JP2000164668A - 半導体ディスクのための保持装置の製造方法及び該方法によって製造される保持装置 - Google Patents
半導体ディスクのための保持装置の製造方法及び該方法によって製造される保持装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体ディスクのための保持装置を形成する
ために複数個の装置部品を組立てて互いに接続する、保
持装置の製造方法において、装置部品に対して用いられ
る材料並びに装置部品の接続に対して用いられる材料に
関する清潔さの要件を保証すると共に部品接続の機械的
安定性を1350℃の温度まで保証すること。 【解決手段】 最初に単結晶または多結晶シリコンから
複数の装置部品（７、８）を個々に製造し、互いに対応
する嵌合表面（１０）をそれら装置部品に設け、対向す
る嵌合表面により保持装置における互いに隣接する装置
部品を一緒に接合し、最後に、ゲルマニウム粉末をはん
だとして用いたはんだ付け及び拡散溶接の少なくとも一
方により嵌合表面において装置部品を互いに接続する。
ために複数個の装置部品を組立てて互いに接続する、保
持装置の製造方法において、装置部品に対して用いられ
る材料並びに装置部品の接続に対して用いられる材料に
関する清潔さの要件を保証すると共に部品接続の機械的
安定性を1350℃の温度まで保証すること。 【解決手段】 最初に単結晶または多結晶シリコンから
複数の装置部品（７、８）を個々に製造し、互いに対応
する嵌合表面（１０）をそれら装置部品に設け、対向す
る嵌合表面により保持装置における互いに隣接する装置
部品を一緒に接合し、最後に、ゲルマニウム粉末をはん
だとして用いたはんだ付け及び拡散溶接の少なくとも一
方により嵌合表面において装置部品を互いに接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、種々の機械加工、
好ましくは熱機械加工中に半導体ディスク（ウエファ）
を保持するのに、そして異なった機械ステーション間で
半導体ディスクを搬送するのに適した装置であって、互
いに組立られかつ接続される複数個の個々に予め製造さ
れている装置から形成される前記装置を製造する方法に
関する。本発明は、また、本発明による製造方法により
製造される半導体ディスクのための保持装置にも関す
る。
好ましくは熱機械加工中に半導体ディスク（ウエファ）
を保持するのに、そして異なった機械ステーション間で
半導体ディスクを搬送するのに適した装置であって、互
いに組立られかつ接続される複数個の個々に予め製造さ
れている装置から形成される前記装置を製造する方法に
関する。本発明は、また、本発明による製造方法により
製造される半導体ディスクのための保持装置にも関す
る。
【０００２】
【従来の技術】本発明の使用分野は、半導体技術、特
に、ウエファ機械仕上げ及びウエファの取り扱いであ
る。この関係において、互いに平行な表面でもって本質
的に配向される複数個の半導体ディスクもしくはウエフ
ァから、例えば、集積回路が引き続く製造方法において
製造されるはずであるが、それら複数個の半導体ディス
クもしくはウエファは、保持装置（ウエファ・ボート）
に保持され、この保持装置において個々の機械仕上げ工
程を受け、それにおいて、半導体ディスク及び保持装置
は、とりわけ、高熱負荷を受ける。
に、ウエファ機械仕上げ及びウエファの取り扱いであ
る。この関係において、互いに平行な表面でもって本質
的に配向される複数個の半導体ディスクもしくはウエフ
ァから、例えば、集積回路が引き続く製造方法において
製造されるはずであるが、それら複数個の半導体ディス
クもしくはウエファは、保持装置（ウエファ・ボート）
に保持され、この保持装置において個々の機械仕上げ工
程を受け、それにおいて、半導体ディスク及び保持装置
は、とりわけ、高熱負荷を受ける。
【０００３】これは、ウエファ材料中の外来の原子また
は分子の制御されないかつ望ましくない沈着物を広範に
避けるために、清浄室において異物の無い高い清潔さを
有する空気内で行われる。
は分子の制御されないかつ望ましくない沈着物を広範に
避けるために、清浄室において異物の無い高い清潔さを
有する空気内で行われる。
【０００４】個々の装置部品を溶融または焼結すること
により石英または焼結されたセラミック材料から作られ
る半導体ディスクのための上述の型の保持装置を製造す
ることは既知である。これは、例えば、DE39 07 301A
1の1頁15~22行に記載されている。
により石英または焼結されたセラミック材料から作られ
る半導体ディスクのための上述の型の保持装置を製造す
ることは既知である。これは、例えば、DE39 07 301A
1の1頁15~22行に記載されている。
【０００５】製造にかかる費用、必要な精度、材料の破
損の場合における修理に関するかなりの出費、等のため
に、個々の装置部品を取り外し可能に接続することによ
り保持装置を組立てることが上述の参照文献で提案され
ている。
損の場合における修理に関するかなりの出費、等のため
に、個々の装置部品を取り外し可能に接続することによ
り保持装置を組立てることが上述の参照文献で提案され
ている。
【０００６】上述の従来技術に対応する保持装置が図1
に示されている。この場合、丸い棒の形状の４つの保持
素子１が設けられており、保持素子１には、半導体ディ
スク（図には示されていない）に面する側に、ノッチ状
のもしくは溝形状の窪み２が設けられ、該窪み２には、
関連の機械仕上げ工程に必要な距離で互いに平行な垂直
配向で半導体ディスクの外周の４つの領域で保持される
ように、半導体ディスクがセットされ得る。
に示されている。この場合、丸い棒の形状の４つの保持
素子１が設けられており、保持素子１には、半導体ディ
スク（図には示されていない）に面する側に、ノッチ状
のもしくは溝形状の窪み２が設けられ、該窪み２には、
関連の機械仕上げ工程に必要な距離で互いに平行な垂直
配向で半導体ディスクの外周の４つの領域で保持される
ように、半導体ディスクがセットされ得る。
【０００７】さらに、２つの前部品もしくは端部品3が
設けられており、それらには、例えば、保持装置を基盤
上にセットアップするための表面が設けられている。前
部品または端部品３には保持装置を締着させるための開
口４があり、これら開口４の位置が保持素子１の空間配
列を決定する。保持素子１は、両側の端にねじ部５を有
し、ねじ部５は、ナット6と一緒になって、前部品もし
くは端部品3を接続する役目をする。
設けられており、それらには、例えば、保持装置を基盤
上にセットアップするための表面が設けられている。前
部品または端部品３には保持装置を締着させるための開
口４があり、これら開口４の位置が保持素子１の空間配
列を決定する。保持素子１は、両側の端にねじ部５を有
し、ねじ部５は、ナット6と一緒になって、前部品もし
くは端部品3を接続する役目をする。
【０００８】しばしば多数の半導体ディスクを保持しな
ければならないことに起因してなかんずくかなりの重量
を載置しなければならないので、上述の型の接続方法
は、特に高温範囲において半導体ディスクを安定にかつ
位置的に正確に保持するという要求を満足させるもので
はないという欠点がある。さらに、石英から作られる保
持装置は、清潔さの条件にはかなうけれども、変形に対
しては１０５７℃の温度までにしか抵抗が無く、焼結さ
れた材料から作られた保持装置の場合は１２５０℃まで
しか変形に対する抵抗が無い。
ければならないことに起因してなかんずくかなりの重量
を載置しなければならないので、上述の型の接続方法
は、特に高温範囲において半導体ディスクを安定にかつ
位置的に正確に保持するという要求を満足させるもので
はないという欠点がある。さらに、石英から作られる保
持装置は、清潔さの条件にはかなうけれども、変形に対
しては１０５７℃の温度までにしか抵抗が無く、焼結さ
れた材料から作られた保持装置の場合は１２５０℃まで
しか変形に対する抵抗が無い。
【０００９】さらに、例えばＪＰ08 316 158Ａに記載
されているように溶接または接着により個々の装置部品
が接続されるという保持装置が知られている。しかしな
がら、外来の材料がもたらされるので、清潔さに対する
要求を満足させることができず、接着の場合には高温範
囲における安定性に対する要求をも満足させることがで
きない。また、参照文献ＪＰ08 102 446Ａに示される
ような、打込みばめまたは圧力ばめによる接合で装置部
品が接続される既知の構成も、高温範囲での使用に対し
ての要求は満足させることができない。
されているように溶接または接着により個々の装置部品
が接続されるという保持装置が知られている。しかしな
がら、外来の材料がもたらされるので、清潔さに対する
要求を満足させることができず、接着の場合には高温範
囲における安定性に対する要求をも満足させることがで
きない。また、参照文献ＪＰ08 102 446Ａに示される
ような、打込みばめまたは圧力ばめによる接合で装置部
品が接続される既知の構成も、高温範囲での使用に対し
ての要求は満足させることができない。
【００１０】清潔さに対する厳格な要求を満足させるこ
とができるために、参照文献ＪＰ06151 571Ａには、単
結晶シリコンから半導体ディスクのための保持装置を製
造することが提案されているが、個々の装置部品は、分
解できるように、すなわち再度分離できるように、互い
に接続される。高温範囲における強度及び安定性に対す
る必要な前提条件もこの場合達成できない。
とができるために、参照文献ＪＰ06151 571Ａには、単
結晶シリコンから半導体ディスクのための保持装置を製
造することが提案されているが、個々の装置部品は、分
解できるように、すなわち再度分離できるように、互い
に接続される。高温範囲における強度及び安定性に対す
る必要な前提条件もこの場合達成できない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】既知の従来技術の欠点
に鑑みて、本発明の目的は、装置部品に対してかつ部品
の接続に対して用いられる材料に関する清潔さの要件並
びにまた部品接続の機械的安定性が、1350℃の温度まで
保証される、上述の型の方法及び該方法により製造され
る半導体ディスクのための保持装置を提供することであ
る。
に鑑みて、本発明の目的は、装置部品に対してかつ部品
の接続に対して用いられる材料に関する清潔さの要件並
びにまた部品接続の機械的安定性が、1350℃の温度まで
保証される、上述の型の方法及び該方法により製造され
る半導体ディスクのための保持装置を提供することであ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段並びに作用】上記目的を達
成するため、本発明によれば、保持装置を形成するため
に複数個の装置部品が組立てられて互いに接続される半
導体ディスクのための保持装置の製造方法であって、最
初に単結晶または多結晶シリコンから複数の装置部品を
個々に製造し、互いに対応する嵌合表面をそれら部品に
設ける段階と、対向する嵌合表面により保持装置におけ
る互いに隣接する装置部品を一緒に接合する段階と、最
後に、ゲルマニウム粉末をはんだとして用いたはんだ付
け及び拡散溶接の少なくとも一方により嵌合表面におい
て部品を互いに接続する段階と、を含む方法が提供され
る。
成するため、本発明によれば、保持装置を形成するため
に複数個の装置部品が組立てられて互いに接続される半
導体ディスクのための保持装置の製造方法であって、最
初に単結晶または多結晶シリコンから複数の装置部品を
個々に製造し、互いに対応する嵌合表面をそれら部品に
設ける段階と、対向する嵌合表面により保持装置におけ
る互いに隣接する装置部品を一緒に接合する段階と、最
後に、ゲルマニウム粉末をはんだとして用いたはんだ付
け及び拡散溶接の少なくとも一方により嵌合表面におい
て部品を互いに接続する段階と、を含む方法が提供され
る。
【００１３】本発明による方法は、清浄室において1350
℃までの温度での最も高い清潔さの要求に対応する半導
体ディスクのための保持装置を製造することが可能とな
る。すなわち、半導体技術にとって許容できるレベル以
上の汚染物質の放出が妨げられる。
℃までの温度での最も高い清潔さの要求に対応する半導
体ディスクのための保持装置を製造することが可能とな
る。すなわち、半導体技術にとって許容できるレベル以
上の汚染物質の放出が妨げられる。
【００１４】本発明は、第１に、個々の装置部品を経済
的に製造することが可能であり、このことは特に複雑な
形状を有する部品の場合に長所的である。引き続く接合
工程の間、装置部品は、材料係合により互いに永久的に
接続され、それにより、高温状態下でも保持装置の機械
的かつ熱的な高い安定性が確保される。このことは、13
50℃までの温度範囲において、かつ多数の半導体ディス
クが保持されるために重量負荷が高い場合に特に重要で
ある。
的に製造することが可能であり、このことは特に複雑な
形状を有する部品の場合に長所的である。引き続く接合
工程の間、装置部品は、材料係合により互いに永久的に
接続され、それにより、高温状態下でも保持装置の機械
的かつ熱的な高い安定性が確保される。このことは、13
50℃までの温度範囲において、かつ多数の半導体ディス
クが保持されるために重量負荷が高い場合に特に重要で
ある。
【００１５】嵌合表面は、平らであるように構成される
のが好ましいが、任意の所望の態様で湾曲していても良
い。この場合、当然のこととして、異なった装置部品に
おける互いに対向配置される嵌合表面は、曲率に関して
互いに対応もしくは適合していなければならない。
のが好ましいが、任意の所望の態様で湾曲していても良
い。この場合、当然のこととして、異なった装置部品に
おける互いに対向配置される嵌合表面は、曲率に関して
互いに対応もしくは適合していなければならない。
【００１６】本発明の長所的展開においては、拡散溶接
は、1000℃から1300℃の周囲温度において１０Ｎ／ｍｍ
2までの圧力下で装置部品を互いに押圧しながら約３時
間から4時間の期間に渡って行われる。装置部品は、溶
接工程の間、大気によって取り巻かれているのが好まし
い。
は、1000℃から1300℃の周囲温度において１０Ｎ／ｍｍ
2までの圧力下で装置部品を互いに押圧しながら約３時
間から4時間の期間に渡って行われる。装置部品は、溶
接工程の間、大気によって取り巻かれているのが好まし
い。
【００１７】この接続のために、２つの隣接する装置部
品の対向配置される嵌合表面が、それら曲率に関して、
溶接が与えられる全領域に沿って互いに接触するような
方法で装置部品が準備される。例えば、嵌合表面は、互
いに平らかつ平行であるように、もしくは同一の曲率を
有するようにも構成されることができ、非常に小さいギ
ャップを形成しつつ互いに接触する。
品の対向配置される嵌合表面が、それら曲率に関して、
溶接が与えられる全領域に沿って互いに接触するような
方法で装置部品が準備される。例えば、嵌合表面は、互
いに平らかつ平行であるように、もしくは同一の曲率を
有するようにも構成されることができ、非常に小さいギ
ャップを形成しつつ互いに接触する。
【００１８】本発明の特に好適な展開において、５０μ
ｍより小さい粒度の粉末状ゲルマニウムが、互いに対向
配置される２つの装置部品の嵌合表面間に形成されたギ
ャップ内に最初に導入され、次に、それら装置部品は、
３０ｘ１０2Ｎ／ｍ2（３０ｍバール）より小さい圧力で
900℃から1350℃の温度において互いに接続されるよう
な方法で、装置部品のはんだ付けが行われる。ゲルマニ
ウムははんだとして働く。
ｍより小さい粒度の粉末状ゲルマニウムが、互いに対向
配置される２つの装置部品の嵌合表面間に形成されたギ
ャップ内に最初に導入され、次に、それら装置部品は、
３０ｘ１０2Ｎ／ｍ2（３０ｍバール）より小さい圧力で
900℃から1350℃の温度において互いに接続されるよう
な方法で、装置部品のはんだ付けが行われる。ゲルマニ
ウムははんだとして働く。
【００１９】ゲルマニウム粉末自体を使用する代わり
に、ゲルマニウム粉末と高純度の水との混合物、もしく
はゲルマニウム粉末と有機油との混合物、例えばパイン
油が用いられても良い。水または油を添加すれば、はん
だを固定するように働き、その流動性を改善する。添加
物は、加熱中に残余することなく接合面から消失し、強
度に対して否定的な影響を与えない。
に、ゲルマニウム粉末と高純度の水との混合物、もしく
はゲルマニウム粉末と有機油との混合物、例えばパイン
油が用いられても良い。水または油を添加すれば、はん
だを固定するように働き、その流動性を改善する。添加
物は、加熱中に残余することなく接合面から消失し、強
度に対して否定的な影響を与えない。
【００２０】接続されるべき２つの装置部品は、嵌合表
面間に0.1から0.5ｍｍまでの大きさの範囲のギャップ幅
が残存するような方法ではんだ付けに備えて互いに対向
して配置される。嵌合表面は、互いに平らで上述の0.1
ｍｍから0.5ｍｍの範囲内の距離で対向配置されるよう
構成されることもできるし、また、嵌合表面は湾曲して
いることもでき、湾曲している場合は、２つの装置部品
の嵌合表面間の距離が、0.1ｍｍよりも小さくなく0.5ｍ
ｍよりも大きくないような方法で２つの嵌合表面の曲率
が与えられる。
面間に0.1から0.5ｍｍまでの大きさの範囲のギャップ幅
が残存するような方法ではんだ付けに備えて互いに対向
して配置される。嵌合表面は、互いに平らで上述の0.1
ｍｍから0.5ｍｍの範囲内の距離で対向配置されるよう
構成されることもできるし、また、嵌合表面は湾曲して
いることもでき、湾曲している場合は、２つの装置部品
の嵌合表面間の距離が、0.1ｍｍよりも小さくなく0.5ｍ
ｍよりも大きくないような方法で２つの嵌合表面の曲率
が与えられる。
【００２１】ギャップ幅は、全表面領域に沿って一定で
あっても良いし、0.1ｍｍから0.5ｍｍの範囲内で変わる
ギャップ幅が２つの対向嵌合表面間に設けられても良
く、このことは、互いに対向する表面が平らであっても
湾曲していても双方の場合に適用され得る。
あっても良いし、0.1ｍｍから0.5ｍｍの範囲内で変わる
ギャップ幅が２つの対向嵌合表面間に設けられても良
く、このことは、互いに対向する表面が平らであっても
湾曲していても双方の場合に適用され得る。
【００２２】本発明のさらなる展開においては、はんだ
付け工程の間にアルゴンでのフラッシングが行われる。
この方法で酸素が近づかないようにされて、接合面の強
度に否定的な影響を与える酸化ゲルマニウムの形成が防
止される。
付け工程の間にアルゴンでのフラッシングが行われる。
この方法で酸素が近づかないようにされて、接合面の強
度に否定的な影響を与える酸化ゲルマニウムの形成が防
止される。
【００２３】請求項２による展開においては、接合面は
同一の種類の材料から形成され、また、請求項３からの
配列の場合には、異なった種類の材料から形成され、こ
の異なった種類の材料は、シリコンと化学的に同様であ
り、どんな汚染物質も許容せず、そして安定性に対する
要件をも満足させるものである。提案された接続技術
は、高いレベルの清潔さを維持したまま保持装置を修復
することの可能性を含んでおり、このことは、欠陥部品
については以前は実現できなかったものである。以前
は、この種の装置に材料の破損が生じた場合は、少なく
とも個々の部品を再生することが常に必要であった。
同一の種類の材料から形成され、また、請求項３からの
配列の場合には、異なった種類の材料から形成され、こ
の異なった種類の材料は、シリコンと化学的に同様であ
り、どんな汚染物質も許容せず、そして安定性に対する
要件をも満足させるものである。提案された接続技術
は、高いレベルの清潔さを維持したまま保持装置を修復
することの可能性を含んでおり、このことは、欠陥部品
については以前は実現できなかったものである。以前
は、この種の装置に材料の破損が生じた場合は、少なく
とも個々の部品を再生することが常に必要であった。
【００２４】本発明は、さらに、上述の方法ステップに
より製造される半導体ディスクのための保持装置に向け
られている。保持装置は、上述の方法により互いに接続
される個々の装置部品から形成され、それら装置部品間
には、半導体ディスクが互いに本質的に平行な表面で配
向されるように収容される。
より製造される半導体ディスクのための保持装置に向け
られている。保持装置は、上述の方法により互いに接続
される個々の装置部品から形成され、それら装置部品間
には、半導体ディスクが互いに本質的に平行な表面で配
向されるように収容される。
【００２５】保持装置の特に長所的な展開においては、
装置部品には、１つの装置部品から次の装置部品に対し
て互いに対向配置される嵌合表面が準備され、それら嵌
合表面は、本発明による拡散溶接により一緒に溶融され
るか、もしくはそれら嵌合表面間にはんだとしてゲルマ
ニウムが導入されて、２つの装置部品がそれら嵌合表面
において一緒にはんだ付けされる。
装置部品には、１つの装置部品から次の装置部品に対し
て互いに対向配置される嵌合表面が準備され、それら嵌
合表面は、本発明による拡散溶接により一緒に溶融され
るか、もしくはそれら嵌合表面間にはんだとしてゲルマ
ニウムが導入されて、２つの装置部品がそれら嵌合表面
において一緒にはんだ付けされる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、実施形態により本発明を一
層充分に説明する。図2は、端部分８と接続するよう与
えられる円筒状の保持部分７を示す。保持部分７は、図
１に示される従来技術による保持素子１に対応する。保
持素子１と同様、保持部分７も、半導体ディスクを受け
るために役立つ窪みを有する。しかしながら、それら窪
みの構成は基本的に図1に示したものに対応しているの
で、図に再度は示していない。
層充分に説明する。図2は、端部分８と接続するよう与
えられる円筒状の保持部分７を示す。保持部分７は、図
１に示される従来技術による保持素子１に対応する。保
持素子１と同様、保持部分７も、半導体ディスクを受け
るために役立つ窪みを有する。しかしながら、それら窪
みの構成は基本的に図1に示したものに対応しているの
で、図に再度は示していない。
【００２７】保持部分7は円筒状の突出部9を有してお
り、該突出部９は、形状及び寸法に関して端部分８に形
成された切欠き１０に対応している。突出部９及び切欠
きにおいて互いに対向して配置される嵌め合い表面、す
なわち、円筒状の突出部９の円周表面と、切欠き１０の
円筒状の内部表面とは、全円周に沿って0.3ｍｍのギャ
ップ幅があるような方法で構成される（図3に匹敵）。
り、該突出部９は、形状及び寸法に関して端部分８に形
成された切欠き１０に対応している。突出部９及び切欠
きにおいて互いに対向して配置される嵌め合い表面、す
なわち、円筒状の突出部９の円周表面と、切欠き１０の
円筒状の内部表面とは、全円周に沿って0.3ｍｍのギャ
ップ幅があるような方法で構成される（図3に匹敵）。
【００２８】図４によるさらなる構成的変形において
は、ギャップ１１の幅は全円周表面に沿って均一ではな
く、むしろ、ギャップ１１は、保持部分７から見て増加
して行くギャップ幅を有しており、最小のギャップ幅は
0.1ｍｍであり、最大のギャップ幅は0.5ｍｍである。
は、ギャップ１１の幅は全円周表面に沿って均一ではな
く、むしろ、ギャップ１１は、保持部分７から見て増加
して行くギャップ幅を有しており、最小のギャップ幅は
0.1ｍｍであり、最大のギャップ幅は0.5ｍｍである。
【００２９】逆に、図5によれば、0.5ｍｍの最大のギャ
ップ幅は、円筒状の吐出部９から保持部分７への遷移点
に近接して形成され得、該ギャップ幅は、保持部分7か
らの距離が増えるにつれて減少する。保持部分７におけ
る嵌合表面及び突出部９における嵌合表面の双方、また
はそのどちらか一方が傾斜され得、すなわち、それぞれ
の基盤表面に対して９０°以外の角度で延び得る。この
関係においては、対向して配置された双方の嵌合表面が
互いに対して傾斜しているということだけが重要であ
る。
ップ幅は、円筒状の吐出部９から保持部分７への遷移点
に近接して形成され得、該ギャップ幅は、保持部分7か
らの距離が増えるにつれて減少する。保持部分７におけ
る嵌合表面及び突出部９における嵌合表面の双方、また
はそのどちらか一方が傾斜され得、すなわち、それぞれ
の基盤表面に対して９０°以外の角度で延び得る。この
関係においては、対向して配置された双方の嵌合表面が
互いに対して傾斜しているということだけが重要であ
る。
【００３０】図3及び図8に例として示されるように、嵌
合表面に溝１７及び／または斜面状の傾斜１８が組み込
まれる場合にも長所的であり得る。この方法で、嵌合表
面間のはんだの配分を機能について改善することができ
る。
合表面に溝１７及び／または斜面状の傾斜１８が組み込
まれる場合にも長所的であり得る。この方法で、嵌合表
面間のはんだの配分を機能について改善することができ
る。
【００３１】図6は、矩形の断面を有しかつ方形の突出
部１３が設けられた保持部分１２を示す。保持部分１２
は、装置部分１４と接続するために設けられており、該
装置部分１４には、形状及び寸法に関して方形の突出部
１３と対応する切欠き１５が組み込まれている。
部１３が設けられた保持部分１２を示す。保持部分１２
は、装置部分１４と接続するために設けられており、該
装置部分１４には、形状及び寸法に関して方形の突出部
１３と対応する切欠き１５が組み込まれている。
【００３２】この場合においても、保持部分１２が端部
分１４と接合された場合には、方形の突出部１３の外部
表面と切欠き１５の内部表面との間にギャップ１６が残
存する。図７に示されるように、ギャップ１６は、互い
に対向配置されたすべての表面部分に沿って0.3ｍｍの
均一な幅を有している。
分１４と接合された場合には、方形の突出部１３の外部
表面と切欠き１５の内部表面との間にギャップ１６が残
存する。図７に示されるように、ギャップ１６は、互い
に対向配置されたすべての表面部分に沿って0.3ｍｍの
均一な幅を有している。
【００３３】図８は、この形状を図７の矢印Ａから見た
場合を示している。この場合においても、ギャップ１６
の一定のギャップ幅を見ることができる。他方、図９に
おいては、対向配置される表面間のギャップ幅が一定で
ない本発明の変形例を示している。この場合において
は、ギャップ幅は、0.1ｍｍから0.5ｍｍの範囲で変わ
る。
場合を示している。この場合においても、ギャップ１６
の一定のギャップ幅を見ることができる。他方、図９に
おいては、対向配置される表面間のギャップ幅が一定で
ない本発明の変形例を示している。この場合において
は、ギャップ幅は、0.1ｍｍから0.5ｍｍの範囲で変わ
る。
【００３４】図１に示される従来技術と同様に、半導体
ディスクのための全保持装置は、２つのプレート形状の
もしくはディスク形状の端キャリアを含んでおり、それ
らキャリアの間には、複数個の半導体ディスクをそれら
の表面が互いに実質的に平行であるようにして収容する
に適した複数個の保持素子もしくは保持部分が配置され
る。
ディスクのための全保持装置は、２つのプレート形状の
もしくはディスク形状の端キャリアを含んでおり、それ
らキャリアの間には、複数個の半導体ディスクをそれら
の表面が互いに実質的に平行であるようにして収容する
に適した複数個の保持素子もしくは保持部分が配置され
る。
【００３５】これらの保持素子は、例えば図２及び図６
に示されるもののような断面形状を有し得る。保持素子
の他の可能な実施形態は、収容されるべき半導体ディス
クの円形形状に適合した、円筒状のジャケット部品もし
くは部分であり、該ジャケット部品もしくは部分は、半
導体ディスクを固定するために内部に配列された溝形状
の窪みを有している。
に示されるもののような断面形状を有し得る。保持素子
の他の可能な実施形態は、収容されるべき半導体ディス
クの円形形状に適合した、円筒状のジャケット部品もし
くは部分であり、該ジャケット部品もしくは部分は、半
導体ディスクを固定するために内部に配列された溝形状
の窪みを有している。
【００３６】上述の保持装置の部品は、最も高い純度の
単結晶もしくは多結晶シリコンから製造される。表面は
機械的に加工され、或る場合には表面研摩を含む。部品
の拡散溶接のために、これらの部品は、まず洗浄され、
与えられた位置に固定され、そして1000℃から1300℃の
温度において１０Ｎ／ｍｍ2までの押圧接触圧下で2時間
から４時間の期間に渡って加熱される。そのときに、部
品材料の原子が、接合されるべき接触部品表面の粗度の
ピークに渡って拡散され、結果として、装置の個々の部
品が物質的に安定に係合する。
単結晶もしくは多結晶シリコンから製造される。表面は
機械的に加工され、或る場合には表面研摩を含む。部品
の拡散溶接のために、これらの部品は、まず洗浄され、
与えられた位置に固定され、そして1000℃から1300℃の
温度において１０Ｎ／ｍｍ2までの押圧接触圧下で2時間
から４時間の期間に渡って加熱される。そのときに、部
品材料の原子が、接合されるべき接触部品表面の粗度の
ピークに渡って拡散され、結果として、装置の個々の部
品が物質的に安定に係合する。
【００３７】はんだ付けによって部品を接続するのは以
下の態様で行われる。装置部品を徹底的に洗浄した後、
装置部品は、２つの嵌合表面間に0.1から0.5ｍｍの幅を
有する接合面が残存するような方法で、与えられた位置
に固定される。５０μｍよりも小さい粒度を有する粉末
状のゲルマニウムがこの接合面に導入される。装置部品
は、次に、３０ｘ１０2Ｎ／ｍ2（３０ｍバール）の圧力
で900℃から1350℃の温度に、部品のすべてがこの温度
に達するまで加熱される。
下の態様で行われる。装置部品を徹底的に洗浄した後、
装置部品は、２つの嵌合表面間に0.1から0.5ｍｍの幅を
有する接合面が残存するような方法で、与えられた位置
に固定される。５０μｍよりも小さい粒度を有する粉末
状のゲルマニウムがこの接合面に導入される。装置部品
は、次に、３０ｘ１０2Ｎ／ｍ2（３０ｍバール）の圧力
で900℃から1350℃の温度に、部品のすべてがこの温度
に達するまで加熱される。
【００３８】加熱する期間は、部品の質量及び寸法に依
存するが、約1.5時間である。ゲルマニウムの溶融温度
（958.5℃）に近づいた後、ペースト状または液状のゲ
ルマニウムがギャップ１１、１６を広範囲に渡って満た
し、もしあるならば溝１７及び斜面１８によって形成さ
れたキャビティも満たし、嵌合表面において装置部品と
接着する。はんだ付け工程の間に、酸素を近づけないよ
うにするためにアルゴンでフラッシングが行われ得る。
存するが、約1.5時間である。ゲルマニウムの溶融温度
（958.5℃）に近づいた後、ペースト状または液状のゲ
ルマニウムがギャップ１１、１６を広範囲に渡って満た
し、もしあるならば溝１７及び斜面１８によって形成さ
れたキャビティも満たし、嵌合表面において装置部品と
接着する。はんだ付け工程の間に、酸素を近づけないよ
うにするためにアルゴンでフラッシングが行われ得る。
【００３９】本発明は、単結晶もしくは多結晶の形態の
シリコンの半導体ディスクのための保持装置の製造に長
所的に適しているが、それに限定するものではない。特
に、保持装置が適切な態様で構成されるならば、収容さ
れるべき半導体ディスク以外の製品に対しても可能であ
る。
シリコンの半導体ディスクのための保持装置の製造に長
所的に適しているが、それに限定するものではない。特
に、保持装置が適切な態様で構成されるならば、収容さ
れるべき半導体ディスク以外の製品に対しても可能であ
る。
【００４０】本発明による方法を適切な態様で変更する
ことにより、単結晶または多結晶のシリコンを含む個々
に予め製造された複数個の部品片から組立てられる管、
板、フレーム、または他の型の部品、並びに構成要素組
立体を製造することが可能である。半導体ディスク用の
保持装置を製造するための説明した手順にあるように、
個々に予め製造される部品片には嵌合表面が設けられる
べきであり、それら嵌合表面は、互いに対応しており、
接合プロセス中に互いに対向配置されるものである。拡
散溶接またははんだ付けにより半導体ディスクのための
保持装置に関して説明したものと同様の態様で本発明に
よる方法ステップを適用することにより、隣接する部品
が嵌合表面において互いに接続される。
ことにより、単結晶または多結晶のシリコンを含む個々
に予め製造された複数個の部品片から組立てられる管、
板、フレーム、または他の型の部品、並びに構成要素組
立体を製造することが可能である。半導体ディスク用の
保持装置を製造するための説明した手順にあるように、
個々に予め製造される部品片には嵌合表面が設けられる
べきであり、それら嵌合表面は、互いに対応しており、
接合プロセス中に互いに対向配置されるものである。拡
散溶接またははんだ付けにより半導体ディスクのための
保持装置に関して説明したものと同様の態様で本発明に
よる方法ステップを適用することにより、隣接する部品
が嵌合表面において互いに接続される。
【００４１】従って、例えば、壁厚５ｍｍ及び全長少な
くとも９００ｍｍで外径２００ｍｍを有する単結晶もし
くは多結晶の管が長所的に製造され得る。従来技術にお
いては、製造に関する技術的理由により、単一の片で上
述の種類のシリコン管を製造することはできなかった。
しかしながら、本発明による方法では、例えば、各々３
００ｍｍの長さを有する3つの管部分を接合して全長９
００ｍｍの管を形成することができる。これら３つの部
分を分離不能の材料で係合させることにより、機械的及
び熱的に高い安定性を特徴とし、加えるに高い温度条件
（約１３５０℃まで）で使用可能な所望の全長の管がも
たらされる。
くとも９００ｍｍで外径２００ｍｍを有する単結晶もし
くは多結晶の管が長所的に製造され得る。従来技術にお
いては、製造に関する技術的理由により、単一の片で上
述の種類のシリコン管を製造することはできなかった。
しかしながら、本発明による方法では、例えば、各々３
００ｍｍの長さを有する3つの管部分を接合して全長９
００ｍｍの管を形成することができる。これら３つの部
分を分離不能の材料で係合させることにより、機械的及
び熱的に高い安定性を特徴とし、加えるに高い温度条件
（約１３５０℃まで）で使用可能な所望の全長の管がも
たらされる。
【００４２】前述の説明及び図面は本発明の好適な実施
形態を示しているけれども、本発明の本当の精神並びに
範囲を逸脱することなく種々の変形及び変更が実施形態
に対して為され得るのは当業者には明瞭であろう。
形態を示しているけれども、本発明の本当の精神並びに
範囲を逸脱することなく種々の変形及び変更が実施形態
に対して為され得るのは当業者には明瞭であろう。
【００４３】
【発明の効果】以上、本発明によれば、保持装置の装置
部品に対して用いられる材料並びに装置部品の接続に対
して用いられる材料に関する清潔さの要件が保証される
と共に、部品接続の機械的安定性が1350℃の温度まで保
証されるという効果がある。
部品に対して用いられる材料並びに装置部品の接続に対
して用いられる材料に関する清潔さの要件が保証される
と共に、部品接続の機械的安定性が1350℃の温度まで保
証されるという効果がある。
【図１】 従来の保持装置の構成要素部品を示す斜視図
である。
である。
【図２】 本発明の保持装置における、接合前の保持部
分及び端部分を示す斜視図である。
分及び端部分を示す斜視図である。
【図３】 端部分が接合された後の図2の保持部分の直
径に沿ってみた断面図である。
径に沿ってみた断面図である。
【図４】 図3と同様の断面図であるが、保持部分と端
部分との間の嵌合表面の形態が図3とは異なっている。
部分との間の嵌合表面の形態が図3とは異なっている。
【図５】 図3と同様の断面図であるが、嵌合表面の形
態が異なっている。
態が異なっている。
【図６】 本発明の別の実施形態による接合前の保持部
分及び端部分を示す斜視図である。
分及び端部分を示す斜視図である。
【図７】 端部分と接合した後の図6の保持部分の前端
を示す図である。
を示す図である。
【図8】 図7の矢印方向Ａから見た図である。
【図9】 図7と同様の図であるが、保持部分と端部分と
の間の嵌合表面の形態が図7とは異なっている。
の間の嵌合表面の形態が図7とは異なっている。
７、１２…保持部分、８、１４…端部分、９、１３…突
出部、１０、１５…切欠き、１１、１６…ギャップ、１
７…溝、１８…斜面。
出部、１０、１５…切欠き、１１、１６…ギャップ、１
７…溝、１８…斜面。
フロントページの続き (72)発明者 ヴァルター ナットラック オーストリア Ａ−9530 バド ブライベ ルク バド ブライベルク ヌンマー 129 (72)発明者 クラウス ジフェック オーストリア Ａ−9500 フィラッハ ポ ゲーリアッヒャー シュトラーセ 21／Ｂ (72)発明者 エディット ツィンマーマン ドイツ連邦共和国 Ｄ−07616 グライチ ェン アン デア ミューレ 25
Claims (11)
- 【請求項１】 保持装置を形成するために複数個の装置
部品が組立てられて互いに接続される半導体ディスクの
ための保持装置の製造方法であって、 最初に単結晶または多結晶シリコンから複数の装置部品
を個々に製造し、互いに対応する嵌合表面をそれら部品
に設ける段階と、 対向する嵌合表面により保持装置における互いに隣接す
る装置部品を一緒に接合する段階と、 最後に、ゲルマニウム粉末をはんだとして用いたはんだ
付け及び拡散溶接の少なくとも一方により嵌合表面にお
いて部品を互いに接続する段階と、を含む方法。 - 【請求項２】 拡散溶接は、1000℃から1300℃の温度に
おいて１０Ｎ／ｍｍ 2までの押圧接触圧下で2時間から4
時間の期間の間行われる請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 ２つの隣接する装置部品をはんだ接続す
るために、５０μｍより小さい粒度及び0.1から0.5ｍｍ
までの層厚さの粉末状ゲルマニウムが最初にこれら装置
部品の２つのそれぞれの嵌合表面間に導入され、次に、
それら部品は、３０ｘ１０2Ｎ／ｍ2（３０ｍバール）よ
り小さい圧力下で900℃から1350℃間の周囲温度におい
て嵌合表面において互いに接続される請求項１に記載の
方法。 - 【請求項４】 ゲルマニウム粉末は、嵌合表面間に導入
される前に有機液体と混合される請求項３に記載の方
法。 - 【請求項５】 有機液体は、高純度の水である請求項４
に記載の方法。 - 【請求項６】 有機液体は、有機油である請求項５に記
載の方法。 - 【請求項７】 接続された装置部品のフラッシングはは
んだ付けの後アルゴンで行われる請求項３に記載の方
法。 - 【請求項８】 半導体ディスクのための保持装置であっ
て、 シリコンから個々に予め製造され、互いに接続される複
数個の装置部品を備え、該装置部品は、単結晶または多
結晶シリコンから作られ、ゲルマニウム粉末を使用した
はんだ付け及び拡散溶接の少なくとも一方により、請求
項１の方法に従って互いに接続されるものである保持装
置。 - 【請求項９】 装置部品には、隣接する装置部品におい
て互いに対向配置され拡散溶接により互いに溶融される
嵌合表面が設けられる請求項８に記載の保持装置。 - 【請求項１０】 装置部品には、隣接する装置部品にお
いてギャップを形成することが付随される互いに対向配
置される嵌合表面が設けられ、それら嵌合表面間のギャ
ップにははんだとして作用するゲルマニウムが導入され
る請求項８に記載の保持装置。 - 【請求項１１】 嵌合表面は、溝及び斜面の少なくとも
一方の形態にある切欠きを有する請求項１０に記載の保
持装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19856468A DE19856468C1 (de) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | Verfahren zur Herstellung einer Haltevorrichtung für Halbleiterscheiben |
| DE19856468-6 | 1998-11-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000164668A true JP2000164668A (ja) | 2000-06-16 |
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ID=7890299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32961299A Expired - Fee Related JP3223183B2 (ja) | 1998-11-30 | 1999-11-19 | 半導体ディスクのための保持装置の製造方法及び該方法によって製造される保持装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6276592B1 (ja) |
| EP (1) | EP1006564A1 (ja) |
| JP (1) | JP3223183B2 (ja) |
| KR (1) | KR20000035721A (ja) |
| DE (1) | DE19856468C1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE506693T1 (de) * | 2000-06-30 | 2011-05-15 | Integrated Materials Inc | Silizium-befestigungen für scheibenhaltervorrichtung zur wärmebehandlung und herstellungsverfahren |
| US6450346B1 (en) | 2000-06-30 | 2002-09-17 | Integrated Materials, Inc. | Silicon fixtures for supporting wafers during thermal processing |
| US6455395B1 (en) | 2000-06-30 | 2002-09-24 | Integrated Materials, Inc. | Method of fabricating silicon structures including fixtures for supporting wafers |
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| WO2006022642A1 (en) * | 2004-07-27 | 2006-03-02 | The Regents Of The University Of Michigan | Zero-gap laser welding |
| CN2762903Y (zh) * | 2004-12-30 | 2006-03-08 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 光学元件清洗机构 |
| TWI355524B (en) * | 2005-09-09 | 2012-01-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Medical treatment system of radio frequency identi |
| TWI361469B (en) * | 2007-03-09 | 2012-04-01 | Rohm & Haas Elect Mat | Chemical vapor deposited silicon carbide articles |
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| DE2349512C3 (de) * | 1973-10-02 | 1978-06-08 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Verfahren zum Herstellen von Halterungen aus Silicium oder Siliciumcarbid für Diffusions- und Temperprozesse |
| JPS59130419A (ja) * | 1983-01-17 | 1984-07-27 | Tekunisuko:Kk | 拡散治具等の製法 |
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| DE4103084A1 (de) * | 1991-02-01 | 1992-08-13 | Wacker Chemitronic | Magazin zur halterung von scheibenfoermigen werkstuecken, insbesondere halbleiterscheiben, bei der nasschemischen oberflaechenbehandlung in fluessigkeitsbaedern |
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| JPH08316158A (ja) | 1995-05-11 | 1996-11-29 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 半導体ウエーハボート |
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-
1998
- 1998-11-30 DE DE19856468A patent/DE19856468C1/de not_active Expired - Lifetime
-
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