JPH06128036A - 半導体用炭化珪素質部材 - Google Patents
半導体用炭化珪素質部材Info
- Publication number
- JPH06128036A JPH06128036A JP4304826A JP30482692A JPH06128036A JP H06128036 A JPH06128036 A JP H06128036A JP 4304826 A JP4304826 A JP 4304826A JP 30482692 A JP30482692 A JP 30482692A JP H06128036 A JPH06128036 A JP H06128036A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 全表面積の７５％以上がＲｍａｘ＝３．２Ｓ
以下に機械研削加工を施された半導体用炭化珪素質部
材。 【効果】 本発明の炭化珪素質部材は、その表面の不純
物除去における洗浄を短時間で、しかも安定して高レベ
ルで行うことができる。
以下に機械研削加工を施された半導体用炭化珪素質部
材。 【効果】 本発明の炭化珪素質部材は、その表面の不純
物除去における洗浄を短時間で、しかも安定して高レベ
ルで行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に半導体の製造工程
において熱処理を施す半導体拡散炉用として用いられる
半導体用炭化珪素質部材に関する。
において熱処理を施す半導体拡散炉用として用いられる
半導体用炭化珪素質部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体拡散炉用の部材としては石
英質及び炭化珪素質が使用されている。このうち、純度
的に優れている、洗浄により表面の不純物が容易に除去
され表面清浄度が高レベルとなるという点から石英質が
多用されているが、石英質は高温で変形し易く、ライフ
が短いという欠点を有している。
英質及び炭化珪素質が使用されている。このうち、純度
的に優れている、洗浄により表面の不純物が容易に除去
され表面清浄度が高レベルとなるという点から石英質が
多用されているが、石英質は高温で変形し易く、ライフ
が短いという欠点を有している。
【０００３】このため、最近では、半導体の製造工程に
おいて熱処理を施す拡散炉（酸化炉）には、その耐熱特
性に優れることから均熱管（ライナーチューブ）、反応
管（プロセスチューブ）、治具（ウェハーボート、プレ
ート、支持台等）等に炭化珪素質部材が多用されてい
る。
おいて熱処理を施す拡散炉（酸化炉）には、その耐熱特
性に優れることから均熱管（ライナーチューブ）、反応
管（プロセスチューブ）、治具（ウェハーボート、プレ
ート、支持台等）等に炭化珪素質部材が多用されてい
る。
【０００４】この場合、これら部材は使用に際し、表面
の不純物を除去し清浄度を高めるため、使用前や使用期
間中に定期的に洗浄が行われる。特に、ボート上に載置
されたＳｉウェハーは、プロセスチューブ内に装填され
熱処理されるため、プロセスチューブ及び治具は基材の
純度、表面の清浄度が要求される。従って、プロセスチ
ューブ、治具は使用前に十分な洗浄が行われる。
の不純物を除去し清浄度を高めるため、使用前や使用期
間中に定期的に洗浄が行われる。特に、ボート上に載置
されたＳｉウェハーは、プロセスチューブ内に装填され
熱処理されるため、プロセスチューブ及び治具は基材の
純度、表面の清浄度が要求される。従って、プロセスチ
ューブ、治具は使用前に十分な洗浄が行われる。
【０００５】この洗浄方法としては、湿式洗浄が採用さ
れる。湿式洗浄は５〜１０％の弗酸溶液に浸漬した後、
純水で十分リンスするのが一般的である。石英製部材は
この湿式洗浄により表面の不純物が容易に除去され使用
可能であるが、炭化珪素質部材の場合、この湿式洗浄で
は表面の不純物除去が十分ではなく、湿式洗浄後、更に
拡散炉内で空焼きや塩酸ガス等による乾式洗浄が必要と
され、特に高温下で塩酸ガスによる乾式洗浄が一般的に
行われている。
れる。湿式洗浄は５〜１０％の弗酸溶液に浸漬した後、
純水で十分リンスするのが一般的である。石英製部材は
この湿式洗浄により表面の不純物が容易に除去され使用
可能であるが、炭化珪素質部材の場合、この湿式洗浄で
は表面の不純物除去が十分ではなく、湿式洗浄後、更に
拡散炉内で空焼きや塩酸ガス等による乾式洗浄が必要と
され、特に高温下で塩酸ガスによる乾式洗浄が一般的に
行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、炭化珪素部材
は洗浄により表面の不純物を除去するには長時間を要
し、またその洗浄による清浄度レベルにも限界があり、
清浄度のバラツキが大きく使用時の特性が安定しないと
いう欠点を有する。
は洗浄により表面の不純物を除去するには長時間を要
し、またその洗浄による清浄度レベルにも限界があり、
清浄度のバラツキが大きく使用時の特性が安定しないと
いう欠点を有する。
【０００７】さらに、上記の乾式洗浄は、必要な洗浄を
行うためには３〜５日以上の非常に長時間を要する。即
ち、乾式洗浄に当っては、使用するチューブや治具を拡
散炉にセットし、ドライ酸素ガスを流しながら高温（１
２００℃以上）に加熱し、該温度に到達後、数％の塩酸
ガスを２４〜４８時間以上流し、残留塩化物ガスを除去
するためさらに塩酸ガスを止めて２４〜４８時間以上空
焼きを行う必要がある。
行うためには３〜５日以上の非常に長時間を要する。即
ち、乾式洗浄に当っては、使用するチューブや治具を拡
散炉にセットし、ドライ酸素ガスを流しながら高温（１
２００℃以上）に加熱し、該温度に到達後、数％の塩酸
ガスを２４〜４８時間以上流し、残留塩化物ガスを除去
するためさらに塩酸ガスを止めて２４〜４８時間以上空
焼きを行う必要がある。
【０００８】しかも、このような長時間にわたる洗浄を
行っても、その後のウェハー実装による汚染評価の結
果、不合格の場合再度洗浄・評価試験を行わなければな
らず、この工程が数度繰り返される時もある。このた
め、この長時間の乾式洗浄工程が、生産性低下と生産コ
ストの上昇の原因となっている。
行っても、その後のウェハー実装による汚染評価の結
果、不合格の場合再度洗浄・評価試験を行わなければな
らず、この工程が数度繰り返される時もある。このた
め、この長時間の乾式洗浄工程が、生産性低下と生産コ
ストの上昇の原因となっている。
【０００９】本発明は上記問題を解決するためになされ
たもので、洗浄時間を短縮することができ、しかも安定
して高レベルな洗浄を行うことができ、このため半導体
拡散炉用として使用した場合、Ｓｉウェハーへの汚染を
可及的に防止することができる半導体用炭化珪素質部材
を提供することを目的とする。
たもので、洗浄時間を短縮することができ、しかも安定
して高レベルな洗浄を行うことができ、このため半導体
拡散炉用として使用した場合、Ｓｉウェハーへの汚染を
可及的に防止することができる半導体用炭化珪素質部材
を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、炭化珪素
質部材の表面をその全表面積に対し７５％以上が最大表
面粗さ（Ｒｍａｘ）３．２Ｓ以下になるように機械研削
加工することにより、その部材表面の不純物除去におけ
る洗浄において、洗浄時間を大幅に短縮するのみなら
ず、従来の部材と比較して清浄度のバラツキがなく、安
定して高レベルの洗浄を行うことができることを知見し
た。
記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、炭化珪素
質部材の表面をその全表面積に対し７５％以上が最大表
面粗さ（Ｒｍａｘ）３．２Ｓ以下になるように機械研削
加工することにより、その部材表面の不純物除去におけ
る洗浄において、洗浄時間を大幅に短縮するのみなら
ず、従来の部材と比較して清浄度のバラツキがなく、安
定して高レベルの洗浄を行うことができることを知見し
た。
【００１１】即ち、一般に炭化珪素質部材は圧粉体の一
次焼成体を接合により概形状とした後焼結し、サンドブ
ラスト加工処理を施すか、もしくは表面のサンドブラス
ト加工を施した焼結体部材を組み立て・接合した後、再
度最終サンドブラスト加工を行うことにより製造されて
いる。しかしながら、本発明者は、この従来の炭化珪素
質部材は、表面最終仕上げをサンドブラスト加工により
行っているため、部材表面の凹凸やポアを除去できず、
また、表面粗さも１０Ｓ以上に粗くなるため、全表面積
も大となること、部材表面の不純物量はその全表面積に
依存するため、表面積が大きい程全不純物量も大となる
こと、また、表面に凹凸やポアが存在すると洗浄効率が
低下し、不純物が残留しやすく、使用する際の特性を低
下させることを知見すると共に、上述したように部材の
機械研削加工により表面積を減少させること、すなわ
ち、表面粗さを減少させ、かつ表面の凹凸やポアを除去
することにより、洗浄時間を大幅に短縮するのみなら
ず、従来品と比較しより安定して高レベルの洗浄が可能
となることを見い出し、本発明をなすに至ったものであ
る。
次焼成体を接合により概形状とした後焼結し、サンドブ
ラスト加工処理を施すか、もしくは表面のサンドブラス
ト加工を施した焼結体部材を組み立て・接合した後、再
度最終サンドブラスト加工を行うことにより製造されて
いる。しかしながら、本発明者は、この従来の炭化珪素
質部材は、表面最終仕上げをサンドブラスト加工により
行っているため、部材表面の凹凸やポアを除去できず、
また、表面粗さも１０Ｓ以上に粗くなるため、全表面積
も大となること、部材表面の不純物量はその全表面積に
依存するため、表面積が大きい程全不純物量も大となる
こと、また、表面に凹凸やポアが存在すると洗浄効率が
低下し、不純物が残留しやすく、使用する際の特性を低
下させることを知見すると共に、上述したように部材の
機械研削加工により表面積を減少させること、すなわ
ち、表面粗さを減少させ、かつ表面の凹凸やポアを除去
することにより、洗浄時間を大幅に短縮するのみなら
ず、従来品と比較しより安定して高レベルの洗浄が可能
となることを見い出し、本発明をなすに至ったものであ
る。
【００１２】従って、本発明は、全表面積の７５％以上
がＲｍａｘ＝３．２Ｓ以下に機械研削加工されてなる半
導体用炭化珪素質部材を提供する。
がＲｍａｘ＝３．２Ｓ以下に機械研削加工されてなる半
導体用炭化珪素質部材を提供する。
【００１３】以下、本発明につき更に詳述すると、本発
明の半導体用炭化珪素質部材は、特に均熱管（ライナー
チューブ）、反応管（プロセスチューブ）、治具（ウェ
ハーボート、プレート、支持台等）などとして好適に用
いられるもので、その全表面積の７５％以上、より好ま
しくは８５％以上がＲｍａｘ＝３．２Ｓ以下、より好ま
しくは１．５Ｓ以下に仕上げられているものである。Ｒ
ｍａｘが３．２Ｓより粗いと、その洗浄時における不純
物除去が十分でなく、本発明の目的を達成し得ない。
明の半導体用炭化珪素質部材は、特に均熱管（ライナー
チューブ）、反応管（プロセスチューブ）、治具（ウェ
ハーボート、プレート、支持台等）などとして好適に用
いられるもので、その全表面積の７５％以上、より好ま
しくは８５％以上がＲｍａｘ＝３．２Ｓ以下、より好ま
しくは１．５Ｓ以下に仕上げられているものである。Ｒ
ｍａｘが３．２Ｓより粗いと、その洗浄時における不純
物除去が十分でなく、本発明の目的を達成し得ない。
【００１４】また、部材は全表面を加工することが好ま
しいが、形状によっては加工が困難なため、全表面を加
工することは製造コストを引き上げる原因となる。しか
し、その場合も少なくとも全表面積の７５％は加工する
ことが必要であり、またその際、ウェハーに面している
部位は全加工することが好ましい。
しいが、形状によっては加工が困難なため、全表面を加
工することは製造コストを引き上げる原因となる。しか
し、その場合も少なくとも全表面積の７５％は加工する
ことが必要であり、またその際、ウェハーに面している
部位は全加工することが好ましい。
【００１５】上記機械研削方法やこれに使用する砥石の
種類等の選定は特に制限されないが、砥石の粒度につい
ては＃６０〜＃２４０、特に＃１２０〜＃２４０のもの
を使用することが好ましい。＃６０より粗いものである
と製品の強度が低下する場合があり、一方、＃２４０よ
り細かくなると加工速度が遅くなり、そのために加工コ
ストが高くなる場合がある。また、砥石はダイアモンド
砥石が好適に用いられるが、ボラゾン砥石、ＧＣ砥石な
ど一般的に使用される砥石であってもよい。
種類等の選定は特に制限されないが、砥石の粒度につい
ては＃６０〜＃２４０、特に＃１２０〜＃２４０のもの
を使用することが好ましい。＃６０より粗いものである
と製品の強度が低下する場合があり、一方、＃２４０よ
り細かくなると加工速度が遅くなり、そのために加工コ
ストが高くなる場合がある。また、砥石はダイアモンド
砥石が好適に用いられるが、ボラゾン砥石、ＧＣ砥石な
ど一般的に使用される砥石であってもよい。
【００１６】なお、炭化珪素質部材は焼結した後、通常
その表面をサンドブラスト加工により仕上げを行ってい
る。本発明はこのようにサンドブラストした焼結体の表
面を機械研削加工することができるが、例えば縦型ボー
ト等の複雑形状については、焼結体パーツを必要により
サンドブラストし、研削加工した後に接合することによ
り、加工が容易となり、安価に製造することができる。
その表面をサンドブラスト加工により仕上げを行ってい
る。本発明はこのようにサンドブラストした焼結体の表
面を機械研削加工することができるが、例えば縦型ボー
ト等の複雑形状については、焼結体パーツを必要により
サンドブラストし、研削加工した後に接合することによ
り、加工が容易となり、安価に製造することができる。
【００１７】上記のように機械研削加工が施された本発
明の部材を洗浄する場合は、湿式及び乾式洗浄が行われ
る。湿式洗浄は、５〜１０％の弗酸溶液に浸漬した後、
純水で十分リンスする方法を一般的に採用することがで
きる。一方、乾式洗浄は、部材を拡散炉にセットし、ド
ライ酸素ガスを流しながら１２００℃以上の高温に加熱
し、該温度に到達後、数％の塩酸ガスを２４〜４８時間
以上流し、残留塩化物ガスを除去するためさらに塩酸ガ
スを止めて２４〜４８時間以上空焼きを行う方法が好適
である。
明の部材を洗浄する場合は、湿式及び乾式洗浄が行われ
る。湿式洗浄は、５〜１０％の弗酸溶液に浸漬した後、
純水で十分リンスする方法を一般的に採用することがで
きる。一方、乾式洗浄は、部材を拡散炉にセットし、ド
ライ酸素ガスを流しながら１２００℃以上の高温に加熱
し、該温度に到達後、数％の塩酸ガスを２４〜４８時間
以上流し、残留塩化物ガスを除去するためさらに塩酸ガ
スを止めて２４〜４８時間以上空焼きを行う方法が好適
である。
【００１８】
【発明の効果】本発明の炭化珪素質部材は、その表面の
不純物除去における洗浄を短時間で、しかも安定して高
レベルで行うことができる。
不純物除去における洗浄を短時間で、しかも安定して高
レベルで行うことができる。
【００１９】
【実施例】以下、実施例と比較例を示して本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。
【００２０】〔実施例〕図１に示す炭化珪素質の縦型ボ
ート（材質：信越化学工業（株）製ＳＥＮ−８０００）
を製作した。その際粒度＃１８０のダイアモンドホイー
ルを用いて研削加工を施した部材を組み立てて焼結を行
なった。その加工部の表面粗さは２．４Ｓである。その
際、Ａ面及びＢ面はブラスト仕上げのままとし、このブ
ラスト面の表面粗さを１２Ｓとした。また、このボート
の全表面積は１４８０ｃｍ2であり、その内研削加工面
は１１５０ｃｍ2であり、全体の７８％であった。
ート（材質：信越化学工業（株）製ＳＥＮ−８０００）
を製作した。その際粒度＃１８０のダイアモンドホイー
ルを用いて研削加工を施した部材を組み立てて焼結を行
なった。その加工部の表面粗さは２．４Ｓである。その
際、Ａ面及びＢ面はブラスト仕上げのままとし、このブ
ラスト面の表面粗さを１２Ｓとした。また、このボート
の全表面積は１４８０ｃｍ2であり、その内研削加工面
は１１５０ｃｍ2であり、全体の７８％であった。
【００２１】次に、上記ボートを７％の弗酸溶液に６０
分浸漬した後、取り出して純水で十分にリンスした。次
いで、クリーンベンチで２４時間乾燥した後、拡散炉の
反応管内にボートを挿入し、３リットル／ｍｉｎ．の酸
素ガスを流しながら６℃／ｍｉｎ．で１２５０℃まで昇
温した。１２５０℃に到達した後、３リットル／ｍｉ
ｎ．の酸素ガスと０．１５リットル／ｍｉｎ．の塩酸ガ
スとを４８時間チューブ内に流した。次いで、塩酸ガス
を停止させ、酸素ガスのみを４８時間流して洗浄を終了
した。
分浸漬した後、取り出して純水で十分にリンスした。次
いで、クリーンベンチで２４時間乾燥した後、拡散炉の
反応管内にボートを挿入し、３リットル／ｍｉｎ．の酸
素ガスを流しながら６℃／ｍｉｎ．で１２５０℃まで昇
温した。１２５０℃に到達した後、３リットル／ｍｉ
ｎ．の酸素ガスと０．１５リットル／ｍｉｎ．の塩酸ガ
スとを４８時間チューブ内に流した。次いで、塩酸ガス
を停止させ、酸素ガスのみを４８時間流して洗浄を終了
した。
【００２２】〔比較例〕実施例と同仕様の縦型ボートを
製作し、その表面をブラスト加工のみとした（この場合
の表面粗さは１２Ｓである）以外は実施例と同様にして
洗浄を行った。
製作し、その表面をブラスト加工のみとした（この場合
の表面粗さは１２Ｓである）以外は実施例と同様にして
洗浄を行った。
【００２３】実施例及び比較例において洗浄されたプロ
セスチューブ及びウェハーボートにＳｉウェハー（ＣＺ
−Ｐ型，〈１１１〉）を装填し、酸素中１１５０℃×３
０ｍｉｎ．の条件で熱処理を施した。この時のＳｉウェ
ハーへの汚染度を調べるため、ウェハーのライフタイム
を測定した。結果を表１に示す。なお、ウェハーのライ
フタイムは汚染が少ない程長くなる。
セスチューブ及びウェハーボートにＳｉウェハー（ＣＺ
−Ｐ型，〈１１１〉）を装填し、酸素中１１５０℃×３
０ｍｉｎ．の条件で熱処理を施した。この時のＳｉウェ
ハーへの汚染度を調べるため、ウェハーのライフタイム
を測定した。結果を表１に示す。なお、ウェハーのライ
フタイムは汚染が少ない程長くなる。
【００２４】
【表１】
【図１】本発明の実施例と比較例において、Ｓｉウェハ
ーへの汚染度を評価するために使用された縦型ボートの
概略平面図である。
ーへの汚染度を評価するために使用された縦型ボートの
概略平面図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 全表面積の７５％以上がＲｍａｘ＝３．
２Ｓ以下に機械研削加工を施された半導体用炭化珪素質
部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4304826A JPH06128036A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 半導体用炭化珪素質部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4304826A JPH06128036A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 半導体用炭化珪素質部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06128036A true JPH06128036A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17937722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4304826A Pending JPH06128036A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 半導体用炭化珪素質部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06128036A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1171181A (ja) * | 1997-06-20 | 1999-03-16 | Bridgestone Corp | 半導体製造装置用部材 |
| JP2009518571A (ja) * | 2005-12-07 | 2009-05-07 | エムテーウー・アエロ・エンジンズ・ゲーエムベーハー | なじみ層の製作方法 |
-
1992
- 1992-10-16 JP JP4304826A patent/JPH06128036A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1171181A (ja) * | 1997-06-20 | 1999-03-16 | Bridgestone Corp | 半導体製造装置用部材 |
| JP2009518571A (ja) * | 2005-12-07 | 2009-05-07 | エムテーウー・アエロ・エンジンズ・ゲーエムベーハー | なじみ層の製作方法 |
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