JP2000012669A - 半導体処理用治具の評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高価な設備を使用せず、簡便に石英ガラス製
の半導体処理用治具から発生するパーティクルを評価す
る。 【解決手段】 サンプルの石英ガラスを純水に浸漬し、
純水に超音波振動を加え、石英ガラス治具サンプル表面
及びマイクロクラック内部に存在するパーティクルを振
動により純水中に遊離させ、液中パーティクルカウンタ
ーでカウントして石英ガラス製半導体用治具を評価す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造に使用す
る石英ガラス製の半導体処理用治具から発生するパーテ
ィクルの評価方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体の高集積化に伴い、微細で高清浄
なウエーハ表面を確保するため、ウエーハ表面上のパー
ティクルの評価が重要となっており、半導体製造工程に
おける炉内雰囲気からのパーティクルの汚染のほか、半
導体処理用治具からウエーハに付着するパーティクルを
評価することが重要となっている。そして、従来におい
ては、石英ガラス製半導体用処理治具のパーティクルに
関する評価方法としては、半導体処理用治具にウエーハ
を搭載し、適宜処理を行った後、ウエーハ上に付着した
パーティクルをパーティクルアナライザーで直接分析し
ていた。また、特開平７−１８３３４７号のように、治
具材料で模擬ウエーハを製造してウエーハと同様に高温
処理して影響評価を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法は、高価な
測定装置と付帯設備を必要とし、簡便に評価できないと
いう問題があった。本発明の目的は、高価な設備を必要
とせず、簡便に石英ガラス製の半導体処理用治具の評価
方法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】従来の石英ガラス製半導
体処理用治具、特にウエーハボートは、石英ガラス製の
治具の表面に存在する傷等によって自ら破損するのを防
止するため、治具表面全体を酸水素炎で焼き仕上げを行
っている。しかし、溝の部分については熱によって溝形
状の変形や溝の間隔が狂うため、完全に焼き仕上げをお
こなえなかった。溝の部分を詳細に観察すると、表面が
かなり粗く、研削面のためマイクロクラックが発生して
いる。

【０００５】また、半導体処理用治具の製造工程におけ
る無機酸によるエッチング処理後の溝の表面状態を観察
したところ、エッチングの度合いがそれぞれに相違して
いることを発見した。研削面の表面は微少な凹凸が無数
に存在し、この部分にウエーハが搭載されると、点荷重
になり微細なガラスからのかけであるパーティクルが発
生し、また、ウエーハ表面が凸部で引掻かれ、ウエーハ
表面のスクラッチ発生で処理中にパーティクルが発生す
る。マイクロクラックが存在すると、研削液が内部に浸
透し、研削液に含まれる切粉が残留するが、切粉と研削
液は無機酸では除去できず内部に残存してしまい、ウエ
ーハの処理中に切粉がマイクロクラックから出てきてパ
ーティクルの原因となる。また、マイクロクラックは使
用中に応力集中によってクラックが進行し、この際の石
英ガラスからの発塵がパーティクルとなる。

【０００６】これらの知見から本発明を見出したもので
ある。すなわち、本発明は、サンプルの石英ガラスを純
水に浸漬し、純水に超音波振動を加え、石英ガラス治具
サンプル表面及びマイクロクラック内部に存在するパー
ティクルを振動により純水中に遊離させ、液中パーティ
クルカウンターでカウントすることで石英ガラス製半導
体用治具を評価するものである。これにより、半導体処
理用治具がウエーハの汚染源となる除去しきれずに残留
していたパーティクルの評価をサンプルで行うことがで
きる。評価の再現性及び信頼性を高めるために、サンプ
ルの浸漬部分の表面積が純水量に対して一定値になるよ
うにする。

【０００７】また、石英ガラス製サンプルを半導体処理
用治具と同等な製作工程を経たものとすることでも半導
体処理用治具をそのままサンプルとした場合と同様な予
測評価を行うことができ、サンプルを半導体処理用治具
のその製作工程を代表する一部材としてそのパーティク
ルを予測評価することもできる。こうすることで、製作
工程ごとの半導体処理用治具のパーティクル評価をおこ
なえ、半導体処理用治具の製造工程のチェックをするこ
とができる。超音波振動を長時間加えるとキャビテーシ
ョンによる気泡の影響が出て大きな数値としてカウンタ
ーに現れ、また短時間ではパーティクルの遊離が少な
く、ブランクとの差が出にくいので、振動を加える時間
は、２〜５分が好ましい。また、振動数は超音波洗浄で
多用される２４ΚＨｚ程度で出力は６００Ｗ程度であ
る。

【０００８】純水の比抵抗値が１８ΜΩ−ｃｍ以上とし
た超純水を使用すると、純水中のパーティクルの粒子径
が０．５μｍ以下となり、評価サンプルのブランクのパ
ーティクル数を低減させ、再現性を高める上で好まし
い。

【０００９】サンプル表面には、室内にサンプルを放置
した場合など、塵、埃が再付着する可能性がある。この
ためブランクのパーティクルを測定する際にはこうした
二次的な要因によるものを極力取り除く必要があり、原
則として洗浄後、直ちに測定、あるいは清浄な状態で保
管することが好ましいが、簡易な方法として、パーティ
クル測定前に純水洗浄を行うことで塵埃を除去可能であ
ることを確認した。この時の条件としては比抵抗値２Μ
Ω−ｃｍ以上の通常の純水洗浄で充分であることが判明
したが、６０℃以上では水中のパーティクルの遊動が大
きくなるせいか再付着を増加させ除去効果を低減させる
こととなるので、予備洗浄としては６０℃未満の温度と
することがよい。この場合の洗浄は、室内などから二次
的に再付着したものを除くためだけなので、超音波洗浄
のような強制的な洗浄は決して行わず、純水洗浄のみで
再付着前の状態へ戻すこととなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】実際の評価例を実施例で示す。 例１ 純水をブランクとし、対象を半導体ウエーハボートの研
削後の溝棒をサンプルとし、パーティクルを評価した。
図１に概要を示す。定在波を弱めて超音波を均一にする
ため、超音波槽４内にステンレスワイヤの籠７を設置し
た。このステンレスワイヤ籠７内に純水を満たしたビー
カー５をセットした。サンプル１をスタンド２からステ
ンレスワイヤ３で吊るし、ビーカー５内の純水６に浸漬
した。サンプルの浸漬部分の表面積が純水に対して一定
値となるようにするため、ビーカーに目盛を施してお
き、サンプルを浸漬して上昇した水面の目盛を読み、水
面上昇量が所定値になるようにサンプルを純水以外とは
無接触の状態で浸漬する。または、サンプル自体に浸漬
標準線を施しておき、サンプルを浸漬標準線より上方で
ステンレスワイヤで吊るして標準線まで純水中に浸漬す
る。このようにして、他の測定サンプルとの整合性を保
つようにして比較し、評価の再現性と信頼性を高める。
また、ビーカー５から液中パーティクルカウンター（図
示しない）へ試料を導くチューブ８を配設した。２４Ｋ
Ｈｚの超音波をビーカー５を介して純水に５分間加え、
測定容量１００ｍｌ／回／分で連続して３回、測定範囲
として０．１〜０．５μｍと０．５μｍ以上を測定し
た。測定結果を表１に示す。０．５μｍ以上の粒径では
キャビテーションの影響も少なく、サンプルから遊離し
たパーティクルをカウントすることが可能である。

【００１１】

【表１】

【００１２】例２ ウエーハボートの製造工程ごとにサンプル溝棒のパーテ
ィクル評価を実施した結果を表２に示す。工程が進むご
との差が確認できる。

【００１３】

【表２】

【００１４】

【発明の効果】本発明は、高価な設備を使用せず、簡単
な装置と液中パーティクルカウンターを使用して簡便に
石英ガラス製の半導体処理用治具のパーティクルを評価
することができる。また、石英ガラス製サンプルを半導
体処理用治具と同等な製作工程を経たものとすること
で、半導体処理用治具の製造工程のチェックをすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 パーティクル測定説明図

【符号の説明】

１ サンプル ４ 超音波槽 ６ 純水

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】石英ガラス製のサンプルを純水中に浸漬
   し、純水に超音波振動を加え、純水中のパーティクルを
   カウントする半導体処理用治具の評価方法。
2. 【請求項２】請求項１において、石英ガラス製のサンプ
   ルが半導体処理用治具と同等な製作工程を経た部材であ
   る半導体処理用治具の評価方法。
3. 【請求項３】請求項１〜２のいずれかにおいて、超音波
   振動を２〜５分間加える半導体処理用治具の評価方法。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、純水の
   比抵抗値が１８ΜΩ−ｃｍ以上である半導体処理用治具
   の評価方法。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかにおいて、サンプ
   ルを６０℃未満の比抵抗値２ΜΩ−ｃｍ以上の純水で洗
   浄前処理する半導体処理用治具の評価方法。