JP2016082082A - Quartz boat - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリコンウェハーに代表される基板を保持して、当該基板を処理する処理装置内に配置される石英ボートに関する。 The present invention relates to a quartz boat that holds a substrate typified by a silicon wafer and is disposed in a processing apparatus that processes the substrate.
シリコンウェハーに代表される基板に成膜や熱処理を行う際に、当該基板は石英ボートに搭載されて処理装置内に投入される。 When film formation or heat treatment is performed on a substrate typified by a silicon wafer, the substrate is mounted on a quartz boat and placed in a processing apparatus.
石英ボートは、複数の基板を所定の間隔を空けて保持するものであり、複数の基板を保持する支柱と、複数の支柱の端部が固定されて当該支柱を支持する支持部と、を具備し、支柱に基板が所定の間隔で複数保持される(特許文献1参照)。 The quartz boat holds a plurality of substrates at a predetermined interval, and includes a support column that holds the plurality of substrates, and a support unit that supports the support column by fixing ends of the plurality of support columns. A plurality of substrates are held on the support at predetermined intervals (see Patent Document 1).
しかしながら、石英ボートに搭載した基板に成膜を行う場合、基板と同時に石英ボートに膜が成膜されると共に、一般的に石英ボートは鏡面加工されたものであるため、石英ボートに成膜された膜が剥離して異物となって基板を汚してしまうという問題がある。特に、基板に原子層堆積法(ALD)によって成膜する際に、石英ボートの基板を保持した領域の外側の領域は、基板を保持した領域に比べて低温となるため、低温で成膜された膜は厚膜となり、膜の内部応力によって膜が石英ボートから剥離し易くなってしまう。 However, when forming a film on a substrate mounted on a quartz boat, the film is formed on the quartz boat at the same time as the substrate, and the quartz boat is generally mirror-finished, so that the film is formed on the quartz boat. There is a problem that the film is peeled off and becomes a foreign substance and soils the substrate. In particular, when a film is formed on the substrate by atomic layer deposition (ALD), the region outside the region holding the substrate of the quartz boat is at a lower temperature than the region holding the substrate, so the film is formed at a low temperature. The film becomes thick, and the film is easily peeled off from the quartz boat by the internal stress of the film.
なお、石英ボートは、定期的に膜を除去するメンテナンスを行う必要があるが、石英ボートに付着した膜が剥離し易いと、メンテナンスサイクルを短くしなくてはならないという問題がある。 In addition, the quartz boat needs to perform maintenance for periodically removing the film. However, if the film attached to the quartz boat is easily peeled off, there is a problem that the maintenance cycle must be shortened.
本発明はこのような事情に鑑み、膜の剥離を抑制して、メンテナンスサイクルを長期化することができる石英ボートを提供することを目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a quartz boat capable of suppressing film peeling and prolonging a maintenance cycle.
上記課題を解決する本発明の態様は、複数の支柱と、複数の前記支柱を支持する支持部と、を具備し、複数の前記支柱は、基板を保持する保持部が複数設けられた基板保持領域を有し、少なくとも前記支持部は、前記基板保持領域よりも粗面化されていることを特徴とする石英ボートにある。
かかる態様では、加熱された際に低温となる少なくとも支持部を粗面化することにより、支持部に形成された膜の密着強度を向上して、支持部に形成された膜の剥離を抑制することができる。
An aspect of the present invention that solves the above problem includes a plurality of support columns and a support unit that supports the plurality of support columns, and the plurality of support columns are provided with a plurality of holding units that hold a substrate. The quartz boat has a region, and at least the support portion is rougher than the substrate holding region.
In such an aspect, by roughening at least the support part that becomes low temperature when heated, the adhesion strength of the film formed on the support part is improved, and the peeling of the film formed on the support part is suppressed. be able to.
ここで、前記支柱の前記基板保持領域よりも前記支持部側も粗面化されていることが好ましい。これによれば、支柱の低温となる領域も粗面化することで、支柱の低温となる領域に形成される膜の剥離を抑制することができる。 Here, it is preferable that the support portion side of the support column is also rougher than the substrate holding region. According to this, it is possible to suppress peeling of the film formed in the low temperature region of the support by roughening the low temperature region of the support.
また、前記支柱の前記支持部側には、断熱材が保持されると共に、前記支柱の前記断熱材が設けられた領域を含む当該領域よりも前記支持部側が粗面化されていることが好ましい。これによれば、低温となる断熱材が設けられた領域を含む支持部側である断熱領域を粗面化することで、断熱領域に形成される膜の剥離を抑制することができる。 Moreover, it is preferable that a heat insulating material is held on the support portion side of the support column and that the support portion side is rougher than the region including the region where the heat insulating material of the support column is provided. . According to this, peeling of the film formed in the heat insulation region can be suppressed by roughening the heat insulation region on the support portion side including the region provided with the heat insulating material that becomes low temperature.
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る石英ボートの斜視図であり、図2は、石英ボートの平面図及びそのA−A′線断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view of a quartz boat according to
図示するように、本実施形態の石英ボート1は、縦に配置される縦型のものであり、2枚の板状の第1支持部2及び第2支持部3と、第1支持部2及び第2支持部3の間に設けられた複数、本実施形態では、4本の支柱4と、を具備する。
As shown in the figure, the
第1支持部2及び第2支持部3は、石英、すなわち、二酸化ケイ素(SiO2)で形成された板状のものであり、石英ボート1が縦に配置、すなわち、鉛直方向Zに配置された際に第1支持部2が鉛直方向Z下側、第2支持部3が鉛直方向Z上側に位置するように配置される。なお、本実施形態では、第1支持部2が支持部に相当する。
The
支柱4は、石英で形成された柱状のものであり、一端が第1支持部2に固定されていると共に、他端が第2支持部3に固定されている。このような支柱4は、複数本、本実施形態では、4本が第1支持部2と第2支持部3との間に平行となるように長手方向(軸方向)が鉛直方向Zに沿って配置されている。
The support column 4 is a columnar member made of quartz, and has one end fixed to the
また、各支柱4には、側面に開口する溝状の保持部5が軸方向に沿って所定の間隔で複数設けられている。このような保持部5にシリコンウェハー等の基板10を挿入することで、基板10は、支柱4に軸方向に沿って所定の間隔を空けて複数保持される。このように本実施形態では、支柱4の軸方向、すなわち、本実施形態では鉛直方向Zにおいて石英ボート1の保持部5が設けられた領域を基板保持領域6と称する。なお、本実施形態では、支柱4に溝状の保持部5を設け、保持部5内に基板10を挿入することで、基板10を保持するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、支柱4に側面に突出した突起状の保持部を設け、保持部上に基板10を載置するようにしてもよい。何れの場合であっても、支柱4の軸方向において、複数の基板10を保持する領域を基板保持領域6と称する。
In addition, each support column 4 is provided with a plurality of groove-
また、このような石英ボート1には、支柱4の基板保持領域6よりも第1支持部2側に断熱材7が設けられている。断熱材7は、グラスウールなどの繊維系断熱材や、フォームなどの発泡系断熱材などを用いることができる。このような断熱材7を設けることで、複数の基板10を保持した石英ボート1を加熱処理する際に、第1支持部2側を低温にして、第1支持部2を支持する台や機械への熱による影響を抑制することができる。すなわち、複数の基板10を保持した石英ボート1を加熱した際に、支柱4の軸方向(鉛直方向Z)において、支柱4の断熱材7よりも第1支持部2側は、支柱4の基板保持領域6よりも低温となる。つまり、石英ボート1は、処理装置内では支柱4の軸方向において基板保持領域6の温度分布が均一となるように加熱されるもの(均熱長)であるが、均熱長から外れた領域、特に、断熱材7によって断熱された領域(以下、断熱領域8と称する)は、基板保持領域6よりも低温となる。
Further, in such a
このため、本実施形態では、石英ボート1の断熱領域8は、基板保持領域6に比べて表面が粗面化されている。ここで、基板保持領域6に比べて表面が粗面化されているとは、基板保持領域6に比べて、断熱領域8の表面に微細な複数の凹凸9が設けられていることを言う。つまり、断熱領域8の表面粗さRaが、基板保持領域6の表面粗さRaに比べて大きいことを言う。このような石英ボート1の断熱領域8を粗面化する方法は特に限定されず、例えば、イオンミリングなどのドライエッチング、サンドブラストに代表されるブラスト加工等の機械加工、ウェットエッチングなどが挙げられる。また、石英ボート1に表面が凹凸となる膜を成膜することで粗面化するようにしてもよい。なお、これらの粗面化加工は、単独で行っても複数組み合わせてもよい。
For this reason, in this embodiment, the surface of the
このように、石英ボート1の低温となる領域、本実施形態では、断熱領域8を粗面化することによって、断熱領域8の低温となる領域に微細な凹凸を形成して、基板保持領域6に比べて単位範囲当たりの表面積を増大させることができる。したがって、石英ボート1が保持した基板10に成膜を行った際に、石英ボート1の低温となる断熱領域8に形成された膜の密着強度をアンカー効果によって向上して、断熱領域8に形成された膜が剥離するのを抑制することができる。特に、石英ボート1に保持された基板に原子層堆積(ALD)によって成膜を行う場合、石英ボート1の低温となる領域は、化学蒸着法(CVD)のように厚膜で成膜されるため、膜の内部応力によって剥離し易いが、低温となる断熱領域8を粗面化することで、比較的厚い膜であっても剥離を抑制することができる。
In this way, by roughening the region of the
ここで、例えば、石英ボート1の断熱領域8が粗面化されずに、鏡面加工されていた場合、図3(a)に示すように、石英ボート1に保持された基板10に成膜する際に、同時に断熱領域8には膜11が成膜される。そして、図3(b)に示すように、断熱領域8に成膜された膜11が剥離することで、異物となって基板10等に付着してしまう。
Here, for example, when the
本実施形態では、石英ボート1の低温となる断熱領域8を粗面化することによって、断熱領域8に形成された膜11が剥離するのを抑制することで、断熱領域8の膜11が剥離することによるパーティクルの発生を抑制することができると共に、断熱領域8の膜11を除去するメンテナンスを短期間で行う必要がなく、メンテナンスサイクルを長期化することができる。
In the present embodiment, the
なお、石英ボート1の基板保持領域6は、鏡面加工されているのが好ましい。このように、基板保持領域6を鏡面加工することで、基板保持領域6に保持された基板10への熱伝播を均一にして、複数の基板10に同じ条件で熱処理を実施することが可能となる。ちなみに、基板保持領域6を粗面化してしまうと、粗面化によって石英ボート1が断熱材として働き、基板10の面内における膜厚の均一性が悪化してしまうからである。また、基板保持領域6を鏡面加工することで、基板10への成膜時の原料消費を抑制して、コストを低減することができる。ちなみに、基板保持領域6を粗面化してしまうと石英ボート1の表面積が増大し、その分の原料消費が多くなるからである。さらに、基板保持領域6を鏡面加工することで、基板10の滑りを向上すると共に、基板10の傾きや浮きを抑制して、基板10を運搬するツイーザーが基板10を取り損ねるエラーを抑制することができる。ちなみに、基板保持領域6を粗面化してしまうと、基板10の滑りが悪くなると共に、基板10の傾きや浮きが発生して、ツイーザーが基板10を取り損ねるエラーが発生するからである。
The
(他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。
(Other embodiments)
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the basic composition of this invention is not limited to what was mentioned above.
例えば、上述した実施形態1では、石英ボート1の基板保持領域6に比べて低温となる断熱領域8を粗面化するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、支柱4の基板保持領域6よりも第2支持部3側の領域が、基板保持領域6に比べて低温となる場合には、基板保持領域6よりも第2支持部3側の領域を粗面化するようにしてもよい。すなわち、支柱4の軸方向において、石英ボート1の基板保持領域6以外の領域を全て粗面化するようにしてもよい。つまり、石英ボート1の少なくとも基板保持領域6に比べて低温となる領域を粗面化すればよい。また、上述した実施形態1では、断熱領域8を粗面化するようにしたが、最も低温となるのは、基板保持領域6から最も離れた位置にある第1支持部2であるため、第1支持部2のみを粗面化するようにしてもよい。もちろん、石英ボート1の基板保持領域6を含む全ての表面を粗面化するようにしてもよい。
For example, in the first embodiment described above, the
また、上述した実施形態1では、断熱材7を設けるようにしたが、断熱材7は必ずしも必要なものではなく、断熱材7を設けないようにしてもよい。
Moreover, in
さらに、上述した実施形態1では、石英ボート1は、鉛直方向Zに支柱4の軸方向が配置される縦型のものを例示したが、特にこれに限定されず、支柱4の軸方向(長手方向)が鉛直方向Zに直交する水平方向に配置される、所謂、横型のものであっても本発明を適用することができる。
Furthermore, in
1 石英ボート、 2 第1支持部、 3 第2支持部、 4 支柱、 5 保持部、 6 基板保持領域、 7 断熱材、 8 断熱領域、 10 基板、 11 膜
DESCRIPTION OF
Claims (3)
複数の前記支柱を支持する支持部と、を具備し、
複数の前記支柱は、基板を保持する保持部が複数設けられた基板保持領域を有し、
少なくとも前記支持部は、前記基板保持領域よりも粗面化されていることを特徴とする石英ボート。 Multiple struts,
A support portion for supporting a plurality of the columns,
The plurality of struts have a substrate holding region provided with a plurality of holding portions for holding a substrate,
At least the support portion is roughened more than the substrate holding region.
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CN109148343A (en) * | 2018-08-15 | 2019-01-04 | 横店集团东磁股份有限公司 | A kind of silicon chip of solar cell plated film graphite boat |
CN114457320A (en) * | 2021-12-20 | 2022-05-10 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | Maintenance method of quartz boat |
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CN109148343B (en) * | 2018-08-15 | 2020-02-18 | 横店集团东磁股份有限公司 | Graphite boat for coating film on solar cell silicon wafer |
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