JP2891978B1 - 炭化珪素質構造体 - Google Patents
炭化珪素質構造体Info
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Abstract
【要約】
【課題】 形状に起因する製作経済上，使用上及び用途
制限上の問題を解決して、広範な用途に供しうる実用的
な炭化珪素質構造体を提供する。 【解決手段】 スピンコータ１０は、炭化珪素焼結部材
である筒状のハブ部分１２と環状の補強部分１３とを、
化学蒸着により両部分１２，１３の表面に跨がって形成
された炭化珪素膜であるウエハ支持部分１１により、一
体連結してなる炭化珪素質構造体である。炭化珪素膜１
１は、ミラー指数表示における（１１１）面に対する他
の各結晶面のＸ線回折強度比が各々０．１〜１０となる
結晶構造をなすものであり、且つ結晶粒子のアスペクト
比が１〜３０である結晶構造をなすものである。
制限上の問題を解決して、広範な用途に供しうる実用的
な炭化珪素質構造体を提供する。 【解決手段】 スピンコータ１０は、炭化珪素焼結部材
である筒状のハブ部分１２と環状の補強部分１３とを、
化学蒸着により両部分１２，１３の表面に跨がって形成
された炭化珪素膜であるウエハ支持部分１１により、一
体連結してなる炭化珪素質構造体である。炭化珪素膜１
１は、ミラー指数表示における（１１１）面に対する他
の各結晶面のＸ線回折強度比が各々０．１〜１０となる
結晶構造をなすものであり、且つ結晶粒子のアスペクト
比が１〜３０である結晶構造をなすものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造用治具
（スピンコータ等）や光学素子（軟Ｘ線反射鏡等）等と
して使用される炭化珪素質構造体に関するものである。
（スピンコータ等）や光学素子（軟Ｘ線反射鏡等）等と
して使用される炭化珪素質構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】炭化珪素焼結体又はその表面に炭化珪素
膜を被覆形成した複合体で構成される炭化珪素質構造体
は、耐食性，熱伝導性，耐摩耗性等に優れるといった炭
化珪素の特性を生かして、スピンコータ等の半導体製造
用治具や軟Ｘ線反射鏡等の光学素子を始めとして、種々
の産業，工業分野における機器，部品に多用されてい
る。
膜を被覆形成した複合体で構成される炭化珪素質構造体
は、耐食性，熱伝導性，耐摩耗性等に優れるといった炭
化珪素の特性を生かして、スピンコータ等の半導体製造
用治具や軟Ｘ線反射鏡等の光学素子を始めとして、種々
の産業，工業分野における機器，部品に多用されてい
る。
【０００３】ところで、炭化珪素膜は、物理的性質，光
学的性質等の優れた特性を有するものであることから、
一般に、当該炭化珪素質構造体に要求されている機能等
が炭化珪素焼結体のみで構成することによっては確保で
きない場合や炭化珪素焼結体によって発揮される機能等
を更に向上させたい場合等に、当該炭化珪素質構造体の
必須構成部材として使用されるものである。例えば、シ
リコンウエハのスピンコーティングに使用するスピンコ
ータのウエハ支持面のように不純物等の付着を極度に嫌
う部分（ウエハの汚染防止を図る必要のある部分）、軟
Ｘ線反射鏡の反射面のように高度の平滑性が要求される
部分又は多孔質の炭化珪素焼結体では確保できない高度
の気密性が必要とされる部分においては、炭化珪素焼結
体の表面に炭化珪素膜が被覆形成される。
学的性質等の優れた特性を有するものであることから、
一般に、当該炭化珪素質構造体に要求されている機能等
が炭化珪素焼結体のみで構成することによっては確保で
きない場合や炭化珪素焼結体によって発揮される機能等
を更に向上させたい場合等に、当該炭化珪素質構造体の
必須構成部材として使用されるものである。例えば、シ
リコンウエハのスピンコーティングに使用するスピンコ
ータのウエハ支持面のように不純物等の付着を極度に嫌
う部分（ウエハの汚染防止を図る必要のある部分）、軟
Ｘ線反射鏡の反射面のように高度の平滑性が要求される
部分又は多孔質の炭化珪素焼結体では確保できない高度
の気密性が必要とされる部分においては、炭化珪素焼結
体の表面に炭化珪素膜が被覆形成される。
【０００４】而して、炭化珪素質構造体の形状（以下
「構造体形状」という）は、それが炭化珪素焼結体のみ
で構成されるものである場合には勿論、炭化珪素焼結体
の表面に炭化珪素膜を被覆形成してなる複合体で構成さ
れる場合にも、主として、炭化珪素焼結体の形状によっ
て決定されることになる。したがって、炭化珪素質構造
体にあっては、炭化珪素焼結体を当該構造体形状に応じ
た形状（当該構造体形状に一致する形状又は略一致する
形状）となしておく必要がある。
「構造体形状」という）は、それが炭化珪素焼結体のみ
で構成されるものである場合には勿論、炭化珪素焼結体
の表面に炭化珪素膜を被覆形成してなる複合体で構成さ
れる場合にも、主として、炭化珪素焼結体の形状によっ
て決定されることになる。したがって、炭化珪素質構造
体にあっては、炭化珪素焼結体を当該構造体形状に応じ
た形状（当該構造体形状に一致する形状又は略一致する
形状）となしておく必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、炭化珪素焼結
材料（炭化珪素粉末又はこれに適宜の結合剤を添加した
もの）を成型，焼成することによって得ることができる
炭化珪素焼結体の形状には、当然に、一定の制限があ
り、その制限枠を超えるような形状の炭化珪素焼結体は
成型，焼成工程のみによって得ることができない。すな
わち、炭化珪素焼結体は、それが板状，棒状，筒状等の
単純な形状をなす場合には、成型，焼成工程のみによっ
て得ることができるが、肉厚が大きく異なる部分がある
等の複雑な形状をなす場合には、炭化珪素焼結材料を成
型，焼成するだけでは得ることができない。
材料（炭化珪素粉末又はこれに適宜の結合剤を添加した
もの）を成型，焼成することによって得ることができる
炭化珪素焼結体の形状には、当然に、一定の制限があ
り、その制限枠を超えるような形状の炭化珪素焼結体は
成型，焼成工程のみによって得ることができない。すな
わち、炭化珪素焼結体は、それが板状，棒状，筒状等の
単純な形状をなす場合には、成型，焼成工程のみによっ
て得ることができるが、肉厚が大きく異なる部分がある
等の複雑な形状をなす場合には、炭化珪素焼結材料を成
型，焼成するだけでは得ることができない。
【０００６】したがって、炭化珪素焼結体の形状によっ
て決定される構造体形状が複雑なものである場合、当該
炭化珪素質構造体の製作経済上又は使用上、次のような
問題があった。
て決定される構造体形状が複雑なものである場合、当該
炭化珪素質構造体の製作経済上又は使用上、次のような
問題があった。
【０００７】例えば、構造体形状が厚肉部分と薄肉部分
とが混在するようなものである場合、かかる構造体形状
に対応する形状の炭化珪素焼結体は、炭化珪素焼結材料
の成型，焼成工程のみによっては得ることができず、更
に切削加工又は研削加工を必要とする。すなわち、かか
る形状の炭化珪素焼結体は、厚肉部分を基準とした形状
に炭化珪素焼結材料を成型，焼成し、得られた焼結体素
材を最終形状に切削，研削加工することによって製作さ
れることになる。したがって、当然に歩留りが悪く、製
作工程が多い等の問題が生じる。かかる製作経済上の問
題は、厚肉部分と薄肉部分との寸法差（肉厚差）が大き
くなるに従って或いは薄肉部分が多くなるに従って、よ
り顕著となる。
とが混在するようなものである場合、かかる構造体形状
に対応する形状の炭化珪素焼結体は、炭化珪素焼結材料
の成型，焼成工程のみによっては得ることができず、更
に切削加工又は研削加工を必要とする。すなわち、かか
る形状の炭化珪素焼結体は、厚肉部分を基準とした形状
に炭化珪素焼結材料を成型，焼成し、得られた焼結体素
材を最終形状に切削，研削加工することによって製作さ
れることになる。したがって、当然に歩留りが悪く、製
作工程が多い等の問題が生じる。かかる製作経済上の問
題は、厚肉部分と薄肉部分との寸法差（肉厚差）が大き
くなるに従って或いは薄肉部分が多くなるに従って、よ
り顕著となる。
【０００８】また、炭化珪素焼結体の表面に炭化珪素膜
を被覆形成する場合において、炭化珪素膜が接着される
炭化珪素焼結体部分が厚肉部分であるときはともかく、
薄肉部分であるときには、当該薄肉部分とその表面に接
着された炭化珪素膜との熱膨張率が大きく異なることか
ら、高温条件下での使用時に当該薄肉部分が変形する
（薄肉部分と炭化珪素膜との熱膨張量の差により反りが
生じる）虞れがある。
を被覆形成する場合において、炭化珪素膜が接着される
炭化珪素焼結体部分が厚肉部分であるときはともかく、
薄肉部分であるときには、当該薄肉部分とその表面に接
着された炭化珪素膜との熱膨張率が大きく異なることか
ら、高温条件下での使用時に当該薄肉部分が変形する
（薄肉部分と炭化珪素膜との熱膨張量の差により反りが
生じる）虞れがある。
【０００９】さらに、中空箱形状等の如く、炭化珪素焼
結材料の成型，焼成工程によっては勿論、これに切削工
程を付加することによっても製作できない構造体形状が
要求される用途には、炭化珪素質構造体を使用すること
が有用，有効であるとしても、これを使用することがで
きない。すなわち、要求される構造体形状によって、用
途が大幅に制限されることになる。
結材料の成型，焼成工程によっては勿論、これに切削工
程を付加することによっても製作できない構造体形状が
要求される用途には、炭化珪素質構造体を使用すること
が有用，有効であるとしても、これを使用することがで
きない。すなわち、要求される構造体形状によって、用
途が大幅に制限されることになる。
【００１０】本発明は、このような構造体形状に起因す
る製作経済上，使用上及び用途制限上の問題を解決し
て、広範な用途に供しうる実用的な炭化珪素質構造体を
提供することを目的とするものである。
る製作経済上，使用上及び用途制限上の問題を解決し
て、広範な用途に供しうる実用的な炭化珪素質構造体を
提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、要求される構
造体形状（炭化珪素質構造体の形状）が如何に複雑なも
のである場合にも、これを複数の単純な立体形状に分け
ることができること、つまり構造体形状はそれが如何に
複雑なものであるとしても、板形状，立方体形状，棒形
状，筒形状等の単純な立体形状（以下「単純立体形状」
という）の集合にすぎないことに着目して、炭化珪素質
構造体を単純立体形状をなす複数の部材の一体連結構造
物に構成しておくことを提案するものである。
造体形状（炭化珪素質構造体の形状）が如何に複雑なも
のである場合にも、これを複数の単純な立体形状に分け
ることができること、つまり構造体形状はそれが如何に
複雑なものであるとしても、板形状，立方体形状，棒形
状，筒形状等の単純な立体形状（以下「単純立体形状」
という）の集合にすぎないことに着目して、炭化珪素質
構造体を単純立体形状をなす複数の部材の一体連結構造
物に構成しておくことを提案するものである。
【００１２】すなわち、本発明の炭化珪素質構造体は、
上記の目的を達成すべく、特に、所定形状に成形された
複数の炭化珪素焼結部材を、化学蒸着によって少なくと
も二つの炭化珪素焼結部材の表面に跨がって接着形成さ
れた炭化珪素膜により、分離不能に連結してなるもので
ある。
上記の目的を達成すべく、特に、所定形状に成形された
複数の炭化珪素焼結部材を、化学蒸着によって少なくと
も二つの炭化珪素焼結部材の表面に跨がって接着形成さ
れた炭化珪素膜により、分離不能に連結してなるもので
ある。
【００１３】ここに、所定形状に成形された炭化珪素焼
結部材とは、炭化珪素焼結材料（炭化珪素粉末又はこれ
に適宜に結合剤を添加したもの）を成型，焼成して得る
ことができる単純立体形状をなす炭化珪素焼結体をい
い、炭化珪素焼結材料の成型，焼成のみによって得られ
たものの他、成型，焼成によって得られた炭化珪素焼結
体にその形状を大きく変更しない加工（例えば、寸法精
度，表面精度を調整するための研磨加工等）を施したも
のも含むが、成型，焼成によって得られた炭化珪素焼結
体にその形状を大きく変更するような切削，研削加工を
施したものは含まない。
結部材とは、炭化珪素焼結材料（炭化珪素粉末又はこれ
に適宜に結合剤を添加したもの）を成型，焼成して得る
ことができる単純立体形状をなす炭化珪素焼結体をい
い、炭化珪素焼結材料の成型，焼成のみによって得られ
たものの他、成型，焼成によって得られた炭化珪素焼結
体にその形状を大きく変更しない加工（例えば、寸法精
度，表面精度を調整するための研磨加工等）を施したも
のも含むが、成型，焼成によって得られた炭化珪素焼結
体にその形状を大きく変更するような切削，研削加工を
施したものは含まない。
【００１４】また、炭化珪素膜により連結された炭化珪
素焼結部材相互の位置関係は、すべての炭化珪素焼結部
材及び炭化珪素膜によって形成される立体形状が要求さ
れる構造体形状に一致するように、設定される。
素焼結部材相互の位置関係は、すべての炭化珪素焼結部
材及び炭化珪素膜によって形成される立体形状が要求さ
れる構造体形状に一致するように、設定される。
【００１５】また、すべての炭化珪素焼結部材は、化学
蒸着によって少なくとも二つの炭化珪素焼結部材の表面
に跨がって接着形成された炭化珪素膜により、一体連結
されるものであるが、好ましい炭化珪素膜の形成態様
は、炭化珪素質構造体に要求される機能，使用条件や構
造体形状等によって異なり、すべての炭化珪素焼結部材
を一つの炭化珪素膜で連結する場合と複数の炭化珪素膜
で連結する場合とに大別される。
蒸着によって少なくとも二つの炭化珪素焼結部材の表面
に跨がって接着形成された炭化珪素膜により、一体連結
されるものであるが、好ましい炭化珪素膜の形成態様
は、炭化珪素質構造体に要求される機能，使用条件や構
造体形状等によって異なり、すべての炭化珪素焼結部材
を一つの炭化珪素膜で連結する場合と複数の炭化珪素膜
で連結する場合とに大別される。
【００１６】前者は、すべての炭化珪素焼結部材を一連
に形成された炭化珪素膜により分離不能に一体連結する
場合、つまり一つの炭化珪素膜がすべての炭化珪素焼結
部材の表面に跨がって連続している場合である。また、
後者は、例えば、炭化珪素質構造体が三つの炭化珪素焼
結部材と二つの炭化珪素膜とで構成される場合であっ
て、第一の炭化珪素焼結部材と第二の炭化珪素焼結部材
とを両炭化珪素焼結部材の表面に跨がって接着形成した
第一の炭化珪素膜により連結すると共に、第一の炭化珪
素焼結部材と第三の炭化珪素焼結部材とを両炭化珪素焼
結部材の表面に跨がって接着形成した第二の炭化珪素膜
で連結することによって、三つの炭化珪素焼結部材を分
離不能に一体連結する場合である。
に形成された炭化珪素膜により分離不能に一体連結する
場合、つまり一つの炭化珪素膜がすべての炭化珪素焼結
部材の表面に跨がって連続している場合である。また、
後者は、例えば、炭化珪素質構造体が三つの炭化珪素焼
結部材と二つの炭化珪素膜とで構成される場合であっ
て、第一の炭化珪素焼結部材と第二の炭化珪素焼結部材
とを両炭化珪素焼結部材の表面に跨がって接着形成した
第一の炭化珪素膜により連結すると共に、第一の炭化珪
素焼結部材と第三の炭化珪素焼結部材とを両炭化珪素焼
結部材の表面に跨がって接着形成した第二の炭化珪素膜
で連結することによって、三つの炭化珪素焼結部材を分
離不能に一体連結する場合である。
【００１７】また、炭化珪素質構造体が肉厚部分と薄肉
部分とが混在する構造体形状をなすものである場合、肉
厚部分及び薄肉部分を炭化珪素焼結部材又はその表面に
炭化珪素膜を化学蒸着させたもので構成する他、薄肉部
分については炭化珪素膜のみで構成しておくことができ
る。すなわち、離間する少なくとも二つの炭化珪素焼結
部材を、両炭化珪素焼結部材の表面にその一部を接着さ
せた炭化珪素膜により分離不能に連結して、当該炭化珪
素質構造体の薄肉部分を両炭化珪素焼結部材間の炭化珪
素膜部分のみで構成しておくことができる。このように
炭化珪素膜のみで薄肉部分を構成しておくようにすれ
ば、炭化珪素焼結材料の成型，焼成上又は強度上から炭
化珪素焼結体で構成しておくことが困難な程度にまで薄
い薄肉部分を有する炭化珪素質構造体をも容易に得るこ
とができる。また、当該薄肉部分が炭化珪素焼結体で構
成しておくことが可能な厚さのものである場合にも、そ
の表面に炭化珪素膜を接着形成しておくことが必要なと
きには、高温条件下での使用時に冒頭で述べた如く炭化
珪素焼結体と炭化珪素膜との熱膨張率差により当該薄肉
部分が変形（反り）するといった問題を生じるが、当該
薄肉部分を炭化珪素膜のみで構成しておくことにより、
かかる問題は全く生じない。
部分とが混在する構造体形状をなすものである場合、肉
厚部分及び薄肉部分を炭化珪素焼結部材又はその表面に
炭化珪素膜を化学蒸着させたもので構成する他、薄肉部
分については炭化珪素膜のみで構成しておくことができ
る。すなわち、離間する少なくとも二つの炭化珪素焼結
部材を、両炭化珪素焼結部材の表面にその一部を接着さ
せた炭化珪素膜により分離不能に連結して、当該炭化珪
素質構造体の薄肉部分を両炭化珪素焼結部材間の炭化珪
素膜部分のみで構成しておくことができる。このように
炭化珪素膜のみで薄肉部分を構成しておくようにすれ
ば、炭化珪素焼結材料の成型，焼成上又は強度上から炭
化珪素焼結体で構成しておくことが困難な程度にまで薄
い薄肉部分を有する炭化珪素質構造体をも容易に得るこ
とができる。また、当該薄肉部分が炭化珪素焼結体で構
成しておくことが可能な厚さのものである場合にも、そ
の表面に炭化珪素膜を接着形成しておくことが必要なと
きには、高温条件下での使用時に冒頭で述べた如く炭化
珪素焼結体と炭化珪素膜との熱膨張率差により当該薄肉
部分が変形（反り）するといった問題を生じるが、当該
薄肉部分を炭化珪素膜のみで構成しておくことにより、
かかる問題は全く生じない。
【００１８】また、少なくとも二つの炭化珪素焼結部材
を、その間に炭化珪素膜のみで構成される薄肉部分を介
在した状態で連結しておく必要のない場合において、両
炭化珪素焼結部材を単に衝合させた状態で連結させるの
みでは連結強度が不足するときには、両炭化珪素焼結部
材を、凹凸係合させた状態で、その係合部分の表面に接
着させた炭化珪素膜により、分離不能に連結しておくこ
とが好ましい。
を、その間に炭化珪素膜のみで構成される薄肉部分を介
在した状態で連結しておく必要のない場合において、両
炭化珪素焼結部材を単に衝合させた状態で連結させるの
みでは連結強度が不足するときには、両炭化珪素焼結部
材を、凹凸係合させた状態で、その係合部分の表面に接
着させた炭化珪素膜により、分離不能に連結しておくこ
とが好ましい。
【００１９】また、炭化珪素膜は、冒頭で述べた如く当
該炭化珪素質構造体の機能等を確保するため或いは向上
させるために使用される他、炭化珪素焼結部材同士を連
結する単なる連結手段としてのみ使用することができ
る。なお、炭化珪素質構造体又はその一部（炭化珪素焼
結部材）が炭化珪素膜を被覆しておく必要がないもので
ある場合、炭化珪素焼結部材同士を適宜の接着剤や連結
具（ボルト等）で連結しておくことも可能であるが、こ
のような炭化珪素以外の材料からなる接着剤，連結具を
使用することは、連結部において耐熱性，強度が低下し
たり汚染物質が発生する等の問題を生じる虞れがある。
しかし、炭化珪素焼結部材同士の連結手段として同質の
炭化珪素膜を使用すると、このような問題を生じる虞れ
がない。
該炭化珪素質構造体の機能等を確保するため或いは向上
させるために使用される他、炭化珪素焼結部材同士を連
結する単なる連結手段としてのみ使用することができ
る。なお、炭化珪素質構造体又はその一部（炭化珪素焼
結部材）が炭化珪素膜を被覆しておく必要がないもので
ある場合、炭化珪素焼結部材同士を適宜の接着剤や連結
具（ボルト等）で連結しておくことも可能であるが、こ
のような炭化珪素以外の材料からなる接着剤，連結具を
使用することは、連結部において耐熱性，強度が低下し
たり汚染物質が発生する等の問題を生じる虞れがある。
しかし、炭化珪素焼結部材同士の連結手段として同質の
炭化珪素膜を使用すると、このような問題を生じる虞れ
がない。
【００２０】また、炭化珪素膜は、その表面の微小な傷
に起因する応力集中を分散回避して膜強度を高めるため
に、次のような結晶構造をなすものとしておくことが好
ましい。
に起因する応力集中を分散回避して膜強度を高めるため
に、次のような結晶構造をなすものとしておくことが好
ましい。
【００２１】すなわち、第１に、炭化珪素膜は、ミラー
指数表示における（１１１）面に対する他の各結晶面の
Ｘ線回折強度比が各々０．１〜１０である結晶構造（以
下「第１結晶構造」という）をなすものとしておくこと
が好ましい。ここに、（１１１）面に対する他の各結晶
面のＸ線回折強度比とは、Ｘ線回折装置によって測定さ
れるピーク強度（米国ＡＳＴＭ規格に基づく粉末Ｘ線回
折値により補正したものであり、以下、単に「ピーク強
度」という）において、（１１１）面を除く各結晶面
（例えば（２２０）面）のピーク強度を（１１１）面の
ピーク強度で除した値をいう。例えば、（１１１）面に
対する（２２０）面のＸ線回折強度比が１０であると
は、（２２０）面のピーク強度が（１１１）面のピーク
強度の１０倍となっていることを意味し、当該Ｘ線回折
強度比が０．１であるとは、（２２０）面のピーク強度
が（１１１）面の１／１０倍となっていること、つまり
（１１１）面のピーク強度が（２２０）面のピーク強度
の１０倍となっていることを意味する。したがって、当
該Ｘ線回折強度比が０．１〜１０であるとは、（１１
１）面以外の如何なる一の結晶面のピーク強度も（１１
１）面のピーク強度の１０倍を超えず、且つ（１１１）
面のピーク強度も（１１１）面以外の如何なる一の結晶
面のピーク強度の１０倍を超えないということを意味す
るものである。ところで、化学蒸着による炭化珪素膜に
おける結晶面の配向性は（１１１）面が最も高く（２２
０）面がこれに続くものであることから、実用上は、
（１１１）面に対する（２２０）面のＸ線回折強度比が
０．１〜１０となっておれば、すべての結晶面について
上記条件が満たされているものとみなして差し支えな
い。
指数表示における（１１１）面に対する他の各結晶面の
Ｘ線回折強度比が各々０．１〜１０である結晶構造（以
下「第１結晶構造」という）をなすものとしておくこと
が好ましい。ここに、（１１１）面に対する他の各結晶
面のＸ線回折強度比とは、Ｘ線回折装置によって測定さ
れるピーク強度（米国ＡＳＴＭ規格に基づく粉末Ｘ線回
折値により補正したものであり、以下、単に「ピーク強
度」という）において、（１１１）面を除く各結晶面
（例えば（２２０）面）のピーク強度を（１１１）面の
ピーク強度で除した値をいう。例えば、（１１１）面に
対する（２２０）面のＸ線回折強度比が１０であると
は、（２２０）面のピーク強度が（１１１）面のピーク
強度の１０倍となっていることを意味し、当該Ｘ線回折
強度比が０．１であるとは、（２２０）面のピーク強度
が（１１１）面の１／１０倍となっていること、つまり
（１１１）面のピーク強度が（２２０）面のピーク強度
の１０倍となっていることを意味する。したがって、当
該Ｘ線回折強度比が０．１〜１０であるとは、（１１
１）面以外の如何なる一の結晶面のピーク強度も（１１
１）面のピーク強度の１０倍を超えず、且つ（１１１）
面のピーク強度も（１１１）面以外の如何なる一の結晶
面のピーク強度の１０倍を超えないということを意味す
るものである。ところで、化学蒸着による炭化珪素膜に
おける結晶面の配向性は（１１１）面が最も高く（２２
０）面がこれに続くものであることから、実用上は、
（１１１）面に対する（２２０）面のＸ線回折強度比が
０．１〜１０となっておれば、すべての結晶面について
上記条件が満たされているものとみなして差し支えな
い。
【００２２】炭化珪素膜が、或る一の結晶面（以下「特
定結晶面」という）に強く配向されている場合、当該膜
は柱状結晶粒子の集合体となり、一方向に結晶が揃って
いるために、膜表面の微小な傷により応力集中が生じ、
そこから膜が破壊されることがある。しかし、炭化珪素
膜の結晶構造が、特定結晶面に配向されておらず、結晶
粒子がランダムに並んだものである場合には、仮に、膜
表面の微小な傷に起因する応力集中が発生したとして
も、当該応力の作用する方向が幾つもの方向に分散され
るために、各々の方向に作用する応力が小さくなり、膜
表面から発生する膜破壊が回避されることになる。本発
明者が実験により確認したところでは、特定結晶面のピ
ーク強度が他の各結晶面のピーク強度の１０倍を超えた
場合、上記した応力集中による膜破壊が顕著に生じ、１
０倍以下であるときは、当該応力集中が効果的に分散さ
れて、膜破壊が殆ど生じないことが確認された。したが
って、炭化珪素膜を上記した第１結晶構造をなすものと
しておけば、つまり特定結晶面に配向されていない無配
向結晶構造又は特定結晶面に配向されていてもその配向
度が極めて小さな弱配向結晶構造となすものとしておけ
ば、膜強度を向上させることができ、炭化珪素膜による
炭化珪素焼結部材同士の連結強度つまり炭化珪素質構造
体の強度を高めることができる。なお、（１１１）面の
ピーク強度を基準として各結晶面のＸ線回折強度比を特
定するようにしたのは、上記した如く（１１１）面の配
向性が最も高いためである。
定結晶面」という）に強く配向されている場合、当該膜
は柱状結晶粒子の集合体となり、一方向に結晶が揃って
いるために、膜表面の微小な傷により応力集中が生じ、
そこから膜が破壊されることがある。しかし、炭化珪素
膜の結晶構造が、特定結晶面に配向されておらず、結晶
粒子がランダムに並んだものである場合には、仮に、膜
表面の微小な傷に起因する応力集中が発生したとして
も、当該応力の作用する方向が幾つもの方向に分散され
るために、各々の方向に作用する応力が小さくなり、膜
表面から発生する膜破壊が回避されることになる。本発
明者が実験により確認したところでは、特定結晶面のピ
ーク強度が他の各結晶面のピーク強度の１０倍を超えた
場合、上記した応力集中による膜破壊が顕著に生じ、１
０倍以下であるときは、当該応力集中が効果的に分散さ
れて、膜破壊が殆ど生じないことが確認された。したが
って、炭化珪素膜を上記した第１結晶構造をなすものと
しておけば、つまり特定結晶面に配向されていない無配
向結晶構造又は特定結晶面に配向されていてもその配向
度が極めて小さな弱配向結晶構造となすものとしておけ
ば、膜強度を向上させることができ、炭化珪素膜による
炭化珪素焼結部材同士の連結強度つまり炭化珪素質構造
体の強度を高めることができる。なお、（１１１）面の
ピーク強度を基準として各結晶面のＸ線回折強度比を特
定するようにしたのは、上記した如く（１１１）面の配
向性が最も高いためである。
【００２３】化学蒸着によって得られる炭化珪素膜の結
晶構造は、周知のように、成膜条件（蒸着速度，蒸着温
度等の蒸着条件）を変更することによって、或る程度、
自由に制御することができる。したがって、成膜条件を
適宜に設定しておくことによって、第１結晶構造をなす
炭化珪素膜を化学蒸着により得ることは容易である。ま
た、成膜段階では特定結晶面（（１１１）面を除く）に
強く配向されている強配向結晶構造をなすものであって
も、成膜工程後に、炭化珪素焼結部材に接着された状態
の炭化珪素膜を、再結晶温度以上で長時間加熱処理する
（例えば、１８００〜２０００℃で１５〜２４時間加熱
処理する）ことによって、第１結晶構造をなすものとす
ることができる。例えば、炭化珪素膜が、（１１１）面
に次いで配向性が高い（２２０）面に強配向された結晶
構造をなすものである場合、つまり（２２０）面のピー
ク強度が（１１１）面のピーク強度（及び他の各結晶面
のピーク強度）の１０倍を超えているような強配向結晶
構造をなすものである場合、これに上記した如き加熱処
理を施すと、ＳｉＣを構成するＳｉ原子とＣ原子とが最
も安定な結晶形態に配位し直すことになる。このとき、
安定な結晶形態をもつ結晶粒子をもとに他の隣接する結
晶粒子の構成原子の再配列を促すことにより結晶粒界が
消失し、結晶成長が生じる。その結果、最も安定な（１
１１）面方向の配位が増加して、（２２０）面の配向が
減少することになり、最終的に炭化珪素膜が第１結晶構
造をなすものに変化せしめられることになる。このよう
に、成膜条件又は成膜後に必要に応じて行なう加熱処理
の条件を適宜に設定することによって、第１結晶構造を
なす炭化珪素膜を容易に得ることができる。
晶構造は、周知のように、成膜条件（蒸着速度，蒸着温
度等の蒸着条件）を変更することによって、或る程度、
自由に制御することができる。したがって、成膜条件を
適宜に設定しておくことによって、第１結晶構造をなす
炭化珪素膜を化学蒸着により得ることは容易である。ま
た、成膜段階では特定結晶面（（１１１）面を除く）に
強く配向されている強配向結晶構造をなすものであって
も、成膜工程後に、炭化珪素焼結部材に接着された状態
の炭化珪素膜を、再結晶温度以上で長時間加熱処理する
（例えば、１８００〜２０００℃で１５〜２４時間加熱
処理する）ことによって、第１結晶構造をなすものとす
ることができる。例えば、炭化珪素膜が、（１１１）面
に次いで配向性が高い（２２０）面に強配向された結晶
構造をなすものである場合、つまり（２２０）面のピー
ク強度が（１１１）面のピーク強度（及び他の各結晶面
のピーク強度）の１０倍を超えているような強配向結晶
構造をなすものである場合、これに上記した如き加熱処
理を施すと、ＳｉＣを構成するＳｉ原子とＣ原子とが最
も安定な結晶形態に配位し直すことになる。このとき、
安定な結晶形態をもつ結晶粒子をもとに他の隣接する結
晶粒子の構成原子の再配列を促すことにより結晶粒界が
消失し、結晶成長が生じる。その結果、最も安定な（１
１１）面方向の配位が増加して、（２２０）面の配向が
減少することになり、最終的に炭化珪素膜が第１結晶構
造をなすものに変化せしめられることになる。このよう
に、成膜条件又は成膜後に必要に応じて行なう加熱処理
の条件を適宜に設定することによって、第１結晶構造を
なす炭化珪素膜を容易に得ることができる。
【００２４】第２に、炭化珪素膜は、結晶粒子のアスペ
クト比が１〜３０（より好ましくは１〜２０）である結
晶構造（以下「第２結晶構造」という）をなすものとし
ておくことが好ましい。ここに、結晶粒子のアスペクト
比とは当該結晶粒子の長径をその短径で除した値をい
い、結晶粒子の大きさの程度を表すものである。
クト比が１〜３０（より好ましくは１〜２０）である結
晶構造（以下「第２結晶構造」という）をなすものとし
ておくことが好ましい。ここに、結晶粒子のアスペクト
比とは当該結晶粒子の長径をその短径で除した値をい
い、結晶粒子の大きさの程度を表すものである。
【００２５】すなわち、炭化珪素膜が、完全な柱状結晶
粒子ではなく、小さな結晶粒子で構成されている場合に
は、つまり小さな結晶粒子の集合体で構成されている場
合には、上記した応力集中が発生したときにも、その応
力が分散されることになるから、第１結晶構造となした
場合と同様に、応力集中による膜破壊を防止することが
できる。このような炭化珪素膜を構成する結晶粒子が小
さくなることによる応力集中の回避効果は、本発明者が
実験により確認したところでは、結晶粒子における短径
の長径に対する割合（アスペクト比）が３０以下になる
と奏せられることになり、特に、２０以下となると、顕
著に奏せられることが確認された。したがって、炭化珪
素膜を、第１結晶構造に加えて第２結晶構造をなすもの
としておくことによって、応力集中による膜破壊をより
効果的に回避することができる。
粒子ではなく、小さな結晶粒子で構成されている場合に
は、つまり小さな結晶粒子の集合体で構成されている場
合には、上記した応力集中が発生したときにも、その応
力が分散されることになるから、第１結晶構造となした
場合と同様に、応力集中による膜破壊を防止することが
できる。このような炭化珪素膜を構成する結晶粒子が小
さくなることによる応力集中の回避効果は、本発明者が
実験により確認したところでは、結晶粒子における短径
の長径に対する割合（アスペクト比）が３０以下になる
と奏せられることになり、特に、２０以下となると、顕
著に奏せられることが確認された。したがって、炭化珪
素膜を、第１結晶構造に加えて第２結晶構造をなすもの
としておくことによって、応力集中による膜破壊をより
効果的に回避することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図５に基づいて具体的に説明する。なお、以下の説明
において、上下とは各図における上下を意味するものと
する。
〜図５に基づいて具体的に説明する。なお、以下の説明
において、上下とは各図における上下を意味するものと
する。
【００２７】図１及び図２は第１の実施の形態を示した
もので、この実施の形態は本発明を半導体製造において
シリコンウエハのスピンコーティング処理を行なう場合
に使用されるスピンコータに適用した例に係り、このス
ピンコータ１０は、図１に示す如く、シリコンウエハを
支持する円板形状のウエハ支持部分１１と、ウエハ支持
部分１１の中心部に設けられた円筒形状のハブ部分１２
と、ウエハ支持部分１１の外周縁部に設けられた断面矩
形をなす円環形状の補強部分１３とからなる炭化珪素質
構造体である。
もので、この実施の形態は本発明を半導体製造において
シリコンウエハのスピンコーティング処理を行なう場合
に使用されるスピンコータに適用した例に係り、このス
ピンコータ１０は、図１に示す如く、シリコンウエハを
支持する円板形状のウエハ支持部分１１と、ウエハ支持
部分１１の中心部に設けられた円筒形状のハブ部分１２
と、ウエハ支持部分１１の外周縁部に設けられた断面矩
形をなす円環形状の補強部分１３とからなる炭化珪素質
構造体である。
【００２８】ハブ部分１２及び補強部分１３は、何れも
炭化珪素焼結部材であり、炭化珪素焼結材料の成型，焼
成により得られた炭化珪素焼結体である。ウエハ支持部
分１１は、後述する如く、化学蒸着によりハブ部分１２
及び補強部分１３の表面たる上面に跨がって接着形成さ
れた炭化珪素膜である。この炭化珪素膜１１は、前述し
た如く応力集中を回避して膜強度を向上させるべく、第
１及び第２結晶構造をなすものである。すなわち、当該
炭化珪素膜１１における結晶構造においては、（１１
１）面に対する他の各結晶面のＸ線回折強度比が各々
０．１〜１０となっており（第１結晶構造）且つ結晶粒
子のアスペクト比が１〜３０（より好ましくは１〜２
０）となっている（第２結晶構造）。
炭化珪素焼結部材であり、炭化珪素焼結材料の成型，焼
成により得られた炭化珪素焼結体である。ウエハ支持部
分１１は、後述する如く、化学蒸着によりハブ部分１２
及び補強部分１３の表面たる上面に跨がって接着形成さ
れた炭化珪素膜である。この炭化珪素膜１１は、前述し
た如く応力集中を回避して膜強度を向上させるべく、第
１及び第２結晶構造をなすものである。すなわち、当該
炭化珪素膜１１における結晶構造においては、（１１
１）面に対する他の各結晶面のＸ線回折強度比が各々
０．１〜１０となっており（第１結晶構造）且つ結晶粒
子のアスペクト比が１〜３０（より好ましくは１〜２
０）となっている（第２結晶構造）。
【００２９】このように、図１に示すスピンコータ１０
は、単純立体形状（円筒形状又は円環形状）をなす二つ
の炭化珪素焼結部材１２，１３を、離間した状態で、化
学蒸着による一連の炭化珪素膜１１により分離不能に一
体連結してなる炭化珪素質構造体であるから、以下のよ
うな効果を奏しうるものである。
は、単純立体形状（円筒形状又は円環形状）をなす二つ
の炭化珪素焼結部材１２，１３を、離間した状態で、化
学蒸着による一連の炭化珪素膜１１により分離不能に一
体連結してなる炭化珪素質構造体であるから、以下のよ
うな効果を奏しうるものである。
【００３０】すなわち、スピンコータにあっては、スピ
ンコーティグ処理の高速化等を図る上で可及的に軽量化
しておくこと及びウエハ支持面をシリコンウエハが不純
物等の付着により汚染しない炭化珪素の化学蒸着膜で構
成しておくことが要請されるが、上記した構成のスピン
コータ１０は、かかる要請を満足させるものである。す
なわち、このスピンコータ１０は、機能上及び強度上か
ら薄肉（上下方向厚さが薄い）となし得ない最小限の部
分（スピンコータ１０を回転軸に取付けるといった機能
上から薄肉とできないハブ部分１２及び回転するスピン
コータ１０の強度を確保するための補強部分１３）を除
いて、炭化珪素膜１１のみで構成されたものであるか
ら、全体として極めて軽量なものである。しかも、ウエ
ハ支持部分１１が化学蒸着による炭化珪素膜で構成され
ているから、支持させたシリコンウエハが汚染される虞
れもない。
ンコーティグ処理の高速化等を図る上で可及的に軽量化
しておくこと及びウエハ支持面をシリコンウエハが不純
物等の付着により汚染しない炭化珪素の化学蒸着膜で構
成しておくことが要請されるが、上記した構成のスピン
コータ１０は、かかる要請を満足させるものである。す
なわち、このスピンコータ１０は、機能上及び強度上か
ら薄肉（上下方向厚さが薄い）となし得ない最小限の部
分（スピンコータ１０を回転軸に取付けるといった機能
上から薄肉とできないハブ部分１２及び回転するスピン
コータ１０の強度を確保するための補強部分１３）を除
いて、炭化珪素膜１１のみで構成されたものであるか
ら、全体として極めて軽量なものである。しかも、ウエ
ハ支持部分１１が化学蒸着による炭化珪素膜で構成され
ているから、支持させたシリコンウエハが汚染される虞
れもない。
【００３１】また、このスピンコータ１０は、その大部
分を占めるウエハ支持部分１１を炭化珪素膜のみからな
る薄肉部分としたものであるが、化学蒸着による炭化珪
素膜が本来的に緻密な堅牢膜であることから、円板形状
をなすウエハ支持部分１１の中心部と外周部とに厚肉部
分（上下方向厚さが厚い）であるハブ部分１２及び補強
部分１３が固着されていることとも相俟って、全体とし
ての強度は充分に確保されるものである。しかも、炭化
珪素膜１１を上記した如き第１及び第２結晶構造をなす
ものとして、その強度を可及的に向上させたから、炭化
珪素質構造体が複数の炭化珪素焼結部材を炭化珪素膜で
一体連結してなる集合構造物であるにも拘わらず、単一
の炭化珪素焼結体又はその表面に炭化珪素膜を接着形成
してなる複合体である従来の炭化珪素質構造体と同等又
はそれ以上の機械的強度を有するものである。
分を占めるウエハ支持部分１１を炭化珪素膜のみからな
る薄肉部分としたものであるが、化学蒸着による炭化珪
素膜が本来的に緻密な堅牢膜であることから、円板形状
をなすウエハ支持部分１１の中心部と外周部とに厚肉部
分（上下方向厚さが厚い）であるハブ部分１２及び補強
部分１３が固着されていることとも相俟って、全体とし
ての強度は充分に確保されるものである。しかも、炭化
珪素膜１１を上記した如き第１及び第２結晶構造をなす
ものとして、その強度を可及的に向上させたから、炭化
珪素質構造体が複数の炭化珪素焼結部材を炭化珪素膜で
一体連結してなる集合構造物であるにも拘わらず、単一
の炭化珪素焼結体又はその表面に炭化珪素膜を接着形成
してなる複合体である従来の炭化珪素質構造体と同等又
はそれ以上の機械的強度を有するものである。
【００３２】また、炭化珪素質構造体の薄肉部分を炭化
珪素焼結体に炭化珪素膜を被覆させた複合体で構成した
場合には、冒頭で述べた如く、熱膨張率差による変形
（反り）が生じる虞れがあるが、このスピンコータ１０
では、薄肉部分つまりハブ部分１２と補強部分１３との
間の部分１１ａが炭化珪素膜のみで構成されているか
ら、上記複合体で構成した場合のように熱膨張率差によ
る変形（反り）を生じることがなく、高温条件下におい
ても良好に使用することができる。
珪素焼結体に炭化珪素膜を被覆させた複合体で構成した
場合には、冒頭で述べた如く、熱膨張率差による変形
（反り）が生じる虞れがあるが、このスピンコータ１０
では、薄肉部分つまりハブ部分１２と補強部分１３との
間の部分１１ａが炭化珪素膜のみで構成されているか
ら、上記複合体で構成した場合のように熱膨張率差によ
る変形（反り）を生じることがなく、高温条件下におい
ても良好に使用することができる。
【００３３】また、このスピンコータ１０は、肉厚程度
の異なる二つの厚肉部分（ハブ部分１２とその上面に接
着形成された炭化珪素膜部分１１ｂとからなる円筒状厚
肉部分及び補強部分１３とその上面に接着形成された炭
化珪素膜部分１１ｃとからなる円環状厚肉部分）をドー
ナツ板状薄肉部分（ハブ部分１２と補強部分１３との間
の炭化珪素膜部分１１ａ）で繋いだ複雑な構造体形状を
なす炭化珪素質構造体であるが、炭化珪素焼結材料を成
型，焼成して得られる単純立体形状の炭化珪素焼結部材
１２，１３を化学蒸着による炭化珪素膜１１で一体連結
してなるものであるから、冒頭で述べた如き製作経済上
の問題（炭化珪素焼結体の切削，研削による歩留りの悪
さ等）は生じない。
の異なる二つの厚肉部分（ハブ部分１２とその上面に接
着形成された炭化珪素膜部分１１ｂとからなる円筒状厚
肉部分及び補強部分１３とその上面に接着形成された炭
化珪素膜部分１１ｃとからなる円環状厚肉部分）をドー
ナツ板状薄肉部分（ハブ部分１２と補強部分１３との間
の炭化珪素膜部分１１ａ）で繋いだ複雑な構造体形状を
なす炭化珪素質構造体であるが、炭化珪素焼結材料を成
型，焼成して得られる単純立体形状の炭化珪素焼結部材
１２，１３を化学蒸着による炭化珪素膜１１で一体連結
してなるものであるから、冒頭で述べた如き製作経済上
の問題（炭化珪素焼結体の切削，研削による歩留りの悪
さ等）は生じない。
【００３４】而して、かかる構成の炭化珪素質構造体た
るスピンコータ１０は、次のようにして製作することが
できる。
るスピンコータ１０は、次のようにして製作することが
できる。
【００３５】まず、ハブ部分１２及び補強部分１３を、
炭化珪素焼結材料を当該部分１２，１３の形状に応じた
形状に成型した上、これを焼成することによって、各別
に得る。この炭化珪素焼結部材であるハブ部分１２及び
補強部分１３は、何れも単純立体形状（円筒形状又は円
環形状）をなすものであるから、成型，焼成工程のみに
よって得ることができる。
炭化珪素焼結材料を当該部分１２，１３の形状に応じた
形状に成型した上、これを焼成することによって、各別
に得る。この炭化珪素焼結部材であるハブ部分１２及び
補強部分１３は、何れも単純立体形状（円筒形状又は円
環形状）をなすものであるから、成型，焼成工程のみに
よって得ることができる。
【００３６】次に、かくして得られたハブ部分１２及び
補強部分１３を、図２（Ａ）に示す如く、カーボン製の
蒸着型１４にセットする。この蒸着型１４は、スピンコ
ータ１０の全体形状に略一致する凹部１４ａ，１４ｂ，
１４ｃを形成したものである。すなわち、蒸着型１４の
上面にはウエハ支持部分１２の外径に一致し且つその厚
みより若干深くした円板状凹部１４ａが形成されてお
り、円板状凹部１４ａの底面の中央部にはハブ部分１２
の形状に一致する円筒状凹部１４ｂが形成されており、
円板状凹部１４ａの底面の外周部には補強部分１３の形
状に一致する円環状凹部１４ｃが形成されている。ハブ
部分１２及び補強部分１３は、夫々、円筒状凹部１４ｂ
及び円環状凹部１４ｃに嵌入された状態で、蒸着型１４
にセットされる。
補強部分１３を、図２（Ａ）に示す如く、カーボン製の
蒸着型１４にセットする。この蒸着型１４は、スピンコ
ータ１０の全体形状に略一致する凹部１４ａ，１４ｂ，
１４ｃを形成したものである。すなわち、蒸着型１４の
上面にはウエハ支持部分１２の外径に一致し且つその厚
みより若干深くした円板状凹部１４ａが形成されてお
り、円板状凹部１４ａの底面の中央部にはハブ部分１２
の形状に一致する円筒状凹部１４ｂが形成されており、
円板状凹部１４ａの底面の外周部には補強部分１３の形
状に一致する円環状凹部１４ｃが形成されている。ハブ
部分１２及び補強部分１３は、夫々、円筒状凹部１４ｂ
及び円環状凹部１４ｃに嵌入された状態で、蒸着型１４
にセットされる。
【００３７】そして、ハブ部分１２及び補強部分１３を
セットした蒸着型１４の上面全体に、図２（Ｂ）に示す
如く、炭化珪素膜１１´を化学蒸着させる。このとき、
炭化珪素膜１１´の厚さは、円板状凹部１４ａの深さよ
り若干厚くなるようにする。また、化学蒸着は常法（常
圧ＣＤＶ法，減圧ＣＤＶ法，間欠ＣＶＤ法等）により行
なわれるが、その成膜条件（蒸着速度，蒸着温度等の蒸
着条件）は、炭化珪素膜１１´が第１結晶構造及び第２
結晶構造をなすように設定される。なお、成膜条件が、
第１結晶構造が得られるようなものではなく、（１１
１）面以外の特定結晶面（例えば（２２０）面）に強く
配向（例えば、（２２０）面のピーク強度が（１１１）
面のピーク強度及び他の各結晶面のピーク強度の１０倍
を超える）されるようなものである場合には、成膜後
（例えば、後述する蒸着型１４の焼失工程の後）におい
て、前述した如き加熱処理（例えば、１８００〜２００
０℃で１５〜２３時間加熱処理）を施すことにより、第
１結晶構造を得ることができる。
セットした蒸着型１４の上面全体に、図２（Ｂ）に示す
如く、炭化珪素膜１１´を化学蒸着させる。このとき、
炭化珪素膜１１´の厚さは、円板状凹部１４ａの深さよ
り若干厚くなるようにする。また、化学蒸着は常法（常
圧ＣＤＶ法，減圧ＣＤＶ法，間欠ＣＶＤ法等）により行
なわれるが、その成膜条件（蒸着速度，蒸着温度等の蒸
着条件）は、炭化珪素膜１１´が第１結晶構造及び第２
結晶構造をなすように設定される。なお、成膜条件が、
第１結晶構造が得られるようなものではなく、（１１
１）面以外の特定結晶面（例えば（２２０）面）に強く
配向（例えば、（２２０）面のピーク強度が（１１１）
面のピーク強度及び他の各結晶面のピーク強度の１０倍
を超える）されるようなものである場合には、成膜後
（例えば、後述する蒸着型１４の焼失工程の後）におい
て、前述した如き加熱処理（例えば、１８００〜２００
０℃で１５〜２３時間加熱処理）を施すことにより、第
１結晶構造を得ることができる。
【００３８】しかる後、炭化珪素膜１１´の余剰部分
を、図２（Ｃ）に示す如く、研削除去する。すなわち、
炭化珪素膜１１´の上面を、研削後の炭化珪素膜１１´
の厚みがウエハ支持部分１１の厚みに一致するように、
蒸着型１４の一部（円板状凹部１４ａの外周縁部分１４
ｄ及びハブ部分１２を貫通して上方に延びる軸孔形成部
分１４ｅ）の上面を含めて研削する。
を、図２（Ｃ）に示す如く、研削除去する。すなわち、
炭化珪素膜１１´の上面を、研削後の炭化珪素膜１１´
の厚みがウエハ支持部分１１の厚みに一致するように、
蒸着型１４の一部（円板状凹部１４ａの外周縁部分１４
ｄ及びハブ部分１２を貫通して上方に延びる軸孔形成部
分１４ｅ）の上面を含めて研削する。
【００３９】最後に、カーボン製の蒸着型１４を、酸素
雰囲気において高温加熱する等により、焼失させること
によって、図１に示す如く、炭化珪素焼結部材であるハ
ブ部分１２と補強部分１３とをその上面に跨がって接着
形成された炭化珪素膜１１により分離不能に一体連結し
てなる炭化珪素質構造体たるスピンコータ１０が得られ
る。
雰囲気において高温加熱する等により、焼失させること
によって、図１に示す如く、炭化珪素焼結部材であるハ
ブ部分１２と補強部分１３とをその上面に跨がって接着
形成された炭化珪素膜１１により分離不能に一体連結し
てなる炭化珪素質構造体たるスピンコータ１０が得られ
る。
【００４０】また、図３は第２の実施の形態を示したも
ので、この実施の形態は本発明を冷却ジャケットを備え
た軟Ｘ線反射鏡に適用したものである。すなわち、この
軟Ｘ線反射鏡２０は、図３に示す如く、中空箱形状の炭
化珪素質構造体であり、有底筒形状をなすジャケット本
体部分２１とその上面を閉塞する平板形状の反射鏡本体
部分２２とその上面に形成された反射面部分２３ａを含
む炭化珪素膜２３とからなるものである。
ので、この実施の形態は本発明を冷却ジャケットを備え
た軟Ｘ線反射鏡に適用したものである。すなわち、この
軟Ｘ線反射鏡２０は、図３に示す如く、中空箱形状の炭
化珪素質構造体であり、有底筒形状をなすジャケット本
体部分２１とその上面を閉塞する平板形状の反射鏡本体
部分２２とその上面に形成された反射面部分２３ａを含
む炭化珪素膜２３とからなるものである。
【００４１】すなわち、ジャケット本体部分２１は、上
端内周部に反射鏡本体部分２２の周縁部が係合しうる環
状の係合段部２１ａを形成すると共に底部に冷却水２４
の給排口２１ｂ，２１ｃを形成してなる上面開放状の筒
形状をなす炭化珪素焼結部材であり、炭化珪素焼結材料
を成型，焼成することによって得られた炭化珪素焼結体
である。すなわち、このような有底筒形状は単純立体形
状であり、成型，焼成工程のみによって得ることができ
る。なお、係合段部２１ａ又は給排口２１ｂ，２１ｃ
は、必要に応じて、成型，焼成後に切削加工することも
可能である。このような切削加工は極く僅かな部分を切
削除去するにすぎないものであるから、係合段部２１ａ
又は給排口２１ｂ，２１ｃを形成するための切削加工を
行なうとしても、そのことによって冒頭で述べた如き製
作経済上の問題（歩留りが悪くなる等）が生じるような
ことはない。
端内周部に反射鏡本体部分２２の周縁部が係合しうる環
状の係合段部２１ａを形成すると共に底部に冷却水２４
の給排口２１ｂ，２１ｃを形成してなる上面開放状の筒
形状をなす炭化珪素焼結部材であり、炭化珪素焼結材料
を成型，焼成することによって得られた炭化珪素焼結体
である。すなわち、このような有底筒形状は単純立体形
状であり、成型，焼成工程のみによって得ることができ
る。なお、係合段部２１ａ又は給排口２１ｂ，２１ｃ
は、必要に応じて、成型，焼成後に切削加工することも
可能である。このような切削加工は極く僅かな部分を切
削除去するにすぎないものであるから、係合段部２１ａ
又は給排口２１ｂ，２１ｃを形成するための切削加工を
行なうとしても、そのことによって冒頭で述べた如き製
作経済上の問題（歩留りが悪くなる等）が生じるような
ことはない。
【００４２】反射鏡本体部分２２は、単純立体形状であ
る平板形状をなす炭化珪素焼結部材であり、炭化珪素焼
結材料を成型，焼成することによって得られた炭化珪素
焼結体である。
る平板形状をなす炭化珪素焼結部材であり、炭化珪素焼
結材料を成型，焼成することによって得られた炭化珪素
焼結体である。
【００４３】而して、ジャケット本体部分２１と反射鏡
本体部分２２とは、ジャケット本体部分２１の係合段部
２１ａに反射鏡本体部分２２を係合させた状態で、その
係合部分の表面及び反射鏡本体部分２２の上面に一連の
炭化珪素膜２３を化学蒸着により接着形成することによ
って、分離不能に一体連結されている。炭化珪素膜２３
は、上記スピンコータ１０におけるウエハ支持部分１１
を構成する炭化珪素膜と同様の結晶構造（第１及び第２
結晶構造）をなすものである。かかる第１及び第２結晶
構造を得るための手法は、第１の実施の形態におけると
同様であり、特に、第１結晶構造は成膜段階で得るよう
にしても、その後の加熱処理によって得るようにして
も、何れでもよい。なお、化学蒸着は、炭化珪素膜２３
を形成する必要のない表面部分（ジャケット本体部分２
１における上端部を除く表面部分）にマスキングを施し
た状態で行なわれる。
本体部分２２とは、ジャケット本体部分２１の係合段部
２１ａに反射鏡本体部分２２を係合させた状態で、その
係合部分の表面及び反射鏡本体部分２２の上面に一連の
炭化珪素膜２３を化学蒸着により接着形成することによ
って、分離不能に一体連結されている。炭化珪素膜２３
は、上記スピンコータ１０におけるウエハ支持部分１１
を構成する炭化珪素膜と同様の結晶構造（第１及び第２
結晶構造）をなすものである。かかる第１及び第２結晶
構造を得るための手法は、第１の実施の形態におけると
同様であり、特に、第１結晶構造は成膜段階で得るよう
にしても、その後の加熱処理によって得るようにして
も、何れでもよい。なお、化学蒸着は、炭化珪素膜２３
を形成する必要のない表面部分（ジャケット本体部分２
１における上端部を除く表面部分）にマスキングを施し
た状態で行なわれる。
【００４４】反射面部分２３ａは、このようにして形成
された炭化珪素膜２３における当該反射面部分２３ａに
相当する膜部分（反射鏡本体部分２３上の膜部分）を常
法により表面研磨（鏡面仕上）することによって、形成
されたものである。
された炭化珪素膜２３における当該反射面部分２３ａに
相当する膜部分（反射鏡本体部分２３上の膜部分）を常
法により表面研磨（鏡面仕上）することによって、形成
されたものである。
【００４５】以上のように構成された軟Ｘ線反射鏡２０
にあって、両本体部分２１，２２間に形成される空間部
は、給排口２１ｂ，２１ｃから冷却水２４を給排させる
ことによって反射鏡本体部分２２及び反射面部分２３ａ
を冷却する冷却ジャケット２５として機能させることが
できる。したがって、このような冷却ジャケット２５を
備えた軟Ｘ線反射鏡２０によれば、軟Ｘ線の反射面部分
２３ａへの照射による発生熱に起因する弊害を排除する
ことができ、長期に亘って良好な軟Ｘ線反射機能を発揮
させることができる。
にあって、両本体部分２１，２２間に形成される空間部
は、給排口２１ｂ，２１ｃから冷却水２４を給排させる
ことによって反射鏡本体部分２２及び反射面部分２３ａ
を冷却する冷却ジャケット２５として機能させることが
できる。したがって、このような冷却ジャケット２５を
備えた軟Ｘ線反射鏡２０によれば、軟Ｘ線の反射面部分
２３ａへの照射による発生熱に起因する弊害を排除する
ことができ、長期に亘って良好な軟Ｘ線反射機能を発揮
させることができる。
【００４６】また、反射鏡本体部分２２をジャケット本
体部分２１の係合段部２１ａに係合させ、両本体部分２
１，２２をその係合部分の表面を含めて接着形成させた
炭化珪素膜２３により連結させているから、炭化珪素膜
２３を応力集中による膜破壊を効果的に回避できる第１
及び第２結晶構造をなすものとしたこととも相俟って、
両本体部分２１，２２の連結部分における強度及び密封
性が極めて高くなる。したがって、この連結部分から、
冷却ジャケット２５に供給された冷却水２４が漏れるよ
うなことがなく、良好な冷却機能を発揮させることがで
きる。
体部分２１の係合段部２１ａに係合させ、両本体部分２
１，２２をその係合部分の表面を含めて接着形成させた
炭化珪素膜２３により連結させているから、炭化珪素膜
２３を応力集中による膜破壊を効果的に回避できる第１
及び第２結晶構造をなすものとしたこととも相俟って、
両本体部分２１，２２の連結部分における強度及び密封
性が極めて高くなる。したがって、この連結部分から、
冷却ジャケット２５に供給された冷却水２４が漏れるよ
うなことがなく、良好な冷却機能を発揮させることがで
きる。
【００４７】また、当該反射鏡２０は、複数の炭化珪素
焼結部材２１，２２を連結してなるものであるが、その
連結手段として化学蒸着による炭化珪素膜２３を使用し
たものであるから、炭化珪素とは異質な材料からなる接
着剤や連結具を使用して連結一体化させたものと異なっ
て、構成部材の熱膨張率差による熱歪み等が生じる虞れ
がない。
焼結部材２１，２２を連結してなるものであるが、その
連結手段として化学蒸着による炭化珪素膜２３を使用し
たものであるから、炭化珪素とは異質な材料からなる接
着剤や連結具を使用して連結一体化させたものと異なっ
て、構成部材の熱膨張率差による熱歪み等が生じる虞れ
がない。
【００４８】ところで、本発明は上記した各実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱し
ない範囲において適宜に改良，変更することができる。
に限定されるものではなく、本発明の基本原理を逸脱し
ない範囲において適宜に改良，変更することができる。
【００４９】例えば、上記したスピンコータ１０又は軟
Ｘ線反射鏡２０は、その機能等を確保，向上させるため
に必要とされる炭化珪素膜１１，２３を炭化珪素焼結部
材１２，１３又は２１，２２の連結手段として兼用する
ようにしたものであるが、本発明は、図４又は図５に示
す如く、炭化珪素膜３１，４１を炭化珪素焼結部材３２
…，４２…の連結手段としてのみ使用する炭化珪素質構
造体３０，４０にも適用することができる。このような
場合、図４又は図５に示す如く、炭化珪素焼結部材３
２，３２が衝合していると炭化珪素焼結部材４２，４２
が離間しているとに拘わらず、連結手段として必要され
る部分にのみ炭化珪素膜３１，４１を接着形成しておく
ことができる。また、炭化珪素焼結部材同士を密着状態
で連結する場合において、高い連結強度が要求されると
きには、図３に示す如く、炭化珪素焼結部材２１，２２
を凹凸係合させておくようにすればよいが、その係合部
は炭化珪素焼結材料の成型，焼成によって形成すること
ができるような形状としておくことが好ましい。勿論、
このような高い連結強度が要求されない場合には、図４
に示す如く、炭化珪素焼結部材３２，３２を単に衝合さ
せた状態で炭化珪素膜３１により連結させておくことが
できる。
Ｘ線反射鏡２０は、その機能等を確保，向上させるため
に必要とされる炭化珪素膜１１，２３を炭化珪素焼結部
材１２，１３又は２１，２２の連結手段として兼用する
ようにしたものであるが、本発明は、図４又は図５に示
す如く、炭化珪素膜３１，４１を炭化珪素焼結部材３２
…，４２…の連結手段としてのみ使用する炭化珪素質構
造体３０，４０にも適用することができる。このような
場合、図４又は図５に示す如く、炭化珪素焼結部材３
２，３２が衝合していると炭化珪素焼結部材４２，４２
が離間しているとに拘わらず、連結手段として必要され
る部分にのみ炭化珪素膜３１，４１を接着形成しておく
ことができる。また、炭化珪素焼結部材同士を密着状態
で連結する場合において、高い連結強度が要求されると
きには、図３に示す如く、炭化珪素焼結部材２１，２２
を凹凸係合させておくようにすればよいが、その係合部
は炭化珪素焼結材料の成型，焼成によって形成すること
ができるような形状としておくことが好ましい。勿論、
このような高い連結強度が要求されない場合には、図４
に示す如く、炭化珪素焼結部材３２，３２を単に衝合さ
せた状態で炭化珪素膜３１により連結させておくことが
できる。
【００５０】また、炭化珪素焼結部材及び炭化珪素膜の
構成材，形状（膜厚等）は、当該炭化珪素質構造体に要
求される形状（構造体形状），機能，使用条件等に応じ
て適宜に選定，設定することができる。勿論、炭化珪素
焼結部材の形状は、炭化珪素焼結材料の成型，焼成によ
って得ることができる単純立体形状としておくことが必
要である（但し、寸法精度を向上させる等のために極く
僅かな切削，研削等を必要とする形状となることを排除
するものではない）。
構成材，形状（膜厚等）は、当該炭化珪素質構造体に要
求される形状（構造体形状），機能，使用条件等に応じ
て適宜に選定，設定することができる。勿論、炭化珪素
焼結部材の形状は、炭化珪素焼結材料の成型，焼成によ
って得ることができる単純立体形状としておくことが必
要である（但し、寸法精度を向上させる等のために極く
僅かな切削，研削等を必要とする形状となることを排除
するものではない）。
【００５１】
【発明の効果】以上の説明から容易に理解されるよう
に、本発明の炭化珪素質構造体は、複数の炭化珪素焼結
部材を化学蒸着による炭化珪素膜によって一体連結して
なるものであるから、単一の炭化珪素焼結体又はこれに
炭化珪素膜を被覆させた複合体で構成される従来の炭化
珪素質構造体と異なって、複雑な構造体形状をなす場合
にも、冒頭で述べた如き製作経済上や使用上の問題を生
じることない。しかも、本発明の炭化珪素質構造体は、
従来の炭化珪素質構造体では到底なし得ないような構造
体形状（中空箱形状等）のものとしておくことができる
から、形状上から制約されていた分野においても使用す
ることが可能となり、その用途を大幅に拡大することが
できる。さらに、本発明の炭化珪素質構造体は、炭化珪
素膜を第１結晶構造ないし第２結晶構造をなすものとし
て、応力集中による膜破壊を効果的に回避するようにし
ておくことにより、炭化珪素焼結部材の連結強度ないし
構造体全体の強度を大幅に向上させることができ、強度
面から実用性が否定されるようなことがない。
に、本発明の炭化珪素質構造体は、複数の炭化珪素焼結
部材を化学蒸着による炭化珪素膜によって一体連結して
なるものであるから、単一の炭化珪素焼結体又はこれに
炭化珪素膜を被覆させた複合体で構成される従来の炭化
珪素質構造体と異なって、複雑な構造体形状をなす場合
にも、冒頭で述べた如き製作経済上や使用上の問題を生
じることない。しかも、本発明の炭化珪素質構造体は、
従来の炭化珪素質構造体では到底なし得ないような構造
体形状（中空箱形状等）のものとしておくことができる
から、形状上から制約されていた分野においても使用す
ることが可能となり、その用途を大幅に拡大することが
できる。さらに、本発明の炭化珪素質構造体は、炭化珪
素膜を第１結晶構造ないし第２結晶構造をなすものとし
て、応力集中による膜破壊を効果的に回避するようにし
ておくことにより、炭化珪素焼結部材の連結強度ないし
構造体全体の強度を大幅に向上させることができ、強度
面から実用性が否定されるようなことがない。
【図１】本発明に係る炭化珪素質構造体の第１の実施の
形態を示したもので、スピンコータの縦断正面図であ
る。
形態を示したもので、スピンコータの縦断正面図であ
る。
【図２】当該スピンコータの製作工程を示す図１相当の
縦断正面図である。
縦断正面図である。
【図３】本発明に係る炭化珪素質構造体の第２の実施の
形態を示したもので、軟Ｘ線反射鏡の縦断正面図であ
る。
形態を示したもので、軟Ｘ線反射鏡の縦断正面図であ
る。
【図４】本発明に係る炭化珪素質構造体の変形例を示す
要部の縦断正面図である。
要部の縦断正面図である。
【図５】本発明に係る炭化珪素質構造体の他の変形例を
示す要部の縦断正面図である。
示す要部の縦断正面図である。
１０…スピンコータ（炭化珪素質構造体）、１１…ウエ
ハ支持部分（炭化珪素膜）、１１ａ…炭化珪素膜のみで
構成された薄肉部分、１１´，２３，３１，４１…炭化
珪素膜、１２…ハブ部分（炭化珪素焼結部材）、１３…
補強部分（炭化珪素焼結部材）、２０…軟Ｘ線反射鏡
（炭化珪素質構造体）、２１…ジャケット本体部分（炭
化珪素膜）、２２…反射鏡本体部分（炭化珪素焼結部
材）、２３ａ…反射面部分（炭化珪素膜）、３０，４０
…炭化珪素質構造体、３２，４２…炭化珪素焼結部材。
ハ支持部分（炭化珪素膜）、１１ａ…炭化珪素膜のみで
構成された薄肉部分、１１´，２３，３１，４１…炭化
珪素膜、１２…ハブ部分（炭化珪素焼結部材）、１３…
補強部分（炭化珪素焼結部材）、２０…軟Ｘ線反射鏡
（炭化珪素質構造体）、２１…ジャケット本体部分（炭
化珪素膜）、２２…反射鏡本体部分（炭化珪素焼結部
材）、２３ａ…反射面部分（炭化珪素膜）、３０，４０
…炭化珪素質構造体、３２，４２…炭化珪素焼結部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 35/565 C04B 37/00 C23C 16/42 H01L 21/68
Claims (6)
- 【請求項１】 所定形状に成形された複数の炭化珪素焼
結部材を、化学蒸着によって少なくとも二つの炭化珪素
焼結部材の表面に跨がって接着形成された炭化珪素膜に
より、分離不能に一体連結してなることを特徴とする炭
化珪素質構造体。 - 【請求項２】 すべての炭化珪素焼結部材が、一連に形
成された炭化珪素膜により、分離不能に連結されている
ことを特徴とする、請求項１に記載する炭化珪素質構造
体。 - 【請求項３】 離間する少なくとも二つの炭化珪素焼結
部材を、両炭化珪素焼結部材の表面にその一部を接着さ
せた炭化珪素膜により分離不能に連結して、当該炭化珪
素質構造体の薄肉部分を両炭化珪素焼結部材間の炭化珪
素膜部分のみで構成するようにしたことを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載する炭化珪素質構造体。 - 【請求項４】 少なくとも二つの炭化珪素焼結部材が、
凹凸係合された状態で、その係合部分の表面に接着させ
た炭化珪素膜により、分離不能に連結されていることを
特徴とする、請求項１又は請求項２に記載する炭化珪素
質構造体。 - 【請求項５】 炭化珪素膜が、ミラー指数表示における
（１１１）面に対する他の各結晶面のＸ線回折強度比が
各々０．１〜１０となる結晶構造をなすものであること
を特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３又は請求
項４に記載する炭化珪素質構造体。 - 【請求項６】 炭化珪素膜が、結晶粒子のアスペクト比
が１〜３０である結晶構造をなすものであることを特徴
とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は
請求項５に記載する炭化珪素質構造体。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10034406A JP2891978B1 (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | 炭化珪素質構造体 |
| US09/249,806 US6268061B1 (en) | 1998-02-17 | 1999-02-16 | Objects constructed of silicon carbide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10034406A JP2891978B1 (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | 炭化珪素質構造体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2891978B1 true JP2891978B1 (ja) | 1999-05-17 |
| JPH11228232A JPH11228232A (ja) | 1999-08-24 |
Family
ID=12413318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10034406A Expired - Fee Related JP2891978B1 (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | 炭化珪素質構造体 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6268061B1 (ja) |
| JP (1) | JP2891978B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6228297B1 (en) * | 1998-05-05 | 2001-05-08 | Rohm And Haas Company | Method for producing free-standing silicon carbide articles |
| JP2001048667A (ja) * | 1999-08-13 | 2001-02-20 | Asahi Glass Co Ltd | セラミックス部品の接合方法 |
| EP1357098B1 (en) * | 2001-02-01 | 2007-09-26 | Asahi Glass Company Ltd. | Joining methode for high-purity ceramic parts |
| JP4683759B2 (ja) * | 2001-04-27 | 2011-05-18 | 京セラ株式会社 | ウエハ支持部材およびその製造方法 |
| JP2008053340A (ja) * | 2006-08-23 | 2008-03-06 | Bridgestone Corp | 炭化ケイ素部材の製造方法 |
| TWI361469B (en) * | 2007-03-09 | 2012-04-01 | Rohm & Haas Elect Mat | Chemical vapor deposited silicon carbide articles |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60145992A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-08-01 | Sharp Corp | 炭化珪素単結晶基板の製造方法 |
| US4961529A (en) * | 1987-12-24 | 1990-10-09 | Kernforschungsanlage Julich Gmbh | Method and components for bonding a silicon carbide molded part to another such part or to a metallic part |
| US4925608A (en) * | 1988-09-27 | 1990-05-15 | Norton Company | Joining of SiC parts by polishing and hipping |
| US4921554A (en) * | 1988-09-27 | 1990-05-01 | Norton Company | Joining of porous silicon carbide bodies |
| US5093576A (en) * | 1991-03-15 | 1992-03-03 | Cree Research | High sensitivity ultraviolet radiation detector |
| DE69604895T2 (de) * | 1995-12-26 | 2000-05-18 | Asahi Glass Co. Ltd., Tokio/Tokyo | Haltevorrichtung zur Wärmebehandlung und Verfahren zu deren Herstellung |
| US5683028A (en) * | 1996-05-03 | 1997-11-04 | Cvd, Incorporated | Bonding of silicon carbide components |
| US5910221A (en) * | 1997-06-18 | 1999-06-08 | Applied Materials, Inc. | Bonded silicon carbide parts in a plasma reactor |
-
1998
- 1998-02-17 JP JP10034406A patent/JP2891978B1/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-02-16 US US09/249,806 patent/US6268061B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6268061B1 (en) | 2001-07-31 |
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