JP5122386B2 - Case for semiconductor - Google Patents
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Description
本発明は、レチクルまたはウェハを収容する半導体用ケースに関する。 The present invention relates to a semiconductor case that accommodates a reticle or wafer.
従来、半導体製造過程において用いられるレチクルや半導体のウェハ等の運搬、保管等には、半導体用ケースが使用される。この種の半導体用ケースとしては、例えば、レチクルやウェハを載置する底皿と、この底皿に蓋をする上蓋とを有し、底皿を帯電量の絶対値が100V以下の導電性樹脂で形成すると共に、上蓋を帯電量の絶対値が1500V以上の非導電性樹脂で形成したもの(例えば、特許文献1参照)が提案されている。このような半導体用ケースでは、底皿と上蓋との磨耗等によるパーティクルの発生を抑制でき、発生したパーティクルは上蓋に静電吸着されるため、レチクル等へのパーティクルの付着による汚染を抑制できる。また、レチクル等に電荷が溜まらないため、パターンの静電破壊を防止することができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor case is used for transporting and storing reticles and semiconductor wafers used in a semiconductor manufacturing process. As this type of semiconductor case, for example, there is a bottom plate on which a reticle or wafer is placed, and an upper lid that covers the bottom plate, and the bottom plate is a conductive resin having an absolute charge amount of 100 V or less. And an upper lid formed of a non-conductive resin having an absolute charge amount of 1500 V or more (see, for example, Patent Document 1). In such a semiconductor case, generation of particles due to wear between the bottom plate and the upper lid can be suppressed, and the generated particles are electrostatically adsorbed to the upper lid, so that contamination due to adhesion of particles to the reticle or the like can be suppressed. In addition, since no charge is accumulated on the reticle or the like, electrostatic breakdown of the pattern can be prevented.
また、内側面にイオン化蒸着法によってダイヤモンドライクカーボン膜(以下、「DLC膜」と称する場合がある)を設けた半導体用ケース(例えば、特許文献2参照)が検討されている。この半導体用ケースによれば、内側面を化学的に不活性にし、潤滑性を増して、剥がれた粒子がウェハに付着することを防止できる。 Further, a semiconductor case (for example, see Patent Document 2) in which a diamond-like carbon film (hereinafter sometimes referred to as a “DLC film”) is provided on the inner surface by an ionized vapor deposition method has been studied. According to this semiconductor case, it is possible to chemically inactivate the inner surface, increase lubricity, and prevent the detached particles from adhering to the wafer.
一般に、DLC膜は、耐磨耗性、摺動性、ガスバリア性等が優れているため、幅広い用途開発が行われている。その成膜方法としては、高周波プラズマ法とイオン化蒸着法(イオンプレーテイング)とが主に用いられている。
高周波プラズマ法では、メタンガスを原料に使い、容量結合型のプラズマ電極を用いる。この方法により生成するDLC膜の膜質は、膜中水素が多いため、平滑性に優れ、摩擦係数も小さいが、若干硬度が低いことが知られている。イオン化蒸着法では、原料にベンゼンを用い、イオン化した炭化水素を直流で加速することにより、生成したDLC膜の膜中から水素が除去される。このため、膜質が硬くなり、若干面粗度が悪くなるとことが知られている。したがって、通常、高周波プラズマ法によるDLC膜は摺動用途に用いられ、イオン化蒸着法によるDLC膜は金型や刃物等に用いられる。
In general, DLC films have excellent wear resistance, slidability, gas barrier properties, and the like, and thus have been developed for a wide range of applications. As a film forming method, a high-frequency plasma method and an ionized vapor deposition method (ion plating) are mainly used.
In the high frequency plasma method, methane gas is used as a raw material, and a capacitively coupled plasma electrode is used. It is known that the film quality of the DLC film produced by this method is excellent in smoothness and small friction coefficient because of the large amount of hydrogen in the film, but has a slightly low hardness. In the ionized vapor deposition method, hydrogen is removed from the generated DLC film by using benzene as a raw material and accelerating the ionized hydrocarbon with a direct current. For this reason, it is known that the film quality becomes hard and the surface roughness slightly deteriorates. Therefore, normally, the DLC film by the high frequency plasma method is used for sliding applications, and the DLC film by the ionized vapor deposition method is used for a mold, a blade or the like.
このようなDLC膜は、飲料用等のプラスチック容器の内側面に設けて、耐酸素ガス透過性を向上させることも知られている(例えば、特許文献3参照)。この場合では、容器内にアセチレン等を導入し、マイクロ波を照射して、容器の内側面に最大で400Å(0.04μm)のDLC膜を形成させている。 It is also known that such a DLC film is provided on the inner surface of a plastic container for beverages or the like to improve oxygen gas permeability (see, for example, Patent Document 3). In this case, acetylene or the like is introduced into the container, and microwaves are irradiated to form a DLC film having a maximum thickness of 400 mm (0.04 μm) on the inner surface of the container.
一方、半導体デバイスのデザインルールの微細化に伴い、露光工程におけるレチクルのヘイズが問題となっている。レチクルの表面や雰囲気中に存在する酸と塩基との反応、あるいは有機不純物の光化学反応によって、レチクルにヘイズの種となる物質が形成される。ヘイズの種となる物質は露光のエネルギーによって凝集し、欠陥の原因となるヘイズに成長することが知られている。 On the other hand, with the miniaturization of semiconductor device design rules, reticle haze in the exposure process has become a problem. A substance that becomes a seed of haze is formed on the reticle by a reaction between an acid and a base present on the surface or atmosphere of the reticle or a photochemical reaction of an organic impurity. It is known that substances that become seeds of haze aggregate by exposure energy and grow into haze that causes defects.
しかし、特許文献1に記載されたような前記従来の樹脂で形成された半導体用ケースでは、樹脂中に含まれる安定剤や紫外線吸収剤等の樹脂由来のガスが樹脂から放散し、内部に収容されたレチクルやウェハに付着して、これらを汚染する虞があった。
However, in the semiconductor case formed of the conventional resin as described in
レチクル等に付着した安定剤や紫外線吸収剤等は、有機不純物として光化学反応によってヘイズを発生させるため、露光によりウェハに転写されるパターンの欠陥の原因になるという問題があった。 Stabilizers and UV absorbers adhering to reticles and the like cause haze by an organic chemical reaction as an organic impurity, which causes a defect in a pattern transferred to a wafer by exposure.
樹脂中に含まれる安定剤としては、フェノール系(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール[BHT])、スルフィド系(ジラウリルチオジプロピオネート[DLTP])、ホスファイト系(トリデシルホスファイト[TDP])等がある。紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系(2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン)、ベンゾトリアゾール系(2(2’−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール)、アクリレート系(2−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート)、サリチレート系(フェニルサリチレート)等がある。 Stabilizers contained in the resin include phenolic (2,6-di-t-butyl-4-methylphenol [BHT]), sulfide (dilaurylthiodipropionate [DLTP]), phosphite ( Tridecyl phosphite [TDP]). Examples of ultraviolet absorbers include benzophenone (2-hydroxy-4-methoxybenzophenone), benzotriazole (2 (2′-hydroxy-5-methylphenyl) benzotriazole), and acrylate (2-ethylhexyl-2-cyano-). 3,3-diphenyl acrylate), salicylate type (phenyl salicylate) and the like.
特許文献2に記載されたようなイオン化蒸着法で形成されたDLC膜は、高硬度で、樹脂への密着性と追従性とが悪いため、半導体用ケースの内側面を樹脂で形成した場合には、DLC膜の剥離やひび割れ等が生じ、半導体用ケース内部への樹脂由来のガスの放散を抑制することは難しかった。
Since the DLC film formed by ionization vapor deposition as described in
また、特許文献3に記載されたDLC膜では、膜質が弱く、機械的衝撃等によって膜が破壊されて塵埃となる虞があった。このため、塵埃の付着が厳禁であるレチクルやウェハ等の運搬、保管等に使用する半導体用ケースには適用できなかった。 Further, the DLC film described in Patent Document 3 has poor film quality, and there is a possibility that the film is broken due to mechanical impact or the like and becomes dust. For this reason, it cannot be applied to a semiconductor case used for transportation and storage of reticles and wafers to which dust adherence is strictly prohibited.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、内部への樹脂由来のガスの放散を抑制できる半導体用ケースを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said subject, and it aims at providing the case for semiconductors which can suppress the dispersion | distribution of the gas derived from resin to an inside.
上記目的を達成するための本発明に係る半導体用ケースの特徴構成は、少なくとも内側面が樹脂で構成され、レチクルまたはウェハを収容するケース本体と、前記内側面を被覆すると共に、前記内側面から前記樹脂に含まれる気化物質が放散することを防止するダイヤモンドライクカーボン膜とを備え、前記ダイヤモンドライクカーボン膜の硬度が、HK500〜900の範囲にあり、密度が、1.6〜2.6g/cm 3 の範囲にあり、厚みが0.2〜1.0μmの範囲にある点にある。 FEATURES structure of a semiconductor for the case according to the present invention for achieving the above object is constructed at least the inner surface of a resin, and a case body housing the reticle or wafer, as well as covering the inner surface, the inner surface A diamond-like carbon film that prevents the vaporized substance contained in the resin from being diffused , the hardness of the diamond-like carbon film is in the range of HK500 to 900, and the density is 1.6 to 2.6 g. / Cm 3 and the thickness is in the range of 0.2 to 1.0 μm .
ダイヤモンドライクカーボン膜は、良好な耐ガス透過性を有する。このため、本構成のようにケース本体の内側面をダイヤモンドライクカーボン膜で被覆することにより、ケース本体の内側面を構成する樹脂に含まれる気化物質、すなわち樹脂由来のガスが、ケース本体の内部に放散することを抑制することができる。
したがって、本構成によれば、ケース本体の内部に樹脂由来のガスが放散してレチクルやウェハに付着することを防止でき、レチクルやウェハを安定に保つことができる。
The diamond-like carbon film has good gas permeation resistance. For this reason, by covering the inner surface of the case body with a diamond-like carbon film as in this configuration, the vaporized substance contained in the resin constituting the inner surface of the case body, that is, the resin-derived gas, Can be prevented from being diffused.
Therefore, according to this configuration, it is possible to prevent the gas derived from the resin from being diffused inside the case body and adhere to the reticle or wafer, and the reticle or wafer can be kept stable.
本構成のように、ダイヤモンドライクカーボン膜の硬度をHK500〜900の範囲となるように構成することにより、樹脂の体積変化に対して追随が可能となり、割れ難くなる。このため、樹脂由来のガスが、ダイヤモンドライクカーボン膜の割れた隙間を通過してケース本体の内部に入り込むことを防止できる。また、ダイヤモンドライクカーボン膜自体が割れ難いため、膜の破片等がレチクルやウェハに付着することも防止できる。 As in this configuration, by configuring the hardness of the diamond-like carbon film to be in the range of HK 5 00~ 9 00, it is possible to follow the volume change of the resin, it becomes difficult crack. For this reason, it is possible to prevent the resin-derived gas from entering the inside of the case body through the cracked gap of the diamond-like carbon film. Further, since the diamond-like carbon film itself is difficult to break, it is possible to prevent film fragments and the like from adhering to the reticle or wafer.
ダイヤモンドライクカーボン膜は、密度が小さくなると耐ガス透過性が低下し、密度が大きくなると硬くなり割れやすくなる。
そこで、本構成のように、密度を1.6〜2.6g/cm3の範囲にすることにより、良好な耐ガス透過性を保ちつつ、割れ難いダイヤモンドライクカーボン膜とすることができる。
As the diamond-like carbon film has a low density, the gas permeation resistance decreases, and when the density increases, the diamond-like carbon film becomes hard and easily cracked.
Therefore, by setting the density in the range of 1.6 to 2.6 g / cm 3 as in this configuration, it is possible to obtain a diamond-like carbon film that is difficult to break while maintaining good gas permeability.
本構成のように、厚みを0.2〜1.0μmの範囲にすることにより、優れた耐ガス透過性を有するダイヤモンドライクカーボン膜とすることができる。 As in this configuration, the thickness is 0. By setting the thickness within the range of 2 to 1.0 μm, a diamond-like carbon film having excellent gas permeation resistance can be obtained.
本発明に係る半導体用ケースは、少なくとも内側面が樹脂で構成され、レチクルまたはウェハを収容するケース本体と、前記内側面を被覆すると共に、前記内側面から前記樹脂に含まれる気化物質が放散することを防止するDLC膜とを備えたものである。DLC膜の硬度は、HK400〜1000の範囲にあることが好ましい。DLC膜の硬度は低くなると耐ガス透過性が低下する一方で、硬度が高くなると割れ易くなる。このため、樹脂で形成されたケース本体の内側面をDLC膜で被覆する場合において、DLC膜の硬度をHK400〜1000の範囲となるように構成することにより、ケース本体の内側面を構成する樹脂の弾性変形や、成膜時等における温度変化による膨張・収縮等の体積変化等に対して追随できる。このようなDLC膜は、優れた耐ガス透過性に加え、樹脂の体積変化等に対して割れ難くなるため、ケース本体の内部に樹脂由来のガスが放散することを抑制でき、レチクルやウェハが汚染されることを防止できる。また、これにより、従来では半導体用ケースに使用できなかった樹脂を使用することもできる。
尚、樹脂由来のガス(樹脂に含まれる気化物質)は、特に限定はされないが、例えば、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、難燃剤等、重合前のモノマーや重合後の樹脂に添加する各種添加剤、未重合の原料モノマーやオリゴマー、溶融工程等で生じる低分子量分解物等を含む。
The semiconductor case according to the present invention has at least an inner surface made of resin, covers a case main body that accommodates a reticle or wafer, and covers the inner surface, and a vaporized substance contained in the resin diffuses from the inner surface. And a DLC film that prevents this. The hardness of the DLC film is preferably in the range of HK400 to 1000. When the hardness of the DLC film is lowered, the gas permeability resistance is lowered, while when the hardness is increased, the DLC film is easily cracked. For this reason, in the case where the inner surface of the case body formed of resin is covered with the DLC film, the resin constituting the inner surface of the case body is configured by setting the hardness of the DLC film to be in the range of HK400 to 1000. It is possible to follow the elastic deformation of the film, volume changes such as expansion / contraction due to temperature changes during film formation, and the like. Such a DLC film, in addition to excellent gas permeation resistance, is difficult to break against changes in the volume of the resin, etc., so it is possible to suppress the diffusion of gas derived from the resin inside the case body, and the reticle and wafer It can be prevented from being contaminated. This also makes it possible to use a resin that could not be used for a semiconductor case.
The resin-derived gas (vaporizing substance contained in the resin) is not particularly limited. For example, a stabilizer, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a plasticizer, a flame retardant, etc. Various additives to be added to the resin, unpolymerized raw material monomers and oligomers, low molecular weight decomposition products generated in the melting step and the like are included.
本発明に係る半導体用ケースは、レチクルまたはウェハを収容するケース本体を備えたものであり、従来公知の形状のものが適用可能であり、特に限定はされない。また、ケース本体は、少なくとも内側面が樹脂で構成されたものであれば、特に制限はない。ケース本体として、例えば、ケース本体自体を樹脂で形成したものや、金属製等のケース本体の内側面を樹脂でコーティングしたもの等が適用可能である。 The semiconductor case according to the present invention is provided with a case main body that accommodates a reticle or wafer, and a conventionally known shape is applicable and is not particularly limited. The case main body is not particularly limited as long as at least the inner surface is made of resin. As the case main body, for example, a case main body itself formed of a resin, a metal case or the like whose inner side surface is coated with a resin, or the like can be applied.
ケース本体の内側面を形成する樹脂は、特に限定されないが、DLC膜を割れ難くするという観点からは、線膨張係数は小さい方がケース本体の熱膨張を小さくすることができるため好ましい。樹脂は、例えば、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポシキ樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート、アラミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリビニルブチラート、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、塩素化ポリエーテル、ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル共重合樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂(ABS)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリメチルメタクリレート、変性アクリル樹脂、制電アクリル樹脂、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン6,10、ナイロン11、ナイロン12、エチルセルロース、酢酸セルロース、プロピルセルロース、酢酸・酪酸セルロース、硝酸セルロース、ポリカーボネート、フェノキシ樹脂、ポリエステル、フッ素樹脂(3フッ化塩化エチレン樹脂(PCTFE)、3フッ化塩化エチレン・エチレン共重合樹脂(ECTEF)、4フッ化エチレン樹脂(PTFE)、4フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂(ETFE)、4フッ化エチレン・6フッ化プロピレン共重合樹脂(FEP)、4フッ化エチレン・過フッ化アルキルビニルエーテル共重合樹脂(PFA)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)等)、ポリウレタン等が例示される。樹脂の線膨張係数は、13×10−5/℃以下が好ましく、10×10−5/℃以下がより好ましい。
The resin forming the inner side surface of the case body is not particularly limited, but from the viewpoint of making the DLC film difficult to break, a smaller linear expansion coefficient is preferable because the thermal expansion of the case body can be reduced. Examples of the resin include urea resin, melamine resin, epoxy resin, furan resin, xylene resin, unsaturated polyester resin, silicone resin, diallyl phthalate, aramid resin, polyimide resin, polyvinyl chloride, polyvinyl butyrate, polyvinyl alcohol, polyvinyl formal , Chlorinated polyether, polystyrene, styrene / acrylonitrile copolymer resin, acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer resin (ABS), polyethylene, polypropylene, polyacetal, polymethyl methacrylate, modified acrylic resin, antistatic acrylic resin, nylon 6, nylon 6,6,
ケース本体の内側面を被覆するDLC膜は、ダイヤモンド状の炭素−炭素結合を有する非晶質炭素膜である。DLC膜としては、特に制限はなく、水素や、金属等の他の元素を含有させることができる。DLC膜の硬度HKは、400〜1000の範囲とすることが好ましい。DLC膜は、硬度が1000を超えて高くなると、ケース本体を形成する樹脂の体積変化等に追随できなくなって割れたり、ケース本体から剥離する虞がある。DLC膜の硬度が400よりも低くなると、樹脂の体積変化等に追随できるものの、安定剤や紫外線吸収剤等の樹脂由来のガスに対する耐ガス透過性が低下する。このため、DLC膜の硬度は、HK500〜900がより好ましい。DLC膜の硬度は、DLC成膜時の高周波電力の周波数・電力、真空度、処理時間等を適正に選択することによって調整する。尚、DLC膜の硬度は、例えば、真空度:0.1Torr、DLC膜形成用ガス:メタン/流量500sccm、温度:50℃、高周波電力:周波数13.56MHz/400W/39min.の成膜条件でDLC膜の硬度900(HK)。真空度:0.1Torr、DLC膜形成用ガス:メタン/流量500sccm、温度:50℃、高周波電力:周波数13.56MHz/480W/33min.の成膜条件でDLC膜の硬度900(HK)。真空度:0.1Torr、DLC膜形成用ガス:メタン/流量500sccm、温度:50℃、高周波電力:周波数13.56MHz/300W/135min.の成膜条件でDLC膜の硬度500(HK)が得られる。DLC膜の硬度は水素の導入量が多くなると低下し、水素の導入量が少ないとDLC膜の硬度は高くなる傾向にあるとされている。 The DLC film that covers the inner surface of the case body is an amorphous carbon film having diamond-like carbon-carbon bonds. There is no restriction | limiting in particular as a DLC film, Other elements, such as hydrogen and a metal, can be contained. The hardness HK of the DLC film is preferably in the range of 400 to 1000. If the DLC film has a hardness exceeding 1000, the DLC film may not follow the volume change of the resin forming the case body, and may crack or peel off from the case body. When the hardness of the DLC film is lower than 400, the gas permeability resistance to a resin-derived gas such as a stabilizer or an ultraviolet absorber is lowered although the volume change of the resin can be followed. For this reason, as for the hardness of a DLC film, HK500-900 is more preferable. The hardness of the DLC film is adjusted by appropriately selecting the frequency / power of the high-frequency power, the degree of vacuum, the processing time, and the like during the DLC film formation. The hardness of the DLC film is, for example, the degree of vacuum: 0.1 Torr, DLC film forming gas: methane / flow rate 500 sccm, temperature: 50 ° C., high frequency power: frequency 13.56 MHz / 400 W / 39 min. The hardness of the DLC film is 900 (HK) under the film forming conditions. Degree of vacuum: 0.1 Torr, DLC film forming gas: methane / flow rate 500 sccm, temperature: 50 ° C., high frequency power: frequency 13.56 MHz / 480 W / 33 min. The hardness of the DLC film is 900 (HK) under the film forming conditions. Degree of vacuum: 0.1 Torr, DLC film forming gas: methane / flow rate 500 sccm, temperature: 50 ° C., high frequency power: frequency 13.56 MHz / 300 W / 135 min. A DLC film hardness of 500 (HK) can be obtained under the film forming conditions. It is said that the hardness of the DLC film decreases as the amount of hydrogen introduced increases, and the hardness of the DLC film tends to increase as the amount of hydrogen introduced decreases.
また、炭素からなる物質としては、例えば、グラファイトやダイヤモンド等がある。グラファイトの炭素はsp2結合を有し、ダイヤモンドはsp3結合を有しており、グラファイトはダイヤモンドよりも柔軟となっている。DLC膜を構成する炭素の結合には、sp2結合とsp3結合とが含まれており、sp2炭素とsp3炭素との組成比によってもDLC膜の硬度は異なる。sp2炭素よりsp3炭素が多くなると硬度は高くなる傾向にあるとされている。 Examples of the substance made of carbon include graphite and diamond. Graphite carbon has sp2 bonds, diamond has sp3 bonds, and graphite is more flexible than diamond. The carbon bonds constituting the DLC film include sp2 bonds and sp3 bonds, and the hardness of the DLC film varies depending on the composition ratio of the sp2 carbon and the sp3 carbon. It is said that the hardness tends to increase when the amount of sp3 carbon is larger than that of sp2 carbon.
DLC膜の密度は、小さくなり過ぎると耐ガス透過性が低下する傾向にあり、大きくなり過ぎると硬くなり割れやすくなる。このため、DLC膜の密度は、1.6〜3.3g/cm3であることが好ましい。DLC膜の密度をこの範囲にすることにより、樹脂由来のガスに対して良好な耐ガス透過性を保ちつつ、割れ難いDLC膜とすることができる。DLC膜の密度は、DLC成膜時の高周波電力の周波数・電力、真空度、処理時間等を適正に選択することによって調整する。尚、DLC膜の密度は、例えば、真空度:0.1Torr、DLC膜形成用ガス:メタン/流量500sccm、温度:50℃、高周波電力:周波数13.56MHz/400W/39min.の成膜条件でDLC膜の密度:2.0g/cm3。真空度:0.1Torr、DLC膜形成用ガス:メタン/流量500sccm、温度:50℃、高周波電力:周波数13.56MHz/480W/33min.の成膜条件でDLC膜の密度:2.4g/cm3。真空度:0.1Torr、DLC膜形成用ガス:メタン/流量500sccm、温度:50℃、高周波電力:周波数13.56MHz/300W/135min.の成膜条件でDLC膜の密度:1.8g/cm3が得られる。一般に、DLC膜への水素の導入量が多くなるとDLC膜の密度は小さくなる傾向にある。また、DLC膜は、sp2炭素とsp3炭素との組成比によって結晶化度が低い状態もしくはアモルファス状態になる場合には、硬度に関わらず、密度が小さくなる傾向にあるとされている。 If the density of the DLC film becomes too small, the gas permeation resistance tends to decrease, and if it becomes too large, it becomes hard and easily cracked. For this reason, it is preferable that the density of a DLC film is 1.6-3.3 g / cm < 3 >. By setting the density of the DLC film within this range, it is possible to obtain a DLC film that is hard to break while maintaining good gas permeability against a resin-derived gas. The density of the DLC film is adjusted by appropriately selecting the frequency / power of the high-frequency power, the degree of vacuum, the processing time, and the like during the DLC film formation. The density of the DLC film is, for example, the degree of vacuum: 0.1 Torr, DLC film forming gas: methane / flow rate 500 sccm, temperature: 50 ° C., high frequency power: frequency 13.56 MHz / 400 W / 39 min. The density of the DLC film under the following film formation conditions: 2.0 g / cm 3 . Degree of vacuum: 0.1 Torr, DLC film forming gas: methane / flow rate 500 sccm, temperature: 50 ° C., high frequency power: frequency 13.56 MHz / 480 W / 33 min. DLC film density: 2.4 g / cm 3 under the following film formation conditions. Degree of vacuum: 0.1 Torr, DLC film forming gas: methane / flow rate 500 sccm, temperature: 50 ° C., high frequency power: frequency 13.56 MHz / 300 W / 135 min. The density of the DLC film: 1.8 g / cm 3 is obtained under the film forming conditions. In general, as the amount of hydrogen introduced into the DLC film increases, the density of the DLC film tends to decrease. Further, the DLC film is said to tend to have a low density regardless of the hardness when the crystallinity is low or amorphous depending on the composition ratio of sp2 carbon and sp3 carbon.
このようなDLC膜は、例えば、プラズマCVD法や、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のPVD法等により製造することができ、特に制限はない。また、DLC膜を形成させる前に、前処理としてケース本体の内側面をフッ素含有ガス、水素ガス、酸素ガス等の1種または複数種の前処理ガスのプラズマに曝すことができる。このような前処理によりケース本体の内側面を洗浄することができる。また、フッ素含有ガス、水素ガスを含む前処理ガスのプラズマに曝した場合には、ケース本体の内側面がフッ素または水素によって被覆されるため、DLC膜との密着性が向上する。酸素ガスを含む前処理ガスのプラズマに曝した場合には、ケース本体の内側面に付着している有機物等を除去することができる。前処理は、同種または異種の前処理ガスを用いた複数回のプラズマ処理を行うこともできる。フッ素含有ガスとしては、フッ素(F2)ガス、3フッ化窒素(NF3)ガス、6フッ化硫黄(SF6)ガス、4フッ化炭素(CF4)ガス、4フッ化ケイ素(SiF4)、6フッ化ケイ素(Si2F6)ガス、3フッ化塩素(ClF3)ガス、フッ化水素(HF)ガス等が例示される。 Such a DLC film can be produced by, for example, a plasma CVD method, a PVD method such as a sputtering method or an ion plating method, and is not particularly limited. Further, before the DLC film is formed, the inner surface of the case body can be exposed to plasma of one or more kinds of pretreatment gases such as fluorine-containing gas, hydrogen gas, oxygen gas, etc. as pretreatment. The inner surface of the case body can be cleaned by such pretreatment. In addition, when exposed to plasma of a pretreatment gas containing fluorine-containing gas or hydrogen gas, the inner surface of the case body is covered with fluorine or hydrogen, so that the adhesion with the DLC film is improved. When exposed to the plasma of the pretreatment gas containing oxygen gas, the organic matter adhering to the inner surface of the case body can be removed. In the pretreatment, a plurality of plasma treatments using the same kind or different kinds of pretreatment gases can be performed. Examples of the fluorine-containing gas include fluorine (F 2 ) gas, nitrogen trifluoride (NF 3 ) gas, sulfur hexafluoride (SF 6 ) gas, carbon tetrafluoride (CF 4 ) gas, and silicon tetrafluoride (SiF 4). ), Silicon hexafluoride (Si 2 F 6 ) gas, chlorine trifluoride (ClF 3 ) gas, hydrogen fluoride (HF) gas, and the like.
DLC膜の製造方法としてプラズマCVD法を用いると、前処理とDLC膜の形成が同一の装置で可能になるため、特に好ましい。プラズマCVD法におけるDLC膜形成用ガスとしては、DLC膜形成に通常用いられるガスが適用でき、メタン(CH4)、エタン(C2H6)、プロパン(C3H8)、ブタン(C4H10)、アセチレン(C2H2)、ベンゼン(C6H6)等の炭化水素化合物ガスが例示される。また、必要に応じて、これらの炭化水素化合物ガスにキャリアガスとして、水素ガス、不活性ガス等を混合することもできる。 It is particularly preferable to use the plasma CVD method as a method of manufacturing the DLC film because the pretreatment and the formation of the DLC film can be performed with the same apparatus. As a gas for forming a DLC film in the plasma CVD method, a gas usually used for forming a DLC film can be applied, and methane (CH 4 ), ethane (C 2 H 6 ), propane (C 3 H 8 ), butane (C 4 ). Examples thereof include hydrocarbon compound gases such as H 10 ), acetylene (C 2 H 2 ), and benzene (C 6 H 6 ). Moreover, hydrogen gas, inert gas, etc. can also be mixed with these hydrocarbon compound gas as carrier gas as needed.
プラズマCVD法は、例えば、図1に示すプラズマCVD装置1を用いることができる。このプラズマCVD装置1は、チャンバ2と、チャンバ2を真空にするための排気ポンプ3と、チャンバ2にプラズマの原料となるガスを供給するガスボンベ4とを備える。チャンバ2と排気ポンプ3との間には圧力調整弁3aが設けてあり、チャンバ3の内部を所定の圧力に調整可能にしてある。ガスボンベ4は、前処理ガスを供給する前処理ガスボンベ41とDLC膜形成用ガスを供給するDLC膜形成用ガスボンベ42とを有し、それぞれのガスボンベ4とチャンバ2との間には、流量調節器(MFC)5と圧力調整弁4aとが設けてあり、チャンバ2へ供給するガスの流量を制御できるようにしてある。チャンバ2の内部には、電力を印加する電力印加電極6と、電力印加電極6に対向する接地電極7とが設けてある。電力印加電極6は、その上にケース本体を配置可能に設けてあり、ケース本体の温度を調節するヒータ61を備える。電力印加電極6には、マッチングボックス8を介して高周波アンプ91と高周波任意波形発生装置92との高周波電力発生装置9が設けてあり、高周波電力が印加できるようにしてある。このようなプラズマCVD装置1により、チャンバ2の内部に導入されたプラズマ原料ガスをプラズマ化できるため、電力印加電極6の上にケース本体を配置しておくことで、ケース本体の所定の面にDLC膜を形成することができる。尚、プラズマCVD装置1のその他の構成としては、電力印加電極6に温度上昇を抑えるための水冷等の冷却手段を設ける等、従来公知のプラズマCVD装置の構成が付加可能である。プラズマCVD装置1の運転方法については、パルス変調運転等、従来公知の方法が採用できる。例えば、特許第3119172号公報に記載された装置及び方法を用いることができる。
In the plasma CVD method, for example, a
プラズマCVD装置1を用いた半導体用ケースの製造方法の一例としては、まず、前処理として、常温〜60℃で、ケース本体をチャンバ2の電力印加電極6の上に配置し、真空排気した後、前処理ガスを所定の圧力になるまで導入し、プラズマクリーニングを行う。次いで、常温〜50℃で、前処理ガスを排気し、DLC膜形成用ガスを導入し、DLC膜の形成を行う。
As an example of a method for manufacturing a semiconductor case using the
このように形成されるDLC膜の厚みは、特に限定されないが、0.05〜1.0μmにすることが好ましい。DLC膜の厚みが薄くなると耐ガス透過性が低下する傾向にあり、厚くなると膜自体が硬くなる傾向にある。DLC膜の厚みは、例えば、プラズマ処理時間によって制御することができる。処理時間が長くなると膜厚は大きくなり、短くなると膜厚は小さくなる。また、DLC膜は、単層の膜として形成したり、同種または異種のプラズマ原料ガスによる複数層の膜として形成することもできる。 The thickness of the DLC film thus formed is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 1.0 μm. When the thickness of the DLC film decreases, the gas permeation resistance tends to decrease, and when the thickness increases, the film itself tends to harden. The thickness of the DLC film can be controlled by, for example, the plasma processing time. The film thickness increases as the processing time increases, and the film thickness decreases as the processing time decreases. In addition, the DLC film can be formed as a single-layer film, or can be formed as a multi-layer film using the same or different plasma source gas.
DLC膜の硬度等は、例えば、印加する高周波電力によって制御することができる。高周波電力を大きくすると、イオン照射の効果が大きくなり膜中の水素量が低下するため、DLC膜の硬度は高くなる。 The hardness of the DLC film can be controlled by, for example, the applied high frequency power. When the high frequency power is increased, the effect of ion irradiation is increased and the amount of hydrogen in the film is reduced, so that the hardness of the DLC film is increased.
本発明に係る半導体用ケースでは、従来の半導体用ケースに比べて、内部に発生するガスを少なくすることができるため、収容するレチクルやウェハにガスが付着することを防止できる。 In the semiconductor case according to the present invention, the amount of gas generated inside can be reduced as compared with the conventional semiconductor case, so that it is possible to prevent the gas from adhering to the reticle or wafer to be accommodated.
以下に、本発明を用いた実施例を示し、本発明をより詳細に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, examples using the present invention will be shown to describe the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to these examples.
アクリル系制電樹脂である株式会社クレハ製のバイヨンの基材(7cm×21cm×3.5mm)を用い、図1に示すプラズマCVD装置1で、電力印加電極6を水冷しながら、前処理を行い、DLC膜を形成した後、基材から発生するガス量を調べた。
Using a Bayon base material (7 cm × 21 cm × 3.5 mm) manufactured by Kureha Co., Ltd., which is an acrylic antistatic resin, the
基材から発生するガスは、図2に示す装置でサンプリングした。すなわち、基材10の上に試験器11をセットし、ガスボンベ12から供給される標準ガスをゼロガスフィルタ15に通した後、試験器11を通過させ、GC充填剤16で捕集した。13は圧力調整弁、14は流量計、17は排気ポンプである。標準ガスは高純度窒素ガスとし、流量は60sccmとした。ガスの捕集時間は100分間とした。GC充填剤16により捕集したガスは、GC−MS分析装置によりトータル有機物量TOC(トルエン換算)として測定した。
The gas generated from the substrate was sampled by the apparatus shown in FIG. That is, the
前処理は、温度60℃以下で、以下の条件で行った。
前処理ガス:水素(H2)ガス、500sccm
高周波電力:周波数13.56MHz、300W
真空度 :0.1Torr
処理時間 :1min
The pretreatment was performed under the following conditions at a temperature of 60 ° C. or lower.
Pretreatment gas: hydrogen (H 2 ) gas, 500 sccm
High frequency power: frequency 13.56MHz, 300W
Degree of vacuum: 0.1 Torr
Processing time: 1 min
前処理を行った後、真空度を0.1Torrとし、DLC膜形成用ガスとしてメタン(CH4)ガスを流量500sccmで供給し、温度50℃以下、周波数13.56MHzで、表1に示す条件で高周波電力を印加して、それぞれ膜厚、硬度、密度が異なるDLC膜を形成した(実施例1〜35)。尚、変調周波数は、1kHz、Duty比50%とした。
それぞれのDLC膜を形成した基材について発生するガス量を調べ、表2及び図3に示した。ガス量は、基材をサンプリング装置にセットした時のガス量から基材をセットしていない時のガス量(試験器ブランク)を引いて算出した。また、DLC膜を形成していない基材についても、比較例として発生するガス量を調べ、表2に示した。
After performing the pretreatment, the degree of vacuum is 0.1 Torr, methane (CH 4 ) gas is supplied as a DLC film forming gas at a flow rate of 500 sccm, the temperature is 50 ° C. or less, the frequency is 13.56 MHz, and the conditions shown in Table 1 A high frequency power was applied to form DLC films having different thicknesses, hardnesses, and densities (Examples 1 to 35). The modulation frequency was 1 kHz and the duty ratio was 50%.
The amount of gas generated for each base material on which each DLC film was formed was examined and is shown in Table 2 and FIG. The amount of gas was calculated by subtracting the amount of gas when the substrate was not set (tester blank) from the amount of gas when the substrate was set in the sampling device. Further, for the base material on which no DLC film was formed, the amount of gas generated as a comparative example was examined and shown in Table 2.
その結果、表2に示す通り、基材にHK400〜1000のDLC膜を設けることにより、発生するガス量を抑制できることが確認できた。図3に示すように、DLC膜の硬度が低い場合には発生するガス量が多くなることが分かった。また、DLC膜の硬度が高くなると割れが発生し、ガス量が増加することが分かった。このため、DLC膜の硬度は、HK500〜900が好ましく、HK500〜700がより好ましい。
DLC膜の厚みについては、大きい方が発生するガス量が低下する傾向にあることが分かったが、硬度がHK900及び1000のDLC膜では、膜厚が大きくなると割れが発生し、却ってガス量が多くなっていた。このため、DLC膜の厚みは、0.05〜1μmが好ましく、0.2〜1μmがより好ましく、0.5〜1μmがさらに好ましい。
As a result, as shown in Table 2, it was confirmed that the amount of gas generated could be suppressed by providing a DLC film of HK400 to 1000 on the substrate. As shown in FIG. 3, it was found that the amount of gas generated increases when the hardness of the DLC film is low. It was also found that cracking occurred and the amount of gas increased as the hardness of the DLC film increased. For this reason, the hardness of the DLC film is preferably HK 500 to 900, and more preferably HK 500 to 700.
As for the thickness of the DLC film, it was found that the larger the amount of the generated gas tends to decrease, but in the DLC film having a hardness of HK900 and 1000, cracking occurs when the film thickness increases, and the amount of gas is increased. It was a lot. For this reason, the thickness of the DLC film is preferably 0.05 to 1 μm, more preferably 0.2 to 1 μm, and still more preferably 0.5 to 1 μm.
本発明は、レチクルケースやウェハ収納ケース等、レチクルやウェハを運搬、保管等を行う半導体用ケースに適用できる。 The present invention can be applied to a semiconductor case for carrying and storing a reticle or wafer, such as a reticle case or a wafer storage case.
1 プラズマCVD装置
2 チャンバ
6 電力印加電極
7 接地電極
9 高周波電力発生装置
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記内側面を被覆すると共に、前記内側面から前記樹脂に含まれる気化物質が放散することを防止するダイヤモンドライクカーボン膜とを備え、
前記ダイヤモンドライクカーボン膜の硬度が、HK500〜900の範囲にあり、密度が、1.6〜2.6g/cm 3 の範囲にあり、厚みが0.2〜1.0μmの範囲にある半導体用ケース。 A case main body having at least an inner surface made of resin and containing a reticle or wafer;
A diamond-like carbon film that covers the inner side surface and prevents the vaporized substance contained in the resin from being diffused from the inner side surface ,
Hardness of the diamond-like carbon film is in the range of HK500~900, density is in the range of 1.6~2.6g / cm 3, area by near the thickness 0.2~1.0μm semiconductor For case.
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