KR20180059436A - 단결정 탄화 규소 기판의 가열 처리 용기 및 에칭 방법 - Google Patents

단결정 탄화 규소 기판의 가열 처리 용기 및 에칭 방법 Download PDF

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KR20180059436A
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마사토 시노하라
노리히토 야부키
사토루 노가미
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토요 탄소 가부시키가이샤
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Abstract

가열 처리 용기(1)는, 대상물인 원판 모양의 SiC 기판(2)을 에칭 처리할 때에 상기 SiC 기판(2)을 지지하는 지지 부재(6)를 구비한다. 지지 부재(6)는, SiC 기판(2)의 하면의 단부(2E)를 지지하기 위한, 하부로 감에 따라서 SiC 기판(2)의 중심선에 가까워지도록 경사지는 경사면(6F)을 가진다. 보다 구체적으로는, 지지 부재(6)는, 하부로 감에 따라서 지름이 커지는 원추 모양으로 형성되어 있으며, 그 둘레면인 원추면이 상기 경사면(6F)을 구성하고 있다. 이 경사면(6F)의 상하 중도부가 SiC 기판(2)의 하면의 단부(2E)에 접촉한다.

Description

단결정 탄화 규소 기판의 가열 처리 용기 및 에칭 방법
본 개시는, 주요하게는, 단결정 탄화 규소(SiC) 기판을 에칭 처리할 때에 이용하는 가열 처리 용기에 관한 것이다.
탄화 규소(SiC)에 대해서는, 규소(Si)나 갈륨 비소(GaAs) 등의 기존의 반도체 재료에서는 실현할 수 없는, 고온, 고주파, 내전압(耐電壓) 및 내환경성을 실현하는 것이 가능한 차세대의 파워 디바이스, 고주파 디바이스용 반도체의 재료로서, 큰 기대가 모아지고 있다.
특허 문헌 1은, 이런 종류의 원판 모양의 SiC 기판을 에칭 처리하는 경우에 이용되는 가열 처리 용기를 개시한다. 이 가열 처리 용기에서는, 원판 모양의 단결정 SiC 기판과 가열 처리 용기의 내저면과의 사이에 복수개의 스페이서가 개재되고, 상기 스페이서에 의해 SiC 기판이 지지되어 있다. 이러한 구성에 의해, SiC 기판의 주면(主面)의 양쪽 모두의 면(상면과 하면, Si면과 C면)이, 가열 처리 용기의 내부 공간에 대해 충분히 노출되고, Si 증기압 하(下)에서 가열 처리를 하는 것 등에 의해 양쪽 모두의 주면이 에칭 처리되도록 되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본특허공개 제2008－16691호 공보
그렇지만, 특허 문헌 1의 구성에서는, 스페이서가 SiC 기판의 일방의 주면(하면)에 작지 않은 면적으로 접촉한 상태로 에칭 처리하는 것에 의해, SiC 기판측에 흔적이 남아 버린다. 구체적으로는, SiC 기판의 일방의 주면(하면)에, 마스킹 효과에 의한 상대적인 돌기가 형성된다. 이 돌기는, 에칭 처리후에 SiC 기판에 대해서 행하여지는 에피택셜(epitaxial)층을 성장시키는 처리나, 플라즈마 드라이 에칭 처리에서, 서셉터(susceptor)와의 밀착성의 저하를 일으키거나, 진공 척(chuck) 불량을 일으키거나 하는 경우가 있었다. 그래서, 특허 문헌 1의 구성에서는, 스페이서가 접촉한 주면(主面)과 반대측의 주면(즉, 상면)을 피처리면(디바이스 등을 실장하는 면)으로 하고 있었다.
그렇지만, 특허 문헌 1의 구성과 같이 스페이서와 반대측의 주면을 피처리면으로 한 경우, 피처리면에 티끌 등이 부착되기 쉬워져, SiC 기판의 품질이 열화(劣化)해 버린다고 하는 문제가 있었다.
본 개시는 이상의 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 잠재적인 목적은, SiC 기판을 지지하는 것에 의해서 SiC 기판측에 형성되는 흔적이 SiC 기판의 품질에 미치는 영향을 없애고, 또, 피처리면에 티끌 등이 부착되는 것을 억제하는 것에 있다.
본 개시의 해결하려고 하는 과제는 이상과 같으며, 다음에 이 과제를 해결하기 위한 수단과 그 효과를 설명한다.
본 개시의 제1 관점에 의하면, 이하의 구성의 가열 처리 용기가 제공된다. 즉, 이 가열 처리 용기는, 대상물인 원판 모양의 SiC 기판을 에칭 처리할 때에 상기 SiC 기판을 지지하는 지지 부재를 구비한다. 상기 지지 부재는, 상기 SiC 기판의 하면의 단부를 지지하기 위한, 하부로 감에 따라서 상기 SiC 기판의 중심선에 가까워지도록 경사지는 경사부를 가진다.
이것에 의해, 지지 부재가 SiC 기판의 하면의 단부에만 접촉한 상태로 상기 SiC 기판을 지지하므로, 지지 부재에 접촉했을 때에 SiC 기판측에 생기는 흔적이, 그 후의 처리에 의해 버려지는 단부의 영역 이외의 부분에는 남지 않는다. 그 때문에, 피처리면이 하향이 되도록 SiC 기판을 지지할 수 있고, 그렇게 하는 것에 의해 피처리면에 티끌이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
상기의 가열 처리 용기에서는, 이하의 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 경사부는, 평면 모양, 원기둥면 모양, 원추면 모양, 또는 능선 모양으로 형성되어 있다. 상기 경사부의 상하 중도부가 상기 SiC 기판의 하면의 단부에 접촉한다.
이것에 의해, 대상물인 SiC 기판을, 안정된 상태로 지지 부재에 의해서 유지 할 수 있다.
상기의 가열 처리 용기에서는, 이하의 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 이 가열 처리 용기는, 상기 가열 처리 용기의 저부를 이루는 저판을 더 구비한다. 상기 지지 부재는 상기 저판에 착탈 가능하게 장착된다.
이것에 의해, 예를 들면, 가열 처리 용기 내에 Si를 부여하는 처리를 행하는 동안은, 지지 부재를 저판으로부터 떼어내어 가열 처리 용기의 밖에 내어 두는 것에 의해, 지지 부재의 표면이 Si의 부여에 따라서 화학 변화하여 에칭 처리시에 SiC 기판에 고착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, SiC 기판이 깨지는 것을 방지할 수 있다.
상기의 가열 처리 용기에서는, 이하의 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 지지 부재는 탄탈 카바이드 또는 니오브 카바이드로 이루어진다. 상기 저판의 내저면 및 상기 가열 처리 용기의 내부 공간에 노출하고 있는 표면은, 탄탈 실리사이드로 이루어진다.
이것에 의해, 지지 부재가 SiC 기판에 고착해 버리는 것을 방지하면서, 저판 의 내저면 및 가열 처리 용기의 내부 공간에 노출하고 있는 표면을 Si공급원으로 하여, 가열 처리 용기 내에 Si 분위기를 효율 좋게 형성하고, SiC 기판을 에칭 처리할 수 있다.
상기의 가열 처리 용기에서는, 이하의 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 지지 부재의 하단부에는 축 모양의 플러그부 또는 플러그 구멍 중 일방이 형성된다. 상기 저판에는, 상기 축 모양의 플러그부 또는 플러그 구멍 중 일방에 대응하는 플러그 구멍 또는 축 모양의 플러그부가 형성된다.
이것에 의해, 축 모양의 플러그부를 플러그 구멍에 찔어 넣는 것만으로, 지지 부재를 저판에 대해서 장착하거나 떼어내거나 할 수 있어, 지지 부재를 착탈하는 작업이 간단하게 된다.
상기의 가열 처리 용기에서는, 이하의 구성으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 축 모양의 플러그부에는 수나사가 형성된다. 상기 플러그 구멍에는 암나사가 형성된다.
이것에 의해, 지지 부재를 회전시키는 것만으로, 지지 부재를 저판에 대해서 장착하거나 떼어내거나 할 수 있어, 지지 부재를 착탈하는 작업이 간단하게 된다.
상기의 가열 처리 용기에서는, 상기 지지 부재는, 클리어런스를 가지는 장착 구조를 매개로 하여 상기 저판에 장착되는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 저판 및 지지 부재의 치수가 열팽창에 의해 변화해도, 그 치수 변화를 흡수하도록 지지 부재가 저판에 대해서 이동하므로, SiC 기판에 응력이 걸리는 것을 억제할 수 있어, SiC 기판이 휘거나 깨지거나 하는 것을 방지할 수 있다.
상기의 가열 처리 용기에서는, 상기 지지 부재는, 상기 클리어런스에 의해서 상기 경사부의 기울기를 변화시키는 것이 가능하게 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이것에 의해, SiC 기판이 지지 부재의 경사부에 접촉할 때의 위치가 상하 방향으로 변화하므로, 저판 및 지지 부재의 치수가 열팽창에 의해 변화해도, SiC 기판이 휘거나 깨지거나 하지 않고, 지지 부재에 의해서 안정된 상태로 지지할 수 있다.
본 개시된 제2 관점에 의하면, 상기의 가열 처리 용기를 이용하여, 상기 SiC 기판의 피처리면을 하부를 향한 상태에서, 상기 피처리면의 단부를 상기 지지 부재에 의해 지지하여, 상기 SiC 기판에 대해서 에칭 처리를 행하는 에칭 방법이 제공된다.
이것에 의해, 피처리면이 하향이 되도록 SiC 기판을 지지하여 에칭 처리가 되므로, 피처리면에 티끌이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태에 관한 가열 처리 용기의 분해 사시도이다.
도 2는 가열 처리 용기에 구비되는 저판과 지지 부재의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3은 가열 처리 용기의 측면 단면도이다.
도 4는 지지 부재의 경사면의 기울기가 변화하는 모습을 나타내는 측면 단면도이다.
도 5는 본 개시의 다른 실시 형태에 관한 가열 처리 용기의 측면 단면도이다.
다음으로, 도면을 참조하여 본 개시의 실시 형태를 설명한다. 도 1은, 본 개시의 일 실시 형태에 관한 가열 처리 용기(1)의 분해 사시도이다. 도 2는, 가열 처리 용기(1)에 구비되는 저판(3)과 지지 부재(6)의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 3은, 가열 처리 용기(1)의 측면 단면도이다. 도 4는, 지지 부재(6)의 경사면(6F)의 기울기가 변화하는 모습을 나타내는 측면 단면도이다.
도 1 및 도 3에 나타내는 가열 처리 용기(1)는, 원판 모양의 SiC 기판(2)을 에칭 처리할 때에, 대상물인 상기 SiC 기판(2)을 수용하기 위해서 이용하는 것이며, 외형이 대략 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 가열 처리 용기(1)는, 원판 모양의 저판(3)과, 원통 형상의 몸통부(4)와, 뚜껑(5)을 구비한다. 가열 처리 용기(1)는, 저판(3), 몸통부(4) 및 뚜껑(5)을 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이 상하 방향으로 서로 겹치게 하는 것에 의해, 내부 공간이 준(準)밀폐 상태가 되도록 구성되어 있다.
이 가열 처리 용기(1)의 내부에 SiC 기판(2)을 수용하여, 내부를 Si 증기압으로 채운 상태에서, 1500℃ 이상 2200℃ 이하, 바람직하게는 1600℃ 이상 2000℃ 이하의 환경에서 가열 처리(아닐(anneal) 처리)함으로써, SiC 기판(2)의 주면(主面)을 에칭 처리할 수 있다. 또, 여기서 말하는 「주면」이란, SiC 기판(2)의 측면 이외의 면(평면 모양의 주된 1쌍의 면)을 가리킨다.
에칭 처리를 한 SiC 기판(2)은 그 후, 에피택셜층을 성장시키는 처리나, 이온 주입 처리가 행해지고, 이온 주입후의 활성화에 의해 주면이 충분한 평탄도 및 전기적 활성을 가지는 상태가 된다. 그리고, 원판 모양의 SiC 기판(2)의 외주로부터 수mm 정도(예를 들면, SiC 기판(2)의 외경이 100mm일 때에는 3mm 정도)의 영역이 버림 영역(edge　exclusion)이 되고, 나머지의 부분을 이용하여 반도체 소자가 제조된다.
다음으로, 가열 처리 용기(1)의 상세한 구성에 대해서, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 전술한 바와 같이, 가열 처리 용기(1)는, 외형이 대략 원기둥 형상의 용기이다. 다른 관점으로부터 보면, 저판(3)과, 몸통부(4)와, 뚜껑(5)을 맞춘 것은, 도가니를 구성하고 있다. 가열 처리 용기(도가니)(1)는, 도면에서 생략한 가열로가 구비하는 지지대 등에 얹어진 상태에서, 상기의 온도로 가열된다.
저판(3), 몸통부(4), 및 뚜껑(5) 각각에서, 가열 처리 용기(1)의 내부에 노출하고 있는 표면에는, 탄탈 실리사이드층(Ta5Si3)이 형성되어 있다. 탄탈 실리사이드층의 바로 외측에는 탄탈 카바이드층(TaC 및 Ta2C)이 형성되어 있다. 탄탈 카바이드층을 사이에 두고 탄탈 실리사이드층과 반대측에는 탄탈층(Ta)이 형성되어 있다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 저판(3)의 상면(즉, 가열 처리 용기(1)의 내저면)에는, 복수의 지지 부재(6)가 배치된다. SiC 기판(2)은, 지지 부재(6)를 매개로 하여 저판(3)에 지지된다. 본 실시 형태에서 저판(3)은, SiC 기판(2)의 외경보다도 약간 큰 외경이 원판 형상으로 형성되어 있다. SiC 기판(2)은, 평면에서 보아 그 중심의 위치가 저판(3)의 중심과 일치하는 상태에서, 저판(3)과 간격을 두고 상기 저판(3)의 상부에 배치된다.
전술의, 가열 처리 용기(1)의 내부 공간에 노출하고 있는 표면에 형성되어 있는 탄탈 실리사이드층은, 가열 처리 용기(1)의 내부 공간을 Si 증기압으로 채우기 위한 Si공급원으로서 기능한다. 이 탄탈 실리사이드층은, 용해시킨 Si를, 가열 처리 용기(1)의 저판(3), 몸통부(4), 및 뚜껑(5)의 내부 공간에 노출하고 있는 면에 접촉시켜, 1800℃ 이상 2000℃ 이하 정도로 가열함으로써 형성된다. 이것에 의해, Ta5Si3로 구성되는 탄탈 실리사이드층을 실현할 수 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 30㎛ 이상 50㎛ 이하의 두께의 탄탈 실리사이드층이 형성되어 있지만, 내부 공간의 체적 등에 따라서, 예를 들면 1㎛ 이상 300㎛ 이하의 두께라도 좋다.
또, 본 실시 형태에서는 탄탈 실리사이드로서 Ta5Si3가 형성되는 구성이지만, 다른 화학식(예를 들면, TaSi2)으로 나타내어지는 탄탈 실리사이드가 형성되어 있어 좋다. 또, 복수의 탄탈 실리사이드가 겹쳐서 형성되어 있어도 좋다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 저판(3) 상에는, 복수(본 실시 형태에서는 3개)의 지지 부재(6)가 장착되어 있다. 지지 부재(6)는, 가열 처리 용기(1)의 일부를 구성하고, 에칭 처리를 행할 때에, 가열 처리 용기(1)의 저판(3)에 대해서 간격을 두고 SiC 기판(2)을 지지하기 위한 것이다. 지지 부재(6)는, 저판(3)에 대해서 착탈 가능하게 마련되어 있다.
지지 부재(6)는, 원판 모양의 SiC 기판(2)의 하면의 단부를 복수 개소에서 지지하도록, 평면에서 보아 저판(3)의 중심을 중심으로 하는 가상원 상에, 등간격으로(본 실시 형태에서는 120°간격으로) 늘어놓아서 배치되어 있다. 각각의 지지 부재(6)는 예를 들면 원추 모양으로 형성되어 있으며, 하부로 감에 따라서 저판(3)의 중심선(L)(도 2 참조)에 가까워지도록 경사지는 경사면(경사부)(6F)을 가진다. 환언하면, 지지 부재(6)는, 저판(3)의 중심으로부터 멀어질수록 높아지도록 경사진 경사면(6F)을 가진다.
여기서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 지지 부재(6)의 하단은, 평면에서 보아 SiC 기판(2)의 외주보다도 중심선(L)측에 가까워진 위치에 배치되어 있다. 따라서, 지지 부재(6)는, 이 경사면(6F)에서, SiC 기판(2)의 하면의 단부(2E)에 접촉하여 SiC 기판(2)을 지지할 수 있다. 즉, 지지 부재(6)는, SiC 기판(2)의 하면의 단부(2E)(측면(2S)과 하면(2U)과의 경계 부분)를 지지한다.
보다 구체적으로는, 본 실시 형태의 지지 부재(6)는, 하부로 감에 따라서 지름이 커지는 원추 형상을 가지고 있다. 이 지지 부재(6)의 외주면인 원추 형상의 테이퍼면(원추면)(6T)이 상기 경사면(6F)이며, 이 상하 중도부가 SiC 기판(2)의 하단의 단부(2E)에 접촉함으로써, 지지 부재(6)에 의해 SiC 기판(2)을 지지할 수 있다. 지지 부재(6)를 이와 같이 상부로 돌출한 원추 모양으로 하고, 복수의 경사면(6F)(테이퍼면(6T))의 내측에 SiC 기판(2)을 배치하는 구성으로 함으로써, 대상물인 SiC 기판(2)을 안정된 상태에서 지지 부재(6)에 의해서 유지할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에 관한 가열 처리 용기(1)에서는, 지지 부재(6)가 SiC 기판(2)의 하면의 단부(2E)에만 접촉한 상태로 SiC 기판(2)을 지지하므로, 지지 부재(6)와 접촉한 상태로 에칭 처리됨으로써 SiC 기판(2)측에 생기는 흔적이, 이 SiC 기판(2)의 하단의 단부(2E)의 근방 이외에는 남지 않는다. 그리고, 이 흔적의 위치는, 반도체 소자를 제조하는 과정에서의 SiC 기판(2)의 버림 영역에 포함되므로, 제품의 품질에 영향을 미치지 않는다. 이와 같이, 본 실시 형태의 구성에서는, 종래와 같이 SiC 기판(2)의 하면에 마스킹 효과에 의한 큰 돌기 등이 형성되지 않으므로, 디바이스 등을 실장하는 피처리면이 하향이 되도록(페이스 다운(face down) 상태로) SiC 기판(2)을 지지할 수 있다. 이 결과, 피처리면에 티끌이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
지지 부재(6)는, 탄탈 카바이드(TaC)로 이루어진다. 이와 같이, 가열 처리 용기(1)의 내부 공간에 노출하고 있는 부재 중, 지지 부재(6)만이 탄탈 카바이드로 구성되어 있으며, 그 외의 부재의 표면(내부 공간에 노출하고 있는 표면)에는 탄탈 실리사이드층이 형성되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 지지 부재(6)가 탄탈 실리사이드화하여 SiC 기판(2)에 고착해 버리는 것을 확실히 방지할 수 있다. 또, 가열 처리 용기(1)의 내부 공간에 노출하고 있는 넓은 면적에 걸치는 탄탈 실리사이드층을 Si공급원으로 하여, 가열 처리 용기(1)의 내부 공간에 Si 분위기를 형성할 수 있으므로, 상기 내부 공간에서의 Si의 농도를 균일하게 할 수 있어, 나아가서는 SiC 기판(2)의 주면에 대해서 균일하게 에칭 처리를 가할 수 있다.
게다가, 가열 처리 용기(1)의 내부 공간의 표면에, 용해한 Si를 접촉시켜 Si를 부여하는 처리(에칭 처리의 전(前)처리)를 행하는 동안은, 지지 부재(6)를 저판(3)으로부터 떼어내어 가열 처리 용기(1)의 외부에 내어 두는 것에 의해, 지지 부재(6)의 표면에 Si가 부착하여 실리사이드화해 버리는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 에칭 처리시에 지지 부재(6)가 SiC 기판(2)에 고착하는 것을 확실히 방지할 수 있어, SiC 기판(2)이 깨져 버리는 것을 방지할 수 있다.
다만, 지지 부재(6)를 구성하는 재료는 상기의 탄탈 카바이드에 한정되는 것이 아니고, 이것을 대신하여 니오브 카바이드로 이루어지는 것으로 해도 좋다. 이 경우에도, 지지 부재(6)의 표면에 Si가 부착하여 실리사이드화해 버리는 것을 방지할 수 있어, 지지 부재(6)와 SiC 기판(2)과의 고착을 방지할 수 있다.
다음으로, 지지 부재(6)가 저판(3)에 대해서 착탈 가능하게 되어 있는 구성에 대해서, 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다. 본 실시 형태에서, 지지 부재(6)의 하단부에는, 수나사가 형성된 축(6S)이 하부로 돌출하도록 마련되어 있다. 또, 상기의 수나사에 대응하는 암나사가 형성된 구멍(3H)이, 저판(3)에서의 상기 가상원을 따라서 등간격(본 실시 형태에서는, 3개)으로 늘어서 마련되어 있다. 이 암나사의 구멍(3H)에 지지 부재(6)의 하단부의 수나사의 축(6S)이 비틀어 넣어지는 것에 의해, 지지 부재(6)를 저판(3)에 장착할 수 있다. 또, 지지 부재(6)를 상기와는 반대의 방향으로 돌리는 것에 의해, 지지 부재(6)를 저판(3)으로부터 떼어낼 수 있다. 이와 같이, 지지 부재(6)를 회전시키는 것만으로 지지 부재(6)를 저판(3)에 대해서 장착하거나 떼어내거나 할 수 있으므로, 착탈 작업이 간단하다.
여기서, 저판(3)에 형성된 암나사의 구멍(3H)의 치수는, 수나사의 축(6S)에 대해서, 적절한 클리어런스(여유)를 가지도록 설정되어 있다. 그 때문에, 지지 부재(6)의 하단부의 축(6S)은, 저판(3)에 대해서 클리어런스(여유)를 가지는 상태에서, 저판(3)에 장착된다.
이러한 클리어런스를 가지는 나사 구조(장착 구조)에 의해, SiC 기판(2), 저판(3) 및 지지 부재(6)의 치수가 가열 처리 등에 의한 열팽창에 의해 변화해도, 그것을 흡수하도록 지지 부재(6)가 저판(3)에 대해서 움직이므로, SiC 기판(2)에 응력이 걸리는 것을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 열팽창에 따라서 SiC 기판(2)이 휘거나 깨지거나 하는 것을 방지할 수 있다.
또, 도 4에 나타내는 바와 같이, 지지 부재(6)는, 암나사의 구멍(3H)의 축(6S)에 대한 클리어런스에 상당하는 분(分)만큼 움직이는 것에 의해, 전체적으로 기울어져, 경사면(6F)의 기울기를 변화시킬 수 있도록 구성된다. 이것에 의해, 저판(3) 및 지지 부재(6)의 치수가 열팽창에 의해 변화해도, SiC 기판(2)이 휘거나 깨지거나 하지 않도록 경사면(6F)의 기울기를 변화시킬 수 있다.
또, 지지 부재(6)가 저판(3)에 대해서 착탈 가능하게 하기 위해서, 상기의 구성을 대신하여, 도 5에 나타내는 바와 같은 구성으로 하는 것도 가능하다. 도 5는, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 가열 처리 용기의 측면 단면도이다.
도 5의 구성에서는, 지지 부재(6)의 하단부에는 암나사의 구멍(6X)이 형성되어 있고, 이것에 대응하는 수나사를 가지는 축(3Y)이, 저판(3)에서의 상기 가상원을 따라서 등간격(본 실시 형태에서는, 3개)으로 늘어서 마련되어 있다. 이와 같이, 지지 부재(6)에 암나사가, 저판(3)에 수나사가, 각각 형성되어 있는 구성으로 하는 것도 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 가열 처리 용기(1)는, 대상물인 원판 모양의 SiC 기판(2)을 에칭 처리할 때에 상기 SiC 기판(2)을 지지하는 지지 부재(6)를 구비한다. 지지 부재(6)는, SiC 기판(2)의 하면의 단부(2E)를 지지하기 위한, 하부로 감에 따라서 SiC 기판(2)의 중심선(L)에 가까워지도록 경사지는 경사면(6F)을 가진다.
이것에 의해, 지지 부재(6)가 SiC 기판(2)의 하면의 단부(2E)에만 접촉한 상태에서 상기 SiC 기판(2)을 지지하므로, 지지 부재(6)에 접촉했을 때에 SiC 기판(2)측에 생기는 흔적이, 그 후의 처리에 의해 버려지는 단부의 영역(버림 영역) 이외의 부분에는 남지 않는다. 그 때문에, 피처리면이 하향이 되도록 SiC 기판(2)을 지지할 수 있고, 그렇게 하는 것에 의해 피처리면에 티끌이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
또, 본 실시 형태의 가열 처리 용기(1)에서, 경사면(6F)은, 원추면 모양으로 형성되어 있다(테이퍼면(6T)). 경사면(6F)의 상하 중도부가 상기 SiC 기판(2)의 하단의 단부(2E)에 접촉한다.
이것에 의해, 대상물인 SiC 기판(2)을, 안정된 상태에서 지지 부재(6)에 의해서 유지할 수 있다.
또, 본 실시 형태의 가열 처리 용기(1)는, 가열 처리 용기(1)의 저부를 이루는 저판(3)을 더 구비한다. 지지 부재(6)는 저판(3)에 착탈 가능하게 장착된다.
이것에 의해, 가열 처리 용기(1) 내에 Si를 부여하는 처리를 행하는 동안은, 지지 부재(6)를 저판(3)으로부터 떼어내어 가열 처리 용기(1) 밖에 내어 두는 것에 의해, 지지 부재(6)의 표면이 탄탈 실리사이드화(실리사이드화)하여 에칭 처리시에 SiC 기판(2)에 고착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, SiC 기판(2)이 깨지는 것을 방지할 수 있다.
또, 상기의 가열 처리 용기(1)에서, 지지 부재(6)는 탄탈 카바이드 또는 니오브 카바이드로 이루어진다. 저판(3)의 내저면 및 가열 처리 용기(1)의 내부 공간에 노출하고 있는 표면은, 탄탈 실리사이드로 이루어진다.
이것에 의해, 지지 부재(6)가 SiC 기판(2)에 고착해 버리는 것을 방지하면서, 저판(3)의 내저면 및 가열 처리 용기(1)의 내부 공간에 노출하고 있는 표면을 Si공급원으로 하여, 가열 처리 용기(1) 내에 Si 분위기를 효율 좋게 형성하고, SiC 기판(2)을 에칭 처리할 수 있다.
또, 상기의 가열 처리 용기(1)에서, 지지 부재(6)의 하단부에는 축 모양의 플러그부(축(6S))가 마련되고, 저판(3)에는, 상기의 축(6S)에 대응하는 플러그 구멍(구멍(3H))이 마련된다. 또, 다른 실시 형태에서는, 지지 부재(6)의 하단부에 플러그 구멍(구멍(6X))이 마련되고, 저판(3)에는, 상기의 구멍(6X)에 대응하는 축 모양의 플러그부(축(3Y))가 마련된다.
이것에 의해, 축(6S)을 구멍(3H)에(또는, 축(3Y)을 구멍(6X)에) 삽입함으로써, 지지 부재(6)를 저판(3)에 대해서 장착하거나 떼어내거나 할 수 있어, 지지 부재(6)를 착탈하는 작업이 간단하게 된다.
또, 상기의 가열 처리 용기(1)에서, 축(6S) 및 축(3Y)에는 수나사가 형성되고, 구멍(3H) 및 구멍(6X)에는 암나사가 형성된다.
이것에 의해, 지지 부재(6)를 회전시키는 것만으로, 지지 부재(6)를 저판(3)에 대해서 장착하거나 떼어내거나 할 수 있어, 지지 부재(6)를 착탈하는 작업이 간단하게 된다.
또, 상기의 가열 처리 용기(1)에서는, 지지 부재(6)는, 클리어런스(여유)를 가지는 나사 구조를 매개로 하여 저판(3)에 장착된다.
이것에 의해, 저판(3) 및 지지 부재(6)의 치수가 열팽창에 의해 변화해도, 그 치수 변화를 흡수하도록 지지 부재(6)가 저판(3)에 대해서 이동하므로, SiC 기판(2)에 응력이 걸리는 것을 억제할 수 있어, SiC 기판(2)이 휘거나 깨지거나 하는 것을 방지할 수 있다.
또, 상기의 가열 처리 용기(1)에서는, 지지 부재(6)는, 상기 클리어런스에 의해서 경사면(6F)의 기울기를 변화시키는 것이 가능하다.
이것에 의해, SiC 기판(2)이 지지 부재(6)의 경사면(6F)에 접촉할 때의 위치가 상하 방향으로 변화하므로, 저판(3) 및 지지 부재(6)의 치수가 열팽창에 의해 변화해도, SiC 기판(2)이 휘거나 깨지거나 하지 않고, 지지 부재(6)에 의해서 안정된 상태로 지지할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는, 상기의 가열 처리 용기(1)를 이용하여, SiC 기판(2)의 피처리면을 하부를 향한 상태에서, 상기 피처리면(하면(2U))의 단부(2E)를 지지 부재(6)에 의해 지지하여, SiC 기판(2)에 대해서 에칭 처리가 행하여진다.
이것에 의해, 피처리면이 하향이 되도록(페이스 다운 상태에서) SiC 기판(2)을 지지하여 에칭 처리가 되므로, 피처리면에 티끌이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
이상으로 본 개시된 바람직한 실시 형태를 설명했지만, 상기의 구성은 예를 들면 이하와 같이 변경할 수 있다.
상기의 실시 형태에서는, 지지 부재(6)는 원추 형상의 부재인 것으로 했지만, 지지 부재의 형상은 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 지지 부재는, 하부로 감에 따라서 SiC 기판의 중심선에 가까워지도록 경사지는 경사부를 가지는 것이면 되며, 예를 들면 수직 방향에 대해서 적절하게 경사시킨 가는 원기둥 모양의 와이어나, 평판 모양의 부재 등에 의해 구성해도 좋다. 또, 지지 부재를, 경사시킨 둥근 막대 모양의 부재로 구성하고, 그 원기둥면 모양의 둘레면에서 SiC 기판을 지지해도 좋다. 혹은, 지지 부재의 형상을, 테이퍼면을 가지는 원추 형상의 상부와, 원기둥 형상의 하부를 조합시킨 형상으로 해도 좋다. 또, 지지 부재의 형상을, 예를 들면 삼각추, 육각추나 12각추와 같은 다각추로 해도 좋다. 이 경우, 다각추가 가지는 경사 모양의 평면에 의해 SiC 기판을 지지해도 좋고, 경사진 능선 모양의 부분(나이프 엣지 모양의 부분)에 의해 SiC 기판을 지지해도 좋다.
상기의 실시 형태에서는, 지지 부재(6)의 하단부의 수나사의 축(6S)과, 저판(3)에 형성된 암나사의 구멍(3H)과의 사이의 클리어런스(여유)에 의해서 지지 부재(6)가 약간 움직이는 것으로 했지만, 클리어런스의 형태는 이것에 한정하는 것은 아니다. 즉, 예를 들면 이것을 대신하여, 나사가 없는 축 모양의 플러그부와 플러그 구멍으로 이루어지는 착탈 가능한 장착 구조(더블 구조)로 하고, 축 모양의 플러그부와 플러그 구멍과의 사이에 클리어런스를 형성하는 것도 가능하다. 또, 저판(3)에, SiC 기판(2)의 중심선(L)에 대해서 지름 방향으로 연장된 홈을 마련하고, 상기 홈 내를 지지 부재가 슬라이드하는 것으로 하는 것도 가능하다. 혹은, 회동축이나 캠 기구 등을 이용하여, 지지 부재가 저판에 대해서 움직이도록 구성하는 것도 가능하다.
상기의 실시 형태에서는, 지지 부재(6)는, 저판(3) 상의 평면에서 보아 SiC 기판(2)의 외주에 대응하는 위치에 등간격으로 3개 마련되어 있는 것으로 했지만, 지지 부재(6)의 개수는 이것에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 4개 이상 구비되는 것으로 해도 괜찮다. 또, 지지 부재(6)가 부등(不等)의 간격으로 배치되어도 괜찮다.
지지 부재(6)는, 저판(3)에 돌출 모양으로 마련되는 구성으로 한정되지 않고, 몸통부(4)나 뚜껑(5)에 마련되는 구성으로 해도 좋다. 또, 지지 부재(6)가 저판(3) 등에 착탈 불가능하게 장착되어도 좋다.
상기의 실시 형태에서는 몸통부(4)와 저판(3)이 분할 가능하게 구성되어 있지만, 몸통부(4)와 저판(3)이 일체로 형성되어도 괜찮다.
SiC 기판(2)은, 디바이스 등을 실장하는 면(피처리면)이 상측이 된 상태에서 지지 부재(6)에 의해서 지지되어도 좋다.
상기의 실시 형태에서는, 지지 부재(6)는, 나사에 의해 저판(3)에 직접 장착되는 것으로 했지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 이것을 대신하여, 저판(3)의 내저면 상에 베이스를 배치하고, 상기 베이스를 매개로 하여 지지 부재가 간접적으로 저판에 장착되는 것으로 해도 괜찮다. 그 경우, 베이스에 나사 구멍이 형성되는 구성으로 하는 것도 가능하다.
1 : 가열 처리 용기 2 : SiC 기판
2E : (SiC 기판의) 하단의 단부 3 : 저판
3H : 구멍 6 : 지지 부재
6F : 경사면(경사부) 6S : 축
6T : 테이퍼면

Claims (9)

  1. 대상물인 원판 모양의 SiC 기판을 에칭 처리할 때에 상기 SiC 기판을 지지하는 지지 부재를 구비하는 가열 처리 용기에 있어서,
    상기 지지 부재는, 상기 SiC 기판의 하면의 단부를 지지하기 위한, 하부로 감에 따라서 상기 SiC 기판의 중심선에 가까워지도록 경사지는 경사부를 가지는 것을 특징으로 하는 가열 처리 용기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 경사부는, 평면 모양, 원기둥면 모양, 원추면 모양, 또는 능선 모양으로 형성되어 있으며,
    상기 경사부의 상하 중도부(中途部)가 상기 SiC 기판의 하면의 단부에 접촉하는 것을 특징으로 하는 가열 처리 용기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열 처리 용기의 저부를 이루는 저판을 더 구비하며,
    상기 지지 부재는 상기 저판 상에 착탈 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 가열 처리 용기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 지지 부재는 탄탈 카바이드 또는 니오브 카바이드로 이루어지며,
    상기 저판의 내저면 및 상기 가열 처리 용기의 내부 공간에 노출하고 있는 표면은, 탄탈 실리사이드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가열 처리 용기.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 지지 부재의 하단부에는 축 모양의 플러그부 또는 플러그 구멍 중 일방이 형성되며,
    상기 저판에는, 상기 축 모양의 플러그부 또는 플러그 구멍 중 일방에 대응하는 플러그 구멍 또는 축 모양의 플러그부가 형성되는 것을 특징으로 하는 가열 처리 용기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 축 모양의 플러그부에는 수나사가 형성되며,
    상기 플러그 구멍에는 암나사가 형성되는 것을 특징으로 하는 가열 처리 용기.
  7. 청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 부재는, 클리어런스를 가지는 장착 구조를 매개로 하여 상기 저판에 장착되는 것을 특징으로 하는 가열 처리 용기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 지지 부재는, 상기 클리어런스에 의해서 상기 경사부의 기울기를 변화시키는 것이 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가열 처리 용기.
  9. 청구항 1에 기재된 가열 처리 용기를 이용하여, 상기 SiC 기판의 피처리면을 하부를 향한 상태에서, 상기 피처리면의 단부를 상기 지지 부재에 의해 지지하여, 상기 SiC 기판에 대해서 에칭 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 에칭 방법.
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