JP2005183535A - ウェーハ支持具の製造方法及び該方法により得られたウェーハ支持具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シリコン材料に機械加工を施してシリコンウェーハを支持可能なウェーハ支持具の形状に成形する工程と、機械加工により成形した支持具の表面に導入された加工ダメージ及び汚染層を化学エッチングにより除去する工程とを含むウェーハの熱処理時にウェーハを支持するウェーハ支持具の製造方法の改良であり、その特徴ある構成は、化学エッチングをフッ酸、硝酸及びリン酸をそれぞれ含む混酸エッチング水溶液により行い、ウェーハと接触する部分の表面粗さを制御しながら加工ダメージ及び汚染層を除去するところにある。
【選択図】図1
Description
本発明の目的は、酸化性雰囲気下での熱処理においてもウェーハと支持具とが貼り付かないウェーハ支持具の製造方法及び該方法により得られたウェーハ支持具を提供することにある。
請求項1に係る発明では、フッ酸、硝酸及びリン酸をそれぞれ含む混酸エッチング水溶液により加工ダメージ及び汚染層を除去することでウェーハと接触する部分の表面粗さを制御することができる。具体的には従来の化学エッチングを施した後の表面粗さよりも表面粗さRaが大きくなるように制御できる。このようにウェーハと接触する箇所の表面粗さRaを大きくすることで、図3に示すように、酸化性雰囲気下でウェーハ11に熱処理を施してウェーハ11とウェーハ支持具12の各表面に表面酸化膜11a,12bが形成されても、表面酸化膜11aと12bの接触面積は比較的小さくなるため、ウェーハ11とウェーハ支持具12にそれぞれ形成される表面酸化膜11a,12bは一体化することがなく、ウェーハ11とウェーハ支持具12が貼り付いてしまうことがない。
請求項3に係る発明は、請求項1に係る発明であって、混酸エッチング水溶液のフッ酸、硝酸、リン酸及び水の混合割合が、体積比で50重量%フッ酸:70重量%硝酸:85重量%リン酸:水が1〜13:1〜4:1〜13:0〜3.4である製造方法である。
請求項4に係る発明は、請求項1に係る発明であって、化学エッチング前の加工ダメージ及び汚染層を有する支持具の表面粗さRaが0.1〜1μmのとき、化学エッチングにより加工ダメージ及び汚染層を除去した支持具の表面粗さRaが化学エッチング前に比べて0〜100%増加する製造方法である。
請求項5に係る発明は、請求項1ないし4いずれか1項に係る発明であって、加工ダメージ及び汚染層を化学エッチングにより除去する工程の後に、フッ酸を含む水溶液により洗浄する工程を更に含み、水溶液中のフッ酸濃度が1〜50重量%である製造方法である。
請求項6に係る発明では、加工ダメージ及び汚染層を有さず、ウェーハ11と接触する部分の表面粗さRaを0.2〜2.0μmとなるように制御したウェーハ支持具は、酸化性雰囲気下での熱処理を施してもウェーハとウェーハ支持具にそれぞれ形成される表面酸化膜が一体化しないのでウェーハとウェーハ支持具が貼り付いてしまうことがない。
本発明におけるウェーハの熱処理時にウェーハを支持するウェーハ支持具は、図1に示すように、複数の凹溝を有し各凹溝に複数枚のウェーハを鉛直に支持する横型のボートタイプのウェーハ支持具12や、図2に示すような複数枚のウェーハを各ウェーハ間の間隔をあけて水平に支持する縦型のホルダータイプのウェーハ支持具24、一枚のウェーハを水平に支持する枚葉式の支持具などが挙げられるが、ウェーハを支持可能であればその形状は特に問わない。
化学エッチングは、この混酸エッチング液を用いて、約10〜30秒間のエッチングを1〜6回程度行い、加工ダメージ及び汚染層を10〜100μm除去する。このうち、約30秒間のエッチングを6回程度行い、加工ダメージ及び汚染層を50〜100μm除去することが好適である。
このような組成を有する混酸エッチング液により、加工ダメージ及び汚染層をエッチングすることで、化学エッチング前の加工ダメージ及び汚染層を有する支持具の表面粗さRaが0.1〜1μmのとき、化学エッチングにより加工ダメージ及び汚染層を除去した支持具の表面粗さRaは化学エッチング前に比べて0〜100%増加する。
このように上記工程を経ることにより、本発明のシリコン製ウェーハ支持具が得られる。本実施の形態では図1に示すように、本発明のウェーハ支持具12に形成された複数の凹溝12aに複数枚のウェーハ11をそれぞれ鉛直に支持する。このウェーハ11を支持したウェーハ支持具12を図示しない熱処理炉内に設置し、加熱することで、ウェーハ11が熱処理される。
<実施例1>
先ず、シリコン材料として単結晶シリコンインゴットを用意した。このシリコン材料に機械加工を施して複数枚のウェーハを支持可能なボートタイプのウェーハ支持具の形状に成形した。機械加工の途中にはシリコン材料に対してフッ硝酸によるエッチングを施した。この機械加工により成形された成形体の表面には加工ダメージ及び汚染層が導入された。次に、機械加工により成形した成形体の表面に導入された加工ダメージ及び汚染層を、化学エッチングにより除去した。エッチング液には50重量%HF:70重量%HNO3:H2O:85重量%H3PO4を体積比で2:1:1:4の割合で混合した混酸エッチング水溶液を用いた。化学エッチングは、この混酸エッチング液を用いて、約30秒間のエッチングを6回程度行い、加工ダメージ及び汚染層を50〜100μm除去した。ウェーハ支持具のウェーハと接触する部分の表面粗さRaを測定したところ、2.0μmであった。このようにしてボートタイプのシリコン製ウェーハ支持具を作製した。
材質をSiCに代えて、実施例1と同形状のボートタイプのウェーハ支持具を作製した。
実施例1で作製したウェーハ支持具を用いてシリコンウェーハのサンプルNo.1〜No.12に熱処理を施した。同様に、比較例1で作製したウェーハ支持具を用いてシリコンウェーハのサンプルNo.13〜No.24に熱処理を施した。熱処理は酸化性雰囲気下1300℃の温度で20時間保持した。熱処理を終えたウェーハサンプルをウェーハ支持具から取出し、ウェーハに発生したスリップの最大長さと合計長さをそれぞれ測定した。表1にその結果をそれぞれ示す。
11a 表面酸化膜
12 ウェーハ支持具
12a 凹溝
12b 表面酸化膜
Claims (6)
- シリコン材料に機械加工を施してシリコンウェーハを支持可能なウェーハ支持具の形状に成形する工程と、前記機械加工により成形した支持具の表面に導入された加工ダメージ及び汚染層を化学エッチングにより除去する工程とを含むウェーハの熱処理時に前記ウェーハを支持するウェーハ支持具の製造方法において、
前記化学エッチングをフッ酸、硝酸及びリン酸をそれぞれ含む混酸エッチング水溶液により行い、ウェーハと接触する部分の表面粗さを制御しながら前記加工ダメージ及び汚染層を除去することを特徴とするウェーハ支持具の製造方法。 - ウェーハと接触する部分の表面粗さRaが0.2〜2.0μmである請求項1記載の製造方法。
- 混酸エッチング水溶液のフッ酸、硝酸、リン酸及び水の混合割合が、体積比で50重量%フッ酸:70重量%硝酸:85重量%リン酸:水が1〜13:1〜4:1〜13:0〜3.4である請求項1記載の製造方法。
- 化学エッチング前の加工ダメージ及び汚染層を有する支持具の表面粗さRaが0.1〜1μmのとき、化学エッチングにより加工ダメージ及び汚染層を除去した支持具の表面粗さRaが前記化学エッチング前に比べて0〜100%増加する請求項1記載の製造方法。
- 加工ダメージ及び汚染層を化学エッチングにより除去する工程の後に、フッ酸を含む水溶液により洗浄する工程を更に含み、前記水溶液中のフッ酸濃度が1〜50重量%である請求項1ないし4いずれか1項に記載の製造方法。
- 請求項1ないし5いずれか1項に記載の製造方法により得られるウェーハ支持具であって、前記支持具に加工ダメージ及び汚染層を有さず、ウェーハと接触する部分の表面粗さRaが0.2〜2.0μmであることを特徴とするウェーハ支持具。
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