JP2000109383A - 塩素系ガスに対する耐蝕性部材 - Google Patents
塩素系ガスに対する耐蝕性部材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】６００℃以上の温度で塩素系ガスに対して高い
耐蝕性を有する耐蝕性部材を提供し、６００℃での塩素
系ガスへの曝露と低温への温度効果とのサイクルを繰り
返したときに、耐蝕性部材の表面の劣化や剥離が生じな
いようにする。 【解決手段】６００℃以上の温度で塩素系ガス雰囲気に
対して曝露される耐蝕性部材１が、窒化アルミニウムか
らなる焼結体６、および焼結体６の表面を被覆する化学
的気相成長法によって形成された炭化珪素膜５を備えて
いる。好ましくは、耐蝕性部材が、被加熱物を６００℃
以上の温度に加熱するためのヒーターであり、基体２中
に抵抗発熱体４が埋設されている。
耐蝕性を有する耐蝕性部材を提供し、６００℃での塩素
系ガスへの曝露と低温への温度効果とのサイクルを繰り
返したときに、耐蝕性部材の表面の劣化や剥離が生じな
いようにする。 【解決手段】６００℃以上の温度で塩素系ガス雰囲気に
対して曝露される耐蝕性部材１が、窒化アルミニウムか
らなる焼結体６、および焼結体６の表面を被覆する化学
的気相成長法によって形成された炭化珪素膜５を備えて
いる。好ましくは、耐蝕性部材が、被加熱物を６００℃
以上の温度に加熱するためのヒーターであり、基体２中
に抵抗発熱体４が埋設されている。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、６００℃以上の温
度で塩素系ガス雰囲気に対して曝露される耐蝕性部材に
関するものである。
度で塩素系ガス雰囲気に対して曝露される耐蝕性部材に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、半導体ウエハーの熱ＣＶＤ（化学
的気相成長法）、プラズマＣＶＤ、スパッタリング等の
成膜プロセスにおいて、半導体ウエハーを加熱する加熱
装置が必要である。こうした加熱装置の基体として、本
出願人は、ハロゲン系腐食性ガスに対して高い耐食性を
備える窒化アルミニウム質焼結体を提案した。特に、緻
密質の窒化アルミニウム焼結体は、高熱伝導性材料とし
て知られており、その体積抵抗率が１０8 Ω・ｃｍ以上
であることも知られていることから、半導体製造用の加
熱装置の基体として有利である。
的気相成長法）、プラズマＣＶＤ、スパッタリング等の
成膜プロセスにおいて、半導体ウエハーを加熱する加熱
装置が必要である。こうした加熱装置の基体として、本
出願人は、ハロゲン系腐食性ガスに対して高い耐食性を
備える窒化アルミニウム質焼結体を提案した。特に、緻
密質の窒化アルミニウム焼結体は、高熱伝導性材料とし
て知られており、その体積抵抗率が１０8 Ω・ｃｍ以上
であることも知られていることから、半導体製造用の加
熱装置の基体として有利である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本出願人は、半導体製
造用部材の材質について種々検討を重ねてきており、窒
化アルミニウム焼結体の表面を緻密質の炭化珪素膜によ
ってコートすることによって、耐熱性、耐熱衝撃性、ハ
ロゲン系腐食性ガスに対する耐蝕性の点で特に優れた基
体を提案した。
造用部材の材質について種々検討を重ねてきており、窒
化アルミニウム焼結体の表面を緻密質の炭化珪素膜によ
ってコートすることによって、耐熱性、耐熱衝撃性、ハ
ロゲン系腐食性ガスに対する耐蝕性の点で特に優れた基
体を提案した。
【０００４】しかし、特に塩素系の腐食性ガスに対して
曝露されるという条件下で、半導体を６００℃以上に加
熱でき、この際コンタミネーションを起こさないような
加熱装置はいまだ知られていない。また、低温と６００
℃以上の高温領域との間の熱サイクルを加え、かつ高温
領域において塩素系の腐食性ガスに対して曝露した後
に、耐蝕性膜の剥離や劣化を生じない加熱装置はいまだ
知られていない。
曝露されるという条件下で、半導体を６００℃以上に加
熱でき、この際コンタミネーションを起こさないような
加熱装置はいまだ知られていない。また、低温と６００
℃以上の高温領域との間の熱サイクルを加え、かつ高温
領域において塩素系の腐食性ガスに対して曝露した後
に、耐蝕性膜の剥離や劣化を生じない加熱装置はいまだ
知られていない。
【０００５】本発明の課題は、６００℃以上の温度で塩
素系ガスに対して高い耐蝕性を有する耐蝕性部材を提供
することである。
素系ガスに対して高い耐蝕性を有する耐蝕性部材を提供
することである。
【０００６】また、本発明の課題は、６００℃での塩素
系ガスへの曝露と低温への温度効果とのサイクルを繰り
返したときに、耐蝕性部材の表面の劣化や剥離が生じな
いようにすることである。更に、本発明の課題は、熱サ
イクルに強く、しかもコンタミネーションを起こさない
ような、半導体用途に適した加熱装置を提供することで
ある。
系ガスへの曝露と低温への温度効果とのサイクルを繰り
返したときに、耐蝕性部材の表面の劣化や剥離が生じな
いようにすることである。更に、本発明の課題は、熱サ
イクルに強く、しかもコンタミネーションを起こさない
ような、半導体用途に適した加熱装置を提供することで
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、６００℃以上
の温度で塩素系ガス雰囲気に対して曝露される耐蝕性部
材であって、窒化アルミニウムからなる焼結体、および
前記焼結体の表面を被覆する化学的気相成長法によって
形成された炭化珪素膜を備えていることを特徴とする。
の温度で塩素系ガス雰囲気に対して曝露される耐蝕性部
材であって、窒化アルミニウムからなる焼結体、および
前記焼結体の表面を被覆する化学的気相成長法によって
形成された炭化珪素膜を備えていることを特徴とする。
【０００８】本発明者は、窒化アルミニウム焼結体から
なる基体の表面を、化学的気相成長法によって得られた
炭化珪素膜で被覆した耐蝕性部材が、６００℃以上、特
には１１００℃以下の高温領域において、塩素系ガスに
対して高い耐蝕性を示すことを見いだし、本発明に到達
した。
なる基体の表面を、化学的気相成長法によって得られた
炭化珪素膜で被覆した耐蝕性部材が、６００℃以上、特
には１１００℃以下の高温領域において、塩素系ガスに
対して高い耐蝕性を示すことを見いだし、本発明に到達
した。
【０００９】本出願人は、フッ化アルミニウムからなる
耐蝕性膜を窒化アルミニウムの表面に設けることによっ
て、例えば３００℃以上の高温領域においてもフッ素系
腐食性ガスに対して高い耐蝕性が得られることを開示し
た。しかし、これは６００℃以上の高温で塩素系ガスに
暴露されると、腐食が進行することがあった。これに対
して、本発明の耐蝕性部材は、６００℃以上で、フッ素
系ガスに対してよりも塩素系ガスに対する耐蝕性が一層
高いことを見いだした。
耐蝕性膜を窒化アルミニウムの表面に設けることによっ
て、例えば３００℃以上の高温領域においてもフッ素系
腐食性ガスに対して高い耐蝕性が得られることを開示し
た。しかし、これは６００℃以上の高温で塩素系ガスに
暴露されると、腐食が進行することがあった。これに対
して、本発明の耐蝕性部材は、６００℃以上で、フッ素
系ガスに対してよりも塩素系ガスに対する耐蝕性が一層
高いことを見いだした。
【００１０】塩素系ガスとしては、Ｃｌ2 、ＢＣｌ3 、
ＣｌＦ3 、ＨＣｌ等がある。
ＣｌＦ3 、ＨＣｌ等がある。
【００１１】好ましくは、炭化珪素膜は、高純度で理論
密度と同じ完全緻密体である。
密度と同じ完全緻密体である。
【００１２】本発明の更に好ましい実施形態では、耐蝕
性部材が、被加熱物を６００℃以上の温度に加熱するた
めのヒーターであり、基体中に抵抗発熱体が埋設されて
いる。この実施形態について説明する。
性部材が、被加熱物を６００℃以上の温度に加熱するた
めのヒーターであり、基体中に抵抗発熱体が埋設されて
いる。この実施形態について説明する。
【００１３】半導体製造装置においては、窒化アルミニ
ウム焼結体中に金属抵抗発熱体が埋設されたヒーターが
知られている。しかし、特に６００−１１００℃といっ
た高温領域と室温との熱サイクルに曝露され、かつ腐食
性ガス、特に塩素系の腐食性ガスに対して曝露される状
態で、ヒーター基体の表面の剥離なしに好適に使用でき
るヒーターは知られていないし、強く要望されていた。
ウム焼結体中に金属抵抗発熱体が埋設されたヒーターが
知られている。しかし、特に６００−１１００℃といっ
た高温領域と室温との熱サイクルに曝露され、かつ腐食
性ガス、特に塩素系の腐食性ガスに対して曝露される状
態で、ヒーター基体の表面の剥離なしに好適に使用でき
るヒーターは知られていないし、強く要望されていた。
【００１４】本発明者は、窒化アルミニウム焼結体中に
抵抗発熱体を埋設し、焼結体の表面全体を炭化珪素膜に
よって被覆することで、上記の問題点が解決された画期
的なヒーターを開発することに成功した。
抵抗発熱体を埋設し、焼結体の表面全体を炭化珪素膜に
よって被覆することで、上記の問題点が解決された画期
的なヒーターを開発することに成功した。
【００１５】即ち、化学的気相成長法によって形成され
た炭化珪素膜は、塩素系腐食性ガスに対して、６００以
上の高温領域において、極めて高い耐蝕性を有してお
り、しかも、熱サイクルに対して極めて強いヒーターを
提供できた。この理由は以下のように考えられる。
た炭化珪素膜は、塩素系腐食性ガスに対して、６００以
上の高温領域において、極めて高い耐蝕性を有してお
り、しかも、熱サイクルに対して極めて強いヒーターを
提供できた。この理由は以下のように考えられる。
【００１６】化学的気相成長法によって、窒化アルミニ
ウム焼結体上に炭化珪素膜を形成する場合の温度は、通
常は１２００−１５００℃の領域である。炭化珪素膜を
形成する際には、焼結体と炭化珪素膜との間には、熱膨
張係数の相違による応力は発生していない。しかし、膜
形成温度から室温まで冷却していくと、両者の熱膨張係
数の相違によって、炭化珪素膜と焼結体との間に応力が
発生する。炭化珪素の熱膨張係数は、窒化アルミニウム
のそれよりも小さいので、相対的に冷却時の収縮が少な
く、一方窒化アルミニウムは収縮が大きい。冷却時に
は、炭化珪素膜は、収縮の大きな焼結体によって押され
る状態となるので、炭化珪素膜の面内方向に圧縮応力が
生ずる。逆に、焼結体の方には引っ張り応力が残留して
いる。つまり、炭化珪素膜の内部には、室温において、
既に非常に大きな圧縮応力が存在している。
ウム焼結体上に炭化珪素膜を形成する場合の温度は、通
常は１２００−１５００℃の領域である。炭化珪素膜を
形成する際には、焼結体と炭化珪素膜との間には、熱膨
張係数の相違による応力は発生していない。しかし、膜
形成温度から室温まで冷却していくと、両者の熱膨張係
数の相違によって、炭化珪素膜と焼結体との間に応力が
発生する。炭化珪素の熱膨張係数は、窒化アルミニウム
のそれよりも小さいので、相対的に冷却時の収縮が少な
く、一方窒化アルミニウムは収縮が大きい。冷却時に
は、炭化珪素膜は、収縮の大きな焼結体によって押され
る状態となるので、炭化珪素膜の面内方向に圧縮応力が
生ずる。逆に、焼結体の方には引っ張り応力が残留して
いる。つまり、炭化珪素膜の内部には、室温において、
既に非常に大きな圧縮応力が存在している。
【００１７】この状態で、本発明のサセプターに対し
て、外部の熱源（例えば赤外線ランプ）によって熱を加
えた場合には、外部熱源からの熱が、熱輻射によって、
最初に炭化珪素膜に入射し、次いで窒化アルミニウム焼
結体へと伝導していく。この際、炭化珪素膜の全体がま
ず急激に加熱され、温度が著しく上昇し、かつ焼結体の
方は温度が上がらない状態が発生する。この状態では、
焼結体よりも先に炭化珪素膜が膨張するために、もとも
と炭化珪素膜内に存在している圧縮応力に加えて、更に
圧縮応力が加わり、炭化珪素膜が焼結体から剥離するこ
とになる。
て、外部の熱源（例えば赤外線ランプ）によって熱を加
えた場合には、外部熱源からの熱が、熱輻射によって、
最初に炭化珪素膜に入射し、次いで窒化アルミニウム焼
結体へと伝導していく。この際、炭化珪素膜の全体がま
ず急激に加熱され、温度が著しく上昇し、かつ焼結体の
方は温度が上がらない状態が発生する。この状態では、
焼結体よりも先に炭化珪素膜が膨張するために、もとも
と炭化珪素膜内に存在している圧縮応力に加えて、更に
圧縮応力が加わり、炭化珪素膜が焼結体から剥離するこ
とになる。
【００１８】これに対して、炭化珪素膜が、抵抗発熱体
が埋設された窒化アルミニウム焼結体に対して一体化さ
れている場合には、抵抗発熱体からの熱が熱伝導によっ
て窒化アルミニウム焼結体中を伝導し、両者の界面を通
して、表面の炭化珪素膜に到達する。この際、焼結体の
熱容量は炭化珪素膜の熱容量に比べてはるかに大きく、
炭化珪素膜は薄いことから、昇温時に焼結体から炭化珪
素膜へと熱が伝導する際には、炭化珪素膜の温度と焼結
体の最外周領域との温度差は少なく、かつ炭化珪素膜の
方が少し温度が低い。
が埋設された窒化アルミニウム焼結体に対して一体化さ
れている場合には、抵抗発熱体からの熱が熱伝導によっ
て窒化アルミニウム焼結体中を伝導し、両者の界面を通
して、表面の炭化珪素膜に到達する。この際、焼結体の
熱容量は炭化珪素膜の熱容量に比べてはるかに大きく、
炭化珪素膜は薄いことから、昇温時に焼結体から炭化珪
素膜へと熱が伝導する際には、炭化珪素膜の温度と焼結
体の最外周領域との温度差は少なく、かつ炭化珪素膜の
方が少し温度が低い。
【００１９】このような温度分布で加熱される場合に
は、窒化アルミニウム焼結体の方が、炭化珪素膜よりも
大きく膨張するため、室温において炭化珪素膜中に存在
していた圧縮応力が緩和される。このため、室温時より
も、加熱時の方が、炭化珪素膜に発生する応力が下が
り、膜の剥離が生じないのである。
は、窒化アルミニウム焼結体の方が、炭化珪素膜よりも
大きく膨張するため、室温において炭化珪素膜中に存在
していた圧縮応力が緩和される。このため、室温時より
も、加熱時の方が、炭化珪素膜に発生する応力が下が
り、膜の剥離が生じないのである。
【００２０】一方、このようなヒーターが高温状態から
冷却される場合にも、炭化珪素膜の方が焼結体よりも必
然的に温度が低い状態を保持しつつ冷却されていくの
で、炭化珪素膜中に発生する応力は、室温時の応力より
も小さくなる。この結果、室温時に炭化珪素膜が窒化ア
ルミニウム焼結体に密着している本発明品のヒーター
は、冷却時にも炭化珪素膜に剥離を生じさせないものと
考えられる。
冷却される場合にも、炭化珪素膜の方が焼結体よりも必
然的に温度が低い状態を保持しつつ冷却されていくの
で、炭化珪素膜中に発生する応力は、室温時の応力より
も小さくなる。この結果、室温時に炭化珪素膜が窒化ア
ルミニウム焼結体に密着している本発明品のヒーター
は、冷却時にも炭化珪素膜に剥離を生じさせないものと
考えられる。
【００２１】基体の内部に埋設する網状物の材質は限定
されないが、高融点金属で形成することが好ましい。
されないが、高融点金属で形成することが好ましい。
【００２２】こうした高融点金属としては、タンタル，
タングステン，モリブデン，白金，レニウム、ハフニウ
ム及びこれらの合金を例示できる。半導体製造装置内に
設置する用途においては、半導体汚染防止の観点から、
更に、タンタル、タングステン、モリブデン、白金及び
これらの合金が好ましい。
タングステン，モリブデン，白金，レニウム、ハフニウ
ム及びこれらの合金を例示できる。半導体製造装置内に
設置する用途においては、半導体汚染防止の観点から、
更に、タンタル、タングステン、モリブデン、白金及び
これらの合金が好ましい。
【００２３】特に、純モリブデン、またはモリブデンと
他の金属との合金が好ましい。モリブデンと合金化する
ための金属としては、タングステン、銅、ニッケルおよ
びアルミニウムが好ましい。金属以外の導電性材料とし
ては、カーボン、ＴｉＮ、ＴｉＣを例示することができ
る。
他の金属との合金が好ましい。モリブデンと合金化する
ための金属としては、タングステン、銅、ニッケルおよ
びアルミニウムが好ましい。金属以外の導電性材料とし
ては、カーボン、ＴｉＮ、ＴｉＣを例示することができ
る。
【００２４】窒化アルミニウム焼結体中に埋設されてい
る抵抗発熱体としては、コイルスプリング形状の金属
線、金属箔、金属板が好ましく、これらの形態それ自体
はヒーター分野において公知である。
る抵抗発熱体としては、コイルスプリング形状の金属
線、金属箔、金属板が好ましく、これらの形態それ自体
はヒーター分野において公知である。
【００２５】この実施形態において更に好適なヒーター
では、窒化アルミニウム焼結体の内部に抵抗発熱体が埋
設されており、この抵抗発熱体の少なくとも一部が導電
性の網状物からなり、この網状物の網目の中に窒化アル
ミニウムが充填されている。こうした構造が、特に高温
領域と低温領域、特に室温領域との間の熱サイクルの繰
り返しに対して、一層著しい耐久性を示す。更に、ホッ
トプレス時に、網状物とヒーター成形体の表面２ａとの
間におけるセラミックス原料の密度の不均一によって、
網状物に対して不等圧力が加わったときに、過剰な原料
が編み目を通過して成形体の背面側へと移動する。
では、窒化アルミニウム焼結体の内部に抵抗発熱体が埋
設されており、この抵抗発熱体の少なくとも一部が導電
性の網状物からなり、この網状物の網目の中に窒化アル
ミニウムが充填されている。こうした構造が、特に高温
領域と低温領域、特に室温領域との間の熱サイクルの繰
り返しに対して、一層著しい耐久性を示す。更に、ホッ
トプレス時に、網状物とヒーター成形体の表面２ａとの
間におけるセラミックス原料の密度の不均一によって、
網状物に対して不等圧力が加わったときに、過剰な原料
が編み目を通過して成形体の背面側へと移動する。
【００２６】網状物を構成する素材の形態は、繊維ない
し線材が好ましい。この際繊維ないし線材の断面を円形
にすると、熱膨張に起因する応力集中の低減の効果が特
に大きい。
し線材が好ましい。この際繊維ないし線材の断面を円形
にすると、熱膨張に起因する応力集中の低減の効果が特
に大きい。
【００２７】好適な態様においては、網状物を細長い帯
状の網状物とすることができる。これによって、帯状の
網状物の長手方向に向かって電流が流れるために、例え
ば円形の網状物の場合に比べて電流の集中による温度の
不均一が生じにくい。特に、帯状の網状物を基体の各部
分に均一に分布させることによって、一層加熱面の温度
を均一化させることができる。この観点からは、基体の
加熱面と網状物の主面とを略平行とすることが一層好ま
しい。
状の網状物とすることができる。これによって、帯状の
網状物の長手方向に向かって電流が流れるために、例え
ば円形の網状物の場合に比べて電流の集中による温度の
不均一が生じにくい。特に、帯状の網状物を基体の各部
分に均一に分布させることによって、一層加熱面の温度
を均一化させることができる。この観点からは、基体の
加熱面と網状物の主面とを略平行とすることが一層好ま
しい。
【００２８】網状物の平面形状、網状物を構成する線の
線径は特に限定しない。この線は、圧延引き抜き加工に
よって線材として成形された、純度９９％以上の純金属
からなる金属線が特に好ましい。また、金属線を構成す
る金属の抵抗値は、室温で１．１×１０-6Ω・ｃｍ以下
とすることが好ましく、６×１０-6Ω・ｃｍ以下とする
ことが更に好ましい。
線径は特に限定しない。この線は、圧延引き抜き加工に
よって線材として成形された、純度９９％以上の純金属
からなる金属線が特に好ましい。また、金属線を構成す
る金属の抵抗値は、室温で１．１×１０-6Ω・ｃｍ以下
とすることが好ましく、６×１０-6Ω・ｃｍ以下とする
ことが更に好ましい。
【００２９】また、網状電極を構成する金属線の線幅が
０．８ｍｍ以下であり、１インチ当たり８本以上の線交
差を有していることが好ましい。線幅を０．８ｍｍ以下
とすることによって、線の発熱速度が早く、発熱量が適
切になる。また、線幅を０．０２ｍｍ以上とすることに
よって、線の過剰な発熱による電流集中も生じにくくな
る。網状物を構成する線材の直径は０．０１３ｍｍ以上
のものが好ましく、０．０２ｍｍ以上が更に好ましい。
０．８ｍｍ以下であり、１インチ当たり８本以上の線交
差を有していることが好ましい。線幅を０．８ｍｍ以下
とすることによって、線の発熱速度が早く、発熱量が適
切になる。また、線幅を０．０２ｍｍ以上とすることに
よって、線の過剰な発熱による電流集中も生じにくくな
る。網状物を構成する線材の直径は０．０１３ｍｍ以上
のものが好ましく、０．０２ｍｍ以上が更に好ましい。
【００３０】また、１インチ当たりの線交差を８本以上
とすることによって、網状物の全体に均一に電流が流れ
やすくなり、網状物を構成する線の内部における電流集
中が生じにくくなった。実際の製造上の観点から見る
と、１インチ当たりの線交差の数は１００本以下とする
ことが好ましい。
とすることによって、網状物の全体に均一に電流が流れ
やすくなり、網状物を構成する線の内部における電流集
中が生じにくくなった。実際の製造上の観点から見る
と、１インチ当たりの線交差の数は１００本以下とする
ことが好ましい。
【００３１】網状電極を構成する線材の幅方向断面形状
は、円形の他、楕円形、長方形等、種々の圧延形状であ
ってよい。
は、円形の他、楕円形、長方形等、種々の圧延形状であ
ってよい。
【００３２】本発明のヒーターは、例えば次の方法によ
って製造できる。
って製造できる。
【００３３】（方法（１））セラミックスの予備成形体
を製造し、この予備成形体の上に網状物を設置する。次
いで、この予備成形体及び網状物の上にセラミックス粉
末を充填し、一軸プレス成形する。この成形体を、網状
物の厚さ方向に向かって加圧しながらホットプレス焼結
させ、焼結体を得る。焼結体の表面に、後述するように
炭化珪素膜を形成する。
を製造し、この予備成形体の上に網状物を設置する。次
いで、この予備成形体及び網状物の上にセラミックス粉
末を充填し、一軸プレス成形する。この成形体を、網状
物の厚さ方向に向かって加圧しながらホットプレス焼結
させ、焼結体を得る。焼結体の表面に、後述するように
炭化珪素膜を形成する。
【００３４】このホットプレスの圧力は、５０ｋｇ／ｃ
ｍ2 以上とする必要があり、１００ｋｇ／ｃｍ2 以上と
することが好ましい。また、実際上の装置の性能等を考
慮すると、通常は２トン／ｃｍ2 以下とすることができ
る。
ｍ2 以上とする必要があり、１００ｋｇ／ｃｍ2 以上と
することが好ましい。また、実際上の装置の性能等を考
慮すると、通常は２トン／ｃｍ2 以下とすることができ
る。
【００３５】（方法（２））コールドアイソスタティッ
クプレス法によって、平板状の成形体を２つ製造し、２
つの平板状成形体の間に電極を挟む。この状態で２つの
成形体及び電極を、電極の厚さ方向に向かって加圧しな
がらホットプレス焼結させ、焼結体を得る。焼結体の表
面に、後述するように炭化珪素膜を形成する。
クプレス法によって、平板状の成形体を２つ製造し、２
つの平板状成形体の間に電極を挟む。この状態で２つの
成形体及び電極を、電極の厚さ方向に向かって加圧しな
がらホットプレス焼結させ、焼結体を得る。焼結体の表
面に、後述するように炭化珪素膜を形成する。
【００３６】図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る
ヒーター１を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１
（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線断面図である。
ヒーター１を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１
（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線断面図である。
【００３７】ヒーター１においては、例えば円盤形状の
基体２の内部に網状物４が埋設されている。基体２の中
央部には、背面２ｂ側に露出する端子３Ａが埋設されて
おり、基体２の周縁部にも、背面２ｂ側に露出する端子
３Ｂが埋設されている。端子３Ａと端子３Ｂとが網状物
４によって接続されている。２ａは加熱面である。図１
（ａ）、（ｂ）においては、網状物４の細かい網目は、
図面の寸法上の制約のために図示していない。網状物４
は、端子３Ａと３Ｂとの間で平面的に見て渦巻き形状を
なしている。端子３Ａと３Ｂとは、図示しない電力供給
ケーブルに対して接続されている。基体２は、円盤形状
の窒化アルミニウム焼結体６と、焼結体６の表面を被覆
する炭化珪素膜５からなる。
基体２の内部に網状物４が埋設されている。基体２の中
央部には、背面２ｂ側に露出する端子３Ａが埋設されて
おり、基体２の周縁部にも、背面２ｂ側に露出する端子
３Ｂが埋設されている。端子３Ａと端子３Ｂとが網状物
４によって接続されている。２ａは加熱面である。図１
（ａ）、（ｂ）においては、網状物４の細かい網目は、
図面の寸法上の制約のために図示していない。網状物４
は、端子３Ａと３Ｂとの間で平面的に見て渦巻き形状を
なしている。端子３Ａと３Ｂとは、図示しない電力供給
ケーブルに対して接続されている。基体２は、円盤形状
の窒化アルミニウム焼結体６と、焼結体６の表面を被覆
する炭化珪素膜５からなる。
【００３８】図２（ａ）は、一実施形態のヒーターで使
用する網状物８を示す平面図であり、図２（ｂ）は、こ
の網状物８が埋設されているヒーター１２を概略的に示
す平面図である。
用する網状物８を示す平面図であり、図２（ｂ）は、こ
の網状物８が埋設されているヒーター１２を概略的に示
す平面図である。
【００３９】この網状物８は、縦横に編まれた線８ａか
らなる。８ｂは編み目である。網状物８の外周側は略円
形をなしており、内周側も略円形をなしており、網状物
８の全体は円環形状をなしており、この内側には円形の
空間９が設けられている。ただし網状物８には切れ目１
０が設けられており、網状物８の一対の端部１１が、切
れ目１０に面し、互いに対向している。
らなる。８ｂは編み目である。網状物８の外周側は略円
形をなしており、内周側も略円形をなしており、網状物
８の全体は円環形状をなしており、この内側には円形の
空間９が設けられている。ただし網状物８には切れ目１
０が設けられており、網状物８の一対の端部１１が、切
れ目１０に面し、互いに対向している。
【００４０】ヒーター１２においては、焼結体２の焼結
体に網状物８が埋設されている。網状物８の一対の各端
部に、端子１３Ａ、１３Ｂが接続されている。これによ
って、端子１３Ａと１３Ｂとの間で円環形状の網状物８
の長手方向に沿って円周状に電流が流れるので、電流の
集中を防止できる。
体に網状物８が埋設されている。網状物８の一対の各端
部に、端子１３Ａ、１３Ｂが接続されている。これによ
って、端子１３Ａと１３Ｂとの間で円環形状の網状物８
の長手方向に沿って円周状に電流が流れるので、電流の
集中を防止できる。
【００４１】図３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ網状物の
各種の形態を例示する断面図である。図３（ａ）に示す
網状物１６においては、縦線１６ｂと横線１６ａとが三
次元的に交差するように編まれており、縦線１６ｂも横
線１６ａも、それぞれ波うっている。図３（ｂ）の網状
物１７においては、横線１７ａは真っ直ぐであり、縦線
１７ｂが折れ曲がっている。図３（ｃ）の網状物１８に
おいては、縦線１８ｂと横線１８ａとが三次元的に交差
するように編まれており、縦線１８ｂも横線１８ａも波
うっている。そして、網状物１８は圧延加工されてお
り、このため縦線および横線の外形が一点鎖線ＡとＢに
沿った形状となっている。
各種の形態を例示する断面図である。図３（ａ）に示す
網状物１６においては、縦線１６ｂと横線１６ａとが三
次元的に交差するように編まれており、縦線１６ｂも横
線１６ａも、それぞれ波うっている。図３（ｂ）の網状
物１７においては、横線１７ａは真っ直ぐであり、縦線
１７ｂが折れ曲がっている。図３（ｃ）の網状物１８に
おいては、縦線１８ｂと横線１８ａとが三次元的に交差
するように編まれており、縦線１８ｂも横線１８ａも波
うっている。そして、網状物１８は圧延加工されてお
り、このため縦線および横線の外形が一点鎖線ＡとＢに
沿った形状となっている。
【００４２】例えば図３（ｃ）に示すように、圧延され
た形状の網状物が、平坦度が最も良好であり、かつ縦線
と横線との接触が最も確実であるので、特に好ましい。
た形状の網状物が、平坦度が最も良好であり、かつ縦線
と横線との接触が最も確実であるので、特に好ましい。
【００４３】炭化珪素膜の好適な形成方法について述べ
る。図４に概略的に示す化学的気相成長（ＣＶＤ）炉内
に、焼結体２４を設置する。焼結体２４は、保持治具２
３によって支持されている。なお、３４は治具である。
本実施形態においては、正面形状がＴ字型の原料供給管
２７を設置している。原料供給管２７は、基部２７ｂ
と、横に広がった吹き出し部２７ａを備えており、吹き
出し部２７ａの焼結体と対面する表面２７ｃ側に、所定
個数のガス噴出口２６が設けられている。２２は炉体の
内筒であり、２１は外部ヒーターである。
る。図４に概略的に示す化学的気相成長（ＣＶＤ）炉内
に、焼結体２４を設置する。焼結体２４は、保持治具２
３によって支持されている。なお、３４は治具である。
本実施形態においては、正面形状がＴ字型の原料供給管
２７を設置している。原料供給管２７は、基部２７ｂ
と、横に広がった吹き出し部２７ａを備えており、吹き
出し部２７ａの焼結体と対面する表面２７ｃ側に、所定
個数のガス噴出口２６が設けられている。２２は炉体の
内筒であり、２１は外部ヒーターである。
【００４４】原料供給管２７の表面２７ｃと焼結体２４
との間隔は、例えば１００ｍｍ〜３００ｍｍに設定され
ている。原料供給管２７が回転しながらガス噴出口２６
からガスを噴出するようになっている。ＣＶＤ用の原料
ガスは、ガス噴出口２６から噴出し、空間３５を流れ、
焼結体２４の表面に衝突し、焼結体２４の表面に沿って
流れ、保持治具２４に設けられているガス排出孔２５を
通って排出される。
との間隔は、例えば１００ｍｍ〜３００ｍｍに設定され
ている。原料供給管２７が回転しながらガス噴出口２６
からガスを噴出するようになっている。ＣＶＤ用の原料
ガスは、ガス噴出口２６から噴出し、空間３５を流れ、
焼結体２４の表面に衝突し、焼結体２４の表面に沿って
流れ、保持治具２４に設けられているガス排出孔２５を
通って排出される。
【００４５】このような形態の原料供給管２７を使用
し、原料供給管２７を回転させながらガスを噴出させる
ことによって、焼結体２４の表面全面を被覆する炭化珪
素膜の厚さを均一にし、その電気抵抗率を均一にでき
る。
し、原料供給管２７を回転させながらガスを噴出させる
ことによって、焼結体２４の表面全面を被覆する炭化珪
素膜の厚さを均一にし、その電気抵抗率を均一にでき
る。
【００４６】好ましくは、成膜温度において、炉内にし
ばらく水素を流し続けた後に、四塩化珪素とメタンを炉
内に導入し、炭化珪素を成膜する。成膜温度において、
原料ガスを流す前に水素を流すことで、焼結体と炭化珪
素膜の密着性が向上する。
ばらく水素を流し続けた後に、四塩化珪素とメタンを炉
内に導入し、炭化珪素を成膜する。成膜温度において、
原料ガスを流す前に水素を流すことで、焼結体と炭化珪
素膜の密着性が向上する。
【００４７】さらに望ましくは、成膜温度において水素
を流し、次いで少なくとも珪素と塩素と水素とを含有す
る第一の珪素源化合物のガスを流し、次いで第二の珪素
源化合物と炭素源化合物とのガスを流す。第一の珪素源
化合物としては、ＳｉＣｌ4 、ＳｉＨＣｌ3 およびＳｉ
Ｈ2 Ｃｌ2 からなる群より選ばれた一種以上の化合物が
好ましい。第二の珪素源化合物としては、ＳｉＣｌ4 、
ＳｉＨＣｌ 3 、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 およびＳｉＨ4 からなる
群より選ばれた一種以上の化合物が好ましい。炭素源化
合物としては、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ6 およびＣ3 Ｈ8 からな
る群より選ばれた一種以上の化合物が特に好ましい。第
一の珪素源化合物と第二の珪素源化合物とは同じである
ことが好ましいが、異なっていてもよい。
を流し、次いで少なくとも珪素と塩素と水素とを含有す
る第一の珪素源化合物のガスを流し、次いで第二の珪素
源化合物と炭素源化合物とのガスを流す。第一の珪素源
化合物としては、ＳｉＣｌ4 、ＳｉＨＣｌ3 およびＳｉ
Ｈ2 Ｃｌ2 からなる群より選ばれた一種以上の化合物が
好ましい。第二の珪素源化合物としては、ＳｉＣｌ4 、
ＳｉＨＣｌ 3 、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 およびＳｉＨ4 からなる
群より選ばれた一種以上の化合物が好ましい。炭素源化
合物としては、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ6 およびＣ3 Ｈ8 からな
る群より選ばれた一種以上の化合物が特に好ましい。第
一の珪素源化合物と第二の珪素源化合物とは同じである
ことが好ましいが、異なっていてもよい。
【００４８】このように、化学的気相成長の過程におい
て、高温領域で少なくとも塩素を含有する珪素源化合物
のガスを導入することで、塩化珪素が水素と反応し、分
解して塩化水素を発生する。この塩化水素ガスが、窒化
アルミニウムの表面を腐食し、活性化させる。ここに珪
素原子が結合して窒化珪素を生成し、更にこの上に導入
される炭素が珪素と反応し易くなり、かつこうして生成
した炭化珪素が下地の窒化珪素に対して密着し易いもの
と思われる。四塩化珪素等の第一の塩素含有珪素源化合
物の導入時間は、成膜温度との兼ね合いで、所望厚さの
中間層が生成するように、適宜決定できる。成膜温度は
１３５０−１５００℃が好ましく、１４００−１４５０
℃が更に好ましい。
て、高温領域で少なくとも塩素を含有する珪素源化合物
のガスを導入することで、塩化珪素が水素と反応し、分
解して塩化水素を発生する。この塩化水素ガスが、窒化
アルミニウムの表面を腐食し、活性化させる。ここに珪
素原子が結合して窒化珪素を生成し、更にこの上に導入
される炭素が珪素と反応し易くなり、かつこうして生成
した炭化珪素が下地の窒化珪素に対して密着し易いもの
と思われる。四塩化珪素等の第一の塩素含有珪素源化合
物の導入時間は、成膜温度との兼ね合いで、所望厚さの
中間層が生成するように、適宜決定できる。成膜温度は
１３５０−１５００℃が好ましく、１４００−１４５０
℃が更に好ましい。
【００４９】窒化アルミニウム焼結体の窒化アルミニウ
ムの純度を９０％以上、更には９４％以上とすることに
よって、焼結体と炭化珪素膜との耐熱サイクル性を一層
向上させることができた。これは焼結体中の酸化物の影
響を抑制できるからである。焼結体の相対密度は、強度
の観点から９０％以上であることが好ましい。半導体製
造装置用途においては、窒化アルミニウムにおけるアル
ミニウム以外の金属の含有量を１％以下に抑制すること
が好ましい。
ムの純度を９０％以上、更には９４％以上とすることに
よって、焼結体と炭化珪素膜との耐熱サイクル性を一層
向上させることができた。これは焼結体中の酸化物の影
響を抑制できるからである。焼結体の相対密度は、強度
の観点から９０％以上であることが好ましい。半導体製
造装置用途においては、窒化アルミニウムにおけるアル
ミニウム以外の金属の含有量を１％以下に抑制すること
が好ましい。
【００５０】また、本発明者は、上述したようにして化
学的気相成長法を改善することによって得られた、特定
構造の炭化珪素膜が、特に抵抗発熱体が焼結体中に埋設
されたヒーターに適用したときに、特に高い耐蝕性と耐
熱サイクル性を示すことを見いだした。
学的気相成長法を改善することによって得られた、特定
構造の炭化珪素膜が、特に抵抗発熱体が焼結体中に埋設
されたヒーターに適用したときに、特に高い耐蝕性と耐
熱サイクル性を示すことを見いだした。
【００５１】即ち、前記のようにして得られた炭化珪素
膜は、膜の表面に対して略垂直な方向あるいは交叉する
方向に延びる柱状結晶の集合体からなっていた。この柱
状結晶の形態を、図５に模式的に示す。炭化珪素膜３０
は、多数の柱状結晶３１からなっている。柱状結晶３１
は、全体として、炭化珪素膜３０の表面３０ａに対して
略垂直な方向に延びている。各柱状結晶３１の粒界３２
も、表面３０ａに対して略垂直な方向に延びている。即
ち、柱状結晶３１の（１１１）面が、膜の表面に対して
垂直に配向している。
膜は、膜の表面に対して略垂直な方向あるいは交叉する
方向に延びる柱状結晶の集合体からなっていた。この柱
状結晶の形態を、図５に模式的に示す。炭化珪素膜３０
は、多数の柱状結晶３１からなっている。柱状結晶３１
は、全体として、炭化珪素膜３０の表面３０ａに対して
略垂直な方向に延びている。各柱状結晶３１の粒界３２
も、表面３０ａに対して略垂直な方向に延びている。即
ち、柱状結晶３１の（１１１）面が、膜の表面に対して
垂直に配向している。
【００５２】ここで、柱状結晶３１が、炭化珪素膜の表
面３０ａに対して略垂直な方向に延びているとは、個々
のすべての柱状結晶３１が表面３０ａと垂直な方向に延
びていることを指すのではなく、炭化珪素膜をＸ線回折
法で測定したときに、膜の表面３０ａ側から観測したと
きの柱状結晶３１の（１１１）面の強度が、膜の表面３
０ａに垂直な側から観測したときの柱状結晶３１の（１
１１）面の強度に対して８倍以上であることを意味して
いる。
面３０ａに対して略垂直な方向に延びているとは、個々
のすべての柱状結晶３１が表面３０ａと垂直な方向に延
びていることを指すのではなく、炭化珪素膜をＸ線回折
法で測定したときに、膜の表面３０ａ側から観測したと
きの柱状結晶３１の（１１１）面の強度が、膜の表面３
０ａに垂直な側から観測したときの柱状結晶３１の（１
１１）面の強度に対して８倍以上であることを意味して
いる。
【００５３】柱状結晶のアスペクト比は、１．５−２０
であることが好ましく、４−１０であることが更に好ま
しい。
であることが好ましく、４−１０であることが更に好ま
しい。
【００５４】また、本発明者は、炭化珪素膜の化学的気
相成長後の表面において、柱状結晶の先端を観察した。
この結果、柱状結晶の先端に、四角錐形状（ピラミッド
形状）のファセットが表面に現れていた。四角錐形状の
ファセットは、各柱状結晶の成長面の形を示していると
考えられる。従って、四角錐形状のファセットの底面の
径の分布によって、その下側に延びている柱状結晶の径
を代表させ得ると考えられる。ただし、ここで四角錐形
状のファセットの径とは、膜の表面側からファセットを
観測したとき、ファセットの底面の四辺形を考え、その
四辺形の一隅から、この一隅に対して対角線上にある他
の一隅までの長さを意味する。
相成長後の表面において、柱状結晶の先端を観察した。
この結果、柱状結晶の先端に、四角錐形状（ピラミッド
形状）のファセットが表面に現れていた。四角錐形状の
ファセットは、各柱状結晶の成長面の形を示していると
考えられる。従って、四角錐形状のファセットの底面の
径の分布によって、その下側に延びている柱状結晶の径
を代表させ得ると考えられる。ただし、ここで四角錐形
状のファセットの径とは、膜の表面側からファセットを
観測したとき、ファセットの底面の四辺形を考え、その
四辺形の一隅から、この一隅に対して対角線上にある他
の一隅までの長さを意味する。
【００５５】そして、ファセットを炭化珪素膜の表面側
から見たとき、ファセットの平均径を４μｍ以上、６μ
ｍ以下とし、ファセットの全面積に対する径２０μｍ以
上のファセットの占める面積の比率を、１０％以上、８
０％以下とすることによって、炭化珪素膜の耐蝕性、耐
熱サイクル性が特に向上することを見いだした。
から見たとき、ファセットの平均径を４μｍ以上、６μ
ｍ以下とし、ファセットの全面積に対する径２０μｍ以
上のファセットの占める面積の比率を、１０％以上、８
０％以下とすることによって、炭化珪素膜の耐蝕性、耐
熱サイクル性が特に向上することを見いだした。
【００５６】
【実施例】（本発明例）還元窒化法によって得られた窒
化アルミニウム粉末を使用した。この粉末において、Ｓ
ｉ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｎａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、
Ｃｕ、Ｚｎ、Ｗ、Ｂ、Ｙの含有量は、それぞれ１００ｐ
ｐｍ以下であり、アルミニウム以外の金属は、これら以
外は検出されなかった。この原料粉末を一軸加圧成形す
ることによって、円盤形状の予備成形体を製造した。こ
の予備成形体の中に、コイルスプリング形状のモリブデ
ン製の抵抗発熱線を埋設した。この予備成形体を１９０
０℃、２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力でホットプレス焼成
し、窒化アルミニウム焼結体を得た。この焼結体の寸法
は、直径φ２５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍであった。
化アルミニウム粉末を使用した。この粉末において、Ｓ
ｉ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｋ、Ｎａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、
Ｃｕ、Ｚｎ、Ｗ、Ｂ、Ｙの含有量は、それぞれ１００ｐ
ｐｍ以下であり、アルミニウム以外の金属は、これら以
外は検出されなかった。この原料粉末を一軸加圧成形す
ることによって、円盤形状の予備成形体を製造した。こ
の予備成形体の中に、コイルスプリング形状のモリブデ
ン製の抵抗発熱線を埋設した。この予備成形体を１９０
０℃、２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力でホットプレス焼成
し、窒化アルミニウム焼結体を得た。この焼結体の寸法
は、直径φ２５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍであった。
【００５７】こうして得られた焼結体の表面を加工し、
焼結体を化学的気相成長（ＣＶＤ）反応炉中に設置し
た。この焼結体の表面に、厚さ５０μｍの炭化珪素膜を
形成した。具体的には、図４に示す装置を用いた。１４
２５℃までの昇温時はアルゴンを流し、１４２５℃で水
素を１０分間流し、次いで水素およびアルゴンに加え
て、ＳｉＣｌ4 ガスを５．２リットル／分で１分間流
し、次いでアルゴン、水素、ＳｉＣｌ4 ガスに加えてＣ
Ｈ4 ガスを４リットル／分で１０分間流した。ＳｉＣｌ
4 は、液体状であるので、ＳｉＣｌ4 を加熱してその蒸
気圧を高めた状態で、キャリアーガスを導入し、バブリ
ングさせることによって、ＳｉＣｌ 4 を含有するガスを
得、このガスを反応炉中に導入した。成膜時の圧力は１
２０Ｔｏｒｒである。
焼結体を化学的気相成長（ＣＶＤ）反応炉中に設置し
た。この焼結体の表面に、厚さ５０μｍの炭化珪素膜を
形成した。具体的には、図４に示す装置を用いた。１４
２５℃までの昇温時はアルゴンを流し、１４２５℃で水
素を１０分間流し、次いで水素およびアルゴンに加え
て、ＳｉＣｌ4 ガスを５．２リットル／分で１分間流
し、次いでアルゴン、水素、ＳｉＣｌ4 ガスに加えてＣ
Ｈ4 ガスを４リットル／分で１０分間流した。ＳｉＣｌ
4 は、液体状であるので、ＳｉＣｌ4 を加熱してその蒸
気圧を高めた状態で、キャリアーガスを導入し、バブリ
ングさせることによって、ＳｉＣｌ 4 を含有するガスを
得、このガスを反応炉中に導入した。成膜時の圧力は１
２０Ｔｏｒｒである。
【００５８】このヒーターを、８２５℃で塩素プラズマ
に暴露した。この際、塩素ガスの流量は３００ＳＣＣＭ
であり、圧力は０．１Ｔｏｒｒであり、交流電力は８０
０ワットであり、暴露時間は２時間であった。この結
果、炭化珪素膜の重量減少は、０．１ｍｇ／ｃｍ２未満
であった。腐食試験後の炭化珪素膜の表面を走査型電子
顕微鏡で観測すると、表面状態、粒界層の状態ともに、
腐食試験前と変化は見られず、反応層も生成していなか
った。
に暴露した。この際、塩素ガスの流量は３００ＳＣＣＭ
であり、圧力は０．１Ｔｏｒｒであり、交流電力は８０
０ワットであり、暴露時間は２時間であった。この結
果、炭化珪素膜の重量減少は、０．１ｍｇ／ｃｍ２未満
であった。腐食試験後の炭化珪素膜の表面を走査型電子
顕微鏡で観測すると、表面状態、粒界層の状態ともに、
腐食試験前と変化は見られず、反応層も生成していなか
った。
【００５９】次に、上記と同様の条件で、今度はシリコ
ンウエハーをヒーターの上に載置して、プラズマに曝露
させた。シリコンウエハーへのＡｌのコンタミネーショ
ンのレベルは、１０1 0 ａｔｍ／ｃｍ2 のレベルであっ
た。１０1 0 ａｔｍ／ｃｍ2 は、処理前のウエハーのコ
ンタミネーションのレベルと同じであるので、本発明例
では実質的にまったくシリコンウエハーのコンタミネー
ションのない状態で、プラズマ加熱処理をすることがで
きた。
ンウエハーをヒーターの上に載置して、プラズマに曝露
させた。シリコンウエハーへのＡｌのコンタミネーショ
ンのレベルは、１０1 0 ａｔｍ／ｃｍ2 のレベルであっ
た。１０1 0 ａｔｍ／ｃｍ2 は、処理前のウエハーのコ
ンタミネーションのレベルと同じであるので、本発明例
では実質的にまったくシリコンウエハーのコンタミネー
ションのない状態で、プラズマ加熱処理をすることがで
きた。
【００６０】また、このヒーターを、熱サイクル試験に
供した。即ち、抵抗発熱体のオン・オフによって、ヒー
ターの表面の温度を、３０℃以下と９００℃とに交互に
昇温、降温させた。この際には、ヒーターをアルゴン雰
囲気中に保持することで、窒化アルミニウムの酸化を防
止した。ヒーターを９００℃で１分間保持し、抵抗発熱
体をオフにし、ヒーターに対してアルゴンガスを２リッ
トル／分で１２０分間吹きつけることで冷却し、ヒータ
ーの温度が３０℃以下となったことを確認し、次いで抵
抗発熱体に通電して表面温度が９００℃となるようにし
た。た。本発明例のヒーターは、２０００回の熱サイク
ル後にも炭化珪素膜の剥離を生じなかった。
供した。即ち、抵抗発熱体のオン・オフによって、ヒー
ターの表面の温度を、３０℃以下と９００℃とに交互に
昇温、降温させた。この際には、ヒーターをアルゴン雰
囲気中に保持することで、窒化アルミニウムの酸化を防
止した。ヒーターを９００℃で１分間保持し、抵抗発熱
体をオフにし、ヒーターに対してアルゴンガスを２リッ
トル／分で１２０分間吹きつけることで冷却し、ヒータ
ーの温度が３０℃以下となったことを確認し、次いで抵
抗発熱体に通電して表面温度が９００℃となるようにし
た。た。本発明例のヒーターは、２０００回の熱サイク
ル後にも炭化珪素膜の剥離を生じなかった。
【００６１】また、この炭化珪素膜の微構造を走査型電
子顕微鏡で観測したところ、図５に模式的に示すような
微構造を有していた。そして、ファセットの平均径は
３．２μｍであり、ファセットの全面積に対する径２０
μｍ以上のファセットの示す面積の比率は、４３％であ
り、柱状結晶のアスペクト比は８以上であった。
子顕微鏡で観測したところ、図５に模式的に示すような
微構造を有していた。そして、ファセットの平均径は
３．２μｍであり、ファセットの全面積に対する径２０
μｍ以上のファセットの示す面積の比率は、４３％であ
り、柱状結晶のアスペクト比は８以上であった。
【００６２】（比較例）本発明例と同様にしてヒーター
を作製した。ただし、炭化珪素膜は形成しなかった。こ
のヒーターについて、前述の塩素系ガスによる腐食試験
を行ったところ、ヒーターの重量の減少量は０．８−
１．４ｍｇ／ｃｍ２であった。また、シリコンウエハー
へのＡｌのコンタミネーションのレベルは、１０1 5 ａ
ｔｍ／ｃｍ 2 のレベルであった。
を作製した。ただし、炭化珪素膜は形成しなかった。こ
のヒーターについて、前述の塩素系ガスによる腐食試験
を行ったところ、ヒーターの重量の減少量は０．８−
１．４ｍｇ／ｃｍ２であった。また、シリコンウエハー
へのＡｌのコンタミネーションのレベルは、１０1 5 ａ
ｔｍ／ｃｍ 2 のレベルであった。
【００６３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、６
００℃以上の温度で塩素系ガスに対して高い耐蝕性を有
する耐蝕性部材を提供でき、特には、６００℃での塩素
系ガスへの曝露と低温への温度効果とのサイクルを繰り
返したときに、耐蝕性部材の表面の劣化や剥離が生じな
いヒーターを提供できる。
００℃以上の温度で塩素系ガスに対して高い耐蝕性を有
する耐蝕性部材を提供でき、特には、６００℃での塩素
系ガスへの曝露と低温への温度効果とのサイクルを繰り
返したときに、耐蝕性部材の表面の劣化や剥離が生じな
いヒーターを提供できる。
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係るヒーター
を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の
Ｉｂ−Ｉｂ線断面図である。
を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の
Ｉｂ−Ｉｂ線断面図である。
【図２】（ａ）は、電極用の網状物の一例を示す平面図
であり、（ｂ）は、（ａ）の電極が埋設されているヒー
ターを模式的に示す平面図である。
であり、（ｂ）は、（ａ）の電極が埋設されているヒー
ターを模式的に示す平面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、電極用
の網状物の各種形態を示す断面図である。
の網状物の各種形態を示す断面図である。
【図４】窒化アルミニウム焼結体の表面に炭化珪素膜を
化学的気相成長法によって形成するのに適した装置を模
式的に示す断面図である。
化学的気相成長法によって形成するのに適した装置を模
式的に示す断面図である。
【図５】炭化珪素膜の好適な微構造を模式的に示す断面
図である。
図である。
１、１２ ヒーター，２ 基体，２ａ 設置面ないし加
熱面，２ｂ 背面，３Ａ、３Ｂ、１３Ａ、１３Ｂ 端
子，４、８、１６、１７、１８ 網状物からなる抵抗発
熱体，５ 炭化珪素膜，６ 窒化アルミニウム焼結体
熱面，２ｂ 背面，３Ａ、３Ｂ、１３Ａ、１３Ｂ 端
子，４、８、１６、１７、１８ 網状物からなる抵抗発
熱体，５ 炭化珪素膜，６ 窒化アルミニウム焼結体
Claims (5)
- 【請求項１】６００℃以上の温度で塩素系ガス雰囲気に
対して曝露される耐蝕性部材であって、 窒化アルミニウムからなる焼結体、および前記焼結体の
表面を被覆する化学的気相成長法によって形成された炭
化珪素膜を備えていることを特徴とする、塩素系ガスに
対する耐蝕性部材。 - 【請求項２】前記耐蝕性部材が、被加熱物を６００℃以
上の温度に加熱するためのヒーターであり、前記焼結体
中に抵抗発熱体が埋設されていることを特徴とする、請
求項１記載の耐蝕性部材。 - 【請求項３】前記炭化珪素膜が、この炭化珪素膜の表面
に対して略垂直な方向に延びている柱状結晶からなるこ
とを特徴とする、請求項１または２記載の耐蝕性部材。 - 【請求項４】前記柱状結晶のアスペクト比の平均値が
１．５以上、２０以下であることを特徴とする、請求項
３記載の耐蝕性部材。 - 【請求項５】前記炭化珪素膜の前記表面側にファセット
が生成しており、このファセットを前記表面側から見た
とき、前記ファセットの平均径が４μｍ以上、６μｍ以
下であり、前記ファセットの全面積に対する径２０μｍ
以上のファセットの占める面積の比率が１０％以上、８
０％以下であることを特徴とする、請求項３または４記
載の耐蝕性部材。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28529098A JP4166345B2 (ja) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | 塩素系ガスに対する耐蝕性部材 |
| TW088115199A TW446997B (en) | 1998-10-07 | 1999-09-03 | Corrosion-resistant members against a chlorine based gas |
| US09/413,128 US6207305B1 (en) | 1998-10-07 | 1999-10-06 | Corrosion-resistant members against a chlorine-based gas |
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