JPH03183700A - シリコン成形品の製造方法 - Google Patents
シリコン成形品の製造方法Info
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は、半導体製造プロセスに使用されるボート等の
板状のシリコン成形品を経済的に製造する方法に関する
。
板状のシリコン成形品を経済的に製造する方法に関する
。
半導体製造プロセスに於いては、半導体の素材であるシ
リコンウェハの表面に酸化膜を形成したり、ドーパント
を拡散させるために熱処理を行うことが多い。この熱処
理に使用される炉芯管等の炉部品や、ウェハを搭載する
ボート等の治具類は、従来は溶融石英、炭化珪素等の素
材でつくられていたが、これらの素材を使用した炉部品
や治具類は、不純物による汚染や熱膨張の差にもとづく
ウェハの破損を生しる危険性が高い。
リコンウェハの表面に酸化膜を形成したり、ドーパント
を拡散させるために熱処理を行うことが多い。この熱処
理に使用される炉芯管等の炉部品や、ウェハを搭載する
ボート等の治具類は、従来は溶融石英、炭化珪素等の素
材でつくられていたが、これらの素材を使用した炉部品
や治具類は、不純物による汚染や熱膨張の差にもとづく
ウェハの破損を生しる危険性が高い。
そこで、最近は炉部品や治具類をウェハと同じ材質のシ
リコンで作製することが進められており、そのようなシ
リコン成形品の製造方法としては、炭素等の導電性材料
によって析出用基体をつくり、これを通電加熱し、トリ
クロロシラン等のシリコン原料ガスを送って基体表面に
シリコンを析出させた後、基体を除去してシリコン成形
品を得る方法が既に提案されている。ところが、この方
法によると、専用の製造設備が必要な上に、多量の電気
を必要とし、製造コストが嵩むのを避けることができな
い。
リコンで作製することが進められており、そのようなシ
リコン成形品の製造方法としては、炭素等の導電性材料
によって析出用基体をつくり、これを通電加熱し、トリ
クロロシラン等のシリコン原料ガスを送って基体表面に
シリコンを析出させた後、基体を除去してシリコン成形
品を得る方法が既に提案されている。ところが、この方
法によると、専用の製造設備が必要な上に、多量の電気
を必要とし、製造コストが嵩むのを避けることができな
い。
そこで本発明者らは、先に、この種のシリコン成形品の
製造に多結晶シリコンの製造工程の利用を考えた。すな
わち、多結晶シリコンは、前述したように、炉内に複数
のシリコン棒を立設し、これらを通電加熱した状態で炉
内に原料ガスを送給することにより製造され、製造中は
立設された複数のシリコン棒より強い輻射熱が放散され
る。したがって、多結晶シリコン製造の際にシリコン棒
間に成形品の基体となるものを設置しておけば、基体が
周囲のシリコン棒からの輻射熱にて強力に加熱され、そ
の結果、炉内に供給される原料ガスにて基体表面にシリ
コンを無通電で析出させ得ることが考えられるのである
。
製造に多結晶シリコンの製造工程の利用を考えた。すな
わち、多結晶シリコンは、前述したように、炉内に複数
のシリコン棒を立設し、これらを通電加熱した状態で炉
内に原料ガスを送給することにより製造され、製造中は
立設された複数のシリコン棒より強い輻射熱が放散され
る。したがって、多結晶シリコン製造の際にシリコン棒
間に成形品の基体となるものを設置しておけば、基体が
周囲のシリコン棒からの輻射熱にて強力に加熱され、そ
の結果、炉内に供給される原料ガスにて基体表面にシリ
コンを無通電で析出させ得ることが考えられるのである
。
本発明者らは、この考えに基づいて、多結晶シリコン製
造の際に、炉内のシリコン棒間に炭素またはセラミック
スもしくは高融点金属からなる基体を設置しておくだけ
でシリコン成形品を製造し得る極めて経済的なシリコン
成形品の製造方法を特願昭６３−４２６８９号にて提案
した。
造の際に、炉内のシリコン棒間に炭素またはセラミック
スもしくは高融点金属からなる基体を設置しておくだけ
でシリコン成形品を製造し得る極めて経済的なシリコン
成形品の製造方法を特願昭６３−４２６８９号にて提案
した。
上記方法によると、例えば基体が円筒状または円柱状の
場合は、その外周面に円筒状にシリコンを析出させるこ
とができ、得られたこの円筒状のシリコン析出体より基
体を除去した後、円筒状のシリコン析出体をその軸心を
通る平面で２分割すれば、２本の同一寸法の樋状に湾曲
したシリコンボートが得られる。しかし、シリコンウェ
ハの熱処理に使用されるウェハ搭載用ボートは、シリコ
ンウェハの寸法に応じて３インチ用、４インチ用、５イ
ンチ用、６インチ用等が使い分けられており、寸法の異
なるシリコンボートが同時に底形できる方法も必要であ
る。
場合は、その外周面に円筒状にシリコンを析出させるこ
とができ、得られたこの円筒状のシリコン析出体より基
体を除去した後、円筒状のシリコン析出体をその軸心を
通る平面で２分割すれば、２本の同一寸法の樋状に湾曲
したシリコンボートが得られる。しかし、シリコンウェ
ハの熱処理に使用されるウェハ搭載用ボートは、シリコ
ンウェハの寸法に応じて３インチ用、４インチ用、５イ
ンチ用、６インチ用等が使い分けられており、寸法の異
なるシリコンボートが同時に底形できる方法も必要であ
る。
本発明は斯かる事情に鑑みなされたもので、寸法の異な
るシリコンボート等を同時に経済性よく製造できるシリ
コン成形品の製造方法を提供することを目的とする。
るシリコンボート等を同時に経済性よく製造できるシリ
コン成形品の製造方法を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明のシリコン成形品の製造方法は、炉内に配設され
た板状の基体をシリコンの析出温度に加熱すると共に、
炉内に原料ガスを供給して、該基体の両表面を含む周面
全体にシリコン筒状に析出させ、析出させた筒状のシリ
コン内より基体を除去した後、該シリコンを基体の両表
面に接していた２部分に分割することを特徴としてなる
。
た板状の基体をシリコンの析出温度に加熱すると共に、
炉内に原料ガスを供給して、該基体の両表面を含む周面
全体にシリコン筒状に析出させ、析出させた筒状のシリ
コン内より基体を除去した後、該シリコンを基体の両表
面に接していた２部分に分割することを特徴としてなる
。
板状の基体は、例えば炭素またはセラミックもしくは高
融点金属よりなる。
融点金属よりなる。
板状の基体に対する加熱は、基体への通電にて行うこと
ができるが、炉内に立設された複数のシリコン棒を通電
加熱すると共に、炉内に原料ガスを供給して、シリコン
棒表面にシリコンを析出させて行く際に、板状の基体を
シリコン棒間に設置しておき、該基体の両表面を周囲の
シリコン棒からの輻射熱により無通電でシリコンの析出
温度に加熱するようにしてもよい。
ができるが、炉内に立設された複数のシリコン棒を通電
加熱すると共に、炉内に原料ガスを供給して、シリコン
棒表面にシリコンを析出させて行く際に、板状の基体を
シリコン棒間に設置しておき、該基体の両表面を周囲の
シリコン棒からの輻射熱により無通電でシリコンの析出
温度に加熱するようにしてもよい。
本発明の製造方法では、板状の基体が例えば樋状に湾曲
したものの場合、その内周面および外周面にはそれぞれ
相似形状の樋状のシリコンが析出される。従って、その
シリコン内より基体を除去した後、該シリコンを基体の
内周面および外周面に接していた２部分に分割すれば、
寸法の異なる樋状のシリコン成形品が得られる。
したものの場合、その内周面および外周面にはそれぞれ
相似形状の樋状のシリコンが析出される。従って、その
シリコン内より基体を除去した後、該シリコンを基体の
内周面および外周面に接していた２部分に分割すれば、
寸法の異なる樋状のシリコン成形品が得られる。
板状の基体に対する加熱を、反応炉内で成長させるシリ
コン棒からの輻射熱による無通電加熱とした場合には、
基体が絶縁材料であってもシリコン析出が可能になり、
しかも専用の加熱設備等を要することなく極めて経済的
にシリコン成形品が製造される。また、シリコン棒から
の輻射熱を基体の両表面で受けるので、熱利用効率が高
く、更に基体の両表面の活用により基体コストも割安に
なる。
コン棒からの輻射熱による無通電加熱とした場合には、
基体が絶縁材料であってもシリコン析出が可能になり、
しかも専用の加熱設備等を要することなく極めて経済的
にシリコン成形品が製造される。また、シリコン棒から
の輻射熱を基体の両表面で受けるので、熱利用効率が高
く、更に基体の両表面の活用により基体コストも割安に
なる。
以下に、本発明法における具体的手順を代表例について
第１図（イ）〜（へ）により説明する。
第１図（イ）〜（へ）により説明する。
まず、板状の基体１が用意される。基体１の材質には、
シリコン析出の際に変形、変質等が生しないように通常
は炭素、セラミックス、高融点金属のいずれかが選択さ
れる。基体ｌの形状は樋状で、その曲率半径は、切削仕
上加工代を考慮しなければ、第２図に示すように、外周
面が２インチ、内周面が（３／２インチ＋シリコン析出
体６におけるシリコン析出厚ｔ）であり、実際はこれに
シリコン析出体６に対する切削加工代が加味される。
シリコン析出の際に変形、変質等が生しないように通常
は炭素、セラミックス、高融点金属のいずれかが選択さ
れる。基体ｌの形状は樋状で、その曲率半径は、切削仕
上加工代を考慮しなければ、第２図に示すように、外周
面が２インチ、内周面が（３／２インチ＋シリコン析出
体６におけるシリコン析出厚ｔ）であり、実際はこれに
シリコン析出体６に対する切削加工代が加味される。
次に、上記基体ｌを多結晶シリコン製造用の反応炉２内
にシリコン棒３とともに鉛直状に設置する。このとき、
析出したシリコンが接触しないように、基体ｌとシリコ
ン棒３との間およびシリコン棒３間には十分な間隙が設
けられる。また、基体１はその周囲に均等にシリコン棒
３が位置するように設置することが望まれ、−船釣には
反応炉１の中央に立設することが推奨される。５は黒鉛
等からなる基体ｌの支持体で、２本の基体１．１を支持
している。
にシリコン棒３とともに鉛直状に設置する。このとき、
析出したシリコンが接触しないように、基体ｌとシリコ
ン棒３との間およびシリコン棒３間には十分な間隙が設
けられる。また、基体１はその周囲に均等にシリコン棒
３が位置するように設置することが望まれ、−船釣には
反応炉１の中央に立設することが推奨される。５は黒鉛
等からなる基体ｌの支持体で、２本の基体１．１を支持
している。
反応炉２内に基体１およびシリコン棒３が設置されると
、シリコン棒３を通電して加熱し、反応炉２内にトリク
ロロシランと水素との混合ガスからなる原料ガスを送給
し、シリコン棒３の表面にシリコンを析出させてシリコ
ン棒３を成長させる。
、シリコン棒３を通電して加熱し、反応炉２内にトリク
ロロシランと水素との混合ガスからなる原料ガスを送給
し、シリコン棒３の表面にシリコンを析出させてシリコ
ン棒３を成長させる。
この間、シリコン棒３から発せられる輻射熱にて基体ｌ
が周囲から加熱され続け、反応炉２内に送給される原料
ガスにて基体ｌの内周面および外周面を含む周面全体に
シリコンが析出される。その結果、基体ｌの周囲には偏
平な湾曲筒状のシリコン析出体６が形成される。１回の
多結晶シリコン製造工程で必要な厚みまでシリコンが析
出されないときは、基体ｌに対して複数回のシリコン析
出を繰り返せばよい。
が周囲から加熱され続け、反応炉２内に送給される原料
ガスにて基体ｌの内周面および外周面を含む周面全体に
シリコンが析出される。その結果、基体ｌの周囲には偏
平な湾曲筒状のシリコン析出体６が形成される。１回の
多結晶シリコン製造工程で必要な厚みまでシリコンが析
出されないときは、基体ｌに対して複数回のシリコン析
出を繰り返せばよい。
基体ｌの内周面に析出されたシリコンの内周面曲率半径
が３７２インチより小さくなると、シリコン析出体６を
反応炉２から取り出して電気炉７等の加熱炉内で酸素等
を供給しながら加熱してシリコン析出体６内の基体ｌを
燃焼除去する。基体１が炭素の場合はＣ＋ＯＺ→ＣＯ２
なる反応にて基体１．が燃焼して消失する。又、基体ｌ
の除去は、他に化学的除去として溶解等で行なってもよ
く、更に物理的除去として引抜きによる除去も可能であ
り・基体ｌの材質に応して適切な除去手段が適宜採用さ
れる。
が３７２インチより小さくなると、シリコン析出体６を
反応炉２から取り出して電気炉７等の加熱炉内で酸素等
を供給しながら加熱してシリコン析出体６内の基体ｌを
燃焼除去する。基体１が炭素の場合はＣ＋ＯＺ→ＣＯ２
なる反応にて基体１．が燃焼して消失する。又、基体ｌ
の除去は、他に化学的除去として溶解等で行なってもよ
く、更に物理的除去として引抜きによる除去も可能であ
り・基体ｌの材質に応して適切な除去手段が適宜採用さ
れる。
基体ｌの除去により、基体１の周囲に形成されたシリコ
ン析出体６のみが残る。このシリコン析出体６は、基体
１の内周面に析出された小半径の樋状成形品８ａと、基
体ｌの外周面に析出された大半径の樋状成形品８ｂとが
基体ｌの厚みに相当する間隔をあけて同心状に組合され
た偏平な湾曲筒状をしており、小半径の樋状成形品８ａ
における内周面の曲率半径は３／２インチ弱であり、大
半径の樋状成形品８ｂにおける内周面の曲率半径は２イ
ンチ弱である。
ン析出体６のみが残る。このシリコン析出体６は、基体
１の内周面に析出された小半径の樋状成形品８ａと、基
体ｌの外周面に析出された大半径の樋状成形品８ｂとが
基体ｌの厚みに相当する間隔をあけて同心状に組合され
た偏平な湾曲筒状をしており、小半径の樋状成形品８ａ
における内周面の曲率半径は３／２インチ弱であり、大
半径の樋状成形品８ｂにおける内周面の曲率半径は２イ
ンチ弱である。
従って、基体ｌを除去して得られた偏平な湾曲筒状のシ
リコン析出体６を、ダイヤモンドカッター等を使用して
小半径の樋状成形品８ａと大半径の樋状成形品８ｂとに
分離し、分離されたこれらの樋状成形品８ａおよび８ｂ
にそれぞれ切削仕上加工を加えることにより、３インチ
用シリコンボートおよび４インチ用シリコンボートが得
られる。
リコン析出体６を、ダイヤモンドカッター等を使用して
小半径の樋状成形品８ａと大半径の樋状成形品８ｂとに
分離し、分離されたこれらの樋状成形品８ａおよび８ｂ
にそれぞれ切削仕上加工を加えることにより、３インチ
用シリコンボートおよび４インチ用シリコンボートが得
られる。
既存の容積が約４ボでシリコン棒を４８本立設した多結
晶シリコン反応炉の中心部に、外径５１閣の黒鉛管を１
２０ ’Ｃずつ３分割した厚さ５＋ｍ＋＋、長さ１００
０ｍｍの樋状基体を垂直に立設し、シリコン析出反応（
１回１２０〜１３０時間）を２回繰り返した。しかる後
に、得られたシリコン析出体を１１００°Ｃの電気炉内
で酸素に接触させてシリコン析出体より基体を燃焼除去
し、更にシリコン析出体を内面側と外面側とに分離し、
それぞれに切削仕上加工を施すことにより３インチ用シ
リコンボートおよび４インチ用シリコンボートが得られ
た。
晶シリコン反応炉の中心部に、外径５１閣の黒鉛管を１
２０ ’Ｃずつ３分割した厚さ５＋ｍ＋＋、長さ１００
０ｍｍの樋状基体を垂直に立設し、シリコン析出反応（
１回１２０〜１３０時間）を２回繰り返した。しかる後
に、得られたシリコン析出体を１１００°Ｃの電気炉内
で酸素に接触させてシリコン析出体より基体を燃焼除去
し、更にシリコン析出体を内面側と外面側とに分離し、
それぞれに切削仕上加工を施すことにより３インチ用シ
リコンボートおよび４インチ用シリコンボートが得られ
た。
なお、上記実施例では、３インチ用シリコンボートと４
インチ用シリコンボートとを同時製造しているが、４イ
ンチ用シリコンボートと５インチ用シリコンボート、あ
るいは５インチ用シリコンボートと６インチ用シリコン
ボートとを同時製造することもでき、基体の厚みによっ
ては３インチ用シリコンボートと５インチ用シリコンボ
ート等を同時製造することもできる。また、基体を平板
状とすればその両表面に同一形状の板状シリコンを同時
析出させることもできる。
インチ用シリコンボートとを同時製造しているが、４イ
ンチ用シリコンボートと５インチ用シリコンボート、あ
るいは５インチ用シリコンボートと６インチ用シリコン
ボートとを同時製造することもでき、基体の厚みによっ
ては３インチ用シリコンボートと５インチ用シリコンボ
ート等を同時製造することもできる。また、基体を平板
状とすればその両表面に同一形状の板状シリコンを同時
析出させることもできる。
基体に対する加熱は、上記実施例では反応炉内で成長さ
せるシリコン棒からの輻射熱を利用しているが、基体へ
の通電加熱とすることもでき、更に輻射熱と通電加熱と
の併用も可能である。
せるシリコン棒からの輻射熱を利用しているが、基体へ
の通電加熱とすることもでき、更に輻射熱と通電加熱と
の併用も可能である。
以上の説明から明らかなように、本発明の方法はサイズ
の異なるシリコン成形品を同時に経済性よく製造するこ
とができる。
の異なるシリコン成形品を同時に経済性よく製造するこ
とができる。
特に、反応炉内で成長させるシリコン棒からの輻射熱を
基体加熱に利用した場合には、シリコン成形品が既存の
設備を使用し、しかも加熱コストを−切かけることなく
製造される。しかも、基体の両表面がシリコン析出に活
用されるので、熱利用効率や基体の利用効率が高く、基
体コスト等も節減される。従って、極めて安価にシリコ
ン成形品が製造され、その結果、シリコンウェハを熱処
理する際に使用するボート等をシリコンで容易に代替す
ることが可能になり、これにより、シリコンウェハの熱
膨張差に起因する破損等が防止されて、ウェハの製造歩
留り向上等が達成される。
基体加熱に利用した場合には、シリコン成形品が既存の
設備を使用し、しかも加熱コストを−切かけることなく
製造される。しかも、基体の両表面がシリコン析出に活
用されるので、熱利用効率や基体の利用効率が高く、基
体コスト等も節減される。従って、極めて安価にシリコ
ン成形品が製造され、その結果、シリコンウェハを熱処
理する際に使用するボート等をシリコンで容易に代替す
ることが可能になり、これにより、シリコンウェハの熱
膨張差に起因する破損等が防止されて、ウェハの製造歩
留り向上等が達成される。
第１図（イ）〜（へ）は本発明の方法の具体的手順を代
表例について示した模式図、第２図は基体の寸法を説明
するための模式図である。 図中、ｌ：基体、２：反応炉、３：シリコン捧、６：シ
リコン析出体、７：電気炉、８ａ、８ｂ：シリコン成形
品。
表例について示した模式図、第２図は基体の寸法を説明
するための模式図である。 図中、ｌ：基体、２：反応炉、３：シリコン捧、６：シ
リコン析出体、７：電気炉、８ａ、８ｂ：シリコン成形
品。
Claims (3)
- （１）炉内に配設された板状の基体をシリコンの析出温
度に加熱すると共に、炉内に原料ガスを供給して、該基
体の両表面を含む周面全体にシリコン筒状に析出させ、
析出させた筒状のシリコン内より基体を除去した後、該
シリコンを基体の両表面に接していた２部分に分割する
ことを特徴とするシリコン成形品の製造方法。 - （２）前記板状の基体が炭素またはセラミックもしくは
高融点金属からなることを特徴とする請求項１に記載の
シリコン成形品の製造方法。 - （３）炉内に立設された複数のシリコン棒を通電加熱す
ると共に、炉内に原料ガスを供給して、シリコン棒表面
にシリコンを析出させて行く際に、板状の基体をシリコ
ン棒間に設置しておき、該基体の両表面を周囲のシリコ
ン棒からの輻射熱により無通電でシリコンの析出温度に
加熱することを特徴とする請求項１または２に記載のシ
リコン成形品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32305989A JPH03183700A (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | シリコン成形品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32305989A JPH03183700A (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | シリコン成形品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03183700A true JPH03183700A (ja) | 1991-08-09 |
Family
ID=18150636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32305989A Pending JPH03183700A (ja) | 1989-12-12 | 1989-12-12 | シリコン成形品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03183700A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6946370B2 (en) | 2001-09-03 | 2005-09-20 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Semiconductor crystal producing method |
-
1989
- 1989-12-12 JP JP32305989A patent/JPH03183700A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6946370B2 (en) | 2001-09-03 | 2005-09-20 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Semiconductor crystal producing method |
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