JPH05229812A - 硅素焼結体およびこれを用いて形成したウェハ保持用ボード、スパッタリングターゲットおよびシリコンウェハ - Google Patents
硅素焼結体およびこれを用いて形成したウェハ保持用ボード、スパッタリングターゲットおよびシリコンウェハInfo
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- JPH05229812A JPH05229812A JP31370392A JP31370392A JPH05229812A JP H05229812 A JPH05229812 A JP H05229812A JP 31370392 A JP31370392 A JP 31370392A JP 31370392 A JP31370392 A JP 31370392A JP H05229812 A JPH05229812 A JP H05229812A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は、高密度で強度が高く、加工性
が優れた硅素焼結体、およびこの焼結体を用い、高い原
料歩留りで安価に製造することが可能なウェハ保持用ボ
ード及びスパッタリングターゲットを提供することにあ
る。 【構成】本発明に係る硅素焼結体は、減圧下で１２００
℃以上硅素の融点未満の温度範囲で加熱した硅素粉末を
圧縮成形し焼成して形成した硅素焼結体であり、焼結体
の結晶粒径を１００μｍ以下に設定したことを特徴とす
る。ウェハ保持用ボード、スパッタリングターゲットお
よびシリコンウェハは、それぞれ上記硅素焼結体から形
成される。
が優れた硅素焼結体、およびこの焼結体を用い、高い原
料歩留りで安価に製造することが可能なウェハ保持用ボ
ード及びスパッタリングターゲットを提供することにあ
る。 【構成】本発明に係る硅素焼結体は、減圧下で１２００
℃以上硅素の融点未満の温度範囲で加熱した硅素粉末を
圧縮成形し焼成して形成した硅素焼結体であり、焼結体
の結晶粒径を１００μｍ以下に設定したことを特徴とす
る。ウェハ保持用ボード、スパッタリングターゲットお
よびシリコンウェハは、それぞれ上記硅素焼結体から形
成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は硅素焼結体およびこの焼
結体を用いて形成されたウェハ保持用ボード、スパッタ
リングターゲットおよびシリコンウェハに係り、特に高
密度で強度が高く、加工性が優れた硅素焼結体、および
この焼結体を用い、高い原料歩留りで安価に製造するこ
とが可能なウェハ保持用ボード、スパッタリングターゲ
ットおよびシリコンウェハに関する。
結体を用いて形成されたウェハ保持用ボード、スパッタ
リングターゲットおよびシリコンウェハに係り、特に高
密度で強度が高く、加工性が優れた硅素焼結体、および
この焼結体を用い、高い原料歩留りで安価に製造するこ
とが可能なウェハ保持用ボード、スパッタリングターゲ
ットおよびシリコンウェハに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程においては、円柱状の単
結晶シリコンを薄く切断して表面を高度にポリッシング
加工して鏡面仕上げを施したシリコンウェハが広く使用
されており、このシリコンウェハ表面に各種回路を焼き
付けるなどの微細加工を施してＩＣ（集積回路）が形成
されている。上記円柱状の単結晶シリコンは自然状態で
は多結晶になっているシリコン固体を溶解し、その中に
種となる小さな単結晶を挿入し、大きな単結晶体に成長
させる、いわゆる単結晶引上げ法によって一般に製造さ
れる。近年、単結晶化技術の進歩により、単結晶シリコ
ンの直径も６インチから８インチへさらに増大化が図ら
れているが、高度の結晶化技術を要するため、未だ製造
コストが高い上に強度が低い難点がある。
結晶シリコンを薄く切断して表面を高度にポリッシング
加工して鏡面仕上げを施したシリコンウェハが広く使用
されており、このシリコンウェハ表面に各種回路を焼き
付けるなどの微細加工を施してＩＣ（集積回路）が形成
されている。上記円柱状の単結晶シリコンは自然状態で
は多結晶になっているシリコン固体を溶解し、その中に
種となる小さな単結晶を挿入し、大きな単結晶体に成長
させる、いわゆる単結晶引上げ法によって一般に製造さ
れる。近年、単結晶化技術の進歩により、単結晶シリコ
ンの直径も６インチから８インチへさらに増大化が図ら
れているが、高度の結晶化技術を要するため、未だ製造
コストが高い上に強度が低い難点がある。
【０００３】また半導体製造工程においては、複数の半
導体ウェハ（シリコンウェハ）を保持し、全てのウェハ
に対して同時に酸化、拡散等の熱処理を行うための治具
として、複数のウェハを保持する各種の形式のウェハ保
持用ボードが使用されている。
導体ウェハ（シリコンウェハ）を保持し、全てのウェハ
に対して同時に酸化、拡散等の熱処理を行うための治具
として、複数のウェハを保持する各種の形式のウェハ保
持用ボードが使用されている。
【０００４】図１は横型のウェハ保持用ボードの構成例
を示す斜視図である。このウェハ保持用ボード１は、円
板状の半導体ウェハ２の外周縁を受けてウェハ２を直立
して載置するための複数本の支持ロッド３を、対向配置
された１対の支板４，４に溶着して構成される。各支持
ロッド３には半導体ウェハ２の外周縁を嵌入させる保持
溝５が多数刻設される。
を示す斜視図である。このウェハ保持用ボード１は、円
板状の半導体ウェハ２の外周縁を受けてウェハ２を直立
して載置するための複数本の支持ロッド３を、対向配置
された１対の支板４，４に溶着して構成される。各支持
ロッド３には半導体ウェハ２の外周縁を嵌入させる保持
溝５が多数刻設される。
【０００５】また図２は縦型ＣＶＤ装置内に複数の半導
体ウェハ２を収容し保持するための、縦型のウェハ保持
用ボード１ａの構成例を示す斜視図である。このウェハ
保持用ボード１ａは、有底筒体６を２つ割りにして形成
した１対のカバー要素６ａ，６ｂを着脱自在に設け、各
カバー要素６ａ，６ｂの内面軸方向にウェハ支持材７を
配設して形成される。各ウェハ支持材７には、各ウェハ
２の外周縁部を水平位置で保持するための多数の突起８
が配設されている。各カバー要素６ａ，６ｂの縦方向に
はスリット状の反応ガス導入孔９が穿設されており、有
底筒体６は支柱１０上に固定される。
体ウェハ２を収容し保持するための、縦型のウェハ保持
用ボード１ａの構成例を示す斜視図である。このウェハ
保持用ボード１ａは、有底筒体６を２つ割りにして形成
した１対のカバー要素６ａ，６ｂを着脱自在に設け、各
カバー要素６ａ，６ｂの内面軸方向にウェハ支持材７を
配設して形成される。各ウェハ支持材７には、各ウェハ
２の外周縁部を水平位置で保持するための多数の突起８
が配設されている。各カバー要素６ａ，６ｂの縦方向に
はスリット状の反応ガス導入孔９が穿設されており、有
底筒体６は支柱１０上に固定される。
【０００６】処理対象となる多数のウェハ２はウェハ支
持材７に支持され、有底筒体６によって被われた後に、
ウェハ保持用ボード１ａはＣＶＤ装置の炉内に搬入され
る。炉内に導入された反応ガスは反応ガス導入孔９より
流入出して各ウェハ２にＣＶＤ膜が生成される。
持材７に支持され、有底筒体６によって被われた後に、
ウェハ保持用ボード１ａはＣＶＤ装置の炉内に搬入され
る。炉内に導入された反応ガスは反応ガス導入孔９より
流入出して各ウェハ２にＣＶＤ膜が生成される。
【０００７】従来上記のようなウェハ保持用ボード等の
各種治具は、一般に石英ガラスで形成されたものが使用
されていた。しかしながら熱処理温度が１１００℃以上
の高温になる場合や、熱処理時間が長くなる場合には、
石英ガラスが熱で軟化し、ボード全体に形状変化を生
じ、繰返して使用することが困難であった。
各種治具は、一般に石英ガラスで形成されたものが使用
されていた。しかしながら熱処理温度が１１００℃以上
の高温になる場合や、熱処理時間が長くなる場合には、
石英ガラスが熱で軟化し、ボード全体に形状変化を生
じ、繰返して使用することが困難であった。
【０００８】この対策として、より高温強度に優れた耐
熱性ＳｉＣ製ボードやＳｉ製ボードも使用されている。
しかしながら耐熱性ＳｉＣ製ボードの場合においては、
石英と比較してＳｉＣ原料の純度が低いため、熱処理時
に揮散する不純物によってウェハが汚染され易い。その
ため低純度のＳｉＣで形成したボード本体の外表面にさ
らにＣＶＤによって高純度のＳｉＣ膜を形成することが
必須となり、製造コストが高騰する問題点がある。また
ＳｉＣは、石英と比較して加工性が悪いため、複雑形状
を有するウェハ保持用ボードを製作することが困難であ
るとともに、破損した場合の補修再生が困難であり、ま
た石英製ボードと比べて高価であるという欠点がある。
熱性ＳｉＣ製ボードやＳｉ製ボードも使用されている。
しかしながら耐熱性ＳｉＣ製ボードの場合においては、
石英と比較してＳｉＣ原料の純度が低いため、熱処理時
に揮散する不純物によってウェハが汚染され易い。その
ため低純度のＳｉＣで形成したボード本体の外表面にさ
らにＣＶＤによって高純度のＳｉＣ膜を形成することが
必須となり、製造コストが高騰する問題点がある。また
ＳｉＣは、石英と比較して加工性が悪いため、複雑形状
を有するウェハ保持用ボードを製作することが困難であ
るとともに、破損した場合の補修再生が困難であり、ま
た石英製ボードと比べて高価であるという欠点がある。
【０００９】一方耐熱性Ｓｉ製ボードの原材料として
は、気相成長法（ＣＶＤ製法）や溶解多結晶鋳造法によ
って形成した多結晶ポリシリコン（Ｐｏｌｙ‐Ｓｉ）ブ
ロックや単結晶引上げ法によって形成した単結晶シリコ
ンが一般に使用されている。
は、気相成長法（ＣＶＤ製法）や溶解多結晶鋳造法によ
って形成した多結晶ポリシリコン（Ｐｏｌｙ‐Ｓｉ）ブ
ロックや単結晶引上げ法によって形成した単結晶シリコ
ンが一般に使用されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらポリシリ
コンブロックおよび単結晶シリコンは、素材形状がいず
れも円柱状であり、この円柱状素材から矩形の材料を切
り出し研削してウェハ保持用ボードおよびシリコンウェ
ハを構成する材料を調製することは、素材の外周縁部は
無駄に廃棄されることになり、高価な原料に対する製品
材料の歩留りが低くなり極めて不経済となる欠点があ
る。
コンブロックおよび単結晶シリコンは、素材形状がいず
れも円柱状であり、この円柱状素材から矩形の材料を切
り出し研削してウェハ保持用ボードおよびシリコンウェ
ハを構成する材料を調製することは、素材の外周縁部は
無駄に廃棄されることになり、高価な原料に対する製品
材料の歩留りが低くなり極めて不経済となる欠点があ
る。
【００１１】加えて、ポリシリコンおよび単結晶シリコ
ンは、いずれも結晶方位による異方性が顕著であるた
め、石英と比較して加工性が悪く、複雑な形状を有する
製品の製作が困難であり、かつ機械的強度が低く、クラ
ックやチッピングが生じ易く折損し易い問題点があり、
最終的な加工歩留りも低い欠点がある。
ンは、いずれも結晶方位による異方性が顕著であるた
め、石英と比較して加工性が悪く、複雑な形状を有する
製品の製作が困難であり、かつ機械的強度が低く、クラ
ックやチッピングが生じ易く折損し易い問題点があり、
最終的な加工歩留りも低い欠点がある。
【００１２】ところで上記のようなポリシリコンブロッ
クや単結晶シリコンを材料とする半導体製造装置の構成
部品例としてスパッタリング装置のターゲットがある。
スパッタリング法は放電により生成したＡｒなどの不活
性ガスイオンを電界で加速し、ターゲットに衝突させ、
これにより放出されたターゲット構成原子を基板上に堆
積させる成膜方法である。代表的な使用例として、Ｓｉ
Ｏ2 やＳｉ3 Ｎ4 製の半導体表面保護膜を形成するため
に、Ｓｉ製のスパッタリングターゲットに、リアクティ
ブガスとして、Ｏ2 やＮ2 を作用させた直流（ＤＣ）二
極スパッタリング装置や高周波（ＲＦ）スパッタリング
装置がある。
クや単結晶シリコンを材料とする半導体製造装置の構成
部品例としてスパッタリング装置のターゲットがある。
スパッタリング法は放電により生成したＡｒなどの不活
性ガスイオンを電界で加速し、ターゲットに衝突させ、
これにより放出されたターゲット構成原子を基板上に堆
積させる成膜方法である。代表的な使用例として、Ｓｉ
Ｏ2 やＳｉ3 Ｎ4 製の半導体表面保護膜を形成するため
に、Ｓｉ製のスパッタリングターゲットに、リアクティ
ブガスとして、Ｏ2 やＮ2 を作用させた直流（ＤＣ）二
極スパッタリング装置や高周波（ＲＦ）スパッタリング
装置がある。
【００１３】近年、成膜効率をより高めるために、従来
汎用のＳｉスパッタリングターゲットより、さらに大き
な寸法を有するターゲット、例えば縦寸法が１２５〜１
５０mm，横寸法が３００〜４００mmに及ぶ矩形や円板状
の大型のＳｉターゲットも要求されている。
汎用のＳｉスパッタリングターゲットより、さらに大き
な寸法を有するターゲット、例えば縦寸法が１２５〜１
５０mm，横寸法が３００〜４００mmに及ぶ矩形や円板状
の大型のＳｉターゲットも要求されている。
【００１４】しかしながら、単結晶シリコンやポリシリ
コンブロックの原材料の製造限界寸法が未だ小さいた
め、大型のＳｉスパッタリングターゲットを得るために
は、従来は原材料から切り出した複数の小型切片を互い
に接合して加工するという煩雑な加工操作が必要であ
り、さらに前述のウェハ保持用ボードを製作する場合と
同様な問題点がある。加えて、切片の切り出しに要する
時間、加工操作途中におけるかけの発生による製品歩留
りの低下、接合部におけるスパッタリング速度の不均一
等の問題点を含めて評価すると、質的およびコスト的に
も未だ改善の余地が大きい現状である。
コンブロックの原材料の製造限界寸法が未だ小さいた
め、大型のＳｉスパッタリングターゲットを得るために
は、従来は原材料から切り出した複数の小型切片を互い
に接合して加工するという煩雑な加工操作が必要であ
り、さらに前述のウェハ保持用ボードを製作する場合と
同様な問題点がある。加えて、切片の切り出しに要する
時間、加工操作途中におけるかけの発生による製品歩留
りの低下、接合部におけるスパッタリング速度の不均一
等の問題点を含めて評価すると、質的およびコスト的に
も未だ改善の余地が大きい現状である。
【００１５】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、高密度で強度が高く、加工性が優れ
た硅素焼結体およびこの焼結体を用い、高い原料歩留り
で安価に製造することが可能なウェハ保持用ボード、ス
パッタリングターゲットおよびシリコンウェハを提供す
ることを目的とする。
されたものであり、高密度で強度が高く、加工性が優れ
た硅素焼結体およびこの焼結体を用い、高い原料歩留り
で安価に製造することが可能なウェハ保持用ボード、ス
パッタリングターゲットおよびシリコンウェハを提供す
ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段と作用】本願発明者は、上
記目的を達成するため、鋭意研究を重ねた。本来、硅素
（Ｓｉ）は共有結合性を有し、難焼結材料とされてお
り、硅素粉末を単独で高密度に焼結するためには、例え
ば数万気圧という超高圧の加圧操作を要するため、一般
に硅素焼結体を用いて前記ウェハ保持用ボードやスパッ
タリングターゲットやシリコンウェハを形成することは
考慮されていなかった。そのため固形Ｓｉ材料として
は、前記のようなポリシリコンや単結晶シリコンが使用
されていた。
記目的を達成するため、鋭意研究を重ねた。本来、硅素
（Ｓｉ）は共有結合性を有し、難焼結材料とされてお
り、硅素粉末を単独で高密度に焼結するためには、例え
ば数万気圧という超高圧の加圧操作を要するため、一般
に硅素焼結体を用いて前記ウェハ保持用ボードやスパッ
タリングターゲットやシリコンウェハを形成することは
考慮されていなかった。そのため固形Ｓｉ材料として
は、前記のようなポリシリコンや単結晶シリコンが使用
されていた。
【００１７】しかしながら本願発明者は、さらに実験研
究を繰り返した結果硅素粉末原料を真空中において所定
温度で加熱処理して酸素および不純物を除去した後に成
形焼成することにより、高強度で加工性に優れた優れた
Ｓｉ焼結体が得られるという知見を得た。特に上記硅素
粉末原料として、気相成長法（ＣＶＤ製法）によって調
整した高純度硅素粉末を使用し、この硅素粉末を同様に
加熱して脱酸し、しかる後に成形焼成することにより、
酸素含有量が少なく高密度の硅素焼結体が得られるとい
う知見も得た。本発明は上記知見に基づいて完成された
ものである。
究を繰り返した結果硅素粉末原料を真空中において所定
温度で加熱処理して酸素および不純物を除去した後に成
形焼成することにより、高強度で加工性に優れた優れた
Ｓｉ焼結体が得られるという知見を得た。特に上記硅素
粉末原料として、気相成長法（ＣＶＤ製法）によって調
整した高純度硅素粉末を使用し、この硅素粉末を同様に
加熱して脱酸し、しかる後に成形焼成することにより、
酸素含有量が少なく高密度の硅素焼結体が得られるとい
う知見も得た。本発明は上記知見に基づいて完成された
ものである。
【００１８】すなわち本発明に係る硅素焼結体は、減圧
下で１２００℃以上硅素の融点未満の温度範囲で加熱し
た硅素粉末を圧縮成形し焼成して形成した硅素焼結体で
あり、焼結体の結晶粒径を１００μｍ以下に設定したこ
とを特徴とする。
下で１２００℃以上硅素の融点未満の温度範囲で加熱し
た硅素粉末を圧縮成形し焼成して形成した硅素焼結体で
あり、焼結体の結晶粒径を１００μｍ以下に設定したこ
とを特徴とする。
【００１９】またＣＶＤ製法によって調製した硅素粉末
を減圧下で１２００℃以上硅素の融点未満の温度範囲で
加熱して酸素および不純物を除去した原料硅素粉末を圧
縮成形し焼成した硅素焼結体であり、密度が９９％以上
であり、酸素含有量が３００ppm 以下に設定してもよ
い。
を減圧下で１２００℃以上硅素の融点未満の温度範囲で
加熱して酸素および不純物を除去した原料硅素粉末を圧
縮成形し焼成した硅素焼結体であり、密度が９９％以上
であり、酸素含有量が３００ppm 以下に設定してもよ
い。
【００２０】また本発明に係るウェハ保持用ボード、ス
パッタリングターゲットおよびシリコンウェハは上記硅
素焼結体から形成することを特徴とする。
パッタリングターゲットおよびシリコンウェハは上記硅
素焼結体から形成することを特徴とする。
【００２１】使用される硅素粉末は粗大なポリシリコン
や単結晶シリコンから所要の材料を切り出した残りの廃
材や端材を、通常のボールミル、振動ミル、ジェットミ
ル等で粉砕して調製することができる。
や単結晶シリコンから所要の材料を切り出した残りの廃
材や端材を、通常のボールミル、振動ミル、ジェットミ
ル等で粉砕して調製することができる。
【００２２】特にＣＶＤ製法に基づきシラン（Ｓｉ
Ｈ4 ）の熱分解反応（ＳｉＨ4 →Ｓｉ＋２Ｈ2 ）によっ
て形成された粒状のＳｉ粉末を分級して粒径３０μｍ以
下の微細Ｓｉ粉末を得て、この微細Ｓｉ粉末を成形焼成
することにより、任意のサイズのボード、スパッタリン
グターゲットおよびシリコンウェハを調製することがで
きる。粒径を３０μｍ以下とすることにより、得られる
焼結体の結晶粒径を小さくし、密度の向上を図ることが
でき、さらに機械的強度の向上や加工時のチッピング等
の問題を起こさず加工性の向上を図ることができる。
Ｈ4 ）の熱分解反応（ＳｉＨ4 →Ｓｉ＋２Ｈ2 ）によっ
て形成された粒状のＳｉ粉末を分級して粒径３０μｍ以
下の微細Ｓｉ粉末を得て、この微細Ｓｉ粉末を成形焼成
することにより、任意のサイズのボード、スパッタリン
グターゲットおよびシリコンウェハを調製することがで
きる。粒径を３０μｍ以下とすることにより、得られる
焼結体の結晶粒径を小さくし、密度の向上を図ることが
でき、さらに機械的強度の向上や加工時のチッピング等
の問題を起こさず加工性の向上を図ることができる。
【００２３】ところで上記微細Ｓｉ粉末は、単結晶引上
げ法において使用する粒径２〜３mmの種結晶粒をＣＶＤ
製法によって生産する際に副製物として多量に産出され
る。このＣＶＤ製法によって副製された安価で高純度の
微細Ｓｉ粉末を利用して上記ウェハ保持ボード、ターゲ
ット、シリコンウェハを製造することにより、Ｓｉ原料
粉末の利用率を大幅に高めることができる。特に上記Ｓ
ｉ粉末を加熱脱酸後、成形焼成して得たシリコンウェハ
は高密度で酸素等の不純物も低減されており、ほぼ単結
晶シリコン製の正規のウェハに準じる特性を有してい
る。したがって正規の半導体回路基板として使用できな
い場合においても、評価用回路基板の製造時に使用され
るダミーウェハとして好適である。
げ法において使用する粒径２〜３mmの種結晶粒をＣＶＤ
製法によって生産する際に副製物として多量に産出され
る。このＣＶＤ製法によって副製された安価で高純度の
微細Ｓｉ粉末を利用して上記ウェハ保持ボード、ターゲ
ット、シリコンウェハを製造することにより、Ｓｉ原料
粉末の利用率を大幅に高めることができる。特に上記Ｓ
ｉ粉末を加熱脱酸後、成形焼成して得たシリコンウェハ
は高密度で酸素等の不純物も低減されており、ほぼ単結
晶シリコン製の正規のウェハに準じる特性を有してい
る。したがって正規の半導体回路基板として使用できな
い場合においても、評価用回路基板の製造時に使用され
るダミーウェハとして好適である。
【００２４】加熱操作は真空に近い減圧条件下で１２０
０℃から硅素の融点未満の温度範囲で１〜５時間行うと
よい。加熱温度が１２００℃未満の場合には硅素粉末原
料表面に存在する酸素や不純物元素を揮散させて低減す
ることが困難になる。その結果、焼結時に残存している
酸素がバリアとして働き焼結を阻害し、その結果、焼結
体の密度が低下してしまう。一方加熱温度の上限は硅素
の融点（１４２０℃）によって制限される。
０℃から硅素の融点未満の温度範囲で１〜５時間行うと
よい。加熱温度が１２００℃未満の場合には硅素粉末原
料表面に存在する酸素や不純物元素を揮散させて低減す
ることが困難になる。その結果、焼結時に残存している
酸素がバリアとして働き焼結を阻害し、その結果、焼結
体の密度が低下してしまう。一方加熱温度の上限は硅素
の融点（１４２０℃）によって制限される。
【００２５】また加熱処理時の雰囲気の真空度は、不純
物や酸素の揮散を促進するために可及的に低い方が有利
であるが、実用上１０-4〜１０-5Torrの範囲に設定すれ
ば充分である。上記加熱処理によって、焼結体特性を低
下させる各種不純物が除去され、また焼結性を阻害する
酸素量が３００ppm 以下となり、焼結体の密度は９９％
以上になる。
物や酸素の揮散を促進するために可及的に低い方が有利
であるが、実用上１０-4〜１０-5Torrの範囲に設定すれ
ば充分である。上記加熱処理によって、焼結体特性を低
下させる各種不純物が除去され、また焼結性を阻害する
酸素量が３００ppm 以下となり、焼結体の密度は９９％
以上になる。
【００２６】また焼結体の結晶粒径は、硅素粉末の粒径
に対応するものであり、形成した焼結体の加工性に大き
な影響を及ぼすものである。本願発明の硅素焼結体の結
晶粒径は１００μｍ以下に設定される。結晶粒径が１０
０μｍを超える場合には、結晶方位の異方性が顕著にな
り、焼結体の加工性が低下してしまうからである。特に
上記硅素焼結体にてシリコンウェハを形成する場合に
は、結晶粒径は３０μｍ以下に設定するとよい。
に対応するものであり、形成した焼結体の加工性に大き
な影響を及ぼすものである。本願発明の硅素焼結体の結
晶粒径は１００μｍ以下に設定される。結晶粒径が１０
０μｍを超える場合には、結晶方位の異方性が顕著にな
り、焼結体の加工性が低下してしまうからである。特に
上記硅素焼結体にてシリコンウェハを形成する場合に
は、結晶粒径は３０μｍ以下に設定するとよい。
【００２７】さらに圧縮成形時の加圧力は１５０〜５０
０kg／cm2 、焼成時の温度時間は、加熱操作条件と同様
に、それぞれ１２００〜１４００℃，１〜５時間程度で
よい。なお上記加熱操作、圧縮成形操作および焼成操作
を、通常のホットプレス装置を使用して、原料硅素粉末
を装置系外に取り出すことなく連続的に実施することに
よって、より高品質の硅素焼結体を効率的に製造するこ
とができる。
０kg／cm2 、焼成時の温度時間は、加熱操作条件と同様
に、それぞれ１２００〜１４００℃，１〜５時間程度で
よい。なお上記加熱操作、圧縮成形操作および焼成操作
を、通常のホットプレス装置を使用して、原料硅素粉末
を装置系外に取り出すことなく連続的に実施することに
よって、より高品質の硅素焼結体を効率的に製造するこ
とができる。
【００２８】また本発明に係るウェハ保持用ボードは、
その各構成要素を上記硅素焼結体にて最終形状に近い形
状（Near Net Shape）に形成し、機械仕上げした後に、
それらの構成要素を組立て、相互に溶着して形成され
る。
その各構成要素を上記硅素焼結体にて最終形状に近い形
状（Near Net Shape）に形成し、機械仕上げした後に、
それらの構成要素を組立て、相互に溶着して形成され
る。
【００２９】特にウェハ保持用ボードの構成材として、
上記硅素焼結体を使用する場合には、加熱処理時に硅素
焼結体から揮散するＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ａ
ｌ，Ｃｕ，Ｎａ，Ｋ，Ｕ，Ｔｈなどの不純物がウェハに
付着して汚染（コンタミネーション）することを防止す
るために、硅素焼結体中に含有される上記不純物の総含
有量は１０ppm 以下、望ましくは５ppm 以下に設定する
とよい。
上記硅素焼結体を使用する場合には、加熱処理時に硅素
焼結体から揮散するＦｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ａ
ｌ，Ｃｕ，Ｎａ，Ｋ，Ｕ，Ｔｈなどの不純物がウェハに
付着して汚染（コンタミネーション）することを防止す
るために、硅素焼結体中に含有される上記不純物の総含
有量は１０ppm 以下、望ましくは５ppm 以下に設定する
とよい。
【００３０】またシリコンウェハの構成材として、上記
硅素焼結体を使用する場合には、集積回路に与える影響
を回避するため、硅素焼結体に含有されるＦｅ，Ｎｉ，
Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｎ
ａおよびＫの各元素の含有量は０．５ppm 以下、好まし
くは０．１ppm 以下、さらに好ましくは０．０５ppm以
下に設定するとよい。またウラン（Ｕ）およびトリウム
（Ｔｈ）からの放射線によって集積回路に誤動作を生じ
る、いわゆるソフトエラー現象を防止するため、硅素焼
結体に含有されるＵおよびＴｈの各元素の含有量は０．
０００５ppm 以下に設定するとよい。
硅素焼結体を使用する場合には、集積回路に与える影響
を回避するため、硅素焼結体に含有されるＦｅ，Ｎｉ，
Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｎ
ａおよびＫの各元素の含有量は０．５ppm 以下、好まし
くは０．１ppm 以下、さらに好ましくは０．０５ppm以
下に設定するとよい。またウラン（Ｕ）およびトリウム
（Ｔｈ）からの放射線によって集積回路に誤動作を生じ
る、いわゆるソフトエラー現象を防止するため、硅素焼
結体に含有されるＵおよびＴｈの各元素の含有量は０．
０００５ppm 以下に設定するとよい。
【００３１】さらに本発明に係るＳｉスパッタリングタ
ーゲットおよびシリコンウェハは、上記硅素焼結体から
形成することにより、従来のような切り出し加工や切断
加工、接合加工等を必要とせず、直接大型のターゲット
およびシリコンウェハを製造することができる。ターゲ
ットまたはシリコンウェハを構成する硅素焼結体は各結
晶粒が小さく、かつ結晶方位がランダムであるため、従
来のような方位異方性が発現することが少ない。そのた
め機械加工時にクラックやチッピングの発生もほとんど
なく、加工工程における歩留りも大幅に改善することが
できる。
ーゲットおよびシリコンウェハは、上記硅素焼結体から
形成することにより、従来のような切り出し加工や切断
加工、接合加工等を必要とせず、直接大型のターゲット
およびシリコンウェハを製造することができる。ターゲ
ットまたはシリコンウェハを構成する硅素焼結体は各結
晶粒が小さく、かつ結晶方位がランダムであるため、従
来のような方位異方性が発現することが少ない。そのた
め機械加工時にクラックやチッピングの発生もほとんど
なく、加工工程における歩留りも大幅に改善することが
できる。
【００３２】また本発明において使用する硅素粉末とし
ては、ＬＳＩ用のＳｉウェハの不良品やウェハ製作途上
で発生するＳｉ端材を粉砕したもの、および単結晶シリ
コン引上げ時に使用する種結晶粒をＣＶＤ製法により製
造する際に多量に副製される高純度のＳｉ粉末を再利用
することが可能であり、硅素原料の材料歩留りを大幅に
向上させることができ、資源の有効活用にもつながる。
ては、ＬＳＩ用のＳｉウェハの不良品やウェハ製作途上
で発生するＳｉ端材を粉砕したもの、および単結晶シリ
コン引上げ時に使用する種結晶粒をＣＶＤ製法により製
造する際に多量に副製される高純度のＳｉ粉末を再利用
することが可能であり、硅素原料の材料歩留りを大幅に
向上させることができ、資源の有効活用にもつながる。
【００３３】
【実施例】次に本発明の一実施例について、より具体的
に説明する。
に説明する。
【００３４】実施例１ ＬＳＩ形成用Ｓｉウェハを切り出した高純度ポリシリコ
ンブロックの端材を、高純度Ｓｉを内張りしたポットミ
ル中に装填してミルを回転させ、ポリシリコンブロック
の端材同士の衝突、または端材と内張りしたＳｉとの衝
突等によって、端材を粉砕し、平均粒径が５μｍである
高純度硅素粉末を調製した。
ンブロックの端材を、高純度Ｓｉを内張りしたポットミ
ル中に装填してミルを回転させ、ポリシリコンブロック
の端材同士の衝突、または端材と内張りしたＳｉとの衝
突等によって、端材を粉砕し、平均粒径が５μｍである
高純度硅素粉末を調製した。
【００３５】次に離型剤を塗布した黒鉛製成形型を有す
るホットプレス装置の成形型に上記調製した硅素粉末を
充填するとともに、雰囲気の真空度を１０-4Torrに調整
した後に、温度１３２０℃で４時間加熱処理を実施し付
着酸素および不純物を揮散させた後に、加圧力２５０kg
／cm2 を作用させると同時に、温度１３２０℃で４時間
硅素粉末を焼成し、実施例１の硅素焼結体を多数形成し
た。
るホットプレス装置の成形型に上記調製した硅素粉末を
充填するとともに、雰囲気の真空度を１０-4Torrに調整
した後に、温度１３２０℃で４時間加熱処理を実施し付
着酸素および不純物を揮散させた後に、加圧力２５０kg
／cm2 を作用させると同時に、温度１３２０℃で４時間
硅素粉末を焼成し、実施例１の硅素焼結体を多数形成し
た。
【００３６】比較例１ 一方、比較例１として、実施例１において、粉砕して調
製した硅素粉末を使用し、加熱処理を実施しない点を除
き、実施例１と同一条件で硅素粉末を圧縮成形すると同
時に焼成して、実施例１と同一寸法の硅素焼結体を多数
調製した。
製した硅素粉末を使用し、加熱処理を実施しない点を除
き、実施例１と同一条件で硅素粉末を圧縮成形すると同
時に焼成して、実施例１と同一寸法の硅素焼結体を多数
調製した。
【００３７】比較例２ 一方比較例２として実施例１において粉砕して調製した
硅素粉末を使用し、ホットプレス装置内に通常圧のＡｒ
ガスを封入した点を除き、実施例１と同一条件で硅素粉
末を加熱処理し、圧縮成形すると同時に焼成して実施例
１と同一寸法の硅素焼結体を多数調製した。
硅素粉末を使用し、ホットプレス装置内に通常圧のＡｒ
ガスを封入した点を除き、実施例１と同一条件で硅素粉
末を加熱処理し、圧縮成形すると同時に焼成して実施例
１と同一寸法の硅素焼結体を多数調製した。
【００３８】こうして得られた実施例１および比較例１
〜２の各硅素焼結体の相対密度を測定するとともに、元
素分析試験を行い、不純物として含有されるＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎａ，Ｋ，Ｕ，Ｔ
ｈの総含有量を測定し、下記表１に示す結果を得た。
〜２の各硅素焼結体の相対密度を測定するとともに、元
素分析試験を行い、不純物として含有されるＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎａ，Ｋ，Ｕ，Ｔ
ｈの総含有量を測定し、下記表１に示す結果を得た。
【００３９】
【表１】
【００４０】表１に示す結果から明らかなように、実施
例１の硅素焼結体によれば加熱処理によって、酸素や不
純物が効果的に低減されているため、焼結性が優れてお
り、相対密度も高くなり高強度の焼結体が得られること
が判明する。一方、加熱処理を実施しない場合（比較例
１）および雰囲気を減圧しない場合（比較例２）におい
ては、いずれも酸素や不純物の揮散が充分ではないた
め、低強度の焼結体しか得られていない。
例１の硅素焼結体によれば加熱処理によって、酸素や不
純物が効果的に低減されているため、焼結性が優れてお
り、相対密度も高くなり高強度の焼結体が得られること
が判明する。一方、加熱処理を実施しない場合（比較例
１）および雰囲気を減圧しない場合（比較例２）におい
ては、いずれも酸素や不純物の揮散が充分ではないた
め、低強度の焼結体しか得られていない。
【００４１】実施例２ 実施例２として図１に示すウェハ保持用ボード１の各構
成部品を、実施例１に示した製法を使用して最終形状に
近い形状の硅素焼結体として調製し、さらにウェハ保持
用の保持溝５等を切断または研削加工によって形成した
後に組立てることにより、最終的に図１に示すような、
ウェハ保持用ボード１を多数製作した。
成部品を、実施例１に示した製法を使用して最終形状に
近い形状の硅素焼結体として調製し、さらにウェハ保持
用の保持溝５等を切断または研削加工によって形成した
後に組立てることにより、最終的に図１に示すような、
ウェハ保持用ボード１を多数製作した。
【００４２】比較例３ 一方、比較例３として、円柱状の単結晶シリコンから各
構成部品を切り出し、研削研磨加工を施した後に、各構
成部品を組立て、最終的に実施例２と同一寸法を有する
ウェハ保持用ボードを多数製作した。
構成部品を切り出し、研削研磨加工を施した後に、各構
成部品を組立て、最終的に実施例２と同一寸法を有する
ウェハ保持用ボードを多数製作した。
【００４３】比較例４ 一方、比較例４として、気相成長法によってブロック状
に形成したポリシリコンから、比較例３と同様に各構成
部品を切り出して、実施例２と同一寸法のウェハ保持用
ボードを多数製作した。
に形成したポリシリコンから、比較例３と同様に各構成
部品を切り出して、実施例２と同一寸法のウェハ保持用
ボードを多数製作した。
【００４４】こうして製作した実施例２、比較例３〜４
の各ウェハ保持用ボードについて、切断研削加工工程に
おけるチッピングやコーナー部の損傷や欠けの発生数を
集計して、最終的に欠陥がないボード数の割合を製品歩
留りとして算出するとともに、製造工程に投入した全素
材Ｓｉ重量に対する製品重量の割合を材料歩留りとして
算出した。
の各ウェハ保持用ボードについて、切断研削加工工程に
おけるチッピングやコーナー部の損傷や欠けの発生数を
集計して、最終的に欠陥がないボード数の割合を製品歩
留りとして算出するとともに、製造工程に投入した全素
材Ｓｉ重量に対する製品重量の割合を材料歩留りとして
算出した。
【００４５】また実施例２については、硅素粉末の調製
から加熱処理、圧縮成形、焼成操作を経てウェハ保持用
ボードとして組立てが完了するまでに要する作業工数を
集計する一方、比較例３〜４については、それぞれ単結
晶シリコン、ポリシリコンから各構成部材を切り出し、
最終的にウェハ保持用ボードとして組立が完了するまで
に要する作業工数を集計して、ボードの製造工数を比較
した。なお製造工数は実施例２の場合を基準（１００）
として相対値で示した。
から加熱処理、圧縮成形、焼成操作を経てウェハ保持用
ボードとして組立てが完了するまでに要する作業工数を
集計する一方、比較例３〜４については、それぞれ単結
晶シリコン、ポリシリコンから各構成部材を切り出し、
最終的にウェハ保持用ボードとして組立が完了するまで
に要する作業工数を集計して、ボードの製造工数を比較
した。なお製造工数は実施例２の場合を基準（１００）
として相対値で示した。
【００４６】以上の測定評価結果を下記表２に示す。
【００４７】
【表２】
【００４８】表２に示す結果から明らかなように、実施
例２によれば、硅素焼結体に結晶方位の異方性が少ない
ため加工性が極めて優れており、切断研削加工を実施し
てもチッピングや角部の欠けなどが少なく、高い歩留り
で高品質のボードを形成することができる。特に廃材を
粉化して焼結体原料としているため、材料歩留りが極め
て高く経済的である。
例２によれば、硅素焼結体に結晶方位の異方性が少ない
ため加工性が極めて優れており、切断研削加工を実施し
てもチッピングや角部の欠けなどが少なく、高い歩留り
で高品質のボードを形成することができる。特に廃材を
粉化して焼結体原料としているため、材料歩留りが極め
て高く経済的である。
【００４９】一方比較例３〜４においては、原料素材か
らの切り出し作業に多大な作業工数を要し、切り出し後
に端材が多量に発生するため製造コストが高くなった。
らの切り出し作業に多大な作業工数を要し、切り出し後
に端材が多量に発生するため製造コストが高くなった。
【００５０】実施例３および比較例５ 次に実施例２および比較例３と同一の条件で縦１５０m
m、横４００mm、厚さ５mmの寸法を有する実施例３およ
び比較例５の大型Ｓｉスパッタリングターゲットを製造
し、各場合における製造工数および材料歩留りを比較し
たところ、実施例２のＳｉスパッタリングターゲットの
製造工数は比較例３の１／３程度に低減される一方、材
料歩留りは３０％程度改善され、ターゲットの製造コス
トを大幅に低減できることが実証された。
m、横４００mm、厚さ５mmの寸法を有する実施例３およ
び比較例５の大型Ｓｉスパッタリングターゲットを製造
し、各場合における製造工数および材料歩留りを比較し
たところ、実施例２のＳｉスパッタリングターゲットの
製造工数は比較例３の１／３程度に低減される一方、材
料歩留りは３０％程度改善され、ターゲットの製造コス
トを大幅に低減できることが実証された。
【００５１】なお、単結晶シリコンから切り出して形成
された高純度のＳｉスパッタリングターゲットは電気抵
抗値が小さいため、高周波（ＲＦ）スパッタリング装置
で使用しないとスパッタリングが困難とされており、加
えて、高周波スパッタリング装置自体の設備費が高額で
あり、スパッタレートも遅いという欠点がある。
された高純度のＳｉスパッタリングターゲットは電気抵
抗値が小さいため、高周波（ＲＦ）スパッタリング装置
で使用しないとスパッタリングが困難とされており、加
えて、高周波スパッタリング装置自体の設備費が高額で
あり、スパッタレートも遅いという欠点がある。
【００５２】しかしながら本実施例のように焼結法によ
って形成されるスパッタリングターゲットにおいては、
焼結体中にＰやＢなどをドープさせ、抵抗値を高めるこ
とも容易である。そのため直流電圧によっても容易にス
パッタリングが可能となり、高周波（ＲＦ）スパッタリ
ング装置と比べて設備費が安く、スパッタレートが格段
に高い直流（ＤＣ）二極スパッタリング装置や直流マグ
ネトロンスパッタリング装置に、本実施例の硅素焼結体
製スパッタリングターゲットを適用することも可能にな
る。その結果、成膜操作を主体とする半導体製品の生産
性を飛躍的に向上させることが可能となる。
って形成されるスパッタリングターゲットにおいては、
焼結体中にＰやＢなどをドープさせ、抵抗値を高めるこ
とも容易である。そのため直流電圧によっても容易にス
パッタリングが可能となり、高周波（ＲＦ）スパッタリ
ング装置と比べて設備費が安く、スパッタレートが格段
に高い直流（ＤＣ）二極スパッタリング装置や直流マグ
ネトロンスパッタリング装置に、本実施例の硅素焼結体
製スパッタリングターゲットを適用することも可能にな
る。その結果、成膜操作を主体とする半導体製品の生産
性を飛躍的に向上させることが可能となる。
【００５３】実施例４ ＳｉＨ4 を原料ガスとしてＣＶＤ法によりＳｉ粉末を製
造した後、分級して３０μｍ以下の硅素粉末を得た。次
に離型剤を塗布した黒鉛製成形型を有するホットプレス
装置の成形型に上記調製した硅素粉末を充填するととも
に、雰囲気の真空度を１０-4Torrに調整した後に、温度
１３２０℃で４時間加熱処理を実施した後に、加圧力２
５０kg／cm2 を作用させると同時に、温度１３２０℃で
４時間硅素粉末を焼成し、実施例４の硅素焼結体を多数
形成した。
造した後、分級して３０μｍ以下の硅素粉末を得た。次
に離型剤を塗布した黒鉛製成形型を有するホットプレス
装置の成形型に上記調製した硅素粉末を充填するととも
に、雰囲気の真空度を１０-4Torrに調整した後に、温度
１３２０℃で４時間加熱処理を実施した後に、加圧力２
５０kg／cm2 を作用させると同時に、温度１３２０℃で
４時間硅素粉末を焼成し、実施例４の硅素焼結体を多数
形成した。
【００５４】比較例６ 一方、比較例６として、実施例４において、ＣＶＤ法に
て調製した硅素粉末を使用し、加熱処理を実施しない点
を除き、実施例４と同一条件で硅素粉末を圧縮成形する
と同時に焼成して、実施例４と同一寸法の硅素焼結体を
多数調製した。
て調製した硅素粉末を使用し、加熱処理を実施しない点
を除き、実施例４と同一条件で硅素粉末を圧縮成形する
と同時に焼成して、実施例４と同一寸法の硅素焼結体を
多数調製した。
【００５５】比較例７ 一方比較例７として実施例４においてＣＶＤ法にて調製
した硅素粉末を使用し、ホットプレス装置内に通常圧の
Ａｒガスを封入した点を除き、実施例４と同一条件で硅
素粉末を加熱処理し、圧縮成形すると同時に焼成して実
施例４と同一寸法の硅素焼結体を多数調製した。
した硅素粉末を使用し、ホットプレス装置内に通常圧の
Ａｒガスを封入した点を除き、実施例４と同一条件で硅
素粉末を加熱処理し、圧縮成形すると同時に焼成して実
施例４と同一寸法の硅素焼結体を多数調製した。
【００５６】こうして得られた実施例４および比較例６
〜７の各硅素焼結体の相対密度を測定するとともに、元
素分析試験を行い、不純物として含有されるＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎａ，Ｋ，Ｕ，Ｔ
ｈの総含有量を測定し、下記表１に示す結果を得た。
〜７の各硅素焼結体の相対密度を測定するとともに、元
素分析試験を行い、不純物として含有されるＦｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎａ，Ｋ，Ｕ，Ｔ
ｈの総含有量を測定し、下記表１に示す結果を得た。
【００５７】
【表３】
【００５８】表３に示す結果から明らかなように、実施
例４の硅素焼結体によれば加熱処理によって、酸素や不
純物が効果的に低減されているため、焼結性が優れてお
り、相対密度も高くなり高強度の焼結体が得られること
が判明する。一方、加熱処理を実施しない場合（比較例
６）および雰囲気を減圧しない場合（比較例７）におい
ては、いずれも酸素や不純物の揮散が充分ではないた
め、低強度の焼結体しか得られていない。
例４の硅素焼結体によれば加熱処理によって、酸素や不
純物が効果的に低減されているため、焼結性が優れてお
り、相対密度も高くなり高強度の焼結体が得られること
が判明する。一方、加熱処理を実施しない場合（比較例
６）および雰囲気を減圧しない場合（比較例７）におい
ては、いずれも酸素や不純物の揮散が充分ではないた
め、低強度の焼結体しか得られていない。
【００５９】実施例５ 実施例５として、実施例４に示した製法を使用して円柱
状の硅素焼結体として調製し、得られた硅素焼結体を切
断または研削加工した後に、さらにポリッシング加工し
て８インチ用のシリコンウェハを多数製作した。
状の硅素焼結体として調製し、得られた硅素焼結体を切
断または研削加工した後に、さらにポリッシング加工し
て８インチ用のシリコンウェハを多数製作した。
【００６０】比較例８ 一方、比較例８として、円柱状の単結晶シリコンから各
構成部品を切り出し、研削研磨加工を施して最終的に実
施例５と同一寸法を有するシリコンウェハを多数製作し
た。
構成部品を切り出し、研削研磨加工を施して最終的に実
施例５と同一寸法を有するシリコンウェハを多数製作し
た。
【００６１】比較例９ 一方、比較例９として、気相成長法によってブロック状
に形成したポリシリコンから、比較例８と同様に各構成
部品を切り出して、実施例５と同一寸法のシリコンウェ
ハを多数製作した。
に形成したポリシリコンから、比較例８と同様に各構成
部品を切り出して、実施例５と同一寸法のシリコンウェ
ハを多数製作した。
【００６２】こうして製作した実施例５、比較例８〜９
の各シリコンウェハについて、切断研削加工工程におけ
るチッピングやコーナー部の損傷や欠けの発生数を集計
して、最終的に欠陥がないウェハの割合を製品歩留りと
して算出するとともに、製造工程に投入した全素材Ｓｉ
重量に対する製品重量の割合を材料歩留りとして算出し
た。
の各シリコンウェハについて、切断研削加工工程におけ
るチッピングやコーナー部の損傷や欠けの発生数を集計
して、最終的に欠陥がないウェハの割合を製品歩留りと
して算出するとともに、製造工程に投入した全素材Ｓｉ
重量に対する製品重量の割合を材料歩留りとして算出し
た。
【００６３】また実施例５については、硅素粉末の調製
から加熱処理、圧縮成形、焼成操作を経てシリコンウェ
ハが完成するまでに要する作業工数を集計する一方、比
較例８〜９については、それぞれ単結晶シリコン、ポリ
シリコンから各構成部材を切り出し、最終的にシリコン
ウェハとして組立が完了するまでに要する作業工数を集
計して、ウェハの製造工数を比較した。なお製造工数は
実施例５の場合を基準（１００）として相対値で示し
た。
から加熱処理、圧縮成形、焼成操作を経てシリコンウェ
ハが完成するまでに要する作業工数を集計する一方、比
較例８〜９については、それぞれ単結晶シリコン、ポリ
シリコンから各構成部材を切り出し、最終的にシリコン
ウェハとして組立が完了するまでに要する作業工数を集
計して、ウェハの製造工数を比較した。なお製造工数は
実施例５の場合を基準（１００）として相対値で示し
た。
【００６４】以上の測定評価結果を下記表４に示す。
【００６５】
【表４】
【００６６】表４に示す結果から明らかなように、実施
例５によれば、硅素焼結体に結晶方位の異方性が少ない
ため加工性が極めて優れており、切断研削および研磨加
工を実施してもチッピングや角部の欠けなどが少なく、
高い歩留りで高品質のシリコンウェハを形成することが
できる。特に廃材をそのまま焼結体原料としているた
め、材料歩留りが極めて高く経済的である。
例５によれば、硅素焼結体に結晶方位の異方性が少ない
ため加工性が極めて優れており、切断研削および研磨加
工を実施してもチッピングや角部の欠けなどが少なく、
高い歩留りで高品質のシリコンウェハを形成することが
できる。特に廃材をそのまま焼結体原料としているた
め、材料歩留りが極めて高く経済的である。
【００６７】一方比較例８〜９においては、原料素材か
らの切り出し作業に多大な作業工数を要し、切り出し後
に端材が多量に発生するため製造コストが高くなる。
らの切り出し作業に多大な作業工数を要し、切り出し後
に端材が多量に発生するため製造コストが高くなる。
【００６８】以上の実施例においては、硅素焼結体を、
ウェハ保持用ボード、Ｓｉスパッタリングターゲットお
よびシリコンウェハに適用した例で示しているが、その
用途対象は上記実施例に限定されず、例えば各種セラミ
ックス成形体の焼成用容器、機械構造用部品の材料とし
て使用することも可能である。
ウェハ保持用ボード、Ｓｉスパッタリングターゲットお
よびシリコンウェハに適用した例で示しているが、その
用途対象は上記実施例に限定されず、例えば各種セラミ
ックス成形体の焼成用容器、機械構造用部品の材料とし
て使用することも可能である。
【００６９】
【発明の効果】以上説明の通り、本発明に係る硅素焼結
体によれば、加熱処理により焼結を阻害する酸素や、汚
染を引起す不純物を低減しているため高強度の焼結体を
得ることができる。また結晶粒が小さく、かつ結晶方位
がランダムであるため、異方性の発現が少なく、加工性
が極めて優れる。
体によれば、加熱処理により焼結を阻害する酸素や、汚
染を引起す不純物を低減しているため高強度の焼結体を
得ることができる。また結晶粒が小さく、かつ結晶方位
がランダムであるため、異方性の発現が少なく、加工性
が極めて優れる。
【００７０】従ってこの硅素焼結体でウェハ保持用ボー
ドやスパッタリングターゲットやシリコンウェハを形成
した場合には、機械加工時にクラックやチッピングを生
じることがなく、加工歩留りを大幅に向上させることが
できる。また硅素焼結体は、使用製品の最終形状に近い
形状に形成することができるため、材料歩留りも大幅に
改善することができる。
ドやスパッタリングターゲットやシリコンウェハを形成
した場合には、機械加工時にクラックやチッピングを生
じることがなく、加工歩留りを大幅に向上させることが
できる。また硅素焼結体は、使用製品の最終形状に近い
形状に形成することができるため、材料歩留りも大幅に
改善することができる。
【図１】横型のウェハ保持用ボードの構成例を示す斜視
図。
図。
【図２】縦型のウェハ保持用ボードの構成例を示す斜視
図。
図。
１，１ａ ウェハ保持用ボード ２ 半導体ウェハ（シリコンウェハ） ３ 支持ロッド ４ 支板 ５ 保持溝 ６ 有底筒体 ７ ウェハ支持材 ８ 突起 ９ 反応ガス導入孔 １０ 支柱
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 功 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 深沢 美治 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内
Claims (7)
- 【請求項１】 減圧下で１２００℃以上硅素の融点未満
の温度範囲で加熱して脱酸した硅素粉末を圧縮成形し焼
成して形成した硅素焼結体であり、焼結体の結晶粒径を
１００μｍ以下に設定したことを特徴とする硅素焼結
体。 - 【請求項２】 ＣＶＤ製法によって調製した硅素粉末を
減圧下で１２００℃以上硅素の融点未満の温度範囲で加
熱して酸素および不純物を除去した原料硅素粉末を圧縮
成形し焼成した硅素焼結体であり、密度が９９％以上で
あり、酸素含有量が３００ppm 以下であることを特徴と
する硅素焼結体。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の硅素焼結体から
形成されたことを特徴とするウェハ保持用ボード。 - 【請求項４】 硅素焼結体に含有されるＦｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｎａ，Ｋ，Ｕ，Ｔｈの総
含有量を１０ppm 以下に設定したことを特徴とする請求
項３記載のウェハ保持用ボード。 - 【請求項５】 請求項１または２記載の硅素焼結体から
形成されたことを特徴とするスパッタリングターゲッ
ト。 - 【請求項６】 請求項２記載の硅素焼結体から形成され
たことを特徴とするシリコンウェハ。 - 【請求項７】 硅素焼結体に含有されるＦｅ，Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｎａ
およびＫの各元素の含有量が０．５ppm 以下であり、Ｕ
およびＴｈの各元素の含有量が０．０００５ppm 以下に
設定したことを特徴とする請求項６記載のシリコンウェ
ハ。
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