JPH08102447A - 半導体熱処理用の石英ガラス治具とその製造方法 - Google Patents
半導体熱処理用の石英ガラス治具とその製造方法Info
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- JPH08102447A JPH08102447A JP25982994A JP25982994A JPH08102447A JP H08102447 A JPH08102447 A JP H08102447A JP 25982994 A JP25982994 A JP 25982994A JP 25982994 A JP25982994 A JP 25982994A JP H08102447 A JPH08102447 A JP H08102447A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、前記薄膜と石英ガラス治具との間
の熱膨張率差に起因して生じる各種不具合を、例えばひ
び割れや破壊のない反応管、パーティクルの発生のない
ウエーハボートを提供することにある。 【構成】 本発明は熱ＣＶＤ装置に用いられる石英ガラ
ス治具に適用されるもので、その特徴とするところは、
該治具を透明石英ガラス材で形成するとともに、その熱
処理空間と対面する部位、またはウエーハと接触する部
位をサンドブラスト処理を施したことにある。ここで透
明石英ガラス材に限定した理由は、透明石英ガラスの場
合、気泡入り若しくは不透明石英ガラスに比較して表面
硬度が均一化しており、サンドブラスト処理により所期
の表面粗さが効果的に得られ、これにより該処理により
前記ＣＶＤ膜との間に発生する応力により生じる欠点を
有効に阻止し得る為である。
の熱膨張率差に起因して生じる各種不具合を、例えばひ
び割れや破壊のない反応管、パーティクルの発生のない
ウエーハボートを提供することにある。 【構成】 本発明は熱ＣＶＤ装置に用いられる石英ガラ
ス治具に適用されるもので、その特徴とするところは、
該治具を透明石英ガラス材で形成するとともに、その熱
処理空間と対面する部位、またはウエーハと接触する部
位をサンドブラスト処理を施したことにある。ここで透
明石英ガラス材に限定した理由は、透明石英ガラスの場
合、気泡入り若しくは不透明石英ガラスに比較して表面
硬度が均一化しており、サンドブラスト処理により所期
の表面粗さが効果的に得られ、これにより該処理により
前記ＣＶＤ膜との間に発生する応力により生じる欠点を
有効に阻止し得る為である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＶＤ装置や熱拡散装
置等の半導体熱処理装置に用いられる石英ガラス製反応
管（以下、反応管とする）や石英ガラス製ウエーハボー
ト（以下、ウエーハボートとする）等の石英ガラス治具
に係り、特に熱ＣＶＤ装置に使用される反応管やウエー
ハボート等の石英ガラス治具に関する。
置等の半導体熱処理装置に用いられる石英ガラス製反応
管（以下、反応管とする）や石英ガラス製ウエーハボー
ト（以下、ウエーハボートとする）等の石英ガラス治具
に係り、特に熱ＣＶＤ装置に使用される反応管やウエー
ハボート等の石英ガラス治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より活性化された空間における化学
反応を利用してウエーハ上に薄膜を生成するＣＶＤ装置
は周知であり、活性エネルギーとして熱を用いる熱ＣＶ
Ｄ装置、プラズマを用いるプラズマＣＶＤ装置、紫外光
若しくはレーザを用いる光ＣＶＤ装置があるが、例えば
熱ＣＶＤ装置は揮発性の金属ハロゲン化物や金属の有機
化合物などの高温での気相化学反応（熱分解、水素還
元、酸化、置換反応）によってウエーハ上にＳｉ等の半
導体、高融点金属等のエピタキシャル成長、酸化物や窒
化物などによる絶縁膜や保護膜の作成を行っている。
反応を利用してウエーハ上に薄膜を生成するＣＶＤ装置
は周知であり、活性エネルギーとして熱を用いる熱ＣＶ
Ｄ装置、プラズマを用いるプラズマＣＶＤ装置、紫外光
若しくはレーザを用いる光ＣＶＤ装置があるが、例えば
熱ＣＶＤ装置は揮発性の金属ハロゲン化物や金属の有機
化合物などの高温での気相化学反応（熱分解、水素還
元、酸化、置換反応）によってウエーハ上にＳｉ等の半
導体、高融点金属等のエピタキシャル成長、酸化物や窒
化物などによる絶縁膜や保護膜の作成を行っている。
【０００３】そしてかかるＣＶＤ装置に使用する反応管
やウエーハボート等の治具は、化学的安定性と耐熱性の
要請から一般に石英ガラスを用いて構成されているが、
この石英ガラス治具の内壁面、若しくは表面は気相成長
空間と対面して配置されているために、前記気相成長時
にウエーハ表面とともに、薄膜が治具表面に付着してし
まう。
やウエーハボート等の治具は、化学的安定性と耐熱性の
要請から一般に石英ガラスを用いて構成されているが、
この石英ガラス治具の内壁面、若しくは表面は気相成長
空間と対面して配置されているために、前記気相成長時
にウエーハ表面とともに、薄膜が治具表面に付着してし
まう。
【０００４】ところで、熱ＣＶＤ法によってＳｉ薄膜を
形成しようとするＳｉＨ4の熱分解の為に必要とされる
気相化学反応温度は５００〜１１００℃、又ＳｉＣｌ4
の還元の為に必要とされる気相化学反応温度はｍａｘ１
２００℃である為に、又前記Ｓｉ膜と反応管を構成する
石英ガラスとは熱膨張率が１桁以上も違う為に、ＣＶＤ
膜が薄い場合は両者の熱応力差に起因する応力により薄
膜剥離が生じたり、又ＣＶＤ膜が厚膜化し、石英ガラス
に加わる応力が一層大になると前記反応管が破壊してし
まう恐れがある。これはＣＶＤ装置のみならず、熱処理
空間が１１００℃前後の高温で曝される拡散炉の場合も
同様であるが、特に薄膜が付着するＣＶＤ装置の場合に
顕著である。
形成しようとするＳｉＨ4の熱分解の為に必要とされる
気相化学反応温度は５００〜１１００℃、又ＳｉＣｌ4
の還元の為に必要とされる気相化学反応温度はｍａｘ１
２００℃である為に、又前記Ｓｉ膜と反応管を構成する
石英ガラスとは熱膨張率が１桁以上も違う為に、ＣＶＤ
膜が薄い場合は両者の熱応力差に起因する応力により薄
膜剥離が生じたり、又ＣＶＤ膜が厚膜化し、石英ガラス
に加わる応力が一層大になると前記反応管が破壊してし
まう恐れがある。これはＣＶＤ装置のみならず、熱処理
空間が１１００℃前後の高温で曝される拡散炉の場合も
同様であるが、特に薄膜が付着するＣＶＤ装置の場合に
顕著である。
【０００５】一方、前記反応管内に配設され、ウエーハ
を所定位置に積層配置するウエーハボートの場合、ウエ
ーハの周線とウエーハボートは、面または線接触の状態
にあるために、前記両者間の熱膨張率差に伴う摺動によ
り、ウエーハのボート接触部にボート接触痕（欠け）を
発生する。
を所定位置に積層配置するウエーハボートの場合、ウエ
ーハの周線とウエーハボートは、面または線接触の状態
にあるために、前記両者間の熱膨張率差に伴う摺動によ
り、ウエーハのボート接触部にボート接触痕（欠け）を
発生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の欠点に鑑み、前記薄膜と石英ガラス治具との間の熱
膨張率差に起因して生じる各種不具合を解消し得る半導
体熱処理装置、特にＣＶＤ装置に使用する石英ガラス治
具及びその製造方法を提供することを目的とする。本発
明の他の目的は反応管内壁に薄膜が付着した場合におい
ても反応管のひび割れや破壊の生じることのないＣＶＤ
装置に使用する反応管を提供することにある。又、本発
明の他の目的はウエーハにボート接触痕（欠け）の発生
のないＣＶＤ装置に使用するウエーハボートを提供する
ことにある。
術の欠点に鑑み、前記薄膜と石英ガラス治具との間の熱
膨張率差に起因して生じる各種不具合を解消し得る半導
体熱処理装置、特にＣＶＤ装置に使用する石英ガラス治
具及びその製造方法を提供することを目的とする。本発
明の他の目的は反応管内壁に薄膜が付着した場合におい
ても反応管のひび割れや破壊の生じることのないＣＶＤ
装置に使用する反応管を提供することにある。又、本発
明の他の目的はウエーハにボート接触痕（欠け）の発生
のないＣＶＤ装置に使用するウエーハボートを提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】本発明は、半導体熱処理装
置、特にＣＶＤ装置に用いられる石英ガラス治具に適用
されるもので、その特徴とするところは、該治具を透明
石英ガラス材で形成するとともに、その熱処理空間と対
面する部位にサンドブラスト処理を施すことである。こ
こで治具の材質を透明石英ガラスに限定した理由は、透
明石英ガラスの場合、気泡入り、若しくは不透明石英ガ
ラスに比較して表面硬度が均一化しており、サンドブラ
スト処理により所期の表面粗さが効果的に得られ、その
結果、前記ＣＶＤ膜との間に発生する応力により生じる
欠点を有効に阻止し得る為である。
置、特にＣＶＤ装置に用いられる石英ガラス治具に適用
されるもので、その特徴とするところは、該治具を透明
石英ガラス材で形成するとともに、その熱処理空間と対
面する部位にサンドブラスト処理を施すことである。こ
こで治具の材質を透明石英ガラスに限定した理由は、透
明石英ガラスの場合、気泡入り、若しくは不透明石英ガ
ラスに比較して表面硬度が均一化しており、サンドブラ
スト処理により所期の表面粗さが効果的に得られ、その
結果、前記ＣＶＤ膜との間に発生する応力により生じる
欠点を有効に阻止し得る為である。
【０００８】そして本発明は、具体的には図１における
熱ＣＶＤ装置に用いられる反応管１０の場合には、該反
応管１０の反応空間と対面する内壁面１０ａのうち、少
なくともヒータ２により加熱される部位をサンドブラス
ト処理を施すのがよく、又図２における熱ＣＶＤ装置に
用いられるウエーハボート２０の場合には、該ウエーハ
ボート２０の少なくともウエーハ３０と接触する部位を
サンドブラスト処理を施すのがよい。
熱ＣＶＤ装置に用いられる反応管１０の場合には、該反
応管１０の反応空間と対面する内壁面１０ａのうち、少
なくともヒータ２により加熱される部位をサンドブラス
ト処理を施すのがよく、又図２における熱ＣＶＤ装置に
用いられるウエーハボート２０の場合には、該ウエーハ
ボート２０の少なくともウエーハ３０と接触する部位を
サンドブラスト処理を施すのがよい。
【０００９】そして前記サンドブラスト処理を施した後
の、その中心線平均粗さ（Ｒａ）は１〜２０μｍ、好ま
しくはＲａ：２〜１０μｍ、より好ましくはＲａ：３〜
５μｍ、更に好ましくはＲａ：３〜５μｍで、その最大
高さ（Ｒmax）を略１０〜３０μｍに設定するのがよ
い。
の、その中心線平均粗さ（Ｒａ）は１〜２０μｍ、好ま
しくはＲａ：２〜１０μｍ、より好ましくはＲａ：３〜
５μｍ、更に好ましくはＲａ：３〜５μｍで、その最大
高さ（Ｒmax）を略１０〜３０μｍに設定するのがよ
い。
【００１０】前記サンドブラストに用いるブラスト粒
は、治具を構成する石英ガラスより硬質で且つ汚染源と
ならない粉粒、例えば水晶粉若しくはＳｉＣ粉をを使用
し、その粒度分布の巾を１００〜４００μｍ（９０％）
に設定するのがよい。
は、治具を構成する石英ガラスより硬質で且つ汚染源と
ならない粉粒、例えば水晶粉若しくはＳｉＣ粉をを使用
し、その粒度分布の巾を１００〜４００μｍ（９０％）
に設定するのがよい。
【００１１】
【作用】かかる発明の作用を図３に基づいて説明する。
例えば熱ＣＶＤ法により、ポリシリコン薄膜４０が反応
管１０の内壁面１０ａに付着した場合を図３（ａ）に基
づいて考えると、Ｓｉの線膨張率は４．７〜４．９×１
０-6／℃、ＳｉＯ2の線膨張率は５．５×１０-7／℃で
あるために、例えばＣＶＤ成長において、５５０〜７０
０℃の反応温度から２０℃の常温に低下した場合、ポリ
シリコン薄膜４０は熱収縮が生じるが、石英については
ほとんど生じず、従ってポリシリコン薄膜４０は石英ガ
ラス１０に対し押す方向の圧縮応力Ａを発生させ、一方
石英ガラス１０はポリシリコン薄膜４０に対し引っ張る
方向の引っ張り応力Ｂを発生させる。
例えば熱ＣＶＤ法により、ポリシリコン薄膜４０が反応
管１０の内壁面１０ａに付着した場合を図３（ａ）に基
づいて考えると、Ｓｉの線膨張率は４．７〜４．９×１
０-6／℃、ＳｉＯ2の線膨張率は５．５×１０-7／℃で
あるために、例えばＣＶＤ成長において、５５０〜７０
０℃の反応温度から２０℃の常温に低下した場合、ポリ
シリコン薄膜４０は熱収縮が生じるが、石英については
ほとんど生じず、従ってポリシリコン薄膜４０は石英ガ
ラス１０に対し押す方向の圧縮応力Ａを発生させ、一方
石英ガラス１０はポリシリコン薄膜４０に対し引っ張る
方向の引っ張り応力Ｂを発生させる。
【００１２】従ってポリシリコン薄膜４０が石英ガラス
１０に付与される熱応力Ａは下記の式から求められる。 Ａ＝Ｅ（α1−α2）ΔＴ＝（１．９〜２．４）×１０8d
yne/cm2 Ｅ：ポリシリコン薄膜４０のヤング率（０．９×１０11
dyne/cm2） α1：ポリシリコン薄膜４０の線膨張率は４．５×１０
-6／℃、 α2：石英の線膨張率は５．５×１０-7／℃ ΔＴ：（５５０〜７００）−２０＝５３０〜６８０℃
１０に付与される熱応力Ａは下記の式から求められる。 Ａ＝Ｅ（α1−α2）ΔＴ＝（１．９〜２．４）×１０8d
yne/cm2 Ｅ：ポリシリコン薄膜４０のヤング率（０．９×１０11
dyne/cm2） α1：ポリシリコン薄膜４０の線膨張率は４．５×１０
-6／℃、 α2：石英の線膨張率は５．５×１０-7／℃ ΔＴ：（５５０〜７００）−２０＝５３０〜６８０℃
【００１３】従って、熱応力Ａが（１．９〜２．４）×
１０8dyne/cm2とすると、反応管１０の直径を３５０
φ、肉厚４〜５ｍｍに設定した場合、設計応力を越えて
破壊してしまうおそれがある。
１０8dyne/cm2とすると、反応管１０の直径を３５０
φ、肉厚４〜５ｍｍに設定した場合、設計応力を越えて
破壊してしまうおそれがある。
【００１４】一方、石英ガラス１０表面にサンドブラス
ト加工を行うと、図３（ｂ）に示すように表面が凹凸
し、この状態でＣＶＤ処理を行うと前記凹凸に対応して
凹凸を有するポリシリコン薄膜４０が付着することにな
る。従って前記ポリシリコン薄膜４０は石英ガラス１０
の凹凸に沿って鋸歯状に圧縮応力Ｂが発生し、応力分散
が図れる。一方石英ガラス１０側は石英ガラス１０の凸
部分の強度がないことから石英ガラス１０側に応力Ａが
発生してもその凸部分が割れ、石英ガラス１０内部まで
の応力伝播をその表面で阻止し、該石英ガラス１０の破
壊やひび割れを阻止し得る。
ト加工を行うと、図３（ｂ）に示すように表面が凹凸
し、この状態でＣＶＤ処理を行うと前記凹凸に対応して
凹凸を有するポリシリコン薄膜４０が付着することにな
る。従って前記ポリシリコン薄膜４０は石英ガラス１０
の凹凸に沿って鋸歯状に圧縮応力Ｂが発生し、応力分散
が図れる。一方石英ガラス１０側は石英ガラス１０の凸
部分の強度がないことから石英ガラス１０側に応力Ａが
発生してもその凸部分が割れ、石英ガラス１０内部まで
の応力伝播をその表面で阻止し、該石英ガラス１０の破
壊やひび割れを阻止し得る。
【００１５】又、前記反応管内に配置され、ウエーハを
所定位置に積層配置するウエーハボートの場合は、図４
（ａ）に示すように、ウエーハボート２０上に刻設し
た、ウエーハと接触する部位としての保持溝２１にウエ
ーハ３０が線接触する構成を取るために、前記両者間の
熱膨張率差によりウエーハ３０にボート接触痕（欠け）
が発生し、そしてかかる欠点は平面平滑性の優れた透明
石英ガラス材からなるウエーハボート２０を用いること
により、ウエーハはこの部分で密着性の高い線接触とな
り、その部分に直線状に熱応力が発生する為に前記欠点
が一層増大する。
所定位置に積層配置するウエーハボートの場合は、図４
（ａ）に示すように、ウエーハボート２０上に刻設し
た、ウエーハと接触する部位としての保持溝２１にウエ
ーハ３０が線接触する構成を取るために、前記両者間の
熱膨張率差によりウエーハ３０にボート接触痕（欠け）
が発生し、そしてかかる欠点は平面平滑性の優れた透明
石英ガラス材からなるウエーハボート２０を用いること
により、ウエーハはこの部分で密着性の高い線接触とな
り、その部分に直線状に熱応力が発生する為に前記欠点
が一層増大する。
【００１６】一方ウエーハボート２０上に刻設した前記
保持溝２１にサンドブラスト処理を行うことにより、図
４（ｂ）に示すようにサンドブラストの凸部にウエーハ
３０が載る事となるために、結果としてウエーハ３０と
ウエーハボート２０が点接触Ｐで接触する事となり、そ
の部分で直線状に働く熱応力が分断され、ウエーハ３０
にボート接触痕（欠け）が発生する恐れを解消し得る。
保持溝２１にサンドブラスト処理を行うことにより、図
４（ｂ）に示すようにサンドブラストの凸部にウエーハ
３０が載る事となるために、結果としてウエーハ３０と
ウエーハボート２０が点接触Ｐで接触する事となり、そ
の部分で直線状に働く熱応力が分断され、ウエーハ３０
にボート接触痕（欠け）が発生する恐れを解消し得る。
【００１７】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１８】図１は本発明が適用されるＣＶＤ装置を示
し、同図の１はほぼ垂直に配設されて、上端が閉塞さ
れ、下端が開放された筒状の炉体で、内壁にヒータ２が
配設されている。１０は該ヒータ２内に同心状に配設さ
れた円筒状の透明石英ガラス製の反応管で、上端に炉体
１外に突出させる排出管３を設けるとともに、該反応管
１０の下部を炉体１の下面から外部に延出させ、該下端
の延出部にガス供給管４を連設する。前記反応管１０内
には、図示しない駆動機構により上下動及び回転可能な
支持軸５上に水平に設置された支持台６と、該支持台６
上に載置された透明石英ガラス製のウエーハボート２０
からなり、該ウエーハボート２０は図２（ａ）（ｂ）に
示すように、上下に配設した円板状の底板２０１と天板
２０２からなり、両板２０１、２０２間に一対の棒状側
柱２０３と棒状脊柱２０４を立設し、該側柱２０３と背
柱２０４に夫々ウエーハ保持溝２１を多数刻設し、ウエ
ーハ３０がほぼ水平状態で積層配置可能に構成してい
る。
し、同図の１はほぼ垂直に配設されて、上端が閉塞さ
れ、下端が開放された筒状の炉体で、内壁にヒータ２が
配設されている。１０は該ヒータ２内に同心状に配設さ
れた円筒状の透明石英ガラス製の反応管で、上端に炉体
１外に突出させる排出管３を設けるとともに、該反応管
１０の下部を炉体１の下面から外部に延出させ、該下端
の延出部にガス供給管４を連設する。前記反応管１０内
には、図示しない駆動機構により上下動及び回転可能な
支持軸５上に水平に設置された支持台６と、該支持台６
上に載置された透明石英ガラス製のウエーハボート２０
からなり、該ウエーハボート２０は図２（ａ）（ｂ）に
示すように、上下に配設した円板状の底板２０１と天板
２０２からなり、両板２０１、２０２間に一対の棒状側
柱２０３と棒状脊柱２０４を立設し、該側柱２０３と背
柱２０４に夫々ウエーハ保持溝２１を多数刻設し、ウエ
ーハ３０がほぼ水平状態で積層配置可能に構成してい
る。
【００１９】そしてかかる公知のＣＶＤ装置において、
支持軸５を降動させて炉体１下方に支持台６を位置させ
て、ウエーハ３０を装設したウエーハボート２０を支持
台６上に載設した後、支持軸５を昇動させて前記反応管
１０を蓋体８により気密的に閉塞しつつ、前記ウエーハ
ボート２０を該反応管１０内の所定位置に設置する。こ
の状態で前記反応管１０内を不活性ガスとガス置換して
次に真空下に置いた後、ヒータ２により所定温度（５５
０〜７００℃）に加熱しつつ反応ガスを流しながら所定
の気相成長を行う。
支持軸５を降動させて炉体１下方に支持台６を位置させ
て、ウエーハ３０を装設したウエーハボート２０を支持
台６上に載設した後、支持軸５を昇動させて前記反応管
１０を蓋体８により気密的に閉塞しつつ、前記ウエーハ
ボート２０を該反応管１０内の所定位置に設置する。こ
の状態で前記反応管１０内を不活性ガスとガス置換して
次に真空下に置いた後、ヒータ２により所定温度（５５
０〜７００℃）に加熱しつつ反応ガスを流しながら所定
の気相成長を行う。
【００２０】前記装置において、反応管１０の直径が３
５０φ、肉厚４〜５ｍｍに設定し、前記反応ガスとして
モノシランガスを流し５５０〜７００℃の温度で所定の
気相成長をさせ、且つ前記反応管１０に４０μｍのポリ
シリコン薄膜４０が付着するまで、熱処理を行った後、
常温まで降温させ、反応管１０のひび割れ状況を確認し
たところ、５回の処理実験のいずれにも反応管１０のひ
び割れが確認できた。又前記の条件で処理したウエーハ
（各６０枚づつのバッチ処理）を集め、各バッチ毎にボ
ート接触痕が生じているか否かを確認したところ、夫々
のバッチ毎に４０〜１００％の割合で接触痕が生じてい
た。
５０φ、肉厚４〜５ｍｍに設定し、前記反応ガスとして
モノシランガスを流し５５０〜７００℃の温度で所定の
気相成長をさせ、且つ前記反応管１０に４０μｍのポリ
シリコン薄膜４０が付着するまで、熱処理を行った後、
常温まで降温させ、反応管１０のひび割れ状況を確認し
たところ、５回の処理実験のいずれにも反応管１０のひ
び割れが確認できた。又前記の条件で処理したウエーハ
（各６０枚づつのバッチ処理）を集め、各バッチ毎にボ
ート接触痕が生じているか否かを確認したところ、夫々
のバッチ毎に４０〜１００％の割合で接触痕が生じてい
た。
【００２１】次に前記反応管１０の内壁面１０ａ、及び
ウエーハ保持溝２１を含めてウエーハボート２０表面全
体について、下記に説明するようなサンドブラスト処理
を行ったものを用いて、同様に反応管１０に４０μｍの
ポリシリコン薄膜４０が付着するまで、熱処理を行った
後、常温まで降温させ、反応管１０のひび割れ状況を確
認したところ、５回の処理実験のいずれにも反応管１０
のひび割れの発生が阻止できた。次に前記反応管１０に
８０μｍのポリシリコン薄膜４０が付着するまで、熱処
理を行った後、常温まで降温させたものについてひび割
れ状況を確認したところ、この場合も反応管１０のひび
割れが確認できなかった。
ウエーハ保持溝２１を含めてウエーハボート２０表面全
体について、下記に説明するようなサンドブラスト処理
を行ったものを用いて、同様に反応管１０に４０μｍの
ポリシリコン薄膜４０が付着するまで、熱処理を行った
後、常温まで降温させ、反応管１０のひび割れ状況を確
認したところ、５回の処理実験のいずれにも反応管１０
のひび割れの発生が阻止できた。次に前記反応管１０に
８０μｍのポリシリコン薄膜４０が付着するまで、熱処
理を行った後、常温まで降温させたものについてひび割
れ状況を確認したところ、この場合も反応管１０のひび
割れが確認できなかった。
【００２２】又前記の条件で処理したウエーハ（各６０
枚づつのバッチ処理）を集め、各バッチ毎にボート接触
痕が生じているか否かを確認したところ、いずれのバッ
チにおいても全く接触痕が発生せず、その発生率は０％
であった。尚、サンドブラストに使用した粉粒には、結
晶質石英粉（水晶粉）を用い、その粒度分布は、表１の
通りであった。
枚づつのバッチ処理）を集め、各バッチ毎にボート接触
痕が生じているか否かを確認したところ、いずれのバッ
チにおいても全く接触痕が発生せず、その発生率は０％
であった。尚、サンドブラストに使用した粉粒には、結
晶質石英粉（水晶粉）を用い、その粒度分布は、表１の
通りであった。
【００２３】
【表１】
【００２４】尚、前記サンドブラスト後の反応管１０の
内壁面１０ａと、ウエーハボート２０のウエーハ保持溝
２１表面夫々について、夫々１０箇所における表面粗さ
を確認した所、反応管１０の中心線平均粗さＲａは３．
５μｍ、最大高さＲmax は２０μｍであった。又、ウエ
ーハボートの場合では、Ｒａは４．５μｍ、Ｒmaxは２
５μｍであった。その測定条件は、カットオフ（粗さ曲
線は断面曲線より所定の波長より長い表面うねり成分を
フィルタによりカットオフして表わすが、そのうねり成
分を除去するためのフィルタの値が０．８μｍである事
をしめす。）を０．８μｍ、基準長さ（粗さ曲線より
２．５ｍｍの基準長さを抜取り、その最大高さをＲmax
とする。×１０は中心線平均粗さＲａを求めるためのサ
ンプル数。）を２．５ｍｍ×１０、測定倍率は１０００
倍とした。
内壁面１０ａと、ウエーハボート２０のウエーハ保持溝
２１表面夫々について、夫々１０箇所における表面粗さ
を確認した所、反応管１０の中心線平均粗さＲａは３．
５μｍ、最大高さＲmax は２０μｍであった。又、ウエ
ーハボートの場合では、Ｒａは４．５μｍ、Ｒmaxは２
５μｍであった。その測定条件は、カットオフ（粗さ曲
線は断面曲線より所定の波長より長い表面うねり成分を
フィルタによりカットオフして表わすが、そのうねり成
分を除去するためのフィルタの値が０．８μｍである事
をしめす。）を０．８μｍ、基準長さ（粗さ曲線より
２．５ｍｍの基準長さを抜取り、その最大高さをＲmax
とする。×１０は中心線平均粗さＲａを求めるためのサ
ンプル数。）を２．５ｍｍ×１０、測定倍率は１０００
倍とした。
【００２５】次に粒度分布巾が１００〜２００μｍ（９
０％）の水晶粉のブラスト粉を用い、ウエーハボート２
０についてサンドブラスト処理を行ったものを使用し、
前記したＣＶＤ処理にて、各６０枚×４バッチ処理を行
い、各バッチ毎にボート接触痕が生じているか否かを確
認したところ、各バッチにおいて０〜１枚程度の接触痕
が僅かに発生していた。そのときのＲａは１．８μｍ、
Ｒmaxは１５μｍであった。又測定条件は、カットオフ
０．５μｍ、基準長さ２．５ｍｍ×１０、測定倍率は１
０００倍とした。
０％）の水晶粉のブラスト粉を用い、ウエーハボート２
０についてサンドブラスト処理を行ったものを使用し、
前記したＣＶＤ処理にて、各６０枚×４バッチ処理を行
い、各バッチ毎にボート接触痕が生じているか否かを確
認したところ、各バッチにおいて０〜１枚程度の接触痕
が僅かに発生していた。そのときのＲａは１．８μｍ、
Ｒmaxは１５μｍであった。又測定条件は、カットオフ
０．５μｍ、基準長さ２．５ｍｍ×１０、測定倍率は１
０００倍とした。
【００２６】尚、本実施例では実験によって確認はして
いないが、ウエーハボート２０の場合は点接触でウエー
ハ角部が保持溝２１に設置される構成を取るために、前
記保持溝２１表面の中心線平均粗さＲａが２０μｍを越
えるとパーティクルが発生する恐れが有り、従って好ま
しくは２〜１０μｍ、更に好ましくは３〜５μｍで、そ
の最大高さＲmax も略１０〜３０μｍに設定するのがよ
い。
いないが、ウエーハボート２０の場合は点接触でウエー
ハ角部が保持溝２１に設置される構成を取るために、前
記保持溝２１表面の中心線平均粗さＲａが２０μｍを越
えるとパーティクルが発生する恐れが有り、従って好ま
しくは２〜１０μｍ、更に好ましくは３〜５μｍで、そ
の最大高さＲmax も略１０〜３０μｍに設定するのがよ
い。
【００２７】
【効果】以上記載のごとく本発明によれば、前記薄膜４
０と石英ガラス治具との間の熱膨張率の差に起因して生
じる各種不具合を解消し、特にＣＶＤ装置において好ま
しい気相成長が可能となる。又本発明によれば、本発明
を反応管１０に適用した場合において、ＣＶＤ処理によ
り反応管１０内壁に薄膜４０が付着した場合においても
反応管１０のひび割れや破壊のみならず、薄膜４０の剥
離等も生じることがない。更に本発明によれば本発明を
ウエーハボート２０に適用した場合において、ウエーハ
３０にボート接触痕（欠け）や該欠けに起因するパーテ
ィクルの発生のないウエーハボートの提供が可能とな
る。等の種々の著効を有す。
０と石英ガラス治具との間の熱膨張率の差に起因して生
じる各種不具合を解消し、特にＣＶＤ装置において好ま
しい気相成長が可能となる。又本発明によれば、本発明
を反応管１０に適用した場合において、ＣＶＤ処理によ
り反応管１０内壁に薄膜４０が付着した場合においても
反応管１０のひび割れや破壊のみならず、薄膜４０の剥
離等も生じることがない。更に本発明によれば本発明を
ウエーハボート２０に適用した場合において、ウエーハ
３０にボート接触痕（欠け）や該欠けに起因するパーテ
ィクルの発生のないウエーハボートの提供が可能とな
る。等の種々の著効を有す。
【図１】本発明が適用されるＣＶＤ装置の概略図。
【図２】本発明が適用される縦型ウエーハボートの概略
図で（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図
である。
図で（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図
である。
【図３】反応管の薄膜付着部分の拡大断面図で（ａ）が
サンドブラスト処理を行っていない従来技術、（ｂ）が
サンドブラスト処理を行っている本願発明の技術を示
す。
サンドブラスト処理を行っていない従来技術、（ｂ）が
サンドブラスト処理を行っている本願発明の技術を示
す。
【図４】ウエーハボートのウエーハ保持溝部分を示す拡
大断面図で（ａ）がサンドブラスト処理を行っていない
従来技術、（ｂ）がサンドブラスト処理を行っている本
願発明の技術を示す。
大断面図で（ａ）がサンドブラスト処理を行っていない
従来技術、（ｂ）がサンドブラスト処理を行っている本
願発明の技術を示す。
１０ 反応管 ２０ ウエーハボート ２１ ウエーハ保持溝 ４０ 薄膜
Claims (5)
- 【請求項１】 ＣＶＤ装置や熱拡散装置等の半導体熱処
理装置に用いられる石英ガラス治具において、 前記石英ガラス治具を透明石英ガラス材で形成し、該治
具の熱処理空間と対面する部位をサンドブラスト処理を
施した事を特徴とする半導体熱処理用の石英ガラス治具 - 【請求項２】 熱ＣＶＤ装置に用いられる石英ガラス製
反応管において、 前記反応管の反応空間と対面する内壁面の内、少なくと
もヒータにより加熱される部位をサンドブラスト処理を
施した事を特徴とする半導体熱処理用の石英ガラス製反
応管 - 【請求項３】 熱ＣＶＤ装置に用いられる石英ガラス製
ウエーハボートにおいて、 前記ウエーハボートの少なくともウエーハと接触する部
位をサンドブラスト処理を施した事を特徴とする半導体
熱処理用の石英ガラス製ウエーハボート - 【請求項４】 ＣＶＤ装置や熱拡散装置等の半導体熱処
理装置に用いられる石英ガラス治具において、 前記治具の熱処理空間と対面する部位、及び／またはウ
エーハと接触する部位をサンドブラスト処理を施し、そ
の中心線平均粗さ（Ｒａ）を１〜２０μｍ、好ましくは
２〜１０μｍに設定した事を特徴とする半導体熱処理用
の石英ガラス治具 - 【請求項５】 ＣＶＤ装置や熱拡散装置等の半導体熱処
理装置に用いられる石英ガラス治具において、 該治具の熱処理空間と対面する部位、及び／またはウエ
ーハと接触する部位を、前記石英ガラスより硬質で且つ
汚染源とならない粉粒、例えば水晶粉若しくはＳｉＣ粉
を用いてサンドブラスト処理を施した事を特徴とする半
導体熱処理用の石英ガラス治具の製造方法
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25982994A JP3473715B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 石英ガラス製ウェーハボート |
| US08/531,023 US6425168B1 (en) | 1994-09-30 | 1995-08-20 | Quartz glass jig for heat-treating semiconductor wafers and method for producing same |
| DE69510421T DE69510421T2 (de) | 1994-09-30 | 1995-09-18 | Vorrichtung aus Quarzglas zum Wärmebehandlung von Halbleiterscheibchen und Herstellungsverfahren dafür |
| EP95306554A EP0704891B1 (en) | 1994-09-30 | 1995-09-18 | Quartz glass heat treatment apparatus for semiconductor wafers and method for producing same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25982994A JP3473715B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 石英ガラス製ウェーハボート |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08102447A true JPH08102447A (ja) | 1996-04-16 |
| JP3473715B2 JP3473715B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=17339576
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25982994A Expired - Fee Related JP3473715B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 石英ガラス製ウェーハボート |
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|---|---|
| US (1) | US6425168B1 (ja) |
| EP (1) | EP0704891B1 (ja) |
| JP (1) | JP3473715B2 (ja) |
| DE (1) | DE69510421T2 (ja) |
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| JP2019192688A (ja) * | 2018-04-19 | 2019-10-31 | 三菱電機株式会社 | ウエハボートおよびその製造方法 |
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