(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全ての稜部が０．５ｍｍ以上のアール（Ｒ）に丸め加工された石英ガラス製キャリアボートの表面全体がフロスト処理され、その表面全体の上に厚さ５０μｍ以上のピンホールのないフッ素系樹脂被膜が形成されていることを特徴とするフッ素系樹脂被覆石英ガラス製キャリアボート。
【請求項２】
フッ素系樹脂がテトラフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル樹脂、パーフルオロエチレン−プロピレン樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂、エチレン−クロロトリフルオロエチレン樹脂、ビニリデンジフルオライド樹脂、ビニルフルオライド樹脂及びテトラフルオロエチレン−パ−フルオロジオキソール樹脂から選ばれる少なくとも１種の樹脂であることを特徴とする請求項１記載のフッ素系樹脂被覆石英ガラス製キャリアボート。
【請求項３】
フロスト処理が薬液による表面処理であることを特徴とする請求項１記載のフッ素系樹脂被覆石英ガラス製キャリアボート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、シリコンウェーハの洗浄時に使用される石英ガラス治具、さらに詳しくは表面全体がピンホールのないフッ素系樹脂被膜で覆われた石英ガラス治具及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコンウェーハの洗浄時に天然石英ガラス製治具が使用されてきた。この石英ガラス治具には、例えばシリコンウェーハのキャリアボートのようにウェーハを載置するための溝が機械加工で形成されているのが一般的である。前記機械加工ではダイヤモンド等の砥粒を蒸着した研削治具を用いて石英ガラス表面を削り取るため、石英ガラス表面にマイクロクラックが発生し、そこに不純物等が残留しウェーハを汚染する問題があった。また、この石英ガラス治具をフッ酸溶液で使用することが通常行われているが、このフッ酸溶液がマイクロクラックに浸透し、石英ガラス表面の凹凸を粗くし、シリコンウェーハを傷つけたり、その凸部が欠けてパーティクルを発生したり、或は石英ガラスがフッ酸溶液に溶解し、フッ化珪素酸を生成し、それがシリコンウェーハに異物として付着する等の不具合があった。さらに、シリコンウェーハを石英ガラスキャリアボートに出し入れする時に、シリコンウェーハの端部が石英ガラスキャリアボートの溝部にぶつかり、シリコンウェーハの端部にチッピングが発生する問題もあった。こうした問題を解消するため、特開平７−８９６０３号公報では、ワーク搬送用ワーク把持アームの石英ガラス製爪をフッ素樹脂で被覆することを提案している。しかし、前記ワーク搬送用ワーク把持アームは、シリコンウェーハの洗浄時にアームの端面からフッ酸が滲み込み、フッ素樹脂被膜が剥離したり、或は端部から汚染物質がフッ酸溶液に溶出し、シリコンウェーハを汚染する問題があった。さらに、前記ワーク搬送用ワーク把持アームは、治具の稜部からフッ素樹脂被膜にクラックが発生し易く、被膜と石英ガラスとの密着性が悪くなり、長時間使用するとフッ素樹脂被膜が浮き上がる欠点もあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
こうした現状に鑑み、本発明者等は、シリコンウェーハの洗浄時に使用する石英ガラス治具について鋭意研究を重ねた結果、石英ガラス表面全体にピンホールがなくフッ素系樹脂被膜を形成することで、フッ酸溶液の石英ガラスとの接触が防がれ、フッ素系樹脂被膜の剥離や石英ガラスのエッチングによるパーティクルの発生がなく、しかもシリコンウェーハと石英ガラスとの衝撃が緩和されチッピングの発生も起こらないことを見出した。さらに、前記フッ素系樹脂被膜の形成前に、石英ガラス治具の稜部を丸め加工する、さらに、石英ガラス表面をフロスト処理することで、フッ素系樹脂被膜と石英ガラス表面との密着性が一段と高まり、フッ酸溶液に長時間浸漬してもフッ素系樹脂被膜の剥離が起こらないことをも見出して、本発明を完成したものである。すなわち
【０００４】
本発明は、フッ酸によるフッ素系樹脂被膜の剥離や石英ガラスのエッチングによるパーティクルの発生がなく、しかもシリコンウェーハと石英ガラスとの衝撃が緩和されチッピングの発生がないフッ素系樹脂被覆石英ガラス治具を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、上記フッ素系樹脂被覆石英ガラス治具の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、全ての稜部が０．５ｍｍ以上のアール（Ｒ）に丸め加工された石英ガラス製キャリアボートの表面全体がフロスト処理され、その表面全体の上に厚さ５０μｍ以上のピンホールのないフッ素系樹脂被膜が形成されていることを特徴とするフッ素系樹脂被覆石英ガラス製キャリアボートに係る。
【０００７】
本発明のフッ素系樹脂被覆石英ガラス治具は、シリコンウェーハの洗浄時に使用するウェーハキャリアボートやチャック等であり、その治具の石英ガラスの表面全体にピンホールがないフッ素系樹脂被膜が形成された治具である。前記フッ素系樹脂としては、耐熱性、耐薬品性、耐食性や耐摩耗性に優れたテトラフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル樹脂、パーフルオロエチレン−プロピレン樹脂、エチレン−テトラフルオロエチレン樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂、エチレン−クロロトリフルオロエチレン樹脂、ビニリデンジフルオライド樹脂、ビニルフルオライド樹脂及びテトラフルオロエチレン−パ−フルオロジオキソール樹脂から選ばれる少なくとも１種の樹脂が挙げられる。中でもテトラフルオロエチレン樹脂は耐熱性、耐薬品性、耐食性や耐摩耗性に特に優れて好ましい。これらのフッ素系樹脂は溶剤に溶解しフッ素系樹脂被覆剤に調製した上で、乾燥後の膜厚が５０μｍ以上になるように塗布される。膜厚が前記範囲未満では、被膜にピンホールが発生し、フッ酸溶液が石英ガラスにまで浸透し腐食を起こす上に、稜部での被膜が極端に薄くなってクラックが発生しやすくなり好ましくない。前記フッ素系樹脂被膜の形成には、フッ素系樹脂被覆剤を吹き付ける、または該フッ素系樹脂被覆剤を電着塗装法で塗布するのがよい。何れにしても塗布面にピンホールが形成されないように何回も塗布して上記範囲の膜厚に形成するのがよい。塗装後にはさらに焼付けるのがよい。特に稜部での被膜の厚さが薄くならないように稜部を０．５ｍｍ以上のアール（Ｒ）に丸め加工した上で塗装をするのがよい。この丸め加工法としては、酸水素火炎で稜部を加熱する方法やグラインダー等で機械的に擦る方法が挙げられる。前記フッ素系樹脂を溶解する溶剤としては、プロピレングリコール等のアルキレングリコール類、酢酸メチルエチル、酢酸メチルブチル等のエステル類、アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、エチレンアルコール、ブチルアルコール等のアルコール類、トルエン、キシレンが挙げられる。
【０００８】
さらに、フッ素系樹脂被膜と石英ガラスとの密着性を向上させるため、石英ガラス表面をフロスト処理した上で、フッ素系樹脂溶液を塗布するのがよい。前記フロスト加工で石英ガラス表面に凹凸が形成され、そのアンカー効果でフッ素系樹脂被膜の密着性が向上し膜剥離が低減する。フロスト処理としては、結晶質二酸化珪素粉又はＳｉＣ粉を吹き付ける方法、薬液により石英ガラス表面に凹凸を形成する方法などが挙げられる。特に薬液を用いるフロスト処理は石英ガラス表面にマイクロクラックの発生がなく、石英ガラスの機械的強度の低下がなく好ましい。使用する薬液としてはフッ化水素、フッ化アンモニウムを含有する溶液、または特開平７−２６７６７９号公報や特開平１０−３６１４０号公報等に記載されるようにさらに酢酸を含有する薬液が挙げられる。フロスト処理で形成される表面粗さはとくに限定されないが、好ましくはＲａ＝１〜１０μｍ、Ｒｍａｘ＝５〜５０μｍの範囲が好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施例について述べるがこれによって本発明はなんら限定されるものではない。
【００１０】
【実施例】
実施例１
６インチの石英ガラスキャリアボート（溝棒４本）を作成し、その表面に結晶質二酸化珪素粉を吹き付けて、ボートの稜部をＲ２ｍｍに丸め加工を行った。次いで、石英ガラスキャリアボート全体に粒径１００〜３００μｍの結晶質二酸化珪素粉を吹きつけて．表面粗さＲａ＝２．５μｍ、Ｒｍａｘ＝２０μｍの凹凸を形成した。前記石英ガラスボート表面にテトラフルオロエチレン樹脂を静電塗装で乾燥後の膜厚が４００μｍに塗布した。得られたフッ素系樹脂被覆石英ガラスキャリアボートに６インチシリコンウェーハを２５枚装填して、ＲＣＡ洗浄を行い、次いでフッ酸洗浄、純水洗浄を行い、最後にＩＰＡ乾燥機で乾燥した。その後、シリコンウェーハ表面のパーティクルについてレーザパーティクルカウンターで測定したところ、シリコンウーハの周縁部に約５０ヶのパーティクルが確認されたにとどまった。
【００１１】
実施例２
実施例１と同様に６インチの石英ガラスキャリアボート（溝棒４本）を作成し、その稜部を酸水素火炎で加熱して、Ｒ１ｍｍに丸め加工を施した。次いで前記石英ガラスキャリアボートをフッ酸とフッ化アンモニウムの薬液に浸漬して、その表面に表面粗さＲａ＝１．５μｍ、Ｒｍａｘ＝１３μｍの凹凸を形成した。この石英ガラスキャリアボート表面にテトラフルオロエチレン樹脂を静電塗装で乾燥後の膜厚が２００μｍに塗布した。得られたフッ素系樹脂被覆石英ガラスキャリアボートに６インチシリコンウェーハを２５枚装填して、ＲＣＡ洗浄を行い、次いでフッ酸洗浄、純水洗浄を行い、最後にＩＰＡ乾燥機で乾燥した。その後、シリコンウェーハ表面のパーティクルについて実施例１と同様にレーザパーティクルカウンターで測定したところ、シリコンウーハの周縁部に約２０ヶのパーティクルが確認されたにとどまった。
【００１２】
比較例１
実施例１と同様に６インチの石英ガラスキャリアボートを作成し、フッ素系樹脂被膜を形成することなく、実施例１と同様にシリコンウェーハの洗浄に用いたところ、シリコウェーハの表面には７００ヶのパーティクルが確認された。そして、前記パーティクルはシリコンウェーハの中心部にまで発生し、シリコンウェーハの収率が低下した。
【００１３】
比較例２
実施例１と同様に６インチの石英ガラスキャリアボートを作成し、その溝部の稜部を酸水素火炎で加熱して、Ｒ１ｍｍに丸め加工した。次いで粒径１００〜３００μｍの結晶質二酸化珪素粉を吹き付けて、表面粗さＲａ＝２．５μｍ、Ｒｍａｘ＝２０μｍの凹凸を形成した。このキャリアボートの溝部表面にのみテトラフルオロエチレン樹脂を静電塗装して、４００μｍのフッ素系樹脂被膜を形成した。次いで、実施例１と同様にシリコンウェーハの洗浄をおこなったところ、シリコヌェーハの周縁部に約２０ヶのパーティクルが確認された。しかしながら、洗浄を繰り返す度に、フッ素系樹脂被膜の端部からフッ酸洗浄液が滲み込んで、フッ素系樹脂被膜が洗浄１０回目で浮き上がり、剥離した。
【００１４】
【発明の効果】
本発明のフッ素系樹脂被覆石英ガラス治具は、治具全体にピンホールのないフッ素系樹脂被膜で覆われており、シリコンウェーハの洗浄時に使用しても、被膜剥離やパーティクル等によるシリコンウェーハの汚染がない、洗浄処理ができる治具である。そのため、シリコンウェーハの収率は向上し、その工業的価値は高いものがある。