JPS63257218A - 拡散炉構成要素 - Google Patents

拡散炉構成要素

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JPS63257218A
JPS63257218A JP63073466A JP7346688A JPS63257218A JP S63257218 A JPS63257218 A JP S63257218A JP 63073466 A JP63073466 A JP 63073466A JP 7346688 A JP7346688 A JP 7346688A JP S63257218 A JPS63257218 A JP S63257218A
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silicon
silicon carbide
liner
paddle
boat
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JP63073466A
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ブライアン ディー.フォスター
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    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • 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
    • 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
    • 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
    • C30B31/10Reaction chambers; Selection of materials therefor

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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高温炉に関する。より詳しく述べるならば、
本発明は、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。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕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(1!1.Heywang)ら)米国特許
第3951587号明細書 (1976年4月20日、 アリニゲ0  (R9A、AlliAllle  ら)
特開昭52−145419号公報 (1977年12月3日) 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 ゛エツチング、そしてこのキャビティーヘト−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
される巻線マツフル炉で行なわれる。その時シリコンス
ライスは、マツフル炉の工作管(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一温度
−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は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。
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
雲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
及び冷却から種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
ーの物質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ニ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。
拡散炉技術のより最近の進歩が、米国特許第39515
87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。
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。
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。
本発明は、それが拡散炉構成要素の組立て体(syst
em) 、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。
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、すなわぢライナー、加工
管、パドル、及びボートを提供することが、本発明の主
要な目的である。
〔課題を解決するための手段及び作用効果〕本発明は、
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。
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
管が本発明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、
本発明の加工管の高度の不透過性及び純度のためになく
すことができる。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パドル及びボートは
、全表面をコーティングすべきである。
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。
本発明は、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。本発明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、なふ米国特許第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。
本発明の好ましい態様においては、二形態(bimod
al)炭化ケイ素を使用する。粒度8−未満(好ましく
は0.1〜8jtIm)の微細炭化ケイ素粉末50重量
%と、平均粒度30〜170pの炭化ケイ素粉末50重
量%との混合物は、本発明の好ましい教示に従って焼結
された場合、二形態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。この焼結構造の二形態性は、破壊
係数が少なくとも10、0OOpsi(700kg/c
d)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0.1〜8μ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
れた構造は二形態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。
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、繁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。
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。
第1図に示した形状は、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。
第2図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、パドルはアリニゲo (R,A、AlliAl
lleの米国特許第3705714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。
本発明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、パドルが本発明の第2図に示されたもの
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(gr
een)を作り、又は予備焼蛸後に熱処理されよう。第
2図の車輪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、第3図に示
された断面を有するボート支持部10とを有する、第2
図のパドルの本体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。
第4図のボート、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(isostaticpress
ing) 、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、第4図及び第5
図により示されるボート形状は非常に望ましい。第4図
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。第5図は、第4図のボートの断面図を示す。
第5図におけるくぼみ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。
第6図は、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ニーム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(第2図
の12)は、加工管28の底部にある。パドルの曲線形
状の底部(第3図)は、加工管の容積の最適利用を可能
にする。
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、使用される時間一温度条件に従っ
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:/ (John I、 F
redriksson)の米国特許第2964823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1
0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 /cm
)である。CVD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30,00
0psi(2,110kg /cゴ)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。
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711ツ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21
50℃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。
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。
〔実施例〕
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。′ 鋳込みスリップを下記の材料の組合せから調製した。
0.1〜8− 炭化ケイ素     117ポンド(5
3,2kg) 30〜170塵 炭化ケイ素     108ポンド(
49kg) “N”ブランドのケイ酸ナトリウム 73cc(フィラ
デルフィア・クラオーツ社 (Philadelphia Quartz Co、)
)水道水             」3.1 !l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2
5/15の玉継手の外径に一致するキャビティーで終え
ている焼きセラコラの型に注入した。このキャビティー
は、第1図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1
0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、本買上ケイ素で完全に含浸された
第2図及び第3図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2
1インチ(53,4Cm) 、幅1.75イ汗(4,4
5Cffl) 、そして深さ0.5インチ(127cm
)の第2図のくぼみ10を有し、また0、75 X 0
.5インチ(L91 X 127cm)の第2図の端部
12及び14を存する。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。
同様に、第4図及び第5図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12
5に及ぶスロットを切り出した。
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Q、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】
第1図は、加工管の立面図である。 第2図は、車輪付きパドルの上面図である。 第3図は、第2図のパドルの3−3線断面図である。 第4図は、ボートの上面図である。 第5図は、第4図のボートの5−5線断面図である。 第6図は、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。 図中、16はボート、28は加工管、30はパドル、3
4はウェーハである。 以下余白 Ftcr、I FJcr、j 手続補正書 昭和63年6月30日 特許庁長官 吉 1)文 毅 殿 1、事件の表示 昭和63年特許願第73466号 2、発明の名称 拡散炉構成要素 4、代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番10号5、
  ネ4正1:よりr旨超01(〆2御の数   46
、補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」の欄 )、補正の内容 明細書の特許請求の範囲を別紙のとおり補正する。 ♂、添付書類の目録 特許請求の範囲          1通2、特許請求
の範囲 1、 ライナー、加工管(process tube)
、パドル、そしてこのパドル上で支持可能な少なくとも
一つのボートを含んでなる拡散炉構成要素の組立て体(
system)であって、当該ライナー、加工管、パド
ル、及びボートが、本質的に、5〜30重景%ケイ素金
属を含有している焼結炭化ケイ素マトリックスからなり
、当該ライナー、加工管、パドル、及びボートの少なく
とも一つの表面が、高純度の耐火性材料の不透過性コー
ティングでコーティングされている、上記の拡散炉構成
要素組立て体。 2、前記ライナー、加工管、パドル、及びボート上の前
記不透過性コーティングが、炭化ケイ素、二酸化ケイ素
、窒化ケイ素、及びそれらの組み合わせからなる群より
選択されたものである、請求項1記載の拡散炉構成要素
組立て体。 3、前記焼結炭化ケイ素マトリックス中の炭化ケイ素が
二形態(bimodal)であり、且つ、平均粒度0.
1〜8μμmの炭化ケイ素約50重量%と、平均粒度3
0〜170μmの炭化ケイ素50重量%とから構成され
ている炭化ケイ素粉末の焼結の結果として生じたもので
あり、そして前記ケイ素金属が少なくとも99%の純度
である、請求項2記載のライナー、加工管、パドル、及
びボート。 5.5〜30重量%のケイ素金属を含浸させた焼結炭化
ケイ素マトリックスから本質的になり、少なくとも皿内
面が、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、及びそ
れらの組み合わせからなる群より選択された高純度の耐
火性材料の不透過性コーティングでコーティングされて
いる=1友? 庁の ノ′μmの1 ゛  コー−イン
グコ−一イングされている汀エ フ、 5〜30重量%のケイ素金属を含浸させた焼結炭
化ケイ素マトリックスから本質的になり、少なくともえ
α内面が、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、及
びそれらの組み合わせからなる群より選択された高純度
の耐火性材料の不透過性コーティングでコーティングさ
れている一1哀9.5〜30重量%のケイ素金属を含浸
させた焼結炭化ケイ素マトリックスから本質的になり、
加工管に入る全表面が、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒
化ケイ素、及びそれらの組み合わせからなる群より選択
された高純度の耐火性材料の不透過性コーティングでコ
ーティングされている工1哀8: の     μmの
パドル。 10、    のム −において 5〜30重量%11
.5〜30を量%のケイ素金属を含浸させた焼結炭化ケ
イ素マトリックスから本質的になり、え@全表面が、炭
化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、及びそれらの組
み合わせからなる群より選択された高純度の耐火性材料
の不透過性コーティングでコーティングされているー=
−tOWの    ” μmのボート。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ライナー、加工管(processtube)、パ
    ドル、そしてこのパドル上で支持可能な少なくとも一つ
    のボートを含んでなる拡散炉構成要素の組立て体(sy
    stem)であって、当該ライナー、加工管、パドル、
    及びボートが、本質的に、5〜30重量%ケイ素金属を
    含有している焼結炭化ケイ素マトリックスからなり、当
    該ライナー、加工管、パドル、及びボートの少なくとも
    一つの表面が、高純度の耐火性材料の不透過性コーティ
    ングでコーティングされている、上記の拡散炉構成要素
    組立て体。 2、前記ライナー、加工管、パドル、及びボート上の前
    記不透過性コーティングが、炭化ケイ素、二酸化ケイ素
    、窒化ケイ素、及びそれらの組み合わせからなる群より
    選択されたものである、請求項1記載の拡散炉構成要素
    組立て体。 3、前記焼結炭化ケイ素マトリックス中の炭化ケイ素が
    二形態(bimodal)であり、且つ、平均粒度0.
    1〜8μmの炭化ケイ素約50重量%と、平均粒度30
    〜170μmの炭化ケイ素50重量%とから構成されて
    いる炭化ケイ素粉末の焼結の結果として生じたものであ
    り、そして前記ケイ素金属が少なくとも99%の純度で
    ある、請求項2記載のライナー、加工管、パドル、及び
    ボート。 4、半導体の拡散炉のための、5〜30重量%のケイ素
    金属を含浸させた焼結炭化ケイ素マトリックスから本質
    的になり、少なくとも内面が、炭化ケイ素、二酸化ケイ
    素、窒化ケイ素、及びそれらの組み合わせからなる群よ
    り選択された高純度の耐火性材料の不透過性コーティン
    グでコーティングされているライナー。 5、半導体の拡散炉のための、5〜30重量%のケイ素
    金属を含浸させた焼結炭化ケイ素マトリックスから本質
    的になり、少なくとも内面が、炭化ケイ素、二酸化ケイ
    素、窒化ケイ素、及びそれらの組み合わせからなる群よ
    り選択された高純度の耐火性材料の不透過性コーティン
    グでコーティングされている加工管。 6、半導体の拡散炉のための、5〜30重量%のケイ素
    金属を含浸させた焼結炭化ケイ素マトリックスから本質
    的になり、加工管に入る全表面が、炭化ケイ素、二酸化
    ケイ素、窒化ケイ素、及びそれらの組み合わせからなる
    群より選択された高純度の耐火性材料の不透過性コーテ
    ィングでコーティングされているパドル。 7、半導体の拡散炉のための、5〜30重量%のケイ素
    金属を含浸させた焼結炭化ケイ素マトリックスから本質
    的になり、全表面が、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化
    ケイ素、及びそれらの組み合わせからなる群より選択さ
    れた高純度の耐火性材料の不透過性コーティングでコー
    ティングされているボート。
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