WO2020174725A1 - ＳｉＣ膜構造体 - Google Patents

ＳｉＣ膜構造体 Download PDF

Info

Publication number
WO2020174725A1
WO2020174725A1 PCT/JP2019/033684 JP2019033684W WO2020174725A1 WO 2020174725 A1 WO2020174725 A1 WO 2020174725A1 JP 2019033684 W JP2019033684 W JP 2019033684W WO 2020174725 A1 WO2020174725 A1 WO 2020174725A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sic film
sic
lid
base material
film structure
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/033684
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 US16/498,249 priority Critical patent/US11508570B2/en
Priority to KR1020197034407A priority patent/KR102124737B1/ko
Priority to CN201911344813.1A priority patent/CN111627846B/zh
Priority to CN201980001810.XA priority patent/CN111868884A/zh
Priority to KR1020197030153A priority patent/KR102066382B1/ko
Priority to US16/664,013 priority patent/US10804096B2/en
Publication of WO2020174725A1 publication Critical patent/WO2020174725A1/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
    • H01L21/02107—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
    • H01L21/67—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
    • 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0005—Separation of the coating from the substrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D1/00—Containers having bodies formed in one piece, e.g. by casting metallic material, by moulding plastics, by blowing vitreous material, by throwing ceramic material, by moulding pulped fibrous material, by deep-drawing operations performed on sheet material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D43/00—Lids or covers for rigid or semi-rigid containers
    • B65D43/02—Removable lids or covers
    • 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
    • C23C16/22—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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/04—Pattern deposit, e.g. by using masks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36—Carbides
    • 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
    • H01L21/02—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
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • 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
    • H01L21/6735—Closed carriers
    • H01L21/67366—Closed carriers characterised by materials, roughness, coatings 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
    • H01L21/67303—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements
    • H01L21/67306—Vertical boat type carrier whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising rod-shaped elements characterized by a material, a roughness, a coating or the like

Definitions

  • the present invention relates to a SiC film forming technique, and more particularly to a three-dimensional structure composed of a SiC film.
  • SiC is used as a jig and product used at extremely high temperatures such as wafer boats, tubes, and dummy wafers during semiconductor manufacturing, especially in the field of semiconductor device manufacturing.
  • Demands are increasing for structures made up of single films that are made up.
  • the structure composed of such a SiC film (hereinafter referred to as a SiC film structure) can be manufactured not only in a planar shape but also in a three-dimensional shape.
  • a method disclosed in Patent Document 1 is known.
  • a base material made of carbon (graphite) or the like is manufactured.
  • a SiC film is formed on the surface of the base material by a CVD (chemical vapor deposition) method.
  • the base material is burned out by heating the formed material in a high temperature oxidizing atmosphere.
  • the base material can be removed even if the structure has a complicated three-dimensional shape in which the base material is difficult to remove by machining. Obtainable.
  • SiC film structures formed as described above those having a three-dimensional shape require that the SiC film be formed partially or entirely on the surface of the base material to remove the base material. ..
  • the SiC film structure in order to remove the base material, it is necessary to provide an oxidation hole that exposes a part of the base material, and the SiC film structure cannot have a complete sealing structure.
  • the SiC film structure according to the present invention for achieving the above object is a three-dimensional shape formed by a SiC film by forming a SiC film on the outer periphery of a base material by a vapor deposition type film forming method and removing the base material. And a main body having a three-dimensional shape formed of a SiC film, the main body having an opening for removing the base material, a lid covering the opening, and at least the main body. And a SiC coat layer that covers the contact portion with the outer edge portion of the lid body and joins the both portions.
  • the lid body is made of a SiC film.
  • the SiC film structure can be composed of a simple substance of SiC. Further, since the thermal expansion coefficients of the main body and the lid can be made to coincide with each other, there is no fear of causing distortion due to temperature change.
  • the lid body has a boss portion that fits into the opening portion, and a flange portion that extends over the outer periphery of the boss portion and covers the opening portion. Good to do. With such a feature, it is possible to easily position the lid and seal the opening even if the structure is minute.
  • the SiC film structure having the above characteristics, it is possible to form a sealing structure that does not leave an opening in the main body having a three-dimensional shape.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the method for manufacturing the SiC film structure according to the embodiment. It is a figure which shows the 1st modification in forming a SiC film structure. It is a figure which shows the 2nd modification in forming a SiC film structure.
  • the SiC film structure 10 is basically composed of a main body 12, a lid 14, and a SiC coat layer 16.
  • the main body 12 is a hollow member having a three-dimensional shape, and has an opening 12a in at least a part thereof.
  • the opening 12a is provided so as to communicate with the hollow portion 12b.
  • the main body 12 is made of a SiC (silicon carbide) film.
  • the lid 14 is an element for sealing the opening 12a formed in the main body 12.
  • it comprises a boss portion 14a and a flange portion 14b.
  • the boss portion 14a is an element that fits into the opening portion 12a formed in the main body 12 and performs positioning, and the flange portion 14b projects to the outer periphery of the boss portion 14a on one end side of the boss portion 14a. , which is an element having a role of covering the opening 12a.
  • the constituent members of the lid 14 are not particularly limited, but it is desirable to use members having high resistance to temperature, chemicals, etc., that is, environmental resistance characteristics.
  • the lid 14 is made of SiC. With such a structure, the SiC film structure 10 can have a single structure of the SiC film.
  • the SiC coat layer 16 is an element that plays a role of joining the main body 12 and the lid body 14. For this reason, the SiC coat layer 16 is formed so as to cover at least the contact portion between the main body 12 and the outer edge portion of the lid body 14. In the embodiment shown in FIG. 1, the SiC coat layer 16 is formed so as to cover the surface of the lid 14 on which the flange portion 14b is formed and to cover the main body 12 located on the outer periphery of the flange portion 14b.
  • the SiC film structure 10 having the above-described configuration, it is possible to provide a completely hermetically sealed structure even though the structure has a three-dimensional shape and is composed of the SiC film. Thereby, even when the SiC film structure 10 is washed, a chemical solution or the like will not enter into the inside and the cleaning and drying will not be difficult.
  • a base material 50 having a three-dimensional shape is formed.
  • the shape of the base material 50 is not particularly limited. Note that the example shown in FIG. 2A is shown as a rectangular parallelepiped type in order to facilitate the explanation.
  • As a constituent member of the base material 50 it is desirable to use a material that can be relatively easily removed by heating or chemicals such as graphite or silicon. In this embodiment, graphite is adopted as a constituent member of the base material 50. This is because it is possible to burn out by heating in a high temperature oxidizing atmosphere. At least a part of the base material 50 is masked 52 for forming the opening 12a.
  • a SiC film forming the main body 12 is formed on the surface of the base material 50 by a vapor deposition type film forming method.
  • the vapor deposition type film forming method may be based on, for example, a CVD method, but is not limited to this. (Molecular Beam Epitaxy) method or the like may be used.
  • the film thickness of the SiC film is not particularly limited, but it is necessary to have a film thickness such that when the base material 50 is removed, the three-dimensional structure has sufficient strength to be self-supporting.
  • the masking 52 is removed to expose a part of the base material 50. Then, the base material 50 thus formed is removed by heating the formed base material 50 in a high temperature oxidizing atmosphere.
  • the base material 50 disappears as carbon dioxide.
  • the lid 14 is placed in the opening 12 a formed in the main body 12. It should be noted that the lid 14 may be formed in the front and rear or in parallel in a step different from the step of forming the main body 12.
  • the main body 12 is slightly exposed on the outer circumference of the flange 14b of the lid 14 to mask the outer circumference of the body 12.
  • a SiC film is formed by covering the lid located at the opening of the masking and the exposed part of the main body to form a SiC coat layer.
  • the step of forming the SiC coat layer may be the same as the film forming step in FIG. Note that the steps of FIGS. 2D to 2E can be performed in the air, but may be performed in a vacuum atmosphere. Alternatively, the lid 14 may be sealed in the furnace after the internal gas is replaced with an inert gas or the like.
  • a spacer (not shown) or the like may be interposed between the opening 12a and the lid 14 to perform the work. ..
  • a material such as silicon, which is burned out by heating, as the material of the spacer, the spacer disappears in the film forming step after deaeration and replacement. Therefore, the gap formed for deaeration or replacement disappears and the opening 12a is sealed.
  • the masking 54 is removed as shown in FIG. 2(F), whereby the SiC film structure 10 is completed.
  • the SiC coat layer 16 is formed so as to cover the entire lid body 14.
  • the SiC coat layer 16 may cover the contact portion between the main body 12 and the outer edge portion of the lid body 14. That is, as shown in FIG. 3, the SiC coat layer 16 may be provided on the outer circumference without providing the SiC coat layer 16 near the center of the lid body 14. This is because even if such a configuration is adopted, the configuration is such that the opening 12a of the main body 12 is sealed.
  • the lid 14 is configured to include the boss 14a and the flange 14b, and the lid 14 is positioned by fitting the boss 14a into the opening 12a.
  • the lid 14 is only required to be able to seal the opening 12a of the main body 12. Therefore, as shown in FIG. 4, the lid 14 may be formed of a flat plate. This is because if the opening 12a can be covered, the function as the lid 14 can be achieved.

Abstract

封止構造とすることのできるＳｉＣ膜構造体を提供する。気相成長型の成膜法により基材５０の外周にＳｉＣ膜を形成し、基材５０を除去することでＳｉＣ膜による立体形状を得るＳｉＣ膜構造体１０であって、ＳｉＣ膜により構成された立体形状を有すると共に、基材５０を除去するための開口部１２ａを備えた本体１２と、開口部１２ａを覆う蓋体１４と、少なくとも本体１２と蓋体１４の外縁部との接触箇所を覆って両者を接合しているＳｉＣコート層１６と、を備えたことを特徴とする。

Description

ＳｉＣ膜構造体
　本発明は、ＳｉＣ成膜技術に係り、特にＳｉＣ膜により構成された立体的な構造体に関する。
　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や製品として、ＳｉＣにより構成されている膜単体により構成された構造体が需要を高めている。
　こうしたＳｉＣ膜により構成される構造体（以下、ＳｉＣ膜構造体と称す）は、平面形状のみならず、立体的な形状の物も製造することができる。その具体的な製造方法としては、例えば特許文献１に開示されているようなものが知られている。特許文献１に開示されているＳｉＣ膜構造体の製造方法は、まず、カーボン（グラファイト）等により構成された基材を製作する。次に、基材の表面に、ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長）法を介してＳｉＣ膜を形成する。
　次に、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。このような処理により基材除去を行うことで、機械加工では基材の除去が困難な複雑な立体形状を持つ構造体であっても、基材除去を行うことができ、ＳｉＣ膜構造体を得ることができる。
特開２００１－１５８６６６号公報
　上記のようにして形成されるＳｉＣ膜構造体のうち、立体的な形状を持つものは、基材表面に部分的に、あるいは全面にＳｉＣ膜を形成し、基材の除去を行う必要がある。しかし、基材を除去するためには、基材の一部を露出させる酸化穴を設ける必要があり、ＳｉＣ膜構造体は、完全な封止構造とすることができない。
　製品として構成されるＳｉＣ膜構造体に、こうした酸化穴が残存していると、洗浄時などに薬液などの水分が内部に入り込み、乾燥が困難となる箇所を生じさせる場合がある。
　そこで本発明では、上記問題を解決し、封止構造とすることのできるＳｉＣ膜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膜構造体は、気相成長型の成膜法により基材の外周にＳｉＣ膜を形成し、前記基材を除去することでＳｉＣ膜による立体形状を得るＳｉＣ膜構造体であって、ＳｉＣ膜により構成された立体形状を有すると共に、前記基材を除去するための開口部を備えた本体と、前記開口部を覆う蓋体と、少なくとも前記本体と前記蓋体の外縁部との接触箇所を覆って両者を接合しているＳｉＣコート層と、を備えたことを特徴とする。
　また、上記のような特徴を有するＳｉＣ膜構造体では、前記蓋体をＳｉＣ膜により構成することが望ましい。このような特徴を有することによれば、ＳｉＣ膜構造体をＳｉＣ単体により構成することができる。また、本体と蓋体との熱膨張率を一致させることができるため、温度変化に伴う歪を生じさせる虞が無い。
　さらに、上記のような特徴を有するＳｉＣ膜構造体において前記蓋体は、前記開口部に嵌合するボス部と、前記ボス部の外周に張り出して前記開口部を覆うフランジ部とを有するようにすると良い。このような特徴を有することによれば、構造体が微小なものであったとしても、蓋体の位置決めと開口部の封止を容易に行うことが可能となる。
　上記のような特徴を有するＳｉＣ膜構造体によれば、立体形状を有する本体に開口部を残すことの無い封止構造とすることができる。
実施形態に係るＳｉＣ膜構造体の構成を示す図である。 実施形態に係るＳｉＣ膜構造体の製造方法を説明するための図である。 ＳｉＣ膜構造体を構成する上での第１の変形例を示す図である。 ＳｉＣ膜構造体を構成する上での第２の変形例を示す図である。
　以下、本発明のＳｉＣ膜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］
　本実施形態に係るＳｉＣ膜構造体１０は、図１に示すように、本体１２と蓋体１４、およびＳｉＣコート層１６を基本として構成されている。本体１２は、立体形状を成す中空部材であり、少なくとも一部に開口部１２ａを備えている。開口部１２ａは、中空部１２ｂに連通するように設けられている。なお、本体１２は、ＳｉＣ（炭化ケイ素）膜により構成されている。
　蓋体１４は、本体１２に形成された開口部１２ａを封止するための要素である。図１に示す例では、ボス部１４ａとフランジ部１４ｂとから構成されている。ボス部１４ａは、本体１２に形成されている開口部１２ａに嵌合し、位置決めを成す要素であり、フランジ部１４ｂは、ボス部１４ａの一方の端部側においてボス部１４ａの外周に張り出して、開口部１２ａを覆う役割を担う要素である。フランジ部１４ｂを設けることにより、ボス部１４ａが本体１２の内部に脱落する虞が無い。このため、ボス部１４ａと開口部１２ａとのクリアランスが多少大きくなった場合であっても支障は無く、精度を高めるための加工等も必要が無い。
　蓋体１４の構成部材については、特に限定するものでは無いが、温度、薬品等に対する耐性、すなわち耐環境特性の高い部材を用いることが望ましい。なお、本実施形態では、ＳｉＣにより蓋体１４を構成することとする。このような構成とすることで、ＳｉＣ膜構造体１０をＳｉＣ膜単体構造とすることができるからである。蓋体１４を本体１２と同じ部材により構成することで、高温、あるいは低温環境下においても、熱膨張率の違いによる歪等を生じさせる虞が無い。
　ＳｉＣコート層１６は、本体１２と蓋体１４とを接合する役割を担う要素である。このため、ＳｉＣコート層１６は、少なくとも、本体１２と、蓋体１４の外縁部との接触箇所を覆うように形成されている。図１に示す形態では、ＳｉＣコート層１６は、蓋体１４におけるフランジ部１４ｂの形成面を覆うと共に、フランジ部１４ｂの外周に位置する本体１２を覆うように形成されている。
　上記のような構成のＳｉＣ膜構造体１０によれば、ＳｉＣ膜により構成された立体形状を有する構造体でありながら、完全に密閉された封止構造とすることができる。これにより、ＳｉＣ膜構造体１０を洗浄等する場合においても、内部に薬液等が入り込み、洗浄や乾燥が困難になるといった事態が生じない。
［製造方法］
　次に、図２を参照して、本実施形態に係るＳｉＣ膜構造体１０の製造方法について説明する。まず、図２（Ａ）に示すように、立体形状を有する基材５０を形成する。基材５０の形状については特に限定するものではない。なお、図２（Ａ）に示す例では、説明を容易化するために直方体型として示している。基材５０の構成部材としては、グラファイトやシリコン等、加熱や薬品により、比較的容易に除去することのできる材質とすることが望ましい。本実施形態においては、基材５０の構成部材として、グラファイトを採用することとしている。高温酸化雰囲気中における加熱により、焼失させることが可能だからである。なお、基材５０には、少なくとも一部に、開口部１２ａを構成するためのマスキング５２を施すようにする。
　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５０の表面に本体１２を構成するＳｉＣ膜を成膜する。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が、これに限定するものではなく、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）法などであっても良い。ＳｉＣ膜の膜厚は、特に限定するものでは無いが、基材５０を除去した際、立体構造物として自立可能な強度を有する程度の膜厚を備える必要はある。
　基材５０の外周にＳｉＣ膜を形成した後、図２（Ｃ）に示すように、マスキング５２を除去して基材５０の一部を露出させる。その後、成膜された基材５０を高温酸化雰囲気で加熱することで、基材５０の除去を行う。本実施形態のように、基材５０をグラファイトで構成している場合、基材５０は二酸化炭素として消失することとなる。
　基材５０を除去した後、図２（Ｄ）に示すように、本体１２に形成された開口部１２ａに蓋体１４を配置する。なお、蓋体１４は、本体１２を形成する工程と別の工程で、前後、あるいは平行して作成すれば良い。
　蓋体１４を開口部１２ａに配置した後、図２（Ｅ）に示すように、蓋体１４のフランジ部１４ｂの外周に僅かに本体１２を露出させるようにして、本体１２の外周にマスキング５４を施す。マスキング５４を施した後、マスキングの開口部に位置する蓋体と、本体の露出部を覆うようにして、ＳｉＣを成膜し、ＳｉＣコート層を形成する。ＳｉＣコート層の形成工程については、図２（Ｂ）における成膜工程と同様にすれば良い。なお、図２（Ｄ）から図２（Ｅ）の工程については、大気中での実施とすることもできるが、真空雰囲気中での実施としても良い。その他、炉内において、内部気体を不活性ガスなどに置換した上で蓋体１４の封止を行うようにしても良い。なお、無人環境において本体１２における内部気体の脱気や置換を行う場合には、開口部１２ａと蓋体１４との間にスペーサ（不図示）などを介在させて作業を行うようにすれば良い。スペーサの構成材料をシリコンなど、加熱により焼失する素材とすることで、脱気、置換後、成膜工程にて、スペーサが消失することとなる。このため、脱気または置換のために形成された隙間が消失し、開口部１２ａが密閉されることとなる。
　ＳｉＣコート層による本体１２と蓋体１４の接合封止が完了した後、図２（Ｆ）に示すように、マスキング５４を取り除くことで、ＳｉＣ膜構造体１０が完成する。
［変形例］
　上記実施形態では、本体１２の開口部１２ａを蓋体１４により封止する際、ＳｉＣコート層１６は、蓋体１４の全体を覆うように形成していた。しかしながら、ＳｉＣコート層１６は、本体１２と蓋体１４の外縁部との接触箇所を覆う構成とすれば良い。すなわち、図３に示すように、蓋体１４の中心付近にはＳｉＣコート層１６を設けることなく、外周上にＳｉＣコート層１６を配するようにしても良い。このような構成とした場合でも、本体１２の開口部１２ａを封止する構成に変わりないからである。
　また、上記実施形態では、蓋体１４は、ボス部１４ａとフランジ部１４ｂとにより構成し、ボス部１４ａを開口部１２ａに嵌合することで、蓋体１４の位置決めを図る旨説明した。しかしながら蓋体１４は、本体１２の開口部１２ａを封止することができれば良い。このため、図４に示すように、蓋体１４を平板により構成しても良い。開口部１２ａを覆う事ができれば、蓋体１４としての機能を奏することができるからである。
１０………ＳｉＣ膜構造体、１２………本体、１２ａ………開口部、１２ｂ………中空部、１４………蓋体、１４ａ………ボス部、１４ｂ………フランジ部、１６………ＳｉＣコート層、５０………基材、５２………マスキング、５４………マスキング。
 

Claims (3)

  1. 　気相成長型の成膜法により基材の外周にＳｉＣ膜を形成し、前記基材を除去することでＳｉＣ膜による立体形状を得るＳｉＣ膜構造体であって、
    　ＳｉＣ膜により構成された立体形状を有すると共に、前記基材を除去するための開口部を備えた本体と、
    　前記開口部を覆う蓋体と、
    　少なくとも前記本体と前記蓋体の外縁部との接触箇所を覆って両者を接合しているＳｉＣコート層と、を備えたことを特徴とするＳｉＣ膜構造体。
  2. 　前記蓋体をＳｉＣ膜により構成したことを特徴とする請求項１に記載のＳｉＣ膜構造体。
  3. 　前記蓋体は、前記開口部に嵌合するボス部と、前記ボス部の外周に張り出して前記開口部を覆うフランジ部とを有することを特徴とする請求項１または２に記載のＳｉＣ膜構造体。
     
PCT/JP2019/033684 2019-02-28 2019-08-28 ＳｉＣ膜構造体 WO2020174725A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/498,249 US11508570B2 (en) 2019-02-28 2019-08-28 SiC film structure
KR1020197034407A KR102124737B1 (ko) 2019-02-28 2019-08-28 SiC막 구조체 및 SiC막 구조체의 제조 방법
CN201911344813.1A CN111627846B (zh) 2019-02-28 2019-08-28 SiC膜构造体及SiC膜构造体的制造方法
CN201980001810.XA CN111868884A (zh) 2019-02-28 2019-08-28 SiC膜构造体
KR1020197030153A KR102066382B1 (ko) 2019-02-28 2019-08-28 SiC막 구조체
US16/664,013 US10804096B2 (en) 2019-02-28 2019-10-25 SiC film structure and method for manufacturing SiC film structure

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019036720A JP6550198B1 (ja) 2019-02-28 2019-02-28 ＳｉＣ膜構造体
JP2019-036720 2019-02-28

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/498,249 A-371-Of-International US11508570B2 (en) 2019-02-28 2019-08-28 SiC film structure
US16/664,013 Division US10804096B2 (en) 2019-02-28 2019-10-25 SiC film structure and method for manufacturing SiC film structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020174725A1 true WO2020174725A1 (ja) 2020-09-03

Family

ID=67390370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/033684 WO2020174725A1 (ja) 2019-02-28 2019-08-28 ＳｉＣ膜構造体

Country Status (6)

Country Link
US (2) US11508570B2 (ja)
JP (1) JP6550198B1 (ja)
KR (2) KR102066382B1 (ja)
CN (2) CN111868884A (ja)
TW (2) TWI701718B (ja)
WO (1) WO2020174725A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11476128B2 (en) * 2020-08-25 2022-10-18 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor device package and method of manufacturing the same
CN117043918A (zh) 2021-03-23 2023-11-10 东京毅力科创株式会社 半导体制造装置和半导体制造装置用的部件

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS577923A (en) * 1980-06-18 1982-01-16 Toshiba Ceramics Co Ltd Manufacture of receiving table for processing single silicon crystal wafer
JPH0590184A (ja) * 1991-09-27 1993-04-09 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 半導体拡散炉用ウエハボートの製造方法
JPH06188306A (ja) * 1992-12-17 1994-07-08 Toshiba Ceramics Co Ltd 縦型半導体熱処理用治具
JP2002289537A (ja) * 2001-03-27 2002-10-04 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd ＣＶＤ―ＳｉＣ中空体縦型ウェハボート
JP2008034729A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd ウエハボート
JP2020035638A (ja) * 2018-08-30 2020-03-05 アズビル株式会社 紫外線センサ

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4735638Y1 (ja) 1967-08-25 1972-10-28
US3734705A (en) 1971-04-09 1973-05-22 Owens Illinois Inc Method and apparatus for producing and packaging sealed tubular glass bodies
US4400232A (en) * 1981-11-09 1983-08-23 Eagle-Picher Industries, Inc. Control of oxygen- and carbon-related crystal defects in silicon processing
JPH043568A (ja) 1990-04-19 1992-01-08 Nec Corp 課金方式
US5584936A (en) * 1995-12-14 1996-12-17 Cvd, Incorporated Susceptor for semiconductor wafer processing
JP3648112B2 (ja) 1999-11-26 2005-05-18 東芝セラミックス株式会社 ＣＶＤ−ＳｉＣ自立膜構造体、及びその製造方法
CN101001978B (zh) 2004-07-22 2010-10-13 东洋炭素株式会社 衬托器
JP2006077302A (ja) * 2004-09-10 2006-03-23 Asahi Glass Co Ltd 炭化ケイ素部材の製造法
US20100032857A1 (en) * 2005-02-28 2010-02-11 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Ceramic components, coated structures and methods for making same
JP4894717B2 (ja) * 2007-10-23 2012-03-14 株式会社デンソー 炭化珪素単結晶基板の製造方法
JP4877204B2 (ja) * 2007-11-13 2012-02-15 株式会社デンソー 炭化珪素単結晶の製造装置
EP2740593A4 (en) * 2011-07-28 2015-04-15 Toppan Printing Co Ltd LAMINATE, GAS BARRIER FILM, PRODUCTION METHOD FOR LAMINATE AND DEVICE FOR PRODUCING LAMINATE

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS577923A (en) * 1980-06-18 1982-01-16 Toshiba Ceramics Co Ltd Manufacture of receiving table for processing single silicon crystal wafer
JPH0590184A (ja) * 1991-09-27 1993-04-09 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 半導体拡散炉用ウエハボートの製造方法
JPH06188306A (ja) * 1992-12-17 1994-07-08 Toshiba Ceramics Co Ltd 縦型半導体熱処理用治具
JP2002289537A (ja) * 2001-03-27 2002-10-04 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd ＣＶＤ―ＳｉＣ中空体縦型ウェハボート
JP2008034729A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd ウエハボート
JP2020035638A (ja) * 2018-08-30 2020-03-05 アズビル株式会社 紫外線センサ

Also Published As

Publication number Publication date
CN111627846B (zh) 2023-05-23
JP2020139207A (ja) 2020-09-03
CN111627846A (zh) 2020-09-04
KR102124737B1 (ko) 2020-06-18
US11508570B2 (en) 2022-11-22
TWI720700B (zh) 2021-03-01
US20200279732A1 (en) 2020-09-03
TW202034386A (zh) 2020-09-16
TW202034387A (zh) 2020-09-16
TWI701718B (zh) 2020-08-11
US10804096B2 (en) 2020-10-13
KR102066382B1 (ko) 2020-01-14
US20210005491A1 (en) 2021-01-07
JP6550198B1 (ja) 2019-07-24
CN111868884A (zh) 2020-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3970943B2 (ja) 薄膜の上に集積部品を製造する方法
WO2020174725A1 (ja) ＳｉＣ膜構造体
TWI629727B (zh) 加熱單元
CN108476006B (zh) 用于高温半导体加工中夹持的静电卡盘及其制造方法
SG173261A1 (en) Annealing process for annealing a structure
US9287237B2 (en) Hermetically sealed wafer packages
CN210182327U (zh) 具有嵌入式加热器的面板
JP6590234B1 (ja) ＳｉＣ膜構造体およびＳｉＣ膜構造体の製造方法
US11823890B2 (en) Multiple zone heater
US3615947A (en) Method of selective etching
JP6251048B2 (ja) エタロンフィルタ及びその製造方法
TW201912558A (zh) 微機械裝置及對應的製造方法
JPS62119924A (ja) 透過マスクの作製方法
US11049747B2 (en) SiC freestanding film structure
JPH04191375A (ja) 基板加熱装置
JPH0358414A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2023520932A (ja) 高温真空密閉
KR20130129389A (ko) 챔버 구성부품들을 연결하기 위해 이용되는 접착제 재료
JP2010070797A (ja) ＳｉＣ被覆カーボン部材及びＳｉＣ被覆カーボン部材の製造方法
JP2009068599A (ja) 仕切弁及び処理装置
JPS62182186A (ja) 単結晶薄膜の形成方法
JPH05326351A (ja) 半導体製造治具及び半導体素子の製造方法
JPS5831554A (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

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

Ref document number: 19917457

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: 19917457

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1