JPH03112131A - 半導体製造用ｓｉｃ質セラミックス製品 - Google Patents
半導体製造用ｓｉｃ質セラミックス製品Info
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- JPH03112131A JPH03112131A JP25127089A JP25127089A JPH03112131A JP H03112131 A JPH03112131 A JP H03112131A JP 25127089 A JP25127089 A JP 25127089A JP 25127089 A JP25127089 A JP 25127089A JP H03112131 A JPH03112131 A JP H03112131A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、主にＳｉＣ質セラミックスからなるプロセス
チューブ、均熱管、ウェハボート、炉芯管等の半導体製
造用ＳｉＣ質セラミックス製品に関する。
チューブ、均熱管、ウェハボート、炉芯管等の半導体製
造用ＳｉＣ質セラミックス製品に関する。
［従来の技術］
従来、この種の半導体製造用ＳｉＣ質セラミックス製品
は、難焼結性に対処するため、はう素（Ｂ）、炭素（Ｃ
）、アルミナ（Ａｊ２ｚＯｓ）又は酸化ベリリウム（Ｂ
ｅｄ）等の焼結助剤を添加して焼結したり、純度を向上
するため、シリコン（Ｓｉ）に含浸して反応焼結したＳ
ｉＣ質焼結体からなる基材の表面に、この基材からの不
純物の拡散を防止するため、ＣＶＤ法によるＳｉＣ膜を
形成して構成されている。
は、難焼結性に対処するため、はう素（Ｂ）、炭素（Ｃ
）、アルミナ（Ａｊ２ｚＯｓ）又は酸化ベリリウム（Ｂ
ｅｄ）等の焼結助剤を添加して焼結したり、純度を向上
するため、シリコン（Ｓｉ）に含浸して反応焼結したＳ
ｉＣ質焼結体からなる基材の表面に、この基材からの不
純物の拡散を防止するため、ＣＶＤ法によるＳｉＣ膜を
形成して構成されている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記従来の半導体製造用ＳｉＣ質セラミ
ックス製品においては、基材とＳｉＣ膜とに微妙な熱膨
張差があるため、半導体製造プロセスでの熱サイクルに
おいてコーティング時の残留応力や熱的機械的応力によ
り、ＳｉＣが脆性材料である（破壊靭性値で３前後）こ
とも相俟って、ＳｉＣ膜に微細な亀裂が入りやすくなり
、又、ＳｉＣ膜に一度亀裂が入ると、いずれも脆性材料
であるため、亀裂の伸展が容易に進み基材の破損に至る
問題がある。
ックス製品においては、基材とＳｉＣ膜とに微妙な熱膨
張差があるため、半導体製造プロセスでの熱サイクルに
おいてコーティング時の残留応力や熱的機械的応力によ
り、ＳｉＣが脆性材料である（破壊靭性値で３前後）こ
とも相俟って、ＳｉＣ膜に微細な亀裂が入りやすくなり
、又、ＳｉＣ膜に一度亀裂が入ると、いずれも脆性材料
であるため、亀裂の伸展が容易に進み基材の破損に至る
問題がある。
そこで、本発明は、Ｓ ｉ ｃｌｌｉの亀裂による強度
劣化を防止し得る半導体製造用ＳｉＣ買セラミックス製
品の提供を目的とする。
劣化を防止し得る半導体製造用ＳｉＣ買セラミックス製
品の提供を目的とする。
［課題を解決するための手段］
前記課題を解決するため、本発明の半導体製造用ＳｉＣ
質セラミックス製品は、ＳｉＣ質焼結体からなる基材表
面にカーボン質からなる０、２〜２０μｍの厚さの中間
緩衝膜を形成し、かつこの膜の上に緻密なＳｉＣ膜を積
層してなるものである。
質セラミックス製品は、ＳｉＣ質焼結体からなる基材表
面にカーボン質からなる０、２〜２０μｍの厚さの中間
緩衝膜を形成し、かつこの膜の上に緻密なＳｉＣ膜を積
層してなるものである。
［作 用］
上記手段においては、中間１１ｋ ？Ｉ膜を形成するカ
ーボン質の潤滑性や弾性により、ＳｉＣ膜に生じるコー
ティング時の残留応力や熱的機械的応力が吸収緩和され
る。
ーボン質の潤滑性や弾性により、ＳｉＣ膜に生じるコー
ティング時の残留応力や熱的機械的応力が吸収緩和され
る。
ＳｉＣ質焼結体としては、ＳｉＣ粉末にＢやＣ等の焼結
助剤を添加して焼結したもの、あるいはＳｉＣとＣの粉
末の成形体にＳＬを含浸して焼結したもの等が用いられ
る。
助剤を添加して焼結したもの、あるいはＳｉＣとＣの粉
末の成形体にＳＬを含浸して焼結したもの等が用いられ
る。
中間緩衝膜は、ＣＶＤ法等の気相成長法によって形成す
ることが好ましく、このようにすることにより層状構造
がコーテイング面に垂直に配向し、潤滑性等が一層向上
する。
ることが好ましく、このようにすることにより層状構造
がコーテイング面に垂直に配向し、潤滑性等が一層向上
する。
又、中間緩衝膜は、その厚さが０．２μｍより薄くなる
と、亀裂の伸展を止める効果が低減し、２０μｍより厚
くなると、中間緩衝膜自体の剥離が起こりやすくなって
しまう。中間緩衝膜の好ましい厚さは、０．５〜５μｍ
である。
と、亀裂の伸展を止める効果が低減し、２０μｍより厚
くなると、中間緩衝膜自体の剥離が起こりやすくなって
しまう。中間緩衝膜の好ましい厚さは、０．５〜５μｍ
である。
緻密（密度３．１ｇ／ｃｍ’以上）なＳｉＣ膜の形成は
、ＣＶＤ法により１１００℃以上の温度で行うことが好
ましく、この温度より低いと、水素、塩素等の未分解成
分が残り、後に１０００℃以上の温度にさらされると、
ガスとして分解し、ＳｉＣ膜に亀裂を生じさせる。ＣＶ
Ｄ法は、（Ｃ）ｉｓ ）オＳ ｉ Ｈ，で表わされる有
機シラン系ガスの熱分解ＣＶＤ、又はＳｉＨ，ＣＡ、で
表わされるシラン系ガスとＣ１Ｈ，で表わされる有機ガ
スの反応ＣＶＤのいずれかの方法である。
、ＣＶＤ法により１１００℃以上の温度で行うことが好
ましく、この温度より低いと、水素、塩素等の未分解成
分が残り、後に１０００℃以上の温度にさらされると、
ガスとして分解し、ＳｉＣ膜に亀裂を生じさせる。ＣＶ
Ｄ法は、（Ｃ）ｉｓ ）オＳ ｉ Ｈ，で表わされる有
機シラン系ガスの熱分解ＣＶＤ、又はＳｉＨ，ＣＡ、で
表わされるシラン系ガスとＣ１Ｈ，で表わされる有機ガ
スの反応ＣＶＤのいずれかの方法である。
ＳｉＣ膜の厚さは、５μｍ以上であることが好ましく、
これより薄いと基材からの不純物の拡散を生じる。より
好ましくは、１０μｍ以上である。
これより薄いと基材からの不純物の拡散を生じる。より
好ましくは、１０μｍ以上である。
［実施例］
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例ｌ
ＳｉＣ粉末９６重量％、Ｂ粉末１重量％、Ｃ粉末３重量
％の組成で配合した成形体をＡｒガス雰囲気中において
２１５０℃の温度で３時間かけて焼成し、ＳｉＣ質焼結
体とした。
％の組成で配合した成形体をＡｒガス雰囲気中において
２１５０℃の温度で３時間かけて焼成し、ＳｉＣ質焼結
体とした。
このＳｉＣ質焼結体を機械加工し、３×４×４０ｍｍの
基材（未コート品）１とした。
基材（未コート品）１とした。
ついで、基材１の表面に、ＣＶＤ法によりカーボンをコ
ーティングして厚さ２μｍの中間緩衝膜を形成した。
ーティングして厚さ２μｍの中間緩衝膜を形成した。
このＣＶＤ条件は、次のとおりである。
原料ガス： Ｃ２Ｈ４，３００ｃｃ／ ｍｉｎキャリア
ガス： Ｈ２、５００ｃｃ／ ｆｆ１ｉｎ温 度
：１２００℃ 上述した中間緩衝膜の上に、ＣＶＤ法により厚さ５０μ
ｍの５ｉＣｌ］ｉを積層して発明品１とした。
ガス： Ｈ２、５００ｃｃ／ ｆｆ１ｉｎ温 度
：１２００℃ 上述した中間緩衝膜の上に、ＣＶＤ法により厚さ５０μ
ｍの５ｉＣｌ］ｉを積層して発明品１とした。
このＣＶＤ条件は、次のとおりである。
原料ガス：（ＣＨ３）ＳｉＨ３，
２００ｃｃ／ｌｌ１ｉｎ
キャリアガス： Ａ ｒ、 ５００ｃｃ／ｍｌｎ
温 度 ：１３００℃ この発明品１の室温強度及び熱サイクル試験後の強度は
、未コート品１及び未コート品１に直接ＣＶＤ法により
５０μｍのＳｉＣ膜を形成した（ＣＶＤ条件は発明品１
と同じ）従来品１のそれらを併記する第１表に示すよう
になり、熱サイクル試験後のＳ ｉ Ｃ＠の微小亀裂の
発生や、強度劣化もなくなった。
温 度 ：１３００℃ この発明品１の室温強度及び熱サイクル試験後の強度は
、未コート品１及び未コート品１に直接ＣＶＤ法により
５０μｍのＳｉＣ膜を形成した（ＣＶＤ条件は発明品１
と同じ）従来品１のそれらを併記する第１表に示すよう
になり、熱サイクル試験後のＳ ｉ Ｃ＠の微小亀裂の
発生や、強度劣化もなくなった。
第 １ 表
なお、熱サイクル試験は、第１図に示すように、０℃か
ら１時間半かけて１４００ｔまでＲ温し、この温度で１
時間保持した後、２時間かけて０℃まで降温する操作を
１サイクルとして行った。
ら１時間半かけて１４００ｔまでＲ温し、この温度で１
時間保持した後、２時間かけて０℃まで降温する操作を
１サイクルとして行った。
又、中間緩衝膜の厚さを変えて形成し、その上に厚さ５
０μｍのＳｉＣ膜を積層したものの常温強度は、第２表
に示すようになり、中間緩衝膜の厚さが０．１μｍのも
のは、カーボン層がＳｉＣコーティング中にＳｉＣの原
料ガスと反応してＳｉＣに変化し、常温強度も３８０Ｍ
Ｐａで効果がなかった。一方、中間緩衝膜の厚さが５０
μｍのものは、常温強度の測定中、１５０ＭＰａ相当の
圧力をかけた時にＳｉＣ膜が剥がれ、その後４５０ＭＰ
ａで焼結体が折れた。従フて、中間緩衝膜が厚いと、焼
結体が折れるのは４５０ＭＰａであるが、１５０ＭＰａ
程度でＳｉＣ膜が剥がれるので、この段階で半導体製造
用として用いられなくなり、ＳｉＣ未コート品と同じに
なる。
０μｍのＳｉＣ膜を積層したものの常温強度は、第２表
に示すようになり、中間緩衝膜の厚さが０．１μｍのも
のは、カーボン層がＳｉＣコーティング中にＳｉＣの原
料ガスと反応してＳｉＣに変化し、常温強度も３８０Ｍ
Ｐａで効果がなかった。一方、中間緩衝膜の厚さが５０
μｍのものは、常温強度の測定中、１５０ＭＰａ相当の
圧力をかけた時にＳｉＣ膜が剥がれ、その後４５０ＭＰ
ａで焼結体が折れた。従フて、中間緩衝膜が厚いと、焼
結体が折れるのは４５０ＭＰａであるが、１５０ＭＰａ
程度でＳｉＣ膜が剥がれるので、この段階で半導体製造
用として用いられなくなり、ＳｉＣ未コート品と同じに
なる。
第
表
更に、直径１００ｍｍ、厚さ１０ｍｍの発明品１の表面
に、酸化膜（Ｓ ｉ ０２ ）を更に形成してＳｔウェ
ハ台とし、その絶縁耐圧を測定したところ、同形状の石
英ガラス、未コート品１及び従来品１からなるもののそ
れを併記する第３表に示すようになった。
に、酸化膜（Ｓ ｉ ０２ ）を更に形成してＳｔウェ
ハ台とし、その絶縁耐圧を測定したところ、同形状の石
英ガラス、未コート品１及び従来品１からなるもののそ
れを併記する第３表に示すようになった。
第 ３ 表
従って、未コート品１では、不純物の影響で絶縁耐圧が
低く、従来品１では、初めは石英ガラスと同程度の絶縁
耐圧を示すが、使用しているうちにＳｉＣ膜に亀裂が入
り、ここからの汚染で絶縁耐圧が低下するが、発明品１
では、１０回以上の使用でも絶縁耐圧が低下しないこと
がわかった。
低く、従来品１では、初めは石英ガラスと同程度の絶縁
耐圧を示すが、使用しているうちにＳｉＣ膜に亀裂が入
り、ここからの汚染で絶縁耐圧が低下するが、発明品１
では、１０回以上の使用でも絶縁耐圧が低下しないこと
がわかった。
実施例２
ＳｉＣ粉末９７重量％、Ｃ粉末３１１ｉ量％の組成で相
対密度６０％の成形体に、１５５０℃の温度でＳｔを含
浸して反応焼結し、５ｉＣ７５重量％、５ｉ２５重量％
のＳｉＣ質焼結体とした。
対密度６０％の成形体に、１５５０℃の温度でＳｔを含
浸して反応焼結し、５ｉＣ７５重量％、５ｉ２５重量％
のＳｉＣ質焼結体とした。
このＳｉＣ質焼結体を機械加工し、３×４×４０ｍｍの
基材（未コート品）２とした。
基材（未コート品）２とした。
ついで、実施例１と同一のＣＶＤ条件で、基材２の表面
に、カーボンをコーティングして厚さ２μｍの中間緩衝
膜を形成した後、この中間緩衝膜の上に、実施例１と同
一のＣＶＤ条件で厚さ５０μｍ、２０μｍ、５μｍ及び
２４ｍのＳｉＣ膜を積層して発明品２−１、発明品２−
２、発明品２−３及び比較量とした。
に、カーボンをコーティングして厚さ２μｍの中間緩衝
膜を形成した後、この中間緩衝膜の上に、実施例１と同
一のＣＶＤ条件で厚さ５０μｍ、２０μｍ、５μｍ及び
２４ｍのＳｉＣ膜を積層して発明品２−１、発明品２−
２、発明品２−３及び比較量とした。
これらの室温強度及び第１図に示す熱サイクル試験後の
強度は、未コート品２及び未コート品２に直接ＣＶＤ法
により５０μｍのＳ ｉ Ｃｌ１ｌを形成した（ＣＶＤ
条件は発明品２−１等と同じ）従来品２のそれらを１，
１記する第４表に示すようになり、発明品２−１〜発明
品２−３は、熱サイクル試験後のＳｉＣ膜の微小亀裂の
発生や、強度劣化もなかった。しかし、未コート品２は
、２０回の熱サイクル試験で膜の剥がれが一部発生した
。
強度は、未コート品２及び未コート品２に直接ＣＶＤ法
により５０μｍのＳ ｉ Ｃｌ１ｌを形成した（ＣＶＤ
条件は発明品２−１等と同じ）従来品２のそれらを１，
１記する第４表に示すようになり、発明品２−１〜発明
品２−３は、熱サイクル試験後のＳｉＣ膜の微小亀裂の
発生や、強度劣化もなかった。しかし、未コート品２は
、２０回の熱サイクル試験で膜の剥がれが一部発生した
。
第 ４ 表
［発明の効果］
以上のように本発明によれば、中間緩衝膜を形成するカ
ーボン質の潤滑性や弾性により、ＳｉＣ膜に生じるコー
ティング時の残留応力や熱的機械的応力が吸収緩和され
るので、ＳｉＣ膜に生じる亀裂の発生やこれに伴う基材
の破損の発生を極めて低減し、ひいてはその強度の劣化
を防止することができる。
ーボン質の潤滑性や弾性により、ＳｉＣ膜に生じるコー
ティング時の残留応力や熱的機械的応力が吸収緩和され
るので、ＳｉＣ膜に生じる亀裂の発生やこれに伴う基材
の破損の発生を極めて低減し、ひいてはその強度の劣化
を防止することができる。
第１図は熱サイクル試験の１サイクルの説明図である。
Claims (1)
- （１）ＳｉＣ質焼結体からなる基材表面にカーボン質か
らなる０．２〜２０μｍの厚さの中間緩衝膜を形成し、
かつこの膜の上に緻密なＳｉＣ膜を積層してなる半導体
製造用ＳｉＣ質セラミックス製品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1251270A JP2622609B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 半導体製造用ｓｉｃ質セラミックス製品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1251270A JP2622609B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 半導体製造用ｓｉｃ質セラミックス製品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03112131A true JPH03112131A (ja) | 1991-05-13 |
| JP2622609B2 JP2622609B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=17220296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1251270A Expired - Lifetime JP2622609B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 半導体製造用ｓｉｃ質セラミックス製品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2622609B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE41300E1 (en) | 2002-07-09 | 2010-05-04 | Tokiwa Corporation | Movable body dispensing device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50130363A (ja) * | 1974-04-01 | 1975-10-15 | ||
| JPS5884427A (ja) * | 1981-11-13 | 1983-05-20 | Toshiba Corp | 半導体拡散層形成用炉管 |
-
1989
- 1989-09-27 JP JP1251270A patent/JP2622609B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50130363A (ja) * | 1974-04-01 | 1975-10-15 | ||
| JPS5884427A (ja) * | 1981-11-13 | 1983-05-20 | Toshiba Corp | 半導体拡散層形成用炉管 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE41300E1 (en) | 2002-07-09 | 2010-05-04 | Tokiwa Corporation | Movable body dispensing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2622609B2 (ja) | 1997-06-18 |
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