JPH10265277A - Porous silicon carbide sintered compact and its production - Google Patents

Porous silicon carbide sintered compact and its production

Info

Publication number
JPH10265277A
JPH10265277A JP7525297A JP7525297A JPH10265277A JP H10265277 A JPH10265277 A JP H10265277A JP 7525297 A JP7525297 A JP 7525297A JP 7525297 A JP7525297 A JP 7525297A JP H10265277 A JPH10265277 A JP H10265277A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon carbide
sintered body
porous
carbide sintered
sintered compact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7525297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Motoyama
剛 元山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP7525297A priority Critical patent/JPH10265277A/en
Publication of JPH10265277A publication Critical patent/JPH10265277A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B41/009After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/459Temporary coatings or impregnations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00844Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for electronic applications

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the transfer of impurities to the open pores in a porous SiC sintered compact at the time of mechanical working and to obtain a high purity sintered compact excellent in working precision by impregnating a specified filling material into the porous SiC sintered compact obtd. by sintering SiC powder, solidifying the material to block the open pores, mechanically working the sintered compact and removing the solidified material. SOLUTION: One or more kinds of materials selected from among wax such as paraffin wax, an org. polymer such as PE, water, oil, fat, vaseline and a gelatinizer such as agar are impregnated in the form of a liq., melt, dispersion or soln. into a porous SiC sintered compact preferably having 10-60% porosity. The materials are then solidified to block the open pores in the sintered compact, the sintered compact is mechanically worked and the solidified materials are removed. It is preferable that pure water is impregnated into the sintered compact and frozen and the sintered compact with open pores blocked by ice is mechanically worked with a freeze working machine.

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、多孔質炭化ケイ素
焼結体およびその製造方法に関し、特に、半導体製造プ
ロセス等に用いることのできる、高純度で寸法精度に優
れた多孔質炭化ケイ素焼結体を提供するための技術に関
する。さらに本発明は、耐熱性、抗折強度が要求される
半導体用治具等に用いることができる多孔質炭化ケイ素
焼結体を提供するための技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a porous silicon carbide sintered body and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a porous silicon carbide sintered body having high purity and excellent dimensional accuracy, which can be used in a semiconductor manufacturing process or the like. Related to techniques for providing the body. Further, the present invention relates to a technique for providing a porous silicon carbide sintered body that can be used for a jig for a semiconductor or the like that requires heat resistance and bending strength.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造プロセスに用いられる高純度
炭化ケイ素からなる治具は、通常、炭化ケイ素粉末を焼
結し、できあがった多孔質炭化ケイ素に金属シリコンを
含浸してその開気孔を埋めた後、加工を施して製作され
る。こうしてできあがった治具は、金属シリコンが含ま
れているため、金属シリコンの融点以上では使用するこ
とができない。
2. Description of the Related Art A jig made of high-purity silicon carbide used in a semiconductor manufacturing process usually sinters silicon carbide powder and impregnates porous silicon carbide with metallic silicon to fill open pores. Later, it is manufactured by processing. Since the jig thus completed contains metallic silicon, it cannot be used at a temperature higher than the melting point of metallic silicon.

【0003】金属シリコンが含浸されておらず、炭化ケ
イ素からなる多孔体に加工を施して製作される部材に
は、たとえばセラミックスフィルタがある。しかし、こ
のような部材は低純度であり、半導体プロセス等に使用
することができる高純度の多孔体を得るためには、技術
的改良の必要がある。
A member manufactured by processing a porous body made of silicon carbide, which is not impregnated with metallic silicon, is, for example, a ceramic filter. However, such a member has low purity, and technical improvement is necessary to obtain a high-purity porous body that can be used in a semiconductor process or the like.

【0004】特開平6−340479号公報は、半導体
製造用治具のための炭化ケイ素質基材の製造方法を開示
する。この方法では、まず平均粒径が1μm〜500μ
mでありかつ不純物含有量が20ppm以下である炭化
ケイ素粉末を用いて成形体を作成した後、その成形体を
不活性雰囲気下かつ1500℃〜2000℃の温度下に
て焼成して多孔性の焼結体を得る。得られた多孔性焼結
体を機械加工した後、CVD法により厚さ10μm〜5
00μmの高純度炭化ケイ素薄膜を焼結体の表面に形成
する。表面に形成される高純度炭化ケイ素薄膜の不純物
含有量は1ppm以下とされる。しかしながら、同公報
の実施例において得られる多孔性焼結体の不純物含有量
は5ppmであり、この値は、より高い純度が要求され
る半導体製造プロセスにおいては十分に低いものである
とはいえない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-340479 discloses a method for producing a silicon carbide substrate for a jig for producing semiconductors. In this method, first, the average particle size is 1 μm to 500 μm.
m and an impurity content of 20 ppm or less, a molded body is prepared using the silicon carbide powder, and the molded body is fired under an inert atmosphere and at a temperature of 1500 ° C. to 2000 ° C. to form a porous body. Obtain a sintered body. After machining the obtained porous sintered body, a thickness of 10 μm to 5
A 00 μm high-purity silicon carbide thin film is formed on the surface of the sintered body. The impurity content of the high-purity silicon carbide thin film formed on the surface is set to 1 ppm or less. However, the impurity content of the porous sintered body obtained in the example of the publication is 5 ppm, which cannot be said to be sufficiently low in a semiconductor manufacturing process that requires higher purity. .

【0005】また、特開平6−340479号公報に開
示される技術では、焼成工程の後得られる多孔性の焼結
体を機械加工した後、その表面に炭化ケイ素薄膜を形成
している。炭化ケイ素の多孔体に炭化ケイ素薄膜を形成
するものとしては、他に特開昭64−42365号公報
や特開平5−94957号公報等がある。得られた多孔
性の炭化ケイ素焼結体をそのまま加工すると、研削液等
が開気孔を介して多孔体中に入り込み、最初高純度であ
ったものも、その内部まで不純物で汚染されてしまう。
このように入り込んだ不純物を洗浄により取除くことは
非常に困難である。不純物で汚染された焼結体の表面
に、CVD法等により炭化ケイ素のコーティングを施し
ても、多孔体より発生する不純物によってコーティング
の純度も低下してしまう。
In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-340479, after a porous sintered body obtained after a firing step is machined, a silicon carbide thin film is formed on the surface thereof. Other examples of forming a silicon carbide thin film on a porous silicon carbide body include JP-A-64-42365 and JP-A-5-94957. If the obtained porous silicon carbide sintered body is processed as it is, a grinding fluid or the like enters into the porous body through the open pores, and even the initially high-purity sintered body is contaminated with impurities inside.
It is very difficult to remove such impurities by washing. Even if the surface of the sintered body contaminated with impurities is coated with silicon carbide by a CVD method or the like, the purity of the coating is reduced due to impurities generated from the porous body.

【0006】焼成工程によって得られる多孔質炭化ケイ
素に金属シリコンを含浸して開気孔を塞ぎ、それに加工
を施した後、含浸したシリコンを酸で溶かして高純度の
多孔質炭化ケイ素を製作する方法も考えられる。しか
し、この方法はコストがかかりすぎる。
A method for producing porous silicon carbide of high purity by impregnating porous silicon carbide obtained by the firing step with metallic silicon to close open pores, processing the impregnated pores, and dissolving the impregnated silicon with an acid. Is also conceivable. However, this method is too costly.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の技術では、機械加工の後得られる多孔質炭化ケイ素焼
結体の純度は相対的に低いものであった。また、機械加
工の後十分に洗浄を行なっても、多孔体に入り込んだ不
純物の除去は非常に困難であった。加工を施さずに焼結
体をそのまま使用することもできるが、そのような方法
では高精度の寸法のものを作製することは困難である。
As described above, in the prior art, the purity of a porous silicon carbide sintered body obtained after machining is relatively low. Further, even if washing is sufficiently performed after machining, it is very difficult to remove impurities that have entered the porous body. Although a sintered body can be used as it is without processing, it is difficult to produce a highly accurate one by such a method.

【0008】本発明の目的は、高純度で加工精度に優れ
た多孔質炭化ケイ素焼結体を得ることである。
An object of the present invention is to obtain a porous silicon carbide sintered body having high purity and excellent processing accuracy.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者は、機械加工時
の不純物による汚染をいかに効果的にくい止めることが
できるかについて研究を重ねた結果、機械加工すべき炭
化ケイ素焼結体の開気孔を、後の工程で容易に除去する
ことが可能な比較的純度の高い材料で塞ぎ、不純物の開
気孔への移行を抑制しながら機械加工を行なった後、開
気孔を塞いだ材料を除去することによって純度の高い機
械加工された多孔体が得られることを見出し、本発明を
完成させるに至った。
The inventor of the present invention has conducted studies on how effectively and effectively preventing contamination due to impurities during machining, and found that the pores of the silicon carbide sintered body to be machined are reduced. With a relatively high-purity material that can be easily removed in a later step, perform machining while suppressing the transfer of impurities to the open pores, and then remove the material that has closed the open pores. As a result, it was found that a porous body machined with high purity could be obtained, and the present invention was completed.

【0010】本発明は、機械加工された多孔質炭化ケイ
素焼結体の製造方法を提供し、この方法は、炭化ケイ素
粉末を焼結してなる、開気孔を有する多孔質炭化ケイ素
焼結体に、ろう、有機ポリマー、水、油脂、ワセリンお
よびゲル化剤からなる群から選択される少なくとも1つ
の材料の液体、溶融物、分散液または溶液を含浸させた
後、固化させる工程と、該固化されたものによって開気
孔が塞がれた多孔質炭化ケイ素焼結体を機械加工する工
程と、機械加工された多孔質炭化ケイ素焼結体から、該
固化されたものを除去する工程とを備えることを特徴と
する。
[0010] The present invention provides a method for producing a machined porous silicon carbide sintered body. This method comprises the steps of sintering silicon carbide powder and having a porous silicon carbide sintered body having open pores. Impregnating a liquid, melt, dispersion or solution of at least one material selected from the group consisting of wax, organic polymer, water, oil, petrolatum and gelling agent, and then solidifying; Machining a porous silicon carbide sintered body in which the open pores are closed by the performed, and removing the solidified from the machined porous silicon carbide sintered body. It is characterized by the following.

【0011】本発明の製造方法において、開気孔を有す
る多孔質炭化ケイ素焼結体に含浸させる材料として純水
を好ましく用いることができる。純水を用いる場合、開
気孔を有する多孔質炭化ケイ素焼結体に純水を含浸させ
た後、凍結させる。こうして氷により開気孔が塞がれた
多孔質炭化ケイ素焼結体を冷凍加工機で機械加工するこ
とができる。機械加工の後、開気孔を塞いだ氷は容易に
除去することができる。
In the production method of the present invention, pure water can be preferably used as a material for impregnating the porous silicon carbide sintered body having open pores. When using pure water, a porous silicon carbide sintered body having open pores is impregnated with pure water and then frozen. In this way, the porous silicon carbide sintered body whose open pores are closed by the ice can be machined by the refrigerating machine. After machining, the ice that has clogged the open pores can be easily removed.

【0012】さらに本発明は、機械加工の後も高い純度
を保持する多孔質炭化ケイ素焼結体を提供する。本発明
による多孔質炭化ケイ素焼結体は、気孔率が10%〜6
0%であり、かつ半導体製造に有害な元素の含有量が1
ppm以下であることを特徴とする。
Further, the present invention provides a porous silicon carbide sintered body having high purity even after machining. The porous silicon carbide sintered body according to the present invention has a porosity of 10% to 6%.
0% and the content of elements harmful to semiconductor production is 1%
ppm or less.

【0013】また本発明の多孔質炭化ケイ素焼結体は、
その表面に半導体製造に有害な元素の含有量が1ppm
以下である緻密な炭化ケイ素薄膜を有してもよい。
Further, the porous silicon carbide sintered body of the present invention comprises:
The surface contains 1 ppm of elements harmful to semiconductor manufacturing
It may have the following dense silicon carbide thin film.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明において機械加工に供する
多孔質炭化ケイ素焼結体は、一般的な方法によって炭化
ケイ素粉末を焼結してなるものとすることができる。た
とえば、一般的な方法に従い、半導体に有害な元素の含
有量が5ppm以下である炭化ケイ素粉末を焼結してな
る高純度の多孔体を準備することができる。加工を施す
べき多孔体は、連続した開気孔を有するものである。機
械加工に供する多孔質炭化ケイ素焼結体として、10%
〜60%の気孔率を有するものが好ましい。この範囲の
気孔率を有する多孔体は、ろう、有機ポリマー、水等の
材料によって容易に埋めることができる開気孔を有する
ものである。気孔率が10%以下になると、連続した開
気孔を有する多孔体を得ることが困難になってくる。ま
た、炭化ケイ素からなる多孔体は、炭化ケイ素の粉末を
成形し、得られた成形体を非酸化性雰囲気下で1700
℃以上の温度において焼成することにより得られるが、
この一般的な方法では、60%以上の気孔率を持つ多孔
体を得ることは困難になってくる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a porous silicon carbide sintered body to be subjected to machining can be obtained by sintering silicon carbide powder by a general method. For example, according to a general method, it is possible to prepare a high-purity porous body obtained by sintering silicon carbide powder having a content of an element harmful to a semiconductor of 5 ppm or less. The porous body to be processed has continuous open pores. 10% as porous silicon carbide sintered body for machining
Those having a porosity of 6060% are preferred. A porous body having a porosity in this range has open pores that can be easily filled with a material such as wax, an organic polymer, or water. When the porosity is 10% or less, it becomes difficult to obtain a porous body having continuous open pores. The porous body made of silicon carbide is formed by molding silicon carbide powder and subjecting the obtained molded body to 1700 in a non-oxidizing atmosphere.
It is obtained by firing at a temperature of at least ℃,
With this general method, it is difficult to obtain a porous body having a porosity of 60% or more.

【0015】本発明において、開気孔を有する多孔質炭
化ケイ素焼結体に、ろう(ワックス)、有機ポリマー、
水、油脂、ワセリン、ゲル化剤またはそれらの組合せか
ら選択される材料の液体、溶融物、分散液または溶液が
含浸される。多孔体の気孔を埋めるべく含浸される材料
は、これらの中で特に限定されるものではない。含浸の
際には、これらの材料の液体、溶融物、分散液または溶
液を用いることができるが、含浸を容易に進める上でそ
の粘度は低いことが望ましく、たとえば10ポアズ以下
の低い粘度を有することが好ましい。多孔体に含浸させ
る材料は、高い純度を有することが望ましい。特に、含
浸させるべき材料に含まれる半導体に対して有害な不純
物の含有量は、多孔体におけるその含有量よりも少ない
ことが望ましい。ろう、有機ポリマー、水、油脂、ワセ
リンまたはゲル化剤は、比較的高純度のものが得られや
すく、充填材料として望ましいものである。
In the present invention, a porous silicon carbide sintered body having open pores is provided with a wax (wax), an organic polymer,
A liquid, melt, dispersion or solution of a material selected from water, oils and fats, petrolatum, gelling agents or combinations thereof is impregnated. The material impregnated to fill the pores of the porous body is not particularly limited among these. For the impregnation, a liquid, a melt, a dispersion or a solution of these materials can be used, but the viscosity is desirably low in order to facilitate the impregnation, for example, having a low viscosity of 10 poise or less. Is preferred. The material to be impregnated into the porous body desirably has high purity. In particular, it is desirable that the content of impurities harmful to the semiconductor contained in the material to be impregnated is smaller than that in the porous body. Waxes, organic polymers, water, oils, petrolatums, or gelling agents tend to be of relatively high purity and are desirable as fillers.

【0016】ろうは、加熱によって溶融物または液体と
され、これを多孔質炭化ケイ素焼結体に容易に含浸させ
ることができる。含浸が完了した後、冷却することによ
り固化させることができる。ろうとして、たとえば石油
中に含まれている結晶性のパラフィン系炭化水素混合物
を分離、生成して得られるパラフィンろう等を使用する
ことができる。有機ポリマーには、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン
−アクリレート共重合体、ポリスチレン、SMR樹脂、
アクリル樹脂、セルロース樹脂、ポリエステル樹脂等の
樹脂、ポリエチレングリコール等のポリマー等がある。
これらの樹脂やポリマーは、たとえば軟化点以上に加熱
して溶融物とし、これを多孔体に含浸させることができ
る。含浸の後、冷却固化することができる。水は、純度
の高いものが容易に得られやすい材料の1つである。特
に純水を用いることが好ましい。容器に収容された純水
中に多孔体を浸し、純水が浸透した多孔体を冷凍するこ
とによって、開気孔を氷で塞ぐことができる。また多孔
体に充填する材料として、油脂、ワセリンまたはゲル化
剤を用いてもよい。油脂として、室温において固体であ
り、加熱により容易に溶融するものを好ましく用いるこ
とができる。動植物に由来する天然油脂のほか合成油脂
を用いることができるが、上述したように純度の高いも
のを選択することが望ましい。加熱によって溶融された
樹脂を含浸させ、冷却することにより固化させれば、油
脂によって開気孔を塞ぐことができる。ワセリンも同様
に純度の高いものを用いることが望ましい。ゲル化剤に
は、寒天、ゼラチン等がある。これらの物質は熱い溶媒
には可溶であるが、冷却すると溶液が固化する性質を有
する。たとえば熱水等にゲル化剤を溶解させた状態で多
孔体に含浸せしめ、次いで冷却することによって溶液を
固化させることができる。
The wax is turned into a melt or a liquid by heating, and this can be easily impregnated into the porous silicon carbide sintered body. After the impregnation is completed, it can be solidified by cooling. As the wax, for example, a paraffin wax obtained by separating and producing a crystalline paraffin-based hydrocarbon mixture contained in petroleum can be used. Organic polymers include polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-acrylate copolymer, polystyrene, SMR resin,
There are resins such as acrylic resin, cellulose resin and polyester resin, and polymers such as polyethylene glycol.
These resins and polymers can be heated to, for example, a softening point or higher to form a melt, which can be impregnated into a porous body. After impregnation, it can be cooled and solidified. Water is one of the materials from which a high purity is easily obtained. Particularly, it is preferable to use pure water. By immersing the porous body in pure water contained in a container and freezing the porous body impregnated with the pure water, the open pores can be closed with ice. In addition, fats and oils, petrolatum or a gelling agent may be used as a material for filling the porous body. Oils and fats that are solid at room temperature and can be easily melted by heating can be preferably used. Synthetic fats and oils can be used in addition to natural fats and oils derived from animals and plants, but it is desirable to select those with high purity as described above. If the resin melted by heating is impregnated and solidified by cooling, the open pores can be closed by fats and oils. It is desirable to use similarly high-purity vaseline. Gelling agents include agar, gelatin and the like. These substances are soluble in hot solvents, but have the property of solidifying the solution when cooled. For example, the solution can be solidified by impregnating the porous body with the gelling agent dissolved in hot water or the like, and then cooling.

【0017】本発明において、固化物により開気孔が塞
がれた多孔質炭化ケイ素焼結体は、研削加工、研磨加工
等の機械加工に供される。機械加工には、レジンボンド
もしくはビトリファイドボンドのダイヤモンド砥石、ま
たは電着ダイヤモンド砥石を使用することが好ましい。
これらの砥石を用いれば、表面に付着する金属不純物の
量が減り、また加工後に表面の不純物を除去しやすい。
氷で多孔体の開気孔を塞いだ場合、氷を維持するため冷
凍加工機で機械加工を行なうことが望ましい。
In the present invention, the porous silicon carbide sintered body whose open pores are closed by the solidified material is subjected to machining such as grinding and polishing. For machining, it is preferable to use a resin-bonded or vitrified-bonded diamond grindstone or an electrodeposited diamond grindstone.
If these grindstones are used, the amount of metal impurities adhering to the surface is reduced, and the impurities on the surface are easily removed after processing.
When the open pores of the porous body are closed with ice, it is desirable to perform machining with a refrigerating machine in order to maintain the ice.

【0018】機械加工の後、多孔質炭化ケイ素焼結体に
充填された固化物を除去する。たとえば、非酸化性雰囲
気下での加熱により、多孔体に充填された固化物を気化
させ、除去することができる。また、有機溶剤、水等の
適当な媒質によって溶解、洗浄することにより除去を行
なうことができる。
After machining, the solidified material filled in the porous silicon carbide sintered body is removed. For example, by heating in a non-oxidizing atmosphere, the solidified substance filled in the porous body can be vaporized and removed. In addition, removal can be performed by dissolving and washing with an appropriate medium such as an organic solvent and water.

【0019】除去工程の後、必要に応じて洗浄工程、ハ
ロゲンガス等による純化工程等を行なってもよい。また
さらに、機械加工された多孔質炭化ケイ素焼結体の表面
に、たとえばCVD法によって高純度で緻密な炭化ケイ
素をコーティングしてもよい。高純度炭化ケイ素コーテ
ィングの厚みは、たとえば10μm〜500μmとする
ことができる。
After the removal step, a cleaning step, a purification step using a halogen gas or the like may be performed as necessary. Further, the surface of the machined porous silicon carbide sintered body may be coated with high-purity and dense silicon carbide by, for example, a CVD method. The thickness of the high-purity silicon carbide coating can be, for example, 10 μm to 500 μm.

【0020】上述してきたように、高純度の材料によっ
て開気孔が塞がれた多孔質炭化ケイ素焼結体を機械加工
すれば、研削液等が多孔体の中に入り込むことを防ぎ、
機械加工時の不純物による汚染を効果的に防止できる。
本発明によれば、高い精度で加工されたこれまでにない
高純度の多孔質炭化ケイ素焼結体を得ることができる。
その気孔率の範囲は10%〜60%とすることができ、
鉄、ニッケル、クロム、銅、ナトリウム、カリウム、カ
ルシウム等の半導体製造に有害な各元素の含有量は1p
pm以下とすることができる。さらに本発明によれば、
半導体製造に有害な各元素の含有量が0.5ppm以
下、特に0.1ppm以下の多孔質炭化ケイ素焼結体を
提供することができる。半導体製造プロセス等において
1000℃以上の高温にさらされる場合には、有害な元
素の含有量が0.5ppm以下である多孔質炭化ケイ素
焼結体が好ましく、さらにシリコンウェハに直接接して
1000℃以上の高温にさらされる場合には、有害な元
素の含有量が0.1ppm以下の多孔質炭化ケイ素焼結
体が好ましい。機械加工された高純度の多孔質炭化ケイ
素焼結体の表面に、半導体製造に有害な元素の含有量が
1ppm以下、好ましくは0.5ppm以下、より好ま
しくは0.1ppm以下の緻密な炭化ケイ素薄膜を形成
することにより、材料に気密性が付与され、不純物の影
響がさらに小さい材料を提供することができる。以下、
実施例により本発明をより詳細に説明する。
As described above, by machining a porous silicon carbide sintered body whose open pores are closed by a high-purity material, it is possible to prevent a grinding fluid or the like from entering the porous body,
Contamination due to impurities during machining can be effectively prevented.
According to the present invention, it is possible to obtain an unprecedented high-purity porous silicon carbide sintered body processed with high precision.
The porosity range can be from 10% to 60%,
The content of each element harmful to semiconductor production such as iron, nickel, chromium, copper, sodium, potassium and calcium is 1p
pm or less. Further according to the invention,
A porous silicon carbide sintered body having a content of each element harmful to semiconductor production of 0.5 ppm or less, particularly 0.1 ppm or less can be provided. When exposed to a high temperature of 1000 ° C. or more in a semiconductor manufacturing process or the like, a porous silicon carbide sintered body having a harmful element content of 0.5 ppm or less is preferable. When exposed to high temperatures, a porous silicon carbide sintered body having a harmful element content of 0.1 ppm or less is preferred. On the surface of a machined high-purity porous silicon carbide sintered body, dense silicon carbide having a content of an element harmful to semiconductor production of 1 ppm or less, preferably 0.5 ppm or less, more preferably 0.1 ppm or less By forming a thin film, airtightness is given to a material, and a material with less influence of impurities can be provided. Less than,
The present invention will be described in more detail with reference to examples.

【0021】[0021]

【実施例】【Example】

実施例1 Fe、Ni、Cr、Cu、Na、KおよびCaの各元素
の含有量が1ppm未満である市販の高純度炭化ケイ素
粉末に、解こう剤、バインダ、水を加えて混合し、得ら
れた混合物を石膏型に流し込んで成形体を得た。得られ
た成形体を1800℃の温度で焼成した後、ハロゲンガ
スによる純化を行ない、高純度の多孔質炭化ケイ素焼結
体を調製した。得られた焼結体の気孔率は35%であっ
た。
Example 1 A peptizer, a binder, and water were added to a commercially available high-purity silicon carbide powder having a content of each element of Fe, Ni, Cr, Cu, Na, K, and Ca of less than 1 ppm. The obtained mixture was poured into a gypsum mold to obtain a molded body. After the obtained compact was fired at a temperature of 1800 ° C., purification with a halogen gas was performed to prepare a high-purity porous silicon carbide sintered body. The porosity of the obtained sintered body was 35%.

【0022】得られた多孔質炭化ケイ素焼結体と市販の
パラフィンろうとを容器に一緒に入れて、減圧下で80
℃の温度において加熱を行ない、多孔体にパラフィンを
含浸させた。室温まで冷却して、パラフィンろうを固化
させた。パラフィンろうが充填された多孔質炭化ケイ素
焼結体を取出し、ビトリファイドボンドのダイヤモンド
砥石を用いて研削加工して、直径100mm、厚さ1m
mの円板を作製した。できあがった円板をフッ硝酸と純
水で洗浄し、表面不純物を取り除いた。次に、加熱炉に
入れて窒素雰囲気下において700℃の温度でパラフィ
ンを除去した。
The obtained porous silicon carbide sintered body and a commercially available paraffin wax are put together in a container, and the mixture is dried under reduced pressure at 80 ° C.
Heating was performed at a temperature of ° C. to impregnate the porous body with paraffin. Upon cooling to room temperature, the paraffin wax was solidified. Take out a porous silicon carbide sintered body filled with paraffin braze, grind it with a vitrified bond diamond grindstone, diameter 100 mm, thickness 1 m
m was prepared. The completed disk was washed with hydrofluoric nitric acid and pure water to remove surface impurities. Next, the paraffin was removed at a temperature of 700 ° C. in a heating furnace under a nitrogen atmosphere.

【0023】このようにして加工された気孔率35%の
多孔質炭化ケイ素焼結体の円板を、n型シリコンウェハ
と接触させた状態で拡散炉に入れ、1200℃で2時間
熱処理を行なった。熱処理の後、シリコンウェハのライ
フタイムを測定した。ライフタイムは873μsと比較
的長く、多孔質炭化ケイ素焼結体の円板からシリコンウ
ェハへの不純物による影響が少ないことがわかった。中
性子放射化分析の結果、多孔質炭化ケイ素焼結体の円板
に含まれる半導体に有害な不純物は、表1に示すとおり
0.1ppm以下であった。
The disk of a porous silicon carbide sintered body having a porosity of 35% thus processed is placed in a diffusion furnace in a state of being in contact with an n-type silicon wafer, and heat-treated at 1200 ° C. for 2 hours. Was. After the heat treatment, the lifetime of the silicon wafer was measured. The lifetime was relatively long at 873 μs, and it was found that the influence of impurities from the disk of the porous silicon carbide sintered body to the silicon wafer was small. As a result of neutron activation analysis, impurities harmful to the semiconductor contained in the disc of the porous silicon carbide sintered body were 0.1 ppm or less as shown in Table 1.

【0024】実施例2 実施例1と同様にして調製された35%の気孔率を有す
る多孔質炭化ケイ素焼結体を、容器において純水中に浸
しながら減圧下で多孔体内部に残留する空気を追い出し
た。純水が浸透した多孔体を冷凍して開気孔内に氷を形
成させた後、氷が充填された多孔体を取り出して冷凍加
工機でビトリファイドボンドのダイヤモンド砥石を用い
て研削加工し、直径100mm、厚さ1mmの円板を作
製した。できあがった円板を純水中で解凍し、フッ硝酸
と純水で洗浄を行ない表面の不純物を除去した。上記工
程により気孔率が35%の機械加工された多孔質炭化ケ
イ素焼結体の円板が得られた。
Example 2 A porous silicon carbide sintered body having a porosity of 35% prepared in the same manner as in Example 1 was immersed in pure water in a container while air remaining inside the porous body under reduced pressure. Kicked out. After the porous body impregnated with pure water is frozen and ice is formed in the open pores, the porous body filled with ice is taken out and ground with a diamond grindstone of vitrified bond by a freezing processing machine to have a diameter of 100 mm. A disk having a thickness of 1 mm was produced. The resulting disc was thawed in pure water and washed with hydrofluoric nitric acid and pure water to remove impurities on the surface. Through the above steps, a disk of a machined porous silicon carbide sintered body having a porosity of 35% was obtained.

【0025】得られた多孔質炭化ケイ素焼結体の円板を
実施例1と同様にして評価した結果、ウェハライフタイ
ムは956μsであった。中性子放射化分析の結果、こ
の円板に含まれる半導体に有害な不純物は、表1に示す
とおり0.1ppm以下であった。
The disk of the obtained porous silicon carbide sintered body was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the wafer lifetime was 956 μs. As a result of neutron activation analysis, impurities harmful to the semiconductor contained in the disk were 0.1 ppm or less as shown in Table 1.

【0026】比較例1 実施例1と同様にして調製された35%の気孔率を有す
る多孔質炭化ケイ素焼結体を、そのまま研削加工に供し
た。研削液には水道水を用いた。ビトリファイドボンド
のダイヤモンド砥石を用いて研削加工を行ない、直径1
00mm、厚さ1mmの円板を作製した。できあがった
円板をフッ硝酸と純水で洗浄し、実施例1と同様にして
評価を行なった。ウェハライフタイムは8μsであっ
た。中性子放射化分析の結果、円板に含まれる半導体に
有害な不純物は1ppmを超えていた。
Comparative Example 1 A porous silicon carbide sintered body having a porosity of 35%, prepared in the same manner as in Example 1, was directly subjected to grinding. Tap water was used as the grinding fluid. Grinding using a vitrified bond diamond grindstone, diameter 1
A disk having a thickness of 00 mm and a thickness of 1 mm was prepared. The completed disk was washed with hydrofluoric acid and pure water, and evaluated in the same manner as in Example 1. The wafer lifetime was 8 μs. As a result of neutron activation analysis, impurities harmful to the semiconductor contained in the disk exceeded 1 ppm.

【0027】実施例3 実施例1で作製された多孔質炭化ケイ素焼結体の円板
に、CVDによりSiCを100μmの厚さでコーティ
ングし、表面が緻密な炭化ケイ素膜で覆われた多孔質炭
化ケイ素焼結体の円板を作製した。得られた円板を実施
例1と同様に評価した結果、ウェハライフタイムは11
20μsと長く、円板からシリコンウェハへの不純物の
汚染がさらに効果的に抑制されることがわかった。GD
−MSによりCVD膜の分析を行なったところ、表2に
示すとおり各不純物元素の含有量は10ppb以下であ
った。
Example 3 A disk of the porous silicon carbide sintered body prepared in Example 1 was coated with SiC to a thickness of 100 μm by CVD, and the surface was covered with a dense silicon carbide film. A disk of a silicon carbide sintered body was produced. As a result of evaluating the obtained disk in the same manner as in Example 1, the wafer lifetime was 11
As long as 20 μs, it was found that contamination of impurities from the disk to the silicon wafer was more effectively suppressed. GD
When the CVD film was analyzed by -MS, as shown in Table 2, the content of each impurity element was 10 ppb or less.

【0028】比較例2 比較例1で作製された多孔質炭化ケイ素焼結体の円板
に、CVDによりSiCを100μmの厚みでコーティ
ングし、表面が緻密な炭化ケイ素膜で覆われた円板を作
製した。実施例1と同様にして評価を行なった結果、ウ
ェハライフタイムは349μsであった。GD−MSで
CVD膜の分析を行なったところ、実施例3より純度は
低いものであった。
Comparative Example 2 The disk of the porous silicon carbide sintered body produced in Comparative Example 1 was coated with SiC to a thickness of 100 μm by CVD, and the disk covered with a dense silicon carbide film was used. Produced. As a result of evaluation in the same manner as in Example 1, the wafer lifetime was 349 μs. When the CVD film was analyzed by GD-MS, the purity was lower than that of Example 3.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】[0030]

【表2】 [Table 2]

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明によって次の特徴を有する多孔質
炭化ケイ素焼結体が得られる。
According to the present invention, a porous silicon carbide sintered body having the following characteristics can be obtained.

【0032】(1) 機械加工を行なった多孔体であり
ながら高純度である。 (2) 金属シリコンが含まれていないので高温で使用
可能であり、高い耐食性を有する。
(1) Although it is a machined porous body, it has high purity. (2) Since it does not contain metallic silicon, it can be used at high temperatures and has high corrosion resistance.

【0033】(3) 多孔体であるため、耐熱衝撃性に
優れている。 本発明によれば、高純度でありかつ高精度に加工された
多孔質炭化ケイ素焼結体が得られる。得られた多孔体
は、シリコンの融点以上でも使用可能であり、耐蝕性、
耐薬品性、耐熱衝撃性等に優れている。本発明による多
孔質炭化ケイ素焼結体は、ウェハボート、拡散炉チュー
ブ、エピタキシャル成長用サセプタ等の半導体製造プロ
セスに用いられる治具、特に熱処理を含む工程に用いら
れる治具を構成するための材料として有用である。
(3) Since it is a porous body, it has excellent thermal shock resistance. According to the present invention, a porous silicon carbide sintered body having high purity and processed with high precision can be obtained. The obtained porous body can be used even at a temperature higher than the melting point of silicon, corrosion resistance,
Excellent in chemical resistance, thermal shock resistance, etc. The porous silicon carbide sintered body according to the present invention is used as a material for forming a jig used in a semiconductor manufacturing process such as a wafer boat, a diffusion furnace tube, and a susceptor for epitaxial growth, particularly a jig used in a step including heat treatment. Useful.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 機械加工された多孔質炭化ケイ素焼結体
の製造方法であって、 炭化ケイ素粉末を焼結してなる、開気孔を有する多孔質
炭化ケイ素焼結体に、ろう、有機ポリマー、水、油脂、
ワセリンおよびゲル化剤からなる群から選択される少な
くとも1つの材料の液体、溶融物、分散液または溶液を
含浸させた後、固化させる工程と、 前記固化されたものによって前記開気孔が塞がれた多孔
質炭化ケイ素焼結体を機械加工する工程と、 機械加工された前記多孔質炭化ケイ素焼結体から、前記
固化されたものを除去する工程とを備えることを特徴と
する、多孔質炭化ケイ素焼結体の製造方法。
1. A method for producing a machined porous silicon carbide sintered body, comprising: forming a porous silicon carbide sintered body having open pores obtained by sintering silicon carbide powder; , Water, oils and fats,
A step of impregnating a liquid, a melt, a dispersion or a solution of at least one material selected from the group consisting of petrolatum and a gelling agent, and then solidifying; and the solidified material closes the open pores. Machining a porous silicon carbide sintered body, and removing the solidified material from the machined porous silicon carbide sintered body. A method for producing a silicon sintered body.
【請求項2】 前記材料が純水であり、前記開気孔を有
する多孔質炭化ケイ素焼結体に前記純水を含浸させかつ
凍結させた後、氷により前記開気孔が塞がれた多孔質炭
化ケイ素焼結体を冷凍加工機で機械加工することを特徴
とする、請求項1に記載の製造方法。
2. The porous material, wherein said material is pure water, said porous silicon carbide sintered body having said open pores is impregnated with said pure water and frozen, and then said open pores are closed by ice. The method according to claim 1, wherein the silicon carbide sintered body is machined by a refrigerating machine.
【請求項3】 気孔率が10%〜60%であり、かつ半
導体製造に有害な元素の含有量が1ppm以下であるこ
とを特徴とする、多孔質炭化ケイ素焼結体。
3. A porous silicon carbide sintered body having a porosity of 10% to 60% and a content of an element harmful to semiconductor production of 1 ppm or less.
【請求項4】 表面に半導体製造に有害な元素の含有量
が1ppm以下である緻密な炭化ケイ素薄膜を有するこ
とを特徴とする、請求項3に記載の多孔質炭化ケイ素焼
結体。
4. The porous silicon carbide sintered body according to claim 3, wherein the surface has a dense silicon carbide thin film having a content of an element harmful to semiconductor production of 1 ppm or less.
JP7525297A 1997-03-27 1997-03-27 Porous silicon carbide sintered compact and its production Pending JPH10265277A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7525297A JPH10265277A (en) 1997-03-27 1997-03-27 Porous silicon carbide sintered compact and its production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7525297A JPH10265277A (en) 1997-03-27 1997-03-27 Porous silicon carbide sintered compact and its production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10265277A true JPH10265277A (en) 1998-10-06

Family

ID=13570855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7525297A Pending JPH10265277A (en) 1997-03-27 1997-03-27 Porous silicon carbide sintered compact and its production

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10265277A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100355537B1 (en) * 1998-12-11 2003-01-24 한국전기초자 주식회사 Stirring Device for Molten Glass
JP2016524813A (en) * 2013-05-06 2016-08-18 エプコス アクチエンゲゼルシャフトEpcos Ag Electronic device and passivation method thereof
CN113044816A (en) * 2021-04-19 2021-06-29 哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司 Preparation method of porous aluminum nitride raw material for aluminum nitride crystal growth

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100355537B1 (en) * 1998-12-11 2003-01-24 한국전기초자 주식회사 Stirring Device for Molten Glass
JP2016524813A (en) * 2013-05-06 2016-08-18 エプコス アクチエンゲゼルシャフトEpcos Ag Electronic device and passivation method thereof
US9734948B2 (en) 2013-05-06 2017-08-15 Epcos Ag Electronic component and method for the passivation thereof
CN113044816A (en) * 2021-04-19 2021-06-29 哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司 Preparation method of porous aluminum nitride raw material for aluminum nitride crystal growth
CN113044816B (en) * 2021-04-19 2022-11-29 哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司 Preparation method of porous aluminum nitride raw material for aluminum nitride crystal growth

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4556403A (en) Diamond abrasive products
EP0243825B1 (en) Wire incrusted with abrasive grain and method for producing the same
RU2195516C2 (en) Method and suspension for strengthening of metallic surface (versions)
US3258817A (en) Method of preparing composite hard metal material with metallic binder
KR0179982B1 (en) Refractory metal oxide coated abrasives and grinding wheels made therefrom
US3293012A (en) Process of infiltrating diamond particles with metallic binders
KR20050040934A (en) Molten braze-coated superabrasive particles and associated methods
JPH01129902A (en) Method for processing parts from granular material and feed raw material
JPH11165261A (en) Porous abrasive grain grinding wheel and its manufacture
JP6968817B2 (en) Diamond Complex CMP Pad Conditioner
JP2003505329A (en) Improved silicon carbide composite and method for producing the same
US4334895A (en) Glass bonded abrasive tool containing metal clad graphite
JPH10265277A (en) Porous silicon carbide sintered compact and its production
JP2643401B2 (en) Combination type polishing tool
KR101222478B1 (en) The High permeability Porous ceramics for vacuum chuck and method for manufacturing the same
JPH0215977A (en) Diamond grindstone and manufacture thereof
JPS6319585B2 (en)
JP5629037B2 (en) Carbide structures, tool elements, and methods of making them
EP0061605B1 (en) Randomly-oriented polycrystalline silicon carbide coatings for abrasive grains
KR100522779B1 (en) Porous grinding stone and method of production thereof
WO2022102335A1 (en) Method for manufacturing porous metal bonded grindstone, and method for manufacturing porous metal bonded wheel
US11858863B2 (en) Method for fabricating perfectly wetting surfaces
US2765524A (en) Method of making a porous element
JP4217280B2 (en) Metal-ceramic composite material and manufacturing method thereof
WO2010015923A2 (en) Method for producing a tool and tool produced according to said method