JPS61242945A - 高純度セラミツクス製品の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高純度セラミックス製坩堝等の製造に好適な高
純度セラミックス製品の製造方法に関する。

［従来の技術］ 近年、セラミックスの利用範囲が急速に拡大されつつあ
るが、高純度で、一層優れた特性を有するものが要求さ
れる場合がある。

例えば、従来、半導体シリコンウェハー用単結晶Ｓｉの
溶解には高純度石英るつぼが用いられているが、この場
合Ｓｉ溶湯と石英とはわずかではあるが反応し、Ｓｉ溶
湯中に酸素が取り込まれ、Ｓｉ溶湯の純度を低下させる
という問題がある。

このため、石英坩堝に代わる坩堝が強く望まれているが
、坩堝は材料を溶解するものであることから、坩堝材質
の不純物が溶湯中に混入することがない、極めて耐食性
の高い、高純度な材質よりなることが要求される。

［発明が解決しようとする問題点］ 高純度セラミックスを得る方法として気相蒸着法が考え
られるが、この気相蒸着法は、従来、基板トに膜を形成
することを目的とするるものであった・ 従来の坩堝の表面に高純度セラミックスの被覆層を設け
る場合には、被覆層が薄くと耐食性が低いという問題が
生じる。一方、耐食性を向上させるべく、この被覆層を
厚くした場合には被覆層と基体との間に熱膨張差による
熱応力がかかり、高温強度、耐熱性、耐久性が劣化する
という問題がある。

このようなことから、優れた高温強度、耐熱性、耐久性
、耐食性を有し、しかも極めて高純度な材質よりなる一
体物のセラミックスが要望されている。

［問題点を解決するための手段１ 本発明は、型の表面に高純度セラミックスを気相蒸着せ
しめ、次いでこのセラミックスを型から剥離せしめて高
純度一体物のセラミックスを得るようにしたものである
。

以下に本発明につき図面を参照して詳細に説明する。

第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例に係る高純度
セラミック製品の製造方法を説明する概略的な断面図で
ある。

本発明においては、第１図（ａ）に示す如く。

目的とするセラミックス製品の形状に倣った形状を有す
る基体ｌを用い、この基体ｌの内表面１ａに気相蒸着法
によりセラミックスの蒸着を行なう。

ノ、（体ｌの材質は、内表面Ｌａに７５着するセラミッ
クスを容易に剥離することができるように熱Ｗ張（べが
蒸着されるセラミックスの熱膨張率と大きく異なり、し
かも、蒸着されるセラミックスと実質的に反応しないも
のとする。

このような基体ｌの内表面１ａに、気相蒸着法の一種で
あるＣＶＤ法によりセラミックスの蒸着を行なう場合に
は、まず基体ｌの少なくともその内表面１３部をＣＶＤ
反応の析出温度域に加熱する。

加熱方法は、特に限定されないが、基体ｌの形状が簡単
であったり、導電性である場合は、装置構成の簡易な高
周波誘導加熱等が有利である。加熱方法としては、その
他、反応容器の外側から加熱する外部加熱法、レーザー
加熱等法も採用可能である。

このようにして加熱された基体ｌの内表面１ａに、第１
図（ａ）の如く、ＣＶＤ反応ガスを供給してＣＶＤ反応
させ、表面にＣＶＤ反応析出物２を析出させる（第１図
（ｂ）参照）、析出させるセラミックスとしては１例え
ば、ＭｇＯ。

Ｓ　ｉＣ、Ｓ　ｉ　３　Ｎ　４　、　Ａ見２０３等が挙
げられる。ＣＶＤ反応析出物２の析出量は、ＣＶＤ反応
ガスの供給量又は加熱時間をｍ箇することにより容易に
調整し得る。

ＣＶＤ反応析出物２を所望厚さに析出させた後、この析
出物２の層を基体ｌから剥離させる（第１図（Ｃ））、
基体１（７）材質は、ＣＶＤ反応の析出物２と異なる熱
膨張率を有し、しかもＣＶＤ反応の析出物２と実質的に
反応しないものであることから、析出物２の層は基体ｌ
より容易に剥離することができる。析出物２の剥離には
、軽い機械的衝撃を析出物２の層と基体ｌとの界面に与
えるか、あるいは、該界面近傍を加熱もしくは冷却し熱
膨張率の差を利用して剥離する等の方法が採用される。

第１図の方法において、析出物２の層と基体１とを、冷
却時の熱膨張率の差を利用して剥離する場合には、冷却
により内側の析出物２の層がより大きく収縮するもので
あれば、極めて容易に両名を剥離することが可能となる
。従って、この場合には、例えば、熱膨張率の比較的小
さい５ｉＣ（４〜５ＸｌＯ−’／℃）等の基体を用い、
この基体内表面に熱膨張率の比較的大きいＡ！Ｌ２０：
ｌ（約８　、５Ｘ　Ｉ　Ｏ−’／”Ｃ）あるいはＭｇＯ
（約１３　、８　Ｘ　ｌ　Ｏ−’／”Ｏ）等の析出物を
得るようにするのが有利である。

この、うにして、基体ｌから剥離されたＣＶＤ析出物の
セラミックス１０は、基体ｌの内表面ｌａの形状に倣っ
た形状のものである。

なお、上記の説明では基体ｌの内表面に気相蒸着してセ
ラミックス製品を製造する方法について説明したが、本
発明においては、第２図（ａ）に示す如く、基体ｌの外
表面１ｂにＣＶＤ反応ガスを供給し、基体ｌの外表面１
ｂに倣った形状を有するセラミックス１０を得ることも
できる。

第２図の場合において、析出物２の層と基体ｌとを、冷
却時の熱膨張率の差を利用して剥離する場合には、冷却
により内側の基体ｌがより大きく収縮するものであれば
、極めて容易に両者を剥離することが可能となる。従っ
て、この場合には、例えば、熱膨張率の比較的大きいＡ
ｕ２０ｔ。

ＭｇＯ，ＺｒＯ２等の基体を用い、この基体外表面に熱
膨張率の比較的小さいＳ　ｉ　Ｃ、Ｓ　ｉ　３　Ｎ　４
等の析出物を得るようにするのが有利である。

本発明の方法は、第１図及び第２図に示す如き、容器形
状の基体の内・外表面に気相蒸着する場合に限られず、
基体は蒸着層が剥離できるような形状であれば良く、そ
の形状に特に制限はない０例えば第３図（ａ）、（ｂ）
又は第４図（ａ）、（ｂ）に示す如く、円筒状の基体４
の内表面又は外表面にＣＶＤ反応析出物２を析出させ、
円筒状のセラミックス製品２０を製造することもできる
。

また、上記の説明ではＣＶＤ法が採用されているが、本
発明では、ＰＶＤ法等その他の気相蒸着法をも用い得る
。

［作用コ 基体の内表面又は外表面に気相蒸着させることにより、
該基体の表面形状に倣ったセラミックス製品を製造する
二とができる。

従って、所望の形状を有する高純度セラミックスの一体
物の製品を、高い生産性で容易かつ効率的に製造するこ
とが可能となる。

また基体は蒸着層を剥離した後、繰り返し使用すること
ができるため、経済的である。

［実施例］ 以下に本発明を実施例により更に具体的に説明するが本
発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定さ
れるものではない。

実施例１ 第１図に示す方法に従って、高純度セラミックス製坩堝
の製造を行なった。

基体ｌとしては、肉厚７ｍｍ、内径６５ｍｍ。

高さ５０ｍｍのＳｉＣ製のものを用い、この基板ｌを外
部加熱法により加熱し１３００〜１４００℃に保持した
。

次いで基板ｌにＣＶＤガスとしてＭ　ｇ　Ｃｌ　２　／
Ｈ＝　／　ＣＯ２を供給し、ＣＶＤ反応析出物（ＭｇＯ
）２を析出させた後、ガス供給を停止した。

しかる後、得られたＭｇＯの層と基体ｌとを放冷し、両
面近傍に軽い衝撃を与え、ＭｇＯを剥離した。

得られたＭｇＯ坩堝は基体ｌの内表面に倣った形状を有
する極めて緻密で高強度なものであった。

［効果１ 以上詳述した通り、高純度セラミックス製品の製造方法
によれば、極めて高純度の一体物のセラミックス製品を
容易に量産することができる。しかも、製造されるセラ
ミックス製品は極めてｌｊ＆密で高強度であり、しかも
、任意の形状、厚さのセラミックスを容易に製造するこ
とができる。

このような本発明の方法は、高純度坩堝等の製造に極め
て有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施例に係るセラミ
ックス製品の製造過程を説明する概略的な断面図、第２
図（ａ）、（ｂ）、第３図（ａ）、（ｂ）、第４図（ａ
）、（ｂ）は各々、本発明の他の実施例に係る製造過程
を説明する概略的な断面図である。 １．４・・・・・・基体、　　　　ｌａ・・・・・・内
表面。 ｌｂ・・・・・・・・・外表面　　２・・・・・・・・
・ＣＶＤ析出物、１０．２０・・・・・・セラミックス
。 代理人　　弁理士　　重　野　　剛 第１図 （Ｃ） （ａ）　　　　　　（ｂ） 第３ （ａ） 第４ （ａ） ワ （ｂ） 図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックスを、該セラミックスと熱膨張率が異
   なりかつ互いに実質的に反応性を有しない物質からなる
   、所定形状を有する基体の内表面又は外表面に気相蒸着
   させ、次いで蒸着層を剥離して得ることを特徴とする高
   純度セラミックス製品の製造方法。