JPH0891934A - 反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具及びその製造方法 - Google Patents
反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、表面から所定の深さ方向の領域を
実質的にＳｉＣのみから構成することによって、高純度
でしかも信頼性の高い反応焼結ＳｉＣ質半導体製造用熱
処理治具を得ようとするものである。 【構成】反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用の治具
において、基材が少なくとも粒径５０μｍ以上のＳｉＣ
粒子を含むＳｉ−ＳｉＣ複合体からなり、その表面から
深さ方向の３〜２００μｍまでの領域が上記ＳｉＣ粒子
及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μのＳｉＣ多結
晶からなることを特徴とする。
実質的にＳｉＣのみから構成することによって、高純度
でしかも信頼性の高い反応焼結ＳｉＣ質半導体製造用熱
処理治具を得ようとするものである。 【構成】反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用の治具
において、基材が少なくとも粒径５０μｍ以上のＳｉＣ
粒子を含むＳｉ−ＳｉＣ複合体からなり、その表面から
深さ方向の３〜２００μｍまでの領域が上記ＳｉＣ粒子
及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μのＳｉＣ多結
晶からなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高純度ウエハボー
ト、炉芯管、フォークなどのＳｉＣ質半導体製造用熱処
理治具に関する。
ト、炉芯管、フォークなどのＳｉＣ質半導体製造用熱処
理治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造にＳｉを含浸したＳｉＣ基材
がこれまで多く使用されているが、その高純度化対策と
しては、従来から主に次のような方法が採用されてい
る。 (1) Ｓｉ含浸ＳｉＣ表面に高純度のＣＶＤ−ＳｉＣコ
ーティングを行うこと (2) 原材料であるＳｉ、ＳｉＣに高純度品を用いるこ
と (3) 純化、焼成を高温で行い、部材の最表面のＳｉＣ
粒子を分解することにより高純化を図ること 上記の中のＣＶＤ法 (1)は高純度化には非常に有効な方
法であるが、コストが高い上に使用時に膜が剥離すると
いった信頼性に問題があった。この対策として基材表面
に含浸されたＳｉをエッチングして表面を粗面化してか
らＣＶＤコーティングする方法もあるが、一層コスト高
を招くとともに、エッチングした部分への膜の回り込み
に問題があり、膜の剥離に対する信頼性はこれによって
も十分ではなかった。
がこれまで多く使用されているが、その高純度化対策と
しては、従来から主に次のような方法が採用されてい
る。 (1) Ｓｉ含浸ＳｉＣ表面に高純度のＣＶＤ−ＳｉＣコ
ーティングを行うこと (2) 原材料であるＳｉ、ＳｉＣに高純度品を用いるこ
と (3) 純化、焼成を高温で行い、部材の最表面のＳｉＣ
粒子を分解することにより高純化を図ること 上記の中のＣＶＤ法 (1)は高純度化には非常に有効な方
法であるが、コストが高い上に使用時に膜が剥離すると
いった信頼性に問題があった。この対策として基材表面
に含浸されたＳｉをエッチングして表面を粗面化してか
らＣＶＤコーティングする方法もあるが、一層コスト高
を招くとともに、エッチングした部分への膜の回り込み
に問題があり、膜の剥離に対する信頼性はこれによって
も十分ではなかった。
【０００３】また、原料に高純度品を用いる方法(2) 、
部材の最表面のＳｉＣ粒子を分解することにより高純化
を図る方法(3) は、いずれも基材の最表面に吸着性が高
く不純物が拡散し易い含浸Ｓｉが露出するため、外部不
純物の吸着（二次汚染）を引き起こしたり、基材内部の
不純物がウエハに拡散し易いといった問題があった。
部材の最表面のＳｉＣ粒子を分解することにより高純化
を図る方法(3) は、いずれも基材の最表面に吸着性が高
く不純物が拡散し易い含浸Ｓｉが露出するため、外部不
純物の吸着（二次汚染）を引き起こしたり、基材内部の
不純物がウエハに拡散し易いといった問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、治具表面
から所定の深さ方向の領域を実質的にＳｉＣのみから構
成することによって、高純度でしかも信頼性の高い反応
焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具を得よう
とするものである。
から所定の深さ方向の領域を実質的にＳｉＣのみから構
成することによって、高純度でしかも信頼性の高い反応
焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具を得よう
とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、反応焼結Ｓ
ｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用の治具において、基材が少
なくとも粒径５０μｍ以上のＳｉＣ粒子を含むＳｉ−Ｓ
ｉＣ複合体からなり、その表面から深さ方向の３〜２０
０μｍまでの領域が上記ＳｉＣ粒子及びＳｉをＳｉＣ化
した粒径３〜２００μのＳｉＣ多結晶からなることを特
徴とする反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理
治具（請求項１）、基材が粒径５０〜２００μｍのＳｉ
Ｃ粒子を２５〜７５重量％含有するＳｉ−ＳｉＣ複合体
からなることを特徴とする請求項１記載の反応焼結Ｓｉ
含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具（請求項２）、基
材表面から深さ方向の３〜２００μｍまでの領域が微小
領域Ｘ線回折法によりフリーシリコン及びフリーカーボ
ンを検出しない実質的にＳｉＣ成分のみからなることを
特徴とする請求項１又は２記載の反応焼結Ｓｉ含浸Ｓｉ
Ｃ質半導体製造用熱処理治具（請求項３）、基材をさら
にＣＶＤコートした請求項項１，２又は３記載の反応焼
結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具（請求項
４）、少なくとも粒径５０μｍ以上のＳｉＣ粒子を含む
ＳｉＣ焼結体にＳｉを含浸してＳｉ−ＳｉＣ複合体から
なる基材を形成し、この基材を温度１５００℃以上、圧
力３０torr以下でＣＯガスと反応させ、基材表面から深
さ方向の３〜２００μｍまでの領域が上記ＳｉＣ粒子及
びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多結
晶とすることを特徴とする反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半
導体製造用熱処理治具の製造方法（請求項５）及び基材
に粒径５０〜２００μｍのＳｉＣ粒子を２５〜７５重量
％含有するＳｉ−ＳｉＣ複合体を用いることを特徴とす
る反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具の
製造方法（請求項６）である。以下に、これらの発明を
さらに説明する。
ｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用の治具において、基材が少
なくとも粒径５０μｍ以上のＳｉＣ粒子を含むＳｉ−Ｓ
ｉＣ複合体からなり、その表面から深さ方向の３〜２０
０μｍまでの領域が上記ＳｉＣ粒子及びＳｉをＳｉＣ化
した粒径３〜２００μのＳｉＣ多結晶からなることを特
徴とする反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理
治具（請求項１）、基材が粒径５０〜２００μｍのＳｉ
Ｃ粒子を２５〜７５重量％含有するＳｉ−ＳｉＣ複合体
からなることを特徴とする請求項１記載の反応焼結Ｓｉ
含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具（請求項２）、基
材表面から深さ方向の３〜２００μｍまでの領域が微小
領域Ｘ線回折法によりフリーシリコン及びフリーカーボ
ンを検出しない実質的にＳｉＣ成分のみからなることを
特徴とする請求項１又は２記載の反応焼結Ｓｉ含浸Ｓｉ
Ｃ質半導体製造用熱処理治具（請求項３）、基材をさら
にＣＶＤコートした請求項項１，２又は３記載の反応焼
結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具（請求項
４）、少なくとも粒径５０μｍ以上のＳｉＣ粒子を含む
ＳｉＣ焼結体にＳｉを含浸してＳｉ−ＳｉＣ複合体から
なる基材を形成し、この基材を温度１５００℃以上、圧
力３０torr以下でＣＯガスと反応させ、基材表面から深
さ方向の３〜２００μｍまでの領域が上記ＳｉＣ粒子及
びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多結
晶とすることを特徴とする反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半
導体製造用熱処理治具の製造方法（請求項５）及び基材
に粒径５０〜２００μｍのＳｉＣ粒子を２５〜７５重量
％含有するＳｉ−ＳｉＣ複合体を用いることを特徴とす
る反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具の
製造方法（請求項６）である。以下に、これらの発明を
さらに説明する。
【０００６】ＳｉＣ焼結体を得る方法には反応焼結法と
常圧焼結法があるが、この発明では反応焼結法によって
得られるＳｉとＳｉＣの複合体を基材とする。これを得
るには、例えば粒径５０μｍ以上の粒子を含む炭化珪素
粉末と黒鉛とバインダーの原料混合物で成形物をつく
り、これを硬化、焼成、純化してさらに必要な加工を施
し、その後約１６００℃の真空炉中でこれに金属シリコ
ンを含浸させる方法が採られる。
常圧焼結法があるが、この発明では反応焼結法によって
得られるＳｉとＳｉＣの複合体を基材とする。これを得
るには、例えば粒径５０μｍ以上の粒子を含む炭化珪素
粉末と黒鉛とバインダーの原料混合物で成形物をつく
り、これを硬化、焼成、純化してさらに必要な加工を施
し、その後約１６００℃の真空炉中でこれに金属シリコ
ンを含浸させる方法が採られる。
【０００７】次に、基材に含浸したシリコンにＣＯガス
を反応させて基材の表面から３〜２００μｍの領域を基
材の少なくとも粒径５０μｍ以上のＳｉＣ粒子の一部又
は全部及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍのＳ
ｉＣ多結晶からなる層とする。この層の厚さが基材の表
面から３μｍ未満では表面の耐蝕性が十分でなく、また
内部の不純物の拡散を防止することできない。また、こ
れが２００μｍを超えると後の工程で行われるＳｉＣ化
のためにする反応に長時間を要し、コスト高を招く。
を反応させて基材の表面から３〜２００μｍの領域を基
材の少なくとも粒径５０μｍ以上のＳｉＣ粒子の一部又
は全部及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍのＳ
ｉＣ多結晶からなる層とする。この層の厚さが基材の表
面から３μｍ未満では表面の耐蝕性が十分でなく、また
内部の不純物の拡散を防止することできない。また、こ
れが２００μｍを超えると後の工程で行われるＳｉＣ化
のためにする反応に長時間を要し、コスト高を招く。
【０００８】この発明のＳｉとＳｉＣの複合体の構成の
概略説明図を図１に示す。図１で１はＳｉとＳｉＣの複
合体の全部材、２は粒径が５０μｍ以上のＳｉＣ大粒
子、３が微粒のＳｉＣ粒子である。４は含浸シリコンで
ある。焼結体１の表面から３〜２００μｍには、含浸シ
リコンとＣＯガスが反応して出来たＳｉＣの多結晶層５
が形成されている。
概略説明図を図１に示す。図１で１はＳｉとＳｉＣの複
合体の全部材、２は粒径が５０μｍ以上のＳｉＣ大粒
子、３が微粒のＳｉＣ粒子である。４は含浸シリコンで
ある。焼結体１の表面から３〜２００μｍには、含浸シ
リコンとＣＯガスが反応して出来たＳｉＣの多結晶層５
が形成されている。
【０００９】以上の通り、請求項１の発明は、基材が少
なくとも粒径５０μｍ以上のＳｉＣ粒子を含むＳｉ−Ｓ
ｉＣ複合体からなり、その表面から深さ方向の３〜２０
０μｍまでの領域がＳｉＣ粒子及びＳｉをＳｉＣ化した
粒径３〜２００μのＳｉＣ多結晶からなるものであるか
ら、基材の表面にはＳｉが露出しておらず、シリコンへ
の不純物の吸着により二次汚染や基材内部からの不純物
が表面に向けて拡散し易いといった従来の問題点を抑制
することができる。
なくとも粒径５０μｍ以上のＳｉＣ粒子を含むＳｉ−Ｓ
ｉＣ複合体からなり、その表面から深さ方向の３〜２０
０μｍまでの領域がＳｉＣ粒子及びＳｉをＳｉＣ化した
粒径３〜２００μのＳｉＣ多結晶からなるものであるか
ら、基材の表面にはＳｉが露出しておらず、シリコンへ
の不純物の吸着により二次汚染や基材内部からの不純物
が表面に向けて拡散し易いといった従来の問題点を抑制
することができる。
【００１０】さらに、この発明では多結晶層の中の粒径
５０μｍを超える大きなＳｉＣ粒子の一部が、ＳｉＣの
多結晶層と含浸シリコン部との中間に位置するため、多
結晶層とシリコン部とを密着させるアンカーの役目を果
たし、ＣＶＤで形成される被膜と比較して剥離強度をさ
らに向上することができる。
５０μｍを超える大きなＳｉＣ粒子の一部が、ＳｉＣの
多結晶層と含浸シリコン部との中間に位置するため、多
結晶層とシリコン部とを密着させるアンカーの役目を果
たし、ＣＶＤで形成される被膜と比較して剥離強度をさ
らに向上することができる。
【００１１】また、基材表面から深さ方向の３〜２００
μｍまでの領域のＳｉを、ＳｉＣ化した粒径３〜２００
μｍのＳｉＣ多結晶とすることで、熱処理治具の耐蝕性
を向上させ、上記領域に気孔を残存させることがない。
ＳｉＣ多結晶体を３μｍ未満とすることは実質上不可能
であり、また２００μｍを超えると気密領域が形成され
ない。
μｍまでの領域のＳｉを、ＳｉＣ化した粒径３〜２００
μｍのＳｉＣ多結晶とすることで、熱処理治具の耐蝕性
を向上させ、上記領域に気孔を残存させることがない。
ＳｉＣ多結晶体を３μｍ未満とすることは実質上不可能
であり、また２００μｍを超えると気密領域が形成され
ない。
【００１２】請求項２の発明は基材に含まれるＳｉＣ粒
子の粒径を５０〜２００μｍとして、また含有量を２５
〜７５重量％とするものである。粒径については上限の
好ましい範囲を示したものである。粒子含有量の下限で
ある２５重量％についてはこれ未満であると、多結晶層
とシリコン部との間で均一なアンカー効果が期待できな
いとともに、基材の強度や密度が不十分となる。また、
含有量の上限については、７５重量％を超えると上記と
同様に基材の強度や密度が不足するとともに、前工程で
の成形、焼成での歩留まりが低下する。
子の粒径を５０〜２００μｍとして、また含有量を２５
〜７５重量％とするものである。粒径については上限の
好ましい範囲を示したものである。粒子含有量の下限で
ある２５重量％についてはこれ未満であると、多結晶層
とシリコン部との間で均一なアンカー効果が期待できな
いとともに、基材の強度や密度が不十分となる。また、
含有量の上限については、７５重量％を超えると上記と
同様に基材の強度や密度が不足するとともに、前工程で
の成形、焼成での歩留まりが低下する。
【００１３】請求項３の発明は、基材表面から深さ方向
の３〜２００μｍまでの領域が、微小領域Ｘ線回折法に
よりフリーシリコン及びフリーカーボンを検出しない実
質的にＳｉＣ成分のみからなるものである。これにより
基材表面から深さ方向の３〜２００μｍまでの領域がよ
り純度の高いＳｉＣ成分のみで構成されることになり、
高純度で信頼性の更に高い熱処理治具とすることができ
る。
の３〜２００μｍまでの領域が、微小領域Ｘ線回折法に
よりフリーシリコン及びフリーカーボンを検出しない実
質的にＳｉＣ成分のみからなるものである。これにより
基材表面から深さ方向の３〜２００μｍまでの領域がよ
り純度の高いＳｉＣ成分のみで構成されることになり、
高純度で信頼性の更に高い熱処理治具とすることができ
る。
【００１４】請求項４の発明は、請求項１、２又は３の
発明のＳｉ含浸ＳｉＣの複合体に、ＳｉＣをＣＶＤコー
トしたものである。図２は反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣの概
略説明図である。図２で６がＣＶＤコートである。この
発明によれば、従来に比較してＣＶＤコートした被膜と
基材との密着性は一段と向上させることができる。
発明のＳｉ含浸ＳｉＣの複合体に、ＳｉＣをＣＶＤコー
トしたものである。図２は反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣの概
略説明図である。図２で６がＣＶＤコートである。この
発明によれば、従来に比較してＣＶＤコートした被膜と
基材との密着性は一段と向上させることができる。
【００１５】即ち、この発明での基材は、基材に含浸し
たＳｉはＳｉＣ化され表面が実質的に全てＳｉＣとなっ
ているので、ＳｉＣ基材に対するＣＶＤと同等であり、
密着性に優れた良好なＣＶＤ被膜を得ることが出来る。
たＳｉはＳｉＣ化され表面が実質的に全てＳｉＣとなっ
ているので、ＳｉＣ基材に対するＣＶＤと同等であり、
密着性に優れた良好なＣＶＤ被膜を得ることが出来る。
【００１６】請求項５は、反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半
導体製造用熱処理治具の発明は製造方法の発明である。
反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ基材の製造はすでに述べたよう
に公知な方法で製造される。焼成、純化まで完了した基
材を、例えば図３に示すような炉内に入れる。
導体製造用熱処理治具の発明は製造方法の発明である。
反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ基材の製造はすでに述べたよう
に公知な方法で製造される。焼成、純化まで完了した基
材を、例えば図３に示すような炉内に入れる。
【００１７】図３で、１０はＳｉ含浸及び表面ＳｉＣ化
のための炉の概略側面図である。同図で１１は炉心管、
１２は内筒管、１３は炉芯管１１の外周に配設されたヒ
ータ、１４は炉芯管１１の内部に挿入された焼成、純化
まで完了した焼成体である。
のための炉の概略側面図である。同図で１１は炉心管、
１２は内筒管、１３は炉芯管１１の外周に配設されたヒ
ータ、１４は炉芯管１１の内部に挿入された焼成、純化
まで完了した焼成体である。
【００１８】ＳｉＣ基材表面のＳｉＣ化層の形成は、試
料１４にシリコンを含浸した後に、これを図３に示す状
態に保持して、ガスノズル１５からＣＯガス１６を内筒
管１２の中に導入し、試料の基材に含浸した溶融状態の
ＳｉをＣＯガスと反応させて、基材表面から深さ方向で
３〜２００μｍの領域を基材の少なくとも粒径５０μｍ
以上のＳｉＣ粒子の一部又は全部及びＳｉをＳｉＣ化し
た粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多結晶からなる層とす
る。反応ガスは、その後に排気１７を通して内筒管１２
の外部に放出される。なお、反応ガスは、ＣＯガスの外
にメタンなどの炭化水素ガスを用いることが出来る。
料１４にシリコンを含浸した後に、これを図３に示す状
態に保持して、ガスノズル１５からＣＯガス１６を内筒
管１２の中に導入し、試料の基材に含浸した溶融状態の
ＳｉをＣＯガスと反応させて、基材表面から深さ方向で
３〜２００μｍの領域を基材の少なくとも粒径５０μｍ
以上のＳｉＣ粒子の一部又は全部及びＳｉをＳｉＣ化し
た粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多結晶からなる層とす
る。反応ガスは、その後に排気１７を通して内筒管１２
の外部に放出される。なお、反応ガスは、ＣＯガスの外
にメタンなどの炭化水素ガスを用いることが出来る。
【００１９】ここにおける炉内の温度は１５００℃以上
とし、また圧力は３０torr以下とする。炉内温度が１５
００℃未満では溶融シリコンとＣＯガスとの反応が十分
に進行せず、ＳｉＣ化層中にシリコンが残留してしまう
とともに、一部が非晶質となって耐蝕性が低下する。ま
た、圧力が３０torrを超えると反応が炉内の局所におい
て選択的に行われ、ＳｉＣ化層の均一性に欠けてくる。
導入ガスの量及びガス導入時間は試料との関係で決まり
一律に決めることは出来ない。
とし、また圧力は３０torr以下とする。炉内温度が１５
００℃未満では溶融シリコンとＣＯガスとの反応が十分
に進行せず、ＳｉＣ化層中にシリコンが残留してしまう
とともに、一部が非晶質となって耐蝕性が低下する。ま
た、圧力が３０torrを超えると反応が炉内の局所におい
て選択的に行われ、ＳｉＣ化層の均一性に欠けてくる。
導入ガスの量及びガス導入時間は試料との関係で決まり
一律に決めることは出来ない。
【００２０】これによって、上記で述べた反応焼結Ｓｉ
含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具を得ることが出来
る。請求項６の発明は、基材に粒径５０〜２００μｍの
ＳｉＣ粒子を２５〜７５重量％含有するＳｉ−ＳｉＣ複
合体を用いた反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱
処理治具の製造方法である。これらの数値限定に理由は
既に述べたところと同じである。
含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具を得ることが出来
る。請求項６の発明は、基材に粒径５０〜２００μｍの
ＳｉＣ粒子を２５〜７５重量％含有するＳｉ−ＳｉＣ複
合体を用いた反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱
処理治具の製造方法である。これらの数値限定に理由は
既に述べたところと同じである。
【００２１】
【作用】この発明は、基材の表面から深さ方向の３〜２
００μｍまでの領域が実質的にＳｉＣのみからなるよう
にし、かつ基材の表面にＳｉが露出しないようにし、Ｓ
ｉへの不純物吸着などによる二次汚染を防止するもので
ある。また、表面のＳｉＣ化層が強固なバリア層を形成
し、純化が必ずしも十分でない基材内部からの不純物の
拡散を防止するものである。さらに、ここでの表面のＳ
ｉＣ化層は十分に結晶化しているために耐蝕性にも優
れ、ＳｉＣ化層の中に気孔が発生することもない。更
に、Ｓｉ含浸ＳｉＣ化層中の５０μｍ以上のＳｉＣ粒子
が、ＳｉＣ化層と含浸シリコン間でアンカー効果を発揮
し信頼性も向上する。
００μｍまでの領域が実質的にＳｉＣのみからなるよう
にし、かつ基材の表面にＳｉが露出しないようにし、Ｓ
ｉへの不純物吸着などによる二次汚染を防止するもので
ある。また、表面のＳｉＣ化層が強固なバリア層を形成
し、純化が必ずしも十分でない基材内部からの不純物の
拡散を防止するものである。さらに、ここでの表面のＳ
ｉＣ化層は十分に結晶化しているために耐蝕性にも優
れ、ＳｉＣ化層の中に気孔が発生することもない。更
に、Ｓｉ含浸ＳｉＣ化層中の５０μｍ以上のＳｉＣ粒子
が、ＳｉＣ化層と含浸シリコン間でアンカー効果を発揮
し信頼性も向上する。
【００２２】
（実施例１）図３に示すＳｉ含浸及び表面ＳｉＣ化のた
めの炉１０に焼成、純化を完了した基材を入れ、Ｓｉ含
浸後にこれを３０torr以下、１５００℃以上に加熱しな
がら、このガス導入口１６からＣＯガスを１．５ｌ／mi
n 導入し、基材の表面から深さ方向に以下の厚さのＳｉ
Ｃ化層を有したウエハボ−ト、さらにこれにＣＶＤコー
トを施したウエハボートを得た。
めの炉１０に焼成、純化を完了した基材を入れ、Ｓｉ含
浸後にこれを３０torr以下、１５００℃以上に加熱しな
がら、このガス導入口１６からＣＯガスを１．５ｌ／mi
n 導入し、基材の表面から深さ方向に以下の厚さのＳｉ
Ｃ化層を有したウエハボ−ト、さらにこれにＣＶＤコー
トを施したウエハボートを得た。
【００２３】 試料Ａ（本発明品）ＳｉＣ化層１０μｍ 試料Ｂ（本発明品）ＳｉＣ化層１５０μｍ 試料Ｃ（本発明品）ＳｉＣ化層１０μｍ＋ＣＶＤコート
５０μｍ 試料Ｄ（従来品）ＳｉＣ化層なし 試料Ｅ（従来品）ＳｉＣ化層なし＋ＣＶＤコート５０μ
ｍ 試料Ｆ（従来品）Ｓｉ−ＳｉＣ＋ＣＶＤコート５０μｍ これらのボートにシリコンウエハをセットし、酸化雰囲
気で熱処理を行いウエハボート表面に形成された酸化膜
中に取り込まれた不純物（Ｎａ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｕ）を
測定した。この結果を表１に示した。この結果により、
本発明（Ａ〜Ｃ）は、従来のＣＶＤ製品と同等以上の高
純度を維持できることが明らかとなった。
５０μｍ 試料Ｄ（従来品）ＳｉＣ化層なし 試料Ｅ（従来品）ＳｉＣ化層なし＋ＣＶＤコート５０μ
ｍ 試料Ｆ（従来品）Ｓｉ−ＳｉＣ＋ＣＶＤコート５０μｍ これらのボートにシリコンウエハをセットし、酸化雰囲
気で熱処理を行いウエハボート表面に形成された酸化膜
中に取り込まれた不純物（Ｎａ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｃｕ）を
測定した。この結果を表１に示した。この結果により、
本発明（Ａ〜Ｃ）は、従来のＣＶＤ製品と同等以上の高
純度を維持できることが明らかとなった。
【００２４】
【表１】
【００２５】さらに、上記試料の中の本発明品のＡ，
Ｂ，Ｃ、従来品のＥ，Ｆの信頼性を評価するため、下記
の条件にてヒートサイクルの試験を行った。 条件 熱処理条件； 炉内温度１２００℃ ボ−ド出入れスピード；２００mm／min 炉内保持時間 ；１０min サイクル回数 ；１０００回 試験終了後の試料表面の外観観察を行ったところ、本発
明の試料Ａ，Ｂ，Ｃは酸化膜が形成されている他は変化
が認められなかったが、従来例の試料Ｅ，ＦはＣＶＤ膜
の一部に剥離が確認された。
Ｂ，Ｃ、従来品のＥ，Ｆの信頼性を評価するため、下記
の条件にてヒートサイクルの試験を行った。 条件 熱処理条件； 炉内温度１２００℃ ボ−ド出入れスピード；２００mm／min 炉内保持時間 ；１０min サイクル回数 ；１０００回 試験終了後の試料表面の外観観察を行ったところ、本発
明の試料Ａ，Ｂ，Ｃは酸化膜が形成されている他は変化
が認められなかったが、従来例の試料Ｅ，ＦはＣＶＤ膜
の一部に剥離が確認された。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、この発明の反応焼結Ｓｉ
Ｃ質半導体製造用の熱処理用治具は、実質的外表面の３
〜２００μｍの領域を、基材の少なくとも粒径５０μｍ
以上のＳｉＣ粒子の一部又は全部及びＳｉをＳｉＣ化し
た粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多結晶からなる緻密層と
したので、表層部にあるＳｉへの不純物が吸着するなど
の二次汚染が防止出来るとともに、必ずしも浄化が十分
でない基材内部からの不純物の拡散を抑制することが出
来るようになり、高純度で耐蝕性、耐剥離性にも優れた
反応焼結ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具を得ることが
出来るようになった。
Ｃ質半導体製造用の熱処理用治具は、実質的外表面の３
〜２００μｍの領域を、基材の少なくとも粒径５０μｍ
以上のＳｉＣ粒子の一部又は全部及びＳｉをＳｉＣ化し
た粒径３〜２００μｍのＳｉＣ多結晶からなる緻密層と
したので、表層部にあるＳｉへの不純物が吸着するなど
の二次汚染が防止出来るとともに、必ずしも浄化が十分
でない基材内部からの不純物の拡散を抑制することが出
来るようになり、高純度で耐蝕性、耐剥離性にも優れた
反応焼結ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具を得ることが
出来るようになった。
【図１】この発明の１実施例になる反応焼結ＳｉＣ質半
導体製造用熱処理治具の表面付近の一部の結晶構成の概
略説明図。
導体製造用熱処理治具の表面付近の一部の結晶構成の概
略説明図。
【図２】この発明の他の１実施例になる反応焼結ＳｉＣ
質半導体製造用熱処理治具の表面付近の一部の結晶構成
の概略説明図。
質半導体製造用熱処理治具の表面付近の一部の結晶構成
の概略説明図。
【図３】この発明の反応焼結ＳｉＣ質半導体製造用熱処
理治具の製造に用いるＳｉ含浸及びＳｉＣ化の炉の概要
を示した説明図。
理治具の製造に用いるＳｉ含浸及びＳｉＣ化の炉の概要
を示した説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 勝憲 山形県西置賜郡小国町大字小国町378番地 東芝セラミックス株式会社小国製造所内 (72)発明者 北沢 厚男 山形県西置賜郡小国町大字小国町378番地 東芝セラミックス株式会社小国製造所内
Claims (6)
- 【請求項１】 反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用
の治具において、基材が少なくとも粒径５０μｍ以上の
ＳｉＣ粒子を含むＳｉ−ＳｉＣ複合体からなり、その表
面から深さ方向の３〜２００μｍまでの領域が上記Ｓｉ
Ｃ粒子及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μのＳｉ
Ｃ多結晶からなることを特徴とする反応焼結Ｓｉ含浸Ｓ
ｉＣ質半導体製造用熱処理治具。 - 【請求項２】 基材が粒径５０〜２００μｍのＳｉＣ粒
子を２５〜７５重量％含有するＳｉ−ＳｉＣ複合体から
なることを特徴とする請求項１記載の反応焼結Ｓｉ含浸
ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具。 - 【請求項３】 基材表面から深さ方向の３〜２００μｍ
までの領域が微小領域Ｘ線回折法によりフリーシリコン
及びフリーカーボンを検出しない実質的にＳｉＣ成分の
みからなることを特徴とする請求項１又は２記載の反応
焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具。 - 【請求項４】 基材をさらにＣＶＤコートした請求項項
１，２又は３記載の反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製
造用熱処理治具。 - 【請求項５】 少なくとも粒径５０μｍ以上のＳｉＣ粒
子を含むＳｉＣ焼結体にＳｉを含浸してＳｉ−ＳｉＣ複
合体からなる基材を形成し、この基材を温度１５００℃
以上、圧力３０torr以下でＣＯガスと反応させ、基材表
面から深さ方向の３〜２００μｍまでの領域が上記Ｓｉ
Ｃ粒子及びＳｉをＳｉＣ化した粒径３〜２００μｍのＳ
ｉＣ多結晶とすることを特徴とする反応焼結Ｓｉ含浸Ｓ
ｉＣ質半導体製造用熱処理治具の製造方法。 - 【請求項６】 基材に粒径５０〜２００μｍのＳｉＣ粒
子を２５〜７５重量％含有するＳｉ−ＳｉＣ複合体を用
いることを特徴とする反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体
製造用熱処理治具の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23527994A JP3150545B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23527994A JP3150545B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0891934A true JPH0891934A (ja) | 1996-04-09 |
| JP3150545B2 JP3150545B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=16983753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23527994A Expired - Fee Related JP3150545B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 反応焼結Ｓｉ含浸ＳｉＣ質半導体製造用熱処理治具及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3150545B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023171502A1 (ja) * | 2022-03-10 | 2023-09-14 | ローム株式会社 | 焼結体、半導体基板及び半導体装置並びにそれらの製造方法 |
-
1994
- 1994-09-29 JP JP23527994A patent/JP3150545B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023171502A1 (ja) * | 2022-03-10 | 2023-09-14 | ローム株式会社 | 焼結体、半導体基板及び半導体装置並びにそれらの製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3150545B2 (ja) | 2001-03-26 |
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