JP2006080445A

JP2006080445A - Wafer holder for wafer boat

Info

Publication number: JP2006080445A
Application number: JP2004265509A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Motoyama; 剛元山; Jinichi Taguchi; 仁一田口; Toshikazu Shinogaya; 利和篠ケ谷
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2006-03-23

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wafer holder for a wafer boat which can prevent occurrence of a slip and has sufficient strength. <P>SOLUTION: The wafer holder is composed of a material containing a silicon carbide used in the wafer boat, and includes an annular supporter and a protrusion where a wafer transfer means is separately formed on the supporter to be able to go in and out. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ウェハボート用ウェハホルダに関する。 The present invention relates to a wafer holder for a wafer boat.

ウェハをウェハボートに載置して加熱処理する際、ウェハの自重等が原因でウェハにスリップ（積層欠陥）が発生する。このスリップの発生を防止する方法としていくつかの技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 When a wafer is placed on a wafer boat and heat-treated, the wafer slips (stacking faults) due to the weight of the wafer. Several techniques have been proposed as a method for preventing the occurrence of this slip (for example, see Patent Document 1).

例えば特許文献１には、図７（ａ）に示すように、ウェハボート１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃの溝に設置され、ウェハの周辺を保持するリング状支持部を備える炭化ケイ素製ウェハホルダ１００が開示されている。このウェハホルダ１００によれば、ウェハの自重の負担が分散され、ウェハのスリップや割れ、欠けが生じ難くなる。 For example, Patent Document 1 discloses a silicon carbide wafer holder 100 that is provided in a groove of wafer boats 105a, 105b, and 105c and includes a ring-shaped support portion that holds the periphery of the wafer, as shown in FIG. ing. According to this wafer holder 100, the burden of the wafer's own weight is dispersed, and the wafer is less likely to slip, crack, or chip.

しかし、図７（ａ）のウェハホルダ１００にウェハを載置するには、ウェハホルダ１００がウェハの挿入を邪魔することから、煩雑な供給方法を取る必要がある。そのため、特許文献１には他の態様として、図７（ｂ）に示すように、ウェハＷ（仮想線）を支持部に供給する際のウェハ吸着プレート（ウェハ搬送装置）の逃げ用切欠き１００ａが設けられたウェハホルダ１００が開示されている。
特開平７−４５６９１号公報 However, in order to place the wafer on the wafer holder 100 of FIG. 7A, the wafer holder 100 obstructs the insertion of the wafer, and therefore it is necessary to take a complicated supply method. Therefore, as another aspect of Patent Document 1, as shown in FIG. 7B, a relief notch 100a of a wafer suction plate (wafer transfer device) when supplying a wafer W (virtual line) to a support portion is provided. Is disclosed.
JP 7-45691 A

しかしながら、切欠き１００ａを設けることにより煩雑な供給方法は必要なくなるが、ウェハホルダ１００の強度が低下するという更なる改善すべき課題が生じた。そのため、スリップの発生を防止できかつ十分な強度を備えるウェハボート用ウェハホルダが求められていた。 However, providing the notch 100a eliminates the need for a complicated supply method, but there is a further problem to be improved that the strength of the wafer holder 100 is reduced. Therefore, there has been a demand for a wafer boat wafer holder that can prevent occurrence of slip and has sufficient strength.

本発明は以下の発明に関する。 The present invention relates to the following inventions.

（１）ウェハボートに用いられる炭化ケイ素を含む材料から構成されたウェハホルダであって、リング状支持部と、上記支持部上にウェハ搬送手段が出入り可能に離間して形成された突起部と、を備えることを特徴とするウェハボート用ウェハホルダ。 (1) A wafer holder made of a material containing silicon carbide used for a wafer boat, a ring-shaped support part, and a protrusion part formed on the support part so that wafer transfer means can be moved in and out, A wafer holder for a wafer boat.

（２）上記突起部のウェハとの設置部の端部にR形状部を備えることを特徴とする上記（１）記載のウェハボート用ウェハホルダ。 (2) The wafer holder for wafer boats as described in (1) above, wherein an R-shaped portion is provided at an end portion of the projecting portion with the wafer.

本発明によれば、スリップの発生を防止でき、かつ十分な強度を備えるウェハボート用ウェハホルダが提供される。 According to the present invention, there is provided a wafer boat wafer holder that can prevent occurrence of slip and has sufficient strength.

以下本発明について実施形態を挙げて説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されない。尚、図中同一の機能又は類似の機能を有するものについては、同一又は類似の符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments, but the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, about what has the same function or a similar function in a figure, the same or similar code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

（ウェハボート）
図４（ａ）（ｂ）に示すように、ウェハボート５０は、ウェハＷが配置されるウェハホルダ１０と、ウェハホルダを保持するボート５ａ、５ｂ、５ｃと、ボート５ａ、５ｂ、５ｃの上端及び下端にそれぞれ設けられる上板６ａ及び下板６ｂと、を備える。 (Wafer boat)
As shown in FIGS. 4A and 4B, the wafer boat 50 includes a wafer holder 10 on which the wafers W are arranged, boats 5a, 5b, and 5c that hold the wafer holder, and upper and lower ends of the boats 5a, 5b, and 5c. Are provided with an upper plate 6a and a lower plate 6b, respectively.

（ボート用ウェハホルダ）
図１（ａ）に示すように、ウェハホルダ１０は、リング状支持部１１と、リング状支持部１１上にウェハ搬送手段が出入り可能に離間して形成され、ウェハＷを載置可能とする突起部１２１、１２２、１２３、１２４と、を備える。図１（ｂ）に示すように、突起部１２１、１２２、１２３、１２４は、リング状支持部１１のリング内周縁に沿ってリング状支持部１１の中空部と同心円状に配置されている。またウェハホルダ１０の各部材は高純度の炭化ケイ素を含む材料から構成されている。 (Wafer holder for boats)
As shown in FIG. 1A, the wafer holder 10 is formed with a ring-shaped support portion 11 and a protrusion formed on the ring-shaped support portion 11 so that the wafer transfer means can be moved in and out so that the wafer W can be placed thereon. Units 121, 122, 123, and 124. As shown in FIG. 1B, the projecting portions 121, 122, 123, and 124 are arranged concentrically with the hollow portion of the ring-shaped support portion 11 along the inner peripheral edge of the ring-shaped support portion 11. Each member of wafer holder 10 is made of a material containing high-purity silicon carbide.

ウェハホルダ１０は前述の構成を備えることにより、図３に示すように、ウェハＷを搭載したウェハ搬送手段７をウェハホルダ１０に接近させると、ウェハ搬送手段７のフォーク７ａ、７ｂが溝１３０ａ，１３０ｂに入り込む。そのため、複雑な搬送手段を用いることなく、所定の位置までウェハ搬送手段７を挿入したところで、図１（ａ）に示すように、ウェハＷを突起部１２１、１２２、１２３、１２４上に配置させることができる。また、突起部１２１、１２２、１２３、１２４は、ウェハＷを安定して保持することができるので、ウェハＷの自重の負担が分散され、ウェハＷのスリップや割れ、欠けが生じ難くなる。またウェハホルダ１０は、高純度の炭化ケイ素から構成され、しかもリング状支持部１１に切り欠き部が設けられていないので十分な強度を有する。つまり、本実施形態によればスリップの発生を防止でき、しかも十分な強度を備えるウェハボート用ウェハホルダ１０が提供される。 Since the wafer holder 10 has the above-described configuration, as shown in FIG. 3, when the wafer transfer means 7 loaded with the wafer W is brought close to the wafer holder 10, the forks 7a and 7b of the wafer transfer means 7 are formed in the grooves 130a and 130b. Get in. Therefore, when the wafer transfer means 7 is inserted to a predetermined position without using a complicated transfer means, the wafer W is placed on the protrusions 121, 122, 123, 124 as shown in FIG. be able to. Further, since the protrusions 121, 122, 123, and 124 can stably hold the wafer W, the weight of the wafer W is dispersed, and the wafer W is less likely to slip, crack, or chip. Further, the wafer holder 10 is made of high-purity silicon carbide, and has sufficient strength because the ring-shaped support portion 11 is not provided with a notch. That is, according to the present embodiment, a wafer boat wafer holder 10 that can prevent occurrence of slip and has sufficient strength is provided.

（ボート用ウェハホルダの製造方法）
（イ）まず、図１（ａ）に示すウェハホルダ１０を構成するリング状支持部１１と、突起部１２１〜１２４を後に説明する反応焼結法に従って製造する。 (Manufacturing method of boat wafer holder)
(A) First, the ring-shaped support part 11 and the protrusions 121 to 124 constituting the wafer holder 10 shown in FIG. 1A are manufactured according to the reactive sintering method described later.

（ロ）次に、リング状支持部１１の内周に沿って、突起部１２１〜１２４を離間して配置する。 (B) Next, along the inner periphery of the ring-shaped support part 11, the projecting parts 121 to 124 are spaced apart.

（ハ）そして、リング状支持部１１と突起部１２１〜１２４の接合部に、炭化ケイ素（ＳｉＣ）と炭素（Ｃ）を含むスラリーを流し込む。その後、接合部を部分加熱する。 (C) Then, a slurry containing silicon carbide (SiC) and carbon (C) is poured into the joint between the ring-shaped support portion 11 and the protrusions 121 to 124. Thereafter, the joint is partially heated.

（ニ）続いて、高純度のシリコン（Ｓｉ）を接合部に挿入し、余剰のＣとＳｉを反応させて炭化ケイ素（ＳｉＣ）を形成する。このような反応焼結法により、図１（ａ）（ｂ）に示すようにウェハホルダ１０が一体化される。 (D) Subsequently, high-purity silicon (Si) is inserted into the joint, and excess C and Si are reacted to form silicon carbide (SiC). By such a reactive sintering method, the wafer holder 10 is integrated as shown in FIGS.

（ホ）さらに、研削加工により細部に加工を施すことによりウェハホルダ１０が製造される。 (E) Further, the wafer holder 10 is manufactured by processing the details by grinding.

（反応焼結法）
（炭化ケイ素粉末）
炭化ケイ素粉末として、α型、β型、非晶質あるいはこれらの混合物等が挙げられる。また、高純度の炭化ケイ素反応焼結体を得るためには、原料の炭化ケイ素粉末として、高純度の炭化ケイ素粉末を用いることが好ましい。 (Reaction sintering method)
(Silicon carbide powder)
Examples of the silicon carbide powder include α-type, β-type, amorphous, and mixtures thereof. In order to obtain a high-purity silicon carbide reaction sintered body, it is preferable to use a high-purity silicon carbide powder as the raw material silicon carbide powder.

このβ型炭化ケイ素粉末のグレードには特に制限はなく、例えば、一般に市販されているβ型炭化ケイ素を用いることができる。炭化ケイ素粉末の粒径は、高密度の観点からは、小さいことが好ましく、具体的には、０．０１μｍ〜１０μｍ程度、さらに好ましくは、０．０５μｍ〜５μｍである。粒径が、０．０１μｍ未満であると、計量、混合等の処理工程における取扱いが困難となりやすく、１０μｍを超えると、比表面積が小さく、即ち、隣接する粉末との接触面積が小さくなり、高密度化し難くなるため好ましくない。 The grade of the β-type silicon carbide powder is not particularly limited, and for example, commercially available β-type silicon carbide can be used. The particle size of the silicon carbide powder is preferably small from the viewpoint of high density, specifically, about 0.01 μm to 10 μm, and more preferably 0.05 μm to 5 μm. If the particle size is less than 0.01 μm, handling in processing steps such as weighing and mixing tends to be difficult, and if it exceeds 10 μm, the specific surface area is small, that is, the contact area with the adjacent powder is small, and high This is not preferable because it is difficult to increase the density.

高純度の炭化ケイ素粉末は、例えば、少なくとも１種以上のケイ素化合物を含むケイ素源と、少なくとも１種以上の加熱により炭素を生成する有機化合物を含む炭素源と、重合又は架橋触媒と、を溶媒中で溶解し、乾燥した後に得られた粉末を非酸化性雰囲気下で焼成する工程により得ることができる。 The high-purity silicon carbide powder includes, for example, a silicon source containing at least one silicon compound, a carbon source containing an organic compound that generates carbon by heating at least one kind, and a polymerization or crosslinking catalyst. It can be obtained by a step of firing in a non-oxidizing atmosphere the powder obtained after being dissolved in and dried.

前述のケイ素化合物を含むケイ素源（以下、「ケイ素源」という。）として、液状のものと固体のものとを併用することができるが、少なくとも１種は液状のものから選ばれなくてはならない。液状のものとしては、アルコキシシラン（モノ−、ジ−、トリ−、テトラ−）及びテトラアルコキシシランの重合体が用いられる。アルコキシシランの中ではテトラアルコキシシランが好適に用いられ、具体的には、メトキシシラン、エトキシシラン、プロポキシシラン、ブトキシシラン等が挙げられるが、ハンドリングの点からは、エトキシシランが好ましい。また、テトラアルコキシシランの重合体としては、重合度が２〜１５程度の低分子量重合体（オリゴマー）及びさらに重合度が高いケイ酸ポリマーで液状のものが挙げられる。これらと併用可能な固体状のものとしては、酸化ケイ素が挙げられる。前述の反応焼結法において酸化ケイ素とは、ＳｉＯの他、シリカゲル（コロイド状超微細シリカ含有液、内部にＯＨ基やアルコキシル基を含む）、二酸化ケイ素（シリカゲル、微細シリカ、石英粉末）等を含む。これらケイ素源は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。 As a silicon source containing the above-mentioned silicon compound (hereinafter referred to as “silicon source”), a liquid source and a solid source can be used in combination, but at least one of them must be selected from a liquid source. . As the liquid, a polymer of alkoxysilane (mono-, di-, tri-, tetra-) and tetraalkoxysilane is used. Among alkoxysilanes, tetraalkoxysilane is preferably used, and specific examples include methoxysilane, ethoxysilane, propoxysilane, butoxysilane, and the like. From the viewpoint of handling, ethoxysilane is preferable. Examples of the tetraalkoxysilane polymer include a low molecular weight polymer (oligomer) having a degree of polymerization of about 2 to 15 and a silicate polymer having a higher degree of polymerization, which are liquid. Examples of solid materials that can be used in combination with these include silicon oxide. In the reaction sintering method described above, silicon oxide includes silica, silica gel (liquid containing colloidal ultrafine silica, containing OH groups and alkoxyl groups), silicon dioxide (silica gel, fine silica, quartz powder), etc. Including. These silicon sources may be used alone or in combination of two or more.

これらケイ素源の中でも、均質性やハンドリング性が良好な観点から、テトラエトキシシランのオリゴマー及びテトラエトキシシランのオリゴマーと微粉末シリカとの混合物等が好適である。また、これらのケイ素源は高純度の物質が用いられ、初期の不純物含有量が２０ｐｐｍ以下であることが好ましく、５ｐｐｍ以下であることがさらに好ましい。 Among these silicon sources, from the viewpoint of good homogeneity and handling properties, an oligomer of tetraethoxysilane, a mixture of an oligomer of tetraethoxysilane and fine powder silica, and the like are preferable. These silicon sources are high-purity substances, and the initial impurity content is preferably 20 ppm or less, more preferably 5 ppm or less.

高純度の炭化ケイ素粉末の製造に用いられる重合及び架橋触媒としては、炭素源に応じて適宜選択でき、炭素源がフェノール樹脂やフラン樹脂の場合、トルエンスルホン酸、トルエンカルボン酸、酢酸、しゅう酸、硫酸等の酸類が挙げられる。これらの中でも、トルエンスルホン酸が好適に用いられる。 The polymerization and crosslinking catalyst used in the production of high-purity silicon carbide powder can be appropriately selected according to the carbon source. When the carbon source is a phenol resin or a furan resin, toluenesulfonic acid, toluenecarboxylic acid, acetic acid, oxalic acid And acids such as sulfuric acid. Among these, toluenesulfonic acid is preferably used.

前述の反応焼結法に使用される原料粉末である高純度炭化ケイ素粉末を製造する工程における、炭素とケイ素の比（以下、Ｃ／Ｓｉ比と略記）は、混合物をｌ０００℃にて炭化して得られる炭化物中間体を、元素分析することにより定義される。化学量論的には、Ｃ／Ｓｉ比が３．０の時に生成炭化ケイ素中の遊離炭素が０％となるばずであるが、実際には同時に生成するＳｉＯガスの揮散により低Ｃ／Ｓｉ比において遊離炭素が発生する。この生成炭化ケイ素粉末中の遊離炭素量が焼結体等の製造用途に適当でない量にならないように予め配合を決定することが重要である。通常、１気圧近傍で１６００℃以上での焼成では、Ｃ／Ｓｉ比を２．０〜２．５にすると遊離炭素を抑制することができ、この範囲を好適に用いることができる。Ｃ／Ｓｉ比を２.５５以上にすると遊離炭素が顕著に増加するが、この遊離炭素は結晶成長を抑制する効果を持つため、得ようとする結晶成長サイズに応じてＣ／Ｓｉ比を適宜選択しても良い。但し、雰囲気の圧力を低圧又は高圧とする場合は、純粋な炭化ケイ素を得るためのＣ／Ｓｉ比は変動するので、この場合は必ずしも前述のＣ／Ｓｉ比の範囲に限定するものではない。 The ratio of carbon to silicon (hereinafter abbreviated as C / Si ratio) in the process of producing high-purity silicon carbide powder, which is a raw material powder used in the reaction sintering method described above, is obtained by carbonizing the mixture at 1000 ° C. The carbide intermediate obtained in this way is defined by elemental analysis. Stoichiometrically, the free carbon in the generated silicon carbide should be 0% when the C / Si ratio is 3.0, but in practice, the low C / Si is reduced due to volatilization of the SiO gas generated at the same time. Free carbon is generated in the ratio. It is important to determine the blending in advance so that the amount of free carbon in the generated silicon carbide powder does not become an amount that is not suitable for manufacturing applications such as sintered bodies. Usually, in firing at 1600 ° C. or more near 1 atm, free carbon can be suppressed when the C / Si ratio is set to 2.0 to 2.5, and this range can be suitably used. When the C / Si ratio is 2.55 or more, free carbon increases remarkably, but since this free carbon has an effect of suppressing crystal growth, the C / Si ratio is appropriately set according to the crystal growth size to be obtained. You may choose. However, when the atmospheric pressure is low or high, the C / Si ratio for obtaining pure silicon carbide varies, and in this case, the range is not necessarily limited to the above-mentioned range of C / Si ratio.

以上より、特に高純度の炭化ケイ素粉末を得る方法としては、本願出願人が先に出願した特開平９−４８６０５号の単結晶の製造方法に記載の原料粉末の製造方法、即ち、高純度のテトラアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン重合体から選択される１種以上をケイ素源とし、加熱により炭素を生成する高純度有機化合物を炭素源とし、これらを均質に混合して得られた混合物を非酸化性雰囲気下において加熱焼成して炭化ケイ素粉末を得る炭化ケイ素生成工程と；得られた炭化ケイ素粉末を、１７００℃以上２０００℃未満の温度に保持し、該温度の保持中に、２０００℃〜２１００℃の温度において５〜２０分間にわたり加熱する処理を少なくとも１回行う後処理工程と；を含み、前述の２工程を行うことにより、各不純物元素の含有量が０．５ｐｐｍ以下である炭化ケイ素粉末を得ること、を特徴とする高純度炭化ケイ素粉末の製造方法等を利用することができる。この様にして得られた炭化ケイ素粉末は、大きさが不均一であるため、解粉、分級により前述の粒度に適合するように処理する。 From the above, as a method for obtaining a particularly high-purity silicon carbide powder, the raw material powder production method described in the method for producing a single crystal in JP-A-9-48605 previously filed by the present applicant, that is, a high-purity silicon carbide powder, One or more selected from tetraalkoxysilane and tetraalkoxysilane polymers is used as a silicon source, and a high-purity organic compound that generates carbon by heating is used as a carbon source. A silicon carbide generating step of obtaining silicon carbide powder by heating and firing in a neutral atmosphere; and maintaining the obtained silicon carbide powder at a temperature of 1700 ° C. or higher and lower than 2000 ° C., and maintaining the temperature at 2000 ° C. to 2100 And a post-treatment step of performing at least one heating treatment at a temperature of 5 ° C. for 5 to 20 minutes. The amount to obtain a silicon carbide powder is less than 0.5 ppm, can be utilized a method for manufacturing such a high-purity silicon carbide powder wherein the. Since the silicon carbide powder obtained in this way is non-uniform in size, it is processed so as to conform to the aforementioned particle size by pulverization and classification.

炭化ケイ素粉末を製造する工程において窒素を導入する場合は、まずケイ素源と、炭素源と、窒素源からなる有機物質と、重合又は架橋触媒と、を均質に混合するが、前述の如く、フェノール樹脂等の炭素源と、ヘキサメチレンテトラミン等の窒素源からなる有機物質と、トルエンスルホン酸等の重合又は架橋触媒とを、エタノール等の溶媒に溶解する際に、テトラエトキシシランのオリゴマー等のケイ素源と十分に混合することが好ましい。 When nitrogen is introduced in the process of producing silicon carbide powder, first, a silicon source, a carbon source, an organic substance composed of a nitrogen source, and a polymerization or crosslinking catalyst are homogeneously mixed. When an organic substance composed of a carbon source such as a resin, a nitrogen source such as hexamethylenetetramine, and a polymerization or crosslinking catalyst such as toluenesulfonic acid is dissolved in a solvent such as ethanol, silicon such as an oligomer of tetraethoxysilane It is preferred to mix well with the source.

（炭素源）
炭素源として用いられる物質は、酸素を分子内に含有し、加熱により炭素を残留する高純度有機化合物であることが好ましい。具体的には、フェノール樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂やグルコース等の単糖類、蔗糖等の少糖類、セルロース、デンプン等の多糖類などの各種糖類が挙げられる。これらはケイ素源と均質に混合するという目的から、常温で液状のもの、溶媒に溶解するもの、熱可塑性あるいは熱融解性のように加熱することにより軟化するものあるいは液状となるものが主に用いられる。なかでも、レゾール型フェノール樹脂やノボラック型フェノール樹脂が好適である。特に、レゾール型フェノール樹脂が好適に使用される。 (Carbon source)
The substance used as the carbon source is preferably a high-purity organic compound that contains oxygen in the molecule and remains carbon by heating. Specific examples include various sugars such as phenol resins, furan resins, epoxy resins, phenoxy resins, monosaccharides such as glucose, oligosaccharides such as sucrose, and polysaccharides such as cellulose and starch. For the purpose of homogeneously mixing with the silicon source, these are mainly used in liquid form at room temperature, those that dissolve in a solvent, those that soften or become liquid when heated, such as thermoplasticity or heat melting properties. It is done. Of these, resol type phenol resins and novolac type phenol resins are preferred. In particular, a resol type phenol resin is preferably used.

（ケイ素源）
ケイ素源としては、高純度のテトラアルコキシシラン、その重合体、酸化ケイ素から選択される１種以上を用いる。本発明において、酸化ケイ素とは、二酸化ケイ素、一酸化ケイ素を包含するものとする。ケイ素源としては、具体的には、テトラエトキシシランに代表されるアルコキシシラン、その低分子量重合体（オリゴマー）、及び、さらに重合度が高いケイ酸ポリマー等や、シリカゾル、微粉体シリカ等の酸化ケイ素化合物が挙げられる。アルコキシシランとしては、メトキシシラン、エトキシシラン、プロポキシシラン、ブトキシシラン等が例示され、なかでも、ハンドリング性の観点から、エトキシシランが好ましくは用いられる。 (Silicon source)
As the silicon source, one or more selected from high-purity tetraalkoxysilane, a polymer thereof, and silicon oxide are used. In the present invention, silicon oxide includes silicon dioxide and silicon monoxide. Specific examples of silicon sources include alkoxysilanes typified by tetraethoxysilane, low molecular weight polymers (oligomers) thereof, silicate polymers having a higher degree of polymerization, and oxidation of silica sol, fine powder silica, etc. A silicon compound is mentioned. Examples of the alkoxy silane include methoxy silane, ethoxy silane, propoxy silane, butoxy silane, etc. Among them, ethoxy silane is preferably used from the viewpoint of handling properties.

ここでオリゴマーとは重合度２〜１５程度の重合体を指す。これらケイ素源のなかでも、均質性やハンドリング性が良好な観点から、テトラエトキシシランのオリゴマー及びテトラエトキシシランのオリゴマーと微粉体シリカとの混合物等が好適である。また、これらのケイ素源は高純度の物質が用いられ、初期の不純物含有量が２０ｐｐｍ以下であることが好ましく、５ｐｐｍ以下であることがさらに好ましい。 Here, the oligomer refers to a polymer having a degree of polymerization of about 2 to 15. Among these silicon sources, from the viewpoint of good homogeneity and handling properties, an oligomer of tetraethoxysilane and a mixture of an oligomer of tetraethoxysilane and fine powder silica are preferable. These silicon sources are high-purity substances, and the initial impurity content is preferably 20 ppm or less, more preferably 5 ppm or less.

（炭化ケイ素反応焼結体（ウェハホルダ）の製造方法）
炭化ケイ素反応焼結体の製造方法の好ましい１実施形態は、
（イ）炭化ケイ素粉末を溶媒中に、分散して得られるスラリー状の混合粉体を成形型に流し込み乾燥させてグリーン体を得る工程と、
（ロ）得られたグリーン体を真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気下１２００〜１８００℃で仮焼して仮焼体１を得る工程と、
（ハ）得られた仮焼体１に炭素源を含浸させる工程と、
（ニ）炭素源を含浸させた仮焼体２を仮焼する工程と、
（ホ）得られた仮焼体に溶融した金属シリコンを含浸させ、前述の仮焼体２中の遊離炭素とケイ素とを反応させて炭化ケイ素体を得る反応焼結工程とを有する。 (Method for producing silicon carbide reaction sintered body (wafer holder))
A preferred embodiment of a method for producing a silicon carbide reaction sintered body is as follows:
(A) a step of pouring a slurry-like mixed powder obtained by dispersing silicon carbide powder in a solvent into a mold and drying to obtain a green body;
(B) obtaining the calcined body 1 by calcining the obtained green body at 1200 to 1800 ° C. in a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere;
(C) impregnating the obtained calcined body 1 with a carbon source;
(D) a step of calcining the calcined body 2 impregnated with a carbon source;
(E) The obtained calcined body is impregnated with molten metal silicon, and the reaction sintering step of obtaining a silicon carbide body by reacting the free carbon and silicon in the calcined body 2 described above.

以上の製造方法により高純度、高密度、高靭性な炭化ケイ素反応焼結体（ウェハホルダ１０）を得ることができる。前述の反応焼結法において、本発明の前述の加熱条件を満たしうるものであれば、特に製造装置等に制限はなく、公知の加熱炉内や反応装置を使用することができる。また、ウェハホルダ１０の製造方法は、特に制限されることなく、反応焼結法の他にホットプレス法が用いられる。 By the above manufacturing method, a silicon carbide reaction sintered body (wafer holder 10) having high purity, high density, and high toughness can be obtained. In the above-mentioned reaction sintering method, as long as the above-described heating conditions of the present invention can be satisfied, the production apparatus is not particularly limited, and a known heating furnace or reaction apparatus can be used. Moreover, the manufacturing method of the wafer holder 10 is not particularly limited, and a hot press method is used in addition to the reactive sintering method.

得られたウェハホルダ１０は、残留ケイ素量が少なく、また炭化ケイ素粒子が均一に分散している構造を有する。本実施形態により得られるウェハホルダ１０は、密度が２．９ｇ／ｃｍ^３以上であり、平均粒径が２μｍ〜１０μｍの主として等方状のケイ素粒子が均一に分散している構造を有する。そのため、密度等のバラツキが小さい構造部材として使用できる。一般に、焼結体の密度が２．９ｇ／ｃｍ³未満であると、曲げ強度、破壊強度などの力学的特性や電気的な物性が低下し、さらに、パーティクルが増大して汚染性が悪化することが報告されていることからすると、本発明のウェハホルダ１０は良好な力学的特性と電気的特性を有するものといえる。好ましい態様における本発明のウェハホルダ１０の密度は、３．０ｇ／ｃｍ³以上である。 The obtained wafer holder 10 has a structure in which the amount of residual silicon is small and silicon carbide particles are uniformly dispersed. The wafer holder 10 obtained by the present embodiment has a structure in which mainly isotropic silicon particles having a density of 2.9 g / cm ³ or more and an average particle diameter of 2 μm to 10 μm are uniformly dispersed. Therefore, it can be used as a structural member with small variations in density and the like. In general, when the density of the sintered body is less than 2.9 g / cm ³ , mechanical properties such as bending strength and fracture strength and electrical properties are deteriorated, and further, particles are increased and contamination is deteriorated. Therefore, it can be said that the wafer holder 10 of the present invention has good mechanical characteristics and electrical characteristics. The density of the wafer holder 10 of the present invention in a preferred embodiment is 3.0 g / cm ³ or more.

また、得られた焼結体が多孔質体であると、耐熱性、耐酸化性、耐薬品性や機械強度に劣る、洗浄が困難である、微小割れが生じて微小片が汚染物質となる、ガス透過性を有する等の物性的に劣る点を有することになり、用途が限定されるなどの問題点が生じてくる。本実施形態のウェハホルダ１０にあっては前述の多孔質体であることに起因する問題は生じ難い。 In addition, if the obtained sintered body is a porous body, it is inferior in heat resistance, oxidation resistance, chemical resistance and mechanical strength, is difficult to clean, microcracks occur, and microscopic pieces become contaminants. In other words, it has inferior physical properties such as gas permeability, and problems such as limited applications arise. In the wafer holder 10 of the present embodiment, problems due to the above-described porous body hardly occur.

本発明で得られるウェハホルダ１０の不純物の総含有量は、１０ｐｐｍ未満、好ましくは５ｐｐｍ未満、より好ましくは３ｐｐｍ未満、さらに好ましくは１ｐｐｍ未満である。半導体工業分野への適用の観点からは、これらの化学的な分析による不純物含有量は参考値としての意味を有するに過ぎない。実用的には、不純物が均一に分布しているか、局所的に偏在しているかによっても、評価が異なってくる。従って、当業者は一般的に実用装置を用いて所定の加熱条件のもとで不純物がどの程度ウェハを汚染するかを種々の手段により評価している。なお、液状のケイ素化合物と、非金属系焼結助剤と、重合又は架橋触媒と、を均質に混合して得られた固形物を非酸化性雰囲気下で加熱炭化した後、さらに、非酸化性雰囲気下で焼成する焼成工程とを含む製造方法によれば、ウェハホルダ１０に含まれるケイ素、炭素、酸素以外の不純物の総含有量を１ｐｐｍ未満にすることができる。本実施形態で得られるウェハホルダ１０の窒素含有量は、１５０ｐｐｍ以上である。 The total content of impurities in the wafer holder 10 obtained in the present invention is less than 10 ppm, preferably less than 5 ppm, more preferably less than 3 ppm, and still more preferably less than 1 ppm. From the viewpoint of application to the semiconductor industry, the impurity content by these chemical analyzes has only a meaning as a reference value. Practically, the evaluation differs depending on whether the impurities are uniformly distributed or locally distributed. Therefore, those skilled in the art generally use various means to evaluate how much impurities contaminate the wafer under a predetermined heating condition using a practical apparatus. A solid material obtained by homogeneously mixing a liquid silicon compound, a nonmetallic sintering aid, and a polymerization or crosslinking catalyst is heated and carbonized in a nonoxidizing atmosphere, and then further nonoxidized. According to the manufacturing method including the firing step of firing in a neutral atmosphere, the total content of impurities other than silicon, carbon, and oxygen contained in the wafer holder 10 can be less than 1 ppm. The nitrogen content of the wafer holder 10 obtained in this embodiment is 150 ppm or more.

その他、本発明で得られるウェハホルダ１０の好ましい物性について検討するに、例えば、室温における曲げ強度は４００ＭＰａ〜７００ＭＰａ、ビッカース硬度は１５００ｋｇｆ／ｍｍ²以上、ポアソン比は０．１４〜０．２１、熱膨張率は３．８×１０^-6〜４．５×１０^-6（℃^-1）、熱伝導率は１５０Ｗ／ｍ・ｋ以上、比熱は０．６０〜０．７０Ｊ／ｇ・Ｋ、比抵抗は１×１０^−１Ωｃｍ以下である。 In addition, when examining preferable physical properties of the wafer holder 10 obtained by the present invention, for example, the bending strength at room temperature is 400 MPa to 700 MPa, the Vickers hardness is 1500 kgf / mm ² or more, the Poisson's ratio is 0.14 to 0.21, and the thermal expansion. The rate is 3.8 × 10 ^{−6 to} 4.5 × 10 ⁻⁶ (° C. ⁻¹ ), the thermal conductivity is 150 W / m · k or more, the specific heat is 0.60 to 0.70 J / g · K, the specific resistance Is 1 × 10 ⁻¹ Ωcm or less.

以上のようにして得られる本実施形態のウェハホルダ１０は、好適には以下のような物性を有する。
ウェハホルダ１０は、体積抵抗が１Ωｃｍ以下、さらに好ましい態様において０．５Ωｃｍ〜０．０５Ωｃｍである。
ウェハホルダ１０は、ウェハホルダ１０のケイ素及び炭素以外の不可避的元素、即ち不純物元素の総含有量は５ｐｐｍ未満である。
ウェハホルダ１０は、密度が２．９ｇ／ｃｍ^３以上、さらに好ましい態様において３．００〜３．１５ｇ／ｃｍ^３である。
ウェハホルダ１０は、曲げ強度が４００ＭＰａ以上、さらに好ましい態様において５００ＭＰａから７００ＭＰａである。 The wafer holder 10 of the present embodiment obtained as described above preferably has the following physical properties.
The wafer holder 10 has a volume resistance of 1 Ωcm or less, and more preferably 0.5 Ωcm to 0.05 Ωcm.
The wafer holder 10 has a total content of unavoidable elements other than silicon and carbon of the wafer holder 10, that is, impurity elements, of less than 5 ppm.
Wafer holder 10 has a density of 2.9 g / cm ³ or more, 3.00~3.15g / cm ³ in a further preferred embodiment.
The wafer holder 10 has a bending strength of 400 MPa or more, and more preferably 500 MPa to 700 MPa.

本実施形態の原料粉体である炭化ケイ素粉体及び原料粉体を製造するためのケイ素源と非金属系焼結助剤、さらに、非酸化性雰囲気とするために用いられる不活性ガス、それぞれの純度は、各不純物元素含有量１ｐｐｍ以下であることが好ましいが、加熱、焼結工程における純化の許容範囲内であれば必ずしもこれに限定するものではない。また、ここで不純物元素とは、１９８９年ＩＵＰＡＣ無機化学命名法改訂版の周期律表における１族から１６族元素に属し、かつ、原子番号３以上であり、原子番号６〜８及び同１４〜１６の元素を除く元素をいう。
（ボート用ウェハホルダの変形例）
以上、好ましい１実施形態を挙げて説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されないことはいうまでもない。したがって、突起部１２１、１２２、１２３、１２４の形態や配置は、ウェハ搬送手段のホーク６ａ、６ｂが挿入可能であり、かつウェハＷを配置した際に、ウェハＷをバランスよく保持できるものであれば特に制限はない。したがって、図２（ｂ）に示すように、突起部のウェハＷとの設置部の端部１３２ｂ、１３１ｂをR形状としても構わない。このようにR形状とすることで、ウェハＷの搬送時のウェハＷの損傷を防ぐことができる。 The silicon carbide powder that is the raw material powder of the present embodiment, the silicon source and the nonmetallic sintering aid for producing the raw material powder, and the inert gas used to make the nonoxidizing atmosphere, respectively The content of each impurity element is preferably 1 ppm or less in each impurity element, but is not necessarily limited to this as long as it is within the allowable range of purification in the heating and sintering processes. Here, the impurity element belongs to the group 1 to group 16 element in the periodic table of the 1989 IUPAC inorganic chemical nomenclature revised edition, and has an atomic number of 3 or more, and the atomic numbers 6 to 8 and 14 to 14 An element excluding 16 elements.
(Modification of boat wafer holder)
As mentioned above, although preferable 1 embodiment was mentioned and demonstrated, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the said embodiment. Therefore, the protrusions 121, 122, 123, and 124 can be configured and arranged so that the forks 6a and 6b of the wafer transfer means can be inserted and the wafer W can be held in a balanced manner when the wafer W is placed. There are no particular restrictions. Therefore, as shown in FIG. 2B, the end portions 132b and 131b of the projecting portion with the wafer W may have an R shape. By adopting the R shape in this way, damage to the wafer W during transfer of the wafer W can be prevented.

また、図５（ａ）（ｂ）に示すように円柱状の突起部２２ａ〜２２ｒをリング状支持部１１の中空部と同心円状に配置しても構わない。また、直方体状の突起部３２１〜３２８を図６（ａ）（ｂ）に示すように、リング状支持部１１の中空部と同心円状に配置しも構わない。 Further, as shown in FIGS. 5A and 5B, the cylindrical protrusions 22 a to 22 r may be arranged concentrically with the hollow portion of the ring-shaped support portion 11. Moreover, you may arrange | position the rectangular parallelepiped protrusion part 321-328 concentrically with the hollow part of the ring-shaped support part 11, as shown to Fig.6 (a) (b).

［実施例］
反応焼結法に従って、高純度炭化ケイ素からなる、外径３２０ｍｍ、内径２９０ｍｍ、厚さ２ｍｍのリング状支持部を作製した。この支持部にウェハを載置するための高純度炭化ケイ素からなる外径３００ｍｍ、内径２９０、高さ４ｍｍの突起部を設けた。そして研削加工により、搬送手段が挿入可能に幅１０ｍｍの溝部を4箇所作製し、また突起部の端をR０．５に加工した。 [Example]
According to the reaction sintering method, a ring-shaped support portion made of high-purity silicon carbide and having an outer diameter of 320 mm, an inner diameter of 290 mm, and a thickness of 2 mm was produced. Protrusions having an outer diameter of 300 mm, an inner diameter of 290, and a height of 4 mm made of high-purity silicon carbide for placing a wafer on the support were provided. Then, by grinding, four grooves with a width of 10 mm were prepared so that the conveying means could be inserted, and the ends of the protrusions were processed to R0.5.

このようにして作製されたウェハホルダをボートに配置した後、ウェハホルダに直径３０ｍｍのシリコンウェハを配置し、１２００℃で1時間乾燥O_２中で加熱した。その後、X線ホトグラフィーでシリコンウェハを観察したところスリップの発生は見られなかった。 After the wafer holder thus produced was placed on a boat, a silicon wafer having a diameter of 30 mm was placed on the wafer holder and heated in dry O ₂ at 1200 ° C. for 1 hour. Thereafter, when the silicon wafer was observed by X-ray photolithography, no slip was observed.

［比較例］
反応焼結法に従って、高純度炭化ケイ素からなる、外径３２０ｍｍ、内径２９０ｍｍ、厚さ２ｍｍのリング状支持部を作製した。この支持部に幅５０ｍｍの切り欠き部を放電加工法により設けてC型ウェハホルダを作製した。 [Comparative example]
According to the reaction sintering method, a ring-shaped support portion made of high-purity silicon carbide and having an outer diameter of 320 mm, an inner diameter of 290 mm, and a thickness of 2 mm was produced. A cutout portion having a width of 50 mm was provided on the support portion by an electric discharge machining method to produce a C-type wafer holder.

このC型ウェハホルダについて実施例と同様に加熱実験を行い、その後、X線ホトグラフィーでシリコンウェハを観察したところスリップの発生が確認された。 The C-type wafer holder was subjected to a heating experiment in the same manner as in the example. Thereafter, when the silicon wafer was observed by X-ray photolithography, the occurrence of slip was confirmed.

以上より、実施例によれば、スリップの発生が効果的に防止されることが分かった。 As described above, according to the example, it has been found that the occurrence of slip is effectively prevented.

図１（ａ）は実施の形態にかかるウェハホルダの上面図を示し、図１（ｂ）は実施の形態にかかるウェハホルダの側面図を示す。FIG. 1A shows a top view of a wafer holder according to the embodiment, and FIG. 1B shows a side view of the wafer holder according to the embodiment. 図２（ａ）（ｂ）は実施の形態にかかるウェハホルダの一部拡大図を示す。2A and 2B are partially enlarged views of the wafer holder according to the embodiment. 図３は実施の形態にかかるウェハホルダの使用状態を示す斜視図を示す。FIG. 3 is a perspective view showing a usage state of the wafer holder according to the embodiment. 図４（ａ）は実施の形態にかかるウェハボートの側面図を示し、図４（ｂ）はウェハボートの斜視図を示す。FIG. 4A shows a side view of the wafer boat according to the embodiment, and FIG. 4B shows a perspective view of the wafer boat. 図５（ａ）は実施の形態の変形例にかかるウェハホルダの上面図を示し、図５（ｂ）は実施の形態の変形例にかかるウェハホルダの側面図を示す。FIG. 5A shows a top view of a wafer holder according to a modification of the embodiment, and FIG. 5B shows a side view of the wafer holder according to a modification of the embodiment. 図６（ａ）は実施の形態の変形例にかかるウェハホルダの上面図を示し、図６（ｂ）は実施の形態の変形例にかかるウェハホルダの側面図を示す。FIG. 6A shows a top view of a wafer holder according to a modification of the embodiment, and FIG. 6B shows a side view of the wafer holder according to a modification of the embodiment. 図７（ａ）は従来のウェハボートの使用状態を示す斜視図を示し、図７（ｂ）は切り欠き部を設けた従来のウェハホルダの上面図を示す。FIG. 7A is a perspective view showing a use state of a conventional wafer boat, and FIG. 7B is a top view of a conventional wafer holder provided with a notch.

符号の説明Explanation of symbols

５０ウェハボート
１０、２０、３０ウェハホルダ
１１、２１、３１リング状支持部
１２１〜１２４、２２ａ〜２２ｒ、３２１〜３２８突起部
５ａ、５ｂ、５ｃボート
６ａ上板
６ｂ下板
７搬送手段
７ａ、７ｂ、７ｃフォーク
Ｗウェハ
１００従来のウェハホルダ
１０５従来のボート
１０６ａ上板
１０６ｂ下板 50 Wafer boats 10, 20, 30 Wafer holders 11, 21, 31 Ring-shaped support portions 121-124, 22a-22r, 321-328 Projections 5a, 5b, 5c Boat 6a Upper plate 6b Lower plate 7 Conveying means 7a, 7b, 7c Fork W Wafer 100 Conventional wafer holder 105 Conventional boat 106a Upper plate 106b Lower plate

Claims

ウェハボートに用いられる炭化ケイ素を含む材料から構成されたウェハホルダであって、
リング状支持部と、
前記支持部上にウェハ搬送手段が出入り可能に離間して形成された突起部と、
を備えることを特徴とするウェハボート用ウェハホルダ。 A wafer holder made of a material containing silicon carbide used for a wafer boat,
A ring-shaped support,
Protrusions formed on the support so as to be able to enter and leave the wafer transfer means; and
A wafer holder for a wafer boat.

前記突起部のウェハとの設置部の端部にR形状部を備えることを特徴とする請求項１記載のウェハボート用ウェハホルダ。 The wafer holder for a wafer boat according to claim 1, further comprising an R-shaped portion at an end portion of the projecting portion with the wafer.