(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＣを母材とする部材であって、その少なくとも一部の面に、厚さ０．３〜１０μｍのＳｉ被膜が形成されており、ランプアニール装置に用いられるサセプタとして利用されるものであることを特徴とする半導体製造装置用部材。
【請求項２】
ＳｉＯ２を母材とする部材であって、その少なくとも一部の面の平均表面粗さＲａが０．１〜５μｍとされ、その面に、厚さ０．３〜１０μｍのＳｉ被膜が形成されていることを特徴とする半導体製造装置用部材。
【請求項３】
ランプアニール装置に用いるサセプタである請求項２記載の半導体製造装置用部材。
【請求項４】
少なくともランプに対向する面又はその裏面にＳｉ被膜が形成されている請求項１又は３記載の半導体製造装置用部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造工程に用いられるサセプタ、ダミーウエハ等の半導体製造装置用部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンウエハの表面に、例えば窒化シリコン等の膜を形成する際には、低圧ＣＶＤ装置が用いられている。この低圧ＣＶＤ装置では、ウエハをウエハボートと呼ばれる支持具に複数枚並べて支持させ、ＣＶＤ炉に挿入するようになっている。しかし、各ウエハに対して温度条件等が均一になるようにするため、ボートの端部にはダミーウエハを配置している。
【０００３】
従来、このダミーウエハとしては、シリコンウエハの不良品や、むだ材を使っていた。しかしながら、シリコンウエハ自体も不足する傾向があるため、カーボン基板の表面にＳｉＣ膜をコーティングした基板や、全体がＳｉＣでできた基板からなるダミーウエハが用いられるようになってきた。特に、全体がＳｉＣからなるダミーウエハは、窒化シリコン等のＣＶＤ膜と熱膨張率が近いため、表面に形成されたＣＶＤ膜が剥れにくく、ＣＶＤ膜がある程度厚くなるまで繰り返し使用しても、ＣＶＤ膜の剥れによるパーティクル汚染が起こりにくいという利点があった。
【０００４】
また、半導体製造工程では、シリコンウエハを高温で熱処理するために、ランプアニール装置が用いられている。このランプアニール装置は、例えば図１に示すように、反射板１の内側に複数本のランプ２を並列して配置し、このランプ２の光の照射方向に、サセプタ（ウエハ支持具）４を介してシリコンウエハ３を支持させ、ランプ２から照射する光でシリコンウエハ３を加熱するようになっている。また、サセプタ４のランプ２と反対側には、放射温度計からなるパイロメータ５が配置されており、シリコンウエハ３の表面温度や、サセプタ４の表面温度を測定し、加熱条件を管理するようにしている。このサセプタ４としては、ＳｉＯ2 、ＳｉＣ等が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＳｉＣ、ＳｉＯ2 は、いずれも透明度が高いため、低圧ＣＶＤ装置やランプアニール装置等に出し入れするとき、光センサによってそれらの存在を確認しづらく、各部材のハンドリング操作、例えばダミーウエハのボートへの脱着操作等を自動化することが困難であった。
【０００６】
また、ランプアニール装置では、サセプタ４の透明度が高いと、ランプ２の光がサセプタ４を透過して、パイロメータ５に直接照射されてしまうため、シリコンウエハ３やサセプタ４の表面温度を正確に測定することができず、また、不均一な温度になる等の問題点があった。
【０００７】
これらの部材の透明度を低くするためには、各部材の厚さを厚くすることが考えられるが、ダミーウエハは、シリコンウエハと同じような厚さであることが要求され、サセプタは、シリコンウエハへの熱伝導を良好にするため、できるだけ薄くすることが望まれるので、これらの部材の厚さを厚くして透明度を低くすることはできなかった。
【０００８】
また、サンドブラスト等により、これらの部材の表面粗さを粗くして、透明度を低くすることも考えられるが、実際に試験してみると、表面粗さを粗くしただけでは、十分に透明度が低くならず、上記不都合を解決できなかった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、ＳｉＣ又はＳｉＯ2 を母材とする半導体製造装置用部材において、厚さが薄くても波長６５０〜１３００ｎｍの近赤外線に対する透明度を低くすることができるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の半導体製造用部材の一つは、ＳｉＣを母材とする部材であって、その少なくとも一部の面に、厚さ０．３〜１０μｍのＳｉ被膜が形成されており、ランプアニール装置に用いられるサセプタとして利用されるものであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の半導体製造用部材のもう一つは、ＳｉＯ２を母材とする部材であって、その少なくとも一部の面の平均表面粗さＲａが０．１〜５μｍとされ、その面に、厚さ０．３〜１０μｍのＳｉ被膜が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の半導体製造用部材は、上記のように、ＳｉＣ又はＳｉＯ2 を母材とする部材の少なくとも一部の面にＳｉ被膜を形成したことにより、部材の厚さが薄くても透明度を顕著に低くすることができる。その結果、例えばハンドリング時にセンサによる検出を容易にし、ランプアニール時に光の透過性を小さくして、パイロメータ（放射温度計）に光が直接照射されるのを防止できる。
【００１３】
なお、ＳｉＯ2 を母材とする部材の場合、Ｓｉ被膜の下地となる面の平均表面粗さＲａが、０．１μｍ未満では、熱膨張差等によってＳｉ被膜が剥れやすくなり、５μｍを超えると、部材の強度低下を招く虞れがある。
【００１４】
本発明の半導体製造用部材は、ランプアニール装置に用いるサセプタとして好適である。その場合、少なくともランプに対向する面又はその裏面にＳｉ被膜が形成されていることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の半導体製造用部材のうち、ＳｉＣを母材とする部材は、低圧ＣＶＤ装置に用いられるダミーウエハとしても好適である。この場合、少なくとも片面にＳｉ被膜が形成されていることが好ましい。
【００１６】
なお、本発明の半導体製造用部材において、Ｓｉ被膜の厚さが０．３μｍ未満では、透明度を十分に低くすることができず、１０μｍを超えると、被膜の剥れが生じやすくなり、製造も困難となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明において、ＳｉＣ又はＳｉＯ2 を母材とする部材は、公知の各種の方法によって製造することができる。例えばＳｉＣを母材とする部材、例えばダミーウエハは、カーボン基板表面にＣＶＤコーティングによってＳｉＣ膜を形成した後、カーボン基板を除去することにより、上記ＳｉＣ膜を分離してなるＳｉＣ基板を作成し、このＳｉＣ基板を切断、研削加工し、更に面取りすることにより製造することができる。また、ＳｉＯ2 を母材とする部材は、気相法等によって製造された高純度ＳｉＯ2 を切断加工する等の方法によって作ることができる。
【００１８】
ＳｉＯ2 を母材とする部材の場合は、目的とする形状に成形した後、サンドブラスト処理等を行うことにより、Ｓｉ被膜を形成する下地となる面の平均表面粗さＲａを０．１〜５μｍとなるようにする。これは、前述したように、その上に形成するＳｉ被膜が剥れにくくするためである。なお、ＳｉＣを母材とする部材の場合は、ＳｉＣとＳｉとの熱膨張差が比較的小さいため、ＳｉＯ2 を母材とした場合に比べてＳｉ被膜の剥れは生じにくい。
【００１９】
本発明では、こうして調製されたＳｉＣ又はＳｉＯ2 を母材とする部材の少なくとも一部の面（ＳｉＯ2 を母材とする部材の場合は平均表面粗さＲａが０．１〜５μｍとされた面）に、Ｓｉ被膜を形成する。Ｓｉ被膜の形成は、例えばスパッタリング、蒸着等のＰＶＤコーティングや、ＣＶＤコーティングが好ましく採用される。Ｓｉ被膜の厚さは、前述した理由から０．３〜１０μｍであることが好ましく、０．５〜５μｍが更に好ましい。
【００２０】
また、ダミーウエハ等の洗浄操作を必要とする部材の場合には、上記Ｓｉ被膜を形成した後、そのＳｉ被膜の上に、更にＳｉＣ被膜等の耐腐食性に優れた被膜を形成することが好ましい。
【００２１】
更に、こうした部材を１０００℃以上の高温酸化雰囲気で使用する場合は、上記Ｓｉ被膜の酸化による透光性の上昇を防止するため、そのＳｉ被膜の上に、更にＳｉＣ被膜等の耐酸化性に優れた被膜を形成することが好ましい。
【００２２】
本発明の対象とする半導体製造装置用部材は、例えば、サセプタのようなシリコンウエハを支持する治具や、ダミーウエハなど、ＳｉＣ又はＳｉＯ2 を母材とする各種の部材に適用することができる。
【００２３】
【実施例】
実施例１〜３、比較例１
高純度のカーボン基板表面にＣＶＤコーティングによってＳｉＣ膜を形成した後、カーボン基板を除去することにより、上記ＳｉＣ膜を分離してなるＳｉＣ基板を作成し、このＳｉＣ基板を切断、研削加工して、厚さ０．８ｍｍで、４０ｍｍ×４０ｍｍの大きさの角板からなるダミーウエハ用のＳｉＣ基板を製造した。なお、このＳｉＣ基板の平均表面粗さＲａは０．２３μｍであった。この基板自体を比較例１とする。
【００２４】
このＳｉＣ基板の片面に、スパッタリングにより、Ｓｉ被膜をその厚さを変えて形成した。Ｓｉ被膜の厚さが０．５μｍのものを実施例１、１．０μｍのものを実施例２、２．０μｍのものを実施例３とする。
【００２５】
実施例４〜６、比較例２〜６
気相法によって形成された高純度ＳｉＯ2 を切断、切削加工して、厚さ０．８ｍｍで、４０ｍｍ×４０ｍｍの大きさの角板からなるＳｉＯ2 基板を製造した。このＳｉＣ基板の平均表面粗さＲａは０．０８５μｍであった。この基板自体を比較例２とする。
【００２６】
このＳｉＯ2 基板の片面に、スパッタリングにより、Ｓｉ被膜をその厚さを変えて形成した。Ｓｉ被膜の厚さが０．５μｍのものを比較例３、１．０μｍのものを比較例４、２．０μｍのものを比較例５とする。
【００２７】
また、前記ＳｉＯ2 基板表面をサンドブラスト処理して、平均表面粗さＲａを０．８０とした。この基板自体を比較例６とする。
【００２８】
更に、サンドブラスト処理した上記ＳｉＯ2 基板の片面に、スパッタリングにより、Ｓｉ被膜をその厚さを変えて形成した。Ｓｉ被膜の厚さが０．５μｍのものを実施例４、１．０μｍのものを実施例５、２．０μｍのものを実施例６とする。
【００２９】
試験例
こうして得た実施例１〜６、比較例１〜６のそれぞれのＳｉＣ基板、ＳｉＯ2 基板について、Ｓｉコート後のＳｉ被膜剥離の有無、８００℃から取り出して水中に投下したときのＳｉ被膜の剥離の有無、８００ｎｍ、９００ｎｍ、１０００ｎｍ、１１００ｎｍでの光透過率（％）を測定した。この結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
0004144057.tif 000002
【００３１】
表１に示されるように、Ｓｉ被膜を形成することにより、各波長における光透過率を顕著に低くすることができ、Ｓｉ被膜の厚さが厚くなるほど、光透過率が低下することがわかる。
【００３２】
また、ＳｉＯ2 基板の場合には、平均表面粗さＲａが０．０８５μｍでは、Ｓｉ被膜の剥れが激しく、実際上使用不可能であったが、サンドブラスト処理により基板の平均表面粗さＲａを０．８０μｍとした場合には、Ｓｉ被膜の剥れは発生しなかった。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＳｉＣ又はＳｉＯ2 を母材とする部材の少なくとも一部の面にＳｉ被膜を形成したことにより、部材の厚さが薄くても近赤外線に対する透明度を顕著に低くすることができる。その結果、例えばハンドリング時にセンサによる検出を容易にし、ランプアニール時に光の透過性を小さくして、パイロメータ（放射温度計）に光が直接照射されるのを防止できる。また、ＳｉＯ2 を母材とする部材の場合、Ｓｉ被膜の下地となる面の平均表面粗さＲａを０．１〜５μｍとしたことにより、Ｓｉ被膜の剥れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ランプアニール装置の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  反射板
２  ランプ
３  シリコンウエハ
４  サセプタ
５  パイロメータ
【図１】
0004144057.tif 000003