JPH11121312A

JPH11121312A - 炭化ケイ素ウエハ

Info

Publication number: JPH11121312A
Application number: JP9294841A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kawamoto; 聡川本
Original assignee: ADO MAP KK; Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: ADO MAP KK; Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1997-10-13
Filing date: 1997-10-13
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】プラスチック容器と接触してもこれを削らな
いようにする。【解決手段】炭化ケイ素ウエハ４０は、薄い円板状の
炭化ケイ素からなっていて、両側の板面４２、４４が平
均粗さ０．１〜０．２μｍ程度の粗面に形成してある。
両板面４２、４４の周縁部は面取りがしてあり、この面
取り部を含む周側部１６が平均粗さ０．０１〜０．０２
μｍの鏡面に仕上げてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炭化ケイ素により
形成したウエハに係り、特に半導体デバイスの製造工程
に用いられるダミーウエハとして好適な炭化ケイ素ウエ
ハに関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコン単結晶を基板とする半導体デバ
イスは、シリコン基板（シリコンウエハ）の表面に酸化
膜を形成する酸化工程や不純物を拡散する拡散工程、さ
らには減圧下で窒化ケイ素膜、多結晶シリコン膜（ポリ
シリコン膜）などを形成する減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）
工程等を経て、シリコンウエハ上に微細な回路が形成さ
れる。これらの工程には、拡散装置、ＬＰＣＶＤ装置な
どと呼ばれる半導体製造装置が使用される。そして、こ
れらの装置は、いずれも複数のシリコンウエハを炉内に
挿入し、シリコンウエハ本体を高温に加熱する炉体部分
と、反応性ガスを炉内に供給するガス導入部、排気部な
どからなっており、多数枚のシリコンウエハを同時処理
（バッチ処理）できるようになっている。図３は、縦型
ＬＰＣＶＤ装置の一例を示したものである。

【０００３】図３において、ＣＶＤ装置１０は、炉本体
１２の内周面に図示しないヒータが配設してあって内部
を高温に加熱、維持できるようになっているとともに、
図示しない真空ポンプに接続してあり、内部を１０Ｔｏ
ｒｒ以下に減圧できるようにしてある。また、炉本体１
２の内部には、高純度石英や炭化ケイ素（ＳｉＣ）によ
って形成したプロセスチューブ１４が設けてある。

【０００４】プロセスチューブ１４によって覆われるベ
ース１６の中央部には、ボート受け１８が設けてあっ
て、このボート受け１８上にＳｉＣや石英などから形成
した縦型ラック状のウエハボート２０が配置してある。
そして、ウエハボート２０の上下方向には、大規模集積
回路（ＬＳＩ）などの半導デバイスを形成するための多
数のシリコンウエハ２２が適宜の間隔をあけて保持させ
てある。また、ウエハボート２０の側部には、反応ガス
を炉内に導入するためのガス導入管２４が配設してある
とともに、炉内温度を測定する熱電対を内蔵した熱電対
保護管２６が設けてある。

【０００５】このように構成したＣＶＤ装置１０は、ウ
エハボート２０を介して多数のシリコンウエハ２２が炉
内に配置される。そして、炉内を１００Ｔｏｒｒ以下に
減圧するとともに、例えば８００〜１２００℃の高温に
加熱し、ガス導入管２４を介してＨ₂ などのキャリアガ
スとともに四塩化ケイ素ＳｉＣｌ₄ などの反応性ガス
（原料ガス）を炉内に導入し、シリコンウエハ２２の表
面に多結晶シリコン膜（ポリシリコン膜）やシリコン酸
化膜（ＳｉＯ₂ ）の形成などが行われる。

【０００６】ところで、このようなＣＶＤ装置１０にお
いては、炉内全体を均一な状態にすることは困難であ
る。そこで、従来からウエハボート２０の上下部には、
炉内のガスの流れや温度の均一性を保持すること等を目
的として、シリコンウエハ２２と同一形状のダミーウエ
ハ２０と称するウエハを数枚ずつ配置している。また、
シリコンウエハ２２に付着するパーティクルの状態や、
シリコンウエハ２２に所定の膜厚が形成されているか等
を調べるために、ウエハボート２０の上下方向の複数の
適宜の位置に、ダミーウエハの一種であるモニタウエハ
３０をシリコンウエハ２２と混在させて配置している。
これらのダミーウエハ（モニタウエハを含む）は、従
来、シリコン単結晶や高純度石英によって形成した厚さ
が０．５〜１ｍｍ程度のものを使用してきた。

【０００７】ところが、シリコン単結晶や高純度石英に
よって形成した従来のダミーウエハは、熱膨張係数がポ
リシリコン膜やＳｉ₃Ｎ₄膜などと大きく異なるため、ダ
ミーウエハに成膜されたポリシリコン膜やＳｉ₃Ｎ₄膜な
どが容易に剥離して炉内を汚染するばかりでなく、耐熱
性や耐蝕性の問題から短期間の使用で廃棄しなければな
らず、経済性が悪いという問題がある。かかるところか
ら、近年、炭化ケイ素からなるダミーウエハが業界の注
目を集めている。この炭化ケイ素ウエハ（ＳｉＣウエ
ハ）は、黒鉛からなる円板状の基材の表面にＬＰＣＶＤ
などによって炭化ケイ素の膜を厚さ０．３〜１ｍｍ程度
成膜し、その後、黒鉛基材を酸化雰囲気中で酸化除去す
ることによって得られる。そして、ＳｉＣウエハは、従
来のシリコン単結晶や高純度石英からなるダミーウエハ
と比較して、（イ）硝酸などに対する耐蝕性に優れているため、エッ
チングによる付着物の除去が容易に行え、長期間の繰返
し使用が可能である。（ロ）熱膨張係数が窒化ケイ素膜、ポリシリコン膜の熱
膨張係数に近いところから、ダミーウエハ上に付着した
これらの膜が剥離しにくく、成膜工程途中におけるパー
ティクルの大幅な増加を抑制することができる。（ハ）高温での重金属などの不純物の拡散係数が極めて
低いため、ＳｉＣウエハに含有されている不純物による
炉内汚染の懸念が少ない。（ニ）耐熱変形性に優れているため、ロボットによる搬
送などの自動移載が容易である。等の多くの利点を有しており、経済的効果が大きいとこ
ろから実用化が促進されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、炭化ケイ素
ウエハは、両面（板面）を研磨して所定の粗さに調整す
る際に、両板面の周縁部を面取り加工し、周側面に丸み
をつけている。そして、炭化ケイ素ウエハは、搬送や保
管等の際にポリプロピレンやフッ素樹脂のプラスチック
容器に収容するようにしている。ところが、従来の炭化
ケイ素ウエハは、周側面部に面取り加工を施している
が、特に研磨していないために粗面となっており、プラ
スチック容器からの出し入れに際し、周側面がプラスチ
ック容器と接触してこれを削り、削られたプラスチック
（有機物）が付着した状態でＣＶＤ装置などに搬入さ
せ、これが高温の炉内で炭化されたり燃焼されたりして
炉内を汚染し、シリコンウエハにパーティクルとして付
着するなどの悪影響を与える。

【０００９】本発明は、前記従来技術の欠点を解消する
ためになされたもので、プラスチック容器を削ることが
ない炭化ケイ素ウエハを提供することを目的としてい
る。また、本発明は、炉内の汚染原因となる物質の持ち
込み量を低減できる炭化ケイ素ウエハを提供することを
目的としている。

【０００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る炭化ケイ素ウエハは、炭化ケイ素か
らなるウエハであって、両板面周縁部を面取りするとと
もに、周側面を鏡面仕上げしてあることを特徴としてい
る。また、本発明に係るた炭化ケイ素ウエハは、粗面に
仕上げた板面と鏡面に仕上げた周側面との境界部の粗さ
が、半径方向外方に向けて漸次小さくしてあることを特
徴としている。

【００１１】周側面は、平均粗さを０．０２μｍ以下に
することが望ましい。容器を構成するプラスチックの種
類によって削れ易さが異なるので、ウエハを収納する容
器を形成しているプラスチックの種類に応じて粗さを調
整してもよい。すなわち、削れにくい材質の容器であれ
ば粗さをやや粗く、削れやすい材質の容器であれば粗さ
をより細かく滑らかにする。

【００１２】

【作用】上記のごとく構成した本発明は、周側面が滑ら
かな鏡面に仕上げてあるため、プラスチック容器と接触
したとしても容器を削るようなことがないため、有機物
の成膜装置内などへの持込みが防止され、有機物による
炉内の汚染を防止することができる。

【００１３】そして、粗面に仕上げた板面と鏡面に仕上
げた周側面との境界部を、半径方向外方に向けて、すな
わち粗面側から鏡面側になるに従って粗さを漸次小さく
なるようにすると、鏡面仕上げした周側面に成膜された
膜が容易に剥離するのを防止でき、ダミーウエハとして
使用した場合に、連続使用回数の増大が図れてランニン
グコストを低減することができる。また、鏡面である周
側面は、滑らかであればあるぼど好ましく、平均粗さが
０．０２μｍより大きくなると、プラスチック容器と接
触した際にこれをを削るおそれがあるので、０．０２μ
ｍより小さくすることが望ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に係る炭化ケイ素ウエハの
好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明す
る。図１は、本発明の実施の形態に係る炭化ケイ素ウエ
ハの一部側面図を模式的に示したものである。図１にお
いて、炭化ケイ素ウエハ４０は、厚さが０．３〜１ｍｍ
の薄い円板状炭化ケイ素からなっている。この炭化ケイ
素ウエハ４０は、通常の炭化ケイ素ウエハと同様に、図
示しない円板状黒鉛基材の表面に減圧ＣＶＤ方によって
炭化ケイ素を成膜し、その後、黒鉛基材を酸化燃焼して
除去することによりえられる。そして、炭化ケイ素ウエ
ハ４０は、両板面４２、４４が所定の粗さ、例えば平均
粗さＲａが０．１〜０．２μｍとなるように研磨してあ
る。また、炭化ケイ素ウエハ４０は、両板面４２、４４
の周縁部が面取りしてあるとともに、周側面４６が円弧
状をなしている。そして、面取りした部分を含む周側面
４６は、平均粗さＲａが板面４２、４４より１桁小さい
０．０１〜０．０２μｍ程度の鏡面に仕上げてある。

【００１５】このように構成した実施形態の炭化ケイ素
ウエハ４０は、周側面４６が滑らかな鏡面に仕上げてあ
るため、プラスチック容器からの出し入れの際に、周側
面４６がプラスチック容器と接触したとしても容器を削
るようなことがない。このため、プラスチック容器を削
ることのよる有機物の炉内の持込みが防止され、ダミー
ウエハ、モニタウエハとして使用したとしても、炉内を
汚染してシリコンウエハにパーティクルが付着するなど
の悪影響を与えるのを防ぐことができる。なお、周側面
４６は、円弧状に面取りしてあることが望ましいが、円
弧状でなく、断面が台形状などとなるように面取りして
あってもよい。

【００１６】図２は、他の実施形態を示したものであ
る。この実施の形態に係る炭化ケイ素ウエハ５０は、両
板面４２、４４がＲａ＝０．１〜０．２μｍ程度の粗面
に形成してあり、周側面４６がＲａ＝０．０１〜０．０
２μｍ程度の鏡面にしてある。そして、粗面仕上げした
両板面４２、４４と鏡面仕上げした周側面４６との間の
境界部５２、５４は、炭化ケイ素ウエハ５０の半径方向
外方、すなわち粗面の板面４２、４４から鏡面の周側面
４６に向けて粗さが漸次小さくなるようにしてある。こ
のように粗さを変えることは、例えば粗さの異なる砥石
を用いることなどにより形成することができる。

【００１７】このように構成した本実施形態の炭化ケイ
素ウエハ５０は、前記実施形態の炭化ウエハ４０と同様
に、プラスチック容器を削るのを防止できるとともに、
境界部５２、５４の粗さが鏡面側になるに従って漸次小
さく（細かく）なっているため、鏡面部分に成膜された
膜が剥離しにくく、ダミーウエハとして使用した場合
に、連続使用回数を増加することができ、交換間隔が長
くなって洗浄等の回数が減少するため、ランニングコス
トを低減することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、周側面が滑らかな鏡面に仕上げてあるため、プラス
チック容器と接触しても容器を削るようなことがなく、
有機物の成膜装置内などへの持込みが防止され、有機物
による炉内を汚染を防止することができる。そして、粗
面に仕上げた板面と鏡面に仕上げた周側面との境界部
を、半径方向外方に向けて、すなわち粗面側から鏡面側
になるに従って粗さが漸次小さくなるようにしているた
め、鏡面の周側面に成膜された膜が容易に剥離するのを
防止でき、ダミーウエハとして使用した場合に、連続使
用回数の増大が図れてランニングコストを低減すること
ができる。また、周側面の平均粗さを０．０２μｍ以下
としているため、周側面を鏡面にすることができ、プラ
スチック容器と接触した際にこれを削るおそれがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る炭化ケイ素ウエハを
模式的に示した一部側面図である。

【図２】本発明の他の実施の形態に係る炭化ケイ素ウエ
ハを模式的に示した一部側面図である。

【図３】減圧ＣＶＤ装置の概略説明図である。

【符号の説明】

４０、５０炭化ケイ素ウエハ４２、４４板面４６周側面５２、５４境界部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭化ケイ素からなるウエハであって、両
板面周縁部を面取りするとともに、周側面を鏡面仕上げ
してあることを特徴とする炭化ケイ素ウエハ。
【請求項２】粗面に仕上げた板面と鏡面に仕上げた周
側面との境界部の粗さが、半径方向外方に向けて漸次小
さくしてあることを特徴とする炭化ケイ素ウエハ。
【請求項３】上記周側面は、平均粗さが０．０２μｍ
以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の
炭化ケイ素ウエハ。