JP4144057B2 - 半導体製造装置用部材 - Google Patents
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Description
【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】
【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
Claims (4)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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