JPH09275078A - Silicon wafer retaining jig - Google Patents

Silicon wafer retaining jig

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JPH09275078A
JPH09275078A JP8403896A JP8403896A JPH09275078A JP H09275078 A JPH09275078 A JP H09275078A JP 8403896 A JP8403896 A JP 8403896A JP 8403896 A JP8403896 A JP 8403896A JP H09275078 A JPH09275078 A JP H09275078A
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JP
Japan
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silicon
wafer
silicon carbide
weight
jig
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8403896A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Minagawa
和弘 皆川
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wafer boat where slip does not occur in the heat treatment of a large-bore silicon wafer. SOLUTION: A wafer boat 10 consists of a plurality of support bars 3a-3d and a roof plate 1 and a bottom plate to hold and fix the support bars 3a-3d roughly parallel. The wafer boat 10 is composed of the silicon carbide material consisting of 40wt.%-75wt.% silicon carbide and 60wt.%-25wt.% silicon. In this silicon carbide material, the content of the impurity elements noxious to the silicon wafer is 1ppm or under. Moreover, the surface roughness RA of the wafer boat 10 is less than 5μm.

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、シリコンウエハ保
持治具に関し、特に熱酸化および拡散処理等に使用され
るシリコンウエハボート等であって炭化珪素質材料から
なる治具に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a jig for holding a silicon wafer, and more particularly to a jig made of a silicon carbide material such as a silicon wafer boat used for thermal oxidation and diffusion treatment.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、高純度を要求される半導体製造用
耐熱性治具には、主として石英ガラス製治具が用いられ
ていた。石英ガラス製治具は、極めて高純度なものが容
易に手に入り、また透明であることから内部の観察が容
易である等の利点を有している。しかし、この石英ガラ
ス製のものは1,000℃を超える温度から粘性流動に
よる変形が生じ始めるため、1,150℃以上の熱処理
にはほとんど使用されておらず、またα−クリストバラ
イトへの失透、破壊のために寿命が短いという欠点があ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, quartz glass jigs have been mainly used as heat-resistant jigs for semiconductor production which require high purity. The jig made of quartz glass has an advantage that an extremely high-purity jig can be easily obtained and the inside is easy to observe because it is transparent. However, this quartz glass material is hardly used for heat treatment at 1,150 ° C or higher because it begins to be deformed by viscous flow at a temperature over 1,000 ° C, and devitrification to α-cristobalite However, it has the drawback of short life due to destruction.

【0003】このような欠点を解決し得る材料として、
炭化珪素粉体を成形して得られる多孔質炭化珪素成形体
に金属シリコンを充填させた複合体が開発されてきてい
る。しかし、半導体の熱処理に必要な高純度の炭化珪素
質複合材料を得ることが困難であるため、その表面に炭
化珪素の膜を形成することでシリコンウエハ等に対する
汚染を低減させる方法が提案されている(特開昭63−
35452号公報)。
As a material capable of solving such drawbacks,
A composite body has been developed in which a porous silicon carbide molded body obtained by molding silicon carbide powder is filled with metallic silicon. However, since it is difficult to obtain a high-purity silicon carbide composite material necessary for heat treatment of semiconductors, a method of forming a silicon carbide film on the surface of the composite material to reduce contamination on a silicon wafer or the like has been proposed. (Japanese Patent Laid-Open No. 63-
35452 publication).

【0004】一方、近年の半導体プロセスの進歩に伴っ
て、6インチから8インチ、8インチから12インチと
シリコンウエハの大口径化が進み、ウエハ自重が増大し
ているにもかかわらず、ウエハの厚みはさほど増加して
おらず強度低下の問題が指摘されている。また、プロセ
スの迅速化(高温処理、昇温および降温の速度ならびに
挿入および引出しの速度の増大)と相まって、熱処理時
におけるウエハの面内温度分布などが問題となってきて
いる。そのため、従来はさほど重要視されていなかった
ウエハスリップ(転位による結晶欠陥)の発生が問題と
なっている(日経マイクロデバイス 1995年3月号
p78〜79)。
On the other hand, with the recent progress in semiconductor processes, the diameter of silicon wafers has increased from 6 inches to 8 inches and from 8 inches to 12 inches, and the weight of the wafer has increased despite the increase in the weight of the wafer. It has been pointed out that the thickness does not increase so much and that the strength decreases. Further, along with the speeding up of the process (increasing the temperature of high temperature, the rate of temperature increase and decrease, and the rate of insertion and withdrawal), the in-plane temperature distribution of the wafer during heat treatment has become a problem. Therefore, the occurrence of wafer slip (crystal defect due to dislocation), which has not been so important in the past, has become a problem (Nikkei Microdevice, March 1995 issue, p78-79).

【0005】前述した炭化珪素質材料の表面にCVDに
よって炭化珪素をコーティングした治具では、熱処理す
るウエハの直径が大きくなるに従ってスリップが発生し
やすくなるという問題が見出された。
In the above-mentioned jig in which the surface of the silicon carbide based material is coated with silicon carbide by CVD, it has been found that slips are more likely to occur as the diameter of the wafer to be heat treated increases.

【0006】このようなスリップの発生を抑制するた
め、特開平7−273056号公報は、熱処理時にウエ
ハを支持するための支持棒を3本とし、それらを頂角1
35°の二等辺三角形を形成するように配置することを
開示している。しかしながら、同公報において開示され
るウエハ保持装置は、複数のウエハを水平方向に並べて
保持する横型のウエハボートであり、そこにおいて熱処
理時のスリップの発生を抑制するための構成を縦型ウエ
ハボートに適用することは困難である。
In order to suppress the occurrence of such a slip, Japanese Patent Laid-Open No. 7-273056 discloses three support rods for supporting the wafer during the heat treatment, each of which has an apex angle of 1
It is disclosed that they are arranged to form a 35 ° isosceles triangle. However, the wafer holding device disclosed in the publication is a horizontal wafer boat that holds a plurality of wafers arranged in a horizontal direction, and a vertical wafer boat has a structure for suppressing the occurrence of slips during heat treatment. It is difficult to apply.

【0007】特開平4−304652号公報では、ウエ
ハボートに関し、ウエハ支持棒をシリコンウエハと特性
の近いポリシリコンで形成することにより、スリップの
発生を低減しようとしている。しかしながら、この技術
では、ポリシリコンの強度が低いこと、補強のためポリ
シリコン支持棒以外の柱を必要とし、ボートの外形およ
び重量が必要以上に大きくなること、といった問題点が
存在する。
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 4-304652 discloses a wafer boat, in which the wafer support rod is formed of polysilicon having characteristics similar to those of a silicon wafer to reduce the occurrence of slip. However, this technique has problems that the strength of polysilicon is low, a column other than the polysilicon support rod is required for reinforcement, and the outer shape and weight of the boat become larger than necessary.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、次の
ような利点を有するシリコンウエハ保持治具を提供する
ことである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a silicon wafer holding jig having the following advantages.

【0009】(1) シリコンウエハの熱処理に必要な
高温下で変形することがない。 (2) 自動搬送システムおよび大口径ウエハに対応で
きる十分な強度を有する。
(1) It does not deform under the high temperature required for heat treatment of silicon wafers. (2) It has sufficient strength to support an automatic transfer system and large-diameter wafers.

【0010】(3) 大口径シリコンウエハ、たとえば
200mm以上の直径を有するシリコンウエハの酸化お
よび拡散処理に際しても、ウエハにスリップを生成させ
ることがない。
(3) Even when a large-diameter silicon wafer, for example, a silicon wafer having a diameter of 200 mm or more is oxidized and diffused, slips are not generated on the wafer.

【0011】(4) シリコンウエハの酸化および拡散
処理に際して、ウエハを有害な元素で汚染することがな
い。
(4) During the oxidation and diffusion process of the silicon wafer, the wafer is not contaminated with harmful elements.

【0012】(5) 縦型のウエハボートにおいても、
スリップの発生を十分に抑制することができる。
(5) Even in the vertical wafer boat,
It is possible to sufficiently suppress the occurrence of slip.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明に従うシリコンウ
エハ保持治具は、シリコンウエハを熱処理時に保持する
ための治具であって、複数のシリコンウエハをそれぞれ
保持するための複数の溝を有する複数本の支持棒と、複
数本の支持棒の両端に設けられ、複数本の支持棒をほぼ
平行に保持する固定部とからなり、支持棒および固定部
が、40重量%〜75重量%の炭化珪素および60重量
%〜25重量%のシリコンからなりかつシリコンウエハ
に対して有害な不純物元素の含有量が1ppm以下であ
る、炭化珪素質材料からなり、かつ支持棒および固定部
の表面粗さRaが5μm未満であることを特徴とする。
A silicon wafer holding jig according to the present invention is a jig for holding a silicon wafer during heat treatment, and has a plurality of grooves each having a plurality of grooves for holding a plurality of silicon wafers. A plurality of support rods and fixed portions that are provided at both ends of the plurality of support rods and hold the plurality of support rods substantially parallel to each other, and the support rods and the fixed portions are 40 wt% to 75 wt% carbonized. It is made of silicon and 60 wt% to 25 wt% of silicon, and is made of a silicon carbide material in which the content of an impurity element harmful to a silicon wafer is 1 ppm or less, and the surface roughness Ra of the support rod and the fixing portion is Ra. Is less than 5 μm.

【0014】本発明のシリコンウエハ保持治具は、特に
直径200mm以上のシリコンウエハを保持するための
縦型ウエハボートにより好ましく適用することができ
る。
The silicon wafer holding jig of the present invention can be preferably applied to a vertical wafer boat for holding a silicon wafer having a diameter of 200 mm or more.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明者は、シリコンウエハの直
径が大きくなるに従い、熱処理時にスリップが発生しや
すくなる問題に対して検討を重ねた。スリップが発生す
る主な要因として、(1)ウエハの自重によってウエハ
の支持される部分に発生する応力、および(2)熱処理
時にウエハ面内に生ずる温度分布が考えられた。ウエハ
の支持される部分に働く応力は、ウエハ保持治具におい
て支持する部分の面積を大きくすれば低減できると考え
られる。また、日経マイクロデバイス 1995年3月
号 p78〜79は、ウエハの支持点をウエハ端から中
央寄りの位置に移すことを教示している。さらに同文献
は、応力を大きくする温度ばらつきを抑制するため、支
持されるウエハ同士の間隔を広げることも教示してい
る。しかしながら、本発明者は、いずれの場合も、技術
的に改良の余地があると考えた。ウエハを支持する部分
の面積を大きくした場合、治具の外形および重量が大き
くなる上に、支持部分からウエハへの熱的影響が大きく
なるため、スリップ発生の低減には限界があることが見
出された。また、ウエハの支持点をウエハ端から中央寄
りの位置に移すとしても、ウエハ面内に生ずる温度分布
の問題を十分に解決できるものではなかった。ウエハ同
士の間隔を広げることは、1回当り治具において処理で
きるウエハの枚数を減らすことを意味し、バッチ方式に
おいて処理能力の低下をもたらす。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventor has repeatedly studied the problem that slips tend to occur during heat treatment as the diameter of a silicon wafer increases. The main causes of slippage were considered to be (1) stress generated in a portion of the wafer supported by the weight of the wafer, and (2) temperature distribution generated in the wafer surface during heat treatment. It is considered that the stress acting on the supported portion of the wafer can be reduced by increasing the area of the supported portion of the wafer holding jig. Also, Nikkei Microdevice March 1995, p78-79 teaches that the support point of the wafer is moved from the wafer edge to a position closer to the center. The document also teaches increasing the spacing between the supported wafers to suppress temperature variations that increase stress. However, the present inventor considered that there is room for technical improvement in any case. If the area of the wafer supporting part is increased, the outer shape and weight of the jig will increase and the thermal effect on the wafer from the supporting part will increase. Was issued. Further, even if the wafer support point is moved from the wafer edge to a position closer to the center, the problem of temperature distribution occurring in the wafer surface cannot be sufficiently solved. Increasing the distance between the wafers means reducing the number of wafers that can be processed by the jig at one time, resulting in a decrease in the processing capacity in the batch system.

【0016】本発明者は、熱処理時におけるスリップ発
生の要因について詳しく検討を行なった結果、熱処理時
に発生するウエハ面内の温度分布がスリップの発生によ
り大きく寄与していることを見出した。そして、温度分
布の問題をより効果的に解決するべく、検討を行なった
結果、以下に述べるように治具を構成する材質および物
理的性状が、温度分布に大きく寄与することを見出し、
本発明を完成するに至った。
As a result of a detailed study of the factors that cause slip during heat treatment, the present inventor has found that the temperature distribution in the wafer surface that occurs during heat treatment contributes significantly to the occurrence of slip. Then, in order to solve the problem of the temperature distribution more effectively, as a result of examination, it was found that the material and physical properties of the jig as described below greatly contribute to the temperature distribution,
The present invention has been completed.

【0017】まず始めに、治具材料として用いられてき
た石英、SiC、シリコンの熱物性値を表1に示す。こ
れらの熱物性値から、SiCでは放射率が高いことが、
昇温および降温時のシリコン面内における温度分布を増
大させる原因となることがわかった。シリコンウエハ熱
処理時においては、ウエハを積載したウエハボートは、
炉内に挿入され、反応管(石英、SiC)外部からヒー
タで加熱される。このとき、ウエハボートおよびウエハ
への熱移動は、主に放射熱の形で行なわれる。よって、
放射率の高い物質は、温度の上昇速度が高い。すなわ
ち、たとえばCVDにより炭化珪素をコーティングした
炭化珪素質材料からなるウエハボートでは、コーティン
グした炭化珪素の高い放射率のため、積載したウエハよ
りも温度が高くなり、ウエハ面内でもウエハボートの支
持棒近辺が局所的に温度が高くなることがわかった。一
方、シリコンに関しては強度および靭性が低いため、ウ
エハ支持棒とするときの溝切り加工時のチッピングや、
ハンドリング時の割れの問題があり、機械的信頼性に欠
けるという問題があった。
First, Table 1 shows thermophysical property values of quartz, SiC, and silicon which have been used as jig materials. From these thermophysical properties, SiC has a high emissivity,
It was found that it causes the increase of the temperature distribution in the silicon surface during temperature rise and decrease. During heat treatment of silicon wafers, the wafer boat loaded with wafers is
It is inserted into the furnace and heated by a heater from outside the reaction tube (quartz, SiC). At this time, the heat transfer to the wafer boat and the wafer is performed mainly in the form of radiant heat. Therefore,
A substance having a high emissivity has a high temperature rising rate. That is, for example, in a wafer boat made of a silicon carbide-based material coated with silicon carbide by CVD, the temperature becomes higher than that of the loaded wafer due to the high emissivity of the coated silicon carbide, and the wafer boat support rod is also in the wafer plane. It was found that the temperature increased locally in the vicinity. On the other hand, since silicon has low strength and toughness, chipping at the time of grooving when forming a wafer support rod,
There was a problem of cracking during handling, and there was a problem of lack of mechanical reliability.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】そこで、本発明者は、炭化珪素および金属
シリコンからなる機械的信頼性の高い炭化珪素質材料
で、かつ炭化珪素コーティングを行なわない材料によっ
て治具を構成し、種々の検討を行なった。その結果、以
下の実施例においても示すように、本発明者は、炭化珪
素質材料からなる治具表面の放射率が0.8未満である
ことが、シリコンウエハの熱処理時にスリップを発生さ
せないため必要であることを明らかにした。また本発明
者は、治具表面の放射率は、炭化珪素質材料の組成、す
なわち炭化珪素と金属シリコンの含有割合、および治具
の表面粗さ、具体的には中心線平均粗さ(Ra)に依存
することを見出した。
Therefore, the present inventor has made various examinations by constructing a jig with a material having high mechanical reliability, which is composed of silicon carbide and metallic silicon, and which is not coated with silicon carbide. . As a result, as shown also in the following examples, the present inventor has found that the emissivity of the surface of the jig made of the silicon carbide material is less than 0.8 because slip does not occur during the heat treatment of the silicon wafer. Clarified that it is necessary. Further, the inventor has found that the emissivity of the surface of the jig is the composition of the silicon carbide material, that is, the content ratio of silicon carbide and metallic silicon, and the surface roughness of the jig, specifically, the center line average roughness (Ra). ).

【0020】まず、治具を構成する炭化珪素質材料の放
射率を0.8未満とするためには、炭化珪素の含有量を
75重量%以下、より好ましくは70重量%以下にし、
残部すなわち25重量%以上、より好ましくは30重量
%以上をシリコンとする必要があった。炭化珪素の含有
量が75重量%を超えると、治具表面の放射率は0.8
を超え、特に大口径のウエハ熱処理においてスリップが
発生するようになった。一方、炭化珪素の含有量が40
%未満では、放射率を低く抑えることができるものの、
炭化珪素による強度向上の効果が低いために、シリコン
製治具と同様、溝加工時のチッピングやハンドリング時
の割れの問題が発生した。以上の観点から、本発明にお
いて治具を構成する炭化珪素質材料は、40重量%〜7
5重量%の炭化珪素および残部すなわち60重量%〜2
5重量%のシリコンからなっている。また、より好まし
い炭化珪素質材料の組成は、50重量%〜70重量%の
炭化珪素および残部すなわち50重量%〜30重量%の
シリコンである。なお、この組成の範囲において、治具
表面の放射率を下げるため、炭化珪素質材料の表面にシ
リコンをコーティングしてもよい。コーティングされる
シリコンの厚さは、たとえば20〜1000μm、好ま
しくは50〜300μmとすることができる。
First, in order to make the emissivity of the silicon carbide material constituting the jig less than 0.8, the content of silicon carbide is set to 75% by weight or less, more preferably 70% by weight or less,
The balance, that is, 25% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, had to be silicon. When the content of silicon carbide exceeds 75% by weight, the emissivity of the jig surface is 0.8
The slip has come to occur particularly in the wafer heat treatment of large diameter. On the other hand, the content of silicon carbide is 40
If it is less than%, the emissivity can be suppressed to a low level,
Since the effect of improving the strength by silicon carbide is low, the problems of chipping during grooving and cracking during handling occurred as in the case of the jig made of silicon. From the above viewpoints, the silicon carbide material constituting the jig in the present invention is 40% by weight to 7% by weight.
5% by weight of silicon carbide and the balance, ie 60% by weight to 2
It consists of 5% by weight of silicon. A more preferable composition of the silicon carbide-based material is 50% by weight to 70% by weight of silicon carbide and the balance, that is, 50% by weight to 30% by weight of silicon. In this range of composition, in order to reduce the emissivity of the surface of the jig, the surface of the silicon carbide material may be coated with silicon. The thickness of the coated silicon can be, for example, 20 to 1000 μm, preferably 50 to 300 μm.

【0021】本発明に従う治具は、複数のシリコンウエ
ハをそれぞれ保持するための複数の溝を有する支持棒複
数本と、支持棒の両端に設けられ、それらをほぼ平行に
保持する固定部とから構成されるが、ウエハ熱処理時の
スリップの発生を効果的に抑制するため、支持棒および
固定部が上述した組成を有することが望ましい。
The jig according to the present invention comprises a plurality of support rods having a plurality of grooves for respectively holding a plurality of silicon wafers, and fixing portions provided at both ends of the support rods and holding them substantially parallel to each other. However, in order to effectively suppress the occurrence of slip during the heat treatment of the wafer, it is desirable that the support rod and the fixing portion have the above-described composition.

【0022】また上述したように、治具の表面粗さは見
かけの放射率に影響することが本発明者によって見出さ
れた。上述した組成を満足する材料でも、表面粗さがあ
る程度を超えると、治具表面の放射率が高くなり、スリ
ップ発生の原因となることが明らかになった。検討の結
果、治具の表面粗さ、具体的には中心線平均粗さ(R
a)が5μm未満であることがスリップ発生を抑制する
ため必要であった。Raが5μm以上になると、材料表
面の凹凸によって放射率が0.8を超える場合があっ
た。Raが5μm未満であることは、表面が平均的に非
常に滑らかであることを意味する。治具表面の放射率を
管理するためには、RmaxではなくRaによって表面
粗さを管理する必要があった。なお治具を構成する支持
棒および固定部の放射率は、いずれもスリップの発生に
影響するため、これらの表面粗さは5μm未満であるこ
とが望ましい。
Further, as mentioned above, the present inventors have found that the surface roughness of the jig affects the apparent emissivity. It has been clarified that even if the material satisfying the above-mentioned composition is used, if the surface roughness exceeds a certain level, the emissivity of the jig surface becomes high, which causes the occurrence of slip. As a result of the examination, the surface roughness of the jig, specifically, the center line average roughness (R
It was necessary that a) be less than 5 μm in order to suppress the occurrence of slip. When Ra is 5 μm or more, the emissivity may exceed 0.8 due to the unevenness of the material surface. Ra less than 5 μm means that the surface is very smooth on average. In order to control the emissivity of the surface of the jig, it was necessary to control the surface roughness not by Rmax but by Ra. Since the emissivity of the support rod and the fixed portion that make up the jig both affect the occurrence of slip, it is desirable that the surface roughness of these be less than 5 μm.

【0023】本発明者はさらに、炭化珪素およびシリコ
ンからなる炭化珪素質材料について、表面粗さが5μm
未満の滑らかな表面を得るには、特別の配慮が必要であ
ることを見出した。通常、炭化珪素質材料は、炭化珪素
粉末を成形し、焼結するとともにシリコンを含浸せしめ
て得られるが、用いられる炭化珪素粉末の粒度が最終的
に得られる材料の表面粗さに大きく影響することがわか
った。そして、用いられる炭化珪素粉末の平均粒径が
0.5μm〜20μm、好ましくは2μm〜10μmの
範囲であることが、Ra5μm未満の表面粗さを有する
炭化珪素質材料を得るため必要であることを見出した。
炭化珪素粉末の平均粒径が0.5μm未満である場合、
粉末の流動性の低下により成形体の密度が不均一になり
やすく、また、焼結時の粒成長がかえって促進されやす
いため、得られる炭化珪素質材料の表面は粗くなってく
る。一方、平均粒径が20μmを超えると、粒と粒との
結合面積が減少するため、炭化珪素焼結体における粒の
結合が弱く、材料表面が荒れやすくなる。用いる炭化珪
素粉末の平均粒径を0.5〜20μm好ましくは2μm
〜10μmの範囲とすることで、粒同士が強固に結合
し、滑らかな表面を有する炭化珪素質材料を得ることが
できる。なお、これらの粒度を有する炭化珪素粉末を用
いた場合、得られた炭化珪素質材料における炭化珪素粒
の平均粒径をたとえば2μm〜20μmの範囲とするこ
とができる。炭化珪素質材料を構成する炭化珪素は、α
型、β型のいずれであってもよく、またこれらの混合物
であってもよい。
The present inventor has further found that the surface roughness of the silicon carbide material composed of silicon carbide and silicon is 5 μm.
It has been found that special considerations are needed to obtain a smooth surface of less than. Usually, a silicon carbide-based material is obtained by molding silicon carbide powder, sintering it, and impregnating it with silicon, but the particle size of the silicon carbide powder used greatly affects the surface roughness of the finally obtained material. I understand. Then, it is necessary that the average particle diameter of the silicon carbide powder used is in the range of 0.5 μm to 20 μm, preferably 2 μm to 10 μm in order to obtain a silicon carbide based material having a surface roughness of Ra less than 5 μm. I found it.
When the average particle size of the silicon carbide powder is less than 0.5 μm,
The density of the compact tends to become non-uniform due to the decrease in the fluidity of the powder, and the grain growth during sintering tends to be promoted rather, so that the surface of the obtained silicon carbide material becomes rough. On the other hand, when the average particle diameter exceeds 20 μm, the bonding area between the particles is reduced, so that the bonding of the particles in the silicon carbide sintered body is weak and the material surface is likely to be roughened. The average particle diameter of the silicon carbide powder used is 0.5 to 20 μm, preferably 2 μm.
When the thickness is in the range of 10 μm, the particles are firmly bonded to each other, and a silicon carbide material having a smooth surface can be obtained. When silicon carbide powder having these particle sizes is used, the average particle size of the silicon carbide particles in the obtained silicon carbide-based material can be, for example, in the range of 2 μm to 20 μm. The silicon carbide that constitutes the silicon carbide material is α
Type, β type, or a mixture thereof.

【0024】シリコンウエハ保持治具は、高純度を要求
される製品であるため、炭化珪素およびシリコンも高純
度である必要がある。具体的には、シリコンウエハに対
して有害な不純物元素の含有量が1ppm以下であるこ
とが必要である。特に有害な金属不純物の各含量が1p
pm以下であり、その合計が1ppm以下であることが
望ましい。ここでシリコンウエハに対して有害な不純物
元素は、ウエハの熱処理工程で塩化物などとなって気化
し、ウエハに不純物として取込まれ、シリコンウエハの
絶縁抵抗の低下およびシリコン酸化物の耐電圧低下を引
き起こしやすい元素を意味する。具体的には、有害な不
純物元素として、Fe、Ni、Cu、Crなどの重金属
元素、Li、Na、Kなどのアルカリ金属元素、ならび
にBe、Mg、Ca、B、Gaなどのアルカリ土類金属
および両性金属の元素を挙げることができる。熱処理に
おいて、これら不純物元素の含有量が1ppmを超える
場合、シリコンウエハの絶縁抵抗の低下およびシリコン
酸化物の耐電圧低下を引き起こす恐れがある。
Since the silicon wafer holding jig is a product required to have high purity, silicon carbide and silicon must also have high purity. Specifically, it is necessary that the content of the impurity element harmful to the silicon wafer is 1 ppm or less. Each harmful metal impurities content is 1p
pm or less, and the total is preferably 1 ppm or less. Impurity elements harmful to silicon wafers are vaporized into chlorides and the like during the heat treatment process of the wafers and are taken into the wafers as impurities, which lowers the insulation resistance of the silicon wafer and lowers the withstand voltage of silicon oxide. Means an element that easily causes Specifically, as harmful impurity elements, heavy metal elements such as Fe, Ni, Cu and Cr, alkali metal elements such as Li, Na and K, and alkaline earth metals such as Be, Mg, Ca, B and Ga. And elements of amphoteric metals. In the heat treatment, if the content of these impurity elements exceeds 1 ppm, the insulation resistance of the silicon wafer and the withstand voltage of the silicon oxide may be reduced.

【0025】このような純度が高い炭化珪素質材料を得
るため、より純度の高い原料から合成された炭化珪素粉
末を用いることが望ましい。たとえば、炭素質材料とし
て金属触媒を使用せずに製造された有機化合物と高純度
の珪素化合物との均一な混合物を非酸化性雰囲気下で加
熱焼成することにより得られる炭化珪素の粉末を好まし
く用いることができる。上述した有機化合物としてはア
ンモニアまたは有機アミンを触媒として合成されたレゾ
ール型フェノール樹脂、酸を触媒として合成されたノボ
ラック型フェノール樹脂等を挙げることができ、高純度
の珪素化合物としてはエチルシリケート、テトラメチル
シラン等を挙げることができる。
In order to obtain such a high-purity silicon carbide material, it is desirable to use a silicon carbide powder synthesized from a higher-purity raw material. For example, a silicon carbide powder obtained by heating and firing a uniform mixture of an organic compound produced without using a metal catalyst as a carbonaceous material and a high-purity silicon compound in a non-oxidizing atmosphere is preferably used. be able to. Examples of the above-mentioned organic compound include a resol-type phenol resin synthesized by using ammonia or an organic amine as a catalyst, a novolac type phenol resin synthesized by using an acid as a catalyst, and the like. Methylsilane etc. can be mentioned.

【0026】炭化珪素質材料から構成される本発明の治
具は、炭化珪素粉末を成形し、得られた成形体を焼結し
た後、得られた多孔質体に高純度シリコンを含浸するこ
とにより製造することができる。原料として用いられる
炭化珪素粉末は、α、β型いずれでもよく、また混合物
であっても構わない。なお、炭化珪素含有率が60重量
%を超える組成を得るためには、炭化珪素粉体に炭素粉
末を配合する必要がある。後の溶融シリコン含浸工程に
おいて、炭素とシリコンとを反応させて炭化珪素を生成
させる結果、得られる焼結体において60重量%を超え
る炭化珪素含有率を得ることができる。炭素源として
は、黒鉛、カーボンブラック等が用いられる。配合量と
しては成形体の嵩密度、必要とする炭化珪素含有率から
決定される。また、半導体用治具等は高純度を要求され
るため、炭素粉末についても高純度のものを用いること
が必要であることはもちろんである。添加する炭素重量
と最終的に得られる焼結体中の炭化珪素含有率との関係
は、次の式を参考とすることができる。
In the jig of the present invention composed of a silicon carbide material, silicon carbide powder is molded, the obtained molded body is sintered, and then the obtained porous body is impregnated with high-purity silicon. Can be manufactured by. The silicon carbide powder used as a raw material may be either α or β type, or may be a mixture. In order to obtain a composition having a silicon carbide content of more than 60% by weight, it is necessary to mix carbon powder with silicon carbide powder. In the subsequent molten silicon impregnation step, as a result of reacting carbon and silicon to generate silicon carbide, it is possible to obtain a silicon carbide content rate of more than 60% by weight in the obtained sintered body. As the carbon source, graphite, carbon black or the like is used. The blending amount is determined from the bulk density of the molded product and the required silicon carbide content. Further, since jigs for semiconductors and the like are required to have high purity, it is needless to say that it is also necessary to use high purity carbon powder. For the relationship between the weight of carbon added and the silicon carbide content in the finally obtained sintered body, the following formula can be referred to.

【0027】[0027]

【数1】炭化珪素含有率(%)=[{成形体中の炭化珪
素粉体重量+(40×成形体中の炭素重量)/12}]
×100(%)/反応焼結体の重量 次いで炭化珪素粉末あるいは炭化珪素粉末と炭素粉末の
混合体にバインダとしての公知の樹脂が添加される。樹
脂としては、フェノール樹脂、アクリル樹脂等が用いら
れる。次に、この配合物は所定の形状に成形されるが、
この成形は公知の金型プレス、鋳込、CIP等の方法で
行なえばよい。このとき、目的とする炭化珪素含有率に
合わせて成形体の嵩密度を調整し、空隙率40%〜60
%とする。
[Equation 1] Silicon carbide content (%) = [{weight of silicon carbide powder in molded body + (40 × weight of carbon in molded body) / 12}]
× 100 (%) / weight of reaction sintered body Then, a known resin as a binder is added to the silicon carbide powder or the mixture of the silicon carbide powder and the carbon powder. As the resin, phenol resin, acrylic resin or the like is used. The compound is then molded into the desired shape,
This molding may be performed by a known method such as die pressing, casting, CIP and the like. At this time, the bulk density of the molded body is adjusted according to the intended silicon carbide content, and the porosity is 40% to 60%.
%.

【0028】炭化珪素あるいは炭化珪素と炭素の成形体
は仮焼を行ない成形体中のバインダを脱脂させる。仮焼
温度、時間は成形体の寸法、バインダ組成等によって異
なるが、500℃〜1000℃、30分間〜20時間程
度が適当である。また、昇温速度も成形体の寸法、肉厚
によって適宜調整される。
The silicon carbide or the silicon carbide and carbon compact is calcined to degrease the binder in the compact. Although the calcination temperature and time vary depending on the size of the molded product, the binder composition, etc., it is suitable to be 500 ° C. to 1000 ° C. and 30 minutes to 20 hours. Also, the temperature rising rate is appropriately adjusted depending on the size and thickness of the molded body.

【0029】次に、脱脂処理された仮焼体は純化処理を
行なうが、公知のようにHCl、Cl2 ガス雰囲気中で
熱処理することによって行なわれる。
Next, the degreased calcined body is subjected to a purification treatment, which is carried out by heat treatment in an atmosphere of HCl and Cl 2 gas as is well known.

【0030】次いで純化処理された成形体は、溶融シリ
コンとの反応焼結によって焼結体とされるが、この工程
は公知の方法で行なえばよい。すなわち、シリコン、た
とえば半導体用の高純度シリコンを融点以上に加熱して
溶融した後、上記した成形体に含浸させればよい。そし
て、多孔質成形体に炭素が存在する場合には、溶融させ
た金属シリコンを含浸させると多孔体内部の炭素と反応
して、炭化珪素を生じながら緻密化が起こり、反応終了
後の焼結体の気孔にさらに金属シリコンが充填され、緻
密な焼結体となる。
Next, the purified compact is made into a sintered body by reaction sintering with molten silicon, and this step may be performed by a known method. That is, silicon, for example, high-purity silicon for semiconductors may be heated to a temperature equal to or higher than the melting point and melted, and then the above-mentioned molded body may be impregnated. When carbon is present in the porous compact, when it is impregnated with molten metal silicon, it reacts with the carbon inside the porous body to cause densification while producing silicon carbide, and sintering after the reaction is completed. The pores of the body are further filled with metallic silicon to form a dense sintered body.

【0031】本発明の治具を構成する炭化珪素質材料
は、炭化珪素からなる多孔質体中にシリコンが充填され
たガス不透過性の構成を有し、その表面粗さRaは5μ
m未満であり、その表面の放射率は0.8未満、たとえ
ば0.55以上0.8未満である。
The silicon carbide material constituting the jig of the present invention has a gas impermeable structure in which silicon is filled in a porous body made of silicon carbide and has a surface roughness Ra of 5 μm.
The surface emissivity is less than 0.8, for example, 0.55 or more and less than 0.8.

【0032】以下に本発明を実施例によって具体的に説
明する。
The present invention will be specifically described below with reference to examples.

【0033】[0033]

【実施例】【Example】

実施例1 Na、K、Ca、Fe、Ni、CuおよびCrの各含有
量が1ppm以下である平均粒径約5μmの炭化珪素粉
末60重量部と炭素粉末3重量部の混合物を、常法に従
って成形し、得られた成形体を約1000℃の温度にお
いてAr雰囲気下で脱脂焼成を行なった後、HClガス
雰囲気中1200℃で純化処理を行なった。得られた多
孔性焼結体に、1500℃で37重量部の金属シリコン
を含浸させた後、ウエハを保持するための溝(スリッ
ト)を形成し、縦型ウエハボートを作製した。シリコン
含浸工程において炭素とシリコンが反応し炭化珪素が生
成したため、得られたボートにおいて炭化珪素の含有量
は70重量%であり、残部がシリコンであった。また、
得られたボートにおいて、上述した各金属元素の含有量
は1ppm以下であった。
Example 1 A mixture of 60 parts by weight of silicon carbide powder having an average particle size of about 5 μm and having a content of each of Na, K, Ca, Fe, Ni, Cu and Cr of 1 ppm or less and 3 parts by weight of carbon powder was subjected to a conventional method. After molding, the molded body obtained was subjected to degreasing firing at a temperature of about 1000 ° C. in an Ar atmosphere, and then subjected to a purification treatment at 1200 ° C. in an HCl gas atmosphere. The obtained porous sintered body was impregnated with 37 parts by weight of metallic silicon at 1500 ° C., and then grooves (slits) for holding a wafer were formed to fabricate a vertical wafer boat. Since carbon and silicon reacted with each other in the silicon impregnation step to generate silicon carbide, the content of silicon carbide in the obtained boat was 70% by weight, and the balance was silicon. Also,
In the obtained boat, the content of each metal element described above was 1 ppm or less.

【0034】得られた縦型ウエハボートの概略について
図1〜3に示す。縦型ウエハボート10は、4本の支持
棒3a、3b、3cおよび3dを有している。これらの
支持棒3a〜3dには、図3に拡大して示すように、そ
れぞれ、ウエハを挿入するための溝5が所定の間隔で形
成されている。図1に示すように、支持棒3a〜3dの
一端には天板1が接合され、他端には底板2が接合され
ている。これらの部材は、4本の支持棒3a〜3dを平
行に保持し固定している。また天板1および底板2に
は、熱処理時におけるガスの流れを遮断しないよう、開
口部1aおよび2aがそれぞれ形成されている。ウエハ
ボート10は、底板2を下にして立て、支持棒3a〜3
dに形成された溝にウエハを挿入することにより、ウエ
ハを保持する。図2は、ウエハが保持される様子を天板
1の上から示すものである。シリコンウエハ6は、4本
の支持棒3a〜3dによって保持されている。複数のウ
エハは、支持棒に形成された溝にそれぞれ挿入され、ほ
ぼ平行に並べられ保持される。なお、図1に示す寸法D
はウエハボートの高さ、図2に示す寸法Aは天板の直
径、Bは保持されるウエハの直径、C1およびC2は支
持棒の厚みおよび幅を示している。本実施例ではAが2
10mm、Bが150mm(6インチ)、C1×C2が
10mm×15mm、Dが750mmの仕様のウエハボ
ートを作製した。
An outline of the obtained vertical wafer boat is shown in FIGS. The vertical wafer boat 10 has four support rods 3a, 3b, 3c and 3d. As shown in the enlarged view of FIG. 3, grooves 5 for inserting a wafer are formed in each of the support rods 3a to 3d at predetermined intervals. As shown in FIG. 1, the top plate 1 is joined to one end of the support rods 3a to 3d, and the bottom plate 2 is joined to the other end. These members hold and fix the four support rods 3a to 3d in parallel. In addition, openings 1a and 2a are formed in the top plate 1 and the bottom plate 2 respectively so as not to block the flow of gas during heat treatment. The wafer boat 10 is erected with the bottom plate 2 down, and the support rods 3 a to 3
The wafer is held by inserting it into the groove formed in d. FIG. 2 shows how the wafer is held from above the top plate 1. The silicon wafer 6 is held by the four support bars 3a to 3d. The plurality of wafers are inserted into the grooves formed in the support rods, respectively, and arranged and held substantially parallel to each other. The dimension D shown in FIG.
Is the height of the wafer boat, dimension A shown in FIG. 2 is the diameter of the top plate, B is the diameter of the wafer to be held, and C1 and C2 are the thickness and width of the support rods. In this embodiment, A is 2
A wafer boat having specifications of 10 mm, B 150 mm (6 inches), C1 × C2 10 mm × 15 mm, and D 750 mm was produced.

【0035】得られたウエハボートを用いて図4に示す
ようなヒートパターンの条件によりシリコンウエハを熱
処理した。その後、シリコンウエハにスリップが生成し
たかどうかを観察した。表2に、得られた治具表面の放
射率、治具の炭化珪素含有量、治具の表面粗さ(R
a)、熱処理を行なったシリコンウエハのスリップ生成
状態、ならびに溝加工部の欠けの有無を併せて示す。
Using the obtained wafer boat, the silicon wafer was heat-treated under the conditions of the heat pattern as shown in FIG. Then, it was observed whether slips were generated on the silicon wafer. Table 2 shows the emissivity of the obtained jig surface, the silicon carbide content of the jig, and the surface roughness of the jig (R
a), the slip generation state of the silicon wafer after the heat treatment, and the presence / absence of chipping in the groove processed portion are also shown.

【0036】実施例2 炭化珪素を58重量部、、炭素を5重量部、シリコンを
37重量部とした以外は、実施例1と同様にして縦型シ
リコンウエハボートを作製し、実施例1と同様に評価を
行なった。得られたボートにおいて炭化珪素の含有量は
75重量%であり、残部がシリコンであった。評価の結
果を表2に示す。
Example 2 A vertical silicon wafer boat was prepared in the same manner as in Example 1 except that 58 parts by weight of silicon carbide, 5 parts by weight of carbon, and 37 parts by weight of silicon were used. The same evaluation was performed. In the obtained boat, the silicon carbide content was 75% by weight, and the balance was silicon. Table 2 shows the results of the evaluation.

【0037】実施例3 炭化珪素を60重量部、シリコンを40重量部とした以
外は、実施例1と同様にして縦型ウエハボートを作製
し、実施例1と同様に評価を行なった。評価の結果を表
2に示す。
Example 3 A vertical wafer boat was produced in the same manner as in Example 1 except that silicon carbide was 60 parts by weight and silicon was 40 parts by weight, and the same evaluation as in Example 1 was carried out. Table 2 shows the results of the evaluation.

【0038】実施例4 炭化珪素を50重量部、シリコンを50重量部とした以
外は、実施例1と同様にして縦型ウエハボートを作製
し、評価を行なった。評価の結果を表2に示す。
Example 4 A vertical wafer boat was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 50 parts by weight of silicon carbide and 50 parts by weight of silicon were used. Table 2 shows the results of the evaluation.

【0039】実施例5 炭化珪素を40重量部、シリコンを60重量部とした以
外は、実施例1と同様にして縦型ウエハボートを作製
し、評価を行なった。評価の結果を表2に示す。
Example 5 A vertical wafer boat was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 40 parts by weight of silicon carbide and 60 parts by weight of silicon were used. Table 2 shows the results of the evaluation.

【0040】実施例6〜10 図に示す寸法Aを255mm、Bを200mm(8イン
チ)、C1×C2を10mm×15mm、Dを800m
mとした仕様の縦型ウエハボートを作製した。それ以外
は、実施例1、2、3、4および5とそれぞれ同様にし
て、成分の組成が異なる5種類のウエハボートを作製
し、実施例1と同様にして評価を行なった。評価の結果
を表2に示す。
Examples 6 to 10 Dimension A shown in the figure is 255 mm, B is 200 mm (8 inches), C1 × C2 is 10 mm × 15 mm, and D is 800 m.
A vertical wafer boat having a specification of m was manufactured. Except for that, five types of wafer boats having different component compositions were prepared in the same manner as in Examples 1, 2, 3, 4 and 5, and evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results of the evaluation.

【0041】実施例11および12 用いる炭化珪素粉末の平均粒径を約10μmとした以外
は、実施例1および6と同様にして、それぞれ寸法の異
なる2つの縦型ウエハボートを作製した。実施例1と同
様にして評価を行なった結果を表2に示す。
Examples 11 and 12 Two vertical wafer boats having different dimensions were prepared in the same manner as in Examples 1 and 6 except that the silicon carbide powder used had an average particle size of about 10 μm. Table 2 shows the results of evaluation performed in the same manner as in Example 1.

【0042】実施例13および14 用いる炭化珪素粉末の平均粒径を約1μmとした以外
は、実施例1および6と同様にして、それぞれ寸法の異
なる2種類のウエハボートを作製した。得られたウエハ
ボートについて評価を行なった結果を表2に示す。
Examples 13 and 14 Two types of wafer boats having different sizes were produced in the same manner as in Examples 1 and 6 except that the silicon carbide powder used had an average particle size of about 1 μm. Table 2 shows the results of evaluation of the obtained wafer boat.

【0043】実施例15および16 用いる炭化珪素粉末の平均粒径を約20μmとした以外
は、実施例1および6と同様にして寸法の異なる2種類
のウエハボートを作製した。評価の結果を表2に示す。
Examples 15 and 16 Two types of wafer boats having different sizes were prepared in the same manner as in Examples 1 and 6 except that the silicon carbide powder used had an average particle size of about 20 μm. Table 2 shows the results of the evaluation.

【0044】実施例17および18 用いる炭化珪素粉末の平均粒径を約0.5μmとした以
外は、実施例1および6と同様にして寸法の異なる2種
類のウエハボートを作製した。評価の結果を表2に示
す。
Examples 17 and 18 Two types of wafer boats having different sizes were prepared in the same manner as in Examples 1 and 6 except that the silicon carbide powder used had an average particle size of about 0.5 μm. Table 2 shows the results of the evaluation.

【0045】実施例19および20 実施例1および6でそれぞれ得られたウエハボートに、
約50μmの厚みでシリコンを蒸着させ、シリコンコー
ティングを行なった縦型ウエハボートを作製した。得ら
れたウエハボートについて評価を行なった結果を表2に
示す。
Examples 19 and 20 In the wafer boats obtained in Examples 1 and 6, respectively,
Silicon was vapor-deposited to a thickness of about 50 μm to prepare a vertical wafer boat coated with silicon. Table 2 shows the results of evaluation of the obtained wafer boat.

【0046】比較例1および2 炭化珪素質材料の組成について、炭化珪素を30重量
部、シリコンを70重量部とした以外は、実施例1およ
び6と同様にして寸法の異なる2種類の縦型ウエハボー
トを作製した。得られたボートについて実施例1と同様
に評価した結果を表3に示す。
Comparative Examples 1 and 2 Two types of vertical type having different dimensions were prepared in the same manner as in Examples 1 and 6 except that the composition of the silicon carbide material was 30 parts by weight of silicon carbide and 70 parts by weight of silicon. A wafer boat was produced. Table 3 shows the results of evaluating the obtained boat in the same manner as in Example 1.

【0047】比較例3および4 炭化珪素を55重量部、炭素を7.5重量部、シリコン
を37.5重量部とした以外は、実施例1および6と同
様にして寸法の異なる2種類のウエハボートを作製し
た。得られたボートにおいて炭化珪素の含有量は80重
量%、残部がシリコンであった。評価の結果を表3に示
す。
Comparative Examples 3 and 4 Two kinds of different sizes were obtained in the same manner as in Examples 1 and 6 except that 55 parts by weight of silicon carbide, 7.5 parts by weight of carbon and 37.5 parts by weight of silicon were used. A wafer boat was produced. In the obtained boat, the content of silicon carbide was 80% by weight, and the balance was silicon. Table 3 shows the results of the evaluation.

【0048】比較例5および6 炭化珪素を54重量部、炭素を7.8重量部、シリコン
を38.2重量部とした以外は、実施例1および6と同
様にして寸法の異なる2種類のウエハボートを作製し
た。得られたボートにおいて炭化珪素の含有量は85重
量%であり、残部がシリコンであった。評価の結果を表
3に示す。
Comparative Examples 5 and 6 Two kinds of different dimensions were obtained in the same manner as in Examples 1 and 6 except that 54 parts by weight of silicon carbide, 7.8 parts by weight of carbon and 38.2 parts by weight of silicon were used. A wafer boat was produced. In the obtained boat, the silicon carbide content was 85% by weight, and the balance was silicon. Table 3 shows the results of the evaluation.

【0049】比較例7および8 炭化珪素粉末の平均粒径を約25μmとした以外は、実
施例1および6と同様にして寸法の異なる2種類のウエ
ハボートを作製した。評価の結果を表3に示す。
Comparative Examples 7 and 8 Two kinds of wafer boats having different sizes were prepared in the same manner as in Examples 1 and 6 except that the average particle diameter of the silicon carbide powder was set to about 25 μm. Table 3 shows the results of the evaluation.

【0050】比較例9および10 炭化珪素粉末の平均粒径を約35μmとした以外は、実
施例1および6と同様にしてウエハボートを作製した。
得られたウエハボートについて評価した結果を表3に示
す。
Comparative Examples 9 and 10 Wafer boats were manufactured in the same manner as in Examples 1 and 6 except that the silicon carbide powder had an average particle size of about 35 μm.
Table 3 shows the evaluation results of the obtained wafer boat.

【0051】比較例11および12 炭化珪素粉末の平均粒径を約0.2μmとした以外は、
実施例4および9と同様にして寸法の異なる2種類のウ
エハボートを作製しようとしたが、脱脂、純化処理時に
多孔体が破損し、所望の焼結体を得ることができなかっ
た。これは、炭化珪素粉末の粒径が細く、成形密度が低
下したためであると考えられた。
Comparative Examples 11 and 12 Except that the average particle size of the silicon carbide powder was about 0.2 μm,
Two types of wafer boats having different sizes were tried to be manufactured in the same manner as in Examples 4 and 9, but the desired sintered body could not be obtained because the porous body was damaged during the degreasing and purification treatments. It is considered that this is because the particle size of the silicon carbide powder was small and the molding density was lowered.

【0052】比較例13および14 実施例1および6でそれぞれ作製したウエハボートの表
面に厚み100μmのSiC膜をCVDによってコーテ
ィングし、寸法の異なる2種類のウエハボートをそれぞ
れ作製した。得られたボートについて実施例1と同様に
評価を行なった結果を表3に示す。
Comparative Examples 13 and 14 The surface of the wafer boats produced in Examples 1 and 6 was coated with a 100 μm thick SiC film by CVD to produce two types of wafer boats having different dimensions. Table 3 shows the results of evaluation performed on the obtained boat in the same manner as in Example 1.

【0053】比較例15および16 実施例1および6に従ってウエハボートをそれぞれ作製
するにあたり、支持棒の部分だけをポリシリコン製の棒
とし、他は実施例1および6と同様にして寸法の異なる
2種類のウエハボートを作製した。評価の結果を表3に
示す。
Comparative Examples 15 and 16 In the production of wafer boats according to Examples 1 and 6, respectively, only the support rod portion was made of polysilicon, and the others were the same as in Examples 1 and 6 and differed in size. A variety of wafer boats were made. Table 3 shows the results of the evaluation.

【0054】表2に示すように、本発明に従う実施例の
ウエハボートは放射率0.8未満の条件を満足してお
り、直径200μmの大口径ウエハの熱処理において
も、スリップを発生させることがなかった。一方、表3
の比較例に示すように炭化珪素質材料の組成が本発明の
範囲以外のもの、細かすぎる炭化珪素粉末および粗すぎ
る炭化珪素粉末を使用したために表面粗さRaが5μm
を超えたもの、ならびにSiCコーティングを施したも
のは放射率が高くなり、熱処理時に際してシリコンウエ
ハにスリップを発生させやすかった。図5は、比較例1
4において得られたウエハボートで熱処理を行なったウ
エハのスリップ生成状況を示している。図に示すよう
に、ウエハ6のかなりの箇所においてスリップ7が生成
している。一方、支持棒をシリコン製とすると、スリッ
ト加工部に欠けが生じた。
As shown in Table 2, the wafer boats of the examples according to the present invention satisfy the condition that the emissivity is less than 0.8, and slip can occur even in the heat treatment of a large diameter wafer having a diameter of 200 μm. There wasn't. On the other hand, Table 3
As shown in the comparative example, the surface roughness Ra is 5 μm because the composition of the silicon carbide material is out of the range of the present invention, too fine silicon carbide powder and too coarse silicon carbide powder are used.
Those having a temperature above 1.0 and those having a SiC coating had a high emissivity, and slips were easily generated in the silicon wafer during heat treatment. FIG. 5 shows Comparative Example 1
4 shows a slip generation state of a wafer that has been heat-treated with the wafer boat obtained in FIG. As shown in the figure, the slip 7 is generated at a considerable portion of the wafer 6. On the other hand, when the support rod was made of silicon, the slit processing portion was chipped.

【0055】なお以上の実施例では縦型ウエハボートの
作製について説明したが、本発明は、熱処理時にウエハ
にスリップを生成させないため、横型ウエハボートにも
適用できるものである。また、上記実施例では、支持棒
が4本のウエハボートを説明したが、支持棒の数はこれ
に限定されるものではない。また、支持棒の配置および
形状、それを固定する部分の形状および配置も上述した
実施例に限定されるものではない。
Although the vertical wafer boat is manufactured in the above embodiments, the present invention can be applied to the horizontal wafer boat because slips are not generated in the wafer during the heat treatment. Further, in the above embodiment, the wafer boat having four support rods has been described, but the number of support rods is not limited to this. Further, the arrangement and shape of the support rods and the shape and arrangement of the portion fixing them are not limited to those in the above-described embodiments.

【0056】[0056]

【表2】 [Table 2]

【0057】[0057]

【表3】 [Table 3]

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、熱
処理においてシリコンウエハにスリップを生成させるこ
とがない治具を得ることができる。また本発明に従う治
具は、自動搬送システムおよび大口径ウエハに対応でき
る十分な強度を有する。さらに本発明の治具は、大口径
シリコンウエハを大容量バッチ式において処理する能力
に優れている。したがって本発明の治具は、半導体装置
の製造歩留りおよび信頼性向上に寄与するところが大き
い。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a jig that does not generate a slip on a silicon wafer during heat treatment. Further, the jig according to the present invention has sufficient strength to support an automatic transfer system and a large diameter wafer. Furthermore, the jig of the present invention is excellent in the ability to process a large-diameter silicon wafer in a large-capacity batch system. Therefore, the jig of the present invention largely contributes to the improvement of the manufacturing yield and reliability of semiconductor devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるウエハボートの一具体例を示す斜
視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a specific example of a wafer boat according to the present invention.

【図2】図1に示すウエハボートにおいてウエハが保持
される様子を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing how wafers are held in the wafer boat shown in FIG.

【図3】図1に示すウエハボートにおいて支持棒に形成
される溝を拡大して示す断面図である。
3 is an enlarged cross-sectional view showing a groove formed in a support rod in the wafer boat shown in FIG.

【図4】実施例および比較例において得られたボート上
でシリコンウエハを熱処理するための条件を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing conditions for heat-treating a silicon wafer on the boats obtained in Examples and Comparative Examples.

【図5】比較例によるウエハボートで熱処理を行なった
ウエハのスリップ生成状況を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a slip generation state of a wafer that has been heat-treated with a wafer boat according to a comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 天板 2 底板 3a、3b、3c、3d 支持棒 1 top plate 2 bottom plate 3a, 3b, 3c, 3d support rod

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコンウエハを熱処理時に保持するた
めのシリコンウエハ保持治具であって、 複数の前記シリコンウエハをそれぞれ保持するための複
数の溝を有する複数本の支持棒と、 前記複数本の支持棒の両端に設けられ、前記複数本の支
持棒をほぼ平行に保持する固定部とからなり、 前記支持棒および前記固定部が、40重量%〜75重量
%の炭化珪素および60重量%〜25重量%のシリコン
からなりかつ前記シリコンウエハに対して有害な不純物
元素の含有量が1ppm以下である、炭化珪素質材料か
らなり、かつ前記支持棒および前記固定部の表面粗さR
aが5μm未満であることを特徴とする、シリコンウエ
ハ保持治具。
1. A silicon wafer holding jig for holding a silicon wafer during heat treatment, comprising: a plurality of support rods having a plurality of grooves for respectively holding the plurality of silicon wafers; And a fixing portion which is provided at both ends of the supporting rod and holds the plurality of supporting rods substantially in parallel, wherein the supporting rod and the fixing portion are 40 wt% to 75 wt% silicon carbide and 60 wt% to 60 wt%. 25% by weight of silicon and a silicon carbide material having a content of an impurity element harmful to the silicon wafer of 1 ppm or less, and the surface roughness R of the support rod and the fixing portion.
A silicon wafer holding jig, wherein a is less than 5 μm.
【請求項2】 前記シリコンウエハ保持治具が直径20
0mm以上のシリコンウエハを保持するための縦型ウエ
ハボートであることを特徴とする、請求項1記載のシリ
コンウエハ保持治具。
2. The silicon wafer holding jig has a diameter of 20.
2. The silicon wafer holding jig according to claim 1, which is a vertical wafer boat for holding a silicon wafer of 0 mm or more.
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