JPH044748B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体拡散炉用部材に係り、特にチユ
ーブあるいはボートとして用いるに好適な半導体
拡散炉用部材に関する。

〔従来の技術〕

従来、半導体拡散炉に用いられるチユーブとし
ては、石英管又はその外側にムライト質もしくは
炭化珪素質の均熱用ライナチユーブを設けたもの
が使われている。ところが、石英管では割れ易
い、コンタミが入り失透するなどの欠点を有し、
また高温での強度が不足し、特に長尺ものは撓み
易い。

そこで、石英以外の材質からなる半導体製造用
反応管の提供が期待されている。

ところで、近年、炭化珪素や窒化珪素等の非酸
化物系セラミツクスは、優れた耐熱特性を有して
いるところから、各種工業材料への適用が検討さ
れており、非酸化物系セラミツクスを用いて半導
体製造用チユーブを製造することが考えられる。
この場合、非酸化物系セラミツクスは焼結しにく
いので、焼結体とするには適宜の焼結助剤を用い
たり、反応焼結法を採用する必要がある。

また、管体を蒸着基材とし、これを加熱しつつ
その内面もしくは外面に反応ガスを供給して
CVD被膜を形成し、しかる後基材を適当な方法
で除去することによりパイプを得る方法が知られ
ている。（例えば特特昭58−177461）。

また、ウエハ保持してチユーブ内に装入するた
めのボートとしても、溶融石英あるいはポリシリ
コン製のものや、炭化珪素製のものが知られてい
る。この場合、、ボートを一体的に製作したもの
と、いくつかのパーツに分け、これを組み立てた
ものとがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕 前述の如く、石英やポリシリコン製の半導体拡
散炉用部材は、割れ易い、失透し易い、高温強度
が不足する、不純物が次第に蓄積して純度が低下
するなどの問題がある。

また、炭化珪素製の半導体拡散炉用部材は、焼
結助剤を用いたり、反応焼結により製作されるの
であるが、高純度化に多大の労力を要し、価格が
高いばかりでなく、粉末プロセスを採用する以
上、高純度化にも限度がある。

一方、特開昭58−177461のようなCVD法によ
れば、緻密で高強度なセラミツクスが得られるも
のの、基材の材質が銅、アルミニウム等の金属材
料であるので、基材の除去操作が湿式の溶解処理
となり、製造工程が煩雑となる。

さらに、一体物のボートは、肉厚で無駄肉も多
く、重量が大で取扱いに難がある。また、従来の
組立式のボートでは、パーツ同士の結合部に間隙
があくのでガタつき易いという問題がある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本発明は長尺の円筒部の一端側を絞つた形状の
半導体拡散炉用チユーブであつて、炭化珪素又は
黒鉛製の長尺の円筒の一端に炭化珪素又は黒鉛製
の絞り部が炭化珪素のCVD膜によつて接合され、
かつ少なくともチユーブの全内周面がCVD膜で
被覆されていることを特徴とする半導体拡散炉用
部材である。また本発明は、半導体拡散炉のチユ
ーブ内に装入されるウエハを保持するためのボー
トであつて、炭化珪素又は黒鉛製の複数のパーツ
を組み合わせてボート形状とすると共に、全外周
面を被覆する炭化珪素のCVD膜によつてパーツ
連結部の間隙を埋め、かつ、接合されたことを特
徴とする半導体拡散炉用部材である。

〔作用〕

かかる本発明によれば、高純度で緻密なSiC被
膜で覆われた半導体拡散炉用部材が提供される。

また、本発明に係るボートは、パーツ同士の組
合せ部の間隙がCVD析出物で埋め、かつ、接合
されているので、パーツのガタつきもない。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例につき図面を参照しなが
ら詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例に係るチユーブの要部
断面図である。本実施例においては、円筒形の炭
化珪素又は黒鉛の円筒１に、漏斗形の絞り部２を
同軸的に接続配置（例えば積み重ね）して接続体
となし、次いでCVD処理によりこの接続体の周
面に炭化珪素の被膜を形成する。

なお、円筒１と絞り部２とを接続するに際して
は、単に積み重ねるだけでも良く、両者の当接部
に嵌合部もしくは螺合部を設けておいても良い。

このようにしてCVDにより炭化珪素被膜を形
成すると、円筒１と絞り部２との当接部の間隙に
CVD反応物が析出し、この間隙が密に埋められ
ると共に、円筒１の周面から絞り部２の周面にか
けて連続する膜が一体的に形成されるので、円筒
１と絞り部２とが所要強度にて接合される。

このCVD被膜は、内周面と外周面の双方に形
成してもよいのであるが、円筒１及び絞り部２が
共に炭化珪素製の場合には、内周面にのみCVD
被膜を形成するだけでも良い。ただし、この場合
でも、内外両周面にCVD被膜を形成すれば円筒
１と絞り部２とをより強固に接合できる。（なお
外周側の被覆は、接合部近傍だけでも良い。） 第２図は本発明をボートに適用した実施例を説
明する斜視図である。

第２図において、１対の端板３，４を橋絡する
ように３本のロツド５，６，７が設けられ、各ロ
ツド５，６，７のボート内面側にはウエハを受け
入れるための溝ａが切り込まれている。これら端
板３，４及びロツド５，６，７は、炭化珪素又は
黒鉛製であり、端板３，４に形成された孔にロツ
ド５，６，７の先端を嵌め込むと共に、端板３，
４、ロツド５，６，７の全外表面を被覆する
CVD析出物が、この嵌合部の隙間に入り込んで
埋めることにより、高強度でかつガタつきのない
連結を可能としている。

なお、CVD被膜を形成するには、常法に従つ
て行なえばよく、例えばCVD処理装置内に装入
し、適当するCVD反応温度に加熱して、CVD原
料ガスを導入すればよい。

炭化珪素のCVD析出反応に用いられる原料ガ
スは、種のものが知られており、本発明ではいず
れのものも採用できる。例えば、よく知られてい
るように、CH₃SiCl₃を熱分解させることにより
SiCを析出させることができる。またSiCl₄をCH₄
等のハイドロカーボンを用いて還元することによ
つてもSICを析出させることができる。

このようにして析出させた炭化珪素被膜の純度
は極めて高く、Fe，Al，Ca，Cn，Ni，Cr，
Na，Ｋ等の不純物はいずれも1ppm未満とし得
る。（因みに市販の焼結品は、これらを１〜
10ppmもしくはそれ以上に含むものである。） 析出させるCVD被膜の厚さは、特に限定はさ
れず、得られるチユーブやボートに要求される耐
食性や強度などを満たす肉厚となるようにCVD
処理条件を選定する。ただし、通常は100〜
500μmとりわけ200〜300μm程度が好適である。

本発明においては、例えばCVD処理時間を長
短調整することにより肉厚の極めて小さなものか
ら、肉厚の大きなものまで任意の肉厚の被膜を形
成することができる。

なお、本発明で、ボートあるいはチユーブの基
材を黒鉛とする場合には、熱膨張係数が炭化珪素
と近似した黒鉛を採用するのが好ましい。

〔発明の効果〕 以上の通り、本発明によれば炭化珪素被覆され
たチユーブ又はボートが提供される。本発明によ
り得られる部材を被覆する被膜は、CVD法によ
り形成されたものであるから、緻密かつ高純度で
ある。

本発明の部材は、炭化珪素のみ又は炭化珪素と
黒鉛とからなり均熱できるものであるから、高温
強度が高く、長寿命であり、しかも軽量で組立強
度も十分に高く、ガタつき等もないので取扱いが
容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は実施例に係るチユーブ及び
ボートの構造説明図であり、第１図は要部断面
図、第２図は斜視図である。 １…円筒、２…絞り部、３，４…端板、５，
６，７…ロツド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長尺の円筒部の一端側を絞つた形状の半導体
   散炉用チユーブであつて、炭化珪素又は黒鉛製の
   長尺の円筒の一端に炭化珪素又は黒鉛製の絞り部
   が炭化珪素のCVD膜によつて接合され、かつ少
   なくともチユーブの全内周面がCVD膜で被覆さ
   れていることを特徴とする半導体拡散炉用部材。 ２ 半導体拡散炉内に装入されるウエハを保持す
   るためのボートであつて、炭化珪素又は黒鉛製の
   複数のパーツを組み合わせてボート形状とすると
   共に、全外周面を被覆する炭化珪素のCVD膜に
   よつてパーツ連結部が接合されていることを特徴
   とする半導体拡散炉用部材。