JP2002231791A - 半導体熱処理用部材およびその搬送方法 - Google Patents
半導体熱処理用部材およびその搬送方法Info
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Abstract
時に汚染されることがない半導体熱処理用部材およびそ
の搬送方法を提供する。 【解決手段】基材表面にセラミックス膜が形成された半
導体熱処理用部材において、このセラミックス膜表面に
ポリシリコンのコーティング膜が形成されている半導体
熱処理用部材。また、基材表面に形成されたセラミック
ス膜表面にポリシリコンまたはSiO2のコーティング
膜を形成した状態で、納入先に搬送する半導体熱処理用
部材の搬送方法。
Description
結晶ウェーハ等の半導体熱処理用部材およびその搬送方
法に係わり、特に基材表面にセラミックス膜が形成され
た半導体熱処理用部材の製造工程および搬送時に汚染さ
れない半導体熱処理用部材およびその搬送方法に関す
る。
る基材の表面にセラミックス膜が形成された半導体熱処
理用部材は、広く使用されており、特に、珪素(Si)
と炭化珪素(SiC)からなるSi含浸SiC(以下、
Si−SiCという)材質は緻密性、純度および強度に
優れているため、半導体熱処理用ウェーハボート(以
下、ウェーハボートと記す)等の半導体熱処理用部材に
用いられ、さらに、この熱処理用部材の高純度化を図る
ために、Si−SiC基材にCVD法によりSiC膜
(以下、CVD−SiC膜という)等セラミックス膜が
形成されていた。
表面は、不純物が少ないために非常に活性であり、一度
金属等の不純物が付着すると、簡単には不純物を除去で
きない。このため、CVD膜表面はCVD後の炉内から
の汚染で、不純物が表面に付着しており、客先に供給す
る前にそれを取り除くのに、長時間のドライ洗浄や酸洗
浄を必要としている。
れた半導体熱処理用部材は、清浄化を目的として、H
F、HF+HNO3、HF+HCl等の洗浄液で洗浄さ
れ、あるいは、酸素や酸素と塩素を用いるような乾式洗
浄と組み合わせて洗浄される場合もあり、さらに、ドラ
イアイスで洗浄する場合もある。これらの洗浄や梱包は
クリーンルーム内で行われ、外部からの汚染を極力防ぐ
ことに努めており、その清浄度も最近ではクラス100
で行われる場合もある。いずれも外部から当該部材に汚
染物が付着するのを防止し、客先での洗浄を極力省略、
あるいは完全になくすために行っているものである。
清浄度を上げても、洗浄時、あるいは洗浄後の汚染付着
を完全に避けることはできない。また、半導体熱処理用
部材の搬送時にも汚染物が付着することが考えられ、客
先での取り扱いでも汚染物が付着することは避けられな
い。さらに、搬送時に包装する袋などからの汚染も考え
られる。このように、梱包までの工程で、半導体熱処理
用部材をどんなに清浄に保っても、出荷以降汚染される
可能性が高い。
Cの場合、付着した汚染を除去するのは非常に困難であ
り、特に有機物系の汚染が付着した場合は、高温中酸素
等で焼却除去する必要がある。
用部材の取扱い時、あるいは搬送時に汚染されることが
ない半導体熱処理用部材およびその搬送方法が要望され
ており、本発明は半導体熱処理用部材の取扱い時、ある
いは搬送時に汚染されることがない半導体熱処理用部材
およびその搬送方法を提供することを目的とする。
になされた本願請求項1の発明は、基材表面にセラミッ
クス膜が形成された半導体熱処理用部材において、この
セラミックス膜表面にポリシリコンのコーティング膜が
形成されていることを特徴とする半導体熱処理用部材で
あることを要旨としている。
含浸SiC材料であり、上記セラミックス膜がCVD法
によるSiC材料であることを特徴とする請求項1に記
載の半導体熱処理用部材であることを要旨としている。
ンのコーティング膜の厚さが、3〜10μmであること
を特徴とする請求項1または2に記載の半導体熱処理用
部材であることを要旨としている。
ンのコーティング膜は、酸により溶食して除去されるこ
とを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載
の半導体熱処理用製部材であることを要旨としている。
ックス膜が形成された半導体熱処理用部材の搬送方法に
おいて、このセラミックス膜表面にポリシリコンまたは
SiO2のコーティング膜を形成した状態で、納入先に
搬送することを特徴とする半導体熱処理用部材の搬送方
法であることを要旨としている。
含浸SiC材料であり、上記セラミックス膜がCVD法
によるSiC材料であることを特徴とする請求項5に記
載の半導体熱処理用部材の搬送方法であることを要旨と
している。
グ膜は、使用前に除去されることを特徴とする請求項5
または6に記載の半導体熱処理用製部材の搬送方法であ
ることを要旨としている。
コーティング膜の厚さが、50〜10000オングスト
ロームであることを特徴とする請求項5ないし7のいず
れか1項に記載の半導体熱処理用部材の搬送方法である
ことを要旨としている。
材の実施形態について、特に、基材がSi−SiC材料
であり、セラミックス膜がCVD−SiC材料からなる
半導体熱処理用部材のケースで、図面を参照して説明す
る。
の実施形態の斜視図である。
例えばウェーハボート1は、Si−SiCの基材から形
成された底板2と支柱3と天板4とを組み立てて構成さ
れている。支柱3は断面が、例えば正方形状で底板2上
に4本立設され、各々の支柱3には半導体ウェーハWが
搭載されるために支持部5が形成されている。この支持
部5は、図2に示すように、支持溝6を長手方向に櫛歯
状に形成されている。さらに、底板2、支柱3および天
板4を形成する基材の表面7には、所定の膜厚、例えば
数十〜約100μmのCVD−SiC膜8が形成されて
いる。さらに、図2および図2のA部を拡大して示す図
3に示すように、CVD−SiC膜8の表面9にはポリ
シリコンのコーティング膜10が形成されている。
C膜8の表面9および内部に存在する汚染物をトラップ
するのに十分な能力を発揮するためおよび外部からCV
D−SiC膜8が汚染されるのを十分抑制できるように
するためその厚さが3μm以上であることが好ましく、
また、ユーザでの使用時、洗浄槽で表面9のコーティン
グ膜10を容易に除去でき洗浄負担を軽減するには、1
0μm以下であることが好ましく、従って、3μm〜1
0μmであるのが好ましい。3μm未満であるとCVD
−SiC膜8の表面9に存在する汚染物を十分トラップ
することができず、また、外部からCVD−SiC膜8
が汚染されるのを十分抑制することができない。10μ
mより大きいとユーザに洗浄負担がかかるばかりでな
く、コーティング膜製造コストもかかる。
な工程流れに沿って製造され、出荷、搬送される。
中間体には同一部分に同一番号にp、tを添字して説明
する。
製造には、SiC粉末と成形助剤を混練する混練工程
と、この混練原料を成形し底板成形体2p、支柱成形体
3pおよび天板成形体4pを作る成形工程と、これらの
成形体2p、3p、4pを加工する工程と、この加工さ
れた成形体2p、3p、4pを仮焼する工程と、この仮
焼された成形体2t、3t、4tを純化する純化工程
と、この純化された純化体2t、3t、4tを接着剤を
用いて接着する接着工程と、この接着されて形成された
ウェーハボート純化体1tにシリコンを含浸させ加熱す
る含浸工程と、このシリコンが含浸されたウェーハボー
ト1を研磨する工程と、このウェーハボート1の支柱3
に複数の半導体ウェーハ搭載用の支持溝6を形成する溝
切り工程と、このウェーハボート1を洗浄する工程とよ
りなっている。
ル樹脂、アクリル系樹脂などの成形助剤を混合する。上
記仮焼工程は常法の条件にて、例えばArガス雰囲気中
1500〜2000℃で成形体2p、3p、4pを約2
時間加熱処理し、仮焼体2t、3t、4tを得る。
て組み立てられたウェーハボート純化体1tは、続いて
シリコンの含浸工程に移されるが、このシリコンの含浸
工程は、図5に示すように、誘導加熱炉本体11内に設
けられ清浄に保たれたカーボン製の密閉容器12にウェ
ーハボート仮焼体1tを収納する。この密閉容器12に
収納されたウェーハボート純化体1tは、ポリシリコン
が加熱、溶融された溶融シリコンSが入った溶融シリコ
ン槽130上方に溶融シリコンSと離間状態で置き、一
端が溶融シリコンS中に没し他端がウェーハボート成形
体1tに取り付けられた耐熱性の毛細管体14を用い
て、溶融シリコンSをウェーハボート成形体1tに含浸
させる。
動させながらウェーハボート成形体1tの含浸を行う。
この純化体1tの含浸を誘導加熱炉本体11に設けられ
た密閉容器12を用いて行うことにより、Siが含浸さ
れたウェーハボート1は金属に汚染されることがない。
用いて切削しウェーハボート1の支柱3にウェーハ支持
用の支持溝6を形成する。
は、常法のCVD法により膜厚、例えば数十μm〜約1
00μmのCVD−SiC膜8が形成される。
が形成されたウェーハボート1には、ポリシリコンのコ
ーティング膜10が形成されるが、このコーティング膜
10の形成は、図6に示すように、ガス導入管16を介
して、原料ガス、例えばSiH4ガスはウェーハボート
1が収納された処理炉17内に供給され、加熱されて、
ウェーハボート1の全面に亘って付着し、ポリシリコン
のコーティング膜10が形成される。
ボート1は、検査され、梱包されて、出荷、搬送され
る。
ト1のCVD−SiC膜8上には、ポリシリコンのコー
ティング膜10が形成されており、このコーティング膜
10はCVD−SiC膜8に拡散する汚染物、特に金属
汚染物をトラップするため、出荷直前または使用前に
酸、例えばHF−HNO3で洗浄することにより、CV
D−SiC膜8の内部あるいは表面9に存在する汚染物
をコーティング膜10と共に取り去り、ウェーハボート
1を清浄な状態にすることができる。
び搬送工程において、コーティング膜10が形成されて
いるので、外部からの汚染物はこのコーティング膜10
で抑制され、CVD−SiC膜8が汚染されることがな
く、CVD−SiC膜8の表面9の清浄が保たれる。
述した実施形態に限定されるものではなく、基材として
Si−SiC材料のみならず、自焼結SiC材料、黒鉛
材料、Si3N4焼結体材料、アルミナ材料、単結晶あ
るいは多結晶シリコン材等を、また、セラミックス膜と
しては、PVD法によるSiC材料、CVD法あるいは
塗布法等によるSi3N4、ガラス状カーボン材料、A
lN材料等とし、これらのうちのいずれかの組み合わせ
によって製造されたものに適用できる。
搬送方法の第1の実施形態について、特に、基材がSi
−SiC材料であり、セラミックス膜がCVD−SiC
材料からなる半導体熱処理用Si−SiC製部材のケー
スで説明する。
ェーハボート1をポリシリコンのコーティング膜10が
形成されたまま出荷、搬送する。ユーザでの使用前にウ
ェーハボート1をHF−HNO3で洗浄し、上記のよう
にコーティング膜10を除去する。
降および搬送時にウェーハボート1が汚染されることな
く、清浄な状態が保たれ、従って、ユーザは、従来のよ
うに空焼き(ドライ洗浄)を行う必要がなく、ウェット
洗浄のみでの使用が可能になり、生産性が向上する。さ
らに、CVD−SiC膜が汚染されていないので、ウェ
ット洗浄も上記コーティング膜10の除去のみで済み、
ウェット洗浄時間を短縮できる。さらに、上記のよう
に、CVD−SiC膜8の内部あるいは表面9に存在す
る汚染物をコーティング膜10と共に取り去り、ウェー
ハボート1を清浄な状態にすることができる。
−SiC製部材は、上記のようにコーティング膜10が
形成されたまま出荷、搬送される場合に限らず、ユーザ
からの要求などにより、出荷直前にHF−HNO3で洗
浄し、コーティング膜10を除去する場合にも、CVD
−SiC膜形成工程以降、コーティング膜除去工程迄の
間、外部からの汚染物はこのコーティング膜10で抑制
され、CVD−SiC膜8が汚染されることがなく、さ
らに、上記のように、CVD−SiC膜8の内部あるい
は表面9に存在する汚染物をコーティング膜10と共に
取り去り、ウェーハボート1を清浄な状態にすることが
できる。
記コーティング膜10の除去により、CVD−SiC膜
8に存在する不純物の総量は、空焼き(ドライ洗浄)な
しで、2ppmから0.08ppmに減少させることが
でき、また、ユーザ受入れ検査での合格率が向上し、洗
浄の省略によるコストダウンも図れ、さらに、ユーザで
の立上げ不具合も解消される。
材の搬送方法の第2の実施形態について、上記第1の実
施形態と同様のケースで説明する。
態がウェーハボートにポリシリコンのコーティング膜を
形成した状態で出荷、搬送するのに対して、SiO2コ
ーティング膜を形成し、この状態で出荷、搬送するもの
である。
造されたウェーハボート21は、図7に示すように、そ
のCVD−SiC膜22のSiC膜表面23上にこのS
iC膜表面23よりも薄いSiO2コーティング膜24
を形成する。
たは水蒸気存在下において、ウェーハボート21を10
00〜1350℃の高温で熱処理することで形成され
る。酸素、水蒸気は混合して使われることもあり、水蒸
気は、水の蒸発によって生成してもよく、また、水素と
酸素の反応によって生成してもよい。例えば、SiO2
コーティング膜24は、酸素雰囲気中1200℃で、1
時間の酸化によりSiC膜表面23に約1000オング
ストロームのSiO2コーティング膜を生成することが
できる。
0〜10000オングストロームが好ましく、より好ま
しくは、500〜5000オングストロームである。膜
厚を50〜10000オングストロームとしたのは、5
0より小さいと十分な汚染防止機能が得られず、また、
酸化膜表面の汚れとSiC表面との間隔が狭くなり、こ
の両者間に挟まれたSiO2を溶解する酸が浸透するた
めの十分な隙間が確保できず、SiO2を溶解できな
い。
るとその成膜が困難であり、さらに、ユーザにおける使
用前の洗浄に多くの時間を要し、従来と比較して長い洗
浄時間が必要になる。
上にSiO2コーティング膜24が形成されたウェーハ
ボート21は、SiO2コーティング膜24が形成され
た状態で出荷、搬送される。
ート21を浸漬してSiO2コーティング膜24を溶
解、除去(ウェット洗浄)する。これによりウェーハボ
ート21は使用可能な清浄な状態となる。
D−SiC膜22にSiO2コーティング膜24を形成
した後は、CVD−SiC膜22がSiO2コーティン
グ膜24により保護されるので、以後の工程および搬送
時にウェーハボート21(CVD−SiC膜22)が汚
染されることなく、清浄な状態が保たれる。
に空焼き(ドライ洗浄)を行う必要がなく、ウェット洗
浄のみでの使用が可能になり、生産性が向上する。さら
に、CVD−SiC膜12が汚染されていないので、ウ
ェット洗浄もSiO2コーティング膜24の除去のみで
済み、ウェット洗浄時間を短縮できる。
方法は、上述した実施形態に限定されるものではなく、
基材としてSi−SiC材料のみならず、自焼結SiC
材料、黒鉛材料、Si3N4焼結体材料、アルミナ材
料、単結晶あるいは多結晶シリコン材等を、また、セラ
ミックス膜としては、PVD法によるSiC材料、CV
D法あるいは塗布法等によるSi3N4、ガラス状カー
ボン材料、AlN材料等とし、これらのうちのいずれか
の組み合わせによって製造されたものに適用できる。
i−SiC製部材のCVD−SiC表面にSiO2コー
ティング膜を形成したウェーハボートについて、汚染度
合を調べた。
オングストロームのSiOコーティング膜を形成したウ
ェーハボート(実施例)およびSiOコーティング膜を
形成しないウェーハボート(従来例)に油性インクの筆
記具によりマーキングを施した。しかる後、2試料をH
F溶液に浸漬し、ウェーハボートの汚染状態を調べた。
い。これに対して、従来例には汚れが残存していた。従
って、実施例のようにCVD−SiC膜の表面にSiO
2コーティング膜を形成することにより汚染を防止でき
ることがわかった。
れば、その取扱い時に汚染されない半導体熱処理用部材
を提供することができる。
の搬送方法によれば、その搬送時に汚染されることがな
い半導体熱処理用部材の搬送方法を提供することができ
る。
成された半導体熱処理用部材において、このセラミック
ス膜表面にポリシリコンのコーティング膜を形成したの
で、コーティング膜形成工程以降、コーティング膜除去
工程迄の間において、半導体熱処理用部材が外部から汚
染されるのを防止することができる。
は、基材がSi含浸SiC材料であり、セラミックス膜
がCVD法によるSiC材料である場合には、特に有効
なものとなる。
さは、3〜10μmであるので、セラミックス膜もしく
わCVD−SiC膜の内部あるいは表面に存在する汚染
物を確実にトラップすることができ、さらに、外部から
半導体熱処理用部材が汚染されるのを防止できる。ま
た、ユーザの使用時、洗浄槽で表面のコーティング膜を
容易に除去できる。
酸により溶食して除去されるので、セラミックス膜表面
あるいは内部に存在する汚染物をコーティング膜と共に
取り去り、半導体熱処理用部材を清浄な状態にすること
ができる。
またはSiO2のコーティング膜を形成した状態で、納
入先に搬送するので、いずれかのコーティング膜形成後
の工程および搬送時に半導体熱処理用部材が汚染される
ことなく、清浄な状態が保たれ、従って、ユーザは、従
来のように空焼き(ドライ洗浄)を行う必要がなく、ウ
ェット洗浄のみでの使用が可能になり、生産性が向上す
る。さらに、セラミックス膜が汚染されないので、ウェ
ット洗浄も薄膜の除去のみで済み、ウェット洗浄時間を
短縮できる。
は、基材がSi含浸SiC材料であり、セラミックス膜
がCVD法によるSiC材料である半導体熱処理用部材
の搬送方法として、特に有効なものとなる。
ティング膜は、使用前に除去されるので、半導体熱処理
用部材は清浄に保たれ、洗浄が容易になる。
50〜10000オングストロームであるので、十分な
汚染防止機能が得られ、その成膜も容易であり、さら
に、ユーザがSiO2コーティング膜を除去するために
行う使用前の洗浄もその時間を短縮することができる。
を示す斜視図。
部材の搬送方法の工程図。
部材のシリコンの含浸工程に用いられる誘導加熱炉の概
念図。
部材のコーティング膜形成工程に用いられる加熱炉の概
念図。
部材の搬送方法の第2の実施形態に用いられるSi−S
iC製部材の溝部の断面図。
Claims (8)
- 【請求項1】 基材表面にセラミックス膜が形成された
半導体熱処理用部材において、このセラミックス膜表面
にポリシリコンのコーティング膜が形成されていること
を特徴とする半導体熱処理用部材。 - 【請求項2】 上記基材がSi含浸SiC材料であり、
上記セラミックス膜がCVD法によるSiC材料である
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体熱処理用部
材。 - 【請求項3】 上記ポリシリコンのコーティング膜の厚
さが、3〜10μmであることを特徴とする請求項1ま
たは2に記載の半導体熱処理用部材。 - 【請求項4】 上記ポリシリコンのコーティング膜は、
酸により溶食して除去されることを特徴とする請求項1
ないし3のいずれか1項に記載の半導体熱処理用製部
材。 - 【請求項5】 基材表面にセラミックス膜が形成された
半導体熱処理用部材の搬送方法において、このセラミッ
クス膜表面にポリシリコンまたはSiO2のコーティン
グ膜を形成した状態で、納入先に搬送することを特徴と
する半導体熱処理用部材の搬送方法。 - 【請求項6】 上記基材がSi含浸SiC材料であり、
上記セラミックス膜がCVD法によるSiC材料である
ことを特徴とする請求項5に記載の半導体熱処理用部材
の搬送方法。 - 【請求項7】 上記コーティング膜は、使用前に除去さ
れることを特徴とする請求項5または6に記載の半導体
熱処理用製部材の搬送方法。 - 【請求項8】 上記SiO2のコーティング膜の厚さ
が、50〜10000オングストロームであることを特
徴とする請求項5ないし7のいずれか1項に記載の半導
体熱処理用部材の搬送方法。
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JP2001022339A JP2002231791A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | 半導体熱処理用部材およびその搬送方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2001
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