JPS62200722A - 半導体拡散炉用部材 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分！？］ 本発明は半導体拡散炉用部材に係り、特にチューブある
いはボートとして用いるに好適な半導体拡散炉１１を部
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ューブとしては、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
熱用ライナチュ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
ラミックスは、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
セラミックスを用いて半導体製造用チューブを製造する
ことが考えられる。

この場合、非酸化物系セラミッ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５反応焼
結法を採用する必要がある。

また、管体を蒸着ノ、（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′ｉ！１名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。（例えば特開
昭５８−１７７４６１）。

また、ウェハ保持してチュ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開題点］ １ｉｉ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１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１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１価格が高いばかりでなく、粉
末プロセスを採用する以」二、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ッ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った形状の半導体拡散炉用チュー
ブであって、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
って接合され、かつ少なくともチューブの全内周面がＣ
ＶＤ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。また木発明は、半導体拡散炉のチューブ
内に装入されるウェハを保持するためのボートであって
、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膜によっ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、木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から詳ＭＩ
＋に説明する。

第１図は本発明の実施例に係るチューブの装部断面図で
ある。未実施例においては、円筒形の炭化珪素又は黒鉛
の円？、Ｔｈ　ｌに、漏斗形の絞り部２を回軸的に接続
配置（例えば積み重ね）して接続体となし、次いでＣＶ
Ｄ処理によりこの接続体の周面に）父化珪素の被膜を形
成する。

なお１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ＣＶＤにより炭化珪素被膜を形成すると、円
筒ｌ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１円筒部の周面か
ら絞り！′１１２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ｌと絞り部２とが所要強度にて接
合される。

このＣＶＤ被１漠は、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ｌ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、内外内周面に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
木のロッド５．６．７が設けられ、各ロッド５．６，７
のボート内面側にはウェハを受は入れるための溝ａが切
り込まれている。これら端板３．４及びロッド５，６．
７は、炭化珪素又は黒鉛製であり、端板３．４に形成さ
れた孔にロッド５．６，７の先端を嵌め込むと共に、端
板３．４、ロッド５．６．７の全外表面を被覆するＣＶ
Ｄ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、常法に従って行なえ
ばよく、例えばＣＶＤ処理装置内に装入し、適当するＣ
ＶＤ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、各
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、ＣＨ３５
ｉＣｕｔ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Ｓ　ｉ　Ｃｌ　１をＣＨ４ｋｇのハ
イドロカーボンを用いて還元することによっても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、ＡＪＩ、Ｃａ、Ｃｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎａ、
Ｋｉｃｙ）不純物はいずれもｌｐｐｍ未満とし得る。（
因みに市販の焼結品は、これらを１１−１Ｏｐｐもしく
はそれ以上に含むものである。） 析出させるＣＶＤ被＋１９の厚さは、特に限定はされず
、得られるチュ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１００〜５００　ＡＬｍとりわけ２
００〜３００ｇｍ程度が好適である。

木発ＩＪＩにおいては、例えばＣＶＤ処理時間を長Ｍ調
愁することにより、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、ボートあるいはチューブの基材を黒鉛
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１’！ｒＪ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ュー
ブ又はボートが提供される０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ューブ及びボートの
構造説１１図であり、第１図は要部断面図、第２図は到
視図である。 ｌ・・・円筒、　　　　　　　２１９．絞り部。 ３．４・・・端板、　　　　　５．６．７・・・ロッ１
ζ。 代　理　人　　弁理士　　屯　野　　剛第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）長尺の円筒部の一端側を絞った形状の半導体拡散
   炉用チューブであって、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Ｃ
   ＶＤ膜によって接合され、かつ少なくともチューブの全
   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. （２）半導体拡散炉内に装入されるウェハを保持するた
   めのボートであって、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膜によっ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。