JP5679226B2 - PBN overcoat product displaying traceability and traceability display method for PBN product - Google Patents
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Description
本発明は、少なくとも表面が主としてPBN(熱分解性窒化ホウ素)からなるPBN製品に関し、より詳しくは、トレーサビリティが表示されたPBNオーバーコート製品およびPBN製品に対するトレーサビリティ表示方法に関する。 The present invention relates to a PBN product having at least a surface mainly made of PBN (pyrolytic boron nitride), and more particularly to a PBN overcoat product displaying traceability and a traceability display method for the PBN product.
トレーサビリティは対象製品の流通履歴を確認できる追跡性を意味し、食品の安全性を示す指標として食品分野で多用されているほか、近年は工業製品においてもその必要性ないし重要性が認識されている。 Traceability means the ability to check the distribution history of the target product, and it is widely used in the food field as an indicator of food safety. In recent years, its necessity or importance has been recognized in industrial products. .
PBNは、絶縁性・耐熱性・化学的安定性・耐衝撃性などの物性においてきわめて優れており、半導体ウエハの製造に用いる各種のルツボ、金属蒸着用ハースライナー(ルツボ)などに広く用いられている。また、グラファイトなどの導電性材料から所定形状に形成された本体の表面をPBN膜で被覆したPBNコート製品も各種製造・使用されており、ウエハや基板を加熱するためのヒータやこれらを保持する静電チャックなどの用途がある。 PBN is extremely excellent in physical properties such as insulation, heat resistance, chemical stability, and impact resistance, and is widely used in various crucibles used in the manufacture of semiconductor wafers and hearth liners (crucibles) for metal deposition. Yes. In addition, various PBN coated products in which the surface of the main body formed of a conductive material such as graphite is coated with a PBN film are manufactured and used, and heaters for heating wafers and substrates and holding these There are applications such as electrostatic chucks.
たとえば、特許文献1には、略カップ形状または略ハット形状に機械加工して得たグラファイト基板の表裏面にCVD(化学的気相蒸着法)法によりPBN絶縁層を形成し、その頂部表面にCVD法によりPG(熱分解性グラファイト)層を形成した後、チャック電極となる所定パターン部分のみを残して他の部分を除去することによりチャック電極を形成し、頂部裏面および側面部の外面の所定箇所にも同様にしてヒータ層を形成し、さらにこれら全体を被覆するようにCVD法によりPBNオーバーコート層を形成してなるヒータ機構付き静電チャックが開示されている。 For example, in Patent Document 1, a PBN insulating layer is formed by CVD (Chemical Vapor Deposition) method on the front and back surfaces of a graphite substrate obtained by machining into a substantially cup shape or a substantially hat shape, and the top surface thereof is formed. After forming a PG (thermally decomposable graphite) layer by CVD, the chuck electrode is formed by removing other portions while leaving only a predetermined pattern portion to be a chuck electrode, and a predetermined back surface of the top portion and the outer surface of the side portion. Similarly, there is disclosed an electrostatic chuck with a heater mechanism in which a heater layer is formed in the same manner and a PBN overcoat layer is formed by CVD so as to cover the whole.
このようなPBN製品についてもトレーサビリティは重要であり、製品ごとにシリアル番号などで製造年月日や製造工場、検査成績などをコンピュータ管理することにより、品質管理、クレーム対応、返品管理、耐用期限管理などに役立てることができる。 Traceability is also important for such PBN products, and quality control, complaint handling, return management, and expiration date management are performed by computer-manufacturing the manufacturing date, manufacturing factory, inspection results, etc. with serial numbers for each product. It can be useful for.
従来、PBN製品に対するトレーサビリティ表示は、完成したPBN製品の底面などにシリアル番号を手書きまたは刻印することによって行われていた。 Conventionally, the traceability display for a PBN product has been performed by handwriting or stamping a serial number on the bottom surface of the completed PBN product.
しかしながら、PBN製品が過酷な条件下で繰り返し使用および洗浄されると、手書きや刻印によるシリアル番号が徐々に不明確になり、視認することが困難になる。 However, when a PBN product is repeatedly used and washed under severe conditions, the serial number by handwriting or inscription becomes gradually unclear and difficult to visually recognize.
ヒータや静電チャックなどのPBNコート製品がウエハ製造工程において使用される場合、製品ロットの異なる製品が混載されることが多く、また、特定のPBN製品がある工程ないしある装置において常に同じ場所で使用されるとは限らない。このため、使用後にPBN製品を取り出したときに、シリアル番号が判読できない状態になっていると、当該PBN製品のトレーサビリティが完全に失われてしまう。 When PBN-coated products such as heaters and electrostatic chucks are used in the wafer manufacturing process, products with different product lots are often mixed, and a specific PBN product is always in the same place in a process or a certain apparatus. It is not always used. For this reason, when the PBN product is taken out after use and the serial number is not readable, the traceability of the PBN product is completely lost.
また、シリアル番号を刻印することはPBN製品にダメージを与えることになるので、当該製品本来の機能や耐久性を損なうおそれがあり、好ましい手法であるとは言いがたい。 In addition, engraving the serial number will damage the PBN product, which may impair the original function and durability of the product, and is not a preferable method.
したがって、本発明は、従来の手書きや刻印という手法に代えてPBN製品に適用可能な新規有用なトレーサビリティ表示手法を提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a new and useful traceability display technique applicable to PBN products in place of the conventional technique of handwriting or marking.
上記課題を解決するため、請求項1に係る本発明は、少なくとも表面がPBNで形成されてなる本体のPBN表面の任意箇所に黒鉛によるトレーサビリティ表示が設けられ、且つ、このトレーサビリティ表示が設けられたPBN表面が膜厚700μm以下のPBNオーバーコートで被覆され、トレーサビリティ表示がPBNオーバーコートを通して外部から視認可能であることを特徴とする、トレーサビリティが表示されたPBNオーバーコート製品である。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention according to claim 1 is provided with a traceability display by graphite at an arbitrary position on the PBN surface of the main body, the surface of which is formed of PBN, and the traceability display is provided. A PBN overcoat product displaying traceability, characterized in that the PBN surface is coated with a PBN overcoat having a film thickness of 700 μm or less, and the traceability display is visible from the outside through the PBN overcoat.
請求項2に係る本発明は、少なくとも表面がPBNで形成されてなる本体を製造した後、そのPBN表面の任意箇所に黒鉛でトレーサビリティ表示を設け、該トレーサビリティ表示を有する表面をPBNオーバーコートで被覆し、該PBNオーバーコートの膜厚を700μm以下とすることにより、トレーサビリティ表示がPBNオーバーコートを通して外部から視認可能とすることを特徴とする、PBN製品に対するトレーサビリティ表示方法。 According to the present invention of claim 2, after manufacturing a main body having at least a surface formed of PBN, a traceability display is provided with an arbitrary portion of the PBN surface with graphite, and the surface having the traceability display is covered with a PBN overcoat A traceability display method for a PBN product, characterized in that the traceability display is visible from the outside through the PBN overcoat by setting the film thickness of the PBN overcoat to 700 μm or less.
本発明によれば、PBNオーバーコート製品の本体PBN表面の所定箇所に設けたトレーサビリティ表示が、該PBN表面に形成されるPBNオーバーコートで被覆されているので、繰り返し使用されてもトレーサビリティ表示が失われることがない。 According to the present invention, since the traceability display provided at a predetermined position on the surface of the main body PBN of the PBN overcoat product is covered with the PBN overcoat formed on the PBN surface, the traceability display is lost even if it is repeatedly used. It will never be.
また、黒鉛はPBNの物性に悪影響を与えないので、これを用いて形成されるトレーサビリティ表示が本体PBN表面とPBNオーバーコートとの間に介在しても、PBN製品本来の機能や耐久性を損なわない。 In addition, since graphite does not adversely affect the physical properties of PBN, even if a traceability display formed using it is interposed between the main body PBN surface and the PBN overcoat, the original functions and durability of the PBN product are impaired. Absent.
PBNオーバーコートの膜厚を700μm以下とすることにより、本体PBN表面に設けたトレーサビリティ表示を読み取り可能な透明性を有することができる。 By setting the film thickness of the PBN overcoat to 700 μm or less, the PBN overcoat can have transparency capable of reading the traceability display provided on the surface of the main body PBN.
図1は、本発明によりトレーサビリティが表示されたPBNオーバーコート製品を製造する工程を示すフロー図である。 FIG. 1 is a flowchart showing a process for manufacturing a PBN overcoat product with traceability displayed according to the present invention.
まず、PBN製品を製造する(S1)。このPBN製品は少なくとも表面が主としてPBNで形成されているものであり、PBNの無垢材であっても良いし、たとえばPGなどの基材の表面をCVD法などを用いてPBNコーティングしたPBNコート製品であっても良い。 First, a PBN product is manufactured (S1). This PBN product has at least a surface mainly formed of PBN, and may be a solid material of PBN. For example, a PBN coated product in which the surface of a substrate such as PG is PBN-coated using a CVD method or the like. It may be.
次に、S1で製造されたPBN製品をマンドレルから取り外し、その表面の目立たない箇所、たとえば底面などに、当該製品のトレーサビリティを示す製品シリアル番号などを表示する(S2)。この表示には、製品のPBN表面および次のS3でコーティングされるPBNオーバーコートの物性に影響を与えないよう、黒鉛、好ましくは純化黒鉛を用いる。 Next, the PBN product manufactured in S1 is removed from the mandrel, and a product serial number indicating the traceability of the product is displayed on an inconspicuous portion of the surface, for example, the bottom surface (S2). For this display, graphite, preferably purified graphite is used so as not to affect the physical properties of the PBN surface of the product and the PBN overcoat coated with the next S3.
次に、トレーサビリティが表面に表示されたPBN製品の該トレーサビリティ表示面を含む面(好ましくは全面)にCVD法などを用いてPBNコーティングしてPBNオーバーコートを形成する(S3)。このとき、PBNオーバーコートの膜厚が700μm以下となるように成膜条件をコントロールすることにより、PBN表面に形成したトレーサビリティ表示を読み取り可能な透明性を与えることができる。 Next, a PBN coating is formed on the surface (preferably the entire surface) including the traceability display surface of the PBN product on which the traceability is displayed by using the CVD method or the like (S3). At this time, by controlling the film forming conditions so that the film thickness of the PBN overcoat is 700 μm or less, it is possible to provide transparency that allows the traceability display formed on the surface of the PBN to be read.
したがって、このようにして製造されたPBNオーバーコート製品(S4)にあっては、その本体のPBN表面とPBNオーバーコートとの間に設けられたトレーサビリティ表示がPBNオーバーコートを通して外部より読み取ることができるので、長期間の繰り返しの使用によってもトレーサビリティ表示が失われることがない。トレーサビリティ表示は黒鉛を材料とするので、PBNからなる本体表面およびPBNオーバーコートの物性や機能を何ら阻害しない。 Therefore, in the PBN overcoat product (S4) manufactured in this way, the traceability indication provided between the PBN surface of the main body and the PBN overcoat can be read from the outside through the PBN overcoat. Therefore, the traceability display is not lost even after repeated use over a long period of time. Since the traceability display is made of graphite, it does not hinder the physical properties and functions of the PBN main body surface and the PBN overcoat.
図2および図3は、本発明によるトレーサビリティが表示されたPBNオーバーコート製品を例示するものであり、図2はプレート状に形成されたPBNオーバーコート製品4を示し、図3はカップ形状を有するハースライナーとして形成されたPBNオーバーコート製品4を示す。以下に、図3に示すPBNオーバーコート製品4の製造方法の一例を説明するが、図2に示すPBNオーバーコート製品4も同様にして製造することができることは明らかである。 2 and 3 illustrate a PBN overcoat product displaying traceability according to the present invention. FIG. 2 shows a PBN overcoat product 4 formed in a plate shape, and FIG. 3 has a cup shape. Figure 3 shows a PBN overcoat product 4 formed as a hearth liner. Hereinafter, an example of a method for producing the PBN overcoat product 4 shown in FIG. 3 will be described, but it is obvious that the PBN overcoat product 4 shown in FIG. 2 can be produced in the same manner.
所定形状のマンドレルに熱CVD法によりPBNを蒸着させてPBN本体1を製造する。より詳しくは、ハースライナー用マンドレルを電気炉内に設置し、真空ポンプを接続して炉内を1Torr以下に減圧した後、ここに三塩化ホウ素(BCl3)1.0リットル/minおよびアンモニアガス(NH3)3.0リットル/minをキャリアガスとともに導入し、1900℃で20時間反応させる。 PBN body 1 is manufactured by depositing PBN on a mandrel having a predetermined shape by a thermal CVD method. More specifically, a hearth liner mandrel is installed in an electric furnace, a vacuum pump is connected and the inside of the furnace is decompressed to 1 Torr or less, and then boron trichloride (BCl 3 ) 1.0 liter / min and ammonia gas (NH 3 ) 3.0 liter / min is introduced together with the carrier gas and reacted at 1900 ° C. for 20 hours.
このPBN本体1をマンドレルから取り外し、その底面に、純化黒鉛製のペンでトレーサビリティを示す製品シリアル番号2を描く。製品シリアル番号2は、数字抜きされている市販の製図用テンプレートを用いて表示すると良い。 The PBN main body 1 is removed from the mandrel, and a product serial number 2 indicating traceability is drawn on the bottom surface of the PBN main body 1 with a purified graphite pen. The product serial number 2 may be displayed using a commercially available drafting template from which numbers are omitted.
次いで、この製品シリアル番号2が表示されたPBNハースライナー本体1の全表面(表裏面)に、前述と同様の熱CVD法によりPBNを蒸着させてPBNオーバーコート3を形成して、図2に示すPBNオーバーコート製品4を得る。 Next, PBN is deposited on the entire surface (front and back surfaces) of the PBN hearth liner main body 1 on which the product serial number 2 is displayed by the same thermal CVD method as described above to form the PBN overcoat 3. The PBN overcoat product 4 shown is obtained.
このPBNオーバーコート製品4において、PBN本体1の表面に施された製品シリアル番号2はPBNオーバーコート3を通して外部から視認可能であり、繰り返しの使用によっても十分に読み取ることができるので、トレーサビリティ表示としての有効性を維持する。この観点から、PBNオーバーコートの膜厚は700μm以下が好ましく、より好ましくは500μm以下である。また、黒鉛による製品シリアル番号2は、PBN本体1やPBNオーバーコート3の物性や機能を損なわない。 In this PBN overcoat product 4, the product serial number 2 applied to the surface of the PBN main body 1 is visible from the outside through the PBN overcoat 3, and can be sufficiently read even after repeated use. Maintain the effectiveness of. From this viewpoint, the film thickness of the PBN overcoat is preferably 700 μm or less, more preferably 500 μm or less. Moreover, the product serial number 2 by graphite does not impair the physical properties and functions of the PBN main body 1 and the PBN overcoat 3.
以下に実施例を挙げて本発明を詳述する。 The present invention is described in detail below with reference to examples.
所定形状のマンドレルに熱CVD法によりPBNを蒸着させてPBNオーバーコート製品を製造した。より詳しくは、ハースライナー用マンドレルを電気炉内に設置し、真空ポンプを接続して炉内を1Torr以下に減圧した後、ここに三塩化ホウ素(BCl3)1.0リットル/minおよびアンモニアガス(NH3)3.0リットル/minをキャリアガスとともに導入し、1900℃で20時間反応させた。得られたPBNハースライナー本体1の壁厚は1mmであり、内径が70mm、外径が72mmのカップ形状を有する。 A PBN overcoat product was manufactured by depositing PBN on a mandrel having a predetermined shape by a thermal CVD method. More specifically, a hearth liner mandrel is installed in an electric furnace, a vacuum pump is connected and the inside of the furnace is decompressed to 1 Torr or less, and then boron trichloride (BCl 3 ) 1.0 liter / min and ammonia gas (NH 3 ) 3.0 liter / min was introduced together with the carrier gas, and reacted at 1900 ° C. for 20 hours. The wall thickness of the obtained PBN hearth liner body 1 is 1 mm, and has a cup shape with an inner diameter of 70 mm and an outer diameter of 72 mm.
このPBNハースライナー本体1をマンドレルから取り外し、その底面に、純化黒鉛製のペンでトレーサビリティを示す製品シリアル番号2を描いた。製品シリアル番号2は、上段に共通の数字列「23456」を表示すると共に下段にはPBNオーバーコート3の膜厚(下記参照)を示す数字列として「01」〜「04」を表示するものとし、数字抜きされている市販の製図用テンプレートを用いて表示した。 The PBN hearth liner main body 1 was removed from the mandrel, and a product serial number 2 indicating traceability was drawn on the bottom of the PBN hearth liner main body 1 with a purified graphite pen. For product serial number 2, a common numeric string “23456” is displayed in the upper row, and “01” to “04” are displayed in the lower row as numeric strings indicating the film thickness of PBN overcoat 3 (see below). , And displayed using a commercially available drafting template without numbers.
次いで、この製品シリアル番号2が表示されたPBNハースライナー本体1の全表面(表裏面)に、前述と同様の熱CVD法によりPBNを蒸着させてPBNオーバーコート3を形成して、図2に示すPBNオーバーコートPBNハースライナー4(PBNオーバーコート製品)を得た。このとき、PBNオーバーコート3の膜厚が300μm、500μm、700μmおよび900μmの4通りとなるように成膜条件をコントロールし、これらを識別するために上述したように製品シリアル番号の下段に数字列「01」〜「04」をあらかじめ本体底面に表示した。 Next, PBN is deposited on the entire surface (front and back surfaces) of the PBN hearth liner main body 1 on which the product serial number 2 is displayed by the same thermal CVD method as described above to form the PBN overcoat 3. The PBN overcoat PBN hearth liner 4 (PBN overcoat product) shown was obtained. At this time, the film formation conditions are controlled so that the film thickness of the PBN overcoat 3 is 300 μm, 500 μm, 700 μm, and 900 μm. “01” to “04” were previously displayed on the bottom surface of the main body.
このようにして製造された4種類のPBNオーバーコートPBNハースライナー4について、製品シリアル番号が鮮明に読み取れるか否かを外部からの肉眼視によって観察した。その結果を下記表1および図4〜図7に示す。 With respect to the four types of PBN overcoat PBN hearth liners 4 thus manufactured, whether or not the product serial number can be clearly read was observed with the naked eye from the outside. The results are shown in Table 1 below and FIGS.
この結果から、従来は不透明であると認識されてきたPBN膜であるが、PBNオーバーコート3の膜厚を700μm以下とすれば、本体表面に表示した製品シリアル番号を読み取るに十分な透明性を与えることができ、トレーサビリティ表示手法として好適であることが判明した。PBNオーバーコートの膜厚が900μmの場合は、製品シリアル番号が薄く透けて見えるものの数字を判別できない程度に透明性が低下するので、PBNオーバーコートの膜厚の上限値を700μmとする。より好適な上限値は500μmである。なお、PBNオーバーコート3の膜膜を700μmとした場合の製品シリアル番号の視認状態を示す写真データである図6では、必ずしも製品シリアル番号が十分に読み取れないように見られるが、実際の目視では製品シリアル番号を十分に読み取ることができるものであった。 From this result, it is a PBN film that has been recognized as opaque in the past, but if the film thickness of the PBN overcoat 3 is 700 μm or less, the PBN film has sufficient transparency to read the product serial number displayed on the surface of the main body. It was found that the method is suitable as a traceability display method. When the film thickness of the PBN overcoat is 900 μm, the product serial number is thin, but the transparency is lowered to such an extent that the numbers cannot be discriminated. Therefore, the upper limit value of the film thickness of the PBN overcoat is set to 700 μm. A more preferable upper limit value is 500 μm. In addition, in FIG. 6 which is a photograph data showing a visual state of the product serial number when the film thickness of the PBN overcoat 3 is set to 700 μm, it seems that the product serial number cannot be sufficiently read. The product serial number could be read sufficiently.
なお、基材の表面にPBN膜をコーティングしてなるPBNコート製品に本発明を適用する場合は、基材の種類によってトレーサビリティ表示を施す工程順ないし位置を変えることが好ましい。 In addition, when applying this invention to the PBN coat product formed by coating the surface of the base material with a PBN film, it is preferable to change the order or position of the traceability display depending on the type of base material.
すなわち、PBN基材の表面をPBN膜でコーティングした構成を有するPBN基材/PBNコート製品の場合は、CVD法などでPBN基材を成形した後にこれを一旦マンドレルから取り出し、その表面の任意箇所にトレーサビリティ表示を施した後に、再びCVD法などでPBN膜をコーティングする工程順で製造することが好ましい。言い換えれば、PBNコート製品の製造工程中でトレーサビリティ表示を施せば良い。この場合は、製品のPBN膜それ自体が同時に本発明のPBNオーバーコート3としての機能を果たすものとなり、図2,図3と同様の構成を有する。 That is, in the case of a PBN base material / PBN coated product having a structure in which the surface of the PBN base material is coated with a PBN film, after forming the PBN base material by a CVD method or the like, the PBN base material is once taken out from the mandrel, and an arbitrary portion of the surface After the traceability display is performed, it is preferable to manufacture in the order of the process of coating the PBN film again by CVD or the like. In other words, traceability display may be performed during the manufacturing process of the PBN coated product. In this case, the PBN film itself of the product simultaneously functions as the PBN overcoat 3 of the present invention, and has the same configuration as that shown in FIGS.
これに対し、グラファイト(PGを含む)を基材とするPBNコート製品の場合は、グラファイト基材の表面に黒鉛によるトレーサビリティ表示を施しても目視確認することができないので、常法によりグラファイト基材/PBNコート製品を製造した後に、このPBNコートの表面の任意箇所にトレーサビリティ表示を施した上で、CVD法などでPBNオーバーコートを形成する。この場合の構成例(プレート状のPBNオーバーコート製品9)が図8に示され、グラファイト基材5の表面にPBN被膜6を形成したグラファイト基材/PBNコート製品の底面にトレーサビリティ表示7が施され、このトレーサビリティ表示面を含む全面にPBNオーバーコート8が形成されている。 On the other hand, in the case of a PBN coated product using graphite (including PG) as a base material, since it cannot be visually confirmed even if the traceability display by graphite is performed on the surface of the graphite base material, the graphite base material is used by a conventional method. After producing the / PBN coat product, a traceability display is given to an arbitrary portion of the surface of the PBN coat, and then a PBN overcoat is formed by a CVD method or the like. A configuration example (plate-shaped PBN overcoat product 9) in this case is shown in FIG. 8, and a traceability display 7 is provided on the bottom surface of the graphite substrate / PBN coat product in which the PBN coating 6 is formed on the surface of the graphite substrate 5. A PBN overcoat 8 is formed on the entire surface including the traceability display surface.
1 本体
2 製品シリアル番号(トレーサビリティ表示)
3 PBNオーバーコート
4 PBNオーバーコート製品
5 グラファイト基材
6 PBN被膜
7 製品シリアル番号(トレーサビリティ表示)
8 PBNオーバーコート
9 PBNオーバーコート製品
1 Body 2 Product serial number (traceability display)
3 PBN overcoat 4 PBN overcoat product 5 Graphite base 6 PBN coating 7 Product serial number (traceability indication)
8 PBN overcoat 9 PBN overcoat products
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