JPH07120633B2 - Method for manufacturing jig for semiconductor - Google Patents

Method for manufacturing jig for semiconductor

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JPH07120633B2
JPH07120633B2 JP62063181A JP6318187A JPH07120633B2 JP H07120633 B2 JPH07120633 B2 JP H07120633B2 JP 62063181 A JP62063181 A JP 62063181A JP 6318187 A JP6318187 A JP 6318187A JP H07120633 B2 JPH07120633 B2 JP H07120633B2
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力 小川
邦彦 和田
正和 古川
隆夫 横山
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Ibiden Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体の熱処理を行なう加熱炉において使用
される半導体用治具の製造方法、特に耐摩耗性に優れた
半導体製造用の拡散炉用の炭化珪素質半導体用治具の製
造方法に関するものである。
The present invention relates to a method for manufacturing a jig for a semiconductor used in a heating furnace for heat treating a semiconductor, and more particularly to a diffusion furnace for manufacturing a semiconductor excellent in abrasion resistance. The present invention relates to a method of manufacturing a jig for a silicon carbide based semiconductor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、半導体の熱処理に用いられる炉は、ライナー
と、これに装着しガス導入用先細端部を有するプロセス
管と、パドルまたはキャリアと、その上に載置されたウ
エハー支持材、いわゆる半導体材料載置用治具とから成
っている。
In general, a furnace used for heat treatment of semiconductors includes a liner, a process tube attached to the liner and having a tapered end for introducing gas, a paddle or a carrier, and a wafer supporting material mounted thereon, that is, a semiconductor material mounting material. It consists of a mounting jig.

これらの部材は、何らダスト様の汚染物を発生してはな
らない。しかしながら、これらの部材は搬出・搬入操作
時の衝撃的振動や、ガス送入時あるいは装置上の微振動
を避けることは不可能であり、すなわち、シリコンウエ
ーハとこれらの治具との摩擦、衝撃等を避けることは不
可能である。したがって、これらの部品は機械的強度が
必要であるばかりでなく耐摩耗性も必要である。
These components must not generate any dust-like contaminants. However, it is inevitable that these members will avoid shocking vibration during carry-out / carry-in operation, and micro-vibration during gas feeding or equipment, that is, friction and shock between the silicon wafer and these jigs. It is impossible to avoid such things. Therefore, these parts need not only mechanical strength but also wear resistance.

これらの諸条件を満足する材料は限定され、なかでも炭
化珪素質焼結体が最も有望である。
Materials satisfying these various conditions are limited, and among them, a silicon carbide sintered body is the most promising.

このような炭化珪素質焼結体から成る拡散炉としては、
従来より特開昭51−85374号、特公昭55−5852号公報に
て開示されている。
As a diffusion furnace made of such a silicon carbide sintered body,
Conventionally, it is disclosed in JP-A-51-85374 and JP-B-55-5852.

しかしながら、これらの炭化珪素質焼結体は、材料に含
まれるアルカリ金属や銅等の重金属類の含有量、すなわ
ち純度については多数開示されているが、腐蝕摩耗ある
いは摩擦摩耗によるダストの発生および防止方法につい
ては何ら問題とされておらず、極めて多くのダストがシ
リコンウエーハに付着し、汚染する問題があった。
However, although many of these silicon carbide sintered bodies have been disclosed regarding the content of heavy metals such as alkali metals and copper contained in the material, that is, the purity, generation and prevention of dust due to corrosive wear or frictional wear is disclosed. There was no problem with the method, and there was the problem that a large amount of dust adhered to the silicon wafer and contaminated it.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

本発明は前述の如き摩擦摩耗によって生じるダストの発
生が極めて少ない半導体拡散炉用の半導体用治具の製造
方法を提供するものである。
The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor jig for a semiconductor diffusion furnace in which the generation of dust caused by frictional wear as described above is extremely small.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明者らは、前述の目的に対し、炭素珪素質材料に対
し種々研究を重ねた結果、炭化珪素質材料の表面の凹凸
状態が摩耗性に大きく関与することを新規に知見し、表
面の粗さを制御することによってダストの発生を極めて
押えることに成功するとともに、その部材の表面粗さを
加工するための製造方法についても確立することがで
き、本発明を完成するに至った。
The inventors of the present invention have conducted various studies on the above-mentioned carbon silicon-based material, and as a result, have newly found that the unevenness of the surface of the silicon carbide-based material greatly contributes to the wear property. By controlling the roughness, it was possible to extremely suppress the generation of dust, and a manufacturing method for processing the surface roughness of the member could be established, thus completing the present invention.

次に、本発明を詳細に説明する。Next, the present invention will be described in detail.

本発明の半導体用治具は、プロセス管、このプロセス管
に挿入され得る寸法・形状のパドル、このパドルを炉芯
管へ出し入れするための先端にフックを有する周知の搬
出・搬入用治具、あるいは半導体載置用治具であり、Rm
ax≦15μmの表面粗度である部分を有する炭化珪素質材
料によって構成されてなる半導体用治具である。
The semiconductor jig of the present invention includes a process tube, a paddle having a size and shape that can be inserted into the process tube, a well-known carry-out / carry-in jig having a hook at a tip for putting the paddle in and out of the furnace core tube, Or a semiconductor mounting jig, Rm
The jig for a semiconductor is made of a silicon carbide material having a portion having a surface roughness of ax ≦ 15 μm.

ここで、半導体用治具の表面粗度をRmax≦15μmとする
必要性は、Rmaxが15μmよりも大きいと、治具とウエハ
ーあるいは治具同志の摩擦抵抗が極めて大きくなるた
め、ウエハーに傷をつけたり、摩耗粉を発生し易い傾向
があるためであり、中でもRmax≦10μmであることがよ
り好適な結果を与える。
Here, it is necessary to set the surface roughness of the semiconductor jig to Rmax ≦ 15 μm. When Rmax is larger than 15 μm, the friction resistance between the jig and the wafer or the jigs becomes extremely large, so that the wafer is scratched. This is because it tends to be worn or to generate abrasion powder, and among them, Rmax ≦ 10 μm gives more preferable results.

このRmax≦15μmを達成するためには、各半導体用治具
は100#以上を有するダイヤモンド、炭化珪素、アルミ
ナ、窒化ホウ素、酸化セリウムから選ばれるいずれか少
なくとも1種の砥粒によって研磨されることが必要であ
る。粒度が100#以上の砥粒を使用する理由は、100#よ
りも粗い砥粒を使うと、炭素珪素質材料の表面の粗度が
大きくなり、しかも加工によるマイクロクラックの発生
を生ぜしめるため、強度の低下が生じるばかりか、マイ
クロクラック中に研磨粉あるいは不純物が侵入して使用
時にウエハー表面を汚染するためである。なかでも120
#より細かい粒度の砥粒を使用するのがより好適であ
る。
In order to achieve this Rmax ≦ 15 μm, each semiconductor jig must be polished with at least one kind of abrasive grain selected from diamond, silicon carbide, alumina, boron nitride, and cerium oxide having 100 # or more. is necessary. The reason for using abrasive grains with a grain size of 100 # or more is that if the abrasive grains that are coarser than 100 # are used, the roughness of the surface of the carbon siliconaceous material becomes large, and furthermore, the occurrence of microcracks due to processing occurs, This is because not only the strength is reduced, but also polishing powder or impurities penetrate into the microcracks to contaminate the wafer surface during use. Above all, 120
# It is more preferable to use a finer grain size abrasive grain.

砥粒の材質はダイヤモンド、炭化珪素、アルミナ、窒化
ホウ素、炭化ホウ素、酸化セリウムから選ばれるいずれ
か少なくとも1種を使用することが必要である。その理
由は、これらの材質の砥粒は、前記炭化珪素質材料を迅
速に加工することができるためであり、なかでも、ダイ
ヤモンド、窒化ホウ素、炭化珪素、炭化ホウ素がより有
効な砥粒である。なお、砥粒の使用方法は、メタルボン
ド、レジンボンドでかためたもの、あるいは電着して結
合した形のいずれをも使用できる。また、研磨方法は従
来の研削、研磨方法を使用できる。
It is necessary to use at least one selected from diamond, silicon carbide, alumina, boron nitride, boron carbide, and cerium oxide as the material of the abrasive grains. The reason is that the abrasive grains made of these materials can process the silicon carbide-based material quickly, and among them, diamond, boron nitride, silicon carbide, and boron carbide are the more effective abrasive grains. . In addition, as a method of using the abrasive grains, any of a metal bond, a resin bond-hardened one, and an electrodeposited and bonded form can be used. As the polishing method, conventional grinding and polishing methods can be used.

また、研削方法としては、あらかじめ100#よりも粒度
の荒い砥粒を使用して荒研削しても良く、その場合前記
粒度の砥粒を用いて仕上げ加工を行わなければならな
い。
Further, as a grinding method, rough grinding may be performed in advance by using abrasive grains having a grain size larger than 100 #, and in that case, finishing must be performed using the abrasive grains having the grain size.

なお、本発明によれば、前記砥粒を遊離状態で使用する
こともできる。その場合、遊離砥粒では半導体用治具の
表面を精密に仕上げることが難しいため、なるべく細か
い粒度の砥粒を使用することが好適であり、特に600#
より細かい粒度の砥粒をを使用することが有利である。
According to the present invention, the abrasive grains can also be used in a free state. In that case, since it is difficult to precisely finish the surface of the semiconductor jig with loose abrasive grains, it is preferable to use abrasive grains with a finer grain size as much as possible.
It is advantageous to use finer grain abrasives.

次に本発明の実施例について詳説する。Next, examples of the present invention will be described in detail.

〔発明の実施例〕Example of Invention

出発原料として使用した炭化珪素粉末は96重量%がβ型
結晶であり、0.29重量%の遊離炭素、0.17重量%の遊離
シリカ、0.3ppmの鉄、3ppmのアルミニウムを主として含
有し、0.28μmの平均粒径を有していた。
96% by weight of the silicon carbide powder used as the starting material is β-type crystal, mainly contains 0.29% by weight of free carbon, 0.17% by weight of free silica, 0.3 ppm of iron and 3 ppm of aluminum, and has an average of 0.28 μm. It had a particle size.

前記炭化珪素粉末100重量部に対し、ポリビニルアルコ
ール5重量部、水300重量部を配合し、ボールミル中で
5時間混合した後乾燥した。
5 parts by weight of polyvinyl alcohol and 300 parts by weight of water were added to 100 parts by weight of the silicon carbide powder, mixed in a ball mill for 5 hours and then dried.

この原料を適量採取し、15mmφ、4個の穴をあけた50×
100×10mm角板2枚及び、15mmφ×500mm長さの丸棒4本
をラバープレス成形によって作成した。この丸棒にダイ
ヤモンドカッターで幅0.8mm、4.76mmピッチでスリット
を作成した。
A proper amount of this raw material was sampled and 50 mm with 15 mmφ and 4 holes
Two 100 × 10 mm square plates and four 15 mmφ × 500 mm round bars were prepared by rubber press molding. A slit was created on this round bar with a diamond cutter at a width of 0.8 mm and a pitch of 4.76 mm.

この炭化珪素粉末成形体を1800℃のタンマン炉中で焼結
した後、フェノールレジンを含浸し、再度1600℃で不活
性雰囲気下で加熱し、前記フェノールレジンを炭化し
た。次いで、この炭素含有の炭化珪素焼結体を4インチ
シリコンウエハーが載せるように組みつけ、1800℃の溶
融シリコンに浸漬し炭化珪素質材料からなる半導体材料
載置用治具を作成した。この半導体材料載置用治具の一
部には余剰のシリコンが析出しており、それぞれ6μm
の粒度のダイヤモンド砥粒、GC1500#の砥粒で加工を施
した結果、第1図及び第2図に示したような面粗度の面
となった。
After this silicon carbide powder compact was sintered in a Tammann furnace at 1800 ° C., it was impregnated with phenol resin and heated again at 1600 ° C. in an inert atmosphere to carbonize the phenol resin. Next, this carbon-containing silicon carbide sintered body was assembled so that a 4-inch silicon wafer was placed thereon, and was immersed in molten silicon at 1800 ° C. to prepare a semiconductor material mounting jig made of a silicon carbide material. Excessive silicon is deposited on a part of this semiconductor material mounting jig, and each jig has a thickness of 6 μm.
As a result of processing with diamond abrasive grains having a grain size of, and abrasive grains of GC1500 #, a surface having a surface roughness as shown in FIGS. 1 and 2 was obtained.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の実施効果を第3図に示した。これは、シリコン
ウエハーとの接触面をGC1500#砥粒、またはダイヤモン
ド砥粒(粒径6μmφ)で研磨した結果である。例え
ば、第4図に示す珪素を含浸した炭化珪素質材料からな
る半導体用治具に、シリコンウエハーを載置した場合
に、シリコンウエハーに付着した微粒子(粒径0.3μm
φ以上)の数を測定した結果である。接触面を研磨しな
い場合に比べて、GC1500#砥粒、ダイヤモンド砥粒(粒
径6μmφ)と、砥粒を細かくするに従ってシリコンウ
エハーに付着する微粒子が少なくなることが分る。
The effect of implementing the present invention is shown in FIG. This is the result of polishing the contact surface with the silicon wafer with GC1500 # abrasive grains or diamond abrasive grains (particle diameter 6 μmφ). For example, when a silicon wafer is mounted on a semiconductor jig made of a silicon carbide material impregnated with silicon as shown in FIG. 4, fine particles (particle size: 0.3 μm) adhered to the silicon wafer.
It is the result of measuring the number of φ or more). It can be seen that as compared with the case where the contact surface is not polished, GC1500 # abrasive grains, diamond abrasive grains (particle diameter 6 μmφ), and as the abrasive grains are made finer, fine particles attached to the silicon wafer are reduced.

以上述べた如く、本発明により研磨された、炭化珪素質
材料により構成される半導体用治具は、機械的な摩耗に
対してダストの発生を抑えることができ、半導体製造の
収率の向上及び特性向上に優れた効果をもたらす治具で
ある。
As described above, the semiconductor jig, which is polished according to the present invention and is made of a silicon carbide material, can suppress the generation of dust against mechanical wear, and can improve the yield of semiconductor manufacturing and This is a jig that has an excellent effect of improving the characteristics.

また、本発明の炭化珪素質材料は光ファイバー製造プロ
セス及びシリコンウエハー引上治具の用途に対しても使
用が可能である。
Further, the silicon carbide based material of the present invention can be used for optical fiber manufacturing processes and silicon wafer pulling jig applications.

【図面の簡単な説明】 第1図は、実施例においてダイヤモンド砥粒(粒径6μ
mφ)で加工を施した本発明に係る半導体用治具の表面
粗度の測定結果を示すグラフである。 第2図は、実施例においてGC1500#砥粒で加工を施した
本発明に係る半導体用治具の表面粗度の測定結果を示す
グラフである。 第3図は、シリコンウエーハとの接触面をGC1500#砥粒
またはダイヤモンド砥粒(粒径6μmφ)で研磨した本
発明に係る半導体用治具に実際にシリコンウエハーを載
置した場合に、シリコンウエハーに付着した微粒子(粒
径0.3μmφ)の数を測定した結果を示すグラフ、第4
図はこの実験に採用された半導体用治具とシリコンウエ
ハーとを示す斜視図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows diamond abrasive grains (particle size 6 μm in the example.
It is a graph which shows the measurement result of the surface roughness of the jig | tool for semiconductors which processed by (phi). FIG. 2 is a graph showing the measurement results of the surface roughness of the semiconductor jig according to the present invention, which was processed with GC1500 # abrasive grains in the examples. FIG. 3 shows a silicon wafer when the silicon wafer is actually placed on the semiconductor jig according to the present invention in which the contact surface with the silicon wafer is polished with GC1500 # abrasive grains or diamond abrasive grains (particle diameter 6 μmφ). Graph showing the results of measuring the number of fine particles (particle diameter 0.3 μmφ) attached to the
The figure is a perspective view showing a semiconductor jig and a silicon wafer adopted in this experiment.

フロントページの続き (72)発明者 和田 邦彦 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 古川 正和 岐阜県大垣市上屋1丁目193番地2号 (72)発明者 横山 隆夫 岐阜県大垣市本今4丁目117番地5号 (56)参考文献 特開 昭60−138915(JP,A) 特開 昭54−53962(JP,A) 特開 昭51−85374(JP,A) 実開 昭63−1324(JP,U)Front Page Continuation (72) Kunihiko Wada Kunihiko Wada 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki, Kanagawa Fujitsu Limited (72) Inventor Masakazu Furukawa 1-193, Kamiya Ogaki, Gifu Prefecture (72) Inventor Yokoyama Takao, 4-117-5, Motomaima, Ogaki, Gifu Prefecture (56) Reference JP-A-60-138915 (JP, A) JP-A-54-53962 (JP, A) JP-A-51-85374 (JP, A) ) Actual development Sho 63-1324 (JP, U)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】炭化珪素質材料によって構成された半導体
用治具の少なくとも一部を、100#より細かい粒度を有
するダイヤモンド、炭化珪素、アルミナ、窒化ホウ素、
炭化ホウ素あるいは酸化セリウムから選ばれるいずれか
少なくとも1種の砥粒によって研磨し、表面粗度をRmax
≦15μmとなすことを特徴とする半導体用治具の製造方
法。
1. At least a part of a jig for semiconductors made of a silicon carbide based material, diamond, silicon carbide, alumina, boron nitride having a grain size smaller than 100 #,
Polished with at least one type of abrasive selected from boron carbide or cerium oxide to obtain surface roughness Rmax
A method for manufacturing a semiconductor jig, wherein ≦ 15 μm.
【請求項2】前記半導体用治具は、プロセス管、このプ
ロセス管に挿入され得る寸法・形状のパドル、あるいは
半導体材料載置用治具である特許請求の範囲第1項記載
の半導体用治具の製造方法。
2. The semiconductor jig according to claim 1, wherein the semiconductor jig is a process pipe, a paddle having a size and shape that can be inserted into the process pipe, or a semiconductor material placement jig. Method of manufacturing ingredients.
JP62063181A 1987-03-17 1987-03-17 Method for manufacturing jig for semiconductor Expired - Lifetime JPH07120633B2 (en)

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JPS63228611A JPS63228611A (en) 1988-09-22
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