JP2001130964A - 炭化ケイ素材料及びｒｔｐ装置用治具 - Google Patents
炭化ケイ素材料及びｒｔｐ装置用治具Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 厚みが１ｍｍ以下であっても、均熱性が高
く、放射温度計により温度測定されるランプ光を透過し
ないランプアニール装置等に用いられるウェーハ加熱処
理装置用のＳｉＣ材料を提供する。 【解決手段】 多孔質ＳｉＣの表面に１若しくは複数層
の多結晶ＳｉＣ膜を形成し、そのうち最外表面に形成さ
れている第１層目のＳｉＣを構成する結晶面を、β型炭
化ケイ素の（１１１）面、（２００）面、（２２０）
面、（３１１）面、（２２２）面とする。
く、放射温度計により温度測定されるランプ光を透過し
ないランプアニール装置等に用いられるウェーハ加熱処
理装置用のＳｉＣ材料を提供する。 【解決手段】 多孔質ＳｉＣの表面に１若しくは複数層
の多結晶ＳｉＣ膜を形成し、そのうち最外表面に形成さ
れている第１層目のＳｉＣを構成する結晶面を、β型炭
化ケイ素の（１１１）面、（２００）面、（２２０）
面、（３１１）面、（２２２）面とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造等の熱
処理用治具、特にＳｉウェハー上に単結晶膜を形成する
製造工程に用いられるＲＴＰ装置に使用される炭化ケイ
素材料及びそれを用いたＲＴＰ装置用治具に関する。
処理用治具、特にＳｉウェハー上に単結晶膜を形成する
製造工程に用いられるＲＴＰ装置に使用される炭化ケイ
素材料及びそれを用いたＲＴＰ装置用治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体製造工程においては、素子
の微細化や、非常に浅い接合形成、不純物の再分布低
減、不純物の突き抜け防止や、またウェーハの大口径化
に伴い熱ストレスの低減が強く求められている。これら
の要求を満足するために低温化、処理時間の短縮等の生
産効率の向上が求められている。
の微細化や、非常に浅い接合形成、不純物の再分布低
減、不純物の突き抜け防止や、またウェーハの大口径化
に伴い熱ストレスの低減が強く求められている。これら
の要求を満足するために低温化、処理時間の短縮等の生
産効率の向上が求められている。
【０００３】そこで、急速な昇温、降温が可能であると
ともに、枚葉処理が可能であるランプアニール装置に代
表されるＲＴＰ(Rapid Thermal Processing)装置が最近
になり広く採用されるようになってきた。ランプアニー
ル装置はハロゲンランプ等の光加熱方式により、急速な
加熱処理を行っている。そして、ランプアニール装置は
雰囲気制御性が良好であり、反応性の高いＴｉ系シリサ
イド形成やバリヤメタル形成、また、アンモニア、一酸
化窒素、二酸化窒素ガスを用いる窒化処理等に使用され
ている。
ともに、枚葉処理が可能であるランプアニール装置に代
表されるＲＴＰ(Rapid Thermal Processing)装置が最近
になり広く採用されるようになってきた。ランプアニー
ル装置はハロゲンランプ等の光加熱方式により、急速な
加熱処理を行っている。そして、ランプアニール装置は
雰囲気制御性が良好であり、反応性の高いＴｉ系シリサ
イド形成やバリヤメタル形成、また、アンモニア、一酸
化窒素、二酸化窒素ガスを用いる窒化処理等に使用され
ている。
【０００４】そして、ウェーハを載置する治具や、遮光
リングと呼ばれる治具には、ウェーハへの影響や、耐化
学薬品性等が考慮され、炭化ケイ素（以下、ＳｉＣとい
う）製の治具が使用されている。また、従来、温度測定
には熱電対が使用されていた。しかしながら、温度測定
に熱電対を使用する場合、治具を特殊形状にする必要が
あるとともに、装置構造も複雑になり、また正確な温度
測定をするためには熱電対保護管を特殊なものにする必
要がある。
リングと呼ばれる治具には、ウェーハへの影響や、耐化
学薬品性等が考慮され、炭化ケイ素（以下、ＳｉＣとい
う）製の治具が使用されている。また、従来、温度測定
には熱電対が使用されていた。しかしながら、温度測定
に熱電対を使用する場合、治具を特殊形状にする必要が
あるとともに、装置構造も複雑になり、また正確な温度
測定をするためには熱電対保護管を特殊なものにする必
要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような事情よ
り、最近になり、放射温度計による温度測定が行われる
ようになってきている。しかしながら、ランプアニール
装置用の治具は、急速な昇温、降温を可能とするように
熱容量の小さい治具が要求され、例えば、ウェーハを載
置する治具や、遮光リングと呼ばれる治具は、厚みが１
ｍｍ以下と大変薄いものとなっている。そのため、ラン
プ加熱による加熱方法の場合、放射温度計により読み取
られる波長１１００ｎｍ以下の光がＳｉＣ製の治具を透
過してしまい、放射温度計で正確な温度が測定できない
という問題がある。
り、最近になり、放射温度計による温度測定が行われる
ようになってきている。しかしながら、ランプアニール
装置用の治具は、急速な昇温、降温を可能とするように
熱容量の小さい治具が要求され、例えば、ウェーハを載
置する治具や、遮光リングと呼ばれる治具は、厚みが１
ｍｍ以下と大変薄いものとなっている。そのため、ラン
プ加熱による加熱方法の場合、放射温度計により読み取
られる波長１１００ｎｍ以下の光がＳｉＣ製の治具を透
過してしまい、放射温度計で正確な温度が測定できない
という問題がある。
【０００６】そして、ランプアニール装置の温度制御
は、クローズドループ方式が採用されている。これは、
温度計による測定温度を温度コントローラーにフィード
バックし、温度制御を行う方式のことである。このた
め、温度が正確に測定できないと、装置内の温度が均熱
状態とならずに、例えば、熱処理によって形成される化
合物が異なったり、エッチング速度が異なったり等の、
被処理物に欠陥をもたらす結果になってしまう。そのた
め、ランプアニール装置を含む半導体製造装置では、正
確な温度測定は、製品の品質の向上、歩留りの向上のた
めの必須要件となっている。
は、クローズドループ方式が採用されている。これは、
温度計による測定温度を温度コントローラーにフィード
バックし、温度制御を行う方式のことである。このた
め、温度が正確に測定できないと、装置内の温度が均熱
状態とならずに、例えば、熱処理によって形成される化
合物が異なったり、エッチング速度が異なったり等の、
被処理物に欠陥をもたらす結果になってしまう。そのた
め、ランプアニール装置を含む半導体製造装置では、正
確な温度測定は、製品の品質の向上、歩留りの向上のた
めの必須要件となっている。
【０００７】そこで、本発明は前記事情に鑑みてなされ
たものであり、厚みが１ｍｍ以下であっても、均熱性が
高く、放射温度計により温度測定されるランプ光を透過
しないランプアニール装置等に用いられるウェーハ加熱
処理装置用のＳｉＣ材料を提供することを目的とする。
たものであり、厚みが１ｍｍ以下であっても、均熱性が
高く、放射温度計により温度測定されるランプ光を透過
しないランプアニール装置等に用いられるウェーハ加熱
処理装置用のＳｉＣ材料を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明のＳｉＣ材料は、多孔質ＳｉＣ基材の表面に緻
密なＳｉＣ膜が形成され、波長が１１００ｎｍ以下の光
の透過率が０．２５％以下であることを特徴とする。ま
た、前記ＳｉＣ膜が多結晶ＳｉＣ膜であって、前記多孔
質ＳｉＣ基材の表面に少なくとも１層以上形成されてい
ることが好ましい。そして、前記多結晶ＳｉＣ膜の最外
表面に形成されている多結晶ＳｉＣ膜を構成する各結晶
と、２層目以下に形成されている多結晶ＳｉＣ膜を構成
する各結晶とが、互いに異なっていることが好ましい。
また、前記最外表面に形成される多結晶ＳｉＣ膜を構成
する各結晶の結晶面が、β型ＳｉＣの（１１１）面、
（２００）面、（２２０）面、（３１１）面、（２２
２）面であり、前記２層目以下に形成される多結晶Ｓｉ
Ｃ膜を構成する各結晶の結晶面が、β型ＳｉＣの（１１
１）面、（２２２）面であることが好ましい。そして、
半導体製造工程におけるＲＴＰ装置に用いられることを
特徴とする。
の本発明のＳｉＣ材料は、多孔質ＳｉＣ基材の表面に緻
密なＳｉＣ膜が形成され、波長が１１００ｎｍ以下の光
の透過率が０．２５％以下であることを特徴とする。ま
た、前記ＳｉＣ膜が多結晶ＳｉＣ膜であって、前記多孔
質ＳｉＣ基材の表面に少なくとも１層以上形成されてい
ることが好ましい。そして、前記多結晶ＳｉＣ膜の最外
表面に形成されている多結晶ＳｉＣ膜を構成する各結晶
と、２層目以下に形成されている多結晶ＳｉＣ膜を構成
する各結晶とが、互いに異なっていることが好ましい。
また、前記最外表面に形成される多結晶ＳｉＣ膜を構成
する各結晶の結晶面が、β型ＳｉＣの（１１１）面、
（２００）面、（２２０）面、（３１１）面、（２２
２）面であり、前記２層目以下に形成される多結晶Ｓｉ
Ｃ膜を構成する各結晶の結晶面が、β型ＳｉＣの（１１
１）面、（２２２）面であることが好ましい。そして、
半導体製造工程におけるＲＴＰ装置に用いられることを
特徴とする。
【０００９】このように、基材に多孔質ＳｉＣを使用し
ているため、同程度の厚みの緻密質ＳｉＣに比較する
と、放熱性は少し悪くなるが、軽量になり、断熱性が良
くなる。また、光が透過する際に乱反射が起こり優れた
光の不透過性が得られる。さらに、この多孔質ＳｉＣの
表面に緻密なＳｉＣ膜が形成されているため、これら両
者の境界で光の散乱が起こり、より一層光の不透過性が
良くなる。また、基材の表面に少なくとも１層以上のＳ
ｉＣ膜を形成させ、その最外表面に形成されているＳｉ
Ｃを構成する結晶構造と、２層目以下のＳｉＣを構成す
る結晶構造が異なっているため、１層目と２層目の境界
層で光の反射方向が異なり、光の不透過性をより一層良
くすることができる。すなわち、多孔質ＳｉＣの基材の
表面に、１若しくは方位の異なる複数の結晶から構成さ
れたＳｉＣ被覆層を２層以上形成することで、各層によ
る光の散乱を大きくすることが可能となり、すぐれた光
の不透過性を得ることができる。これにより、光加熱方
式のランプアニール装置等にあっては、光が治具を透過
して炉外に逃げることが少なく、内部側に乱反射される
ことが多くなり、その結果として、炉内の均熱性を保つ
と同時に波長１１００ｎｍ以下の光の透過を抑制するこ
とが可能となり、放射温度計による温度測定を正確に行
うことが可能となる。
ているため、同程度の厚みの緻密質ＳｉＣに比較する
と、放熱性は少し悪くなるが、軽量になり、断熱性が良
くなる。また、光が透過する際に乱反射が起こり優れた
光の不透過性が得られる。さらに、この多孔質ＳｉＣの
表面に緻密なＳｉＣ膜が形成されているため、これら両
者の境界で光の散乱が起こり、より一層光の不透過性が
良くなる。また、基材の表面に少なくとも１層以上のＳ
ｉＣ膜を形成させ、その最外表面に形成されているＳｉ
Ｃを構成する結晶構造と、２層目以下のＳｉＣを構成す
る結晶構造が異なっているため、１層目と２層目の境界
層で光の反射方向が異なり、光の不透過性をより一層良
くすることができる。すなわち、多孔質ＳｉＣの基材の
表面に、１若しくは方位の異なる複数の結晶から構成さ
れたＳｉＣ被覆層を２層以上形成することで、各層によ
る光の散乱を大きくすることが可能となり、すぐれた光
の不透過性を得ることができる。これにより、光加熱方
式のランプアニール装置等にあっては、光が治具を透過
して炉外に逃げることが少なく、内部側に乱反射される
ことが多くなり、その結果として、炉内の均熱性を保つ
と同時に波長１１００ｎｍ以下の光の透過を抑制するこ
とが可能となり、放射温度計による温度測定を正確に行
うことが可能となる。
【００１０】本発明で使用される基材は、化学気相反応
法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＲｅａｃｔｉｏｎ
（以下、ＣＶＲ法という。））による多孔質ＳｉＣ（以
下、ＣＶＲ−ＳｉＣという）や、焼結ＳｉＣが例示でき
るが、本発明者の開発したＣＶＲ法による黒鉛材から転
化したＣＶＲ−ＳｉＣを使用することが好ましい。具体
的には、ある程度多孔質の黒鉛基材を、雰囲気炉に原料
の石英粉末を炭素粉末と共に設置し、１８００〜２００
０℃に加熱し、原料から発生するＳｉＯ系のガスと、一
酸化炭素ガスの雰囲気下で黒鉛基材を反応させて、黒鉛
基材をＳｉＣに転化させる方法をいう。ここで、形成さ
れるＳｉＣには六方晶であるα型、立方晶であるβ型の
２種類があるが、本発明においては多孔質であれば、α
型、β型のいずれの型であってもよい。
法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＶａｐｏｒＲｅａｃｔｉｏｎ
（以下、ＣＶＲ法という。））による多孔質ＳｉＣ（以
下、ＣＶＲ−ＳｉＣという）や、焼結ＳｉＣが例示でき
るが、本発明者の開発したＣＶＲ法による黒鉛材から転
化したＣＶＲ−ＳｉＣを使用することが好ましい。具体
的には、ある程度多孔質の黒鉛基材を、雰囲気炉に原料
の石英粉末を炭素粉末と共に設置し、１８００〜２００
０℃に加熱し、原料から発生するＳｉＯ系のガスと、一
酸化炭素ガスの雰囲気下で黒鉛基材を反応させて、黒鉛
基材をＳｉＣに転化させる方法をいう。ここで、形成さ
れるＳｉＣには六方晶であるα型、立方晶であるβ型の
２種類があるが、本発明においては多孔質であれば、α
型、β型のいずれの型であってもよい。
【００１１】ここで、前述のＣＶＲ−ＳｉＣ基材のう
ち、気孔率が１０〜４０％、好ましくは１５〜３０％、
平均気孔半径が１〜４μｍ、好ましくは２〜３μｍの多
孔質のＳｉＣを使用することが好ましい。このような気
孔を多く含むＣＶＲ−ＳｉＣを基材とすることにより、
光を乱反射するからである。ここで、黒鉛基材から転化
して形成された基材の気孔率を１０％以下とすると、光
の乱反射が少なくなるため好ましくない。また、開気孔
率を４０％以上とすると、後述する緻密なＳｉＣを表面
に形成させることが困難となるため好ましくない。な
お、平均気孔半径は、水銀圧入法による測定値（水銀と
試料との接触角１４１．３°、最大圧力１０２ＭＰａの
ときの累積気孔容積の半分の値）を採用した。
ち、気孔率が１０〜４０％、好ましくは１５〜３０％、
平均気孔半径が１〜４μｍ、好ましくは２〜３μｍの多
孔質のＳｉＣを使用することが好ましい。このような気
孔を多く含むＣＶＲ−ＳｉＣを基材とすることにより、
光を乱反射するからである。ここで、黒鉛基材から転化
して形成された基材の気孔率を１０％以下とすると、光
の乱反射が少なくなるため好ましくない。また、開気孔
率を４０％以上とすると、後述する緻密なＳｉＣを表面
に形成させることが困難となるため好ましくない。な
お、平均気孔半径は、水銀圧入法による測定値（水銀と
試料との接触角１４１．３°、最大圧力１０２ＭＰａの
ときの累積気孔容積の半分の値）を採用した。
【００１２】そして、肉厚はできるだけ熱容量を小さく
するために、０．５〜０．８ｍｍであることが好まし
い。０．５ｍｍより薄い場合は、強度が小さくなること
は勿論であるが、光の乱反射を目的として多孔質とした
意味がなくなるため好ましくない。また、０．８ｍｍよ
りも厚くした場合は、熱容量が大きくなるため好ましく
ない。
するために、０．５〜０．８ｍｍであることが好まし
い。０．５ｍｍより薄い場合は、強度が小さくなること
は勿論であるが、光の乱反射を目的として多孔質とした
意味がなくなるため好ましくない。また、０．８ｍｍよ
りも厚くした場合は、熱容量が大きくなるため好ましく
ない。
【００１３】次に、この基材の表面に更にＣＶＤ法によ
り緻密なＳｉＣを被覆する。このＣＶＤ法により被覆さ
れるＣＶＤ−ＳｉＣ膜とは、ＣＶＤ処理時に原料ガスか
ら生成されるＳｉＣの核が、基材表面に析出し、析出し
た核が成長していくことにより形成される非常に緻密な
膜である。
り緻密なＳｉＣを被覆する。このＣＶＤ法により被覆さ
れるＣＶＤ−ＳｉＣ膜とは、ＣＶＤ処理時に原料ガスか
ら生成されるＳｉＣの核が、基材表面に析出し、析出し
た核が成長していくことにより形成される非常に緻密な
膜である。
【００１４】ＣＶＤ法に使用される原料ガスとしては、
ＳｉＣｌ4 とＣ3 Ｈ8 の混合ガスや、ＳｉＨ4 とＣ3 Ｈ
8 の混合ガス等が例示できる。この原料ガスにキャリア
ーガスとして水素ガスを使用して、黒鉛基材温度１００
０〜１５００℃でＣＶＤ処理を行い、全面に厚み１００
〜１５０μｍのＳｉＣを被覆させる。
ＳｉＣｌ4 とＣ3 Ｈ8 の混合ガスや、ＳｉＨ4 とＣ3 Ｈ
8 の混合ガス等が例示できる。この原料ガスにキャリア
ーガスとして水素ガスを使用して、黒鉛基材温度１００
０〜１５００℃でＣＶＤ処理を行い、全面に厚み１００
〜１５０μｍのＳｉＣを被覆させる。
【００１５】なお、最外表面をβ型ＳｉＣの（１１１）
面、（２００）面、（２２０）面、（３１１）面、（２
２２）面の方位を持つ結晶面で構成されるようにするこ
とが好ましい。このように、各方位に乱雑に成長した結
晶から構成されることにより、表面での光の散乱が大き
くなる。そして、この最外表面以下の層をβ型ＳｉＣの
（１１１）面、（２２２）面のみの結晶から構成される
層とすることで、これらの方位の異なる層の界面におい
ても光が散乱することとなり、光の透過を抑制すること
が可能となる。
面、（２００）面、（２２０）面、（３１１）面、（２
２２）面の方位を持つ結晶面で構成されるようにするこ
とが好ましい。このように、各方位に乱雑に成長した結
晶から構成されることにより、表面での光の散乱が大き
くなる。そして、この最外表面以下の層をβ型ＳｉＣの
（１１１）面、（２２２）面のみの結晶から構成される
層とすることで、これらの方位の異なる層の界面におい
ても光が散乱することとなり、光の透過を抑制すること
が可能となる。
【００１６】ここで、β型ＳｉＣの（１１１）面、（２
００）面、（２２０）面、（３１１）面、（２２２）面
の方位を持つ結晶面を形成させるためには、ＣＶＤ処理
温度を少なくとも１３００〜１６００℃の温度で行うこ
とが必要である。また、（１１１）面、（２２２）面の
みの結晶面を構成させるには最外表面を形成する際のＣ
ＶＤ処理温度よりも低い温度である１０００〜１３００
℃でＣＶＤ処理することで、得ることができる。
００）面、（２２０）面、（３１１）面、（２２２）面
の方位を持つ結晶面を形成させるためには、ＣＶＤ処理
温度を少なくとも１３００〜１６００℃の温度で行うこ
とが必要である。また、（１１１）面、（２２２）面の
みの結晶面を構成させるには最外表面を形成する際のＣ
ＶＤ処理温度よりも低い温度である１０００〜１３００
℃でＣＶＤ処理することで、得ることができる。
【００１７】以上のように、最外表面にβ型ＳｉＣの
（１１１）面、（２００）面、（２２０）面、（３１
１）面、（２２２）面の方位を持つ結晶面を形成させる
ことにより、光がこの面で散乱し、ＳｉＣを透過する量
が少なくなる。したがって、ランプアニール装置等の光
加熱方式の半導体製造装置に用いられるＳｉＣ製治具の
最表面に該結晶面を有するＳｉＣを形成すると、赤外線
の光や熱の外部に透過する量が少なくなり、炉内部の温
度を維持することが可能となる。
（１１１）面、（２００）面、（２２０）面、（３１
１）面、（２２２）面の方位を持つ結晶面を形成させる
ことにより、光がこの面で散乱し、ＳｉＣを透過する量
が少なくなる。したがって、ランプアニール装置等の光
加熱方式の半導体製造装置に用いられるＳｉＣ製治具の
最表面に該結晶面を有するＳｉＣを形成すると、赤外線
の光や熱の外部に透過する量が少なくなり、炉内部の温
度を維持することが可能となる。
【００１８】また、最近になり半導体製造用のウェハー
加熱処理装置の治具は、急速な昇温、降温が可能なよう
に熱容量をできるだけ小さくするために肉厚１ｍｍ以下
の治具が採用されている。しかしながら、基材の多孔質
ＳｉＣと、表面に被覆されるＳｉＣとの熱膨張率に差異
がないため、ＣＶＤ法によって、緻密なＳｉＣを全面に
被覆した場合であっても、基材厚みが１ｍｍ以下と薄い
にも係わらず、反りや、割れ等が発生することがない。
加熱処理装置の治具は、急速な昇温、降温が可能なよう
に熱容量をできるだけ小さくするために肉厚１ｍｍ以下
の治具が採用されている。しかしながら、基材の多孔質
ＳｉＣと、表面に被覆されるＳｉＣとの熱膨張率に差異
がないため、ＣＶＤ法によって、緻密なＳｉＣを全面に
被覆した場合であっても、基材厚みが１ｍｍ以下と薄い
にも係わらず、反りや、割れ等が発生することがない。
【００１９】以上のようにして形成されたＳｉＣは、Ｒ
ＴＰ装置用治具として使用することができ、例えば、ラ
ンプアニール装置に用いられるウェーハを載置する治具
や、遮光リングと呼ばれる治具として使用される。図４
にランプアニール装置の一例の模式概略図を示す。図４
において、３０はランプアニール装置、３１はハロゲン
ランプ、３２はウェーハ、３３は治具、３４は放射温度
計を示している。
ＴＰ装置用治具として使用することができ、例えば、ラ
ンプアニール装置に用いられるウェーハを載置する治具
や、遮光リングと呼ばれる治具として使用される。図４
にランプアニール装置の一例の模式概略図を示す。図４
において、３０はランプアニール装置、３１はハロゲン
ランプ、３２はウェーハ、３３は治具、３４は放射温度
計を示している。
【００２０】図４に示すように、ランプアニール装置３
０は、ハロゲンランプ３１により加熱される。そして、
ウェーハ３２は治具３３に載置されて、表面に均等に熱
を受けるように一定速度で回転している。そして、ハロ
ゲンランプ３１の対面側に石英ガラスを介して設置され
た放射温度計３４で温度が測定され、温度制御されてい
る。前述してきたように、放射温度計３４は波長１１０
０ｎｍ以下の範囲の光を読み取ることにより温度を計測
している。このため、ハロゲンランプ３１からの光が治
具３３を透過してしまうと、放射温度計３４による正確
な温度測定は困難となってしまう。そこで、本発明にお
けるＳｉＣを治具３３に使用すると、ハロゲンランプ３
１の光の透過を抑制することが可能となる。これによっ
て放射温度計３４による正確な温度測定ができ、ランプ
アニール装置３０内の均熱を確保することができる。
０は、ハロゲンランプ３１により加熱される。そして、
ウェーハ３２は治具３３に載置されて、表面に均等に熱
を受けるように一定速度で回転している。そして、ハロ
ゲンランプ３１の対面側に石英ガラスを介して設置され
た放射温度計３４で温度が測定され、温度制御されてい
る。前述してきたように、放射温度計３４は波長１１０
０ｎｍ以下の範囲の光を読み取ることにより温度を計測
している。このため、ハロゲンランプ３１からの光が治
具３３を透過してしまうと、放射温度計３４による正確
な温度測定は困難となってしまう。そこで、本発明にお
けるＳｉＣを治具３３に使用すると、ハロゲンランプ３
１の光の透過を抑制することが可能となる。これによっ
て放射温度計３４による正確な温度測定ができ、ランプ
アニール装置３０内の均熱を確保することができる。
【００２１】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。
る。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。
【００２２】（実施例１）基材としてかさ密度１．３Ｍ
ｇ／ｍ3 の黒鉛材料を使用した。この黒鉛基材を厚み
０．７ｍｍの所定の形状に加工し、１８００℃、２０ｋ
Ｐａの下に１２時間ＳｉＯガスと反応させてＳｉＣ成形
体に転化させた。転化されたＳｉＣの嵩密度は２．１Ｍ
ｇ／ｍ3 、開気孔率３０％であった。次にこれをＣＶＤ
装置内に設置して、原料ガスにＳｉＣｌ4 ＋Ｃ3 Ｈ8 を
使用し、炉内圧力５０ｋＰａ、基材温度１５００℃でＣ
ＶＤ処理を行い、β型ＳｉＣの（１１１）面、（２０
０）面、（２２０）面、（３１１）面、（２２２）面の
方位を持つ結晶面からなるＳｉＣを１００μｍ被覆し
た。図１に本実施例におけるＳｉＣの断面を示す写真を
示す。また、図２にこの表面のＸ線回折の結果を示す。
ｇ／ｍ3 の黒鉛材料を使用した。この黒鉛基材を厚み
０．７ｍｍの所定の形状に加工し、１８００℃、２０ｋ
Ｐａの下に１２時間ＳｉＯガスと反応させてＳｉＣ成形
体に転化させた。転化されたＳｉＣの嵩密度は２．１Ｍ
ｇ／ｍ3 、開気孔率３０％であった。次にこれをＣＶＤ
装置内に設置して、原料ガスにＳｉＣｌ4 ＋Ｃ3 Ｈ8 を
使用し、炉内圧力５０ｋＰａ、基材温度１５００℃でＣ
ＶＤ処理を行い、β型ＳｉＣの（１１１）面、（２０
０）面、（２２０）面、（３１１）面、（２２２）面の
方位を持つ結晶面からなるＳｉＣを１００μｍ被覆し
た。図１に本実施例におけるＳｉＣの断面を示す写真を
示す。また、図２にこの表面のＸ線回折の結果を示す。
【００２３】（実施例２）実施例１と同様にして基材と
なるＣＶＲ−ＳｉＣを作製した。そして、実施例１同様
にＣＶＤ装置に設置して、原料ガスにＳｉＣｌ4 ＋Ｃ3
Ｈ8 を使用し、炉内圧力５０ｋＰａ、基材温度１２００
℃でＣＶＤ処理を行い、β型ＳｉＣの（１１１）面、
（２２２）面の方位を持つ結晶面からなるＳｉＣを５０
μｍ被覆した。引き続き１５００℃でＣＶＤ処理を行
い、β型ＳｉＣの（１１１）面、（２００）面、（２２
０）面、（３１１）面、（２２２）面の方位を持つ結晶
面からなるＳｉＣを５０μｍ被覆して供試体を作製し
た。
なるＣＶＲ−ＳｉＣを作製した。そして、実施例１同様
にＣＶＤ装置に設置して、原料ガスにＳｉＣｌ4 ＋Ｃ3
Ｈ8 を使用し、炉内圧力５０ｋＰａ、基材温度１２００
℃でＣＶＤ処理を行い、β型ＳｉＣの（１１１）面、
（２２２）面の方位を持つ結晶面からなるＳｉＣを５０
μｍ被覆した。引き続き１５００℃でＣＶＤ処理を行
い、β型ＳｉＣの（１１１）面、（２００）面、（２２
０）面、（３１１）面、（２２２）面の方位を持つ結晶
面からなるＳｉＣを５０μｍ被覆して供試体を作製し
た。
【００２４】（実施例３）開気孔率２０％、かさ密度
２．３Ｍｇ／ｍ3 のＣＶＲ−ＳｉＣを基材としたことを
除き、実施例２と同様にして供試体を作製した。
２．３Ｍｇ／ｍ3 のＣＶＲ−ＳｉＣを基材としたことを
除き、実施例２と同様にして供試体を作製した。
【００２５】（実施例４）開気孔率１５％、かさ密度
２．４Ｍｇ／ｍ3 のＣＶＲ−ＳｉＣを基材としたことを
除き、実施例２と同様にして供試体を作製した。
２．４Ｍｇ／ｍ3 のＣＶＲ−ＳｉＣを基材としたことを
除き、実施例２と同様にして供試体を作製した。
【００２６】（比較例１）実施例１と同様にして基材と
なるＣＶＲ−ＳｉＣを作製した。そして、実施例１同様
にＣＶＤ装置に設置して、原料ガスにＳｉＣｌ4 ＋Ｃ3
Ｈ8 を使用し、炉内圧力５０ｋＰａ、基材温度１２００
℃でＣＶＤ処理を行い、表面全面に厚さ１００μｍのβ
型ＳｉＣの（１１１）面、（２２２）面の方位を持つ結
晶面のみから構成されるＳｉＣを被覆した。図３にこの
表面のＸ線回折の結果を示す。
なるＣＶＲ−ＳｉＣを作製した。そして、実施例１同様
にＣＶＤ装置に設置して、原料ガスにＳｉＣｌ4 ＋Ｃ3
Ｈ8 を使用し、炉内圧力５０ｋＰａ、基材温度１２００
℃でＣＶＤ処理を行い、表面全面に厚さ１００μｍのβ
型ＳｉＣの（１１１）面、（２２２）面の方位を持つ結
晶面のみから構成されるＳｉＣを被覆した。図３にこの
表面のＸ線回折の結果を示す。
【００２７】（比較例２）基材として緻密な等方性黒鉛
材料（東洋炭素（株）製）を使用し、所定の形状に加工
後、その表面に処理温度１５００℃で、ＣＶＤ法により
ＳｉＣを厚さ１ｍｍ被覆形成した。被覆後、端面を加工
し、基材の黒鉛を表出させて灰化法により黒鉛を除去し
厚み０．９ｍｍの緻密なＣＶＤ−ＳｉＣを作製した。
材料（東洋炭素（株）製）を使用し、所定の形状に加工
後、その表面に処理温度１５００℃で、ＣＶＤ法により
ＳｉＣを厚さ１ｍｍ被覆形成した。被覆後、端面を加工
し、基材の黒鉛を表出させて灰化法により黒鉛を除去し
厚み０．９ｍｍの緻密なＣＶＤ−ＳｉＣを作製した。
【００２８】実施例１乃至４、比較例１及び２の供試体
について、透過率及び均熱性について調べた。透過率
は、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ法）によって
測定し、放射温度計の測定波長である１１００ｎｍ以下
の範囲の光の透過率を透過率とした。また、均熱性は、
加熱処理時の各放射温度計の測定温度の差を比較し、そ
の差がないものを◎、僅かに差が生じたものを○、差が
大きくなったものを△とした。以上の、結果を表１にま
とめて示す。
について、透過率及び均熱性について調べた。透過率
は、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ法）によって
測定し、放射温度計の測定波長である１１００ｎｍ以下
の範囲の光の透過率を透過率とした。また、均熱性は、
加熱処理時の各放射温度計の測定温度の差を比較し、そ
の差がないものを◎、僅かに差が生じたものを○、差が
大きくなったものを△とした。以上の、結果を表１にま
とめて示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】実施例１乃至４の試料の平均透過率は０．
２５％以下、比較例１と２の試料の平均透過率は０．３
０％であった。表１より、実施例１と比較例２の両者の
表面に形成されているＳｉＣは同じであり、また、供試
体の肉厚も同じであるにもかかわらず、多孔質ＳｉＣに
緻密質ＳｉＣが被覆されている実施例１の方が透過率が
低くなっているのがわかる。また、形成されている膜の
層数や、内部の気孔率により透過率が変化することもわ
かる。また、炉内の温度分布も透過率の小さいものほど
良いことが判る。すなわち、透過率の小さい治具を使用
することによって、正確な温度測定が可能となる。ま
た、実施例１と比較例１より、β型ＳｉＣの（１１１）
面、（２００）面、（２２０）面、（３１１）面、（２
２２）面の方位を持つ多くの結晶面からなるＳｉＣを１
層被覆することで、透過率を小さくできることがわか
る。そして、実施例２乃至４のように最外層にこのβ型
ＳｉＣの（１１１）面、（２００）面、（２２０）面、
（３１１）面、（２２２）面の方位を持つ結晶面からな
るＳｉＣを形成し、この層以下に結晶面の方位の異なる
ＳｉＣ層を形成させた２層構造とすることで平均透過率
をより小さくできることがわかる。以上のように、基材
内部にある程度以上の気孔を有する多孔質の材料を用
い、実施例２乃至４のようにＳｉＣ被覆層を２層以上形
成することで光の透過を抑制でき、ランプアニール装置
等のＲＴＰ装置用治具として好適に使用することができ
ることが判る。
２５％以下、比較例１と２の試料の平均透過率は０．３
０％であった。表１より、実施例１と比較例２の両者の
表面に形成されているＳｉＣは同じであり、また、供試
体の肉厚も同じであるにもかかわらず、多孔質ＳｉＣに
緻密質ＳｉＣが被覆されている実施例１の方が透過率が
低くなっているのがわかる。また、形成されている膜の
層数や、内部の気孔率により透過率が変化することもわ
かる。また、炉内の温度分布も透過率の小さいものほど
良いことが判る。すなわち、透過率の小さい治具を使用
することによって、正確な温度測定が可能となる。ま
た、実施例１と比較例１より、β型ＳｉＣの（１１１）
面、（２００）面、（２２０）面、（３１１）面、（２
２２）面の方位を持つ多くの結晶面からなるＳｉＣを１
層被覆することで、透過率を小さくできることがわか
る。そして、実施例２乃至４のように最外層にこのβ型
ＳｉＣの（１１１）面、（２００）面、（２２０）面、
（３１１）面、（２２２）面の方位を持つ結晶面からな
るＳｉＣを形成し、この層以下に結晶面の方位の異なる
ＳｉＣ層を形成させた２層構造とすることで平均透過率
をより小さくできることがわかる。以上のように、基材
内部にある程度以上の気孔を有する多孔質の材料を用
い、実施例２乃至４のようにＳｉＣ被覆層を２層以上形
成することで光の透過を抑制でき、ランプアニール装置
等のＲＴＰ装置用治具として好適に使用することができ
ることが判る。
【００３１】
【発明の効果】多孔質ＳｉＣの基材の表面に、１若しく
は方位の異なる複数の結晶から構成されたＳｉＣ被覆層
を２層以上形成することで、各層による光の散乱を大き
くすることが可能となり、すぐれた光の不透過性を得る
ことができる。これによって、例えば、光加熱方式のＲ
ＴＰ装置等の治具として使用した場合は、肉厚を薄くし
ても放射温度計に悪影響を与える光の透過を抑制するこ
ととなり、正確な温度測定を可能とする。また、均熱管
等に使用した場合は、均熱管の内径部に位置する製品か
ら放射される加熱による赤外線等を外部に放出すること
が少なくなり、均熱性を高めることが可能となる。
は方位の異なる複数の結晶から構成されたＳｉＣ被覆層
を２層以上形成することで、各層による光の散乱を大き
くすることが可能となり、すぐれた光の不透過性を得る
ことができる。これによって、例えば、光加熱方式のＲ
ＴＰ装置等の治具として使用した場合は、肉厚を薄くし
ても放射温度計に悪影響を与える光の透過を抑制するこ
ととなり、正確な温度測定を可能とする。また、均熱管
等に使用した場合は、均熱管の内径部に位置する製品か
ら放射される加熱による赤外線等を外部に放出すること
が少なくなり、均熱性を高めることが可能となる。
【図１】本発明におけるＳｉＣの断面の電子顕微鏡写真
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明の実施例１のＳｉＣのＸ線回折結果を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明の比較例２のＳｉＣのＸ線回折結果を示
す図である。
す図である。
【図４】ランプアニール装置の一例の模式概略図であ
る。
る。
３０ ランプアニール装置 ３１ ハロゲンランプ ３２ ウェーハ ３３ 治具 ３４ 放射温度計
Claims (6)
- 【請求項１】 多孔質炭化ケイ素基材の表面に緻密な炭
化ケイ素膜が形成され、波長が１１００ｎｍ以下の光の
透過率が０．２５％以下である炭化ケイ素材料。 - 【請求項２】 前記炭化ケイ素膜が多結晶炭化ケイ素膜
であって、前記多孔質炭化ケイ素基材の表面に少なくと
も１層以上形成されている請求項１に記載の炭化ケイ素
材料。 - 【請求項３】 前記多結晶炭化ケイ素膜の最外表面に形
成されている多結晶炭化ケイ素膜を構成する各結晶と、
２層目以下に形成されている多結晶炭化ケイ素膜を構成
する各結晶とが、互いに異なっている請求項２に記載の
炭化ケイ素材料。 - 【請求項４】 前記最外表面に形成される多結晶炭化ケ
イ素膜を構成する各結晶の結晶面が、β型炭化ケイ素の
（１１１）面、（２００）面、（２２０）面、（３１
１）面、（２２２）面であり、前記２層目以下に形成さ
れる多結晶炭化ケイ素膜を構成する各結晶の結晶面が、
β型炭化ケイ素の（１１１）面、（２２２）面である請
求項３に記載の炭化ケイ素材料。 - 【請求項５】 半導体製造工程におけるＲＴＰ装置に用
いられる請求項１乃至４のいずれかに記載の炭化ケイ素
材料。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の炭化
ケイ素材料を用いたＲＴＰ装置用治具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31183299A JP4361177B2 (ja) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | 炭化ケイ素材料及びｒｔｐ装置用治具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31183299A JP4361177B2 (ja) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | 炭化ケイ素材料及びｒｔｐ装置用治具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001130964A true JP2001130964A (ja) | 2001-05-15 |
| JP4361177B2 JP4361177B2 (ja) | 2009-11-11 |
Family
ID=18021948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31183299A Expired - Fee Related JP4361177B2 (ja) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | 炭化ケイ素材料及びｒｔｐ装置用治具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4361177B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016204735A (ja) * | 2015-04-28 | 2016-12-08 | イビデン株式会社 | セラミック構造体およびセラミック構造体の製造方法 |
| JP2019526525A (ja) * | 2016-08-18 | 2019-09-19 | トカイ カーボン コリア カンパニー，リミティド | ＳｉＣ素材及びＳｉＣ複合素材 |
| WO2020003668A1 (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | 株式会社アドマップ | ＳｉＣ部材およびその製造方法 |
| TWI726603B (zh) * | 2019-03-29 | 2021-05-01 | 日商日本碍子股份有限公司 | 燒成用夾具 |
-
1999
- 1999-11-02 JP JP31183299A patent/JP4361177B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016204735A (ja) * | 2015-04-28 | 2016-12-08 | イビデン株式会社 | セラミック構造体およびセラミック構造体の製造方法 |
| JP2019526525A (ja) * | 2016-08-18 | 2019-09-19 | トカイ カーボン コリア カンパニー，リミティド | ＳｉＣ素材及びＳｉＣ複合素材 |
| JP2021066657A (ja) * | 2016-08-18 | 2021-04-30 | トカイ カーボン コリア カンパニー，リミティド | ＳｉＣ素材及びＳｉＣ複合素材 |
| US11591227B2 (en) | 2016-08-18 | 2023-02-28 | Tokai Carbon Korea Co., Ltd. | SiC material and SiC composite material |
| WO2020003668A1 (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | 株式会社アドマップ | ＳｉＣ部材およびその製造方法 |
| JP2020001947A (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-09 | 株式会社アドマップ | ＳｉＣ部材およびその製造方法 |
| TWI726603B (zh) * | 2019-03-29 | 2021-05-01 | 日商日本碍子股份有限公司 | 燒成用夾具 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4361177B2 (ja) | 2009-11-11 |
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