JP2001262346A - ピンホ−ルを低減したSiC被覆黒鉛部材の製法 - Google Patents

ピンホ−ルを低減したSiC被覆黒鉛部材の製法

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JP2001262346A
JP2001262346A JP2000071486A JP2000071486A JP2001262346A JP 2001262346 A JP2001262346 A JP 2001262346A JP 2000071486 A JP2000071486 A JP 2000071486A JP 2000071486 A JP2000071486 A JP 2000071486A JP 2001262346 A JP2001262346 A JP 2001262346A
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sic
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Keiichi Hirata
恵一 平田
Shinichiro Iida
信一郎 飯田
Katsuyoshi Hatakeyama
克良 畠山
Minoru Wakayama
実 若山
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Nippon Carbon Co Ltd
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Nippon Carbon Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は炭化ケイ素被覆黒鉛部材の製造方法で
あって、高温度での塩化水素ガス雰囲気においてもピン
ホ−ルを生じない長寿命の炭化ケイ素被覆黒鉛部材を提
供する製造法であり、特に高温において耐酸化性に優れ
た炭化ケイ素被覆黒鉛部材製造法を提供する。 【解決手段】高温気相でのSiC生成雰囲気と基材の黒
鉛との位置関係に注目して、原料分解ガスのシリコンと
炭素原料ガスとの比重差又は濃度差に起因してシリコン
分子が未反応のまま沈積する箇所が生じこれが、ピンホ
−ルの原因と推定した。このために化学気相蒸着法(C
VD法)によって黒鉛基材にSiCを被覆したSiC黒
鉛部材の製法において、黒鉛基材に対し通常組成の原料
ガスを均一に供給する一方で、黒鉛基材の近傍から炭素
源の炭化水素ガスリッチな原料ガスを供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は主として半導体の製造工
程において使用される、特に、高温度で原料ガスや洗浄
ガスを用いた処理を行うため耐熱性及び耐食性が要求さ
れるサセプタ−や拡散炉用ウエハボ−ト等の熱処理用炭
化けい素被覆黒鉛部材の製法に関する。
【0002】
【従来の技術】熱処理用治具の例として、サセプタ−を
挙げて説明する。半導体デバイス等の製造に気相成長装
置を用いて密封反応容器内に置かれたウエハ上に反応ガ
スを供給し、そのウエハ上に薄膜を気相成長(エピタキ
シャル成長)させる工程がある。
【0003】炭化けい素被覆黒鉛材からなるサセプタ−
(以下SiC黒鉛部材という)は、シリコンなどの半導
体単結晶等をエピタキシャル成長させる際に主として使
用される。
【0004】高純度のシリコン基板等に接触して高温で
使用されるためシリコン基板を汚染しないことが重要で
ある。気相成長の際にキャリヤガスとして水素ガスが用
いられるために発生する塩化水素ガスに曝露される。
【0005】又、付着したSiを除去するために100
0〜約1200℃で塩化水素ガス処理も繰返しに対する
耐食性と機械的な強度が要求されている。
【0006】この用途には、従来から等方性黒鉛材に炭
化けい素を被覆したSiC黒鉛部材が使用されている。
【0007】上記のSiC黒鉛部材は、基材の黒鉛と被
覆層のSiCとの熱膨張差を小さくする対策(特開昭6
1−268029号)で、被覆層のSiCのクラックや
ピンホ−ルの発生を防止している。
【0008】さらにこの対策として反応容器を真空引き
――反応ガス供給――真空引き――反応ガス供給――と
繰り返すパルスCVI(化学気相含浸)法、例えば特開
平11−35391号が提案されている。
【0009】特開平11−35391号公報に開示され
た方法によれば、従来品に比較して基材の黒鉛材料に内
在する気孔までSiCが充填され、気孔に充填されたS
iCが基材黒鉛に杭の作用をして表層のSiCを固定す
るので被覆SiCの剥離が防止されるという。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記対
策に関わらず被覆層SiCの均一性の課題とピンホ−ル
の発生の課題は十分となっていない。このため使用回数
が一定せずに廃棄してしまう問題がある。
【0011】本発明は半導体の製造工程においてウエハ
−を載置するために使用される炭化けい素被覆黒鉛部材
について、ピンホ−ルの発生を防止した炭化けい素被覆
黒鉛部材の製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成すべく鋭意研究した結果、高温気相でのSiC生成
雰囲気と基材の黒鉛との位置関係に注目して、原料分解
ガスのシリコンと炭素原料ガスとの比重差又は濃度差に
起因してシリコン分子が未反応のまま沈積する箇所が生
じこれが、ピンホ−ルの原因と推定した。
【0013】このために 化学気相蒸着法(CVD法)
によって黒鉛基材にSiCを被覆したSiC黒鉛部材の
製法において、黒鉛基材に対し通常組成の原料ガスを均
一に供給する一方で、黒鉛基材の近傍から炭素源の炭化
水素ガスリッチな原料ガスを供給することによって上記
の目的が達成されることを見出し、本発明に到達した。
【0014】すなわち本発明の炭化ケイ素被覆黒鉛部材
の製造方法は、高温度での塩化水素ガス雰囲気において
もピンホ−ルを生じないため長寿命な炭化ケイ素被覆黒
鉛部材が得られる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の製造方法について
さらに詳細に説明する。
【0016】本発明では、CVD法でSiC被膜を黒鉛
部材の表面に形成するためには、原料ガスを例えばジク
ロルシラン、トリクロルシラン、テトラクロルシラン等
のハロゲン化けい素化合物とメタン、プロパン、ブタ
ン、ペンタン等の炭化水素ガスとの混合ガスを原料ガス
として用いる。
【0017】水素ガス雰囲気中で上記の原料ガスを熱分
解し、加熱された黒鉛部材の表面に沈着させる際に、原
料ガスの主供給ノズルからSi/Cの元素比で10/2
0〜10/12の原料混合ガスを水素キャリヤガスと共
に供給し、黒鉛部材の近傍に設けた補助供給ノズルから
Si/Cの元素比で1/3〜1/10の原料混合ガスを
供給する。
【0018】主供給ノズルからの原料混合ガス流量と補
助供給ノズルからの原料混合ガス流量との比は、10:
1〜10:5の範囲で選定される。
【0019】原料ガスの供給ノズルは、ねじ加工して原
料ガスをスクロ−ル状に噴射させると均一なSiC膜が
えられる。
【0020】原料ガスの主供給ノズルからの混合ガスを
元素比で10/20より小のときはシリコン過剰とな
り、10/12より大のときは炭素過剰となる不都合が
ある。
【0021】黒鉛部材の近傍に設けた補助供給ノズルか
らの混合ガスを元素比で1/10より小のときは シリ
コン過剰となり、1/3より大のときは 炭素過剰とな
る不都合がある。
【0022】以上のような原料ガス、供給方法にしてキ
ャリヤ−ガスに水素を用い、温度1000〜1400℃
で黒鉛部材表面にSiCを被覆した炭化ケイ素被覆黒鉛
部材が得られる。大型の炭化ケイ素被覆黒鉛部材の製造
時は、反応装置を大気圧以下の減圧雰囲気で行うと炭化
ケイ素被膜が均一に蒸着する。
【0023】
【実施例】反応装置を大気圧以下の減圧条件の下で、原
料ガスのシリコン源にトリクロルシラン、炭素源にプロ
パンを使用して、直径790mmに加工した等方性黒鉛
部材(品種名:EGF−262、日本カ−ボン株式会社
製造)の表面に1300℃で平均膜厚100μmのSi
Cを被覆した。
【0024】原料ガスの主供給ノズルからトリクロルシ
ランとプロパンとの混合ガスを元素比で1/1.5とし
て、黒鉛部材の近傍に設けた補助供給ノズルからトリク
ロルシランとプロパンとの混合ガスを元素比で1/5と
した。
【0025】主供給ノズルからの混合ガス流量と補助供
給ノズルからの混合ガス流量との比を10:3とした。
原料ガスの供給ノズルは、ねじ加工して原料ガスをスク
ロ−ル状に噴射させた。
【0026】得られた炭化ケイ素被覆黒鉛部材を150
0℃の塩化水素雰囲気中で48時間処理したところ重量
減少は0.01%以下であった。
【0027】
【比較例】主供給ノズルからの混合ガスのみとして補助
供給ノズルからの混合ガスを無しとした。原料ガスの供
給ノズをねじ加工しないこと以外は実施例1と同様にし
て平均膜厚100μmのSiCを被覆した黒鉛部材を得
た。
【0028】これを実施例1と同様に1500℃の塩化
水素雰囲気中で48時間処理したところ重量減少は0.
2%であった
【0029】
【発明の効果】本発明の炭化ケイ素被覆黒鉛部材の製造
方法は、高温度での塩化水素ガス雰囲気においてもピン
ホ−ルを生じないため長寿命の炭化ケイ素被覆黒鉛部材
を提供する製造法であり、特に高温において耐酸化性に
優れた炭化ケイ素被覆黒鉛部材が安定して得られ、工業
上きわめて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K030 AA03 AA06 AA09 BA37 CA05 EA05 EA06 FA10 GA02 KA47 LA15 5F045 AC05 BB01 BB15 EK08 EM09

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】化学気相蒸着法(CVD法)によって黒鉛
    基材にSiCを被覆したSiC黒鉛部材の製法におい
    て、黒鉛基材に対し通常組成の原料ガスを均一に供給す
    る一方で、黒鉛基材の近傍から炭素源の炭化水素ガスリ
    ッチな原料ガスを供給することを特徴とするSiC被覆
    黒鉛部材の製法。
JP2000071486A 2000-03-15 2000-03-15 ピンホ−ルを低減したSiC被覆黒鉛部材の製法 Withdrawn JP2001262346A (ja)

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