JP2002097091A - ＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆部材およびその製造方法 - Google Patents
ＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆部材およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＳｉＣ膜が基材から剥離することがなく、か
つ、製造コストが安いＣＶＤ−ＳｉＣ膜および製造方法
を提供する。 【解決手段】ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材２と、このＳｉＣ−
Ｓｉ含浸基材２上にＣＶＤによりシリコンの融点より高
い温度で形成されたＳｉＣ膜５とを有し、ＳｉＣ膜５
は、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材２のＳｉＣ粒子６とは強固に
密着し、含浸シリコン３とは密着していないＣＶＤ−Ｓ
ｉＣ膜被覆部材。また、その製造方法。
つ、製造コストが安いＣＶＤ−ＳｉＣ膜および製造方法
を提供する。 【解決手段】ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材２と、このＳｉＣ−
Ｓｉ含浸基材２上にＣＶＤによりシリコンの融点より高
い温度で形成されたＳｉＣ膜５とを有し、ＳｉＣ膜５
は、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材２のＳｉＣ粒子６とは強固に
密着し、含浸シリコン３とは密着していないＣＶＤ−Ｓ
ｉＣ膜被覆部材。また、その製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＣＶＤ−ＳｉＣ膜被
覆部材およびその製造方法に係わり、特にＳｉＣ−Ｓｉ
基材上にＣＶＤによりＳｉの融点より高い温度で形成さ
れたＳｉＣ膜被覆部材およびその製造方法に関する。
覆部材およびその製造方法に係わり、特にＳｉＣ−Ｓｉ
基材上にＣＶＤによりＳｉの融点より高い温度で形成さ
れたＳｉＣ膜被覆部材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来半導体製造において熱処理工程に
は、半導体製造用化学蒸着法（ＣＶＤ）−ＳｉＣ膜が被
覆された熱処理治具が使用されている。
は、半導体製造用化学蒸着法（ＣＶＤ）−ＳｉＣ膜が被
覆された熱処理治具が使用されている。
【０００３】この熱処理治具に被覆されるＣＶＤ−Ｓｉ
Ｃ膜として２種類が知られている。
Ｃ膜として２種類が知られている。
【０００４】第１の種類のＳｉＣ膜は、ＳｉＯおよびＣ
Ｏを１７２０℃の処理温度で反応させ、基材上にＳｉＣ
膜を被覆（堆積）したものなどである。主にβ型（３
Ｃ）ＳｉＣ構造の粒子であるが、一部α型（６Ｈ，１５
Ｒ，２１Ｒ）結晶を含む多結晶であり、結晶粒径は大き
く、透明度が高い。
Ｏを１７２０℃の処理温度で反応させ、基材上にＳｉＣ
膜を被覆（堆積）したものなどである。主にβ型（３
Ｃ）ＳｉＣ構造の粒子であるが、一部α型（６Ｈ，１５
Ｒ，２１Ｒ）結晶を含む多結晶であり、結晶粒径は大き
く、透明度が高い。
【０００５】第２の種類のＳｉＣ膜は、ＳｉＣｌ４およ
びＣ３Ｈ８、Ｈ２を１２００℃の処理温度で反応させ、
カーボンまたはＳｉＣ−Ｓｉ含浸焼結体上にＳｉＣ膜を
被覆したものなどである。β型（３Ｃ）以外にα型（２
Ｈ）の結晶を含む多結晶であり、結晶粒径は小さく、透
明度が低い。
びＣ３Ｈ８、Ｈ２を１２００℃の処理温度で反応させ、
カーボンまたはＳｉＣ−Ｓｉ含浸焼結体上にＳｉＣ膜を
被覆したものなどである。β型（３Ｃ）以外にα型（２
Ｈ）の結晶を含む多結晶であり、結晶粒径は小さく、透
明度が低い。
【０００６】またＣＶＤ−ＳｉＣ膜は処理温度が低く、
原料ガス濃度が高い場合、ＳｉＣ膜の断面から見た微細
構造はコーン状になり、処理温度が高く、原料ガス濃度
が低い場合は塊状になる。
原料ガス濃度が高い場合、ＳｉＣ膜の断面から見た微細
構造はコーン状になり、処理温度が高く、原料ガス濃度
が低い場合は塊状になる。
【０００７】ＳｉＣ膜がＣＶＤされるＳｉＣ膜被覆熱処
理治具の基材には、主として、カーボンとＳｉＣ−Ｓｉ
含浸焼結体の２種類がある。しかし、カーボンとＳｉＣ
−Ｓｉ含浸焼結体はいずれも純度が高くないため、高純
度なＣＶＤ−ＳｉＣ膜を被覆させて製品化している。
理治具の基材には、主として、カーボンとＳｉＣ−Ｓｉ
含浸焼結体の２種類がある。しかし、カーボンとＳｉＣ
−Ｓｉ含浸焼結体はいずれも純度が高くないため、高純
度なＣＶＤ−ＳｉＣ膜を被覆させて製品化している。
【０００８】現在熱処理治具に用いられている上述した
ＣＶＤ−ＳｉＣ膜は図２および図３に示すような次の２
種類の結晶構造がある。
ＣＶＤ−ＳｉＣ膜は図２および図３に示すような次の２
種類の結晶構造がある。
【０００９】（１）図２に示すようにＳｉＯおよびＣＯ
を処理温度１７２０℃で反応させ、カーボンの基材１１
上に被覆したＳｉＣ膜１２であり、結晶構造は主にβ型
（３Ｃ）であるが、一部α型（６Ｈ、１５Ｒ、２１Ｒ）
を含む多結晶である。また、塊状粒子からなり、表面形
状は各粒子の結晶面が現れるファセット状である。基材
として、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸焼結体は、この温度条件では
含浸したＳｉが溶けてしまうため使用されていない。
を処理温度１７２０℃で反応させ、カーボンの基材１１
上に被覆したＳｉＣ膜１２であり、結晶構造は主にβ型
（３Ｃ）であるが、一部α型（６Ｈ、１５Ｒ、２１Ｒ）
を含む多結晶である。また、塊状粒子からなり、表面形
状は各粒子の結晶面が現れるファセット状である。基材
として、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸焼結体は、この温度条件では
含浸したＳｉが溶けてしまうため使用されていない。
【００１０】（２）図３に示すようにＳｉＣｌ４および
Ｃ３Ｈ８、Ｈ２を処理温度１２００℃で反応させ、カー
ボンまたはＳｉＣ−Ｓｉ含浸焼結体の基板１３上に被覆
したＳｉＣ膜１４であり、結晶構造は主にβ型（３Ｃ）
以外にα型（２Ｈ）を含む多結晶である。コーン状粒子
からなり、表面形状はペブル状である。
Ｃ３Ｈ８、Ｈ２を処理温度１２００℃で反応させ、カー
ボンまたはＳｉＣ−Ｓｉ含浸焼結体の基板１３上に被覆
したＳｉＣ膜１４であり、結晶構造は主にβ型（３Ｃ）
以外にα型（２Ｈ）を含む多結晶である。コーン状粒子
からなり、表面形状はペブル状である。
【００１１】従来の基材がカーボン、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸
焼結体のいずれの場合も、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜とは熱膨張
率がことなる。そのため、図４に示すように、高温の状
況下で使用されると、ＳｉＣ膜１５と基材１６間に歪が
生じ、ＳｉＣ膜１５の剥離（チッピング）が発生するこ
とがある。その結果、剥離面１６ｓから拡散する基材１
６中の不純物により半導体ウェーハや熱処理環境を汚染
するおそれがあった。
焼結体のいずれの場合も、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜とは熱膨張
率がことなる。そのため、図４に示すように、高温の状
況下で使用されると、ＳｉＣ膜１５と基材１６間に歪が
生じ、ＳｉＣ膜１５の剥離（チッピング）が発生するこ
とがある。その結果、剥離面１６ｓから拡散する基材１
６中の不純物により半導体ウェーハや熱処理環境を汚染
するおそれがあった。
【００１２】また、剥離を起こりにくくするため、機械
的に基材に凹凸を付け、ＳｉＣ膜と基材が良く噛み合う
ようにする方法がある。さらに、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸焼結
体の場合には、表面のシリコンをケミカルエッチングし
て面を粗くしてからＳｉＣ膜をコーティングする方法が
ある。しかし、これらいずれの方法も、剥離防止には効
果があるが、製造工程が増加するため、製造コストが高
くなる。
的に基材に凹凸を付け、ＳｉＣ膜と基材が良く噛み合う
ようにする方法がある。さらに、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸焼結
体の場合には、表面のシリコンをケミカルエッチングし
て面を粗くしてからＳｉＣ膜をコーティングする方法が
ある。しかし、これらいずれの方法も、剥離防止には効
果があるが、製造工程が増加するため、製造コストが高
くなる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】そこでＳｉＣ膜が基材
から剥離することがなく、かつ、製造コストが安いＣＶ
Ｄ−ＳｉＣ膜および製造方法が要望されている。
から剥離することがなく、かつ、製造コストが安いＣＶ
Ｄ−ＳｉＣ膜および製造方法が要望されている。
【００１４】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、ＳｉＣ膜が基材から剥離することがなく、か
つ、製造コストが安いＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆部材および
製造方法を提供することを目的とする。
もので、ＳｉＣ膜が基材から剥離することがなく、か
つ、製造コストが安いＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆部材および
製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本願請求項１の発明は、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基
材と、このＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材上にＣＶＤによりシリ
コンの融点より高い温度で形成されたＳｉＣ膜とを有
し、このＳｉＣ膜は、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材のＳｉＣ粒
子とは強固に密着し、含浸シリコンとは密着していない
ことを特徴とするＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆部材であること
を要旨としている。
になされた本願請求項１の発明は、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基
材と、このＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材上にＣＶＤによりシリ
コンの融点より高い温度で形成されたＳｉＣ膜とを有
し、このＳｉＣ膜は、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材のＳｉＣ粒
子とは強固に密着し、含浸シリコンとは密着していない
ことを特徴とするＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆部材であること
を要旨としている。
【００１６】本願請求項２の発明は、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸
基材を用意し、シリコンの融点より高い温度でＣＶＤを
行い、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材にＳｉＣ膜を形成すること
を特徴とするＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆部材の製造方法であ
ることを要旨としている。
基材を用意し、シリコンの融点より高い温度でＣＶＤを
行い、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材にＳｉＣ膜を形成すること
を特徴とするＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆部材の製造方法であ
ることを要旨としている。
【００１７】本願請求項３の発明では、上記ＳｉＣ膜は
ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材のＳｉＣ粒子とは強固に密着し、
含浸シリコンとは密着していないようにすることを特徴
とするＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆部材の製造方法であること
を要旨としている。
ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材のＳｉＣ粒子とは強固に密着し、
含浸シリコンとは密着していないようにすることを特徴
とするＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆部材の製造方法であること
を要旨としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるＣＶＤ−Ｓ
ｉＣ膜被覆部材の製造方法について添付図面を参照して
説明する。
ｉＣ膜被覆部材の製造方法について添付図面を参照して
説明する。
【００１９】図１に示すような本発明に係わるＣＶＤ−
ＳｉＣ膜被覆部材１は、次のような製造工程により製造
される。
ＳｉＣ膜被覆部材１は、次のような製造工程により製造
される。
【００２０】高純度炭化珪素粉末とバインダーを混練し
て成形し、これを焼成して、ＳｉＣ基材２の焼成体を製
造する。
て成形し、これを焼成して、ＳｉＣ基材２の焼成体を製
造する。
【００２１】しかる後、焼成体をシリコン含浸炉に入
れ、シリコン３を含浸させ、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材４を
製造する。
れ、シリコン３を含浸させ、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材４を
製造する。
【００２２】さらに、このＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材４をシ
リコン含浸炉から取り出し、ＣＶＤ炉に入れ、シリコン
３の融点より高い温度でＣＶＤを行う。
リコン含浸炉から取り出し、ＣＶＤ炉に入れ、シリコン
３の融点より高い温度でＣＶＤを行う。
【００２３】このＣＶＤは常法により行い、ＳｉＣ
ｌ４、Ｃ３Ｈ８およびＨ２をシリコン３の融点より高い
温度、すなわち１４１４℃以上で反応させてＳｉＣ膜５
を形成する。また、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材４に機械的凹
凸を付けずに、あるいは、ケミカルエッチングして面を
粗くするなど事前の処理工程を経ずに、ＣＶＤはＳｉＣ
−Ｓｉ含浸基材４に直接行う。
ｌ４、Ｃ３Ｈ８およびＨ２をシリコン３の融点より高い
温度、すなわち１４１４℃以上で反応させてＳｉＣ膜５
を形成する。また、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材４に機械的凹
凸を付けずに、あるいは、ケミカルエッチングして面を
粗くするなど事前の処理工程を経ずに、ＣＶＤはＳｉＣ
−Ｓｉ含浸基材４に直接行う。
【００２４】このようにして製造されたＣＶＤ−ＳｉＣ
膜被覆部材１は、各粒子の結晶面がファセット状やバブ
ル状に現われ、さらに、ＳｉＣ膜５はＳｉＣ−Ｓｉ含浸
基材４のＳｉＣ粒子６とは強固に密着し、一方、ＳｉＣ
−Ｓｉ含浸基材４の含浸シリコン表面部分３ｓについて
は、ＣＶＤがシリコンの融点より高い温度でコーティン
グされるため、融解し、ＳｉＣ膜５は含浸シリコン３ｓ
とは完全に密着せず、ＳｉＣ膜５との間に間隙ｇが形成
される。
膜被覆部材１は、各粒子の結晶面がファセット状やバブ
ル状に現われ、さらに、ＳｉＣ膜５はＳｉＣ−Ｓｉ含浸
基材４のＳｉＣ粒子６とは強固に密着し、一方、ＳｉＣ
−Ｓｉ含浸基材４の含浸シリコン表面部分３ｓについて
は、ＣＶＤがシリコンの融点より高い温度でコーティン
グされるため、融解し、ＳｉＣ膜５は含浸シリコン３ｓ
とは完全に密着せず、ＳｉＣ膜５との間に間隙ｇが形成
される。
【００２５】なお、２０００℃まで温度を上昇させる
と、基材内部に含浸したシリコンが過剰に溶出してしま
うため、２０００℃まで温度を上昇させるのは好ましく
ない。
と、基材内部に含浸したシリコンが過剰に溶出してしま
うため、２０００℃まで温度を上昇させるのは好ましく
ない。
【００２６】従って、この間隙ｇを形成することによ
り、熱膨張率の違いによる歪が小さくなり、ＳｉＣ膜３
のＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材４からの剥離を起こりにくくす
ることができる。
り、熱膨張率の違いによる歪が小さくなり、ＳｉＣ膜３
のＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材４からの剥離を起こりにくくす
ることができる。
【００２７】また、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材４に直接ＣＶ
Ｄ−ＳｉＣ膜５を形成しても剥離を起こりにくくするこ
とができるので、事前にＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材４の表面
を粗す工程を増加させる必要がなく、製造コストを低減
することができる。
Ｄ−ＳｉＣ膜５を形成しても剥離を起こりにくくするこ
とができるので、事前にＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材４の表面
を粗す工程を増加させる必要がなく、製造コストを低減
することができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明に係わるＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆部
材およびその製造方法によれば、ＳｉＣ膜が基材から剥
離することがなく、かつ、製造コストが安いＣＶＤ−Ｓ
ｉＣ膜およびその製造方法を提供することができる。
材およびその製造方法によれば、ＳｉＣ膜が基材から剥
離することがなく、かつ、製造コストが安いＣＶＤ−Ｓ
ｉＣ膜およびその製造方法を提供することができる。
【００２９】すなわち、ＳｉＣ膜は、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸
基材のＳｉＣ粒子とは強固に密着し、含浸シリコンとは
間隙が形成され密着していないので、熱膨張率の違いに
よる歪が小さくなり、ＳｉＣ膜のＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材
からの剥離を起こりにくくでき、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材
中の不純物により半導体ウェーハや熱処理環境を汚染す
ることがない。
基材のＳｉＣ粒子とは強固に密着し、含浸シリコンとは
間隙が形成され密着していないので、熱膨張率の違いに
よる歪が小さくなり、ＳｉＣ膜のＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材
からの剥離を起こりにくくでき、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材
中の不純物により半導体ウェーハや熱処理環境を汚染す
ることがない。
【００３０】また、ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材を用意し、シ
リコンの融点より高い温度でＣＶＤを行い、ＳｉＣ−Ｓ
ｉ含浸基材にＳｉＣ膜を形成するので、ＳｉＣ−Ｓｉ含
浸基材のＳｉＣ粒子とは強固に密着し、含浸シリコンと
は間隙が形成され密着していないＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆
部材を製造することができる。
リコンの融点より高い温度でＣＶＤを行い、ＳｉＣ−Ｓ
ｉ含浸基材にＳｉＣ膜を形成するので、ＳｉＣ−Ｓｉ含
浸基材のＳｉＣ粒子とは強固に密着し、含浸シリコンと
は間隙が形成され密着していないＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆
部材を製造することができる。
【図１】本発明に係わるＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆部材の模
式図。
式図。
【図２】従来のＣＶＤ−ＳｉＣ膜の製造方法より製造さ
れたＣＶＤ−ＳｉＣ膜の模式図。
れたＣＶＤ−ＳｉＣ膜の模式図。
【図３】従来のＣＶＤ−ＳｉＣ膜の製造方法より製造さ
れた他のＣＶＤ−ＳｉＣ膜の模式図。
れた他のＣＶＤ−ＳｉＣ膜の模式図。
【図４】従来のＣＶＤ−ＳｉＣ膜の製造方法より製造さ
れたＣＶＤ−ＳｉＣ膜の模式図。
れたＣＶＤ−ＳｉＣ膜の模式図。
１ ＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆部材 ２ ＳｉＣ基材 ３ シリコン ３ｓ 含浸シリコン表面部分 ４ ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材 ５ ＳｉＣ膜 ６ ＳｉＣ粒子 ｇ 間隙
Claims (3)
- 【請求項１】 ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材と、このＳｉＣ−
Ｓｉ含浸基材上にＣＶＤによりシリコンの融点より高い
温度で形成されたＳｉＣ膜とを有し、このＳｉＣ膜は、
ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材のＳｉＣ粒子とは強固に密着し、
含浸シリコンとは密着していないことを特徴とするＣＶ
Ｄ−ＳｉＣ膜被覆部材。 - 【請求項２】 ＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材を用意し、シリコ
ンの融点より高い温度でＣＶＤを行い、ＳｉＣ−Ｓｉ含
浸基材にＳｉＣ膜を形成することを特徴とするＣＶＤ−
ＳｉＣ膜被覆部材の製造方法。 - 【請求項３】 上記ＳｉＣ膜はＳｉＣ−Ｓｉ含浸基材の
ＳｉＣ粒子とは強固に密着し、含浸シリコンとは密着し
ていないようにすることを特徴とするＣＶＤ−ＳｉＣ膜
被覆部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000289363A JP2002097091A (ja) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | ＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆部材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000289363A JP2002097091A (ja) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | ＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆部材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002097091A true JP2002097091A (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=18772786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000289363A Pending JP2002097091A (ja) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | ＣＶＤ−ＳｉＣ膜被覆部材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002097091A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019529301A (ja) * | 2016-08-04 | 2019-10-17 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Ｓｉ含有複合材の再溶融浸透中のケイ素損失を防ぐためのシールコート |
-
2000
- 2000-09-22 JP JP2000289363A patent/JP2002097091A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019529301A (ja) * | 2016-08-04 | 2019-10-17 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Ｓｉ含有複合材の再溶融浸透中のケイ素損失を防ぐためのシールコート |
| US12017962B2 (en) | 2016-08-04 | 2024-06-25 | General Electric Company | Seal coats to prevent silicon loss during re-melt infiltration of Si containing composites |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20070711 |