(57)【要約】【課題】ウエハに傷やスリップの発生をより確実に抑制し、かつパーティクル汚染を生じさせない縦型ウエハボートを提供する。【解決手段】ウエハを搭載するための棚部が形成された複数本の支柱と、前記支柱の上下端部を固定する天板及び底板とを備えた、ＳｉＣ質基材の表面にＳｉＣ被覆膜が形成された縦型ウエハボートにおいて、前記棚部におけるウエハ当接部が第１のＳｉＣ被膜形成後に研磨によるフラット化処理を行い、その上面に第２のＳｉＣ被膜が形成され、かつその表面の表面粗さＲａが０．１μｍ以上０．９μｍ以下であって、前記ウエハ当接部を除く部分が、第１のＳｉＣ被膜形成後にその上面に第２のＳｉＣ膜が形成され、かつその表面粗さＲａが１．０μｍ以上８．０μｍ以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハを搭載するための棚部が形成された複数本の支柱と、前記支柱の上下端部を固定する天板及び底板とを備えた、ＳｉＣ質基材の表面にＳｉＣ被覆膜が形成された縦型ウエハボートにおいて、
前記棚部におけるウエハ当接部が第１のＳｉＣ被膜形成後に研磨によるフラット化処理を行い、その上面に第２のＳｉＣ被膜が形成され、かつその表面の表面粗さＲａが０．１μｍ以上０．９μｍ以下であって、
前記ウエハ当接部を除く部分が、第１のＳｉＣ被膜形成後にその上面に第２のＳｉＣ膜が形成され、かつその表面粗さＲａが１．０μｍ以上８．０μｍ以下であることを特徴とする縦型ウエハボート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縦型ウエハボートに関し、半導体製造プロセスで用いられる縦型ウエハボートに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスのうちで加熱を伴う工程、例えば、ＬＰ−ＣＶＤ（low  pressure−chemical  vapor  deposition：低圧ＣＶＤ）によるＳｉ3Ｎ4（窒化ケイ素）膜デポ工程において、基材表面が多結晶のＳｉＣ（炭化ケイ素）により被覆されたＳｉＣ縦型ウエハボートが用いられている。
この縦型ウエハボートは、ＳｉＣの基材表面にＣＶＤ（化学気相成長）法によるＳｉＣコーティングを施し、高純度のＳｉＣ被覆層を基材表面に形成したものである。この縦型ウエハボートにあっては、基材内部から外方への不純物の拡散を抑制することができる。
【０００３】
しかしながら、ＳｉＣ被覆層を基材表面に形成したＳｉＣ縦型ボートにあっては、半導体ウエハへのＳｉ3Ｎ4等のＣＶＤ膜形成の際に、当該ＣＶＤ膜の剥がれによるパーティクル汚染を生じるおそれがあり、比較的頻繁にＣＶＤ膜の洗浄、除去作業を行う必要があった。
そのため、前記ＣＶＤ膜の密着強度を向上させる方法として、例えば、特許文献１のようにサンドブラスト等の表面処理でウエハボート表面を適度に粗面化する方法が提案されている。
【０００４】
また、当該ＳｉＣ縦型ボートにあっては、ＳｉＣ被膜層が多結晶のＳｉＣ粒子からなりこの表面に露出するＳｉＣ粒子が大きく、鋭角であると、これに搭載されるウエハに傷やスリップが生じる虞がある。そのため、ウエハが搭載されるウエハ当接部のみ若しくはボート全体を研磨し、フラット化することで、傷やスリップ発生を防止する方法が検討されている。
【特許文献１】特開平８−１０２４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記した特許文献１において提案されているＳｉＣ縦型ウエハボートは、ＳｉＣ被覆層の研磨面に、当該研磨に伴うマイクロダメージ（マイクロクラック等）が残存するため、半導体ウエハの製造工程で受ける昇降温、また／若しくはＣＶＤ膜の除去のための酸洗浄の繰り返し等によって、ＳｉＣ被覆層が破損し、ＳｉＣ膜自体もしくはＣＶＤ膜の剥がれによるパーティクル発生やＳｉＣ基材からの不純物拡散によるウエハ汚染の虞がある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ウエハに傷やスリップの発生をより確実に抑制し、かつパーティクル汚染を生じさせない縦型ウエハボートを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために成されたものであり、ウエハを搭載するための棚部が形成された複数本の支柱と、前記支柱の上下端部を固定する天板及び底板とを備えた、ＳｉＣ質基材の表面にＳｉＣ被覆膜が形成された縦型ウエハボートにおいて、前記棚部におけるウエハ当接部が第１のＳｉＣ被膜形成後に研磨によるフラット化処理を行い、その上面に第２のＳｉＣ被膜が形成され、かつその表面の表面粗さＲａが０．１μｍ以上０．９μｍ以下であって、前記ウエハ当接部を除く部分が、第１のＳｉＣ被膜形成後にその上面に第２のＳｉＣ膜が形成され、かつその表面粗さＲａが１．０μｍ以上８．０μｍ以下であることを特徴としている。
【０００８】
このように、前記棚部におけるウエハ当接部が第１のＳｉＣ被膜形成後に研磨によるフラット化処理を行い、その上面に第２のＳｉＣ被膜が形成され、かつその表面の表面粗さＲａが０．１μｍ以上０．９μｍ以下であるため、表面にマイクロクラックの如きダメージが残存することがなく、また適度な表面粗さになっていることで、上述したパーティクルの発生が抑制され、ウエハの傷やスリップの発生をより確実に抑制することができると共に、ＳｉＣ膜破損による不純物汚染の虞がない。
【０００９】
また、ウエハ当接部を除く部分が、第１のＳｉＣ被膜形成後にその上面に第２のＳｉＣ膜が形成され、かつその表面粗さＲａが１．０μｍ以上８．０μｍ以下となっている。つまり、表面粗さＲａが０．７μｍ〜７．５μｍ程度の第１のＳｉＣ被膜の表面に、更に上記第２の微細なＳｉＣ被覆膜が形成され、その表面が上記表面粗さとなっているため、ＣＶＤ膜が付着した際、アンカー効果が大きく、ＣＶＤ膜の剥離をより効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ウエハに傷やスリップの発生をより確実に抑制し、かつパーティクル汚染を抑制できる縦型ウエハボートを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる一実施形態について、図１乃至図３に基づいて説明する。なお、図１は本発明の一実施形態にかかる縦型ウエハボートを示す斜視図、図２は図１に示した縦型ウエハボートの要部拡大図、図３は図１に示した縦型ウエハボートの製造方法を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、この縦型ウエハボート１は、成膜処理されるウエハＷを搭載するための棚部２ａが形成された複数本の支柱２と、前記支柱２の上下端部を固定する天板３及び底板４とを備えている。
なお、前記ＳｉＣ質基材としては、反応焼結ＳｉＣすなわちカーボン成分を含むＳｉＣ焼成体にＳｉを含浸し、前記カーボン成分とＳｉの一部が反応し、ＳｉＣ化されたＳｉ−ＳｉＣであることが好ましく、ＳｉＣの成形体を高温で熱処理した再結晶質ＳｉＣ、焼結助剤を添加し焼結した自焼結ＳｉＣ等でもよい。
【００１３】
また、図２に示すように、前記棚部２ａの上面部２ａ１は、ウエハＷを載置するウエハ載置部である。この上面部（ウエハ載置部）２ａ１の先端部には先端面取り部２ａ２が形成され、左右側面部には、側部面取り部２ａ３が形成されている。尚、図中、この先端面取り部２ａ２、側部面取り部２ａ３は平面状に示されているが、これに限定されるものではなく、曲面状、いわゆるＲ形状に形成されていても良い。
【００１４】
また、前記ウエハ載置部２ａ１と、このウエハ載置部２ａ１と連続し隣接する先端面取り部２ａ２及び側部面取り部２ａ３、更にこのウエハ載置部２ａ１と連続し隣接する、支柱２のウエハ挿入側側面２ｂの下側部２ｂ１（ウエハ載置部２ａ１上面から寸法ｔの部分）は、ウエハが接する部分あるいは接する可能性がある部分であり、これらが成膜処理等の間にウエハが当接するウエハ当接部である。
このウエハ当接部は、表面粗さがＲａが０．７μｍ〜７．５μｍの第１のＳｉＣ被膜形成後に研磨によるフラット化処理を行い、その上面に第２のＳｉＣ被膜が形成され、かつその表面の表面粗さＲａが０．１μｍ以上０．９μｍ以下に形成されている。
【００１５】
このように、第１のＳｉＣ被膜形成後に研磨によるフラット化処理を行い、その上面に第２のＳｉＣ被膜が形成され、かつその表面の表面粗さＲａが０．１μｍ以上０．９μｍ以下に形成されているため、表面にマイクロクラックの如きダメージが残存することがなく、また適度な表面粗さになっていることで、上述したパーティクルの発生が抑制され、ウエハのスリップをより確実に抑制することができると共に、ＳｉＣ膜破損による不純物汚染の虞がない。
【００１６】
ここで、前記表面の表面粗さＲａが０．１μｍ未満では、ウエハ載置部２ａ１上にウエハを載置した際に、滑りが生じ、ウエハボート移動時にウエハが落下するおそれがあり、あるいは高温環境下でウエハを加熱処理した場合にウエハがボートの当接部で融着するおそれがあり好ましくなく、また表面の表面粗さＲａが０．９μｍを超える場合には、ウエハ搭載時あるいは成膜処理等を行なった際に、ウエハ裏面に傷やスリップが生じることとなり好ましくない。
【００１７】
また、ウエハ当接部を除く部分（ウエハ載置部２ａ１と、先端面取り部２ａ２、側部面取り部２ａ３、ウエハ挿入側側面２ｂの下側部２ｂ１以外の部分）は、第１のＳｉＣ被膜形成後にその上面に第２のＳｉＣ膜が形成され、かつその表面粗さＲａが１．０μｍ以上８．０μｍ以下となっている。
つまり、表面粗さＲａが０．７μｍ〜７．５μｍの第１のＳｉＣ被膜の表面に、更に上記表面粗さＲａで０．１μｍ以上０．９μｍ以下となる第２のＳｉＣ被覆膜が形成され、その表面がＲａ１．０μｍ〜８．０μｍとなっているため、ＣＶＤ膜が付着した際、アンカー効果が大きく、ＣＶＤ膜の剥離をより効果的に抑制することができる。
【００１８】
ここで、ウエハ当接部を除く部分の表面粗さがＲａ１．０μｍ未満の場合には、ＣＶＤ膜の剥離抑制効果がなく、また表面粗さが８．０μｍを超える場合には、縦型ボートの移送あるいはセッティングの際に移送用治具等との接触によってパーティクルが発生し、好ましくない。
【００１９】
次に、本発明にかかる縦型ウエハボートの製造方法について、図３に基づいて説明する。
先ず、ＳｉＣ質基材を支柱２、天板３、底板４を所定の形状に機械加工し、またこれら基材の表面を研磨し、所定の表面粗さを有する部材を製作する。例えば支柱２には、図３（ａ）に示すように、棚部２ａが形成される。
そして、図３（ｂ）に示すように、これら部材の表面に、表面粗さＲａが概ね０．７μｍ〜７．５μｍとなるように、例えば、結晶粒径５μｍ以上３０μｍ以下のＳｉＣの結晶粒を有する第１のＳｉＣ被覆膜ＡをＣＶＤ法により形成する。
【００２０】
続いて、図３（ｃ）に示すように、棚部２ａのウエハ載置部２ａ１、先端面取り部２ａ２、側部面取り部２ａ３、支柱２のウエハ挿入側面２ｂの下側部２ｂ１に形成された前記第１のＳｉＣ被覆膜Ａを、表面粗さＲａが０．１μｍ未満となるように研磨加工（フラット化処理）する。
【００２１】
更に、図３（ｄ）に示すように、これら部材の表面全域に、前記研磨面の表面粗さＲａが０．１μｍ以上０．９μｍ以下となるように、例えば、結晶粒径０．１μｍ以上５μｍ以下のＳｉＣの結晶粒を有する第２のＳｉＣ被覆膜ＢをＣＶＤ法により形成する。
【００２２】
その結果、棚部２ａのウエハ載置部２ａ１、先端面取り部２ａ２、側部面取り部２ａ３、支柱２のウエハ挿入側面２ｂの下側部２ｂ１の上面は、フラット化処理化された第１のＳｉＣ被覆膜Ａの表面に第２のＳｉＣ被覆膜Ｂが形成され、表面粗さＲａが０．１μｍ以上０．９μｍ以下の構造となる。
【００２３】
また、棚部２ａのウエハ載置部２ａ１、先端面取り部２ａ２、側部面取り部２ａ３、支柱２のウエハ挿入側面２ｂの下側部２ｂ１の上面を除いた部分には、比較的粗い表面のＳｉＣ被覆膜Ａの表面に微細な粗さとなるＳｉＣ被覆膜Ｂが形成され、表面粗さＲａが１．０μｍ以上８．０μｍ以下の構造となる。
【００２４】
なお、異なる結晶粒を有するＳｉＣ被覆膜Ａ，Ｂは、公知のＣＶＤ法において処理温度、原料ガス比、減圧程度を適宜に変えることによって、形成することができる。
結晶粒径５μｍ以上３０μｍ以下のＳｉＣの結晶粒を有するＳｉＣ被覆膜Ａを形成するには、例えば、５００ｔｏｒｒ以下に減圧脱気後、１０℃／分の昇温速度で１０００〜１４００℃まで加熱し、次いで原料化合物をキャリアガスとともに導入した後、さらに１０℃／分の昇温速度で１０００〜１４００℃の成膜温度に加熱し、圧力を０〜５００ｔｏｒｒの成膜圧力に調整する。次いで、原料化合物をキャリアガスとともに導入し、原料化合物を熱分解または化学反応させることにより、前記ＳｉＣ被覆膜を形成することができる。
【００２５】
また、結晶粒径０．１μｍ以上５μｍ以下のＳｉＣの結晶粒を有するＳｉＣ被覆膜Ｂを形成するには、例えば、５００ｔｏｒｒ以下に減圧脱気後、１０℃／分の昇温速度で１０００〜１３００℃まで加熱し、次いで非酸化性ガスを導入した後、さらに１０℃／分の昇温速度で１０００〜１３００℃の成膜温度に加熱し、圧力を０〜５００ｔｏｒｒの成膜圧力に調整する。次いで、原料化合物をキャリアガスとともに導入し、原料化合物を熱分解または化学反応させることにより、前記ＳｉＣ被覆膜を形成することができる。
【００２６】
尚、原料化合物としては、例えば、ＣＨ3ＳｉＣｌ3、ＣＨ3ＳｉＨＣｌ2などの分子内にＳｉ原子とＣ原子を含む有機ケイ素化合物が挙げられる。また、原料化合物として、ＳｉＣｌ4のようなケイ素化合物とＣＨ4などの炭素化合物とを併用してもよい。キャリアガスとしては、水素やアルゴンなどの非酸化性ガスが例示される。
【００２７】
更に、本発明にかかる実施例について説明する。
（実施例１）
先ず、反応焼結法によってＳｉ−ＳｉＣ基材からなる３本の支柱、天板、底板を製作し、これら基材の表面を研磨し、算術平均表面粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１）が、２．０μｍの部材を製作した。そして、これら部材を組立て、６インチ用のボートを製作した。
更に、ＣＶＤ炉内７０ｔｏｒｒ、１２００℃の条件下で、メチルトリクロロシランとＨ2ガスを、流量比３：３０で適量導入し、前記６インチ用のボートを構成する支柱、天板、底板の表面に、厚さ５０μｍの第１のＳｉＣ被覆膜を形成した。このときのＲａは２．５μｍであった。
【００２８】
そして、ウエハ当接部におけるＳｉＣ被覆膜をメッシュ８００のダイヤモンド砥石で研磨し、Ｒａを０．０１μｍにした。
更に、ＣＶＤ炉内５０ｔｏｒｒ、１１００℃の条件下で、メチルトリクロロシランとＨ2ガスを、流量比３：３０で適量導入し、前記６インチ用のボートを構成する支柱、天板、底板の表面に第２のＳｉＣ被覆膜を形成した。
このときのウエハ当接部の表面粗さ及びウエハ当接部以外のＲａは、表１に示すように、０．５μｍ、２．５μｍであった。
【００２９】
（実施例２〜実施例５）
上記実施例１における上記ＣＶＤ法の条件のうち処理温度、原料ガス比、減圧程度を適宜に変えることにより、表１に示すようなウエハ当接部の表面粗さ及びウエハ当接部以外の表面粗さのウエハボートを得た。
【００３０】
（比較例１）
実施例１と同様に、反応焼結法によってＳｉ−ＳｉＣ基材からなる３本の支柱、天板、底板を製作し、これら基材の表面を研磨し、算術平均表面粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１）が、２．０μｍの部材を製作した。そして、これら部材を組立て、６インチ用のボートを製作した。
更に、ＣＶＤ炉内７０ｔｏｒｒ、１２００℃の条件下で、メチルトリクロロシランとＨ2ガスを、流量比３：３０で適量導入し、前記６インチ用のボートを構成する支柱、天板、底板の表面に、厚さ５０μｍの第１のＳｉＣ被覆膜を形成した。このときのウエハ当接部及びそれ以外の部分のＲａは２．５μｍ、２．４μｍであった。
その後のウエハ当接部の研磨、第２のＳｉＣ被覆膜の形成を行なうことなく、比較例１とした。
【００３１】
（比較例２）
比較例１において、第１のＳｉＣ被覆膜を形成した後、ウエハ当接部をＲａが０．０１μｍとなるように研磨を行なったものを、比較例２とした。
（比較例３〜比較例５）
比較例３〜５は、上記実施例１と同様に処理し、第２のＳｉＣ被覆膜を形成する際、上記ＣＶＤ法の条件のうち処理温度、原料ガス比、減圧程度を適宜に変えることにより、表２に示すようなウエハ当接部の表面粗さ及びウエハ当接部以外の表面粗さのウエハボートを得た。
【００３２】
そして、実施例１〜５、比較例１〜５にかかる６インチウエハボートの溝部の全てにウエハを載置し、これをＬＰ−ＣＶＤ装置内に配置し、ＳｉＮ膜を１０μｍ積層させた後、ウエハボートをＬＰ−ＣＶＤ装置から取り出し、このウエハボートの最上部、センター部、最低部に載置されていた３枚のウエハ上の０．３μｍ以上のパーティクル数をカウントし、これらのパーティクル数の１枚当たりの平均値を算出した。その結果を表３に示す。
【００３３】
表３に示されるように、実施例１〜５にかかる６インチウエハボートにあっては、パーティクル汚染を抑制できることが確認できた。また、いずれの実施例のものも、パーティクル数を測定したウエハいずれの表面にもスリップが確認されなかった。
【００３４】
【表１】
2008277781.tif 000002
【００３５】
【表２】
2008277781.tif 000003
【００３６】
【表３】
2008277781.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は本発明の一実施形態にかかる縦型ウエハボートを示す斜視図である。
【図２】図２は図１に示した縦型ウエハボートの要部拡大図である。
【図３】図３は図１に示した縦型ウエハボートの製造方法を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１        縦型ウエハボート（縦型ウエハボート）
２        支柱
２ａ      棚部
２ａ１    ウエハ載置部
２ａ２    先端面取り部（隣接部）
２ａ３    側部面取り部（隣接部）
２ｂ      ウエハ挿入側側面
２ｂ１    ウエハ挿入側側面の下側部
３        天板
４        底板
Ａ        第１のＳｉＣ被覆膜
Ｂ        第２のＳｉＣ被覆膜
【図１】
2008277781.tif 000005
【図２】
2008277781.tif 000006
【図３】
2008277781.tif 000007