JP2000219967A - 炭化ケイ素被覆黒鉛材の製造方法およびそれに用いるマスキング治具 - Google Patents
炭化ケイ素被覆黒鉛材の製造方法およびそれに用いるマスキング治具Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 炭化ケイ素蒸着工程後に炭化ケイ素が固着し
難いマスキング治具を提供し、そのようなマスキング治
具を用いて、炭化ケイ素で部分的に覆われた黒鉛材を製
造する。 【解決手段】 黒鉛からなる基材１７上に炭化ケイ素か
らなる被膜を形成する方法において、基材１７の表面
を、３．５×１０-6／℃以下または５．５×１０-6／℃
以上の熱膨張率を有する炭素質材料からなるマスキング
治具２１により部分的に覆い、マスキング治具２１によ
って覆われていない基材１７の表面に炭化ケイ素からな
る被膜を形成する。炭化ケイ素被膜形成後、マスキング
治具２１は基材１７から容易に分離することができ、基
材１７の損傷を防ぐことができる。
難いマスキング治具を提供し、そのようなマスキング治
具を用いて、炭化ケイ素で部分的に覆われた黒鉛材を製
造する。 【解決手段】 黒鉛からなる基材１７上に炭化ケイ素か
らなる被膜を形成する方法において、基材１７の表面
を、３．５×１０-6／℃以下または５．５×１０-6／℃
以上の熱膨張率を有する炭素質材料からなるマスキング
治具２１により部分的に覆い、マスキング治具２１によ
って覆われていない基材１７の表面に炭化ケイ素からな
る被膜を形成する。炭化ケイ素被膜形成後、マスキング
治具２１は基材１７から容易に分離することができ、基
材１７の損傷を防ぐことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭化ケイ素被覆黒
鉛材の製造方法およびそれに用いるマスキング治具に関
し、特に、基材としての黒鉛材をマスキング治具によっ
て部分的に覆った状態で該基材上に炭化ケイ素被膜を形
成する方法、およびその方法において基材への固着を防
止できるマスキング治具に関する。
鉛材の製造方法およびそれに用いるマスキング治具に関
し、特に、基材としての黒鉛材をマスキング治具によっ
て部分的に覆った状態で該基材上に炭化ケイ素被膜を形
成する方法、およびその方法において基材への固着を防
止できるマスキング治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】単結晶引上げるつぼ、サセプタ、ヒータ
等の半導体製造装置の部品に用いられる黒鉛材は、その
表面に炭化ケイ素（ＳｉＣ）被膜を有していることが多
い。このような被膜は、多くの場合、周知のＣＶＤ法に
よって形成される。
等の半導体製造装置の部品に用いられる黒鉛材は、その
表面に炭化ケイ素（ＳｉＣ）被膜を有していることが多
い。このような被膜は、多くの場合、周知のＣＶＤ法に
よって形成される。
【０００３】このような部品の中には、たとえばヒータ
の電極部のように、被膜を形成していない部分を有する
ものがある。このような部品の製造において、マスキン
グ治具を使用する。被膜形成に際し、黒鉛の基材におい
て被膜の必要のない部位をマスキング治具によって覆
う。マスキング治具は、被膜形成用反応ガスの基材への
接触を防止し、当該部位に被膜ができないように働く。
の電極部のように、被膜を形成していない部分を有する
ものがある。このような部品の製造において、マスキン
グ治具を使用する。被膜形成に際し、黒鉛の基材におい
て被膜の必要のない部位をマスキング治具によって覆
う。マスキング治具は、被膜形成用反応ガスの基材への
接触を防止し、当該部位に被膜ができないように働く。
【０００４】しかし、マスキング治具を使用して炭化ケ
イ素被膜を形成する場合、治具と基材との境界部に炭化
ケイ素が堆積かつ固着し、その結果、治具が基材に固着
されることがあった。基材に固着された治具を取り外す
場合、基材を損傷させる恐れがある。
イ素被膜を形成する場合、治具と基材との境界部に炭化
ケイ素が堆積かつ固着し、その結果、治具が基材に固着
されることがあった。基材に固着された治具を取り外す
場合、基材を損傷させる恐れがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のような事態に鑑
み、本発明の目的は、炭化ケイ素が固着しにくいような
マスキング治具を提供し、そのようなマスキング治具を
用いて上述した固着に起因する基材の損傷を防止できる
炭化ケイ素被覆黒鉛材の製造方法を提供することにあ
る。
み、本発明の目的は、炭化ケイ素が固着しにくいような
マスキング治具を提供し、そのようなマスキング治具を
用いて上述した固着に起因する基材の損傷を防止できる
炭化ケイ素被覆黒鉛材の製造方法を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、固着された
マスキング治具を基材から取り外す際、多くの場合、部
分的に偏った、従って部分的に過剰な応力が基材に作用
し、その結果、基材が損傷することを見出した。そし
て、固着部に比較的均一な応力を作用させて取り外しを
行なうことに着目した。
マスキング治具を基材から取り外す際、多くの場合、部
分的に偏った、従って部分的に過剰な応力が基材に作用
し、その結果、基材が損傷することを見出した。そし
て、固着部に比較的均一な応力を作用させて取り外しを
行なうことに着目した。
【０００７】研究の結果、固着部に堆積した炭化ケイ素
とマスキング治具との熱膨張率の差を利用し、被膜形成
後の冷却時、両者の収縮差による応力を固着部に作用さ
せれば固着部を剥離せしめることができることを確認
し、本発明を完成させるに至った。
とマスキング治具との熱膨張率の差を利用し、被膜形成
後の冷却時、両者の収縮差による応力を固着部に作用さ
せれば固着部を剥離せしめることができることを確認
し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】すなわち本発明による製造方法は、黒鉛か
らなる基材上に炭化ケイ素からなる被覆が形成された炭
化ケイ素被覆黒鉛材の製造方法において、黒鉛からなる
基材の表面を、３．５×１０-6／℃以下または５．５×
１０-6／℃以上の熱膨張率を有する材料からなるマスキ
ング治具により部分的に覆い、該マスキング治具によっ
て覆われていない基材の表面に炭化ケイ素からなる被覆
を形成することを特徴とする。この方法において、マス
キング治具は炭素質材料からなることが好ましい。
らなる基材上に炭化ケイ素からなる被覆が形成された炭
化ケイ素被覆黒鉛材の製造方法において、黒鉛からなる
基材の表面を、３．５×１０-6／℃以下または５．５×
１０-6／℃以上の熱膨張率を有する材料からなるマスキ
ング治具により部分的に覆い、該マスキング治具によっ
て覆われていない基材の表面に炭化ケイ素からなる被覆
を形成することを特徴とする。この方法において、マス
キング治具は炭素質材料からなることが好ましい。
【０００９】また本発明により、上記製造方法において
基材を部分的に覆うためのマスキング治具が提供され、
この治具は、３．５×１０-6／℃以下または５．５×１
０-6／℃以上の熱膨張率を有する材料からなることを特
徴とする。このマスキング治具はたとえば炭素質材料か
らなることが好ましい。
基材を部分的に覆うためのマスキング治具が提供され、
この治具は、３．５×１０-6／℃以下または５．５×１
０-6／℃以上の熱膨張率を有する材料からなることを特
徴とする。このマスキング治具はたとえば炭素質材料か
らなることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】炭化ケイ素被膜を形成する基材は
黒鉛材である。黒鉛材としてたとえば等方性黒鉛材料が
好ましく用いられる。また、高密度および／または高純
度のものが好ましく用いられる。
黒鉛材である。黒鉛材としてたとえば等方性黒鉛材料が
好ましく用いられる。また、高密度および／または高純
度のものが好ましく用いられる。
【００１１】マスキング治具の材料は、炭化ケイ素被膜
形成において基材を汚染しない範囲で任意の材料とする
ことができる。たとえば、マスキング治具は、黒鉛材、
炭素繊維材、ガラス状炭素材等の炭素質材料、石英ガラ
ス材料等から構成することができる。特に、基材および
炭化ケイ素被膜の汚染を防止する観点から、黒鉛材がよ
り好ましい。
形成において基材を汚染しない範囲で任意の材料とする
ことができる。たとえば、マスキング治具は、黒鉛材、
炭素繊維材、ガラス状炭素材等の炭素質材料、石英ガラ
ス材料等から構成することができる。特に、基材および
炭化ケイ素被膜の汚染を防止する観点から、黒鉛材がよ
り好ましい。
【００１２】マスキング治具を構成する材料の熱膨張率
（熱膨張係数）は、３．５×１０-6／℃以下または５．
５×１０-6／℃以上のいずれかである。好ましい範囲
は、たとえば０．２〜３．５×１０-6／℃または５．５
〜８．０×１０-6／℃である。熱膨張率として通常、線
膨張率（線膨張係数）が用いられる。上述した固着部を
形成する炭化ケイ素の熱膨張率は約４．２×１０-6／℃
であるため、被膜形成後の冷却時において、上記範囲の
熱膨張率を有する材料からなるマスキング治具は、炭化
ケイ素と顕著に異なる態様で収縮し、その結果、比較的
均一な応力の作用により固着部を剥離させることができ
る。一方、３．５×１０-6／℃を上回り５．５×１０-6
／℃を下回る範囲の熱膨張率を有する材料でマスキング
治具を構成しそれを被膜形成に用いれば、堆積した炭化
ケイ素とマスキング治具との熱膨張率の差が小さく、被
膜形成後の冷却時における固着部の剥離が不十分にな
り、マスキング治具を基材から取り外す際に基材を損傷
させるおそれがある。
（熱膨張係数）は、３．５×１０-6／℃以下または５．
５×１０-6／℃以上のいずれかである。好ましい範囲
は、たとえば０．２〜３．５×１０-6／℃または５．５
〜８．０×１０-6／℃である。熱膨張率として通常、線
膨張率（線膨張係数）が用いられる。上述した固着部を
形成する炭化ケイ素の熱膨張率は約４．２×１０-6／℃
であるため、被膜形成後の冷却時において、上記範囲の
熱膨張率を有する材料からなるマスキング治具は、炭化
ケイ素と顕著に異なる態様で収縮し、その結果、比較的
均一な応力の作用により固着部を剥離させることができ
る。一方、３．５×１０-6／℃を上回り５．５×１０-6
／℃を下回る範囲の熱膨張率を有する材料でマスキング
治具を構成しそれを被膜形成に用いれば、堆積した炭化
ケイ素とマスキング治具との熱膨張率の差が小さく、被
膜形成後の冷却時における固着部の剥離が不十分にな
り、マスキング治具を基材から取り外す際に基材を損傷
させるおそれがある。
【００１３】
【実施例】図１に示すようなＣＶＤ炉を用いて、炭化ケ
イ素被覆黒鉛材を製造した。ＣＶＤ炉１０において、そ
の炉殻はステンレススチール製外皮１１およびその内側
に設けられる炭素材の耐火壁から構成される。炉殻の頂
部には、炭化ケイ素被膜形成に用いる混合ガス１８の導
入孔１３が配置される。炉の底部には回転軸１５が挿入
され、回転軸１５の上端には支持台１６が取り付けられ
ている。支持台１６上には基材１７が載置される。炭化
ケイ素の蒸着工程において、形成される被膜の厚みを均
一にするため、回転軸１５により支持台１６上の基材１
７が回転させられる。さらに炉内にはカーボンヒータ１
４が配置される。
イ素被覆黒鉛材を製造した。ＣＶＤ炉１０において、そ
の炉殻はステンレススチール製外皮１１およびその内側
に設けられる炭素材の耐火壁から構成される。炉殻の頂
部には、炭化ケイ素被膜形成に用いる混合ガス１８の導
入孔１３が配置される。炉の底部には回転軸１５が挿入
され、回転軸１５の上端には支持台１６が取り付けられ
ている。支持台１６上には基材１７が載置される。炭化
ケイ素の蒸着工程において、形成される被膜の厚みを均
一にするため、回転軸１５により支持台１６上の基材１
７が回転させられる。さらに炉内にはカーボンヒータ１
４が配置される。
【００１４】基材１７は黒鉛製であり、その直径は５０
ｍｍ、厚さは２ｍｍであった。２０ｍｍ×２０ｍｍ×２
０ｍｍのサイズのマスキング治具を図２に示すように基
材に装着した。すなわち、基材１７の対向する端部（電
極形成部２２）をマスキング治具２１によって覆った。
マスキング治具で覆われた部分での被膜形成は防止され
る。
ｍｍ、厚さは２ｍｍであった。２０ｍｍ×２０ｍｍ×２
０ｍｍのサイズのマスキング治具を図２に示すように基
材に装着した。すなわち、基材１７の対向する端部（電
極形成部２２）をマスキング治具２１によって覆った。
マスキング治具で覆われた部分での被膜形成は防止され
る。
【００１５】ＣＶＤ作業を開始するに先立ち、炉内を脱
気した後、通常はＮ2 ガスを充填し、次いでＨ2 ガスで
Ｎ2 ガスをパージする。これは後述する混合ガス中のキ
ャリアガスであるＨ2 ガスの爆発を防止する目的で行な
われる。
気した後、通常はＮ2 ガスを充填し、次いでＨ2 ガスで
Ｎ2 ガスをパージする。これは後述する混合ガス中のキ
ャリアガスであるＨ2 ガスの爆発を防止する目的で行な
われる。
【００１６】炉内に配置したカーボンヒータ１４を用い
て炉内の温度を１４００℃に昇温し保持した。炉内の温
度が１４００℃に達した後、炉殻頂部の混合ガス導入孔
１３より炭化ケイ素形成ための混合ガス１８を炉内に導
入して炭化ケイ素を黒鉛製の基材１７上に化学蒸着させ
た。混合ガス１８において、ハロゲン化ケイ素化合物に
はトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3 ）、炭素源にはメタ
ン（ＣＨ4 ）、キャリアには水素（Ｈ2 ）を用いた。混
合ガスの組成は、トリクロロシラン：３容量％、メタ
ン：３容量％、および残部：水素であった。トリクロロ
シランおよびメタンの供給速度１×１０-3ｍｏｌ／ｍｉ
ｎ．で混合ガスをガス導入孔より供給した。化学蒸着に
より１００μｍの厚さの炭化ケイ素被膜を得た。
て炉内の温度を１４００℃に昇温し保持した。炉内の温
度が１４００℃に達した後、炉殻頂部の混合ガス導入孔
１３より炭化ケイ素形成ための混合ガス１８を炉内に導
入して炭化ケイ素を黒鉛製の基材１７上に化学蒸着させ
た。混合ガス１８において、ハロゲン化ケイ素化合物に
はトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3 ）、炭素源にはメタ
ン（ＣＨ4 ）、キャリアには水素（Ｈ2 ）を用いた。混
合ガスの組成は、トリクロロシラン：３容量％、メタ
ン：３容量％、および残部：水素であった。トリクロロ
シランおよびメタンの供給速度１×１０-3ｍｏｌ／ｍｉ
ｎ．で混合ガスをガス導入孔より供給した。化学蒸着に
より１００μｍの厚さの炭化ケイ素被膜を得た。
【００１７】黒鉛製の基材上に被膜を形成した後、冷却
し、被膜を有する基材とマスキング治具との固着状況を
目視で確認した。次いで、マスキング治具を基材から取
り外し、被膜を有する基材の損傷状況を調査した。
し、被膜を有する基材とマスキング治具との固着状況を
目視で確認した。次いで、マスキング治具を基材から取
り外し、被膜を有する基材の損傷状況を調査した。
【００１８】マスキング治具の材料および該材料の熱膨
張率を変えて行なった実施例および比較例の結果を表１
に示す。表１に示すように、本発明の範囲にあるマスキ
ング治具を用いた場合、治具と基材の境界にある炭化ケ
イ素積層物がうまく剥離し、炭化ケイ素による固着はな
いかまたは弱いものであった。この場合、マスキング治
具を取り外す作業において被膜を有する基材の損傷はな
かった。一方、比較例では、固着が強固であり、取り外
し作業後に被膜を有する基材に損傷が認められた。
張率を変えて行なった実施例および比較例の結果を表１
に示す。表１に示すように、本発明の範囲にあるマスキ
ング治具を用いた場合、治具と基材の境界にある炭化ケ
イ素積層物がうまく剥離し、炭化ケイ素による固着はな
いかまたは弱いものであった。この場合、マスキング治
具を取り外す作業において被膜を有する基材の損傷はな
かった。一方、比較例では、固着が強固であり、取り外
し作業後に被膜を有する基材に損傷が認められた。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、マスキング治具で部分
的に覆った黒鉛材上に炭化ケイ素の被覆を形成した後、
基材を損傷させることなくマスキング治具を基材から容
易に分離することができる。このような本発明は、良質
の炭化ケイ素被覆黒鉛材を高い歩留で製造する技術に寄
与する。本発明は、単結晶引上げるつぼ、サセプタ、ヒ
ータ等の半導体製造装置の部品、半導体エピタキシャル
成長用サセプタ等の半導体装置製造用の部品等の種々の
製品の製造に適用することができる。
的に覆った黒鉛材上に炭化ケイ素の被覆を形成した後、
基材を損傷させることなくマスキング治具を基材から容
易に分離することができる。このような本発明は、良質
の炭化ケイ素被覆黒鉛材を高い歩留で製造する技術に寄
与する。本発明は、単結晶引上げるつぼ、サセプタ、ヒ
ータ等の半導体製造装置の部品、半導体エピタキシャル
成長用サセプタ等の半導体装置製造用の部品等の種々の
製品の製造に適用することができる。
【図１】本発明の実施例に用いられるＣＶＤ炉の模式図
である。
である。
【図２】実施例および比較例において基材にマスキング
治具を装着した様子を示す（ａ）平面図および（ｂ）正
面図である。
治具を装着した様子を示す（ａ）平面図および（ｂ）正
面図である。
１０ ＣＶＤ炉 １７ 基材 ２１ マスキング治具
Claims (4)
- 【請求項１】 黒鉛からなる基材上に炭化ケイ素からな
る被覆が形成された炭化ケイ素被覆黒鉛材の製造方法に
おいて、 前記黒鉛からなる基材の表面を、３．５×１０-6／℃以
下または５．５×１０ -6／℃以上の熱膨張率を有する材
料からなるマスキング治具により部分的に覆い、前記マ
スキング治具によって覆われていない前記基材の表面に
炭化ケイ素からなる被覆を形成することを特徴とする、
炭化ケイ素被覆黒鉛材の製造方法。 - 【請求項２】 前記マスキング治具が炭素質材料からな
ることを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。 - 【請求項３】 黒鉛からなる基材上に炭化ケイ素からな
る被覆が形成された炭化ケイ素被覆黒鉛材の製造方法に
おいて使用する、前記基材を部分的に覆うためのマスキ
ング治具であって、 ３．５×１０-6／℃以下または５．５×１０-6／℃以上
の熱膨張率を有する材料からなることを特徴とする、マ
スキング治具。 - 【請求項４】 炭素質材料からなることを特徴とする、
請求項３に記載のマスキング治具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2357199A JP2000219967A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 炭化ケイ素被覆黒鉛材の製造方法およびそれに用いるマスキング治具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2357199A JP2000219967A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 炭化ケイ素被覆黒鉛材の製造方法およびそれに用いるマスキング治具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000219967A true JP2000219967A (ja) | 2000-08-08 |
Family
ID=12114238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2357199A Withdrawn JP2000219967A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 炭化ケイ素被覆黒鉛材の製造方法およびそれに用いるマスキング治具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000219967A (ja) |
-
1999
- 1999-02-01 JP JP2357199A patent/JP2000219967A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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