[发明专利]热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体晶圆的热处理方法，特别是涉及一种单晶 硅晶圆的热处理方法。

背景技术

热处理技术被用于各种半导体制程中，已成为基本且重要的技 术。例如，对于作为半导体基板来使用的单晶硅晶圆，为了改质结晶 质量、扩散杂质、或在表层部分形成薄膜构造等目的，而实施热处理。

作为用于实施热处理的热处理装置，广泛使用一种将多片晶圆隔 开规定的间隔并且同时处理这些晶圆的批次式的装置。特别是，以将 晶圆支撑成水平的状态下将晶圆纵向配置的类型，被称为纵型炉。另 外，以接近垂直的角度竖立的状态下横向配置的类型，被成为横型炉。

随着近年来晶圆的大直径化，大多采用纵型炉。在热处理炉内支 撑晶圆的支撑构件被称为晶舟(ボート)，一般是采用石英制(石英晶 舟)、或在SiC(碳化硅)材料的表面上实施了CVD-SiC覆盖(化学气 相沉积碳化硅覆盖)而成的SiC制晶舟(SiC晶舟)。

特别是在高温热处理中，对热的耐久度高的SiC制的支撑构件被 广泛使用。虽然支撑构件的形状有各种形状，但是作为纵型炉用的支 撑构件，一般是使用下述形状的支撑构件：利用两片板状构件(顶板 和底板)，将3根或4根垂直的支柱连结在一起，且在支柱的一部分 形成有水平方向的沟。晶圆被载置且支撑于这些沟的水平面上。

被载置于这样的支撑构件上的单晶硅晶圆，例如在氩气或氧气的 氛围下进行热处理。已知在该热处理时，从与支撑构件接触的部分会 发生被称为滑移位错(スリップ転位，slipdislocation)的缺陷(参照专利 文献1、专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2004-241545号公报

专利文献2：日本专利公开2005-101161号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

滑移位错是由于下述原因所形成的缺陷：以单晶硅晶圆接触到支 撑构件时所产生的机械性损伤作为起点，再加上晶圆本身的重量所导 致的应力、热变形时所产生的应力，进一步加上所承受的高温的热能， 而导致硅结晶构造偏移数公厘到数公分的长度。

在使用了纵型炉的情况下，相较于横型炉，由于晶圆本身的重量 被分散，晶圆面内的热分布的均匀性也较好，因此滑移位错有被抑制 住的倾向。但是，即便是在使用了纵型炉的情况下，特别是在使用了 SiC制的支撑构件的情况下，有时仍然会发生许多滑移位错。进一步， 即便在所使用的支撑构件是基于同样的设计并制作而成的情况下，各 个支撑构件的滑移位错的发生状况相异，且即便在支撑构件的使用初 期没有发生滑移位错的情况下，由于长时间使用，支撑构件也有可能 发生滑移位错。

本发明是鉴于所述问题而完成的，其目的在于提供一种热处理方 法，其能抑制滑移位错的发生。

(二)技术方案

为了实现上述目的，根据本发明，可提供一种热处理方法，其将 多片半导体晶圆各自水平地载置于以碳化硅覆盖的支撑构件上，并在 纵型热处理炉内实行热处理，其中，该热处理方法的特征在于，将所 述支撑构件，在第一条件或第二条件中的任一种条件的热处理中持续 使用了一定期间后，在所述第一条件和第二条件中的另一种条件的热 处理中持续使用一定期间，以此方式将所述支撑构件与热处理条件切 换来进行热处理；并且，所述第一条件的热处理，是以1000℃以上 的温度，在含有稀有气体且不含有氧气的氛围下进行的热处理；所述 第二条件的热处理，是以1000℃以上的温度，在含有氧气且不含有 稀有气体的氛围下进行的热处理。

若是这样的热处理方法，则能够抑制用于载置半导体晶圆的支撑 构件的表面的形状变化，从而能够以低成本来抑制滑移位错。

此时，优选将稀有气体设成氩气。进一步优选将第一条件和第二 条件的热处理各自持续的所述特定期间，设成200小时以上且400小 时以下。

这么做的话，能够以低成本来切实抑制滑移位错。

另外，优选将支撑构件与热处理条件的切换重复多次。

这么做的话，能够通过增加一个支撑构件的使用时间，来进一步 减少成本。

(三)有益效果