熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體晶圓的熱處理方法，特別是涉及一種單晶硅晶圓的熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熱處理技術(shù)被用于各種半導(dǎo)體制程中，已成為基本且重要的技術(shù)。例如，對于作為半導(dǎo)體基板來使用的單晶硅晶圓，為了改質(zhì)結(jié)晶質(zhì)量、擴(kuò)散雜質(zhì)、或在表層部分形成薄膜構(gòu)造等目的，而實(shí)施熱處理。
[0003]作為用于實(shí)施熱處理的熱處理裝置，廣泛使用一種將多片晶圓隔開規(guī)定的間隔并且同時(shí)處理這些晶圓的批次式的裝置。特別是，以將晶圓支撐成水平的狀態(tài)下將晶圓縱向配置的類型，被稱為縱型爐。另外，以接近垂直的角度豎立的狀態(tài)下橫向配置的類型，被成為橫型爐。
[0004]隨著近年來晶圓的大直徑化，大多采用縱型爐。在熱處理爐內(nèi)支撐晶圓的支撐構(gòu)件被稱為晶舟(求一卜)，一般是采用石英制(石英晶舟)、或在SiC(碳化硅)材料的表面上實(shí)施了CVD-SiC覆蓋(化學(xué)氣相沉積碳化硅覆蓋)而成的SiC制晶舟(SiC晶舟)。
[0005]特別是在高溫?zé)崽幚碇?，對熱的耐久度高的SiC制的支撐構(gòu)件被廣泛使用。雖然支撐構(gòu)件的形狀有各種形狀，但是作為縱型爐用的支撐構(gòu)件，一般是使用下述形狀的支撐構(gòu)件:利用兩片板狀構(gòu)件(頂板和底板)，將3根或4根垂直的支柱連結(jié)在一起，且在支柱的一部分形成有水平方向的溝。晶圓被載置且支撐于這些溝的水平面上。
[0006]被載置于這樣的支撐構(gòu)件上的單晶硅晶圓，例如在氬氣或氧氣的氛圍下進(jìn)行熱處理。已知在該熱處理時(shí)，從與支撐構(gòu)件接觸的部分會發(fā)生被稱為滑移位錯(cuò)転位，slip dislocat1n)的缺陷(參照專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)I:日本專利公開2004-241545號公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本專利公開2005-101161號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011](一)要解決的技術(shù)問題
[0012]滑移位錯(cuò)是由于下述原因所形成的缺陷:以單晶硅晶圓接觸到支撐構(gòu)件時(shí)所產(chǎn)生的機(jī)械性損傷作為起點(diǎn)，再加上晶圓本身的重量所導(dǎo)致的應(yīng)力、熱變形時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力，進(jìn)一步加上所承受的高溫的熱能，而導(dǎo)致硅結(jié)晶構(gòu)造偏移數(shù)公厘到數(shù)公分的長度。
[0013]在使用了縱型爐的情況下，相較于橫型爐，由于晶圓本身的重量被分散，晶圓面內(nèi)的熱分布的均勻性也較好，因此滑移位錯(cuò)有被抑制住的傾向。但是，即便是在使用了縱型爐的情況下，特別是在使用了SiC制的支撐構(gòu)件的情況下，有時(shí)仍然會發(fā)生許多滑移位錯(cuò)。進(jìn)一步，即便在所使用的支撐構(gòu)件是基于同樣的設(shè)計(jì)并制作而成的情況下，各個(gè)支撐構(gòu)件的滑移位錯(cuò)的發(fā)生狀況相異，且即便在支撐構(gòu)件的使用初期沒有發(fā)生滑移位錯(cuò)的情況下，由于長時(shí)間使用，支撐構(gòu)件也有可能發(fā)生滑移位錯(cuò)。
[0014]本發(fā)明是鑒于所述問題而完成的，其目的在于提供一種熱處理方法，其能抑制滑移位錯(cuò)的發(fā)生。
[0015](二)技術(shù)方案
[0016]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種熱處理方法，其將多片半導(dǎo)體晶圓各自水平地載置于以碳化硅覆蓋的支撐構(gòu)件上，并在縱型熱處理爐內(nèi)實(shí)行熱處理，其中，該熱處理方法的特征在于，將所述支撐構(gòu)件，在第一條件或第二條件中的任一種條件的熱處理中持續(xù)使用了一定期間后，在所述第一條件和第二條件中的另一種條件的熱處理中持續(xù)使用一定期間，以此方式將所述支撐構(gòu)件與熱處理?xiàng)l件切換來進(jìn)行熱處理;并且，所述第一條件的熱處理，是以1000°c以上的溫度，在含有稀有氣體且不含有氧氣的氛圍下進(jìn)行的熱處理;所述第二條件的熱處理，是以1000°c以上的溫度，在含有氧氣且不含有稀有氣體的氛圍下進(jìn)行的熱處理。
[0017]若是這樣的熱處理方法，則能夠抑制用于載置半導(dǎo)體晶圓的支撐構(gòu)件的表面的形狀變化，從而能夠以低成本來抑制滑移位錯(cuò)。
[0018]此時(shí)，優(yōu)選將稀有氣體設(shè)成氬氣。進(jìn)一步優(yōu)選將第一條件和第二條件的熱處理各自持續(xù)的所述特定期間，設(shè)成200小時(shí)以上且400小時(shí)以下。
[0019]這么做的話，能夠以低成本來切實(shí)抑制滑移位錯(cuò)。
[0020]另外，優(yōu)選將支撐構(gòu)件與熱處理?xiàng)l件的切換重復(fù)多次。
[0021]這么做的話，能夠通過增加一個(gè)支撐構(gòu)件的使用時(shí)間，來進(jìn)一步減少成本。
[0022](三)有益效果
[0023]在本發(fā)明中，由于是將支撐構(gòu)件，在第一條件(1000°C以上，含有稀有氣體且不含有氧氣的氛圍)、或第二條件(1000°c以上，含有氧氣且不含有稀有氣體的氛圍)中的任一種條件的高溫?zé)崽幚碇谐掷m(xù)使用了一定期間之后，在所述第一條件和第二條件中的另一種條件的高溫?zé)崽幚碇谐掷m(xù)使用一定期間，以此方式將支撐構(gòu)件與熱處理?xiàng)l件切換來進(jìn)行熱處理，因此，能夠抑制用于載置半導(dǎo)體晶圓的支撐構(gòu)件的表面的形狀變化，從而能夠以低成本來抑制滑移位錯(cuò)。
【附圖說明】
[0024]圖1是能使用本發(fā)明的熱處理方法的縱型熱處理爐的一例的概略圖。
[0025]圖2是表示實(shí)施了實(shí)施例中氬氣氛圍下的高溫?zé)崽幚砗蟮木A的滑移量的附圖。
[0026]圖3是表示實(shí)施了實(shí)施例中氧氣氛圍下的高溫?zé)崽幚砗蟮木A的滑移量的附圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面，針對本發(fā)明來說明實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限定于此。
[0028]在本發(fā)明的熱處理方法中，能夠使用如圖1所示的縱型熱處理爐。
[0029]如圖1所示，縱型熱處理爐10具有反應(yīng)室11，在反應(yīng)室11的內(nèi)部配置有支撐構(gòu)件13(晶圓晶舟)。在反應(yīng)室11的周圍設(shè)置有加熱器12。
[0030]能將多片半導(dǎo)體晶圓W各自水平地載置于支撐構(gòu)件13上。例如，能夠在構(gòu)成支撐構(gòu)件13的支柱的側(cè)面，沿水平方向形成溝槽，并將該溝槽的下表面設(shè)為晶圓支撐面。晶圓支撐面例如能設(shè)成:形成于圓柱形的支柱上的半圓形的支撐面、或是形成于方柱形狀的支柱上的長方形的支撐面。支撐構(gòu)件13，至少在該晶圓支撐面上被耐熱性高的Si C覆蓋，從而能夠防止在熱處理中發(fā)生晶圓的金屬污染的情況。SiC例如是以CVD(化學(xué)氣相沉積)來覆蓋。
[0031]支撐構(gòu)件13以能從縱型熱處理爐10中取出的方式來設(shè)置。因此，可將支撐構(gòu)件13在載置有晶圓W的狀態(tài)下配置于縱型熱處理爐10中，也能將支撐構(gòu)件13從縱型熱處理爐10中取出。
[0032]熱處理時(shí)，一邊經(jīng)由氣體導(dǎo)入管14將氣體導(dǎo)入反應(yīng)室11，一邊通過加熱器12來加熱晶圓W。被導(dǎo)入的氣體從上方向下方流動并從氣體排氣管15被排出至外部。
[0033]在本發(fā)明的熱處理方法的熱處理?xiàng)l件中，有第一條件和第二條件，且這些條件與所使用的支撐構(gòu)件13的組合會被決定。具體而言，以下述方式來切換支撐構(gòu)件與熱處理?xiàng)l件:在第一條件或第二條件中的任一種條件的高溫?zé)崽幚碇?，持續(xù)使用了支撐構(gòu)件13—定期間后，在另一種條件的熱處理中，持續(xù)使用支撐構(gòu)件13—定期間。
[0034]此時(shí)，在相同的縱型熱處理爐10中，可以一邊持續(xù)使用相同的支撐構(gòu)件一邊改變熱處理?xiàng)l件，由此來切換支撐構(gòu)件與熱處理?xiàng)l件。或者，也可以一邊利用相同的熱處理?xiàng)l件持續(xù)進(jìn)行熱處理，一邊將所使用的支撐構(gòu)件更換成已在其他條件下被使用過的支撐構(gòu)件，由此來切換支撐構(gòu)件與熱處理?xiàng)l件。
[0035]像這樣，通過切換支撐構(gòu)件與熱處理?xiàng)l件來實(shí)行熱處理，能夠如以下詳述地那樣抑制滑移位錯(cuò)。
[0036]第一條件的熱處理，是以1000°C以上的溫度，在含有稀有氣體且不含有氧氣的氛圍下進(jìn)行的熱處理。第二條件的熱處理，是以1000°c以上的溫度，在含有氧氣且不含有稀有氣體的氛圍下進(jìn)行的熱處理。第一條件的氛圍的代表例是氬氣氛圍(Ar氣體100% )。第二條件的氛圍的代表例是氧氣氛圍(O2氣體100%)。
[0037]第一條件和第二條件的熱處理溫度若是不到1000°C，由于滑移位錯(cuò)的發(fā)生會被抑制，因此無法充分獲得本發(fā)明的效果。另一方面，通過設(shè)成1350°C以下的溫度，能夠切實(shí)地防止滑移位錯(cuò)大幅地增加，因此優(yōu)選。
[0038]第一條件和第二條件的熱處理各自持續(xù)的一定期間雖然沒有特別限制，但是優(yōu)選例如設(shè)為200小時(shí)以上且400小時(shí)以下。這期間若是200小時(shí)以上，能夠抑制因支撐構(gòu)件13的更