JP2019102627A - SiC部材 - Google Patents
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Abstract
【課題】加工により生じる湾曲形状の反りを、トワイマン効果を利用して矯正(抑制)し、平面度、平坦度に優れたリング状のSiC部材を提供する。【解決手段】平板状かつリング状の基材の一面に、周方向に延設された凹部が形成されたリング状のSiC部材1であって、前記凹部4の底面4aにおける基材の厚さtが0.5mm以下であり、かつ前記凹部4の幅寸法lが、前記凹部底面の基材厚さtの25倍以上40倍未満であり、前記凹部4の底面4aの表面粗さがSiC部材の他面2の表面粗さの2倍以上である。【選択図】図3
Description
本発明はSiC部材に関し、特に、一面に凹部が形成されたリング状のSiC部材に関する。
例えば、特許文献1に示されるように、半導体基板を支持するエッジリングのように、リング状のSiC部材が知られている。このリング状のSiC部材の一面(例えば、裏面)には、周方向に延設される凹部が形成されている。
このリング状のSiC部材を図6に示す。このリング状のSiC部材10の一面(裏面10a)には、周方向に延設された凹部10bが形成されている。また、リング状のSiC部材10の他面(おもて面)10cには、半導体基板Wを支持する支持部10dが設けられている。
このリング状のSiC部材を図6に示す。このリング状のSiC部材10の一面(裏面10a)には、周方向に延設された凹部10bが形成されている。また、リング状のSiC部材10の他面(おもて面)10cには、半導体基板Wを支持する支持部10dが設けられている。
この種のリング状のSiC部材10の裏面10aに、凹部10bを切削、研削加工等の機械加工で形成すると、前記機械加工による残留応力によって、図6中、仮想線で示すように、凹部10bを内側とする湾曲した形状に反ることが知られている。
これは、前記したような機械加工をすることによって、表裏面の表面粗さが異なる、あるいはツールマークの方向が両面で一様でない等、両面の加工面における応力のバランスが崩れ、反りが発生する。特に、凹部などを有していて三次元形状をしている場合は、両面の加工面における応力のバランスが崩れるほか、凹部の側壁などにも応力が発生するため、三次元的に応力バランスが釣り合わず、結果的に反るものと推察される。
このようにリング状のSiC部材10が凹部10bを内側とする湾曲した形状に反るため、平面度や平行度を精度良く加工することが困難であった。
これは、前記したような機械加工をすることによって、表裏面の表面粗さが異なる、あるいはツールマークの方向が両面で一様でない等、両面の加工面における応力のバランスが崩れ、反りが発生する。特に、凹部などを有していて三次元形状をしている場合は、両面の加工面における応力のバランスが崩れるほか、凹部の側壁などにも応力が発生するため、三次元的に応力バランスが釣り合わず、結果的に反るものと推察される。
このようにリング状のSiC部材10が凹部10bを内側とする湾曲した形状に反るため、平面度や平行度を精度良く加工することが困難であった。
ところで、特許文献2では、単結晶SiC基板において、面粗度がおもて面と裏面とで異なる場合には、おもて面と裏面とで残留応力の差異が生じ、トワイマン効果により、単結晶SiC基板が反り返ることが指摘されている。
尚、トワイマン効果とは、おもて面と裏面に残留する加工歪に差異が生じると、残留応力にも差異が生じ、それを補償するように基板が反る現象をいう。
尚、トワイマン効果とは、おもて面と裏面に残留する加工歪に差異が生じると、残留応力にも差異が生じ、それを補償するように基板が反る現象をいう。
即ち、単結晶SiC基板のおもて面は、次工程でエピタキシャル成長させるため鏡面に形成され、一方、裏面は種々ハンドリング等の観点から面粗度の大きい面に形成されている。その為、両面の加工状態が異なり、片面が鏡面であり裏面は鏡面でない単結晶SiC基板では、反りを小さくすることは困難であること、特にトワイマン効果の影響が大きい基板の直径が大きい場合や、基板が薄い場合には、反りの小さい基板を得ることは難しいことが示されている。
ところで、上記したように、半導体基板を支持するエッジリングのように、一面(例えば、裏面)に凹部に機械加工を施すと、リング状のSiC部材は湾曲した形状に反る(変形する)という技術的課題があった。
本発明者らは、上記技術的課題を解決するために、一面に凹部が形成されたリング状のSiC部材における湾曲形状の変形を抑制(矯正)するために、特許文献2に示されたトワイマン効果を利用して、凹部を形成することによって生じる変形を抑制(矯正)すること鋭意研究し、本発明を想到した。
即ち、特許文献2における単結晶SiC基板にあっては、トワイマン効果の発生を抑制することにより、反りの小さい単結晶SiC基板を得るものである。これに対して、本発明は加工により生じる湾曲形状の反りを、トワイマン効果を利用して、抑制(矯正)し、平面度、平坦度に優れたリング状のSiC部材となすものである。
即ち、特許文献2における単結晶SiC基板にあっては、トワイマン効果の発生を抑制することにより、反りの小さい単結晶SiC基板を得るものである。これに対して、本発明は加工により生じる湾曲形状の反りを、トワイマン効果を利用して、抑制(矯正)し、平面度、平坦度に優れたリング状のSiC部材となすものである。
本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、加工により生じる湾曲形状の反りを、トワイマン効果を利用して抑制(矯正)し、平面度、平坦度に優れたリング状のSiC部材を提供することを目的とする。
上記目的を達成するためになされた、本発明にかかるSiC部材は、平板状かつリング状の基材の一面に、周方向に延設された凹部が形成されたリング状のSiC部材であって、前記凹部の底面における基材の厚さが0.5mm以下であり、かつ前記凹部の幅寸法が、前記凹部底面の基材厚さの25倍以上40倍未満であり、前記凹部の底面の表面粗さがSiC部材の他面の表面粗さの2倍以上4倍以下であることを特徴としている。
ここで、前記平板状かつリング状の基材は、高さが2mm以上4mm以下、外径が、φ300mm以上φ350mm以下、内径が、φ250mm以上φ300mm以下であることが好ましい。
また、リング状のSiC部材は、CVD膜体あるいは焼結体であることが望ましい。
また、リング状のSiC部材は、CVD膜体あるいは焼結体であることが望ましい。
このように、凹部底面の基材厚さ、凹部の幅寸法を特定寸法になすと共に、凹部の底面の表面粗さをSiC部材の他面の表面粗さの2倍以上になすことにより、前記凹部を形成するための加工により生じる湾曲形状の反りを、トワイマン効果を利用して矯正(抑制)することができる。その結果、平面度、平坦度に優れたリング状のSiC部材を得ることができる。
本発明によれば、平板状かつリング状のSiC部材の一面に、周方向に延設された凹部が形成されたリング状のSiC部材において、前記凹部の加工により生じる湾曲形状の反りを矯正(抑制)し、平面度、平坦度に優れたリング状のSiC部材を得ることができる。
本発明にかかるリング状のSiC部材の実施形態を図1乃至図3に基づいて説明する。
図1に示すように、本発明にかかるSiC部材1は、全体形状として平板状であって、かつリング状(以下、単に、リング状と称する場合もある)に形成されている。
前記SiC部材1(平板状かつリング状の基材)は、高さHが2〜4mm、外径Dが、φ300〜φ350mm、内径Rが、φ250〜φ300mmに形成されている。
SiC部材1の高さHが小さく、外径D、内径Rが大きくなると、よりトワイマン効果が生じ易くなり、SiC部材1の反りを矯正し易くなる。
図1に示すように、本発明にかかるSiC部材1は、全体形状として平板状であって、かつリング状(以下、単に、リング状と称する場合もある)に形成されている。
前記SiC部材1(平板状かつリング状の基材)は、高さHが2〜4mm、外径Dが、φ300〜φ350mm、内径Rが、φ250〜φ300mmに形成されている。
SiC部材1の高さHが小さく、外径D、内径Rが大きくなると、よりトワイマン効果が生じ易くなり、SiC部材1の反りを矯正し易くなる。
尚、図1乃至図3には、全体形状として平板状かつリング形状のSiC部材1を示したが、図6に示すウエハ基板支持部10dのように、リング形状のSiC部材1の内方に突出した突出部(支持部)が形成されていても良い。また、リング形状のSiC部材1の外方に突出した突出部(支持部)が形成されていても良い。
また前記SiC部材1の一面(裏面)3には、周方向に延設された凹部4が形成されている。本発明は、平板状かつリング状のSiC部材1の一面3(例えば、裏面)に、凹部4を機械加工により形成した際に生じ、湾曲した形状に反り(変形)を、矯正(抑制)するためになされた発明であり、リング状のSiC部材1の一面3に、周方向に延設された凹部4が形成されていることが前提となる。
また、前記凹部4の底面4aにおける基材の厚さtは、0.5mm以下になされている。
前記凹部4の底面4aにおける基材の厚さtが0.5mmを越えると、基材が厚くなり、トワイマン効果が生じ難く、リング状のSiC部材1の反りを抑制し難くなるため好ましくない。
好ましくは、凹部4の底面4aにおける基材の厚さtが0.3mm以上、0.5mm以下である。尚、基材の厚さtが0.3mm未満の場合には、前記凹部4の底面4aの強度が小さくなり、破損等につながるため、好ましくない。
前記凹部4の底面4aにおける基材の厚さtが0.5mmを越えると、基材が厚くなり、トワイマン効果が生じ難く、リング状のSiC部材1の反りを抑制し難くなるため好ましくない。
好ましくは、凹部4の底面4aにおける基材の厚さtが0.3mm以上、0.5mm以下である。尚、基材の厚さtが0.3mm未満の場合には、前記凹部4の底面4aの強度が小さくなり、破損等につながるため、好ましくない。
また、凹部4におけるSiC部材1の径方向の長さ寸法(以下、幅寸法と称する)lは、前記凹部底面4aの基材厚さtの25倍以上40倍未満になされている。
凹部4の幅寸法lが、凹部底面2aの基材厚さtの25倍未満の場合には、トワイマン効果よりも、凹部4を形成する際に生じる残留応力(内部応力)の影響が大きく、結果としてSiC部材1の反り(変形)を矯正(抑制)する効果が少ない。
一方、凹部4の幅寸法lが、凹部底面4aの基材厚さtの40倍を超える場合には、凹部4を形成する際に生じる残留応力(内部応力)よりも、トワイマン効果が大きくなり、SiC部材1にうねりが生じ、良好な平面度、平坦度を得ることができない。
凹部4の幅寸法lが、凹部底面2aの基材厚さtの25倍未満の場合には、トワイマン効果よりも、凹部4を形成する際に生じる残留応力(内部応力)の影響が大きく、結果としてSiC部材1の反り(変形)を矯正(抑制)する効果が少ない。
一方、凹部4の幅寸法lが、凹部底面4aの基材厚さtの40倍を超える場合には、凹部4を形成する際に生じる残留応力(内部応力)よりも、トワイマン効果が大きくなり、SiC部材1にうねりが生じ、良好な平面度、平坦度を得ることができない。
また、前記凹部4の底面4aの表面粗さは、SiC部材1の他面(おもて面)2の表面粗さの2倍以上4倍以下である。
このように、凹部4の底面4aの表面粗さと他面(おもて面)2の表面粗さを異ならしめることにより、凹部4の底面4aと他面2との間に、表面粗さに起因する残留応力に差異が生じ、トワイマン効果により、SiC部材1が変形する。
具体的には、凹部4の底面4aの表面粗さがSiC部材1の他面(おもて面)2の表面粗さの2倍以上であるため、図4に仮想線Xで示すように他面(おもて面)2側が凹むように変形する。
このように、凹部4の底面4aの表面粗さと他面(おもて面)2の表面粗さを異ならしめることにより、凹部4の底面4aと他面2との間に、表面粗さに起因する残留応力に差異が生じ、トワイマン効果により、SiC部材1が変形する。
具体的には、凹部4の底面4aの表面粗さがSiC部材1の他面(おもて面)2の表面粗さの2倍以上であるため、図4に仮想線Xで示すように他面(おもて面)2側が凹むように変形する。
一方、リング状のSiC部材1の裏面3に、凹部4を、切削、研磨加工等の機械加工を施すと、前記機械加工による残留応力によって、図4に仮想線Yで示すように示すように、他面(おもて面)2側が凸となる湾曲した形状に反る。
したがって、リング状のSiC部材1の一面に凹部4を形成することによる反り(変形)を、凹部4の底面4aの表面粗さと他面(おもて面)2の表面粗さを異ならしめることにより、トワイマン効果により、矯正(抑制)することができる。
したがって、リング状のSiC部材1の一面に凹部4を形成することによる反り(変形)を、凹部4の底面4aの表面粗さと他面(おもて面)2の表面粗さを異ならしめることにより、トワイマン効果により、矯正(抑制)することができる。
ここで、前記凹部4の底面4aの表面粗さを、SiC部材の他面(おもて面)2の表面粗さの2倍以上としたのは、2倍以下ではトワイマン効果によって、凹部4による反り(変形)を、矯正(抑制)することができないため、好ましくない。
また、前記凹部4の底面4aの表面粗さがSiC部材の他面(おもて面)2の表面粗さの4倍を超える場合には、元々の反り量に対して矯正量の方が大きくなり、平坦な平面にはならず、好ましくない。
また、前記凹部4の底面4aの表面粗さがSiC部材の他面(おもて面)2の表面粗さの4倍を超える場合には、元々の反り量に対して矯正量の方が大きくなり、平坦な平面にはならず、好ましくない。
このリング状のSiC部材1は、CVD(chemical vapor deposition)法あるいは焼結法で形成することができる。
CVD法でリング状のSiC部材1を形成するには、例えば、図5に示すように、T字状のカーボン基材5(例えば、等方性黒鉛材)を用意し、1500℃で15時間、化学的気相成長法(CVD)による処理を行う。このCVD処理により、カーボン基材5の表面にSiC層6を所定の膜厚(例えば0.3mm〜0.5mm)となるまで形成する。ここで、SiC層6の厚さを0.3〜0.5mmとすることにより、所定の強度を確保することができる。
CVD法でリング状のSiC部材1を形成するには、例えば、図5に示すように、T字状のカーボン基材5(例えば、等方性黒鉛材)を用意し、1500℃で15時間、化学的気相成長法(CVD)による処理を行う。このCVD処理により、カーボン基材5の表面にSiC層6を所定の膜厚(例えば0.3mm〜0.5mm)となるまで形成する。ここで、SiC層6の厚さを0.3〜0.5mmとすることにより、所定の強度を確保することができる。
次いで、酸素雰囲気で、これらを例えば1000℃に加熱する。これにより、カーボン基材5は、その露出した端部から燃焼し除去される。カーボン基材5が除去されると、図1に示すように凹部が形成されたCVD膜体が形成される。
更に、回転研磨具あるいは切削具等を用いて、前記CVD膜体の凹部の底面の表面粗さがおもて面の表面粗さの2倍以上4倍以下にする。
このように、カーボン基材5上にSiC層6を堆積後、カーボン基材を除去し、CVD膜体を形成し、凹部の底面の表面粗さ及び他面(おもて面)の表面粗さを、所定の表面粗さになすことにより、SiC部材1を形成する。
更に、回転研磨具あるいは切削具等を用いて、前記CVD膜体の凹部の底面の表面粗さがおもて面の表面粗さの2倍以上4倍以下にする。
このように、カーボン基材5上にSiC層6を堆積後、カーボン基材を除去し、CVD膜体を形成し、凹部の底面の表面粗さ及び他面(おもて面)の表面粗さを、所定の表面粗さになすことにより、SiC部材1を形成する。
具体的には、凹部4内面(底面4a)については、#170−#200のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01−0.02mm、送り速度2.5−5.0mm/revで加工する。
おもて面2については、凹部内面(底面4a)よりも表面粗さを小さくすることで、トワイマイン効果により反りが矯正されるため、#170−#200のレジンボンドカッターより目の細かい、#400−#600のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002−0.005mm、送り速度1.0−2.0mm/revで加工する。
これらの条件で加工することで、所望の表面粗さの比が得られ、リング状SiC部材1の反りを矯正することができる。
おもて面2については、凹部内面(底面4a)よりも表面粗さを小さくすることで、トワイマイン効果により反りが矯正されるため、#170−#200のレジンボンドカッターより目の細かい、#400−#600のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002−0.005mm、送り速度1.0−2.0mm/revで加工する。
これらの条件で加工することで、所望の表面粗さの比が得られ、リング状SiC部材1の反りを矯正することができる。
次に、このリング状のSiC部材を焼結法で形成する場合の一例を説明する。
例えば、所定の平均粒径を有するSiC粉末粒子に、硼素、硼素化合物、炭素乃至炭化物、アルミニウム化合物等の焼結助剤、及び必要に応じてバインダー等を添加して混合物とし、水等を加えて混練する。その後、所定形状に成形し、脱脂後2000乃至2200℃程度の温度で焼結する。
例えば、所定の平均粒径を有するSiC粉末粒子に、硼素、硼素化合物、炭素乃至炭化物、アルミニウム化合物等の焼結助剤、及び必要に応じてバインダー等を添加して混合物とし、水等を加えて混練する。その後、所定形状に成形し、脱脂後2000乃至2200℃程度の温度で焼結する。
このようにして得られた焼結体のおもて面及び凹部底面を、切削、研削等の加工処理を施して、リング状のSiC部材1とする。
そして、焼結体のおもて面及び凹部底面の切削、研削等を行う。前記したように、凹部内面(底面4a)については、#170−#200のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01−0.02mm、送り速度2.5−5.0mm/revで加工する。
おもて面2については、凹部内面(底面4a)よりも表面粗さを小さくすることで、トワイマイン効果により反りが矯正されるため、#170−#200のレジンボンドカッターより目の細かい、#400−#600のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002−0.005mm、送り速度1.0−2.0mm/revで加工する。
これらの条件で加工することで、所望の表面粗さの比が得られ、リング状SiC部材の反りを矯正することができる。
尚、リング状SiC部材が半導体熱処理用部材等である場合は、更にHF+HNO3 混酸水溶液等で酸洗浄し、表面浄化後乾燥して、SiC部材とする。
そして、焼結体のおもて面及び凹部底面の切削、研削等を行う。前記したように、凹部内面(底面4a)については、#170−#200のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01−0.02mm、送り速度2.5−5.0mm/revで加工する。
おもて面2については、凹部内面(底面4a)よりも表面粗さを小さくすることで、トワイマイン効果により反りが矯正されるため、#170−#200のレジンボンドカッターより目の細かい、#400−#600のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002−0.005mm、送り速度1.0−2.0mm/revで加工する。
これらの条件で加工することで、所望の表面粗さの比が得られ、リング状SiC部材の反りを矯正することができる。
尚、リング状SiC部材が半導体熱処理用部材等である場合は、更にHF+HNO3 混酸水溶液等で酸洗浄し、表面浄化後乾燥して、SiC部材とする。
以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明は、下記実施例により限定解釈されるものではない。
(実施例1)
CVD法により、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部底面については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで加工し、おもて面については、#600のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revで加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さtが0.5mmであり、かつ凹部の幅寸法lが12.5mm(凹部底面の基材厚さに対して25倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.13μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.52μm(SiC部材の表面の表面粗さに対して、4倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は、図4に示す仮想線Xのように凹状に湾曲するように反り、反り量は、3.5μmであった。尚、前記反りは、てこ式ダイヤルゲージを使用して、リング内周から外周までの高低差を45°間隔で、計8箇所で測定し、それぞれ値の平均値を反り量とした。その結果を表1、表2に示す。
CVD法により、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部底面については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで加工し、おもて面については、#600のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revで加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さtが0.5mmであり、かつ凹部の幅寸法lが12.5mm(凹部底面の基材厚さに対して25倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.13μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.52μm(SiC部材の表面の表面粗さに対して、4倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は、図4に示す仮想線Xのように凹状に湾曲するように反り、反り量は、3.5μmであった。尚、前記反りは、てこ式ダイヤルゲージを使用して、リング内周から外周までの高低差を45°間隔で、計8箇所で測定し、それぞれ値の平均値を反り量とした。その結果を表1、表2に示す。
(実施例2)
実施例1と同様に、CVD法により、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部内面(底面4a)については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで、おもて面2については、#400のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revの条件で加工した(#400カッターを使用して、実施例1よりもおもて面を少し粗くした)。
そして、凹部の底面における基材の厚さtが0.5mmであり、かつ凹部の幅寸法lが12.5mm(凹部底面の基材厚さに対して25倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.26μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.52μm(SiC部材の表面の表面粗さに対して、2倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Yのように凸状に湾曲するように反り、反り量は、5.5μmであった。その結果を表1、表2に示す。
実施例1と同様に、CVD法により、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部内面(底面4a)については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで、おもて面2については、#400のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revの条件で加工した(#400カッターを使用して、実施例1よりもおもて面を少し粗くした)。
そして、凹部の底面における基材の厚さtが0.5mmであり、かつ凹部の幅寸法lが12.5mm(凹部底面の基材厚さに対して25倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.26μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.52μm(SiC部材の表面の表面粗さに対して、2倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Yのように凸状に湾曲するように反り、反り量は、5.5μmであった。その結果を表1、表2に示す。
(実施例3)
実施例1と同様に、CVD法により、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部内面(底面4a)については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで、おもて面2については、#600のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revの条件で加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さtが0.5mmであり、かつ凹部の幅寸法lが20.0mm(凹部底面の基材厚さに対して40倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.14μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.52μm(SiC部材の表面の表面粗さに対して、3.7倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Yのように凸状に湾曲するように反り、反り量は、5.3μmであった。その結果を表1、表2に示す。
実施例1と同様に、CVD法により、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部内面(底面4a)については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで、おもて面2については、#600のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revの条件で加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さtが0.5mmであり、かつ凹部の幅寸法lが20.0mm(凹部底面の基材厚さに対して40倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.14μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.52μm(SiC部材の表面の表面粗さに対して、3.7倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Yのように凸状に湾曲するように反り、反り量は、5.3μmであった。その結果を表1、表2に示す。
(実施例4)
実施例1と同様に、CVD法により、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部内面(底面4a)については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで、おもて面2については、#600のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revの条件で加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さtが0.3mmであり、かつ凹部の幅寸法lが7.5mm(凹部底面の基材厚さに対して25倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.13μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.52μm(SiC部材の表面の表面粗さに対して、4倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Yのように凸状に湾曲するように反り、反り量は、6.1μmであった。その結果を表1、表2に示す。
実施例1と同様に、CVD法により、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部内面(底面4a)については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで、おもて面2については、#600のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revの条件で加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さtが0.3mmであり、かつ凹部の幅寸法lが7.5mm(凹部底面の基材厚さに対して25倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.13μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.52μm(SiC部材の表面の表面粗さに対して、4倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Yのように凸状に湾曲するように反り、反り量は、6.1μmであった。その結果を表1、表2に示す。
(比較例1)
実施例1と同様に、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部底面及びおもて面については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さが0.5mmであり、かつ凹部の径方向の長さ寸法12.5mm(凹部底面の基材厚さに対して25倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.54μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.54μm(SiC部材のおもて面の表面粗さに対して、1倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Yのように凸状に湾曲するように反り、反り量は、40μmであった。その結果を表1、表2に示す。
実施例1と同様に、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部底面及びおもて面については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さが0.5mmであり、かつ凹部の径方向の長さ寸法12.5mm(凹部底面の基材厚さに対して25倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.54μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.54μm(SiC部材のおもて面の表面粗さに対して、1倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Yのように凸状に湾曲するように反り、反り量は、40μmであった。その結果を表1、表2に示す。
(比較例2)
実施例1と同様に、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部内面(底面4a)については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで、おもて面2については、#270のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revの条件で加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さが0.5mmであり、かつ凹部の径方向の長さ寸法12.5mm(凹部底面の基材厚さに対して25倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.35μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.53μm(SiC部材のおもて面の表面粗さに対して、1.5倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Yのように凸状に湾曲するように反り、反り量は、35μmであった。その結果を表1、表2に示す。
実施例1と同様に、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部内面(底面4a)については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで、おもて面2については、#270のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revの条件で加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さが0.5mmであり、かつ凹部の径方向の長さ寸法12.5mm(凹部底面の基材厚さに対して25倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.35μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.53μm(SiC部材のおもて面の表面粗さに対して、1.5倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Yのように凸状に湾曲するように反り、反り量は、35μmであった。その結果を表1、表2に示す。
(比較例3)
実施例1と同様に、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部内面(底面4a)については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで、おもて面2については、#800のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revの条件で加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さが0.5mmであり、かつ凹部の径方向の長さ寸法12.5mm(凹部底面の基材厚さに対して25倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.11μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.53μm(SiC部材のおもて面の表面粗さに対して、4.8倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Xのように凹状に湾曲するように反り、反り量は、15μmであった。その結果を表1、表2に示す。
実施例1と同様に、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部内面(底面4a)については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで、おもて面2については、#800のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revの条件で加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さが0.5mmであり、かつ凹部の径方向の長さ寸法12.5mm(凹部底面の基材厚さに対して25倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.11μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.53μm(SiC部材のおもて面の表面粗さに対して、4.8倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Xのように凹状に湾曲するように反り、反り量は、15μmであった。その結果を表1、表2に示す。
(比較例4)
実施例1と同様に、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部内面(底面4a)については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで、おもて面2については、#600のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revの条件で加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さが0.5mmであり、かつ凹部の径方向の長さ寸法7.5mm(凹部底面の基材厚さに対して15倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.13μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.51μm(SiC部材のおもて面の表面粗さに対して、3.9倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Yのように凸状に湾曲するように反り、反り量は、31μmであった。その結果を表1、表2に示す。
実施例1と同様に、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部内面(底面4a)については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで、おもて面2については、#600のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revの条件で加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さが0.5mmであり、かつ凹部の径方向の長さ寸法7.5mm(凹部底面の基材厚さに対して15倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.13μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.51μm(SiC部材のおもて面の表面粗さに対して、3.9倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Yのように凸状に湾曲するように反り、反り量は、31μmであった。その結果を表1、表2に示す。
(比較例5)
実施例1と同様に、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部内面(底面4a)については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで、おもて面2については、#600のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revの条件で加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さが0.5mmであり、かつ凹部の径方向の長さ寸法21.5mm(凹部底面の基材厚さに対して43倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.14μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.53μm(SiC部材のおもて面の表面粗さに対して、3.8倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Xのように凹状に湾曲するように反り、反り量は、17μmであった。その結果を表1、表2に示す。
実施例1と同様に、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部内面(底面4a)については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで、おもて面2については、#600のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revの条件で加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さが0.5mmであり、かつ凹部の径方向の長さ寸法21.5mm(凹部底面の基材厚さに対して43倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.14μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.53μm(SiC部材のおもて面の表面粗さに対して、3.8倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Xのように凹状に湾曲するように反り、反り量は、17μmであった。その結果を表1、表2に示す。
(比較例6)
実施例1と同様に、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部内面(底面4a)については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで、おもて面2については、#600のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revの条件で加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さが0.7mmであり、かつ凹部の径方向の長さ寸法17.5mm(凹部底面の基材厚さに対して25倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.14μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.52μm(SiC部材のおもて面の表面粗さに対して、3.7倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Yのように凸状に湾曲するように反り、反り量は、18μmであった。その結果を表1、表2に示す。
実施例1と同様に、外形350mm、内径270mm、高さ4mmの平板状であって、かつリング状SiC部材を得た。
凹部内面(底面4a)については、#170のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.01mm、送り速度5.0mm/revで、おもて面2については、#600のレジンボンドカッターを使用して、切込量0.002mm、送り速度2.0mm/revの条件で加工した。
そして、凹部の底面における基材の厚さが0.7mmであり、かつ凹部の径方向の長さ寸法17.5mm(凹部底面の基材厚さに対して25倍)、SiC部材のおもて面(凹部の底面と対向する面)の表面粗さRaが、0.14μm、凹部の底面の表面粗さRaが0.52μm(SiC部材のおもて面の表面粗さに対して、3.7倍)のSiC部材を得た。
このときの加工後のSiC部材は図4に示す仮想線Yのように凸状に湾曲するように反り、反り量は、18μmであった。その結果を表1、表2に示す。
このように、凹部の底面における基材の厚さが0.5mm以下であり、かつ前記凹部の幅寸法が、前記凹部底面の基材厚さの25倍以上40倍未満であり、前記凹部の底面の表面粗さがSiC部材の他面の表面粗さの2倍以上になすことにより、前記凹部を形成するための加工により生じる湾曲形状の反りを、矯正(抑制)できることを確認した。
1 SiC部材
2 他面(おもて面)
3 一面(裏面)
4 凹部
4a 凹部底面
t 厚さ
l 凹部の幅
D 外径
H 高さ
R 内径
2 他面(おもて面)
3 一面(裏面)
4 凹部
4a 凹部底面
t 厚さ
l 凹部の幅
D 外径
H 高さ
R 内径
Claims (3)
- 平板状かつリング状の基材の一面に、周方向に延設された凹部が形成されたリング状のSiC部材であって、
前記凹部の底面における基材の厚さが0.5mm以下であり、かつ前記凹部の幅寸法が、前記凹部底面の基材厚さの25倍以上40倍未満であり、
前記凹部の底面の表面粗さがSiC部材の他面の表面粗さの2倍以上4倍以下であることを特徴とするSiC部材。 - 前記平板状かつリング状の基材は、高さが2mm以上4mm以下、外径が、φ300mm以上φ350mm以下、内径が、250mm以上300mm以下であることを特徴とする請求項1記載のSiC部材。
- リング状のSiC部材は、CVD膜体あるいは焼結体であることを特徴とする請求項1または請求項2記載のSiC部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017231414A JP2019102627A (ja) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | SiC部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017231414A JP2019102627A (ja) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | SiC部材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019102627A true JP2019102627A (ja) | 2019-06-24 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2017231414A Pending JP2019102627A (ja) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | SiC部材 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2019102627A (ja) |
-
2017
- 2017-12-01 JP JP2017231414A patent/JP2019102627A/ja active Pending
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