JPH10209063A

JPH10209063A - 石英ボ−トおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH10209063A
Application number: JP2841897A
Authority: JP
Inventors: Hisakazu Konishi; 央員小西; Akira Nishigaki; 彰西垣
Original assignee: Mitsubishi Materials Silicon Corp; Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Silicon Corp; Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1997-01-27
Filing date: 1997-01-27
Publication date: 1998-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】加熱処理時の癒着に起因するシリコンウェー
ハでのチッピング、突起やディンプルの発生を低減で
き、またサンドブラスト加工により発生するウェーハ搭
載面のパーティクル汚染を低減でき、さらに良好にパー
ティクル汚染を低減できる石英ボートおよびその製造方
法を提供する。【解決手段】面板１２ａ，１２ｂ間を連結する４本の
支柱１３に形成された石英ボート１１の各ウェーハ保持
溝１４にシリコンウェーハ２を挿入する。この際、ウェ
ーハ搭載面１４ａにはサンドブラスト加工で接触面積を
小さくする凹凸部１５を設けているので、熱処理時、シ
リコンウェーハ２とウェーハ保持溝１４との接触部分に
癒着が起きても癒着面積が小さくなる。これにより、癒
着に起因するチッピング、その他ウェーハ突起やディン
プルの発生を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は石英ボートおよび
その製造方法、詳しくはシリコンウェーハの熱処理炉に
おいて使用される石英ボートおよびその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】シリコンウェーハの熱処理炉は、例えば
ウェーハの表面にＣＶＤ膜や酸化膜などを形成したり、
不純物を拡散する装置である。熱処理炉の種類には、形
状により縦型炉と横型炉とがあり、各炉には炉型に合わ
せた縦または横型の石英ボートが用いられている。縦型
の石英ボートは炉内に立装され、また横型の石英ボート
は炉内に横倒し状態で装入される。従来の縦型の石英ボ
ートとして、例えば本願出願人が先に出願した特願平３
−３３７６３９号（特開平５−１５２２２８号）の「ボ
ートへのウェーハ搭載方法」の明細書中に記載されたも
のが知られている。この石英ボートは、連結部により平
行状態で連結される複数の支柱を有し、これらの支柱に
は、多数のウェーハ保持溝が、それぞれ所定間隔をあけ
た対向状態でその長手方向に沿って刻設されている。薄
い円板状のシリコンウェーハは、各段の対向するウェー
ハ保持溝に挿入されることで、縦型の石英ボート内に水
平配置される。石英ボートは、そのまま縦型熱処理炉内
に立装され、ここでシリコンウェーハの熱処理が行われ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この熱処理
の一つとして、シリコンウェーハの一面（裏面）にポリ
シリコン膜を薄く被着するポリバックコート処理があ
る。このとき、シリコンウェーハを搭載した石英ボート
は、炉内で例えば６００℃以上の高温に晒される。この
結果、シリコンウェーハが接するウェーハ保持溝におい
て、シリコンウェーハが石英ボートに癒着する虞れがあ
った。この熱処理後、石英ボートは炉から取り出され、
さらに、各シリコンウェーハは石英ボートから取り出さ
れることとなる。このとき、シリコンウェーハの癒着部
付近にチッピング（欠損や割れ）が起きることがあっ
た。またこのとき、石英ボートに被着したポリシリコン
が剥離し、これがシリコンウェーハ表面に突起やディン
プルを発生させるという懸念があった。このような問題
は、例えば横型の石英ボートの場合や、支柱間にウェー
ハ保持溝に代わる突片状のウェーハ搭載部を所定間隔を
あけて突設した場合でも、同様に発生している。

【０００４】

【発明の目的】そこで、この発明は、加熱処理時の石英
ボートおよびシリコンウェーハの癒着に起因するシリコ
ンウェーハのチッピング、また、突起やディンプルの発
生を低減できる石英ボートおよびその製造方法を提供す
ることを、その目的としている。また、この発明は、サ
ンドブラスト加工により発生するウェーハ搭載面のパー
ティクル汚染を低減できる石英ボートの製造方法を提供
することを、その目的としている。そして、この発明
は、シリコンウェーハ表面のパーティクル汚染をさらに
良好に低減できる石英ボートの製造方法を提供すること
を、その目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
の支柱と、これらの支柱同士を連結する連結部と、上記
各支柱の同じ位置に配設されて、シリコンウェーハを搭
載するウェーハ搭載部と、を備えた石英ボートであっ
て、上記ウェーハ搭載部のウェーハ搭載面に凹凸部を設
けた石英ボートである。この発明は、縦型および横型の
何れの石英ボートにも適用できる。また、ウェーハ搭載
部は、例えば各支柱の一部を刻設する溝状でも、各支柱
間に突起物を設ける突起状でもよい。ウェーハ搭載面の
凹凸部の形状は、シリコンウェーハを点支持またはそれ
に近い状態で支持できれば、限定されない。例えば、山
形、台形、ピン形などでもよい。また、この凹凸部の形
成数は、シリコンウェーハを安定的に支持できる複数で
あれば限定されない。さらに、凹凸部は少なくともウェ
ーハ搭載面に形成されていればよく、例えばウェーハ搭
載部の全面または支柱の全面もしくは石英ボートの全面
でもよい。

【０００６】請求項２の発明は、ウェーハ搭載部のウェ
ーハ搭載面にサンドブラスト加工により凹凸部を設ける
工程と、該凹凸部が設けられたウェーハ搭載面を洗浄す
る工程と、を備えた石英ボートの製造方法である。サン
ドブラスト加工に用いられる砥粒としては、例えばＡｌ
₂Ｏ₃やＳｉＣなどの一般的なものが採用できる。加工さ
れた石英ボートの面粗さは、接触式平坦度測定計である
Ｓｌｏａｎ社（米国）の「ＤＥＫＴＡＫ３０３０」を
用いたＲａ値で０．３〜０．８μｍ、例えばＲａ＝０．
３６μｍが好ましい。例えば０．３μｍ未満では、シリ
コンウェーハが石英ボードに付着する虞れがある。

【０００７】また、ウェーハ搭載面の洗浄としては、例
えば塩酸系や硫酸系の酸性洗浄液を用いる酸洗浄、アン
モニア、コリンなどのアルカリ洗浄液を用いるアルカリ
洗浄といったウェット洗浄や、フッ酸蒸気などを利用し
た気相洗浄や、ジェットスクラブ、ブラシスクラブなど
の物理的、機械的な作用により洗浄する物理洗浄など、
被洗浄体であるウェーハ搭載面を含む石英ボート側に不
都合を起こさない方法であれば、どのような洗浄方法で
もよい。そして、例えばウェット洗浄および物理洗浄な
どを選択して併用すれば、より効果的にウェーハ搭載面
上のパーティクルの除去ができる。

【０００８】洗浄時間は、各種の洗浄形態により適宜変
更されるが、要は凹凸部に付着した砥粒や石英粉などの
パーティクルを十分に洗浄できる時間であればよい。な
お、シリコンウェーハが搭載されるウェーハ搭載部は石
英製であるので、ウェーハ搭載面をサンドブラスト加工
すれば半透明または不透明になる。したがって、ウェー
ハ搭載面が半透明か不透明であることを目安に、サンド
ブラスト加工による凹凸部がウェーハ搭載面に設けられ
ているか否かを視認できる。

【０００９】請求項３の発明は、上記凹凸部を有するウ
ェーハ搭載面の洗浄が、ＨＦ洗浄および超音波洗浄であ
る石英ボートの製造方法である。ＨＦ洗浄としては、例
えばＤＨＦ（ＨＦ／Ｈ₂Ｏ）、ＢＨＦ（ＨＦ／ＮＨ₄Ｆ／
Ｈ₂Ｏ）、エッチング力が大きなＨＦとＨＮＯ₃との混合
液を用いたＨＦ−ＨＮＯ₃のような、ＨＦをベースとし
た洗浄液が用いられる。超音波洗浄は、ウェーハ搭載面
上のパーティクルを物理的、機械的な作用により除去す
るもので、特に粒径の大きなパーティクルの除去に有効
である。

【００１０】

【作用】請求項１に記載の石英ボートおよび請求項２，
３の記載の石英ボートの製造方法では、石英ボートのウ
ェーハ搭載面に凹凸部を設けたので、シリコンウェーハ
をウェーハ搭載面に搭載すると、シリコンウェーハは接
触面積の小さな点またはそれに近い状態で支持される。
したがって、その後、石英ボートに搭載されたシリコン
ウェーハを熱処理した際に、シリコンウェーハとウェー
ハ搭載面との癒着面積が小さくなるので、この癒着を原
因としたシリコンウェーハのチッピング、また、突起や
ディンプルの発生を低減できる。

【００１１】特に、請求項２に記載の石英ボートの製造
方法では、ウェーハ搭載面にサンドブラスト用の砥粒を
吹きつけて微細な凹凸部を設けるので、シリコンウェー
ハは一見平坦にも見える多数の点により支持される。こ
れにより、熱処理時の石英ボートとシリコンウェーハと
の低癒着性を維持しつつ、シリコンウェーハをウェーハ
搭載面に載置した際の載置安定性を向上できる。その
後、サンドブラスト加工されたウェーハ搭載面を洗浄す
るので、凹凸部に付着した砥粒や石英粉などのパーティ
クルが良好に除去される。

【００１２】請求項３に記載の石英ボートの製造方法で
は、サンドブラスト加工後、ウェーハ搭載面をＨＦ洗浄
すると共に超音波洗浄するＨＦ洗浄を用いることによ
り、他の薬品を用いた酸洗浄やアルカリ洗浄に比べて、
大きな洗浄力が得られる。しかも、このＨＦ洗浄に、超
音波を照射する物理的な洗浄方法である超音波洗浄が加
わることで、ＨＦ洗浄の効果を、より一層増大できる。
また、細かい砥粒の衝突により形成された凹凸部は、ミ
クロ的には鋭角な谷部や山部の連続であるので、特に洗
浄形態が、このように良好な洗浄力が得られるＨＦ洗浄
と超音波洗浄との併用型の場合、洗浄により比較的短時
間で凹凸部の鋭角が取れ、適度な丸みが与えられる。こ
れにより、シリコンウェーハをウェーハ搭載面に載置す
る際など、シリコンウェーハの表面に傷を付け難くな
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。まず、図１〜図３を参照して本発明の
第１実施例を説明する。図１は本発明の第１実施例に係
る石英ボートの要部拡大断面図、図２は同石英ボートの
全体斜視図、図３は第１実施例の石英ボートと従来の石
英ボートとの癒着率を示すグラフである。

【００１４】図２において、１１は第１実施例の縦型の
石英ボートであり、この石英ボート１１は、通常、石英
または炭化ケイ素を素材とし、互いに離反した連結部の
一例である２つの面板１２ａ，１２ｂ間を、４本の支柱
１３を用いて橋絡するように連結したものである。図１
に示すように、各支柱１３には、シリコンウェーハ２を
保持するウェーハ搭載部の一例であるウェーハ保持溝１
４が、所定の間隔で支柱１３の軸線方向に沿って約１０
０〜２００箇所に刻設されている。各ウェーハ保持溝１
４のウェーハ保持面１４ａを含む内面全域には、サンド
ブラスト加工により、微細な凹凸部１５が設けられてい
る（図１の部分拡大図参照）。

【００１５】次に、第１実施例の石英ボート１１の製造
方法を説明する。図２に示すように、石英ボート１１で
は、離反した２つの面板１２ａ，１２ｂを、所定間隔で
多数のウェーハ保持溝１４が形成された４本の支柱１３
により連結する。それから、ウェーハ搭載面１４ａを含
むウェーハ保持溝１４の内面全域に、図外の吹きつけノ
ズルを用いて、サンドブラスト用の砥粒を吹きつける。
これにより、ウェーハ保持溝１４の内面全域に微細な凹
凸部１５が設けられる。なお、石英ボート１１の全面を
サンドブラスト加工すれば、比較的パーティクル汚染が
し難くなることで、石英ボート１１の定期的な洗浄間隔
を延長でき、ひいては石英ボート１１の寿命をも延長で
きる。

【００１６】その後、凹凸部１５に付着した砥粒や石英
粉などのパーティクルを良好に除去するために、サンド
ブラスト加工されたウェーハ搭載面１４ａを洗浄する。
この洗浄は、ＨＦ洗浄および超音波洗浄からなる。ＨＦ
洗浄によって、酸洗浄やアルカリ洗浄に比べて大きな洗
浄力が得られる。しかも、この洗浄に、超音波を照射す
る物理的な超音波洗浄を加えることで、ＨＦ洗浄の効果
が、より一層増大される。細かい砥粒の衝突によりでき
た凹凸部１５は、ミクロ的に見ると、鋭角な谷部や山部
の連続である。したがって、良好な洗浄力が得られるＨ
Ｆ洗浄と超音波洗浄とを併用することで、洗浄時、凹凸
部１５は比較的短時間で鋭角が取れ、適度に丸みをおび
る。これにより、シリコンウェーハ２をウェーハ搭載面
１４ａに載置する際など、シリコンウェーハ２の表面に
傷を付け難くなる。

【００１７】第１実施例の石英ボート１１の使用にあっ
ては、図２に示すように、石英ボート１１の長手方向を
垂直に向け、その後、図１に示すように石英ボート１１
の各段のウェーハ保持溝１４間に、所定寸法のシリコン
ウェーハ２をそれぞれ挿入する。これにより、各シリコ
ンウェーハ２の外周部が、該当する各段の合計４個のウ
ェーハ保持溝１４に一連に保持される。このとき、ウェ
ーハ搭載面１４ａには、サンドブラスト加工により凹凸
部１５が設けられているので、シリコンウェーハ２は接
触面積の小さな多数の点、具体的には、凹凸部１４ａを
構成する多数の微細な山部の頂点により支持される。そ
の後、石英ボート１１を縦置き状態のままで熱処理炉内
に装入し、シリコンウェーハ２を熱処理する。その際、
高温雰囲気に晒されることにより、シリコンウェーハ２
および／またはウェーハ保持溝１４の形成部の表面側が
溶けて、両者の接触部分に癒着が生じることがある。

【００１８】この場合でも、ウェーハ搭載面１４ａに
は、接触面積を小さくする凹凸部１５が設けられている
ので、シリコンウェーハ２とウェーハ搭載面との癒着面
積が小さくなる。これにより、加熱処理後にシリコンウ
ェーハ２を石英ボート１１から取り出す際、シリコンウ
ェーハ２が剥がし易くなって、癒着を原因としたチッピ
ング、その他のウェーハ表面での突起やディンプルの発
生が低減される。また、ウェーハ搭載面１４ａの凹凸部
１５は、一見平坦にも見える極めて細かい凹凸となるサ
ンドブラスト加工により設けられるので、熱処理時の石
英ボート１１とシリコンウェーハ２との低癒着性を維持
しつつ、シリコンウェーハ２をウェーハ搭載面１４ａに
載置した際の載置安定性が向上できる。

【００１９】実際に、製造された石英ボート１１を用い
て、各ウェーハ搭載面１４ａに口径８インチのシリコン
ウェーハ２を搭載し、石英ボート１１をＣＶＤ炉に納め
た後、加熱温度６００℃、加熱時間３０分の条件で加熱
実験を行った。その結果、図３のグラフに示すように、
同じ条件下で実験した従来の石英ボートに比べて、癒着
率が大幅に低減した。

【００２０】図４は、本発明に係る第２実施例の横型石
英ボートを示している。図４は本発明に係る第２実施例
の石英ボートの要部拡大縦断面図である。図４におい
て、２１は第２実施例の横型の石英ボートであり、この
石英ボート２１は、第１実施例の縦型の石英ボート１１
を横置きタイプに形状変更しただけで、基本構造は第１
実施例と同じである。石英ボート２１では、それぞれの
支柱１３に形成された各ウェーハ搭載溝１４の奥面が、
ここに立脚されるシリコンウェーハ２の周縁部と接し、
かつ凹凸部１５が設けられたウェーハ搭載面１４ａ′と
なっている。なお、シリコンウェーハ２の立脚状態によ
り、ウェーハ搭載溝１４の内側面とシリコンウェーハ２
とが接触する場合もある。

【００２１】石英ボート２１の使用時には、縦向きの各
シリコンウェーハ２を、それぞれの支柱１３の対応する
ウェーハ搭載溝１４間に装入し、その後、熱処理炉内に
おいて石英ボート２１に搭載されたままのシリコンウェ
ーハ２を熱処理する。なお、第２実施例の石英ボート２
１は、第１実施例と同じ効果を有する。また、その他の
構成および作用は第１実施例と同様である。

【００２２】図５，図６は、本発明に係る縦型石英ボー
トの第３実施例を示している。図５は第３実施例の石英
ボートの横断面図、図６は第３実施例の石英ボートの要
部縦断面図である。図５，図６において、３１は第２実
施例の縦型の石英ボートであり、この石英ボート３１
は、第１実施例の石英ボート１１における支柱１３に形
成されたウェーハ搭載溝１４に代え、ウェーハ搭載部と
して、各支柱１３の内側面から突設された厚肉なＣ字状
のウェーハ搭載枠板３２を採用した例である。なお、ウ
ェーハ搭載枠板３２の上面が、サンドブラスト加工によ
り凹凸部３３が設けられたウェーハ搭載面３２ａとなっ
ている。

【００２３】シリコンウェーハ２は、各段のウェーハ搭
載枠板３２上にそれぞれ装入され、その後、熱処理炉に
納められて各種の熱処理が施される。熱処理によりシリ
コンウェーハ２とウェーハ搭載面３２ａとの癒着回避の
効果は、第１，２実施例と本質的に同じである。なお、
その他の構成および作用は第１実施例と略同様であるの
で、説明を省略する。

【００２４】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明に係
る石英ボートおよびその製造方法によれば、石英ボート
のウェーハ搭載面に凹凸部を設けたので、ウェーハ搭載
面に搭載されたシリコンウェーハは、接触面積の小さな
点またはそれに近い状態で支持され、これにより熱処理
時に、シリコンウェーハとウェーハ搭載面との癒着面積
が小さくなり、癒着を原因としたシリコンウェーハのチ
ッピング、その他ウェーハ表面への突起やディンプルの
発生を低減できる。

【００２５】特に、請求項２に記載の石英ボートの製造
方法によれば、サンドブラスト加工によりウェーハ搭載
面に微細な凹凸部を設けるので、シリコンウェーハは極
めて間隔が狭い多数の点により支持される。これによ
り、熱処理時の石英ボートとシリコンウェーハとの低癒
着性を維持しつつ、シリコンウェーハをウェーハ搭載面
に載置した際の載置安定性を向上できる。そして、サン
ドブラスト加工後、ウェーハ搭載面を洗浄するので、凹
凸部に付着した砥粒や石英粉などのパーティクルを良好
に除去できる。

【００２６】また、請求項３に記載の石英ボートの製造
方法によれば、ウェーハ搭載面の浄として、ＨＦ洗浄お
よび超音波洗浄を採用したので、ウェット洗浄または物
理洗浄の中でも洗浄力の大きいもの同士を組合わせるこ
とにより、ウェーハ搭載面の凹凸部に付着したパーティ
クルを、より一層良好に除去できる。さらに、このよう
にＨＦ洗浄と超音波洗浄とを併用すれば、サンドブラス
ト加工によりウェーハ搭載面にできた微細な凹凸部のう
ちの鋭角部分が、比較的短時間の洗浄によって除去でき
る。また、凹凸部の鋭角部分が丸まることで、シリコン
ウェーハをウェーハ搭載面に載置する際など、凹凸部に
よりシリコンウェーハの表面を傷つけ難い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る石英ボートの要部拡
大断面図である。

【図２】同石英ボートの全体斜視図である。

【図３】第１実施例の石英ボートと従来の石英ボートと
の癒着率を示すグラフである。

【図４】本発明に係る第２実施例の縦型石英ボートの要
部拡大縦断面図である。

【図５】第３実施例の石英ボートの横断面図である。

【図６】第３実施例の石英ボートの要部縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１１，２１，３１石英ボート、１２ａ，１２ｂ面板（連結部）、１３支柱、１４，３２ウェーハ搭載部、１４ａ，３２ａウェーハ搭載面、１５，３３凹凸部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の支柱と、これらの支柱同士を連結する連結部と、上記各支柱の同じ位置に配設されて、シリコンウェーハ
を搭載するウェーハ搭載面を含むウェーハ搭載部と、を
備えた石英ボートであって、上記ウェーハ搭載部のウェーハ搭載面に凹凸部を設けた
石英ボート。
【請求項２】上記ウェーハ搭載部のウェーハ搭載面に
サンドブラスト加工により凹凸部を設ける工程と、該凹凸部が設けられたウェーハ搭載面を洗浄する工程
と、を備えた石英ボートの製造方法。
【請求項３】上記凹凸部を有するウェーハ搭載面の洗
浄が、ＨＦ洗浄および超音波洗浄である請求項２に記載
の石英ボートの製造方法。