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公開番号2024140407
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023051538
出願日2023-03-28
発明の名称多結晶SiC自立成形体
出願人東海カーボン株式会社
代理人弁理士法人あしたば国際特許事務所
主分類C23C 16/42 20060101AFI20241003BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】半導体製造装置用の多結晶SiC自立成形体であって、厚み方向の窒素濃度勾配が小さく、品質バラつきの小さい、ドーパント源(特に窒素)の少ないことが要求される工程に有効な多結晶SiC自立成形体を提供することにある。
【解決手段】厚みが200μm以上であり、第一の主面及び第二の主面の窒素濃度がいずれも3.00×10¹⁶atoms/cm³以下であり、該第一の主面から該第二の主面方向の窒素濃度勾配の絶対値が3.00×10¹⁷atoms/cm⁴以下であり、該第一の主面と該第二の主面の窒素濃度差の絶対値が1.80×10¹⁶atoms/cm³以下であること、を特徴とする多結晶SiC自立成形体。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
厚みが２００μｍ以上であり、
第一の主面及び第二の主面の窒素濃度がいずれも３．００×１０
１６
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
以下であり、
該第一の主面から該第二の主面方向の窒素濃度勾配の絶対値が３．００×１０
１７
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
４
以下であり、
該第一の主面と該第二の主面の窒素濃度差の絶対値が１．８０×１０
１６
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
以下であること、
を特徴とする多結晶ＳｉＣ自立成形体。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記第一の主面及び前記第二の主面の窒素濃度がいずれも０．５０×１０
１６
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
以下であることを特徴とする請求項１記載の多結晶ＳｉＣ自立成形体。
【請求項３】
前記厚みが１０００μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の多結晶ＳｉＣ自立成形体。
【請求項４】
前記第一の主面から第二の主面方向の窒素濃度勾配の絶対値が３．００×１０
１６
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
４
以下であることを特徴とする請求項１記載の多結晶ＳｉＣ自立成形体。
【請求項５】
前記第一の主面と第二の主面の窒素濃度差の絶対値が０．４０×１０
１６
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
以下であることを特徴とする請求項１記載の多結晶ＳｉＣ自立成形体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＶＤ法により形成された多結晶ＳｉＣの自立成形体に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
多結晶ＳｉＣ成形体は、耐熱性、耐蝕性及び強度等の種々の特性に優れており、様々な用途に使用されており、中でも、半導体製造装置用部材に用いられる場合には、高抵抗及び高純度であることが求められる。
【０００３】
多結晶ＳｉＣ成形体に含まれる不純物としては、Ｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｐ等があり、これらは半導体素子へのドーパント源となるため、不純物含有量が多いと半導体製造において問題となる。そして、これらの元素のうち、Ｎは、大気中に大量に存在するため、低減させることが困難であった。
【０００４】
ＳｉＣ膜中の窒素濃度の低減について、例えば、特許文献１には、炭素系材料と、前記炭素系材料に被覆されるＳｉＣ被膜とを有するＳｉＣ被覆炭素系材料であって、ＳＩＭＳ分析法によって測定される前記ＳｉＣ被膜の窒素含有量が、５×１０
１６
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
以下であるＳｉＣ被覆炭素系材料が開示されている。また、特許文献２には、グロー放電質量分析法による窒素濃度が１００ｐｐｍ以下である低窒素濃度炭素系材料が開示されており、該炭素系材料をＳｉＣ被覆黒鉛材の基材として用いることが記載されている。また、実施例等では、ＣＶＤ法により炭素系材料にＳｉＣが被覆されており、該ＳｉＣ中の窒素含有量が２×１０
１５
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
～１．２×１０
１６
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
であることが記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、第１の端面と前記第１の端面と反対側の端面である第２の端面とを有し、前記第１の端面と前記第２の端面とが対向する方向である成長方向における窒素濃度の勾配が１×１０
１６
ｃｍ
－４
以上１×１０
１８
ｃｍ
－４
以下である、炭化珪素インゴットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００５－１３２６３７号公報
特開２００２－２４９３７６号公報
特開２０１５－９８４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、半導体製造装置に用いられる多結晶ＳｉＣからなる部材には、コート品や自立成形体などが用いられる。コート品とは、基材の表面にＳｉＣを被覆したものを指し、自立成形体とは、基材を含まないＳｉＣ成形体を指す。この内、多結晶ＳｉＣの自立成形体には、ＳｉＣ膜（コート品）とは異なり、窒素濃度の低減に加えて、第一の主面（成長面）から第二の主面（基材面）方向の窒素濃度勾配の問題が存在する。多結晶ＳｉＣからなる部材を用いた半導体製造装置により、例えば半導体ウエハ（以下、単にウエハと呼ぶこともある）が製造されるが、多結晶ＳｉＣ自立成形体の第一の主面から第二の主面方向の窒素濃度勾配の絶対値が大きいと、半導体ウエハ中のドーパント源である窒素の濃度が厚み方向で安定しないため、例えばエッチング用途を考えると、ＳｉＣが消耗するにつれ、ウエハ近傍の窒素濃度や分圧が経時変化してしまう。
【０００８】
特許文献１及び２に記載されているＳｉＣは、炭素材料の表面に被覆されるＳｉＣ膜であり、ＳｉＣの自立成形体ではない。そのため、窒素濃度勾配の影響が問題視されにくく、特許文献１及び２においては、第一の主面（成長面）から第二の主面（基材面）方向の窒素濃度勾配を低減する課題につき記載されていない。
【０００９】
また、半導体製造装置に用いられる多結晶ＳｉＣからなる部材は、多結晶であるが、特許文献３は、単結晶のＳｉＣインゴットの発明であり、多結晶ＳｉＣではない。単結晶のＳｉＣインゴットは、多結晶ＳｉＣ自立成形体とは異なり、製造コストが高く、高価である。また、複雑な形状のものが製造できず、大口径の製造が困難である。上記の理由で、単結晶のＳｉＣインゴットは半導体製造装置用の部材には、用いることが困難である。また、特許文献３の実施例において、ＳｉＣインゴット中の窒素濃度は１．０×１０
１７
～２．０×１０
１９
ｃｍ
－３
と非常に窒素濃度が高いものしか得られていない。
【００１０】
従って、本発明の目的は、半導体製造装置用の多結晶ＳｉＣ自立成形体であって、厚み方向の窒素濃度勾配が小さく、品質バラつきの小さい、ドーパント源（特に窒素）の少ないことが要求される工程に有効な多結晶ＳｉＣ自立成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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