JP2000243706A - Cvd膜の形成方法およびダミーウエハ - Google Patents

Cvd膜の形成方法およびダミーウエハ

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JP2000243706A
JP2000243706A JP4367699A JP4367699A JP2000243706A JP 2000243706 A JP2000243706 A JP 2000243706A JP 4367699 A JP4367699 A JP 4367699A JP 4367699 A JP4367699 A JP 4367699A JP 2000243706 A JP2000243706 A JP 2000243706A
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film
sic
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wafer
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Hiroshi Kojima
宏 小島
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Abstract

(57)【要約】 【課題】窒化シリコン等のシリコン含有化合物のCVD
膜が剥がれにくいダミーウエハの提供。 【解決手段】ダミーウエハ基板の表面にCVD法により
SiC膜が形成されてなるダミーウエハであって、かつ
ダミーウエハの平均表面粗さが1〜10μmであるダミ
ーウエハ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程に
おいてCVD(Chemical VaporDepo
sition)装置内に半導体ウエハとともに配置され
るダミーウエハに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、半導体ウエハの表面に、窒化
シリコン、酸化シリコンまたはポリシリコン等のシリコ
ン含有化合物のCVD膜を形成する際にはCVD装置が
用いられている。多数枚の半導体ウエハを一度に処理す
るバッチ式のCVD装置内にはウエハボートが設置さ
れ、このウエハボートに多数の半導体ウエハが支持され
る。
【0003】CVD装置によるCVD膜の形成におい
て、均一な厚さの膜を形成するためには、全ての半導体
ウエハの温度を一定にすることが重要であるが、実際に
はウエハボートの上下端部の近傍に支持された半導体ウ
エハの温度を一定に保つことは難しい。したがって、ウ
エハボート上下端部の近傍にはダミーウエハを配置し、
中間部に製品である半導体ウエハを配置し、半導体ウエ
ハの温度が一定になるようにしている。
【0004】ダミーウエハとしては、シリコンウエハの
他、カーボン基板の表面にSiC膜を被覆したもの、C
VD法により形成されたSiCからなるものが用いられ
ている。このCVD法により形成されたSiCからなる
ダミーウエハは、以下の方法により作製できる(図1参
照)。まず、(a)カーボン基板1を準備し、(b)カ
ーボン基板1の表面にSiC膜2を被覆する。次いで、
(c)カーボン基板1を、カーボン基板1の厚さ方向の
中心線Aに沿って二分し、カーボン基板1を切削除去し
て、(d)全体がSiCからなるダミーウエハが得られ
る。
【0005】一方、半導体ウエハの表面にCVD法によ
りシリコン含有化合物のCVD膜を形成する際には、同
じくダミーウエハの表面にもシリコン含有化合物のCV
D膜が形成される。
【0006】窒化シリコン等のシリコン含有化合物の熱
膨張係数とSiCの熱膨張係数は同程度であるため、前
記CVD法により形成されたSiCからなるダミーウエ
ハの表面に形成されたシリコン含有化合物のCVD膜は
比較的剥れにくい。
【0007】しかし、上記ダミーウエハにおいても、C
VD装置内において繰り返し使用するとシリコン含有化
合物のCVD膜が剥がれるおそれがあるため、頻繁にダ
ミーウエハを洗浄し、シリコン含有化合物のCVD膜を
除去する必要があった。さらに、ダミーウエハの作製方
法上、不純物である金属がダミーウエハの表層部にある
程度含有される等の問題があった。
【0008】また、全体がSiCからなるダミーウエハ
として、CVR(ChemicalVapor Rea
ction)法によってカーボン基板をSiC化した基
板に、CVD法によってSiC膜が形成されたものが知
られている(特開平10−50570)。
【0009】しかし、上記ダミーウエハにおいては、そ
の製法上ダミーウエハ全体の厚さが一定していない問題
があった。また、上記ダミーウエハは、曲げ強度および
引張り強度が低く、低圧でシリコン含有化合物のCVD
膜を形成する工程に使用する際に破損するおそれがあっ
た。また、ダミーウエハ基板としてカーボン基板をSi
C化したものを用いているため、ダミーウエハ基板自体
の金属含有量が比較的多く、ダミーウエハ表層部におい
ても比較的多くの金属を含有する問題があった。
【0010】また、上記ダミーウエハにおいても半導体
ウエハの表面にシリコン含有化合物のCVD膜を形成す
る際に、同じくダミーウエハの表面に形成されるシリコ
ン含有化合物のCVD膜の剥がれ(パーティクル汚染)
が発生する問題は充分に解決されていなかった。
【0011】一方、全体がSiCからなるダミーウエハ
の一つとして、CVD法により形成されたSiC基板の
両面に、CVD法によってSiC膜が形成されたダミー
ウエハが知られている(特開平8−188408、特開
平8−188468)。しかし、上記ダミーウエハにお
いても、上記パーティクル汚染が発生する問題は充分に
解決されていなかった。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ダミーウエ
ハ表面に形成されるシリコン含有化合物のCVD膜が剥
がれにくく、ダミーウエハ表層部の不純物含有量が少な
いダミーウエハの提供を目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、CVD装置内
に半導体ウエハとともにダミーウエハを配置し、半導体
ウエハの表面にシリコン含有化合物のCVD膜を形成す
る方法において、ダミーウエハとして、ダミーウエハ基
板の表面にCVD法によりSiC膜が形成されてなり、
かつダミーウエハの平均表面粗さが1〜10μmである
ダミーウエハを用いることを特徴とする半導体ウエハ表
面へのシリコン含有化合物のCVD膜の形成方法を提供
する。
【0014】また、本発明は、ダミーウエハ基板の表面
にCVD法によりSiC膜が形成されてなるダミーウエ
ハであって、かつダミーウエハの平均表面粗さが1〜1
0μmであることを特徴とするダミーウエハを提供す
る。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明において、ダミーウエハ基
板の表面に形成されたSiC膜の平均表面粗さは1〜1
0μmである。平均表面粗さを上記範囲とすることによ
り、半導体ウエハの表面にシリコン含有化合物のCVD
膜を形成する際に、ダミーウエハ表面に形成される上記
CVD膜を剥がれにくくすることができる。ここで、シ
リコン含有化合物としては、例えば、窒化シリコン、酸
化シリコン、ポリシリコン等が挙げられる。
【0016】平均表面粗さが1μmより小さい場合は、
ダミーウエハ表面に形成される上記CVD膜を剥がれに
くくする効果が小さくなり、10μmより大きい場合
は、形成される上記CVD膜の平均表面粗さが面内でば
らつきやすくなるので不適である。上記平均表面粗さ
は、特には3〜8μmであることが好ましい。なお、本
明細書中における平均表面粗さとは、JIS B060
1で定義され、JIS B0651に準拠して測定され
る中心線平均粗さである。
【0017】本発明のダミーウエハは、ダミーウエハ基
板の表面にCVD法によりSiC膜が形成されてなる。
このSiC膜のCVD法による形成は、通常、水素雰囲
気下、所定の反応温度、反応圧力にて、原料ガス、およ
び必要に応じてキャリアガスを導入することによって行
う。このとき、反応温度、反応圧力、および原料ガスの
流量等を制御することにより、ダミーウエハ基板の表面
に形成されるSiC膜の平均表面粗さを所望の値にでき
る。
【0018】平均表面粗さを大きくするためには、反応
温度および反応圧力を高くすることが有効である。具体
的には、反応温度は1200〜1800℃、特には13
50〜1600℃とするのが好ましい。また、反応圧力
は30torr以上、特には760torr程度とする
のが好ましい。
【0019】ダミーウエハ基板の表面にSiC膜を形成
した後、サンドブラスト等の後処理を行ったものは、シ
リコン含有化合物のCVD膜の剥がれを防ぐ効果が小さ
く、金属不純物の混入を回避できない。
【0020】また、ダミーウエハ基板の表面に形成する
SiC膜の厚さは、好ましくは10〜200μmとし、
さらに好ましくは20〜80μm、特には30〜60μ
mとする。上記SiC膜の厚さが上記範囲である場合
は、平均表面粗さを目的の値に容易に制御でき、SiC
膜の厚さを均一にできる。
【0021】本発明においては、ダミーウエハ基板とし
て、高純度のカーボン基板、CVD法によって形成され
たSiC基板等を用いるのが好ましい。特に、CVD法
によって形成されたSiC基板は強度が高く好ましい。
上記高純度のカーボン基板としては、金属不純物の含有
量が20ppm以下であり、厚さが0.2〜3.0mm
であるものが好ましい。
【0022】また、CVD法によって形成されたSiC
基板は、前述したのと同様に図1に示した方法で作製で
きる。まず、(a)所望のダミーウエハの形状とほぼ同
じ形状、ほぼ同じ大きさの高純度のカーボン基板1を準
備し、(b)このカーボン基板1の表面にCVD法によ
りSiC膜2を被覆する。次いで、(c)カーボン基板
1を、カーボン基板の厚さ方向の中心線Aに沿って二分
し、カーボン基板1を切削除去する。そして、(d)得
られた全体がSiCからなる基板を、所望の形状および
大きさとなるように加工することにより目的のSiC基
板が得られる。このようにして厚さが0.3〜3mm、
密度が3.2g/cm3程度である緻密質のSiC基板
が得られる。
【0023】本発明におけるダミーウエハ基板として
は、ダミーウエハ基板の表面にCVD法によりSiC膜
が形成されてなるダミーウエハの平均表面粗さを所定の
値とする観点から、平均表面粗さが0.1〜10μmの
ものを用いることが好ましく、特には1.0〜5.0μ
mであるものを用いるのが好ましい。平均表面粗さが上
記範囲であるダミーウエハ基板は、ダミーウエハ基板を
研削、研磨、またはサンドブラストすること等により得
られる。
【0024】本発明のダミーウエハは、CVD法により
SiC膜が被覆され、該SiC膜の平均表面粗さが1〜
10μmであり、かつ、従来のダミーウエハよりも平均
表面粗さが大きいダミーウエハである。本発明のダミー
ウエハの表面の断面形状はジグザグ状であり表面積が大
きい。したがって、窒化シリコン等のシリコン含有化合
物のCVD膜が付着したときの該CVD膜のダミーウエ
ハに対する付着性が大きく、剥がれにくい。
【0025】
【実施例】[例1]ダミーウエハ基板として、CVD法に
よって得られたSiC基板を準備した。このSiC基板
は円の一端が切り欠かれた形状であるオリフラ(オリエ
ンテーションフラット)形状であり、最大径Dが200
mm、円を切り欠いた直線部分の長さLが57.5m
m、厚さは0.8mmであった(図2参照)。また、こ
のSiC基板の平均表面粗さは0.2μmであった。
【0026】このSiC基板をCVD装置内にセット
し、SiC基板の表面にSiC膜を形成した。CVD法
によるSiC膜の形成は、CVD装置内を水素雰囲気と
した後、装置内の圧力を500torrとし、反応温度
1400℃にて、原料ガスであるSiCl4およびCH4
と、キャリアガスである水素を導入することによって行
った。これにより、SiC基板の表面に厚さ50μmの
SiC膜が形成されたダミーウエハが得られた。
【0027】[例2]反応温度を1500℃とした以外は
例1と同様にして、SiC基板の表面に厚さ40μmの
SiC膜が形成されたダミーウエハを得た。
【0028】[例3(比較例)]例1で用いたSiC基板
を100メッシュのSiC砥粒でブラストし、ダミーウ
エハを得た。
【0029】[例4(比較例)]例1で用いたSiC基板
を60メッシュのSiC砥粒でブラストし、ダミーウエ
ハを得た。
【0030】[評価結果]例1〜例4によって得られたダ
ミーウエハの平均表面粗さをJIS B0601で定義
され、JIS B0651に準拠した方法を用いて測定
した。また、得られたダミーウエハと半導体ウエハをC
VD装置内にセットし、半導体ウエハに窒化シリコン膜
を被覆させる工程を繰り返し行った。窒化シリコン膜の
形成は、CVD装置内の圧力を1torr以下とし、7
50〜800℃にて、原料ガスであるSiH2Cl2およ
びNH3を導入することによって行った。
【0031】このとき、ダミーウエハの表面に付着する
窒化シリコン膜のCVD膜の厚さがどの程度で、半導体
ウエハのパーティクル汚染が発生するかを測定した。以
上の結果を表1に示す。このパーティクル汚染が発生す
るCVD膜の厚さが大きいほど、窒化シリコン膜が剥が
れにくいことを示す。なお、例1および例2は、SiC
基板の表面にSiC膜を形成した後、ブラスト等の後処
理を行っていないので、この後処理に由来する金属不純
物の混入がない。
【0032】
【表1】
【0033】
【発明の効果】シリコン含有化合物のCVD膜を従来よ
り厚くなるまでダミーウエハ表面に付着、堆積できるた
め、ダミーウエハを洗浄して上記CVD膜を除去するま
での期間を大幅に伸ばせる。したがって、半導体ウエハ
の生産性の向上および製造コスト削減を図れる。
【0034】また、本発明のダミーウエハは、CVD法
によるSiC膜を形成した後、切削加工やブラスト等の
後処理をしないため、後処理に由来する金属不純物の混
入がなく、高純度である。
【0035】なお、本発明のダミーウエハは、ダミーウ
エハ基板がSiCからなるものである場合も、ダミーウ
エハ基板の表面がCVD法によりSiCで被覆されてな
るため、光の透過率が低く従来から用いられているシリ
コンウエハ検知用の光電センサにより検知できる。した
がって、上記光電センサを用いてダミーウエハをCVD
装置内に自動で搬送できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】CVD法によって形成されたSiC基板の作製
方法。
【図2】実施例で用いたダミーウエハ基板の正面図。
【符号の説明】
1:カーボン基板 2:CVD法により被覆されたSiC膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】CVD装置内に半導体ウエハとともにダミ
    ーウエハを配置し、半導体ウエハの表面にシリコン含有
    化合物のCVD膜を形成する方法において、ダミーウエ
    ハとして、ダミーウエハ基板の表面にSiC膜が形成さ
    れてなり、前記SiC膜がCVD法により平均表面粗さ
    が1〜10μmとなるように形成されてなるダミーウエ
    ハを用いることを特徴とする半導体ウエハ表面へのシリ
    コン含有化合物のCVD膜の形成方法。
  2. 【請求項2】ダミーウエハ基板がCVD法により形成さ
    れたSiC基板である請求項1に記載のCVD膜の形成
    方法。
  3. 【請求項3】ダミーウエハ基板の表面に形成されてなる
    SiC膜の厚さが10〜200μmである請求項1また
    は2に記載のCVD膜の形成方法。
  4. 【請求項4】ダミーウエハ基板の表面にSiC膜が形成
    されてなるダミーウエハであって、前記SiC膜は、C
    VD法により平均表面粗さが1〜10μmとなるように
    形成されてなることを特徴とするダミーウエハ。
JP4367699A 1999-02-22 1999-02-22 Cvd膜の形成方法およびダミーウエハ Withdrawn JP2000243706A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003113472A (ja) * 2001-10-03 2003-04-18 Toshiba Ceramics Co Ltd CVD−SiC自立膜構造体
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