JP2018104737A - 縦型ウエハボートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハ載置面とウエハ載置面の周端であるエッジ部を一度に研磨することができる縦型ウエハボートの製造方法を提供する。【解決手段】 ウエハを載置するための複数の載置部が形成された複数本の支柱と、前記支柱の上下端部を固定する天板および底板とを備えた、ＳｉＣ質基材の表面にＳｉＣ被覆膜が形成された縦型ウエハボートの製造方法であって、すくなくともウエハ載置部下面に非接触状態で、ウエハ載置面と支柱側面とが交わる方向に、周端にブラシが配置された板状の研磨部材を移動させる第１の工程と、前記ブラシが前記ウエハ載置面および前記ウエハ載置面の周端のエッジ部に接触する位置に前記研磨部材を移動させる第２の工程と、前記研磨部材を回転させ、前記ブラシが前記ウエハ載置面および前記エッジ部を研磨しながら前記研磨部材を前記載置部先端側に移動させる第３の工程と、を備えることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、縦型ウエハボートの製造方法に関し、特にシリコンウエハなどの半導体ウエハを処理する際に用いられる縦型ウエハボートに関する。

半導体製造プロセスのうちで加熱を伴う工程、例えば、ＬＰ−ＣＶＤ（low pressure−chemical vapor deposition：低圧ＣＶＤ）によるＳｉ3Ｎ4（窒化ケイ素）膜デポ工程において、基材表面が多結晶のＳｉＣ（炭化ケイ素）により被覆されたＳｉＣ縦型ウエハボートが用いられている。
この縦型ウエハボートは、ＳｉＣの基材表面にＣＶＤ（化学気相成長）法によるＳｉＣコーティングを施し、高純度のＳｉＣ被覆層を基材表面に形成したものである。この縦型ウエハボートにあっては、基材内部から外方への不純物の拡散を抑制することができる。

しかしながら、当該ＳｉＣ縦型ボートにあっては、ＳｉＣ被膜層が多結晶のＳｉＣ粒子からなりこの表面に露出するＳｉＣ粒子が大きく、鋭角であることがあり、この部分に半導体ウエハが載置されると、半導体ウエハ裏面に傷やスリップが生じる虞がある。
そのため、前記ウエハの傷やスリップ発生を抑制する方法として、例えば、特許文献１のようにダイヤモンド砥石を用いてウエハ当接部のみを研磨して表面粗さを小さくする方法が提案されている。

また、当該縦型ウエハボートにあっては、半導体ウエハのスリップ発生原因としてウエハが支持される部分のエッジ部が尖っていることにより、前記エッジ部に接触する半導体ウエハの部分に過大な局所的応力が発生することが知られている。
そのため、前記エッジ部を丸くする方法として、例えば、特許文献２のようにブラシまたは弾性部材によって運ばれる砥粒により研磨して丸みをつける方法が提案されている。

また、当該縦型ウエハボートにあっては、前記ウエハ当接部と前記エッジ部とを別々に加工した場合、加工時間が長くなるため、前記ウエハ当接部と前記エッジ部を同時に研磨する方法が望まれている。

特開２００８−２７７７８１ 特開平１１−１２６７５５

ところで、前記した特許文献１において提案されているＳｉＣ縦型ウエハボートのウエハ当接部の研磨方法は、ダイヤモンド砥石を用いて研磨しているため、平面を研磨することができるもののウエハ当接部の周端にあるエッジ部を研磨することはできない。エッジ部を研磨するためには別の砥石、工具、または治具を用いて研磨することになり同時に研磨することは困難である。

また、前記した特許文献２において提案されている縦型ウエハボートのウエハ支持面周端のエッジ部を研磨する方法は、エッジ部のみならずウエハ支持部側面にもブラシまたは弾性部材が接触し、運ばれてきた砥石によってウエハ支持部側面も研磨されてしまう。そのため、ウエハ支持部側面の表面粗さが小さくなり、半導体ウエハの製造工程の一つであるＣＶＤ膜形成において付着したＣＶＤ膜との密着強度が低下し、当該ＣＶＤ膜の剥がれによる半導体ウエハ表面のパーティクル汚染を生じる虞がある。
さらに言えば、特許文献２の研磨方法では、ウエハ支持面を支柱側まで均一に研磨することは困難であり、ウエハ支持面とエッジ部を同時に研磨することは困難である。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ウエハ載置面とウエハ載置面の周端であるエッジ部を一度に研磨することができる縦型ウエハボートの製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、ウエハを載置するための複数の載置部が形成された複数本の支柱と、前記支柱の上下端部を固定する天板および底板とを備えた、ＳｉＣ質基材の表面にＳｉＣ被覆膜が形成された縦型ウエハボートの製造方法であって、すくなくともウエハ載置部下面に非接触状態で、ウエハ載置面と支柱側面とが交わる方向に、周端にブラシが配置された板状の研磨部材を移動させる第１の工程と、前記ブラシが前記ウエハ載置面および前記ウエハ載置面の周端のエッジ部に接触する位置に前記研磨部材を移動させる第２の工程と、前記研磨部材を回転させ、前記ブラシが前記ウエハ載置面および前記エッジ部を研磨しながら前記研磨部材を前記載置部先端側に移動させる第３の工程と、を備えることを特徴としている。

このように、すくなくともウエハ載置部下面に非接触状態で、ウエハ載置面と支柱側面とが交わる方向に、周端にブラシが配置された板状の研磨部材を移動させる第１の工程と、前記ブラシが前記ウエハ載置面および前記ウエハ載置面の周端のエッジ部に接触する位置に前記研磨部材を移動させる第２の工程と、前記研磨部材を回転させ、前記ブラシが前記ウエハ載置面および前記エッジ部を研磨しながら前記研磨部材を前記載置部先端側に移動させる第３の工程と、を備えているため、支持部側面を研磨することなく、ウエハ載置面およびエッジ部を同時かつ均一に研磨することができる。

本発明によれば、ウエハ載置面とウエハ載置面の周端であるエッジ部を一度に研磨し、短時間で効率的に縦型ウエハボートを製造することができる。

図１は本発明によって製造される縦型ウエハボートの構造を示す斜視図である。 図２は図１に示した縦型ウエハボートの要部拡大図である。 図３は本発明に用いられる研磨部材の一例を示す斜視図である。 図４は本発明の一実施形態を示す側面図である。 図５は本発明により研磨後のウエハ載置部（図２のＡ部分）の拡大写真である。 図６は研磨前のウエハ載置部（図２のＡ部分）の拡大写真である。 図７は従来技術により研磨されたウエハ載置部（図２のＡ部分）の拡大写真である。

以下に、本発明より得られる縦型ウエハボートおよび本発明に用いる研磨部材について、図１及至図３をに基づいて説明する。なお、図１は本発明によって製造される縦型ウエハボートの構造を示す斜視図、図２は図１に示した縦型ウエハボートの要部拡大図、図３は本発明に用いられる研磨部材の一例を示す斜視図である。

図１に示すように、この縦型ウエハボート１は、成膜処理されるウエハWを載置するためのウエハ載置部２ａが形成された複数本の支柱２と、前記支柱２の上下端部を固定する天板３及び底板４とを備えている。
なお、前記縦型ウエハボート１は、ＳｉＣ質基材にＳｉＣ膜が被覆されているものが好ましい。前記ＳｉＣ質基材としては、反応焼結ＳｉＣすなわちカーボン成分を含むＳｉＣ焼成体にＳｉを含浸し、前記カーボン成分とＳｉの一部が反応し、ＳｉＣ化されたＳｉ−ＳｉＣであることが好ましく、ＳｉＣの成形体を高温で熱処理した再結晶質ＳｉＣ、焼結助剤を添加し焼結した自焼結ＳｉＣ等でもよい。前記ＳｉＣ膜としては、高純度で結晶質のＳｉＣ膜を形成することができるＣＶＤによるＳｉＣ膜が好ましい。

また、図２に示すように、前記ウエハ載置部２ａの上面部２ａ１は、ウエハＷを載置するウエハ載置面である。このウエハ載置面２ａ１の周端の側面側には側面エッジ部２ａ２が形成され、先端側には先端エッジ部２ａ３が形成されている。なお、図中、この側面エッジ部２ａ２および先端エッジ部２ａ３は曲面状、いわゆるＲ形状に示されているが、これに限定されるものではなく、平面上に形成されていてもよい。

また、図３に示すように、研磨部材１０はブラシ１０ａを金属板１０ｂの周端に備えたものである。なお、図中、この研磨部材１０は円板に示されているが、これに限定されるものではなく、金属板１０ｂは平面方向に回転した際、金属板１０ｂの周端に設けられたブラシ１０ａが、ウエハ載置面の支柱側から先端側までの間の一部もしくは全ての部分に接するような鋸刃形状が周端に設けられた円板であってもよい。
更に、ブラシ１０ａは捻りブラシで示されているが、これに限定されるものではなく、金属板１０ｂの周端付近の片面にブラシを固定した植込ブラシであっても良い。

次に、本発明にかかる縦型ウエハボートの製造方法について、図４に基づいて説明する。
まず、ＳｉＣ質基材を支柱２、天板３、底板４の所定の形状に機械加工して制作する。その後、支柱２、天板３、底板４を組み立て、表面にＳｉＣ被覆膜をＣＶＤ法により形成する。
そして、ウエハＷが接する部分あるいは接する可能性のある部分である、ウエハ載置面２ａ１と、このウエハ載置面２ａ１の周端である側面エッジ部２ａ２及び先端エッジ部２ａ３を研磨部材１０により研磨する。

図４（ａ）に示すように、すくなくともウエハ載置部下面に非接触の状態で、ウエハ載置面２ａ１と支柱側面とが交わる方向に移動させる。より好ましくは、ウエハ載置面２ａ１およびウエハ載置部下面に非接触の状態で、ウエハ載置面２ａ１と支柱側面とが交わる方向に移動させる。

続いて、図４（ｂ）に示すように、研磨部材１０を、その周端にあるブラシ１０ａがウエハ載置面２ａ１および側面エッジ部２ａ２に接触する位置に移動させる。
更に、研磨部材１０を回転させ、ブラシ１０ａがウエハ載置面２ａ１および側面エッジ部２ａ２の研磨を開始するとともに、研磨部材１０を載置部２ａ先端側に移動させる。

支柱２に形成された各ウエハ載置部を上記研磨工程により研磨することで、全てのウエハ載置部２ａのウエハ載置面２ａ１、側面エッジ部２ａ２、先端エッジ部２ａ３は均一に研磨される。

また、ウエハ載置部２ａのウエハ載置面２ａ１、側面エッジ部２ａ２、先端エッジ部２ａ３を除いたウエハ載置部２ａの表面、すなわちウエハ載置部側面２ｂ１、２ｂ２、および支柱側面２ｃはＳｉＣ被覆膜が形成されたままの比較的粗い表面となる。

更に、本発明にかかる実施例について説明する。
（実施例１）
先ず、反応焼結法によってＳｉ−ＳｉＣ基材からなる３本の支柱、天板、底板を製作した。そして、これら部材を組立て、６インチ用のボートを製作した。
更に、ＣＶＤ炉内７０ｔｏｒｒ、１２００℃の条件下で、メチルトリクロロシランとＨ2ガスを、流量比３：３０で適量導入し、前記６インチ用のボートを構成する支柱、天板、底板の表面に、厚さ５０μｍの第１のＳｉＣ被覆膜を形成した。

そして、直径１００ｍｍの研磨部材をウエハ載置面およびウエハ載置部下面に非接触の状態で、ウエハ載置面と支柱側面とが交わる方向に移動させた。
続いて、研磨部材を、ブラシがウエハ載置面および側面エッジ部に接触する位置に移動させた。ここで、研磨部材をウエハ載置面と並行方向に１０００ｒｐｍで回転させ、ブラシがウエハ載置面２ａ１および側面エッジ部２ａ２の研磨を開始するとともに、研磨部材１０を速度５０ｍｍ／minで載置部先端側に移動させた。

支柱に形成された各ウエハ載置部を順に研磨し、全てのウエハ載置部のウエハ載置面、側面エッジ部、先端エッジ部を研磨した。
研磨後のウエハ支持部の外観を図５に示す。
ウエハ載置面、側面エッジ部、先端エッジ部は均一に研磨され、ウエハ載置部側面は研磨されておらず、ＳｉＣ被覆膜が形成されたままであった。
研磨後のウエハ載置面の表面粗さＲａは０．１μｍ以上０．３μｍ以下であった。一方、ウエハ載置部側面の表面粗さＲａは２．５μｍであった。

（比較例１）
実施例１と同様に、反応焼結法によってＳｉ−ＳｉＣ基材からなる３本の支柱、天板、底板を製作した。そして、これら部材を組立て、６インチ用のボートを製作した。
更に、ＣＶＤ炉内７０ｔｏｒｒ、１２００℃の条件下で、メチルトリクロロシランとＨ2ガスを、流量比３：３０で適量導入し、前記６インチ用のボートを構成する支柱、天板、底板の表面に、厚さ５０μｍの第１のＳｉＣ被覆膜を形成した。
その後、ウエハ支持部同士の間よりも厚い従来の面取り用ブラシを用いて研磨した。研磨後のウエハ支持部外観を図７に示す。
側面エッジ部および先端エッジ部およびウエハ支持部側面は研磨されていたが、ウエハ載置面は研磨されていなかった。

１ 縦型ウエハボート
２ 支柱
２ａ ウエハ載置部
２ａ１ ウエハ載置面
２ａ２ 側面エッジ部（ウエハ載置面周端）
２ａ３ 先端エッジ部（ウエハ載置面周端）
２ｂ１ ウエハ載置部側面（先端側）
２ｂ２ ウエハ載置部側面（側面側）
２ｃ 支柱側面
３ 天板
４ 底板
１０ 研磨部材
１０ａ ブラシ
１０ｂ 金属板

Claims (1)

1. ウエハを載置するための複数の載置部が形成された複数本の支柱と、前記支柱の上下端部を固定する天板および底板とを備えた、ＳｉＣ質基材の表面にＳｉＣ被覆膜が形成された縦型ウエハボートの製造方法であって、
   すくなくともウエハ載置部下面に非接触状態で、ウエハ載置面と支柱側面とが交わる方向に、周端にブラシが配置された板状の研磨部材を移動させる第１の工程と、
   前記ブラシが前記ウエハ載置面および前記ウエハ載置面の周端のエッジ部に接触する位置に前記研磨部材を移動させる第２の工程と、
   前記研磨部材を回転させ、前記ブラシが前記ウエハ載置面および前記エッジ部を研磨しながら前記研磨部材を前記載置部先端側に移動させる第３の工程と、
   を備えることを特徴とする縦型ウエハボートの製造方法。

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