JPH0594957A - 半導体用拡散炉部材 - Google Patents
半導体用拡散炉部材Info
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- JPH0594957A JPH0594957A JP3253501A JP25350191A JPH0594957A JP H0594957 A JPH0594957 A JP H0594957A JP 3253501 A JP3253501 A JP 3253501A JP 25350191 A JP25350191 A JP 25350191A JP H0594957 A JPH0594957 A JP H0594957A
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Abstract
の小さい高特性半導体用拡散炉部材を提供する。 【構成】 平均気孔径が250μm以下、気孔率12〜
70%の多孔質SiC基体2の表面層に、厚さ10〜2
00μmの化学蒸着法によるSiC浸透層3が形成さ
れ、該浸透層3上に厚さ10μm以上の化学蒸着法によ
る緻密SiC被覆層4が形成されている。 【効果】 内部多孔質、表面緻密質のSiCよりなり、
しかも、表面の緻密SiC被覆層と内部の多孔質SiC
基体とは、SiC含浸層を介して強固に一体化されるた
め、 昇降温に耐え得る熱衝撃に対する耐久性に著しく優
れる。 高温における使用に際して、不純物を外部に放出す
ることがなく(拡散障壁)、耐汚染性に優れる。 軽量でハンドリング性に優れる。 熱容量が小さく、加熱し易い。
Description
り、特に、耐熱衝撃性、耐汚染性に優れ、軽量で低熱容
量の炭化珪素(SiC)製半導体用拡散炉部材に関す
る。
熱して不純物をドーピングしたり、酸化膜を形成する工
程で用いられるものであり、半導体デバイスの製造工程
のなかでも最も基本的な設備である。
み、拡散炉に用いられる部材、例えば、プロセスチュー
ブ、ライナーチューブ、ウェハボート、マザーボート、
パドル等の半導体用拡散炉部材についても高純度化が必
要とされると共に、Siウェハの大口径化に伴う拡散炉
部材の大型化、高強度化が必要とされるようになり、S
iC製高特性半導体用拡散炉部材の出現が望まれてい
る。
ようなものが提案されている。
SiC被膜を形成するもの(特開昭59−18962
2)。この構成により、再結晶SiC単独のものに比べ
て、内部酸化を防止することができる。また、Siを含
有しないことから、Si−SiC質のものに比べて、S
iによる不純物の拡散を抑制することができる。 再結晶SiCにSiを含浸したSi−SiC質基材
に、10〜500μm厚さの緻密なSiC被膜を形成し
たもの(特公昭61−20128)。この構成により、
SiC被膜がないSi−SiC質のものと比べてHCl
ガスやHF−HNO3 溶液による洗浄に対して耐洗浄性
が向上する。
i−SiC質で構成したもの(特公昭54−1082
5)。
ブ、ボート等の拡散炉部材として本質的に求められるべ
き特性について検討を重ねた結果、特に、高純度、高強
度、大型拡散炉部材として、次のような特性が必要とさ
れることを知見した。
性に優れること。 (2) 高温における使用に際して、不純物を外部に放出す
ることがなく(拡散障壁)、耐汚染性に優れること。 (3) 軽量でハンドリング性に優れること。 (4) 熱容量が小さく、加熱し易いこと。
すべて満足する拡散炉部材は提供されていない。例え
ば、前記の拡散炉部材では、上記(1) 〜(4) の特性の
改善について全く触れられておらず、わずかに不純物の
拡散の面で、Siの悪作用を述べているが、他の特性を
満足し得ない。また、,の拡散炉部材でも上記特性
を満たすことはできない。
衝撃性、耐汚染性に優れ、軽量で熱容量の小さい高特性
半導体用拡散炉部材を提供することを目的とする。
部材は、平均気孔径が250μm以下、気孔率12〜7
0%の多孔質SiC基体の表面層に、厚さ10〜200
μmの化学蒸着法によるSiC浸透層が形成され、か
つ、該浸透層上に厚さ10μm以上の化学蒸着法による
緻密SiC被覆層が形成されてなることを特徴とする。
する。第1図は本発明の半導体用拡散炉部材の一実施例
を示す拡大断面図である。
1は、多孔質SiC基体2の表面層に、SiC浸透層3
が形成され、更に、このSiC浸透層3の上に緻密Si
C被覆層4が形成されているものである。
均気孔径が250μm以下、気孔率12〜70%のもの
である。平均気孔径が250μmを超えると静的強度が
低下する。得られる部材の強度、耐熱衝撃性等の面か
ら、平均気孔径は20〜200μmであることが好まし
い。また、気孔率が70%を超えると静的強度が低下
し、12%未満であると耐熱衝撃性が不足する上に、軽
量性が損なわれ、また、熱容量が大きくなる。従って、
気孔率は12〜70%とする。
00μmとなるように形成する。SiC浸透層の厚さが
200μmを超えると、基体を多孔質とする効果が低下
し、10μm未満であると基体とSiC浸透層の密着性
が低下する。従って、SiC浸透層の厚さは10〜20
0μmとする。
未満であると基体からの不純物の拡散防止効果が不足す
る。不純物拡散防止効果、コスト等の面から、この緻密
SiC被覆膜の厚さは50〜100μmとするのが好ま
しい。
は、例えば、次のようにして製造される。即ち、まず、
多孔質SiC基体を製造する。この多孔質SiC基体の
製造には、Siの無いSiC単相からなる多孔質SiC
を作製する技術であれば良く、再結晶法、発泡剤を使用
する方法等、いずれの方法を採用しても良い。いずれの
場合も、SiC原料粉末の大きさ、発泡剤の種類、量、
その他各種条件を、前記平均気孔径及び気孔率となるよ
うに適宜調整する。
部分の所定厚さ部分に、化学蒸着法によりSiCを浸透
させてSiC浸透層を形成する。この場合、化学蒸着条
件を適宜調整することにより、所望の深さ方向にSiC
を浸透させることができる。
て、化学蒸着の条件を適宜調整することにより、表面に
所定厚さの緻密質SiC被覆層を形成する。
SiC基体であるため、熱歪に対する吸収効果が良好
で、耐熱衝撃性に優れる。しかも、軽量で熱容量も小さ
い。
iC浸透層が形成され、更に緻密SiC被覆層が形成さ
れ、表面は緻密質とされているため、 静的強度が著しく高い。 熱衝撃時における蒸着膜の耐剥離性に優れる。 基体からの不純物の拡散が確実に防止される。 といった効果が奏される。
では、後掲の実施例1で測定した耐熱衝撃の限度がΔT
=350℃であるのに対し、本発明の拡散炉部材はΔT
=850℃に向上する。また、嵩密度も従来のSi−S
iC質拡散炉部材はρ=2.8程度であるのに対し、本
発明の拡散炉部材はρ=1.8程度と、約36%の重量
減となる。
に説明する。
孔質SiC基体に、SiCl4 /C3 H8 /H2 の混合
ガスを用い、ガス条件、温度を調整することにより、2
0μm厚さのSiC浸透層及び10μm厚さの緻密Si
C被覆層を形成してサンプルを作製した。
点曲げ試験を行なった。また、熱衝撃(各温度に保持し
た後に水中急冷した時の温度差ΔTによる熱衝撃。従っ
て、常温における測定はΔT=0である。)を与えた後
に4点曲げ試験を行ない、結果を第2図に示した(No.
1)。なお、4点曲げ試験は、JIS R1601に基
き、3×4×40mmの曲げ試験片について行なった。
全く形成していない多孔質SiC基体(No. 2)、Si
C浸透層(厚さ20μm)及びSiC被覆層(厚さ10
0μm)を形成したもの(No. 3)及び従来のSi−S
iC質基材(No. 4)について4点曲げ試験を行ない、
結果を第2図に示した。
静的強度が大幅に向上されると共に、耐熱衝撃性も著し
く改善されたことが明らかである。
プロセスチューブを、従来のSi−SiC質基材、本発
明に係る部材(平均気孔径50μm、気孔率40%の多
孔質SiC基体に、厚さ20μmのSiC浸透層及び厚
さ50μmのSiC被覆層を形成したもの)を用いてそ
れぞれ作製した。
中に、各チューブを入れ、300mm/分の速度で加熱
した。
ラックが発生したが、本発明によるものはクラックは全
く発生しなかった。
散炉部材は、内部多孔質、表面緻密質のSiCよりな
り、しかも、表面の緻密SiC被覆層と内部の多孔質S
iC基体とは、SiC含浸層を介して強固に一体化され
るため、 (1) 昇降温に耐え得る熱衝撃に対する耐久性に著しく優
れる。 (2) 高温における使用に際して、不純物を外部に放出す
ることがなく(拡散障壁)、耐汚染性に優れる。 (3) 軽量でハンドリング性に優れる。 (4) 熱容量が小さく、加熱し易い。 という要求特性をすべて満足する高特性拡散炉部材であ
る。
性、耐汚染性に優れ、軽量で低熱容量であることから、
プロセスチューブ、ライナーチューブ、ウェハボート、
マザーボート、パドル、その他の各種半導体用拡散炉部
材として、特に、高純度、大型、高強度拡散炉部材とし
て工業的に極めて有用である。
例を示す拡大断面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 平均気孔径が250μm以下、気孔率1
2〜70%の多孔質炭化珪素基体の表面層に、厚さ10
〜200μmの化学蒸着法による炭化珪素浸透層が形成
され、かつ、該浸透層上に厚さ10μm以上の化学蒸着
法による緻密炭化珪素被覆層が形成されてなることを特
徴とする半導体用拡散炉部材。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP3253501A JP2933148B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 半導体用拡散炉部材の製造方法 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011043427A1 (ja) * | 2009-10-09 | 2011-04-14 | 信越化学工業株式会社 | 多孔質炭化ケイ素基材の緻密化方法 |
KR101138440B1 (ko) * | 2010-06-17 | 2012-04-26 | 투비엠테크 주식회사 | 실리콘카바이드 강화 다공성 모재 및 그 형성방법 |
JP2016204736A (ja) * | 2015-04-28 | 2016-12-08 | イビデン株式会社 | セラミック構造体およびセラミック構造体の製造方法 |
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---|---|---|---|---|
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JPS5884427A (ja) * | 1981-11-13 | 1983-05-20 | Toshiba Corp | 半導体拡散層形成用炉管 |
JPS6385076A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-15 | 宇部興産株式会社 | シリコンウエハ−加熱用治具 |
-
1991
- 1991-10-01 JP JP3253501A patent/JP2933148B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPWO2011043427A1 (ja) * | 2009-10-09 | 2013-03-04 | 信越化学工業株式会社 | 多孔質炭化ケイ素基材の緻密化方法 |
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