TW201930659A - 以碳化鉭被覆之碳材料及其製造方法、半導體單晶製造裝置用構件 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的在於提供一種產品壽命較長的半導體單晶製造裝置用構件以及以碳化鉭被覆的碳材料。為了達成上述目的，本發明之以碳化鉭被覆的碳材料，係用以碳化鉭為主要成分的碳化鉭被覆膜被覆碳基材表面的至少一部分的以碳化鉭被覆的碳材料，其特徵為：碳化鉭被覆膜，針對面外方向對應(200)面的X光繞射線的強度，比對應其他結晶面的X光繞射線的強度更大，且其強度比相對於對應全結晶面的X光繞射線的強度總和在60％以上。
Description
本發明係關於一種將碳化鉭膜被覆於碳基材表面的以碳化鉭被覆的碳材料，以及使用該材料的半導體單晶製造裝置用構件。
碳化鉭，在過渡金屬碳化物之中係熔點最高者（約3900℃)，且化學的穩定性、強度、韌性、耐蝕性亦相當優異。因此，將碳化鉭膜被覆於碳基材表面的以碳化鉭被覆的碳材料，在Si(矽)、SiC(碳化矽)、GaN(氮化鎵)等的半導體單晶製造裝置中作為構件使用。
關於SiC的大塊單晶的製造方法，昇華再結晶法(改良瑞利法，improved Rayleigh method)已廣為人所習知。昇華再結晶法，將SiC原料填充於坩堝內部，並在其上部配置SiC種晶。另外，於SiC種晶的周圍設置了筒狀的引導構件。SiC原料被加熱所產生的昇華氣體，沿著引導構件的內壁上升，在SiC種晶成長為SiC單晶。
另外，半導體裝置等所使用的SiC單晶基板，係藉由在由大塊單晶所構成的SiC基板上令SiC單晶磊晶成長而製得。令SiC單晶磊晶成長的方法，已知有液相磊晶(Liquid Phase Epitaxy，LPE)法、氣相磊晶(Vapor Phase Epitaxy VPE)法、化學氣相堆積(Chemical Vapor Deposition，CVD)法等。通常，令SiC單晶磊晶成長的方法為CVD法。CVD法所致之磊晶成長方法，係藉由在裝置內的基座上載置SiC基板，並在1500℃以上的高溫下供給原料氣體，以成長為SiC單晶。
在該等SiC單晶的製造方法中，為了製得更高品質的結晶，於專利文獻1，揭示了使用以碳化鉭被覆石墨基材內面的坩堝的方法。另外，於專利文獻2，揭示了使用以碳化鉭被覆內壁的引導構件的方法。
另外，吾人嘗試藉由控制以碳化鉭被覆的碳材料中的碳化鉭被覆膜的定向性，以提高其特性。例如，在專利文獻3中，藉由令碳化鉭的(220)面相對於其他的結晶面特別地發達，以達到令耐蝕性或耐熱衝撃性提高之目的。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開平11－116398號公報
[專利文獻2] 日本特開2005－225710號公報
[專利文獻3] 日本特開2008－308701號公報
[專利文獻2] 日本特開2005－225710號公報
[專利文獻3] 日本特開2008－308701號公報
[發明所欲解決的問題]
已知金屬碳化物根據結晶面的不同，其化學活性(反應性)亦有所不同。吾人認為，由於在碳化鉭的(111)面、(220)面、(311)面、(222)面，鉭(Ta)與碳(C)的原子密度並非相同，故反應性提高。
因此，當將如專利文獻3所示之以碳化鉭被覆的碳材料，使用作為半導體單晶製造裝置用構件時，由於碳化鉭被覆膜的反應性較高，故產品壽命會有縮短之虞。
因此，本發明之目的在於提供一種產品壽命較長的半導體單晶製造裝置用構件以及以碳化鉭被覆的碳材料。
[解決問題的手段]
[解決問題的手段]
為了解決上述問題，本發明之以碳化鉭被覆的碳材料，係用以碳化鉭為主要成分的碳化鉭被覆膜被覆碳基材表面的至少一部分的以碳化鉭被覆的碳材料。該以碳化鉭被覆的碳材料的特徵為：針對面外方向對應(200)面的X光繞射線的強度，比對應其他結晶面的X光繞射線的強度更大，且其強度比相對於對應全結晶面的X光繞射線的強度總和在60％以上。
若根據該等構造，便可延長以碳化鉭被覆的碳材料的產品壽命。
在本發明之以碳化鉭被覆的碳材料中，可將碳化鉭被覆膜表面的算術平均粗糙度Ra設在3.5μm以下。
在本發明之以碳化鉭被覆的碳材料中，可將碳基材表面的算術平均粗糙度Ra設在4.0μm以下。
在本發明之以碳化鉭被覆的碳材料中，可令碳化鉭被覆膜中所包含的鉭原子數比碳原子數更多，且在碳原子數的1.2倍以下。
在本發明之以碳化鉭被覆的碳材料中，碳化鉭被覆膜，可含有原子濃度0.01atm％以上且1.00atm％以下的氯原子。
本發明之半導體單晶製造裝置用構件，係由以碳化鉭被覆的碳材料所構成。該半導體單晶製造裝置用構件，係用以碳化鉭為主要成分的碳化鉭被覆膜被覆碳基材表面的至少一部分的構件，其特徵為：針對面外方向對應(200)面的X光繞射線的強度，比對應其他結晶面的X光繞射線的強度更大，且其強度比相對於對應全結晶面的X光繞射線的強度總和在60％以上。
若根據該等構造，便可延長由以碳化鉭被覆的碳材料所構成的半導體單晶製造裝置用構件的產品壽命。其結果，便可降低半導體單晶的製造成本。
本發明之半導體單晶製造裝置用構件，可用於SiC單晶的製造裝置。
本發明之半導體單晶製造裝置用構件，可為用於藉由昇華再結晶法製造SiC單晶之裝置的坩堝或引導構件。
本發明之半導體單晶製造裝置用構件，亦可為用於藉由化學氣相堆積法令SiC單晶磊晶成長以製造該SiC單晶之裝置的基座或內壁構件。
本發明之半導體單晶製造裝置用構件，亦可於碳化鉭被覆膜表面具有2個以上的鉭原子濃度較低的部位。
本發明之以碳化鉭被覆的碳材料之製造方法，具備：準備算術表面粗糙度Ra在4.0μm以下的碳基材的步驟；以及用碳化鉭被覆膜被覆碳基材的表面的至少一部分的步驟。
若根據該等構造，便可製造出具備「令碳基材與碳化鉭被覆膜的剝離強度在1MPa以上，且碳化鉭被覆膜的對應(200)面的X光繞射線的強度比，在全體的X光繞射線的強度總和的60％以上」之特徴的以碳化鉭被覆的碳材料。
在本發明之以碳化鉭被覆的碳材料之製造方法中，準備步驟，可包含在反應室內支持碳基材的步驟；被覆步驟，可包含：將含有碳原子的化合物以及含有鹵素化鉭的原料氣體供給到反應室內的步驟；以及用熱CVD法令所供給之原料氣體發生反應以形成碳化鉭被覆膜的步驟。
在本發明之以碳化鉭被覆的碳材料之製造方法中，可一邊令碳基材以自轉軸為中心旋轉一邊被覆碳化鉭被覆膜。在該方法中，亦可一邊令自轉軸以公轉軸為中心公轉一邊被覆碳化鉭被覆膜。
本發明之以碳化鉭被覆的碳材料之製造方法，在供給原料氣體的步驟中，可將反應室內的溫度設在850℃以上且1200℃以下。
本發明之以碳化鉭被覆的碳材料之製造方法，在供給原料氣體的步驟中，可令含有碳原子的化合物為甲烷(CH4
)，可令鹵素化鉭為五氯化鉭(TaCl5
)。然後，可將所供給之甲烷與五氯化鉭的流量比設在2以上且20以下。
本發明之以碳化鉭被覆的碳材料之製造方法，在被覆步驟之後，可更包含對形成了碳化鉭被覆膜的碳基材進行退火處理的步驟。
以下，針對本發明之實施態樣詳細敘述，惟本發明並非僅限於此。
本發明之以碳化鉭被覆的碳材料，係由碳基材與以碳化鉭為主要成分的碳化鉭被覆膜所構成，且係將碳基材表面的至少一部分以碳化鉭被覆膜被覆者。
關於碳基材4，可使用等向性石墨、壓出成型石墨、熱分解石墨、碳纖維強化碳複合材料(C／C composite)等的碳材料。其形狀或特性並無特別限定，可加工成因應用途等的任意形狀而使用之。
以碳化鉭為主要成分的碳化鉭被覆膜，可利用化學氣相堆積(CVD)法、燒結法、碳化法等的方法形成。其中，CVD法可形成均一且緻密的膜層，故宜作為碳化鉭被覆膜的形成方法。
再者，CVD法，有熱CVD法、光CVD法或電漿CVD法等，例如可使用熱CVD法。熱CVD法，具有裝置構造比較簡單、無電漿所導致之損傷等的優點。欲利用熱CVD法形成碳化鉭被覆膜，例如，可使用如圖1所示之外熱型減壓CVD裝置1實行之。
在外熱型減壓CVD裝置1中，在具備加熱器3、原料供給部6、排氣部7等的反應室2內，碳基材4被支持機構5所支持。然後，從原料供給部6供給如甲烷(CH4
)等的含碳原子的化合物與如五氯化鉭(TaCl5
)等的鹵素化鉭作為原料氣體。鹵素化鉭氣體，例如，可利用將鹵素化鉭加熱氣化的方法、令鉭金屬與鹵素氣體發生反應的方法等而產生。接著，令原料供給部6所供給的原料氣體在900～1200℃、1～100Pa的高溫減壓環境下進行熱CVD反應，以在碳基材4上形成碳化鉭被覆膜。
碳化鉭被覆膜，雖以碳化鉭為主要成分，惟若含有微量的碳、鉭以外的原子也沒有關係。具體而言，碳化鉭被覆膜，亦可含有1.0atm％以下的雜質元素或摻雜元素。
碳化鉭被覆膜，因應其用途或使用形態，可被覆碳基材4表面的全部，亦可僅被覆一部分。另外，碳化鉭被覆膜，亦可分成複數次形成、堆疊之。藉由在第1次與第2次改變支持碳基材4的部位並成膜，便可確實地消除碳基材4露出的部位或鉭原子濃度較低的部位，惟製造成本會增加。
在形成碳化鉭被覆膜時，可能會因為載置碳基材4的位置偏離加熱器3的中心，或加熱器3經過長時間而劣化等而其周圍方向的發熱分布變得不平均，而導致碳基材4的表面溫度在周圍方向上變得不均一，進而發生成膜不均勻的情況。為了令該等成膜量的分布在成膜中平均化，亦可一邊令碳基材4以其自轉軸為中心自轉一邊進行被覆。例如，如圖9所示的，設置成可以垂直軸為中心令支持機構5旋轉的構造，令碳基材4以其自轉軸與支持機構5的旋轉軸一致的方式受到支持。然後，一邊令支持機構5旋轉一邊形成碳化鉭被覆膜。若以該等方式，便可在碳基材4的自轉軸的周圍方向上形成均一的被覆膜。像這樣一邊令其自轉一邊進行被覆的方法，在碳基材4的形狀為旋轉體或旋轉對稱體時特別有其功效。另外，當碳基材4為旋轉體或旋轉對稱體時，宜以碳基材4的對稱軸與自轉軸一致的方式配置。再者，根據碳基材4的形狀或支持方法的不同，反應室2內的從原料供給部6噴出到從排氣部7排出的氣體流動會有所差異。因此，會發生「在反應室2內形成成膜物質的濃度分布，(即使藉由自轉令成膜量平均化)在碳基材4的成膜對象面之中仍存在並未成膜的位置」的情況。因此，為了令成膜物質無遺漏地遍及碳基材4的成膜對象面，亦可將反應室2內的相對於自轉之碳基材4的氣體流動刻意地設置成非對稱(旋轉非對稱或面非對稱)。為此，可將原料供給部6或排氣部7設置在從碳基材4的自轉軸的延長線上偏離的位置，亦可設置成「從原料供給部6所噴出的氣體相對於自轉軸形成傾斜θ」的構造，並調整角度θ。
另外，在一邊令碳基材4以其自轉軸為中心自轉一邊進行被覆的構造中，亦可一邊令自轉軸以另外的公轉軸為中心公轉一邊形成被覆膜。例如，如圖10(a)所示的，準備複數個可以垂直軸為中心旋轉的支持機構5，設置成令其以共通的公轉軸為中心公轉的構造，並令碳基材4被各支持機構5所支持。以該等方式配置複數個在公轉軌道上自轉的碳基材4，如圖10(b)所示的一邊令各個碳基材4自轉同時公轉，一邊形成碳化鉭被覆膜。若以該等方式，便可令形成於各碳基材的被覆膜均勻一致。此時，碳基材4的自轉的旋轉速度，宜設置成公轉的旋轉速度的非整數倍(例如2.1倍、2.3倍等)。若設置成這樣，便可在每次碳基材4的自轉軸公轉1圈到達同一公轉角度位置時，令碳基材4的自轉角度(要言之，係最接近加熱器3的碳基材的位置角度)不同。藉此，便可減少碳基材4的成膜對稱面的成膜差異。然而，即使將自轉的旋轉速度設置成公轉的旋轉速度的非整數倍，公轉1圈碳基材4的方向正好差180°的旋轉比(例如2.5倍)若公轉2圈則碳基材4的方向便會回到原來的位置(0°)，而容易產生橢圓形狀的差異，故宜避免。基於同樣的理由，公轉1圈時的碳基材4的方向差120°、90°、72°(或144°)、60°的旋轉比，亦宜避免。另外，此時，亦可將相對於公轉之碳基材4的氣體流動刻意地設置成非對稱，以令成膜物質無遺漏地遍及各碳基材的成膜對稱面。為此，亦可設置成「令原料供給部6相對於公轉軸有所偏離，而偏移了偏置量t」的構造，並以因應碳基材4的形狀或公轉半徑形成吾人所期望的被覆膜的方式調整偏置量t。另外，亦可相對於公轉軸或自轉軸有所傾斜。當僅欲對複數個碳基材4各自之一部分施以被覆時，亦可令碳基材4不自轉而只公轉並實行被覆。
在本發明中，碳化鉭被覆膜，針對面外方向對應(200)面的X光繞射線的強度，比對應其他結晶面的X光繞射線的強度更大，其強度比相對於對應全結晶面的X光繞射線的強度總和在60％以上。
碳化鉭被覆膜的X光繞射線的強度，可藉由使用X光繞射裝置(XRD)的2θ／θ測定(out-of-plane，面外)而獲得。碳化鉭結晶的對應(200)面的峰值，在2θ＝40°附近觀測到。
若對應該(200)面的峰值強度，比對應其他結晶面的峰值更大，且為相對於對應全結晶面的峰值強度的和在60％以上的強度比，便可延長使用以碳化鉭被覆的碳材料的半導體單晶製造裝置用構件的產品壽命。吾人認為這是因為，在碳化鉭的(200)面，碳與鉭的原子密度相等，碳化鉭被覆膜表面的反應性降低的關係。
碳化鉭被覆膜的對應(200)面的X光繞射線的強度或強度比，由各種成膜條件所決定。當用熱CVD法形成碳化鉭被覆膜時，若將反應室2內的反應溫度設置在1000℃以上且1200℃以下，則對應(200)面的X光繞射線的強度，會有比對應其他結晶面的X光繞射線的強度更大的傾向。另外，藉由在成膜後以約2000～2500℃實行退火處理，對應(200)面的X光繞射線的強度，會有比對應其他結晶面的X光繞射線的強度更大的傾向。再者，供給到反應室2內的原料氣體(甲烷與五氯化鉭)的流量比，會對對應(200)面的X光繞射線的強度造成影響。例如，若將供給到反應室2內的原料氣體的流量比(CH4
／TaCl5
)設為4.0～6.0，則對應(200)面的X光繞射線的強度會有變大的傾向。
碳基材表面的算術平均粗糙度Ra，也會對碳化鉭被覆膜的對應(200)面的X光繞射線的強度或強度比造成影響。碳基材表面的算術平均粗糙度Ra，其值越大，碳基材4與碳化鉭被覆膜的剝離強度，有越大的傾向，係較佳的態樣，惟另一方面，對應(200)面的X光繞射線的強度比卻會有越小的傾向。因此，從對應(200)面的X光繞射線的強度比的觀點來看，碳基材表面的算術平均粗糙度Ra宜在4.0μm以下。
若一併考慮碳基材4與碳化鉭被覆膜的剝離強度以及碳化鉭被覆膜的對應(200)面的X光繞射線的強度比，則碳基材4表面的算術平均粗糙度Ra，宜在0.5μm以上且4.0μm以下，更宜在1.0μm以上且3.0μm以下。若設置成這樣，便可輕易地令碳基材4與碳化鉭被覆膜的剝離強度在1MPa以上，並令碳化鉭被覆膜的對應(200)面的X光繞射線的強度比在60％以上。
再者，碳化鉭被覆膜表面的算術平均粗糙度Ra宜在3.5μm以下，更宜在3.0μm以下。若碳化鉭被覆膜表面的算術平均粗糙度Ra的值太大，則作為半導體單晶製造裝置用構件時的產品壽命可能會縮短。吾人認為這是因為，碳化鉭被覆膜表面的凹凸較少者，表面積較小，而反應性較低的關係。
成膜之後的碳化鉭被覆膜表面的算術平均粗糙度Ra，會有「因應碳基材表面的算術平均粗糙度Ra而變動，且比碳基材表面的算術平均粗糙度Ra更小一些」的傾向。碳化鉭被覆膜表面的算術平均粗糙度Ra，亦可藉由實施研磨等而控制之，惟會增加製造步驟，故宜因應吾人所期望的碳化鉭被覆膜表面的算術平均粗糙度Ra，而選擇碳基材4表面的算術平均粗糙度Ra。
如上所述的，碳基材4表面的算術平均粗糙度Ra，會影響碳基材4與碳化鉭被覆膜的剝離強度，其值太小，並非較佳的態樣。因此，碳化鉭被覆膜表面的算術平均粗糙度Ra，因應碳基材4表面的算術平均粗糙度Ra，宜在0.4μm以上，更宜在0.8μm以上。
另外，在此的算術平均粗糙度Ra係根據JIS(Japanese Industrial Standards，日本工業標準)B0633：2001[ISO(International Organization for Standardization，國際標準組織)4288：1996]所測定的值。
在碳化鉭被覆膜中所包含的鉭原子數，比碳原子數更多，宜在碳原子數的1.2倍以下，更宜為1.05～1.15倍。亦即，以Tax
C(1.0＜x≦1.2)表示之。
若碳原子數較多，則在碳化鉭被覆膜中便存在較多的碳原子。碳相較於鉭，反應性更高，故碳化鉭被覆膜的反應性會變高，作為半導體單晶製造裝置用構件時的產品壽命會縮短。另一方面，若令鉭原子數較多，則碳原子會減少，可降低碳化鉭被覆膜的反應性，作為半導體單晶製造裝置用構件時的產品壽命也會延長。
另外，在碳化鉭被覆膜中所包含的氯原子的原子濃度，宜在0.01atm％以上且1.00atm％以下，更宜在0.02atm％以上且0.06atm％以下。若氯原子的原子濃度太高，則會對碳化鉭被覆膜的特性造成影響，故並非較佳的態樣，惟藉由含有某種程度之原子濃度的氯原子，可令被覆膜中的鐵等的雜質金屬濃度降低。
另外，本發明之半導體單晶製造裝置用構件，係由碳基材4表面的至少一部分被以碳化鉭為主要成分的碳化鉭被覆膜所被覆的以碳化鉭被覆的碳材料所構成。該碳化鉭被覆膜，針對面外方向對應(200)面的X光繞射線的強度，比對應其他結晶面的X光繞射線的強度更大，其強度比相對於對應全結晶面的X光繞射線的強度總和在60％以上。
若為該等半導體單晶製造裝置用構件，在半導體單晶的成長過程中，可抑制半導體單晶附著於構件，進而延長產品壽命。吾人認為這是因為，在碳化鉭的(200)面，碳與鉭的原子密度相等，相較於其他結晶面，反應性較低的關係，該功效不限於成長之半導體單晶的種類或製造方法。
另一方面，碳化鉭，對碳化矽(SiC)的潤濕性較低，可期待構件的壽命延長化，故自以往，以碳化鉭被覆的碳材料，便作為SiC單晶的製造裝置用構件使用。因此，用於藉由昇華再結晶法製造SiC單晶之裝置的坩堝12或引導構件9，作為用於藉由CVD法以磊晶成長方式製造SiC單晶之裝置的基座21或內壁構件18，特別有用。
半導體單晶製造裝置用構件，例如，可藉由「以被加工成該構件形狀的碳材料作為碳基材4，並用以碳化鉭為主要成分的碳化鉭被覆膜被覆其表面」而製得。亦可因應需要，實施更進一步的加工，或是與其他材料等組合使用。
在將碳化鉭被覆膜被覆於碳基材4時，可使用如前所述的方法，例如可使用熱CVD法。
此時，用來支持碳基材4的支持機構5，具有前端尖銳形狀的支持部，宜以該支持部的前端在2個部位以上支持碳基材4，更宜在3個部位支持之。若以該等方式，便可令支持部前端與碳基材4的接觸面積為最小，以碳化鉭被覆膜被覆碳基材4全面時也只要1次的被覆步驟即可，可降低製造成本。
然而，該等支持部位附近，雖會被碳化鉭被覆膜所被覆，惟鉭原子濃度會降低。當該等部位位於坩堝12或引導構件9的內側時，可能會對成長之SiC單晶的品質造成影響。因此，宜將該等鉭原子濃度較低的支持部位設置在坩堝12或引導構件9的外側。若以該等方式，便不會對成長之SiC單晶的品質造成影響。
另外，半導體單晶製造裝置用構件會重複使用複數次，故碳化鉭被覆膜的結晶性，宜在半導體單晶的成長過程不會變異，為較佳的態樣。例如，當利用昇華再結晶法令SiC單晶成長時，即使在1.0×103
Pa以下的惰性氣體環境下加熱到2500℃，碳化鉭被覆膜，其對應(200)面的X光繞射線的強度，仍比對應其他結晶面的X光繞射線的強度更大，且其強度比相對於對應全結晶面的X光繞射線的強度總和在60％以上，為較佳的態樣。
[實施例1]
[實施例1]
以下，揭示實施例以更具體地説明本發明，惟本發明並非僅限於此。
〈實施例1〉
首先，將等向性石墨，加工成圓錐台筒形狀(引導構件9)、有底圓筒形狀(坩堝12)、圓盤形狀(基座21)，以及圓筒形狀(內壁構件18)，以該等構件為碳基材4。該等碳基材4表面的算術平均粗糙度Ra為0.5μm。
首先，將等向性石墨，加工成圓錐台筒形狀(引導構件9)、有底圓筒形狀(坩堝12)、圓盤形狀(基座21)，以及圓筒形狀(內壁構件18)，以該等構件為碳基材4。該等碳基材4表面的算術平均粗糙度Ra為0.5μm。
接著，將碳基材4載置於外熱型減壓CVD裝置1的反應室2內。碳基材4，被具有3支前端為尖銳形狀的支持部的支持機構5所支持。此時，支持部的前端，針對圓錐台筒狀的碳基材4與外側表面接觸，針對有底圓筒形狀與碳基材4的外側表面接觸，針對圓盤形狀與下側表面接觸，針對圓筒形狀與外側表面接觸。
接著，從原料供給部6，供給0.5SLM(Standard Liter per Minute，標準公升／每分鐘)的甲烷(CH4
)氣體，作為載體氣體，供給1.5SLM的氬(Ar)氣，並供給0.1SLM的加熱到溫度120～220℃而氣化的五氯化鉭(TaCl5
)，在氣壓10～100Pa、反應室2內溫度1100℃的條件下令其發生反應，於碳基材4全面形成膜厚30μm的碳化鉭被覆膜。
從反應室2，取出被碳化鉭被覆膜所被覆的碳基材4，完成由以碳化鉭被覆的碳材料所構成的坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18。
針對所製作之坩堝12與引導構件9，用XRD裝置(Rigaku股份有限公司製的RINT－2500VHF)，實行2θ／θ測定(out-of-plane，面外)。其結果，得知碳化鉭被覆膜的對應(200)面的X光繞射線的強度，比對應其他結晶面的X光繞射線的強度更大，且其強度比相對於對應全結晶面的X光繞射線的強度總和為96.4％。
另外，針對碳化鉭被覆膜表面，用Mitutoyo股份有限公司製的SURFTEST SJ－210，測定算術平均粗糙度Ra。其結果，碳化鉭被覆膜表面的算術平均粗糙度Ra為0.4μm。
再者，利用輝光放電質量分析法(Glow Discharge Mass Spectrometry，GDMS)，評定碳化鉭被覆膜中的雜質濃度。其結果，得知在碳化鉭被覆膜中含有氯0.050atm％、鐵0.02atm％。該分析，用V.G.Scientific公司製的VG9000、Element GD、Astrum實行之。另外，確認出在與支持部前端接觸的3個部位的周邊，其鉭原子濃度降低。
在如圖2所示之減壓加熱爐8內設置所製作的坩堝12與引導構件9，並利用昇華再結晶法令SiC單晶成長。在坩堝12內置入SiC原料15，並在其上部設置直徑2英吋的SiC種晶16。令氬氣以10～30SLM流入減壓加熱爐8內，並設置成氣壓500～1000Pa、溫度2000～2500℃，以令SiC原料15昇華，進而在SiC種晶16上成長出厚度5mm的SiC單晶。
將SiC單晶的製造步驟重複複數次，並確認SiC結晶附著於坩堝12與引導構件9的次數。其結果，在使用了23次之後確認出SiC結晶的附著，而發生更換新構件之必要。
將所製作的基座21與內壁構件18設置於如圖3所示的CVD裝置17，並利用CVD法令SiC單晶磊晶成長。在基座21上載置從大塊單晶加工成基板形狀的SiC單晶基板24。令單矽烷(SiH4
)以30SCCM(Standard Cubic Centimeter per Minute，標準毫升／每分鐘)流入CVD裝置內，令丙烷(C3
H8
)以70SCCM流入CVD裝置內，並設置成氣壓45Torr、溫度1550℃，以在基板上令SiC單晶磊晶成長。
將SiC單晶的製造步驟重複複數次，確認SiC結晶附著於基座21與內壁構件18的次數。其結果，在使用了94次之後確認出SiC結晶的附著，而產生更換新構件之必要。將該等條件以及結果揭示於表1。
〈實施例2〉
除了將碳基材4表面的算術平均粗糙度Ra設為1.0μm以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
除了將碳基材4表面的算術平均粗糙度Ra設為1.0μm以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
〈實施例3〉
除了將碳基材表面的算術平均粗糙度Ra設為2.0μm以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
除了將碳基材表面的算術平均粗糙度Ra設為2.0μm以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
〈實施例4〉
除了將碳基材4表面的算術平均粗糙度Ra設為3.0μm以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
除了將碳基材4表面的算術平均粗糙度Ra設為3.0μm以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
〈實施例5〉
除了將碳基材4表面的算術平均粗糙度Ra設為4.0μm以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
除了將碳基材4表面的算術平均粗糙度Ra設為4.0μm以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
〈實施例6〉
首先，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18。令該等坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18的碳化鉭被覆膜表面粗糙化，將其算術平均粗糙度Ra設為3.8μm。以與實施例1同樣的方式進行評定。將其結果揭示於表1。
首先，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18。令該等坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18的碳化鉭被覆膜表面粗糙化，將其算術平均粗糙度Ra設為3.8μm。以與實施例1同樣的方式進行評定。將其結果揭示於表1。
〈實施例7〉
首先，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18。令該等坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18的碳化鉭被覆膜表面粗糙化，將其算術平均粗糙度Ra設為3.4μm。以與實施例1同樣的方式進行評定。將其結果揭示於表1。
首先，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18。令該等坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18的碳化鉭被覆膜表面粗糙化，將其算術平均粗糙度Ra設為3.4μm。以與實施例1同樣的方式進行評定。將其結果揭示於表1。
〈實施例8〉
首先，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18。令該等坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18的碳化鉭被覆膜表面粗糙化，將其算術平均粗糙度Ra設為2.8μm。以與實施例1同樣的方式進行評定。將其結果揭示於表1。
首先，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18。令該等坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18的碳化鉭被覆膜表面粗糙化，將其算術平均粗糙度Ra設為2.8μm。以與實施例1同樣的方式進行評定。將其結果揭示於表1。
〈實施例9〉
首先，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18。令該等坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18的碳化鉭被覆膜表面粗糙化，將其算術平均粗糙度Ra設為2.2μm。以與實施例1同樣的方式進行評定。將其結果揭示於表1。
首先，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18。令該等坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18的碳化鉭被覆膜表面粗糙化，將其算術平均粗糙度Ra設為2.2μm。以與實施例1同樣的方式進行評定。將其結果揭示於表1。
〈實施例10〉
首先，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18。之後，以2500℃實行退火處理。以與實施例1同樣的方式進行評定。將其結果揭示於表1。
首先，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18。之後，以2500℃實行退火處理。以與實施例1同樣的方式進行評定。將其結果揭示於表1。
實施例10的碳化鉭被覆膜中的氯原子的濃度為0.009atm％，鐵原子的濃度為0.10atm％，可知相較於實施例3，鐵的含有量較多。
〈實施例11〉
除了將碳化鉭被覆膜的成膜溫度設為950℃以外，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18。之後，以2500℃實行退火處理。以與實施例1同樣的方式進行評定。將其結果揭示於表1。
除了將碳化鉭被覆膜的成膜溫度設為950℃以外，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18。之後，以2500℃實行退火處理。以與實施例1同樣的方式進行評定。將其結果揭示於表1。
實施例11的碳化鉭被覆膜，在退火處理前對應(220)面的X光繞射線的強度，比對應其他結晶面的X光繞射線的強度更大，而在退火處理後對應(200)面的X光繞射線的強度，比對應其他結晶面的X光繞射線的強度更大，且其強度比相對於對應全結晶面的X光繞射線的強度總和為65.4％。另外，藉由退火處理，碳化鉭被覆膜中的氯原子的濃度為0.009atm％，鐵濃度為0.10atm％，可知相較於實施例3，鐵的含有量較多。
〈實施例12〉
除了將碳化鉭被覆膜的成膜次數設為2次以外，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
除了將碳化鉭被覆膜的成膜次數設為2次以外，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
此時，在第1次與第2次改變碳基材4的支持部位進行成膜。在第1次成膜時與支持部前端接觸的3個部位的周邊，鉭原子濃度並未降低。另外，在第2次成膜時與支持部前端接觸的3個部位的周邊，表面附近的鉭原子濃度雖降低，惟碳基材4附近的碳化鉭被覆膜的鉭原子濃度並未降低。
〈實施例13〉
設置成以基材的旋轉對稱軸作為自轉軸而可令基材自轉的構造，並在自轉軸的延長線上配置原料供給部。然後，將CH4 流量設為0.2SLM，並將成膜溫度設為1200℃，一邊令基材自轉一邊進行成膜。除此以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
設置成以基材的旋轉對稱軸作為自轉軸而可令基材自轉的構造，並在自轉軸的延長線上配置原料供給部。然後，將CH4 流量設為0.2SLM，並將成膜溫度設為1200℃，一邊令基材自轉一邊進行成膜。除此以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
〈實施例14〉
準備2組設置成以基材的旋轉對稱軸作為自轉軸令其自轉的基材。各基材的自轉軸在公轉半徑180mm的公轉軌道上配置成各自轉軸彼此相對於公轉軸位於對稱位置，並在公轉軸的延長線上配置原料供給部。然後，將CH4 流量設為0.75SLM，一邊令各基材自轉同時公轉一邊進行成膜。除此以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
準備2組設置成以基材的旋轉對稱軸作為自轉軸令其自轉的基材。各基材的自轉軸在公轉半徑180mm的公轉軌道上配置成各自轉軸彼此相對於公轉軸位於對稱位置，並在公轉軸的延長線上配置原料供給部。然後，將CH4 流量設為0.75SLM，一邊令各基材自轉同時公轉一邊進行成膜。除此以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
〈實施例15〉
準備2組設置成以基材的旋轉對稱軸作為自轉軸令其自轉的基材。各基材的自轉軸在公轉半徑180mm的公轉軌道上配置成各自轉軸彼此相對於公轉軸位於對稱位置，並在公轉軸的延長線上配置原料供給部。然後，將CH4 流量設為1.0SLM，一邊令各基材自轉同時公轉一邊進行成膜。除此以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
準備2組設置成以基材的旋轉對稱軸作為自轉軸令其自轉的基材。各基材的自轉軸在公轉半徑180mm的公轉軌道上配置成各自轉軸彼此相對於公轉軸位於對稱位置，並在公轉軸的延長線上配置原料供給部。然後，將CH4 流量設為1.0SLM，一邊令各基材自轉同時公轉一邊進行成膜。除此以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
〈實施例16〉
準備2組設置成以基材的旋轉對稱軸作為自轉軸令其自轉的基材。各基材的自轉軸在公轉半徑180mm的公轉軌道上配置成各自轉軸彼此相對於公轉軸位於對稱位置。然後，將CH4 流量設為1.25SLM，一邊令各基材自轉同時公轉一邊進行成膜。除此以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
準備2組設置成以基材的旋轉對稱軸作為自轉軸令其自轉的基材。各基材的自轉軸在公轉半徑180mm的公轉軌道上配置成各自轉軸彼此相對於公轉軸位於對稱位置。然後，將CH4 流量設為1.25SLM，一邊令各基材自轉同時公轉一邊進行成膜。除此以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
〈實施例17〉
準備3組設置成以基材的旋轉對稱軸作為自轉軸令其自轉的基材。各基材的自轉軸在公轉半徑180mm的公轉軌道上配置成等間隔(亦即相對於公轉軸配置成間隔120°)，並在公轉軸的延長線上配置原料供給部。然後，將CH4 流量設為2.0SLM，並將成膜溫度設為850℃，一邊令各基材自轉同時公轉一邊進行成膜。除此以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
準備3組設置成以基材的旋轉對稱軸作為自轉軸令其自轉的基材。各基材的自轉軸在公轉半徑180mm的公轉軌道上配置成等間隔(亦即相對於公轉軸配置成間隔120°)，並在公轉軸的延長線上配置原料供給部。然後，將CH4 流量設為2.0SLM，並將成膜溫度設為850℃，一邊令各基材自轉同時公轉一邊進行成膜。除此以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
〈實施例18〉
準備2組設置成以基材的旋轉對稱軸作為自轉軸令其自轉的基材。各基材的自轉軸在公轉半徑180mm的公轉軌道上配置成各自轉軸彼此相對於公轉軸位於對稱位置，原料供給部配置成相對於公轉軸形成20°的角度且原料供給部的噴出口在公轉軸的延長線上開口。然後，將CH4 流量設為0.1SLM，一邊令各基材自轉同時公轉一邊進行成膜。除此以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
準備2組設置成以基材的旋轉對稱軸作為自轉軸令其自轉的基材。各基材的自轉軸在公轉半徑180mm的公轉軌道上配置成各自轉軸彼此相對於公轉軸位於對稱位置，原料供給部配置成相對於公轉軸形成20°的角度且原料供給部的噴出口在公轉軸的延長線上開口。然後，將CH4 流量設為0.1SLM，一邊令各基材自轉同時公轉一邊進行成膜。除此以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
〈實施例19〉
準備3組設置成以基材的旋轉對稱軸作為自轉軸令其自轉的基材。各基材的自轉軸在公轉半徑180mm的公轉軌道上配置成等間隔(亦即相對於公轉軸配置成間隔120°)，原料供給部配置成相對於公轉軸形成20°的角度且原料供給部的噴出口在距離公轉軸的延長線180mm的位置開口。將CH4 流量設為4.0SLM，一邊令各基材自轉同時公轉一邊進行成膜。除此以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
準備3組設置成以基材的旋轉對稱軸作為自轉軸令其自轉的基材。各基材的自轉軸在公轉半徑180mm的公轉軌道上配置成等間隔(亦即相對於公轉軸配置成間隔120°)，原料供給部配置成相對於公轉軸形成20°的角度且原料供給部的噴出口在距離公轉軸的延長線180mm的位置開口。將CH4 流量設為4.0SLM，一邊令各基材自轉同時公轉一邊進行成膜。除此以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
〈比較例1〉
除了將碳基材4表面的算術平均粗糙度Ra設為4.5μm以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
除了將碳基材4表面的算術平均粗糙度Ra設為4.5μm以外，以與實施例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
〈比較例2〉
首先，以與比較例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18。研磨該等坩堝12、引導構件9、基座21、內壁構件18的碳化鉭被覆膜表面，將其算術平均粗糙度Ra設為1.8μm。以與實施例1同樣的方式進行評定，將其結果揭示於表1。
首先，以與比較例1同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18。研磨該等坩堝12、引導構件9、基座21、內壁構件18的碳化鉭被覆膜表面，將其算術平均粗糙度Ra設為1.8μm。以與實施例1同樣的方式進行評定，將其結果揭示於表1。
〈比較例3〉
除了將CH4 氣體的流量設為5SLM以外，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
除了將CH4 氣體的流量設為5SLM以外，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
〈比較例4〉
除了將碳化鉭被覆膜的成膜溫度設為950℃以外，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
除了將碳化鉭被覆膜的成膜溫度設為950℃以外，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
〈比較例5〉
除了將碳化鉭被覆膜的成膜溫度設為750℃以外，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
除了將碳化鉭被覆膜的成膜溫度設為750℃以外，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
〈比較例6〉
除了將成膜時的CH4 流量設為0.09SLM以外，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
[表1]
除了將成膜時的CH4 流量設為0.09SLM以外，以與實施例3同樣的方法製作坩堝12、引導構件9、基座21以及內壁構件18，並進行評定。將其結果揭示於表1。
[表1]
若比較從實施例1到實施例12的結果與從比較例1到比較例4的結果，可知當碳化鉭被覆膜的對應(200)面的X光繞射線的強度，比對應其他結晶面的X光繞射線的強度更大，且其強度相對於對應全結晶面的X光繞射線的強度總和在60％以上時，以碳化鉭被覆的碳材料的產品壽命會延長。
根據從實施例1到實施例5的結果，可知藉由將碳基材4表面的算術平均粗糙度Ra設在4.0μm以下，碳化鉭被覆膜的對應(200)面的X光繞射線的強度，相對於對應全結晶面的X光繞射線的強度總和會在60％以上，以碳化鉭被覆的碳材料的產品壽命可延長。
另一方面，根據從實施例1到實施例5的結果，可知若碳基材4表面的算術平均粗糙度Ra變大，則碳基材4與碳化鉭被覆膜的剝離強度也會變大。當碳基材4與碳化鉭被覆膜的剝離強度比1MPa更小時，被覆膜容易剝離，便不宜將以碳化鉭被覆的碳材料使用作為半導體單晶製造裝置用構件。為了令碳基材4與碳化鉭被覆膜的剝離強度在1MPa以上，宜將碳基材4表面的算術平均粗糙度Ra設在0.4μm以上，更宜設在0.8μm以上。
根據從實施例6到實施例9的結果，可謂若欲令用於半導體單晶製造裝置的以碳化鉭被覆的碳材料的產品壽命延長，則碳化鉭被覆膜的Ra宜較小為佳，更宜將Ra設在3.5μm以下。
若比較比較例1與比較例2，可知即使在碳化鉭被覆膜的對應(200)面的X光繞射線的強度相同的情況下，藉由研磨碳化鉭被覆膜等以令碳化鉭被覆膜的算術平均粗糙度Ra變小，產品壽命便會延長。
若比較實施例3與比較例4，可知藉由在將碳化鉭被覆於碳基材4的步驟中，將反應室2內的溫度設置成比1000℃更大，其上所被覆之碳化鉭結晶的對應(200)面的X光繞射線的強度便會變大，相應於此，產品壽命便會延長。另外，若比較實施例17與比較例5，可知當將甲烷相對於五氯化鉭的流量比提高到20倍時，若反應室2內的溫度在850℃以上，便可增大(200)面的峰值強度。另一方面，若將反應溫度提升得太高，則碳化鉭的結晶系會變成針狀結晶，(200)面的峰值強度便會降低，故反應溫度宜設在1200℃以下。根據以上的結果，可知為了令以碳化鉭被覆的碳材料的產品壽命延長，宜將溫度設在850℃以上且1200℃以下。
若比較實施例11與比較例4，可知藉由在對被覆了碳化鉭的碳基材4進行退火處理的步驟中，將退火處理的溫度設為2500℃，碳化鉭結晶的對應(200)面的X光繞射線的強度會變大，產品壽命會延長。根據以上的結果，可知為了令以碳化鉭被覆的碳材料的產品壽命延長，宜將退火處理的溫度設為2500℃。
若比較實施例3與比較例3，可知若五氯化鉭佔原料氣體的比例較少，則(200)面的峰值強度會有降低的傾向，宜將原料氣體中的甲烷與五氯化鉭的流量比(CH4
／TaCl5
)設為5左右。另外，根據實施例13～19以及比較例6的結果，可知原料氣體中的甲烷與五氯化鉭的流量比(CH4
／TaCl5
)宜設在2以上且20以下。
另外，本發明並非僅限於上述實施態樣。上述實施態樣僅為例示而已，與本發明之專利請求範圍所記載的技術思想實質上具有相同的構造且發揮同樣的作用功效者，無論係何等態樣均為本發明之技術範圍所包含。
1‧‧‧外熱型減壓CVD裝置
2‧‧‧反應室
3‧‧‧加熱器
4‧‧‧碳基材
5‧‧‧支持機構
6‧‧‧原料供給部
7‧‧‧排氣部
8‧‧‧減壓加熱爐
9‧‧‧引導構件
10‧‧‧引導構件內側表面
11‧‧‧引導構件外側表面
12‧‧‧坩堝
13‧‧‧坩堝內側表面
14‧‧‧坩堝外側表面
15‧‧‧SiC原料
16‧‧‧SiC種晶
17‧‧‧外熱型減壓CVD裝置
18‧‧‧內壁構件
19‧‧‧內壁構件內側表面
20‧‧‧內壁構件外側表面
21‧‧‧基座
22‧‧‧基座內側表面
23‧‧‧基座外側表面
24‧‧‧SiC單晶基板
θ‧‧‧傾斜角度
[圖1] 係表示外熱型減壓CVD裝置1的概略圖。
[圖2] 係表示利用昇華再結晶法令SiC單晶成長的減壓加熱爐8的概略圖。
[圖3] 係表示令SiC單晶磊晶成長的CVD裝置1的概略圖。
[圖4] 係表示實施例1的碳化鉭被覆膜的XRD圖案。
[圖5] 係表示實施例3的碳化鉭被覆膜的XRD圖案。
[圖6] 係表示比較例1的碳化鉭被覆膜的XRD圖案。
[圖7] 係表示比較例3的碳化鉭被覆膜的XRD圖案。
[圖8] 係表示比較例4的碳化鉭被覆膜的XRD圖案。
[圖9] 係表示一邊令碳基材自轉一邊形成碳化鉭被覆膜的外熱型減壓CVD裝置的構造的概略圖。
[圖10] 圖10(a)係表示一邊令碳基材自轉以及公轉一邊形成碳化鉭被覆膜的外熱型減壓CVD裝置的構造的概略圖。圖10(b)係表示自轉以及公轉的態樣的俯視圖。
Claims (17)
- 一種以碳化鉭被覆的碳材料，採用以碳化鉭為主要成分的碳化鉭被覆膜被覆碳基材表面的至少一部分，其特徵為： 碳化鉭被覆膜，其針對面外方向對應(200)面的X光繞射線的強度，比對應其他結晶面的X光繞射線的強度更大，且其強度比相對於對應全結晶面的X光繞射線的強度總和在60％以上。
- 如申請專利範圍第1項之以碳化鉭被覆的碳材料，其中， 該碳化鉭被覆膜表面的算術平均粗糙度Ra在3.5μm以下。
- 如申請專利範圍第1或2項之以碳化鉭被覆的碳材料，其中， 該碳基材表面的算術平均粗糙度Ra在4.0μm以下。
- 如申請專利範圍第1或2項之以碳化鉭被覆的碳材料，其中， 該碳化鉭被覆膜中所包含的鉭原子數，比碳原子數更多，且在碳原子數的1.2倍以下。
- 如申請專利範圍第1或2項之以碳化鉭被覆的碳材料，其中， 該碳化鉭被覆膜，含有原子濃度在0.01atm％以上且在1.00atm％以下的氯原子。
- 一種半導體單晶製造裝置用構件，其係由採用以碳化鉭為主要成分的碳化鉭被覆膜被覆碳基材表面的至少一部分之以碳化鉭被覆的碳材料所構成，其特徵為： 該碳化鉭被覆膜，針對面外方向對應(200)面的X光繞射線的強度，比對應其他結晶面的X光繞射線的強度更大，且其強度比相對於對應全結晶面的X光繞射線的強度總和在60％以上。
- 如申請專利範圍第6項之半導體單晶製造裝置用構件，其中， 該半導體單晶製造裝置用構件，用於SiC單晶的製造裝置。
- 如申請專利範圍第7項之半導體單晶製造裝置用構件，其中， 該半導體單晶製造裝置用構件，係用於藉由昇華再結晶法製造SiC單晶之裝置的坩堝或引導構件。
- 如申請專利範圍第7項之半導體單晶製造裝置用構件，其中， 該半導體單晶製造裝置用構件，係用於藉由化學氣相堆積法令SiC單晶磊晶成長以製造該SiC單晶之裝置的基座或內壁構件。
- 如申請專利範圍第6至9項中任一項之半導體單晶製造裝置用構件，其中， 該半導體單晶製造裝置用構件，於該碳化鉭被覆膜表面具有2個以上的鉭原子濃度較低的部位。
- 一種以碳化鉭被覆的碳材料之製造方法，包含： 準備算術表面粗糙度Ra在4.0μm以下的碳基材的步驟；以及 用碳化鉭被覆膜被覆該碳基材的表面的至少一部分的步驟。
- 如申請專利範圍第11項之以碳化鉭被覆的碳材料之製造方法，其中， 一邊令該碳基材以自轉軸為中心旋轉一邊被覆該碳化鉭被覆膜。
- 如申請專利範圍第12項之以碳化鉭被覆的碳材料之製造方法，其中， 一邊令該自轉軸以公轉軸為中心公轉一邊被覆該碳化鉭被覆膜。
- 如申請專利範圍第11至13項中任一項之以碳化鉭被覆的碳材料之製造方法，其中， 該準備步驟，包含在反應室內支持該碳基材的步驟； 該被覆步驟，包含： 將含有碳原子的化合物以及含有鹵素化鉭的原料氣體供給到該反應室內的步驟；以及 用熱CVD法令所供給的該原料氣體發生反應以形成該碳化鉭被覆膜的步驟。
- 如申請專利範圍第14項之以碳化鉭被覆的碳材料之製造方法，其中， 在供給該原料氣體的步驟中，將反應室內的溫度設在850℃以上且1200℃以下。
- 如申請專利範圍第14項之以碳化鉭被覆的碳材料之製造方法，其中， 在供給該原料氣體的步驟中，含有碳原子的化合物為甲烷(CH4 )，鹵素化鉭為五氯化鉭(TaCl5 )，所供給的甲烷與五氯化鉭的流量比，在2以上且20以下。
- 如申請專利範圍第11至13項中任一項之以碳化鉭被覆的碳材料之製造方法，其中， 在該被覆步驟之後，更包含對形成了該碳化鉭被覆膜的該碳基材進行退火處理的步驟。
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