JPH10242254A - 半導体製造用治具 - Google Patents
半導体製造用治具Info
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- JPH10242254A JPH10242254A JP5400397A JP5400397A JPH10242254A JP H10242254 A JPH10242254 A JP H10242254A JP 5400397 A JP5400397 A JP 5400397A JP 5400397 A JP5400397 A JP 5400397A JP H10242254 A JPH10242254 A JP H10242254A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコンウェハを保持する治具が、酸化・拡
散プロセス等に際して必然的に付着する酸化膜や窒化膜
などを洗浄する処理でドライ方式を用いた場合でも、ド
ライクリーニングガスによりエッチングされて減肉され
ることを有効に防止できるようにする。 【解決手段】 炭化珪素から形成された治具本体の表面
に二酸化珪素被膜を形成する。この被膜は、治具本体表
面に１００オングストローム以上１００μｍ以下の厚さ
となるように形成する。治具本体はＳｉ含浸型炭化珪
素、常圧焼結炭化珪素、ホットプレス炭化珪素、反応焼
結型炭化珪素、ＣＶＤ炭化珪素被覆品、ＣＶＤ炭化珪素
被膜単体のいずれかから構成しておく。
散プロセス等に際して必然的に付着する酸化膜や窒化膜
などを洗浄する処理でドライ方式を用いた場合でも、ド
ライクリーニングガスによりエッチングされて減肉され
ることを有効に防止できるようにする。 【解決手段】 炭化珪素から形成された治具本体の表面
に二酸化珪素被膜を形成する。この被膜は、治具本体表
面に１００オングストローム以上１００μｍ以下の厚さ
となるように形成する。治具本体はＳｉ含浸型炭化珪
素、常圧焼結炭化珪素、ホットプレス炭化珪素、反応焼
結型炭化珪素、ＣＶＤ炭化珪素被覆品、ＣＶＤ炭化珪素
被膜単体のいずれかから構成しておく。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造用治具に
係り、半導体プロセスでウェハ支持等に用いられる治具
に関する。
係り、半導体プロセスでウェハ支持等に用いられる治具
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造プロセスでは、ゲート酸化膜
やマスク用の酸化装置、アニールに使用される酸化・拡
散装置、ポリシリコンや窒化膜・ドープトオキサイド膜
形成用ＬＰＣＶＤ装置等が使用されている。これらの装
置には、ウェハを載せるウェハボートや、プロセスチュ
ーブ、ガス導入管等、多くの治具が必要であり、高純度
な材料を用いて装置が構成されている。
やマスク用の酸化装置、アニールに使用される酸化・拡
散装置、ポリシリコンや窒化膜・ドープトオキサイド膜
形成用ＬＰＣＶＤ装置等が使用されている。これらの装
置には、ウェハを載せるウェハボートや、プロセスチュ
ーブ、ガス導入管等、多くの治具が必要であり、高純度
な材料を用いて装置が構成されている。
【０００３】この種の半導体製造用治具の材料として
は、高純度石英やムライトが使用されてきたが、近年、
シリコンウェハの大口径化、高集積度化が進み、プロセ
スのクリーン化、高度化が求められ、炭化珪素製の治具
が使用されてきている。炭化珪素には、Ｓｉが含浸され
ているＳｉ＋ＳｉＣや、その上にＣＶＤ−ＳｉＣコーテ
ィングして、更に純度を高めたもの、あるいはＣＶＤ−
ＳｉＣ膜だけでそれらの部品を構成したものなど、何種
類かのものが実用に供されている。
は、高純度石英やムライトが使用されてきたが、近年、
シリコンウェハの大口径化、高集積度化が進み、プロセ
スのクリーン化、高度化が求められ、炭化珪素製の治具
が使用されてきている。炭化珪素には、Ｓｉが含浸され
ているＳｉ＋ＳｉＣや、その上にＣＶＤ−ＳｉＣコーテ
ィングして、更に純度を高めたもの、あるいはＣＶＤ−
ＳｉＣ膜だけでそれらの部品を構成したものなど、何種
類かのものが実用に供されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な治具を用いて、酸化・拡散プロセス、ＬＰＣＶＤプロ
セスを行うと、シリコンウェハの上に、酸化膜や窒化膜
が形成されるが、この膜はシリコンウェハだけでなく、
治具材料の上にも付着するため、毎回、あるいは数回に
１回は薬品を用いて化学的に洗浄される。薬品としては
フッ酸やフッ硝酸等の薬液を用いた、いわゆる液体をベ
ースとしたウェットクリーニングが施されることが多い
が、近年ガスを用いたドライクリーニング方式も行われ
るようになってきた。
な治具を用いて、酸化・拡散プロセス、ＬＰＣＶＤプロ
セスを行うと、シリコンウェハの上に、酸化膜や窒化膜
が形成されるが、この膜はシリコンウェハだけでなく、
治具材料の上にも付着するため、毎回、あるいは数回に
１回は薬品を用いて化学的に洗浄される。薬品としては
フッ酸やフッ硝酸等の薬液を用いた、いわゆる液体をベ
ースとしたウェットクリーニングが施されることが多い
が、近年ガスを用いたドライクリーニング方式も行われ
るようになってきた。
【０００５】ドライ方式は、ウェット方式に比べて、パ
ターンの微細化に対して小さな孔への出入りが円滑で効
果的な処理ができることや、ウェット処理後の乾燥処理
中のパーティクル付着の問題が回避できること、あるい
は金属汚染や有機物汚染の再付着を防止できること等の
メリットをもっている。このようなドライクリーニング
方式に用いられるクリーニングガスとしては、ＣｌＦ3
がよく用いられている。
ターンの微細化に対して小さな孔への出入りが円滑で効
果的な処理ができることや、ウェット処理後の乾燥処理
中のパーティクル付着の問題が回避できること、あるい
は金属汚染や有機物汚染の再付着を防止できること等の
メリットをもっている。このようなドライクリーニング
方式に用いられるクリーニングガスとしては、ＣｌＦ3
がよく用いられている。
【０００６】しかし、前記した炭化珪素治具は、耐熱
性、耐食性等の優れた特性を有しているが、ドライクリ
ーニングに用いられるＣｌＦ3に対しては、数百℃以上
の高温でエッチングされ、肉厚がどんどん減少してしま
う問題があった。本発明は、シリコンウェハを保持する
治具が、酸化・拡散プロセス等に際して必然的に付着す
る酸化膜や窒化膜などを洗浄する処理でドライ方式を用
いた場合でも、ドライクリーニングガスによりエッチン
グされて減肉されることを有効に防止できるようにした
半導体製造用治具を提供することを目的とする。
性、耐食性等の優れた特性を有しているが、ドライクリ
ーニングに用いられるＣｌＦ3に対しては、数百℃以上
の高温でエッチングされ、肉厚がどんどん減少してしま
う問題があった。本発明は、シリコンウェハを保持する
治具が、酸化・拡散プロセス等に際して必然的に付着す
る酸化膜や窒化膜などを洗浄する処理でドライ方式を用
いた場合でも、ドライクリーニングガスによりエッチン
グされて減肉されることを有効に防止できるようにした
半導体製造用治具を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体製造用治具は、炭化珪素から形
成された治具本体の表面に二酸化珪素被膜を形成してな
ることを特徴としている。この場合、前記二酸化珪素被
膜の厚さは１００オングストローム以上で１００μｍ以
下とすればよい。また、前記治具本体がＳｉ含浸型炭化
珪素、常圧焼結炭化珪素、ホットプレス炭化珪素、反応
焼結型炭化珪素、ＣＶＤ炭化珪素被覆品、ＣＶＤ炭化珪
素被膜単体のいずれかから成るようにすればよい。
に、本発明に係る半導体製造用治具は、炭化珪素から形
成された治具本体の表面に二酸化珪素被膜を形成してな
ることを特徴としている。この場合、前記二酸化珪素被
膜の厚さは１００オングストローム以上で１００μｍ以
下とすればよい。また、前記治具本体がＳｉ含浸型炭化
珪素、常圧焼結炭化珪素、ホットプレス炭化珪素、反応
焼結型炭化珪素、ＣＶＤ炭化珪素被覆品、ＣＶＤ炭化珪
素被膜単体のいずれかから成るようにすればよい。
【０００８】治具の基材としては、Ｓｉ含浸型炭化珪
素、常圧焼結炭化珪素、ホットプレス炭化珪素、反応焼
結型炭化珪素、ＣＶＤ炭化珪素被覆品、ＣＶＤ炭化珪素
被膜単体のいずれにより形成したものを用いればよく、
例えば、図１に示すように、Ｓｉ含浸型のＳｉＣ部１０
の表層面にＳｉＣの蒸着層１２を形成したＣＶＤ炭化珪
素被覆品を用い、そのような治具本体の外表面に二酸化
珪素層１４の被膜を形成したものを半導体製造用治具と
して用いるようにする。すなわち、炭化珪素治具本体の
表面に対し、二酸化珪素層を物理的蒸着法（ＰＶＤ）や
化学的蒸着法（ＣＶＤ）、あるいは熱酸化等により表面
コーティングを施して２層構造の治具とするのである。
素、常圧焼結炭化珪素、ホットプレス炭化珪素、反応焼
結型炭化珪素、ＣＶＤ炭化珪素被覆品、ＣＶＤ炭化珪素
被膜単体のいずれにより形成したものを用いればよく、
例えば、図１に示すように、Ｓｉ含浸型のＳｉＣ部１０
の表層面にＳｉＣの蒸着層１２を形成したＣＶＤ炭化珪
素被覆品を用い、そのような治具本体の外表面に二酸化
珪素層１４の被膜を形成したものを半導体製造用治具と
して用いるようにする。すなわち、炭化珪素治具本体の
表面に対し、二酸化珪素層を物理的蒸着法（ＰＶＤ）や
化学的蒸着法（ＣＶＤ）、あるいは熱酸化等により表面
コーティングを施して２層構造の治具とするのである。
【０００９】二酸化珪素層を、ＣＶＤによって形成する
場合、ソースとしてはＳｉ（ＯＣ2Ｈ5）4を用いて行え
ばよく、この蒸着反応は次のようになる。
場合、ソースとしてはＳｉ（ＯＣ2Ｈ5）4を用いて行え
ばよく、この蒸着反応は次のようになる。
【００１０】
【化１】 また、熱酸化の場合の反応式は次のようになる。
【００１１】
【化２】 炭化珪素自身を酸化して熱酸化膜を作る場合には、基材
はＣＶＤ−ＳｉＣ被膜を有する治具本体に熱酸化膜をつ
けることが望ましい。これはＳｉ含浸型炭化珪素もしく
は反応焼結型炭化珪素では、炭化珪素の他に１０〜１５
％程度の遊離シリコンを含んでおり、そのまま熱酸化を
行うと、炭化珪素とシリコンの部分で、酸化速度が違う
ため、熱酸化膜の厚さが異なり、治具の位置によって寿
命が異なる現象が起きるからである。これを避けるた
め、上記のように遊離シリコンを含む炭化珪素の表面に
ＣＶＤ−ＳｉＣ被膜を行うことにより、均一なＳｉＣ表
面が柄られ、結果として均一な熱酸化膜が得られる。
はＣＶＤ−ＳｉＣ被膜を有する治具本体に熱酸化膜をつ
けることが望ましい。これはＳｉ含浸型炭化珪素もしく
は反応焼結型炭化珪素では、炭化珪素の他に１０〜１５
％程度の遊離シリコンを含んでおり、そのまま熱酸化を
行うと、炭化珪素とシリコンの部分で、酸化速度が違う
ため、熱酸化膜の厚さが異なり、治具の位置によって寿
命が異なる現象が起きるからである。これを避けるた
め、上記のように遊離シリコンを含む炭化珪素の表面に
ＣＶＤ−ＳｉＣ被膜を行うことにより、均一なＳｉＣ表
面が柄られ、結果として均一な熱酸化膜が得られる。
【００１２】このような蒸着あるいは熱酸化処理によ
り、基材の炭化珪素の表面に二酸化珪素層を形成する
が、この層厚さは１００オングストローム以上とするこ
とが好ましい。これは、１００オングストローム未満で
はＣｌＦ3ガスによりドライクリーニングを施すと減肉
現象が見い出され、これは肉厚が薄いほど顕著となると
ともに、また薄すぎると全表面に被覆層を形成すること
が困難となるからである。層厚さの上限としては１００
μｍ以下であることが望ましい。基材の減肉を阻止する
ためには厚い程好ましいが、二酸化珪素層が基材表面か
ら剥離しやすくなり、基材が露出するからである。
り、基材の炭化珪素の表面に二酸化珪素層を形成する
が、この層厚さは１００オングストローム以上とするこ
とが好ましい。これは、１００オングストローム未満で
はＣｌＦ3ガスによりドライクリーニングを施すと減肉
現象が見い出され、これは肉厚が薄いほど顕著となると
ともに、また薄すぎると全表面に被覆層を形成すること
が困難となるからである。層厚さの上限としては１００
μｍ以下であることが望ましい。基材の減肉を阻止する
ためには厚い程好ましいが、二酸化珪素層が基材表面か
ら剥離しやすくなり、基材が露出するからである。
【００１３】このようにして炭化珪素から形成された治
具本体の基材表面に二酸化珪素層を形成した２層構造の
治具では、表面層の二酸化珪素被膜がドライクリーニン
グガスとしてのＣｌＦ3によるガス腐食に対する耐性が
向上し、同時に治具としての耐熱性は基材のＳｉＣが負
担するものとなり、機能分担効果により治具の高寿命化
を実現できるのである。
具本体の基材表面に二酸化珪素層を形成した２層構造の
治具では、表面層の二酸化珪素被膜がドライクリーニン
グガスとしてのＣｌＦ3によるガス腐食に対する耐性が
向上し、同時に治具としての耐熱性は基材のＳｉＣが負
担するものとなり、機能分担効果により治具の高寿命化
を実現できるのである。
【００１４】特に、治具本体を炭化珪素とし、酸化物被
膜を二酸化珪素（ＳｉＯ2）とすることにより、シリコ
ンＬＳＩを製造するに当たり、ＳｉＣもＳｉＯ2もシリ
コンが主成分の物質であるため、治具からの汚染を無視
することができるメリットがある。
膜を二酸化珪素（ＳｉＯ2）とすることにより、シリコ
ンＬＳＩを製造するに当たり、ＳｉＣもＳｉＯ2もシリ
コンが主成分の物質であるため、治具からの汚染を無視
することができるメリットがある。
【００１５】
【実施例】以下に具体的実施例につき説明する。 〈第１実施例〉Ｓｉ含浸型ＳｉＣ製の基材に、１００μ
ｍ厚さのＣＶＤ−ＳｉＣコーティングを施した治具本体
に、６００℃〜１２５０℃の範囲で、時間を変化させ、
治具本体表面に二酸化珪素を形成するとともに、その厚
さを変化させた。その結果を表１に示す。
ｍ厚さのＣＶＤ−ＳｉＣコーティングを施した治具本体
に、６００℃〜１２５０℃の範囲で、時間を変化させ、
治具本体表面に二酸化珪素を形成するとともに、その厚
さを変化させた。その結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】次に、５００℃にて、ＣｌＦ3／Ｎ2を、３
００／１２００ ＳＣＣＭを１５分間流した後、炉から
治具を取り出し、治具の板厚の減少量を測定した。その
結果を表２に示す。
００／１２００ ＳＣＣＭを１５分間流した後、炉から
治具を取り出し、治具の板厚の減少量を測定した。その
結果を表２に示す。
【００１８】
【表２】
【００１９】上記表２から明らかなように、１００オン
グストローム以上の治具がドライクリーニングガスＣｌ
Ｆ3に対して 耐食性を示し、減肉を阻止する効果のある
ことが判明した。 〈第２実施例〉上述したＳｉ含浸型ＳｉＣ製の基材に、
１００μｍ厚さのＣＶＤ−ＳｉＣコーティングを施した
治具本体に、ＴＥＯＳの熱分解により、ＳｉＯ2膜を１
００オングストローム〜１０μｍにわたって成膜したも
のをサンプルとし、上記第１実施例と同様な実験を行っ
た。この結果は、次表のようになった。
グストローム以上の治具がドライクリーニングガスＣｌ
Ｆ3に対して 耐食性を示し、減肉を阻止する効果のある
ことが判明した。 〈第２実施例〉上述したＳｉ含浸型ＳｉＣ製の基材に、
１００μｍ厚さのＣＶＤ−ＳｉＣコーティングを施した
治具本体に、ＴＥＯＳの熱分解により、ＳｉＯ2膜を１
００オングストローム〜１０μｍにわたって成膜したも
のをサンプルとし、上記第１実施例と同様な実験を行っ
た。この結果は、次表のようになった。
【００２０】
【表３】
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、炭化珪
素から形成された治具本体の表面に二酸化珪素被膜を形
成したことにより、当該治具にてウェハを支持した状態
で、酸化・拡散プロセス、ＬＰＣＶＤプロセスを行った
後、ガスを用いたドライクリーニング処理をなしても、
使用されるクリーニングガスＣｌＦ3に対する耐食性を
最表面層の二酸化珪素の被膜がガス腐食から保護し、同
時にウェハ熱処理時の治具としての耐熱性は治具基材の
ＳｉＣが負担し、ウェハ支持用治具としての長寿命化す
ることができるという優れた効果が得られる。
素から形成された治具本体の表面に二酸化珪素被膜を形
成したことにより、当該治具にてウェハを支持した状態
で、酸化・拡散プロセス、ＬＰＣＶＤプロセスを行った
後、ガスを用いたドライクリーニング処理をなしても、
使用されるクリーニングガスＣｌＦ3に対する耐食性を
最表面層の二酸化珪素の被膜がガス腐食から保護し、同
時にウェハ熱処理時の治具としての耐熱性は治具基材の
ＳｉＣが負担し、ウェハ支持用治具としての長寿命化す
ることができるという優れた効果が得られる。
【図１】実施例に係る治具の断面構成図である。
１０ Ｓｉ含浸型ＳｉＣ部 １２ ＣＶＤ−ＳｉＣ層 １４ 二酸化珪素層
Claims (3)
- 【請求項１】 炭化珪素から形成された治具本体の表面
に二酸化珪素被膜を形成してなることを特徴とする半導
体製造用治具。 - 【請求項２】 前記二酸化珪素被膜の厚さは１００オン
グストローム以上とされていることを特徴とする請求項
１に記載の半導体製造用治具。 - 【請求項３】 前記治具本体がＳｉ含浸型炭化珪素、常
圧焼結炭化珪素、ホットプレス炭化珪素、反応焼結型炭
化珪素、ＣＶＤ炭化珪素被覆品、ＣＶＤ炭化珪素被膜単
体のいずれかからなることを特徴とする請求項１〜２の
いずれか１に記載の半導体製造用治具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5400397A JPH10242254A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 半導体製造用治具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5400397A JPH10242254A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 半導体製造用治具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10242254A true JPH10242254A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=12958422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5400397A Pending JPH10242254A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 半導体製造用治具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10242254A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001059826A1 (fr) * | 2000-02-10 | 2001-08-16 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Nacelle de silicium a film de protection, procede de fabrication, et plaquette en silicium traitee thermiquement utilisant ladite nacelle |
| WO2004030073A1 (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-08 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | 熱処理装置、半導体装置の製造方法及び基板の製造方法 |
| WO2005031843A1 (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-07 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | 熱処理装置及び基板の製造方法 |
| WO2004095545A3 (en) * | 2003-03-28 | 2005-05-12 | Saint Gobain Ceramics | Wafer carrier having improved processing characteristics |
| JP2006237625A (ja) * | 2002-09-27 | 2006-09-07 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 熱処理装置、半導体装置の製造方法及び基板の製造方法 |
| WO2015025448A1 (ja) * | 2013-08-23 | 2015-02-26 | 信越半導体株式会社 | シリコンウェーハの熱処理方法 |
| US9096928B2 (en) | 2010-09-10 | 2015-08-04 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Method of manufacturing semiconductor device and substrate processing apparatus |
| JP2016204735A (ja) * | 2015-04-28 | 2016-12-08 | イビデン株式会社 | セラミック構造体およびセラミック構造体の製造方法 |
| CN112928021A (zh) * | 2019-12-05 | 2021-06-08 | 胜高股份有限公司 | 热处理炉的前处理方法、热处理炉及晶片的制备方法 |
-
1997
- 1997-02-21 JP JP5400397A patent/JPH10242254A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001059826A1 (fr) * | 2000-02-10 | 2001-08-16 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Nacelle de silicium a film de protection, procede de fabrication, et plaquette en silicium traitee thermiquement utilisant ladite nacelle |
| JP4611229B2 (ja) * | 2002-09-27 | 2011-01-12 | 株式会社日立国際電気 | 基板支持体、基板処理装置、基板処理方法、基板の製造方法、及び半導体装置の製造方法 |
| JP2009200503A (ja) * | 2002-09-27 | 2009-09-03 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 熱処理方法、基板の製造方法及びｓｉｍｏｘ基板の製造方法。 |
| JP2006237625A (ja) * | 2002-09-27 | 2006-09-07 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 熱処理装置、半導体装置の製造方法及び基板の製造方法 |
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| KR100935141B1 (ko) * | 2002-09-27 | 2010-01-06 | 가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키 | 열처리 장치, 반도체 장치의 제조 방법, 기판의 제조 방법, ｓｉｍｏｘ 기판의 제조 방법, 지지부 및 기판 지지체 |
| US7667301B2 (en) | 2002-09-27 | 2010-02-23 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Thermal treatment apparatus, method for manufacturing semiconductor device, and method for manufacturing substrate |
| WO2004095545A3 (en) * | 2003-03-28 | 2005-05-12 | Saint Gobain Ceramics | Wafer carrier having improved processing characteristics |
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| JP2021089993A (ja) * | 2019-12-05 | 2021-06-10 | 株式会社Sumco | 熱処理炉の前処理方法、熱処理炉及びウェーハの製造方法 |
| CN112928021B (zh) * | 2019-12-05 | 2024-05-14 | 胜高股份有限公司 | 热处理炉的前处理方法、热处理炉及晶片的制备方法 |
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