JP2003277933A - Method of purifying silicon carbide-coated member - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、炭化ケイ素被覆部
材の純化方法に関し、より詳細には、炭化ケイ素により
被覆された部材について、炭化ケイ素被覆層が高純度で
あり、半導体熱処理用治具に好適な部材を得ることがで
きる炭化ケイ素被覆部材の純化方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for purifying a silicon carbide-coated member, and more specifically, for a member coated with silicon carbide, the silicon carbide coating layer has a high purity and is used as a jig for semiconductor heat treatment. The present invention relates to a method for purifying a silicon carbide coated member capable of obtaining a suitable member.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体製造において高品質の製品を供給
するためには、ウエハ等の不純物金属やパーティクル等
による汚染を回避することが重要である。すなわち、不
純物金属等による汚染は、ウエハにおける結晶欠陥の発
生、結晶の異常成長、抵抗値の変化、耐圧の変化等、半
導体製品の歩留まり低下を招く要因となる。2. Description of the Related Art In order to supply high quality products in semiconductor manufacturing, it is important to avoid contamination by impurity metals such as wafers and particles. That is, the contamination with the impurity metal or the like causes a reduction in the yield of semiconductor products such as generation of crystal defects in the wafer, abnormal growth of crystals, change in resistance value, change in breakdown voltage, and the like.
【0003】上記のような汚染を回避して、半導体製品
の歩留まりの向上および安定な操業を確保するため、シ
リコンウエハ等の熱処理工程において用いられるウエハ
ボート、ボートテーブル、炉芯管、サセプタ、トレー等
の半導体熱処理用治具には、従来から、パーティクルの
発生が比較的少ない石英ガラス(SiO2 )材、高純度
で緻密質の炭化ケイ素(SiC)膜で被覆した炭化ケイ
素材、シリコン−炭化ケイ素(Si−SiC)複合材、
カーボン(C)材等のセラミックス製部材が使用されて
いた。In order to avoid the above-mentioned contamination and to improve the yield of semiconductor products and ensure stable operation, wafer boats, boat tables, furnace core tubes, susceptors and trays used in the heat treatment process for silicon wafers and the like. Conventionally, a jig for semiconductor heat treatment such as silica glass (SiO 2 ) material that generates relatively few particles, a silicon carbide material coated with a high-purity and dense silicon carbide (SiC) film, and a silicon-carbonized material. Silicon (Si-SiC) composite material,
Ceramic members such as carbon (C) materials have been used.
【0004】これらのうち、石英ガラス材は、比較的安
価で容易に高純度品が得られるため、半導体製造装置の
熱処理用治具として多用されているが、熱処理温度が1
100℃以上になると軟化して変形するため、それより
も低い処理温度の場合の使用に限定される。また、石英
ガラス材は、半導体製造プロセスにおいて使用されるフ
ッ酸やフッ酸と硝酸との混酸溶液等の洗浄液に対する耐
食性が低く、容易に腐食、消耗してしまう。Of these, the quartz glass material is often used as a heat treatment jig for semiconductor manufacturing equipment because it is relatively inexpensive and a high-purity product can be easily obtained.
Since it softens and deforms at 100 ° C or higher, it is limited to use at processing temperatures lower than that. Further, the quartz glass material has low corrosion resistance to a cleaning liquid such as hydrofluoric acid or a mixed acid solution of hydrofluoric acid and nitric acid used in a semiconductor manufacturing process, and is easily corroded and consumed.
【0005】また、炭化ケイ素材、シリコン−炭化ケイ
素複合材、カーボン材、シリコン材等からなる基材に、
上記と同様にして炭化ケイ素を被覆した炭化ケイ素被覆
セラミックス製部材は、1200℃以上の高温において
も安定して使用することができ、前記フッ酸や混酸等に
対する耐食性にも優れ、耐久性にも優れているという長
所を有している。このため、高温領域で使用される熱処
理用治具の場合は、石英ガラス材と比較して、コストが
高いにもかかわらず、上記炭化ケイ素被覆セラミックス
製部材が、主として使用されている。In addition, a base material made of a silicon carbide material, a silicon-silicon carbide composite material, a carbon material, a silicon material, or the like,
The silicon carbide-coated ceramic member coated with silicon carbide in the same manner as described above can be stably used even at a high temperature of 1200 ° C. or higher, has excellent corrosion resistance to the hydrofluoric acid, mixed acid, and the like, and has excellent durability. It has the advantage of being excellent. Therefore, in the case of a heat treatment jig used in a high temperature region, the silicon carbide-coated ceramic member is mainly used although the cost is higher than that of the quartz glass material.
【0006】さらに、近年、半導体回路素子の高集積化
が進み、低温プロセスにおいても、高純度で緻密な炭化
ケイ素により被覆した半導体製造用部材が使用されるよ
うになってきた。例えば、シリコンウエハ表面に、ポリ
シリコン膜、酸化膜、窒化膜等を形成させるための熱処
理工程においては、シリコンウエハ表面だけでなく、半
導体製造用治具表面にも、膜が堆積形成され、繰り返し
使用により、堆積膜は蓄積する。これらの堆積膜は、半
導体製造用治具との熱膨張率の違いから、剥離してパー
ティクルとなり、製品ウエハを汚染する。このため、前
記部材の洗浄を定期的に行い、堆積膜を除去する必要が
ある。Further, in recent years, the degree of integration of semiconductor circuit elements has increased, and even in a low-temperature process, a semiconductor manufacturing member coated with high-purity and dense silicon carbide has come to be used. For example, in the heat treatment process for forming a polysilicon film, an oxide film, a nitride film, etc. on the surface of a silicon wafer, a film is deposited and formed not only on the surface of the silicon wafer but also on the surface of the jig for semiconductor manufacturing, and repeatedly. With use, the deposited film accumulates. Due to the difference in the coefficient of thermal expansion from that of the semiconductor manufacturing jig, these deposited films are separated and become particles, which contaminate the product wafer. For this reason, it is necessary to regularly clean the member to remove the deposited film.
【0007】半導体回路素子の集積度が増大すると、よ
り微細なパーティクルをも除去する必要があり、堆積膜
を除去するための洗浄サイクルも短くなるため、たとえ
イニシャルコストが高くても、前記混酸等の洗浄液に対
する耐食性を有する炭化ケイ素被覆セラミックス製部材
を使用するケースが増加している。As the degree of integration of semiconductor circuit elements increases, it is necessary to remove even finer particles, and the cleaning cycle for removing the deposited film becomes shorter. Therefore, even if the initial cost is high, the mixed acid or the like can be used. There are an increasing number of cases where silicon carbide-coated ceramic members having corrosion resistance to the cleaning liquid are used.
【0008】従来、このような高純度で緻密質の炭化ケ
イ素膜により被覆された部材は、フッ酸溶液等によるウ
エット洗浄や、塩化水素ガス等を用いたドライ洗浄等に
より、表面を洗浄した後、製品として出荷され、使用さ
れていた。Conventionally, after the surface of a member coated with such a high-purity and dense silicon carbide film has been cleaned by wet cleaning with hydrofluoric acid solution or the like, dry cleaning with hydrogen chloride gas or the like, , Was shipped and used as a product.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような洗浄によっては、炭化ケイ素被覆層の表面に付着
したパーティクル等を除去することはできるが、炭化ケ
イ素被覆層のバルク中に存在する不純物は、ほとんど除
去することができない。これは、炭化ケイ素被覆層は、
耐熱性、緻密性、耐食性に優れているという特性を有す
る反面、炭化ケイ素内での不純物の拡散係数が小さいた
めであり、したがって、不純物を除去する効果は極めて
低いものとなってしまう。However, although the particles and the like adhering to the surface of the silicon carbide coating layer can be removed by the above-mentioned cleaning, impurities existing in the bulk of the silicon carbide coating layer cannot be removed. , Can hardly be removed. This is because the silicon carbide coating layer is
Although it has characteristics of excellent heat resistance, denseness, and corrosion resistance, it is because the diffusion coefficient of impurities in silicon carbide is small, and therefore the effect of removing impurities becomes extremely low.
【0010】ところで、通常の炭化ケイ素被覆セラミッ
クス部材は、CVD法により被膜形成されたものを含
め、含まれる不純物の多くは、被覆層の表面近傍(表層
部)に存在している。この表層部の不純物は上記のよう
な洗浄によっては除去されないため、高温熱処理工程や
長期間使用される場合等において、不純物が外部に拡散
するという不都合が生じていた。By the way, in the usual silicon carbide-coated ceramic member, most of the impurities contained therein, including those formed by the CVD method, exist near the surface of the coating layer (surface layer portion). Since the impurities in the surface layer portion are not removed by the cleaning as described above, there has been a disadvantage that the impurities diffuse to the outside in a high temperature heat treatment step or when used for a long period of time.
【0011】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、炭化ケイ素被覆部材を、半導体
熱処理工程において、高温で長期間使用した場合であっ
ても、不純物の外方拡散がなく、ウエハ等の汚染を防止
するために、炭化ケイ素被覆層を低コストかつ短時間で
容易に高純度なものとすることができる炭化ケイ素被覆
部材の純化方法を提供することを目的とするものであ
る。The present invention has been made in order to solve the above technical problems, and in a semiconductor heat treatment step, even if the silicon carbide coated member is used for a long period of time at a high temperature, impurities are diffused outward. In order to prevent contamination of wafers and the like, it is an object of the present invention to provide a method for purifying a silicon carbide coating member, which can easily and highly purify the silicon carbide coating layer at low cost in a short time. It is a thing.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明に係る炭化ケイ素
被覆部材の純化方法は、炭化ケイ素により被覆された部
材について、三フッ化塩素ガスを用いたエッチング処理
により、前記炭化ケイ素被覆層の表層部に存在する不純
物を、該表層部の炭化ケイ素とともに除去することを特
徴とする。本発明は、エッチングガスとして三フッ化塩
素(ClF3 )ガスを選択使用することにより、安価に
かつ短時間で、不純物高含有層を除去することができ、
これにより、炭化ケイ素被覆部材を容易に純化すること
ができる。A method for purifying a silicon carbide-coated member according to the present invention is a method for purifying a member coated with silicon carbide by subjecting the member coated with silicon carbide to an etching treatment using chlorine trifluoride gas to form a surface layer of the silicon carbide-coated layer. It is characterized in that impurities existing in the part are removed together with silicon carbide in the surface layer part. According to the present invention, by selectively using chlorine trifluoride (ClF 3 ) gas as an etching gas, the high impurity content layer can be removed inexpensively and in a short time.
Thereby, the silicon carbide coated member can be easily purified.
【0013】前記エッチング処理は、20℃以上600
℃以下で行われることが好ましい。炭化ケイ素被覆層の
エッチング速度が適当であり、面内での均質性を保持し
た状態でエッチング処理することができ、エッチング厚
さの調節が容易である等の観点から、上記範囲内の処理
温度でエッチング処理することが好ましい。The etching treatment is performed at 20 ° C. or higher 600
It is preferably performed at a temperature of not more than ° C. From the viewpoint that the etching rate of the silicon carbide coating layer is appropriate, the etching treatment can be performed while maintaining the in-plane homogeneity, and the etching thickness can be easily adjusted, the treatment temperature within the above range. It is preferable to carry out the etching treatment.
【0014】また、前記エッチング処理により除去され
る炭化ケイ素被覆層の厚さは、0.1μm以上5μm以
下であることが好ましい。上記範囲内の厚さで、炭化ケ
イ素被覆層が除去されることにより、エッチング進行の
面内均等性の保持された状態で、炭化ケイ素被覆層の表
層部の不純物高含有層を確実に除去することができる。The thickness of the silicon carbide coating layer removed by the etching treatment is preferably 0.1 μm or more and 5 μm or less. By removing the silicon carbide coating layer with a thickness within the above range, the impurity-rich layer in the surface layer portion of the silicon carbide coating layer is surely removed in a state where the in-plane uniformity of the etching progress is maintained. be able to.
【0015】前記炭化ケイ素被覆部材は、半導体熱処理
用治具に好適に用いることができる。上記エッチング処
理により、炭化ケイ素被覆層の表層部の不純物濃度が、
高純度な被覆層バルク中の濃度レベルにまで抑制される
ため、該炭化ケイ素被覆部材を、半導体熱処理用治具の
ように、高温条件下で長期間使用する場合であっても、
不純物の外部拡散がなく、周辺環境の汚染を防止するこ
とができる。The silicon carbide coated member can be preferably used in a jig for heat treatment of semiconductors. By the etching treatment, the impurity concentration of the surface layer portion of the silicon carbide coating layer,
Since it is suppressed to the concentration level in the bulk of the high-purity coating layer, even when the silicon carbide coating member is used for a long period of time under high temperature conditions like a semiconductor heat treatment jig,
There is no outward diffusion of impurities and it is possible to prevent pollution of the surrounding environment.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明をより詳細に説明す
る。本発明に係る炭化ケイ素被覆部材の純化方法は、炭
化ケイ素により被覆された部材について、三フッ化塩素
ガスを用いたエッチング処理により、前記炭化ケイ素被
覆層の表層部に存在する不純物を、該表層部の炭化ケイ
素とともに除去することを特徴とするものである。すな
わち、本発明に係る純化方法は、CVD法等により形成
された炭化ケイ素被覆層の表層部に存在する不純物を、
炭化ケイ素被覆層ごと、エッチング処理により除去する
ものであり、その際、三フッ化塩素(ClF3 )ガスを
エッチングガスとして選択使用する点に特徴を有する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in more detail below. The method for purifying a silicon carbide-coated member according to the present invention is, for a member coated with silicon carbide, an etching treatment using a chlorine trifluoride gas to remove impurities present in the surface layer portion of the silicon carbide-coated layer from the surface layer. It is characterized in that it is removed together with a portion of silicon carbide. That is, the purification method according to the present invention removes impurities existing in the surface layer portion of the silicon carbide coating layer formed by the CVD method or the like,
The entire silicon carbide coating layer is removed by an etching process. At that time, a characteristic feature is that chlorine trifluoride (ClF 3 ) gas is selectively used as an etching gas.
【0017】三フッ化塩素(ClF3 )は、融点−7
6.32℃、沸点11.7℃で、気体、液体、固体いず
れも無色であるが、加熱すると、ClF3 →ClF+F
2 に解離する。また、極めて反応性が高く、炭化ケイ素
や安定な金属酸化物とも、極めて容易に反応する特徴を
有する。本発明は、エッチングガスとして、このClF
3 を選択使用することにより、安価にかつ短時間で、不
純物高含有層を除去するものであり、従来、その高耐食
性、不純物拡散抑止性のため、純化が困難であるとされ
ていた炭化ケイ素被覆部材を、容易に純化することがで
きる。Chlorine trifluoride (ClF 3 ) has a melting point of −7.
It has a color of 6.32 ° C and a boiling point of 11.7 ° C, and is colorless in any of gas, liquid and solid, but when heated, ClF 3 → ClF + F
Dissociate into 2 . Further, it is extremely highly reactive and has the characteristic of reacting very easily with silicon carbide and stable metal oxides. The present invention uses this ClF as an etching gas.
By selectively using 3 , it is possible to remove the high-impurity content layer inexpensively and in a short time. Conventionally, it has been considered difficult to purify due to its high corrosion resistance and impurity diffusion inhibitory properties. The covering member can be easily purified.
【0018】前記エッチング処理は、炭化ケイ素被覆部
材を、流速0.01〜3SLM(標準状態ガス:l/m
in)のClF3 ガス、より好ましくは、濃度5〜50
vol%のClF3 含有不活性ガス気流中で、20℃
(室温)以上600℃以下で処理することが好ましい。
ClF3 ガスの流速が3SLMを超える場合、エッチン
グ処理炉内におけるパーティクルの巻込み、吹上げを招
来することとなる。一方、ClF3 ガスの流速が0.0
1SLM未満である場合は、炭化ケイ素被覆部材の温度
均等性やエッチング速度の均質性が損なわれやすい。In the etching process, the silicon carbide coating member was subjected to a flow rate of 0.01 to 3 SLM (standard state gas: 1 / m).
in) ClF 3 gas, more preferably a concentration of 5 to 50
in an inert gas stream containing vol% ClF 3 at 20 ° C.
The treatment is preferably performed at (room temperature) or higher and 600 ° C. or lower.
If the flow rate of ClF 3 gas exceeds 3 SLM, particles will be trapped and blown up in the etching treatment furnace. On the other hand, the flow rate of ClF 3 gas is 0.0
When it is less than 1 SLM, the temperature uniformity and the etching rate uniformity of the silicon carbide-coated member are likely to be impaired.
【0019】また、処理温度が600℃を超える場合
は、エッチング処理炉内の腐食が無視できなくなるだけ
でなく、エッチング反応の速度が速すぎて、エッチング
厚さの調節が困難となり、均質性が損なわれやすくな
り、また、部材の形状等によっては、熱変形や歪みを生
ずる。一方、処理温度が20℃未満である場合は、エッ
チング処理に要する時間が長くなり、生産性の低下を招
く。If the processing temperature exceeds 600 ° C., not only corrosion in the etching processing furnace cannot be ignored, but also the etching reaction speed is too fast, and it becomes difficult to control the etching thickness, resulting in inhomogeneity. It is easily damaged, and thermal deformation or distortion occurs depending on the shape of the member. On the other hand, when the treatment temperature is lower than 20 ° C., the time required for the etching treatment becomes long and the productivity is lowered.
【0020】上記のように、ClF3 ガスによるエッチ
ング処理は、5〜50vol%のClF3 含有不活性ガ
ス気流中で行うことがより好ましく、これにより、より
確実かつ均一にエッチングを行うことができる。As described above, the etching treatment with ClF 3 gas is more preferably carried out in a stream of 5 to 50 vol% ClF 3 -containing inert gas, whereby more reliable and uniform etching can be carried out. .
【0021】上記のようにして、エッチング処理された
部材は、炭化ケイ素被覆層の表層部の不純物濃度が、高
純度な被覆層バルク中の濃度レベルにまで抑制される。
このため、該炭化ケイ素被覆部材を、高温条件下で長期
間使用した場合であっても、不純物の外部拡散がなく、
周辺環境の汚染を防止することができる。In the member subjected to the etching treatment as described above, the impurity concentration in the surface layer portion of the silicon carbide coating layer is suppressed to the concentration level in the bulk of the coating layer having high purity.
Therefore, even when the silicon carbide-coated member is used for a long time under high temperature conditions, there is no outdiffusion of impurities,
It is possible to prevent pollution of the surrounding environment.
【0022】また、前記エッチング処理により、CVD
法等による炭化ケイ素被覆層の結晶成長時に形成された
表面の鋭角な稜線や角が取れるとともに、表面が平滑に
なるため、ウエハの高温熱処理工程等において使用され
た場合においても、該ウエハに欠陥を生じさせることを
防止することができる。例えば、シリコン−炭化ケイ素
複合材に、CVD法により炭化ケイ素被覆層を形成した
直後の該炭化ケイ素被覆部材の表面粗さRaは、0.8
μm程度であるが、本発明に係る純化方法を施した後の
該部材の表面粗さRaは、0.6μm程度まで平滑化す
る。Further, by the etching treatment, CVD
The surface formed during the crystal growth of the silicon carbide coating layer by the method such as the sharp edges and corners can be removed, and the surface becomes smooth. Can be prevented. For example, the surface roughness Ra of the silicon carbide coating member immediately after the silicon carbide coating layer is formed on the silicon-silicon carbide composite material by the CVD method is 0.8.
Although the surface roughness Ra is about μm, the surface roughness Ra of the member after the purification method according to the present invention is smoothed to about 0.6 μm.
【0023】本発明において、対象とされる炭化ケイ素
被覆部材は、基材表面に炭化ケイ素被覆層が形成された
部材であり、かつ、炉内でのドライエッチング処理が可
能な部材であれば、形状、種類等は特に限定されない。
このような部材としては、例えば、半導体製造装置にお
いて用いられるウエハボート、ボートテーブル、炉芯
管、サセプタ、ウエハ移送用のトレー等の治具が挙げら
れるが、特に、半導体製品の汚染防止による歩留まりの
向上等の観点から、シリコンウエハ等の熱処理工程にお
いて用いられるウエハボート、炉芯管、サセプタ等の半
導体熱処理用治具が好適である。In the present invention, the target silicon carbide-coated member is a member in which a silicon carbide coating layer is formed on the surface of a base material, and is a member that can be dry-etched in a furnace, The shape and type are not particularly limited.
Examples of such members include jigs such as wafer boats, boat tables, furnace core tubes, susceptors, and trays for transferring wafers used in semiconductor manufacturing equipment. In particular, yield due to prevention of contamination of semiconductor products. From the viewpoint of improving the heat treatment, a semiconductor heat treatment jig such as a wafer boat, a furnace core tube, and a susceptor used in a heat treatment process for a silicon wafer is suitable.
【0024】また、炭化ケイ素により被覆される上記部
材を構成する基材としては、従来から一般に用いられて
おり、その表面に炭化ケイ素被覆層を剥離することなく
形成することができる程度の熱膨張係数を有する材料で
あれば差し支えない。特に、処理炉内での熱安定性、強
度等の観点から、炭化ケイ素材、シリコン−炭化ケイ素
複合材、シリカ材、カーボン材、シリコン材のうちのい
ずれかであることが好ましい。Further, as a base material constituting the above-mentioned member coated with silicon carbide, conventionally, it has been generally used, and a thermal expansion to the extent that a silicon carbide coating layer can be formed on the surface without peeling off. Any material having a coefficient may be used. In particular, from the viewpoint of thermal stability in the processing furnace, strength, etc., it is preferably any of silicon carbide material, silicon-silicon carbide composite material, silica material, carbon material, and silicon material.
【0025】また、基材表面を被覆する炭化ケイ素被覆
層は、高純度で緻密質の薄層が形成されれば、必ずしも
その形成方法は限定されない。したがって、蒸着、スパ
ッタ成膜等の物理気相成長(PVD)法、化学気相成長
(CVD)法、液相成膜(LPD)法のいずれの方法を
用いて被覆層を形成しても差し支えない。このうち、被
覆層による保護効果を十分に発揮することができる20
μm程度以上の厚さの高純度かつ緻密質な炭化ケイ素膜
を、基材との密着性が良好な状態で、容易に形成するこ
とができる点で、化学気相成長(CVD)法により被覆
することが特に好ましい。The method for forming the silicon carbide coating layer for coating the surface of the base material is not necessarily limited as long as a highly pure and dense thin layer is formed. Therefore, the coating layer may be formed by any one of physical vapor deposition (PVD) methods such as vapor deposition and sputter deposition, chemical vapor deposition (CVD) methods, and liquid phase deposition (LPD) methods. Absent. Of these, the protective effect of the coating layer can be sufficiently exerted 20
A high-purity and dense silicon carbide film with a thickness of about μm or more can be easily formed with good adhesion to a substrate by the chemical vapor deposition (CVD) method. Is particularly preferable.
【0026】CVD法は、膜(被覆層)原料を気相(ガ
ス)状態で供給し、化学反応を用いて、基材表面に薄膜
を形成する方法であり、反応を生じさせるエネルギー供
給手段に応じて、熱CVD法、プラズマCVD法、光C
VD法等に分類されるが、本発明に係る炭化ケイ素被覆
部材は、いずれの方法により形成されたものでもよい。
例えば、熱CVD法により、シリコン−炭化ケイ素複合
材からなる基材に炭化ケイ素被覆層を形成する場合は、
供給ガスとしてSiCl4 と、CH4 、C3 H 8 等の低
級炭化水素ガスと、H2 を用いて、1000〜1400
℃程度で、1時間程度処理する工程を、複数回繰り返す
ことにより、所定厚さの炭化ケイ素被覆層を形成するこ
とができる。In the CVD method, the film (coating layer) raw material is gas phase (gas)
Thin film on the surface of the substrate by chemical reaction.
The energy supply that causes the reaction.
Depending on the feeding means, thermal CVD method, plasma CVD method, light C
The silicon carbide coating according to the present invention is classified into the VD method and the like.
The member may be formed by any method.
For example, by a thermal CVD method, a silicon-silicon carbide composite is formed.
When forming a silicon carbide coating layer on a substrate made of material,
SiCl as supply gasFour And CHFour , C3 H 8 Low as
Grade hydrocarbon gas and H2 Using 1000 to 1400
Repeat the process of treating at about ℃ for about 1 hour multiple times
By doing so, a silicon carbide coating layer having a predetermined thickness can be formed.
You can
【0027】前記炭化ケイ素被覆層の厚さは、耐食性、
摩耗耐性等の基材の保護効果、熱衝撃による剥離防止性
やコスト等との観点から、30μm以上200μm以下
であることが好ましい。The thickness of the above-mentioned silicon carbide coating layer depends on the corrosion resistance,
The thickness is preferably 30 μm or more and 200 μm or less from the viewpoints of the effect of protecting the base material such as abrasion resistance, the prevention of peeling due to thermal shock, and the cost.
【0028】また、前記エッチング処理により除去され
る炭化ケイ素被覆層の厚さは、0.1μm以上5μm以
下であることが好ましい。除去される前記被覆層の厚さ
が0.1μm未満である場合は、表層部の不純物高含有
層が確実に除去されず、表層部に残留してしまう。一
方、除去される前記被覆層の厚さが5μmを超える場合
には、エッチング進行の面内均等性の保持が困難とな
る。The thickness of the silicon carbide coating layer removed by the etching treatment is preferably 0.1 μm or more and 5 μm or less. When the thickness of the coating layer to be removed is less than 0.1 μm, the high impurity content layer in the surface layer portion is not reliably removed and remains in the surface layer portion. On the other hand, if the thickness of the coating layer to be removed exceeds 5 μm, it becomes difficult to maintain the in-plane uniformity of the progress of etching.
【0029】さらに、使用後の部材について、本発明に
係る純化方法を適用した後、該部材表面にCVD法等に
より炭化ケイ素被覆層を再形成した後、再び本発明に係
る純化方法を適用することにより、部材の再生が可能と
なる。例えば、長期間の使用により炭化ケイ素被覆層表
面が損傷劣化し、使用できなくなり、しかも、その表面
に高純度かつ平滑な炭化ケイ素被覆層をCVD法等によ
り再形成することが困難である部材であっても、ClF
3 ガス気流中でのエッチング処理により、劣化した炭化
ケイ素被覆層を除去して純化させた後、新たな炭化ケイ
素被覆層を再形成することができる。そして、該炭化ケ
イ素被覆層に対して、再び本発明に係る純化方法を適用
することにより、炭化ケイ素被覆部材を再生させること
ができる。Furthermore, after applying the purifying method of the present invention to the used member, a silicon carbide coating layer is reformed on the surface of the member by the CVD method or the like, and then the purifying method of the present invention is applied again. As a result, the member can be regenerated. For example, in a member where the surface of the silicon carbide coating layer is damaged and deteriorated due to long-term use and cannot be used, and it is difficult to re-form a high-purity and smooth silicon carbide coating layer on the surface by a CVD method or the like. Even if there is ClF
A deteriorated silicon carbide coating layer can be removed and purified by an etching treatment in a 3 gas stream, and then a new silicon carbide coating layer can be reformed. Then, the silicon carbide coating member can be regenerated by applying the purification method of the present invention to the silicon carbide coating layer again.
【0030】[0030]
【実施例】以下、本発明を実施例に基づきさらに具体的
に説明するが、本発明は下記の実施例により制限される
ものではない。
[実施例]Si−SiC複合材(東芝セラミックス株式
会社製TPSS)からなる3mm×4mm×60mmの
基材表面に、CVD法により、厚さ約100μmのSi
C被覆層を形成した試料片を作製した。この試料片をド
ライエッチング処理炉に投入し、350℃で、ClF3
ガス(流量2SLM)を用いて20分間処理し、HF洗
浄後、乾燥させた。この純化処理した試料片を、半割に
したシリコンウエハの一方の表面上に載置し、両方のウ
エハを加熱炉内に入れて、乾燥酸素雰囲気中で、下記表
1に示す各所定温度に加熱し、その温度で1時間保持し
た後、放冷した。放冷後、各ウエハの不純物(Ni、F
e、Na)増加量を測定し、両半割ウエハを対照して、
試料片からの不純物放出量を求めた。その結果を表1に
示す。EXAMPLES The present invention will be described in more detail based on the following examples, but the invention is not intended to be limited by the following examples. [Example] A substrate of 3 mm x 4 mm x 60 mm made of Si-SiC composite material (TPSS manufactured by Toshiba Ceramics Co., Ltd.) was used to form a Si film having a thickness of about 100 µm by the CVD method.
A sample piece having a C coating layer was prepared. This sample piece was put into a dry etching treatment furnace, and at 350 ° C., ClF 3
It was treated with a gas (flow rate 2 SLM) for 20 minutes, washed with HF, and dried. This purified sample piece was placed on one surface of a halved silicon wafer, both wafers were placed in a heating furnace, and each wafer was heated in a dry oxygen atmosphere to a predetermined temperature shown in Table 1 below. After heating and holding at that temperature for 1 hour, it was allowed to cool. After cooling down, impurities (Ni, F
e, Na) increase was measured and both half wafers were compared,
The amount of impurities released from the sample piece was determined. The results are shown in Table 1.
【0031】[比較例]実施例と同様に作製した試料片
について、ClF3 ガスによるエッチング処理を施さ
ず、それ以外については実施例と同様にして、各ウエハ
の不純物増加量を測定し、試料片からの不純物放出量を
求めた。その結果を表1に示す。[Comparative Example] A sample piece manufactured in the same manner as in the example was not subjected to etching treatment with ClF 3 gas, and otherwise the same as in the example, and the amount of increase in impurities in each wafer was measured to obtain a sample. The amount of impurities released from the piece was determined. The results are shown in Table 1.
【0032】[0032]
【表1】 [Table 1]
【0033】表1に示したように、ClF3 ガスを用い
たエッチング処理を施したウエハ(実施例)は、同エッ
チング処理を施さなかったウエハ(比較例)に比べて、
加熱処理をした場合の不純物金属の放出量が抑制される
ことが認められた。すなわち、ClF3 ガスを用いたエ
ッチング処理は、炭化ケイ素被覆ウエハの有効な純化方
法であることが認められた。As shown in Table 1, the wafer subjected to the etching treatment using ClF 3 gas (Example) was compared with the wafer not subjected to the etching treatment (Comparative Example).
It was confirmed that the amount of released impurity metals when the heat treatment was performed was suppressed. That is, it was confirmed that the etching treatment using ClF 3 gas is an effective purification method for a silicon carbide-coated wafer.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る炭化ケイ素
被覆部材の純化方法によれば、低コストかつ短時間で、
該部材を容易に純化することができる。また、この方法
により処理された部材は、炭化ケイ素被覆層の表層部の
不純物濃度が、高純度な被覆層バルク中の濃度レベルに
まで抑制され、高温条件下で長期間使用した場合であっ
ても、不純物の外部拡散がなく、周辺環境の汚染を防止
することができる。このため、本発明に係る純化方法
は、半導体熱処理用治具に好適に用いることができる。
さらに、長期間の使用により損傷劣化した炭化ケイ素被
覆部材についても、本発明に係る純化方法を適用するこ
とにより、再び新たな炭化ケイ素被覆層を形成して、部
材を再生することが可能となる。As described above, according to the method for purifying a silicon carbide-coated member of the present invention, the cost is low and the time is short.
The member can be easily purified. Further, the member treated by this method, when the impurity concentration of the surface layer portion of the silicon carbide coating layer is suppressed to the concentration level in the bulk of the coating layer of high purity, when used for a long time under high temperature conditions Also, there is no outward diffusion of impurities and it is possible to prevent pollution of the surrounding environment. Therefore, the purification method according to the present invention can be suitably used for a semiconductor heat treatment jig.
Furthermore, even for a silicon carbide-coated member that has been damaged and deteriorated by long-term use, by applying the purification method according to the present invention, a new silicon carbide-coated layer can be formed again and the member can be regenerated. .
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 朋秀 山形県西置賜郡小国町大字小国町378番地 東芝セラミックス株式会社小国事業所内 Fターム(参考) 4K030 AA03 AA09 AA17 BA37 CA05 DA08 FA10 LA15 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Tomohide Otsuka 378 Oguni Town, Oguni Town, Nishiokitama District, Yamagata Prefecture Toshiba Ceramics Co., Ltd. Oguni Office F-term (reference) 4K030 AA03 AA09 AA17 BA37 CA05 DA08 FA10 LA15
Claims (4)
て、三フッ化塩素ガスを用いたエッチング処理により、
前記炭化ケイ素被覆層の表層部に存在する不純物を、該
表層部の炭化ケイ素とともに除去することを特徴とする
炭化ケイ素被覆部材の純化方法。1. A member coated with silicon carbide is subjected to etching treatment using chlorine trifluoride gas,
A method for purifying a silicon carbide-coated member, characterized in that impurities present in the surface layer portion of the silicon carbide coating layer are removed together with silicon carbide in the surface layer portion.
0℃以下で行われることを特徴とする請求項1記載の炭
化ケイ素被覆部材の純化方法。2. The etching treatment is performed at 20 ° C. or higher and 60 ° C.
The method for purifying a silicon carbide-coated member according to claim 1, wherein the method is performed at 0 ° C or lower.
化ケイ素被覆層の厚さが0.1μm以上5μm以下であ
ることを特徴とする請求項1または請求項2記載の炭化
ケイ素被覆部材の純化方法。3. The method for purifying a silicon carbide coated member according to claim 1, wherein the silicon carbide coated layer removed by the etching treatment has a thickness of 0.1 μm or more and 5 μm or less.
理用治具に用いられることを特徴とする請求項1から請
求項3までのいずれかに記載の炭化ケイ素被覆部材の純
化方法。4. The method for purifying a silicon carbide coated member according to any one of claims 1 to 3, wherein the silicon carbide coated member is used in a semiconductor heat treatment jig.
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JP2002076320A JP2003277933A (en) | 2002-03-19 | 2002-03-19 | Method of purifying silicon carbide-coated member |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7601227B2 (en) * | 2005-08-05 | 2009-10-13 | Sumco Corporation | High purification method of jig for semiconductor heat treatment |
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JP2001107239A (en) * | 1999-08-02 | 2001-04-17 | Tokyo Electron Ltd | CVD-SiC EXCELLENT IN CORROSION RESISTANCE, CORROSION RESISTING MEMBER USING THE SAME, AND TREATMENT DEVICE |
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2002
- 2002-03-19 JP JP2002076320A patent/JP2003277933A/en active Pending
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