WO2020174724A1 - ＳｉＣ膜単体構造体 - Google Patents

ＳｉＣ膜単体構造体 Download PDF

Info

Publication number
WO2020174724A1
WO2020174724A1 PCT/JP2019/033683 JP2019033683W WO2020174724A1 WO 2020174724 A1 WO2020174724 A1 WO 2020174724A1 JP 2019033683 W JP2019033683 W JP 2019033683W WO 2020174724 A1 WO2020174724 A1 WO 2020174724A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sic
base material
functional surface
film
sic film
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/033683
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
川本　聡
Original Assignee
株式会社アドマップ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社アドマップ filed Critical 株式会社アドマップ
Priority to US16/498,209 priority Critical patent/US11049747B2/en
Priority to CN201980002150.7A priority patent/CN111868885B/zh
Priority to KR1020197030152A priority patent/KR102045715B1/ko
Publication of WO2020174724A1 publication Critical patent/WO2020174724A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02529—Silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/67326—Horizontal carrier comprising wall type elements whereby the substrates are vertically supported, e.g. comprising sidewalls
    • H01L21/6733—Horizontal carrier comprising wall type elements whereby the substrates are vertically supported, e.g. comprising sidewalls characterized by a material, a roughness, a coating or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/67313—Horizontal boat type carrier whereby the substrates are vertically supported, e.g. comprising rod-shaped elements
    • H01L21/67316—Horizontal boat type carrier whereby the substrates are vertically supported, e.g. comprising rod-shaped elements characterized by a material, a roughness, a coating or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/30—Producing shaped prefabricated articles from the material by applying the material on to a core or other moulding surface to form a layer thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/01—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes on temporary substrates, e.g. substrates subsequently removed by etching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C16/045—Coating cavities or hollow spaces, e.g. interior of tubes; Infiltration of porous substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/32—Carbides
    • C23C16/325—Silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • H01L21/02123—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon
    • H01L21/02167—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer the material containing silicon the material being a silicon carbide not containing oxygen, e.g. SiC, SiC:H or silicon carbonitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76202—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO
    • H01L21/76205—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO in a region being recessed from the surface, e.g. in a recess, groove, tub or trench region

Definitions

  • the present invention relates to a SiC film forming technique, and more particularly to a structure composed of a single SiC film.
  • SiC film simple substance structure has been formed by a film forming process as disclosed in Patent Document 1 and a base material removing process. Specifically, it is as follows. First, in the film forming step, a SiC film is formed on the surface of a base material made of carbon (graphite) or the like by the CVD (Chemical Vapor Deposition) method. The thickness is controlled by the number of times the films are laminated.
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • the base material is burned out by heating the film-formed material in a high-temperature oxidizing atmosphere.
  • the SiC film simple substance structure having a shape along the outer shape of the base material is completed.
  • the functional surface of the SiC film simple substance structure formed as described above becomes a vapor phase growth surface by the CVD method.
  • the thickness of the film formed by vapor phase growth depends on the site of the base material and the position where the base material is arranged. For this reason, especially when the base material has irregularities, it is necessary to determine the base material shape by predicting how to attach the film during vapor phase growth, that is, the state of the film of the SiC film simple substance structure after completion, There will be a gap between the desired shape and the finished shape. Further, when a base material having a complicated surface shape is used, there is a tendency that the film thickness in the deep portion becomes thin in the narrow portion. Such product precision and film thickness distribution difference may greatly affect the function depending on the product application.
  • the above problem is solved, and the shape of the functional surface of the SiC film simple structure is accurately matched to the shape of the base material, and the strength of the SiC film simple structure can be improved by increasing the film thickness.
  • the purpose is to provide the body.
  • a SiC film simple substance structure according to the present invention for achieving the above object is a film simple substance structure formed by laminating a SiC layer on an uneven surface of an uneven base material by a vapor deposition type film forming method. Therefore, a female base material having a concavo-convex shape opposite to a desired structure is adopted as the base material, and the SiC layer is formed by contacting the concave and convex surface of the female base material. It is characterized in that a functional surface is formed on a contact surface of the 1SiC layer with the female base material.
  • the smoothness of the functional surface is higher than the smoothness of the non-functional surface in the functional surface and the non-functional surface located on the front and back of any specific part. It is configured to be high. With such characteristics, surface treatment such as polishing becomes unnecessary after the SiC film simple substance structure is formed. Therefore, it is possible to provide a high-quality product even if the structure has a complicated shape or a fine shape.
  • the functional surface has sharper ridge lines than the non-functional surface. .. With such a feature, it is possible to reliably obtain the accuracy required for a jig or the like.
  • the functional surface of the SiC film simple substance structure is not affected by the film thickness.
  • the functional surface is not affected by the film thickness, it is possible to improve the strength by increasing the film thickness.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a manufacturing process of the SiC film simple structure according to the embodiment. It is a figure which shows the modification in forming a SiC film simple substance structure.
  • the SiC film simple substance structure 10 is configured by giving the SiC film a strength capable of being self-supporting.
  • the form shown in FIG. 1 is a boat as a jig used in semiconductor wafer manufacturing, but this is applicable not only to the planar structure of the SiC film simple structure 10 according to the embodiment but also to the form having irregularities. However, it does not limit the form or application.
  • the SiC film simple substance structure 10 shown in FIG. 1 has a function surface 12 that functions as a boat, that is, one main surface provided with a slit 16 for supporting the wafer 50.
  • the functional surface 12 of the SiC film simple substance structure 10 according to the embodiment is provided with a plurality of minute protrusions 12b which are difficult to obtain by machining. ..
  • the contact area between the supporting material (for example, the wafer 50) and the SiC film simple substance structure 10 can be reduced. Therefore, when the heating or cooling process is performed, the situation where the wafer 50 sticks to the SiC film simple substance structure 10 cannot occur. Further, it is possible to suppress the occurrence of a temperature difference between the portion exposed to the gas atmosphere and the contact portion.
  • the ridges of the corners 12a on the functional surface 12 are sharp and sharp, and the corresponding points on the non-functional surface 14 (corners 14a) are higher than the corresponding points on the functional surface 12.
  • the ridgeline is formed in a gentle state.
  • the functional surface 12 of the SiC film simple substance structure 10 is configured to be in contact with the base material 30 (see FIG. 2) and obtains a shape along the bare surface shape. .. Therefore, the shape of the functional surface 12 can be accurately matched with the shape of the base material 30.
  • a base material 30 having a concavo-convex shape opposite to a desired structure is manufactured, that is, a female base material 30.
  • the base material 30 may be manufactured by using a porous member such as graphite, which forms fine pores on its surface, as a constituent material.
  • a masking 32 is applied to the lower end side of the base material 30 so that the base material 30 can be installed on the reference surface.
  • the first SiC layer 20 is formed on the surface of the base material 30 by a vapor deposition type film forming method.
  • the vapor deposition type film forming method may be based on, for example, the CVD method.
  • innumerable pores are present on the surface of the graphite forming the base material 30.
  • the first SiC layer 20 formed by the CVD method is also formed in the pores existing on the surface of the base material 30.
  • the first SiC layer 20 thus formed in the pores constitutes the minute protrusion 12b provided on the functional surface 12.
  • the laminated SiC layer 22 is formed so as to be laminated with the first SiC layer 20 as a reference.
  • the first SiC layer 20 is formed on the surface of the base material 30. Therefore, the first SiC layer 20 has a highly accurate shape in terms of the properties and shape of the raw surface of the base material 30.
  • the base material 30 on which the SiC layer (the first SiC layer 20 and the laminated SiC layer 22) is formed is used as a reference. It is removed from the surface, and unnecessary portions (portions above the broken line portion in FIG. 2D) are cut and removed. As shown in FIG. 2E, after removing the unnecessary portion, the base material 30 is removed.
  • the base material 30 may be removed by heating the base material 30 on which the SiC layer is formed in a high temperature oxidizing atmosphere.
  • the SiC film simple substance structure 10 is formed as shown in FIG.
  • the SiC film single structure 10 is configured by sequentially stacking the stacked SiC layers 22 with the first SiC layer 20 forming the functional surface 12 as a reference. Therefore, the functional surface 12 of the SiC film simple structure 10 accurately follows the shape of the base material 30. Further, since the shape accuracy is not affected by the film thickness, the SiC film simple substance structure 10 can also be improved in strength by increasing the film thickness.
  • the functional surface 12 is not affected by the film thickness. Therefore, as shown in FIG. 3, by increasing the thickness of the film made of SiC, even if the width of the groove formed in the non-functional surface 14 is narrowed, the functional surface 12 has a desired accuracy. Can be kept. Therefore, it becomes possible to provide the SiC film simple substance structure 10 with high working accuracy even when placing or holding a heavy object.
  • a surface treatment (sandblasting can be given as an example) is applied to the surface to give fine irregularities, and the same as in the above embodiment.
  • the functional surface 12 having various minute protrusions can be formed.
  • the base material 30 may be removed by melting the base material 30 with a chemical solution.
  • the CVD method has been described as the vapor deposition type film forming method.
  • Vapor layer growth by the CVD method can achieve uniform film thickness as compared with a vacuum deposition type PVD (Physical Vapor Deposition) method and an MBE (Molecular Beam Epitaxy) method. Therefore, it is an effective means as a method for manufacturing a conventional SiC film simple structure in which the functional surface is formed by the final laminated surface.
  • the SiC film simple structure 10 according to the embodiment is configured by stacking the stacked SiC layer 22 with the first SiC layer 20 forming the functional surface 12 as a reference. Therefore, even if a film forming technique such as a PVD method or an MBE method, which is a vacuum evaporation type film forming method, is applied, a highly accurate product can be manufactured.
  • the boat has been described as an example of the SiC film simple substance structure 10.
  • the form of the SiC film simple structure 10 it is possible to deal with forms such as a wafer holder and a susceptor which have various uses.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

ＳｉＣ膜単体構造体の機能面が膜厚の影響を受けることがなく、かつ膜厚の増加による強度の向上を図ることを可能とするＳｉＣ膜単体構造体を提供する。気相成長型の成膜法によりＳｉＣ層を積層して構成された膜単体構造体であって、ＳｉＣ層は、ＳｉＣ膜単体構造体１０における機能面１２となる第１ＳｉＣ層２０を基準として積層されていることを特徴とする。また、任意の特定部位の表裏に位置する機能面１２と非機能面１４において、機能面１２の平滑度が非機能面１４の平滑度よりも高くなるように構成している。

Description

ＳｉＣ膜単体構造体
　本発明は、ＳｉＣ成膜技術に係り、特にＳｉＣ膜単体で構成された構造物に関する。
　耐環境性に優れ、化学的安定性が高いことより、特に半導体素子製造の分野において、半導体製造時におけるウェハボートやチューブ、およびダミーウェハといった超高温下で利用される治具として、ＳｉＣにより構成されている膜単体構造体が需要を高めている。
　従来、こうしたＳｉＣ膜単体構造体は、特許文献１に開示されているような成膜工程と、基材除去工程により形成されていた。具体的には次の通りである。まず、成膜工程では、カーボン（グラファイト）等により構成された基材の表面に、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長）法によりＳｉＣ膜を形成するというものであり、成膜時間や、成膜の積層回数等により、その厚みを制御する。
　次に、基材除去工程は、成膜された素材を高温酸化雰囲気中で加熱することで、基材を焼き抜きするというものである。このような処理を行うことで、基材の外形に沿った形状を持つＳｉＣ膜単体構造体が完成する。
特開２００１－１５８６６６号公報
　上記のようにして形成されるＳｉＣ膜単体構造体は、機能面がＣＶＤ法による気相成長面となる。気相成長による膜の厚みは、基材の部位や、基材を配置する位置によっても異なる。このため、基材に凹凸がある場合には特に、気相成長時における膜の付き方、すなわち完成後のＳｉＣ膜単体構造体の膜の状態を予測して基材形状を定める必要があり、所望する形状と完成形状との間にズレが生じることとなる。また、複雑な表面形状を有する基材を用いた場合には、狭隘部分において、深部の膜厚が薄くなるといった傾向がある。こうした製品精度や膜厚の分布差は、製品用途によりその機能に大きく影響を及ぼす場合がある。
　さらに、狭隘部においては、膜厚を厚くすることにより所望する隙間を得られなくなる危険性があり、膜厚の増加による強度の向上を得ることが難しいといった問題もある。
　そこで本発明では、上記問題を解決し、ＳｉＣ膜単体構造体における機能面の形状を基材形状に精度良く合わせると共に、膜厚の増加による強度の向上を図ることを可能とするＳｉＣ膜単体構造体を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するための本発明に係るＳｉＣ膜単体構造体は、気相成長型の成膜法により凹凸のある基材の凹凸面にＳｉＣ層を積層して構成された膜単体構造体であって、前記基材には所望する構造体の形態と逆の凹凸を持つ雌型の基材を採用し、前記ＳｉＣ層は、前記雌型の基材の凹凸面に接して構成される第１ＳｉＣ層における前記雌型の基材との接触面に機能面を構成していることを特徴とする。
　また、上記のような特徴を有するＳｉＣ膜単体構造体では、任意の特定部位の表裏に位置する前記機能面と非機能面において、前記機能面の平滑度が前記非機能面の平滑度よりも高くなるように構成されている。このような特徴を有することによれば、ＳｉＣ膜単体構造体を形成後に、研磨等の表面処理が不要となる。このため、複雑な形状、微細な形状の構造体であっても、高品質な製品を提供することが可能となる。
　さらに、上記のような特徴を有するＳｉＣ膜単体構造体では、形成面に角部を有する場合に、前記非機能面に比べて前記機能面の方が、前記角部の稜線が鋭くなっている。このような特徴を有することによれば、治具等として求められる精度を確実に得ることができるようになる。
　上記のような特徴を有するＳｉＣ膜単体構造体によれば、ＳｉＣ膜単体構造体の機能面が膜厚の影響を受けることが無い。また、機能面が膜厚の影響を受けることが無いことにより、膜厚の増加による強度の向上を図ることが可能となる。
実施形態に係るＳｉＣ膜単体構造体の構成を示す図である。 実施形態に係るＳｉＣ膜単体構造体の製造工程を説明するための図である。 ＳｉＣ膜単体構造体を構成する上での変形例を示す図である。
　以下、本発明のＳｉＣ膜単体構造体に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明を実施する上での好適な形態の一部であり、発明特定事項を備える範囲において、構成の一部を変更したとしても、本発明の一部とみなすことができる。
［構成］
　本実施形態では、ＳｉＣ膜に自立可能な強度を持たせることでＳｉＣ膜単体構造体１０を構成している。図１に示す形態は、半導体ウェハ製造に用いられる治具としてのボートであるが、これは、実施形態に係るＳｉＣ膜単体構造体１０が平面構造だけでなく、凹凸を有する形態にも適用可能であることを示すものであり、形態や用途を限定するものではない。
　図１に示すＳｉＣ膜単体構造体１０は、ボートとしての機能、すなわちウェハ５０を支持するためのスリット１６を備えた一方の主面を機能面１２としている。図１中に丸で囲って部分拡大のイメージ図を示すように、実施形態に係るＳｉＣ膜単体構造体１０の機能面１２には、機械加工では得る事が難しい微小突起１２ｂが複数設けられている。機能面１２にこのような微小突起１２ｂを備えることで、支持素材（例えばウェハ５０）とＳｉＣ膜単体構造体１０との接触面積を小さくすることができる。このため、加熱や冷却処理を行う際、ウェハ５０がＳｉＣ膜単体構造体１０に貼り付いてしまうといった事態を生じ得ない。また、気体雰囲気中に晒される部分と、接触部分とにおける温度差の発生を抑制することができる。
　また、角部１２ａ，１４ａに関しては、機能面１２における角部１２ａの稜線は角が立ち鋭いのに比べ、非機能面１４における対応箇所（角部１４ａ）は、機能面１２の対応箇所に比べて稜線が穏やかな状態となるように形成されている。
　これは、詳細を後述するように、ＳｉＣ膜単体構造体１０の機能面１２が、基材３０（図２参照）に接して構成され、その素面形状に沿った形状を得ることによるものである。このため、機能面１２の形状を基材３０の形状に精度良く合わせることができる。
［製造工程］
　このような構成の本実施形態に係るＳｉＣ膜単体構造体１０の製造工程について、図２を参照して説明する。まず、図２（Ａ）に示すように、所望する構造体の形態と逆の凹凸を持つ基材３０、すなわち雌型の基材３０を製作する。基材３０は、表面にも微小な気孔が形成されることとなる多孔質部材、例えばグラファイト等を構成材料として製作すれば良い。なお、基材３０の下端側には、マスキング３２を施し、基準面への設置が可能な状態とする。
　次に、図２（Ｂ）に示すように、気相成長型の成膜法により、基材３０の表面に第１ＳｉＣ層２０を構成する。なお、気相成長型の成膜法とは、例えばＣＶＤ法によるもとすれば良い。ここで、基材３０を構成するグラファイトの表面には、無数の気孔が存在する。ＣＶＤ法により形成される第１ＳｉＣ層２０は、基材３０の表面に存在する気孔内にも形成される。こうして気孔内に形成された第１ＳｉＣ層２０が、機能面１２上に設けられる微小突起１２ｂを構成することとなる。
　第１ＳｉＣ層２０を成膜後、図２（Ｃ）に示すように、第１ＳｉＣ層２０を基準として積層するように、積層型ＳｉＣ層２２の成膜を行う。ここで、第１ＳｉＣ層２０と、これに積層される積層型ＳｉＣ層２２との間に構成上の相違を設ける必要は無いが、第１ＳｉＣ層２０は、基材３０の表面に形成される。このため、第１ＳｉＣ層２０は、基材３０素面の性状、および形状に精度の高い形状を得ることとなる。
　積層型ＳｉＣ層２２が所望する強度を得られる厚みに達した後、図２（Ｄ）に示すように、ＳｉＣ層（第１ＳｉＣ層２０と積層型ＳｉＣ層２２）を形成した基材３０を基準面から取り外し、不要部分（図２（Ｄ）中における破線部より上の部分）の切断除去を行う。図２（Ｅ）に示すようにして、不要部分の除去を行った後、基材３０の除去を行う。基材３０としてグラファイトを採用している場合、基材３０の除去は、ＳｉＣ層が成膜されている基材３０ごと高温酸化雰囲気で加熱を行うという方法で良い。
　高温酸化雰囲気中で加熱されたグラファイトは、ＣＯ２として気体に変化し、焼失する。このため、機械加工による除去が困難な複雑な形状、微細な形状であっても、基材３０の除去を行うことが可能となる。
　上記のようにして基材３０の除去を行うことで、図２（Ｆ）に示すように、ＳｉＣ膜単体構造体１０が形成される。
［効果］
　このように、実施形態に係るＳｉＣ膜単体構造体１０は、機能面１２を構成する第１ＳｉＣ層２０を基準として、順次積層型ＳｉＣ層２２を積層することで構成されている。このため、ＳｉＣ膜単体構造体１０の機能面１２は、精度良く基材３０の形状に沿ったものとなる。また、形状精度に膜厚の影響を受けることがないため、ＳｉＣ膜単体構造体１０は、膜厚の増加による強度の向上を図ることも可能となる。
［変形例］
　上述したように、本実施形態に係るＳｉＣ膜単体構造体１０は、機能面１２が膜厚の影響を受けることが無い。このため、図３に示すように、ＳｉＣにより構成される膜の厚みを厚くすることで、非機能面１４に形成された溝の幅が狭められたとしても、機能面１２は所望する精度を保つことができる。よって、重量物を配置、あるいは保持する場合でも工作精度の高いＳｉＣ膜単体構造体１０を提供することが可能となる。
　また、基材３０として、素面性状が平滑な金属などを採用する場合には、表面に微小な凹凸をつける表面処理（一例としてサンドブラストを挙げることができる）を施すことで、上記実施形態と同様な微小突起を有する機能面１２を構成することができる。なお、基材３０として金属を採用した場合には、薬液により基材３０を溶かすことで基材３０の除去を行えば良い。
　上記実施形態では、気相成長型の成膜法として、ＣＶＤ法を挙げて説明した。ＣＶＤ法による気層成長は、真空蒸着型のＰＶＤ（ＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：物理気相成長）法や、ＭＢＥ（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ：分子線エピタキシー）法に比べて膜厚の均等化を図ることができる。このため、機能面を最終的な積層面により構成する従来のＳｉＣ膜単体構造体の製造方法としては有効な手段であった。しかし、実施形態に係るＳｉＣ膜単体構造体１０は、機能面１２を構成する第１ＳｉＣ層２０を基準として、積層型ＳｉＣ層２２を積層形成することで構成されている。このため、真空蒸着型の成膜法であるＰＶＤ法やＭＢＥ法による成膜技術を適用したとしても、精度の高い製品を製造することができる。
　また、上記実施形態では、ＳｉＣ膜単体構造体１０の一例として、ボートを例に挙げて説明した。しかしながら、ＳｉＣ膜単体構造体１０の形態としては、ウェハホルダーやサセプタなど、種々の用途を担う形態のものに対応することができる。
１０………ＳｉＣ膜単体構造体、１２………機能面、１２ａ………角部、１２ｂ………微小突起、１４………非機能面、１４ａ………角部、１６………スリット、２０………第１ＳｉＣ層、２２………積層型ＳｉＣ層、３０………基材、３２………マスキング、５０………ウェハ。

Claims (4)

  1. 　気相成長型の成膜法により凹凸のある基材の凹凸面にＳｉＣ層を積層して構成された膜単体構造体であって、
    　前記基材には所望する構造体の形態と逆の凹凸を持つ雌型の基材を採用し、
    　前記ＳｉＣ層は、前記雌型の基材の凹凸面に接して構成される第１ＳｉＣ層における前記雌型の基材との接触面に機能面を構成していることを特徴とするＳｉＣ膜単体構造。
  2. 　前記第１ＳｉＣ層における前記機能面と反対側に、非機能面を構成するＳｉＣ層が積層されていることを特徴とする請求項１に記載のＳｉＣ膜単体構造。
  3. 　形成面に角部を有する場合に、前記非機能面に比べて前記機能面の方が、前記角部の稜線が鋭いことを特徴とする請求項２に記載のＳｉＣ膜単体構造。
  4. 　前記機能面には、前記基材の素材特性に起因した突起が備えられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＳｉＣ膜単体構造。
PCT/JP2019/033683 2019-02-28 2019-08-28 ＳｉＣ膜単体構造体 WO2020174724A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/498,209 US11049747B2 (en) 2019-02-28 2019-08-28 SiC freestanding film structure
CN201980002150.7A CN111868885B (zh) 2019-02-28 2019-08-28 SiC膜单体结构体
KR1020197030152A KR102045715B1 (ko) 2019-02-28 2019-08-28 SiC막 단체 구조체

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-036715 2019-02-28
JP2019036715A JP6564151B1 (ja) 2019-02-28 2019-02-28 ＳｉＣ膜単体構造体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020174724A1 true WO2020174724A1 (ja) 2020-09-03

Family

ID=67695610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/033683 WO2020174724A1 (ja) 2019-02-28 2019-08-28 ＳｉＣ膜単体構造体

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11049747B2 (ja)
JP (1) JP6564151B1 (ja)
KR (1) KR102045715B1 (ja)
CN (1) CN111868885B (ja)
TW (1) TWI709657B (ja)
WO (1) WO2020174724A1 (ja)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05124863A (ja) * 1991-10-31 1993-05-21 Shin Etsu Chem Co Ltd 高純度炭化珪素体の製造方法
JPH06206718A (ja) * 1992-07-31 1994-07-26 Cvd Inc 超高純度炭化ケイ素とそれによって作製した高温半導体加工用器具
JP2001158666A (ja) * 1999-11-26 2001-06-12 Toshiba Ceramics Co Ltd ＣＶＤ−ＳｉＣ自立膜構造体、及びその製造方法
JP2003034867A (ja) * 2001-07-27 2003-02-07 Tokai Carbon Co Ltd 管状ＳｉＣ成形体およびその製造方法
US20040012024A1 (en) * 2001-09-22 2004-01-22 Shipley Company, L.L.C. Opaque low resistivity silicon carbide
JP2010219535A (ja) * 2003-04-15 2010-09-30 Saint-Gobain Ceramics & Plastics Inc 半導体加工用部品を処理する方法とこの方法によって形成される部品
WO2018159754A1 (ja) * 2017-03-02 2018-09-07 信越化学工業株式会社 炭化珪素基板の製造方法及び炭化珪素基板

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2701615B2 (ja) * 1991-09-27 1998-01-21 三井造船株式会社 半導体拡散炉用ウェハボートの製造方法
US5538230A (en) * 1994-08-08 1996-07-23 Sibley; Thomas Silicon carbide carrier for wafer processing
US5514439A (en) * 1994-10-14 1996-05-07 Sibley; Thomas Wafer support fixtures for rapid thermal processing
US6562183B1 (en) * 1999-04-07 2003-05-13 Ngk Insulators, Ltd. Anti-corrosive parts for etching apparatus
US6475456B2 (en) * 2000-02-29 2002-11-05 Hoya Corporation Silicon carbide film and method for manufacturing the same
US7442756B2 (en) * 2002-06-20 2008-10-28 Infineon Technologies Ag Polymer for sealing porous materials during chip production
US7718469B2 (en) * 2004-03-05 2010-05-18 The University Of North Carolina At Charlotte Alternative methods for fabrication of substrates and heterostructures made of silicon compounds and alloys
DE102005045081B4 (de) * 2004-09-29 2011-07-07 Covalent Materials Corp. Suszeptor
FR2964117B1 (fr) * 2010-08-27 2012-09-28 Commissariat Energie Atomique Creuset pour la solidification de lingot de silicium
JP6123408B2 (ja) * 2013-03-26 2017-05-10 三菱電機株式会社 単結晶４Ｈ−ＳｉＣ基板及びその製造方法
US20160121272A1 (en) * 2014-10-31 2016-05-05 Corning Incorporated Inorganic membrane filter and methods thereof
JP6368282B2 (ja) * 2015-06-29 2018-08-01 クアーズテック株式会社 ウエハボート及びその製造方法
JP6544166B2 (ja) * 2015-09-14 2019-07-17 信越化学工業株式会社 ＳｉＣ複合基板の製造方法
EP3514130A1 (en) * 2018-01-18 2019-07-24 Heraeus GMSI LLC Process for manufacturing a silicon carbide coated body

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05124863A (ja) * 1991-10-31 1993-05-21 Shin Etsu Chem Co Ltd 高純度炭化珪素体の製造方法
JPH06206718A (ja) * 1992-07-31 1994-07-26 Cvd Inc 超高純度炭化ケイ素とそれによって作製した高温半導体加工用器具
JP2001158666A (ja) * 1999-11-26 2001-06-12 Toshiba Ceramics Co Ltd ＣＶＤ−ＳｉＣ自立膜構造体、及びその製造方法
JP2003034867A (ja) * 2001-07-27 2003-02-07 Tokai Carbon Co Ltd 管状ＳｉＣ成形体およびその製造方法
US20040012024A1 (en) * 2001-09-22 2004-01-22 Shipley Company, L.L.C. Opaque low resistivity silicon carbide
JP2010219535A (ja) * 2003-04-15 2010-09-30 Saint-Gobain Ceramics & Plastics Inc 半導体加工用部品を処理する方法とこの方法によって形成される部品
WO2018159754A1 (ja) * 2017-03-02 2018-09-07 信越化学工業株式会社 炭化珪素基板の製造方法及び炭化珪素基板

Also Published As

Publication number Publication date
CN111868885A (zh) 2020-10-30
TW202033809A (zh) 2020-09-16
JP6564151B1 (ja) 2019-08-21
KR102045715B1 (ko) 2019-11-15
US11049747B2 (en) 2021-06-29
CN111868885B (zh) 2024-10-11
TWI709657B (zh) 2020-11-11
US20210005469A1 (en) 2021-01-07
JP2020141073A (ja) 2020-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI746468B (zh) 薄型ＳｉＣ晶圓之製造方法及薄型ＳｉＣ晶圓
JP3547470B2 (ja) 基板キャリア
JP2022008584A (ja) ウェーハ平坦性を改善する方法およびその方法により作成された接合ウェーハ組立体
EP1654752B1 (en) Holder for supporting wafers during semiconductor manufacture
KR102210290B1 (ko) 반도체 웨이퍼를 에피택셜 코팅하는 방법 및 반도체 웨이퍼
JP6219238B2 (ja) サセプタ及びその製造方法
WO2007141990A1 (ja) ウェーハの製造方法
JPWO2014208068A1 (ja) チップ付丸鋸の製造方法
JP7161158B2 (ja) ダイヤモンド基板層の製造方法
WO2020174724A1 (ja) ＳｉＣ膜単体構造体
WO2015151411A1 (ja) ＳｉＣ基板の潜傷深さ推定方法
TWI701718B (zh) SiC膜構造體
TW201907035A (zh) 碳化矽晶圓的製造方法、磊晶晶圓的製造方法及磊晶晶圓
JP2004200436A (ja) サセプタ及びその製造方法
JP6493982B2 (ja) サセプタ
JP6733802B1 (ja) エピタキシャルウェーハの製造方法及びサセプタ
JPS6339093B2 (ja)
TWI709528B (zh) SiC構件
JP5087375B2 (ja) 炭化ケイ素半導体デバイスの製造方法
WO2017217309A1 (ja) 曝露面積増大石英ガラス部材及びその製造方法並びにマルチ外周刃ブレード
KR20130068136A (ko) 탄화규소 서셉터 제조방법
WO2021024911A1 (ja) 太陽電池の製膜方法および太陽電池の製膜システム
JP4183945B2 (ja) ウェーハ熱処理用部材
JP2003282664A (ja) ＳｉＣパーティクルモニタウェハ
JP2020139226A (ja) ＳｉＣ膜構造体およびＳｉＣ膜構造体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20197030152

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19916730

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19916730

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1