TW201812123A - 碳化矽材料及碳化矽複合材料 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及SiC材料及SiC複合材料，更具體地，根據以下式1計算的X-衍射峰的衍射強度比I未滿1.5的SiC材料及SiC複合材料。本發明可提供SiC材料及SiC複合材料，其暴露在電漿時，被均勻地蝕刻，可降低裂化、洞等的發生。 [式1] 衍射強度比I=(200面峰強度+220面的峰強度)/111面的峰強度
Description
本發明涉及SiC材料及利用此的SiC複合材料。
通常，在半導體製造裝備使用的基座或者聚焦環、電極等，直接使用在現有半導體工程使用的碳材料時，具有在碳材料發生異物的問題。
考慮到如此問題，在碳材料的結構物表面塗層SiC或TaC使用的方法被利用。
雖然SiC的耐熱性及耐化學性強，且物理強度高具有高的利用可能性，但是，在半導體領域使用的SiC在電漿環境發生表面蝕刻，經這些電漿的蝕刻，根據SiC的結晶方向顯示不同的蝕刻量。經這些不同的蝕刻量，SiC材料的產品穩定性降低，SiC材料的頻繁更換，成為半導體的製造費用等增加的原因。
本發明為瞭解決如上述的問題，提供在電漿環境穩定，均勻地被蝕刻的SiC材料及SiC複合材料。
此外，本發明提供SiC多層複合材料。
本發明所要解決的課題不限定於以上提及的課題，且未提及的另外其他課題，可從以下記載明確地被所屬領域技藝人士理解。
本發明的一種形式涉及SiC材料，根據以下式1計算的X-衍射峰的衍射強度比I未滿1.5。 [式1] 衍射強度比I=(200面峰強度+220面的峰強度)/111面的峰強度。
根據本發明的一個實施例，所述衍射強度比I可為1.21以下。
根據本發明的一個實施例，所述衍射強度比I可為1.0以下。
根據本發明的一個實施例，所述衍射強度比I可為0.9以下。
根據本發明的一個實施例，所述衍射強度比I可為0.8以下。
根據本發明的一個實施例，所述111面的峰2θ值可以是35°至36°，且所述200面的峰2θ值是41°至42°，並且所述220面的峰2θ值是60°至61°。
本發明的其他一種形式涉及SiC複合材料，其包括：基底；SiC塗層膜，形成在所述基底上個至少一面，且所述SiC塗層膜是所述衍射強度比I未滿1.5。
本發明的另外其他一種形式涉及SiC多層複合材料，其包括：基底；第一SiC塗層膜，形成在所述基底上的至少一面；第二SiC塗層膜，形成在所述第一SiC塗層膜上，且所述第一SiC塗層膜及第二SiC塗層膜，根據以下式1計算的X-衍射峰的衍射強度比I相互不同。 [式1] 衍射強度比I=(200面峰強度+220面的峰強度)/111面的峰強度。
根據本發明的一個實施例，所述第一SiC塗層膜的衍射強度比I可超過1.21。
根據本發明的一個實施例，所述第一SiC塗層膜的衍射強度比I可超過1.21，未滿1.5。
根據本發明的一個實施例，所述第一SiC塗層膜的衍射強度比I可為1.5以上。
根據本發明的一個實施例，所述第二SiC塗層膜的衍射強度比I可未滿1.5。
根據本發明的一個實施例，所述第一SiC塗層膜與第二SiC塗層膜的厚度比可以是1:0.1至1:0.95。
本發明可提供SiC材料及SiC複合材料，在暴露於電漿的部分，由優先成長結晶方向，形成經電漿具有低蝕刻量的111面，在電漿環境具有穩定且均勻的蝕刻量。
經本發明的SiC材料及SiC複合材料，在電漿環境可降低裂化、洞等的發生頻率，增加素材的壽命。
本發明變更如氣源的供給速度、成長速度等工程條件，將優先成長結晶方向轉換至111面，可提高111面對具有優先成長結晶方向的SiC材料及SiC複合材料製造的經濟性及生產性。
以下，詳細地說明本發明的實施例。在說明本發明的程序中，對相關公知功能或者構成的具體說明，被判斷為不必要地模糊本發明的要點時，省略其詳細地說明。此外，在本發明使用的用語，作為適當地表現本發明的優選實施例而使用的用語，其可根據使用者、運營者的意圖或者本發明所屬領域的慣例等不同。在說明書中，對本用語的定義，以經過本說明書整個內容為基礎進行定義。
本發明為涉及SiC(碳化矽)材料，所述SiC材料向電漿暴露面的優先成長結晶方向成長111面，可形成對電漿環境的穩定性提高，且具有均勻蝕刻量的表面。
根據本發明的一個實施例，參照圖1、圖2a及圖2b，圖1是根據本發明的一個實施例，示例性地示出本發明的SiC材料、SiC複合材料及SiC多層複合材料的斷面，且圖2a及圖2b是根據本發明的一個實施例，示例性地示出SiC材料的X-線衍射圖案，並且，圖1的a的SiC材料1如在圖2a及圖2b示出，具有將111面、200面、220面及311面的X-線衍射峰作為主峰，且所述鋒中111面的SiC1成長時，向優先成長結晶方向成長，並具有最大衍射強度。
作為本發明的一個示例，圖2a及圖2b的X-線衍射圖案，可利用在本發明的技術領域適用的X-線衍射測量方法，且在本說明書沒有具體地提及，但是，可利用薄膜或者粉末X-線衍射測量方法，並且，優選地，可在SiC材料及複合材料的表面或者切斷面，照射X-線進行實施。X-線分析裝置利用「Rigaku，Dmax2500」，獲得了顯示豎軸為衍射強度及橫軸為衍射角2θ的X-線圖案，且這適用在圖3。
作為本發明的一個示例，X-衍射峰的衍射強度比I由以下式計算，X-衍射峰的衍射強度比I可未滿1.5，優選地，可以是1.21以下；1.0以下；0.9以下，或者0.8以下。例如，參照圖2a及圖2b，圖2a是衍射強度比I為1.21的SiC材料，圖2b可以是衍射強度比I為0.7的SiC材料。所述衍射強度比I未滿1.5時，在電漿環境均勻地進行表面蝕刻，現有的200面及220面，比具有優先成長結晶方向的SiC材料，蝕刻量少且可減少裂化、洞等發生。 [式1] 衍射強度比I= (200面峰強度+220面的峰強度)/111面的峰強度
作為本發明的一個示例，所述111面的峰2θ值是35°至36°，優選地，可以是35.2°至35.8°；或者35.6°至35.8°，且所述111面的峰可顯示最大衍射強度。
作為本發明的一個示例，所述200面的峰2θ值是41°至42°，所述220面的峰2θ值是60°至61°。
作為本發明的一個示例，SiC材料1可由50μm以上；優選地，500μm以上，或者1mm至10mm厚度形成，並包括在所述厚度範圍內時，在電漿環境維持材料的穩定性，壽命被延長可長期使用。
本發明涉及SiC複合材料，在電漿環境形成被最少蝕刻的結晶方向成為優先成長的SiC塗層膜，因此，可提高複合材料的穩定性。
根據本發明的一個示例，參照圖1的b，本發明的SiC複合材料2，可包括基底10及SiC塗層膜20，形成在所述基底上一面、兩面或者前面。
作為本發明的一個示例，SiC複合材料2的一面、兩面或者整個面，可暴露在電漿，且形成在暴露於電漿面的SiC塗層膜20，以111面、200面、220面及311面的X-線衍射峰為主峰，所述鋒中111面由優先成長結晶方向成長，具有最大衍射強度。此外，由所述式1計算的X-衍射峰的衍射強度比I可未滿1.5，優選地，可以是1.21以下；1.0以下；0.9以下或者0.8以下。
作為本發明的一個示例，基底10是SiC基體或者碳基體，所述碳基體包括由適用在半導體工程等的碳形成的材料，例如，可以是黑鉛、各向同性黑鉛、碳纖維強化碳複合材料等，優選是黑鉛。
作為本發明的一個示例，SiC塗層膜20可由5μm以上；優選地，50μm以上；1mm以上，或者1mm至10mm厚度形成，且包括在所述厚度範圍內時，在電漿環境維持產品的穩定性，可防止根據SiC塗層膜的蝕刻不均勻的基底損傷，並可延長材料的壽命。
本發明涉及SiC多層複合材料，在基底上變化衍射強度比I，形成多層的SiC塗層膜，因此，在電漿環境降低蝕刻量，並可提高產品的生產性。
根據本發明的一個實施例，參照圖1的c，本發明的SiC多層複合材料3，可包括基底10'及形成在所述基底上的一面、兩面或者整個面的第一SiC塗層膜20a；及形成在所述第一SiC塗層膜20a上的第二SiC塗層膜20b。
作為本發明的一個示例，基底10'是SiC基體或者碳基體，如同上述提及。
作為本發明的一個示例，第一SiC塗層膜20a及第二SiC塗層膜20b，根據式1計算的衍射強度比I的值可不同。
例如，參照圖3，在圖3的第一SiC塗層膜20a以111面、200面、220面及311面的X-線衍射峰為主峰，所述峰中200面及220面，可由優先成長結晶方向成長。此外，第一SiC塗層膜20a在所述式計算的衍射強度比I為1.5以上，或者可以是1.54以上，優選地，如圖3示出，衍射強度比I可以是1.54。這將形成快速成長的200面及220面，向優先成長結晶方向先成長之後，形成相對成長速度低的第二SiC塗層膜21b，因此，可確保SiC多層複合材料的生產性。
作為其他示例，第一SiC塗層膜20a以111面、200面、220面及311面的X-線衍射峰為主峰，所述峰中111面由優先成長結晶方向成長，111面具有最大衍射強度，且具有與第二SiC塗層膜20b不同的衍射強度比I。例如，衍射強度比I超過1.21，優選地，為了改善複合材料的生產性和根據電漿蝕刻的產品穩定性，可以是超過1.21及未滿1.5。
作為本發明的一個示例，第一SiC塗層膜20a可由5μm以上；優選地，50μm以上；1mm以上，或者1mm至10mm厚度；或者5mm至7mm厚度被形成，包括在所述厚度範圍內時，在電漿環境防止基底的損傷，可確保複合材料的生產性及經濟性的製造費用。
作為本發明的一個示例，第二SiC塗層膜20b以111面、200面、220面及311面的X-線衍射峰為主峰，所述峰中111面由優先成長結晶方向成長，可具有最大衍射強度。此外，根據所述式1計算的X-衍射峰的衍射強度比I可以是未滿1.5；優選地，1.21；1.0以下；0.9以下，或者0.8以下。第二SiC塗層膜20b形成在電漿暴露面，因此，比200面及220面，可提供更低的蝕刻量和均勻地表面蝕刻。
作為本發明的一個示例，第二SiC塗層膜20b可由5μm以上；優選地，50μm以上；1mm以上，或者1mm至10mm；1mm至5mm厚度被形成，包括在所述厚度範圍內時，在電漿環境維持穩定性，在電漿暴露面形成均勻的蝕刻，因此，可延長複合材料的壽命。
作為本發明的一個示例，第一SiC塗層膜20a及第二SiC塗層膜20b的厚度不同，例如，所述第一SiC塗層膜20a與第二SiC塗層膜20b的厚度比是1:0.1至1:0.95；優選地，可以是1:0.1至1:0.7；1:0.1至1:0.5，或者1:0.1至1:0.4。包括在所述厚度比時，以相對快的成長速度將第一SiC塗層膜20a相比第二SiC塗層膜20b，厚地形成，因此，可防止相對成長速度低的，根據第二SiC塗層膜形成的生產性低下，在電漿環境具有均勻蝕刻量的複合材料。
本發明提供經本發明的SiC材料及SiC複合材料的製造方法。
根據本發明的一個實施例，SiC材料1及SiC複合材料2，可由適用在本發明的技術領域的方法被製造，例如，利用CVD形成，且可適用如Si氣源及C氣源的氣源；及氫氣、氮氣、氦氣、氬氣等的通常搬運氣體等被形成。例如，所述CVD可由適用在本發明的技術領域的工程條件被執行，例如，SiC材料1可利用在本發明的技術領域的沉積裝置被製造。
本發明提供經本發明的SiC多層複合材料的製造方法。
根據本發明的一個實施例，SiC多層複合材料3，可由適用在本發明的技術領域的方法被製造，例如，利用CVD形成，且可適用如Si氣源、C氣源的氣源；及氫氣、氮氣、氦氣、氬氣等的通常搬運氣體等被形成。例如，形成第一SiC塗層膜及第二SiC塗層膜的塗層膜時，調整成長速度變更SiC塗層膜的優先成長結晶方向，可變化衍射強度比I。經成長速度的調整，可便於調整主成長結晶方向，且經這些速度SiC自身的溫度上升50℃以上，且以快速成長速度形成與基地相接的第一SiC塗層膜之後，降低成長速度形成對電漿蝕刻強的第二SiC塗層膜，因此，可防止SiC多層複合材料的生產性低下。
本發明可提供在電漿環境，蝕刻量少且形成均勻蝕刻的SiC材料、SiC複合材料及SiC多層複合材料，製造SiC時，調整工程條件，如成長速度，可提供SiC材料、SiC複合材料及SiC多層複合材料。
參照本發明的所述實施例進行了說明，但本發明不限定於此，且在不脫離記載於以下請求項範圍、發明內容及附圖的本發明的思想及領域的範圍內，可多樣地修改及變更本發明。
1‧‧‧SiC材料
2‧‧‧SiC複合材料
3‧‧‧SiC多層複合材料
10、10'‧‧‧基底
20‧‧‧SiC塗層膜
20a‧‧‧第一SiC塗層膜
20b‧‧‧第二SiC塗層膜
111、200、220、311‧‧‧面
圖1是根據本發明的一個實施例，示例性地示出本發明的SiC材料a、SiC複合材料b及SiC多層複合材料c的斷面。
圖2a及圖2b是根據本發明的一個實施例，示例性地示出本發明的SiC材料的X-線衍射圖案。
圖3是根據本發明的一個實施例，示例性地示出本發明的SiC多層複合材料的X-線衍射圖案。
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國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
Claims (13)
- 一種SiC材料，根據以下式1計算的X-衍射峰的衍射強度比I未滿1.5， [式1] 衍射強度比I=((200)面峰強度+(220)面的峰強度)/(111)面的峰強度。
- 根據請求項1之SiC材料，其中所述衍射強度比I為1.21以下。
- 根據請求項1之SiC材料，其中所述衍射強度比I為1.0以下。
- 根據請求項1之SiC材料，其中所述衍射強度比I為0.9以下。
- 根據請求項1之SiC材料，其中所述衍射強度比I為0.8以下。
- 根據請求項1之SiC材料，其中所述(111)面的峰2θ值是35°至36°，且 所述(200)面的峰2θ值是41°至42°，並且 所述(220)面的峰2θ值是60°至61°。
- 一種SiC複合材料，其包括： 基底； SiC塗層膜，形成在所述基底上個至少一面，且 所述SiC塗層膜是請求項1至請求項6中任何一項所述的SiC材料。
- 一種SiC多層複合材料，其包括： 基底； 第一SiC塗層膜，形成在所述基底上的至少一面； 第二SiC塗層膜，形成在所述第一SiC塗層膜上，且 所述第一SiC塗層膜及第二SiC塗層膜，根據以下式1計算的X-衍射峰的衍射強度比I相互不同， [式1] 衍射強度比I=((200)面峰強度+(220)面的峰強度)/(111)面的峰強度。
- 根據請求項8之SiC多層複合材料，其中所述第一SiC塗層膜的衍射強度比I超過1.21。
- 根據請求項8之SiC多層複合材料，其中所述第一SiC塗層膜的衍射強度比I超過1.21，未滿1.5。
- 根據請求項8之SiC多層複合材料，其中所述第一SiC塗層膜的衍射強度比I為1.5以上。
- 根據請求項8之SiC多層複合材料，其中所述第二SiC塗層膜的衍射強度比I未滿1.5。
- 根據請求項8之SiC多層複合材料，其中所述第一SiC塗層膜與第二SiC塗層膜的厚度比是1:0.1至1:0.95。
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