌ１１３Ｂの表面に到達して接
触する。接触した重金属元素１０はゲッタリング膜１３
Ｂを構成しているポリシリコンの結晶境界に沿って迅速
に拡散し、ゲッタリング膜１３内部ｓ１！域に浸透して
行く、このようにしてゲッタリング部材１１Ｂに接触し
て取り込まれゲッタリングされた重金属元素ＩＯは、ゲ
ッタリング部材ＬＩＢのゲッタリング膜１３Ｂ内から外
部へ簡単に逃散することはできない状態になる。 そして、このゲッタリング現象が連続的に起こることに
よってプロセスチューブ１内の重金属元素１０がゲッタ
リング部材１１Ｂによって捕集されて行くため、プロセ
スチュープｌ内への重金属元素１０の蓄積は防止され、
プロセスチューブ１内の重金属元素１０の量が減少され
て行く、その結果、ウェハ６群に対する重金属元素１０
による汚染の危険性は大幅に低減されることになる。 ここで、被処理物としてのシリコンウェハ６群は円筒形
状に形成されているゲッタリング部材１１Ｂにより包囲
されているため、ウェハ６に重金属元素ＩＯが接触する
確率は少な（なり、その結果、ウェハ６が重金属元素１
０により汚染される機会が抑制されることになる。 前記実施例２によれば、前記実施例１の効果に加えて次
の効果が得られる。 （１）　　ウェハ群をゲッタリング部材により包囲した
状態で熱処理することにより、重金属元素がウェハに接
触する機会を減少させることができるため、ウェハの重
金属元素による汚染をより一層低減化させることができ
る。 （２）　　ウェハ群およびこれを保持するボートを、ゲ
ッタリング部材により包囲した状態でプロセスチューブ
に対して搬入搬出することに、より、ウェハ群に対する
プロセスチューブの斜めからの輻射熱の照射をゲッタリ
ング部材により遮ることができるため、隣り合うウェハ
同士による熱的な影の発生を抑制するごとにより、ウェ
ハをその径方向から均等に加熱することができ、その結
果、ウェハ内の周辺部と中央部との温度差の発生を防止
することができる。 （３）　　ウェハ内の温度分布を均一化することにより
、熱応力の発生を抑制することができるため、過度の熱
応力の発生に伴う転位欠陥やウェハの変形の発生を防止
することができるとともに、熱処理レートをウェハ内に
おいて全体的に均一化させることができ−る。 （４）　　ウェハの熱応力転位欠陥や変形等のようなウ
ェハ欠陥の発生を防止するとともに、熱処理レートをウ
ェハ内全体にわたって均一化させることにより、製造歩
留り、並びに製品の品質および信幀性を高めることがで
きる。 （５）　　ウェハ群のプロセスチューブに対する搬入搬
出時におけるウェハ群に対するプロセスチューブの斜め
からの輻射熱照射によるウェハ内温度分布の不均一化の
回避を実現することにより、搬入搬出時にウェハ群を徐
々に進行させることができるため、ウェハ群の進行方向
前後部における温度差の発生を抑制させることができ、
その結果、熱処理レートをウェハ群内（ｌバッチ内）に
おいて全体的に均一化させることができる。 （６）搬入搬出時におけるウェハ内温度分布の不均一化
の回避を実現することにより、搬入搬出時におけるヒー
タによる加熱温度降下を抑制させることができる（例え
ば、１２００℃−８００℃としていたのを、１２００℃
−９００℃に抑制させることができる。）ため、エネル
ギの損失を低減させることができるばかりでな（、処理
温度復帰時間の短縮や温度管理の緩和等により、住産性
を高めることができる。 （７）前記（１）〜（６）により、熱処理についての製
造歩留り、並びに製品の品質および信頼性をより一層高
めることができる。 以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。 例えば、円筒形状のゲッタリング部材は円筒形状の本体
ｌこゲッタリング孜を被着して構成するに限らず、第９
図に示されているゲッタリング部材ＩＬＣのように、ポ
リシリコンを用いて一体的に形成してもよい。 また、第１θ図に示されているゲッタリング部材１１Ｄ
のように、一端が閉塞された円筒の当該閉塞壁および胃
壁に、ガスを流通させるための小孔１４を筒内外を連通
させるように多数個開設してもよい。 さらに、円筒形状のゲッタリング部材１１Ｂ、１１Ｃお
よび１１０の中空部内に収容したボート７上に、うエバ
形状のゲッタリング部材ｌｌまたはＩＩＡをウェハ６群
と共に並べて保持することにより、円筒形状のゲッタリ
ング部材とウェハ形状のゲッタリング部材を同時にプロ
セスチューブｌ内に配してもよい、つまり、実施例１と
実施例２とは併用することができる。 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である横型熱拡散技術に適
用した場合について説明したが、それに限定されるもの
ではなく、縦型熱拡散技術、横型および縦型酸化膜形成
技術やＣＶＤ技術等のような熱処理技術全般に適用する
ことができる。 〔発明の効果〕 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。 少なくとも一部が高密度境界を存する材料を用いられで
構成されているゲッタリング部材をプロセスチューブ内
に配することにより、プロセスチューブ内における熱処
理中、プロセスチューブ内において自由移動する重金属
元素等のような汚染元素を捕集することができるため、
熱処理毎にプロセスチューブ内の汚染元素を低減化させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるシリコンウェハの熱処
理装置を示す樅断面図、 第２図はそれぞれに使用されているゲッタリング部材を
示す一部切断斜視図、 第３図はシリコンウェハのライフタイム値の比較を示す
線図、 第４図および第５図はＭＯＳキャパシタのｍｆゑ破壊耐
圧のヒストグラムを比較する各線図である。 第６図はゲッタリング部材の変形例を示す一部切断斜視
図である。 第７図は本発明の他の実施例であるシリコンウェハの熱
処理装置を示す縦断面図、 第８図はそれに使用されているゲッタリング部材を示す
一部切断透視図である。 第９図はゲッタリング部材の変形例を示す一部切断透視
図、 第１０図はゲッタリング部材の他の変形例を示す一部切
断透視図である。 １−・・プロセスチューブ、２・・・処理室、３・・・
ヒータ、４・・・ガス供給管、５・・・炉口、６・・・
ウェハ（被処理物）、７・・・ボート（熱処理治具）、
８−・・キャップ、９・・・処理ガス、１１、ＩＩＡ、
ＩＩＢ、１ｔｃ、ｔｔｏ−・・ゲッタリング部材、１２
．１２Ｂ・・・本体、１３．１３Ｂ・・・ゲンタリング
膜、１４・・・小孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体ウェハの熱処理が実行されるプロセスチュー
   ブ内に、少なくとも一部が高密度境界を有する材料を用
   いられて構成されているゲツタリング部材が配され、こ
   のゲツタリング部材によりプロセスチューブ内の汚染元
   素がゲッタリングされることを特徴とする半導体ウェハ
   の熱処理方法。 ２、前記ゲツタリング部材が再生使用されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の半導体ウェハの熱処
   理方法。 ３、半導体ウェハの熱処理が実行されるプロセスチュー
   ブと、複数枚の半導体ウェハを保持してプロセスチュー
   ブ内に搬入搬出するための熱処理治具と、少なくとも一
   部が高密度境界を有する材料を用いられて構成されてお
   り、プロセスチューブ内に配されて、プロセスチューブ
   内の汚染元素をゲツタリングするゲッタリング部材と、
   を備えていることを特徴とする半導体ウェハの熱処理装
   置。 ４、前記ゲッタリング部材は、その少なくとも一　部が
   ポリシリコンを用いられて構成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第３項記載の半導体ウェハの熱処理
   装置。 ５、前記ゲツタリング部材は前記半導体ウェハと略同一
   形状に形成されており、前記熱処理治具上に半導体ウェ
   ハ群と共に配置されることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載の半導体ウェハの熱処理装置。 ６、前記ゲッタリング部材は前記熱処理治具上に保持さ
   れた半導体ウェハ群を包囲する略円筒形状に形成されて
   おり、熱処理治具上に保持された半導体ウェハを群包囲
   するように配されてプロセスチューブ内に搬入されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の半導体ウェ
   ハの熱処理装置。