JPH1116991A

JPH1116991A - 半導体製造装置用カーボン支持体

Info

Publication number: JPH1116991A
Application number: JP17888697A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Funato; 喜雄船戸; Minoru Fukazawa; 稔深沢; Hiroshi Mikami; 博三上
Original assignee: Tokai Carbon Co Ltd
Current assignee: Tokai Carbon Co Ltd
Priority date: 1997-06-19
Filing date: 1997-06-19
Publication date: 1999-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】カーボン基材をウエハー等を載置する形状に加
工する際、加工歪みによる不良率を低下させることがで
き、歩留りのよい半導体製造装置用カーボン支持体を得
ること。【解決手段】半導体基体を載置する載置部２を有し、表
裏両面が実質的に同一の形状に加工したものは、加工歪
みによる不良率が低下し、高品質の半導体製造装置用カ
ーボン支持体１とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣ、ＬＳＩ等の
半導体デバイスを製造する工程においてウエハー等の半
導体基体を載置するために使用する歪み不良の少ない半
導体製造装置用カーボン支持体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの重要な製造工程に、エ
ピキシャル成長工程、プラズマエッチング工程、ＣＶＤ
工程等がある。エピキシャル成長工程はウエハー基材上
に半導体結晶を成長させるプロセスで、シリコン半導体
の場合には通常ＣＶＤによる気相成長法が採用されてい
る。この方法は、エピタキシー装置内のサセプター（支
持体）にシリコンウエハーを載置し、1000℃前後の温度
に加熱しながらハロゲン化珪素化合物を水素ガスに同伴
させながら流入して熱分解反応により生成した単結晶シ
リコンをウエハー上に析出成長させるもので、サセプタ
ーとしては高純度のＳｉＣで被覆した材料が従来から有
用されている。一方、プラズマエッチング工程は装置内
にセットされた電極と支持体に載置したウエハーとの間
にプラズマを発生させ、スパッタリングによりウエハー
面に所定のパターンを形成するプロセスで、この方法に
おいてもウエハー支持体としては高純度のカーボン材料
が用いられている。また、液晶パネルの石英基材上にポ
リシリコン膜を形成する場合にもＣＶＤ法が採用され、
該石英基材の支持体は高純度の等方性カーボン材料が用
いられている。

【０００３】このように半導体製造装置用のウエハー等
の半導体基体の支持体としてカーボン材料が用いられる
理由は、カーボン材質が優れた耐熱性と化学的安定性を
備えているうえ、高純度化及び材料加工が容易にできる
からであり、また、これにＳｉＣを被覆した材料は、不
純物及びパーティクル発生量を抑制することができると
共に、酸洗浄時の耐食性が優れることから好ましく使用
される。そして、図５及び図６に示すように、該半導体
製造装置用カーボン支持体１０には、通常、その表面部
に該ウエハー等を載置する窪み形状の載置部２０が形成
されており、該載置部の加工により発生する歪みに対し
ては、厳しい管理値が設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記半
導体製造装置用カーボン支持体は、カーボン基材を該ウ
エハー等を載置する形状に加工する際、一方向に加工歪
みが発生してしばしばカーボン基材の段階で歪み不良を
引き起こすという問題があった。また、カーボン基材の
歪みが許容内であってもＣＶＤ法でＳｉＣ被膜を形成し
た場合、形成膜が均一であっても形状要因により微小な
凹部が生じ、反りが発生するという問題があった。カー
ボン基材の歪みを解決するには高精度で加工を施せばよ
いが、これでは加工コストが上昇する。また、ＳｉＣ被
膜時の反りを解決するには基材形状及びＳｉＣ被膜条件
を厳しく管理すればよいが、これも加工コストを上昇さ
せると共に、ＳｉＣ被膜条件の調整は非常に難しく、結
局不良品を増大させるという問題があった。

【０００５】従って、本発明の目的は、カーボン基材を
ウエハー等を載置する形状に加工する際、加工歪みによ
る不良率を低下させることができる歩留りの良い半導体
製造装置用カーボン支持体を提供することにある。

【０００６】

【発明を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者は鋭意検討を行った結果、カーボン基材をウエハ
ー等を載置する形状に加工する際、裏面にも同様の形状
の加工を施し、表裏両面を対称形とすれば、カーボン基
材の歪みを極力小さくできることを見出し、本発明を完
成するに至った。すなわち、本発明は、半導体基体を載
置する載置部を有し、表裏両面が実質的に同一の形状を
有することを特徴とする半導体製造装置用カーボン支持
体を提供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の半導体製造装置用カーボ
ン支持体は半導体基体を載置する載置部を有し、表裏両
面が実質的に同一の形状を有するものである。かかる表
裏両面が実質的に同一の形状としては、表裏両面が全く
の同一の形状の他、本発明の作用効果を奏する範囲内に
おいて微小な両面の差違を包含する形状を含むものであ
る。該形状の具体例としては、例えば、図１〜図４に示
すものである。図１及び図２は本発明の実施の形態にお
けるサセプタを半割りにした斜視図であり、図３及び図
４は他の実施の形態におけるサセプタの断面図である。
図１のサセプタ１は、薄肉円板状カーボン基材の表面に
複数個の平底状凹部のウエハー載置部２と、裏面に同様
の形状の平底状凹部３と、ウエハー押え治具棒嵌合孔４
を有するもので、表裏両面共に対称形である。また、図
２は薄肉四角板状のカーボン基材の表面に複数個の平底
状凹部のウエハー載置部２と、裏面に同様の形状の平底
状凹部３とを有するもので、表裏両面共に対称形であ
る。図３及び図４は円板形状で一個の平底状凹部のウエ
ハー載置部２を有するもので、各々断面形状が異なる
が、共に表裏両面が対称形である。また、載置部の形状
としては、該図１〜４に示したものに制限されず、ウエ
ハー等の半導体基体の形状にしたがって形成されたもの
であればよい。かかる載置部の凹部を形成する方法とし
ては、通常の切削加工によるものであり、加工精度も従
来行われている程度の精度でよい。

【０００８】本発明において、カーボン支持体として
は、特に制限されないが、ガラス状カーボン材、高純度
等方性黒鉛材等が挙げられ、特に、ガラス状カーボン材
が好ましい。ガラス状カーボン材は、熱硬化性樹脂を焼
成炭化して得られる通常の黒鉛材やカーボン材とは異な
る連続組織構造を備える炭素質物質で、巨視的に無孔組
織の硬質組織を有する。

【０００９】また、カーボン支持体は、更に表面にＳｉ
Ｃ被覆膜を形成したものが不純物及びパーティクル発生
量を抑制することができると共に、酸洗浄時の耐食性が
優れることから好ましい。この場合はＳｉＣ被覆膜の熱
膨張係数に近い高純度等方性黒鉛材が利用される。該Ｓ
ｉＣ被覆膜の膜厚としては、特に制限されないが、２０
〜３００μm の範囲が好ましい。２０μm 未満では耐薬
品性及び耐酸化性に劣り、３００μm を越えると基材と
被覆膜が分離剥離したり、クラックの発生等が生じる可
能性が高くなる。また、該ＳｉＣ被覆膜を形成する方法
としては、例えば、塩化アルキルシランを１３００〜１
７００Ｋの温度でＣＶＤ処理して成膜する方法が挙げら
れる。１３００Ｋ未満の温度では成膜速度が遅く、Ｓｉ
Ｃ膜の化学安定性が悪くなる。また、１７００Ｋを越え
る温度ではＳｉＣ膜の表面粗度が異常粒成長のため著し
く粗くなり好ましくない。

【００１０】また、本発明のカーボン支持体の形状は、
特に制限されないが、円板状又は四角板状の場合、外形
寸法が、最大肉厚：外径（四角形状であれば長辺長さ）
で１：３０以上、好ましくは１：６０以上の場合、特に
本発明の効果が顕著に表れる。

【００１１】本発明において、半導体製造装置として
は、特に制限されないが、一枚取装置、バッチ形装置、
連続形装置、枚葉式装置及び抵抗加熱方式、誘導加熱方
式、赤外線加熱方式、複合加熱方式等を採用した各種エ
ピキシャル成長装置、プラズマエッチング装置、ＣＶＤ
装置及びＰＶＤ装置等が挙げられる。したがって、上記
半導体製造装置で処理される半導体基体としては、ウエ
ハー及び液晶パネルの石英基材等が挙げられる。

【００１２】

【発明の効果】本発明の半導体製造用カーボン支持体に
おいては、ウエハー等の半導体基体を載置する載置部を
有し、表裏両面が実質的に同一の形状を有するようにし
たため、加工の際に発生する加工歪み及び反り等が相殺
され、不良率が低下し、歩留り良く製造することができ
る。また、両面にポケットを形成するため両面が使用可
能となり、一枚のカーボン支持体の寿命が伸びる。

【００１３】

【実施例】

実施例１〜５外径２４０mm、厚み４mmの円板形状のガラス状カーボン
材に、径２００mm、深さ０．７mmのポケットを表裏両面
の中心部に切削加工して形成した。これを５枚製造し、
実施例１〜５とした。加工精度はＲａ２μm であり、加
工後の歪みはアンリツ社製フラットネステスター（精度
±２μm ）で測定した。評価は４段階評価とし、最大歪
み（mm）が０．０１以下を「◎」、０．０２〜０．０４
を「○」、０．０５〜０．０９を「△」、０．１以上を
「×」とした。結果を表１に示した。

【００１４】比較例１〜５ポケットを表面のみに形成する（片面ポケット）以外
は、実施例１〜５と同様の方法に従った。結果を表１に
示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】実施例６〜１０高純度等方性黒鉛材を実施例１〜５の形状と同様に切削
加工してポケットを両面に形成した。これを５枚製造し
て最大歪みを測定した後、下記条件でＳｉＣ被膜を形成
した。評価は被覆後の最大歪み(mm)で上記と同様の４段
階評価で行った。結果を表２に示した。表２には被覆前
の最大歪み（mm）及び被覆膜厚（μm ）を併載した。（ＳｉＣ被膜形成条件）・反応ガス；(CH₃)₂Cl₂Si （キャリヤーガスＨ₂、濃度８．５％）を３０ｌ／分導入・使用炉；内熱カーボンヒーター炉（有効直径300mm ×500l) ・被覆条件；温度1500K 、炉内圧650Torr 、反応時間15分、25分、35 分、60分及び80分１バッチ１枚方式

【００１７】比較例６〜１０ポケットを表面のみに形成する（片面ポケット）以外は
実施例６〜１０と同様の方法で行った。比較例６、７、
８、９及び１０のＳｉＣ被膜形成条件は、それぞれ実施
例６、７、８、９及び１０と同様で行った。結果を表２
に示した。

【００１８】

【表２】

【００１９】表１及び表２から明らかなように、表裏両
面共に対称形としたものは（実施例）最大歪みが許容値
の０．１０mm未満と合格品であり、表裏両面非対称形と
したものは（比較例）０．１０mm以上と不合格であっ
た。また、表裏両面非対称形としたものは基材の段階で
例え加工精度が良くてもＳｉＣ被膜後の最大歪みは０．
１mm以上で不合格であった（比較例９及び１０）。

【００２０】実施例１１及び比較例１１外径１００〜３００mm、厚み３mmの円板形状の高純度等
方性黒鉛材に、径８０〜２４０mm（外径の８０％）、深
さ０．８mmのポケットを表裏両面の中心部に・・加工形
成し、５種類のカーボン支持体を得た（実施例１１）。
これを上記ＳｉＣ被覆条件で処理した後、最大歪み（m
m）を測定した。また、ポケットを片面にのみ形成した
上記寸法の５種類のカーボン支持体（比較例１１）につ
いてもＳｉＣ被覆前後の最大歪みを測定した。結果を図
７に示した。

【００２１】図７より明らかなように、表裏両面非対称
形としたものは、加工後の歪みは径が大きくなるに伴い
比例して上昇し（図番号８）、外径１８０mm程度で許容
値を越える。また、ＳｉＣ被覆後では上記の傾向が更に
強く、外径１３０mm程度で許容値を越える（図番号
９）。かように、表裏両面対称形としたもの（図番号
７）と比較して、厚み３mmの場合、外径が約１５０mm以
上（厚み：外径＝１：５０以上）であれば、本発明の効
果が顕著に表れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における半導体製造装置用
カーボン支持体の半割りした断面図である。

【図２】本発明の他の実施の形態における半導体製造装
置用カーボン支持体の半割りした断面図である。

【図３】本発明の他の実施の形態における半導体製造装
置用カーボン支持体の断面図である。

【図４】本発明の他の実施の形態における半導体製造装
置用カーボン支持体の断面図である。

【図５】従来の半導体製造装置用カーボン支持体の断面
図である。

【図６】従来の他の半導体製造装置用カーボン支持体の
断面図である。

【図７】円板形カーボン支持体の外径寸法が加工歪みに
与える影響を示した図である。

【符号の説明】

１、１０カーボン支持体２、２０ウエハー載置窪み部３裏面窪み部４カーボン支持体押え治具棒嵌合孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基体を載置する載置部を有し、表裏
両面が実質的に同一の形状を有することを特徴とする半
導体製造装置用カーボン支持体。