JP4812675B2

JP4812675B2 - 縦型ウエハボート

Info

Publication number: JP4812675B2
Application number: JP2007092613A
Authority: JP
Inventors: 浩昌佐藤
Original assignee: Covalent Materials Corp
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: JP2008251919A

Description

本発明は、縦型ウエハボートに関し、特にパーティクルの発生を抑制した縦型ウエハボートに関する。

半導体製造プロセスのうちで加熱を伴う工程、例えば、ＬＰ−ＣＶＤ（low pressure−chemical vapor deposition：低圧ＣＶＤ）によるＳｉ₃Ｎ₄（窒化ケイ素）膜等の成膜工程において、縦型ウエハボードが広く用いられている。
この縦型ウエハボート１は、図７に示すように、成膜処理されるウエハＷを搭載するための棚部２ａ、３ａ，４ａが形成された複数本の支柱２，３，４と、前記支柱２，３，４の上下端部を固定する天板５及び底板６とを備えている。

そして、この縦型ウエハボート１に複数のウエハＷを載置し、成膜装置に投入することにより、ウエハＷにＳｉ₃Ｎ₄（窒化ケイ素）膜等のＣＶＤ膜の形成が行なわれる。このとき、前記ＣＶＤ膜はウエハＷのみならず、縦型ウエハボート１の表面にも付着する。
この付着したＳｉ₃Ｎ₄等のＣＶＤ膜が成膜工程において剥離すると、パーティクルとなり、ウエハＷ上に形成されるＣＶＤ膜に悪影響を与える。

特に、前記棚部２ａは、図８に示すように、支柱２の側面から延設された延設部２ａ１と、この延設部２ａ１の先端部に形成されたウエハ載置部２ａ２とを備え、このウエハ載置部２ａ１の上面２ａ３は、前記延設部２ａ１の上面２ａ４よりも高位置に形成されているため、支柱２とウエハ載置部２ａ２との間に溝部Ａが形成される。そして、この溝部ＡにもＳｉ₃Ｎ₄等のＣＶＤ膜Ｍが付着する。

そのため、縦型ウエハボート１の表面に付着したＣＶＤ膜Ｍを除去し、膜の剥離によるパーティクル汚染を防止するため、縦型ウエハボート１の洗浄が行われている。

また、Ｓｉ₃Ｎ₄等のＣＶＤ膜の剥がれによるパーティクル汚染を防止するため、特許文献１に示すような特定の表面粗さになした半導体処理用部材が提案されている。
特開２００４−１１１６８６号公報

ところで、半導体処理用部材の表面を、特許文献１に記載されたような特定の表面粗さになした場合には、Ｓｉ₃Ｎ₄等のＣＶＤ膜の付着性（密着性）に優れ、前記ＣＶＤ膜の剥離によるパーティクル汚染を抑制することができる。
しかしながら、形状が複雑な棚部及びその近傍にあっては、表面粗さによるＣＶＤ膜の剥離抑制効果は小さく、縦型ウエハボートを繰り返し使用することにより、図８に示すように、前記溝部Ａに付着したＣＶＤ膜Ｍは昇降温度のヒートサイクルを受け、熱応力によって溝部Ａの角部に位置するＣＶＤ膜ＭにクラックＭ１が生じ、パーティクルの発生につながっていた。
また、前記溝部Ａに付着したＣＶＤ膜Ｍを洗浄しても、溝部Ａの角部に付着したＣＶＤ膜Ｍを完全に除去するのは難しく、前記溝部Ａの角部にＣＶＤ膜Ｍが残存するという技術的課題があった。

本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、付着したＣＶＤ膜の剥離を抑制することができる、所定形状の棚部を有する縦型ウエハボートを提供することを目的とするものである。

本発明は上記目的を達成するために成されたものであり、本発明にかかる縦型ウエハボートは、成膜処理されるウエハを搭載するための棚部が形成された複数本の支柱と、前記支柱の上下端部を固定する天板及び底板とを備え、前記棚部は、前記支柱の側面から延設された延設部と、この延設部の先端部に形成されたウエハ載置部とを有し、かつ前記延設部の上面が凹曲面に形成されていることを特徴としている。

このように前記延設部の上面が凹曲面に形成されているため、延設部の上面に付着したＣＶＤ膜が昇降温度のヒートサイクルを受けても、熱応力が分散され、応力集中が緩和されるため、ＣＶＤ膜のクラックは抑制され、パーティクルの発生が抑制される。
また、延設部の上面に付着したＣＶＤ膜は洗浄により除去でき、ＣＶＤ膜の残存を抑制できる。

また、前記延設部の上面に形成される凹曲面が、半径３〜２０ｍｍの円弧状曲面であることが望ましい。このように延設部の上面に形成される凹曲面が特定形状で形成されるため、熱応力分散による応力集中緩和がより効果的に達成される。

更に、前記ウエハ載置部の上面が凸曲面に形成され、前記延設部上面の凹曲面と滑らかに接続され、ウエハが前記ウエハ載置部に線接触状態で載置されることが望ましい。
このように、ウエハ載置部の上面が凸曲面に形成され、前記延設部上面の凹曲面と滑らかに接続されているため、ＣＶＤ膜の剥離をより抑制することができる。

更に、前記ウエハ載置部が、平面視上、ウエハの半径よりも大きな半径を有する円弧状に形成し、ウエハが前記ウエハ載置部に対して曲線の線接触状態で載置されることが好ましい。
このように、ウエハ載置部が、平面視上、ウエハの半径よりも大きな半径を有する円弧状に形成し、ウエハが前記ウエハ載置部に対して曲線の線接触状態で載置されるため、高温時自重変形したウエハをより安定に保持することができ、ウエハ裏面でのスリップ発生をより効果的に抑制することができる。

本発明の縦型ウエハボートによれば、ＣＶＤ膜の剥がれによるパーティクル汚染を抑制することができる。

以下に、本発明にかかる一実施形態について、図１及び図２に基づいて説明する。なお、図１は本発明の一実施形態にかかる縦型ウエハボートの棚部を示す要部拡大図、図２は図１に示した縦型ウエハボートの棚部の断面図である。

本発明の一実施形態にかかる縦型ウエハボートは、基本的には、図７に示した縦型ウエハボート１と同様に、成膜処理されるウエハＷを搭載するための棚部が形成された複数本の支柱２，３，４と、前記支柱２，３，４の上下端部を固定する天板５及び底板６とを備えている。従来の縦型ウエハボートと本発明の一実施形態にかかる縦型ウエハボートとは、棚部の形状が異なっている。そのため、この実施形態の説明では棚部について詳述し、その他の構成の説明は省略する。また、夫々の支柱２，３，４の棚部は同一形状であるため、支柱２に形成された一つの棚部について説明する。

図１に示すように、棚部１０は、支柱２の側面から延設された延設部１１と、この延設部１１の先端部に形成されたウエハ載置部１２とを備えている。そして、前記延設部１１の上面１１ａは、上面１１ａの上方に中心を有する半径Ｒ１が、３ｍｍ〜２０ｍｍの円弧によって凹曲面形状に形成されている。また、ウエハ載置部１２の上面１２ａは平面状に形成されている。

このように、前記延設部１１の上面１１ａは、凹曲面に形成され、より好ましくは半径Ｒ１が３ｍｍ〜２０ｍｍの円弧状の凹曲面形状に形成されているため、従来ような溝部Ａの角部が存在せず、洗浄により付着したＣＶＤ膜を除去することができ、また仮にＣＶＤ膜が付着した状態で使用したとしても、前記ＣＶＤ膜の応力集中が緩和されるため、付着したＣＶＤ膜クラックの発生を抑制し、パーティクルの発生を抑制することができる。

次に、本発明の一実施形態にかかる縦型ウエハボートの第一の変形例について、図３、図４に基づいて説明する。なお、図３は本発明の一実施形態の第一の変形例を示す要部拡大図、図４は図３に示した棚部の断面図である。

この第一の変形例における棚部２０にあっては、この延設部２１の先端部に形成されたウエハ載置部２２の上面２２ａを凸曲面形状に形成すると共に、前記延設部２１の上面２１ａを凹曲面形状に形成し、ウエハ載置部２２の上面２２ａと延設部２１の上面２１ａとを滑らかに接続した点に特徴がある。

上記した図２の棚部１０にあっては、上面１１ａが凹曲面形状に形成された延設部１１から平坦面１２のウエハ載置部１２に移行する部分において稜線Ｘ１が形成される。この稜線Ｘ１部分に付着したＣＶＤ膜は剥離し易い。そのためこの第一の変形例にあっては、その剥離を抑制するために両者を滑らかに接続している。
具体的には、前記延設部２１の上面２１ａの半径Ｒ２は３ｍｍ〜２０ｍｍ〜の円弧状に形成されている。また、ウエハ載置部２２の上面の半径Ｒ３は、５ｍｍ〜１５ｍｍの円弧状に形成されている。

このように、前記延設部２２の上面２２ａの半径Ｒ２が３ｍｍ〜２０ｍｍの円弧状に形成され、ウエハ載置部２２の上面の半径Ｒ３が５ｍｍ〜半径Ｒ１５ｍｍの円弧状に形成されているため、従来の溝部Ａの角部か存在せず、洗浄によりＣＶＤ膜を充分に除去することができ、また仮にＣＶＤ膜が付着したとしても、熱応力の集中が緩和されるため、ＣＶＤ膜のクラックの発生を抑制し、パーティクルの発生を抑制することができる。特に、稜線Ｘ１部分におけるＣＶＤ膜のクラックの発生を抑制し、パーティクルの発生を抑制することができる。

また、前記したように、ウエハ載置部２２の上面２２ａが凸曲面形状（円弧形状）に形成されているため、ウエハは、図２に示した場合と異なりウエハ載置部２２と線接触する（図２に示した場合にはウエハとウエハ載置部と面接触）。
その結果、より安全にウエハＷを保持することができ、ウエハ裏面でのスリップ発生を抑制することができる。

尚、図４に示すように、前記支柱２の側面から延設部２１の上面２１ａに移行する部分に角部Ｘ２が生じないように延設部２１の上面２１ａを形成する曲線を設定するのが好ましい。

次に、本発明の一実施形態にかかる縦型ウエハボートの第二の変形例について、図５、図６に基づいて説明する。なお、図５は本発明の一実施形態の第二の変形例を示す要部拡大図、図６は図５に示した棚部の断面図である。

この第二の変形例の棚部３０にあっては、前記した第一の変形例の構成を備え、更にこの延設部３１の先端部に形成されたウエハ載置部３２の上面３２ａを、平面視上、円弧状に形成した（棚部３０と同一平面状に中心がある円弧で形成した）点に特徴がある。この半径Ｒ４は、載置されるウエハＷの半径よりも大きく形成されている。

このように、ウエハ載置部３２の上面３２ａを、平面視上、円弧状に形成されているため、ウエハＷはウエハ載置部３２と線接触となるが、その線接触は曲線状となる。
その結果、ウエハＷが前記ウエハ載置部３２に対して曲線の線接触状態で載置されるため、高温時自重変形したウエハをより安定に保持することができ、ウエハ裏面でのスリップ発生をより効果的に抑制することができる。

尚、前記支柱２の側面から延設部３１の上面３１ａに移行する部分に、図４に示すような角部Ｘ２が生じないように延設部３１の上面３１ａを形成する曲線を設定するのが好ましい。

尚、本発明において、この縦型ウエハボート１の基材は特に限定されないが、ＳｉＣ（炭化ケイ素）基材を用いるのが好ましい。ＳｉＣ（炭化ケイ素）基材としては、ＳｉＣの成形体を高温で熱処理した再結晶質のＳｉＣ、あるいはＳｉＣと炭素からなる成形体に溶融シリコンを含浸させた反応焼結ＳｉＣ、または上記した基材にＣＶＤによるＳｉＣコートを施した基材を適宜使用できる。

図１は本発明の一実施形態にかかる縦型ウエハボートの棚部を示す斜視図である。図２は図１に示した棚部の断面図である。図３は本発明の第一の変形例を示す斜視図である。図４は図３に示した棚部の断面図である。図５は本発明の第二の変形例を示す斜視図である。図６は図５に示した棚部の断面図である。図７は従来の縦型ウエハボートの棚部を示す斜視図である。図８は図７に示した棚部の断面図である。

符号の説明

２支柱
１０棚部
１１延設部
１１ａ凹曲面（延設部上面）
１２ウエハ載置部
１２ａ凸曲面（ウエハ載置部上面）
２０棚部
２１延設部
２１ａ凹曲面（延設部上面）
２２ウエハ載置部
２２ａ凸曲面（ウエハ載置部上面）
３０棚部
３１延設部
３１ａ凹曲面（延設部上面）
３２ウエハ載置部
３２ａ凸曲面（ウエハ載置部上面）
Ｒ１，Ｒ２凹曲面（延設部上面）の半径
Ｒ３凸曲面（ウエハ載置部上面）の半径
Ｒ４ウエハ載置部の平面視上の半径
Ｗウエハ

Claims

成膜処理されるウエハを搭載するための棚部が形成された複数本の支柱と、前記支柱の上下端部を固定する天板及び底板とを備え、
前記棚部は、前記支柱の側面から延設された延設部と、この延設部の先端部に形成されたウエハ載置部とを有し、かつ前記延設部の上面が凹曲面に形成されていることを特徴とする縦型ウエハボート。
前記延設部の上面に形成される凹曲面が、半径３〜２０ｍｍの円弧状曲面であることを特徴とする請求項１記載の縦型ウエハボート。
前記ウエハ載置部の上面が凸曲面に形成され、前記延設部上面の凹曲面と滑らかに接続され、ウエハが前記ウエハ載置部に線接触状態で載置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の縦型ウエハボート。
前記ウエハ載置部が、平面視上、ウエハの半径よりも大きな半径を有する円弧状に形成し、ウエハが前記ウエハ載置部に対して曲線の線接触状態で載置されることを特徴とする請求項３記載の縦型ウエハボート。