JPH10194876A - Production of jig for semiconductor - Google Patents

Production of jig for semiconductor

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JPH10194876A
JPH10194876A JP35049296A JP35049296A JPH10194876A JP H10194876 A JPH10194876 A JP H10194876A JP 35049296 A JP35049296 A JP 35049296A JP 35049296 A JP35049296 A JP 35049296A JP H10194876 A JPH10194876 A JP H10194876A
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jig
oxide film
silicon
molded body
semiconductor
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JP35049296A
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Japanese (ja)
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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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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/53After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone involving the removal of at least part of the materials of the treated article, e.g. etching, drying of hardened concrete
    • C04B41/5315Cleaning compositions, e.g. for removing hardened cement from ceramic tiles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a jig for a semiconductor made of a silicon carbide-metallic silicon composite material, metallic silicon, etc., and used in a process of producing a semiconductor device without contaminating a silicon wafer. SOLUTION: A compact having a shape necessary for a jig for a semiconductor and made of a silicon carbide-silicon composite material, metallic silicon, etc., is washed with hydrofluoric acid or a mixture of hydrofluoric acid with hydrochloric acid. The washed compact is heat-treated at 1,000-1,300 deg.C in an oxidizing atmosphere to form an oxidized film of 0.1-5μm thickness in the surface. The compact with the oxidized film is mechanically worked and washed with hydrofluoric acid or a mixture of hydrofluoric acid with hydrochloric acid to removed the oxidized film.

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、半導体用治具の製
造方法に関し、特に、半導体装置の製造においてシリコ
ンウェハの熱拡散処理等に使用されるプロセスチュー
ブ、ウェハボート等に有用であって、たとえば炭化ケイ
素および金属シリコンの複合材料や金属シリコン等から
形成される治具を製造するための方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a jig for a semiconductor, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device, which is useful for a process tube, a wafer boat, and the like used for thermal diffusion processing of a silicon wafer. For example, the present invention relates to a method for manufacturing a jig formed from a composite material of silicon carbide and metallic silicon, metallic silicon, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、1100℃以上の高耐熱性を要求
される半導体用治具として、金属シリコンと炭化ケイ素
からなる複合体(以降、「炭化ケイ素質複合材料」と称
する)から形成されたものが開発されてきた。しかしな
がら、開発当初、半導体装置の製造に要求される高純度
な炭化ケイ素質複合材料を得ることは困難であった。そ
こで、シリコンウェハ等に対する汚染を軽減させる方法
として、炭化ケイ素質複合材料で作られた基材の表面
に、炭化ケイ素等の膜を形成する方法が提案されていた
(特開昭63−56700号公報)。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a jig for semiconductors requiring high heat resistance of 1100 ° C. or higher, a jig made of metal silicon and silicon carbide (hereinafter referred to as “silicon carbide composite material”) has been formed. Things have been developed. However, at the beginning of development, it was difficult to obtain a high-purity silicon carbide composite material required for manufacturing semiconductor devices. Therefore, as a method of reducing contamination on a silicon wafer or the like, a method of forming a film of silicon carbide or the like on the surface of a substrate made of a silicon carbide composite material has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-56700). Gazette).

【0003】一方、最近の材料技術および高純度化技術
の進歩により、金属シリコンからなる治具や、石英ガラ
ス並みの高純度材料が開発され、その用途の展開が進ん
でいる(特開平6−211574号公報)。しかし、こ
れらの材料は、炭化ケイ素膜を付与した炭化ケイ素質複
合材料や石英ガラスと比べると、洗浄が困難という問題
があった。
On the other hand, with recent advances in material technology and high-purity technology, jigs made of metallic silicon and high-purity materials comparable to quartz glass have been developed, and their applications have been developed (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-1994). No. 211574). However, these materials have a problem that cleaning is more difficult than a silicon carbide composite material or quartz glass provided with a silicon carbide film.

【0004】近年の半導体装置の高集積化および微細化
に伴い、パーティクルや金属不純物等によるマイクロコ
ンタミネーションが製品の歩留りや信頼性に大きな影響
を及ぼすようになってきた。このため、超LSI工程に
おいて清浄化の重要性が一段と高まってきている。しか
し、シリコンウェハの洗浄技術に関しては注目されてい
るものの、治具、特にウェハを熱処理するための高純度
耐熱材料からなる治具については、コンタミネーション
の影響が大きいにも拘らず、未だ関心が低い(SEMI
テクノロジーシンポジウム1993年予稿集 Semicond
uctor Equipment and Materials International 199
3年12月p450〜453)。
With the recent increase in the degree of integration and miniaturization of semiconductor devices, micro-contamination due to particles, metal impurities, and the like has greatly affected product yield and reliability. For this reason, the importance of cleaning in the VLSI process has been further increased. However, although attention has been paid to silicon wafer cleaning technology, there is still interest in jigs, especially jigs made of high-purity heat-resistant materials for heat-treating wafers, despite the great influence of contamination. Low (SEMI
Technology Symposium 1993 Proceedings Semicond
uctor Equipment and Materials International 199
3 years December, p. 450-453).

【0005】従来、半導体熱処理用に用いられてきた石
英ガラス製治具は、フッ酸等の洗浄液に対して均一に溶
解し、また、その表面は非常に滑らかであるため、洗浄
が比較的容易であるものの、耐熱性などの問題があっ
た。
Conventionally, a quartz glass jig which has been used for semiconductor heat treatment is uniformly dissolved in a cleaning liquid such as hydrofluoric acid, and its surface is very smooth, so that cleaning is relatively easy. However, there were problems such as heat resistance.

【0006】これに対し、石英よりも耐熱性が高くかつ
強度の高い炭化ケイ素質複合材料について、石英ガラス
並みの高純度材料が開発されてきており、その用途展開
が進んでいる。炭化ケイ素質複合材料は、炭化ケイ素か
らなる成型体に金属シリコンを含浸させて形成した複合
材料であるため、その表面には金属シリコンが露出して
いる。このような複合材料を清浄化するため、ハロゲン
化水素ガス、強酸等でその表面を処理すれば、金属シリ
コンが浸食されるため、治具の表面に孔が生成し、汚染
の原因となったり、寿命が低下するなどの問題が生じ
る。同様の問題は、金属シリコンで形成された治具でも
生じる。すなわち、金属シリコン治具をハロゲン化ガス
や強酸で処理した場合、金属シリコンそのものが浸食さ
れる。浸食は必ずしも均一には行なわれず、ポリシリコ
ンの粒界が先に浸食されて表面粗さが増大することとな
る。表面が荒れることによって、洗浄の際に不純物の残
留が多くなり、汚染の原因となる。また、治具を形成す
る金属シリコンそのものが溶出していくため、洗浄の度
に治具が小さくなっていき、寸法の狂いが生じるように
なる。
On the other hand, for a silicon carbide composite material having higher heat resistance and higher strength than quartz, a high-purity material comparable to quartz glass has been developed, and its use has been developed. The silicon carbide composite material is a composite material formed by impregnating a molded body made of silicon carbide with metal silicon, so that the metal silicon is exposed on the surface thereof. If the surface is treated with a hydrogen halide gas, strong acid, etc. to clean such a composite material, metallic silicon will be eroded, and holes will be formed on the surface of the jig, causing contamination. This causes problems such as a shortened life. Similar problems also occur with jigs formed of metal silicon. That is, when the metal silicon jig is treated with a halogenated gas or a strong acid, the metal silicon itself is eroded. The erosion is not always performed uniformly, so that the grain boundaries of the polysilicon are eroded first and the surface roughness increases. When the surface is roughened, impurities remain during cleaning, which causes contamination. In addition, since the metal silicon itself forming the jig elutes, the jig becomes smaller each time washing is performed, and the dimensions become irregular.

【0007】これに対し、かかる欠点を改善するため、
表面に緻密な炭化ケイ素膜またはシリカ膜を蒸着せしめ
て不純物の拡散を抑え、表面ボイドを埋める方法が提案
されている(特開昭57−58771号公報、特開昭6
4−61376号公報、特開昭64−14914号公
報)。しかし、このような方法では、その表面の炭化ケ
イ素膜またはシリカ膜にピンホールが発生したり、膜の
密着強度が低く、機械的および熱的衝撃により亀裂が生
じる等の問題があった。また、CVD膜の付加はコスト
アップの要因となっている。
On the other hand, in order to improve such disadvantages,
A method has been proposed in which a dense silicon carbide film or silica film is deposited on the surface to suppress diffusion of impurities and fill the surface voids (JP-A-57-58771, JP-A-57-58771).
4-61376, JP-A-64-14914). However, such a method has problems such as generation of pinholes in the silicon carbide film or silica film on the surface, low adhesion strength of the film, and cracking due to mechanical and thermal shocks. Further, the addition of the CVD film causes a cost increase.

【0008】一方、多孔質炭化ケイ素成型体をハロゲン
含有ガスあるいは強酸で純化処理した後、二次焼成とし
てシリコン含浸を行ない清浄な半導体用治具を製造する
方法(特開昭55−158622号公報)、ならびに多
孔質炭化ケイ素成型体をハロゲンガスの雰囲気中におい
て1600℃〜2000℃の温度で純化処理を行なった
後、二次焼成としてシリコン含浸を行ない半導体用治具
を得る方法(特開昭60−138913号公報)も開示
されている。しかしながら、これらの技術は、シリコン
含浸の前に清浄化処理を行なうため、シリコン含浸後さ
らに加工する工程で表面に付着した不純物を除去するた
めの手段を何ら提供するものではない。
On the other hand, a method for producing a clean semiconductor jig by purifying a porous silicon carbide molded body with a halogen-containing gas or a strong acid and then impregnating silicon as secondary baking (Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-158622). ) And a method of obtaining a jig for a semiconductor by subjecting a porous silicon carbide molded body to a purification treatment at a temperature of 1600 ° C. to 2000 ° C. in an atmosphere of a halogen gas and then performing silicon impregnation as a secondary baking (Japanese Patent Laid-Open No. No. 60-138913) is also disclosed. However, these techniques do not provide any means for removing impurities adhering to the surface in a step of further processing after the silicon impregnation because the cleaning treatment is performed before the silicon impregnation.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、半導
体装置の製造プロセス、特に熱処理工程の際にシリコン
ウェハを汚染することのない使用により適した半導体用
治具を製造することのできる方法を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor jig which is more suitable for use without contaminating a silicon wafer during a semiconductor device manufacturing process, particularly a heat treatment step. Is to provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも表
層部に金属シリコンを含有するかまたは少なくとも表層
部が金属シリコンからなる半導体用治具の製造方法であ
って、以下の工程を備えることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method for manufacturing a jig for a semiconductor wherein at least the surface layer contains metallic silicon or at least the surface layer is composed of metallic silicon, comprising the following steps. Features.

【0011】(a) 半導体用治具に必要な形状を有し
かつ少なくとも表層部に金属シリコンを含有するかまた
は少なくとも表層部が金属シリコンからなる材料からな
る成型体をフッ化水素酸またはフッ化水素酸と塩酸の混
合物で洗浄する工程。
(A) A molded article having a shape required for a semiconductor jig and containing at least a surface layer of metal silicon or at least a surface layer of a material made of metal silicon is formed by hydrofluoric acid or fluoridation. A step of washing with a mixture of hydrochloric acid and hydrochloric acid.

【0012】(b) 洗浄された成型体を酸化雰囲気下
で熱処理することにより成型体の表面に0.1μm〜5
μmの厚みの酸化膜を形成する工程。
(B) heat-treating the washed molded body in an oxidizing atmosphere so that the surface of the molded body has a thickness of 0.1 to 5 μm;
forming an oxide film having a thickness of μm;

【0013】(c) 酸化膜を有する成型体を機械加工
する工程。 (d) 機械加工された成型体をフッ化水素酸またはフ
ッ化水素酸と塩酸の混合物で洗浄する工程。
(C) a step of machining a molded body having an oxide film; (D) washing the machined molded body with hydrofluoric acid or a mixture of hydrofluoric acid and hydrochloric acid;

【0014】本発明において、酸化膜を形成するための
熱処理は、たとえば1000℃〜1300℃の温度で行
なうことが好ましい。
In the present invention, the heat treatment for forming the oxide film is preferably performed at a temperature of, for example, 1000 ° C. to 1300 ° C.

【0015】また本発明において、上述した(d)工程
の後、機械加工された成型体を酸化雰囲気下でさらに熱
処理することにより成型体の表面に新たな酸化膜を形成
してもよい。
In the present invention, after the above-mentioned step (d), a new oxide film may be formed on the surface of the molded body by further heat-treating the machined molded body in an oxidizing atmosphere.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明によって製造される半導体
用治具には、たとえば、シリコンウェハの熱処理等に使
用されるプロセスチューブ、ウェハボート等がある。本
発明は、これらの半導体用治具の中で、少なくとも表層
部に金属シリコンを含有するかまたは少なくとも表層部
が金属シリコンからなるものを製造するために適用され
る。たとえば、本発明によって製造される治具には、炭
化ケイ素および金属シリコンからなる複合材料または金
属シリコンから形成されるもの等がある。該複合材料か
ら形成される治具には、たとえば、多孔性の炭化ケイ素
焼結体からなる成型体に金属シリコンを含浸せしめる工
程の後、得られた成型体に必要な機械加工を施して製造
されるものがある。また金属シリコンから形成される治
具は、金属シリコンの成型体を機械加工することによっ
て得ることができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Semiconductor jigs manufactured according to the present invention include, for example, process tubes and wafer boats used for heat treatment of silicon wafers. The present invention is applied to manufacture a jig among these semiconductors that contains metal silicon at least in the surface layer portion or that at least the surface layer portion is made of metal silicon. For example, the jig manufactured according to the present invention includes a composite material composed of silicon carbide and metal silicon or a jig formed of metal silicon. The jig formed from the composite material is manufactured by, for example, performing a process of impregnating a molded body made of a porous silicon carbide sintered body with metallic silicon and then performing necessary machining on the obtained molded body. There are things to be done. Further, the jig formed of metal silicon can be obtained by machining a molded body of metal silicon.

【0017】従来の方法によれば、成型および焼成等の
工程を経て得られる治具用成型体には、切断、溝切り等
の機械加工が施され、所定の形状および構造を有する治
具が得られる。このとき、表面に露出した活性な金属シ
リコンに、研削液、砥石、固定具および環境からの不純
物が付着する。不純物として、樹脂、油等の有機物およ
びNa、K、Al、Fe、Ni、Cr、Cu等の金属不
純物がある。このうち、有機系不純物は溶剤あるいはア
ルカリ系洗浄液等で比較的容易に除去できた。一方、金
属不純物については酸洗浄が有効であるはずであった。
しかし、本発明者は、Cuのようなイオン化傾向がシリ
コンよりも小さい元素はSi表面で還元され、イオンで
なく金属として付着し、そのようなCuを酸で除去しよ
うとすると酸化力の強い酸(HF−HNO3 、HF−H
2 2 )が必要であり、金属シリコンあるいは炭化ケイ
素質複合材料の表面のSiを浸食するという問題に気付
いた。そこで本発明者は、以下に詳述するように、必要
な機械加工を施す前に治具用成型体上に酸化膜を積極的
に形成し、酸化膜で保護された治具用成型体を機械加工
すれば、その後の酸洗浄によりより清浄な治具が得られ
ることを見出し本発明を完成させるに至った。
According to the conventional method, a jig molded body obtained through steps such as molding and baking is subjected to machining such as cutting and grooving to obtain a jig having a predetermined shape and structure. can get. At this time, impurities from the grinding fluid, the grindstone, the fixture and the environment adhere to the active metallic silicon exposed on the surface. The impurities include organic substances such as resin and oil and metal impurities such as Na, K, Al, Fe, Ni, Cr, and Cu. Of these, organic impurities could be relatively easily removed with a solvent or an alkaline cleaning solution. On the other hand, acid cleaning should have been effective for metal impurities.
However, the present inventor believes that an element having a smaller ionization tendency than silicon, such as Cu, is reduced on the Si surface and adheres as a metal instead of an ion. (HF-HNO 3 , HF-H
2 O 2 ) was required, and the problem of eroding Si on the surface of the metallic silicon or silicon carbide composite material was noticed. Therefore, as described in detail below, the inventor actively forms an oxide film on the jig molded body before performing necessary machining, and forms a jig molded body protected by the oxide film. The present inventors have found that a cleaner jig can be obtained by subsequent acid washing if machining is performed, and have completed the present invention.

【0018】本発明では、酸化膜の積極的な形成および
機械加工に先立って、半導体用治具に必要な形状を有す
る成型体を酸で洗浄する。この成型体は、半導体用治具
の半製品ということもでき、通常の方法によって調製さ
れるものである。たとえば、金属シリコンからなる治具
の場合、ポリ−Si−CVD等により成型体が調製され
る。炭化ケイ素および金属シリコンからなる炭化ケイ素
質複合材料の治具の場合、たとえば、炭化ケイ素粒から
の成型体の形成工程、焼結工程および金属シリコン含浸
工程を経て治具に必要な形状を有する成型体が調製され
る。本発明は、この成型体の調製工程を含む半導体用治
具の製造プロセスの一環として適用することができる
し、また、別の場所で既に調製された成型体に対して、
これを処理して清浄な半導体用治具を得る方法としても
適用することができる。この成型体はハンドリング時等
においてその表面に不純物が付着している。酸洗浄で
は、後の酸化膜形成工程で用いられる炉をそのような不
純物で汚染しないように、治具用成型体を清浄にする。
また、炭化ケイ素質複合材料からなる治具用成型体の製
造において、シリコン含浸工程は、治具として必要な形
状を有する多孔性炭化ケイ素焼結体(本体)を多孔性の
炭化ケイ素焼結体からなる台座に取付けてカーボンるつ
ぼに収容した状態で行なう。シリコン融点以上の加熱に
より融液となったシリコンは、毛細管現象により台座を
伝わって本体の気孔に含浸される。シリコンは気孔を埋
めるために必要な量よりも余分にカーボンるつぼ内に収
容されるため、冷却後るつぼ内にシリコンが残留し、こ
の残留シリコンによって台座はるつぼに固着される。そ
こで、台座を介してるつぼに固着された治具本体を機械
的手段によって切り離す必要がある。また、シリコン含
浸工程の後得られた成型体の表面に存在する余剰のシリ
コンをサンドブラスト、研削などの機械的手段によって
除去することが望ましい場合もある。このような機械的
な切り離しや余剰シリコンの除去工程等において不純物
が発生する。このような不純物も、酸洗浄によって除去
する。酸洗浄においては、表層のシリコンを溶出させな
い必要がある。したがって、洗浄のための酸として、H
FまたはHF−HClが用いられる。これらの水溶液、
すなわちHF水溶液(フッ化水素酸)またはHF−HC
l水溶液(フッ化水素酸と塩酸の混合物)が洗浄のため
の酸液として用いられる。フッ化水素酸およびフッ化水
素酸と塩酸の混合物の濃度は、適宜設定することができ
る。HFを含む酸を用いれば、金属シリコンまたは炭化
ケイ素質複合材料の表面に形成されている不純物を含ん
だ自然酸化膜を除去することができる。しかしながら、
HFを含む酸のうち、HF−HNO3 、HF−H2 2
等の酸化力の強い酸は、治具材料に含まれる金属シリコ
ンを溶解させるため好ましくない。酸洗浄を行なった治
具用成型体は、超純水によりリンス処理し、不純物の付
着する恐れのないクリーン度の高い環境下で十分乾燥す
ることが好ましい。
In the present invention, prior to active formation of an oxide film and machining, a molded body having a shape required for a semiconductor jig is washed with an acid. This molded body can be said to be a semi-finished product of a semiconductor jig, and is prepared by an ordinary method. For example, in the case of a jig made of metal silicon, a molded body is prepared by poly-Si-CVD or the like. In the case of a jig of a silicon carbide composite material composed of silicon carbide and metal silicon, for example, a mold having a shape required for the jig through a process of forming a molded body from silicon carbide particles, a sintering process, and a metal silicon impregnation process The body is prepared. The present invention can be applied as a part of a manufacturing process of a jig for a semiconductor including a step of preparing the molded body, and, for a molded body already prepared in another place,
This can be applied as a method of processing to obtain a clean semiconductor jig. Impurities adhere to the surface of this molded body during handling and the like. In the acid cleaning, the jig molding is cleaned so as not to contaminate the furnace used in the subsequent oxide film forming step with such impurities.
In the manufacture of a jig molded body made of a silicon carbide composite material, the silicon impregnation step is performed by converting a porous silicon carbide sintered body (main body) having a required shape as a jig into a porous silicon carbide sintered body. It is carried out in a state of being mounted on a pedestal made of and housed in a carbon crucible. Silicon melted by heating at a temperature equal to or higher than the silicon melting point is impregnated into pores of the main body through the pedestal by capillary action. Since silicon is stored in the carbon crucible in excess of that required to fill the pores, the silicon remains in the crucible after cooling, and the pedestal is fixed to the crucible by the remaining silicon. Therefore, it is necessary to separate the jig body fixed to the crucible via the pedestal by mechanical means. In some cases, it may be desirable to remove excess silicon present on the surface of the molded body obtained after the silicon impregnation step by mechanical means such as sandblasting or grinding. Impurities are generated in such a mechanical separation or a step of removing excess silicon. Such impurities are also removed by acid cleaning. In acid cleaning, it is necessary not to elute the surface silicon. Therefore, as an acid for cleaning, H
F or HF-HCl is used. These aqueous solutions,
That is, HF aqueous solution (hydrofluoric acid) or HF-HC
An aqueous solution (a mixture of hydrofluoric acid and hydrochloric acid) is used as an acid solution for washing. The concentration of hydrofluoric acid or a mixture of hydrofluoric acid and hydrochloric acid can be appropriately set. If an acid containing HF is used, a natural oxide film containing impurities formed on the surface of the metal silicon or silicon carbide composite material can be removed. However,
Among acids containing HF, HF-HNO 3 and HF-H 2 O 2
An acid having a strong oxidizing power such as the above dissolves metallic silicon contained in the jig material, and is not preferred. It is preferable that the jig molded body that has been subjected to the acid cleaning be rinsed with ultrapure water and sufficiently dried in an environment with a high degree of cleanliness where there is no possibility of impurities being attached.

【0019】次に、酸洗浄を行なった治具用成型体を、
半導体拡散炉、酸化炉等の熱処理炉にセットし、酸化雰
囲気中で熱処理し、表面に0.1μm〜5μmの酸化膜
を付与する。拡散炉または酸化炉は治具用成型体を汚染
しない純度レベルの高いものが使用される。たとえば、
金属シリコンまたは炭化ケイ素質複合材料からなる治具
用成型体を、酸化雰囲気中で熱処理することにより、表
面に酸化膜(SiO2)が形成される。酸化雰囲気とし
ては、酸素からなる雰囲気(酸素雰囲気)の他、酸素お
よび不活性ガス(希ガス)からなる雰囲気等を使用する
ことができる。酸化膜の成長速度は、形成される酸化膜
中の酸素の拡散速度に依存し、治具材料の金属シリコン
と炭化ケイ素相の比率に依存せず、熱処理温度および酸
化雰囲気に対して一定であるため、金属シリコンと炭化
ケイ素の複合材料にあっても均一な厚みの酸化膜が形成
される。
Next, the jig molded body subjected to acid cleaning is
It is set in a heat treatment furnace such as a semiconductor diffusion furnace or an oxidation furnace, and heat-treated in an oxidizing atmosphere to give an oxide film of 0.1 μm to 5 μm on the surface. A diffusion furnace or oxidation furnace having a high purity level that does not contaminate the molded jig is used. For example,
An oxide film (SiO 2 ) is formed on the surface by heat-treating a jig molded body made of metal silicon or a silicon carbide composite material in an oxidizing atmosphere. As the oxidizing atmosphere, an atmosphere composed of oxygen and an inert gas (rare gas) and the like can be used in addition to an atmosphere composed of oxygen (oxygen atmosphere). The growth rate of the oxide film depends on the diffusion rate of oxygen in the formed oxide film, does not depend on the ratio of the metal silicon and silicon carbide phases of the jig material, and is constant with the heat treatment temperature and the oxidizing atmosphere. Therefore, an oxide film having a uniform thickness is formed even in a composite material of metal silicon and silicon carbide.

【0020】酸化膜を形成するための熱処理は、100
0℃以上1300℃以下で行なうことが好ましい。10
00℃未満では酸化膜の成長速度が小さく長時間の処理
を必要とし、1300℃を超える温度では酸化速度が速
すぎるため制御が困難になる。また1300℃を超える
温度において高温および高純度処理が可能な拡散炉等の
熱処理炉を準備することは困難となってくる。処理時間
は、熱処理温度および雰囲気によっても異なるが、0.
5時間以上200時間以下が好ましい。0.5時間未満
では1200℃の熱処理でも酸化膜厚が0.1μmに到
達しにくくなる一方、処理効率の点を考えると200時
間以下が望ましい。また処理時間が長すぎると、酸化膜
が厚くなりすぎて、後の酸洗浄により酸化膜を除去した
ときに治具の寸法が公差の範囲から外れる恐れがある。
より好ましい熱処理温度は1100℃〜1250℃であ
り、より好ましい熱処理時間は2時間〜60時間であ
る。
The heat treatment for forming the oxide film is 100
It is preferable to carry out at a temperature of 0 ° C or more and 1300 ° C or less. 10
If the temperature is lower than 00 ° C., the growth rate of the oxide film is small, and a long-time treatment is required. If the temperature exceeds 1300 ° C., the oxidation rate is too high, so that control becomes difficult. Also, it becomes difficult to prepare a heat treatment furnace such as a diffusion furnace capable of performing high-temperature and high-purity processing at a temperature exceeding 1300 ° C. The treatment time varies depending on the heat treatment temperature and atmosphere,
The time is preferably from 5 hours to 200 hours. If the heat treatment time is less than 0.5 hour, the oxide film thickness hardly reaches 0.1 μm even at the heat treatment at 1200 ° C., but from the viewpoint of processing efficiency, 200 hours or less is desirable. If the treatment time is too long, the oxide film becomes too thick, and the dimensions of the jig may be out of the tolerance range when the oxide film is removed by the subsequent acid cleaning.
A more preferable heat treatment temperature is 1100 ° C to 1250 ° C, and a more preferable heat treatment time is 2 hours to 60 hours.

【0021】本発明では、この表層に形成した酸化膜に
より、加工工程における不純物の付着を防止する。酸化
膜は、シリコンからなる表面またはシリコンを含む表面
への不純物の付着を阻止するバリアとして機能すること
ができる。形成する酸化膜の厚みは0.1μm〜5μm
の範囲が適当である。酸化膜の厚みが0.1μm未満で
は不純物に対するバリア効果が薄く、また5μmを超え
る酸化膜を付与することは、高温で長時間の熱処理を必
要とする上、基材との膨張差による表面酸化膜の剥離が
生じるため好ましくない。また上述したように酸化膜が
厚くなりすぎると、後の酸洗浄によって酸化膜を除去し
たときに治具の寸法が公差の範囲から外れる恐れが出て
くる。より好ましい酸化膜の厚みは0.2μm〜2μm
である。
In the present invention, the oxide film formed on the surface layer prevents impurities from adhering in the processing step. The oxide film can function as a barrier that prevents adhesion of impurities to a surface made of silicon or a surface containing silicon. The thickness of the oxide film to be formed is 0.1 μm to 5 μm
Is appropriate. When the thickness of the oxide film is less than 0.1 μm, the barrier effect against impurities is thin. Also, providing an oxide film having a thickness of more than 5 μm requires a long-time heat treatment at a high temperature and a surface oxidation due to a difference in expansion with a substrate. It is not preferable because the film is peeled off. If the oxide film is too thick as described above, the dimensions of the jig may be out of the tolerance range when the oxide film is removed by the subsequent acid cleaning. More preferred thickness of the oxide film is 0.2 μm to 2 μm
It is.

【0022】次に、酸化膜を有する治具用成型体には、
機械加工が施される。機械加工として、たとえば切断、
溝切り、平面研磨等がある。機械加工には、研削加工、
研磨加工、切削加工等を用いることができる。切断、溝
切り等では、治具用成型体において必要な箇所に部分的
な機械加工が施される。機械加工により治具として必要
な形状、構造等がさらに付与される。機械加工に際し、
治具の表層部には研削液、砥石および環境からの不純物
が付着する。これらの不純物として、樹脂、油等の有機
物およびNa、K、Al、Fe、Ni、Cr、Cu等の
金属不純物がある。これらのうち、イオン化傾向がSi
よりも低いCuのような元素は、酸化膜が形成されてお
らずSiの表面が露出している場合、Si表面で還元さ
れイオンとしてではなく金属としてその表面に付着す
る。したがって、治具の表面に酸化膜を付与していない
場合には、その除去が困難となる。しかしながら、本発
明では、機械加工される治具用成型体の表面を酸化膜で
保護することにより、そのような金属元素の付着を阻止
することができる。また、酸化膜で覆われた部分を機械
加工することにより新たに表面が形成されて金属シリコ
ンが露出してくるが、機械加工されていないその周辺部
は酸化膜で覆われている。したがって、酸化膜を形成せ
ずに治具の表面全体に不純物が付着する従来の場合に比
べて、露出した金属シリコンの表面に付着する不純物の
量は少なくなる。また、加工された表面は治具の他の表
面に比べればより平滑であるため、不純物の除去は比較
的容易である。
Next, a jig molded body having an oxide film includes:
Machined. For example, cutting,
There are grooving and plane polishing. For machining, grinding,
Polishing, cutting, or the like can be used. In cutting, grooving, and the like, partial machining is performed on necessary portions of the jig molded body. The shape, structure, and the like required as a jig are further provided by machining. When machining,
Impurities from the grinding fluid, the grindstone and the environment adhere to the surface of the jig. These impurities include organic substances such as resins and oils and metal impurities such as Na, K, Al, Fe, Ni, Cr, and Cu. Among them, the ionization tendency is Si
In the case where an oxide film is not formed and the surface of Si is exposed, an element such as Cu, which is lower than that, is reduced on the Si surface and adheres to the surface as a metal instead of as an ion. Therefore, when an oxide film is not provided on the surface of the jig, its removal becomes difficult. However, in the present invention, such a metal element can be prevented from adhering by protecting the surface of the jig molding to be machined with an oxide film. By machining the portion covered with the oxide film, a new surface is formed and metal silicon is exposed, but the peripheral portion that is not machined is covered with the oxide film. Therefore, the amount of impurities adhering to the exposed surface of the metal silicon is smaller than in the conventional case where impurities adhere to the entire surface of the jig without forming an oxide film. Further, since the processed surface is smoother than other surfaces of the jig, it is relatively easy to remove impurities.

【0023】機械加工が完了した後、さらに洗浄が行な
われる。この洗浄は最終的な洗浄とすることができ、洗
浄の後、最終製品としての半導体用治具を提供すること
ができる。洗浄工程では、機械加工において生じた不純
物を除去する。樹脂、油等の有機系不純物は、有機溶剤
またはアルカリ系洗浄液等で比較的容易に除去できる。
機械加工によって新たに生成した表面に付着した金属不
純物および予め付与した酸化膜の表面に付着した金属不
純物等は、酸洗浄により除去する。酸洗浄には、HF水
溶液(フッ化水素酸)またはHF−HCl水溶液(フッ
化水素酸および塩酸の混合物)を用いる。これらの酸に
より、形成された酸化膜を除去することができ、酸化膜
の除去とともに表面に付着する金属不純物等を容易に除
去することができる。加工工程で発生した研削屑などの
微細なパーティクルは治具表面の凹凸の中に付着するよ
うになるが、予め付与した酸化膜を酸で除去することで
容易に除去が可能となる。酸化膜を除去するため、HF
を含む酸を用いるが、HF−HNO3 およびHF−H2
2 は治具材料に含まれる金属シリコンを溶解させるた
め好ましくない。酸洗浄の後得られる治具は、超純水よ
るリンス処理を行ない、不純物の付着する恐れのないク
リーン度の高い環境下で十分乾燥することが好ましい。
After the machining is completed, further washing is performed. This cleaning can be final cleaning, and after the cleaning, a semiconductor jig as a final product can be provided. In the cleaning step, impurities generated in the machining are removed. Organic impurities such as resin and oil can be relatively easily removed with an organic solvent or an alkaline cleaning solution.
Metal impurities newly attached to the surface generated by machining, metal impurities attached to the surface of the oxide film previously applied, and the like are removed by acid cleaning. An HF aqueous solution (hydrofluoric acid) or an HF-HCl aqueous solution (a mixture of hydrofluoric acid and hydrochloric acid) is used for acid cleaning. With these acids, the formed oxide film can be removed, and together with the removal of the oxide film, metal impurities and the like attached to the surface can be easily removed. Fine particles such as grinding dust generated in the processing step adhere to the irregularities on the jig surface, but can be easily removed by removing the oxide film applied in advance with an acid. HF to remove oxide film
HF-HNO 3 and HF-H 2
O 2 is not preferable because it dissolves metallic silicon contained in the jig material. It is preferable that the jig obtained after the acid cleaning be rinsed with ultrapure water and sufficiently dried in an environment with a high degree of cleanliness where there is no risk of impurities being attached.

【0024】本発明では、酸洗浄の後、酸化膜の除去さ
れた治具にさらに酸化膜を付与することがより好まし
い。酸化膜は上述したと同様に、治具を半導体拡散炉あ
るいは酸化炉等の熱処理炉にセットし、酸化雰囲気中で
熱処理することにより形成することができる。熱処理
は、上述と同様の条件下で行なうことができる。形成さ
れる酸化膜の厚みは0.1μm〜5μmの範囲が好まし
いが、これに限定されるものでない。酸洗浄後の治具は
表面に活性の高い金属シリコンが露出しているため、不
純物が付着しやすい。そこで、このように再度酸化膜を
表面に形成することで、不純物の付着をより効果的に防
止することができる。
In the present invention, after the acid cleaning, it is more preferable to further apply an oxide film to the jig from which the oxide film has been removed. The oxide film can be formed by setting the jig in a heat treatment furnace such as a semiconductor diffusion furnace or an oxidation furnace and performing heat treatment in an oxidizing atmosphere, as described above. The heat treatment can be performed under the same conditions as described above. The thickness of the formed oxide film is preferably in the range of 0.1 μm to 5 μm, but is not limited thereto. Since the highly active metal silicon is exposed on the surface of the jig after the acid cleaning, impurities easily adhere to the jig. Thus, by forming the oxide film again on the surface in this way, the adhesion of impurities can be more effectively prevented.

【0025】以上の工程により、少なくとも表層部に金
属シリコンを含有するかまたは少なくとも表層部が金属
シリコンからなる半導体用治具について、シリコンウェ
ハを汚染することのない高純度なレベルのものを製造す
ることができる。以下、本発明を実施例によりより具体
的に説明する。
By the above steps, a jig for a semiconductor which contains metal silicon at least in the surface layer portion or has at least the surface layer portion made of metal silicon and has a high purity level which does not contaminate the silicon wafer is manufactured. be able to. Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

【0026】[0026]

【実施例】【Example】

実施例1 Fe、Ni、Crの含有量が0.1ppm未満、Cuの
含有量が0.2ppm未満、Alの含有量が1ppm未
満の炭化ケイ素質複合材料(多孔質炭化ケイ素焼結体か
らなる成型体に金属シリコンを含浸せしめてガス不透過
性を付与したもの)で形成された6インチ用ウェハボー
ト成型体を、まず10重量%の半導体グレードのHF水
溶液中に浸漬し、60分間洗浄した。次に、酸洗浄を行
なったウェハボートを超純水中に浸漬し60分間洗浄す
る工程を3回行なった。超純水は工程ごとに交換した。
純水洗浄したウェハボート成型体をクリーンブース中で
十分乾燥した。次に、乾燥したウェハボート成型体を拡
散炉にセットし、1200℃の温度において酸素雰囲気
中で20時間熱処理を行ない、表面に約1.1μmの厚
みの酸化膜を付与した。この熱処理においては、拡散炉
中に流すガスを酸素のみとして、反応管内はほぼ酸素1
00%となった。
Example 1 A silicon carbide composite material having a Fe, Ni, and Cr content of less than 0.1 ppm, a Cu content of less than 0.2 ppm, and an Al content of less than 1 ppm (comprising a porous silicon carbide sintered body) The 6-inch wafer boat molded body formed by impregnating the molded body with metal silicon to impart gas impermeability) was first immersed in a 10% by weight semiconductor-grade HF aqueous solution and washed for 60 minutes. . Next, the step of immersing the acid-washed wafer boat in ultrapure water and washing for 60 minutes was performed three times. Ultrapure water was changed for each process.
The wafer boat molded body washed with pure water was sufficiently dried in a clean booth. Next, the dried wafer boat molded body was set in a diffusion furnace, and heat-treated at a temperature of 1200 ° C. in an oxygen atmosphere for 20 hours to give an oxide film having a thickness of about 1.1 μm on the surface. In this heat treatment, the gas flowing into the diffusion furnace was only oxygen, and the inside of the reaction tube was almost oxygen 1
00%.

【0027】酸化膜を形成したウェハボート成型体を、
ボート溝加工機を用いて機械加工した。150mmφの
レジンボンドダイヤモンド砥石で、3,000rpmの
設定においてウェハボート成型体に溝切り加工を施し
た。ウェハボート成型体において、シリコンウェハを載
置すべき部分に幅2.5mm、深さ7mmで四角形状の
溝をピッチ4.76mmで形成した。溝切りが完了した
後、アルカリ系洗浄液による洗浄を行ない、次いで10
重量%の半導体グレードHF水溶液中に60分間浸漬す
る酸洗浄を行なった。酸洗浄を行なったウェハボートを
純水中に浸漬して60分間洗浄する工程を3回行なっ
た。超純水は工程ごとに交換した。さらに、上記と同じ
条件で10重量%HF水溶液による洗浄および超純水に
よる洗浄を繰返した。クリーンブース中で十分乾燥した
後、ウェハボート製品を得た。
The molded wafer boat having the oxide film formed thereon is:
Machined using a boat grooving machine. The wafer boat molded body was subjected to grooving with a resin bond diamond grindstone of 150 mmφ at a setting of 3,000 rpm. In the wafer boat molded body, a rectangular groove having a width of 2.5 mm and a depth of 7 mm and a pitch of 4.76 mm was formed in a portion where a silicon wafer was to be mounted. After the grooving is completed, cleaning with an alkaline cleaning solution is performed.
Acid cleaning was performed by immersing in a 60% by weight aqueous solution of semiconductor grade HF for 60 minutes. The step of immersing the acid-washed wafer boat in pure water and washing for 60 minutes was performed three times. Ultrapure water was changed for each process. Further, under the same conditions as above, washing with a 10 wt% HF aqueous solution and washing with ultrapure water were repeated. After drying sufficiently in a clean booth, a wafer boat product was obtained.

【0028】得られたウェハボート製品の純度につい
て、次のような試験を行なった。得られたウェハボート
製品上に6インチシリコンウェハを載置し、拡散炉中に
おいて酸素雰囲気下で1200℃、2時間の熱処理を行
なった。熱処理したウェハについて、ウェハライフタイ
ムをレオ技研製TA−330Aにおいてレーザ電流値を
20Aとして測定した。半導体中に再結合中心となる深
い準位を形成する不純物(遷移金属等)が多数存在する
と、ライフタイムは減少するため、ライフタイムを測定
することによりウェハの汚染度の評価を比較的簡単に行
なうことができる。ウェハライフタイムが大きければ、
ウェハボートからウェハへの汚染度の度合が小さく、し
たがってウェハボートの純度がより高いことを意味す
る。
The following test was conducted on the purity of the obtained wafer boat product. A 6-inch silicon wafer was placed on the obtained wafer boat product, and heat-treated at 1200 ° C. for 2 hours in an oxygen atmosphere in a diffusion furnace. For the heat-treated wafer, the wafer lifetime was measured using TA-330A manufactured by Leo Giken with a laser current value of 20A. When there are a large number of impurities (such as transition metals) that form a deep level serving as a recombination center in a semiconductor, the lifetime is reduced. Therefore, it is relatively easy to evaluate the degree of contamination of a wafer by measuring the lifetime. Can do it. If the wafer lifetime is long,
This means that the degree of contamination from the wafer boat to the wafer is small, and therefore the purity of the wafer boat is higher.

【0029】以上のように行なった洗浄条件、熱処理条
件、形成した酸化膜の厚み、ウェハボート製品上での熱
処理されたシリコンウェハのライフタイム測定値をまと
めて表1に示す。
Table 1 summarizes the cleaning conditions, the heat treatment conditions, the thickness of the formed oxide film, and the measured lifetimes of the heat-treated silicon wafer on the wafer boat product.

【0030】実施例2 酸洗浄で用いる酸として10重量%HF水溶液と10重
量%HCl水溶液(いずれも半導体グレード)を体積比
1:1で混合した混酸を用いた以外は、実施例1と同一
の条件で6インチウェハボートを製造した。洗浄条件、
熱処理条件、形成した酸化膜の厚みおよびシリコンウェ
ハのライフタイム測定値を表1に示す。
Example 2 The same as Example 1 except that a mixed acid obtained by mixing a 10% by weight aqueous HF solution and a 10% by weight aqueous HCl solution (semiconductor grade) at a volume ratio of 1: 1 was used as the acid used in the acid washing. A 6-inch wafer boat was manufactured under the following conditions. Washing conditions,
Table 1 shows the heat treatment conditions, the thickness of the formed oxide film, and the measured lifetime of the silicon wafer.

【0031】実施例3 酸化膜を形成するための熱処理条件を1000℃、50
時間とした以外は、実施例1と同一の条件で6インチウ
ェハボートを製造した。洗浄条件、熱処理条件、形成し
た酸化膜の厚みおよび測定したシリコンウェハのライフ
タイム値を表1に示す。
Example 3 The heat treatment conditions for forming an oxide film were 1000 ° C. and 50 ° C.
A 6-inch wafer boat was manufactured under the same conditions as in Example 1 except for the time. Table 1 shows cleaning conditions, heat treatment conditions, thickness of the formed oxide film, and measured lifetime values of the silicon wafer.

【0032】実施例4 酸化膜形成のための熱処理を1300℃、20時間行な
った以外は、実施例1と同一の条件で6インチウェハボ
ートを製造した。洗浄条件、熱処理条件、形成した酸化
膜の厚みおよび測定したシリコンウェハのライフタイム
値を表1に示す。
Example 4 A 6-inch wafer boat was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the heat treatment for forming an oxide film was performed at 1300 ° C. for 20 hours. Table 1 shows cleaning conditions, heat treatment conditions, thickness of the formed oxide film, and measured lifetime values of the silicon wafer.

【0033】実施例5 実施例1と同様にしてウェハボート製品を得た後、得ら
れた製品を拡散炉にセットし、酸素雰囲気下で1200
℃、20時間熱処理した。これにより、約0.9μmの
厚みの酸化膜が形成された。このようにして酸化膜を付
与したウェハボートを最終製品とし、実施例1と同様に
して試験を行ないシリコンウェハのライフタイム値を測
定した。洗浄条件、熱処理条件、形成した酸化膜の厚
み、および測定したシリコンウェハのライフタイム値を
表1に示す。
Example 5 After a wafer boat product was obtained in the same manner as in Example 1, the obtained product was set in a diffusion furnace, and was placed under an oxygen atmosphere for 1200 hours.
Heat treatment was performed at 20 ° C. for 20 hours. As a result, an oxide film having a thickness of about 0.9 μm was formed. The wafer boat thus provided with the oxide film was used as a final product, and a test was performed in the same manner as in Example 1 to measure the lifetime value of the silicon wafer. Table 1 shows cleaning conditions, heat treatment conditions, thickness of the formed oxide film, and measured lifetime values of the silicon wafer.

【0034】実施例6 実施例2と同様にしてウェハボート製品を得た後、得ら
れた製品を拡散炉にセットし、1200℃、20時間の
熱処理を酸素雰囲気下で行なった。熱処理により、ウェ
ハボートの表面に約1.0μmの酸化膜が形成された。
得られた最終製品について実施例1と同様に試験を行な
い、シリコンウェハのライフタイム値を測定した。洗浄
条件、熱処理条件、形成した酸化膜の厚み、および測定
したシリコンウェハのライフタイム値を表1に示す。
Example 6 After a wafer boat product was obtained in the same manner as in Example 2, the obtained product was set in a diffusion furnace and heat-treated at 1200 ° C. for 20 hours in an oxygen atmosphere. By the heat treatment, an oxide film of about 1.0 μm was formed on the surface of the wafer boat.
The obtained final product was tested in the same manner as in Example 1, and the lifetime value of the silicon wafer was measured. Table 1 shows cleaning conditions, heat treatment conditions, thickness of the formed oxide film, and measured lifetime values of the silicon wafer.

【0035】実施例7 実施例3と同様にしてウェハボート製品を得た後、得ら
れた製品を拡散炉にセットし、1000℃、50時間、
酸素雰囲気下で熱処理を行なった。熱処理により、約
0.8μmの厚みの酸化膜が形成されたウェハボートを
最終製品とし、実施例1と同様に試験を行なった。洗浄
条件、熱処理条件、形成した酸化膜の厚みおよび測定し
たシリコンウェハのライフタイム値を表1に示す。
Example 7 After a wafer boat product was obtained in the same manner as in Example 3, the obtained product was set in a diffusion furnace and kept at 1000 ° C. for 50 hours.
Heat treatment was performed in an oxygen atmosphere. A test was carried out in the same manner as in Example 1 by using a wafer boat on which an oxide film having a thickness of about 0.8 μm was formed by heat treatment as a final product. Table 1 shows cleaning conditions, heat treatment conditions, thickness of the formed oxide film, and measured lifetime values of the silicon wafer.

【0036】実施例8 実施例4と同様にしてウェハボート製品を製造した後、
これを拡散炉にセットし、1300℃、20時間、酸素
雰囲気下において熱処理を行なった。熱処理により約
2.1μmの厚みの酸化膜を形成したウェハボートを最
終製品とし、これについて実施例1と同様に試験を行な
った。洗浄条件、熱処理条件、酸化膜の厚みおよび測定
したシリコンウェハのライフタイム値を表1に示す。
Example 8 After manufacturing a wafer boat product in the same manner as in Example 4,
This was set in a diffusion furnace and heat-treated at 1300 ° C. for 20 hours in an oxygen atmosphere. A wafer boat on which an oxide film having a thickness of about 2.1 μm was formed by heat treatment was used as a final product, and a test was performed in the same manner as in Example 1. Table 1 shows cleaning conditions, heat treatment conditions, oxide film thickness, and measured lifetime values of the silicon wafer.

【0037】比較例1 10重量%HF水溶液と10重量%HNO3 水溶液(い
ずれも半導体グレード)を体積比1:1で混合した混酸
を酸洗浄に用いた以外は、実施例1と同一の条件で6イ
ンチウェハボートを作製した。洗浄条件、熱処理条件、
形成した酸化膜の厚みおよび測定したシリコンウェハの
ライフタイム値を表1に示す。
Comparative Example 1 The same conditions as in Example 1 were used except that a mixed acid obtained by mixing a 10% by weight aqueous HF solution and a 10% by weight aqueous HNO 3 solution (all of which were semiconductor grades) at a volume ratio of 1: 1 was used for acid cleaning. Produced a 6-inch wafer boat. Cleaning conditions, heat treatment conditions,
Table 1 shows the thickness of the formed oxide film and the measured lifetime value of the silicon wafer.

【0038】比較例2 10重量%HF水溶液と10重量%H2 2 水溶液(い
ずれも半導体グレード)を体積比1:1で混合した混酸
を酸洗浄に用いた以外は、実施例1と同一の条件で6イ
ンチウェハボートを作製した。洗浄条件、熱処理条件、
形成した酸化膜の厚みおよび測定したシリコンウェハの
ライフタイム値を表1に示す。
Comparative Example 2 Same as Example 1 except that a mixed acid obtained by mixing a 10% by weight aqueous solution of HF and a 10% by weight aqueous solution of H 2 O 2 (both semiconductor grades) at a volume ratio of 1: 1 was used for acid washing. Under these conditions, a 6-inch wafer boat was produced. Cleaning conditions, heat treatment conditions,
Table 1 shows the thickness of the formed oxide film and the measured lifetime value of the silicon wafer.

【0039】比較例3 酸化膜を形成するための熱処理条件を800℃、100
時間とした以外は、実施例1と同一の条件で6インチウ
ェハボートを製造した。洗浄条件、熱処理条件、形成し
た酸化膜の厚みおよびシリコンウェハのライフタイム測
定値を表1に示す。
COMPARATIVE EXAMPLE 3 Heat treatment conditions for forming an oxide film were 800 ° C. and 100 ° C.
A 6-inch wafer boat was manufactured under the same conditions as in Example 1 except for the time. Table 1 shows the cleaning conditions, the heat treatment conditions, the thickness of the formed oxide film, and the measured lifetime of the silicon wafer.

【0040】比較例4 酸化膜形成のための熱処理温度を1350℃とした以外
は実施例1と同一の条件で6インチウェハボートを作製
した。洗浄条件、熱処理条件、形成した酸化膜の厚みお
よびシリコンウェハのライフタイム測定値を表1に示
す。
Comparative Example 4 A 6-inch wafer boat was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the heat treatment temperature for forming an oxide film was 1350 ° C. Table 1 shows the cleaning conditions, the heat treatment conditions, the thickness of the formed oxide film, and the measured lifetime of the silicon wafer.

【0041】比較例5 酸化膜形成のための熱処理時間を0.3時間とした以外
は実施例1と同一の条件で6インチウェハボートを作製
した。洗浄条件、熱処理条件、形成した酸化膜の厚みお
よび測定したシリコンウェハのライフタイム値を表1に
示す。
Comparative Example 5 A 6-inch wafer boat was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the heat treatment time for forming an oxide film was changed to 0.3 hour. Table 1 shows cleaning conditions, heat treatment conditions, thickness of the formed oxide film, and measured lifetime values of the silicon wafer.

【0042】比較例6 酸化膜形成のための熱処理時間を250時間とした以外
は実施例1と同一の条件で6インチウェハボートを作製
した。洗浄条件、熱処理条件、形成した酸化膜の厚みお
よび測定したシリコンウェハのライフタイム値を表1に
示す。
Comparative Example 6 A 6-inch wafer boat was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the heat treatment time for forming an oxide film was changed to 250 hours. Table 1 shows cleaning conditions, heat treatment conditions, thickness of the formed oxide film, and measured lifetime values of the silicon wafer.

【0043】従来例1 Fe、Ni、Crの含有量が0.1ppm未満、Cuの
含有量が0.2ppm未満、Alの含有量が1ppm未
満の炭化ケイ素質複合材料(多孔質の炭化ケイ素焼結体
からなる成型体に金属シリコンを含浸せしめてガス不透
過性を付与したもの)で形成された6インチ用ウェハボ
ート成型体を実施例1と同様にして機械加工し、溝を形
成した。次に、溝切りを行なったウェハボートをアルカ
リ系洗浄液により洗浄した後、10重量%の半導体グレ
ードHF水溶液中に浸漬し、60分間洗浄した。次に、
酸洗浄を行なったウェハボートを超純水中に浸漬し60
分間洗浄する工程を3回行なった。超純水は、工程ごと
に交換した。さらに、上記と同一の条件で、10%HF
洗浄および超純水洗浄を繰返した。クリーンブース中で
十分乾燥した後、ウェハボート製品を得た。得られたウ
ェハボートについて、実施例1と同様に試験を行なっ
た。洗浄条件、および測定したシリコンウェハのライフ
タイム値を表1に示す。
Conventional Example 1 A silicon carbide composite material having a Fe, Ni, and Cr content of less than 0.1 ppm, a Cu content of less than 0.2 ppm, and an Al content of less than 1 ppm (porous silicon carbide sintered material) A 6 inch wafer boat molded body formed by impregnating metallic silicon into a molded body made of a sintered body to impart gas impermeability) was machined in the same manner as in Example 1 to form a groove. Next, the grooved wafer boat was washed with an alkaline cleaning solution, then immersed in a 10% by weight aqueous solution of semiconductor grade HF, and washed for 60 minutes. next,
The acid-washed wafer boat is immersed in ultrapure water for 60 minutes.
The step of washing for 3 minutes was performed three times. Ultrapure water was replaced for each process. Further, under the same conditions as above, 10% HF
Washing and ultrapure water washing were repeated. After drying sufficiently in a clean booth, a wafer boat product was obtained. The obtained wafer boat was tested in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the cleaning conditions and the measured lifetime values of the silicon wafer.

【0044】従来例2 10重量%HF水溶液と10重量%HCl水溶液(いず
れも半導体グレード)を体積比1:1で混合した混酸を
酸洗浄に用いた以外は、従来例1と同一の条件で6イン
チウェハボートを作製した。洗浄条件、および測定した
シリコンウェハのライフタイム値を表1に示す。
Conventional Example 2 The same conditions as in Conventional Example 1 were used except that a mixed acid obtained by mixing a 10% by weight aqueous HF solution and a 10% by weight aqueous HCl solution (each of which was a semiconductor grade) at a volume ratio of 1: 1 was used for acid cleaning. A 6-inch wafer boat was manufactured. Table 1 shows the cleaning conditions and the measured lifetime values of the silicon wafer.

【0045】表1から明らかなように、実施例1〜8で
は、従来例と比較してウェハライフタイム値が顕著に大
きく、ウェハボート製品がより清浄になっていることが
わかる。一方、比較例1および2では、製品表面のSi
が溶出し、表面の平坦さが損なわれた。比較例3および
5では、十分な厚みの酸化膜が得られなかったために、
より清浄なウェハボート製品を得ることができなかっ
た。比較例4では、酸素熱処理の温度が高かったため
に、炉寿命の低下が認められた。比較例6では、従来よ
り清浄なウェハボート製品が得られたものの、より厚い
酸化膜を形成し除去したために、ウェハボート溝部の寸
法に誤差が生じ、製品として適切なものが得られなかっ
た。
As is clear from Table 1, in Examples 1 to 8, the wafer lifetime value is remarkably large as compared with the conventional example, and it is understood that the wafer boat product is cleaner. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the product surface Si
Eluted and the surface flatness was impaired. In Comparative Examples 3 and 5, since an oxide film having a sufficient thickness was not obtained,
A cleaner wafer boat product could not be obtained. In Comparative Example 4, a decrease in furnace life was observed because the temperature of the oxygen heat treatment was high. In Comparative Example 6, although a cleaner wafer boat product was obtained than before, a thicker oxide film was formed and removed, so that an error occurred in the dimensions of the wafer boat groove, and no suitable product was obtained.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】[0047]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、より清
浄な半導体用治具を製造することができる。本発明によ
り得られた清浄度の高い治具は、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, a cleaner jig for a semiconductor can be manufactured. The jig with high cleanliness obtained by the present invention greatly contributes to the improvement of the manufacturing yield and the reliability of the semiconductor device.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも表層部に金属シリコンを含有
するかまたは少なくとも表層部が金属シリコンからなる
材料からなる半導体用治具の製造方法であって、 前記半導体用治具に必要な形状を有しかつ前記材料から
なる成型体をフッ化水素酸またはフッ化水素酸と塩酸の
混合物で洗浄する工程と、 前記洗浄された前記成型体を酸化雰囲気下で熱処理する
ことにより前記成型体の表面に0.1μm〜5μmの厚
みの酸化膜を形成する工程と、 前記酸化膜を有する前記成型体を機械加工する工程と、 前記機械加工された前記成型体をフッ化水素酸またはフ
ッ化水素酸と塩酸の混合物で洗浄する工程とを備えるこ
とを特徴とする、半導体用治具の製造方法。
1. A method for manufacturing a jig for a semiconductor, wherein at least a surface layer portion contains metallic silicon or at least a surface layer portion is made of a material made of metallic silicon, wherein the jig has a shape required for the semiconductor jig. And a step of washing the molded body made of the material with hydrofluoric acid or a mixture of hydrofluoric acid and hydrochloric acid; and performing a heat treatment on the washed molded body in an oxidizing atmosphere so that the surface of the molded body has 0%. Forming an oxide film having a thickness of 1 μm to 5 μm; machining the molded body having the oxide film; and hydrofluoric acid or hydrofluoric acid and hydrochloric acid for the machined molded body. Cleaning method with a mixture of the above.
【請求項2】 前記酸化膜を形成する工程は、1000
℃〜1300℃の温度で行なわれることを特徴とする、
請求項1に記載の半導体用治具の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the step of forming the oxide film comprises:
Characterized by being carried out at a temperature of from 1C to 1300C.
A method of manufacturing the semiconductor jig according to claim 1.
【請求項3】 前記機械加工された前記成型体をフッ化
水素酸またはフッ化水素酸と塩酸の混合物で洗浄する工
程の後、前記成型体を酸化雰囲気下で熱処理することに
より前記成型体の表面に酸化膜を形成する工程をさらに
備えることを特徴とする、請求項1または2に記載の半
導体用治具の製造方法。
3. After the step of washing the machined molded body with hydrofluoric acid or a mixture of hydrofluoric acid and hydrochloric acid, the molded body is subjected to a heat treatment under an oxidizing atmosphere to thereby form the molded body. The method for manufacturing a jig for a semiconductor according to claim 1, further comprising a step of forming an oxide film on a surface.
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