(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体処理用治具を構成する石英ガラスと同様の研削処理をおこなった石英ガラスサンプルを６０℃未満で比抵抗値２ΜΩ・ｃｍ以上の純水で洗浄前処理し、更に、比抵抗値が１８ΜΩ・ｃｍ以上である超純水中に浸漬し、超純水に超音波振動を２〜５分間加え、研削処理によって生成されたパーティクルを遊離させ、このパーティクルをカウントする半導体処理用治具の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造に使用する石英ガラス製の半導体処理用治具から発生するパーティクルの評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の高集積化に伴い、微細で高清浄なウエーハ表面を確保するため、ウエーハ表面上のパーティクルの評価が重要となっており、半導体製造工程における炉内雰囲気からのパーティクルの汚染のほか、半導体処理用治具からウエーハに付着するパーティクルを評価することが重要となっている。
そして、従来においては、石英ガラス製半導体用処理治具のパーティクルに関する評価方法としては、半導体処理用治具にウエーハを搭載し、適宜処理を行った後、ウエーハ上に付着したパーティクルをパーティクルアナライザーで直接分析していた。
また、特開平７−１８３３４７号のように、治具材料で模擬ウエーハを製造してウエーハと同様に高温処理して影響評価を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法は、高価な測定装置と付帯設備を必要とし、簡便に評価できないという問題があった。本発明の目的は、高価な設備を必要とせず、簡便に石英ガラス製の半導体処理用治具の評価方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
従来の石英ガラス製半導体処理用治具、特にウエーハボートは、石英ガラス製の治具の表面に存在する傷等によって自ら破損するのを防止するため、治具表面全体を酸水素炎で焼き仕上げを行っている。しかし、溝の部分については熱によって溝形状の変形や溝の間隔が狂うため、完全に焼き仕上げをおこなえなかった。溝の部分を詳細に観察すると、表面がかなり粗く、研削面のためマイクロクラックが発生している。
【０００５】
また、半導体処理用治具の製造工程における無機酸によるエッチング処理後の溝の表面状態を観察したところ、エッチングの度合いがそれぞれに相違していることを発見した。
研削面の表面は微少な凹凸が無数に存在し、この部分にウエーハが搭載されると、点荷重になり微細なガラスからのかけであるパーティクルが発生し、また、ウエーハ表面が凸部で引掻かれ、ウエーハ表面のスクラッチ発生で処理中にパーティクルが発生する。
マイクロクラックが存在すると、研削液が内部に浸透し、研削液に含まれる切粉が残留するが、切粉と研削液は無機酸では除去できず内部に残存してしまい、ウエーハの処理中に切粉がマイクロクラックから出てきてパーティクルの原因となる。
また、マイクロクラックは使用中に応力集中によってクラックが進行し、この際の石英ガラスからの発塵がパーティクルとなる。
【０００６】
これらの知見から本発明を見出したものである。
すなわち、本発明は、サンプルの石英ガラスを純水に浸漬し、純水に超音波振動を加え、石英ガラス治具サンプル表面及びマイクロクラック内部に存在するパーティクルを振動により純水中に遊離させ、液中パーティクルカウンターでカウントすることで石英ガラス製半導体用治具を評価するものである。
これにより、半導体処理用治具がウエーハの汚染源となる除去しきれずに残留していたパーティクルの評価をサンプルで行うことができる。
評価の再現性及び信頼性を高めるために、サンプルの浸漬部分の表面積が純水量に対して一定値になるようにする。
【０００７】
また、石英ガラス製サンプルを半導体処理用治具と同等な製作工程を経たものとすることでも半導体処理用治具をそのままサンプルとした場合と同様な予測評価を行うことができ、サンプルを半導体処理用治具のその製作工程を代表する一部材としてそのパーティクルを予測評価することもできる。こうすることで、製作工程ごとの半導体処理用治具のパーティクル評価をおこなえ、半導体処理用治具の製造工程のチェックをすることができる。
超音波振動を長時間加えるとキャビテーションによる気泡の影響が出て大きな数値としてカウンターに現れ、また短時間ではパーティクルの遊離が少なく、ブランクとの差が出にくいので、振動を加える時間は、２〜５分が好ましい。
また、振動数は超音波洗浄で多用される２４ΚＨｚ程度で出力は６００Ｗ程度である。
【０００８】
純水の比抵抗値が１８ΜΩ・ｃｍ以上とした超純水を使用すると、純水中のパーティクルの粒子径が０．５μｍ以下となり、評価サンプルのブランクのパーティクル数を低減させ、再現性を高める上で好ましい。
【０００９】
サンプル表面には、室内にサンプルを放置した場合など、塵、埃が再付着する可能性がある。このためブランクのパーティクルを測定する際にはこうした二次的な要因によるものを極力取り除く必要があり、原則として洗浄後、直ちに測定、あるいは清浄な状態で保管することが好ましいが、簡易な方法として、パーティクル測定前に純水洗浄を行うことで塵埃を除去可能であることを確認した。この時の条件としては比抵抗値２ΜΩ・ｃｍ以上の通常の純水洗浄で充分であることが判明したが、６０℃以上では水中のパーティクルの遊動が大きくなるせいか再付着を増加させ除去効果を低減させることとなるので、予備洗浄としては６０℃未満の温度とすることがよい。この場合の洗浄は、室内などから二次的に再付着したものを除くためだけなので、超音波洗浄のような強制的な洗浄は決して行わず、純水洗浄のみで再付着前の状態へ戻すこととなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実際の評価例を実施例で示す。
例１
純水をブランクとし、対象を半導体ウエーハボートの研削後の溝棒をサンプルとし、パーティクルを評価した。
図１に概要を示す。
定在波を弱めて超音波を均一にするため、超音波槽４内にステンレスワイヤの籠７を設置した。このステンレスワイヤ籠７内に純水を満たしたビーカー５をセットした。
サンプル１をスタンド２からステンレスワイヤ３で吊るし、ビーカー５内の純水６に浸漬した。サンプルの浸漬部分の表面積が純水に対して一定値となるようにするため、ビーカーに目盛を施しておき、サンプルを浸漬して上昇した水面の目盛を読み、水面上昇量が所定値になるようにサンプルを純水以外とは無接触の状態で浸漬する。
または、サンプル自体に浸漬標準線を施しておき、サンプルを浸漬標準線より上方でステンレスワイヤで吊るして標準線まで純水中に浸漬する。
このようにして、他の測定サンプルとの整合性を保つようにして比較し、評価の再現性と信頼性を高める。
また、ビーカー５から液中パーティクルカウンター（図示しない）へ試料を導くチューブ８を配設した。
２４ＫＨｚの超音波をビーカー５を介して純水に５分間加え、測定容量１００ｍｌ／回／分で連続して３回、測定範囲として０．１〜０．５μｍと０．５μｍ以上を測定した。
測定結果を表１に示す。
０．５μｍ以上の粒径ではキャビテーションの影響も少なく、サンプルから遊離したパーティクルをカウントすることが可能である。
【００１１】
【表１】
0004440356.tif 000002
【００１２】
例２
ウエーハボートの製造工程ごとにサンプル溝棒のパーティクル評価を実施した結果を表２に示す。工程が進むごとの差が確認できる。
【００１３】
【表２】
0004440356.tif 000003
【００１４】
【発明の効果】
本発明は、高価な設備を使用せず、簡単な装置と液中パーティクルカウンターを使用して半導体処理用治具の研削工程のチェックをすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  パーティクル測定説明図
【符号の説明】
１    サンプル
４    超音波槽
６    純水
【図１】
0004440356.tif 000004