JP2021155813A - Film deposition support substrate and method for manufacturing polycrystal substrate - Google Patents

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Yuichi Yokoyama
雄一 横山
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Abstract

To provide a film deposition support substrate capable of easily separating a laminate having a desired size from a laminate of a support substrate and a film deposited by a chemical vapor deposition method, reducing a period of time required for separation to improve production efficiency and suppressing the wear of a separation tool to reduce cost by the longer life of the separation tool, and a method for manufacturing a polycrystal substrate using the same.SOLUTION: A surface to be deposited by a chemical vapor deposition method includes: a part to be deposited separated after film deposition; slits intermittently provided along the shape of the part to be deposited and penetrated in the thickness direction of the film deposition support substrate; and a connection part positioned between the slits and having a length of 1-10 mm.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、成膜用支持基板、および、多結晶基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a support substrate for film formation and a method for manufacturing a polycrystalline substrate.

炭化ケイ素(以下、「SiC」と記載することがある。)は、シリコン(以下、「Si」と記載することがある。)と比較すると、3倍程度の大きなバンドギャップ(4H−SiCで、3.8eV程度、6H−SiCでは、3.1eV程度、Siは1.1eV程度)と高い熱伝導率(5W/cm・K程度、Siは1.5W/cm・K程度)を有する。このことから、近年、パワーデバイス用途の基板材料として単結晶の炭化ケイ素が使用され始めている。 Silicon carbide (hereinafter, may be referred to as "SiC") has a large band gap (4H-SiC, which is about 3 times larger than that of silicon (hereinafter, may be referred to as "Si"). It has a high thermal conductivity (about 5 W / cm · K, about 1.5 W / cm · K) and high thermal conductivity (about 3.8 eV, about 3.1 eV for 6H-SiC, about 1.1 eV for Si). For this reason, in recent years, single crystal silicon carbide has begun to be used as a substrate material for power device applications.

例えば、従来用いられてきたSiパワーデバイスと比較して、SiCパワーデバイスは5倍〜10倍程度大きい耐電圧と数百度以上高い動作温度を実現し、さらに素子の電力損失を1/10程度に低減することができるため、鉄道車両用インバーターなどで実用化されている。 For example, compared to the conventionally used Si power device, the SiC power device realizes a withstand voltage that is about 5 to 10 times larger and an operating temperature that is several hundred degrees higher, and further reduces the power loss of the element to about 1/10. Since it can be reduced, it has been put into practical use in inverters for railway vehicles and the like.

通常、炭化ケイ素単結晶基板は、昇華再結晶法(改良レーリー法)と呼ばれる気相法で作製され(例えば非特許文献1参照)、所望の直径および厚さに加工される。 Usually, the silicon carbide single crystal substrate is produced by a vapor phase method called a sublimation recrystallization method (improved Rayleigh method) (see, for example, Non-Patent Document 1), and is processed to a desired diameter and thickness.

改良レーリー法は、固体状の炭化ケイ素原料(通常は粉末状)を高温(2,400℃程度以上)で加熱・昇華させて、不活性ガス雰囲気中を昇華したシリコン原子と炭素原子が2,400℃の蒸気として拡散により輸送され、原料よりも低温に設置された種結晶上に過飽和となって再結晶化することにより塊状の単結晶の炭化ケイ素を育成する製造方法である。 In the improved Rayleigh method, a solid silicon carbide raw material (usually in powder form) is heated and sublimated at a high temperature (about 2,400 ° C or higher), and sublimated silicon atoms and carbon atoms in an inert gas atmosphere are 2, This is a production method in which massive single crystal silicon carbide is grown by being transported by diffusion as vapor at 400 ° C., supersaturated and recrystallized on a seed crystal placed at a temperature lower than that of the raw material.

しかし、この改良レーリー法は、プロセス温度が2,400℃以上と非常に高いため、結晶成長の温度制御や対流制御、結晶欠陥の制御が非常に難しい。そのため、この方法で作製された単結晶炭化ケイ素基板には、マイクロパイプと呼ばれる結晶欠陥やその他の結晶欠陥(積層欠陥等)が多数存在し得ることから、電子デバイス用途に耐え得る高品質の結晶の基板を歩留まりよく製造することが極めて難しい。 However, in this improved Rayleigh method, since the process temperature is as high as 2,400 ° C. or higher, it is very difficult to control the temperature of crystal growth, convection control, and crystal defects. Therefore, since the single crystal silicon carbide substrate produced by this method may have many crystal defects called micropipes and other crystal defects (lamination defects, etc.), high-quality crystals that can withstand electronic device applications. It is extremely difficult to manufacture the substrate with good yield.

その結果、電子デバイス用に用いることのできる結晶欠陥の少ない高品質な炭化ケイ素単結晶基板は非常に高額なものとなってしまい、そのような炭化ケイ素単結晶基板を用いたデバイスも高額なものになっていた。このことから、炭化ケイ素単結晶基板が普及することの妨げとなっていた。 As a result, a high-quality silicon carbide single crystal substrate that can be used for electronic devices and has few crystal defects becomes very expensive, and a device using such a silicon carbide single crystal substrate is also expensive. It was. This has hindered the widespread use of silicon carbide single crystal substrates.

そこで、近年、炭化ケイ素単結晶基板と炭化ケイ素多結晶基板を準備し、前記炭化ケイ素単結晶基板と前記炭化ケイ素多結晶基板とを貼り合わせる工程を行い、その後、前記炭化ケイ素単結晶基板を薄膜化する工程を行い、炭化ケイ素多結晶基板上に炭化ケイ素単結晶薄板層を形成した基板を製造することが提案されている(例えば非特許文献2参照)。 Therefore, in recent years, a silicon carbide single crystal substrate and a silicon carbide polycrystal substrate are prepared, and a step of bonding the silicon carbide single crystal substrate and the silicon carbide polycrystal substrate is performed, and then the silicon carbide single crystal substrate is thinned. It has been proposed to carry out a step of converting silicon carbide to produce a substrate in which a silicon carbide single crystal thin plate layer is formed on a silicon carbide polycrystal substrate (see, for example, Non-Patent Document 2).

この製造方法によれば、炭化ケイ素単結晶基板の厚さを従来に比べ数分の一から数百分の一にまで減少させることができ、よって、従来のように炭化ケイ素基板のすべてを高額な、高品質の炭化ケイ素単結晶で構成する場合に比べて炭化ケイ素基板のコストを大幅に低減させることができる。また、結晶欠陥の少ない高品質な炭化ケイ素単結晶層上にパワーデバイス等の素子を形成することができるため、デバイス性能の向上および製造歩留りを大きく改善させることができる。 According to this manufacturing method, the thickness of the silicon carbide single crystal substrate can be reduced from a fraction to a hundredth of that of the conventional one, and therefore, all of the silicon carbide substrates are expensive as in the conventional case. In addition, the cost of the silicon carbide substrate can be significantly reduced as compared with the case of being composed of a high-quality silicon carbide single crystal. Further, since an element such as a power device can be formed on a high-quality silicon carbide single crystal layer having few crystal defects, it is possible to greatly improve device performance and manufacturing yield.

このような炭化ケイ素単結晶基板と炭化ケイ素多結晶基板とを貼り合わせる工程において、炭化ケイ素多結晶基板は緻密で高純度であると共に、高平坦度であることが求められる。このため、この炭化ケイ素多結晶基板の製造には化学的気相蒸着法(以下、「CVD法」と記載することがある。)が用いられる。 In the step of bonding the silicon carbide single crystal substrate and the silicon carbide polycrystalline substrate, the silicon carbide polycrystalline substrate is required to be dense, highly pure, and have high flatness. Therefore, a chemical vapor deposition method (hereinafter, may be referred to as “CVD method”) is used for manufacturing the silicon carbide polycrystalline substrate.

特許文献1には、化学的気相蒸着法(CVD法)を用いた炭化ケイ素多結晶基板の製造方法が記載されている。それによれば、CVD法により黒鉛支持基板の表面に炭化ケイ素を析出させ、所望の膜厚に成膜した後、黒鉛支持基板を除去して炭化ケイ素多結晶を得ることができる。得られた炭化ケイ素多結晶は、焼結法で製造された炭化ケイ素多結晶に比較して緻密で高純度であり、耐食性、耐熱性、強度特性にも優れている。 Patent Document 1 describes a method for producing a silicon carbide polycrystalline substrate using a chemical vapor deposition method (CVD method). According to this, silicon carbide can be deposited on the surface of a graphite-supporting substrate by a CVD method, a film is formed to a desired film thickness, and then the graphite-supporting substrate can be removed to obtain a silicon carbide polycrystal. The obtained silicon carbide polycrystal is denser and more pure than the silicon carbide polycrystal produced by the sintering method, and is also excellent in corrosion resistance, heat resistance, and strength characteristics.

Yu. M. Tairov and V. F. Tsvetkov: J.of Cryst.Growth,43(1978)p.209Yu. M. Tairov and V. F. Tsvetkov: J.M. of Cryst. Growth, 43 (1978) p. 209 精密工学会誌,2017, 83巻, 9号, p.833−836Journal of Precision Engineering, 2017, Vol. 83, No. 9, p. 833-836

特開平8−26714号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-26714

ここで、黒鉛製の支持基板に炭化ケイ素等の多結晶膜を成膜したのちに、黒鉛製の支持基板を除去して多結晶基板を製造する方法の一例として、多結晶膜を成膜して得られる多結晶膜と黒鉛性の支持基板との積層体から、所望の大きさに分離した積層体から黒鉛性の支持基板を除去して多結晶基板を得る方法が考えられる。 Here, as an example of a method of forming a polycrystalline film of silicon carbide or the like on a graphite support substrate and then removing the graphite support substrate to manufacture the polycrystalline substrate, the polycrystalline film is formed. From the laminate of the polycrystalline film and the graphite-based support substrate thus obtained, a method of removing the graphite-based support substrate from the laminate separated into a desired size to obtain a polycrystalline substrate can be considered.

この方法により多結晶基板を製造する場合、特に、ビッカース硬度が24GPaと非常に硬い炭化ケイ素の場合には、分離するために長い時間を要するとともに、分離するための工具の磨耗が非常に大きくなり、分離する工程でのコストが高くなるという問題があった。 When a polycrystalline substrate is produced by this method, especially in the case of silicon carbide having a Vickers hardness of 24 GPa, which is very hard, it takes a long time to separate and the tool for separation becomes very worn. There is a problem that the cost in the separation process becomes high.

従って、本発明は、上記のような問題点に着目し、支持基板と化学的気相蒸着法により成膜された膜との積層体から所望の大きさの積層体を分離しやすく、分離に要する時間が短くなり生産効率が向上するとともに、分離用工具の摩耗を抑制して、分離用工具の長寿命化によりコストを低減することができる、成膜用支持基板、および、これを用いた多結晶基板の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, paying attention to the above-mentioned problems, it is easy to separate a laminate of a desired size from the laminate of the support substrate and the film formed by the chemical vapor phase deposition method, and the separation can be achieved. A support substrate for film formation, which can shorten the time required, improve production efficiency, suppress wear of the separation tool, and reduce the cost by extending the life of the separation tool, and a support substrate using the same. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a polycrystalline substrate.

本発明の成膜用支持基板は、化学的気相蒸着法により成膜対象となる成膜対象面を備え、前記成膜対象面は、成膜後に分離される成膜対象部と、前記成膜対象部の外形に沿って断続的に設けられ、前記成膜用支持基板の厚さ方向に貫通したスリットと、前記スリット同士の間に位置する接続部と、を有し、前記接続部の長さ寸法が1mm〜10mmである。 The film-forming support substrate of the present invention includes a film-forming target surface to be filmed by a chemical vapor vapor deposition method, and the film-forming target surface includes a film-forming target portion separated after film formation and the above-mentioned film formation target surface. It has a slit that is intermittently provided along the outer shape of the film target portion and penetrates in the thickness direction of the film-forming support substrate, and a connecting portion located between the slits. The length dimension is 1 mm to 10 mm.

本発明の成膜用支持基板において、前記接続部が2つ以上設けられていてもよい。 In the film-forming support substrate of the present invention, two or more of the connection portions may be provided.

本発明の成膜用支持基板において、前記スリットの幅寸法が、2mm〜10mmであってもよい。 In the film-forming support substrate of the present invention, the width dimension of the slit may be 2 mm to 10 mm.

本発明の成膜用支持基板において、前記成膜用支持基板が、成膜してから前記成膜対象部を分離して円形状基板を得るための支持基板であり、前記成膜対象部が平面視で円形状であり、前記成膜対象部の直径寸法が、前記円形状基板の直径寸法よりも1mm〜3mm大きくてもよい。 In the film-forming support substrate of the present invention, the film-forming support substrate is a support substrate for separating the film-forming target portion after film formation to obtain a circular substrate, and the film-forming target portion is It is circular in a plan view, and the diameter dimension of the film forming target portion may be 1 mm to 3 mm larger than the diameter dimension of the circular substrate.

本発明の成膜用支持基板において、前記成膜対象部が、前記成膜対象面において重ならないように複数箇所に形成されていてもよい。 In the film-forming support substrate of the present invention, the film-forming target portions may be formed at a plurality of locations so as not to overlap on the film-forming target surface.

本発明の成膜用支持基板において、前記接続部には、前記厚さ方向に形成された溝が設けられていてもよい。 In the film-forming support substrate of the present invention, the connection portion may be provided with a groove formed in the thickness direction.

本発明の成膜用支持基板において、前記溝の断面形状が長方形状であってもよい。 In the film-forming support substrate of the present invention, the cross-sectional shape of the groove may be rectangular.

本発明の成膜用支持基板において、前記接続部に、長さ方向に沿ってミシン目状に形成された、複数の貫通孔を有していてもよい。 In the film-forming support substrate of the present invention, the connection portion may have a plurality of through holes formed in a perforation shape along the length direction.

本発明の多結晶基板の製造方法は、本発明の成膜用支持基板を用いて多結晶基板を製造する方法であって、前記成膜用支持基板の前記成膜対象面に化学的気相蒸着法により多結晶膜が成膜した、前記成膜用支持基板と前記多結晶膜との積層体から、前記スリットの箇所において、前記スリットの内側を分離して多結晶基板中間体を得る、分離工程と、前記多結晶基板中間体から、前記成膜用支持基板を除去して多結晶基板を得る、除去工程と、を備える。 The method for manufacturing a polycrystalline substrate of the present invention is a method for manufacturing a polycrystalline substrate using the support substrate for film formation of the present invention, in which a chemical vapor phase is formed on the surface of the support substrate for film formation to be formed. From the laminate of the support substrate for film formation and the polycrystalline film on which the polycrystalline film is formed by the vapor deposition method, the inside of the slit is separated at the portion of the slit to obtain a polycrystalline substrate intermediate. It includes a separation step and a removal step of removing the film-forming support substrate from the polycrystalline substrate intermediate to obtain a polycrystalline substrate.

本発明の多結晶基板の製造方法において、前記成膜対象部が平面視で円形状であり、前記分離工程において、コアドリルを用いて前記スリットを切削して、前記スリットの内側を分離してもよい。 In the method for producing a polycrystalline substrate of the present invention, even if the film formation target portion has a circular shape in a plan view and the slit is cut with a core drill in the separation step to separate the inside of the slit. good.

本発明の成膜用支持基板であれば、化学的気相蒸着法により成膜したときに、スリットが形成された箇所は、厚さ方向に貫通した部分が残っているか、スリットを形成していない箇所に比べて膜が薄くなっている。よって、スリットが形成されていない成膜用支持基板と比較して、成膜後に、成膜対象部と成膜された膜との積層体を分離しやすく、分離に要する時間が短くなって生産効率が向上するとともに、分離用工具の摩耗を抑制して、分離用工具の長寿命化によりコストを低減することができる。 In the case of the support substrate for film formation of the present invention, when the film is formed by the chemical vapor deposition method, the portion where the slit is formed has a portion penetrating in the thickness direction or a slit is formed. The film is thinner than the non-existent part. Therefore, as compared with the support substrate for film formation in which no slit is formed, it is easier to separate the laminate of the film-forming target portion and the film-formed film after film formation, and the time required for separation is shortened for production. The efficiency can be improved, the wear of the separation tool can be suppressed, and the cost can be reduced by extending the life of the separation tool.

また、本発明の多結晶基板の製造方法によれば、本発明の成膜用支持基板に成膜して、スリットの箇所において、スリットの内側を分離することにより、スリットが形成されていない成膜用支持基板と比較して、成膜用支持基板と成膜された膜との積層体から成膜対象部と成膜された膜との積層体を分離しやすい。よって、分離に要する時間が短くなり生産効率が向上するとともに、分離用工具の摩耗を抑制して、分離用工具の長寿命化によりコストを低減することができる。 Further, according to the method for producing a polycrystalline substrate of the present invention, a film is formed on the film-forming support substrate of the present invention, and the inside of the slit is separated at the portion of the slit so that the slit is not formed. Compared with the film-supporting substrate, it is easier to separate the film-forming target portion and the film-forming film laminate from the film-forming support substrate and the film-formed film laminate. Therefore, the time required for separation is shortened, the production efficiency is improved, the wear of the separation tool is suppressed, and the cost can be reduced by extending the life of the separation tool.

(A)は本実施形態の成膜用支持基板を示す平面図であり、(B)は図1(A)の領域Pを拡大して示す平面図である。(A) is a plan view showing the support substrate for film formation of the present embodiment, and (B) is a plan view showing the region P of FIG. 1 (A) in an enlarged manner. 本実施形態の炭化ケイ素多結晶基板の製造方法において用いる成膜装置の一例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically an example of the film forming apparatus used in the manufacturing method of the silicon carbide polycrystalline substrate of this embodiment. 図1のA−A線断面において、本実施形態の炭化ケイ素多結晶基板の製造方法の各工程における、支持基板、炭化ケイ素多結晶膜、炭化ケイ素多結晶基板を模式的に示す断面図である。In the cross section taken along line AA of FIG. 1, it is a cross-sectional view schematically showing a support substrate, a silicon carbide polycrystalline film, and a silicon carbide polycrystalline substrate in each step of the method for manufacturing a silicon carbide polycrystalline substrate of the present embodiment. .. 図1のB−B線断面における、炭化ケイ素多結晶膜成膜後の成膜用支持基板と炭化ケイ素多結晶膜との積層体の断面図である。It is sectional drawing of the laminated body of the support substrate for film formation after the silicon carbide polycrystalline film film formation, and the silicon carbide polycrystalline film in the cross section of FIG. 1 BB. (A)〜(C)は、図1の領域PのA−A線断面において、本実施形態の成膜用支持基板の変形例を示す断面図であり、(D)は、図1(A)の領域Pにおいて、本実施形態の成膜用支持基板の変形例を示す平面図である。(A) to (C) are cross-sectional views showing a modified example of the film-forming support substrate of the present embodiment in the cross-sectional view taken along the line AA of the region P of FIG. ) Is a plan view showing a modified example of the film-forming support substrate of the present embodiment. 本実施形態の成膜用支持基板の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the support substrate for film formation of this embodiment. 本実施形態の成膜用支持基板の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the support substrate for film formation of this embodiment.

本発明の一実施形態にかかる成膜用支持基板、および、成膜用支持基板を用いた多結晶基板の製造方法について、図面を参照して説明する。本実施形態の成膜用支持基板は、化学的気相蒸着法により炭化ケイ素、窒化チタン、窒化アルミニウム、炭化チタン、ダイヤモンドライクカーボン等の多結晶膜を成膜させる成膜対象として用いることができる。炭化ケイ素多結晶等の硬度の高い多結晶膜を成膜して多結晶基板を製造する場合に有効であることから、本実施形態では、炭化ケイ素多結晶膜を成膜して、炭化ケイ素多結晶基板を製造する場合を例示して説明する。本実施形態の方法により製造された炭化ケイ素多結晶基板は、例えば、炭化ケイ素単結晶基板と貼り合わせることにより、パワーデバイス用の基板として用いることができる。 A film-forming support substrate according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing a polycrystalline substrate using the film-forming support substrate will be described with reference to the drawings. The film-forming support substrate of the present embodiment can be used as a film-forming target for forming a polycrystalline film such as silicon carbide, titanium nitride, aluminum nitride, titanium carbide, and diamond-like carbon by a chemical vapor deposition method. .. Since it is effective when a polycrystalline film having a high hardness such as silicon carbide polycrystalline film is formed to produce a polycrystalline substrate, in the present embodiment, a silicon carbide polycrystalline film is formed to form a silicon carbide polycrystal. A case of manufacturing a crystalline substrate will be described as an example. The silicon carbide polycrystalline substrate produced by the method of the present embodiment can be used as a substrate for a power device by, for example, bonding it to a silicon carbide single crystal substrate.

[成膜用支持基板]
本実施形態の成膜用支持基板100は、黒鉛製であり、炭化ケイ素多結晶膜200を両面に成膜するものであり、後述するように、炭化ケイ素多結晶基板500を製造するために用いることができる。また、成膜用支持基板100は、平行平板状のもの、すなわち、図面に示すように、成膜対象面110、120がおもて面と裏面に相当する平行な平板を好適に用いることができる。なお、本明細書において、平行平板における「平行」は、厳密な平行だけでなく、成膜用支持基板100の平行な面を作成する上で不可避な誤差を有する場合も含む。なお、本実施形態の成膜用支持基板は、後述の除去工程における成膜用支持基板の除去容易性、スリットを形成するための加工性、成膜用支持基板自体のコスト等の観点から、黒鉛製の支持基板を好適に用いることができる。
[Support substrate for film formation]
The film-forming support substrate 100 of the present embodiment is made of graphite and has a silicon carbide polycrystalline film 200 formed on both sides, and is used for manufacturing the silicon carbide polycrystalline substrate 500 as described later. be able to. Further, as the film-forming support substrate 100, it is preferable to use a parallel flat plate, that is, as shown in the drawing, a parallel flat plate in which the film-forming target surfaces 110 and 120 correspond to the front surface and the back surface. can. In the present specification, "parallel" in the parallel flat plate includes not only strict parallelism but also a case where there is an unavoidable error in creating a parallel surface of the film-forming support substrate 100. The film-forming support substrate of the present embodiment is considered from the viewpoints of ease of removal of the film-forming support substrate in the removal step described later, workability for forming slits, cost of the film-forming support substrate itself, and the like. A graphite support substrate can be preferably used.

図1に示すように、成膜用支持基板100は、化学的気相蒸着法により炭化ケイ素多結晶膜200を成膜する成膜対象面110と、成膜対象面110に対して裏面となる成膜対象面120と、成膜後に分離される4つの成膜対象部130と、成膜対象部130のそれぞれの外形に沿って断続的に設けられ、成膜用支持基板100の厚さ方向に貫通したスリット140と、スリット140同士の間に位置する接続部150と、を備える。 As shown in FIG. 1, the film-forming support substrate 100 has a film-forming target surface 110 for forming the silicon carbide polycrystal film 200 by a chemical vapor deposition method and a back surface with respect to the film-forming target surface 110. The film formation target surface 120, the four film formation target portions 130 separated after film formation, and the film formation target portions 130 are intermittently provided along the outer shape of each, and are provided intermittently along the outer shape of each of the film formation target portions 130 in the thickness direction of the film formation support substrate 100. A slit 140 penetrating the membrane and a connecting portion 150 located between the slits 140 are provided.

また、平面視において、成膜対象部130は、後述するように、炭化ケイ素多結晶膜200を成膜したのちに分離されて、炭化ケイ素多結晶基板中間体400を構成する部分である。 Further, in a plan view, the film-forming target portion 130 is a portion that is separated after the silicon carbide polycrystalline film 200 is formed to form the silicon carbide polycrystalline substrate intermediate 400, as will be described later.

また、本実施形態の成膜用支持基板100は、成膜してから成膜対象部を分離して円形状基板を得るための支持基板である。成膜用支持基板100の平面視において、図1に示すように、本実施形態の成膜用支持基板100に設けられた成膜対象部130は、それぞれ円形状であり、同一の形状で重ならないように成膜用支持基板100の4箇所に形成されている。 Further, the film-forming support substrate 100 of the present embodiment is a support substrate for obtaining a circular substrate by separating the film-forming target portion after film-forming. In a plan view of the film-forming support substrate 100, as shown in FIG. 1, the film-forming target portions 130 provided on the film-forming support substrate 100 of the present embodiment are each circular and have the same shape and weight. It is formed at four locations on the film-forming support substrate 100 so as not to become.

スリット140は、1つの成膜対象部130の外形をほぼ4等分した円弧状に形成されている。4つのスリット140同士の間には接続部150が設けられており、スリット140の内側である成膜対象部130とスリットの外側とをつないで一体としている。 The slit 140 is formed in an arc shape in which the outer shape of one film forming target portion 130 is substantially divided into four equal parts. A connecting portion 150 is provided between the four slits 140, and the film forming target portion 130 inside the slit 140 and the outside of the slit are connected and integrated.

スリット140の幅寸法(図1(B)の寸法L)は、炭化ケイ素多結晶膜200を成膜後に、スリット140の幅方向両側から形成された炭化ケイ素多結晶膜200で埋まらない程度に大きく形成されていることが好ましい。また、スリット140の幅寸法が大きすぎると、成膜用支持基板100が大きくなりすぎて、生産コストの観点において好ましくない。スリット140の幅寸法は、例えば、2mm〜10mm程度とすることができる。 The width dimension of the slit 140 (dimension L in FIG. 1B) is large enough not to be filled with the silicon carbide polycrystalline film 200 formed from both sides in the width direction of the slit 140 after the silicon carbide polycrystalline film 200 is formed. It is preferably formed. Further, if the width dimension of the slit 140 is too large, the film-forming support substrate 100 becomes too large, which is not preferable from the viewpoint of production cost. The width dimension of the slit 140 can be, for example, about 2 mm to 10 mm.

なお、スリット140は、平板状の支持基板に対して、例えば、回転刃等を備える切削機を用いて加工することにより、形成することができる。 The slit 140 can be formed by processing a flat plate-shaped support substrate using, for example, a cutting machine equipped with a rotary blade or the like.

接続部150の長さ寸法(図1(B)の寸法M)は、1mmから10mmとする。また、接続部150の長さ寸法Mは、この数値範囲の間で、成膜対象部130を十分に支持し、かつ、炭化ケイ素多結晶膜200の成膜後において分離しやすいようにできるだけ短い長さとすることが好ましい。 The length dimension of the connecting portion 150 (dimension M in FIG. 1B) is 1 mm to 10 mm. Further, the length dimension M of the connecting portion 150 is as short as possible within this numerical range so as to sufficiently support the film forming target portion 130 and to be easily separated after the silicon carbide polycrystalline film 200 is formed. The length is preferable.

また、接続部150の数は、特に限定されず、成膜対象部130を支持できれば、1つでもよいし複数でもよい。ただし、接続部150は、成膜対象部130を十分に支持するために、1つの成膜対象部130に対して2箇所以上形成されていることが好ましい。また、複数の接続部150が、成膜対象部130の外周上において均等な間隔に配置されて設けられていることが好ましい。 The number of connecting portions 150 is not particularly limited, and may be one or a plurality as long as the film forming target portion 130 can be supported. However, it is preferable that the connection portion 150 is formed at two or more locations with respect to one film formation target portion 130 in order to sufficiently support the film formation target portion 130. Further, it is preferable that a plurality of connecting portions 150 are provided so as to be arranged at equal intervals on the outer periphery of the film forming target portion 130.

なお、本実施形態の成膜用支持基板100においては、スリット140と接続部150がそれぞれ4つ形成されているが、スリット140と接続部150の数は本実施形態に限定されず、1つ〜3つでもよいし、5つ以上でもよい。 In the film forming support substrate 100 of this embodiment, four slits 140 and four connecting portions 150 are formed, but the number of slits 140 and connecting portions 150 is not limited to this embodiment and is one. It may be ~ 3, or 5 or more.

また、成膜対象部130の直径寸法は、製造する炭化ケイ素多結晶基板500の直径寸法(例えば、4インチや6インチ)よりも1mm〜3mm程度大きくすることができる。これにより、炭化ケイ素多結晶基板500の製造過程において、成膜用支持基板100を除去した後に外周部分を研削加工や研磨加工することにより直径寸法を調整して、所望の寸法を有する炭化ケイ素多結晶基板を得ることができる。炭化ケイ素多結晶膜と成膜対象部との積層体を分離して、製造する炭化ケイ素多結晶基板500が得られる程度に余裕のある大きさであることが好ましい。また、製造する炭化ケイ素多結晶基板500の大きさより大幅に大きいと、外周部分を加工するときに、加工の負担が大きくなりすぎる。 Further, the diameter dimension of the film forming target portion 130 can be made larger by about 1 mm to 3 mm than the diameter dimension (for example, 4 inches or 6 inches) of the silicon carbide polycrystalline substrate 500 to be manufactured. As a result, in the manufacturing process of the silicon carbide polycrystalline substrate 500, the diameter dimension is adjusted by removing the support substrate 100 for film formation and then grinding or polishing the outer peripheral portion, so that the silicon carbide polycrystal having a desired dimension is obtained. A crystalline substrate can be obtained. It is preferable that the size is sufficient to obtain the silicon carbide polycrystalline substrate 500 to be produced by separating the laminate of the silicon carbide polycrystalline film and the film-forming target portion. Further, if the size is significantly larger than the size of the silicon carbide polycrystalline substrate 500 to be manufactured, the processing load becomes too large when the outer peripheral portion is processed.

また、成膜対象部130が平面視円形状に形成され、スリット140が成膜対象部130の外形に沿って形成されていることから、成膜用支持基板100と炭化ケイ素多結晶膜200との積層体300からコアドリル等の分離用工具を用いて効率よく炭化ケイ素多結晶基板中間体400を分離することができる。また、炭化ケイ素多結晶基板500は通常円形状に製造されることから、スリット140を円形状に形成しない場合に比べて、後加工の負担を少なくすることができる。 Further, since the film-forming target portion 130 is formed in a circular shape in a plan view and the slit 140 is formed along the outer shape of the film-forming target portion 130, the film-forming support substrate 100 and the silicon carbide polycrystalline film 200 The silicon carbide polycrystalline substrate intermediate 400 can be efficiently separated from the laminate 300 using a separation tool such as a core drill. Further, since the silicon carbide polycrystalline substrate 500 is usually manufactured in a circular shape, the burden of post-processing can be reduced as compared with the case where the slit 140 is not formed in a circular shape.

スリット140は、前記成膜対象面において重ならないように複数箇所(本実施形態においては4箇所)に形成されている。これにより、例えば、成膜対象面が両面である本実施形態の成膜用支持基板100であれば、1枚の成膜用支持基板100から8枚の炭化ケイ素多結晶基板500を製造することができ、製造効率を高めて製造コストを低減することができる。 The slits 140 are formed at a plurality of locations (four locations in the present embodiment) so as not to overlap each other on the film formation target surface. Thereby, for example, in the case of the film-forming support substrate 100 of the present embodiment in which the film-forming target surfaces are both sides, one film-forming support substrate 100 to eight silicon carbide polycrystalline substrates 500 can be manufactured. It is possible to increase the manufacturing efficiency and reduce the manufacturing cost.

本実施形態の成膜用支持基板100は、成膜対象部130の外形に沿って断続的に設けられ、厚さ方向に貫通したスリット140と、スリット140同士の間に位置する4つの接続部150と、を備え、接続部の長さ寸法が1mm〜10mmである。 The film-forming support substrate 100 of the present embodiment is provided intermittently along the outer shape of the film-forming target portion 130, and has a slit 140 penetrating in the thickness direction and four connecting portions located between the slits 140. 150, and the length dimension of the connecting portion is 1 mm to 10 mm.

これにより、化学的気相蒸着法により成膜したときに、スリットが形成された箇所は、厚さ方向に貫通した部分が残っているか、スリットを形成していない箇所に比べて膜が薄くなっている。よって、スリットが形成されていない成膜用支持基板と比較して、成膜後に、成膜対象部と成膜された膜との積層体を分離しやすく、分離に要する時間が短くなって生産効率が向上するとともに、分離用工具の摩耗を抑制して、分離用工具の長寿命化によりコストを低減することができる。 As a result, when the film is formed by the chemical vapor deposition method, the portion where the slit is formed has a portion penetrating in the thickness direction, or the film is thinner than the portion where the slit is not formed. ing. Therefore, as compared with the support substrate for film formation in which no slit is formed, it is easier to separate the laminate of the film-forming target portion and the film-formed film after film formation, and the time required for separation is shortened for production. The efficiency can be improved, the wear of the separation tool can be suppressed, and the cost can be reduced by extending the life of the separation tool.

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の工程等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。なお、以下の変形例において、前述した実施形態と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes other steps and the like that can achieve the object of the present invention, and the following modifications and the like are also included in the present invention. In the following modified examples, the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

前述した実施形態においては、接続部150には加工等が施されていなかったが、成膜用支持基板に炭化ケイ素多結晶膜を成膜した後に、成膜対象部を分離しやすいように接続部に加工を施してもよい。 In the above-described embodiment, the connection portion 150 has not been processed or the like, but after the silicon carbide polycrystalline film is formed on the film-forming support substrate, the connection portion is connected so as to be easily separated. The part may be processed.

図5(A)〜図5(C)は、図1のA−A線断面において、前述した実施形態の成膜用支持基板の変形例を示し、接続部に溝を形成した成膜用支持基板を示す断面図である。図5(A)に示した成膜用支持基板100Bは、接続部150Bにおいて、成膜対象面110から成膜対象面120に向かって、すなわち成膜用支持基板100Bの厚さ方向に形成された、断面視長方形状の溝151を有する。断面視長方形状の溝151は、スリット140を有する成膜用支持基板に対して、コアドリル等の円形状のドリルを用いて容易に加工して得ることができる。 5 (A) to 5 (C) show a modified example of the film-forming support substrate of the above-described embodiment in the cross section taken along the line AA of FIG. It is sectional drawing which shows the substrate. The film-forming support substrate 100B shown in FIG. 5A is formed at the connection portion 150B from the film-forming target surface 110 toward the film-forming target surface 120, that is, in the thickness direction of the film-forming support substrate 100B. In addition, it has a groove 151 having a rectangular shape in cross section. The groove 151 having a rectangular cross section can be easily obtained by processing a film-forming support substrate having a slit 140 with a circular drill such as a core drill.

図5(B)に示した、成膜用支持基板100Cは、接続部150Cにおいて、成膜対象面110から成膜対象面120に向かって形成された溝152を有する。溝152は、断面視三角形状であり、成膜対象面110から成膜対象面120に向かって徐々に幅が狭くなるように形成されている。 The film-forming support substrate 100C shown in FIG. 5B has a groove 152 formed from the film-forming target surface 110 toward the film-forming target surface 120 at the connection portion 150C. The groove 152 has a triangular shape in a cross-sectional view, and is formed so that the width gradually narrows from the film-forming target surface 110 toward the film-forming target surface 120.

図5(C)に示した、成膜用支持基板100Dは、接続部150Dにおいて、成膜対象面および成膜対象面120からそれぞれ厚さ方向に形成された溝153を有する。溝153は、それぞれ、断面視三角形状であり、成膜対象面110、120から、厚さ方向中央に向かって徐々に幅が狭くなるように形成されている。 The film-forming support substrate 100D shown in FIG. 5C has a groove 153 formed in the thickness direction from the film-forming target surface and the film-forming target surface 120 at the connection portion 150D, respectively. Each of the grooves 153 has a triangular shape in a cross-sectional view, and is formed so that the width gradually narrows from the film-forming target surfaces 110 and 120 toward the center in the thickness direction.

なお、接続部に形成される溝の形状は、断面視長方形状や断面視三角形状に限定されず、断面視多角形状等の他の形状でもよい。溝の形状が断面視長方形状であれば、コアドリルを用いて容易に加工できることから、より好ましい。また、図5(C)の成膜用支持基板100Dのように、溝が成膜用支持基板のおもて面と裏面の両面に設けられていてもよいし、片面のみに設けられていてもよい。 The shape of the groove formed in the connecting portion is not limited to the rectangular shape in the cross-sectional view or the triangular shape in the cross-sectional view, and may be another shape such as a polygonal shape in the cross-sectional view. If the shape of the groove is rectangular in cross section, it is more preferable because it can be easily processed by using a core drill. Further, as in the film forming support substrate 100D shown in FIG. 5C, grooves may be provided on both the front surface and the back surface of the film forming support substrate, or may be provided on only one side. May be good.

また、図5(D)は、図1(A)の領域Pにおいて、本実施形態の成膜用支持基板の変形例を示す平面図である。図5(D)に示した成膜用支持基板100Eは、接続部150Eにおいて、接続部150Eの長さ方向に沿って形成されたミシン目状の貫通孔を有する。 Further, FIG. 5 (D) is a plan view showing a modified example of the film-forming support substrate of the present embodiment in the region P of FIG. 1 (A). The film-forming support substrate 100E shown in FIG. 5D has perforated through holes formed in the connection portion 150E along the length direction of the connection portion 150E.

以上の成膜用支持基板100B、100C、100D、100Eのように、成膜用支持基板の接続部において溝や貫通孔を形成することにより、炭化ケイ素多結晶膜を成膜したあとに、炭化ケイ素多結晶膜と成膜対象部の積層体を分離しやすくなる。また、溝や貫通孔の大きさを調整することにより、切削機等の切削工具を用いることなく、炭化ケイ素多結晶膜と成膜対象部との積層体を折り取って分離することが可能となる。折り取って分離する場合は、折り取りやすさの点からミシン目状の貫通孔が形成されていることがより好ましい。 Like the above-mentioned film-forming support substrates 100B, 100C, 100D, and 100E, the silicon carbide polycrystalline film is formed by forming grooves and through holes at the connection portion of the film-forming support substrate, and then carbonized. It becomes easy to separate the silicon polycrystalline film and the laminate of the film-forming target portion. In addition, by adjusting the size of the grooves and through holes, it is possible to break and separate the laminated body of the silicon carbide polycrystalline film and the film formation target portion without using a cutting tool such as a cutting machine. Become. When it is cut off and separated, it is more preferable that a perforated through hole is formed from the viewpoint of ease of breaking off.

本実施形態の成膜用支持基板100においては、成膜対象部130の外形が、円形に形成されていたが、特に円形状に限定されず、所望の炭化ケイ素多結晶基板の形状や大きさに合わせることができる。 In the film-forming support substrate 100 of the present embodiment, the outer shape of the film-forming target portion 130 is formed in a circular shape, but the shape and size of the desired silicon carbide polycrystalline substrate are not particularly limited to a circular shape. Can be adjusted to.

例えば、成膜対象部は四角形状でもよい。例えば、図6に示す成膜用支持基板100Fは、四角形状の4つの成膜対象部130Fと、成膜対象部130Fの外形に沿って断続的に設けられ、成膜用支持基板100Fの厚さ方向に貫通したスリット140Fと、スリット140F同士の間に位置する接続部150Fと、を備える。このとき、前述した実施形態と同様に、成膜対象部130Fの寸法は、所望の炭化ケイ素多結晶基板の大きさよりも1mm〜3mm程度大きいことが好ましい。また、成膜対象部が円形以外の形状である場合には、炭化ケイ素多結晶膜200を成膜した後の分離工具として、コアドリルではなく、平板状の回転刃等を備える切削機を用いることができる。 For example, the film formation target portion may have a rectangular shape. For example, the film-forming support substrate 100F shown in FIG. 6 is provided intermittently along the outer shape of the four square-shaped film-forming target portions 130F and the film-forming target portion 130F, and the thickness of the film-forming support substrate 100F. A slit 140F penetrating in the longitudinal direction and a connecting portion 150F located between the slits 140F are provided. At this time, similarly to the above-described embodiment, the size of the film-forming target portion 130F is preferably about 1 mm to 3 mm larger than the size of the desired silicon carbide polycrystalline substrate. When the film-forming target portion has a shape other than a circular shape, a cutting machine equipped with a flat plate-shaped rotary blade or the like is used as a separation tool after the silicon carbide polycrystalline film 200 is formed. Can be done.

また、成膜対象部130の数は4つに限定されず、1つ〜3つでもよいし、5つ以上でもよい。 Further, the number of the film forming target portions 130 is not limited to four, and may be one to three or five or more.

また、成膜用支持基板は、成膜用支持基板の成膜対象面における中央部に、成膜用支持基板を保持するための保持穴をさらに備えていてもよい。図7に示す成膜用支持基板100Gは、成膜対象面110における中央部分に、成膜用支持基板100Gを保持する保持棒等を挿通することができる保持穴160Gを備える。 Further, the film-forming support substrate may be further provided with a holding hole for holding the film-forming support substrate in the central portion of the film-forming support substrate on the film-forming target surface. The film-forming support substrate 100G shown in FIG. 7 is provided with a holding hole 160G in the central portion of the film-forming target surface 110 into which a holding rod or the like for holding the film-forming support substrate 100G can be inserted.

このような成膜用支持基板100Gは、例えば、保持穴160Gと同程度の直径寸法の保持棒を保持穴160Gに挿通しておき、両面側からナット等により固定することにより保持することができる。保持穴160Gを備えない成膜用支持基板の場合には、ナット等による固定作業の際にも成膜用支持基板が落下しないように保持しながら作業する必要があったが、保持穴を備えることにより、成膜用支持基板を保持せずに、固定作業を行うことができる。よって、成膜装置等に成膜用支持基板100Gを保持する作業するときの作業性を向上させることができる。 Such a film-forming support substrate 100G can be held, for example, by inserting a holding rod having a diameter similar to that of the holding hole 160G into the holding hole 160G and fixing it from both sides with nuts or the like. .. In the case of a film-forming support substrate not provided with a holding hole 160G, it was necessary to hold the film-forming support substrate so that it would not fall even during fixing work with a nut or the like, but a holding hole is provided. As a result, the fixing operation can be performed without holding the film-forming support substrate. Therefore, it is possible to improve workability when holding the film-forming support substrate 100G in a film-forming apparatus or the like.

また、成膜工程において、保持穴160Gを中心にして、成膜用支持基板100Gを回転させることができ、これにより、炭化ケイ素多結晶膜200をより均一に成膜させることができる。 Further, in the film forming step, the film forming support substrate 100G can be rotated around the holding hole 160G, whereby the silicon carbide polycrystalline film 200 can be formed more uniformly.

また、本実施形態の成膜用支持基板100においては、2つの成膜対象面(成膜対象面110、120)を有していたが、成膜対象は片面としてもよく、炭化ケイ素多結晶基板の製造計画や蒸着炉の構造等の条件により適宜決定すればよい。また、本実施形態の成膜用支持基板100を用いて炭化ケイ素多結晶基板500を製造する場合であっても、片面のみに炭化ケイ素多結晶膜を成膜してもよい。 Further, although the film-forming support substrate 100 of the present embodiment has two film-forming target surfaces (film-forming target surfaces 110 and 120), the film-forming target may be one surface and is a silicon carbide polycrystal. It may be appropriately determined depending on the conditions such as the production plan of the substrate and the structure of the vapor deposition furnace. Further, even when the silicon carbide polycrystalline substrate 500 is manufactured using the film-forming support substrate 100 of the present embodiment, the silicon carbide polycrystalline film may be formed on only one side.

[炭化ケイ素多結晶基板の製造方法]
次に、図1の成膜用支持基板100を用いた、本実施形態の多結晶基板の製造方法について説明する。本実施形態においては、前述したように炭化ケイ素多結晶基板を製造する方法を例示して説明する。本実施形態の炭化ケイ素多結晶基板の製造方法は、成膜用支持基板100の成膜対象面110、120に化学的気相蒸着法により炭化ケイ素多結晶膜200を成膜する成膜工程と、炭化ケイ素多結晶膜200が成膜した、成膜用支持基板100と炭化ケイ素多結晶膜200との積層体300から、スリット140の箇所において、スリット140の内側を分離して炭化ケイ素多結晶基板中間体400を得る、分離工程と、炭化ケイ素多結晶基板中間体400から、成膜用支持基板100を除去して炭化ケイ素多結晶基板500を得る、除去工程と、を備える。
[Manufacturing method of silicon carbide polycrystalline substrate]
Next, a method for manufacturing the polycrystalline substrate of the present embodiment using the film-forming support substrate 100 of FIG. 1 will be described. In the present embodiment, as described above, a method for producing a silicon carbide polycrystalline substrate will be illustrated and described. The method for manufacturing the silicon carbide polycrystalline substrate of the present embodiment includes a film forming step of forming the silicon carbide polycrystalline film 200 on the film-forming target surfaces 110 and 120 of the film-forming support substrate 100 by a chemical vapor deposition method. , The inside of the slit 140 is separated from the laminate 300 of the support substrate 100 for film formation and the silicon carbide polycrystalline film 200 on which the silicon carbide polycrystalline film 200 is formed, and the silicon carbide polycrystalline film 200 is separated. It includes a separation step of obtaining a substrate intermediate 400 and a removal step of removing the support substrate 100 for film formation from the silicon carbide polycrystalline substrate intermediate 400 to obtain a silicon carbide polycrystalline substrate 500.

次に、本実施形態の炭化ケイ素多結晶基板の製造方法について、成膜工程、分離工程、除去工程の順に説明する。 Next, the method for producing the silicon carbide polycrystalline substrate of the present embodiment will be described in the order of the film forming step, the separating step, and the removing step.

(成膜工程)
成膜工程について、図1〜図4を参照して説明する。以下の説明は成膜工程の一例であり、問題のない範囲で温度、圧力、ガス雰囲気等の各条件や、手順等を変更してもよい。
(Film formation process)
The film forming process will be described with reference to FIGS. 1 to 4. The following description is an example of the film forming process, and each condition such as temperature, pressure, gas atmosphere, and the procedure may be changed within a range where there is no problem.

ここで、図3は図1のA−A線において、本実施形態の炭化ケイ素多結晶基板の製造方法の各工程における、成膜用支持基板、炭化ケイ素多結晶膜、炭化ケイ素多結晶基板を模式的に示す断面図である。すなわち、図3は、スリット140が形成されていない箇所の断面を示す図である。また、図1、図3の線Eは、成膜対象部130と接続部150の境界を示している。また、図4は、図1のB−B線断面における、炭化ケイ素多結晶膜成膜後の成膜用支持基板と炭化ケイ素多結晶膜との積層体の断面図である。すなわち、図4は、スリットが形成されている箇所における、積層体の断面図である。 Here, FIG. 3 shows the line AA of FIG. 1 showing the support substrate for film formation, the silicon carbide polycrystalline film, and the silicon carbide polycrystalline substrate in each step of the method for manufacturing the silicon carbide polycrystalline substrate of the present embodiment. It is sectional drawing which shows typically. That is, FIG. 3 is a view showing a cross section of a portion where the slit 140 is not formed. Further, the line E in FIGS. 1 and 3 shows the boundary between the film forming target portion 130 and the connecting portion 150. Further, FIG. 4 is a cross-sectional view of a laminated body of a support substrate for film formation after forming a silicon carbide polycrystalline film and a silicon carbide polycrystalline film in the cross section of FIG. 1 BB. That is, FIG. 4 is a cross-sectional view of the laminated body at the portion where the slit is formed.

成膜工程は、図1、図3(A)に示す成膜用支持基板100を準備したのちに、成膜用支持基板100の成膜対象面110、120に、化学的気相蒸着法により炭化ケイ素多結晶膜200を成膜する工程であり、例えば、以下に説明する成膜装置1000を用いて行うことができる。 In the film forming step, after the film forming support substrate 100 shown in FIGS. 1 and 3 (A) is prepared, the film forming target surfaces 110 and 120 of the film forming support substrate 100 are subjected to a chemical vapor deposition method. This is a step of forming a film of the silicon carbide polycrystalline film 200, and can be performed by using, for example, the film forming apparatus 1000 described below.

図2に示すように、成膜装置1000は、成膜装置1000の外装となる筐体1010と、成膜用支持基板100に炭化ケイ素多結晶膜200を成膜させる成膜室1020と、成膜室1020より排出された原料ガスやキャリアガスを後述のガス排出口1040へ導入する排出ガス導入室1050と、排出ガス導入室1050を覆うボックス1060と、ボックス1060の外部より成膜室1020内を加温する、カーボン製のヒーター1070と、成膜室1020の上部に設けられ、成膜室1020に原料ガスやキャリアガスを導入するガス導入口1030と、ガス排出口1040と、成膜用支持基板100を保持する基板ホルダー1080を有する。また、基板ホルダー1080は、棒状の保持部材1081と、保持部材1081を成膜室1020内に固定する保持台座1082と、を有する。また、保持台座1082は、成膜室1020の側壁の内側の2箇所に設けられ、保持台座1082には、保持部材1081を挿し込んで固定することができる穴(不図示)が形成されており、棒状の保持部材1081の長手方向を水平に保持することができる。また、保持部材1081において、成膜用支持基板100が保持される箇所は、後述するナットN1、ナットN2を締結するためのねじ切り加工が施されている。すなわち、図4に示すように、成膜装置1000において、成膜用支持基板100は、ナットN1、ナットN2を用いて挟んで固定されることにより、保持部材1081に成膜対象面110、120が鉛直方向になるように保持される。なお、本実施形態においては、成膜用支持基板100は成膜対象面110、120が鉛直方向になるように保持されているが、保持方法は特に限定されず、例えば、成膜対象面110、120が水平方向となるように保持されてもよい。また、成膜室1020内に保持される成膜用支持基板100の枚数は特に限定されず、1枚でもよいし、複数枚でもよい。また、成膜用支持基板100の成膜対象面110、120に対して、炭化ケイ素多結晶膜200をより均一に析出させるために、成膜工程において、成膜用支持基板100を回転させてもよい。 As shown in FIG. 2, the film forming apparatus 1000 includes a housing 1010 that is an exterior of the film forming apparatus 1000 and a film forming chamber 1020 that forms a film-forming silicon carbide polycrystalline film 200 on the film-forming support substrate 100. The exhaust gas introduction chamber 1050 that introduces the raw material gas and the carrier gas discharged from the film chamber 1020 into the gas discharge port 1040 described later, the box 1060 that covers the exhaust gas introduction chamber 1050, and the inside of the film formation chamber 1020 from the outside of the box 1060. A carbon heater 1070 that heats the film, a gas inlet 1030 that is provided above the film forming chamber 1020 and introduces a raw material gas or a carrier gas into the film forming chamber 1020, a gas discharge port 1040, and a film forming chamber. It has a substrate holder 1080 that holds the support substrate 100. Further, the substrate holder 1080 has a rod-shaped holding member 1081 and a holding pedestal 1082 for fixing the holding member 1081 in the film forming chamber 1020. Further, the holding pedestal 1082 is provided at two places inside the side wall of the film forming chamber 1020, and the holding pedestal 1082 is formed with holes (not shown) into which the holding member 1081 can be inserted and fixed. , The longitudinal direction of the rod-shaped holding member 1081 can be held horizontally. Further, in the holding member 1081, the portion where the film-forming support substrate 100 is held is threaded for fastening the nut N1 and the nut N2, which will be described later. That is, as shown in FIG. 4, in the film forming apparatus 1000, the film forming support substrate 100 is sandwiched and fixed by the nuts N1 and N2, so that the film forming target surfaces 110 and 120 are attached to the holding member 1081. Is held so that it is in the vertical direction. In the present embodiment, the film-forming support substrate 100 is held so that the film-forming target surfaces 110 and 120 are in the vertical direction, but the holding method is not particularly limited. For example, the film-forming target surface 110 , 120 may be held in the horizontal direction. The number of film-forming support substrates 100 held in the film-forming chamber 1020 is not particularly limited, and may be one or a plurality. Further, in order to deposit the silicon carbide polycrystalline film 200 more uniformly on the film forming target surfaces 110 and 120 of the film forming support substrate 100, the film forming support substrate 100 is rotated in the film forming step. May be good.

成膜工程の具体的な手順について説明する。まず、成膜室1020内に成膜用支持基板100を保持した状態で、減圧状態で、Ar等の不活性ガス雰囲気下で、成膜の反応温度まで、ヒーター1070により成膜用支持基板100を加熱する。成膜の反応温度まで達したら、不活性ガスの供給を止めて、成膜室1020内に炭化ケイ素多結晶膜200の成分を含む原料ガスやキャリアガスを供給する。 The specific procedure of the film forming process will be described. First, the film-forming support substrate 100 is held in the film-forming chamber 1020, under reduced pressure, under an inert gas atmosphere such as Ar, and up to the film-forming reaction temperature by the heater 1070. To heat. When the reaction temperature of the film formation is reached, the supply of the inert gas is stopped, and the raw material gas or the carrier gas containing the component of the silicon carbide polycrystalline film 200 is supplied into the film formation chamber 1020.

炭化ケイ素多結晶膜の成膜温度は、1000℃〜1400℃程度とすることができる。 The film formation temperature of the silicon carbide polycrystalline film can be about 1000 ° C. to 1400 ° C.

原料ガスとしては、炭化ケイ素多結晶膜200を成膜させることができれば、特に限定されず、一般的に炭化ケイ素多結晶膜の成膜に使用されるSi系原料ガス、C系原料ガスを用いることができる。例えば、Si系原料ガスとしては、シラン(SiH)を用いることができるほか、モノクロロシラン(SiHCl)、ジクロロシラン(SiHCl)、トリクロロシラン(SiHCl)、テトラクロロシラン(SiCl)などのエッチング作用があるClを含む塩素系Si原料含有ガス(クロライド系原料)を用いることができる。C系原料ガスとしては、例えば、メタン(CH)、プロパン(C)、アセチレン(C)等の炭化水素を用いることができる。上記のほか、トリクロロメチルシラン(CHClSi)、トリクロロフェニルシラン(CClSi)、ジクロロメチルシラン(CHClSi)、ジクロロジメチルシラン((CHSiCl)、クロロトリメチルシラン((CHSiCl)等の有機珪素化合物を気相で還元熱分解する方法も用いることができる。 The raw material gas is not particularly limited as long as the silicon carbide polycrystalline film 200 can be formed, and Si-based raw material gas and C-based raw material gas generally used for forming the silicon carbide polycrystalline film are used. be able to. For example, as the Si-based raw material gas, silane (SiH 4 ) can be used, monochlorosilane (SiH 3 Cl), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), trichlorosilane (SiHCl 3 ), tetrachlorosilane (SiCl 4). ) And other chlorine-based Si raw material-containing gas (chloride-based raw material) containing Cl having an etching action can be used. As the C-based raw material gas, for example, hydrocarbons such as methane (CH 4 ), propane (C 3 H 8 ), and acetylene (C 2 H 2 ) can be used. In addition to the above, trichloromethylsilane (CH 3 Cl 3 Si), trichlorophenylsilane (C 6 H 5 Cl 3 Si), dichloromethylsilane (CH 4 Cl 2 Si), dichlorodimethylsilane ((CH 3 ) 2 SiCl 2) ), A method of reducing and thermally decomposing an organic silicon compound such as chlorotrimethylsilane ((CH 3 ) 3 SiCl) in the gas phase can also be used.

また、キャリアガスとしては、炭化ケイ素多結晶膜200の成膜を阻害することなく、原料ガスを成膜用支持基板100へ展開することができれば、一般的に使用されるキャリアガスを用いることができる。例えば、熱伝導率に優れ、炭化ケイ素に対してエッチング作用があるHガスをキャリアガスとして用いることができる。また、これら原料ガスおよびキャリアガスと同時に、第3のガスとして、不純物ドーピングガスを同時に供給することもできる。例えば、炭化ケイ素多結晶膜200を成膜用支持基板100から分離することで得られる炭化ケイ素多結晶基板の導電型をn型とする場合には窒素(N)、p型とする場合にはトリメチルアルミニウム(TMA)を用いることができる。 Further, as the carrier gas, a commonly used carrier gas can be used as long as the raw material gas can be developed on the film forming support substrate 100 without inhibiting the film formation of the silicon carbide polycrystalline film 200. can. For example, an H 2 gas having excellent thermal conductivity and having an etching action on silicon carbide can be used as a carrier gas. Further, at the same time as these raw material gas and carrier gas, an impurity doping gas can be simultaneously supplied as a third gas. For example, when the conductive type of the silicon carbide polycrystalline substrate obtained by separating the silicon carbide polycrystalline film 200 from the film-forming support substrate 100 is n-type, it is nitrogen (N 2 ), and when it is p-type. Can use trimethylaluminum (TMA).

炭化ケイ素多結晶膜200を成膜させる際には、上記のガスを適宜混合して供給する。また、所望の炭化ケイ素多結晶膜200の性状に応じて、成膜工程の途中でガスの混合割合、供給量等の条件を変更してもよい。 When forming the silicon carbide polycrystalline film 200, the above gas is appropriately mixed and supplied. Further, conditions such as a gas mixing ratio and a supply amount may be changed during the film forming process according to the desired properties of the silicon carbide polycrystalline film 200.

また、炭化ケイ素以外を成膜する場合には、成膜する多結晶に応じてガス、温度、圧力、時間等の成膜条件を設定することができる。窒化チタンの多結晶膜を形成する場合には、TiClガス、Nガス等を用いることができる。窒化アルミニウムの多結晶膜を形成する場合には、AlClガス、NHガス等を用いることができる。炭化チタンの多結晶膜を形成する場合には、TiClガス、CHガス等を用いることができる。ダイヤモンドライクカーボンの多結晶膜を形成する場合には、アセチレン等の炭化水素ガスを用いることができる。 Further, when forming a film other than silicon carbide, the film forming conditions such as gas, temperature, pressure, and time can be set according to the polycrystal to be formed. When forming a polycrystalline film of titanium nitride, TiCl 4 gas, N 2 gas and the like can be used. When forming a polycrystalline film of aluminum nitride, AlCl 3 gas, NH 3 gas and the like can be used. When forming a polycrystalline film of titanium carbide, TiCl 4 gas, CH 4 gas and the like can be used. When forming a diamond-like carbon polycrystalline film, a hydrocarbon gas such as acetylene can be used.

成膜用支持基板100の表面や気相での化学反応により、加熱した成膜用支持基板100の両面に炭化ケイ素多結晶膜200を成膜させることができる。これにより、図3(B)、図4に示すように、成膜用支持基板100に炭化ケイ素多結晶膜200が成膜された、成膜用支持基板100と炭化ケイ素多結晶膜200との積層体300が得られる。 The silicon carbide polycrystalline film 200 can be formed on both surfaces of the heated film-forming support substrate 100 by a chemical reaction on the surface of the film-forming support substrate 100 or in the gas phase. As a result, as shown in FIGS. 3 (B) and 4, the silicon carbide polycrystalline film 200 is formed on the film-forming support substrate 100, and the film-forming support substrate 100 and the silicon carbide polycrystalline film 200 are formed. The laminate 300 is obtained.

ここで、図3(B)に示すように、スリット140が形成されていない箇所においては成膜用支持基板100の成膜対象面110、120に沿って平板状の炭化ケイ素多結晶膜200が成膜される。一方、図4に示すように、スリット140が形成されている箇所においては、スリット140に沿った形状の炭化ケイ素多結晶膜200が成膜される。 Here, as shown in FIG. 3B, a flat plate-shaped silicon carbide polycrystalline film 200 is formed along the film-forming target surfaces 110 and 120 of the film-forming support substrate 100 at a location where the slit 140 is not formed. A film is formed. On the other hand, as shown in FIG. 4, a silicon carbide polycrystalline film 200 having a shape along the slit 140 is formed at a portion where the slit 140 is formed.

成膜工程における炭化ケイ素多結晶膜200の成膜厚さは、後述の分離工程における加工性を考慮して、スリット140が埋まらない程度の厚さにすることが好ましい。すなわち、所望の炭化ケイ素多結晶基板の厚さと、成膜用支持基板100を分離したあとに炭化ケイ素多結晶基板の厚さ・平坦度加工等の加工することを考慮して炭化ケイ素多結晶膜200の成膜厚さを決定し、成膜厚さに基づきスリット140の幅寸法を決定することができる。成膜厚さは、例えば0.5mm〜1.5mm程度とすることができる。 The film-forming thickness of the silicon carbide polycrystalline film 200 in the film-forming step is preferably set to such a thickness that the slit 140 is not filled in consideration of workability in the separation step described later. That is, the silicon carbide polycrystal film is considered to be processed such as the desired thickness of the silicon carbide polycrystal substrate and the thickness and flatness processing of the silicon carbide polycrystal substrate after separating the support substrate 100 for film formation. The film thickness of 200 can be determined, and the width dimension of the slit 140 can be determined based on the film thickness. The film thickness can be, for example, about 0.5 mm to 1.5 mm.

以上のように形成された積層体300は、常温程度まで冷却されたのちに、分離工程に供される。 The laminate 300 formed as described above is cooled to about room temperature and then subjected to a separation step.

(分離工程)
分離工程は、積層体300から、スリット140の箇所(図5(B)の線C)において、スリット140の内側を分離して炭化ケイ素多結晶基板中間体400を得る工程である。なお、成膜対象部130に成膜された炭化ケイ素多結晶膜200を傷つけないように、成膜対象部130と接続部150の境界(図1、図3の線E)よりも外側(図3(B)の線C)において分離することが好ましい。
(Separation process)
The separation step is a step of separating the inside of the slit 140 at the slit 140 (line C in FIG. 5B) from the laminate 300 to obtain the silicon carbide polycrystalline substrate intermediate 400. It should be noted that the silicon carbide polycrystalline film 200 formed on the film-forming target portion 130 is outside the boundary (line E in FIGS. 1 and 3) between the film-forming target portion 130 and the connecting portion 150 so as not to damage the film-forming silicon carbide polycrystalline film 200 (FIG. It is preferable to separate at the line C) of 3 (B).

具体的には、本実施形態においては、スリット140が円形状に形成されていることから、例えば、線状に切削する工具や、円形状に切削するコアドリル(図3(B)、図4のM)等の工具用いて線Cの箇所を切削して、スリット140の内側を分離することができる。なお、コアドリルを用いる場合、スリット140の内側を後の工程で用いることから、円形状に切削するドリル(コアビット)のみを用いて、センタードリルは用いずに加工を行うことができる。コアドリルを用いることにより、円形状の炭化ケイ素多結晶基板中間体400を得る場合に、作業性を向上させることができる。なお、成膜用支持基板のスリットが円形状に形成されていない場合には、回転刃等を備える切削機を用いてスリットの形状に合わせて切削してスリットの内側を分離してもよい。 Specifically, in the present embodiment, since the slit 140 is formed in a circular shape, for example, a tool for cutting linearly or a core drill for cutting in a circular shape (FIGS. 3B and 4). The inside of the slit 140 can be separated by cutting the portion of the line C with a tool such as M). When a core drill is used, since the inside of the slit 140 is used in a later process, it is possible to perform processing using only a drill (core bit) that cuts into a circular shape without using a center drill. By using a core drill, workability can be improved when a circular silicon carbide polycrystalline substrate intermediate 400 is obtained. When the slit of the film-forming support substrate is not formed in a circular shape, the inside of the slit may be separated by cutting according to the shape of the slit using a cutting machine provided with a rotary blade or the like.

以上の分離工程により、図3(C)に示す炭化ケイ素多結晶基板中間体400が得られる。 By the above separation step, the silicon carbide polycrystalline substrate intermediate 400 shown in FIG. 3C is obtained.

(除去工程)
除去工程は、炭化ケイ素多結晶基板中間体400から、成膜用支持基板100の成膜対象部130を除去して炭化ケイ素多結晶基板500を得る工程である。成膜対象部130は、Oや空気等の酸化性ガス雰囲気下で数百度に加熱して、成膜対象部130のみを燃焼させることにより、除去することができる。炭化ケイ素多結晶基板中間体400は、積層体300をスリット140の箇所で分離して得られることから、図3(C)に示すように、成膜対象部130の側面が露出しているが、必要に応じて、炭化ケイ素多結晶基板中間体400に、図3(C)の線Dの箇所で成膜対象部130をスライスする、スライス加工を施してもよい。炭化ケイ素多結晶基板中間体400にスライス加工を施すことにより、成膜対象部130の露出面積が大きくなり、より効率的に成膜対象部130を燃焼除去することができる。
(Removal process)
The removing step is a step of removing the film-forming target portion 130 of the film-forming support substrate 100 from the silicon carbide polycrystalline substrate intermediate 400 to obtain the silicon carbide polycrystalline substrate 500. The film-forming target portion 130 can be removed by heating to several hundred degrees in an atmosphere of an oxidizing gas such as O 2 or air and burning only the film-forming target portion 130. Since the silicon carbide polycrystalline substrate intermediate 400 is obtained by separating the laminate 300 at the slit 140, the side surface of the film formation target portion 130 is exposed as shown in FIG. 3C. If necessary, the silicon carbide polycrystalline substrate intermediate 400 may be subjected to a slicing process in which the film formation target portion 130 is sliced at the portion line D in FIG. 3C. By performing the slicing process on the silicon carbide polycrystalline substrate intermediate 400, the exposed area of the film-forming target portion 130 becomes large, and the film-forming target portion 130 can be burnt and removed more efficiently.

さらに、除去工程ののち、必要に応じて、直径・面取り加工、厚さ・平坦度加工、洗浄を行う。直径・面取り加工とは、所望の直径寸法まで、ダイヤモンド砥石等を用いて外周部分を研削することにより、余分な部分を除去して、所望の直径寸法に調整するとともに、炭化ケイ素多結晶基板の外周部分全体の角を落とす加工を施すものである。また、厚さ・平坦度炭化ケイ素単結晶基板との貼り合わせ基板を製造する等の用途に適した厚さ・平坦度とするために、成膜面を研削・研磨して厚さと平坦度を調整するものである。以上により炭化ケイ素多結晶基板(図3(D))が得られる。 Further, after the removal step, diameter / chamfering, thickness / flatness processing, and cleaning are performed as necessary. Diameter / chamfering is the process of grinding the outer peripheral portion with a diamond grindstone or the like to the desired diameter dimension to remove the excess portion and adjust the diameter to the desired diameter dimension. The processing is performed to reduce the corners of the entire outer peripheral portion. In addition, in order to obtain a thickness and flatness suitable for applications such as manufacturing a substrate bonded to a silicon carbide single crystal substrate, the film-forming surface is ground and polished to obtain the thickness and flatness. It is something to adjust. From the above, a silicon carbide polycrystalline substrate (FIG. 3 (D)) can be obtained.

本実施形態の炭化ケイ素多結晶基板の製造方法は、成膜用支持基板100の成膜対象面110、120に化学的気相蒸着法により炭化ケイ素多結晶膜200を成膜する成膜工程と、炭化ケイ素多結晶膜200が成膜した、成膜用支持基板100と炭化ケイ素多結晶膜200との積層体300から、スリット140の箇所において、スリット140の内側を分離して炭化ケイ素多結晶基板中間体400を得る、分離工程と、炭化ケイ素多結晶基板中間体400から、成膜用支持基板100を除去して炭化ケイ素多結晶基板500を得る、除去工程と、を備える。 The method for manufacturing the silicon carbide polycrystalline substrate of the present embodiment includes a film forming step of forming the silicon carbide polycrystalline film 200 on the film-forming target surfaces 110 and 120 of the film-forming support substrate 100 by a chemical vapor deposition method. , The inside of the slit 140 is separated from the laminate 300 of the support substrate 100 for film formation and the silicon carbide polycrystalline film 200 on which the silicon carbide polycrystalline film 200 is formed, and the silicon carbide polycrystalline film 200 is separated. It includes a separation step of obtaining a substrate intermediate 400 and a removal step of removing the support substrate 100 for film formation from the silicon carbide polycrystalline substrate intermediate 400 to obtain a silicon carbide polycrystalline substrate 500.

本実施形態の炭化ケイ素多結晶基板の製造方法によれば、本実施形態の成膜用支持基板100に炭化ケイ素多結晶膜200を成膜して、スリット140の箇所において、スリット140の内側を分離することにより、スリット140が形成されていない成膜用支持基板と比較して、成膜用支持基板100と成膜された炭化ケイ素多結晶膜200との積層体300から膜対象部と成膜された膜との積層体(炭化ケイ素多結晶基板中間体400)を分離しやすい。よって、分離に要する時間が短くなり生産効率が向上するとともに、分離用工具の摩耗を抑制して、分離用工具の長寿命化によりコストを低減することができる。 According to the method for manufacturing a silicon carbide polycrystal substrate of the present embodiment, the silicon carbide polycrystal film 200 is formed on the film-forming support substrate 100 of the present embodiment, and the inside of the slit 140 is formed at the slit 140. By separating the film, the film target portion is formed from the laminate 300 of the film-forming support substrate 100 and the film-formed silicon carbide polycrystalline film 200, as compared with the film-forming support substrate on which the slit 140 is not formed. It is easy to separate the laminate (silicon carbide polycrystal substrate intermediate 400) from the filmed film. Therefore, the time required for separation is shortened, the production efficiency is improved, the wear of the separation tool is suppressed, and the cost can be reduced by extending the life of the separation tool.

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。 In addition, the best configuration, method, and the like for carrying out the present invention are disclosed in the above description, but the present invention is not limited thereto. That is, although the present invention has been particularly described mainly with respect to a specific embodiment, the shape, material, quantity, and the shape, material, quantity, and the like, without departing from the scope of the technical idea and purpose of the present invention, are as opposed to the above-described embodiments. In other detailed configurations, those skilled in the art can make various modifications. Therefore, the description that limits the shape, material, etc. disclosed above is merely an example for facilitating the understanding of the present invention, and does not limit the present invention. Therefore, those shapes, materials, etc. The description by the name of the member which removes a part or all of the limitation such as is included in the present invention.

以下、本発明の実施例および比較例によって、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されることはない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples of the present invention, but the present invention is not limited to these Examples.

本実施例においては、前述した実施形態の成膜用支持基板100を保持部材1081に保持し、成膜装置1000を用いて炭化ケイ素多結晶膜200を成膜する成膜工程を行ったのち、コアドリルを用いて分離工程を行った。 In this embodiment, the film-forming support substrate 100 of the above-described embodiment is held by the holding member 1081, and the film-forming step of forming the silicon carbide polycrystalline film 200 by using the film-forming device 1000 is performed. The separation step was performed using a core drill.

(実施例1)
成膜用支持基板として、直径360mm、厚さ6mmの黒鉛製支持基板に、円形状で直径寸法が151mm、4つの成膜対象部を設定した。さらに、それぞれの成膜対象部に対して、内径寸法が151mm、幅寸法が2mmの円形状の、厚さ方向に貫通したスリットを成膜対象面上に重ならないように形成した。また、スリットは4つの接続部によって4分割されており、接続部の長さ寸法は、それぞれ1mmとした。また、成膜対象面を成膜用支持基板の両面とした。
(Example 1)
As the film-forming support substrate, four film-forming target portions having a circular shape and a diameter dimension of 151 mm were set on a graphite support substrate having a diameter of 360 mm and a thickness of 6 mm. Further, for each film-forming target portion, a circular slit having an inner diameter dimension of 151 mm and a width dimension of 2 mm, which penetrates in the thickness direction, is formed so as not to overlap the film-forming target surface. Further, the slit is divided into four by four connecting portions, and the length dimension of each connecting portion is 1 mm. In addition, the surface to be filmed was both sides of the film-forming support substrate.

このような成膜用支持基板を前述した実施形態の成膜装置1000の成膜室に成膜対象面が鉛直方向となるように、10枚保持して、成膜工程を行った。まず、成膜室1020内を不図示の排気ポンプにより真空引きをした後、1320℃まで加熱した。原料ガスとして、SiCl、CHを用い、キャリアガスとしてHを用い、不純物ドーピングガスとしてNを用いた。炭化ケイ素多結晶膜の成膜は、SiCl:CH:H:N=1:1:10:10の比率で上記ガスを混合して成膜室1020内に供給し、20時間の成膜を実施した。このとき、成膜膜厚は0.8mm〜1.2mmであった。 Ten such support substrates for film formation were held in the film formation chamber of the film formation apparatus 1000 of the above-described embodiment so that the surface to be filmed was in the vertical direction, and the film formation step was performed. First, the inside of the film forming chamber 1020 was evacuated by an exhaust pump (not shown), and then heated to 1320 ° C. SiCl 4 and CH 4 were used as the raw material gas, H 2 was used as the carrier gas, and N 2 was used as the impurity doping gas. The silicon carbide polycrystalline film is formed by mixing the above gases at a ratio of SiC 4 : CH 4 : H 2 : N 2 = 1: 1:10: 10 and supplying them into the film forming chamber 1020 for 20 hours. A film was formed. At this time, the film thickness was 0.8 mm to 1.2 mm.

次に、分離工程を行った。成膜用支持基板と炭化ケイ素多結晶膜との積層体について、スリットの箇所でスリットの内側を分離して、炭化ケイ素多結晶基板中間体を得た。分離工程には、内径151mm、外径152mmで、170番手のダイヤモンド砥粒を付したコアドリルを用いた。分離工程において、10枚の成膜用支持基板に形成された40箇所の成膜対象部において炭化ケイ素多結晶基板中間体を分離して、炭化ケイ素多結晶基板中間体を分離するために要した時間を計測して、40回の平均時間を算出した。また、10枚の成膜用支持基板に形成された40箇所の成膜対象部において炭化ケイ素多結晶基板中間体を分離して、コアドリルの砥石摩耗率を確認した。砥石摩耗率は、コアドリルの摩耗寸法(mm)/積層体の加工厚さ(mm)×100(%)として算出した。スリットの幅寸法、接続部の長さ寸法、炭化ケイ素多結晶基板中間体の分離時間、砥石摩耗率の結果を表1に示した。さらに、得られた炭化ケイ素多結晶基板中間体を成膜用支持基板にスライス加工を施したのちに、除去工程に供して、成膜用支持基板の除去を行った。成膜用支持基板の除去後の炭化ケイ素多結晶基板に対して、直径・面取り加工、厚さ・平坦度加工、洗浄を行い、炭化ケイ素多結晶基板を得た。得られた炭化ケイ素多結晶基板は、目視での確認により、損傷等の問題がないことが確認された。 Next, a separation step was performed. Regarding the laminate of the film-forming support substrate and the silicon carbide polycrystalline film, the inside of the slit was separated at the slit to obtain a silicon carbide polycrystalline substrate intermediate. For the separation step, a core drill having an inner diameter of 151 mm and an outer diameter of 152 mm and having 170 count diamond abrasive grains was used. In the separation step, it was necessary to separate the silicon carbide polycrystalline substrate intermediate at 40 film formation target portions formed on the 10 film-forming support substrates to separate the silicon carbide polycrystalline substrate intermediate. The time was measured and the average time of 40 times was calculated. Further, the silicon carbide polycrystalline substrate intermediate was separated from the 40 film-forming target portions formed on the 10 film-forming support substrates, and the grindstone wear rate of the core drill was confirmed. The grindstone wear rate was calculated as the wear size of the core drill (mm) / the processing thickness of the laminate (mm) × 100 (%). Table 1 shows the results of the width dimension of the slit, the length dimension of the connecting portion, the separation time of the silicon carbide polycrystalline substrate intermediate, and the grindstone wear rate. Further, the obtained silicon carbide polycrystalline substrate intermediate was sliced on the film-forming support substrate, and then subjected to a removal step to remove the film-forming support substrate. The silicon carbide polycrystalline substrate after the film-forming support substrate was removed was subjected to diameter / chamfering, thickness / flatness processing, and cleaning to obtain a silicon carbide polycrystalline substrate. It was confirmed by visual confirmation that the obtained silicon carbide polycrystalline substrate had no problems such as damage.

なお、分離時間が5分未満の場合分離工程の効率がよく、5分以上の場合分離工程の効率が悪いと判断した。また、砥石摩耗率が10%未満の場合工具の長寿命化により、加工コスト低いと判断した。砥石摩耗率が10%以上の場合、工具の寿命が短く、加工コストが高いと判断した。 It was judged that the efficiency of the separation step was good when the separation time was less than 5 minutes, and the efficiency of the separation step was poor when the separation time was 5 minutes or more. Further, when the grindstone wear rate is less than 10%, it is judged that the processing cost is low due to the extension of the tool life. When the grindstone wear rate was 10% or more, it was judged that the tool life was short and the machining cost was high.

(実施例2〜実施例4、比較例1〜比較例3)
成膜用支持基板に形成したスリットの幅寸法、接続部の長さ寸法を種々変更したこと以外は、実施例1と同様にして、炭化ケイ素多結晶基板を製造した。比較例1においては、スリットを形成しなかった。スリットの幅寸法は、実施例2では3mm、実施例3では2mm、比較例2では1mm、比較例3では2mmとした。また、接続部の長さ寸法は、実施例2では1mm、実施例3では10mm、比較例2では0.5mm、比較例3では20mmとした。また、炭化ケイ素多結晶基板中間体を分離するために要した時間、砥石摩耗率を表1に示した。比較例2においては、炭化ケイ素多結晶膜を成膜後に、スリットが埋まっていた。成膜用支持基板の除去後の炭化ケイ素多結晶基板に対して、直径・面取り加工、厚さ・平坦度加工、洗浄を行い、炭化ケイ素多結晶基板を得た。得られた炭化ケイ素多結晶基板は、目視での確認により、損傷等の問題がないことが確認された。
(Examples 2 to 4, Comparative Examples 1 to 3)
A silicon carbide polycrystalline substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the width dimension of the slit formed in the film-forming support substrate and the length dimension of the connecting portion were variously changed. In Comparative Example 1, no slit was formed. The width dimension of the slit was 3 mm in Example 2, 2 mm in Example 3, 1 mm in Comparative Example 2, and 2 mm in Comparative Example 3. The length of the connecting portion was 1 mm in Example 2, 10 mm in Example 3, 0.5 mm in Comparative Example 2, and 20 mm in Comparative Example 3. Table 1 shows the time required to separate the silicon carbide polycrystalline substrate intermediate and the grindstone wear rate. In Comparative Example 2, the slit was filled after the silicon carbide polycrystalline film was formed. The silicon carbide polycrystalline substrate after the film-forming support substrate was removed was subjected to diameter / chamfering, thickness / flatness processing, and cleaning to obtain a silicon carbide polycrystalline substrate. It was confirmed by visual confirmation that the obtained silicon carbide polycrystalline substrate had no problems such as damage.

Figure 2021155813
Figure 2021155813

本発明の例示的態様である実施例1〜実施例3は、分離時間が5分未満で、砥石摩耗率が10%未満であることから、いずれも分離工程の効率がよく、低コストであった。また、スリットを形成しない比較例1に比べて、分離時間および砥石摩耗率が大幅に低減した。 In Examples 1 to 3 which are exemplary embodiments of the present invention, the separation time is less than 5 minutes and the grindstone wear rate is less than 10%. Therefore, the separation process is efficient and low cost. rice field. In addition, the separation time and the grindstone wear rate were significantly reduced as compared with Comparative Example 1 in which no slit was formed.

比較例1、比較例2は、分離時間が5分以上、砥石摩耗率が10%以上であり、いずれも分離工程の効率が悪く、また、高コストであった。また、比較例3においては、分離時間や砥石摩耗率が比較例1,2に比べて低減したものの、接続部の長さが長いことから分離時間が実施例よりも長くなり、分離工程の効率化が十分ではなかった。また、スリットの幅が狭い比較例2においては、炭化ケイ素多結晶膜を成膜することによりスリットが埋まってしまい、分離工程において、比較例1よりは分離時間が短いものの、分離時間の低減効果はほとんどなかった。 In Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the separation time was 5 minutes or more and the grindstone wear rate was 10% or more, both of which were inefficient in the separation process and high in cost. Further, in Comparative Example 3, although the separation time and the grindstone wear rate were reduced as compared with Comparative Examples 1 and 2, the separation time was longer than that in the example due to the long length of the connecting portion, and the efficiency of the separation process was increased. The conversion was not enough. Further, in Comparative Example 2 in which the width of the slit is narrow, the slit is filled by forming the silicon carbide polycrystalline film, and the separation time is shorter than that in Comparative Example 1 in the separation step, but the effect of reducing the separation time is achieved. Was almost nonexistent.

以上のことから、本発明の例示的態様である実施例の成膜用支持基板、炭化ケイ素多結晶基板の製造方法であれば、スリットが形成されていない成膜用支持基板と比較して、成膜後に、成膜対象部と成膜された膜との積層体を分離しやすく、分離に要する時間が短くなって生産効率が向上するとともに、分離用工具の摩耗を抑制して、分離用工具の長寿命化によりコストを低減することができる。 From the above, in the method for producing the film-forming support substrate and the silicon carbide polycrystalline substrate according to the examples of the present invention, the film-forming support substrate in which no slit is formed is compared with the film-forming support substrate. After film formation, it is easy to separate the laminate of the film formation target part and the film film, the time required for separation is shortened, the production efficiency is improved, and the wear of the separation tool is suppressed for separation. Costs can be reduced by extending the life of the tool.

100 成膜用支持基板
110、120 成膜対象面
130 成膜対象部
140 スリット
150、150B、150C、150D、150E、150F 接続部
151、152、153 溝
200 炭化ケイ素多結晶膜
300 積層体
400 炭化ケイ素多結晶基板中間体
500 炭化ケイ素多結晶基板
M コアドリル
100 Support substrate for film formation 110, 120 Surface to be filmed 130 Target to be filmed 140 Slit 150, 150B, 150C, 150D, 150E, 150F Connection part 151, 152, 153 Groove 200 Silicon carbide polycrystalline film 300 Laminated body 400 Carbide Silicon Polycrystalline Substrate Intermediate 500 Silicon Carbide Polycrystalline Substrate M Core Drill

Claims (10)

化学的気相蒸着法により成膜対象となる成膜対象面を備え、
前記成膜対象面は、
成膜後に分離される成膜対象部と、
前記成膜対象部の外形に沿って断続的に設けられ、前記成膜用支持基板の厚さ方向に貫通したスリットと、
前記スリット同士の間に位置する接続部と、を有し、
前記接続部の長さ寸法が1mm〜10mmである、成膜用支持基板。
It has a surface to be deposited by the chemical vapor deposition method.
The surface to be filmed is
The film formation target part separated after film formation and the film formation target part
A slit that is intermittently provided along the outer shape of the film-forming target portion and penetrates in the thickness direction of the film-forming support substrate, and
It has a connecting portion located between the slits and
A support substrate for film formation having a length dimension of the connection portion of 1 mm to 10 mm.
前記接続部が2つ以上設けられている、請求項1に記載の成膜用支持基板。 The support substrate for film formation according to claim 1, wherein two or more of the connecting portions are provided. 前記スリットの幅寸法が、2mm〜10mmである、請求項1または2に記載の成膜用支持基板。 The film-forming support substrate according to claim 1 or 2, wherein the width dimension of the slit is 2 mm to 10 mm. 前記成膜用支持基板が、成膜してから前記成膜対象部を分離して円形状基板を得るための支持基板であり、
前記成膜対象部が平面視で円形状であり、
前記成膜対象部の直径寸法が、前記円形状基板の直径寸法よりも1mm〜3mm大きい、請求項1〜3のいずれか1項に記載の成膜用支持基板。
The film-forming support substrate is a support substrate for obtaining a circular substrate by separating the film-forming target portion after film formation.
The film formation target portion has a circular shape in a plan view.
The support substrate for film formation according to any one of claims 1 to 3, wherein the diameter dimension of the film forming target portion is 1 mm to 3 mm larger than the diameter dimension of the circular substrate.
前記成膜対象部が、前記成膜対象面において重ならないように複数箇所に形成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の成膜用支持基板。 The film-forming support substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein the film-forming target portions are formed at a plurality of locations so as not to overlap each other on the film-forming target surface. 前記接続部には、前記厚さ方向に形成された溝が設けられている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の成膜用支持基板。 The film-forming support substrate according to any one of claims 1 to 5, wherein the connecting portion is provided with a groove formed in the thickness direction. 前記溝の断面形状が長方形状である、請求項6に記載の成膜用支持基板。 The film-forming support substrate according to claim 6, wherein the groove has a rectangular cross section. 前記接続部に、長さ方向に沿ってミシン目状に形成された、複数の貫通孔を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の成膜用支持基板。 The support substrate for film formation according to any one of claims 1 to 7, which has a plurality of through holes formed in a perforation shape along the length direction at the connection portion. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の成膜用支持基板を用いて多結晶基板を製造する方法であって、
前記成膜用支持基板の前記成膜対象面に化学的気相蒸着法により多結晶膜が成膜した、前記成膜用支持基板と前記多結晶膜との積層体から、前記スリットの箇所において、前記スリットの内側を分離して多結晶基板中間体を得る、分離工程と、
前記多結晶基板中間体から、前記成膜用支持基板を除去して多結晶基板を得る、除去工程と、を備える、多結晶基板の製造方法。
A method for producing a polycrystalline substrate using the film-forming support substrate according to any one of claims 1 to 8.
A polycrystalline film is formed on the film-forming target surface of the film-forming support substrate by a chemical vapor deposition method, and the laminate of the film-forming support substrate and the polycrystalline film is formed at the slit portion. , A separation step of separating the inside of the slit to obtain a polycrystalline substrate intermediate.
A method for manufacturing a polycrystalline substrate, comprising a removing step of removing the film-forming support substrate from the polycrystalline substrate intermediate to obtain a polycrystalline substrate.
前記成膜対象部が平面視で円形状であり、
前記分離工程において、コアドリルを用いて前記スリットを切削して、前記スリットの内側を分離する、請求項9に記載の多結晶基板の製造方法。
The film formation target portion has a circular shape in a plan view.
The method for manufacturing a polycrystalline substrate according to claim 9, wherein in the separation step, the slit is cut using a core drill to separate the inside of the slit.
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