JP3279916B2 - シリコン単結晶引上げ用炭素繊維強化炭素ルツボ - Google Patents
シリコン単結晶引上げ用炭素繊維強化炭素ルツボInfo
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- JP3279916B2 JP3279916B2 JP09741596A JP9741596A JP3279916B2 JP 3279916 B2 JP3279916 B2 JP 3279916B2 JP 09741596 A JP09741596 A JP 09741596A JP 9741596 A JP9741596 A JP 9741596A JP 3279916 B2 JP3279916 B2 JP 3279916B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は炭素繊維強化炭素材（以
下Ｃ／Ｃという）のシリコン単結晶引上用ルツボに関す
る。
下Ｃ／Ｃという）のシリコン単結晶引上用ルツボに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来よりチョクラルスキー法（以下ＣＺ
法）による半導体のシリコン単結晶製造用のルツボとし
て黒鉛製ルツボが主に使用されていた。この黒鉛ルツボ
は内部に石英ルツボを収容して使用するが、黒鉛材と黒
鉛材の表面部に生成したＳｉＣとの熱膨張率の差により
黒鉛ルツボが変形、破損するなどの問題があった。近
年、ウエハーの大型化に伴い使用されるルツボも大型に
なり、黒鉛材の製造条件の制約があり、直径８″ウエハ
ーまでは現状で対応できても、１２″ウエハーさらに直
径１６″ウエハ−の時代には、直径３６″、４８″の黒
鉛ルツボ材が必要となり、ブロック材からの切削加工の
為、コスト面でデメリットが増える。この場合、高品位
な等方性黒鉛材の製造は困難となる。
法）による半導体のシリコン単結晶製造用のルツボとし
て黒鉛製ルツボが主に使用されていた。この黒鉛ルツボ
は内部に石英ルツボを収容して使用するが、黒鉛材と黒
鉛材の表面部に生成したＳｉＣとの熱膨張率の差により
黒鉛ルツボが変形、破損するなどの問題があった。近
年、ウエハーの大型化に伴い使用されるルツボも大型に
なり、黒鉛材の製造条件の制約があり、直径８″ウエハ
ーまでは現状で対応できても、１２″ウエハーさらに直
径１６″ウエハ−の時代には、直径３６″、４８″の黒
鉛ルツボ材が必要となり、ブロック材からの切削加工の
為、コスト面でデメリットが増える。この場合、高品位
な等方性黒鉛材の製造は困難となる。
【０００３】そこで石英との熱膨張率の差が少なく、ま
た高温強度によりすぐれた材料である炭素繊維強化炭素
（以下Ｃ／Ｃ）を用いたルツボが最近、黒鉛ルツボに替
えて大型化を指向して使用されてきている。
た高温強度によりすぐれた材料である炭素繊維強化炭素
（以下Ｃ／Ｃ）を用いたルツボが最近、黒鉛ルツボに替
えて大型化を指向して使用されてきている。
【０００４】このＣ／ＣはＣＺ用ルツボとしてすぐれた
材料だが次のように種々の問題もある。
材料だが次のように種々の問題もある。
【０００５】まずＣ／Ｃは炭素繊維を素材として用いて
いるので、製法、素材の形態により、製品の生産性、特
性に一長一短が生じる。すなわち大きく分けてＣ／Ｃの
ルツボはフィラメントワインディング成形法（以下ＦＷ
法）によるものとクロス系またはフェルト系の炭素繊維
を用い積層成形したものとがあるが、それぞれ次のよう
な問題がある。
いるので、製法、素材の形態により、製品の生産性、特
性に一長一短が生じる。すなわち大きく分けてＣ／Ｃの
ルツボはフィラメントワインディング成形法（以下ＦＷ
法）によるものとクロス系またはフェルト系の炭素繊維
を用い積層成形したものとがあるが、それぞれ次のよう
な問題がある。
【０００６】まず、ＦＷ法によるＣ／Ｃのルツボは機械
による成形のため、生産性は良好で品質も安定してお
り、強度特性にも優れている。
による成形のため、生産性は良好で品質も安定してお
り、強度特性にも優れている。
【０００７】しかし、繊維同志の絡みが少ないことか
ら、化学反応による消耗に対しては、脆い面がある。つ
まり、反応の進行に伴い，Ｃ／Ｃのマトリックスの炭素
材の方が速く損耗しやすいため、スケルトン化し、ルツ
ボが崩れやすくなる。
ら、化学反応による消耗に対しては、脆い面がある。つ
まり、反応の進行に伴い，Ｃ／Ｃのマトリックスの炭素
材の方が速く損耗しやすいため、スケルトン化し、ルツ
ボが崩れやすくなる。
【０００８】一方、クロス系、フェルト系の素材を用い
たＣ／Ｃルツボは、繊維同志が絡み合っているので、化
学反応による消耗性に対しては強いが、生産性や強度面
でやや難がある。つまり、クロス系のものは、積層成形
に手間を要するので、生産性の面で劣りフェルト系のも
のは強度面でやや不足する。
たＣ／Ｃルツボは、繊維同志が絡み合っているので、化
学反応による消耗性に対しては強いが、生産性や強度面
でやや難がある。つまり、クロス系のものは、積層成形
に手間を要するので、生産性の面で劣りフェルト系のも
のは強度面でやや不足する。
【０００９】このようにＣ／Ｃルツボは成形法、素材形
態の選択によって生産性、特性に一長一短が生じる。
態の選択によって生産性、特性に一長一短が生じる。
【００１０】 上記のようにＣ／Ｃ材は高温強度
等において、黒鉛材よりすぐれた素材だが、全体をＣ／
Ｃ材で構成したシリコン単結晶製造用ルツボは生産性、
コスト面、品質面等で十分満足なものを得ることは困難
であった。
等において、黒鉛材よりすぐれた素材だが、全体をＣ／
Ｃ材で構成したシリコン単結晶製造用ルツボは生産性、
コスト面、品質面等で十分満足なものを得ることは困難
であった。
【００１１】
【発明の課題】 上記のような問題を踏まえ本発明者
は、生産性が良好で、化学反応による耐消耗性や強度に
すぐれ、コスト面でもメリットの多い、全体がＣ／Ｃよ
り構成されたシリコン単結晶引上用ルツボを提供する。
は、生産性が良好で、化学反応による耐消耗性や強度に
すぐれ、コスト面でもメリットの多い、全体がＣ／Ｃよ
り構成されたシリコン単結晶引上用ルツボを提供する。
【００１２】
【課題解決の手段】 上記のような課題を解決する
ために本発明者は次のような手段を提案する。即ち、炭
素繊維強化炭素材（以下Ｃ／Ｃ）のシリコン単結晶引上
用ルツボであって、ルツボ内側を炭素繊維クロス積層体
または炭素繊維フェルト積層体を用いたＣ／Ｃ材とし、
ルツボ外側をフィラメントワインディング法により成形
したＣ／Ｃで構成した二層よりなるシリコン単結晶引上
げ用炭素繊維強化炭素ルツボである。
ために本発明者は次のような手段を提案する。即ち、炭
素繊維強化炭素材（以下Ｃ／Ｃ）のシリコン単結晶引上
用ルツボであって、ルツボ内側を炭素繊維クロス積層体
または炭素繊維フェルト積層体を用いたＣ／Ｃ材とし、
ルツボ外側をフィラメントワインディング法により成形
したＣ／Ｃで構成した二層よりなるシリコン単結晶引上
げ用炭素繊維強化炭素ルツボである。
【００１３】 以下に本発明のＣ／Ｃルツボについて
図面とともに詳細に説明する。図１は本発明において、
請求項１に記載のＣ／Ｃルツボで内側にクロス系または
フェルト系Ｃ／Ｃ材１を用い、外側にＦＷ成形によるＣ
／Ｃ材２を用いた二層Ｃ／Ｃルツボである。
図面とともに詳細に説明する。図１は本発明において、
請求項１に記載のＣ／Ｃルツボで内側にクロス系または
フェルト系Ｃ／Ｃ材１を用い、外側にＦＷ成形によるＣ
／Ｃ材２を用いた二層Ｃ／Ｃルツボである。
【００１４】 ルツボの内側は、化学反応による消耗
が進行しやすいので、繊維が絡みあっている炭素繊維ク
ロス積層体または炭素繊維フェルト積層体を用いること
により、化学反応に対する耐消耗性を高めることができ
る。
が進行しやすいので、繊維が絡みあっている炭素繊維ク
ロス積層体または炭素繊維フェルト積層体を用いること
により、化学反応に対する耐消耗性を高めることができ
る。
【００１５】 一方ルツボの外側は、化学反応による
消耗を受けにくいが、高い強度を要するので、強度にす
ぐれたＦＷ法によるＣ／Ｃ材を用いて構成する。このよ
うに全体を均質なＣ／Ｃ材で構成せず、ルツボを内外側
の二層にし、それぞれを別種のＣ／Ｃで構成することに
より、生産性、強度、耐消耗性等を総合的に考慮してす
ぐれたＣ／Ｃルツボを得ることができる。
消耗を受けにくいが、高い強度を要するので、強度にす
ぐれたＦＷ法によるＣ／Ｃ材を用いて構成する。このよ
うに全体を均質なＣ／Ｃ材で構成せず、ルツボを内外側
の二層にし、それぞれを別種のＣ／Ｃで構成することに
より、生産性、強度、耐消耗性等を総合的に考慮してす
ぐれたＣ／Ｃルツボを得ることができる。
【００１６】
【発明の効果】 本発明によると、全体をＣ／Ｃ材で
構成したシリコン単結晶引上げ用ルツボにつき、高温強
度にすぐれ、化学反応による耐消耗性に対しても寿命延
長に効果が高いルツボが得られる。製品特性、生産性、
コスト面を総合的に考慮してすぐれたＣ／Ｃルツボを提
供でき、工業上きわめて有用である。
構成したシリコン単結晶引上げ用ルツボにつき、高温強
度にすぐれ、化学反応による耐消耗性に対しても寿命延
長に効果が高いルツボが得られる。製品特性、生産性、
コスト面を総合的に考慮してすぐれたＣ／Ｃルツボを提
供でき、工業上きわめて有用である。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【図１】 本発明の請求項１記載のＣ／Ｃルツボを示す
もので、内側にクロス系またはフェルト系Ｃ／Ｃ材を用
い、外側にはＦＷ成形によるＣ／Ｃ材を用いた二層のル
ツボである。
もので、内側にクロス系またはフェルト系Ｃ／Ｃ材を用
い、外側にはＦＷ成形によるＣ／Ｃ材を用いた二層のル
ツボである。
１ クロス系またはフェルト系Ｃ／Ｃ材 ２ フィラメントワインディング成形によるＣ／Ｃ材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−218697（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−88463（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−158090（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−59795（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−206535（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−73292（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−56767（ＪＰ，Ｕ) 登録実用新案3012299（ＪＰ，Ｕ) 実公 平３−43250（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭52−27880（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00 C04B 35/52 H01L 21/208
Claims (1)
- 【請求項１】 炭素繊維強化炭素材（以下Ｃ／Ｃ）の
シリコン単結晶引上用ルツボであって、ルツボ内側を炭
素繊維クロス積層体または炭素繊維フェルト積層体を用
いたＣ／Ｃ材とし、ルツボ外側をフィラメントワインデ
イング法により成形したＣ／Ｃで構成した二層よりなる
シリコン単結晶引上げ用炭素繊維強化炭素ルツボ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09741596A JP3279916B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | シリコン単結晶引上げ用炭素繊維強化炭素ルツボ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09741596A JP3279916B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | シリコン単結晶引上げ用炭素繊維強化炭素ルツボ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09263482A JPH09263482A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3279916B2 true JP3279916B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=14191847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09741596A Expired - Fee Related JP3279916B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | シリコン単結晶引上げ用炭素繊維強化炭素ルツボ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3279916B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017198506A1 (en) * | 2016-05-18 | 2017-11-23 | Basf Se | Open vessels and their use |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4217844B2 (ja) | 1998-06-18 | 2009-02-04 | ジャパンスーパークォーツ株式会社 | 複合ルツボとその製造方法および再生方法 |
| FR2818666B1 (fr) * | 2000-12-27 | 2004-02-06 | Snecma Moteurs | Protection d'un bol en materiau carbone, notamment en composite c/c, destine a recevoir un creuset, tel qu'un creuset en silice pour le tirage de silicium |
| JP2014012614A (ja) * | 2012-07-04 | 2014-01-23 | Toyo Tanso Kk | カーボン製ルツボ及びその製造方法 |
| CN103482995B (zh) * | 2013-08-06 | 2015-01-07 | 江苏天鸟高新技术股份有限公司 | 连续碳纤维增强的坩埚预制体及其制备方法 |
| CN112195510A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-01-08 | 上海骐杰碳素材料有限公司 | 一种碳纤维碗形预制体及碳碳碗体及坩埚 |
-
1996
- 1996-03-28 JP JP09741596A patent/JP3279916B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017198506A1 (en) * | 2016-05-18 | 2017-11-23 | Basf Se | Open vessels and their use |
| JP2019520294A (ja) * | 2016-05-18 | 2019-07-18 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ | 開放容器とその使用 |
| US10865150B2 (en) | 2016-05-18 | 2020-12-15 | Basf Se | Open vessels and their use |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09263482A (ja) | 1997-10-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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