JPH0686333U - 拡散炉構成要素 - Google Patents

拡散炉構成要素

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JPH0686333U
JPH0686333U JP027531U JP2753191U JPH0686333U JP H0686333 U JPH0686333 U JP H0686333U JP 027531 U JP027531 U JP 027531U JP 2753191 U JP2753191 U JP 2753191U JP H0686333 U JPH0686333 U JP H0686333U
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silicon carbide
diffusion furnace
silicon
boat
paddle
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ディー.フォスター ブライアン
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ノートン カンパニー
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    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/20Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B31/00Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
    • C30B31/06Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion material in the gaseous state
    • C30B31/14Substrate holders or susceptors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】ライナー、加工管、パドル及びボートのエレメ
ントを包含する拡散炉構成要素を開示する。 【構成】これらの種々のエレメントは、5〜30重量%の
ケイ素金属で含浸されており且つ、高純度の、例えば炭
化ケイ素のような耐火性材料のフィルム又は層で最終的
にコーティングされている焼結炭化ケイ素のマトリック
スから作られる。

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】 本考案は、高温炉に関する。より詳しく述べるならば、本考案は、シリコンウ ェーハのような製品を加工して半導体デバイスを製造するのに使用される半導体 拡散炉のための炭化ケイ素の構成要素に関する。
【0002】 次に掲げる刊行物は、本願の優先権主張時において出願人らの知る最も関連の ある従来技術の代表例である。 米国特許第3157541 号明細書(1964年11月17日、ヘイウォング(W.Heywang)ら ) 米国特許第3951587 号明細書(1976年4月20日、アリエグロ(R.A.Alliegro) ら) 特開昭52−145419号公報(1977年12月3日)
【0003】 ダイオード、トランジスタ、及び集積回路のような半導体デバイスを製作する ための全体的製造プロセスにおいて、重要な因子は、ウェーハ表面で酸化、拡散 、又は種々の物質の薄層の堆積を行なうような高温操作中のシリコン(又は他の )ウェーハの支持である。典型的なプロセス工程には、電気的絶縁のための例え ば薄いシリコンウェーハの酸化、これに続く酸化層表面のキャビティーのエッチ ング、そしてこのキャビティーヘドーパント、例えばホウ素、リン、ヒ素、又は アンチモンを堆積させて各微視的領域を所望の性質にすることが包含される。こ れらの半導体構成部品は、別々に、又は集積回路アレーにおいて作られる。シリ コンスライスが受ける酸化工程やその他の操作には、 400〜1350℃の範囲の温度 における炉内での急速な加熱冷却サイクルが含まれる。この重大な熱処理は、一 般的には、電気的に加熱される巻線マッフル炉で行なわれる。その時シリコンス ライスは、マッフル炉の工作管(work tube)の内部に置かれる水晶又はケイ素又 は炭化ケイ素のキルン備品に配置され、そして精密に制御された時間−温度−雰 囲気サイクルを通して焼成される。保護又は反応性ガスは、通常、拡散炉の工作 管のネックダウン端部に導入される。このプロセスの高温の工程では、シリコン スライスは適切に設計された取付け具又はキルン備品で支持されたボート又はプ レートの上に置かれる。キルン備品及び工作管又は加工管(process tube) と呼 ばれているものは、 400〜1350℃のオーダーの温度への急速な加熱及びそれから の急速な冷却を可能にするため耐熱衝撃性の優れた材料で作らなければならない 。キルン備品や他の炉部品が構成される材料はまた、機械的強度が大きく、多数 回の加熱冷却サイクルを通じてその形状を保つ能力がなければならず、そしてこ の材料はガスを発生してはならず、すなわち、焼成操作中に炉の雰囲気へ望まし くない不純物を持ち込んではならず、またキルン備品はどのような塵埃様汚染物 質をも持ち込んではならない。清浄さ及び不純物の管理は、半導体デバイスの最 終的な所望電気特性の達成にとってきわめて重要である。
【0004】 これらの要求条件は、拡散炉の部品又は構成要素を組立てるのに首尾よく使用 することができる材料の数を厳しく制限する。一般的に、炉の構成要素は、公知 のように、ライナー、このライナーにぴったりと合い且つ所望の雰囲気を持ち込 むためのネックダウン端部を有する加工管、ウェーハ支持体がその上に置かれる パドル(車輪付き又は片持ちばり付き)支持体、ウェーハ支持体又はボートから なる。これらの部品は、しばしば融解シリカで作られるが、シリカの構成要素は 、取巻かれる操作温度において時間がたつにつれて機械的強度を失い且つ失透す る。その上、シリカの構成要素は、材料の頻繁な加熱及び冷却から極度のゆがみ を非常に受けやすく、また、必要とされるきわめて純粋な炉の環境を維持するの に標準的に要求されるフッ化水素酸や他の洗浄溶液又は洗浄環境による頻繁な洗 浄に耐えない。当該プロセスのより最近の改変においては、ライナーすなわち加 工管を取囲む管は、従来のシリカ材料に代えて緻密な炭化ケイ素で構成されて、 シリカの加工管又は内管と組合わせて使用されている。炭化ケイ素は、シリカに 比べて熱伝導率が大きく、且つ強度が大きかった。ところが、炭化ケイ素ライナ ーにさえも欠点があった。炭化ケイ素ライナーの材料の構造は緻密ではあったが 、ライナー全体はなお全体的にはガスを通さないものではなかった。更に、この 構造は多孔質であったから、汚染を受けやすい全体の表面積は非常に大きかった 。結果として、炉の環境の超高純度の必要条件は完全に達成されたことはなく、 それゆえにこのライナーはシリカの加工管と組合わせて用いなければならなかっ た。
【0005】 拡散炉技術のより最近の進歩が、米国特許第 3951587号明細書に開示されてい る。この拡散炉は、炉の種々の構成要素をガス不透過性にする5〜30重量%の高 純度ケイ素金属を含浸させた高純度の焼結又は再結晶炭化ケイ素で構成されたラ イナー及び/又は加工管、パドル、及びボートから作られる。炭化ケイ素及びケ イ素金属は両方とも、処理されるウェーハの汚染を避けるため好ましくは可能な 限り高純度でなければならず、すなわち両方の材料の純度は少なくとも99%、更 に一層望ましくは少なくとも99.9%であるべきである。
【0006】 特開昭52−145419号公報は、先に説明した米国特許第 3951587号明細書に開示 されたものと同じ一般型の拡散炉の構成要素を教示する。この二つは、後者が炭 化ケイ素成形品に高純度のケイ素金属を含浸させることによりガス不透過性焼結 炭化ケイ素の拡散炉構成要素を提供する一方で、特公昭52−145419号公報は構成 要素の表面に、高温で真空下に適用される炭化ケイ素の不透過性高純度コーティ ング、すなわち拡散炉の構成要素の表面に蒸着させた炭化ケイ素コーティングを 堆積させることによって同じ目的を達成する、という点で相違する。この炭化ケ イ素の不透過性コーティングは、炭化ケイ素の部品を高純度のケイ素金属で含浸 するのと同じ最終結果を達成し、すなわちそれは、そうしなければ処理されてい るシリコンウェーハに構成要素の壁を通して不純物を通過させ及び/又は使用前 に炉の部品が受ける標準的酸洗浄に由来する汚染物質を保持する、当該構成要素 の壁の細孔を密封する。
【0007】 米国特許第 3157541号明細書は、ケイ素又は炭化ケイ素の基材又は支持体上に 高純度炭化ケイ素の緻密な不透過性コーティングを堆積させる方法を包含する。 一般に化学蒸着法と呼ばれるこの方法は、高温のケイ素含有ガスを炭素含有ガス と反応させて炭化ケイ素の膜を形成及び堆積させることを包含する。多孔質炭化 ケイ素の拡散炉構成要素上を緻密炭化ケイ素の層で覆うのに特開昭52−145419号 公報明細書で利用されているのは、この種のプロセスである。
【0008】 本考案は、それが拡散炉構成要素の組立て体(system)、すなわちライナー、 加工管、パドル、及びボートであり、当該構成要素がケイ素金属で含浸された焼 結炭化ケイ素から構成され、次いで炭化ケイ素のような耐火性材料の緻密で不透 過性のコーティングで覆われるという点で、先に例を挙げた従来技術と異なる。
【0009】 優れた耐酸化性及び耐化学薬品性、耐熱衝撃性、大きな強度、多数回の加熱冷 却サイクルを通じて形状を保持する能力、超高度の化学的純度、ガス不透過性を 有し、且つ、表面積が非常に小さく、また苛酷な酸洗浄に耐える能力のある、拡 散炉構成要素、すなわちライナー、加工管、パドル、及びボートを提供すること が、本考案の主要な目的である。
【0010】 本考案の拡散炉構成要素は、5〜30重量%の範囲のケイ素金属で含浸されてい る焼結された炭化ケイ素マトリックスから本質的になり、この焼結された炭化ケ イ素マトリックスの炭化ケイ素が双峰(bimodal)であって且つ、微細な平均粒度 を有する炭化ケイ素及び粗大な平均粒度を有する炭化ケイ素から構成される炭化 ケイ素粉末の焼結の結果生じたものである、拡散炉での処理のために半導体がそ こに配置される構成要素であって、二酸化ケイ素、炭化ケイ素及び/又は窒化ケ イ素の不透過性コーティングをその表面に備えてなることを特徴とする。
【0011】 すなわち、本考案によって提供されるのは、最初に5〜30重量%の高純度ケイ 素金属を含浸させてガス不透過性にし、次に炭化ケイ素、窒化ケイ素、二酸化ケ イ素、又はそれらを組合わせたもののような高純度耐火性材料のコーティングを 適用して更に保護された高純度の焼結炭化ケイ素から作られた一群の拡散炉構成 要素すなわちライナー、加工管、パドル、及びボートである。ここで使用する「 高純度」なる用語は、少なくとも99%純粋であり、好ましくは少なくとも99.9% 純粋であることを意味する。
【0012】 拡散炉においては、ライナー及び加工管の両者は、パドル及びボートと共に使 用されよう。しかしながら、加工管が本考案に従って作られるならば、標準的に 使用されるライナー管は必要なく、すなわち、内管(加工管)と外管(ライナー )とからなる本来の炉の代りに、ただ一つの管すなわち加工管のみが必要とされ る。ライナーは、本考案の加工管の高度の不透過性及び純度のためになくするこ とができる。機能的観点より、そのような高度の不透過性及び純度のライナー及 び加工管を製作するためには、ライナー及び加工管の内面に耐火性コーティング を適用することが必要なだけである。ところが、最適の加工条件を保証するには 、ライナー及び/又は加工管の全表面をコーティングするのが賢明である。もち ろんのことながら、加工管の内側に置かれるバドル及びボートは、全表面をコー ティングすべきである。
【0013】 米国特許第 3951587号明細書に開示された拡散炉構成要素は、非常に優れた製 品であり、商業的成功を数年間享受した。けれども、そこには、拡散炉構成要素 をウェーハの新しいバッチを処理するため使用する前に、それらを硝酸やフッ化 水素酸のような強酸で洗浄することを必要とするウェーハ処理プロセスがある。 前述の特許明細書の構成要素は、ケイ素含浸剤を溶解させて取り除き、最終的に は当該炭化ケイ素の構成要素を多孔性にする上記の酸洗浄による大きな損害を受 けやすい。本考案は、この問題を解消し、かくして炉の構成要素の有効寿命を大 きく延ばす。本考案の製品の耐火性コーティングが削り取られ又は割れ落ちてし まう場合には、下にある本体は、なお米国特許第 3951587号明細書のケイ素を含 浸された高密度の不透過性炭化ケイ素であり、特開昭52−145419号公報の拡散炉 の場合の如くではない。特開昭52−145419号公報の拡散炉の場合には、割れ落ち た又は削り取られたコーティングは、即座に多孔性の炭化ケイ素の本体を露出さ せる。
【0014】 本考案の好ましい態様においては、双峰(bimodal)炭化ケイ素を使用する。粒 度8μm未満(好ましくは0.1〜8μm)の微細炭化ケイ素粉末50重量%と、平 均粒度30〜 170μmの炭化ケイ素粉末50重量%との混合物は、本考案の好ましい 教示に従って焼結された場合、双峰粒子構造を有する再結晶炭化ケイ素マトリッ クスになる。この焼結構造の双峰性は、破壊係数が少なくとも10,000psi (700kg /cm2 )であり、また当該構造へのケイ素の含浸を無理なく容易にする多孔度及 び多孔性を有する再結晶炭化ケイ素本体を生ずる。 最初の炭化ケイ素粉末は、好ましい0.1〜8μmのもの50%と30〜 170μmの もの50%の組合わせ以外に、全部が微細であっても、あるいは全部が粗大であっ ても、又はそれらのどのような混合物でもよい。しかしながら、例えば粉末が全 てより細かい粒度である場合、成形物は焼結操作で収縮する。収縮はゆがみ又は 亀裂に帰着することがあり、また精密許容差で製造するのを困難にする。他方で は、炭化ケイ素粉末が実質的により粗大である場合、多孔性は寸法をより以上に 適当なものにするであろうが、それは細孔間の連続性の程度であるので、焼結さ れた構造は双峰のアプローチを用いた場合よりも機械的強度特性が小さいであろ う。
【0015】 しかしながら全ての場合において、使用する炭化ケイ素は、敏感なウェーハの 加工工程の間に炉の環境の汚染源とならないように少なくとも99%の純度でなけ ればならない。
【0016】 再結晶炭化ケイ素の加工管、ライナー、パドル、及びボートは、どのような公 知の技術によって実施してもよいが、唯一の制限は、特定の適切な炉構成要素の 形状の複雑さにより課される制限である。加工管は、一端の首が細くなり実質的 により小さい径になった中空管である。図1に示した形状は、ネックダウン端部 2を有し、そしてこれはガス又は真空源への気密の接続を容易にする玉継手の接 続手段4で終っている、非常に好ましい設計である。ライナーは、この加工管と 同じ形状を有するが、これにはネックダウン部2と玉継手4はない。加工管は、 明らかにいくつかのセラミック成形技術により成形できるであろうけれども、好 ましい方法はスリップ鋳込みである。加工管が実用上のどのような長さ及び直径 を有し、また形状の複雑さの程度がどのようであっても、スリップ鋳込みによっ て容易に且つ経済的に実施することができる。
【0017】 図2のパドル又はボート支持体30もまた、どのような公知の方法によって実施 してもよい。例えば、パドルはアリエグロ(R.A.Alliegro)の米国特許第 37057 14号明細書に示されたもののように一緒に係合された多数の個別の部品から構成 することができる。上記の米国特許明細書では、パドルの多くの部品は最初に、 根本的には窒化ケイ素を高温圧縮して完全に成形され、そしてこれらの部品は耐 火セメントを用いて組立てられた。本考案によるパドルが上記の参照された特許 明細書に示されたものの形状を有することが望まれる場合、当該パドルの種々の 部品は、例えば最初に常温圧縮し、熱処理して炭化ケイ素を焼結し、ケイ素を含 浸させ、そしてその後組立てられよう。これとは別に、パドルが本考案の図2に 示されたもののような形状を有することが望まれる場合には、炭化ケイ素のビレ ットを成形及び機械加工して未焼結体(green)を作り、又は予備焼結後に熱処理 されよう。図2の車輪6は、独立に成形され、そしてパドルの本体8と共に組立 てられよう。上記の機械加工には、ウェーハボートが配置されるべきくぼみ10の 切削も含まれる。しかしながら、好ましい成形方法はやはりスリップ鋳込みであ る。この方法を使用すれば、炭化ケイ素パドルを鋳込んで成形し且つ定寸にする ことができる。比較的重量の軽いパドルは、適当な設計によって作ることができ る。例えば、中空の端部12及び14と、図3に示された断面を有するボート支持部 10とを有する、図2のパドルの本体8は、スリップ鋳込みして図示された形状に することができる。車輪集成部品6は、単独に作り、そして完成したパドルと共 に組立てなければならない。片持ばり付のパドルは、同じ一般形状を有するが、 これにはテーパー付きの端部12と車輪6はない。
【0018】 図4のボート、すなわちウェーハの支持体は、三つの構成要素の中で最も複雑 でない形状を有する。それは、常温圧縮、等静圧圧縮(isostatic pressing) 、 押出し、又はスリップ鋳込みにより成形されよう。しかしながら、ここでは加工 管及びパドルのように、ボートは強度の必要条件が許す限り重量が軽いこと、そ してボートの断面が当該ボートの溝に適合すべきシリコンウェーハの最小量の表 面に及ぶようなものであることが好ましい。これらの理由から、図4及び図5に より示されるボート形状は非常に望ましい。図4は、シリコンウェーハが配置さ れるべき多数のスロット18を有する、ボートの本体16の全体的な長方形の形状を 示す。図5は、図4のボートの断面図を示す。図5におけるくぼみ20及び22は、 ボートの長手方向に縦走する溝(channel)であり、シリコンウェーハがスロット 18の壁で覆われる量を最小限度にする。くぼみ24及び26は、ボートの全体重量を 低下させ、またウェーハを取出し又は挿入するための特殊工具を使用させるため のものである。
【0019】 図6は、加工管28、パドル30、及びボート16の間の共同関係を示し、ボート16 にはボート16のスロット18に保持されてシリコンウェーハ34が部分的に載せられ ている。パドル30の車輪付きの端部(図2の12)は、加工管28の底部にある。パ ドルの曲線形状の底部(図3)は、加工管の容積の最適利用を可能にする。
【0020】 未焼結成形物の成形後、それらを熱処理にかけて炭化ケイ素粒子を焼結させ、 使用される時間−温度条件に従って様々な程度の再結晶を行なわせる。未焼結成 形物は、ジョン・I・フレドリクソン(John I. Fredriksson)の米国特許第 296 4823号明細書に記載されたように処理することができる。その方法では、スリッ プは型(cast)の中で10分間乾燥させられる。次にそれは、型から取り出されて 100℃で一日乾燥され、その後2250℃で10分間焼成される。未焼結の成形物をそ のように処理してから、それらはその後、焼結された部品を還元雰囲気又は少な くとも非酸化雰囲気において約2150℃の温度でおよそ10分間ケイ素と接触させる ことによって、焼結炭化ケイ素構造中にケイ素を持ち込む別の熱処理にかけられ る。その結果、焼結成形物に、当該焼結成形物の密度の程度に従って5〜30重量 %の量のケイ素金属が含浸されることになる。ケイ素金属は、比較的純粋でなけ ればならず、すなわち少なくとも99%の純度、好ましくは99.9%よりも更に純粋 なケイ素でなければならない。含浸させることの利点は、不透過性の構造にする こと、そして強度を増加させることである。焼結した炭化ケイ素の典型的な強度 は、クロス曲げでもって13,000〜16,000psi (914〜 1,130kg/cm2 )である。C VDコーティングは強度を10〜20%だけ増加させる。ケイ素による含浸は、強度 を30,000psi (2,110kg/cm2 )の典型的値まで倍増させる。そのような製品は、 よりざらざらしており、且つ熱衝撃の際により良好である。
【0021】 これとは別のものであるが同様に効果的であり、且つ時には一層望ましい、炭 化ケイ素マトリックスにケイ素を含浸させる方法は、先に説明した焼結工程をな くすこと、そして成形し乾燥させた未焼結物品を直接、やはり先に説明したシリ コナイジング(ケイ素の含浸)工程にかけることである。このやり方では、全て 一工程で、炭化ケイ素粒子が焼結されそしてマトリックスに浸透が行なわれる。 このアプローチを用いようが、それとも前者を用いようが多孔質の炭化ケイ素成 形物は、浸漬により、すなわち当該成形物をケイ素と接触させて毛管現象及び/ 又は重力で含浸を促進させることにより、あるいは当該成形物を約2150℃でケイ 素蒸気に暴露することにより、ケイ素で処理されよう。いずれの場合にも、炉内 の環境に暴露されるべき炉の構成要素の少なくともその表面上で、少なくとも部 分的なケイ素の含浸が起こらなければならない。パドル及びボートは、完全に含 浸され、又は全部の表面が部分的に含浸されなくてはならない。加工管及びライ ナーは、管の内面へ含浸が行なわれることだけが必要である。明らかに、これら の炉構成要素の性能が最適なものであるためには、部品の全てを完全に含浸する ことが一番望ましい。
【0022】 ケイ素を含浸された焼結炭化ケイ素の構成要素は、その後耐火物の層でコーテ ィングされる。この層の厚みは重要でないが、それは緻密且つ不透過性であるべ きである。緻密で不透過性の耐火物コーティングを適用するための公知の方法の いずれを用いてもよいが、化学蒸着法が好ましい。
【0023】 以下に、本考案の実施例を示す。 拡散炉構成要素の共同セット、すなわち加工管、パドル、及びボートを、次に 述べるように組み立てた。
【0024】 鋳込みスリップを下記の材料の組合せから調製した。 0.1〜8μm 炭化ケイ素 117ポンド(53.2kg) 30〜 170μm 炭化ケイ素 108ポンド(49kg) “N”ブランドのケイ酸ナトリウム 78cc (フィラデルフィア・クウォーツ社 (Philadelphia Quartz Co.)) 水道水 13.1 リットル
【0025】 この混合物を、1インチ(2.54cm)の直径のゴムボールを入れたプラスチック の摩砕ジャーで16時間回転させた。スリップの一部分を、長さがおよそ80インチ (203cm)で直径が4.5インチ(11.4cm)の円筒形キャビティーを有し、首の細く なった端部が25/15の玉継手の外径に一致するキャビティーで終えている焼きセ ッコウの型に注入した。このキャビティーは、図1に示した加工管の形状をして いた。追加のスリップを、鋳込み品の壁の厚さがおよそ 0.188インチ(0.47cm) に達するまで周期的に加えた。過剰のスリップを流し出し、そして鋳込み品を型 の中で約10分間乾燥させた。次に鋳込み品を型から取出し、室温で24時間更に乾 燥させた。未焼結管の底部とその首の細くなった部分に、およそ7.5ポンド(3. 39kg)の高純度ケイ素を均等に分布させた。半円形のバリヤーを管の開放端部に 接合し、黒鉛フェルトのシートを下側に取付けた。この管を炉内に配置し、窒素 雰囲気で約2150℃に加熱し、そして5分間均熱するためその温度で保持した。管 は、本質上ケイ素で完全に含浸された。
【0026】 図2及び図3に示されたパドルの幾何学形状を有するパドルを、本質的に同じ やり方で作った。このパドルは、長さが54インチ(137cm)であって、長さ21イン チ(53.4cm)、幅1.75インチ(4.45cm)、そして深さ0.5インチ(1.27cm)の図 2のくぼみ10を有し、また0.75×0.5インチ(1.91×1.27cm)の図2の端部12及 び14を有する。車輪及び車軸は同じように作られたが、取付けを最大限度までう まく行なうため多少の機械加工を必要とした。
【0027】 同様に、図4及び図5に示された形状を有し、長さが20.5インチ(52.1cm)、 幅が1.6インチ(4.07cm)、そして厚みが0.5インチ(1.27cm)であるボートを 作った。ボートの上面に 125に及ぶスロットを切り出した。
【0028】 次に、加工管、パドル、及びボートの全表面に非常に緻密で高純度(少なくと も99.9%)の炭化ケイ素のコーティングを塗布した。コーティングは約0.1mmの 厚さであった。コーティング方法は、熱壁炉(hot-wall furnace)を利用し、ま た炭化ケイ素生成反応物としてメチルトリクロロシランを用いる周知の化学蒸着 (CVD)法を使用した。
【図面の簡単な説明】
【図1】加工管の立面図である。
【図2】車輪付きパドルの上面図である。
【図3】図2のパドルの3−3線断面図である。
【図4】ボートの上面図である。
【図5】図4のボートの5−5線断面図である。
【図6】加工管、パドル、及びボートを含み、シリコン
ウェーハがボートに配置された、部分的に組み立てられ
た炉構成要素の斜視図である。
【符号の説明】
16…ボート 28…加工管 30…パドル 34…ウェーハ

Claims (10)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 5〜30重量%の範囲のケイ素金属で含浸
    されている焼結された炭化ケイ素マトリックスから本質
    的になり、この焼結された炭化ケイ素マトリックスの炭
    化ケイ素が双峰(bimodal)であって且つ、微細な平均粒
    度を有する炭化ケイ素及び粗大な平均粒度を有する炭化
    ケイ素から構成される炭化ケイ素粉末の焼結の結果生じ
    たものである、拡散炉での処理のために半導体がそこに
    配置される構成要素であって、二酸化ケイ素、炭化ケイ
    素及び/又は窒化ケイ素の不透過性コーティングをその
    表面に備えてなることを特徴とする拡散炉構成要素。
  2. 【請求項2】 該構成要素エレメントがライナー、加工
    管(process tube)、パドル又はボートである、請求項
    1記載の拡散炉構成要素。
  3. 【請求項3】 前記不透過性コーティングをそれぞれが
    有する前記加工管、パドル及びボートを含んでなり、該
    パドル上に少なくとも一つのボートを支持可能である組
    立て体(system)である、請求項2記載の拡散炉構成要
    素。
  4. 【請求項4】 前記組立て体が前記不透過性コーティン
    グを有するライナーを更に含んでなる、請求項3記載の
    拡散炉構成要素。
  5. 【請求項5】 ライナーである請求項2記載の拡散炉構
    成要素。
  6. 【請求項6】 加工管である請求項2記載の拡散炉構成
    要素。
  7. 【請求項7】 パドルである請求項2記載の拡散炉構成
    要素。
  8. 【請求項8】 ボートである請求項2記載の拡散炉構成
    要素。
  9. 【請求項9】 前記表面が当該拡散炉構成要素の全部の
    表面である、請求項1から8までのいずれか一つに記載
    の拡散炉構成要素。
  10. 【請求項10】 前記微細な粒度が0.1〜8μmの範囲で
    あり、そして前記粗大な粒度が30〜 170μmの範囲であ
    る、請求項1記載の拡散炉構成要素。
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Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0768066B2 (ja) * 1987-12-25 1995-07-26 イビデン株式会社 耐熱性複合体及びその製造方法
US4998879A (en) * 1988-04-29 1991-03-12 Norton Company High purity diffusion furnace components
US4999228A (en) * 1988-05-06 1991-03-12 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicon carbide diffusion tube for semi-conductor
JPH0251225A (ja) * 1988-08-15 1990-02-21 Shin Etsu Chem Co Ltd 半導体拡散炉用炉芯管
JPH02174116A (ja) * 1988-12-26 1990-07-05 Toshiba Ceramics Co Ltd サセプタ
JPH02288224A (ja) * 1989-04-28 1990-11-28 Toshiba Ceramics Co Ltd ウェハボート
US5283089A (en) * 1989-11-13 1994-02-01 Norton Company Non-porous diffusion furnace components
EP0486938B1 (en) * 1990-11-20 1999-05-19 Asahi Glass Company Ltd. Heat treating apparatuses for semiconductors and high purity silicon carbide parts for the apparatuses and a method of making thereof
JPH0560242A (ja) * 1991-08-28 1993-03-09 Japan Atom Energy Res Inst セラミツクス製真空容器及びその製造方法
US5417803A (en) * 1993-09-29 1995-05-23 Intel Corporation Method for making Si/SiC composite material
US5538230A (en) * 1994-08-08 1996-07-23 Sibley; Thomas Silicon carbide carrier for wafer processing
US5514439A (en) * 1994-10-14 1996-05-07 Sibley; Thomas Wafer support fixtures for rapid thermal processing
US5443649A (en) * 1994-11-22 1995-08-22 Sibley; Thomas Silicon carbide carrier for wafer processing in vertical furnaces
US5770324A (en) * 1997-03-03 1998-06-23 Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. Method of using a hot pressed silicon carbide dummy wafer
US6180258B1 (en) * 1997-06-04 2001-01-30 Chesapeake Composites Corporation Metal-matrix composites and method for making such composites
EP0901152B1 (en) * 1997-09-03 2003-04-02 Nippon Pillar Packing Co., Ltd. Semiconductor wafer holder with CVD silicon carbide film coating
AT408153B (de) * 1998-09-02 2001-09-25 Electrovac Metall-matrix-composite- (mmc-) bauteil
US6368410B1 (en) 1999-06-28 2002-04-09 General Electric Company Semiconductor processing article
US6504233B1 (en) 1999-06-28 2003-01-07 General Electric Company Semiconductor processing component
US6395203B1 (en) 1999-08-30 2002-05-28 General Electric Company Process for producing low impurity level ceramic
US6673198B1 (en) * 1999-12-22 2004-01-06 Lam Research Corporation Semiconductor processing equipment having improved process drift control
US6631934B1 (en) * 2000-06-02 2003-10-14 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Silicon carbide cantilever paddle
US6890861B1 (en) 2000-06-30 2005-05-10 Lam Research Corporation Semiconductor processing equipment having improved particle performance
US6506254B1 (en) 2000-06-30 2003-01-14 Lam Research Corporation Semiconductor processing equipment having improved particle performance
TWI346989B (en) * 2005-04-25 2011-08-11 Terasemicon Co Ltd Batch type of semiconductor manufacturing device,and loading/unloading method and apparatus of semiconductor substrate
KR100744639B1 (ko) * 2006-07-31 2007-08-07 주식회사 월덱스 실리콘 단일재질의 플라즈마 챔버 캐소드 및 아웃링
US20080160857A1 (en) * 2006-12-27 2008-07-03 Chacko Jacob T Blended insulation blanket
US8622021B2 (en) * 2007-10-31 2014-01-07 Lam Research Corporation High lifetime consumable silicon nitride-silicon dioxide plasma processing components
TWI408772B (zh) * 2008-02-21 2013-09-11 Saint Gobain Ceramics 陶瓷槳
WO2010091473A1 (en) 2009-02-12 2010-08-19 Griffith University A chemical vapour deposition system and process
US8935214B2 (en) 2010-08-16 2015-01-13 Mimosa Systems, Inc. Storing electronic content with time-varying properties
CN102628189A (zh) * 2012-04-20 2012-08-08 吴江市奥鸣石英玻璃仪器厂 一种用于太阳能电池片生产的石英炉门及其工艺
US9676631B2 (en) 2014-07-21 2017-06-13 Lori Bracamonte Reaction bonded silicon carbide bodies made from high purity carbonaceous preforms
CN110289338B (zh) * 2019-06-28 2020-12-22 赣州佳广智能装备科技有限公司 一种太阳能光伏电池制造用扩散炉
CN218455363U (zh) * 2022-06-02 2023-02-07 深圳市拉普拉斯能源技术有限公司 一种桨结构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5185374A (ja) * 1974-12-06 1976-07-26 Norton Co
JPS53114678A (en) * 1977-03-17 1978-10-06 Toshiba Ceramics Co Diffusion cleaning jig for producing semiconductor
JPS5678117A (en) * 1979-11-30 1981-06-26 Toshiba Corp Furnace core tube
JPS59191327A (ja) * 1983-04-15 1984-10-30 Hitachi Ltd 熱処理用治具

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL244520A (ja) * 1958-10-23
DE1446239A1 (de) * 1959-07-09 1969-03-13 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung gasdichter Schutzueberzuege bzw. korrosionsbestaendiger,chemischer und metallurgischer Geraetschaften aus hochreinem,kompaktem Siliziumkarbid
JPS5277590A (en) * 1975-12-24 1977-06-30 Toshiba Corp Semiconductor producing device
JPS5910954B2 (ja) * 1976-05-29 1984-03-12 東芝セラミック株式会社 半導体製造用炭化珪素体の製造方法
US4516897A (en) * 1983-05-23 1985-05-14 Berkeley Glasslab Cantilever paddle for use with wafer boats
JPS60138914A (ja) * 1983-12-26 1985-07-23 Toshiba Ceramics Co Ltd 半導体拡散炉管の製造方法
JPS60240121A (ja) * 1984-05-15 1985-11-29 Fujitsu Ltd 横型炉
JPS644814Y2 (ja) * 1985-06-14 1989-02-07
JPS6212668A (ja) * 1985-07-09 1987-01-21 東芝セラミツクス株式会社 半導体拡散炉の構成部材
JPS627669A (ja) * 1985-07-01 1987-01-14 東芝セラミツクス株式会社 半導体製造用部材
JPS6212667A (ja) * 1985-07-09 1987-01-21 東芝セラミツクス株式会社 半導体用部材の製造方法
JPS6212666A (ja) * 1985-07-09 1987-01-21 東芝セラミツクス株式会社 半導体用炉芯管の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5185374A (ja) * 1974-12-06 1976-07-26 Norton Co
JPS53114678A (en) * 1977-03-17 1978-10-06 Toshiba Ceramics Co Diffusion cleaning jig for producing semiconductor
JPS5678117A (en) * 1979-11-30 1981-06-26 Toshiba Corp Furnace core tube
JPS59191327A (ja) * 1983-04-15 1984-10-30 Hitachi Ltd 熱処理用治具

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US4761134B1 (en) 1993-11-16
KR880011560A (ko) 1988-10-29

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