JP2939791B2 - 拡散炉断熱リング - Google Patents

拡散炉断熱リング

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JP2939791B2
JP2939791B2 JP7134717A JP13471795A JP2939791B2 JP 2939791 B2 JP2939791 B2 JP 2939791B2 JP 7134717 A JP7134717 A JP 7134717A JP 13471795 A JP13471795 A JP 13471795A JP 2939791 B2 JP2939791 B2 JP 2939791B2
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heat insulating
insulating ring
ceramic
ring
diffusion furnace
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信夫 藤井
浩 中村
邦正 下野
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MITSUI KOZAN MATERIARU KK
NICHIBI KK
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MITSUI KOZAN MATERIARU KK
NICHIBI KK
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体、集積回路等を製
造する工程の一段階である 1,000〜1,200 ℃の温度にて
処理する、一般に言う拡散工程における拡散炉の断熱リ
ングに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来からも、拡散炉内の拡散チューブを
保持するリング状支持体は使用されていた。その構造は
耐熱性を有する材料を単にリング状に形成したものであ
ったため、チューブを加熱炉に設置する際、および、装
置の加熱運転中に多量の塵埃を発生し、その発生した塵
埃が製造中の半導体の表面に沈積し、不良製品の発生の
原因となっていた。一方、特公昭60−43011号公
報にこの塵埃の発生を防ぐ目的で、このチューブ支持リ
ング断熱材の表面をマット状物で被覆せんとする試みが
なされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかる手段を使用して
も、従来の方法であれば、被覆材料は二酸化ケイ素を主
成分とする織物、編物、シート等から構成されていたた
め、被覆材料の耐熱性が絶対的に不足し、炉内の 1,000
〜1,200 ℃という高温雰囲気において長時間連続的に、
あるいは断続的に暴露されることにより、急速にその表
面が脆化するという現象が生ずる。その結果、微小の塵
埃の発生が生じ、この塵埃が製品の歩留まりの低下を招
くという難点を有しており、このような塵埃の発生のな
い被覆材料の出現が待たれていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、かかる欠
点を解消すべく鋭意検討した結果、本発明に到達したも
ので、その要旨とするところは、(1) 半導体および集積
回路等の製造に使用する拡散炉内の拡散チューブを支持
する断熱リングにおいて、リング構造体の表面をアルミ
ナ成分構成比率が、少なくとも50%以上であり、かつ、
ホウ素成分を含まないセラミック長繊維からなる編織物
にて被覆したことを特徴とする拡散炉断熱リングであっ
て、(2) 該断熱リングの構造体内部がセラミック短繊維
成形構造体もしくは綿状体からなる拡散炉断熱リングに
ある。
【0005】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
断熱リングは、リング構造体の表面をセラミック長繊維
からなる編織物にて被覆したものであり、また、セラミ
ック長繊維からなる被覆材の内部にセラミック繊維形成
構造体もしくは綿状体を充填したものである。
【0006】本発明で被覆材として使用するセラミック
長繊維編織物のアルミナ成分構成比率は50%以上が好ま
しく、より好ましくは60%以上、さらに好ましくは70%
以上である。また、ホウ素成分を含まない。
【0007】アルミナ成分構成比率が50%以下の被覆
材では、その耐熱性が不十分となり好ましくない。ま
た、ホウ素成分を含むアルミナ繊維は耐熱性が劣り、使
用寿命に問題があるばかりでなく、高温下においてホウ
素の離脱が発生し、高温雰囲気中に脱離したホウ素によ
って製品が汚染され、性能低下につながるという好まし
くない問題を起こす。すなわち、ホウ素を含有するセラ
ミック繊維も高温雰囲気での使用では十分な耐久性がな
く、脆化し、塵埃の発生をともなう。さらに、セラミッ
ク繊維中に含まれるホウ素成分が発塵により、炉内に導
入されることにより、炉内でp型半導体を形成させるホ
ウ素成分の拡散源となり、n型半導体を拡散法で形成さ
せる場合に、製品歩留りおよび半導体特性の低下を招い
ていたのである。
【0008】図1にホウ素成分を含むアルミナ繊維と、
含まないアルミナ繊維との加熱時の強度変化を示してい
る。加熱時間は2時間である。この結果からも明らかな
ように、ホウ素成分を含むアルミナ繊維は、低温域にお
いてはホウ素成分を含まないアルミナ繊維より強度は大
きいが、 1,050℃近辺の温度を境にして強度は逆転する
ことがわかる。
【0009】編織物を構成する繊維は長繊維であること
が必要である。上記アルミナ成分構成比率のセラミック
繊維でも短繊維からなるものでは、被覆材自体から短繊
維の抜け等による塵埃の発生があり、好ましくない。
【0010】本発明でいうセラミック短繊維成形構造体
とは、セラミック短繊維を接着剤等で成形固化したもの
をいう。従って、一定の形状に固化したものを断熱リン
グ構造体とした場合は、その構造体の表面をセラミック
長繊維編織物で被覆し、端部を縫製することにより、断
熱リングとすることができる。また、内容物をセラミッ
ク短繊維の綿状体とする場合には、セラミック長繊維ス
リーブ等に充填し、端部を縫糸にて縫製することによ
り、断熱リングとすることができる。
【0011】本発明で用いる縫糸としては、熱に対する
挙動が被覆材と同じであることが好ましく、この点から
も被覆材に使用するセラミック長繊維と化学組成面で同
質のものを用いるのが好ましい。
【0012】本発明のごとく、断熱リング構造物の表面
をセラミック長繊維からなる編織物にて被覆することに
より、拡散チューブの設置時における塵埃の発生がな
く、また、セラミック長繊維の耐熱性がそのアルミナ成
分の高い含有率に由来して高いため、拡散炉運転にとも
なう雰囲気温度が 1,000〜1,200 ℃の高温域に連続して
長時間暴露されても、被覆材本体からその脆化に伴う塵
埃の発生は全くなく、アルミナ長繊維からのホウ素成分
の揮散がないため、極めてクリーンな雰囲気を保つこと
が可能となったのである。これは被覆材が無限長のセラ
ミック繊維フィラメントを原料として、編物、織物に加
工しているためであり、優れた耐熱性とともに常時塵埃
を発生しない作用を具備しているためである。当然のこ
とながら、前述したように、短繊維からなる編織物で
は、短繊維の抜けによる塵埃の発生があり、このような
作用はない。
【0013】また、被覆材として使用しているセラミッ
ク長繊維編織物がその優れた耐熱性のため、リング内部
構造物の断熱保護材としても作用している。このため高
温雰囲気下においての劣化を防止することができ、断熱
リング全体としての寿命を格段に向上させる効果もあ
る。
【0014】以下、実施例により本発明をさらに詳細に
説明する。
【0015】
【実施例1】単繊維径10μm、Al/SiO
=70/30なる組成のアルミナ長繊維から製織したア
ルミナ長繊維綾織クロス(厚さ0.3mm、経糸密度3
0本/インチ、緯糸密度25本/インチ、重さ440g
/m)を使用してセラミックモールド品を被覆し、断
熱リングとした。使用したセラミックモールド品は、A
/SiO=49/51の構成比率で、サイズ
は外径250mm、内径180mm、厚さ50mmの円
筒状で、密度は285Kg/mであった。
【0016】アルミナ長繊維クロスは、このモールド品
に合わせて立体的に裁断し、縫糸としてはクロスと同成
分のアルミナ長繊維を使用し、手縫いで縫製した。この
断熱リングを180mm径の拡散チューブに装着し、
1,100℃にて60分加熱する拡散工程に供した。こ
の断熱リングの装着は容易であり、3カ月間にわたる使
用後において、断熱リングの表面は平滑であり、脆化に
ともなう塵埃の発生はほとんど見られなかった。
【0017】
【実施例2】単繊維径10μm 、Al2O3/SiO2=80/20なる
組成のアルミナ長繊維を円筒状に編組して、内径40mm、
厚さ 1.3mm、重さ 105g/mのアルミナ長繊維スリーブ
を得た。このスリーブの内部にセラミック短繊維綿状物
(セラミツクウール、商品名:イビウール、イビデン株
式会社製)を充填し、端部をアルミナ長繊維縫糸にて縫
合することにより、外径 280mm、内径 200mmのドーナツ
状断熱リングを形成した。
【0018】このドーナツ状断熱リングに外径200m
mの拡散チューブを保持するように装着して拡散炉に入
れた。拡散工程で1,000℃に加熱しながら、断続的
に5カ月間使用したが、リングの外観に全く変化が見ら
れず、また、取り外して分解したところ、内部のセラミ
ックウールにもほとんど脆化が見られなかった。また、
このリングを使用することにより、塵埃の沈着による製
品の不良率は大幅に低減した。
【0019】
【発明の効果】断熱リングの被覆材として、本発明のセ
ラミック長繊維編織物を使用することにより、従来の断
熱リングに見られた塵埃の発生に伴う多大の製品不良を
著しく低減することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】ホウ素成分を含むアルミナ繊維と含まないアル
ミナ繊維との耐熱性を示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下野 邦正 東京都中央区日本橋室町2丁目1番1号 三井鉱山マテリアル株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/205 H01L 21/22 501 H01L 21/22 511

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体および集積回路等の製造に使用す
    る拡散炉内の拡散チューブを支持する断熱リングにおい
    て、リング構造体の表面をアルミナ成分構成比率が、少
    なくとも50%以上であり、かつ、ホウ素成分を含まない
    セラミック長繊維からなる編織物にて被覆したことを特
    徴とする拡散炉断熱リング。
  2. 【請求項2】 断熱リングの構造体内部がセラミツク短
    繊維成形構造体もしくは綿状体からなることを特徴とす
    る請求項1記載の拡散炉断熱リング。
JP7134717A 1995-05-09 1995-05-09 拡散炉断熱リング Expired - Lifetime JP2939791B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04167595A (ja) * 1990-10-31 1992-06-15 Nec Corp 多層セラミック配線基板
JPH04273990A (ja) * 1991-02-28 1992-09-30 Nichias Corp 加熱装置
JPH05215473A (ja) * 1992-02-03 1993-08-24 Tokyo Electron Tohoku Kk 加熱装置
JPH076973A (ja) * 1993-06-18 1995-01-10 Kokusai Electric Co Ltd 加熱装置

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