JP3150545B2 - 反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具及びその製造方法 - Google Patents
反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高純度ウエハボー
ト、炉芯管、フォークなどのＳｉＣ質半導体製造用熱処
理治具に関する。
ト、炉芯管、フォークなどのＳｉＣ質半導体製造用熱処
理治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造にＳｉを含浸したＳｉＣ基材
がこれまで多く使用されているが、その高純度化対策と
しては、従来から主に次のような方法が採用されてい
る。 (1) Ｓｉ含浸ＳｉＣ表面に高純度のＣＶＤ−ＳｉＣコ
ーティングを行うこと (2) 原材料であるＳｉ、ＳｉＣに高純度品を用いるこ
と (3) 純化、焼成を高温で行い、部材の最表面のＳｉＣ
粒子を分解することにより高純化を図ること 上記の中のＣＶＤ法 (1)は高純度化には非常に有効な方
法であるが、コストが高い上に使用時に膜が剥離すると
いった信頼性に問題があった。この対策として基材表面
に含浸されたＳｉをエッチングして表面を粗面化してか
らＣＶＤコーティングする方法もあるが、一層コスト高
を招くとともに、エッチングした部分への膜の回り込み
に問題があり、膜の剥離に対する信頼性はこれによって
も十分ではなかった。
がこれまで多く使用されているが、その高純度化対策と
しては、従来から主に次のような方法が採用されてい
る。 (1) Ｓｉ含浸ＳｉＣ表面に高純度のＣＶＤ−ＳｉＣコ
ーティングを行うこと (2) 原材料であるＳｉ、ＳｉＣに高純度品を用いるこ
と (3) 純化、焼成を高温で行い、部材の最表面のＳｉＣ
粒子を分解することにより高純化を図ること 上記の中のＣＶＤ法 (1)は高純度化には非常に有効な方
法であるが、コストが高い上に使用時に膜が剥離すると
いった信頼性に問題があった。この対策として基材表面
に含浸されたＳｉをエッチングして表面を粗面化してか
らＣＶＤコーティングする方法もあるが、一層コスト高
を招くとともに、エッチングした部分への膜の回り込み
に問題があり、膜の剥離に対する信頼性はこれによって
も十分ではなかった。
【０００３】また、原料に高純度品を用いる方法(2) 、
部材の最表面のＳｉＣ粒子を分解することにより高純化
を図る方法(3) は、いずれも基材の最表面に吸着性が高
く不純物が拡散し易い含浸Ｓｉが露出するため、外部不
純物の吸着（二次汚染）を引き起こしたり、基材内部の
不純物がウエハに拡散し易いといった問題があった。
部材の最表面のＳｉＣ粒子を分解することにより高純化
を図る方法(3) は、いずれも基材の最表面に吸着性が高
く不純物が拡散し易い含浸Ｓｉが露出するため、外部不
純物の吸着（二次汚染）を引き起こしたり、基材内部の
不純物がウエハに拡散し易いといった問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、治具表面
から所定の深さ方向の領域を実質的にＳｉＣのみから構
成することによって、高純度でしかも信頼性の高い反応
焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具を得よう
とするものである。
から所定の深さ方向の領域を実質的にＳｉＣのみから構
成することによって、高純度でしかも信頼性の高い反応
焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具を得よう
とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、反応焼結Ｓ
ｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用の治具において、基材が少
なくとも粒径５０〜２００μｍのＳｉＣ粒子を２５〜７
５重量％含むＳｉ−ＳｉＣ複合体からなり、その表面か
ら深さ方向の３〜２００μｍまでの領域が上記ＳｉＣ粒
子及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍのＳｉＣ
多結晶からなることを特徴とする反応焼結Ｓｉ含浸Ｓｉ
Ｃ質半導体製造用熱処理治具（請求項１）、基材表面か
ら深さ方向の３〜２００μｍまでの領域が微少領域Ｘ線
回折法によりフリーシリコン及びフリーカーボンを検出
しない実質的にＳｉＣ成分のみからなることを特徴とす
る請求項１記載の反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造
用熱処理治具（請求項２）、基材をさらにＣＶＤコート
した請求項１又は２記載の反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半
導体製造用熱処理治具（請求項３）及び少なくとも粒径
５０〜２００μｍのＳｉＣ粒子を２５〜７５重量％含む
ＳｉＣ焼結体にＳｉを含浸してＳｉ−ＳｉＣ複合体から
なる基材を形成し、この基材を温度１５００℃以上、圧
力３０torr以下でＣＯガスと反応させ、基材表面から深
さ方向の３〜２００μｍまでの領域が上記ＳｉＣ粒子及
びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍの領域が上記
ＳｉＣ粒子及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍ
のＳｉＣ多結晶とすることを特徴とする反応焼結Ｓｉ含
浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具の製造方法（請求項
４）である。以下にこれらの発明をさらに説明する。、
ｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用の治具において、基材が少
なくとも粒径５０〜２００μｍのＳｉＣ粒子を２５〜７
５重量％含むＳｉ−ＳｉＣ複合体からなり、その表面か
ら深さ方向の３〜２００μｍまでの領域が上記ＳｉＣ粒
子及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍのＳｉＣ
多結晶からなることを特徴とする反応焼結Ｓｉ含浸Ｓｉ
Ｃ質半導体製造用熱処理治具（請求項１）、基材表面か
ら深さ方向の３〜２００μｍまでの領域が微少領域Ｘ線
回折法によりフリーシリコン及びフリーカーボンを検出
しない実質的にＳｉＣ成分のみからなることを特徴とす
る請求項１記載の反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造
用熱処理治具（請求項２）、基材をさらにＣＶＤコート
した請求項１又は２記載の反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半
導体製造用熱処理治具（請求項３）及び少なくとも粒径
５０〜２００μｍのＳｉＣ粒子を２５〜７５重量％含む
ＳｉＣ焼結体にＳｉを含浸してＳｉ−ＳｉＣ複合体から
なる基材を形成し、この基材を温度１５００℃以上、圧
力３０torr以下でＣＯガスと反応させ、基材表面から深
さ方向の３〜２００μｍまでの領域が上記ＳｉＣ粒子及
びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍの領域が上記
ＳｉＣ粒子及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍ
のＳｉＣ多結晶とすることを特徴とする反応焼結Ｓｉ含
浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具の製造方法（請求項
４）である。以下にこれらの発明をさらに説明する。、
【０００６】ＳｉＣ焼結体を得る方法には反応焼結法と
常圧焼結法があるが、この発明では反応焼結法によって
得られるＳｉとＳｉＣの複合体を基材とする。これを得
るためには、例えば粒径５０〜２００μｍのＳｉＣ粒子
を２５〜７５重量％含む炭化珪素粉末と黒鉛とバインダ
ーの原料混合物で成形物をつくり、これを硬化、焼成、
純化してさらに必要な加工を施し、その後約１６００℃
の真空炉中でこれに金属シリコンを含浸させる方法が採
られる。
常圧焼結法があるが、この発明では反応焼結法によって
得られるＳｉとＳｉＣの複合体を基材とする。これを得
るためには、例えば粒径５０〜２００μｍのＳｉＣ粒子
を２５〜７５重量％含む炭化珪素粉末と黒鉛とバインダ
ーの原料混合物で成形物をつくり、これを硬化、焼成、
純化してさらに必要な加工を施し、その後約１６００℃
の真空炉中でこれに金属シリコンを含浸させる方法が採
られる。
【０００７】次に、基材に含浸したシリコンにＣＯガス
を反応させて基材の表面から３〜２００μｍの領域を基
材の少なくとも粒径５０〜２００μｍのＳｉＣ粒子の一
部又は全部及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍ
のＳｉＣ多結晶からなる層とする。この層の厚さが基材
の表面から３μｍ未満では表面の耐食性が十分でなく、
また内部の不純物の拡散を防止することができない。ま
た、これが２００μｍを超えると後の工程で行われるＳ
ｉＣ化のためにする反応に長時間を要し、コスト高を招
く。
を反応させて基材の表面から３〜２００μｍの領域を基
材の少なくとも粒径５０〜２００μｍのＳｉＣ粒子の一
部又は全部及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍ
のＳｉＣ多結晶からなる層とする。この層の厚さが基材
の表面から３μｍ未満では表面の耐食性が十分でなく、
また内部の不純物の拡散を防止することができない。ま
た、これが２００μｍを超えると後の工程で行われるＳ
ｉＣ化のためにする反応に長時間を要し、コスト高を招
く。
【０００８】この発明のＳｉとＳｉＣの複合体の構成の
概略説明図を図１に示す。図１で１はＳｉとＳｉＣの複
合体の全部材、２は粒径が５０〜２００μｍのＳｉＣ大
粒子、３が微粒のＳｉＣ粒子である。４は含浸シリコン
である。焼結体１の表面から３〜２００μｍには、含浸
シリコンとＣＯガスが反応して出来たＳｉＣ多結晶５が
形成されている。
概略説明図を図１に示す。図１で１はＳｉとＳｉＣの複
合体の全部材、２は粒径が５０〜２００μｍのＳｉＣ大
粒子、３が微粒のＳｉＣ粒子である。４は含浸シリコン
である。焼結体１の表面から３〜２００μｍには、含浸
シリコンとＣＯガスが反応して出来たＳｉＣ多結晶５が
形成されている。
【０００９】以上の通り、請求項１の発明は、基材が少
なくとも粒径５０〜２００μｍのＳｉＣ粒子を２５〜７
５重量％含むＳｉ−ＳｉＣ複合体からなり、その表面か
ら深さ方向の３〜２００μｍまでの領域が上記ＳｉＣ粒
子及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍのＳｉＣ
多結晶からなるものであるから、基材表面にはＳｉが露
出しておらず、シリコンへの不純物の吸着により二次汚
染や基材内部からの不純物が表面に向けて拡散し易いと
いった従来の問題点を抑制することができる。
なくとも粒径５０〜２００μｍのＳｉＣ粒子を２５〜７
５重量％含むＳｉ−ＳｉＣ複合体からなり、その表面か
ら深さ方向の３〜２００μｍまでの領域が上記ＳｉＣ粒
子及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍのＳｉＣ
多結晶からなるものであるから、基材表面にはＳｉが露
出しておらず、シリコンへの不純物の吸着により二次汚
染や基材内部からの不純物が表面に向けて拡散し易いと
いった従来の問題点を抑制することができる。
【００１０】さらに、この発明では上記基材の表面から
深さ方向の３〜２００μｍまでの領域中の粒径５０〜２
００μｍの大きなＳｉＣ粒子の一部が、上記領域と含浸
シリコン部に跨って位置するため、このＳｉＣ粒子が上
記ＳｉＣ粒子及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μ
ｍのＳｉＣ多結晶からなるＳｉＣ層とシリコン部とを密
着させるアンカーの役目を果たし、ＣＶＤで形成される
皮膜と比較して剥離強度をさらに向上することができ
る。
深さ方向の３〜２００μｍまでの領域中の粒径５０〜２
００μｍの大きなＳｉＣ粒子の一部が、上記領域と含浸
シリコン部に跨って位置するため、このＳｉＣ粒子が上
記ＳｉＣ粒子及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μ
ｍのＳｉＣ多結晶からなるＳｉＣ層とシリコン部とを密
着させるアンカーの役目を果たし、ＣＶＤで形成される
皮膜と比較して剥離強度をさらに向上することができ
る。
【００１１】また、基材表面から深さ方向の３〜２００
μｍまでの領域のＳｉを、ＳｉＣ化した粒径３〜２００
μｍのＳｉＣ多結晶とすることで、熱処理治具の耐蝕性
を向上させ、上記領域に気孔を残存させることがない。
ＳｉＣ多結晶体を３μｍ未満とすることは実質上不可能
であり、また２００μｍを超えると気密領域が形成され
ない。
μｍまでの領域のＳｉを、ＳｉＣ化した粒径３〜２００
μｍのＳｉＣ多結晶とすることで、熱処理治具の耐蝕性
を向上させ、上記領域に気孔を残存させることがない。
ＳｉＣ多結晶体を３μｍ未満とすることは実質上不可能
であり、また２００μｍを超えると気密領域が形成され
ない。
【００１２】この発明は基材に含まれるＳｉＣ粒子の粒
径を５０〜２００μｍとして、また含有量を２５〜７５
重量％とするものである。粒径については上限の好まし
い範囲を示したものである。粒子含有量の下限である２
５重量％についてはこれ未満であると、上記ＳｉＣ粒子
及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多
結晶からなるＳｉＣ層とシリコン部との間で均一なアン
カー効果が期待できないとともに、基材の強度や密度が
不十分となる。また、含有量の上限については７５重量
％を超えると上記と同様に基材の強度や密度が不足する
とともに、前工程での成形、焼成での歩留まりが低下す
る。
径を５０〜２００μｍとして、また含有量を２５〜７５
重量％とするものである。粒径については上限の好まし
い範囲を示したものである。粒子含有量の下限である２
５重量％についてはこれ未満であると、上記ＳｉＣ粒子
及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多
結晶からなるＳｉＣ層とシリコン部との間で均一なアン
カー効果が期待できないとともに、基材の強度や密度が
不十分となる。また、含有量の上限については７５重量
％を超えると上記と同様に基材の強度や密度が不足する
とともに、前工程での成形、焼成での歩留まりが低下す
る。
【００１３】請求項２の発明は、基材表面から深さ方向
の３〜２００μｍまでの領域が、微少領域Ｘ線回折法に
よりフリーシリコン及びフリーカーボンを検出しない実
質的にＳｉＣ成分のみからなるものである。これにより
基材表面から深さ方向の３〜２００μｍまでの領域がよ
り純度の高いＳｉＣ成分のみで構成されることになり、
高純度で信頼性の更に高い熱処理治具とすることができ
る。
の３〜２００μｍまでの領域が、微少領域Ｘ線回折法に
よりフリーシリコン及びフリーカーボンを検出しない実
質的にＳｉＣ成分のみからなるものである。これにより
基材表面から深さ方向の３〜２００μｍまでの領域がよ
り純度の高いＳｉＣ成分のみで構成されることになり、
高純度で信頼性の更に高い熱処理治具とすることができ
る。
【００１４】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
のＳｉ含浸ＳｉＣの複合体に、ＳｉＣをＣＶＤコートし
たものである。図２はこの発明の反応焼結Ｓｉ含浸Ｓｉ
Ｃの概略説明図である。図２で６がＣＶＤコートであ
る。この発明よれば、従来に比較してＣＶＤコートした
皮膜と基材との密着性は一段と向上させることができ
る。
のＳｉ含浸ＳｉＣの複合体に、ＳｉＣをＣＶＤコートし
たものである。図２はこの発明の反応焼結Ｓｉ含浸Ｓｉ
Ｃの概略説明図である。図２で６がＣＶＤコートであ
る。この発明よれば、従来に比較してＣＶＤコートした
皮膜と基材との密着性は一段と向上させることができ
る。
【００１５】即ち、この発明での基材は、基材に含浸し
たＳｉはＳｉＣ化され表面が実質的に全てＳｉＣとなっ
ているので、ＳｉＣ基材に対するＣＶＤと同等であり、
密着性に優れた良好なＣＶＤ被膜を得ることが出来る。
たＳｉはＳｉＣ化され表面が実質的に全てＳｉＣとなっ
ているので、ＳｉＣ基材に対するＣＶＤと同等であり、
密着性に優れた良好なＣＶＤ被膜を得ることが出来る。
【００１６】請求項４は、反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半
導体製造用熱処理治具の製造方法の発明である。反応焼
結Ｓｉ含浸ＳｉＣ基材はすでに述べたように公知な方法
で製造される。焼成、純化まで完了した基材を、例えば
図３に示すような炉内に入れる。
導体製造用熱処理治具の製造方法の発明である。反応焼
結Ｓｉ含浸ＳｉＣ基材はすでに述べたように公知な方法
で製造される。焼成、純化まで完了した基材を、例えば
図３に示すような炉内に入れる。
【００１７】図３で、１０はＳｉ含浸及び表面ＳｉＣ化
のための炉の概略側面図である。同図で１１は炉芯管、
１２は内筒管、１３は炉芯管の外周に配設されたヒー
タ、１４は炉心管の内部に挿入されて焼成、純化まで完
了した焼成体である。
のための炉の概略側面図である。同図で１１は炉芯管、
１２は内筒管、１３は炉芯管の外周に配設されたヒー
タ、１４は炉心管の内部に挿入されて焼成、純化まで完
了した焼成体である。
【００１８】ＳｉＣ基材表面のＳｉＣ化層の形成は、試
料１４にシリコンを含浸した後に、これを図３に示す状
態に保持して、ガスノズル１５からＣＯガス１６を内筒
１２に中に導入し、試料の基材に含浸した溶融状態のＳ
ｉをＣＯガスと反応させ、基材表面から深さ方向で３〜
２００μｍの領域を基材の少なくとも粒径５０〜２００
μｍのＳｉＣ粒子の一部又は全部及びＳｉをＳｉＣ化し
た粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多結晶からなる層とす
る。反応ガスは、その後に排気１７を通して内筒管１２
の外部に放出される。なお、反応ガスは、ＣＯガスの外
にメタンなどの炭化水素ガスを用いることが出来る。
料１４にシリコンを含浸した後に、これを図３に示す状
態に保持して、ガスノズル１５からＣＯガス１６を内筒
１２に中に導入し、試料の基材に含浸した溶融状態のＳ
ｉをＣＯガスと反応させ、基材表面から深さ方向で３〜
２００μｍの領域を基材の少なくとも粒径５０〜２００
μｍのＳｉＣ粒子の一部又は全部及びＳｉをＳｉＣ化し
た粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多結晶からなる層とす
る。反応ガスは、その後に排気１７を通して内筒管１２
の外部に放出される。なお、反応ガスは、ＣＯガスの外
にメタンなどの炭化水素ガスを用いることが出来る。
【００１９】ここにおける炉内の温度は１５００℃以上
とし、また圧力は３０torr以下とする。炉内温度が１５
００℃未満では溶融シリコンとＣＯガスとの反応が十分
に進行せず、ＳｉＣ化層中にシリコンが残留してしまう
とともに、一部が非晶質となって耐蝕性が低下する。ま
た、圧力が３０torrを超えると反応が炉内の局所におい
て選択的に行われ、ＳｉＣ化層の均一性に欠けてくる。
導入ガスの量及びガス導入時間は試料との関係で決まり
一律に決めることは出来ない。
とし、また圧力は３０torr以下とする。炉内温度が１５
００℃未満では溶融シリコンとＣＯガスとの反応が十分
に進行せず、ＳｉＣ化層中にシリコンが残留してしまう
とともに、一部が非晶質となって耐蝕性が低下する。ま
た、圧力が３０torrを超えると反応が炉内の局所におい
て選択的に行われ、ＳｉＣ化層の均一性に欠けてくる。
導入ガスの量及びガス導入時間は試料との関係で決まり
一律に決めることは出来ない。
【００２０】これによって、上記で述べた反応焼結Ｓｉ
含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具を得ることが出来
る。
含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具を得ることが出来
る。
【００２１】
【作用】この発明は、基材の表面から深さ方向の３〜２
００μｍまでの領域が実質的にＳｉＣのみからなるよう
にし、かつ基材表面にＳｉが露出しないようにし、Ｓｉ
への不純物吸着などによる二次汚染を防止するものであ
る。また、上記表面の上記ＳｉＣ粒子及びＳｉをＳｉＣ
化した粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多結晶からなるＳｉ
Ｃ層が強固なバリア層を形成し、純化が必ずしも十分で
ない基材内部からの不純物の拡散を防止するものであ
る。さらに、ここでの表面の上記ＳｉＣ粒子及びＳｉを
ＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多結晶からな
るＳｉＣ層は十分にＳｉＣに結晶化しているために耐食
性にも優れ、ＳｉＣ粒子及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３
〜２００μｍのＳｉＣ多結晶からなるＳｉＣ層の中に気
孔が発生することもない。更に、Ｓｉ含浸ＳｉＣ基材中
の５０〜２００μｍのＳｉＣ粒子が、ＳｉＣ粒子及びＳ
ｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多結晶か
らなるＳｉＣ層と含浸シリコン間でアンカー効果を発揮
し信頼性も向上する。
００μｍまでの領域が実質的にＳｉＣのみからなるよう
にし、かつ基材表面にＳｉが露出しないようにし、Ｓｉ
への不純物吸着などによる二次汚染を防止するものであ
る。また、上記表面の上記ＳｉＣ粒子及びＳｉをＳｉＣ
化した粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多結晶からなるＳｉ
Ｃ層が強固なバリア層を形成し、純化が必ずしも十分で
ない基材内部からの不純物の拡散を防止するものであ
る。さらに、ここでの表面の上記ＳｉＣ粒子及びＳｉを
ＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多結晶からな
るＳｉＣ層は十分にＳｉＣに結晶化しているために耐食
性にも優れ、ＳｉＣ粒子及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３
〜２００μｍのＳｉＣ多結晶からなるＳｉＣ層の中に気
孔が発生することもない。更に、Ｓｉ含浸ＳｉＣ基材中
の５０〜２００μｍのＳｉＣ粒子が、ＳｉＣ粒子及びＳ
ｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多結晶か
らなるＳｉＣ層と含浸シリコン間でアンカー効果を発揮
し信頼性も向上する。
【００２２】
（実施例１）図３に示すＳｉ含浸及び表面ＳｉＣ化のた
めの炉１０に焼成、純化を完了した基材を入れ、Ｓｉ含
浸後にこれを３０torr以下、１５００℃以上に加熱しな
がら、このガス導入口１６からＣＯガスを１．５ｌ／mi
n 導入し、基材の表面から深さ方向に以下の厚さのＳｉ
Ｃ化層を有したウエハボ−ト、さらにこれにＣＶＤコー
トを施したウエハボートを得た。
めの炉１０に焼成、純化を完了した基材を入れ、Ｓｉ含
浸後にこれを３０torr以下、１５００℃以上に加熱しな
がら、このガス導入口１６からＣＯガスを１．５ｌ／mi
n 導入し、基材の表面から深さ方向に以下の厚さのＳｉ
Ｃ化層を有したウエハボ−ト、さらにこれにＣＶＤコー
トを施したウエハボートを得た。
【００２３】 試料Ａ（本発明品）ＳｉＣ化層１０μｍ 試料Ｂ（本発明品）ＳｉＣ化層１５０μｍ 試料Ｃ（本発明品）ＳｉＣ化層１０μｍ＋ＣＶＤコート
５０μｍ 試料Ｄ（従来品）ＳｉＣ化層なし 試料Ｅ（従来品）ＳｉＣ化層なし＋ＣＶＤコート５０μ
ｍ 試料Ｆ（従来品）Ｓｉ−ＳｉＣ＋ＣＶＤコート５０μｍ これらのボートにシリコンウエハをセットし、酸化雰囲
気で熱処理を行いウエハボート表面に形成された酸化膜
中に取り込まれた不純物（Ｎａ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｕ）を
測定した。この結果を表１に示した。この結果により、
本発明（Ａ〜Ｃ）は、従来のＣＶＤ製品と同等以上の高
純度を維持できることが明らかとなった。
５０μｍ 試料Ｄ（従来品）ＳｉＣ化層なし 試料Ｅ（従来品）ＳｉＣ化層なし＋ＣＶＤコート５０μ
ｍ 試料Ｆ（従来品）Ｓｉ−ＳｉＣ＋ＣＶＤコート５０μｍ これらのボートにシリコンウエハをセットし、酸化雰囲
気で熱処理を行いウエハボート表面に形成された酸化膜
中に取り込まれた不純物（Ｎａ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｕ）を
測定した。この結果を表１に示した。この結果により、
本発明（Ａ〜Ｃ）は、従来のＣＶＤ製品と同等以上の高
純度を維持できることが明らかとなった。
【００２４】
【表１】
【００２５】さらに、上記試料の中の本発明品のＡ，
Ｂ，Ｃ、従来品のＥ，Ｆの信頼性を評価するため、下記
の条件にてヒートサイクルの試験を行った。 条件 熱処理条件； 炉内温度１２００℃ ボ−ド出入れスピード；２００mm／min 炉内保持時間 ；１０min サイクル回数 ；１０００回 試験終了後の試料表面の外観観察を行ったところ、本発
明の試料Ａ，Ｂ，Ｃは酸化膜が形成されている他は変化
が認められなかったが、従来例の試料Ｅ，ＦはＣＶＤ膜
の一部に剥離が確認された。
Ｂ，Ｃ、従来品のＥ，Ｆの信頼性を評価するため、下記
の条件にてヒートサイクルの試験を行った。 条件 熱処理条件； 炉内温度１２００℃ ボ−ド出入れスピード；２００mm／min 炉内保持時間 ；１０min サイクル回数 ；１０００回 試験終了後の試料表面の外観観察を行ったところ、本発
明の試料Ａ，Ｂ，Ｃは酸化膜が形成されている他は変化
が認められなかったが、従来例の試料Ｅ，ＦはＣＶＤ膜
の一部に剥離が確認された。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、この発明の反応焼結Ｓｉ
含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具は、実質的外表面
の３〜２００μｍの領域を、基材の少なくとも粒径５０
〜２００μｍのＳｉＣ粒子の一部又は全部及びＳｉをＳ
ｉＣ化した粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多結晶からなる
緻密なＳｉＣ粒子及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２０
０μｍのＳｉＣ多結晶からなるＳｉＣ層としたので、表
層部にあるＳｉへの不純物が吸着するなどの二次汚染が
防止出来るとともに、必ずしも浄化が十分でない基材内
部からの不純物の拡散を抑制することが出来るようにな
り、高純度で耐食性、耐剥離性にも優れた反応焼結Ｓｉ
含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具を得ることが出来
るようになった。
含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具は、実質的外表面
の３〜２００μｍの領域を、基材の少なくとも粒径５０
〜２００μｍのＳｉＣ粒子の一部又は全部及びＳｉをＳ
ｉＣ化した粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多結晶からなる
緻密なＳｉＣ粒子及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２０
０μｍのＳｉＣ多結晶からなるＳｉＣ層としたので、表
層部にあるＳｉへの不純物が吸着するなどの二次汚染が
防止出来るとともに、必ずしも浄化が十分でない基材内
部からの不純物の拡散を抑制することが出来るようにな
り、高純度で耐食性、耐剥離性にも優れた反応焼結Ｓｉ
含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具を得ることが出来
るようになった。
【図１】この発明の１実施例になる反応焼結ＳｉＣ質半
導体製造用熱処理治具の表面付近の一部の結晶構成の概
略説明図。
導体製造用熱処理治具の表面付近の一部の結晶構成の概
略説明図。
【図２】この発明の他の１実施例になる反応焼結ＳｉＣ
質半導体製造用熱処理治具の表面付近の一部の結晶構成
の概略説明図。
質半導体製造用熱処理治具の表面付近の一部の結晶構成
の概略説明図。
【図３】この発明の反応焼結ＳｉＣ質半導体製造用熱処
理治具の製造に用いるＳｉ含浸及びＳｉＣ化の炉の概要
を示した説明図。
理治具の製造に用いるＳｉ含浸及びＳｉＣ化の炉の概要
を示した説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 茂男 山形県西置賜郡小国町大字小国町378番 地 東芝セラミックス株式会社小国製造 所内 (72)発明者 佐藤 勝憲 山形県西置賜郡小国町大字小国町378番 地 東芝セラミックス株式会社小国製造 所内 (72)発明者 北沢 厚男 山形県西置賜郡小国町大字小国町378番 地 東芝セラミックス株式会社小国製造 所内 (56)参考文献 特開 平４−260678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−35452（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−50073（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/565 - 35/577 C04B 41/84 H01L 21/22
Claims (4)
- 【請求項１】 反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用
の治具において、基材が少なくとも粒径５０〜２００μ
ｍのＳｉＣ粒子を２５〜７５重量％含むＳｉ−ＳｉＣ複
合体からなり、その表面から深さ方向の３〜２００μｍ
までの領域が上記ＳｉＣ粒子及びＳｉをＳｉＣ化した粒
径３〜２００μｍのＳｉＣ多結晶からなることを特徴と
する反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治
具。 - 【請求項２】 基材表面から深さ方向の３〜２００μｍ
までの領域が微少領域Ｘ線回折法によりフリーシリコン
及びフリーカーボンを検出しない実質的にＳｉＣ成分の
みからなることを特徴とする請求項１記載の反応焼結Ｓ
ｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具。 - 【請求項３】 基材をさらにＣＶＤコートした請求項１
又は２記載の反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱
処理治具。 - 【請求項４】 少なくとも粒径５０〜２００μｍのＳｉ
Ｃ粒子を２５〜７５重量％含むＳｉＣ焼結体にＳｉを含
浸してＳｉ−ＳｉＣ複合体からなる基材を形成し、この
基材を温度１５００℃以上、圧力３０torr以下でＣＯガ
スと反応させ、基材表面から深さ方向の３〜２００μｍ
までの領域が上記ＳｉＣ粒子及びＳｉをＳｉＣ化した粒
径３〜２００μｍの領域が上記ＳｉＣ粒子及びＳｉをＳ
ｉＣ化した粒径３〜２００μｍＳｉＣ多結晶とすること
を特徴とする反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱
処理治具の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23527994A JP3150545B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23527994A JP3150545B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0891934A JPH0891934A (ja) | 1996-04-09 |
| JP3150545B2 true JP3150545B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=16983753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23527994A Expired - Fee Related JP3150545B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3150545B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023171502A1 (ja) * | 2022-03-10 | 2023-09-14 | ローム株式会社 | 焼結体、半導体基板及び半導体装置並びにそれらの製造方法 |
-
1994
- 1994-09-29 JP JP23527994A patent/JP3150545B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0891934A (ja) | 1996-04-09 |
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