JP5581026B2 - 炭化ケイ素部材の製造方法 - Google Patents
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Description
炭化ケイ素(SiC)は、結晶構造によって、立方晶系のβ−SiCと、六方晶系および菱面体系のα−SiCとに分類される。β−SiCは1種類だが、α−SiCは非常に多くの同質多形が知られている。β−SiCは、α−SiC(半導体)に比べて電子移動度が2倍以上あるため、高い導電性を必要とするヒーターや電気的制御が必要な部品等への適用が行われている。半導体からなる部品は、電気的に不安定であり、半導体製造プロセスを不安定にさせるため、一般的に、半導体製造装置用部品は、導体または不導体であることが望ましい。
炭化ケイ素部材の表面加工としては、研削加工やブラスト処理等が適用できる。研削加工は、高速回転する砥石によって加工物の表面を除去し切削加工より平滑な面を得る機械加工の一種である。ブラスト処理は、投射材と呼ばれる粒体を被処理物に衝突させ、被処理物の加工等を行う手法である。
表面加工を施したβ型炭化ケイ素部材を、1400℃(Siの融点)〜1900℃の加熱温度で熱処理する。1400℃未満の場合は、後述するように、炭化ケイ素部材中のSi原子が抜けにくいため、好ましくない。また、1900℃よりも高くなると、β型成長よりもα型成長が促進されるため、β型炭化ケイ素部材の結晶構造が不均一となり、好ましくない。この加熱温度は、1500℃〜1800℃が更に好ましい。
β型炭化ケイ素部材においては、・・・−Si−C−Si−C−Si−C−・・・というようにSi原子とC原子とが交互に並んで配置されている。雰囲気温度がSiの融点である1400℃以上になると、Si原子が外気中(雰囲気中)に抜けていく。
前述した高温炉には、断熱材等が設けられており、この断熱材等は、表層部が炭化ケイ素化された黒鉛部材から形成することが好ましい。表面処理を施していない通常の黒鉛部材を用いると、該黒鉛部材の表面からボロンが拡散し、該ボロンによってシリコンウエハの抵抗率が変化するという問題があるからである。
(1)本実施形態に係る炭化ケイ素部材の製造方法では、β型炭化ケイ素部材を表面加工する工程と、この表面加工を施したβ型炭化ケイ素部材を、Siを含有する雰囲気中において1400〜1900℃の加熱温度で熱処理することにより、β型炭化ケイ素部材の表面における炭化ケイ素の粒成長を促進させる工程と、を含む。
炭化ケイ素部材を熱処理する高温炉について説明する。この高温炉には、断熱材等の黒鉛部材が配設されているため、この黒鉛部材の表面処理等を行った。
(1)炭化ケイ素部材の粉体を作成し、炭化ケイ素部材の焼結を行った。SiC粉体100gとフェノール6gをエタノール140gに溶解してSiC粉体と十分に混合したのち、60℃に加熱してエチルアルコールを揮発させて原料粉体を得た。そして、この原料粉体を温度が2250℃、圧力が40MPaで、非酸化性雰囲気下で成形金型中に配置してホットプレスすることにより、β型炭化ケイ素部材の焼結体を得た。
Claims (3)
- β型炭化ケイ素部材を表面加工する工程と、
カーボン内壁を有する高温炉内にSiを載置して、前記Siの加熱処理を行うことによって、前記Siを前記カーボン内壁に含浸させる工程と、
表面加工を施した前記β型炭化ケイ素部材を、前記Siが含浸された前記カーボン内壁を有する前記高温炉内において、1400〜1900℃の加熱温度で熱処理することにより、前記β型炭化ケイ素部材の表面における炭化ケイ素の粒成長を促進させる工程と、
を含むことを特徴とする炭化ケイ素部材の製造方法。 - 前記加熱温度は、1500〜1800℃であることを特徴とする請求項1に記載の炭化ケイ素部材の製造方法。
- 前記β型炭化ケイ素部材におけるケイ素と炭素との重量比Si/Cは、6/4〜7/3であることを特徴とする請求項1または2に記載の炭化ケイ素部材の製造方法。
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