JPH11121311A - 炭化ケイ素材およびその製造方法並びに炭化ケイ素ウエハ - Google Patents
炭化ケイ素材およびその製造方法並びに炭化ケイ素ウエハInfo
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- JPH11121311A JPH11121311A JP29483997A JP29483997A JPH11121311A JP H11121311 A JPH11121311 A JP H11121311A JP 29483997 A JP29483997 A JP 29483997A JP 29483997 A JP29483997 A JP 29483997A JP H11121311 A JPH11121311 A JP H11121311A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 帯電しないようにする。
【解決手段】 炭化ケイ素ウエハ４０は、炭化ケイ素基
体４２の両面に、炭化ケイ素基体４２より比抵抗の小さ
な帯電防止層４４が設けてある。この帯電防止層４４
は、ＣＶＤによって形成され、炭化ケイ素の炭素の一部
を周期表III 族またはＶ族の元素によって置換してあ
る。
体４２の両面に、炭化ケイ素基体４２より比抵抗の小さ
な帯電防止層４４が設けてある。この帯電防止層４４
は、ＣＶＤによって形成され、炭化ケイ素の炭素の一部
を周期表III 族またはＶ族の元素によって置換してあ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
製造工程に使用するダミーウエハなどに好適な炭化ケイ
素材およびその製造方法並びに炭化ケイ素ウエハに関す
る。
製造工程に使用するダミーウエハなどに好適な炭化ケイ
素材およびその製造方法並びに炭化ケイ素ウエハに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】シリコン単結晶を基板とする半導体デバ
イスは、シリコン基板（シリコンウエハ）の表面に酸化
膜を形成する酸化工程や不純物を拡散する拡散工程、さ
らには減圧下で窒化ケイ素膜、多結晶シリコン膜（ポリ
シリコン膜）などを形成する減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）
工程等を経て、シリコンウエハ上に微細な回路が形成さ
れる。これらの工程には、拡散装置、ＬＰＣＶＤ装置な
どと呼ばれる半導体製造装置が使用される。そして、こ
れらの装置は、いずれも複数のシリコンウエハを炉内に
挿入し、シリコンウエハ本体を高温に加熱する炉体部分
と、反応性ガスを炉内に供給するガス導入部、排気部な
どからなっており、多数枚のシリコンウエハを同時処理
（バッチ処理）できるようになっている。図４は、縦型
ＬＰＣＶＤ装置の一例を示したものである。
イスは、シリコン基板（シリコンウエハ）の表面に酸化
膜を形成する酸化工程や不純物を拡散する拡散工程、さ
らには減圧下で窒化ケイ素膜、多結晶シリコン膜（ポリ
シリコン膜）などを形成する減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）
工程等を経て、シリコンウエハ上に微細な回路が形成さ
れる。これらの工程には、拡散装置、ＬＰＣＶＤ装置な
どと呼ばれる半導体製造装置が使用される。そして、こ
れらの装置は、いずれも複数のシリコンウエハを炉内に
挿入し、シリコンウエハ本体を高温に加熱する炉体部分
と、反応性ガスを炉内に供給するガス導入部、排気部な
どからなっており、多数枚のシリコンウエハを同時処理
（バッチ処理）できるようになっている。図４は、縦型
ＬＰＣＶＤ装置の一例を示したものである。
【０００３】図４において、ＣＶＤ装置１０は、炉本体
１２の内周面に図示しないヒータが配設してあって内部
を高温に加熱、維持できるようになっているとともに、
図示しない真空ポンプに接続してあり、内部を１０Ｔｏ
ｒｒ以下に減圧できるようにしてある。また、炉本体１
２の内部には、高純度石英や炭化ケイ素（ＳｉＣ）によ
って形成したプロセスチューブ１４が設けてある。
１２の内周面に図示しないヒータが配設してあって内部
を高温に加熱、維持できるようになっているとともに、
図示しない真空ポンプに接続してあり、内部を１０Ｔｏ
ｒｒ以下に減圧できるようにしてある。また、炉本体１
２の内部には、高純度石英や炭化ケイ素（ＳｉＣ）によ
って形成したプロセスチューブ１４が設けてある。
【０００４】プロセスチューブ１４によって覆われるベ
ース１６の中央部には、ボート受け１８が設けてあっ
て、このボート受け１８上にＳｉＣや石英などから形成
した縦型ラック状のウエハボート２０が配置してある。
そして、ウエハボート２０の上下方向には、大規模集積
回路（ＬＳＩ）などの半導デバイスを形成するための多
数のシリコンウエハ２２が適宜の間隔をあけて保持させ
てある。また、ウエハボート２０の側部には、反応ガス
を炉内に導入するためのガス導入管２４が配設してある
とともに、炉内温度を測定する熱電対を内蔵した熱電対
保護管２６が設けてある。
ース１６の中央部には、ボート受け１８が設けてあっ
て、このボート受け１８上にＳｉＣや石英などから形成
した縦型ラック状のウエハボート２０が配置してある。
そして、ウエハボート２０の上下方向には、大規模集積
回路（ＬＳＩ）などの半導デバイスを形成するための多
数のシリコンウエハ２２が適宜の間隔をあけて保持させ
てある。また、ウエハボート２０の側部には、反応ガス
を炉内に導入するためのガス導入管２４が配設してある
とともに、炉内温度を測定する熱電対を内蔵した熱電対
保護管２６が設けてある。
【０００５】このように構成したＣＶＤ装置１０は、ウ
エハボート２０を介して多数のシリコンウエハ２２が炉
内に配置される。そして、炉内を１００Ｔｏｒｒ以下に
減圧するとともに、例えば８００〜１２００℃の高温に
加熱し、ガス導入管２４を介してＨ2 などのキャリアガ
スとともにＳｉＣｌ4 などの反応性ガス（原料ガス）を
炉内に導入し、シリコンウエハ２２の表面に多結晶シリ
コン膜（ポリシリコン膜）やシリコン酸化膜（ＳｉＯ
2 ）の形成などが行われる。
エハボート２０を介して多数のシリコンウエハ２２が炉
内に配置される。そして、炉内を１００Ｔｏｒｒ以下に
減圧するとともに、例えば８００〜１２００℃の高温に
加熱し、ガス導入管２４を介してＨ2 などのキャリアガ
スとともにＳｉＣｌ4 などの反応性ガス（原料ガス）を
炉内に導入し、シリコンウエハ２２の表面に多結晶シリ
コン膜（ポリシリコン膜）やシリコン酸化膜（ＳｉＯ
2 ）の形成などが行われる。
【０００６】ところで、このようなＣＶＤ装置１０にお
いては、炉内全体を均一な状態にすることは困難であ
る。そこで、従来からウエハボート２０の上下部には、
炉内のガスの流れや温度の均一性を保持すること等を目
的として、シリコンウエハ２２と同一形状のダミーウエ
ハ２０と称するウエハを数枚ずつ配置している。また、
シリコンウエハ２２に付着するパーティクルの状態や、
シリコンウエハ２２に所定の膜厚が形成されているか等
を調べるために、ウエハボート２０の上下方向の適宜の
位置に複数枚のモニタウエハ３０をシリコンウエハ２２
と混在させて配置している。このダミーウエハ（モニタ
ウエハを含む）は、従来、シリコン単結晶や高純度石英
によって形成した厚さが０．５〜１ｍｍ程度のものを使
用してきた。
いては、炉内全体を均一な状態にすることは困難であ
る。そこで、従来からウエハボート２０の上下部には、
炉内のガスの流れや温度の均一性を保持すること等を目
的として、シリコンウエハ２２と同一形状のダミーウエ
ハ２０と称するウエハを数枚ずつ配置している。また、
シリコンウエハ２２に付着するパーティクルの状態や、
シリコンウエハ２２に所定の膜厚が形成されているか等
を調べるために、ウエハボート２０の上下方向の適宜の
位置に複数枚のモニタウエハ３０をシリコンウエハ２２
と混在させて配置している。このダミーウエハ（モニタ
ウエハを含む）は、従来、シリコン単結晶や高純度石英
によって形成した厚さが０．５〜１ｍｍ程度のものを使
用してきた。
【０００７】ところが、シリコン単結晶や高純度石英に
よって形成した従来のダミーウエハは、熱膨張係数がポ
リシリコン膜やＳｉ3Ｎ4膜などと大きく異なるため、ダ
ミーウエハに成膜されたポリシリコン膜やＳｉ3Ｎ4膜な
どが容易に剥離して炉内を汚染するばかりでなく、耐熱
性や耐蝕性の問題から短期間の使用で廃棄しなければな
らず、経済性が悪いという問題がある。かかるところか
ら、近年、炭化ケイ素からなるダミーウエハが業界の注
目を集めている。この炭化ケイ素ウエハ（ＳｉＣウエ
ハ）は、黒鉛からなる円板状の基材の表面にＬＰＣＶＤ
などによって炭化ケイ素の膜を厚さ０．３〜１ｍｍ程度
成膜し、その後、黒鉛基材を酸化雰囲気中で酸化除去す
ることによって得られる。そして、ＳｉＣウエハは、従
来のシリコン単結晶や高純度石英からなるダミーウエハ
と比較して、 （イ）硝酸などに対する耐蝕性に優れているため、エッ
チングによる付着物の除去が容易に行え、長期間の繰返
し使用が可能である。 （ロ）熱膨張係数が窒化ケイ素膜、ポリシリコン膜の熱
膨張係数に近いところから、ダミーウエハ上に付着した
これらの膜が剥離しにくく、成膜工程途中におけるパー
ティクルの大幅な増加を抑制することができる。 （ハ）高温での重金属などの不純物の拡散係数が極めて
低いため、ＳｉＣウエハに含有されている不純物による
炉内汚染の懸念が少ない。 （ニ）耐熱変形性に優れているため、ロボットによる搬
送などの自動移載が容易である。 等の多くの利点を有しており、経済的効果が大きいとこ
ろから実用化が促進されている。
よって形成した従来のダミーウエハは、熱膨張係数がポ
リシリコン膜やＳｉ3Ｎ4膜などと大きく異なるため、ダ
ミーウエハに成膜されたポリシリコン膜やＳｉ3Ｎ4膜な
どが容易に剥離して炉内を汚染するばかりでなく、耐熱
性や耐蝕性の問題から短期間の使用で廃棄しなければな
らず、経済性が悪いという問題がある。かかるところか
ら、近年、炭化ケイ素からなるダミーウエハが業界の注
目を集めている。この炭化ケイ素ウエハ（ＳｉＣウエ
ハ）は、黒鉛からなる円板状の基材の表面にＬＰＣＶＤ
などによって炭化ケイ素の膜を厚さ０．３〜１ｍｍ程度
成膜し、その後、黒鉛基材を酸化雰囲気中で酸化除去す
ることによって得られる。そして、ＳｉＣウエハは、従
来のシリコン単結晶や高純度石英からなるダミーウエハ
と比較して、 （イ）硝酸などに対する耐蝕性に優れているため、エッ
チングによる付着物の除去が容易に行え、長期間の繰返
し使用が可能である。 （ロ）熱膨張係数が窒化ケイ素膜、ポリシリコン膜の熱
膨張係数に近いところから、ダミーウエハ上に付着した
これらの膜が剥離しにくく、成膜工程途中におけるパー
ティクルの大幅な増加を抑制することができる。 （ハ）高温での重金属などの不純物の拡散係数が極めて
低いため、ＳｉＣウエハに含有されている不純物による
炉内汚染の懸念が少ない。 （ニ）耐熱変形性に優れているため、ロボットによる搬
送などの自動移載が容易である。 等の多くの利点を有しており、経済的効果が大きいとこ
ろから実用化が促進されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ＣＶＤ法に
よって得られたＳｉＣウエハは、比抵抗が１０5 Ω・ｃ
ｍ程度と非常に大きく、誘電体であるため、洗浄工程や
搬送工程などにおいて帯電しやすく、帯電に伴いパーテ
ィクルが吸着される。そして、これらのパーティクル
は、シリコンウエハ２２の不純物の拡散工程やポリシリ
コン膜の形成工程などにおいてＳｉＣウエハから放出さ
れ、シリコンウエハ２２に付着してこれを汚染するなど
の悪影響を及ぼす。
よって得られたＳｉＣウエハは、比抵抗が１０5 Ω・ｃ
ｍ程度と非常に大きく、誘電体であるため、洗浄工程や
搬送工程などにおいて帯電しやすく、帯電に伴いパーテ
ィクルが吸着される。そして、これらのパーティクル
は、シリコンウエハ２２の不純物の拡散工程やポリシリ
コン膜の形成工程などにおいてＳｉＣウエハから放出さ
れ、シリコンウエハ２２に付着してこれを汚染するなど
の悪影響を及ぼす。
【０００９】本発明は、前記従来技術の欠点を解消する
ためになされたもので、帯電しにくい高純度の炭化ケイ
素材を提供することを目的としている。また、本発明
は、シリコンウエハに悪影響を与えない炭化ケイ素ウエ
ハを提供することなどを目的としている。
ためになされたもので、帯電しにくい高純度の炭化ケイ
素材を提供することを目的としている。また、本発明
は、シリコンウエハに悪影響を与えない炭化ケイ素ウエ
ハを提供することなどを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る炭化ケイ素材は、炭化ケイ素基体の
表面に、炭化ケイ素に周期表III 族またはＶ族を含有さ
せた前記炭化ケイ素基体より比抵抗の小さな帯電防止層
を設けた構成となっている。帯電防止層は、炭化ケイ素
基体の全面を覆って形成し、比抵抗率が５×１０3 Ω・
ｃｍ以下にするとよい。そして、帯電防止層は、厚さを
０．５μｍ以上にする。
めに、本発明に係る炭化ケイ素材は、炭化ケイ素基体の
表面に、炭化ケイ素に周期表III 族またはＶ族を含有さ
せた前記炭化ケイ素基体より比抵抗の小さな帯電防止層
を設けた構成となっている。帯電防止層は、炭化ケイ素
基体の全面を覆って形成し、比抵抗率が５×１０3 Ω・
ｃｍ以下にするとよい。そして、帯電防止層は、厚さを
０．５μｍ以上にする。
【００１１】炭化ケイ素に含有させる周期表III 族また
はＶ族の元素は、ホウ素（Ｂ）やアルミニウム（Ａ
ｌ）、または窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）な
どを用いることができるが、窒素は、活性が比較的小さ
いことから、本発明に係る炭化ケイ素材を用いたものを
半導体ウエハなどとともに使用し、炭化ケイ素材から窒
素が放出されたとしても、半導体ウエハに影響を与える
ことが殆どないので、特に望ましい。そして 帯電防止
層の形成は、ホウ素やアルミニウムなどの周期表のIII
族、または窒素やリンなどのＶ族の元素を含むガスを炭
化ケイ素の原料となるケイ素源（ＳｉＣｌ4 など）と炭
素源（Ｃ3 Ｈ8 など）ともにＣＶＤ装置に導入し、ＣＶ
Ｄ法によって形成してもよいし、炭化ケイ素基体にIII
族またはＶ族の元素を含むイオンを注入するなどによっ
て形成してもよい。
はＶ族の元素は、ホウ素（Ｂ）やアルミニウム（Ａ
ｌ）、または窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）な
どを用いることができるが、窒素は、活性が比較的小さ
いことから、本発明に係る炭化ケイ素材を用いたものを
半導体ウエハなどとともに使用し、炭化ケイ素材から窒
素が放出されたとしても、半導体ウエハに影響を与える
ことが殆どないので、特に望ましい。そして 帯電防止
層の形成は、ホウ素やアルミニウムなどの周期表のIII
族、または窒素やリンなどのＶ族の元素を含むガスを炭
化ケイ素の原料となるケイ素源（ＳｉＣｌ4 など）と炭
素源（Ｃ3 Ｈ8 など）ともにＣＶＤ装置に導入し、ＣＶ
Ｄ法によって形成してもよいし、炭化ケイ素基体にIII
族またはＶ族の元素を含むイオンを注入するなどによっ
て形成してもよい。
【００１２】また、本発明に係る炭化ケイ素ウエハは、
炭化ケイ素基体の表面に、炭化ケイ素に周期表III 族ま
たはＶ族を含有させた前記炭化ケイ素基体より比抵抗の
小さな帯電防止層を設けた炭化ケイ素基材により形成し
た構成となっている。さらに、本発明の炭化ケイ素ウエ
ハは、周期表のIII 族またはＶ族の元素を含有させた炭
化ケイ素からなることを特徴としている。
炭化ケイ素基体の表面に、炭化ケイ素に周期表III 族ま
たはＶ族を含有させた前記炭化ケイ素基体より比抵抗の
小さな帯電防止層を設けた炭化ケイ素基材により形成し
た構成となっている。さらに、本発明の炭化ケイ素ウエ
ハは、周期表のIII 族またはＶ族の元素を含有させた炭
化ケイ素からなることを特徴としている。
【００１３】
【作用】上記のごとく形成した本発明は、表面に比抵抗
の小さな帯電防止層を有しているため、帯電に伴うパー
ティクルの吸着が防止される。従って、本発明に係る炭
化ケイ素材を用いたウエハボートやプロセスチューブ、
ダミーウエハやモニタウエハなどを使用したとしても、
これらからパーティクルが放出されることがなく、シリ
コンウエハを汚染するなどの悪影響を避けることができ
る。
の小さな帯電防止層を有しているため、帯電に伴うパー
ティクルの吸着が防止される。従って、本発明に係る炭
化ケイ素材を用いたウエハボートやプロセスチューブ、
ダミーウエハやモニタウエハなどを使用したとしても、
これらからパーティクルが放出されることがなく、シリ
コンウエハを汚染するなどの悪影響を避けることができ
る。
【００１４】炭化ケイ素に周期表III 族またはＶ族の元
素を含有させた帯電防止層は、帯電を防止するために比
抵抗が５×１０3 Ω・ｃｍ以下であれば、パーティクル
の付着量を小さくすることができる。また、帯電防止層
は、厚さが０．５μｍより薄いと、帯電防止効果が充分
得られないおそれがあるため、０．５μｍ以上、望まし
くは１μｍ以上にするとよい。
素を含有させた帯電防止層は、帯電を防止するために比
抵抗が５×１０3 Ω・ｃｍ以下であれば、パーティクル
の付着量を小さくすることができる。また、帯電防止層
は、厚さが０．５μｍより薄いと、帯電防止効果が充分
得られないおそれがあるため、０．５μｍ以上、望まし
くは１μｍ以上にするとよい。
【００１５】そして、周期表III 族またはＶ族の元素を
含有させた炭化ケイ素によってウエハを形成すれば、炭
化ケイ素基体を形成する工程と帯電防止層を形成する工
程とに分ける必要がなく、製造工程の簡素化が図れる。
含有させた炭化ケイ素によってウエハを形成すれば、炭
化ケイ素基体を形成する工程と帯電防止層を形成する工
程とに分ける必要がなく、製造工程の簡素化が図れる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明に係る炭化ケイ素材および
その製造方法並びに炭化ケイ素ウエハの好ましい実施の
形態を、添付図面に従って詳細に説明する。図１は、本
発明の実施の形態に係る炭化ケイ素ウエハの側面図であ
る。図１において、炭化ケイ素ウエハ（ＳｉＣウエハ）
４０は、炭化ケイ素からなる炭化ケイ素基体４２の両面
に帯電防止層４４が設けてある。炭化ケイ素基体４２
は、例えばＣＶＤ法や高純度の炭化ケイ素粉末をホット
プレスによって形成されたもので、１０5 Ω・ｃｍ程度
の比抵抗を有していて、厚さが通常の炭化ケイ素ウエハ
と同様に０．３〜１ｍｍ程度にしてある。
その製造方法並びに炭化ケイ素ウエハの好ましい実施の
形態を、添付図面に従って詳細に説明する。図１は、本
発明の実施の形態に係る炭化ケイ素ウエハの側面図であ
る。図１において、炭化ケイ素ウエハ（ＳｉＣウエハ）
４０は、炭化ケイ素からなる炭化ケイ素基体４２の両面
に帯電防止層４４が設けてある。炭化ケイ素基体４２
は、例えばＣＶＤ法や高純度の炭化ケイ素粉末をホット
プレスによって形成されたもので、１０5 Ω・ｃｍ程度
の比抵抗を有していて、厚さが通常の炭化ケイ素ウエハ
と同様に０．３〜１ｍｍ程度にしてある。
【００１７】帯電防止層４４は、炭化ケイ素の炭素の一
部をホウ素などのIII 族の元素、または窒素やリンなど
のＶ族の元素で置換したものであって、帯電を防止でき
る程度の小さな比抵抗、例えば５×１０3 Ωｃｍ以下の
値となっている。そして、帯電防止層４４は、少なくと
も帯電防止効果が得られる程度の厚さ、０．５μｍ以
上、望ましくは１μｍ以上の厚さを有している。この帯
電防止層４４は、炭化ケイ素基体４２の表層部に、シリ
コン半導体のドーパントとなるホウ素などのIII族の元
素、または窒素やリンなどのＶ族の元素をイオン注入し
たり、炭化ケイ素を成膜する原料ガスにIII 族またはＶ
族の元素を含むガスを混入することによるＣＶＤ法など
によって形成することができる。
部をホウ素などのIII 族の元素、または窒素やリンなど
のＶ族の元素で置換したものであって、帯電を防止でき
る程度の小さな比抵抗、例えば５×１０3 Ωｃｍ以下の
値となっている。そして、帯電防止層４４は、少なくと
も帯電防止効果が得られる程度の厚さ、０．５μｍ以
上、望ましくは１μｍ以上の厚さを有している。この帯
電防止層４４は、炭化ケイ素基体４２の表層部に、シリ
コン半導体のドーパントとなるホウ素などのIII族の元
素、または窒素やリンなどのＶ族の元素をイオン注入し
たり、炭化ケイ素を成膜する原料ガスにIII 族またはＶ
族の元素を含むガスを混入することによるＣＶＤ法など
によって形成することができる。
【００１８】このように構成した炭化ケイ素ウエハ４０
は、表面に比抵抗の小さい帯電防止層４４が設けてある
ため、搬送や洗浄の際などに帯電することがなく、帯電
によるパーティクルの吸着を防止することができる。こ
のため、ダミーウエハやモニタウエハとして使用したと
しても、炭化ケイ素ウエハ４０からパーティクルが放出
されることがなく、シリコンウエハを汚染するなどの悪
影響を避けることができる。
は、表面に比抵抗の小さい帯電防止層４４が設けてある
ため、搬送や洗浄の際などに帯電することがなく、帯電
によるパーティクルの吸着を防止することができる。こ
のため、ダミーウエハやモニタウエハとして使用したと
しても、炭化ケイ素ウエハ４０からパーティクルが放出
されることがなく、シリコンウエハを汚染するなどの悪
影響を避けることができる。
【００１９】すなわち、図２に示したように、炭化ケイ
素ウエハ４０の表面の比抵抗が５×１０3 （５．００Ｅ
＋０３）Ω・ｃｍ付近になるとパーティクルの付着量が
急速に減少してくるので、炭化ケイ素ウエハ４０から放
出されるパーティクルが減少し、シリコンウエハを汚染
するなどの悪影響を避けることができる。なお、図２
は、炭化ケイ素ウエハの比抵抗とパーティクルの付着量
との関係を示す図であって、横軸が炭化ケイ素ウエハの
比抵抗（単位はΩ・ｃｍ）、縦軸が炭化ケイ素ウエハ４
０に付着したパーティクルの個数を示している。
素ウエハ４０の表面の比抵抗が５×１０3 （５．００Ｅ
＋０３）Ω・ｃｍ付近になるとパーティクルの付着量が
急速に減少してくるので、炭化ケイ素ウエハ４０から放
出されるパーティクルが減少し、シリコンウエハを汚染
するなどの悪影響を避けることができる。なお、図２
は、炭化ケイ素ウエハの比抵抗とパーティクルの付着量
との関係を示す図であって、横軸が炭化ケイ素ウエハの
比抵抗（単位はΩ・ｃｍ）、縦軸が炭化ケイ素ウエハ４
０に付着したパーティクルの個数を示している。
【００２０】パーティクルの計測は、比抵抗の異なる８
インチサイズの炭化ケイ素ウエハを使用し、クラス１０
００のクリーンルーム内で行なった。炭化ケイ素ウエハ
は、ＲＣＡ洗浄後に窒素ガス（Ｎ2 ）を吹き付けて乾燥
させ、そのウエハを絶縁性のピンセットを使用して絶縁
性のある支持台上に垂直にセットし、５分間そのまま放
置したのち、パーティクルカウンタを用いて０．５μｍ
以上の大きさのパーティクルの付着量を計測した。
インチサイズの炭化ケイ素ウエハを使用し、クラス１０
００のクリーンルーム内で行なった。炭化ケイ素ウエハ
は、ＲＣＡ洗浄後に窒素ガス（Ｎ2 ）を吹き付けて乾燥
させ、そのウエハを絶縁性のピンセットを使用して絶縁
性のある支持台上に垂直にセットし、５分間そのまま放
置したのち、パーティクルカウンタを用いて０．５μｍ
以上の大きさのパーティクルの付着量を計測した。
【００２１】図３は、実施の形態に係る炭化ケイ素ウエ
ハ４０の製造工程の一例を示したもので、ＣＶＤ法によ
る製造工程を示したものである。図３のステップ５０に
示したように、まず、製造する炭化ケイ素ウエハ４０の
寸法に合せた、高純度黒鉛からなる所定寸法の円板状黒
鉛基材を製作する。その後、円板状黒鉛基材をＣＶＤ装
置に入れ、装置（炉）内を所定の温度（例えば、１００
０〜１６００℃）に加熱、保持しするとともに、ＣＶＤ
によって黒鉛基材の表面に帯電防止層４４を０．５μｍ
以上成膜する（ステップ５２）。
ハ４０の製造工程の一例を示したもので、ＣＶＤ法によ
る製造工程を示したものである。図３のステップ５０に
示したように、まず、製造する炭化ケイ素ウエハ４０の
寸法に合せた、高純度黒鉛からなる所定寸法の円板状黒
鉛基材を製作する。その後、円板状黒鉛基材をＣＶＤ装
置に入れ、装置（炉）内を所定の温度（例えば、１００
０〜１６００℃）に加熱、保持しするとともに、ＣＶＤ
によって黒鉛基材の表面に帯電防止層４４を０．５μｍ
以上成膜する（ステップ５２）。
【００２２】すなわち、炭化ケイ素の原料となるケイ素
源（ＳｉＣｌ4 など）と炭素源（Ｃ 3 Ｈ8 など）とを体
積％で５〜２０％、５〜１０体積％の窒素ガス（Ｎ2 ）
をキャリアガスである水素ガス（Ｈ2 ）とともにＣＶＤ
装置に供給し、炭化ケイ素の炭素の一部を窒素に置換し
た帯電防止層４４を所定の厚さ形成する。これにより、
帯電防止層４４の比抵抗を１０2 Ω・ｃｍ程度にするこ
とができ、帯電の防止がはかれる。
源（ＳｉＣｌ4 など）と炭素源（Ｃ 3 Ｈ8 など）とを体
積％で５〜２０％、５〜１０体積％の窒素ガス（Ｎ2 ）
をキャリアガスである水素ガス（Ｈ2 ）とともにＣＶＤ
装置に供給し、炭化ケイ素の炭素の一部を窒素に置換し
た帯電防止層４４を所定の厚さ形成する。これにより、
帯電防止層４４の比抵抗を１０2 Ω・ｃｍ程度にするこ
とができ、帯電の防止がはかれる。
【００２３】その後、窒素ガスの供給を停止し、ステッ
プ５４に示したように、炭化ケイ素基体４２となるＳｉ
Ｃ層を約０．３〜１ｍｍ成膜する。続いて、再び窒素ガ
スを供給し、帯電防止層４４を０．５μｍ以上成膜す
る。次に、表面に炭化ケイ素の膜を形成した黒鉛基材を
ＣＶＤ装置から取り出し、機械加工によって周面を研削
して切除し、黒鉛基材の周面を露出させる（ステップ５
８）。そして、炭化ケイ素膜に挟まれた状態の黒鉛基材
を９００〜１４００℃の炉に入れて酸素を供給し、黒鉛
基材を燃焼させて除去し（ステップ６０）、２枚の炭化
ケイ素ウエハ４０を得る。その後、ステップ６２に示し
たように、炭化ケイ素ウエハ４０を研磨するとともに、
周縁部を面取り仕上げして製品にする。
プ５４に示したように、炭化ケイ素基体４２となるＳｉ
Ｃ層を約０．３〜１ｍｍ成膜する。続いて、再び窒素ガ
スを供給し、帯電防止層４４を０．５μｍ以上成膜す
る。次に、表面に炭化ケイ素の膜を形成した黒鉛基材を
ＣＶＤ装置から取り出し、機械加工によって周面を研削
して切除し、黒鉛基材の周面を露出させる（ステップ５
８）。そして、炭化ケイ素膜に挟まれた状態の黒鉛基材
を９００〜１４００℃の炉に入れて酸素を供給し、黒鉛
基材を燃焼させて除去し（ステップ６０）、２枚の炭化
ケイ素ウエハ４０を得る。その後、ステップ６２に示し
たように、炭化ケイ素ウエハ４０を研磨するとともに、
周縁部を面取り仕上げして製品にする。
【００２４】なお、ステップ５２とステップ５６とを省
略し、帯電防止層を有しない炭化ケイ素基体４２を形成
したのち、ステップ６４に示したように、炭化ケイ素基
体４２の両面にＣＶＤ法によって帯電防止層４４を形成
してもよい。また、帯電防止層４４は、炭化ケイ素基体
４２の周面にも形成し、炭化ケイ素基体４２の全面を覆
うようにしてもよい。
略し、帯電防止層を有しない炭化ケイ素基体４２を形成
したのち、ステップ６４に示したように、炭化ケイ素基
体４２の両面にＣＶＤ法によって帯電防止層４４を形成
してもよい。また、帯電防止層４４は、炭化ケイ素基体
４２の周面にも形成し、炭化ケイ素基体４２の全面を覆
うようにしてもよい。
【００２５】また、前記実施の形態においては、帯電防
止層４４を形成するのに窒素がステップを用いた場合に
ついて説明したが、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）やホスフ
ィン（ＰＨ3 ）などを用いてもよい。そして、前記実施
の形態においては、ＣＶＤによって帯電防止層４４を形
成する場合について説明したが、イオン注入などによっ
て形成してもよい。
止層４４を形成するのに窒素がステップを用いた場合に
ついて説明したが、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）やホスフ
ィン（ＰＨ3 ）などを用いてもよい。そして、前記実施
の形態においては、ＣＶＤによって帯電防止層４４を形
成する場合について説明したが、イオン注入などによっ
て形成してもよい。
【００２６】さらに、前記の実施の形態においては、炭
化ケイ素ウエハ４０について説明したが、例えば黒鉛に
よってウエハボートやプロセスチューブなどの形状を作
り、これの表面にＣＶＤ法によって炭化ケイ素膜を成膜
し、さらに炭化ケイ素膜の表面に、前記した周期表III
族またはＶ族の元素を含有させた炭化ケイ素からなる帯
電防止層を成膜した後、帯電防止層と炭化ケイ素膜とに
孔をあけて黒鉛基材の一部を露出させ、黒鉛を燃焼除去
して炭化ケイ素からなるウエハボートやプロセスチュー
ブなどを形成してもよい。また、周期表III 族またはＶ
族の元素を含有させた炭化ケイ素だけによって、すなわ
ち前記の帯電防止層と同様の組成だけからなる炭化ケイ
素ウエハを形成してもよい。
化ケイ素ウエハ４０について説明したが、例えば黒鉛に
よってウエハボートやプロセスチューブなどの形状を作
り、これの表面にＣＶＤ法によって炭化ケイ素膜を成膜
し、さらに炭化ケイ素膜の表面に、前記した周期表III
族またはＶ族の元素を含有させた炭化ケイ素からなる帯
電防止層を成膜した後、帯電防止層と炭化ケイ素膜とに
孔をあけて黒鉛基材の一部を露出させ、黒鉛を燃焼除去
して炭化ケイ素からなるウエハボートやプロセスチュー
ブなどを形成してもよい。また、周期表III 族またはＶ
族の元素を含有させた炭化ケイ素だけによって、すなわ
ち前記の帯電防止層と同様の組成だけからなる炭化ケイ
素ウエハを形成してもよい。
【００２７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、表面に比抵抗の小さな帯電防止層を設けたことによ
り、帯電に伴うパーティクルの吸着が防止され、ウエハ
ボートやプロセスチューブ、ダミーウエハやモニタウエ
ハなどに使用したとしても、これらからパーティクルが
放出されることがなく、シリコンウエハを汚染するなど
の悪影響を避けることができる。そして、周期表III 族
またはＶ族の元素を含有させた炭化ケイ素によってウエ
ハを形成すれば、炭化ケイ素基体を形成する工程と帯電
防止層を形成する工程とに分ける必要がなく、製造工程
の簡素化が図れる。
ば、表面に比抵抗の小さな帯電防止層を設けたことによ
り、帯電に伴うパーティクルの吸着が防止され、ウエハ
ボートやプロセスチューブ、ダミーウエハやモニタウエ
ハなどに使用したとしても、これらからパーティクルが
放出されることがなく、シリコンウエハを汚染するなど
の悪影響を避けることができる。そして、周期表III 族
またはＶ族の元素を含有させた炭化ケイ素によってウエ
ハを形成すれば、炭化ケイ素基体を形成する工程と帯電
防止層を形成する工程とに分ける必要がなく、製造工程
の簡素化が図れる。
【図１】本発明の実施の形態に係る炭化ケイ素ウエハの
説明図である。
説明図である。
【図２】炭化ケイ素ウエハの比抵抗とパーティクルの付
着量との関係を示す図である。
着量との関係を示す図である。
【図３】実施の形態に係る炭化ケイ素ウエハの製造方法
の説明図である。
の説明図である。
【図４】減圧ＣＶＤ装置の説明図である。
４０ 炭化ケイ素ウエハ ４２ 炭化ケイ素基体 ４４ 帯電防止層
Claims (6)
- 【請求項１】 炭化ケイ素基体の表面に、炭化ケイ素に
周期表III 族またはＶ族を含有させた前記炭化ケイ素基
体より比抵抗の小さな帯電防止層を設けたことを特徴と
する炭化ケイ素材。 - 【請求項２】 前記帯電防止層は、前記炭化ケイ素基体
の全面を覆って形成され、比抵抗が５×１０3 Ω・ｃｍ
以下であることを特徴とする請求項１に記載の炭化ケイ
素材。 - 【請求項３】 前記帯電防止層は、厚さが０．５μｍ以
上であることを特徴とする請求項１または２に記載の炭
化ケイ素材。 - 【請求項４】 炭素元素とケイ素元素とを含む原料ガス
をキャリアガスとともに黒鉛基材を収容したチャンバ内
に導入し、ＣＶＤ法により前記黒鉛基材の表面に炭化ケ
イ素からなる基体を成膜したのち、前記原料ガスと前記
キャリアガスとともに周期表のIII 族またはＶ族の元素
を含むガスを前記チャンバ内に導入し、前記炭化ケイ素
基体の表面にＣＶＤ法により炭化ケイ素基体より比抵抗
率の小さな帯電防止層を形成し、その後、前記黒鉛基材
を酸化して除去することを特徴とする炭化ケイ素材の製
造方法。 - 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかに記載の炭
化ケイ素材により形成したことを特徴とする炭化ケイ素
ウエハ。 - 【請求項６】 周期表のIII 族またはＶ族の元素を含有
させた炭化ケイ素からなることを特徴とする炭化ケイ素
ウエハ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29483997A JPH11121311A (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 炭化ケイ素材およびその製造方法並びに炭化ケイ素ウエハ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29483997A JPH11121311A (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 炭化ケイ素材およびその製造方法並びに炭化ケイ素ウエハ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11121311A true JPH11121311A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17812928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29483997A Pending JPH11121311A (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 炭化ケイ素材およびその製造方法並びに炭化ケイ素ウエハ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11121311A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6365460B1 (en) * | 1998-12-16 | 2002-04-02 | Ngk Insulators, Ltd. | Production of silicon carbide bodies |
| WO2003071588A1 (en) * | 2002-02-22 | 2003-08-28 | Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. | Production method of sic monitor wafer |
| CN1326219C (zh) * | 2004-06-28 | 2007-07-11 | 中国科学院半导体研究所 | 降低磷离子注入[0001]取向的4h－碳化硅电阻率的方法 |
| WO2014020776A1 (ja) * | 2012-08-01 | 2014-02-06 | 東海カーボン株式会社 | ＳｉＣ成形体およびＳｉＣ成形体の製造方法 |
| US9165779B2 (en) | 2012-10-26 | 2015-10-20 | Dow Corning Corporation | Flat SiC semiconductor substrate |
| US9279192B2 (en) | 2014-07-29 | 2016-03-08 | Dow Corning Corporation | Method for manufacturing SiC wafer fit for integration with power device manufacturing technology |
| US9337277B2 (en) | 2012-09-11 | 2016-05-10 | Dow Corning Corporation | High voltage power semiconductor device on SiC |
| US9738991B2 (en) | 2013-02-05 | 2017-08-22 | Dow Corning Corporation | Method for growing a SiC crystal by vapor deposition onto a seed crystal provided on a supporting shelf which permits thermal expansion |
| US9797064B2 (en) | 2013-02-05 | 2017-10-24 | Dow Corning Corporation | Method for growing a SiC crystal by vapor deposition onto a seed crystal provided on a support shelf which permits thermal expansion |
| CN114506846A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-05-17 | 厦门金鹭特种合金有限公司 | 一种超细碳化物的生产方法及生产装置 |
-
1997
- 1997-10-13 JP JP29483997A patent/JPH11121311A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2014031527A (ja) * | 2012-08-01 | 2014-02-20 | Tokai Carbon Co Ltd | ＳｉＣ成形体およびＳｉＣ成形体の製造方法 |
| CN104508178A (zh) * | 2012-08-01 | 2015-04-08 | 东海炭素株式会社 | SiC成型体以及SiC成型体的制造方法 |
| US9975779B2 (en) | 2012-08-01 | 2018-05-22 | Tokai Carbon Co., Ltd. | SiC formed body and method for producing SiC formed body |
| CN104508178B (zh) * | 2012-08-01 | 2016-08-24 | 东海炭素株式会社 | SiC成型体以及SiC成型体的制造方法 |
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| CN114506846A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-05-17 | 厦门金鹭特种合金有限公司 | 一种超细碳化物的生产方法及生产装置 |
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| A977 | Report on retrieval |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050315 |
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