以下では、本発明のウエーハ支持治具およ� ��これを備えた縦型熱処理用ボート、さらに� ��ウエーハ支持治具の製造方法について、図� ��を参照しながら詳細に説明するが、本発明� ��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� ��高さの位置に複数のスリット(溝)7が等間隔� ��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� �、この本発明の縦型熱処理用ボート1では、� ��支柱4の支持部2に本発明であるウエーハ支� �治具3が着脱可能に装着される。ウエーハを� ��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� ��いて鋭意研究を行った結果、まず、支持面� ��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� ��ると、上述したように、その支持面は研削� ��サンドブラストで加工されたものであり条� ��や窪みが形成されている。したがって、こ� ��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R _sk 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� ��ーハに熱変形が生じるが、このとき、被処� ��ウエーハがウエーハ支持治具上を滑ること� ��どによる変形緩和が追い付かなくなる場合� ��ある。すなわち、熱変形を妨げる応力が被� ��理ウエーハに発生してしまい、スリップ転� ��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� ��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R _sk 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R _sk が0より大きく、すなわちプラスの値のもの� �あれば、被処理ウエーハ/ウエーハ支持治具� ��の摩擦や固着が従来よりも著しく低減可能� ��ことを見出した。したがって、このような� ��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� �因とするスリップ転位の発生を効果的に防� �することができる。

 一方で、支持面11におけるR _sk が大きすぎると、すなわち10以上の場合、被� ��理ウエーハとウエーハ支持治具との接触が� ��なくなりすぎて自重による応力集中が起こ� ��、スリップ転位が発生してしまう。そのた� ��、R _sk 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R _sk の値の範囲は、0<R _sk <10である。
 このように支持面11のR _sk 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� �の接触範囲の小ささからスリップ転位が発� �するのを著しく抑制することができる。こ� �により、熱処理された被処理ウエーハの品� �を改善することができるし、歩留りの向上� �図ることが可能である。

 なお、R _sk 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� ��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� ��被測定対象物(ワーク)の表面形状の測定方� �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� �、測定部の針をステージ上のワーク表面に� �触させて計測を行うものであり、X軸方向に� ��定部を移動させることによって、ワークの� ��面の断面曲線を得ることができる(2次元モ� �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� �曲面を得ることもできる(3次元モード)。
 R _sk の測定にあたっては、まず、例えば分解能1μ m(X軸方向に連続的に測定するが、1μm間隔で� �ータを取り込む)で30mm(ワークの長さ)測定し� ��断面曲線を得る。得られた断面曲線をカッ� ��オフ波長2.5mmでフィルタリング(2.5mm以上の� �長成分を除去する)して粗さ曲線を得る。こ� ��粗さ曲線からR _sk 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� �曲線を測定し、上記規定より算出すること� �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� �無くかつ任意の1mm ² 内に高さが2μm以上30μm未満の突起状物を10 ⁰ 個以上10 ⁵ 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� ��このような突起状物を有しているため、各� ��域において、他の突起状物よりも極端に大� ��い突起状物が存在することもなく、比較的� ��きめの突起状物の高さが揃っているので、� ��の領域で被処理ウエーハの自重による応力� ��分散し、スリップ転位が発生するのを抑制� ��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� ��あたっては、例えば、上記のフォームタリ� ��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� ��を取り込む。Y方向はYステージを2μmステッ� ��で移動させる。)でワーク接触面全領域の3� �元曲面を得る。得られた3次元曲面をカット� ��フ波長2.5mmでフィルタリングして粗さ曲面� �得る。この粗さ曲面の平均面から高さ2μm以� ��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� �ばフッ酸を含む溶液)でエッチング可能な母� ��(例えば石英)中に、突起状物となる粒子(例� ��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� ��ッチング液で母材がエッチングされて、分� ��添加された粒子により形成されたものが挙� ��られる。
 また、母材がシリコンであり、母材中に分� ��添加された粒子が炭化珪素であり、エッチ� ��グ液がフッ酸および硝酸を含む溶液である� ��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� ��る。このとき、上記熱処理が減圧雰囲気下� ��行われたもの、また、不活性ガスを含む雰� ��気、水素ガスを含む雰囲気、これらの混合� ��ス雰囲気のいずれかで行われたものが挙げ� ��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� �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� ��が、この混合比率によって、母材中の炭化� ��素粉またはシリコン粉の割合が変化し、支� ��面11に形成される突起状物の密度等に影響� �る。したがって、突起状物の密度、高さ、� �持面11のR _sk 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� ��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2006-3 15910号公報等に開示されている方法とするこ� ��ができる。

 すなわち、上記脱脂処理は、例えば大気雰� ��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� ��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、� ��トリウム、カリウム及びリチウムの各濃度� ��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� ��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� ��に炭化珪素粉またはシリコン粉が分散添加� ��れたものに対し、エッチング液としてフッ� ��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� ��母材の表面がエッチングされる一方で、炭� ��珪素粉またはシリコン粉はほとんどエッチ� ��グされない。したがって、ウエーハ支持治� ��3の支持面11には、炭化珪素粉またはシリコ� ��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� �等の粒子サイズ、量等を調整することで、� �単に突起状物を形成して、支持面における� �キューネスR _sk を0<R _sk <10にするとともに、支持面全域に高さ30μm� ��上の突起状物が無くかつ任意の1mm ² 内に高さが2μm以上30μm未満の突起状物を10 ⁰ 個以上10 ⁵ 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� ��エッチング処理に用いるエッチング液はこ� ��に限定されず、他には、例えばそれぞれ順� ��、シリコン、炭化珪素、フッ酸および硝酸� ��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� ��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)� ��しては、シリコンまたは炭化珪素の多結晶� ��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� ��ことができる。そして、上記と同様の範囲� ��R _sk 、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� ��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、� ��験を繰り返すことにより、上記範囲のR _sk 、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� ��たは炭化珪素に限定されない。適宜、適切� ��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� ��れば単一部材でウエーハ支持治具を製造す� ��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� �ときに被処理ウエーハを載置して支持する� �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� �法もエッチング処理や熱処理によって突起� �物を形成し、上記範囲のR _sk 、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� �応じてその都度適切に決定することができ� �。
 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� �したスラリーに炭化珪素粉を混ぜたものを� �に射出して成形し、離型、乾燥、脱脂、純� �、焼結、研削することによって、図1に示す� ��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� ��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� ��り炭化珪素粒を表面に露出させ、R _sk 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、R _sk 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� �起状物の密度は、支持面全領域をフォーム� �リサーフイントラで3次元測定したときの粗� ��曲面における平均面との高度差が2μm以上30� �m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� �フィで評価したスリップレベルは表1のよう� ��なった。

 従来では、固着等によるスリップ転位の発� ��防止にはRaを0.3μm以上にする必要があると� �れていたが、表1に示すように、本発明のよ� ��に、支持面において、0<R _sk <10であり、支持面全域に高さ30μm以上の突� ��状物が無くかつ任意の1mm ² 内に高さが2μm以上30μm未満の突起状物を10 ⁰ 個以上10 ⁵ 個以下有するものであれば、Raが0.08~0.29μmと� ��較的小さな値をとるものであっても、いず� ��のサンプルA~Eもスリップフリーにできるこ� ��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� ��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� ��を行ってからエッチングを行ったものも用� ��した。ここで、パターンを用いたサンドブ� ��スト加工とは、直径200μmの穴を300μm間隔で� ��けたマスクを準備し、その上からサンドブ� ��スト加工を実施することである。この加工� ��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、R _sk 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� �工品で、Raが小さく、R _sk もマイナスの値で、高さ2μm以上の突起状物� �検出されなかった。そして、スリップレベ� �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R _sk はマイナスの値であり、高さ2μm以上の突起� �物は検出されていない。サンドブラスト処� �で表面粗さを粗くしても、スリップ転位を� �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/mm ² 以上となったものの、R _sk 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� �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� ��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R _sk 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、R _sk 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、R _sk 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� ��たスラリーに炭化珪素を混合し、非常に突� ��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� ��ハ支持治具(炭化珪素混合サンプルJ)を作製� ��た(表3参照)。これらのウエーハ支持治具か� ��、高さ30μm以上の突起状物は検出されなか� �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、R _sk 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、R _sk 値が10以上の値であった。この場合は自重応� ��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� ��が10 ⁰ ~10 ⁵ 個/mm ² の範囲外であり、R _sk の値も0<R _sk <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� �トを行った。
 なお、実施例1と同様の測定の結果、Raは0.92 μm、R _sk は4.7、突起状物の密度は4.9×10 ¹ 個/mm ² 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� ��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� �評価で被処理ウエーハに強いスリップが検� �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R _sk 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。
 

(実施例3)
 多結晶シリコン製のウエーハ支持治具を研� ��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、R _sk は-0.10であった。
 これをアルゴンガス雰囲気減圧下1250℃で100 hアニールしたところ、Raは0.24μm、R _sk は0.95、任意の1mm ² 内で、高さ2μm以上30μm未満である突起状物の 密度は1.5×10 ³ 個/mm ² であった。また、支持面全域で高さ30μm以上� ��突起状物は無く、すなわち、本発明のウエ� ��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� �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� ��、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� ��R _sk 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、R _sk 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� ��ものではない。上記実施形態は、例示であ� ��、本発明の特許請求の範囲に記載された技� ��的思想と実質的に同一な構成を有し、同様� ��作用効果を奏するものは、いかなるもので� ��っても本発明の技術的範囲に包含される。