JPH02102142A - 石英製治具の再生方法 - Google Patents

石英製治具の再生方法

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JPH02102142A
JPH02102142A JP25189588A JP25189588A JPH02102142A JP H02102142 A JPH02102142 A JP H02102142A JP 25189588 A JP25189588 A JP 25189588A JP 25189588 A JP25189588 A JP 25189588A JP H02102142 A JPH02102142 A JP H02102142A
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quartz
jig
cvd
roughened
wavelength
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JP25189588A
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Hitoshi Yonemura
均 米村
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Sony Corp
Original Assignee
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B29/00Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins
    • C03B29/02Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins in a discontinuous way
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B32/00Thermal after-treatment of glass products not provided for in groups C03B19/00, C03B25/00 - C03B31/00 or C03B37/00, e.g. crystallisation, eliminating gas inclusions or other impurities; Hot-pressing vitrified, non-porous, shaped glass products

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体製造用石英製治具の再生方法に関し、
特に、CVDプロセスで用いる半導体ウェハの支持・精
密位置決め用の石英製治具の再生方法に関する。
〔発明の概要〕
粗面化した石英製CVD治具に100〜200nmの波
長域にある真空紫外光を高密度に照射し、表面層のみを
溶解して表面平滑化をする。
高精度に加工された石英製CVD治具の加工精度を失う
ことなく表面の吸着ガスを低減することができ、CVD
プロセスにおける妨害ガスの発生を抑え、半導体ウェハ
へのデポジションレートの低下を防止することが可能と
なる。
〔従来の技術〕
半導体IC素子の製造工程中、CVDプロセスを行う段
階では、高精度に加工された石英製CvD治具で半導体
ウェハを正確に支持・位置決めをすることが行われる。
半導体ウェハを搭載した石英製CVD治具は、さらに同
じく石英製の管の中に収容され、全体を加熱しながらC
VD用ガスを管の一端から他端へ向けて流し、ウェハ上
にデポジションを行う。
このため、デポジションは石英製CVD治具の表面や石
英管の内壁等不要な部分にも行われ、CVDのバッチ回
数が多くなると次第に厚く堆積する。この不要堆積層が
ある厚み以上となると、石英製CVD治具本来の機能で
ある半導体ウェハの正確な支持・位置決めかはたせなく
なるので、エツチング液により除去し、仕上げとしてフ
ン化水素(HF)系水溶液にてエツチング・洗浄をして
再生することが通常手段として行われている。
この再生により石英製CVD治其の半導体ウェハ支持・
位置決め機能は回復するが、反面、石英製CVD治其の
表面もエツチングされ粗面化し、あたかも磨すガラスの
ように白く失透する。この状態でCVDプロセスを再開
すると、粗面化のため実質的な表面積が増加した石英製
CVD治具への吸着不純物ガスの影響により、本来のC
VDガスの半導体ウェハ表面への到達が妨害され、デポ
ジションレートが低下する。
従来の技術においては、一定のデポジションレートを確
保するため、CVDガスの流量を増やしたり、あるいは
粗面化した石英製CVD治具を高熱の水素炎で処理して
表面近傍を溶解し平滑化して吸着ガスを低減することが
行われている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、CVDガスの流量を増加することによっ
ても、エツチング・洗浄直後の石英製CVD治具の使用
に際しての急激なデポジションレートの低下には充分対
応できない(第3図の0点)。
また、水素炎により溶融熱処理すれば、このようなデポ
ジションレートの低下は妨げる。しかし、石英製CVD
治具は、半導体ウェハを高精度に支持・位置決めするた
めの溝や段差が加工されており、ことに自動機により半
導体ウェハを搭載する目的のものは、石英製CVD治具
全体の平行度・平面度・垂直度等が高精度に作られてい
る。これを高熱の水素炎で処理すると、熱変型により溝
や段差がつぶれたり、全体が歪んだりして精度を失って
しまう。さらには、熱ストレスにより破損してしまう場
合もある。
従って、本発明の目的は、エツチングおよびHF水溶液
洗浄により粗面化した石英製CVD治具表面を、加工精
度を失ったり破損することなく平滑化して吸着ガスを低
減し、一定のデポジションレートを確保するための再生
方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による再生方法は、エツチングおよびHF水溶液
洗浄により粗面化した石英製CVD治具に、石英の光吸
収が充分に大きい真空紫外(VU■)域の波長の光を高
密度に照射することにより、表面の平滑化を行う。
石英の光吸収は、第2図の光透過率の波長分散特性に示
されており、合成石英は1?Onm以下、溶解石英にお
いては200 n m以下で充分大きな光吸収を示す。
この範囲の波長をもつ真空紫外光を高密度に照射すれば
よい。
〔作用〕
前述した手段による再生方法によれば、エツチングおよ
びHF洗浄により粗面化した石英製C■D治具は、表面
層のみ融点以上に加熱され、溶解した石英の表面張力に
より平滑な表面となる。
一方、照射した光は石英製CVD治具のごく表面層で熱
エネルギに変換され吸収されてしまい、またその全熱量
は小さいので、石英製CVD治具の深さ方向数μmも入
ったところでは、軟化点以上には昇温しない。
このため石英製CVD治具に高精度に加工された溝や段
差の精度が失われることがなく、また石英製CVD治具
全体の平行度・平面度・垂直度等が狂うこともなく、熱
ストレスによる破損もない。
この結果、粗面化した石英製CVD治具は、その本来の
機能であるところの半導体ウェハの高精度な支持・位置
決めの機能を保ったまま、表面層のみが溶融・平滑化さ
れて再生され、吸着ガスを低減でき、CVDプロセスに
おいて一定のデポジションレートを確保することが可能
である。
〔実施例〕
以下、本発明の詳細な説明する。
CVDプロセスの一例として、半導体ウェハ上に二酸化
ケイ素(Sing)による絶縁膜を作成する場合につい
てまず述べる。12枚の5インチシリコンウェハを、高
精度に支持・位置決め加工された透明な合成石英製CV
D治具に自動機により搭載し、石英管内に装入する。全
体を720°Cに加熱しCVDガスを石英管の一端から
導入して他端へ流す。CVDガスとして、60’Cに加
熱した液体のTE OS (Tetraethoxys
ilane、5i(OCzlls)4)中にキャリアガ
スをバブリングしたものを用い、排気側のポンプにより
40Pascal (0,3Torr)に石英管中を減
圧した減圧CVD法により、700 n mの厚さのS
iO□膜をシリコンウェハ上に生成した。
このTE01−5iO□ CVDプロセスを100バッ
チ行ったところ、合成石英製のCVD治具の表面にもS
ingの厚い膜が堆積し、シリコンウェハの支持・位置
決め機能が低下したので、エツチング液として10%の
HF水溶液に室温で30分浸漬して堆積物を除去したの
ち、同じ<HF系の洗浄液により仕上げ洗浄を行った。
この段階で、合成石英製CVD治具の支持・位置決め機
能は新品同様に回復したが、表面が粗面化して白く失透
しており、このまま次のCVDプロセスに用いると、表
面の吸着ガスの影響により、デポジションレートは著し
く低下し、CVDガス流量を増やしても対応できない(
第3図の0点)。
そこで、この粗面化した合成石英製CVD治具に、放電
励起エキシマレーザ装置を用いて、157nmの真空紫
外域にあるF2エキシマレーザを照射した。光エネルギ
密度は0.IJ/cm”・パルス、パルス幅10nse
c、パルス間隔100PPSとした。この照射により、
合成石英製CVD治具は表面層のみ溶解し、平滑となり
、元の透明状態にもどった。しかも合成石英製CVD治
具の溶解は、ごく表面層のみにとどまったので、溝・段
差等の精度が損なわれることがなく、全体の平行度・平
面度・垂直度の狂いも生じなかった。
次に、本実施例により再生した合成石英製CVD治具に
より、前記した方法と同様の条件によりT E OS 
 Si0g減圧CVDを行ッタトコロ、第1図のA点で
明らかなように、再生後のデポジションレートの低下は
ほとんど見られず、TEO3流量を増加する必要もなか
った。さらに、前記した方法と同条件で100バッチの
CVDプロセスと、本実施例による再生を行ったが、再
生後のデポジションレートの低下はほとんど無かった(
第1図のB点)。以下同様にして、100バッチのCV
Dプロセスと本実施例による再生方法とを交互にくり返
し反復したが、多数回の反復にもかかわらず、充分な加
工精度が維持され、デポジションレートの低下はほとん
ど見られず、本発明の効果を確認した。
次に、本実施例を理論的に考察する。
一般に、光エネルギ吸収による物質の温度上昇の深さ方
向分布T、は、熱伝導がないとすると、次式により求め
られる。
上式において Cp・・・−・・−比熱   石英は0.84J/g−
にγ・−・−・−密度   石英は2.22g/cm’
に−・・・吸収係数 λ。−・−光の波長 F、Iキシマレ−ずは157nm
る。
Io・・−・−・光エネルギ密度 本実施例は0. I
J/cm”・パルスX・−・・・−・深さ であり、本実施例の場合、石英製CVD治具の表面の温
度上昇は、 =2060°C となり、一方石英の融点は1800°Cであるので、溶
解には充分な温度上昇である。ただし、上式の計算にお
いては、次の2つの仮定をおいた。
■表面の粗れにより、反射はほとんどない。
■吸収係数は0.1とする。
この場合、光路長10mmでの透過率は、一方、石英の
光透過率の波長分散特性を示す第3図によれば、合成石
英では170nm以下の波長域で急激に透過率が減少し
ており、前記の計算結果とは定性的に一致している。
以上、本発明の実施例として、合成石英製C■D治具と
Ftエキシマレーザの組合せについて説明したが、天然
産鉱物を原料とする溶解石英の場合は、第2図に示すご
とく、200 n m以下の波長域で透過率が象、激に
低下する。従って、粗面化した溶解石英製CVD治具の
平面平滑化のために使用される光線としては、F2エキ
シマレーザの他に、ArFエキシマレーザ(193n 
m ) 、ArC1エキシマレーザ(175n m )
等を用いることができ、他に合成石英と溶解石英に共通
して使用される光線としてAr、エキシマレーザ(12
6n m )やYAGレーザ等高出力レーザの高調波コ
ヒーレント光がある。
〔発明の効果〕
本発明による再生方法によれば、エツチングおよびHF
洗浄により粗面化した石英製CVD治其の加工精度を損
なうことなく、表面層のみを溶解して平滑化することが
可能である。
この結果、石英製CVD治具の再生前および再生後のC
VDプロセスにおいて、CVDガス流量等のCVD条件
を変えずに、一定のデポジションレートを確保すること
が可能となり、半導体素子製造における品質管理上の効
果が大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の再生方法による石英製治具を用いたと
きのデポジションレートの推移を示す図、第2図は石英
の光透過率の波長分散特性図、第3図は従来の再生方法
による石英製治具を用いたときのデポジションレートの
推移を示す図である。 TEDS シt−X計(イ壬党イ直) 第1図 波長入(nm ) EJ英の光透過率の波長分致特l閂 見2図 手続補正書 (方式) 1、事件の表示 昭和63年 特許願 第251895号 2、発明の名称 石英製治具の再生方法 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住所  東京部品用図化品用6丁目7番35号名称  
(218)ソニー株式会社 代表者  大 賀 典 雄 4、代理人 とさのデポジションレートの推移 第3図 住所 〒141 東京部品用区北品用6丁目7番35号 6、補正の対象 TE01 漁量(イ王危イ直) 「願書の代理人」 の欄及び図面 7、補正の内容 (1)「願書の代理人」 の欄を別紙の通り補正する。 (2)図面の第1図及び第3図を別紙の通り補正する。 以 上 バッチ数 本発明の再生ろ一法1″−よる石英誌台具と用いたとき
のデポジションレートの推移 第10

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 粗面化した石英製治具に、真空紫外域の波長の光を高密
    度に照射し、表面層のみを溶解して表面平滑化をするこ
    とを特徴とする石英製治具の再生方法。
JP25189588A 1988-10-07 1988-10-07 石英製治具の再生方法 Pending JPH02102142A (ja)

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