JP2548949B2 - 半導体製造用構成部材 - Google Patents
半導体製造用構成部材Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B35/00—Apparatus not otherwise provided for, specially adapted for the growth, production or after-treatment of single crystals or of a homogeneous polycrystalline material with defined structure
- C30B35/002—Crucibles or containers
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
- C23C16/4404—Coatings or surface treatment on the inside of the reaction chamber or on parts thereof
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B31/00—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
- C30B31/06—Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion material in the gaseous state
- C30B31/14—Substrate holders or susceptors
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は半導体製造用の炉芯管やボート等の構成部
材の改良に関するものである。
材の改良に関するものである。
従来の技術 従来、この種の半導体製造用構成部材は主に炭化ケイ
素で形成されたものが使用されている。このような材料
からなる構成部材は気孔率が高く、気密性に劣るため、
半導体を製造したとき構成部材の内部に存在する不純物
が半導体に汚染する欠点があった。そこで、そのような
欠点を改善するために、種々の提案がなされている。例
えば、特公昭60−45154号公報に開示されているよう
に、炭化ケイ素基材のごとき耐熱基材上に化学的気相成
長法により複合材料層を形成してなる耐火材料が提案さ
れている。そのような複合材料層は例えば炭化ケイ素層
と窒化ケイ素層との二層以上の積層物からできている。
素で形成されたものが使用されている。このような材料
からなる構成部材は気孔率が高く、気密性に劣るため、
半導体を製造したとき構成部材の内部に存在する不純物
が半導体に汚染する欠点があった。そこで、そのような
欠点を改善するために、種々の提案がなされている。例
えば、特公昭60−45154号公報に開示されているよう
に、炭化ケイ素基材のごとき耐熱基材上に化学的気相成
長法により複合材料層を形成してなる耐火材料が提案さ
れている。そのような複合材料層は例えば炭化ケイ素層
と窒化ケイ素層との二層以上の積層物からできている。
発明が解決しようとする問題点 炭化ケイ素からなる半導体製造用構成部材は石英ガラ
スのものに比べて強度が大であるが、不純物量が一桁以
上も多い欠点がある。不純物の中でもアルカリ等はHF−
HNO3処理によってかなり除去できるが、Fe等の重金属を
除去するのは極めて困難である。周知のようにこのよう
な不純物は半導体製造時に半導体を汚染する。特に半導
体ウエーハが直接接触するボートのような構成部材は、
不純物による汚染が大きい欠点がある。
スのものに比べて強度が大であるが、不純物量が一桁以
上も多い欠点がある。不純物の中でもアルカリ等はHF−
HNO3処理によってかなり除去できるが、Fe等の重金属を
除去するのは極めて困難である。周知のようにこのよう
な不純物は半導体製造時に半導体を汚染する。特に半導
体ウエーハが直接接触するボートのような構成部材は、
不純物による汚染が大きい欠点がある。
すでに述べたように、そのような欠点を解消するため
に各種の提案がなされているが、従来法は汚染防止や保
護膜の強度の点で不満な点が残っていた。
に各種の提案がなされているが、従来法は汚染防止や保
護膜の強度の点で不満な点が残っていた。
問題点を解決する手段 この発明は、前述のような従来技術の実情を勘案し
て、より効果的に不純物の拡散防止を行うことのできる
半導体製造用構成部材を提供することを目的としてい
る。
て、より効果的に不純物の拡散防止を行うことのできる
半導体製造用構成部材を提供することを目的としてい
る。
この目的を達成するために、この発明は特許請求の範
囲第１項に記載された半導体製造用構成部材を要旨とし
ている。
囲第１項に記載された半導体製造用構成部材を要旨とし
ている。
本発明は、シリカ膜とSiCのCVDコート膜を組み合わせ
ることにより不純物の拡散防止を達成するものである。
ることにより不純物の拡散防止を達成するものである。
シリカ膜の厚みは0.1〜５μｍに設定すべきである
が、特に１〜３μｍの厚みに設定したとき最良の効果が
得られる。シリカ膜の厚みが0.1μｍより小さいと、不
純物の拡散防止効果が十分に得られず、またシリカ膜が
５μｍよりも大きい厚みであると、半導体製造時にシリ
カ膜にヒビが入りやすくなる。ヒビが入ったときには拡
散防止効果が激減する。SiCのCVDコート膜は構成部材か
らのシリコンのしみ出しや不純物の拡散を完全に防止す
る役割をはたすものであるが、厚みが50μｍよりも小で
あると、その役割を十分にはたせず、逆に1000μｍより
も大であると使用時に割れの原因になりやすくなる。
が、特に１〜３μｍの厚みに設定したとき最良の効果が
得られる。シリカ膜の厚みが0.1μｍより小さいと、不
純物の拡散防止効果が十分に得られず、またシリカ膜が
５μｍよりも大きい厚みであると、半導体製造時にシリ
カ膜にヒビが入りやすくなる。ヒビが入ったときには拡
散防止効果が激減する。SiCのCVDコート膜は構成部材か
らのシリコンのしみ出しや不純物の拡散を完全に防止す
る役割をはたすものであるが、厚みが50μｍよりも小で
あると、その役割を十分にはたせず、逆に1000μｍより
も大であると使用時に割れの原因になりやすくなる。
発明の効果 この発明によれば、炭化ケイ素質材料の構成部材基体
の表面に所定の厚みのシリカ膜を形成したため、半導体
製造時の不純物拡散防止効果が極めて大きくなった。特
に半導体ウエーハが直接接触するようなボートのごとき
構成部材の場合には不純物の拡散防止効果が非常に顕著
である。さらに、炭化ケイ素質材料の構成部材基体は純
化処理しても不純物としてFeが20〜50ppmも残存するこ
とがあるが、高純度（２〜3ppmにできる）のSiCのCVDコ
ート膜が薄いので（例えば600μｍ）、使用中に炉内に
拡散してしまうのをシリカ膜でトラップできる。
の表面に所定の厚みのシリカ膜を形成したため、半導体
製造時の不純物拡散防止効果が極めて大きくなった。特
に半導体ウエーハが直接接触するようなボートのごとき
構成部材の場合には不純物の拡散防止効果が非常に顕著
である。さらに、炭化ケイ素質材料の構成部材基体は純
化処理しても不純物としてFeが20〜50ppmも残存するこ
とがあるが、高純度（２〜3ppmにできる）のSiCのCVDコ
ート膜が薄いので（例えば600μｍ）、使用中に炉内に
拡散してしまうのをシリカ膜でトラップできる。
実施例１ SiCで作られた半導体ウエーハ製造用のボート基体を
炉体に設定して、酸素ガスを1.4/minの流速で流しな
がら、1200℃でそのボート基体を酸化処理した。酸化時
間は15時間であった。その結果、ボート基体の表面に１
μｍのシリカ膜が形成された。そのあとシリカ膜の表面
にCVDコーティング法で好ましくは減圧下でSiCのCVDコ
ーティング層をつくる。たとえば、特開昭54−90967号
公報に開示されているCVDコーティング法により気密状
態の外殻内に筒状黒鉛電極を設け、その中にボート基体
を垂直に配置し、そのボート基体の下端からカーボンを
含むシランガス（例えばトリクロルメチルシランガス）
を毎分4ml流入させ、かつキャリアガスとして水素ガス
を毎分4000ml流入させる。それと同時にボート基体の雰
囲気を70Torrまで減圧する。つづいて誘導加熱器によっ
て加熱し、構成部材表面に反応物を析出させて500μｍ
厚みのSiCのCVDコーティング層を形成する。
炉体に設定して、酸素ガスを1.4/minの流速で流しな
がら、1200℃でそのボート基体を酸化処理した。酸化時
間は15時間であった。その結果、ボート基体の表面に１
μｍのシリカ膜が形成された。そのあとシリカ膜の表面
にCVDコーティング法で好ましくは減圧下でSiCのCVDコ
ーティング層をつくる。たとえば、特開昭54−90967号
公報に開示されているCVDコーティング法により気密状
態の外殻内に筒状黒鉛電極を設け、その中にボート基体
を垂直に配置し、そのボート基体の下端からカーボンを
含むシランガス（例えばトリクロルメチルシランガス）
を毎分4ml流入させ、かつキャリアガスとして水素ガス
を毎分4000ml流入させる。それと同時にボート基体の雰
囲気を70Torrまで減圧する。つづいて誘導加熱器によっ
て加熱し、構成部材表面に反応物を析出させて500μｍ
厚みのSiCのCVDコーティング層を形成する。
実施例２ SiCで作られた半導体ウエーハ製造用のボート基体を
炉内に設定して、酸素ガスを1.4/minの流速で流しな
がら、1200℃でそのボート基体を酸化処理した。酸化時
間は30時間であった。その結果、ボート基体の表面に２
μｍのシリカ膜が形成された。さらに実施例１と同様に
してSiCの500μｍのCVDコート膜を形成した。
炉内に設定して、酸素ガスを1.4/minの流速で流しな
がら、1200℃でそのボート基体を酸化処理した。酸化時
間は30時間であった。その結果、ボート基体の表面に２
μｍのシリカ膜が形成された。さらに実施例１と同様に
してSiCの500μｍのCVDコート膜を形成した。
実施例３ SiCで作られた半導体ウエーハ製造用のボート基体を
炉内に設定して、酸素ガスを1.4/minの流速で流しな
がら、1200℃でそのボート基体を酸化処理した。酸化時
間は45時間であった。その結果、ボート基体の表面に３
μｍのシリカ膜が形成された。さらに実施例１と同様に
してSiCの500μｍのCVDコート膜を形成した。
炉内に設定して、酸素ガスを1.4/minの流速で流しな
がら、1200℃でそのボート基体を酸化処理した。酸化時
間は45時間であった。その結果、ボート基体の表面に３
μｍのシリカ膜が形成された。さらに実施例１と同様に
してSiCの500μｍのCVDコート膜を形成した。
シリカ膜を形成する際の酸化処理時間が15時間（実施
例１）と、30時間（実施例２）と、45時間（実施例３）
と変化することにより、シリカ膜の厚みがそれぞれ１μ
ｍ（実施例１）と、２μｍ（実施例２）と、３μｍ（実
施例３）になることを確認した。
例１）と、30時間（実施例２）と、45時間（実施例３）
と変化することにより、シリカ膜の厚みがそれぞれ１μ
ｍ（実施例１）と、２μｍ（実施例２）と、３μｍ（実
施例３）になることを確認した。
また、そのような３種類のシリカ膜の表面に同じ厚み
のSiCのCVDコート膜を形成したボートを用いて半導体ウ
エーハを拡散処理したところ、第１図に線１で示すよう
に、Fe量は、全て200×1015atom/cm3以下となることが
確認された。そして、半導体ウエーハのライフタイム
は、線２で示すように、酸化処理時間の増加とともに増
加していることが確認された。
のSiCのCVDコート膜を形成したボートを用いて半導体ウ
エーハを拡散処理したところ、第１図に線１で示すよう
に、Fe量は、全て200×1015atom/cm3以下となることが
確認された。そして、半導体ウエーハのライフタイム
は、線２で示すように、酸化処理時間の増加とともに増
加していることが確認された。
第１図はこの発明による半導体製造用構成部材の特性を
示すためのグラフである。 １……Fe量を示す線 ２……半導体ウエーハのライフタイムを示す線
示すためのグラフである。 １……Fe量を示す線 ２……半導体ウエーハのライフタイムを示す線
Claims (6)
- 【請求項１】SiCやSiC−Siなどの炭化ケイ素質材料で作
られている構成部材基体の表面に厚みが0.1〜５μｍの
シリカ膜を形成し、さらに厚みが50〜1000μｍのSiCのC
VDコート膜を形成した半導体製造用構成部材。 - 【請求項２】シリカ膜の厚みが１〜３μｍである特許請
求の範囲第１項に記載された半導体製造用構成部材。 - 【請求項３】構成部材基体の表面を酸化処理してシリカ
膜を形成した特許請求の範囲第１項又は第２項に記載さ
れた半導体製造用構成部材。 - 【請求項４】シリカ膜を形成する際の酸化処理温度が80
0〜1400℃、好ましくは1000〜1300℃である特許請求の
範囲第３項に記載された半導体製造用構成部材。 - 【請求項５】前記構成部材が炉心管である特許請求の範
囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載された半導体製
造用構成部材。 - 【請求項６】前記構成部材がボートである特許請求の範
囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載された半導体製
造用構成部材。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62216490A JP2548949B2 (ja) | 1987-09-01 | 1987-09-01 | 半導体製造用構成部材 |
| DE8888114166T DE3877875T2 (de) | 1987-09-01 | 1988-08-31 | Bestandteil zum erzeugen von halbleitergeraeten und verfahren zu dessen herstellung. |
| EP88114166A EP0308695B1 (en) | 1987-09-01 | 1988-08-31 | A component for producing semi-conductor devices and process of producing it |
| US07/239,609 US4987016A (en) | 1987-09-01 | 1988-09-01 | Component for producing semiconductor devices and process of producing it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62216490A JP2548949B2 (ja) | 1987-09-01 | 1987-09-01 | 半導体製造用構成部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6461376A JPS6461376A (en) | 1989-03-08 |
| JP2548949B2 true JP2548949B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=16689248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62216490A Expired - Lifetime JP2548949B2 (ja) | 1987-09-01 | 1987-09-01 | 半導体製造用構成部材 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4987016A (ja) |
| EP (1) | EP0308695B1 (ja) |
| JP (1) | JP2548949B2 (ja) |
| DE (1) | DE3877875T2 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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