JP3494554B2 - 半導体用治具およびその製造方法 - Google Patents
半導体用治具およびその製造方法Info
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- H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
- H10P72/10—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof using carriers specially adapted therefor, e.g. front opening unified pods [FOUP]
- H10P72/12—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements
- H10P72/123—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements characterised by a material, a roughness, a coating or the like
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S414/135—Associated with semiconductor wafer handling
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造時の熱
処理工程において使用される半導体用治具およびその製
造方法に係り、特に縦型ウエハボートとその製造方法に
関するものである。
処理工程において使用される半導体用治具およびその製
造方法に係り、特に縦型ウエハボートとその製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程における拡散工程等では
熱処理炉が用いられ、半導体ウエハに対して高温の熱処
理がなされる。この場合、周知のとおり半導体ウエハは
ウエハボートに載置された形で、高純度な石英ガラス等
からなる炉芯管内に収納され、炉芯管内に熱処理用のガ
スを導入してウエハに対して所定の熱処理が施される。
一方、近年の半導体の高集積化に伴いウエハの大口径化
が進んでおり、これに伴い縦型ウエハボートが用いられ
る趨勢となっている。しかしながら支柱に溝部を形成
し、この溝部でウエハの端部を支持する形式の縦型ウエ
ハボートを用いた場合には、ウエハの自重や面内温度差
によりそれ自身にたわみが発生し、これに起因してウエ
ハに対してスリップと呼ばれる結晶欠陥を発生させる原
因となっている。
熱処理炉が用いられ、半導体ウエハに対して高温の熱処
理がなされる。この場合、周知のとおり半導体ウエハは
ウエハボートに載置された形で、高純度な石英ガラス等
からなる炉芯管内に収納され、炉芯管内に熱処理用のガ
スを導入してウエハに対して所定の熱処理が施される。
一方、近年の半導体の高集積化に伴いウエハの大口径化
が進んでおり、これに伴い縦型ウエハボートが用いられ
る趨勢となっている。しかしながら支柱に溝部を形成
し、この溝部でウエハの端部を支持する形式の縦型ウエ
ハボートを用いた場合には、ウエハの自重や面内温度差
によりそれ自身にたわみが発生し、これに起因してウエ
ハに対してスリップと呼ばれる結晶欠陥を発生させる原
因となっている。
【０００３】そこで、ウエハボートのウエハ積載面を平
面状に形成し、ウエハを面支持するようにして前記した
ようなウエハに対するスリップの発生を防止するように
した縦型ウエハボートが提案されている。ところで、こ
のような縦型ウエハボートにおいては、従来その素材に
石英ガラス材質が使用されていたが、近来においてはＣ
ＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ）法により基体にＳｉＣ膜を被覆すること（以下
ＣＶＤ−ＳｉＣと称する。）により高純度化が達成でき
ること、また耐熱性に優れることなどの理由から反応焼
結ＳｉＣ質が使用されるようになってきた。
面状に形成し、ウエハを面支持するようにして前記した
ようなウエハに対するスリップの発生を防止するように
した縦型ウエハボートが提案されている。ところで、こ
のような縦型ウエハボートにおいては、従来その素材に
石英ガラス材質が使用されていたが、近来においてはＣ
ＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ）法により基体にＳｉＣ膜を被覆すること（以下
ＣＶＤ−ＳｉＣと称する。）により高純度化が達成でき
ること、また耐熱性に優れることなどの理由から反応焼
結ＳｉＣ質が使用されるようになってきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＣＶＤ
−ＳｉＣ膜を被覆した反応焼結ＳｉＣ質の縦型ウエハボ
ート（以下これをＣＶＤボートと称する）には、以下の
ような技術的な課題が存在している。先ず第１に、ＣＶ
Ｄ−ＳｉＣ膜は気相反応により形成される。この際、気
相中でのＳｉＣ粒子の異常成長を１００％回避すること
ができず、その内のいくつかの粒子が、ＣＶＤボートの
ウエハ積載面に堆積し、当該積載面で異常突起となる。
第２に、ＣＶＤ反応管中に浮遊するゴミや、粒子がＣＶ
Ｄ反応前や反応中にＣＶＤボートのウエハ積載面に付着
し、それらにＳｉＣ膜が選択的に形成され、当該積載面
で異常突起となる。第３に、異常突起の生成を極力避け
るようなＣＶＤ条件を選択すると、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜を
構成する結晶が粗大化し、表面の凹凸が顕著となる。
−ＳｉＣ膜を被覆した反応焼結ＳｉＣ質の縦型ウエハボ
ート（以下これをＣＶＤボートと称する）には、以下の
ような技術的な課題が存在している。先ず第１に、ＣＶ
Ｄ−ＳｉＣ膜は気相反応により形成される。この際、気
相中でのＳｉＣ粒子の異常成長を１００％回避すること
ができず、その内のいくつかの粒子が、ＣＶＤボートの
ウエハ積載面に堆積し、当該積載面で異常突起となる。
第２に、ＣＶＤ反応管中に浮遊するゴミや、粒子がＣＶ
Ｄ反応前や反応中にＣＶＤボートのウエハ積載面に付着
し、それらにＳｉＣ膜が選択的に形成され、当該積載面
で異常突起となる。第３に、異常突起の生成を極力避け
るようなＣＶＤ条件を選択すると、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜を
構成する結晶が粗大化し、表面の凹凸が顕著となる。
【０００５】前記した諸要因により、ウエハ積載面に生
成される異常突起あるいは凹凸により、ウエハの裏面に
はスリップと称される欠陥が発生することが知られてい
る。前記スリップの発生は、特に酸化、拡散などの高温
熱処理工程で顕著であり、熱処理ウエハの歩留を低下さ
せる最大の要因となる。発明者らの実験計測によると、
測定長さ：Ｌｍｍ、測定回数：ｎとした際の表面粗さ測
定におけるＬ×ｎ≧１００ｍｍの測定で、最大表面粗さ
Ｒｍａｘ．が前記ｎ回の測定で１０μｍを越える状況に
おいては、ウエハに発生するスリップが極端に増大する
ことが確認された。これは、ウエハは積載面において、
実質的に面支持ではなく点支持されることになり、ウエ
ハの裏面部における前記点支持部において過大な負荷が
ウエハ面に集中するためであると考えられる。
成される異常突起あるいは凹凸により、ウエハの裏面に
はスリップと称される欠陥が発生することが知られてい
る。前記スリップの発生は、特に酸化、拡散などの高温
熱処理工程で顕著であり、熱処理ウエハの歩留を低下さ
せる最大の要因となる。発明者らの実験計測によると、
測定長さ：Ｌｍｍ、測定回数：ｎとした際の表面粗さ測
定におけるＬ×ｎ≧１００ｍｍの測定で、最大表面粗さ
Ｒｍａｘ．が前記ｎ回の測定で１０μｍを越える状況に
おいては、ウエハに発生するスリップが極端に増大する
ことが確認された。これは、ウエハは積載面において、
実質的に面支持ではなく点支持されることになり、ウエ
ハの裏面部における前記点支持部において過大な負荷が
ウエハ面に集中するためであると考えられる。
【０００６】そこで、ウエハ積載面のＲｍａｘ．を低減
させる手法として、発明者らはＣＶＤ膜で被覆されたウ
エハ積載面をダイヤモンド砥石などで機械加工し平滑化
する方法なども検討したが、このような治具で加工する
ことは、機械加工用治具からの不純物汚染が発生し、前
記したウエハの酸化、拡散などの高温熱処理工程でウエ
ハに対して不良を発生させるという技術的課題が発生し
た。さらに、加工時に生成した１μｍ以下のパーティク
ルがウエハ積載面に吸着してしまい、工程内でのパーテ
ィクル源となり、別な意味で熱処理時でのウエハの歩留
を下げてしまうという技術的課題が発生した。
させる手法として、発明者らはＣＶＤ膜で被覆されたウ
エハ積載面をダイヤモンド砥石などで機械加工し平滑化
する方法なども検討したが、このような治具で加工する
ことは、機械加工用治具からの不純物汚染が発生し、前
記したウエハの酸化、拡散などの高温熱処理工程でウエ
ハに対して不良を発生させるという技術的課題が発生し
た。さらに、加工時に生成した１μｍ以下のパーティク
ルがウエハ積載面に吸着してしまい、工程内でのパーテ
ィクル源となり、別な意味で熱処理時でのウエハの歩留
を下げてしまうという技術的課題が発生した。
【０００７】本発明は前記したような技術的課題を解決
するためになされたものであり、ウエハに対する不純物
汚染の影響をなくし、不純物汚染に基づくウエハの歩留
を向上し得る半導体用治具およびその製造方法を提供す
ることを目的とするものである。また本発明はウエハ積
載面を平面状とした縦型ウエハボートに適用した場合に
おいて、ウエハ積載面における平面性を改善して、ウエ
ハに対するスリップの発生を低減し、またウエハ積載面
の平面処理の処理効率を向上し得る縦型ウエハボートお
よびその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
するためになされたものであり、ウエハに対する不純物
汚染の影響をなくし、不純物汚染に基づくウエハの歩留
を向上し得る半導体用治具およびその製造方法を提供す
ることを目的とするものである。また本発明はウエハ積
載面を平面状とした縦型ウエハボートに適用した場合に
おいて、ウエハ積載面における平面性を改善して、ウエ
ハに対するスリップの発生を低減し、またウエハ積載面
の平面処理の処理効率を向上し得る縦型ウエハボートお
よびその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
になされた本発明にかかる半導体用治具は、基体表面に
ＣＶＤ法によりＳｉＣ膜を形成し、その表面に研摩処理
を施した後の半導体用治具であって、測定長さ：Ｌｍ
ｍ、測定回数：ｎとした際の表面粗さ測定におけるＬ×
ｎ≧１００ｍｍの測定で、最大表面粗さＲｍａｘ．が前
記ｎ回の測定で常に１０μｍ以下であり、かつ当該表面
に付着している０．１μｍ以上の前記ＳｉＣ膜の研摩処
理に伴うＳｉＣパーティクル数が１０個／ｍｍ2以下で
あることを特徴とする。なお、前記測定長さおよび測定
回数は、被測定物である半導体用治具の種類および形状
により適宜選択すればよいが、測定精度を考慮すると、
測定回数は５回以上が好ましく、より好ましくは１０回
以上である。
になされた本発明にかかる半導体用治具は、基体表面に
ＣＶＤ法によりＳｉＣ膜を形成し、その表面に研摩処理
を施した後の半導体用治具であって、測定長さ：Ｌｍ
ｍ、測定回数：ｎとした際の表面粗さ測定におけるＬ×
ｎ≧１００ｍｍの測定で、最大表面粗さＲｍａｘ．が前
記ｎ回の測定で常に１０μｍ以下であり、かつ当該表面
に付着している０．１μｍ以上の前記ＳｉＣ膜の研摩処
理に伴うＳｉＣパーティクル数が１０個／ｍｍ2以下で
あることを特徴とする。なお、前記測定長さおよび測定
回数は、被測定物である半導体用治具の種類および形状
により適宜選択すればよいが、測定精度を考慮すると、
測定回数は５回以上が好ましく、より好ましくは１０回
以上である。
【０００９】また、本発明にかかる半導体用治具の製造
方法は、基体表面にＣＶＤ法によりＳｉＣ膜を形成した
半導体用治具の製造方法であって、基体表面にＣＶＤ法
により形成されたＳｉＣ膜を、ＳｉＣ質の研摩治具を使
用して表面を平滑化する平滑化工程と、前記平滑化工程
を経た半導体用治具を高温酸素雰囲気中で熱処理し、平
滑化工程によって生成され、該治具の表面に付着したＳ
ｉＣパーティクルをＳｉＯ2に転化させる熱処理工程
と、前記熱処理工程により転化されたＳｉＯ2を、溶解
可能な溶液により洗浄する洗浄工程とが具備される。そ
して、好ましくは前記ＳｉＯ2を溶解する溶液として、
フッ酸またはフッ酸と塩酸、フッ酸と硝酸、フッ酸と硫
酸のいずれかの混酸が用いられる。また、好ましくは前
記ＳｉＣ質の研摩治具は、含有金属不純物量が０．１ｐ
ｐｍ以下のものが使用される。
方法は、基体表面にＣＶＤ法によりＳｉＣ膜を形成した
半導体用治具の製造方法であって、基体表面にＣＶＤ法
により形成されたＳｉＣ膜を、ＳｉＣ質の研摩治具を使
用して表面を平滑化する平滑化工程と、前記平滑化工程
を経た半導体用治具を高温酸素雰囲気中で熱処理し、平
滑化工程によって生成され、該治具の表面に付着したＳ
ｉＣパーティクルをＳｉＯ2に転化させる熱処理工程
と、前記熱処理工程により転化されたＳｉＯ2を、溶解
可能な溶液により洗浄する洗浄工程とが具備される。そ
して、好ましくは前記ＳｉＯ2を溶解する溶液として、
フッ酸またはフッ酸と塩酸、フッ酸と硝酸、フッ酸と硫
酸のいずれかの混酸が用いられる。また、好ましくは前
記ＳｉＣ質の研摩治具は、含有金属不純物量が０．１ｐ
ｐｍ以下のものが使用される。
【００１０】さらに本発明にかかる半導体用治具は、Ｃ
ＶＤ法により基体表面に形成されたＳｉＣ膜を、ＳｉＣ
質の研摩治具を使用して平滑化させると共に、平滑化に
よって表面に付着したＳｉＣパーティクルを高温酸素雰
囲気中でＳｉＯ2に転化し、このＳｉＯ2を溶解可能な溶
液により洗浄してなることを特徴とする。
ＶＤ法により基体表面に形成されたＳｉＣ膜を、ＳｉＣ
質の研摩治具を使用して平滑化させると共に、平滑化に
よって表面に付着したＳｉＣパーティクルを高温酸素雰
囲気中でＳｉＯ2に転化し、このＳｉＯ2を溶解可能な溶
液により洗浄してなることを特徴とする。
【００１１】以上のように成された半導体用治具および
その製造方法によると、例えば反応焼結炭化珪素（以
下、Ｓｉ−ＳｉＣと記す）などの基体表面に対して先ず
ＣＶＤ法によりＳｉＣ膜が形成される。そして基体表面
に形成されたＳｉＣ膜は、ＣＶＤボートの被覆膜と同材
質のＣＶＤ−ＳｉＣ質の研摩治具により研摩され、平滑
化される。この研摩、平滑化によって生じたＳｉＣのパ
ーティクルは、高温下の酸素気流中で熱処理が成され、
これによりＳｉＣのパーティクルは全てＳｉＯ2に転化
される。このようにして転化されたＳｉＯ2は、ＨＦ
（フッ酸）系の溶液により洗浄することで、残留パーテ
ィクルを極端に低減させることができる。
その製造方法によると、例えば反応焼結炭化珪素（以
下、Ｓｉ−ＳｉＣと記す）などの基体表面に対して先ず
ＣＶＤ法によりＳｉＣ膜が形成される。そして基体表面
に形成されたＳｉＣ膜は、ＣＶＤボートの被覆膜と同材
質のＣＶＤ−ＳｉＣ質の研摩治具により研摩され、平滑
化される。この研摩、平滑化によって生じたＳｉＣのパ
ーティクルは、高温下の酸素気流中で熱処理が成され、
これによりＳｉＣのパーティクルは全てＳｉＯ2に転化
される。このようにして転化されたＳｉＯ2は、ＨＦ
（フッ酸）系の溶液により洗浄することで、残留パーテ
ィクルを極端に低減させることができる。
【００１２】この場合、前記基体表面に形成されたＳｉ
Ｃ膜を研摩するためのＣＶＤ?ＳｉＣ質の研摩治具は、
含有金属不純物量が０．１ｐｐｍ以下に管理すること
で、実用上の不純物汚染による影響は少ないことが判明
した。この製造方法を半導体治具としての縦型ウエハボ
ートのウエハ積載面に適用することで、測定長さ：Ｌｍ
ｍ、測定回数：ｎとした際の表面粗さ測定におけるＬ×
ｎ≧１００ｍｍの測定で、最大表面粗さＲｍａｘ．が前
記ｎ回の測定で常に１０μｍ以下であり、かつ当該表面
に付着する０．１μｍ以上のパーティクル数が１０個／
ｍｍ2以下とすることができる。そして、このようにし
て形成された縦型ウエハボートによると、その積載面に
積載されたウエハは実質的に面支持状態を確保すること
ができ、ウエハに対するスリップの発生を効果的に低減
させることが可能となる。
Ｃ膜を研摩するためのＣＶＤ?ＳｉＣ質の研摩治具は、
含有金属不純物量が０．１ｐｐｍ以下に管理すること
で、実用上の不純物汚染による影響は少ないことが判明
した。この製造方法を半導体治具としての縦型ウエハボ
ートのウエハ積載面に適用することで、測定長さ：Ｌｍ
ｍ、測定回数：ｎとした際の表面粗さ測定におけるＬ×
ｎ≧１００ｍｍの測定で、最大表面粗さＲｍａｘ．が前
記ｎ回の測定で常に１０μｍ以下であり、かつ当該表面
に付着する０．１μｍ以上のパーティクル数が１０個／
ｍｍ2以下とすることができる。そして、このようにし
て形成された縦型ウエハボートによると、その積載面に
積載されたウエハは実質的に面支持状態を確保すること
ができ、ウエハに対するスリップの発生を効果的に低減
させることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明にかかる半導体用治具およ
びその製造方法について、半導体用治具として縦型ウエ
ハボートにこれを適用した実施の形態に基づいて説明す
る。図１は縦型ウエハボート１０の基本形態を示したも
のである。すなわち、複数本の支柱１１の上下両端部に
は天盤１２と底盤１３とが位置しており、これらの間に
は複数の支持盤１４が所定の挿入空間をもって配置され
ている。そして、天盤１２と底盤１３、および各支持盤
１４は前記複数の支柱１１に設けられた溝部に設置され
ている。また前記各支持盤１４には、スリット１５が形
成されており、このスリット１５が形成された各支持盤
１４の上面は、ウエハ１６の積載面を形成している。
びその製造方法について、半導体用治具として縦型ウエ
ハボートにこれを適用した実施の形態に基づいて説明す
る。図１は縦型ウエハボート１０の基本形態を示したも
のである。すなわち、複数本の支柱１１の上下両端部に
は天盤１２と底盤１３とが位置しており、これらの間に
は複数の支持盤１４が所定の挿入空間をもって配置され
ている。そして、天盤１２と底盤１３、および各支持盤
１４は前記複数の支柱１１に設けられた溝部に設置され
ている。また前記各支持盤１４には、スリット１５が形
成されており、このスリット１５が形成された各支持盤
１４の上面は、ウエハ１６の積載面を形成している。
【００１４】図２は前記した支持盤１４の一部を断面状
態とし、支持盤１４のウエハ積載面に対して処理を施す
状態を示したものである。支持盤１４を構成する基体１
４ａは、例えばＳｉ−ＳｉＣにより形成されており、こ
の基体１４ａの表面にはＣＶＤ法によりＳｉＣ膜１４ｂ
が形成されている。そして、支持盤１４のウエハ積載面
における前記ＳｉＣ膜１４ｂの表面は、研摩治具２１に
より研摩される。前記研摩治具２１は、例えば高純度カ
ーボンよりなる基体２１ａの表面にＣＶＤ法によりＳｉ
Ｃ膜２１ｂが形成されている。そして前記研摩治具２１
（以下、これをＳｉＣ研摩治具ともいう）を、図２の矢
印Ａ−Ａ’方向に往復動させるか、または水平方向に回
転駆動させることにより、支持盤１４のウエハ積載面に
おける前記ＳｉＣ膜１４ｂの表面は、研摩治具２１によ
り研摩され平滑化される。
態とし、支持盤１４のウエハ積載面に対して処理を施す
状態を示したものである。支持盤１４を構成する基体１
４ａは、例えばＳｉ−ＳｉＣにより形成されており、こ
の基体１４ａの表面にはＣＶＤ法によりＳｉＣ膜１４ｂ
が形成されている。そして、支持盤１４のウエハ積載面
における前記ＳｉＣ膜１４ｂの表面は、研摩治具２１に
より研摩される。前記研摩治具２１は、例えば高純度カ
ーボンよりなる基体２１ａの表面にＣＶＤ法によりＳｉ
Ｃ膜２１ｂが形成されている。そして前記研摩治具２１
（以下、これをＳｉＣ研摩治具ともいう）を、図２の矢
印Ａ−Ａ’方向に往復動させるか、または水平方向に回
転駆動させることにより、支持盤１４のウエハ積載面に
おける前記ＳｉＣ膜１４ｂの表面は、研摩治具２１によ
り研摩され平滑化される。
【００１５】前記のように、支持盤１４および研摩治具
２１のいずれにおいても、基体の表面にＣＶＤ法により
ＳｉＣ膜を形成させることで、その特質としてＳｉＣ膜
は超高純度であり、不純物汚染の問題が発生することが
ない。またＳｉＣはダイヤモンドなどに次ぐ高い硬度を
有するものであるため、その研摩効率を向上させること
ができる。このようにして、その表面が平滑化された支
持盤１４には、結果として支持盤１４の表面を被覆する
ＳｉＣおよび研摩治具２１の表面を被覆するＳｉＣがパ
ーティクルとなって残留することとなる。このようにし
て残留するパーティクルはウエハ積載面に多量に付着
し、ウエハ熱処理時の炉内パーティクル源となる問題が
生ずる。
２１のいずれにおいても、基体の表面にＣＶＤ法により
ＳｉＣ膜を形成させることで、その特質としてＳｉＣ膜
は超高純度であり、不純物汚染の問題が発生することが
ない。またＳｉＣはダイヤモンドなどに次ぐ高い硬度を
有するものであるため、その研摩効率を向上させること
ができる。このようにして、その表面が平滑化された支
持盤１４には、結果として支持盤１４の表面を被覆する
ＳｉＣおよび研摩治具２１の表面を被覆するＳｉＣがパ
ーティクルとなって残留することとなる。このようにし
て残留するパーティクルはウエハ積載面に多量に付着
し、ウエハ熱処理時の炉内パーティクル源となる問題が
生ずる。
【００１６】この対策として、加工後のＣＶＤボートを
超純水中で超音波洗浄、煮沸洗浄したり、ＨＦ溶液中に
浸漬したが、サブミクロンオーダーのパーティクルはほ
とんど除去できないことが判明した。ここで発明者ら
は、ＳｉＣによるパーティクルを除去するために、次の
ような手段を開発した。すなわち図２に示したように研
摩治具２１によるウエハ積載面の平滑化加工が完了した
ウエハボート１０を高温下、酸素気流中で熱処理をおこ
なった。これは下記反応式（化１）によりＳｉＣをＳｉ
Ｏ2に変化させるためである。したがって、所定時間熱
処理をおこなえば、ＳｉＣのパーティクルは全てＳｉＯ
2に変化することになる。
超純水中で超音波洗浄、煮沸洗浄したり、ＨＦ溶液中に
浸漬したが、サブミクロンオーダーのパーティクルはほ
とんど除去できないことが判明した。ここで発明者ら
は、ＳｉＣによるパーティクルを除去するために、次の
ような手段を開発した。すなわち図２に示したように研
摩治具２１によるウエハ積載面の平滑化加工が完了した
ウエハボート１０を高温下、酸素気流中で熱処理をおこ
なった。これは下記反応式（化１）によりＳｉＣをＳｉ
Ｏ2に変化させるためである。したがって、所定時間熱
処理をおこなえば、ＳｉＣのパーティクルは全てＳｉＯ
2に変化することになる。
【００１７】
【化１】２ＳｉＣ＋３Ｏ2→２ＳｉＯ2＋２ＣＯ
【００１８】前記熱処理により転換されたＳｉＯ2は、
ＨＦ（フッ酸）系の溶液に容易に反応し、溶解してしま
うことが知られている。そこで、酸素気流中で熱処理を
おこなったボート１０をＨＦ溶液中に浸漬させた。この
結果、ＳｉＯ2化したパーティクルは全てＨＦ溶液中に
溶解してしまい、ウエハ積載面には０．１μｍ以上のパ
ーティクル数が１０個／ｍｍ2以下に低減していること
が確認された。またこれは、半導体製造用の熱処理工程
で十分できるレベルであることも併せて確認した。
ＨＦ（フッ酸）系の溶液に容易に反応し、溶解してしま
うことが知られている。そこで、酸素気流中で熱処理を
おこなったボート１０をＨＦ溶液中に浸漬させた。この
結果、ＳｉＯ2化したパーティクルは全てＨＦ溶液中に
溶解してしまい、ウエハ積載面には０．１μｍ以上のパ
ーティクル数が１０個／ｍｍ2以下に低減していること
が確認された。またこれは、半導体製造用の熱処理工程
で十分できるレベルであることも併せて確認した。
【００１９】
【実施例】同一形状の８″ＣＶＤボートを２２台作製し
て、表１に示した１１通りの後処理をおこなったウエハ
ボートを２台づつ準備した。
て、表１に示した１１通りの後処理をおこなったウエハ
ボートを２台づつ準備した。
【００２０】
【表１】
（注記：Ｎｏ．１１が本発明品に相当する。）
【００２１】まず、はじめに各１台を破壊し、ウエハ積
載面のＲｍａｘ．とパーティクル（０．１〜１μｍ）の
付着状況を調査した。Ｒｍａｘ．は、触針式表面粗さ計
（東京精密：ＳＵＲＦＣＯＭ）で測定し、パーティクル
の付着状況は電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。結果を
表２に示した。なお、この場合のＲｍａｘ．の測定条件
は、測定長さ：１０ｍｍ、カットオフ値：０．８ｍｍ、
走査速度：０．３ｍｍ／ｓｅｃ、繰り返し測定回数：１
０回とした。Ｒｍａｘ．は加工時間などによって若干ば
らつきが認められたものの、本発明に相当するボートＮ
ｏ．１１は、Ｒｍａｘ．が低値で推移し、かつ付着して
いるパーティクルもＮｏ．１（比較例）並に少ないこと
が確認された。
載面のＲｍａｘ．とパーティクル（０．１〜１μｍ）の
付着状況を調査した。Ｒｍａｘ．は、触針式表面粗さ計
（東京精密：ＳＵＲＦＣＯＭ）で測定し、パーティクル
の付着状況は電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。結果を
表２に示した。なお、この場合のＲｍａｘ．の測定条件
は、測定長さ：１０ｍｍ、カットオフ値：０．８ｍｍ、
走査速度：０．３ｍｍ／ｓｅｃ、繰り返し測定回数：１
０回とした。Ｒｍａｘ．は加工時間などによって若干ば
らつきが認められたものの、本発明に相当するボートＮ
ｏ．１１は、Ｒｍａｘ．が低値で推移し、かつ付着して
いるパーティクルもＮｏ．１（比較例）並に少ないこと
が確認された。
【００２２】
【表２】
（注記：Ｎｏ．１１が本発明品に相当する。）
【００２３】また、前記Ｎｏ．１（比較例）と、本発明
に相当するボートＮｏ．１１についての各回のＲｍａ
ｘ．の実測データを含む詳細な測定結果を表３に示す。
なお表３に示す測定データの単位はμｍである。表３か
ら明らかなように、比較例は１０回の測定のうち、Ｒｍ
ａｘ．で１０μｍを越えたものが６回であったのに対
し、本発明品では１０回いずれでも、１０μｍ以下の値
であり、「平均値＋３σ」でも１０μｍ以下で極めて表
面が均等に滑らかになっているかが明らかである。な
お、σは標準偏差を意味する。
に相当するボートＮｏ．１１についての各回のＲｍａ
ｘ．の実測データを含む詳細な測定結果を表３に示す。
なお表３に示す測定データの単位はμｍである。表３か
ら明らかなように、比較例は１０回の測定のうち、Ｒｍ
ａｘ．で１０μｍを越えたものが６回であったのに対
し、本発明品では１０回いずれでも、１０μｍ以下の値
であり、「平均値＋３σ」でも１０μｍ以下で極めて表
面が均等に滑らかになっているかが明らかである。な
お、σは標準偏差を意味する。
【００２４】
【表３】
【００２５】ついで、非破壊のＣＶＤボートにウエハを
積載し、酸化、拡散工程を想定した条件（１１００℃、
酸素気流中、５時間）の熱処理をおこなつた。熱処理完
了ウエハについて、 スリップの発生状況 ウエハ表面の不純物量（ＭＣＬ） ウエハ表面のパーティクル付着状況 について調査した。 前記はウエハ裏面の斜光観察 前記はウエハ表面に形成された酸化膜中の不純物分析 前記は光の散乱を利用したパーティクルカウンター測
定で評価した。 その結果を表４にまとめた。なお、スリップの発生状況
を示す表４における積算スリップ長は、ウエハ一枚の面
内に存在するスリップ長さを全て加算した値である。Ｎ
ｏ．１（比較例）と比較して、全ての項目において同等
以上の好結果が得られたのは、不純物の少ないＳｉＣ研
摩治具を使用し、酸素気流中での熱処理を経た後にフッ
酸洗浄を実施したＮｏ．１１（本発明品）だけであつ
た。
積載し、酸化、拡散工程を想定した条件（１１００℃、
酸素気流中、５時間）の熱処理をおこなつた。熱処理完
了ウエハについて、 スリップの発生状況 ウエハ表面の不純物量（ＭＣＬ） ウエハ表面のパーティクル付着状況 について調査した。 前記はウエハ裏面の斜光観察 前記はウエハ表面に形成された酸化膜中の不純物分析 前記は光の散乱を利用したパーティクルカウンター測
定で評価した。 その結果を表４にまとめた。なお、スリップの発生状況
を示す表４における積算スリップ長は、ウエハ一枚の面
内に存在するスリップ長さを全て加算した値である。Ｎ
ｏ．１（比較例）と比較して、全ての項目において同等
以上の好結果が得られたのは、不純物の少ないＳｉＣ研
摩治具を使用し、酸素気流中での熱処理を経た後にフッ
酸洗浄を実施したＮｏ．１１（本発明品）だけであつ
た。
【００２６】
【表４】
（注記：Ｎｏ．１１が本発明品に相当する。）
【００２７】ここで、ＳｉＣ研摩治具、酸素気流中での
熱処理条件、ＨＦ溶液中での洗浄条件の実施例について
示す。ＳｉＣ研摩治具は、前記のごとくＳｉ−ＳｉＣな
どより成る基体にＣＶＤ−ＳｉＣ膜を形成し、最大表面
粗さが２０〜１００μｍ程度のものが好ましい。ＣＶＤ
法以外で得られたＳｉＣ材料は、助剤や接着剤として不
純物を含むため不適であり、最大表面粗さが前記範囲外
であると加工効率が落ちたり、所定の面粗さが達成でき
なくなる。酸素気流中での熱処理条件は、少なくとも１
１００℃以上であることが必要である、これは前記した
反応式（化１）を効率良く進行させるためである。一般
的に前記反応式（化１）における反応進行度合は、温度
の関数であるとともに処理時間の平方根に比例する（放
物線則）。
熱処理条件、ＨＦ溶液中での洗浄条件の実施例について
示す。ＳｉＣ研摩治具は、前記のごとくＳｉ−ＳｉＣな
どより成る基体にＣＶＤ−ＳｉＣ膜を形成し、最大表面
粗さが２０〜１００μｍ程度のものが好ましい。ＣＶＤ
法以外で得られたＳｉＣ材料は、助剤や接着剤として不
純物を含むため不適であり、最大表面粗さが前記範囲外
であると加工効率が落ちたり、所定の面粗さが達成でき
なくなる。酸素気流中での熱処理条件は、少なくとも１
１００℃以上であることが必要である、これは前記した
反応式（化１）を効率良く進行させるためである。一般
的に前記反応式（化１）における反応進行度合は、温度
の関数であるとともに処理時間の平方根に比例する（放
物線則）。
【００２８】これを基にすれば、１２５０℃の場合、処
理時間を１５時間に設定すれば、１μｍ以下のＳｉＣパ
ーティクルは全てＳｉＯ2に転化してしまう。１μｍ以
上のパーティクルは表面に吸着しにくいため、特にＳｉ
Ｏ2化させる必要はない。ＨＦ洗浄は、特に厳しく制御
する因子は少なく、１０％以上の溶液に２時間以上ＣＶ
Ｄボートを浸漬せればＳｉＯ2パーティクルは完全に溶
解してしまうことが確認された。
理時間を１５時間に設定すれば、１μｍ以下のＳｉＣパ
ーティクルは全てＳｉＯ2に転化してしまう。１μｍ以
上のパーティクルは表面に吸着しにくいため、特にＳｉ
Ｏ2化させる必要はない。ＨＦ洗浄は、特に厳しく制御
する因子は少なく、１０％以上の溶液に２時間以上ＣＶ
Ｄボートを浸漬せればＳｉＯ2パーティクルは完全に溶
解してしまうことが確認された。
【００２９】なお、以上の実施の形態並びに実施例にお
いては、ＳｉＯ2を溶解する溶液として、フッ酸を用い
た例に基づいて説明したが、前記溶液としては、フッ酸
と塩酸、フッ酸と硝酸、フッ酸と硫酸のいずれかの混酸
を用いても、同等の洗浄効果が得られることが確認され
た。また、前記したＣＶＤ−ＳｉＣ質の研摩治具は、含
有金属不純物量が０．１ｐｐｍ以下に成されることによ
り、ウエハの酸化、拡散などの高温熱処理工程で金属不
純物によりウエハに対して不良を発生させる度合いが低
下できることも確認された。
いては、ＳｉＯ2を溶解する溶液として、フッ酸を用い
た例に基づいて説明したが、前記溶液としては、フッ酸
と塩酸、フッ酸と硝酸、フッ酸と硫酸のいずれかの混酸
を用いても、同等の洗浄効果が得られることが確認され
た。また、前記したＣＶＤ−ＳｉＣ質の研摩治具は、含
有金属不純物量が０．１ｐｐｍ以下に成されることによ
り、ウエハの酸化、拡散などの高温熱処理工程で金属不
純物によりウエハに対して不良を発生させる度合いが低
下できることも確認された。
【００３０】また図１においては、半導体用治具として
天盤と底盤との間に複数枚のウエハ支持盤を備えた縦型
ウエハボートを例示しているが、本発明はこのような特
定な縦型ウエハボートに限らず、例えば４本の支柱に対
してウエハ保持溝を備えた一般的なウエハボートに適用
できることは勿論である。さらに本発明は枚葉式のサセ
プタ、ウエハ搬送用トレー等に対して適用することもで
き、またそれ以外の例えば炉芯管などの半導体用治具に
対して適用することができる。
天盤と底盤との間に複数枚のウエハ支持盤を備えた縦型
ウエハボートを例示しているが、本発明はこのような特
定な縦型ウエハボートに限らず、例えば４本の支柱に対
してウエハ保持溝を備えた一般的なウエハボートに適用
できることは勿論である。さらに本発明は枚葉式のサセ
プタ、ウエハ搬送用トレー等に対して適用することもで
き、またそれ以外の例えば炉芯管などの半導体用治具に
対して適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、本発明にかかる半導体用
治具およびその製造方法によると、基体表面にＣＶＤ法
によりＳｉＣ膜を形成し、このＳｉＣ膜をＳｉＣ膜を形
成した研摩治具により平滑化し、続いて高温酸化処理、
およびＨＦ等の洗浄の組合せによるパーティクル除去を
行うようにしたので、その最大表面粗さが、１０μｍ以
下の平滑化が可能となり、かつ不純物汚染やパーティク
ル発生も抑制することが可能となる。したがって、これ
を縦型ウエハボートのウエハ積載面の処理に適用するこ
とで、従来問題となっていたウエハのスリップの発生を
抑制でき、処理ウエハの歩留向上に貢献することができ
る。なお上述した炉芯管等のようにウエハと直接接触し
ない半導体用治具においては、前記したスリップ抑制機
能はないが、不純物汚染やパーティクル発生の抑制機能
によって、処理ウエハの歩留向上に貢献することができ
る。
治具およびその製造方法によると、基体表面にＣＶＤ法
によりＳｉＣ膜を形成し、このＳｉＣ膜をＳｉＣ膜を形
成した研摩治具により平滑化し、続いて高温酸化処理、
およびＨＦ等の洗浄の組合せによるパーティクル除去を
行うようにしたので、その最大表面粗さが、１０μｍ以
下の平滑化が可能となり、かつ不純物汚染やパーティク
ル発生も抑制することが可能となる。したがって、これ
を縦型ウエハボートのウエハ積載面の処理に適用するこ
とで、従来問題となっていたウエハのスリップの発生を
抑制でき、処理ウエハの歩留向上に貢献することができ
る。なお上述した炉芯管等のようにウエハと直接接触し
ない半導体用治具においては、前記したスリップ抑制機
能はないが、不純物汚染やパーティクル発生の抑制機能
によって、処理ウエハの歩留向上に貢献することができ
る。
【図１】本発明にかかる半導体用治具としての縦型ウエ
ハボートの例を示した斜視図である。
ハボートの例を示した斜視図である。
【図２】図１に示す縦型ウエハボートにおけるウエハ積
載面を研摩処理する工程を示した拡大断面図である。
載面を研摩処理する工程を示した拡大断面図である。
１０ 縦型ウエハボート
１１ 支柱
１２ 天盤
１３ 底盤
１４ 支持盤
１４ａ 基体
１４ｂ ＳｉＣ膜
１５ スリット
１６ ウエハ
２１ 研摩治具
２１ａ 基体
２１ｂ ＳｉＣ膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−107081（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−128036（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−102447（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−78376（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−221168（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−6862（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/68
H01L 21/22
Claims (5)
- 【請求項１】 基体表面にＣＶＤ法によりＳｉＣ膜を形
成し、その表面に研摩処理を施した後の半導体用治具で
あって、 測定長さ：Ｌｍｍ、測定回数：ｎとした際の表面粗さ測
定におけるＬ×ｎ≧１００ｍｍの測定で、最大表面粗さ
Ｒｍａｘ．が前記ｎ回の測定で常に１０μｍ以下であ
り、かつ当該表面に付着している０．１μｍ以上の前記
ＳｉＣ膜の研摩処理に伴うＳｉＣパーティクル数が１０
個／ｍｍ2以下であることを特徴とする半導体用治具。 - 【請求項２】 基体表面にＣＶＤ法によりＳｉＣ膜を形
成した半導体用治具の製造方法であって、 基体表面にＣＶＤ法により形成されたＳｉＣ膜を、Ｓｉ
Ｃ質の研摩治具を使用して表面を平滑化する平滑化工程
と、 前記平滑化工程を経た半導体用治具を高温酸素雰囲気中
で熱処理し、平滑化工程によって生成され、該治具の表
面に付着したＳｉＣパーティクルをＳｉＯ2に転化させ
る熱処理工程と、 前記熱処理工程により転化されたＳｉＯ2を、溶解可能
な溶液により洗浄する洗浄工程とから成ることを特徴と
する半導体用治具の製造方法。 - 【請求項３】 前記ＳｉＯ2を溶解する溶液として、フ
ッ酸またはフッ酸と塩酸、フッ酸と硝酸、フッ酸と硫酸
のいずれかの混酸を用いたことを特徴とする請求項２に
記載の半導体用治具の製造方法。 - 【請求項４】 前記ＳｉＣ質の研摩治具は、含有金属不
純物量が０．１ｐｐｍ以下に成されていることを特徴と
する請求項２または請求項３に記載の半導体用治具の製
造方法。 - 【請求項５】 ＣＶＤ法により基体表面に形成されたＳ
ｉＣ膜を、ＳｉＣ質の研摩治具を使用して平滑化させる
と共に、平滑化によって表面に付着したＳｉＣパーティ
クルを高温酸素雰囲気中でＳｉＯ2に転化し、このＳｉ
Ｏ2を溶解可能な溶液により洗浄して成ることを特徴と
する半導体用治具。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18753497A JP3494554B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 半導体用治具およびその製造方法 |
| KR1019980024042A KR100284105B1 (ko) | 1997-06-26 | 1998-06-25 | 반도체용 지그 및 그 제조 방법 |
| TW087110357A TW389976B (en) | 1997-06-26 | 1998-06-26 | Jig for semiconductor wafers and method for producing the same |
| US09/104,539 US6093644A (en) | 1997-06-26 | 1998-06-26 | Jig for semiconductor wafers and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18753497A JP3494554B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 半導体用治具およびその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1116993A JPH1116993A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3494554B2 true JP3494554B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=16207779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18753497A Expired - Fee Related JP3494554B2 (ja) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | 半導体用治具およびその製造方法 |
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| US20020130061A1 (en) * | 2000-11-02 | 2002-09-19 | Hengst Richard R. | Apparatus and method of making a slip free wafer boat |
| US6881680B2 (en) * | 2002-06-14 | 2005-04-19 | Toyo Tanso Co., Ltd. | Low nitrogen concentration carbonaceous material and manufacturing method thereof |
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| US20040043617A1 (en) * | 2002-09-04 | 2004-03-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Partitioned wafer boat for constant wafer backside emmissivity |
| US7325692B2 (en) * | 2002-11-26 | 2008-02-05 | Disco Corporation | Cassette having separation plates for storing a plurality of semiconductor wafers |
| US6799940B2 (en) | 2002-12-05 | 2004-10-05 | Tokyo Electron Limited | Removable semiconductor wafer susceptor |
| US6825123B2 (en) | 2003-04-15 | 2004-11-30 | Saint-Goban Ceramics & Plastics, Inc. | Method for treating semiconductor processing components and components formed thereby |
| US7329947B2 (en) * | 2003-11-07 | 2008-02-12 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corporation | Heat treatment jig for semiconductor substrate |
| US7501370B2 (en) * | 2004-01-06 | 2009-03-10 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | High purity silicon carbide wafer boats |
| US20060213537A1 (en) * | 2005-03-23 | 2006-09-28 | Thu Anh To | Vertical wafer platform systems and methods for fast wafer cleaning and measurement |
| JP4813115B2 (ja) * | 2005-07-14 | 2011-11-09 | 国立大学法人東北大学 | 半導体製造装置用部材及びその洗浄方法 |
| US7601227B2 (en) * | 2005-08-05 | 2009-10-13 | Sumco Corporation | High purification method of jig for semiconductor heat treatment |
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| WO2009085703A2 (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Method for treating semiconductor processing components and components formed thereby |
| USD615937S1 (en) * | 2009-03-06 | 2010-05-18 | Tokyo Electron Limited | Heat radiation fin of heat insulating cylinder for manufacturing semiconductor wafers |
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| CN216793639U (zh) * | 2020-09-30 | 2022-06-21 | 广东晶相光电科技有限公司 | 一种发光二极管及发光二极管显示器 |
| JP7790129B2 (ja) * | 2021-12-14 | 2025-12-23 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP1760960S (ja) * | 2023-06-12 | 2024-01-10 | ||
| TW202524642A (zh) * | 2023-06-28 | 2025-06-16 | 荷蘭商Ａｓｍ Ｉｐ私人控股有限公司 | 晶舟系統、固持環及其用途 |
| CN120656979A (zh) * | 2024-03-13 | 2025-09-16 | 力晶积成电子制造股份有限公司 | 晶圆承载装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4582561A (en) * | 1979-01-25 | 1986-04-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for making a silicon carbide substrate |
| JPS6236086A (ja) * | 1985-08-09 | 1987-02-17 | 株式会社東芝 | 炭化珪素製品の製造方法 |
| US5200157A (en) * | 1986-02-17 | 1993-04-06 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Susceptor for vapor-growth deposition |
| US5820686A (en) * | 1993-01-21 | 1998-10-13 | Moore Epitaxial, Inc. | Multi-layer susceptor for rapid thermal process reactors |
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1997
- 1997-06-26 JP JP18753497A patent/JP3494554B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1998
- 1998-06-25 KR KR1019980024042A patent/KR100284105B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-26 US US09/104,539 patent/US6093644A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-26 TW TW087110357A patent/TW389976B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
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