JPH09162146A - 半導体用治工具の清浄化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭化珪素と金属シリコンとの複合材料または
金属シリコンからなる半導体用治工具について、より適
切な清浄化方法を見いだし、半導体装置の製造プロセス
においてシリコンウェハを汚染することのない治工具を
提供する。 【解決手段】 半導体用治工具をフッ化水素酸で洗浄し
た後、酸素雰囲気下で熱処理することによりその表面に
０．１μｍ〜５μｍの厚みの酸化膜を形成する。酸化膜
の形成された半導体用治工具を再びフッ化水素酸で洗浄
することにより酸化膜を除去する。次いで半導体用治工
具を不活性ガスの雰囲気下で熱処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体用治工具の
清浄化方法に関し、特に、半導体装置の製造においてシ
リコンウェハの熱拡散処理等に使用されるプロセスチュ
ーブ、ウェハボート等であって、炭化珪素および金属シ
リコンの複合材料または金属シリコンから形成される治
工具を使用に適した状態とするため、清浄化する方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、１１００℃以上の高耐熱性を要求
される半導体装置製造用治具として、金属シリコンと炭
化珪素からなる複合体（以後、「炭化珪素質複合材料」
と呼ぶ）から形成されたものが開発されてきた。しかし
ながら、半導体装置の製造において要求される高純度な
炭化珪素質複合材料を得ることは困難であった。そこ
で、シリコンウェハ等に対する汚染を低減させる方法と
して、炭化珪素質複合材料で作られた基材の表面に、炭
化珪素等の膜を形成する方法（特開昭６３−５６７００
号公報）が提案されている。

【０００３】一方、最近の材料技術および高純度化技術
の進歩により、金属シリコンからなる治具や、石英ガラ
ス並の高純度材料が開発され、その用途の展開が進んで
いる（特開平６−２１１５７４号公報）。しかし、これ
らの材料は、炭化珪素膜を付与した炭化珪素質複合材料
や石英ガラスと比べると、洗浄が困難という問題があっ
た。

【０００４】近年の半導体装置の高集積化および微細化
に伴い、パーティクルや金属不純物等によるマイクロコ
ンタミネーションが製品の歩留や信頼性に大きな影響を
及ぼすようになってきた。このため、超ＬＳＩ工程にお
いて清浄化の重要性が一段と高まってきている。しか
し、シリコンウェハの洗浄技術に関しては注目されてい
るものの、治工具、特にウェハを熱処理するための高純
度耐熱材料からなる治工具については、コンタミネーシ
ョンの影響が大きいにもかかわらず、未だ関心が低い
（ＳＥＭＩテクノロジーシンポジウム１９９３年予稿集
Semiconductor Equipment and Materials Internatio
nal 1993年12月 p450〜453 ）。

【０００５】従来、半導体熱処理用に用いられてきた石
英ガラス製治具は、フッ酸等の洗浄液に対して均一に溶
解し、また、その表面は非常に滑らかであるため、洗浄
は比較的容易であるものの、耐熱性などの問題があっ
た。

【０００６】これに対し、石英よりも耐熱性が高くかつ
強度の高い炭化珪素質複合材料について、石英ガラス並
の高純度材料が開発され、その用途展開が進んでいる。
炭化珪素質複合材料は、炭化珪素からなる成形体に金属
シリコンを浸透させて形成した複合材料であるため、そ
の表面には金属シリコンが露出している。このような複
合材料を清浄化するため、ハロゲン化水素ガス、強酸等
でその表面を処理すれば、金属シリコンが浸食されるた
め、治工具の表面に孔が生成し、汚染の原因となった
り、寿命が低下するなどの問題が生じた。同様の問題
は、金属シリコンで形成された治具でも生じる。すなわ
ち、金属シリコン治具をハロゲン化ガスや強酸で処理し
た場合、金属シリコンそのものが浸食される。浸食は必
ずしも均一には行なわれず、ポリシリコンの粒界が先に
浸食されて表面粗さが増大することとなる。表面が荒れ
ることによって、洗浄の際に不純物の残留が多くなり、
汚染の原因となる。また、治具を形成する金属シリコン
そのものが溶出していくため、洗浄のたびに治具が小さ
くなっていき、寸法の狂いが生じるようになる。

【０００７】これに対し、かかる欠点を改善するため、
表面に緻密な炭化珪素膜またはシリカ膜を蒸着せしめて
不純物の拡散を抑え、表面ボイドを埋める方法が提案さ
れている（特開昭５７−５８７７１号公報、特開昭６４
−６１３７６号公報、特開昭６４−１４９１４号公
報）。しかし、このような方法では、その表面の炭化珪
素膜あるいはシリカ膜にピンホールが発生したり、膜の
密着強度が低く、機械的および熱的衝撃により亀裂が生
じる等の問題があった。また、ＣＶＤ膜の付加はコスト
アップの要因となっている。

【０００８】一方、多孔質炭化珪素成形体をハロゲン含
有ガスあるいは強酸で純化処理した後、２次焼成として
シリコン含浸を行ない清浄な半導体用治工具を製造する
方法（特開昭５５−１５８６２２号公報）、ならびに多
孔質炭化珪素成形体をハロゲンガスの雰囲気中に置いて
１６００℃〜２０００℃の温度で純化処理を行なった
後、２次焼成としてシリコン含浸を行ない半導体用治工
具を得る方法（特開昭６０−１３８９１３号公報）も開
示されている。しかしながら、これらの技術は、シリコ
ン含浸の前に清浄化処理を行なうため、シリコン含浸後
さらに加工する工程で表面に付着した不純物を除去する
ための手段を何ら提供するものではない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、炭化
珪素と金属シリコンとの複合材料または金属シリコンか
らなる半導体用治工具について、より適切な清浄化方法
を見いだすことにより、半導体装置の製造プロセスにお
いてシリコンウェハ等を汚染することのない、使用によ
り適した半導体用治工具を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、炭化珪素およ
び金属シリコンからなる複合材料または金属シリコンか
らなり、かつガス不透過性を有する半導体用治工具の清
浄化方法であって、半導体用治工具をフッ化水素酸また
はフッ化水素酸と塩酸の混合物で洗浄する工程と、洗浄
された半導体用治工具を酸化雰囲気下で熱処理すること
により、半導体用治工具の表面に０．１μｍ〜５μｍの
厚みの酸化膜を形成する工程と、酸化膜の形成された半
導体用治工具をフッ化水素酸またはフッ化水素酸と塩酸
の混合物で洗浄することにより、酸化膜を除去する工程
と、酸化膜の除去された半導体用治工具を、半導体用治
工具の材料に不活性な雰囲気下で熱処理する工程とを備
えることを特徴とする。

【００１１】本発明において、酸化膜を形成するための
熱処理および上述した不活性な雰囲気下での熱処理は、
１０００℃以上１３００℃以下の温度で行なうことが好
ましい。

【００１２】また本発明において、上述した不活性な雰
囲気下での熱処理の後、半導体用治工具を酸化雰囲気下
で熱処理する工程をさらに行なうことがより好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の清浄化方法は、特に、半
導体用治工具の製造において、通常の加工工程後得られ
た半導体用治工具を最終製品として仕上げるための洗浄
工程に適用される。一方、本発明の方法は、半導体用治
工具の使用者が、その使用の前に汚染物質を除去し治工
具表面を清浄にするため使用することもできる。

【００１４】本発明によって処理される半導体用治工具
には、たとえば、シリコンウェハの熱処理等に使用され
るプロセスチューブ、ウェハボート等がある。本発明に
よって処理される治工具は、炭化珪素および金属シリコ
ンからなる複合材料または金属シリコンから形成され
る。該複合材料から形成される治工具は、たとえば、多
孔性の炭化珪素焼結体からなる成形体に金属シリコンを
含浸せしめる方法によって製造されるものである。炭化
珪素焼結体からなる成形体に金属シリコンを含浸せしめ
ることにより、ガス不透過性が付与される。また金属シ
リコンから形成される治工具は、金属シリコンの成形体
を加工することによって得ることができる。治工具の製
造において金属シリコンには高純度のものが使用され
る。

【００１５】通常の方法に従って成形および焼成の工程
を経て得られる治工具材料は、切断、溝切り等の機械加
工が行なわれ、所定の形状および構造を有する治工具が
得られる。得られた治工具の表層部には研削液、砥石、
固定具および環境からの不純物が付着するため、これら
の不純物を予め除去することが好ましい。これらの不純
物には、樹脂、油等の有機物およびＮａ、Ｋ、Ａｌ、Ｆ
ｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ等の金属不純物がある。有機系不
純物は溶剤あるいはアルカリ系洗浄液等で比較的容易に
除去できる。一方、金属不純物については酸洗浄が有効
である。

【００１６】本発明は、金属不純物の除去を主な目的と
して、所定の構造を有する治工具を酸で洗浄する工程を
含む。この酸洗浄工程は、上述した加工工程後の通常の
洗浄工程の一環として行なわれる一方、治工具の清浄度
を高めるため、新たに酸洗浄工程を行なってもよい。洗
浄のための酸として、ＨＦ水溶液（フッ化水素酸）、ま
たはＨＦ−ＨＣｌ水溶液（フッ化水素酸と塩酸の混合
物）が用いられる。炭化珪素質複合材料あるいは金属シ
リコンの表面は非常に活性が高く、その表面はオングス
トロームオーダーの自然酸化膜で覆われる。機械加工等
で新たに生成する表面には、加工時の不純物とともに自
然酸化膜が形成されるため、不純物を除去するためには
酸化膜を溶解することができるＨＦを含む酸が必要であ
る。ＨＦを含まない酸では金属シリコンあるいは炭化珪
素質複合材料の表面に形成される酸化膜（ＳｉＯ₂ ）の
除去ができない。また、ＨＦ−ＨＮＯ₃ 水溶液あるいは
ＨＦ−Ｈ₂ Ｏ₂ 水溶液では、金属シリコンが溶解するた
め好ましくない。フッ化水素酸およびフッ化水素酸と塩
酸の混合物の濃度は、酸化膜を溶解するべく適宜設定さ
れる。以下に述べるように本発明にしたがって酸化膜を
付与するためには、汚染の恐れのない拡散炉等で酸化膜
の形成を行なう必要がある。そのためには、酸化膜形成
のため熱処理される治工具も炉を汚染しないように最低
限の洗浄を行なう必要がある。このため、機械加工等を
行なった治工具の酸洗浄は必ず実施される。また、一般
に、半導体装置製造プロセスが行なわれるクリーンルー
ムに持込まれる治具は、炉に入れる前に酸洗浄を行なう
ことになっている。このような酸洗浄の処理により、治
工具はある程度清浄にされ、後の熱処理工程において熱
処理炉の汚染が回避される。このように酸洗浄を行なっ
た治工具は、超純水によりリンス処理し、不純物の付着
する恐れのないクリーン度の高い環境下で十分乾燥する
ことが好ましい。

【００１７】上述した酸洗浄では、Ｎａ、Ｋ、Ａｌ、Ｆ
ｅ等のイオン化傾向がＳｉよりも高い金属について比較
的容易に除去できる。しかし、Ｃｕのようなイオン化傾
向の低い元素は、フッ化水素酸またはフッ化水素酸と塩
酸の混合物による酸洗浄ではほとんど溶解しない。ま
た、数十オングストロームと非常に薄い自然酸化膜の下
に存在するＣｕは溶解せずに残留したままになる。Ｃｕ
のようなイオン化傾向の小さい金属元素を酸で除去しよ
うとすると、酸化力の強い酸（たとえばＨＦ−ＨＮＯ₃
水溶液、ＨＦ−Ｈ₂ Ｏ₂ 水溶液）が必要となるが、この
ような強い酸は金属シリコンあるいは炭化珪素質複合材
料の表面のＳｉを著しく浸食するため好ましくない。ま
た、金属シリコン中に拡散した不純物は、金属シリコン
を浸食せずに除去することが困難である。そこで、本発
明は、Ｃｕ等のイオン化傾向の低い金属元素および金属
シリコンに拡散した不純物について以下のような工程で
除去を行なう。

【００１８】酸洗浄を行なった治工具は、半導体拡散炉
あるいは酸化炉等の熱処理炉にセットし、酸化雰囲気中
で熱処理を行ない、表面に０．１μｍ〜５μｍの酸化膜
を付与する。拡散炉あるいは酸化炉は治工具を汚染しな
い純度レベルの高いものが使用される。金属シリコンま
たは炭化珪素質複合材料からなる治工具を、酸化雰囲気
中で熱処理することにより、表面に酸化膜（ＳｉＯ₂ ）
が形成される。酸化雰囲気としては、酸素からなる雰囲
気（酸素雰囲気）の他、酸素および不活性ガス（希ガ
ス）からなる雰囲気等を使用することができる。これに
よって、金属シリコン中に拡散した不純物、および金属
シリコンあるいは炭化珪素質複合材料の表面において酸
洗浄で残留したＣｕ等の不純物金属元素は、酸化膜に溶
解しガラス層を形成する。

【００１９】金属シリコン相中に拡散する不純物は、金
属シリコンと炭化珪素の比率、炭化珪素の結晶粒径、加
工条件等によって異なるが、主として表面から０．５μ
ｍまでの層に高濃度で存在し、表面から最大５μｍのと
ころまで到達する。したがって、上述した熱処理により
形成される酸化膜の厚みが０．１μｍ未満では、金属シ
リコン相中に拡散した不純物をガラス層に十分取込むこ
とができず、その除去が不十分となる。また、５μｍを
超える膜厚では、拡散した不純物が存在しない部分まで
酸化膜が形成されるため、必要以上の処理時間がかかる
上、治工具の寿命が短くなる。したがって、形成する酸
化膜の厚みは０．１μｍ〜５μｍであり、好ましくは
０．５μｍ〜２μｍである。

【００２０】この酸化膜の成長速度は、形成される酸化
膜中の酸素の拡散速度に依存するため、治工具材料の金
属シリコンと炭化珪素相の比率に依存せず、熱処理温度
および酸化雰囲気に対して一定であるため、金属シリコ
ンと炭化珪素の複合材料にあっても均一な厚みの酸化膜
が形成される。

【００２１】酸化膜を形成するための熱処理は、１００
０℃以上１３００℃以下で行なうことが望ましい。１０
００℃未満では酸化膜の成長速度および不純物金属の酸
化膜への拡散速度が小さくなる一方、１３００℃を超え
る温度では酸化速度が速すぎる。また１３００℃を超え
る温度において、高温および高純度処理が可能な拡散炉
等の熱処理炉を準備することは困難となってくる。処理
時間は、熱処理温度および雰囲気によっても異なるが、
０．５時間以上２００時間以下が好ましい。０．５時間
未満では１２００℃の熱処理でも酸化膜厚が０．１μｍ
に到達しにくくなる一方、処理の効率の点を考えると２
００時間以下が望ましい。以上の点から、酸化膜を形成
するための熱処理は、１０００℃〜１３００℃、０．５
時間〜２００時間が好ましく、より好ましくは１１００
℃〜１２５０℃、２時間〜６０時間である。

【００２２】次に、表面に酸化膜を付与された治工具
は、ＨＦ水溶液（フッ化水素酸）またはＨＦ−ＨＣｌ水
溶液（フッ化水素酸および塩酸の混合物）で洗浄され
る。フッ化水素酸およびフッ化水素酸と塩酸の混合物の
濃度は、付与された酸化膜を溶解するべく適宜設定され
る。これらの酸により、酸化膜（ガラス層）が溶解、除
去され、これにより、ガラス層に取込まれていた不純物
を除去することができる。この酸洗浄において、ガラス
層を溶解するため、ＨＦ水溶液またはＨＦ−ＨＣｌ水溶
液が必要である。ＨＦを含まない酸では、酸化膜の除去
ができない。また、ＨＦ−ＨＮＯ₃ 水溶液あるいはＨＦ
−Ｈ₂ Ｏ₂ 水溶液では、治工具の金属シリコンが溶解
し、その表面が荒らされるため好ましくない。なお、酸
化膜とともに酸洗浄液中に放出されたＣｕ等の不純物は
治工具表面に再び付着する恐れがあるため、酸水溶液を
新しいものに交換して繰返し酸洗浄を行なうことがより
好ましい。このように酸洗浄を行なった治工具は、超純
水によりリンス処理し、不純物の付着する恐れのないク
リーン度の高い環境下で十分乾燥することが好ましい。

【００２３】十分乾燥された治工具は、再び酸化炉ある
いは拡散炉等の熱処理炉にセットし、治工具を構成する
材料に対して不活性な雰囲気下で熱処理する。このとき
の雰囲気は、たとえばＡｒ、Ｈｅ等の不活性ガス（希ガ
ス）雰囲気とすることが好ましい他、減圧雰囲気（真
空）とすることもできる。このような不活性な雰囲気下
での熱処理により、酸洗浄工程後、微量に存在する不純
物を拡散させ、治工具表面に存在する不純物の量をさら
に減らすことができる。なおこのときの熱処理には不活
性な雰囲気が必要であり、たとえば窒素または酸素雰囲
気では、治工具表面の金属シリコンが窒化膜あるいは酸
化膜となって表面の微量不純物の拡散が阻害される。不
活性な雰囲気下での処理温度は１０００℃以上１３００
℃以下が好ましい。１０００℃以下の温度では不純物の
拡散速度が小さく、１３００℃を超える温度ではそのよ
うな温度を保持し内部をクリーンな状態に保つことので
きる装置を得ることが困難となってくる。処理時間は、
温度にもよるが、５時間以上２００時間未満が好まし
く、より好ましくは２０時間〜５０時間である。このよ
うな不活性な雰囲気下での熱処理を行なう理由の１つは
次のとおりである。酸洗浄に用いた容器、純水、クリー
ンルームといえども、シリコンウェハや拡散炉内に比べ
ると純度のレベルは低い。したがって、治工具の酸洗浄
の後、乾燥、搬送、取付工程においてわずかな不純物の
付着は避けられない。このような不純物の濃度を効果的
に低減するため、治工具を熱処理炉にセットし、不活性
な雰囲気下での熱処理によって不純物を拡散させてい
る。ただし、洗浄が十分でない治工具に対してこの熱処
理を用いると、炉内を汚染して石英管が結晶、失透し、
割れてしまうなどの恐れがある。

【００２４】以上の工程により、十分に清浄な治工具が
得られるが、酸洗浄の後、不活性な雰囲気で熱処理を行
なった治工具は、表面に活性の高い金属シリコンが露出
し、不純物の付着しやすい状態となっている場合がある
ため、不活性な雰囲気での熱処理後、さらに酸化性雰囲
気下で熱処理することがより好ましい。このような熱処
理は、上述した酸化膜を付与する熱処理と同様、酸化炉
あるいは拡散炉等の熱処理炉にセットし、酸化雰囲気中
で治工具を加熱することにより行なうことができる。拡
散炉あるいは酸化炉は治工具を汚染しない純度レベルの
高いものが使用される。酸化雰囲気としては、酸素から
なる雰囲気（酸素雰囲気）の他、酸素および不活性ガス
（希ガス）からなる雰囲気を使用することができる。熱
処理温度は１０００℃〜１３００℃が好ましい。熱処理
時間は０．５時間〜２００時間が好ましい。より好まし
い熱処理条件は、１１００℃〜１２５０℃、２時間〜６
０時間である。このような熱処理により、治工具の表面
には酸化膜が形成され、不純物が付着しにくくなる。

【００２５】以上に示した一連のプロセスにおいて、不
活性な雰囲気下での熱処理後、またはそれに続く酸化雰
囲気下での熱処理後において、金属シリコンまたは炭化
珪素質複合材料からなる半導体用治工具は、半導体装置
の製造プロセスにおいてシリコンウェハを汚染すること
のない高い純度のレベルに達する。本発明は、半導体用
治工具の使用に適する純度を保証するものである。

【００２６】以下に、本発明を実施例によってより具体
的に説明する。

【００２７】

【実施例】

実施例１ Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒの含有量が０．１ｐｐｍ未満、Ｃｕの
含有量が０．２ｐｐｍ未満、Ａｌの含有量が１ｐｐｍ未
満の炭化珪素質複合材料（多孔質の炭化珪素焼結体から
なる成形体に金属シリコンを含浸せしめてガス不透過性
を付与したもの）で形成された４インチ用ウェハボート
を１０重量％の半導体グレードのＨＦ水溶液中に浸漬
し、６０分間洗浄した。次に、酸洗浄を行なったウェハ
ボートを超純水中に浸漬し６０分間洗浄する工程を３回
行なった。純水洗浄したウェハボートをクリーンブース
中で十分乾燥した後、拡散炉にセットし、１２００℃の
温度において酸素雰囲気中で２０時間熱処理を行ない、
表面に酸化膜を付与した。この熱処理においては、拡散
炉中に流すガスを酸素のみとし、反応管内はほぼ酸素１
００％となった。

【００２８】酸化膜を付与したウェハボートを、１０重
量％の半導体グレードのＨＦ水溶液で６０分間洗浄した
後、超純水による６０分間洗浄を３回行なった。洗浄し
たウェハボートを、クリーンブース中で十分乾燥した
後、拡散炉にセットし、１２００℃、Ａｒ雰囲気下で１
０時間熱処理を行ない、製品とした。

【００２９】得られたウェハボート製品の純度につい
て、次のような試験を行なった。得られたウェハボート
製品上に４インチウェハを載置し、拡散炉中において酸
素雰囲気下で１２００℃、２時間の熱処理を行なった。
ウェハボート上で熱処理したウェハについて、ウェハラ
イフタイムをレオ技研製ＴＡ−３３０Ａにおいてレーザ
ー電流値を２０Ａとして測定した。ウェハライフタイム
は、光や熱で励起した半導体中に発生した少数キャリア
が１／ｅの数まで減少する時間（寿命）のことである。
半導体中に再結合中心となる深い準位を形成する不純物
（遷移金属等）が多数存在すると、ライフタイムは減少
するため、ウェハの汚染度の評価が比較的簡単にでき
る。ウェハライフタイムが大きければ、ウェハボートか
らウェハへの汚染の度合いが小さく、したがってウェハ
ボートの純度が高いことを意味する。一方、ウェハライ
フタイムが小さいと、ウェハボートからウェハへの汚染
の度合いが大きく、ウェハボートの純度が低いことを意
味する。

【００３０】以上のように行なわれた洗浄条件、熱処理
条件、形成された酸化膜の厚み、ウェハボート製品上で
熱処理されたウェハのライフタイムの値をまとめて表１
に示す。

【００３１】実施例２ 酸素雰囲気下での熱処理の前後に行なう酸洗浄における
酸として、１０重量％ＨＦ水溶液と１０重量％ＨＣｌ水
溶液（いずれも半導体グレード）を体積比１：１で混合
した混酸を用いた以外は、実施例１と同一の条件で４イ
ンチウェハボートを清浄化した。洗浄条件、熱処理条
件、形成した酸化膜の厚みおよび測定されたシリコンウ
ェハのライフタイム値を表１に示す。

【００３２】実施例３ 酸素雰囲気下での熱処理条件を１０００℃、５０時間と
し、Ａｒ雰囲気下での熱処理条件を１０００℃、１５０
時間とした以外は、実施例１と同一の条件で４インチウ
ェハボートを清浄化した。洗浄条件、熱処理条件、形成
された酸化膜の厚みおよび測定されたシリコンウェハの
ライフタイム値を表１に示す。

【００３３】実施例４ 酸素雰囲気下での熱処理条件を１３００℃、２０時間と
し、Ａｒ雰囲気下での熱処理条件を１３００℃、５時間
とした以外は、実施例１と同一の条件で４インチウェハ
ボートを清浄化した。洗浄条件、熱処理条件、形成され
た酸化膜の厚みおよび測定されたシリコンウェハのライ
フタイム値を表１に示す。

【００３４】実施例５ 実施例１と同様にＡｒ雰囲気下での熱処理までを行なっ
た後、得られたウェハボートを拡散炉にセットし、酸素
雰囲気下で１２００℃、２０時間の熱処理を行ない、製
品とした。この熱処理においては、拡散炉中に流すガス
を酸素のみとし、反応管内はほぼ酸素１００％となっ
た。得られたウェハボート製品について実施例１と同様
にウェハライフタイムを測定しその純度を試験した。洗
浄条件、熱処理条件、形成された酸化膜の厚みおよび測
定されたシリコンウェハのライフタイム値を表１に示
す。

【００３５】実施例６ 実施例２と同様にしてＡｒ雰囲気下での熱処理までを行
なった後、得られたウェハボートを拡散炉にセットし、
酸素雰囲気下で１２００℃、２０時間の熱処理を行な
い、製品とした。熱処理においては、拡散炉中に流すガ
スを酸素のみとし、反応管内はほぼ酸素１００％となっ
た。得られたウェハボート製品について実施例１と同様
にウェハライフタイムを測定した。洗浄条件、熱処理条
件、形成された酸化膜の厚みおよび測定されたシリコン
ウェハのライフタイム値を表１に示す。

【００３６】実施例７ 実施例３と同様にＡｒ雰囲気下での熱処理までを行なっ
た後、得られたウェハボートを拡散炉にセットし、酸素
雰囲気下で１０００℃、５０時間の熱処理を行ない、製
品とした。熱処理においては、拡散炉中に流すガスを酸
素のみとし、反応管内はほぼ酸素１００％となった。得
られたウェハボート製品について、実施例１と同様にウ
ェハライフタイムを測定した。洗浄条件、熱処理条件、
形成された酸化膜の厚みおよび測定されたシリコンウェ
ハのライフタイム値を表１に示す。

【００３７】実施例８ 実施例４と同様にＡｒ雰囲気下での熱処理までを行なっ
た後、得られたウェハボートを拡散炉にセットし、酸素
雰囲気下で１３００℃、２０時間の熱処理を行ない、製
品とした。熱処理においては、拡散炉中に流すガスを酸
素のみとし、反応管内はほぼ酸素１００％となった。得
られたウェハボート製品について、実施例１と同様にウ
ェハライフタイムを測定した。洗浄条件、熱処理条件、
形成された酸化膜の厚みおよび測定されたシリコンウェ
ハのライフタイム値を表１に示す。

【００３８】実施例９ 酸素雰囲気下での熱処理の条件を１３５０℃、２０時
間、Ａｒ雰囲気下での熱処理条件を１３５０℃、５時間
とした以外は、実施例１と同一の条件で４インチウェハ
ボートを清浄化した。洗浄条件、熱処理条件、形成した
酸化膜の厚みおよび測定したシリコンウェハのライフタ
イム値を表１に示す。

【００３９】比較例１ 酸素雰囲気下での熱処理の前後に行なう酸洗浄における
酸として、１０重量％ＨＦ水溶液と１０重量％ＨＮＯ₃
水溶液（いずれも半導体グレード）を体積比１：１で混
合した混酸を用いた以外は、実施例１と同一の条件で４
インチウェハボートを清浄化した。洗浄条件、熱処理条
件、形成された酸化膜の厚みおよび測定したシリコンウ
ェハのライフタイム値を表１に示す。

【００４０】比較例２ 酸素雰囲気下での熱処理の前後に行なう酸洗浄における
酸として、１０重量％ＨＦ水溶液と１０重量％Ｈ₂ Ｏ₂
水溶液（いずれも半導体グレード）を体積比１：１で混
合した洗浄液を用いた以外は、実施例１と同一の条件で
４インチウェハボートを清浄化した。洗浄条件、熱処理
条件、形成した酸化膜の厚みおよび測定によって得られ
たシリコンウェハのライフタイム値を表１に示す。

【００４１】比較例３ 酸素雰囲気下での熱処理を８００℃、１００時間として
厚み０．０７μｍの酸化膜を形成し、Ａｒ雰囲気下での
熱処理条件を８００℃、２００時間とした以外は、実施
例１と同一の条件で４インチウェハボートを清浄化し
た。洗浄条件、熱処理条件、形成した酸化膜の厚みおよ
び測定したシリコンウェハのライフタイム値を表１に示
す。

【００４２】比較例４ 酸素雰囲気下での熱処理を１２００℃、０．３時間とし
て厚み０．０５μｍの酸化膜を形成した以外は、実施例
１と同一の条件で４インチウェハボートを清浄化した。
洗浄条件、熱処理条件、形成した酸化膜の厚みおよび測
定したシリコンウェハのライフタイム値を表１に示す。

【００４３】比較例５ 酸素雰囲気下での熱処理条件を１３００℃、２５０時間
として厚み８．２μｍの酸化膜を形成した以外は、実施
例１と同一の条件で４インチウェハボートを清浄化し
た。洗浄条件、熱処理条件、形成した酸化膜の厚みおよ
び測定したシリコンウェハのライフタイム値を表１に示
す。

【００４４】従来例１ 実施例１と同様の炭化珪素質複合材料で形成された４イ
ンチ用ウェハボートを１０重量％の半導体グレードのＨ
Ｆ水溶液に浸漬し、６０分間洗浄した。次に、酸洗浄を
行なったウェハボートを超純水中に浸漬し、６０分間洗
浄する工程を３回行なった。さらに、上記酸洗浄と同一
の条件で１０重量％ＨＦ水溶液による洗浄および超純水
による洗浄を繰返した。洗浄したウェハボートをクリー
ンブース中で十分乾燥した後、拡散炉にセットし、１２
００℃、Ａｒ雰囲気下において１０時間熱処理を行な
い、製品とした。得られたウェハボートについて、実施
例１と同様にしてシリコンウェハのライフタイム値を測
定した。洗浄条件、熱処理条件、形成した酸化膜の厚み
および測定によって得られたシリコンウェハのライフタ
イム値を表１に示す。

【００４５】従来例２ 酸洗浄に用いる酸として１０重量％ＨＦ水溶液と１０重
量％ＨＣｌ水溶液（いずれも半導体グレード）を体積比
１：１で混合した混酸を用いた以外は、従来例１と同一
の条件で４インチウェハボートを清浄化した。洗浄条
件、熱処理条件、形成した酸化膜の厚みおよび実施例１
と同様にして測定したシリコンウェハのライフタイム値
を表１に示す。

【００４６】表１から明らかなように、実施例１〜９で
は、従来例と比較してウェハライフタイムの値が顕著に
大きく、ウェハボート製品がより清浄になっていること
がわかる。なお、実施例９では、清浄で適切なウェハボ
ート製品が得られる一方、熱処理炉の寿命の低下が見ら
れた。一方、比較例３および４では、ウェハライフタイ
ムの値が低く、従来より清浄なウェハボート製品が得ら
れなかった。比較例１および２では、従来より清浄なウ
ェハボートが得られたが、製品表面のＳｉが溶出し、表
面の平坦さが損なわれた結果、製品として適切なもので
はなかった。また、比較例５でも、従来より清浄なウェ
ハボート製品が得られたが、厚い酸化膜を形成し、除去
したため、ウェハボート溝部の寸法に誤差が生じ、製品
として適切なものではなかった。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、より清浄
な半導体用治工具を提供することができる。特に本発明
によれば、熱処理の際にシリコンウェハを汚染すること
がないように半導体装置製造用の治工具を清浄化するこ
とができ、半導体装置の製造歩留および信頼性向上に寄
与するところが大きい。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭化珪素および金属シリコンからなる複
   合材料または金属シリコンからなり、かつガス不透過性
   を有する半導体用治工具の清浄化方法であって、 前記半導体用治工具をフッ化水素酸またはフッ化水素酸
   と塩酸の混合物で洗浄する工程と、 前記洗浄された半導体用治工具を酸化雰囲気下で熱処理
   することにより、前記半導体用治工具の表面に０．１μ
   ｍ〜５μｍの厚みの酸化膜を形成する工程と、 前記酸化膜の形成された前記半導体用治工具をフッ化水
   素酸またはフッ化水素酸と塩酸の混合物で洗浄すること
   により、前記酸化膜を除去する工程と、 前記酸化膜の除去された前記半導体用治工具を、前記半
   導体治工具の材料に不活性な雰囲気下で熱処理する工程
   とを備えることを特徴とする、半導体用治工具の清浄化
   方法。
2. 【請求項２】 前記酸化膜を形成するための熱処理およ
   び前記不活性な雰囲気下での熱処理を、１０００℃以上
   １３００℃以下の温度で行なうことを特徴とする、請求
   項１記載の半導体用治工具の清浄化方法。
3. 【請求項３】 前記不活性な雰囲気下での熱処理の後、
   前記半導体用治工具を酸化雰囲気下で熱処理する工程を
   さらに備えることを特徴とする、請求項１または２記載
   の半導体用治工具の清浄化方法。