(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のウェーハ支持突起を上面に設けた円環状支持板を有し、複数本の支柱に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に溶接によって取り付けられた多数の前記円環状支持板の上に前記ウェーハ支持突起を介して多数のウェーハを載置する石英ガラス製ウェーハ支持治具であって、下記（ａ）〜（ｈ）の工程からなる製造方法によって製造され、かつ前記円環状支持板の上下両面を精密研磨するとともに、該円環状支持板の外周上下縁部及び内周上下縁部に対して面取り加工により面取り部を形成し、かつ前記内周上下縁部の面取り部の面取り幅が前記外周上下縁部の面取り部の面取り幅よりも大であるようにしたことを特徴とする石英ガラス製ウェーハ支持治具。
（ａ）原料石英ガラス体から円環状支持板を切り出す工程、
（ｂ）切り出された円環状支持板をアニール処理する第１アニール工程、
（ｃ）該円環状支持板の厚さを調整するための加工を行う工程、
（ｄ）該円環状支持板の上下両面を精密研磨する工程、
（ｅ）該円環状支持板の外周上下縁部及び内周上下縁部に対して面取り加工を行う工程、
（ｆ）該円環状支持板の上面に複数個のウェーハ支持突起を溶接する工程、
（ｇ）複数本の支柱に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に多数の該円環状支持板を溶接によって取り付けしウェーハ支持治具を形成する工程、
（ｈ）形成したウェーハ支持治具をアニール処理する第２アニール工程。
【請求項２】
複数個のウェーハ支持突起を上面に設けた円環状支持板を有し、複数本の支柱に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に溶接によって取り付けられた多数の前記円環状支持板の上に前記ウェーハ支持突起を介して多数のウェーハを載置する石英ガラス製ウェーハ支持治具であって、下記（ａ）〜（ｈ）の工程からなる製造方法によって製造され、かつ前記円環状支持板の上下両面を精密研磨するとともに、該円環状支持板の外周上下縁部及び内周上下縁部に対してファイアポリッシュ加工によりアール部を形成したことを特徴とする石英ガラス製ウェーハ支持治具。
（ａ）原料石英ガラス体から円環状支持板を切り出す工程、
（ｂ）切り出された円環状支持板をアニール処理する第１アニール工程、
（ｃ）該円環状支持板の厚さを調整するための加工を行う工程、
（ｄ）該円環状支持板の上下両面を精密研磨する工程、
（ｅ）該円環状支持板の外周上下縁部及び内周上下縁部に対してファイアポリッシュ加工を行う工程、
（ｆ）該円環状支持板の上面に複数個のウェーハ支持突起を溶接する工程、
（ｇ）複数本の支柱に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に多数の該円環状支持板を溶接によって取り付けしウェーハ支持治具を形成する工程、
（ｈ）形成したウェーハ支持治具をアニール処理する第２アニール工程。
【請求項３】
複数個のウェーハ支持突起を上面に設けた円環状支持板を有し、複数本の支柱に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に溶接によって取り付けられた多数の前記円環状支持板の上に前記ウェーハ支持突起を介して多数のウェーハを載置し、前記円環状支持板の上下両面を精密研磨するとともに、該円環状支持板の外周上下縁部及び内周上下縁部に対して面取り加工により面取り部を形成し、かつ前記内周上下縁部の面取り部の面取り幅が前記外周上下縁部の面取り部の面取り幅よりも大であるようにした石英ガラス製ウェーハ支持治具の製造方法であって、下記（ａ）〜（ｈ）の工程からなることを特徴とする石英ガラス製ウェーハ支持治具の製造方法。
（ａ）原料石英ガラス体から円環状支持板を切り出す工程、
（ｂ）切り出された円環状支持板をアニール処理する第１アニール工程、
（ｃ）該円環状支持板の厚さを調整するための加工を行う工程、
（ｄ）該円環状支持板の上下両面を精密研磨する工程、
（ｅ）該円環状支持板の外周上下縁部及び内周上下縁部に対して面取り加工を行う工程、
（ｆ）該円環状支持板の上面に複数個のウェーハ支持突起を溶接する工程、
（ｇ）複数本の支柱に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に多数の該円環状支持板を溶接によって取り付けしウェーハ支持治具を形成する工程、
（ｈ）形成したウェーハ支持治具をアニール処理する第２アニール工程。
【請求項４】
複数個のウェーハ支持突起を上面に設けた円環状支持板を有し、複数本の支柱に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に溶接によって取り付けられた多数の円環状支持板の上に前記ウェーハ支持突起を介して多数のウェーハを載置し、前記円環状支持板の上下両面を精密研磨するとともに、該円環状支持板の外周上下縁部及び内周上下縁部に対してファイアポリッシュ加工によりアール部を形成した石英ガラス製ウェーハ支持治具の製造方法であって、下記（ａ）〜（ｈ）の工程からなることを特徴とする石英ガラス製ウェーハ支持治具の製造方法。
（ａ）原料石英ガラス体から円環状支持板を切り出す工程、
（ｂ）切り出された円環状支持板をアニール処理する第１アニール工程、
（ｃ）該円環状支持板の厚さを調整するための加工を行う工程、
（ｄ）該円環状支持板の上下両面を精密研磨する工程、
（ｅ）該円環状支持板の外周上下縁部及び内周上下縁部に対してファイアポリッシュ加工を行う工程、
（ｆ）該円環状支持板の上面に複数個のウェーハ支持突起を溶接する工程、
（ｇ）複数本の支柱に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に多数の該円環状支持板を溶接によって取り付けしウェーハ支持治具を形成する工程、
（ｈ）形成したウェーハ支持治具をアニール処理する第２アニール工程。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造用のウェーハ支持治具、特にＣＶＤプロセスに用いられる石英ガラス製の縦型ウェーハ支持治具及びその製造方法に関する。
【０００２】
【関連技術】
半導体製造工程におけるウェーハ熱処理プロセス、例えばＣＶＤプロセスに用いられる石英ガラス製ウェーハ支持治具としては、複数本の柱状体に刻設された多数の溝部により多数のウェーハを支持する第１のタイプの縦型ウェーハ支持治具（例えば、特開平８-１０２４８６号公報）及び複数本の支柱に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に重着された多数の円環状支持板の上に多数のウェーハを載置する第２のタイプのウェーハ支持治具が知られている（例えば、実開平６-６２５３８号公報）。この第２のタイプのウェーハ支持治具は、第１のタイプと比べて製作上のコストは高くなってしまうものの、熱処理中のガス流の乱れを低減することができ、より良好な薄膜形成が可能となる等の利点があるため、ＣＶＤプロセスにおいて広く用いられてきた。
【０００３】
図３〜図６及び図９によって、従来の上記第２のタイプのウェーハ支持治具について説明する。図５において、１０はこのタイプの石英ガラス製ウェーハ支持治具で、複数本（図示例では４本）の支柱１２に溶接によって取り付けられた多数の円環状支持板１４を有している。
【０００４】
該円環状支持板１４の上面には適宜間隔をおいて、複数個（図示例では３個）のウェーハ支持突起１６が設けられている（図３、図５）。該ウェーハ支持突起１６は該円環状支持体１４の上面に立設された脚部１６ａと該脚部１６ａの上部から段部１６ｂを形成して該円環状支持体１４の内方に向って延出するウェーハ支持アーム部１６ｃとから構成されている（図４）。
【０００５】
上記した従来のウェーハ支持治具１０は、一般的に図９に示すような方法によって製造される。まず、原料石英ガラス体から円環状支持板１４をレーザーカット等の手段によって円環状に切り出す（ステップ１００）。この切り出された円環状支持板１４は歪取りを目的としてアニール処理される（ステップ１０２）。この円環状支持板１４は、その厚さを所定の寸法に調整するために加工される（ステップ１０４）。
【０００６】
さらに、該円環状支持板１４は、表面状態を平滑にするために、その上下両面１４ａ，１４ｂが精密研磨される（ステップ１０６）。この精密研磨は、略０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度の研磨であり、このための下地作りとして凹凸を低減し、寸法精度を向上させるために、上記した厚み調整加工が行われる。つまり、円環状支持板１４の全体の厚さを均一にして、次いで、遊離砥粒等を用い、精密研磨を行う。これにより、仕上がった円環状支持板１４の厚さがより均一となり、表面が平滑な状態となる。この精密研磨においては遊離砥粒が好適に用いられる。
【０００７】
次いで、該円環状支持板１４の上面に複数個のウェーハ支持突起１６が溶接される（ステップ１０８）。最後に、複数本の支柱１２に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に多数の該円環状支持板１４を溶接し、その支柱を天板や底板とともに組み立てることによって、ウェーハ支持治具１０を形成する（ステップ１１０）。この形成されたウェーハ支持治具１０は主に溶接等によって生じた歪を除去するために、アニール処理される（ステップ１１２）。この完成したウェーハ支持治具１０は測定機(例えば、三次元座標測定装置）によって寸法検査される（ステップ１１４）。
【０００８】
このようにして製造された従来のウェーハ支持治具１０の円環状支持板１４はその上下両面が精密研磨されており、その結果、図６に示すように該円環状支持板１４の外周及び内周縁部Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４は鋭角にとがった状態となることは避けられなかった。
【０００９】
一方、半導体製造工程におけるウェーハ熱処理プロセス、例えばＣＶＤプロセスにおいてはパーティクルの発生は数においても大きさにおいても極力抑制する必要があり、近年のウェーハの大口径化や回路の微細化等に伴ってパーティクルの発生を低減又は抑制する必要性はさらに高まっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した円環状支持板を具備するウェーハ支持治具を用いるＣＶＤプロセスにおいて、パーティクルが発生する現象が多発していた。
【００１１】
そこで、本発明者らは、パーティクルの発生の原因究明のために種々の検討を行ったところ、従来の円環状支持板の形状とパーティクルの発生との間に関連性があることを見出し本発明に到達したものである。
【００１２】
本発明は、半導体製造工程におけるウェーハ熱処理プロセス、例えばＣＶＤプロセスにおけるパーティクルの発生を大幅に抑制することができるようにした新規なウェーハ支持治具及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具の第１の態様は、
複数個のウェーハ支持突起を上面に設けた円環状支持板を有し、複数本の支柱に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に溶接によって取り付けられた多数の前記円環状支持板の上に前記ウェーハ支持突起を介して多数のウェーハを載置する石英ガラス製ウェーハ支持治具であって、下記（ａ）〜（ｈ）の工程からなる製造方法によって製造され、かつ前記円環状支持板の上下両面を精密研磨するとともに、該円環状支持板の外周上下縁部及び内周上下縁部に対して面取り加工により面取り部を形成し、かつ前記内周上下縁部の面取り部の面取り幅が前記外周上下縁部の面取り部の面取り幅よりも大であるようにしたことを特徴とする。
（ａ）原料石英ガラス体から円環状支持板を切り出す工程、
（ｂ）切り出された円環状支持板をアニール処理する第１アニール工程、
（ｃ）該円環状支持板の厚さを調整するための加工を行う工程、
（ｄ）該円環状支持板の上下両面を精密研磨する工程、
（ｅ）該円環状支持板の外周上下縁部及び内周上下縁部に対して面取り加工を行う工程、
（ｆ）該円環状支持板の上面に複数個のウェーハ支持突起を溶接する工程、
（ｇ）複数本の支柱に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に多数の該円環状支持板を溶接によって取り付けしウェーハ支持治具を形成する工程、
（ｈ）形成したウェーハ支持治具をアニール処理する第２アニール工程。
【００１４】
前記面取り部の面取り幅は、円環状支持板の厚さによって異なるが、好ましくは０．３ｍｍ以上、さらに好ましくは０．５ｍｍ以上であるのが好適である。さらに、ＣＶＤ膜形成時の応力の集中の度合等を考慮すると、前記内周上下縁部の面取り部の面取り幅が前記外周上下縁部の面取り部の面取り幅よりも大であるのが一層効果的である。
【００１５】
本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具の第２の態様は、
複数個のウェーハ支持突起を上面に設けた円環状支持板を有し、複数本の支柱に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に溶接によって取り付けられた多数の前記円環状支持板の上に前記ウェーハ支持突起を介して多数のウェーハを載置する石英ガラス製ウェーハ支持治具であって、下記（ａ）〜（ｈ）の工程からなる製造方法によって製造され、かつ前記円環状支持板の上下両面を精密研磨するとともに、該円環状支持板の外周上下縁部及び内周上下縁部に対してファイアポリッシュ加工によりアール部を形成したことを特徴とする。
（ａ）原料石英ガラス体から円環状支持板を切り出す工程、
（ｂ）切り出された円環状支持板をアニール処理する第１アニール工程、
（ｃ）該円環状支持板の厚さを調整するための加工を行う工程、
（ｄ）該円環状支持板の上下両面を精密研磨する工程、
（ｅ）該円環状支持板の外周上下縁部及び内周上下縁部に対してファイアポリッシュ加工を行う工程、
（ｆ）該円環状支持板の上面に複数個のウェーハ支持突起を溶接する工程、
（ｇ）複数本の支柱に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に多数の該円環状支持板を溶接によって取り付けしウェーハ支持治具を形成する工程、
（ｈ）形成したウェーハ支持治具をアニール処理する第２アニール工程。
【００１６】
本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具の製造方法の第１の態様は、
複数個のウェーハ支持突起を上面に設けた円環状支持板を有し、複数本の支柱に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に溶接によって取り付けられた多数の前記円環状支持板の上に前記ウェーハ支持突起を介して多数のウェーハを載置し、前記円環状支持板の上下両面を精密研磨するとともに、該円環状支持板の外周上下縁部及び内周上下縁部に対して面取り加工により面取り部を形成し、かつ前記内周上下縁部の面取り部の面取り幅が前記外周上下縁部の面取り部の面取り幅よりも大であるようにした石英ガラス製ウェーハ支持治具の製造方法であって、
（ａ）原料石英ガラス体から円環状支持板を切り出す工程、
（ｂ）切り出された円環状支持板をアニール処理する第１アニール工程、
（ｃ）該円環状支持板の厚さを調整するための加工を行う工程、
（ｄ）該円環状支持板の上下両面を精密研磨する工程、
（ｅ）該円環状支持板の外周上下縁部及び内周上下縁部に対して面取り加工を行う工程、
（ｆ）該円環状支持板の上面に複数個のウェーハ支持突起を溶接する工程、
（ｇ）複数本の支柱に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に多数の該円環状支持板を溶接によって取り付けしウェーハ支持治具を形成する工程、
（ｈ）形成したウェーハ支持治具をアニール処理する第２アニール工程、からなることを特徴とする。
【００１７】
本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具の製造方法の第２の態様は、複数個のウェーハ支持突起を上面に設けた円環状支持板を有し、複数本の支柱に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に溶接によって取り付けられた多数の円環状支持板の上に前記ウェーハ支持突起を介して多数のウェーハを載置し、前記円環状支持板の上下両面を精密研磨するとともに、該円環状支持板の外周上下縁部及び内周上下縁部に対してファイアポリッシュ加工によりアール部を形成した石英ガラス製ウェーハ支持治具の製造方法であって、
（ａ）原料石英ガラス体から円環状支持板を切り出す工程、
（ｂ）切り出された円環状支持板をアニール処理する第１アニール工程、
（ｃ）該円環状支持板の厚さを調整するための加工を行う工程、
（ｄ）該円環状支持板の上下両面を精密研磨する工程、
（ｅ）該円環状支持板の外周上下縁部及び内周上下縁部に対してファイアポリッシュ加工を行う工程、
（ｆ）該円環状支持板の上面に複数個のウェーハ支持突起を溶接する工程、
（ｇ）複数本の支柱に所定のウェーハ載置間隔をおいて上下方向に多数の該円環状支持板を溶接によって取り付けしウェーハ支持治具を形成する工程、
（ｈ）形成したウェーハ支持治具をアニール処理する第２アニール工程、からなることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、本発明の技術思想から逸脱しない限り図示例以外にも種々の変形が可能なことはいうまでもない。
【００１９】
本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具の基本的構成は、図３〜５に示した従来の構成と変りはないので再度の説明は省略する。
【００２０】
本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具の第１の態様の特徴は、円環状支持板１５の上下両面１５ａ，１５ｂを精密研磨するとともに、次いで該円環状支持板１５の外周上下縁部及び内周上下縁部に対して面取り加工により面取り部Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を形成することである（図１）。
【００２１】
このように面取り部Ｃ１〜Ｃ４を形成することによって、従来の円環状支持板１４の内外周上下縁部に存在した鋭角部Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４（図６）は消失する。そのため、従来はその鋭角部Ｅ１〜Ｅ４の欠け等に起因するパーティクルの発生がなくなり、本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具の第１の態様からのパーティクルの発生が大幅に減少することとなる。
【００２２】
なお、上記面取り部Ｃ１〜Ｃ４を形成する場合に、前記内周上下縁部の面取り部Ｃ３，Ｃ４の面取り幅が前記外周上下縁部の面取り部Ｃ１，Ｃ２の面取り幅よりも大とするのが好適である。例えば、円環状支持板１５の厚さが３ｍｍの場合、面取り部Ｃ１，Ｃ２の面取り幅が０．５ｍｍ、面取り部Ｃ３，Ｃ４の面取り幅が０．７ｍｍのように設計するのが好ましい。このような構成がパーティクルの抑制に効果があるのは、ＣＶＤプロセス等におけるガス流の状態に影響されるものと推測される。
【００２３】
次に、本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具の第２の態様の特徴は、円環状支持板１７の上下両面１７ａ，１７ｂを精密研磨するとともに、次いで該円環状支持板１７の外周上下縁部及び内周上下縁部に対してファイアポリッシュ加工によりアール部Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を形成することである（図２）。
【００２４】
このようにアール部Ｒ１〜Ｒ４を形成することによって、図１の場合を同様に従来の円環状支持板１４の内外周上下縁部に存在した鋭角部Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４は消失する。そのため、従来は、その鋭角部Ｅ１〜Ｅ４の「欠け」等(欠落や剥離等）によって発生したパーティクルの発生がなくなり、本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具の第２の態様からのパーティクルの発生が大幅に減少する。
【００２５】
上記した円環状支持板１４の端縁部に面取り部Ｃ１〜Ｃ４又はアール部Ｒ１〜Ｒ４を設けることによってパーティクルの発生が大幅に減少するのは次のように考えられる。即ち、ＣＶＤ膜等が石英ガラス製の円環状支持板１４の表面に形成された場合、鋭角部Ｅ１〜Ｅ４の欠落が発生しパーティクルの原因となる。一方、鋭角部Ｅ１〜Ｅ４の代わりに面取り部Ｃ１〜Ｃ４又はアール部Ｒ１〜Ｒ４を設けることによって、ＣＶＤ膜等の形成の際の応力の集中が緩和され、結果的に石英ガラスの欠落が減少し、発生するパーティクルの数や大きさを低減することができると推測される。
【００２６】
続いて、本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具の製造方法について説明するが、本発明方法の大部分の工程（ステップ）は図９に示した従来方法の工程と一致するので重複部分の再度の説明は省略し、本発明の特徴プロセスについてのみ説明する。
【００２７】
本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具の製造方法の第１の態様の特徴は、円環状支持板１５の両面精密研磨工程（ステップ１０６）の後に、円環状支持板１５の外周上下縁部及び内周上下縁部に対して面取り加工を行い（ステップ１０７）、その次にウェーハ支持突起溶接工程（ステップ１０８）を行うことである。このような順序で面取り加工を行うことによって手順よく面取り加工を実施できる。
【００２８】
本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具の製造方法の第２の態様の特徴は、円環状支持板１７の両面精密研磨工程（ステップ１０６）の後に、円環状支持板１５の外周上下縁部及び内周上下縁部に対してファイアポリッシュ加工を行い（ステップ１０７ａ）、その次にウェーハ支持突起溶接工程（ステップ１０８）を行うことである。このような順序でファイアポリッシュ加工を行うことによって手順よく面取り加工を実施できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具によれば、半導体製造工程におけるウェーハ熱処理プロセス、例えばＣＶＤプロセスにおけるパーティクルの発生を大幅に抑制することができるという大きな効果が達成される。また、本発明方法によれば、本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具を効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具の円環状支持板の一つの実施の形態を示す部分断面説明図である。
【図２】  本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具の円環状支持板の他の実施の形態を示す部分断面説明図である。
【図３】  従来の石英ガラス製ウェーハ支持治具の円環状支持板の一例を示す平面図である。
【図４】  図３のIV‐IV線断面図である。
【図５】  従来の石英ガラス製ウェーハ支持治具の一例を示す横断面図である。
【図６】  従来の石英ガラス製ウェーハ支持治具の円環状支持板の一例を示す部分断面説明図である。
【図７】  本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具の製造方法の工程順の一例を示すフローチャートである。
【図８】  本発明の石英ガラス製ウェーハ支持治具の製造方法の工程順の他の例を示すフローチャートである。
【図９】  従来の石英ガラス製ウェーハ支持治具の製造方法の工程順の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０：ウェーハ支持治具、１２：支柱、１４：従来の円環状支持板、１５，１７：本発明の円環状支持板、１６：ウェーハ支持突起、１６ａ：脚部、１６ｂ：段部、１６ｃ：ウェーハ支持アーム部、１７ａ，１７ｂ：上下両面、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４：面取り部、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４：鋭角部、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４：アール部。
【図１】
0004526683.tif 000002
【図２】
0004526683.tif 000003
【図３】
0004526683.tif 000004
【図４】
0004526683.tif 000005
【図５】
0004526683.tif 000006
【図６】
0004526683.tif 000007
【図７】
0004526683.tif 000008
【図８】
0004526683.tif 000009
【図９】
0004526683.tif 000010