JPH0465376A - ＣＶＤコートＳｉ含浸ＳｉＣ製品及びその製造方法 - Google Patents

ＣＶＤコートＳｉ含浸ＳｉＣ製品及びその製造方法

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JPH0465376A
JPH0465376A JP2174845A JP17484590A JPH0465376A JP H0465376 A JPH0465376 A JP H0465376A JP 2174845 A JP2174845 A JP 2174845A JP 17484590 A JP17484590 A JP 17484590A JP H0465376 A JPH0465376 A JP H0465376A
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JP2174845A
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Tatsuo Nozawa
野沢　辰雄
Takahiro Tabei
貴浩 田部井
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Coorstek KK
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Toshiba Ceramics Co Ltd
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
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    • C23C16/0236—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching by etching with a reactive gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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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、ＣＶＤコートＳｉ含浸ＳｉＣ製品及びその製
造方法に関する。
［従来の技術］ 般に、半導体工業では、Ｓｉ（シリコン）ウェー八等の
半導体ウェー八に酸化、拡散等の熱処理を施す際に、チ
ューブ、ボート、各種治具等として用いられるＳｉ含浸
ＳｉＣ（炭化けい素）製品が使用されている。
ところが、最近では、半導体ウェハの大口径化、ＬＳＩ
化に伴いＳｉ含浸ＳｉＣ製品の高純度化が要望され、第
４図に示すように、Ｓｉを含浸したＳｉＣ基材１１にＣ
ＶＤ　（化学蒸着）法によるＳｉＣ膜１膜管２成したＣ
ＶＤコートＳｉ含浸ＳｉＣ製品か標準になりつつある。
［発明か解決しようとする課題〕 しかしながら、上記従来のＣＶＤコートＳｉ含浸ＳｉＣ
製品においては、ＣＶＤ工程で数１００℃以上の温度で
コーティングが行われ、その後に常温まで冷却して取り
扱われる一方、ＣＶＤ−３ｉＣ膜の熱膨張係数がＳｉを
重量％で数％から１０数％含有したＳｉＣ基材の熱膨張
係数（４，５Ｘ　１０””／’Ｃ）より５％程度大きい
ため、コーテイング後に冷却された段階での収縮率は、
常にＣＶＤ−３ｉ　Ｃ＠の方が大きくなる。
従って、ＣＶＤ−３ｉＣ膜には、収縮に見合うだけの引
っ張り応力が作用し、又、チューブ、ボート等とした場
合、塔載した被処理物の荷重によりたわむため、その表
面にマイクロクランクが発生し易い。そして、これらの
状態で使用を繰り返した場合には、クラックがＳｉを含
浸したＳｉＣ基材にまで伸展し、ついには製品全体の破
損へとつながってしまう。
そこで、本発明は、耐熱衝撃性及び曲げ強度に優れたＣ
ＶＤコートＳｌ含浸ＳｉＣ製品及びその製造方法の提供
を目的とする。
［課題を解決するための手段コ 前記課題を解決するため、第１の発明のＣＶＤコートＳ
１含浸ＳｉＣ製品は、Ｓｉを含浸したＳｉＣ基材にその
表面から２〜１５％の領域の含浸Ｓｉを除去して形成し
たＳｉ除去層と、前記Ｓｉ除去層上にＣＶＤ法により形
成されたＳｉＣ膜とを有するものである。
第２の発明のＣＶＤコートＳｉ含浸ＳｉＣ製品の製造方
法は、Ｓｉを含浸したＳｉＣ基材に８００℃以上の温度
でハロゲンガス若しくはハロゲン化水素ガスを流すか、
又はＳｉを含浸したＳｉＣ基材をぶつ硝酸水溶液中に浸
漬することにより、Ｓｉを含浸したＳｉＣ基材の表面か
ら厚さの２〜１５％の領域の含浸Ｓｉを除去した後、こ
のＳｉ除去層上にＣＶＤ法によりＳｉＣ膜を形成する方
Ｙ去である。
含浸Ｓｉの除去は、乾式又は湿式のいずれの方法でも可
能であるが、好ましくはガスを用いた乾式処理かよい。
湿式処理した場合には、Ｓｉ除去層に液体が残留したま
まＣＶＤ−５ｉＣ膜を形成するおそれがある。このとき
は、密閉した空間に液体か閉し込められている状態なの
で、高温に晒された際急激な体積膨張が起こり、ひいて
はＣＶＤ−５ｉＣ膜あるいは基材の破損につながってし
まう。
ただし、湿式処理した場合でも、例えば１０００℃の温
度で真空中において数時間以上空炊きした後に不活性ガ
スを流しながら室温まで冷却することにより、残留ガス
を完全に除去し、ガスによる乾式処理の場合と同じもの
を得ることができる。
［作用］ 上記手段においては、Ｓｉ除去層の熱膨張係数がＣＣＶ
Ｄ−５ｌｃとＳｉ含浸ＳｉＣ基材との中間の値となり、
ＣＶＤ−３ｉＣ膜とＳｉ含浸ＳｉＣ基材との熱膨張差に
よる応力が緩和される。
Ｓｉ除去層の厚さが、表面から厚さの２％未満であると
緩和が十分とならず、ＣＶＤ−３ｉＣ［の耐熱衝撃性が
低く、表面から厚さの１５％を越えるとＳｉ除去層が裏
表で厚さの３０％を越えて製品の曲げ強度が低下する。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。
第１区は本発明の一実施例を示すＣＶＤコートＳｉ含浸
ＳｉＣ製品の要部の概念図である。
図中１はＳｉを含浸したＳｉＣ基材で、その表層部には
、表面から厚さの２〜１５％の領域に亘って含浸Ｓｉを
除去したＳ１除去層２が形成されている。そして、Ｓ１
除去層２上には、ＣＶＤ法によるＣＶＤ−３ｉＣ膜３が
形成されている。
このＣＶＤコートＳｉ含浸ＳｉＣ製品を製造するには、
次のようにして行う。
まず、例えば直方体状（３ｘ４ｘ５０ｍｍ）のＳｉ含浸
ＳｉＣ基材を９００℃の温度に保持した反応炉内に納置
し、ハロゲンガスを流量を変化させて流し、第１図に示
すように、Ｓｉ含浸ＳｉＣ基材１の表層部に、その表面
から約ｉｏｏμｍの領域に亘って含浸Ｓｉを除去してＳ
ｉ除去層２を形成した各種のＳｉ含浸ＳｉＣ基材を得た
。
ついで、これらの基材を納置した反応炉内を１３００℃
の温度に保持し、反応ガスとじて５ｉＣｕ４　、Ｃ３Ｈ
ａガス、キャリアーガスとしてＨ２ガスを流し、Ｓｉ除
去層２の上に膜厚１１００４ｚのＣＶＤ−３ｉＣ層３を
形成した各種の試料を得た。
Ｓ１除去層の厚さと曲げ強さとの関係は、第２図に示す
ようになった。
図中、Ｓｉ除去層の厚さ０％は、従来品を示す。
従って、Ｓｉ除去層の厚さが１５％を越えると、Ｓｉ除
去層全体の厚さが裏表で３０％を越え、製品の曲げ強度
が急激に低下することがわかる。
これは、引張り応力が作用した場合、欠陥がある大きさ
以上になるとクラックの進展が急激に進行するためであ
る。
又、Ｓ１除去層の厚さを２％、ＣＶＤ−５ｉＣ膜の厚さ
を１００μｍとした本発明品、ＣＶＤ５　ｉ　Ｃ％の厚
さを９５μｍとした従来品の曲げ強さ（平均値）及び耐
熱衝撃性は、表−１及び第３図に示すようになった。
表−１ 従って、Ｓｉ除去層の厚さか２％未満であると、耐熱衝
撃性が低くなることがわかる。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、Ｓｉ除去層の熱膨張係数
がＣＶＤ−３ｉ　Ｃ１１ｉとＳｉ含浸Ｓ　ｉ　Ｃ基材と
の中間の値となり、ＣＶＤ−３ｉＣ膜とＳ１含浸ＳｉＣ
基材との熱膨張差による応力が緩和されるので、ＣＶＤ
−５ｉＣ［におけるマイクロクランクの発生が抑制され
、耐熱衝撃性及び曲げ強度に優れたＣＶＤコートｓｉ含
浸ＳｉＣ製品を得ることかできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示すＣＶＤコートＳｉ含浸
ＳｉＣ製品の要部の概念図、第２図はそのＳ１除去層と
曲げ強さとの関係を示す説明図、第３図は本発明品と従
来品との温度差と曲げ強さとの関係を比較して示す説明
図、第４図は従来のＣＶＤコートＳ１含浸ＳｉＣ製品の
要部の概念図である。 １・・・Ｓ１含浸ＳｉＣ基材　　２・−・Ｓｉ除去層３
・・・ＣＶＤ−３ｉＣ膜 第２図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）Ｓｉを含浸したＳｉＣ基材にその表面から厚さの
    ２〜１５％の領域の含浸Ｓｉを除去して形成したＳｉ除
    去層と、前記Ｓｉ除去層上にＣＶＤ法により形成された
    ＳｉＣ膜とを有することを特徴とするＣＶＤコートＳｉ
    含浸ＳｉＣ製品。
  2. （２）Ｓｉを含浸したＳｉＣ基材に８００℃以上の温度
    でハロゲンガス若しくはハロゲン化水素ガスを流すか、
    又はＳｉを含浸したＳｉＣ基材をふっ硝酸水溶液中に浸
    漬することにより、Ｓｉを含浸したＳｉＣ基材の表面か
    ら厚さの２〜１５％の領域の含浸Ｓｉを除去した後、こ
    のＳｉ除去層上にＣＶＤ法によりＳｉＣ膜を形成するこ
    とを特徴とするＣＶＤコートＳｉ含浸ＳｉＣ製品の製造
    方法。
JP2174845A 1990-07-02 1990-07-02 ＣＶＤコートＳｉ含浸ＳｉＣ製品及びその製造方法 Pending JPH0465376A (ja)

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