JP2000091171A - Wafer - Google Patents

Wafer

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JP2000091171A
JP2000091171A JP10255162A JP25516298A JP2000091171A JP 2000091171 A JP2000091171 A JP 2000091171A JP 10255162 A JP10255162 A JP 10255162A JP 25516298 A JP25516298 A JP 25516298A JP 2000091171 A JP2000091171 A JP 2000091171A
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JP
Japan
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silicon carbide
silicon
powder
green body
carbon
Prior art date
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Application number
JP10255162A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumio Odaka
文雄 小高
Keichi Takahashi
佳智 高橋
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a dummy wafer that has improved durability and can be subjected to discharge machining, by forming a wafer with silicon carbide that has a degree of deformation being equal to a specific value or less and contains a specific amount of nitrogen being manufactured by the reaction sintering method. SOLUTION: In a dummy wafer, a silicon source containing a silicon compound, a carbon source containing an organic compound, and a polymerization or crosslinking catalyst are dissolved in a solvent, are dried, and then are burned in a non-oxidation atmosphere. Then, the silicon carbide powder and slurry- shaped mixed powder where organic substance or carbon powder are dissolved and dispersed are allowed to flow into a forming mold to obtain a green body after drying. The green body is dipped into a high-purity Si that is heated and melted at 1,450 deg.C-1,700 deg.C in vacuum or inert atmosphere, Si is sucked into a pore in the green body due to capillarity, Si is allowed to react with a liberated carbon in the green body to form silicon carbide, and a silicon carbide sintering body is obtained by the reaction sintering method, thus manufacturing a dummy wafer with a degree of deformation of 120% or less and a nitrogen content of 150 ppm or higher.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路等の製造
でのシリコンウェハに対する熱拡散、熱酸化、及び気相
成長等の処理工程において、炉内温度や気体濃度等の均
一性の評価、汚染物質の除去及び各種処理条件の決定等
のために用いられるウェハ(以下、ダミーウェハとい
う)に関する。
The present invention relates to the evaluation of uniformity such as furnace temperature and gas concentration in processing steps such as thermal diffusion, thermal oxidation, and vapor phase growth on silicon wafers in the manufacture of integrated circuits and the like. The present invention relates to a wafer (hereinafter, referred to as a dummy wafer) used for removing contaminants and determining various processing conditions.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSI等の半導体製造プロセスにおいて
は、ウェハ表面を酸化する工程、リンやホウ素等のドー
プ元素をシリコン中に拡散させる工程、ウェハ表面にC
VD(化学的気相蒸着法)やPVD(物理的気相蒸着
法)により各種被膜を形成させる工程が重要な位置を占
めており、これらの工程において如何に処理条件を一定
に保つかが製品の歩留り向上やより高集積なデバイスを
製造する上で重要なポイントになる。
2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing process such as an LSI, a step of oxidizing a wafer surface, a step of diffusing a doping element such as phosphorus or boron into silicon, and a step of
The process of forming various coatings by VD (chemical vapor deposition) or PVD (physical vapor deposition) occupies an important position, and it is important to keep the processing conditions constant in these processes. This is an important point in improving the yield and manufacturing more highly integrated devices.

【0003】上記の工程では、一般に、ウェハ100枚
以上が装填されたボートをヒーターを備えた反応炉に入
れて各処理を行うバッチ処理が採られているが、このよ
うな処理では、反応炉の位置によって温度差があった
り、原料ガスの濃度が不均一になる等の問題がある。こ
のため、温度や原料ガスの濃度等の処理条件が反応炉内
の他の箇所の処理条件と異なるおそれのある箇所に、製
品ウェハとしては用いないダミーウェハを設置して、各
ダミーウェハ上に積層された薄膜の厚みや成分等が同じ
であるか否かによって、処理条件の均一性を評価してい
る。また、このダミーウェハは、エッチング処理装置に
おけるプラズマ処理条件を検討したり、装置内に発生し
たパーティクルを除去したりするためにも使用される。
このような目的で用いられるダミーウェハは、高温下で
反復して使用されたり、また、ダミーウェハ上に形成さ
れた被膜を除去することによって反復使用を可能にする
ために酸で繰り返し処理される。
[0003] In the above process, generally, a batch process in which a boat loaded with 100 or more wafers is placed in a reactor equipped with a heater and each process is performed is adopted. There is a problem that there is a temperature difference depending on the position and the concentration of the raw material gas becomes non-uniform. For this reason, dummy wafers not used as product wafers are installed at locations where processing conditions such as temperature and concentration of source gas may be different from processing conditions at other locations in the reaction furnace, and stacked on each dummy wafer. The uniformity of the processing conditions is evaluated based on whether or not the thickness and components of the thin films are the same. The dummy wafer is also used for examining the plasma processing conditions in the etching apparatus and removing particles generated in the apparatus.
The dummy wafer used for such a purpose is repeatedly used at a high temperature, or is repeatedly treated with an acid to remove the film formed on the dummy wafer and thereby enable repeated use.

【0004】そして、従来、ダミーウェハの材料とし
て、通常の製品ウェハの材料と同じシリコンや石英等が
使用されている。しかし、シリコンで形成されたダミー
ウェハの場合、耐熱性があまり良好でないため、形状が
経時的に変化しやすく、また酸への耐久性が低いため、
溶解により表面が荒れてしまい、パーティクルが発生し
やすいという問題があり、ダミーウェハとしての寿命が
短い。一方、石英の場合は、耐熱性及び耐久性が十分で
なく、また、導電性でないためにエッチング処理等に使
用することができない。このため、シリコンや石英に代
わり、耐熱性に優れたカーボン材料、耐熱性、耐久性に
優れたセラミックス材料がダミーウェハの材料として期
待されており、中でも、構成元素が製品である半導体デ
バイスに無害であることから、炭化ケイ素焼結体が最も
期待されている。
Conventionally, the same material as that of a normal product wafer, such as silicon or quartz, has been used as the material of the dummy wafer. However, in the case of a dummy wafer formed of silicon, since the heat resistance is not so good, the shape is likely to change with time, and the durability to acid is low,
There is a problem that the surface is roughened by melting and particles are easily generated, and the life as a dummy wafer is short. On the other hand, in the case of quartz, heat resistance and durability are not sufficient, and it is not conductive, so that it cannot be used for etching or the like. For this reason, instead of silicon and quartz, carbon materials with excellent heat resistance and ceramic materials with excellent heat resistance and durability are expected as materials for dummy wafers, among which the constituent elements are harmless to semiconductor devices that are products. For these reasons, sintered silicon carbide is most expected.

【0005】炭化ケイ素焼結体を製造する方法の一つと
して、反応焼結法がある。この反応焼結法は、先ず、炭
化ケイ素粉末と、炭素源からなる有機物質又は炭素粉末
とを溶媒中に溶解、分散し、スラリー状の混合粉体を製
造する。次に、得られた混合粉体を鋳込み成形型、押出
し成形型、プレス成形型等に流し込み乾燥させ、グリー
ン体を得る。次に、得られたグリーン体を真空雰囲気又
は不活性ガス雰囲気下、加熱し、溶融した金属シリコン
中に浸漬し、グリーン体中の遊離炭素と毛細現象により
グリーン体中に吸上げられたシリコンとを反応させるこ
とにより炭化ケイ素焼結体を得る。
[0005] One of the methods for producing a silicon carbide sintered body is a reaction sintering method. In this reaction sintering method, first, a silicon carbide powder and an organic substance or a carbon powder composed of a carbon source are dissolved and dispersed in a solvent to produce a slurry-like mixed powder. Next, the obtained mixed powder is poured into a casting mold, an extrusion mold, a press mold, or the like and dried to obtain a green body. Next, the obtained green body is heated under a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere, immersed in molten metal silicon, and free carbon in the green body and silicon absorbed into the green body due to capillary action. To obtain a silicon carbide sintered body.

【0006】しかし、上記、製造された炭化ケイ素焼結
体は、電気絶縁性であることから放電加工が行えず加工
上の制限があった。特に1mm以下の薄膜部品を製作す
る場合、グリーン体の取扱いが困難であることから、通
常、数mmのグリーン体を製造し、焼結体を製造した
後、フライス加工等により規定の厚さまで研削加工する
必要があり経済的不利益が大きかった。
However, since the silicon carbide sintered body manufactured as described above is electrically insulating, electric discharge machining cannot be performed, and there is a limitation in machining. In particular, when manufacturing a thin film part of 1 mm or less, it is difficult to handle the green body. Therefore, usually, a green body of several mm is manufactured, a sintered body is manufactured, and then a predetermined thickness is ground by milling or the like. Processing had to be done and the economic disadvantage was great.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮してなされたものであり、本発明の目的は、炭化ケイ
素焼結体をダミーウェハの材料として用いることによ
り、シリコンウェハの製造工程で使用する際、変形度が
少なく、耐久性に優れ、且つ、放電加工可能なダミーウ
ェハを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above facts, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a silicon wafer by using a silicon carbide sintered body as a material for a dummy wafer. An object of the present invention is to provide a dummy wafer which has a small degree of deformation when used, has excellent durability, and can be subjected to electric discharge machining.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、反応焼結法によって製造された窒素を一定量
含有する炭化ケイ素焼結体は、成形体の寸法変化が少な
く、高純度、高密度、高靭性の炭化ケイ素焼結体であ
り、また、窒素を含有させることにより導電性を有し、
放電加工等が可能であることを見出し、さらにその炭化
ケイ素焼結体をダミーウェハとして使用したときに、非
常に優れた特性を発揮し得ることを見出し、本発明を完
成した。即ち、 <1>変形度が、120%以下であり、且つ反応焼結法
により得られ、窒素を150ppm以上含有する炭化ケ
イ素焼結体から形成されたことを特徴とするウェハであ
る。
Means for Solving the Problems As a result of diligent studies, the present inventors have found that a silicon carbide sintered body containing a certain amount of nitrogen produced by a reaction sintering method has a small dimensional change of a molded body and a high performance. Purity, high density, high toughness silicon carbide sintered body, also has conductivity by containing nitrogen,
The inventors have found that electric discharge machining and the like are possible, and have further found that when the silicon carbide sintered body is used as a dummy wafer, it can exhibit extremely excellent characteristics, and have completed the present invention. That is, <1> a wafer having a degree of deformation of 120% or less, obtained by a reaction sintering method, and formed from a silicon carbide sintered body containing 150 ppm or more of nitrogen.

【0009】<2>鉄の拡散数量が、1×1012個以下
であることを特徴とする前記<1>記載のウェハであ
る。
<2> The wafer according to <1>, wherein the number of diffusion of iron is 1 × 10 12 or less.

【0010】<3>炭化ケイ素焼結体の体積抵抗率が、
100 Ω・cm以下であることを特徴とする前記<1>
又は<2>に記載のウェハである。
<3> The volume resistivity of the silicon carbide sintered body is
Above, wherein the at 10 0 Ω · cm or less <1>
Or it is a wafer as described in <2>.

【0011】<4>炭化ケイ素焼結体の不純物元素の総
含有量が、10ppm未満であることを特徴とする前記
<1>〜<3>のいずれかに記載のウェハである。
<4> The wafer according to any one of <1> to <3>, wherein the total content of the impurity elements in the silicon carbide sintered body is less than 10 ppm.

【0012】<5>反応焼結法が、炭化ケイ素粉末と、
少なくとも1種以上の窒素源からなる有機物質と、少な
くとも1種以上の炭素源からなる有機物質又は炭素粉末
と、を溶媒中で溶解、分散して、スラリー状の混合粉体
を製造する工程と、該スラリー状の混合粉体を成形型に
流し込み、乾燥して、グリーン体を製造する工程と、該
グリーン体を、真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気下、1
450〜1700℃に加熱して溶融した高純度金属シリ
コン中に浸漬し、毛細管現象によりグリーン体中の気孔
に吸い上げられたシリコンと、グリーン体中の遊離炭素
と、を反応せしめて炭化ケイ素を生成させてグリーン体
中の気孔を埋める工程と、を有する反応焼結法であるこ
とを特徴とする前記<1>〜<4>のいずれかに記載の
ウェハである。
<5> The reaction sintering method comprises the steps of:
Dissolving and dispersing an organic substance comprising at least one or more nitrogen sources and an organic substance or carbon powder comprising at least one or more carbon sources in a solvent to produce a slurry-like mixed powder; Pouring the slurry-like mixed powder into a molding die and drying it to produce a green body; and subjecting the green body to a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere,
It is immersed in high-purity metallic silicon that has been heated to 450 to 1700 ° C. and melted, and silicon absorbed by pores in the green body by capillary action and free carbon in the green body are reacted to form silicon carbide. And a step of filling pores in the green body by a reaction sintering method. The wafer according to any one of <1> to <4>, wherein the wafer is a reaction sintering method.

【0013】<6>反応焼結法が、少なくとも1種以上
のケイ素化合物を含むケイ素源と、少なくとも1種以上
の加熱により炭素を生成する有機化合物を含む炭素源
と、少なくとも1種以上の窒素源からなる有機物質と、
重合又は架橋触媒と、を溶媒中で溶解し、乾燥した後、
得られた粉末を非酸化性雰囲気下で焼成して窒素を含有
する炭化ケイ素粉末を製造する工程と、該窒素を含有す
る炭化ケイ素粉末と、少なくとも1種以上の炭素源から
なる有機物質又は炭素粉末と、を溶媒中で溶解、分散し
て、スラリー状の混合粉体を製造する工程と、該スラリ
ー状の混合粉体を成形型に流し込み、乾燥してグリーン
体を製造する工程と、該グリーン体を、真空雰囲気又は
不活性ガス雰囲気下、1450〜1700℃に加熱して
溶融した高純度シリコン中に浸漬し、毛細管現象により
グリーン体中の気孔に吸い上げられたシリコンと、グリ
ーン体中の遊離炭素と、を反応せしめて炭化ケイ素を生
成させてグリーン体中の気孔を埋める工程と、を有する
反応焼結法であることを特徴とする前記<1>〜<4>
のいずれかに記載のウェハである。
<6> The reaction sintering method comprises the steps of: a silicon source containing at least one or more silicon compounds; a carbon source containing at least one or more organic compounds that generate carbon by heating; Organic matter from the source,
After dissolving the polymerization or crosslinking catalyst in a solvent and drying,
A step of producing the nitrogen-containing silicon carbide powder by calcining the obtained powder in a non-oxidizing atmosphere; a silicon carbide powder containing the nitrogen; and an organic substance or carbon comprising at least one or more carbon sources. Dissolving and dispersing the powder in a solvent to produce a slurry-like mixed powder; pouring the slurry-like mixed powder into a molding die; and drying to produce a green body; The green body is immersed in high-purity silicon melted by heating to 1450 to 1700 ° C. in a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere, and silicon sucked up into pores in the green body by capillary action, and silicon in the green body <1> to <4>, wherein the method comprises reacting free carbon with silicon to form silicon carbide to fill pores in the green body.
The wafer according to any one of the above.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に、本発明をさらに詳細に説
明する。本発明のダミーウェハは、変形度が、120%
以下であり、反応焼結法により得られた窒素を150p
pm以上含有する炭化ケイ素焼結体から形成される。ま
た、本発明のダミーウェハは、鉄の拡散数量(個)が、
1×1012以下であることが好適である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The dummy wafer of the present invention has a degree of deformation of 120%.
In the following, the nitrogen obtained by the reaction sintering method is 150p
It is formed from a silicon carbide sintered body containing at least pm. In the dummy wafer of the present invention, the iron diffusion quantity (pieces)
It is preferable that it is 1 × 10 12 or less.

【0015】本発明のダミーウェハは、変形度(%)
が、120以下であり、好ましくは、100以下であ
る。シリコンウェハ等の半導体基板は、熱処理暖炉内で
各種処理が施され、これらの処理は、ウェハボードの栽
置装置にセットして行われる。栽置装置は、ウェハを栽
置するため保持溝が設けられているが、ダミーウェハを
炉内で導入されるガスが被処理ウェハに直接当たらない
ように保持溝上に支持させる際、前記変形度(%)が、
120を超えると、保持溝に支持させることができなく
なる。
The dummy wafer of the present invention has a degree of deformation (%).
Is 120 or less, preferably 100 or less. A semiconductor substrate such as a silicon wafer is subjected to various processes in a heat treatment fireplace, and these processes are performed by setting the wafer substrate on a wafer board placement device. The placement device is provided with a holding groove for placing the wafer. When the dummy wafer is supported on the holding groove so that the gas introduced into the furnace does not directly hit the wafer to be processed, the deformation degree ( %)But,
If it exceeds 120, it cannot be supported by the holding groove.

【0016】本発明において、変形度とは、ダミ−ウェ
ハを100℃/時間で1250℃まで昇温し、10時間
保持した後に自然空冷により室温まで冷却する試験工程
を10回繰返した後のダミーウェハの面内うねり量(試
験後のうねり量)と、試験前のダミーウェハの面内うね
り量(試験前のうねり量)とを測定し以下の式(1)に
より算出したものを意味する。ここで、面内うねり量
は、ダミ−ウェハの中心を通る第一の線(半径)に沿っ
てダミ−ウェハをその幅方向に切断したと想定した場合
の第一の仮想切断面の最も高い部分と最も低い部分の高
低差を求め、同様にウェハの中心を通り且つ第一の線と
直交する第二の線(半径)に沿ってダミ−ウェハをその
幅方向に切断したと想定した場合の第二の仮想切断面の
最も高い部分と最も低い部分の高低差を求めたときの、
両者の平均値とする。
In the present invention, the term "deformation degree" refers to a dummy wafer obtained by repeating a test process in which a dummy wafer is heated at a rate of 100 ° C./hour to 1250 ° C., held for 10 hours, and then cooled to room temperature by natural air cooling ten times. Of the dummy wafer before the test (the amount of undulation after the test) and the in-plane undulation of the dummy wafer before the test (the amount of the undulation before the test) and are calculated by the following equation (1). Here, the in-plane undulation amount is the highest of the first virtual cut surface assuming that the dummy wafer is cut in the width direction along a first line (radius) passing through the center of the dummy wafer. When the height difference between the portion and the lowest portion is obtained, and it is assumed that the dummy wafer is cut in the width direction similarly along a second line (radius) passing through the center of the wafer and orthogonal to the first line. When the height difference between the highest part and the lowest part of the second virtual cutting plane is obtained,
The average value of both is used.

【0017】式(1) 変形度(%)=試験後のうねり量/試験前のうねり量×
100
Equation (1) Deformation degree (%) = undulation amount after test / undulation amount before test ×
100

【0018】本発明のダミーウェハは、鉄の拡散数量
(個)が、1×1012以下であることが好ましく、さら
に好ましくは、1×1011以下である。鉄の拡散数量
(個)が、1×1012を超えると、キャリアの寿命、及
びPN接合反転等に影響を与え易くなり好ましくない。
In the dummy wafer of the present invention, the diffusion quantity (pieces) of iron is preferably 1 × 10 12 or less, more preferably 1 × 10 11 or less. If the iron diffusion quantity (pieces) exceeds 1 × 10 12 , the carrier lifetime and PN junction inversion tend to be undesirably affected.

【0019】本発明において、鉄の拡散数量(個)と
は、ダミ−ウェハでシリコンウェハ表面を挟持した後、
100℃/時間で1250℃まで昇温し、10時間保持
した後に自然空冷により室温まで冷却した後、挟持され
たシリコンウェハ表面より1μm 以内に拡散した鉄の原
子数を測定したものを意味する。
In the present invention, the diffusion quantity (pieces) of iron means that after the surface of a silicon wafer is sandwiched between dummy wafers,
It means that the temperature was raised to 1250 ° C. at 100 ° C./hour, held for 10 hours, cooled to room temperature by natural air cooling, and then the number of atoms of iron diffused within 1 μm from the surface of the sandwiched silicon wafer was measured.

【0020】本発明のダミ−ウェハは、反応焼結法によ
り得られ、窒素を150ppm以上含有する炭化ケイ素
焼結体(以下、反応焼結法により得られた窒素含有炭化
ケイ素焼結体ということがある。)より形成される。
The dummy wafer of the present invention is obtained by a reaction sintering method and contains a silicon carbide sintered body containing 150 ppm or more of nitrogen (hereinafter referred to as a nitrogen-containing silicon carbide sintered body obtained by the reaction sintering method). Is formed.)

【0021】前記反応焼結法により得られた窒素含有炭
化ケイ素焼結体は、窒素を150ppm以上固溶状態で
含有すると、粒界に生じる空間電荷層のバリアが約0.
15eV以下となるため、良導電性が達成されると推定
される。このときの炭化ケイ素焼結体の体積抵抗率は、
100 Ω・cm以下を示す。このため好ましい導電性を
達成するためには、焼結体中の窒素の含有量は150p
pm以上、好ましくは200ppm以上であり、安定性
の観点から、窒素は固溶状態で含まれることが好まし
い。
When the nitrogen-containing silicon carbide sintered body obtained by the above reaction sintering method contains nitrogen in a solid solution state of 150 ppm or more, the barrier of the space charge layer generated at the grain boundary is about 0.
Since it is 15 eV or less, it is estimated that good conductivity is achieved. At this time, the volume resistivity of the silicon carbide sintered body is
Shows the following 10 0 Ω · cm. Therefore, in order to achieve preferable conductivity, the content of nitrogen in the sintered body should be 150 p.
pm or more, preferably 200 ppm or more. From the viewpoint of stability, nitrogen is preferably contained in a solid solution state.

【0022】反応焼結法により得られた窒素含有炭化ケ
イ素焼結体は、不純物元素の総含有量が、好ましくは1
0ppm未満、さらに好ましくは5ppm未満である
が、化学的な分析による不純物含有量は、参考値として
の意味を有するに過ぎない。実用的には、不純物が均一
に分布しているか、局所的に偏在しているかによって
も、評価が異なってくる。従って、当業者は一般的に実
用装置を用いて所定の加熱条件のもとで不純物がどの程
度炭化ケイ素焼結体を汚染するかを種々の手段により評
価している。なお、ここで不純物元素とは、Si 、O、
N、C以外の元素を示す。
The nitrogen-containing silicon carbide sintered body obtained by the reaction sintering method preferably has a total content of impurity elements of 1
Although it is less than 0 ppm, more preferably less than 5 ppm, the impurity content by chemical analysis has only a meaning as a reference value. Practically, the evaluation differs depending on whether the impurities are uniformly distributed or locally unevenly distributed. Therefore, those skilled in the art generally evaluate the extent to which impurities contaminate the silicon carbide sintered body under predetermined heating conditions by using various practical devices. Here, the impurity elements are Si, O,
Shows elements other than N and C.

【0023】反応焼結法により得られた窒素含有炭化ケ
イ素焼結体は、密度2.9g/cm 3 以上を有すること
が好適である。2.9g/cm3 以上の密度を有する
と、導電性を発現する傾向が出てくるだけではなく、パ
ーティクル等のダストを発生することなく長期間安定し
て使用することができる。
The nitrogen-containing carbon carbide obtained by the reaction sintering method
The iodine sintered body has a density of 2.9 g / cm. ThreeHaving the above
Is preferred. 2.9 g / cmThreeHaving a density higher than
Not only tends to develop conductivity, but also
Stable for a long time without generating dust such as particles
Can be used.

【0024】反応焼結法により得られた窒素含有炭化ケ
イ素焼結体の好ましい物性について検討する。該炭化ケ
イ素焼結体は、例えば、室温における曲げ強度は240
〜600MPa、1500℃における曲げ強度は55.
0〜80.0MPa、ヤング率は2.0×105 〜4.
0×105 MPa、ビッカース硬度は1.2×105
Pa以上、ポアソン比は0.14〜0.21、熱膨張係
数は3.8×10-6〜4.5×10-6(℃-1)、熱伝導
率は100W/m・k以上、比熱は0.15〜0.18
cal/g・℃、耐熱衝撃性は400〜600ΔT℃で
あることが好ましい。
The preferable physical properties of the nitrogen-containing silicon carbide sintered body obtained by the reaction sintering method will be examined. The silicon carbide sintered body has, for example, a bending strength at room temperature of 240.
The bending strength at 1500 to 600 MPa is 55.
0 to 80.0 MPa, Young's modulus is 2.0 × 10 5 to 4.
0 × 10 5 MPa, Vickers hardness 1.2 × 10 5 M
Pa or more, Poisson's ratio is 0.14 to 0.21, coefficient of thermal expansion is 3.8 × 10 -6 to 4.5 × 10 -6 (° C. -1 ), thermal conductivity is 100 W / m · k or more, Specific heat is 0.15 to 0.18
cal / g · ° C., and the thermal shock resistance is preferably 400 to 600 ΔT ° C.

【0025】本発明のダミーウェハは、反応焼結法によ
り得られた窒素含有炭化ケイ素焼結体から形成される。
以下に好適な反応焼結法について詳しく説明する
The dummy wafer of the present invention is formed from a nitrogen-containing silicon carbide sintered body obtained by a reaction sintering method.
The preferred reaction sintering method will be described in detail below.

【0026】前記反応焼結法は、炭化ケイ素粉末を製造
する工程と、炭化ケイ素粉末からスラリー状の混合粉体
を製造する工程と、スラリー状の混合粉体からグリーン
体を製造する工程と、グリーン体から炭化ケイ素焼結体
を製造する工程とを有することが好適である。前記反応
焼結法において、グリーン体とは、スラリー状の混合粉
体から溶媒を除去して得られる、多くの気孔が内在する
反応焼結前の炭化ケイ素成形体のことを指す。前記反応
焼結法により得られる窒素含有炭化ケイ素焼結体は、窒
素を含有することが特徴であり、窒素を導入する方法と
しては、炭化ケイ素粉末を製造する工程、又は炭化ケイ
素粉末からスラリー状の混合粉体を製造する工程におい
て、少なくとも1種以上の窒素源からなる有機物質を添
加することにより導入することが好適である。
The reaction sintering method includes a step of producing a silicon carbide powder, a step of producing a slurry-like mixed powder from the silicon carbide powder, and a step of producing a green body from the slurry-like mixed powder. And a step of producing a silicon carbide sintered body from the green body. In the reaction sintering method, the green body refers to a silicon carbide molded body before reaction sintering having many pores and obtained by removing a solvent from a slurry-like mixed powder. The nitrogen-containing silicon carbide sintered body obtained by the reaction sintering method is characterized by containing nitrogen, and as a method of introducing nitrogen, a step of producing silicon carbide powder, or a slurry from silicon carbide powder In the step of producing the mixed powder of the above, it is preferable to introduce by adding an organic substance comprising at least one or more nitrogen sources.

【0027】前記炭化ケイ素粉末を製造する工程は、少
なくとも1種以上のケイ素化合物を含むケイ素源と、少
なくとも1種以上の加熱により炭素を生成する有機化合
物を含む炭素源と、重合又は架橋触媒と、を溶媒中で溶
解し、乾燥した後、得られた粉末を非酸化性雰囲気下で
焼成する工程である。
The step of producing the silicon carbide powder comprises the steps of: a silicon source containing at least one or more silicon compounds; a carbon source containing at least one or more organic compounds that generate carbon by heating; a polymerization or crosslinking catalyst; Is dissolved in a solvent, dried, and then the obtained powder is fired in a non-oxidizing atmosphere.

【0028】前記炭化ケイ素粉末からスラリー状の混合
粉体を製造する工程は、炭化ケイ素粉末と、少なくとも
1種以上の炭素源からなる有機物質又は炭素粉末と、を
溶媒中に溶解、分散して、スラリ−状の混合粉体を製造
する工程である。溶媒中に溶解、分散時に、十分に攪拌
混合することにより、スラリー状の混合粉体からグリー
ン体を製造する工程で、グリーン体中に均一に気孔を分
散させることができる。
The step of producing a slurry-like mixed powder from the silicon carbide powder comprises dissolving and dispersing the silicon carbide powder and an organic substance or carbon powder comprising at least one or more carbon sources in a solvent. And a step of producing a slurry-like mixed powder. By sufficiently stirring and mixing in dissolving and dispersing in a solvent, pores can be uniformly dispersed in the green body in the step of producing the green body from the slurry-like mixed powder.

【0029】前記スラリー状の混合粉体からグリーン体
を製造する工程は、スラリー状の混合粉体を成形型に流
し込み、乾燥してグリーン体を製造する工程である。
The step of producing a green body from the slurry-like mixed powder is a step of pouring the slurry-like mixed powder into a mold and drying it to produce a green body.

【0030】前記グリーン体から炭化ケイ素焼結体を製
造する工程は、グリーン体を、真空雰囲気又は不活性ガ
ス雰囲気下、1450〜1700℃に加熱して溶融した
高純度シリコン中に浸漬し、毛細管現象によりシリコン
をグリーン体中の気孔に吸い上げ、シリコンとグリーン
体中の遊離炭素とを反応せしめて炭化ケイ素とし、グリ
ーン体中の気孔を埋める工程である。この工程により、
グリーン体を反応焼結させて、炭化ケイ素焼結体が得ら
れる。
In the step of producing a silicon carbide sintered body from the green body, the green body is immersed in a high-purity silicon melted by heating to 1450 to 1700 ° C. in a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere, and In this step, silicon is sucked up into pores in the green body by a phenomenon, and silicon and free carbon in the green body are reacted to form silicon carbide, thereby filling the pores in the green body. By this process,
The green body is reaction-sintered to obtain a silicon carbide sintered body.

【0031】窒素を導入する方法についてさらに詳しく
説明する。窒素導入工程を有する反応焼結法において、
炭化ケイ素焼結体に窒素を導入する方法としては、前記
炭化ケイ素粉末を製造する工程において、ケイ素源、炭
素源と同時に、少なくとも1種以上の窒素源からなる有
機物質を添加する方法、又は炭化ケイ素粉末からスラリ
ー状の混合粉体を製造する工程において、炭化ケイ素粉
末と、少なくとも1種の炭素源からなる有機物質又は炭
素粉末とを溶媒中に溶解、分散する際に、少なくとも1
種以上の窒素源からなる有機物質を同時に溶媒中に添加
し、溶解、分散する方法が挙げられる。
The method for introducing nitrogen will be described in more detail. In a reaction sintering method having a nitrogen introduction step,
As a method of introducing nitrogen into the silicon carbide sintered body, a method of adding an organic substance comprising at least one or more nitrogen sources simultaneously with a silicon source and a carbon source in the step of producing the silicon carbide powder, In the step of producing a slurry-like mixed powder from silicon powder, when dissolving and dispersing a silicon carbide powder and an organic substance or carbon powder comprising at least one carbon source in a solvent, at least one
There is a method of simultaneously adding, dissolving and dispersing an organic substance comprising at least one kind of nitrogen source into a solvent.

【0032】前記窒素源からなる有機物質としては、加
熱により窒素を発生する物質が好ましく、例えば、高分
子化合物(具体的には、ポリイミド樹脂、及びナイロン
樹脂等)、有機アミン(具体的には、ヘキサメチレンテ
トラミン、アンモニア、トリエチルアミン等、及びこれ
らの化合物、塩類)の各種アミン類が挙げられ、これら
の中でも、ヘキサメチレンテトラミンが好ましい。ま
た、ヘキサミンを触媒として合成したフェノール樹脂で
あり、その合成工程に由来する窒素を樹脂1gに対して
2.0mmol以上含有するフェノール樹脂も、窒素源
として好適に用いることができる。これら窒素源からな
る有機物質は、単独で用いてもよいし、2以上併用して
もよい。
As the organic substance composed of the nitrogen source, a substance that generates nitrogen by heating is preferable. For example, a polymer compound (specifically, a polyimide resin and a nylon resin, etc.), an organic amine (specifically, , Hexamethylenetetramine, ammonia, triethylamine, etc., and their compounds and salts). Of these, hexamethylenetetramine is preferable. Also, a phenol resin synthesized using hexamine as a catalyst and containing 2.0 mmol or more of nitrogen derived from the synthesis process per 1 g of the resin can be suitably used as a nitrogen source. These organic substances comprising a nitrogen source may be used alone or in combination of two or more.

【0033】前記窒素源からなる有機物質の添加量とし
ては、炭化ケイ素粉末を製造する工程時に、ケイ素源と
炭素源と同時に添加する場合、ケイ素源1gあたり窒素
が1mmol以上含有することが好ましいので、ケイ素
源1gに対して80μg〜1000μgが好ましく、ま
た、炭化ケイ素粉末からスラリー状の混合粉体を製造す
る工程時に、炭化ケイ素粉末と、少なくとも1種以上の
炭素源からなる有機物質又は炭素粉末と同時に添加する
場合、炭化ケイ素粉末1gあたり窒素が0.7mmol
以上含有することが好ましいので、炭化ケイ素粉末1g
に対して200μg〜2000μgが好ましく、150
0μg〜2000μgがさらに好ましい。
The amount of the organic substance comprising the nitrogen source is preferably at least 1 mmol per 1 g of the silicon source when the silicon source and the carbon source are simultaneously added during the process of producing the silicon carbide powder. The amount is preferably 80 μg to 1000 μg with respect to 1 g of the silicon source, and at the time of producing a slurry-like mixed powder from the silicon carbide powder, an organic substance or carbon powder comprising silicon carbide powder and at least one or more carbon sources. When added simultaneously, 0.7 mmol of nitrogen per 1 g of silicon carbide powder
Since it is preferable to contain the above, 1 g of silicon carbide powder
200 μg to 2000 μg is preferable, and
0 μg to 2000 μg is more preferred.

【0034】炭化ケイ素粉末を製造する工程をさらに詳
しく説明する。前記反応焼結法において、炭化ケイ素焼
結体の原料として用いられる炭化ケイ素粉末は、α型、
β型、非晶質或いはこれらの混合物等が挙げられる。ま
た、高純度の炭化ケイ素焼結体を得るためには、原料の
炭化ケイ素粉末として、高純度の炭化ケイ素粉末を用い
ることが好ましい。
The process for producing the silicon carbide powder will be described in more detail. In the reaction sintering method, silicon carbide powder used as a raw material of the silicon carbide sintered body is α-type,
Examples thereof include β-type, amorphous, and mixtures thereof. In order to obtain a high-purity silicon carbide sintered body, it is preferable to use a high-purity silicon carbide powder as a raw material silicon carbide powder.

【0035】このβ型炭化ケイ素粉末のグレードには特
に制限はなく、例えば、一般に市販されているβ型炭化
ケイ素粉末を用いることができる。
The grade of the β-type silicon carbide powder is not particularly limited, and for example, generally available β-type silicon carbide powder can be used.

【0036】炭化ケイ素粉末の粒径は、高密度化の観点
からは、小さいことが好ましく、具体的には、0.01
〜10μm程度、さらに好ましくは、0.05〜5μm
である。粒径が、0.01μm未満であると、計量、混
合等の処理工程における取扱いが、困難となり易く、1
0μmを超えると、比表面積が小さく、即ち、隣接する
粉末との接触面積が小さくなり、高密度化し難くなるた
め、好ましくない。
The particle size of the silicon carbide powder is preferably small from the viewpoint of increasing the density.
About 10 μm, more preferably 0.05 to 5 μm
It is. If the particle size is less than 0.01 μm, handling in processing steps such as measurement and mixing tends to be difficult, and
If it exceeds 0 μm, the specific surface area is small, that is, the contact area with the adjacent powder is small, and it is difficult to increase the density, which is not preferable.

【0037】高純度の炭化ケイ素粉末は、例えば、少な
くとも1種以上のケイ素化合物を含むケイ素源と、少な
くとも1種以上の加熱により炭素を生成する有機化合物
を含む炭素源と、重合又は架橋触媒と、を溶媒中で溶解
し、乾燥した後、得られた粉末を非酸化性雰囲気下で焼
成する工程により得ることができる。
The high-purity silicon carbide powder includes, for example, a silicon source containing at least one or more silicon compounds, a carbon source containing at least one or more organic compounds that generate carbon by heating, a polymerization or crosslinking catalyst, Is dissolved in a solvent and dried, and then the obtained powder is calcined in a non-oxidizing atmosphere.

【0038】前記ケイ素化合物を含むケイ素源(以下、
適宜、ケイ素源と称する)としては、液状のものと固体
のものとを併用することができるが、少なくとも1種は
液状のものから選ばれなくてはならない。液状のものと
しては、アルコキシシラン(モノ−、ジ−、トリ−、テ
トラ−)及びテトラアルコキシシランの重合体が用いら
れる。アルコキシシランの中ではテトラアルコキシシラ
ンが好適に用いられ、具体的には、メトキシシラン、エ
トキシシラン、プロポキシシラン、ブトキシシラン等が
挙げられるが、ハンドリングの点からはエトキシシラン
が好ましい。また、テトラアルコキシシランの重合体と
しては、重合度が2〜15程度の低分子量重合体(オリ
ゴマー)及びさらに重合度が高いケイ酸ポリマーで液状
のものが挙げられる。これらと併用可能な固体状のもの
としては、酸化ケイ素が挙げられる。前記反応焼結法に
おいて酸化ケイ素とは、SiOの他、シリカゾル(コロ
イド状超微細シリカ含有液、内部にOH基やアルコキシ
ル基を含む)、二酸化ケイ素(シリカゲル、微細シリ
カ、石英粉末)等を含む。これらケイ素源は、単独で用
いてもよいし、2種以上併用してもよい。
A silicon source containing the silicon compound (hereinafter referred to as “silicon compound”)
As the silicon source), a liquid source and a solid source can be used in combination, but at least one type must be selected from liquid sources. As the liquid, a polymer of alkoxysilane (mono-, di-, tri-, tetra-) and tetraalkoxysilane is used. Among alkoxysilanes, tetraalkoxysilane is suitably used, and specific examples thereof include methoxysilane, ethoxysilane, propoxysilane, butoxysilane and the like, and ethoxysilane is preferred from the viewpoint of handling. Examples of the tetraalkoxysilane polymer include a low molecular weight polymer (oligomer) having a degree of polymerization of about 2 to 15 and a liquid silicate polymer having a higher degree of polymerization. Examples of solid materials that can be used in combination with these include silicon oxide. In the above reaction sintering method, silicon oxide includes, in addition to SiO, silica sol (colloidal ultrafine silica-containing liquid, containing OH groups and alkoxyl groups inside), silicon dioxide (silica gel, fine silica, quartz powder) and the like. . These silicon sources may be used alone or in combination of two or more.

【0039】これらケイ素源の中でも、均質性やハンド
リング性が良好な観点から、テトラエトキシシランのオ
リゴマー及びテトラエトキシシランのオリゴマーと微粉
末シリカとの混合物等が好適である。また、これらのケ
イ素源は高純度の物質が用いられ、初期の不純物含有量
が20ppm以下であることが好ましく、5ppm以下
であることがさらに好ましい。
Among these silicon sources, from the viewpoint of good homogeneity and handling properties, tetraethoxysilane oligomers and mixtures of tetraethoxysilane oligomers with finely divided silica are preferred. In addition, a high-purity substance is used for these silicon sources, and the initial impurity content is preferably 20 ppm or less, more preferably 5 ppm or less.

【0040】前記加熱により炭素を生成する有機化合物
を含む炭素源(以下、適宜、炭素源と称する)として
は、液状のものの他、液状のものと固体のものとを併用
することができ、残炭率が高く、且つ触媒若しくは加熱
により重合又は架橋する有機化合物、具体的には例え
ば、フェノール樹脂、フラン樹脂、ポリイミド、ポリウ
レタン、ポリビニルアルコール等の樹脂のモノマーやプ
レポリマーが好ましく、その他、セルロース、蔗糖、ピ
ッチ、タール等の液状物が挙げられ、特にレゾール型フ
ェノール樹脂が好ましい。、これら炭素源は、単独で用
いてもよいし、2以上併用してもよい。また、その純度
は目的により適宜制御選択が可能であるが、特に高純度
の炭化ケイ素粉末が必要な場合には、各金属を5ppm
以上含有していない有機化合物を用いることが望まし
い。
As the carbon source containing an organic compound that produces carbon by heating (hereinafter, appropriately referred to as a carbon source), in addition to a liquid source, a liquid source and a solid source can be used in combination. Organic compounds that have a high carbon content and polymerize or crosslink by catalyst or heating, specifically, for example, monomers and prepolymers of resins such as phenolic resins, furan resins, polyimides, polyurethanes, and polyvinyl alcohol are preferable, and cellulose, Examples thereof include liquid substances such as sucrose, pitch, and tar, and a resol-type phenol resin is particularly preferable. These carbon sources may be used alone or in combination of two or more. In addition, the purity can be appropriately controlled and selected depending on the purpose. Particularly, when high-purity silicon carbide powder is required, 5 ppm of each metal is used.
It is desirable to use an organic compound that does not contain the above.

【0041】高純度の炭化ケイ素粉末の製造に用いられ
る重合及び架橋触媒としては、炭素源に応じて適宜選択
でき、炭素源がフェノール樹脂やフラン樹脂の場合、ト
ルエンスルホン酸、トルエンカルボン酸、酢酸、しゅう
酸、硫酸等の酸類が挙げられる。これらの中でも、トル
エンスルホン酸が好適に用いられる。
The polymerization and crosslinking catalyst used in the production of high-purity silicon carbide powder can be appropriately selected according to the carbon source. When the carbon source is a phenol resin or a furan resin, toluene sulfonic acid, toluene carboxylic acid, acetic acid Oxalic acid, sulfuric acid and the like. Among these, toluenesulfonic acid is preferably used.

【0042】前記反応焼結法に使用される原料粉末であ
る高純度炭化ケイ素粉末を製造する工程における、炭素
とケイ素の比(以下、C/Si比と略記)は、混合物を
1000℃にて炭化して得られる炭化物中間体を、元素
分析することにより定義される。化学量論的には、C/
Si比が3.0の時に生成炭化ケイ素中の遊離炭素が0
%となるはずであるが、実際には同時に生成するSiO
ガスの揮散により低C/Si比において遊離炭素が発生
する。この生成炭化ケイ素粉末中の遊離炭素量が焼結体
等の製造用途に適当でない量にならないように予め配合
を決定することが重要である。通常、1気圧近傍で16
00℃以上での焼成では、C/Si比を2.0〜2.5
にすると遊離炭素を抑制することができ、この範囲を好
適に用いることができる。C/Si比を2.5以上にす
ると遊離炭素が顕著に増加するが、この遊離炭素は粒成
長を抑制する効果を持つため、粒子形成の目的に応じて
適宜選択しても良い。但し、雰囲気の圧力を低圧又は高
圧で焼成する場合は、純粋な炭化ケイ素を得るためのC
/Si比は変動するので、この場合は必ずしも前記C/
Si比の範囲に限定するものではない。
The ratio of carbon to silicon (hereinafter abbreviated as C / Si ratio) in the step of producing a high-purity silicon carbide powder, which is a raw material powder used in the above-mentioned reaction sintering method, is determined at 1000 ° C. It is defined by performing elemental analysis on a carbide intermediate obtained by carbonization. Stoichiometrically, C /
When the Si ratio is 3.0, the free carbon in the generated silicon carbide is 0
%, But actually, the SiO
Free gas is generated at a low C / Si ratio due to gas volatilization. It is important to determine the composition in advance so that the amount of free carbon in the produced silicon carbide powder does not become an unsuitable amount for the production use of a sintered body or the like. Normally, 16
In the case of sintering at 00 ° C. or more, the C / Si ratio is 2.0 to 2.5.
When it is set, free carbon can be suppressed, and this range can be suitably used. When the C / Si ratio is 2.5 or more, the amount of free carbon increases remarkably. However, since this free carbon has an effect of suppressing grain growth, it may be appropriately selected according to the purpose of forming particles. However, when the atmosphere is fired at a low or high pressure, C to obtain pure silicon carbide is used.
Since the / Si ratio fluctuates, in this case, the C /
It is not limited to the range of the Si ratio.

【0043】前記反応焼結法において、ケイ素源と加熱
により炭素を生成する有機化合物を含む炭素源とを、溶
媒中に溶解し、乾燥して粉末を得るために、ケイ素源と
該有機化合物含む炭素源との混合物を硬化して粉末とす
ることも必要に応じて行われる。硬化の方法としては、
加熱により架橋する方法、硬化触媒により硬化する方
法、電子線や放射線による方法が挙げられる。硬化触媒
としては、炭素源に応じて適宜選択できるが、フェノー
ル樹脂やフラン樹脂の場合には、トルエンスルホン酸、
トルエンカルボン酸、酢酸、しゅう酸、塩酸、硫酸、マ
レイン酸等の酸類、ヘキサミン等のアミン類等を用い
る。これらの混合触媒を溶媒に、溶解又は分散させて混
合させる。溶媒としては、低級アルコール(例えばエチ
ルアルコール等)、エチルエーテル、アセトン等が挙げ
られる。
In the reaction sintering method, a silicon source and a carbon source containing an organic compound which generates carbon by heating are dissolved in a solvent and dried to obtain a powder. The mixture with the carbon source is cured to form a powder, if necessary. As a curing method,
Examples thereof include a method of crosslinking by heating, a method of curing with a curing catalyst, and a method of electron beam or radiation. The curing catalyst can be appropriately selected according to the carbon source, but in the case of a phenol resin or a furan resin, toluene sulfonic acid,
Acids such as toluenecarboxylic acid, acetic acid, oxalic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, and maleic acid, and amines such as hexamine are used. These mixed catalysts are dissolved or dispersed in a solvent and mixed. Examples of the solvent include lower alcohols (for example, ethyl alcohol and the like), ethyl ether, acetone and the like.

【0044】ケイ素源と加熱により炭素を生成する有機
化合物を含む炭素源とを、溶媒中に溶解し、乾燥した粉
末は、加熱炭化される。これは窒素又はアルゴン等の非
酸化性雰囲気中800℃〜1000℃にて30分〜12
0分間、該粉末を加熱することにより行われる。
A silicon source and a carbon source containing an organic compound which generates carbon by heating are dissolved in a solvent, and the dried powder is heated and carbonized. This is performed at 800 ° C. to 1000 ° C. for 30 minutes to 12 minutes in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen or argon.
This is done by heating the powder for 0 minutes.

【0045】さらに、この炭化物をアルゴン等の非酸化
性雰囲気中1350℃〜2000℃で加熱することによ
り炭化ケイ素が生成する。焼成温度と時間は希望する粒
径等の特性に応じて適宜選択できるが、より効率的な生
成のためには1600℃〜1900℃での焼成が望まし
い。
Further, the carbide is heated at 1350 ° C. to 2000 ° C. in a non-oxidizing atmosphere such as argon to produce silicon carbide. The firing temperature and time can be appropriately selected according to the desired properties such as the particle size, but firing at 1600 ° C. to 1900 ° C. is desirable for more efficient production.

【0046】また、より高純度の炭化ケイ素粉末を必要
とする時には、前述の焼成時に2000〜2100℃に
て5〜20分間加熱処理を施すことにより不純物をさら
に除去できる。
When a silicon carbide powder having a higher purity is required, impurities can be further removed by performing a heat treatment at 2000 to 2100 ° C. for 5 to 20 minutes during the above-mentioned firing.

【0047】以上より、特に高純度の炭化ケイ素粉末を
得る方法としては、本願出願人が先に出願した特開平9
−48605号の単結晶の製造方法に記載の原料粉末の
製造方法、即ち、高純度のテトラアルコキシシラン、テ
トラアルコキシシラン重合体から選択される1種以上を
ケイ素源とし、加熱により炭素を生成する高純度有機化
合物を炭素源とし、これらを均質に混合して得られた混
合物を非酸化性雰囲気下において加熱焼成して炭化ケイ
素粉末を得る炭化ケイ素生成工程と、得られた炭化ケイ
素粉末を、1700℃以上2000℃未満の温度に保持
し、該温度の保持中に、2000℃〜2100℃の温度
において5〜20分間にわたり加熱する処理を少なくと
も1回行う後処理工程とを含み、前記2工程を行うこと
により、各不純物元素の含有量が0.5ppm以下であ
る炭化ケイ素粉末を得ること、を特徴とする高純度炭化
ケイ素粉末の製造方法等を利用することができる。この
様にして得られた炭化ケイ素粉末は、大きさが不均一で
あるため、解粉、分級により前記粒度に適合するように
処理する。
As described above, as a method of obtaining a silicon carbide powder of particularly high purity, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No.-48605, a method for producing a raw material powder as described in the method for producing a single crystal, that is, high purity tetraalkoxysilane, at least one selected from tetraalkoxysilane polymers is used as a silicon source, and carbon is generated by heating. Using a high-purity organic compound as a carbon source, a mixture obtained by homogeneously mixing these is heated and fired in a non-oxidizing atmosphere to obtain a silicon carbide powder, and a silicon carbide powder obtained, A post-treatment step of holding at a temperature of 1700 ° C. or more and less than 2000 ° C., and performing at least one heat treatment at a temperature of 2000 ° C. to 2100 ° C. for 5 to 20 minutes while maintaining the temperature; To obtain a silicon carbide powder having a content of each impurity element of 0.5 ppm or less, producing a high-purity silicon carbide powder. It is possible to use the law and the like. Since the silicon carbide powder thus obtained is not uniform in size, it is processed by pulverization and classification so as to conform to the particle size.

【0048】炭化ケイ素粉末を製造する工程において窒
素を導入する場合は、まずケイ素源と、炭素源と、窒素
源からなる有機物質と、重合又は架橋触媒と、を均質に
混合するが、前述の如く、フェノール樹脂等の炭素源
と、ヘキサメチレンテトラミン等の窒素源からなる有機
物質と、トルエンスルホン酸等の重合又は架橋触媒と
を、エタノール等の溶媒に溶解する際に、テトラエトキ
シシランのオリゴマー等のケイ素源と十分に混合するこ
とが好ましい。
When nitrogen is introduced in the step of producing silicon carbide powder, first, a silicon source, a carbon source, an organic substance comprising a nitrogen source, and a polymerization or crosslinking catalyst are mixed homogeneously. As described above, when a carbon source such as a phenol resin, an organic substance including a nitrogen source such as hexamethylenetetramine, and a polymerization or crosslinking catalyst such as toluenesulfonic acid are dissolved in a solvent such as ethanol, an oligomer of tetraethoxysilane is used. It is preferable to mix well with a silicon source such as

【0049】炭化ケイ素粉末からスラリー状の混合粉体
を製造する工程についてさらに詳しく説明する。炭化ケ
イ素粉末からスラリー状の混合粉体を製造する工程は、
炭化ケイ素粉末と、少なくとも1種以上の炭素源からな
る有機物質又は炭素粉末と、を溶媒中に溶解又は分散し
て、スラリ−状の混合粉体を製造するが、溶媒中に溶
解、分散時に、十分に攪拌混合することにより、グリー
ン体中に均一に気孔を分散させることができる。
The step of producing a slurry-like mixed powder from silicon carbide powder will be described in more detail. The step of producing a slurry-like mixed powder from silicon carbide powder,
Silicon carbide powder and an organic substance or carbon powder comprising at least one or more carbon sources are dissolved or dispersed in a solvent to produce a slurry-like mixed powder. By sufficiently stirring and mixing, the pores can be uniformly dispersed in the green body.

【0050】炭化ケイ素粉末からスラリー状の混合粉体
を製造する工程において、前記炭化ケイ素粉末と共に用
いられる炭素源からなる有機物質としては、加熱により
炭素を生成する、所謂炭素源と称される物質が用いら
れ、加熱により炭素を生成する有機化合物が挙げられ
る。炭素源からなる有機物質は、単独で用いてもよい
し、2種以上併用してもよい。
In the step of producing the slurry-like mixed powder from the silicon carbide powder, the organic substance comprising a carbon source used together with the silicon carbide powder includes a substance called a carbon source which generates carbon by heating. And an organic compound which generates carbon by heating. The organic substance comprising a carbon source may be used alone or in combination of two or more.

【0051】加熱により炭素を生成する有機化合物とし
ては、具体的には、残炭率の高いコールタールピッチ、
ピッチタール、フェノール樹脂、フラン樹脂、エポキシ
樹脂、フェノキシ樹脂やグルコース等の単糖類、蔗糖等
の少糖類、セルロース、デンプン等の多糖類などの等の
各種糖類が好適に挙げられ、導電性が付与されているも
のが好ましい。これらは炭化ケイ素粉末と均質に混合す
るという目的から、常温で液状のもの、溶媒に溶解する
もの、熱可塑性或いは熱融解性のように加熱することに
より軟化するもの或いは液状となるものが好適に用いら
れるが、なかでも、得られる成形体の強度が高いフェノ
ール樹脂、特に、レゾール型フェノール樹脂が好適であ
る。
Examples of the organic compound that generates carbon by heating include coal tar pitch having a high residual carbon ratio,
Preferable examples include various sugars such as pitch tar, phenolic resin, furan resin, epoxy resin, monosaccharides such as phenoxy resin and glucose, oligosaccharides such as sucrose, cellulose, polysaccharides such as starch, and the like. Are preferred. These are preferably those that are liquid at room temperature, those that dissolve in a solvent, those that are softened by heating such as thermoplastic or heat-meltable, or those that become liquid, for the purpose of being homogeneously mixed with silicon carbide powder. Among them, a phenol resin having high strength of the obtained molded body, particularly a resol-type phenol resin is preferable.

【0052】炭化ケイ素粉末からスラリー状の混合粉体
を製造する工程において、前記炭化ケイ素粉末と共に用
いられる炭素粉末としては、カーボンブラック、アセチ
レンブラック等の熱分解カーボン、黒鉛、活性炭、及び
水分散性カーボンが挙げられれ、好ましくは、導電性が
付与されているものが選択する。これらの中でも導電性
が付与されたカーボンブラックが特に好ましい。
In the step of producing the slurry-like mixed powder from the silicon carbide powder, the carbon powder used together with the silicon carbide powder includes pyrolytic carbon such as carbon black and acetylene black, graphite, activated carbon, and water-dispersible carbon. Carbon is mentioned, and preferably, those having conductivity are selected. Among these, carbon black imparted with conductivity is particularly preferred.

【0053】炭化ケイ素粉末からスラリー状の混合粉体
を製造する工程において、炭化ケイ素粉末と、炭素源か
らなる有機物質又は炭素粉末とを溶媒中で溶解、分散し
て、スラリー状の混合粉体を製造するが、溶媒として
は、水でもよいが、例えば好適な加熱により炭素を生成
する有機化合物であるフェノール樹脂に対しては、エチ
ルアルコール等の低級アルコール類やエチルエーテル、
アセトン等が挙げれる。また、この炭素源からなる有機
物質、炭素粉末、及び溶媒についても不純物の含有量が
低いものを使用することが好ましい。
In the step of producing a slurry-like mixed powder from the silicon carbide powder, the silicon carbide powder and an organic substance or carbon powder comprising a carbon source are dissolved and dispersed in a solvent to form a slurry-like mixed powder. Although the solvent may be water, for example, for a phenol resin which is an organic compound that generates carbon by suitable heating, lower alcohols such as ethyl alcohol and ethyl ether,
Acetone and the like can be mentioned. In addition, it is preferable that the organic substance, the carbon powder, and the solvent composed of the carbon source have low impurity contents.

【0054】炭化ケイ素粉末からスラリー状の混合粉体
を製造する工程において、有機バインダーを添加しても
よい。有機バインダーとしては、解膠剤、粉体粘着剤等
が挙げられ、解膠剤としては、導電性を付与する効果を
さらに上げる点で窒素系の化合物が好ましく、例えばア
ンモニア、ポリアクリル酸アンモニウム塩等が好適に用
いられる。粉体粘着剤としては、ポリビニルアルコー
ル、ウレタン樹脂(例えば水溶性ポリウレタン)等が好
適に用いられる。また、その他、消泡剤を添加してもよ
い。消泡剤としては、シリコーン消泡剤等が挙げられ
る。
In the step of producing a slurry-like mixed powder from silicon carbide powder, an organic binder may be added. Examples of the organic binder include a deflocculant and a powdery pressure-sensitive adhesive. As the deflocculant, a nitrogen-based compound is preferable in terms of further increasing the effect of imparting conductivity, for example, ammonia and ammonium polyacrylate. Etc. are preferably used. As the powdery adhesive, polyvinyl alcohol, urethane resin (for example, water-soluble polyurethane) and the like are preferably used. In addition, an antifoaming agent may be added. Examples of the antifoaming agent include a silicone antifoaming agent.

【0055】炭化ケイ素粉末と混合される炭素源からな
る有機物質の添加量は、炭素量として、10%〜50%
が好ましく、さらに好ましくは15%〜40%である。
10%未満であるとグリーン体から炭化ケイ素焼結体を
製造する工程でシリコンを浸透させSiCに転化させる
際、炭素が不足し、反応に預からないSiが気孔内に5
%以上残ることになるため導電性が得られ難くなる。ま
た、50%を超えるとスラリーのチクソトロッピクが大
きくなり易く、成形性が劣る傾向があり、実用上実施で
きないことがある。
The amount of the organic substance composed of a carbon source mixed with the silicon carbide powder is 10% to 50% as the amount of carbon.
Is more preferable, and more preferably 15% to 40%.
When the content is less than 10%, when silicon is infiltrated and converted into SiC in a process of manufacturing a silicon carbide sintered body from a green body, carbon is insufficient, and Si which cannot be deposited in the reaction contains 5% in the pores.
% Or more, it becomes difficult to obtain conductivity. On the other hand, if it exceeds 50%, the thixotropy of the slurry tends to be large, the moldability tends to be poor, and this may not be practically performed.

【0056】炭化ケイ素粉末からスラリー状の混合粉体
を製造する工程において窒素を導入する場合は、まず炭
化ケイ素粉末と、炭素源からなる有機物質又は炭素粉末
と、窒素源からなる有機物質と、を均質に混合するが、
前述の如く、カーボンブラック、フェノール樹脂等の炭
素源からなる有機物質又は炭素粉末と、ヘキサメチレン
テトラミン等の窒素源からなる有機物質とを、水、エチ
ルアルコールなどの溶媒に溶解、分散した後、炭化ケイ
素粉末と十分に攪拌混合することが好ましい。
When nitrogen is introduced in the step of producing a slurry-like mixed powder from silicon carbide powder, first, silicon carbide powder, an organic substance or carbon powder comprising a carbon source, an organic substance comprising a nitrogen source, Is mixed homogeneously,
As described above, carbon black, an organic substance or a carbon powder composed of a carbon source such as a phenol resin, and an organic substance composed of a nitrogen source such as hexamethylenetetramine are dissolved and dispersed in a solvent such as water and ethyl alcohol. It is preferable to sufficiently stir and mix with the silicon carbide powder.

【0057】前記反応焼結法において、各工程の攪拌混
合は、公知の攪拌混合手段、例えば、ミキサー、遊星ボ
ールミルなどによって行うことができる。攪拌混合は、
10〜30時間、特に、16〜24時間にわたって行う
ことが好ましい。
In the reaction sintering method, the stirring and mixing in each step can be performed by a known stirring and mixing means, for example, a mixer, a planetary ball mill or the like. Stir mixing
It is preferably performed for 10 to 30 hours, particularly for 16 to 24 hours.

【0058】スラリー状の混合粉体からグリーン体を製
造する工程についてさらに詳しく説明する。スラリー状
の混合粉体を型に流し込み成形するには、一般的に鋳込
み成形が好適に用いられる。スラリー状の混合粉体を鋳
込み成形時の成形型に流し込み、放置、脱型した後、5
0〜60℃の温度条件下で加熱乾燥又は自然乾燥して溶
媒を除去することにより、規定寸法のグリーン体を得る
ことができる。
The step of producing a green body from the slurry-like mixed powder will be described in more detail. In order to cast the slurry-like mixed powder into a mold, generally, casting is suitably used. The slurry-like mixed powder is poured into a molding die at the time of casting, left to stand, and then demolded.
A green body having a specified size can be obtained by removing the solvent by heating or air drying under a temperature condition of 0 to 60 ° C.

【0059】グリーン体から炭化ケイ素焼結体を製造す
る工程についてさらに詳しく説明する。上記工程を経て
製造されたグリーン体を、真空雰囲気又は不活性ガス雰
囲気下、高純度金属シリコンの融点以上、具体的には1
450〜1700℃迄加熱して溶融した高純度金属シリ
コン中に浸漬する。グリーン体を溶融金属シリコーン中
に浸漬することにより、液状になったシリコンが、毛細
管現象によりグリーン体中の気孔に浸透し、このシリコ
ンとグリーン体中の遊離炭素とが反応する。この反応に
より炭化ケイ素が生成し、グリーン体中の気孔が生成さ
れた炭化ケイ素によって充填される。シリコンと遊離炭
素との反応は、炭化ケイ素粉末を製造する工程で示した
ように1420〜2000℃程度で起こるので、145
0〜1700℃迄加熱された溶融高純度金属シリコン
が、グリーン体中に浸透した段階で、遊離炭素との反応
が進行する。また、グリーン体を溶融金属シリコン中に
浸漬する時間は、特に限定されなく、大きさや、グリー
ン体中の遊離炭素の量により適異決定する。
The step of producing a silicon carbide sintered body from a green body will be described in more detail. The green body manufactured through the above process is heated in a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere to a temperature equal to or higher than the melting point of high-purity metallic silicon,
It is immersed in high-purity metallic silicon melted by heating to 450 to 1700 ° C. When the green body is immersed in the molten metal silicone, silicon in a liquid state penetrates into pores in the green body due to a capillary phenomenon, and this silicon reacts with free carbon in the green body. By this reaction, silicon carbide is generated, and pores in the green body are filled with the generated silicon carbide. Since the reaction between silicon and free carbon occurs at about 1420 to 2000 ° C. as shown in the process for producing silicon carbide powder,
At the stage when the molten high-purity metallic silicon heated to 0 to 1700 ° C. has penetrated into the green body, the reaction with free carbon proceeds. The time for immersing the green body in the molten metal silicon is not particularly limited, and is appropriately determined depending on the size and the amount of free carbon in the green body.

【0060】高純度金属シリコンは、1450〜170
0℃迄、好ましくは、1550〜1650℃迄加熱して
溶融させるが、この溶融温度が1450℃未満では高純
度金属シリコンの粘性が上昇するため毛細管現象により
グリーン体に浸透しなくなり、また1700℃を超える
と蒸発が著しくなり炉体等に損傷を与えてしまう。
High-purity metallic silicon is 1450 to 170
Melting is performed by heating to 0 ° C., preferably 1550 to 1650 ° C. If the melting temperature is lower than 1450 ° C., the viscosity of the high-purity metallic silicon increases, so that the high-purity metallic silicon does not penetrate into the green body due to the capillary phenomenon. If it exceeds 300, evaporation will be remarkable and the furnace body will be damaged.

【0061】高純度金属シリコンとしては、粉末、顆
粒、塊状の金属シリコンが等が挙げられ、2〜5mmの
塊状の金属シリコンが好適に用いられる。本発明におい
て、高純度とは、不純物の含有量が1ppm未満のもの
を意味する。
Examples of the high-purity metal silicon include powder, granules, and bulk metal silicon, and bulk metal silicon of 2 to 5 mm is preferably used. In the present invention, high purity means that the content of impurities is less than 1 ppm.

【0062】上記のように窒素を含有したグリーン体中
に含まれる遊離炭素とシリコンとを反応させて、生成し
た炭化ケイ素がグリーン体中の気孔を埋めることによ
り、高密度な、且つ良好な電気的特性を有する炭化ケイ
素焼結体が得られる。
As described above, the free carbon contained in the nitrogen-containing green body reacts with silicon, and the generated silicon carbide fills the pores in the green body, thereby providing a high-density and good electric power. Silicon carbide sintered body having characteristic characteristics is obtained.

【0063】前記反応焼結法において、前記加熱条件を
満たしうるものであれば、特に製造装置等に制限はな
く、公知の加熱炉内や反応装置を使用することができ
る。
In the reaction sintering method, as long as the heating conditions can be satisfied, there is no particular limitation on the production apparatus and the like, and a known heating furnace or reaction apparatus can be used.

【0064】上記の如き反応焼結法により得られた窒素
含有炭化ケイ素焼結体を、放電加工、研磨加工、洗浄等
の処理を施すことにより、本発明のダミーウェハを製造
することができる。
The dummy wafer of the present invention can be manufactured by subjecting the nitrogen-containing silicon carbide sintered body obtained by the above reaction sintering method to processing such as electric discharge machining, polishing, and washing.

【0065】本発明のダミーウエハは、厚みが、0.5
〜1.0mm、直径が、75〜500mm、表面粗さ
(Ra)が、0.01〜10μmになるように、反応焼
結法により得られた窒素含有炭化ケイ素焼結体を、放電
加工、研磨加工、洗浄等の処理を施すことが好適であ
る。
The dummy wafer of the present invention has a thickness of 0.5
The nitrogen-containing silicon carbide sintered body obtained by the reaction sintering method is subjected to electric discharge machining so that the nitrogen-containing silicon carbide sintered body has a diameter of 75 to 500 mm and a surface roughness (Ra) of 0.01 to 10 μm. It is preferable to perform processing such as polishing and cleaning.

【0066】[0066]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明の主旨を超えない限り本実施例に限定さ
れるものではない。 (実施例1)炭化ケイ素粉末として、中心粒径1.1μ
mの高純度炭化ケイ素粉末(特開平9−48605号に
記載の製造方法に準じて製造された不純物含有量5pp
m以下の炭化珪素:1.5重量%のシリカを含有)85
0gを、炭素源からなる有機物質として(新日化製「#
SL200」)150gと、窒素源からなる有機物質と
してヘキサメチレンテトラミン8.5gと、解膠剤とし
てポリアクリル酸アンモニウム9gとを溶解した水50
0gに入れ6時間ボールミルにて分散混合した後、粉体
粘着剤として水溶性ポリウレタン(三洋化成製「ユーコ
ート」)30gと、シリコーン消泡剤(信越化学(株)
製「KM72A」)10gを添加し、さらに10分間ボ
ールミルで分散混合し、粘度3ポイズのスラリ−状の混
合粉体を製造した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but is not limited to the examples unless it exceeds the gist of the present invention. (Example 1) As silicon carbide powder, a central particle diameter of 1.1 µm
m high-purity silicon carbide powder (impurity content 5 pp manufactured according to the manufacturing method described in JP-A-9-48605).
m or less of silicon carbide: containing 1.5% by weight of silica) 85
0 g as an organic substance composed of a carbon source (“#
SL200 ") 150 g of water, in which 8.5 g of hexamethylenetetramine as an organic substance consisting of a nitrogen source and 9 g of ammonium polyacrylate as a deflocculant are dissolved.
After mixing in a ball mill for 6 hours, 30 g of water-soluble polyurethane (“Yukote” manufactured by Sanyo Chemical) as a powder adhesive and a silicone defoamer (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
("KM72A") was added and dispersed and mixed by a ball mill for further 10 minutes to produce a slurry-like mixed powder having a viscosity of 3 poise.

【0067】このスラリ−状の混合粉体を長さ100m
m、幅50mm、厚み5mmの石膏モールドに鋳込み、
24時間自然乾燥(22℃)させて、遊離炭素を有する
グリーン体を製造した。
The slurry-like mixed powder was 100 m long.
m, cast into a plaster mold of width 50mm, thickness 5mm,
The green body having free carbon was produced by air drying (22 ° C.) for 24 hours.

【0068】次にグリーン体を、内径200mm、高さ
80mmの黒鉛製のるつぼ内で、アルゴン雰囲気下で1
550℃まで昇温して溶融させた高純度金属シリコン粉
末(高純度化学研究所製)に浸漬し、30分保持するこ
とにより、グリーン体の遊離炭素と毛細管現象によりグ
リーン体中に浸透した溶融金属シリコンとを反応させ、
生成した炭化ケイ素がグリーン体中の気孔を充填して実
施例1の炭化ケイ素焼結体を製造した。
Next, the green body was placed in a graphite crucible having an inner diameter of 200 mm and a height of 80 mm in an argon atmosphere under an argon atmosphere.
By immersing in a high-purity metallic silicon powder (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory) heated to 550 ° C. and melted and held for 30 minutes, free carbon in the green body and the melt permeated into the green body by capillary action React with metallic silicon,
The generated silicon carbide filled the pores in the green body to produce the silicon carbide sintered body of Example 1.

【0069】得られた炭化ケイ素焼結体を放電加工、研
磨加工により、直径150mm、厚み1mmのダミーウ
ェハを製造した。
The obtained silicon carbide sintered body was subjected to electric discharge machining and polishing to produce a dummy wafer having a diameter of 150 mm and a thickness of 1 mm.

【0070】(実施例2)炭化ケイ素粉末を850gか
ら800g、炭素源からなる有機物質を150gから2
00gに変えた以外は実施例1と同様にして実施例2の
ダミーウェハを製造した。
Example 2 850 g to 800 g of silicon carbide powder and 150 g to 2 g of an organic substance comprising a carbon source
A dummy wafer of Example 2 was manufactured in the same manner as Example 1 except that the amount was changed to 00 g.

【0071】(比較例1)実施例1において、炭化ケイ
素粉末として、アジソン法により得られた中心粒径2.
5μmの炭化ケイ素粉末を用い、スラリ−状の混合粉体
を製造時にヘキサメチレンテトラミンを添加しない以外
は、実施例1と同様にして比較例1のダミーウェハを製
造した。
(Comparative Example 1) In Example 1, the center particle diameter obtained by the Addison method as silicon carbide powder was 2.
A dummy wafer of Comparative Example 1 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that 5 μm silicon carbide powder was used, and hexamethylenetetramine was not added during the production of the slurry-like mixed powder.

【0072】(比較例2)市販の高純度黒鉛製ダミーウ
ェハを使用した。
Comparative Example 2 A commercially available high-purity graphite dummy wafer was used.

【0073】<評価>得られた実施例1〜2及び比較例
1〜2のダミーウェハについて、それぞれ下記評価、ア
ルキメデス法による密度、気孔率の測定、3点曲げ試
験、4端子法による体積抵抗率の測定、及び放電加工試
験を行った。結果を表1に示す。
<Evaluation> With respect to the obtained dummy wafers of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the following evaluation, measurement of density and porosity by Archimedes method, three-point bending test, and volume resistivity by four-terminal method, respectively And an electric discharge machining test. Table 1 shows the results.

【0074】(アルキメデス法による密度、気孔率の測
定法)炭化ケイ素焼結体の密度、気孔率の測定は、JI
S R1634に従って行った。
(Method of Measuring Density and Porosity by Archimedes Method)
Performed according to SR1634.

【0075】(3点曲げ試験)炭化ケイ素焼結体の3点
曲げ試験は、JIS R1601に従って行った。
(Three-point bending test) The three-point bending test of the silicon carbide sintered body was performed according to JIS R1601.

【0076】(4端子法による体積抵抗率の測定法)炭
化ケイ素焼結体の4端子法による体積抵抗率は、三菱化
学社製「ロレスターAp」を用い測定した。なお、測定
条件は、ピン間隔1mm、サンプルサイズ(長さ60m
m、幅15mm、厚み3mm)である。
(Method of Measuring Volume Resistivity by Four-Terminal Method) The volume resistivity of the silicon carbide sintered body by the four-terminal method was measured using “Lorester Ap” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. The measurement conditions were as follows: pin interval 1 mm, sample size (length 60 m
m, width 15 mm, thickness 3 mm).

【0077】(放電加工試験)炭化ケイ素焼結体の放電
加工試験は、三菱電気社製「FX2D」を用い行った。
なお、加工条件は、最大ピーク電流Ip =53(A)、
無負荷電圧VO =8(V)、平均加工電圧VG =7
(V)である。評価基準は、直径200mmの炭化ケイ
素焼結体を断線なく2mmの厚さに加工できたとき○と
し、加工できなかったとき×とした。
(Electric discharge machining test) The electric discharge machining test of the silicon carbide sintered body was performed using "FX2D" manufactured by Mitsubishi Electric Corporation.
The processing conditions were as follows: maximum peak current I p = 53 (A),
No-load voltage V O = 8 (V), average machining voltage V G = 7
(V). The evaluation criteria were as follows: ○ when the silicon carbide sintered body having a diameter of 200 mm could be processed to a thickness of 2 mm without disconnection, and x when it could not be processed.

【0078】[0078]

【表1】 [Table 1]

【0079】さらに実施例1〜2及び比較例1〜2のダ
ミーウェハについて、それぞれ変形度(耐熱性、耐久
性)、鉄の拡散数量(耐汚染性)の評価を行った。各評
価法は以下のとおりである。結果を表2に示す。
Further, with respect to the dummy wafers of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the degree of deformation (heat resistance and durability) and the quantity of iron diffusion (stain resistance) were evaluated. Each evaluation method is as follows. Table 2 shows the results.

【0080】(変形度(耐熱性、耐久性))ウェハボー
トにダミーウェハをそれぞれ5枚ずつ載置し、次いでこ
のウェハボートをバッチ処理可能な拡散装置に装着し
て、内部温度を1250℃まで昇温し、この温度を10
時間保持した後に、室温まで冷却した。この試験工程を
10回繰り返した後のダミーウェハの面内うねり量と、
試験前のダミーウェハの面内うねり量とを測定し、変形
度(%)を算出した。
(Deformation (Heat Resistance, Durability)) Five dummy wafers are placed on a wafer boat, and the wafer boat is mounted on a diffusion device capable of batch processing, and the internal temperature is raised to 1250 ° C. Warm this temperature to 10
After holding for a time, it was cooled to room temperature. The in-plane undulation amount of the dummy wafer after repeating this test process 10 times;
The in-plane undulation amount of the dummy wafer before the test was measured, and the degree of deformation (%) was calculated.

【0081】(鉄の拡散数量(耐汚染性))ウェハボー
トにダミーウェハ2枚を、シリコンウェハを挟持する形
で載置し、次いでこのウェハボートをバッチ処理可能な
拡散装置に装着して、内部温度を1250℃まで昇温
し、この温度を10時間保持した後に、室温まで冷却し
た。そして、ダミーウェハに挟持されたシリコンウェハ
の表面より1μm以内での鉄の原子数を測定したした。
鉄の原子数を測定は、四重極型ICP−MS(誘導結合
プラズマ質量分析装置、セイコー電子社製)を用いサン
プルを酸で溶解して分析した。
(Diffusion Quantity of Iron (Contamination Resistance)) Two dummy wafers are placed on a wafer boat while sandwiching silicon wafers, and then the wafer boat is mounted on a diffusion apparatus capable of batch processing, and the internal The temperature was raised to 1250 ° C., maintained at this temperature for 10 hours, and then cooled to room temperature. Then, the number of iron atoms within 1 μm from the surface of the silicon wafer held between the dummy wafers was measured.
The number of iron atoms was measured by dissolving the sample with an acid using a quadrupole ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometer, manufactured by Seiko Instruments Inc.).

【0082】[0082]

【表2】 [Table 2]

【0083】表1〜2より、実施例1〜2のダミーウェ
ハは、上記、全ての測定について、良好であった。
From Tables 1 and 2, the dummy wafers of Examples 1 and 2 were good in all the above measurements.

【0084】[0084]

【発明の効果】本発明によれば、シリコンウェハの製造
工程で使用する際、変形度が少なく、耐久性に優れ、放
電加工可能なダミーウェハを提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a dummy wafer which has a small degree of deformation, is excellent in durability, and can be subjected to electric discharge machining when used in a manufacturing process of a silicon wafer.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 変形度が、120%以下であり、且つ反
応焼結法により得られ、窒素を150ppm以上含有す
る炭化ケイ素焼結体から形成されたことを特徴とするウ
ェハ。
1. A wafer formed from a silicon carbide sintered body having a degree of deformation of 120% or less, obtained by a reaction sintering method, and containing 150 ppm or more of nitrogen.
【請求項2】 鉄の拡散数量が、1×1012個以下であ
ることを特徴とする請求項1記載のウェハ。
2. The wafer according to claim 1, wherein the iron diffusion quantity is 1 × 10 12 or less.
【請求項3】 炭化ケイ素焼結体の体積抵抗率が、10
0 Ω・cm以下であることを特徴とする請求項1又は2
に記載のウェハ。
3. The silicon carbide sintered body has a volume resistivity of 10
3. The resistance according to claim 1, wherein the resistance is 0 Ω · cm or less.
2. The wafer according to 1.
【請求項4】 炭化ケイ素焼結体の不純物元素の総含有
量が、10ppm未満であることを特徴とする請求項1
〜3のいずれかに記載のウェハ。
4. The silicon carbide sintered body according to claim 1, wherein the total content of impurity elements is less than 10 ppm.
4. The wafer according to any one of items 1 to 3.
【請求項5】 反応焼結法が、 炭化ケイ素粉末と、少なくとも1種以上の窒素源からな
る有機物質と、少なくとも1種以上の炭素源からなる有
機物質又は炭素粉末と、を溶媒中で溶解、分散して、ス
ラリー状の混合粉体を製造する工程と、 該スラリー状の混合粉体を成形型に流し込み、乾燥し
て、グリーン体を製造する工程と、 該グリーン体を、真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気下、
1450〜1700℃に加熱して溶融した高純度金属シ
リコン中に浸漬し、毛細管現象によりグリーン体中の気
孔に吸い上げられたシリコンと、グリーン体中の遊離炭
素と、を反応せしめて炭化ケイ素を生成させてグリーン
体中の気孔を埋める工程と、 を有する反応焼結法であることを特徴とする請求項1〜
4のいずれかに記載のウェハ。
5. A reaction sintering method comprising: dissolving a silicon carbide powder, an organic substance comprising at least one or more nitrogen sources, and an organic substance or carbon powder comprising at least one or more carbon sources in a solvent. Dispersing and producing a slurry-like mixed powder; pouring the slurry-like mixed powder into a molding die and drying to produce a green body; and subjecting the green body to a vacuum atmosphere or Under an inert gas atmosphere,
It is immersed in high-purity metallic silicon that has been heated to 1450 to 1700 ° C and melted, and silicon absorbed by pores in the green body due to capillary action and free carbon in the green body are reacted to produce silicon carbide. And filling the pores in the green body by a reaction sintering method comprising the steps of:
5. The wafer according to any one of 4.
【請求項6】 反応焼結法が、 少なくとも1種以上のケイ素化合物を含むケイ素源と、
少なくとも1種以上の加熱により炭素を生成する有機化
合物を含む炭素源と、少なくとも1種以上の窒素源から
なる有機物質と、重合又は架橋触媒と、を溶媒中で溶解
し、乾燥した後、得られた粉末を非酸化性雰囲気下で焼
成して窒素を含有する炭化ケイ素粉末を製造する工程
と、 該窒素を含有する炭化ケイ素粉末と、少なくとも1種以
上の炭素源からなる有機物質又は炭素粉末と、を溶媒中
で溶解、分散して、スラリー状の混合粉体を製造する工
程と、 該スラリー状の混合粉体を成形型に流し込み、乾燥して
グリーン体を製造する工程と、 該グリーン体を、真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気下、
1450〜1700℃に加熱して溶融した高純度シリコ
ン中に浸漬し、毛細管現象によりグリーン体中の気孔に
吸い上げられたシリコンと、グリーン体中の遊離炭素
と、を反応せしめて炭化ケイ素を生成させてグリーン体
中の気孔を埋める工程と、 を有する反応焼結法であることを特徴とする請求項1〜
4のいずれかに記載のウェハ。
6. A reaction sintering method comprising: a silicon source containing at least one or more silicon compounds;
After dissolving at least one or more carbon sources containing an organic compound that generates carbon by heating, an organic substance comprising at least one or more nitrogen sources, and a polymerization or crosslinking catalyst in a solvent and drying the resultant, Baking the obtained powder in a non-oxidizing atmosphere to produce nitrogen-containing silicon carbide powder; an organic substance or carbon powder comprising the nitrogen-containing silicon carbide powder and at least one or more carbon sources. Dissolving and dispersing in a solvent to produce a slurry-like mixed powder; pouring the slurry-like mixed powder into a molding die; and drying to produce a green body; and Body in a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere,
It is immersed in high-purity silicon melted by heating to 1450 to 1700 ° C., and reacts silicon sucked up into pores in the green body by capillary action with free carbon in the green body to form silicon carbide. Filling the pores in the green body by a reaction sintering method comprising:
5. The wafer according to any one of 4.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004088733A1 (en) * 2003-03-31 2004-10-14 Nippon Oil Coroporation Dummy wafer
WO2005000765A2 (en) * 2003-06-27 2005-01-06 Bridgestone Corporation Dummy wafer and method for manufacture thereof
JP2006228883A (en) * 2005-02-16 2006-08-31 Bridgestone Corp Susceptor
JP2014136671A (en) * 2013-01-18 2014-07-28 Bridgestone Corp Annealing method for silicon carbide sintered body

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004088733A1 (en) * 2003-03-31 2004-10-14 Nippon Oil Coroporation Dummy wafer
WO2005000765A2 (en) * 2003-06-27 2005-01-06 Bridgestone Corporation Dummy wafer and method for manufacture thereof
JP2005039212A (en) * 2003-06-27 2005-02-10 Bridgestone Corp Dummy wafer and manufacturing method therefor
WO2005000765A3 (en) * 2003-06-27 2005-03-03 Bridgestone Corp Dummy wafer and method for manufacture thereof
JP2006228883A (en) * 2005-02-16 2006-08-31 Bridgestone Corp Susceptor
JP4490304B2 (en) * 2005-02-16 2010-06-23 株式会社ブリヂストン Susceptor
JP2014136671A (en) * 2013-01-18 2014-07-28 Bridgestone Corp Annealing method for silicon carbide sintered body

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