JPWO2018151294A1 - Silicon carbide member and member for semiconductor manufacturing equipment - Google Patents
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Abstract
炭化ケイ素部材は、3Cの結晶構造を有するβ型の第1の炭化ケイ素結晶と、第1の炭化ケイ素結晶とは異なる結晶構造を有する第2の炭化ケイ素結晶とを含む。炭化ケイ素部材は第1の表面を有し、第1の表面と直交する方向を第1方向とする。第2の炭化ケイ素結晶の粒子は、第1方向に沿ってのびる長径を有するとともに、第1方向の長さの平均が100μm以下である。このような炭化ケイ素部材はプラズマや薬液に対する耐性に優れ、フォーカスリングやダミーウェハなどの半導体装置用部材として好適である。【選択図】 図6The silicon carbide member includes a β-type first silicon carbide crystal having a 3C crystal structure, and a second silicon carbide crystal having a crystal structure different from the first silicon carbide crystal. The silicon carbide member has a first surface, and a direction perpendicular to the first surface is defined as a first direction. The particles of the second silicon carbide crystal have a major axis extending along the first direction, and have an average length in the first direction of 100 μm or less. Such a silicon carbide member has excellent resistance to plasma and chemicals, and is suitable as a member for semiconductor devices such as a focus ring and a dummy wafer. [Selection] Fig. 6
Description
本開示は、炭化ケイ素部材および半導体製造装置用部材に関するものである。 The present disclosure relates to a silicon carbide member and a member for a semiconductor manufacturing apparatus.
化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition、CVD法)により得られる炭化ケイ素材料(CVD−SiC材料)は、被覆材料として用いられるほか、CVD−SiC材料単体で種々の部材として用いられている。単体のCVD−SiC部材は、たとえば基体の表面にCVD法により炭化ケイ素(SiC)を析出させ、成膜した後、基体を除去することで得られる。CVD−SiC材料は、焼結法で製造されたSiC材料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。そのため、CVD−SiC材料は、半導体製造装置用の加熱ヒータ、エッチング装置に用いられるフォーカスリング、ダミーウェハ、サセプター、炉芯管、耐薬品性治具、分析用容器等の各種部材として提案されている。 A silicon carbide material (CVD-SiC material) obtained by a chemical vapor deposition (CVD) method is used not only as a coating material but also as a single member of a CVD-SiC material as various members. A single CVD-SiC member is obtained, for example, by depositing silicon carbide (SiC) on the surface of a substrate by a CVD method, forming a film, and then removing the substrate. The CVD-SiC material is dense and high-purity as compared with the SiC material manufactured by the sintering method, and has excellent corrosion resistance, heat resistance, and strength characteristics. Therefore, the CVD-SiC material has been proposed as various members such as a heater for a semiconductor manufacturing apparatus, a focus ring used for an etching apparatus, a dummy wafer, a susceptor, a furnace core tube, a chemical resistant jig, and an analysis container. .
CVD−SiC材料は、主として半導体製造装置の内部で用いられる。そのため、成膜時に用いた基体を除去した状態で、高純度SiCの自立膜として用いられる。自立膜として用いるために厚いCVD-SiC材料の膜を形成すると、内部応力が大きくなり、基体を除去した際にCVD−SiCの膜(以下、単にCVD−SiC膜という)に亀裂、反りなどの変形が生じる場合があった。特許文献1では、3層以上の炭化ケイ素層を積層した積層体において、CVDにより形成された各層の表面を平坦化し、各層の厚みを100μm以下とすることで反りが抑制されることが開示されている。
The CVD-SiC material is mainly used inside a semiconductor manufacturing apparatus. Therefore, it is used as a free-standing film of high-purity SiC with the substrate used at the time of film formation removed. When a thick film of a CVD-SiC material is formed to be used as a self-supporting film, internal stress increases, and when a substrate is removed, a film of a CVD-SiC (hereinafter, simply referred to as a CVD-SiC film) such as a crack or a warp is formed. In some cases, deformation occurred.
また、SiCは複数の異なる結晶構造が存在する。たとえば、厚いCVD−SiCを効率的に得るために成膜速度を高めると、異なる結晶構造を有する複数の炭化ケイ素結晶が混在したものとなっていた。 Further, SiC has a plurality of different crystal structures. For example, when the deposition rate is increased to efficiently obtain thick CVD-SiC, a plurality of silicon carbide crystals having different crystal structures are mixed.
本開示の炭化ケイ素部材は、3Cの結晶構造を有するβ型の第1の炭化ケイ素結晶と、第1の炭化ケイ素結晶とは異なる結晶構造を有する第2の炭化ケイ素結晶とを含む。炭化ケイ素部材は第1の表面を有し、第1の表面と直交する方向を第1方向とする。第2の炭化ケイ素結晶の粒子は、第1方向に沿ってのびる長径を有するとともに、第1方向の長さの平均が100μm以下である。 The silicon carbide member of the present disclosure includes a β-type first silicon carbide crystal having a 3C crystal structure, and a second silicon carbide crystal having a crystal structure different from the first silicon carbide crystal. The silicon carbide member has a first surface, and a direction perpendicular to the first surface is defined as a first direction. The particles of the second silicon carbide crystal have a major axis extending along the first direction and have an average length in the first direction of 100 μm or less.
本開示の半導体製造装置用部材、フォーカスリング、およびダミーウェハは、上記の炭化ケイ素部材を含む。 A member for a semiconductor manufacturing apparatus, a focus ring, and a dummy wafer according to the present disclosure include the above-described silicon carbide member.
図1および図2は、炭化ケイ素材料を用いた半導体製造装置用部材1の例である。図1はフォーカスリング1a、図2はダミーウェハ1bを模式的に示している。半導体製造装置、特にCVD(Chemical Vapor Deposition、化学気相成長法)、PVD(Physical Vapor Deposition、物理気相成長法)、およびプラズマエッチング装置では、Siなどのウェハがプラズマ処理される。
1 and 2 show an example of a
フォーカスリング1aは、ウェハの外周に配置される。フォーカスリング1aを用いてウェハ処理することで、ウェハをより均一に処理することができる。そのため、フォーカスリング1aには、被処理物であるウェハと同等または類似の抵抗率、およびプラズマに対する高い耐食性を有することが求められる。プラズマに対する耐食性を耐プラズマ性という場合がある。
The
ダミーウェハ1bは、半導体製造装置の条件調整、クリーニングなどの際に、ウェハの代替として用いられる。ダミーウェハ1bもフォーカスリング1aと同様に、被処理物であるウェハと同等または類似の抵抗率、および高い耐プラズマ性を有することが求められる。
The
図3〜図5は、図1に示したフォーカスリング1aのIII−III線断面図である。図3に示すように、炭化ケイ素部材は第1の表面S1を有している。炭化ケイ素部材は、主として第1の表面S1でプラズマに曝される。図4および図5は、図3の一部を拡大した断面図である。図4の例と図5の例とは微構造が異なる。CVD法により形成された炭化ケイ素材料は、一般に、図4または図5に示すように、第1方向である矢印方向vに沿って結晶が成長した柱状の炭化ケイ素結晶2によって構成される。第1方向は、第1の表面S1と直交する。以下、炭化ケイ素をSiCと言い、CVD法により形成された炭化ケイ素材料をCVD−SiC材料という場合がある。
3 to 5 are sectional views taken along line III-III of the
炭化ケイ素部材は、図4、図5のいずれの構造を有していてもよい。なお、図4、図5では、炭化ケイ素結晶2を模式的に長方形で記載しているため、複数の炭化ケイ素結晶2間に空洞があるような記載となっている。しかし、CVDにより形成された実際の炭化ケイ素材料は、このように大きな空洞を有さず、緻密である。
The silicon carbide member may have any of the structures shown in FIGS. In FIGS. 4 and 5, the
炭化ケイ素の結晶構造には、3C、4H、6Hおよび15R等多くの結晶多形が存在する。閃亜鉛鉱型構造である3Cはβ型とも呼ばれ、それ以外の構造を有する4H、6H、15R等はα型と呼ばれる。 There are many crystal polymorphs such as 3C, 4H, 6H and 15R in the crystal structure of silicon carbide. 3C, which is a zinc blende type structure, is also called β type, and 4H, 6H, 15R, etc. having other structures are called α type.
結晶構造(結晶形)の異なる炭化ケイ素結晶は、プラズマや薬液に対する耐性がそれぞれ異なる。α型の炭化ケイ素結晶は、プラズマや薬液に対する耐性がβ型の炭化ケイ素結晶と比べて相対的に低い。また、互いに異なる結晶形を有する炭化ケイ素結晶同士の界面では、プラズマや薬液による腐食が進行しやすい。 Silicon carbide crystals having different crystal structures (crystal forms) have different resistances to plasma and chemicals. α-type silicon carbide crystals have relatively lower resistance to plasma and chemicals than β-type silicon carbide crystals. At the interface between silicon carbide crystals having different crystal forms, corrosion by plasma or a chemical solution easily progresses.
たとえば、α型の炭化ケイ素結晶が結晶成長して粗大粒子を形成した炭化ケイ素部材では、その粗大粒子およびその粒界は、プラズマや薬液に対する耐性が比較的低い部位となる。炭化ケイ素部材のβ型炭化ケイ素結晶とα型の炭化ケイ素結晶とが混在する表面がプラズマや薬液に曝されると、α型の炭化ケイ素結晶およびその粒界が選択的にエッチングされる。α型の粗大粒が存在した場合、エッチングされた表面の凹凸が大きくなって表面が荒れ、表面粗さが大きくなる。表面粗さが大きくなると、プラズマや薬液に曝される表面積が大きくなり、腐食が進行しやすくなる。このように、α型の粗大粒子の存在は、炭化ケイ素部材全体としてのプラズマや薬液に対する耐性を劣化させる懸念がある。 For example, in a silicon carbide member in which α-type silicon carbide crystals have grown to form coarse particles, the coarse particles and their grain boundaries are portions having relatively low resistance to plasma and chemicals. When the surface of the silicon carbide member where the β-type silicon carbide crystal and the α-type silicon carbide crystal are mixed is exposed to plasma or a chemical solution, the α-type silicon carbide crystal and its grain boundaries are selectively etched. When α-type coarse grains are present, the unevenness of the etched surface becomes large, the surface becomes rough, and the surface roughness becomes large. As the surface roughness increases, the surface area exposed to the plasma or the chemical solution increases, and the corrosion easily proceeds. As described above, the presence of α-type coarse particles may deteriorate the resistance of the entire silicon carbide member to plasma and chemicals.
<第1実施形態>
第1実施形態の炭化ケイ素部材は、図6に示すように、3Cの結晶構造を有するβ型の第1の炭化ケイ素結晶2aと、第1の炭化ケイ素結晶2aとは異なる結晶構造を有するα型の第2の炭化ケイ素結晶2bとを含んでいる。また、炭化ケイ素部材は、第1の表面S1を有し、第1の炭化ケイ素結晶2aの粒子および第2の炭化ケイ素結晶2bの粒子は、いずれも第1の表面S1に直交する第1方向に沿ってのびる長径を有する。粒子が第1方向に沿ってのびる長径を有するとは、粒子の長径の方向が第1方向に対し45°未満の角度をなすことをいう。すなわち、第1の炭化ケイ素結晶2aの粒子および第2の炭化ケイ素結晶2bの粒子は、第1方向の長さが第1方向に直交する方向の長さよりも長い形状を有する。また、第2の炭化ケイ素結晶2bの粒子の大きさは、第1の炭化ケイ素結晶2aの粒子の大きさよりも大きい。第2の炭化ケイ素結晶2bの粒子は、その第1方向の長さをd1とした時、d1の平均が100μm以下である。<First Embodiment>
As shown in FIG. 6, the silicon carbide member of the first embodiment has a β-type first
第2のSiC結晶2bはα型であり、プラズマや薬液に対する耐性がβ型の第1のSiC結晶2aよりも低い。以下、プラズマや薬液に対する耐性を総じて耐食性という場合がある。耐食性の低い第2のSiC結晶2bの粒子が第1方向に沿ってのびる長径を有し、その第1の方向の長さd1の平均を100μm以下とすることで、第2のSiC結晶2bの粗大粒の大きさ及び数が低減される。その結果、第2のSiC結晶2bの露出部の面積、すなわち第1の表面S1に露出した第2のSiC結晶2bの面積が低減され、SiC部材の耐食性が向上する。d1の平均は、50μm以下、さらに30μm以下でもよい。d1をより小さくすることで、第2のSiC結晶2bの露出部の面積がさらに低減され、SiC部材の耐食性がさらに向上する。
The
なお、第1の表面S1とは、CVDの最終工程において形成された表面であり、基体と接する側の面ではない。第1の表面S1は、研磨処理などをした加工面であってもよい。通常、基体と接する側の面には、第2のSiC結晶2bはほとんど存在しない。第2のSiC結晶2bは、CVD−SiCの堆積中に発生した核を起点として成長する。したがって、基材が除去されたCVD−SiCについても、その断面を観察することで、基体と接していた側の面と第1の表面S1とを判別することができる。
The first surface S1 is a surface formed in the final step of CVD, and is not a surface in contact with the base. The first surface S1 may be a processed surface that has been subjected to a polishing process or the like. Usually, the
SiC部材の微構造は、たとえば、SiC部材の研磨された表面または断面を、後方散乱電子回折(Electron BackScatter Diffraction、EBSD)で観察して確認すればよい。SiC部材の研磨された表面または断面を、さらにウェットエッチングし、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡(SEM)で観察して、微構造を確認してもよい。ウェットエッチングの方法は、たとえば溶融NaOHや溶融KOHにSiC部材を浸漬する方法などを用いてもよい。SiC結晶の結晶構造は、X線回折により確認してもよい。また、SiC部材の断面における局所的な結晶構造(各SiC粒子の結晶構造)は、後方散乱電子回折(Electron BackScatter Diffraction、EBSD)で確認してもよい。 The microstructure of the SiC member may be confirmed, for example, by observing the polished surface or cross section of the SiC member by backscatter electron diffraction (EBSD). The polished surface or cross section of the SiC member may be further wet-etched and observed with an optical microscope or a scanning electron microscope (SEM) to confirm the microstructure. As a method of wet etching, for example, a method of immersing the SiC member in molten NaOH or molten KOH may be used. The crystal structure of the SiC crystal may be confirmed by X-ray diffraction. Further, the local crystal structure (the crystal structure of each SiC particle) in the cross section of the SiC member may be confirmed by Electron BackScatter Diffraction (EBSD).
第2のSiC結晶2bは、SiC部材の内部および第1の表面S1に存在している。図7に示すように、第2のSiC結晶2bは、SiC部材の第1の表面S1に露出した部分を有していてもよい。以下、第2のSiC結晶2bがSiC部材の第1の表面S1に露出した部分を、単に第2のSiC結晶2bの露出部という場合もある。第2のSiC結晶2bの露出部の長さd2の平均は、20μm以下でもよい。第2のSiC結晶2bの露出部の長さであるd2の平均を20μm以下にすると、SiC部材の第1の表面S1において、プラズマや薬液に対する耐性の局所的な低下を小さくできる。その結果、SiC部材がプラズマや薬液にさらされても、その表面すなわち第1の表面S1の荒れや亀裂の発生を低減できる。d2の平均は、10μm以下、さらには5μm以下でもよい。d2をより小さくすることで、SiC部材の耐食性がさらに向上する。
The
第2のSiC結晶2bの露出部の長さd2は、図7に示すように、第1の表面S1に垂直な断面における露出部の長さd2を測定してもよい。d2の測定数は、たとえば10個とし、それを平均してもよい。また、第2のSiC結晶2bの露出部の面積を円換算した直径を算出し、その直径をd2としてもよい。
The length d2 of the exposed portion of the
<第2実施形態>
第2実施形態の炭化ケイ素部材は、図8に示すように第1の炭化ケイ素結晶2aおよび第2の炭化ケイ素結晶2bを含む炭化ケイ素層4を、少なくとも2つ備えている。2つまたは3つ以上の炭化ケイ素層4は、第1方向に重なっていてもよい。第2実施形態の第1の炭化ケイ素結晶2aの粒子および第2の炭化ケイ素結晶2bの粒子の形状は、第1実施形態と同じ、または類似している。Second Embodiment
The silicon carbide member of the second embodiment includes at least two
SiC層4の第1方向の平均厚さは、1層あたり200μm以下であってもよい。SiC層4の平均厚さを200μm以下とすることで、第2のSiC結晶2bの大きさを小さくすることができる。第2のSiC結晶2bの大きさを小さくすることにより、SiC部材がプラズマや薬液にさらされた場合のエッチングレートを均一化することができる。また、第2のSiC結晶2bの粒子が、第1の表面S1から剥離し難くなり、エッチングによる第1の表面S1の荒れを小さくできる。SiC層4の平均厚さは50μm以上でもよい。
The average thickness in the first direction of the
異なるSiC層4は、同じくらいの厚さを有してもよいし、それぞれ異なる厚さを有してもよい。厚さの異なる2つ以上のSiC層4を備えるSiC部材は、第1方向の中央よりも第1の表面S1に近い部位に薄いSiC層4を備え、第1方向の中央よりも第1の表面S1から遠い部位に厚いSiC層4を備えていてもよい。
The
1つのSiC層4の厚さは、たとえばSiC部材の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)などで観察し、1つのSiC層4の厚さを3か所以上測定し、その平均値とすればよい。また、各SiC層4の厚さが略均等であれば、SiC部材の総厚さの平均値を、SiC層4の層数で除した値を1つのSiC層4の平均厚さとしてもよい。
For example, the thickness of one
隣接するSiC層4とSiC層4との界面には、図8に示すように介在層5が存在していてもよい。
At the interface between adjacent SiC layers 4, an intervening
介在層5が存在することにより、隣接するSiC層4のうち、一方のSiC層4中に存在する第2のSiC結晶2bと、もう一方のSiC層4中に存在する第2のSiC結晶2bとが、つながりにくくなる。すなわち、第2のSiC結晶2bを、隣接する炭化ケイ素層4と炭化ケイ素層4との界面で効果的に途切れさせることができる。したがって、第2のSiC結晶2bのうち、2つ以上の炭化ケイ素層4にわたって存在する第2のSiC結晶2b、すなわち、隣接する炭化ケイ素層4の界面または介在層5から突出して、2つ以上の炭化ケイ素層4に存在する第2のSiC結晶2bを低減することができる。介在層5の厚さは、たとえば1μm以上10μm以下としてもよい。
Due to the presence of the intervening
SiC部材に含まれる第2のSiC結晶2bのうち、2つ以上のSiC層4にわたって存在する第2のSiC結晶2bの個数比率をN1としたとき、N1は20%以下でもよい。第2のSiC結晶2bが複数のSiC層4にわたって存在すると、粗大粒となりやすくSiC部材の耐食性を低下させる懸念がある。N1を20%以下とすることで、SiC部材の耐食性の低下を小さくできる。なお、2つ以上のSiC層4にわたって存在する第2のSiC結晶2bとは、隣接するSiC層4の界面または介在層5を貫いて2つ以上のSiC層4に連続したひとつの第2のSiC結晶2bとも言える。
Assuming that the number ratio of the
介在層5は、第1のSiC結晶2aを含んでいてもよい。介在層5は、主として第1のSiC結晶2aにより構成されてもよい。介在層5が主として第1のSiC結晶2aにより構成されるとは、介在層5を構成するSiC結晶の90%以上が、第1のSiC結晶2aであることを意味する。
Intervening
介在層5は、SiC層4よりも高い欠陥密度を有していてもよい。欠陥密度は、SiC部材の断面を鏡面加工し、その鏡面加工した断面をウェットエッチングして、走査型電子顕微鏡(SEM)などで観察することで確認できる。
Intervening
介在層5は、炭素(C)に対するケイ素(Si)の原子比率(Si/C比)が、SiC層4よりも小さくてもよい。介在層5のSi/C比がSiC層4よりも小さいと、SiC層4を形成する際に、α型の第2のSiC結晶2bがβ型の第1のSiC結晶2aに相転移しやすくなる。その結果、介在層5の近傍で第2のSiC結晶2bの粒成長を効果的に抑制できる。この場合、第2のSiC結晶2bの粒子のd1の平均をたとえば50μm以下とすることができる。なお、SiC層4のSi/C比はおよそ1.0であり、たとえば0.95以上、1.05以下でもよい。
The intervening
主としてSiCにより構成される介在層5は、特に0.90以上、0.999以下のSi/C比を有していてもよい。
Intervening
介在層5は、炭素を主成分とする非晶質相および結晶相のうち少なくともいずれかを含んでもよい。介在層5は、炭素(C)を主成分としてもよい。介在層5が炭素を主成分とするとは、介在層5を構成する元素の90%以上が炭素であることをいう。隣接するSiC層4とSiC層4との間に、炭素を主成分とする介在層5を有するSiC部材は、SiC層4を形成する際に、第2のSiC結晶2bの粒成長がより効果的に抑制される。その結果、2つ以上のSiC層4にわたって存在する第2のSiC結晶2b、すなわち介在層5から突出して複数のSiC層4に跨って存在する第2のSiC結晶2bの大きさ及び数をさらに低減することができる。
Intervening
また、炭素の導電率はSiCの導電率よりも高い。そのため、炭素を主成分とする介在層5を有するSiC部材を、例えばフォーカスリングとして用いると、ウェハに蓄積された電荷を、フォーカスリングの介在層5を通して速やかに逃がすことができ、ウェハの加工効率を高めることができる。
Also, the conductivity of carbon is higher than the conductivity of SiC. Therefore, when the SiC member having the intervening
SiC層4および介在層5を構成する元素の種類、およびその比率は、エネルギー分散型X線分光(EDS)等の元素分析によって確認できる。また、後方散乱電子回折(Electron BackScatter Diffraction、EBSD)や電子線回折によって、結晶構造を評価することでも確認できる。
The types and ratios of the elements constituting the
第2実施形態においても、第2のSiC結晶2bは、SiC部材の内部および第1の表面S1に存在していてもよい。
Also in the second embodiment, the
SiC層4の面、すなわち隣接するSiC層4とSiC層4との界面、またはSiC層4と介在層5との界面は、最大高さRzが20μm以上の凹凸を有してもよい。SiC層4の面の最大高さRzを20μm以上とすることで、SiC層4同士の界面の構造またはSiC層4と介在層5との界面の構造を、凹凸を有する構造とし、SiC層4間またはSiC層4と介在層5の密着性を向上させることができる。SiC層4の面の最大高さRzは、SiC部材の第1方向に沿う断面において、SiC層4とSiC層4との界面、またはSiC層4と介在層5との界面の線粗さを測定し、算出すればよい。
The surface of the
<製法>
SiC部材の製法について説明する。本実施形態のSiC部材の作製に用いるCVD装置は、特にこれに限定されない。CVD装置は、たとえばガスの導入口および導出口を有する縦型または横型のバッチ式のCVD室と、電気的な加熱手段とを備えたものでもよい。高周波を用いて加熱するCVD装置では、基体を選択的に加熱できる。加熱に用いる高周波の周波数は、たとえば3kHz以上、100kHz以下とすればよい。<Production method>
A method for manufacturing the SiC member will be described. The CVD apparatus used for producing the SiC member of the present embodiment is not particularly limited to this. The CVD apparatus may include, for example, a vertical or horizontal batch type CVD chamber having a gas inlet and a gas outlet, and an electric heating means. In a CVD apparatus that heats using a high frequency, the substrate can be selectively heated. The high frequency used for heating may be, for example, not less than 3 kHz and not more than 100 kHz.
CVDの方法は、CVD室内に基体をセットし、原料ガス、キャリアガスなどのガスをCVD室内に導入し、基体上で化学気相成長(CVD)反応させるものであればよい。 The CVD method may be any method as long as a substrate is set in a CVD chamber, gases such as a source gas and a carrier gas are introduced into the CVD chamber, and a chemical vapor deposition (CVD) reaction is performed on the substrate.
原料ガスは、炭素原子およびケイ素原子を含むガスであればよい。ケイ素原子を含むガスとしては、分子中に、ケイ素原子に1個以上の塩素原子が結合している構造を有するものを用いてもよい。メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、または塩化ケイ素と炭化水素ガスとの混合原料などを用いてもよい。これらの原料ガスを用いることで、たとえば、堆積速度0.1mm/時間以上の高速でCVD−SiCを堆積させることができ、効率的にSiC部材を作製することができる。 The source gas may be a gas containing carbon atoms and silicon atoms. As the gas containing a silicon atom, a gas having a structure in which one or more chlorine atoms are bonded to a silicon atom in a molecule may be used. Methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, or a mixed material of silicon chloride and a hydrocarbon gas may be used. By using these source gases, for example, CVD-SiC can be deposited at a high deposition rate of 0.1 mm / hour or more, and a SiC member can be efficiently produced.
これらの原料ガスは、水素、アルゴン等のキャリアガスと所定の比率で混合され、混合ガスとしてCVD室内に導入される。原料ガスとキャリアガスとの混合比率は、たとえば原料ガスの体積に対して、キャリアガスの体積を3倍以上、10倍以下としてもよい。キャリアガスは水素であってもよい。水素をキャリアガスとして用いると、ケイ素原子からの脱塩素反応を促進させることができる。 These source gases are mixed with a carrier gas such as hydrogen or argon at a predetermined ratio and introduced into the CVD chamber as a mixed gas. The mixing ratio between the source gas and the carrier gas may be, for example, three times or more and ten times or less the volume of the carrier gas with respect to the volume of the source gas. The carrier gas may be hydrogen. When hydrogen is used as a carrier gas, a dechlorination reaction from silicon atoms can be promoted.
CVD室内には、さらにドーパント原子を含有するガスを導入してもよい。CVD−SiC中にドーパント原子を導入することで、CVD−SiCの電気抵抗率を低下させることができる。ドーパント原子としては、窒素、またはホウ素などを用いてもよい。窒素含有ガスとしては、例えば窒素、アンモニア、トリメチルアミン、およびトリエチルアミンなどが挙げられる。ホウ素含有ガスとしては、例えば三塩化ホウ素、およびジボランなどが挙げられる。原料ガスと、ドーパント原子を含有するガスとの比率は、所望の電気抵抗率に応じて適宜調整してもよい。たとえば、原料ガスの体積に対し、ドーパント原子を含有するガスの体積を0.01倍以上、50倍以下としてもよい。以下、原料ガス、キャリアガス、および必要に応じドーパント原子を含有するガスの混合ガスを、総じて混合原料ガスという。 A gas containing a dopant atom may be further introduced into the CVD chamber. By introducing dopant atoms into CVD-SiC, the electrical resistivity of CVD-SiC can be reduced. As the dopant atom, nitrogen, boron, or the like may be used. Examples of the nitrogen-containing gas include nitrogen, ammonia, trimethylamine, and triethylamine. Examples of the boron-containing gas include boron trichloride, diborane, and the like. The ratio between the source gas and the gas containing the dopant atoms may be appropriately adjusted according to the desired electric resistivity. For example, the volume of the gas containing dopant atoms may be 0.01 times or more and 50 times or less the volume of the source gas. Hereinafter, a mixed gas of a source gas, a carrier gas, and a gas containing a dopant atom as needed is referred to as a mixed source gas.
CVDの反応温度は、たとえば1200℃以上としてもよく、さらに1250℃以上としてもよい。反応温度が1200℃未満であると、CVD−SiCの堆積速度が著しく低下し、生産効率が低下する。反応温度は、特に1350℃以上、さらには1350℃以上、1500℃以下としてもよい。 The reaction temperature of CVD may be, for example, 1200 ° C. or higher, and may be 1250 ° C. or higher. When the reaction temperature is lower than 1200 ° C., the deposition rate of CVD-SiC is significantly reduced, and the production efficiency is reduced. The reaction temperature may be, in particular, 1350 ° C. or higher, further 1350 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower.
図6に示すような微構造を有する炭化ケイ素部材は、以下のようにして作製すればよい。 The silicon carbide member having a microstructure as shown in FIG. 6 may be manufactured as follows.
(工程A)
CVD室内の圧力が大気圧に対して−98kPa以上、−80kPa以下程度になるように、混合原料ガスを基体上に導入し、基体上に50μm以上、200μm以下の厚さのCVD−SiCを堆積させる(SiC層4)。CVD−SiCの堆積速度および混合原料ガスの導入時間は、適宜調整すればよい。(Step A)
The mixed raw material gas is introduced onto the substrate so that the pressure in the CVD chamber is about -98 kPa or more and -80 kPa or less with respect to the atmospheric pressure, and CVD-SiC having a thickness of 50 μm or more and 200 μm or less is deposited on the substrate. (SiC layer 4). The deposition rate of CVD-SiC and the introduction time of the mixed source gas may be appropriately adjusted.
(工程B)
工程Bでは、原料ガスの導入流量を、工程Aの1/100以上、1/10以下として、混合原料ガスを基体上に導入し、工程Aで形成されたCVD−SiCのSiC層4上にさらに1μm以上、10μm以下の厚さのCVD−SiCを堆積させる。原料ガスの導入流量を調整するには、混合原料ガスの導入流量を1/100以上、1/10以下とする方法、または混合原料ガス中における原料ガスの比率を1/100以上、1/10以下とする方法があり、そのいずれを用いてもよい。CVD−SiCの堆積速度および混合原料ガスの導入時間は、適宜調整すればよい。(Step B)
In the step B, the flow rate of the source gas is set to 1/100 or more and 1/10 or less of the step A, and the mixed source gas is introduced onto the substrate, and the mixed gas is introduced onto the
この工程Bでは、原料ガスが希薄な状態であるため、3C構造を有する微小なβ型の第1のSiC結晶2aが生成しやすくなり、α型の第2のSiC結晶2bの成長が抑制される。
In this step B, since the source gas is in a dilute state, minute β-type
上記の工程A、工程Bを交互に繰り返すことにより、図6に示すような微構造を有する炭化ケイ素部材が得られる。このとき、基体の温度は1200℃以上、1400℃以下とすればよい。また、工程Aおよび工程Bの繰り返し回数は、所望する炭化ケイ素部材の厚さに応じて適宜調節すればよい。 By alternately repeating the above steps A and B, a silicon carbide member having a microstructure as shown in FIG. 6 is obtained. At this time, the temperature of the base may be 1200 ° C. or higher and 1400 ° C. or lower. The number of repetitions of Step A and Step B may be appropriately adjusted according to the desired thickness of the silicon carbide member.
図8に示すような微構造を有する炭化ケイ素部材は、以下のようにして作製すればよい。 The silicon carbide member having a microstructure as shown in FIG. 8 may be manufactured as follows.
(工程C)
工程Cでは、原料ガスの導入流量を、工程Aの1/100より小さくする。この混合原料ガスを基体上に導入し、工程Aで形成されたCVD−SiCのSiC層4上にさらにCVD−SiCを堆積させる。原料ガスの導入流量を調整するには、混合原料ガスの導入流量を1/100より小さくする方法、混合原料ガス中における原料ガスの比率を1/100より小さくする方法があり、そのいずれを用いてもよい。工程Cにおける混合原料ガスの導入時間は、たとえば工程Aに要する時間の0.01倍以上、4.0倍以下とすればよい。(Step C)
In Step C, the flow rate of the source gas introduced is set to be smaller than 1/100 of Step A. This mixed raw material gas is introduced onto the substrate, and CVD-SiC is further deposited on the
この工程Cでも、3C構造を有するβ型の第1のSiC結晶2aが生成しやすくなる。工程Cでは、特に原料ガスが極めて希薄な状態であるため、形成される第1のSiC結晶2aの欠陥密度が高くなり、介在層5が形成される。その結果、α型の第2のSiC結晶2bの成長がさらに抑制され、第2のSiC結晶2bの粗大化をより効果的に抑制することができる。欠陥密度が高い介在層5の存在は、炭化ケイ素部材の断面をウェットエッチングすることによって確認できる。
Also in this step C, the β-type
上記の工程A、工程Cを交互に繰り返すことにより、図8に示すような微構造を有する炭化ケイ素部材が得られる。このとき、基体の温度は1200℃以上、1400℃以下とすればよい。また、工程Aおよび工程Cの繰り返し回数は、所望する炭化ケイ素部材の厚さに応じて適宜調節すればよい。 By alternately repeating the above steps A and C, a silicon carbide member having a microstructure as shown in FIG. 8 is obtained. At this time, the temperature of the base may be 1200 ° C. or higher and 1400 ° C. or lower. The number of repetitions of Step A and Step C may be appropriately adjusted according to the desired thickness of the silicon carbide member.
(工程D)
さらに工程Dでは、原料ガスの導入流量を工程Aの1/100以上、1/10以下とし、CVD室内の圧力を大気圧に対して−100kPa以上、−98kPa未満程度とする。工程Dでは、CVD室内の圧力が低いため、工程Aで形成されたCVD−SiCのSiC層4からSiが離脱する。その結果、SiC層4よりもSi/C比の低い介在層5が形成される。工程Dにおける混合原料ガスの導入時間は、たとえば工程Aに要する時間の0.01倍以上、4.0倍以下とすればよい。(Step D)
Further, in step D, the flow rate of the source gas introduced is set to 1/100 or more and 1/10 or less of step A, and the pressure in the CVD chamber is set to about -100 kPa or more and less than -98 kPa with respect to the atmospheric pressure. In the process D, Si is released from the
上記の工程A、工程Dを交互に繰り返すことにより、図8に示すような微構造を有し、介在層5のSi/C比が、SiC層4のSi/C比よりも小さい炭化ケイ素部材が得られる。このとき、基体の温度は1200℃以上、1400℃以下とすればよい。また、工程Aおよび工程Dの繰り返し回数は、所望する炭化ケイ素部材の厚さに応じて適宜調節すればよい。
A silicon carbide member having a microstructure as shown in FIG. 8, wherein the Si / C ratio of the intervening
(工程E)
工程Eでは、CVD室内の圧力を大気圧に対して−100kPa以上、−98kPa未満程度とし、さらに原料ガスおよびキャリアガスの導入を停止する。工程Eでは、CVD室内の圧力が低く、原料ガスが供給されないため、工程Aで形成されたCVD−SiCのSiC層4からSiの離脱がより進行する。その結果、炭素を主成分とする介在層5が形成される。工程Eにおいて、ガス導入を停止する時間は、たとえば工程Aに要する時間の0.01倍以上、4.0倍以下とすればよい。(Step E)
In step E, the pressure in the CVD chamber is set to about −100 kPa or more and less than −98 kPa with respect to the atmospheric pressure, and further, the introduction of the source gas and the carrier gas is stopped. In the step E, since the pressure in the CVD chamber is low and the source gas is not supplied, the desorption of Si from the
上記の工程A、工程Eを交互に繰り返すことにより、図8に示すような微構造を有し、介在層5の主成分が炭素である炭化ケイ素部材が得られる。このとき、基体の温度は1200℃以上、1400℃以下とすればよい。また、工程Aおよび工程Eの繰り返し回数は、所望する炭化ケイ素部材の厚さに応じて適宜調節すればよい。
By repeating the above steps A and E alternately, a silicon carbide member having a microstructure as shown in FIG. 8 and in which the main component of the intervening
このように、原料ガスの導入流量、および必要に応じCVD室内の圧力を周期的に変化させながらCVD−SiCを堆積させることで、基体およびCVD−SiCをCVD室から取り出すことなく、α型の第2のSiC結晶2bの粒径が小さい炭化ケイ素部材、またはさらに2つ以上の炭化ケイ素層4を有する炭化ケイ素部材を得られる。したがって、本開示の炭化ケイ素部材は、従来のようなCVD室からの取り出しや加工を経て積層構造を形成する場合と比較し、生産効率に優れるという利点も有している。
As described above, by depositing CVD-SiC while periodically changing the introduction flow rate of the raw material gas and the pressure in the CVD chamber as necessary, the α-type can be obtained without removing the substrate and the CVD-SiC from the CVD chamber. A silicon carbide member having a small particle size of
CVD−SiCを堆積させる基体としては、たとえば黒鉛を用いてもよい。黒鉛の熱膨張係数は、炭化ケイ素の熱膨張係数に近いため、基体として黒鉛を用いることで、基体および基体の表面に形成されたCVD−SiCの熱応力による変形を小さくすることができる。 As a substrate on which CVD-SiC is deposited, for example, graphite may be used. Since the coefficient of thermal expansion of graphite is close to the coefficient of thermal expansion of silicon carbide, the use of graphite as a base can reduce deformation of the base and CVD-SiC formed on the surface of the base due to thermal stress.
黒鉛の熱膨張係数は、CVD−SiCの熱膨張係数よりも若干大きくてもよい。CVD−SiCを堆積させた後に、基体およびCVD−SiCを室温まで冷却した際、黒鉛の熱膨張係数がCVD−SiCの熱膨張係数よりも若干大きいと、CVD−SiCに生じる熱応力は圧縮応力となる。CVD−SiCに圧縮応力が加わることにより、CVD−SiCにはクラックが発生しにくくなる。 The coefficient of thermal expansion of graphite may be slightly larger than the coefficient of thermal expansion of CVD-SiC. When the substrate and the CVD-SiC are cooled to room temperature after the deposition of the CVD-SiC, if the coefficient of thermal expansion of graphite is slightly larger than the coefficient of thermal expansion of the CVD-SiC, the thermal stress generated in the CVD-SiC becomes a compressive stress. It becomes. When compressive stress is applied to CVD-SiC, cracks are less likely to occur in CVD-SiC.
また、フォーカスリング1aやダミーウェハ1b等の炭化ケイ素部材では、CVD−SiCを自立体(自立膜ともいう)として用いる。自立体として用いる炭化ケイ素部材では、形成したCVD−SiCから基体を除去する必要がある。黒鉛製の基体は、酸化や研削によりCVD−SiCから除去しやすい。
In silicon carbide members such as the
このようにして得られた炭化ケイ素部材では、図9に示すような耐食性の低いコーン状の構造6が発生しにくい。そのため、このような炭化ケイ素部材は、プラズマや薬液にさらされても外表面の荒れや亀裂の発生が少ない。このような炭化ケイ素部材は、図1に示したフォーカスリング1aおよびダミーウェハ1bのほか、半導体製造装置用の加熱ヒータおよびサセプターとして用いてもよく、さらに炉芯管、耐薬品性治具、分析用容器等の各種部材として用いてもよい。
In the silicon carbide member thus obtained, a cone-shaped
本開示の炭化ケイ素部材は、上述のように基体を除去した自立体だけでなく、炭化ケイ素被膜と基体との複合部材も含む。 The silicon carbide member of the present disclosure includes not only the self-stereoscopic body with the substrate removed as described above, but also a composite member of a silicon carbide coating and a substrate.
メチルトリクロロシラン、水素、および窒素を原料として、CVD法により、黒鉛基体上にCVD−SiCを形成した。 CVD-SiC was formed on a graphite substrate by a CVD method using methyltrichlorosilane, hydrogen, and nitrogen as raw materials.
CVD装置は、高周波誘導加熱により基体を加熱する方式の装置を用いた。高周波の周波数は60kHzとした。CVD室内に、黒鉛基体および断熱材からなる基体支持体を配置し、CVD室内を真空排気しながら昇温した。黒鉛基体の温度を1400℃とし、原料ガスであるメチルトリクロロシラン、キャリアガスである水素、およびドーパントガスである窒素の混合原料ガスを導入し、黒鉛基体上にCVD−SiCを堆積させた。メチルトリクロロシランに対する窒素の体積比率は、5倍とした。 As the CVD apparatus, an apparatus of a system for heating a substrate by high-frequency induction heating was used. The high frequency was 60 kHz. A substrate support made of a graphite substrate and a heat insulating material was placed in the CVD chamber, and the temperature was raised while evacuating the CVD chamber. The temperature of the graphite substrate was 1400 ° C., and a mixed source gas of methyltrichlorosilane as a source gas, hydrogen as a carrier gas, and nitrogen as a dopant gas was introduced, and CVD-SiC was deposited on the graphite substrate. The volume ratio of nitrogen to methyltrichlorosilane was 5 times.
工程Aでは、原料ガスに対するキャリアガスの体積比率を5倍とし、CVD室内の圧力を大気圧に対して−95kPaとした。このとき、CVD−SiCの堆積速度はおよそ0.5mm/時間であった。 In step A, the volume ratio of the carrier gas to the source gas was set to 5 times, and the pressure in the CVD chamber was set to -95 kPa with respect to the atmospheric pressure. At this time, the deposition rate of CVD-SiC was about 0.5 mm / hour.
工程Bでは、原料ガスに対するキャリアガスの体積比率を100倍とし、CVD室内の圧力を大気圧に対して−95kPaとした。このとき、CVD−SiCの堆積速度はおよそ0.06mm/時間であった。 In step B, the volume ratio of the carrier gas to the source gas was set to 100 times, and the pressure in the CVD chamber was set to -95 kPa with respect to the atmospheric pressure. At this time, the deposition rate of CVD-SiC was about 0.06 mm / hour.
工程Dでは、原料ガスに対するキャリアガスの体積比率を100倍とし、CVD室内の圧力を、大気圧に対して−100kPaとした。このとき、CVD−SiCの堆積速度はおよそ0.02mm/時間であった。 In step D, the volume ratio of the carrier gas to the source gas was set to 100 times, and the pressure in the CVD chamber was set to -100 kPa with respect to the atmospheric pressure. At this time, the deposition rate of CVD-SiC was about 0.02 mm / hour.
工程Eでは、CVD室内の真空排気を継続した状態で、原料ガスとキャリアガスとの混合原料ガスの供給を停止した。CVD室内の圧力は、大気圧に対して−100kPaとした。 In step E, the supply of the mixed source gas of the source gas and the carrier gas was stopped while the evacuation of the inside of the CVD chamber was continued. The pressure in the CVD chamber was -100 kPa with respect to the atmospheric pressure.
試料No.1〜9では工程Aと、工程B〜Eのいずれか一つとを1セットとし、表1に示す条件でCVD−SiCを作製した。また、試料No.10は、工程Aを20分間行った後、黒鉛基体とその表面に堆積したCVD−SiCをCVD室から取り出し、CVD−SiCの表面を研磨加工した。試料No.10は、工程Aと表面の研磨加工とを1セットとし、表1に示す条件でCVD−SiCを作製した。
Sample No. In
得られた試料から黒鉛基体を機械加工により除去し、各種評価を行った。 The graphite substrate was removed from the obtained sample by machining, and various evaluations were performed.
得られた試料No.1〜10の炭化ケイ素部材を、溶融水酸化ナトリウムに浸漬して表面をエッチングした。その後、炭化ケイ素部材の断面およびエッチングされた表面の状態を走査型電子顕微鏡(SEM)にて確認した。なお、確認した表面とは第1の表面であり、黒鉛基体の除去により露出された表面すなわちCVDの初期に形成されたSiCの面とは異なる。試料No.1〜3には明確なSiC層とその界面は見られなかった。試料No.4〜10には、明確なSiC層とその界面が確認できた。各試料の総厚さをマイクロメータで測定した。また、試料No.4〜10の1層の厚さを、SEMを用いて測定した。各試料の総厚さの平均値、および炭化ケイ素層1層の厚さの平均値を表1に示す。なお、試料No.1〜3は全体で1つのSiC層とみなした。 The obtained sample No. 1 to 10 silicon carbide members were immersed in molten sodium hydroxide to etch the surface. Thereafter, the cross section of the silicon carbide member and the state of the etched surface were confirmed with a scanning electron microscope (SEM). The confirmed surface is the first surface, which is different from the surface exposed by removing the graphite substrate, that is, the surface of SiC formed at the beginning of CVD. Sample No. No clear SiC layer and its interface were seen in Nos. 1-3. Sample No. 4 to 10, a clear SiC layer and its interface were confirmed. The total thickness of each sample was measured with a micrometer. Further, the sample No. The thickness of one layer of 4 to 10 was measured using SEM. Table 1 shows the average value of the total thickness of each sample and the average value of the thickness of one silicon carbide layer. The sample No. 1 to 3 were regarded as one SiC layer as a whole.
炭化ケイ素部材の結晶構造は、X線回折(XRD)より確認した。試料No.1〜10はいずれもβ型構造を有する第1のSiC結晶とα型構造を有する第2のSiC結晶とを含んでいた。また、後方散乱電子回折(EBSD)により、試料No.1〜10はいずれも、第2のSiC結晶の大きさが第1のSiC結晶の大きさよりも平均的に大きいことを確認した。各試料の微構造に対応する図番を表1に示す。 The crystal structure of the silicon carbide member was confirmed by X-ray diffraction (XRD). Sample No. Each of 1 to 10 contained a first SiC crystal having a β-type structure and a second SiC crystal having an α-type structure. In addition, the sample No. was measured by backscattered electron diffraction (EBSD). 1 to 10 all confirmed that the size of the second SiC crystal was larger than the size of the first SiC crystal on average. Table 1 shows the figure numbers corresponding to the microstructure of each sample.
第2のSiC結晶の第1方向の長さd1、および第1表面に露出した露出部の長さd2を、SEMを用いて200倍〜500倍の倍率で測定した。d1の平均値、およびd2の平均値を表2に示す。 The length d1 of the second SiC crystal in the first direction and the length d2 of the exposed portion exposed on the first surface were measured using a SEM at a magnification of 200 to 500 times. Table 2 shows the average value of d1 and the average value of d2.
第2のSiC結晶のうち、2つ以上の炭化ケイ素層にわたって存在する結晶の割合N1は、SEMの断面写真を用いて評価した。写真の倍率は200倍〜500倍とした。第2のSiC結晶の全数と、2つ以上の炭化ケイ素層にわたって存在する第2のSiC結晶の数を計数し、その比率を算出した。 The proportion N1 of the second SiC crystal existing over two or more silicon carbide layers was evaluated using a cross-sectional photograph of an SEM. The magnification of the photograph was 200 to 500 times. The total number of second SiC crystals and the number of second SiC crystals existing over two or more silicon carbide layers were counted, and the ratio was calculated.
介在層の有無、およびSiC層の線粗さの最大高さRzは、SEMの断面写真を用いて評価した。介在層のSiとCとの比率は、エネルギー分散型X線分光(EDS)で評価した。結果を表2に示す。なお、試料No.1〜3は全体が1つのSiC層であるため、N1、Rzおよび介在層を評価しなかった。 The presence or absence of the intervening layer and the maximum height Rz of the line roughness of the SiC layer were evaluated using SEM cross-sectional photographs. The ratio between Si and C in the intervening layer was evaluated by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Table 2 shows the results. The sample No. Nos. 1 to 3 were not evaluated for N1, Rz, and the intervening layer because the whole was one SiC layer.
プラズマエッチング試験には、RIE方式のエッチング装置を用いた。各試験片の第1の面を研磨加工して、その表面粗さを同程度にそろえた。エッチング装置のエッチング室内に各試料の試験片を配置し、各試験片の第1の面をエッチング処理した。エッチング処理は、CF4ガスをエッチング室内に導入するとともに、13.56MHzの高周波を出力0.8W/cm2で導入してプラズマを発生させた。処理時間は4時間とした。プラズマに対する耐性の評価として、エッチング処理後の試料のエッチング面の算術平均粗さRaを、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて測定した。また、エッチング面を目視およびSEMで観察し、クラックの有無を確認した。結果を表2に示す。For the plasma etching test, an RIE type etching apparatus was used. The first surface of each test piece was polished to have the same surface roughness. A test piece of each sample was placed in the etching chamber of the etching apparatus, and the first surface of each test piece was subjected to etching treatment. In the etching treatment, a CF 4 gas was introduced into the etching chamber, and a high frequency of 13.56 MHz was introduced at an output of 0.8 W / cm 2 to generate plasma. The processing time was 4 hours. As an evaluation of the resistance to plasma, the arithmetic average roughness Ra of the etched surface of the sample after the etching treatment was measured using an atomic force microscope (AFM). In addition, the etched surface was visually observed and observed with an SEM to confirm the presence or absence of cracks. The results are shown in Table 2.
試料No.1〜9は、第2のSiC結晶の第1方向の長さd1が100μm以下のエッチング面に目立った荒れなどは見られず、Raも410nm以下と小さく、プラズマに対して高い耐食性を有していた。試料No.9は、エッチング面ではなく側面にSiC層の界面に沿ったクラックが見られたが、試料No.1〜8ではクラックは発生しなかった。一方試料No.10は、d1が250μmと大きく第2のSiC結晶が粒成長しており、エッチング面に荒れが目立ち、Raが550nmと大きかった。また、エッチング面に露出した第1のSiC結晶と第2のSiC結晶との粒界にクラックが生じていた。 Sample No. Nos. 1 to 9 have no noticeable roughness on the etched surface where the length d1 of the second SiC crystal in the first direction is 100 μm or less, have a small Ra of 410 nm or less, and have high corrosion resistance to plasma. I was Sample No. Sample No. 9 showed cracks along the interface of the SiC layer not on the etched surface but on the side surfaces. In Nos. 1 to 8, no crack occurred. On the other hand, sample No. In Sample No. 10, d1 was as large as 250 μm, and the second SiC crystal was grown in grain size. Roughness was conspicuous on the etched surface, and Ra was as large as 550 nm. In addition, cracks occurred at the grain boundaries between the first SiC crystal and the second SiC crystal exposed on the etched surface.
1 :半導体製造装置用部材
1a :フォーカスリング
1b :ダミーウェハ
2a :第1の炭化ケイ素結晶
2b :第2の炭化ケイ素結晶
4 :炭化ケイ素層
5 :介在層
6 :コーン状組織
S1 :第1の表面1: Member for
Claims (14)
第1の表面を有し、該第1の表面と直交する方向を第1方向としたとき、
前記第2の炭化ケイ素結晶の粒子は、前記第1方向に沿ってのびる長径を有するとともに、前記第1方向の長さの平均が100μm以下である、炭化ケイ素部材。A β-type first silicon carbide crystal having a crystal structure of 3C, and a second silicon carbide crystal having a crystal structure different from the first silicon carbide crystal;
When having a first surface and a direction orthogonal to the first surface is defined as a first direction,
The silicon carbide member, wherein the particles of the second silicon carbide crystal have a major axis extending in the first direction and have an average length in the first direction of 100 μm or less.
該露出部の長さの平均が、20μm以下である、請求項1または2に記載の炭化ケイ素部材。The second silicon carbide crystal has an exposed portion exposed on the first surface,
The silicon carbide member according to claim 1, wherein an average length of the exposed portion is 20 μm or less.
該炭化ケイ素層は、前記第1方向に重なっている、請求項1〜3のうちいずれかに記載の炭化ケイ素部材。At least two silicon carbide layers including the first silicon carbide crystal and the second silicon carbide crystal,
The silicon carbide member according to any one of claims 1 to 3, wherein the silicon carbide layer overlaps in the first direction.
該介在層は、炭素(C)に対するケイ素(Si)の原子比率(Si/C)が、前記炭化ケイ素層よりも小さい、請求項4に記載の炭化ケイ素部材。Having an intervening layer between the silicon carbide layers,
The silicon carbide member according to claim 4, wherein the intervening layer has an atomic ratio of silicon (Si) to carbon (C) (Si / C) smaller than that of the silicon carbide layer.
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