使用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法与流程

1.本发明涉及一种使用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法。


背景技术：

2.硅晶圆中热扩散磷、硼等掺杂剂的工序包含硅晶圆表层上附着掺杂剂的工序(沉积)及将附着在表层上的掺杂剂扩散于硅晶圆内部的工序(推进(drivein))。在该推进工序中，通常使用卧式热处理炉(热扩散炉)。在卧式热处理炉中，在具有横向中心轴的圆筒形状的炉芯管内，以主表面与炉芯管中心轴正交的方式放入排列配置有多片硅晶圆的小船，在炉芯管内对硅晶圆实施热处理。此时，已知有在炉芯管的中心轴方向上的多片硅晶圆两侧，配置由硅构成的虚设块(保温块)，实现炉芯管内的晶圆设置区域温度均一化的技术。
3.在专利文献1中，记载有“硅晶圆的热处理方法(权利要求1)，其特征在于：在热扩散炉的管内，以主表面与管的长边方向正交的方式并设晶圆，在其状态下对晶圆实施热处理时，在管内不装入晶圆的状态下的均热区域两侧中，在气氛气体流入侧，离该区域至少10mm以上，并且在环境气体流出侧，密接或分开而分别配置比管径略小的保温块”。并且，在专利文献1中，记载有“保温块的材质为高纯度硅(权利要求3)。现有技术文献专利文献
4.专利文献1：日本特开平成3-85725号公报


技术实现要素：

发明所要解决的技术问题
5.但是，本发明人研究之后，判断出：在多批次的热处理中重复使用同一虚设块的情况下，各批次中的多片硅晶圆中位于两端部分的硅晶圆，即配置在虚设块附近的硅晶圆寿命值随着批次处理而显著下降。
6.鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种使用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法，其抑制配置在为了晶圆设置区域的温度均一化设置的虚设块附近的硅晶圆的寿命值下降，能够提高成品率。用于解决技术问题的方案
7.为了解决上述技术问题，本发明人进行深入研究，得到以下见解。首先，本发明人认为配置在虚设块附近的硅晶圆寿命值下降的原因为虚设块的金属污染。即，认为在多批次的热处理中，在重复使用同一虚设块的情况下，在虚设块中慢慢积累来自炉芯管的金属污染(fe、ni、cu等)。在热处理时加热虚设块的过程中，从虚设块产生包含污染金属的气体。包含该污染金属的气体扩散，而供给至配置在虚设块附近的硅晶圆。结果，认为配置在虚设块附近的硅晶圆也被金属污染，从而寿命值下降。
8.但是，多批次的热处理中每次交换虚设块并不经济。并且，也考虑各批次的热处理后对虚设块实施高清洁度化处理(基于氢氟酸与硝酸的混酸液等的蚀刻处理)，从虚设块除
去污染金属，但由于以下原因，在操作上并不现实。即，作为原因可举出，虚设块为较厚的块，因此为了将蚀刻槽制作成能够容纳虚设块的大小是需要花费金钱，或若蚀刻厚度大且表面积大的虚设块，则蚀刻中有可能液温过度上升。
9.因此，本发明人得到如下构思：在虚设块与多片硅晶圆之间，设置尺寸比虚设块与硅晶圆大且高清洁度的附加块，由此抑制包含从虚设块产生的污染金属的气体向配置在虚设块附近的硅晶圆扩散。而且，从各种实验结果可以确认，通过设置这种附加块，能够抑制配置在虚设块附近的硅晶圆寿命值的下降。
10.根据上述见解完成的本发明主旨方案如下。[1]一种使用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法，准备卧式热处理炉(100)，包括：圆筒形状炉芯管(12)，具有横向的中心轴(x)；及加热器(14)，位于所述炉芯管(12)周围，加热所述炉芯管(12)，在所述炉芯管(12)一端部设置有盖子(12a)，在所述炉芯管(12)的另一端部设置有气体导入(12b)，所述炉芯管(12)的所述盖子(12a)附近的炉壁上设置有气体排气口(12c)，在将接近所述炉芯管(12)的所述盖子(12a)的一侧作为炉口侧(h)，将接近所述炉芯管(12)的所述气体导入口(12b)的一侧作为炉尾侧(s)时，打开所述盖子(12a)，在所述炉芯管(12)内，配置小船(16)成为以下(a)～(c)的状态，(a)在所述小船(16)上，以主表面与所述炉芯管(12)的中心轴(x)正交方式排列多片硅晶圆，形成晶圆组(wf)，(b)在所述小船(16)上的比所述晶圆组(wf)更靠炉尾侧(s)，配置具有与所述炉芯管(12)的中心轴(x)平行的轴的圆柱形状第1虚设块(18s)，在比所述晶圆组(wf)更靠炉口侧(h)，配置具有与所述炉芯管(12)的中心轴(x)平行的轴的圆柱形状第2虚设块(18h)，(c)配置所述小船(16)上的在所述第1虚设块(18s)与所述晶圆组(wf)之间配置的第1附加块(20s)、及在所述第2虚设块(18h)与所述晶圆组(wf)之间配置的第2附加块(20h)中的至少一者，关于所述第1及第2附加块(20s、20h)，(i)向垂直于所述炉芯管(12)中心轴(x)的虚拟面的投影形状包含所述第1及第2虚设块(18s、18h)及所述多片硅晶圆往所述虚拟面的投影形状，是具有与所述炉芯管(12)的中心轴(x)平行的轴的柱形状，而且(ii)fe的浓度小于1
×
10
11
atoms/cm3，ni及cu的浓度分别小于5
×
10
10
atoms/cm3，关闭所述盖子(12a)，将气体从所述气体导入口(12b)导入至所述炉芯管(12)内，从所述气体排气口(12c)排出所述气体的同时，由所述加热器(14)加热所述炉芯管(12)，由此对所述多片硅晶圆(wf)实施热处理。
[0011]
[2]根据上述[1]中所述的使用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法，其中，在所述(c)中，配置所述第1及第2附加块(20s、20h)两者。
[0012]
[3]根据上述[1]或[2]中所述的使用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法，其中，所述第1及第2附加块(20s、20h)由硅构成。
[0013]
[4]根据上述[1]至[3]中任一项所述的使用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法，其中，所述第1及第2附加块(20s、20h)向所述虚拟面的投影形状中，比所述小船(16)更靠上方的部分具有比所述多片硅晶圆半径大5mm(毫米)以上的曲率半径。
[0014]
[5]根据上述[1]至[4]中任一项所述的使用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方
法，其中，所述第1及第2附加块(20s、20h)的沿着所述炉芯管12的中心轴(x)的宽度在10～20mm的范围内。
[0015]
[6]根据上述[1]至[5]中任一项所述的使用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法，其中，所述(c)中，配置所述小船(16)上的在比所述第1虚设块(18s)更靠炉尾侧(s)配置的第3附加块(22s)、及在比第2虚设块(18h)更靠炉口侧(h)配置的第4附加块(22h)中的至少一者，所述第3及第4附加块(22s、22h)满足所述(i)及(ii)。
[0016]
[7]根据上述[6]所述的使用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法，其中，所述(c)中，配置所述第3及第4附加块(22s、22h)两者。
[0017]
[8]根据上述[6]及[7]所述的使用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法，其中，所述第3及第4附加块(22s、22h)由硅构成。
[0018]
[9]根据上述[6]至[8]中任一项所述的使用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法，其中，所述第3及第4附加块(22s、22h)向所述虚拟面的投影形状中，比所述小船(16)更靠上方的部分具有比所述多片硅晶圆半径大5mm以上的曲率半径。
[0019]
[10]根据上述[6]至[9]中任一项所述的使用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法，其中，所述第3及第4附加块(22s、22h)的沿着所述炉芯管12的中心轴(x)的宽度在10～20mm的范围内。
[0020]
[11]根据上述[1]至[10]中任一项所述的使用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法，其中，所述第1及第2虚设块(18s、18h)由fe、ni及cu中任一浓度为1
×
10
11
atoms/cm3以上的硅构成。
[0021]
[12]根据上述[1]至[11]中任一项所述的使用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法，其中，所述第1及第2虚设块(18s、18h)的直径与所述多片硅晶圆(wf)的直径相等。
[0022]
[13]根据上述[1]至[12]中任一项所述的使用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法，其中，所述第1及第2虚设块(18s、18h)的沿着所述炉芯管12的中心轴(x)的宽度在40～75mm的范围内。发明效果
[0023]
根据本发明的使用卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法，能够抑制在为了晶圆设置区域温度均一化而设置的虚设块附近所配置的硅晶圆的寿命值降低，而提高成品率。
附图说明
[0024]
图1是用于说明基于比较例的硅晶圆的热处理方法的卧式热处理炉100的纵剖视图。图2是用于说明基于本发明一实施方式的硅晶圆的热处理方法的卧式热处理炉100的纵剖视图。图3是用于说明基于本发明另一实施方式的硅晶圆的热处理方法的卧式热处理炉100的纵剖视图。图4(a)是第1至第4附加块20s、20h、22s、22h的正视图，图4(b)是第1至第4附加块20s、20h、22s、22h的侧视图。图5(a)是小船16的垂直于炉中心轴x的剖视图，图5(b)是图1的i-i剖视图，图5(c)是图2的ii-ii剖视图。
具体实施方式
[0025]
首先，参考图1、图2及图3，对基于本发明实施方式及比较例的硅晶圆的热处理方法中共同所使用的卧式热处理炉100结构进行说明。卧式热处理炉100具有均热管10、炉芯管12以及加热器14。
[0026]
均热管10为具有横向中心轴的圆筒形状的管，在其一端部设置有门扇10a，在其另一端部设置有具有比均热管10内径小的直径的开口部10b。并且，均热管10的门扇10a附近的炉壁上，设置有抽吸口10c。均热管10的材质能够由石英、碳化硅(sic)等构成。
[0027]
炉芯管12为具有横向中心轴x的圆筒形状的管，位于均热管10内侧。在炉芯管12的一端部设置盖子12a，在另一端部设置气体导入口12b。并且，在炉芯管12的盖子12a附近的炉壁上设置有气体排气口12c。炉芯管12的管本体与气体导入口12b的连结部(光圈部)，嵌合均热管10的开口部10b，由此炉芯管12固定于均热管10。炉芯管12(管本体)的内径通常在160～360mm的范围内。炉芯管12的材质能够由石英、碳化硅(sic)等构成。另外，在图1～3中，表示均热管10位于炉芯管12外侧的例，但因为炉芯管12也可以兼作均热管的作用，不一定要设置均热管10。
[0028]
加热器14位于炉芯管12及均热管10的周围，加热炉芯管12及均热管10。加热器14可以由配置于炉芯管12及均热管10的中央部的主加热器以及配置于其两侧的2台辅助加热器构成。
[0029]
如图1～3所示，在本说明书中，将接近炉芯管12的盖子12a的一侧标记为“炉口侧h”，将接近炉芯管12的气体导入口12b的一侧标记为“炉尾侧s”。
[0030]
在基于本发明实施方式的硅晶圆的热处理方法中，对硅晶圆实施热处理时，在小船16上排列载置多片硅晶圆而形成晶圆组wf，打开均热管10的门扇10a与炉芯管12的盖子12a，从炉芯管12的炉口侧h将小船16放入至炉芯管12内。之后，关闭炉芯管12的盖子12a与均热管10的门扇10a。
[0031]
之后，将气体从气体导入口12b导入至炉芯管12内，从气体排气口12c排出该气体的同时，由加热器14加热均热管10及炉芯管12，由此对多片硅晶圆(晶圆组wf)实施热处理。在进行将附着于表层上的掺杂剂扩散至硅晶圆内部的推进工序的情况下，导入于炉芯管12内的气体包含微量的氧(0.1～2体积％)，剩余部分具有由ar构成的组成。均热管10的内部且炉芯管12的外侧空间的气氛为空气。通过泵从均热管10的抽吸口10c强制抽吸该空间的空气，由此炉芯管12内的气氛气体经由气体排气口12c排出。其结果，在炉芯管12内，从炉尾侧s向炉口侧h产生气氛气体的流动。在推进工序的情况下，炉芯管12内的气氛温度能够设为1200～1350℃的范围，能够在该范围的温度中保持10～250小时。
[0032]
除了图1～3以外参考图5(a)，小船16具有由半圆筒形的凹部构成的凹处16a，在此容纳多片硅晶圆。小船16在炉芯管12内配置成其长边方向与炉芯管12的中心轴x方向一致。如图5(a)所示，垂直于小船16的长边方向的凹处16a的截面形状为具有与容纳的硅晶圆半径相同曲率半径的半圆形状，例如，当硅晶圆的直径为150mm时，该曲率半径为75mm。小船16的材质能够由碳化硅(sic)构成。
[0033]
基于本发明的实施方式的硅晶圆的热处理方法中，在炉芯管12内配置小船16时，满足以下的(a)～(c)的状态。
[0034]
(a)首先，如图1～3所示，在小船16上，以主表面与炉芯管12的中心轴x正交的方式
排列相同直径的多片硅晶圆，形成晶圆组wf。多片硅晶圆的排列方式只要配置成各晶圆不倒下，则并不受特别限定。例如，能够将1批(例如50片)硅晶圆排列成彼此邻接的硅晶圆主表面彼此接触。在图1～3中，显示配置4批硅晶圆的例。另外，在凹处16a内等间隔设置垂直于凹处16a长边方向的隔板(未图示)，由此各批量的硅晶圆组wf不倒下地容纳至凹处16a内。但是，并不限定于该排列方式，也可以将容纳在凹处16a内的所有硅晶圆排列成彼此邻接的硅晶圆主表面彼此接触。在本实施方式中，各硅晶圆的下半部分接触支撑于凹处16a，上半部分位于比凹处16a上端更靠上方的位置，即位于比小船16更靠上方的位置。但是，硅晶圆与凹处16a接触的范围只要不阻碍各晶圆的直立，则并不限定于下半部分。
[0035]
(b)在小船16上的比晶圆组wf更靠炉尾侧s，与晶圆组wf分开，配置有具有与炉芯管12的中心轴x平行的轴的圆柱形状的第1虚设块18s，在比晶圆组wf更靠炉口侧h，与晶圆组wf分开，配置有具有与炉芯管12的中心轴x平行的轴的圆柱形状的第2虚设块18h。在没有这些第1及第2虚设块18s、18h的情况下，在炉芯管12内的晶圆设置区域的中心轴x方向两端部分中炉内气氛温度下降，炉芯管12内的均热长度变短。此时，导致在多片硅晶圆中位于两端部分的硅晶圆内，不纯物的扩散变得不充分。相对于此，通过配置第1及第2虚设块18s、18h，能够加长炉芯管12内的均热长度，能够实现在炉芯管12内的晶圆设置区域的温度均一化。
[0036]
从充分达到炉芯管12内晶圆设置区域的温度均一化的观点出发，第1及第2虚设块18s、18h优选由硅构成。
[0037]
并且，从相等的观点出发，第1及第2虚设块18s、18h的直径优选为与构成晶圆组wf的多片硅晶圆的直径相等。例如，当硅晶圆的直径为150mm的情况下，第1及第2虚设块18s、18h的直径也有选为150mm。在本实施方式中，如图5(b)所示，第1及第2虚设块18s、18h的下半部分接触支撑于凹处16a，上半部分位于比凹处16a上端更靠上方的位置，即位于比小船16更靠上方的位置。但是，第1及第2虚设块18s、18h与凹处16a接触的范围只要不阻碍各晶圆直立，则并不限定于下半部分。
[0038]
从充分实现在炉芯管12内晶圆设置区域的温度均一化的观点出发，第1及第2虚设块18s、18h的沿着炉芯管12的中心轴x的宽度优选为40mm以上。另一方面，若虚设块过长，则在均热长度中产品处理的区域变少等生产性变差，因此第1及第2虚设块18s、18h的沿着炉芯管12的中心轴x的宽度优选为75mm以下。
[0039]
在炉芯管12的中心轴x方向中的第1虚设块18s与晶圆组wf的距离(分开距离)以及第2虚设块18h与晶圆组wf的距离(分开距离)优选为11mm以上。这是因为当该距离小于11mm时，成为产品的晶圆组wf有可能被污染。并且，该距离优选为30mm以下。这是因为，当该距离超过30mm时，成为产品的晶圆的设置数量受到限制，并阻碍生产性。
[0040]
关于第1及第2虚设块18s、18h，在本实施方式中，多批次的热处理中，不进行交换或高清洁度化处理(氢氟酸与硝酸的混酸液等的蚀刻处理)，重复使用同一虚设块。其原因如上所述。此时，认为在虚设块中慢慢积累来自炉芯管等的金属污染。在第1及第2虚设块18s、18h的硅中，当至少fe、ni及cu的任一浓度为1
×
10
11
atoms/cm3以上时，或当所有过渡金属元素的浓度分别为1
×
10
11
atoms/cm3以上时，担心虚设块的金属污染。
[0041]
此时，在基于图1所示的比较例的硅晶圆的热处理方法中，多批次的热处理中，随着批次处理，包含从第1及第2虚设块18s、18h产生的污染金属的气体向配置在虚设块附近
的硅晶圆扩散而供给。其结果，配置在第1及第2虚设块18s、18h附近的硅晶圆也受到金属污染，导致寿命值下降。寿命值在规定值以下的晶圆群wf无法成为产品，因此成品率变不充分。
[0042]
(c)因此，在本发明中，重要的是在虚设块与多片硅晶圆之间，设置尺寸比虚设块及硅晶圆大且高清洁度的附加块。
[0043]
图2中显示其一实施方式。在图2中，在小船16上的第1虚设块18s与晶圆组wf之间配置第1附加块20s，在第2虚设块18h与晶圆组wf之间配置第2附加块20h。在本实施方式中，包含从第1虚设块18s产生的污染金属的气体被第1附加块20s遮挡，因此变得难以供给到晶圆组wf。并且，包含从第2虚设块18h产生的污染金属的气体被第2附加块20h遮挡，因此变得难以供给到晶圆组wf。其结果，抑制配置在第1及第2虚设块18s、18h附近的硅晶圆的寿命值下降，能够提高成品率。另外，在第1附加块20s及第2附加块20h中，可以设置任一个，但从更加提高成品率的观点出发，优选为设置两者。
[0044]
图3中显示另一实施方式。在图3中，除了第1附加块20s及第2附加块20h以外，还在小船16上的比第1虚设块18s更靠炉尾侧s配置第3附加块22s，在比第2虚设块18h更靠炉口侧h配置第4附加块22h。在本实施方式中，包含从第1虚设块18s产生的污染金属的气体变得容易关在第1附加块20s与第3附加块22s之间的空间。并且，包含从第2虚设块18h产生的污染金属的气体变得容易关在第2附加块20h与第4附加块22h之间的空间。其结果，能够更可靠地抑制配置在第1及第2虚设块18s、18h附近的硅晶圆的寿命值下降。另外，在第3附加块22s及第4附加块22h中，可以设置任一块，但从更加提高成品率的观点出发，优选为设置两者。
[0045]
第1至第4附加块20s、20h、22s、22h的尺寸需要比第1及第2虚设块18s、18h及多片硅晶圆大。具体而言，向垂直于炉芯管12中心轴x的虚拟面的第1至第4附加块20s、20h、22s、22h的投影形状包含第1及第2虚设块18s、18h及多片硅晶圆向所述虚拟面的投影形状，需要是具有与炉芯管12中心轴x平行的轴的柱形状。参考图4(a)、(b)及图5(c)，第1至第4附加块20s、20h、22s、22h具有满足以下条件的形状。
[0046]
(i-1)在第1至第4附加块20s、20h、22s、22h中，比凹处16a上端更靠下方的部分(本实施方式中下半部分)容纳在凹处16a中。因此，在第1至第4附加块20s、20h、22s、22h向所述虚拟面的投影形状中，比凹处16a上端更靠下方的部分具有与多片硅晶圆半径相同的曲率半径。
[0047]
(i-2)在第1至第4附加块20s、20h、22s、22h中，比凹处16a上端更靠上方的部分，即比小船16更靠上方的部分(本实施方式中上半部分)发挥抑制包含污染金属的气体扩散的功能。因此，第1至第4附加块20s、20h、22s、22h向所述虚拟面的投影形状中，比小船16更靠上方的部分具有比多片硅晶圆半径更大的曲率半径r。从充分得到抑制包含污染金属的气体扩散的效果的观点出发，该部分的曲率半径r优选比多片硅晶圆半径大5mm以上。并且，从回避在小船16的搬入及搬出时第1至第4附加块20s、20h、22s、22h接触炉芯管12的危险性的观点出发，该部分的曲率半径r优选在25mm以下的范围中比多片硅晶圆半径大。
[0048]
参考图4(b)，第1至第4附加块20s、20h、22s、22h的沿着炉芯管12中心轴x的宽度w优选为10mm以上，更优选为15mm以上。这是因为，此时对附加块实施高清洁度化处理时的操作变得容易。并且，第1至第4附加块20s、20h、22s、22h的沿着炉芯管12中心轴x的宽度w优选
为比第1及第2虚设块18s、18h的宽度小，具体而言，优选为20mm以下。此时，从相较于虚设块能够减少每批次交换附加块时的经济负担，并且也能够避免由于蚀刻槽的制作容易在蚀刻中液温上升的观点出发，各批次的热处理后也容易对附加块实施高清洁度处理。
[0049]
在图2及3中，炉芯管12的中心轴x方向中的第1虚设块18s与第1附加块20s的距离(分开距离)以及第2虚设块18h与第2附加块20h的距离(分开距离)优选为0mm以上且5mm以下。若该距离为5mm以下，则能够更可靠地得到基于第1附加块20s及第2附加块20h的效果。
[0050]
在图2及图3中，炉芯管12的中心轴x方向中的第1附加块20s与晶圆组wf的距离(分开距离)、及第2附加块20h与晶圆组wf的距离(分开距离)优选为1mm以上且5mm以下。
[0051]
在图2及图3中，炉芯管12的中心轴x方向中的第1虚设块18s与第3附加块22s的距离(分开距离)、及第2虚设块18h与第4附加块22h的距离(分开距离)优选为0mm以上且5mm以下。若该距离为5mm以下，则能够更可靠地得到基于第3附加块22s及第4附加块22h的效果。
[0052]
从不阻碍在炉芯管12内的晶圆设置区域的温度均一化的观点出发，第1至第4附加块20s、20h、22s、22h优选由硅构成。
[0053]
从防止多片硅晶圆的金属污染的观点出发，第1至第4附加块20s、20h、22s、22h需要高清洁度，具体而言，fe的浓度小于1
×
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11
atoms/cm3，ni及cu的浓度需要分别小于5
×
10
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atoms/cm3，更优选为fe、ni及cu的浓度分别小于5
×
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atoms/cm3，进一步优选为所有过渡金属元素的浓度分别小于5
×
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atoms/cm3，最优选为所有过渡金属元素的浓度分别小于1
×
10
10
atoms/cm3。
[0054]
利用酸等溶解各块的表层部，并由icp-ms等测量溶解液中所包含的元素浓度，由此能够求出虚设块及附加块中的过渡金属元素的浓度。
[0055]
在本实施方式中，多批次的热处理中，第1至第4附加块20s、20h、22s、22h通常需要高清洁度。因此，关于第1至第4附加块20s、20h、22s、22h，每批次换成高清洁度的块，或是对每批次使用完毕的块实施用于去除过渡金属元素的高清洁度化处理。具体而言，通过基于氢氟酸与硝酸的混酸液等的蚀刻处理，从附加块去除过渡金属元素。如上所述，第1至第4附加块20s、20h、22s、22h的尺寸小于第1及第2虚设块18s、18h，因此容易高清洁度化。实施例
[0056]
准备了具有图1所示的结构的卧式热处理炉。由sic构成的炉芯管的内径为220mm。并且，准备了图5(a)所示的结构的小船。小船的凹处为半径75mm的半圆筒形的凹部。准备7批量(350片)表层上附着有磷玻璃的直径150mm硅晶圆，以主表面与炉芯管中心轴正交的方式且以每批量彼此邻接的硅晶圆主表面彼此接触的方式，装载在小船上而成为晶圆组。
[0057]
在小船上的比所有硅晶圆(晶圆组)更靠炉尾侧s配置具有与炉芯管的中心轴平行的轴的圆柱形状的第1虚设块，在比所有硅晶圆(晶圆组)更靠炉口侧hs配置具有与炉芯管的中心轴平行的轴的圆柱形状的第2虚设块。各虚设块为直径150mm、宽40mm的圆柱形状的硅块，并为从通过cz法制造的单晶硅锭切出的块。但是，各虚设块已经不在多批次的热处理中进行交换或清洗，而是可以重复使用。因此，关于在同等条件下使用完毕的虚设块，通过已叙述的方法测量过渡金属元素的浓度的结果，fe浓度为2
×
10
11
atoms/cm3、ni浓度为1
×
10
11
atoms/cm3、cu浓度小于5
×
10
10
atoms/cm3(仅cu小于检测下限值)。另外，在炉芯管的中心轴方向中，第1虚设块与晶圆组的距离(分开距离)、及第2虚设块与晶圆组的距离(分开距
离)均为25.3mm。
[0058]
如表1所示，在比较例1及发明例1～6中，将图3所示的第1至第4附加块20s、20h、22s、22h的设置有无进行了各种变更。各附加块的形状及尺寸如图4(a)、(b)所示，图4(a)所示的下半部分的曲率半径为75mm，上半部分的曲率半径r示于表1，图4(b)所示的宽度w示于表1。另外，在设置各附加块的情况下，各附加块与最接近该附加块的虚设块的距离(分开距离)设为1.2mm。各附加块为从通过cz法制造的单晶硅锭切出的硅块，对各附加块进行已叙述的高清洁度化处理。因此，关于各附加块，利用已叙述的方法测量过渡金属元素的浓度的结果，fe浓度小于1
×
10
11
atoms/cm3、ni浓度及cu浓度分别小于5
×
10
10
atoms/cm3，各个小于测量的检出下限值。
[0059]
在比较例1及发明例1～6中，将小船放入炉芯管内，进行推进工序的热处理。导入于炉芯管内的气体包含氧0.5体积％，剩余部分为由ar构成的组成。均热管内的气氛温度设为1300℃，在该温度中保持230小时。
[0060]
[寿命的测定]在热处理之后，将所有硅晶圆中最靠炉尾侧的硅晶圆作为“监控晶圆s1”，将最靠炉口侧的硅晶圆作为“监控晶圆h1”，通过通常的μ-pcd法测量这些监控晶圆的寿命。将以比较例1的寿命为基准的相对值示于表1中。
[0061]
[表1]
[0062]
由表1可知，在发明例1～6中寿命值大于比较例。产业上的可利用性
[0063]
使用本发明的卧式热处理炉的硅晶圆的热处理方法能够优选适用于磷、硼等掺杂剂从硅晶圆的表层向内部的扩散热处理。附图标记的说明
[0064]
100-卧式热处理炉，10-均热管，10a-门扇，10b-开口部，10c-抽吸口，12-炉芯管，12a-盖子，12b-气体导入口，12c-气体排气口，14-加热器，16-小船，16a-凹处，18s-第1虚设块(保温块)，18h-第2虚设块(保温块)，20s-第1附加块(遮蔽块)，20h-第2附加块(遮蔽块)，22s-第3附加块(遮蔽块)，22h-第4附加块(遮蔽块)，s-炉尾侧(气体流入侧)，h-炉口侧(气
体流出侧)，wf-晶圆组(多片硅晶圆)，x-炉芯管的中心轴。