JPH06163439A - 半導体拡散炉用ボート及びその製造方法 - Google Patents

半導体拡散炉用ボート及びその製造方法

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JPH06163439A
JPH06163439A JP32998892A JP32998892A JPH06163439A JP H06163439 A JPH06163439 A JP H06163439A JP 32998892 A JP32998892 A JP 32998892A JP 32998892 A JP32998892 A JP 32998892A JP H06163439 A JPH06163439 A JP H06163439A
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JP
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silicon carbide
boat
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groove
semiconductor
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JP32998892A
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English (en)
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Toshiyasu Osaki
俊安 大崎
Ryoji Nakajima
亮二 中島
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 化学蒸着法で炭化珪素被膜を表面に形成した
炭化珪素質基材からなり、半導体ウエハーの周縁部が挿
入されて、半導体ウェハーを搭載する多数の溝部を有す
る半導体拡散炉用ボートにおいて、上記溝部の底面にお
ける炭化珪素被膜の厚さが、これら溝部間に形成された
凸状部頂面における炭化珪素被膜の厚さの50%以上で
あることを特徴とする半導体拡散炉用ボート、好ましく
は上記溝部の底面における炭化珪素被膜の厚さが50〜
150μmである半導体拡散炉用ボート。 【効果】 本発明によれば、半導体ウエハーの熱処理の
際に炭化珪素質基材に含まれる金属不純物が溝部底面か
ら半導体ウエハーに拡散するのを防ぐことができるので
半導体ウエハーを汚染する危険性が極めて少ない半導体
拡散炉用ボートを得ることができる。また、本発明の製
造方法によれば、かかる半導体拡散炉用ボートを簡単か
つ確実に製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体熱処理装置内で
用いられる半導体拡散炉用ボートに関し、更に詳述する
と化学蒸着法(CVD法)で炭化珪素質ボートの表面に
炭化珪素被膜を形成した半導体拡散炉用ボートに関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
半導体熱処理装置の反応管及び半導体ウエハーを搭載す
るボートを形成する材料としては、純度的に優れている
点から石英ガラスが使用されてきたが、1200℃を越
える高温のプロセスにおける石英ガラスの強度は十分で
はないため、ボートの変形や失透が生じるという問題が
ある。
【0003】そこで、最近では高温における強度に優
れ、かつ熱伝導性にも優れた炭化珪素質セラミックスや
シリコン含浸炭化珪素質セラミックスからなる反応管や
ボートが使用され始めている。しかし、これらの炭化珪
素質セラミックスは、金属不純物レベルが石英に比較し
て高いことが問題であり、このため上記炭化珪素質セラ
ミックスの表面にCVD法によって高純度の炭化珪素被
膜を形成することにより、炭化珪素質セラミックスから
金属不純物が拡散するのを防ぐ方法が一般的に採用され
ている。
【0004】しかしながら、半導体拡散炉用ボートに炭
化珪素被膜を形成する場合、該ボートは、例えば図1〜
3に示すように、2枚の側板1,1間に溝切り棒2が架
設され、該溝切り棒2に多数の溝部3が形成された形状
を有し、溝切り棒2の溝部3内にシリコンウエハーの周
縁部を挿入、保持することにより、シリコンウエハーを
搭載するものであるが、上記溝部3は通常幅が0.8〜
3.0mm、深さが3.0〜8.0mmであり、狭くか
つ深いため、これらの溝部3内に十分に厚く炭化珪素被
膜を形成することが困難で、溝部3の底面における炭化
珪素被膜の厚さが、これら溝部3,3間に形成された凸
状部4の頂面における炭化珪素被膜の厚さと比較して著
しく薄くなる。このため、半導体ウエハーを上記ボート
に搭載して熱処理する際、溝部3の炭化珪素被膜の膜厚
の薄い底部を通して炭化珪素質基材に含まれる金属不純
物が半導体ウエハーに拡散してしまい、半導体ウエハー
の特性を著しく損ねる原因となっている。
【0005】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
半導体ウエハーの熱処理の際に炭化珪素質基材に含まれ
る金属不純物が半導体ウエハーに拡散するのを防ぐこと
ができるので半導体ウエハーを汚染する危険性が極めて
少ない半導体拡散炉用ボート及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は上記
目的を達成するため鋭意検討を行った結果、化学蒸着法
で炭化珪素被膜を表面に形成した炭化珪素質基材からな
り、半導体ウエハーを搭載する溝部を有する半導体拡散
炉用ボートにおいて、上記溝部の底面における炭化珪素
被膜の厚さが凸状部頂面における炭化珪素被膜の厚さの
50%以上、更に好ましくは上記溝部の底面における炭
化珪素被膜の厚さが50〜150μmである場合、半導
体ウエハーの熱処理の際に炭化珪素質基材に含まれる金
属不純物が上記溝部の底部から半導体ウエハーに拡散す
るのを防ぐことができ、このため半導体ウエハーを汚染
する危険性が極めて少ないことを見い出した。また、C
VD法で炭化珪素被膜を形成する場合、温度1150℃
以下、圧力10〜760Torrでシリコン源及び炭素
源となる原料ガス、好ましくはメチルトリクロロシラン
と水素とを導入するという条件を採用することにより、
上記膜厚条件を満たす炭化珪素被膜を簡単かつ確実に得
ることができることを知見し、本発明をなすに至った。
【0007】従って、本発明は、(1)化学蒸着法で炭
化珪素被膜を表面に形成した炭化珪素質基材からなり、
半導体ウエハーの周縁部が挿入されて、半導体ウエハー
を搭載する多数の溝部を有する半導体拡散炉用ボートに
おいて、上記溝部の底面における炭化珪素被膜の厚さ
が、これら溝部間に形成された凸状部頂面における炭化
珪素被膜の厚さの50%以上であることを特徴とする半
導体拡散炉用ボート、及び、(2)化学蒸着法で炭化珪
素被膜を表面に形成した炭化珪素質基材からなり、半導
体ウエハーの周縁部が挿入されて、半導体ウエハーを搭
載する多数の溝部を有する半導体拡散炉用ボートを製造
する方法において、上記炭化珪素被膜を、シリコン源及
び炭素源となる原料ガスを反応温度1150℃以下、反
応圧力10〜760Torrで反応させることにより形
成して、上記溝部の底面における炭化珪素被膜の厚さを
これら溝部間に形成された凸状部頂面における炭化珪素
被膜の厚さの50%以上としたことを特徴とする半導体
拡散炉用ボートの製造方法を提供する。
【0008】以下、本発明を更に詳しく説明すると、本
発明の半導体拡散炉用ボートは、化学蒸着法で炭化珪素
被膜を表面に形成した炭化珪素質基材からなり、図1,
2に示すような半導体ウエハーを搭載する溝部3を有す
る半導体拡散炉用ボートにおいて、図3に示す溝部3の
底面における炭化珪素被膜の厚さが凸状部4の頂面にお
ける炭化珪素被膜の厚さの50%以上、より好ましくは
70%以上としたものである。
【0009】上記溝部の底面の炭化珪素被膜の厚さは5
0〜150μm、特に80〜120μmとすることが好
ましい。この被膜の厚さが50μm未満では炭化珪素質
基材に含まれる金属不純物が半導体ウエハーに拡散する
のを十分に防ぐことができない場合があり、また、15
0μmを越えると、半導体ウエハーの熱処理中にCVD
膜の剥離、クラックが生じる場合がある。
【0010】なお、上記凸状部の頂面などにおける炭化
珪素被膜の厚さは、通常70〜300μm、特に100
〜200μmである。
【0011】ここで、本発明でいう炭化珪素質とは、炭
化珪素粉末を焼結した一般炭化珪素質、炭化珪素質粉末
の成形体を高温で再結晶させて焼結した後、溶融珪素を
含浸して作られる再結晶炭化珪素質、炭化珪素粉末と炭
素からなる成形体に溶融珪素を含浸させながら焼結する
反応焼結炭化珪素質などを含む。
【0012】本発明の半導体拡散炉用ボートの製造方法
は、上記炭化珪素質からなるボートにCVD法で炭化珪
素被膜を形成するものであるが、この場合、CVD法に
よる炭化珪素被膜の形成をシリコン源及び炭素源となる
原料ガスを反応温度1150℃以下、反応圧力10〜7
60Torrの条件で反応させるものであり、これによ
り上記溝部内にも良好に炭化珪素被膜が形成され、溝部
底面のCVD−炭化珪素被膜の膜厚が凸状部頂面のCV
D−炭化珪素被膜の厚さの50%以上に形成できるもの
である。
【0013】上記温度が1150℃を越えたり、圧力が
10Torr未満であると半導体拡散炉用ボートの溝部
の底面の膜厚が溝部の凸状部の頂面の膜厚の50%未満
となり、本発明の半導体拡散炉用ボートを得ることがで
きない。また、炭化珪素被膜を形成するための原料ガス
としては、メチルトリクロロシランと水素を使用するこ
とが好ましい。この場合、メチルトリクロロシランと水
素のモル比は1:10〜1:100とすることが好まし
い。
【0014】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
【0015】[実施例1,2]図1〜3に示す形状の珪
素含浸炭化珪素質基材からなる半導体拡散炉用ボートを
CVD反応装置内にセットし、装置内を窒素ガスで置換
した後、装置内を1Torr以下に減圧した。次いで、
装置内を1150℃まで加熱した後、メチルトリクロロ
シラン(CH3SiCl3)と水素との混合物をモル比
1:30で導入し、反応圧力を100TorrとしてC
VD反応を行った。このCVD反応によってボート表面
に形成された炭化珪素被膜の厚さは150μmであり、
そのときの溝部の底面の炭化珪素被膜の厚さは100μ
mであった(実施例1)。
【0016】また、CVD反応の圧力のみを200To
rrとし、上記と同様のCVD反応を行ったところ、ボ
ート表面の炭化珪素被膜の厚さは200μm、溝部底面
の炭化珪素被膜の厚さは150μmであった(実施例
2)。
【0017】[比較例1〜4]実施例1と同様の半導体
拡散炉ボートをCVD反応装置内にセットし、装置内を
窒素ガスで置換した後、装置内を1Torr以下に減圧
した。次いで、装置内を1200℃まで加熱した後、四
塩化珪素とメタンと水素との混合ガスを1:1:30の
モル比で導入し、反応圧力を1TorrとしてCVD反
応を行った。反応後のボート表面の炭化珪素膜厚は12
0μmであり、そのときの溝部底面の炭化珪素被膜の膜
厚は45μmであった。(比較例1) 反応温度のみを1250℃、1300℃、1350℃と
した以外は上記と同様にしてCVD反応を行った。反応
後のボート表面の炭化珪素被膜の厚さはいずれも120
μmであり、溝部底面の炭化珪素被膜の厚さはそれぞれ
35、25、10μmであった(比較例3,4,5)。
【0018】実施例及び比較例で作製した半導体拡散炉
用ボートを用いてSiウエハーの酸化熱処理を行い、ウ
エハーのライフタイムを測定した。図4に溝部底面の炭
化珪素被膜/凸状部頂面の炭化珪素被膜比とライフタイ
ムとの関係を示す。
【0019】図4から、溝部の底面の被膜の厚さが溝部
の凸状部頂面の被膜の厚さの50%以上のときはウエハ
ーのライフタイムが50μs程度と長いことがわかる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、半導体ウエハーの熱処
理の際に炭化珪素質基材に含まれる金属不純物が溝部底
面から半導体ウエハーに拡散するのを防ぐことができる
ので半導体ウエハーを汚染する危険性が極めて少ない半
導体拡散炉用ボートを得ることができる。
【0021】また、本発明の製造方法によれば、かかる
半導体拡散炉用ボートを簡単かつ確実に製造することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体拡散炉用ボートの一例を示
す正面図である。
【図2】同例の側面図である。
【図3】同例の溝切り棒の部分拡大断面図である。
【図4】本発明の実施例と比較例における被膜の厚さの
比とライフタイムとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 側板 2 溝切り棒 3 溝部 4 凸状部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 化学蒸着法で炭化珪素被膜を表面に形成
    した炭化珪素質基材からなり、半導体ウエハーの周縁部
    が挿入されて、半導体ウエハーを搭載する多数の溝部を
    有する半導体拡散炉用ボートにおいて、上記溝部の底面
    における炭化珪素被膜の厚さが、これら溝部間に形成さ
    れた凸状部頂面における炭化珪素被膜の厚さの50%以
    上であることを特徴とする半導体拡散炉用ボート。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体拡散炉用ボートに
    おいて、上記溝部の底面における炭化珪素被膜の厚さが
    50〜150μmであることを特徴とする請求項1記載
    の半導体拡散炉用ボート。
  3. 【請求項3】化学蒸着法で炭化珪素被膜を表面に形成し
    た炭化珪素質基材からなり、半導体ウエハーの周縁部が
    挿入されて、半導体ウエハーを搭載する多数の溝部を有
    する半導体拡散炉用ボートを製造する方法において、上
    記炭化珪素被膜を、シリコン源及び炭素源となる原料ガ
    スを反応温度1150℃以下、反応圧力10〜760T
    orrで反応させることにより形成して、上記溝部の底
    面における炭化珪素被膜の厚さをこれら溝部間に形成さ
    れた凸状部頂面における炭化珪素被膜の厚さの50%以
    上としたことを特徴とする半導体拡散炉用ボートの製造
    方法。
  4. 【請求項4】 上記原料ガスとしてメチルトリクロロシ
    ランと水素とを用いることを特徴とする請求項3記載の
    半導体拡散炉用ボートの製造方法。
JP32998892A 1992-11-16 1992-11-16 半導体拡散炉用ボート及びその製造方法 Pending JPH06163439A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0807961A1 (en) * 1996-05-17 1997-11-19 Asahi Glass Company Ltd. Vertical wafer boat
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JPWO2007139015A1 (ja) * 2006-05-31 2009-10-08 コニカミノルタオプト株式会社 成膜方法、金型及び金型の製造方法

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