(57)【要約】  【課題】  ＳｉＣ部材の外観を良好に確保するための技術を提供すること。  【解決手段】  表面および裏面を有するＳｉＣ基板と、前記ＳｉＣ基板の前記表面に設けられた第１ＳｉＣコートと、を備えており、前記ＳｉＣ基板は、それぞれ膜質の異なる多結晶層として交互かつ複数層にわたって積層された第１多結晶層および第２多結晶層を含んでおり、前記第１多結晶層の少なくとも１つおよび前記第２多結晶層の少なくとも１つが前記表面に現れており、前記第１ＳｉＣコートは、前記第１多結晶層および前記第２多結晶層のいずれか一方の膜質と同じ膜質を有する多結晶層である。【選択図】図３
2020001947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面および裏面を有するＳｉＣ基板と、
前記ＳｉＣ基板の前記表面に設けられた第１ＳｉＣコートと、を備えており、
前記ＳｉＣ基板は、それぞれ膜質の異なる多結晶層として交互かつ複数層にわたって積層された第１多結晶層および第２多結晶層を含んでおり、
前記第１多結晶層の少なくとも１つおよび前記第２多結晶層の少なくとも１つが前記表面に現れており、
前記第１ＳｉＣコートは、前記第１多結晶層および前記第２多結晶層のいずれか一方の膜質と同じ膜質、または、前記第１多結晶層および前記第２多結晶層のいずれとも異なる膜質を有する多結晶層である、
ＳｉＣ部材。
【請求項２】
前記第１ＳｉＣコートは、前記ＳｉＣ基板よりも小さな比抵抗を有する、
請求項１に記載のＳｉＣ部材。
【請求項３】
前記第２多結晶層は、前記第１多結晶層の膜厚よりも大きな膜厚を有し、
前記第１ＳｉＣコートは、前記第１多結晶層の膜厚よりも大きな膜厚を有する、
請求項１または請求項２に記載のＳｉＣ部材。
【請求項４】
前記第１ＳｉＣコートは、前記第１多結晶層と同じ膜質を有し、
前記第１多結晶層の膜厚は、前記第２多結晶層の膜厚よりも小さい、
請求項１から３のいずれか一項に記載のＳｉＣ部材。
【請求項５】
前記第１多結晶層および前記第２多結晶層は、それぞれ複数の結晶粒を含んでおり、かつ、膜質の違いに応じて異なる平均粒径を有する、
請求項１から４のいずれか一項に記載のＳｉＣ部材。
【請求項６】
前記第１多結晶層および前記第２多結晶層は、膜質の違いに応じた色の多結晶層として形成されている、
請求項１から５のいずれか一項に記載のＳｉＣ部材。
【請求項７】
前記第１多結晶層の前記少なくとも１つおよび前記第２多結晶層の前記少なくとも１つは、前記表面に斜めに交差する、
請求項１から６のいずれか一項に記載のＳｉＣ部材。
【請求項８】
さらに、前記ＳｉＣ基板の前記裏面に設けられた第２ＳｉＣコートを備え、
前記第１多結晶層の少なくとも１つおよび前記第２多結晶層の少なくとも１つが前記裏面に現れており、
前記第２ＳｉＣコートは、前記第１ＳｉＣコートと同じ膜質を有する多結晶層である、
請求項１から７のいずれか一項に記載のＳｉＣ部材。
【請求項９】
前記ＳｉＣ部材は、エッチャーリングである、
請求項１から８のいずれか一項に記載のＳｉＣ部材。
【請求項１０】
前記ＳｉＣ基板および前記第１ＳｉＣコートは、ＣＶＤ−ＳｉＣからなる、
請求項１から９のいずれか一項に記載のＳｉＣ部材。
【請求項１１】
表面および裏面を有し、かつ、それぞれ膜質の異なる多結晶層として交互かつ複数層にわたって積層された第１多結晶層および第２多結晶層を含んでおり、前記第１多結晶層の少なくとも１つおよび前記第２多結晶層の少なくとも１つが前記表面に現れている、ＳｉＣ基板を形成し、
前記ＳｉＣ基板の前記表面に、前記第１多結晶層および前記第２多結晶層のいずれか一方の膜質と同じ膜質を有する多結晶層である第１ＳｉＣコートを形成する、
ＳｉＣ部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣを含有するＳｉＣ部材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳｉＣ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ；炭化ケイ素）を含有するＳｉＣ部材は、高耐久性、高耐強酸性、低比抵抗などの優れた特性を有し、半導体製造装置に利用される部品として広く利用されている。例えば、特許文献１および特許文献２は、プラズマエッチング装置内のエッチャーリングまたは電極としてＳｉＣ部材を利用することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０００８３６号公報
【特許文献２】特開２００８−２５２０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体製造装置は、僅かな処理のばらつきによりウェハの製品不良を引き起こす可能性がある。また、半導体製造装置は、工場内で大量のウェハを扱うため、ウェハの製品不良の問題が、一枚のウェハだけに留まらず、大量のウェハに波及する可能性がある。したがって、半導体製造装置のユーザーは、半導体製造装置およびそれに利用される部品の品質を厳しく管理している。半導体製造装置に利用されるＳｉＣ部材には、高い耐久性や高純度などの厳しい仕様が要求される。そのため、ＳｉＣとして、焼結ＳｉＣよりも物理的および化学的特性の優れた、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；化学気相成長）により形成されるＣＶＤ−ＳｉＣが利用されることがある。しかし、ＣＶＤ−ＳｉＣは、場合によってはＳｉＣ部材の表面に結晶構造または層構造に由来する模様を形成してしまうことがある。このような模様は、製品としての外観上を損なってしまい、場合によっては半導体製造装置のユーザーに懸念を与えてしまうことがある。
【０００５】
本願発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＳｉＣ部材の外観を良好に確保するための技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため第１局面としては、表面および裏面を有するＳｉＣ基板と、前記ＳｉＣ基板の前記表面に設けられた第１ＳｉＣコートと、を備えており、前記ＳｉＣ基板は、それぞれ膜質の異なる多結晶層として交互かつ複数層にわたって積層された第１多結晶層および第２多結晶層を含んでおり、前記第１多結晶層の少なくとも１つおよび前記第２多結晶層の少なくとも１つが前記表面に現れており、前記第１ＳｉＣコートは、前記第１多結晶層および前記第２多結晶層のいずれか一方の膜質と同じ膜質、または、前記第１多結晶層および前記第２多結晶層のいずれとも異なる膜質を有する多結晶層である、といったものが考えられる。
【０００７】
この局面においては、ＳｉＣ基板の表面に第１ＳｉＣコートが設けられるので、ＳｉＣ部材の外観を良好に確保することができる。具体的には、ＳｉＣ基板は、それぞれ表面に現れた第１多結晶層と第２多結晶層を含む。このような第１多結晶層と第２多結晶層は、ＳｉＣ基板の表面に膜質の違いに起因する模様を形成することがある。一方、第１ＳｉＣコートは、第１多結晶層および第２多結晶層のいずれか一方の膜質と同じ膜質、または、第１多結晶層および第２多結晶層のいずれとも異なる膜質を有する。つまり、第１ＳｉＣコートは、単一の膜質を有するので、その表面に膜質の違いに起因する模様を形成しない。したがって、ＳｉＣ部材の表面に模様が現れず、ＳｉＣ部材の外観を良好に確保することができる。
【０００８】
また、第２の局面のように、前記第１ＳｉＣコートは、前記ＳｉＣ基板よりも小さな比抵抗を有する、というようにすることも考えられる。
【０００９】
ＳｉＣ部材の全体の比抵抗は、半導体製造装置のユーザーの要求仕様として、ある値に決定されていることがある。第２の局面であれば、第１ＳｉＣコートの膜厚と、ＳｉＣ基板の膜厚とを適宜調整することで、ＳｉＣ部材の全体の比抵抗を適宜調整することができる。その結果、ＳｉＣ部材の全体の比抵抗をユーザーの要求仕様に合わせることができる。
【００１０】
また、ＳｉＣ部材が繰り返し使用されることで、ＳｉＣ基板の表面に現れた第１多結晶層および第２多結晶層が第１ＳｉＣコートの結晶構造に影響を及ぼし、第１ＳｉＣコートの表面がその影響を受ける可能性がある。
【００１１】
そのため、第３の局面のように、前記第２多結晶層は、前記第１多結晶層の膜厚よりも大きな膜厚を有し、前記第１ＳｉＣコートは、前記第１多結晶層の膜厚よりも大きな膜厚を有する、というようにすることも考えられる。
【００１２】
この局面であれば、第１ＳｉＣコートの膜厚は少なくとも第１多結晶層よりも厚いので、第１ＳｉＣコートの表面が第１多結晶層および第２多結晶層の影響を受ける可能性を低減できる。
【００１３】
なお、第１多結晶層は、複数あるので、それぞれで膜厚が異なる可能性がある。第２多結晶層についても同様である。また、第１ＳｉＣコート、第１多結晶層および第２多結晶層は、それぞれ場所により膜厚が異なる可能性がある。本明細書では、膜厚は、代表的な場所での膜厚、あるいは、複数の代表的な場所での膜厚の平均をいうものとする。
【００１４】
また、第１多結晶層の成膜速度は、第２多結晶層の成膜速度よりも遅い可能性がある。さらに、このことにより、第１多結晶層は、第２多結晶層に比べて、緻密な膜質を有する可能性がある。
【００１５】
そこで、第４の局面のように、前記第１ＳｉＣコートは、前記第１多結晶層と同じ膜質を有し、前記第１多結晶層の膜厚は、前記第２多結晶層の膜厚よりも小さい、というようにすることも考えられる。
【００１６】
この局面によれば、第２多結晶層の膜厚が大きいので、ＳｉＣ基板の製造時間を短縮することができる。加えて、第１ＳｉＣコートは第１多結晶層と同じ膜質を有するので、ＳｉＣ部材の外表面を緻密にすることができる。
【００１７】
なお、上述した第１多結晶層および第２多結晶層の膜質の違いは、次のようなものであってもよい。
【００１８】
第５の局面では、前記第１多結晶層および前記第２多結晶層は、それぞれ複数の結晶粒を含んでおり、かつ、膜質の違いに応じて異なる平均粒径を有する。
【００１９】
第６の局面では、前記第１多結晶層および前記第２多結晶層は、膜質の違いに応じた色の多結晶層として形成されている。
【００２０】
なお、平均粒径は、便宜上、もっともらしい平均粒径を代用してもよい。もっともらしい平均粒径は、ＳｉＣ部材の断面の電子顕微鏡写真から得られることとしてもよい。例えば、電子顕微鏡写真中に現れた多結晶層から代表的なサイズの結晶粒を複数選択する。選択された結晶粒の粒径をそれぞれ測定する。得られた粒径の平均を、もっともらしい平均粒径と見なす。
【００２１】
また、多結晶層の膜質の違いに応じて多結晶層の色が異なることがある。色は、有彩色の場合は、色度、彩度および明度の三要素で特定され、無彩色の場合は、明度のみで特定される。多結晶層の色は、ＳｉＣ部材の断面の電子顕微鏡写真から得られることとしてもよい。通常、電子顕微鏡写真は、グレースケールで表現されるので、多結晶層の色は無彩色となる。したがって、この場合には、第１多結晶層および第２多結晶層のそれぞれの色は、明度のみで特定される。
【００２２】
また、第７の局面のように、前記第１多結晶層の前記少なくとも１つおよび前記第２多結晶層の前記少なくとも１つは、前記表面に斜めに交差する、ということも考えられる。
【００２３】
具体的には、第１多結晶層の法線方向および第２結晶層の法線方向が、ＳｉＣ基板の表面の法線方向に対して０度を超え、９０度を下回る範囲の角度を有する。なお、この範囲は４５度を下回る場合、３０度を下回る場合、１５度を下回る場合もある。
【００２４】
また、第８の局面のように、さらに、前記ＳｉＣ基板の前記裏面に設けられた第２ＳｉＣコートを備え、前記第１多結晶層の少なくとも１つおよび前記第２多結晶層の少なくとも１つが前記裏面に現れており、前記第２ＳｉＣコートは、前記第１ＳｉＣコートと同じ膜質を有する多結晶層である、というようにすることも考えられる。
【００２５】
この局面においては、ＳｉＣ基板の裏面に第２ＳｉＣコートが設けられるので、ＳｉＣ部材の外観を良好に確保することができる。その原理は、ＳｉＣ基板の表面に第１ＳｉＣコートが設けられる場合と同じである。
【００２６】
また、第９の局面のように、前記ＳｉＣ部材は、エッチャーリングである、というようにすることも考えられる。
【００２７】
エッチャーリングとは、プラズマエッチングに利用されるリング状の部品をいう。このような部品は、例えば、フォーカスリングを含む。フォーカスリングは、上面、下面、内周面および外周面を有し、エッチング対象となるウェハをチャンバー内で保持するための部品である。
【００２８】
また、第１０の局面のように、前記ＳｉＣ基板および前記第１ＳｉＣコートは、ＣＶＤ−ＳｉＣからなる、というようにすることも考えられる。
【００２９】
ＣＶＤ−ＳｉＣとは、化学気相蒸着により形成されたＳｉＣをいう。ＣＶＤ−ＳｉＣは、焼結ＳｉＣに比べて、物理的および化学的特性に優れている。焼結ＳｉＣとは、焼結により形成されたＳｉＣをいう。この局面によれば、物理的および化学的特性に優れたＳｉＣ部材を得ることができる。したがって、例えば、ＳｉＣ部材がプラズマエッチング装置内で使用されたときのパーティクルの発生を抑えることができる。
【００３０】
また、第１１の局面としては、表面および裏面を有し、かつ、それぞれ膜質の異なる多結晶層として交互かつ複数層にわたって積層された第１多結晶層および第２多結晶層を含んでおり、前記第１多結晶層の少なくとも１つおよび前記第２多結晶層の少なくとも１つが前記表面に現れている、ＳｉＣ基板を形成し、前記ＳｉＣ基板の前記表面に、前記第１多結晶層および前記第２多結晶層のいずれか一方の膜質と同じ膜質を有する多結晶層である第１ＳｉＣコートを形成する、といったものが考えられる。
【００３１】
この局面によれば、第１の局面で挙げたＳｉＣ部材を得ることができる。
【００３２】
また、第１２の局面としては、表面および裏面を有するＳｉＣ基板と、前記ＳｉＣ基板の前記表面に設けられた第１ＳｉＣコートと、を備えており、前記ＳｉＣ基板は、それぞれ膜質の異なる多結晶層として交互かつ複数層にわたって積層された第１多結晶層および第２多結晶層を含んでおり、前記第１ＳｉＣコートは、前記第１多結晶層および前記第２多結晶層のいずれか一方の膜質と同じ膜質を有する多結晶層であり、前記第１ＳｉＣコートは、前記ＳｉＣ基板よりも小さな比抵抗を有する、といったものが考えられる。
【００３３】
この局面によれば、ＳｉＣ部材の全体の比抵抗を広い調整範囲の中から適宜調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】エッチャーリングの表面を示す平面図
【図２】エッチャーリングの平面図におけるＡ−Ａ断面図
【図３】エッチャーリングのＡ−Ａ断面図におけるＢ部分の拡大図
【図４】エッチャーリングの平面図におけるＣ部分に相当するＳｉＣ基板の表面を示す拡大平面図
【図５】エッチャーリングの平面図におけるＣ部分に相当するＳｉＣ基板の裏面を示す拡大平面図
【図６】エッチャーリングの断面写真を示す図
【図７】ＳｉＣ基板の断面写真を示す図
【図８】ＳｉＣ基板の表面写真を示す図
【図９】ＳｉＣ基板の裏面写真を示す図
【図１０】エッチャーリングの製造過程を示す図
【図１１】エッチャーリングの製造過程を示す図
【図１２】エッチャーリングの製造過程を示す図
【図１３】ＣＶＤ−ＳｉＣの成膜速度と比抵抗の関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（１）全体構成
エッチャーリング１は、図１、図２に示すように、表面１５および裏面１７を有するＳｉＣ基板１３と、ＳｉＣ基板１３の表面１５に設けられた第１ＳｉＣコート２３と、ＳｉＣ基板１３の裏面１７に設けられた第２ＳｉＣコート２５とを備えている。エッチャーリング１は、表面３、裏面５、表面３と裏面５との間の内周面７、および、表面３と裏面５との間の外周面９を有する。エッチャーリング１は、さらに、環状に形成された段差部１１を有する。この段差部１１にエッチング対象となるウェハが載置されることになる。
【００３６】
ＳｉＣ基板１３、第１ＳｉＣコート２３および第２ＳｉＣコート２５は、いずれもＣＶＤ−ＳｉＣからなる。
【００３７】
ＳｉＣ基板１３は、図３に示すように、それぞれ膜質の異なる多結晶層として交互かつ複数層にわたって積層された第１多結晶層１９および第２多結晶層２１を含んでいる。第１多結晶層１９および第２多結晶層２１は、いずれも同じ材料であるＣＶＤ−ＳｉＣからなる。ただし、第１多結晶層１９および第２多結晶層２１は、後述の成膜過程において異なる膜質の多結晶層として形成される。
【００３８】
図３に示すように、第１多結晶層１９の少なくとも１つおよび第２多結晶層２１の少なくとも１つは、ＳｉＣ基板１３の表面１５に斜めに交差している。これにより、第１多結晶層１９の少なくとも１つおよび第２多結晶層２１の少なくとも１つが、ＳｉＣ基板１３の表面１５に現れている。同様に、第１多結晶層１９の少なくとも１つおよび第２多結晶層２１の少なくとも１つは、ＳｉＣ基板１３の裏面１７に斜めに交差している。これにより、第１多結晶層１９の少なくとも１つおよび第２多結晶層２１の少なくとも１つが、ＳｉＣ基板１３の裏面１７に現れている。
【００３９】
第１ＳｉＣコート２３は、第１多結晶層１９および第２多結晶層２１のいずれか一方の膜質と同じ膜質、または、第１多結晶層１９および第２多結晶層２１のいずれとも異なる膜質を有する多結晶層である。また、第２ＳｉＣコート２５は、第１ＳｉＣコート２３と同じ膜質、または、第１多結晶層１９および第２多結晶層２１のいずれとも異なる膜質を有する多結晶層である。本実施の形態では、第１ＳｉＣコート２３および第２ＳｉＣコート２５は、第１多結晶層１９と同じ膜質を有する。
【００４０】
第２多結晶層２１は、第１多結晶層１９よりも大きな膜厚を有する。第１ＳｉＣコート２３は、第１多結晶層１９の膜厚よりも大きな膜厚を有する。同様に、第２ＳｉＣコート２５は、第１多結晶層１９の膜厚よりも大きな膜厚を有する。
【００４１】
また、第２ＳｉＣコート２５は、第１ＳｉＣコート２３と同じ膜厚を有していてもよい。後述のように、本実施の形態では、第１ＳｉＣコート２３および第２ＳｉＣコート２５は、同じ工程で成膜される。第１ＳｉＣコート２３および第２ＳｉＣコート２５を同じ膜厚にすることで、ＳｉＣの材料を効率的に利用できる。
【００４２】
また、第１ＳｉＣコート２３および第２ＳｉＣコート２５は、いずれもＳｉＣ基板１３よりも小さな膜厚を有してもよい。逆に、第１ＳｉＣコート２３および第２ＳｉＣコート２５は、いずれもＳｉＣ基板１３よりも大きな膜厚を有してもよい。
【００４３】
図３に示すように、ＳｉＣ基板１３の表面１５は、裏面１７に略平行である。第１多結晶層１９および第２多結晶層２１は、表面１５に角度θ１で交差する。角度θ１は、例えば、０度を超え１５度未満である。また、第１多結晶層１９および第２多結晶層２１は、裏面１７に角度θ２で交差する。角度θ２も、例えば、０度を超え１５度未満である。本実施の形態では、角度θ１は、角度θ２と異なる。より詳しくは、角度θ１は角度θ２よりも大きい。ただし、これに限らず、角度θ１は、角度θ２と同じでもよく、角度θ２よりも小さくてもよい。なお、角度θ１および角度θ２は、エッチャーリング１の径方向の位置に応じて異なる場合がある。角度θ１および角度θ２の大きさを比較するときは、径方向の略同一の位置での角度を測定することとする。
【００４４】
図４、図５に示すように、ＳｉＣ基板１３の表面１５および裏面１７は、表面１５および裏面１７のそれぞれに現れた第１多結晶層１９および第２多結晶層２１に起因する環状の縞模様を有する。表面１５には、角度θ１に応じたピッチの同心円状の縞模様が現れ、裏面１７には、角度θ２に応じたピッチの同心円状の縞模様が現れる。
【００４５】
第１多結晶層１９および第２多結晶層２１の膜質の違いは、外観上、色の違いとして現れる。すなわち、第１多結晶層１９および第２多結晶層２１は、膜質の違いに応じた色の多結晶層として形成されている。ＣＶＤ−ＳｉＣは、原料ガス濃度、温度、成膜速度などの成膜パラメータに応じて異なる色を呈するものの、概ね、灰色を基調とする色を呈する。灰色を基調とする色の場合は、色の違いは明度の違いとして現れる。図８、図９の外観写真に示すように、ＳｉＣ基板１３の表面１５および裏面１７は、いずれも明るい灰色と暗い灰色とで構成される環状の縞模様を有する。
【００４６】
また、第１多結晶層１９および第２多結晶層２１の膜質の違いは、ＳｉＣ基板１３の断面の電子顕微鏡写真においても色の違いとして現れる。電子顕微鏡写真は、グレースケールで表現されるので、色の違いは明度の違いとして現れる。図６、図７の電子顕微鏡写真に示すように、ＳｉＣ基板１３は、明るい灰色と暗い灰色とで構成される多層構造を有する。電子顕微鏡写真は、次の手順により得られる。まず、ＳｉＣ基板１３をエッチャーリング１の径方向に沿って切断する。次に、ＳｉＣ基板１３の切断面をエッチングすることで、切断面に多結晶層の結晶粒を露出させる。次に、切断面を電子顕微鏡観察する。
【００４７】
図６、図７の電子顕微鏡写真に示すように、第１多結晶層１９および第２多結晶層２１は、それぞれ異なる明度を有する。複数の結晶粒を含む多結晶の電子顕微鏡写真において、明度の違いは平均粒径の違いを示す。すなわち、第１多結晶層１９および第２多結晶層２１は、それぞれ複数の結晶粒を含んでおり、かつ、膜質の違いに応じて異なる平均粒径を有する。
【００４８】
エッチャーリング１は、プラズマエッチングに利用された場合、プラズマから電荷を受け取り帯電する。エッチャーリング１の過度の帯電は、エッチャーリング１からウェハへの放電を引き起こしてウェハの破損を招く可能性がある。これを防止するため、エッチャーリング１には、エッチャーリング１の電荷をグラウンドに排出するための適切な比抵抗が要求される。本実施の形態では、第１ＳｉＣコート２３および第２ＳｉＣコート２５は、ＳｉＣ基板１３とは異なる比抵抗を有する。具体的には、第１ＳｉＣコート２３および第２ＳｉＣコート２５は、ＳｉＣ基板１３よりも小さな比抵抗を有する。これにより、第１ＳｉＣコート２３、第２ＳｉＣコート２５およびＳｉＣ基板１３のそれぞれの膜厚を適宜調整することで、所望の比抵抗を有するエッチャーリング１を得ることができる。
【００４９】
具体的には、エッチャーリング１の比抵抗は、以下のように、第１ＳｉＣコート２３、第２ＳｉＣコート２５およびＳｉＣ基板１３のそれぞれの比抵抗および膜厚により決定づけられる。
【００５０】
Ｒ＝（Ｒ１×Ｔ１／Ｔ）＋（Ｒ２×Ｔ２／Ｔ）＋（Ｒ３×Ｔ３／Ｔ）
ここで、ＲおよびＴは、それぞれエッチャーリング１の比抵抗および膜厚である。Ｒ１およびＴ１は、それぞれ第１ＳｉＣコート２３の比抵抗および膜厚である。Ｒ２およびＴ２は、それぞれ第２ＳｉＣコート２５の比抵抗および膜厚である。Ｒ３およびＴ３は、それぞれＳｉＣ基板１３の比抵抗および膜厚である。比抵抗Ｒおよび膜厚Ｔは、要求仕様により定められる。比抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれに適した膜質に応じて定められる。膜厚Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、任意に調整可能である。したがって、膜厚Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の調整により任意の比抵抗Ｒを得ることができる。
【００５１】
（２）製造方法
エッチャーリング１は、次のように製造されてもよい。まず、ＳｉＣ基板４３を形成する。このＳｉＣ基板４３は、表面１５および裏面１７を有し、かつ、それぞれ膜質の異なる多結晶層として交互かつ複数層にわたって積層された第１多結晶層１９および第２多結晶層２１を含んでいる。第１多結晶層１９の少なくとも１つおよび第２多結晶層２１の少なくとも１つが表面１５に現れている。
【００５２】
そのために、図１０（ａ）に示すように、環状の黒鉛基板２７を準備する。次に、図１０（ｂ）に示すように、黒鉛基板２７を全体的に被覆するＣＶＤ−ＳｉＣ膜２９を形成する。ＣＶＤ−ＳｉＣ膜２９の形成は、例えば、図１２（ａ）に示されるようなＣＶＤ装置を用いて実施される。黒鉛基板２７は、ＣＶＤ装置のチャンバー４７内で回転可能に支持される。原料ガス５３は、供給口４９からチャンバー４７内に供給され、排出口５１からチャンバー４７外に排出される。原料ガス５３は、チャンバー４７内で化学反応を起こしてＳｉＣを生成する。生成されたＳｉＣは、黒鉛基板２７上に堆積してＣＶＤ−ＳｉＣ膜２９を形成する。原料ガス５３は、化学反応により随時消費されるため、チャンバー４７は、排出口５１から供給口４９に向けて原料ガス５３の濃度が次第に高くなるような濃度勾配を形成する。簡略化すると、チャンバー４７は、第１濃度の原料ガス５３を含む第１領域５５と、第１濃度と異なる第２濃度の原料ガス５３を含む第２領域５７とを有する。黒鉛基板２７は、外部のモーターにより回転し、黒鉛基板２７のいずれの部分も第１領域５５および第２領域５７を満遍なく交互に通過するようにされている。これにより、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜２９の周方向の膜質および膜厚の均一性が確保されている。
【００５３】
次に、図１０（ｃ）に示すように、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜２９を部分的に除去して、黒鉛基板２７を露出させる。図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）のＤ部分の拡大図である。ＣＶＤ−ＳｉＣ膜２９は、内周部分３１、中央部分３３および外周部分３５を有する。内周部分３１、中央部分３３および外周部分３５の結晶成長の速度は、互いに異なる。具体的には、中央部分３３の結晶成長の速度は、外周部分３５および内周部分３１に比べて遅い。そのため、中央部分３３の膜厚は、外周部分３５および内周部分３１よりも薄い。
【００５４】
次に、図１０（ｄ）に示すように、黒鉛基板２７を除去して、２枚の環状の多層ＳｉＣブロック３７を得る。多層ＳｉＣブロック３７は、曲面状の表面３９および平面状の裏面４１を有する。多層ＳｉＣブロック３７の表面３９および裏面４１は、研削加工により平坦化される。これにより、図１１（ａ）に示すように、表面１５および裏面１７を有するＳｉＣ基板４３が得られる。
【００５５】
上述のように、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜２９は、チャンバー４７内の第１領域５５および第２領域５７を交互に通過しながら形成される。第１領域５５では、第１多結晶層１９が形成され、第２領域５７では、第２多結晶層２１が形成される。つまり、第１濃度の原料ガス５３を含む第１領域５５内で第１多結晶層１９を形成する処理と、第１濃度と異なる第２濃度の原料ガス５３を含む第２領域５７内で第２多結晶層２１を形成する処理とが交互に繰り返される。そのため、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜２９は、第１多結晶層１９および第２多結晶層２１が交互に積層された多層構造を有する。さらに上述のように、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜２９の結晶成長の速度は、内周部分３１、中央部分３３および外周部分３５で異なる。つまり、第１多結晶層１９および第２多結晶層２１は、いずれも内周部分３１、中央部分３３および外周部分３５で異なる膜厚を有する。ＳｉＣ基板４３は、このような多層ＳｉＣブロック３７から切り出されることにより得られる。すなわち、多層ＳｉＣブロック３７の表面３９および裏面４１が加工されてＳｉＣ基板４３の表面１５および裏面１７が形成される。したがって、図１１（ａ）に示すように、第１多結晶層１９および第２多結晶層２１が、ＳｉＣ基板４３の表面１５に現れる。同様に、第１多結晶層１９および第２多結晶層２１は、ＳｉＣ基板４３の裏面１７にも現れる。ただし、図４、図５に示したように、ＳｉＣ基板４３の表面１５と裏面１７とで縞模様の態様が異なる。
【００５６】
さらに、ＳｉＣ基板４３の表面１５に、第１多結晶層１９および第２多結晶層２１のいずれか一方の膜質と同じ膜質を有する多結晶層である第１ＳｉＣコート２３を形成する。また、ＳｉＣ基板４３の裏面１７に、第１ＳｉＣコート２３と同じ膜質を有する多結晶層である第２ＳｉＣコート２５を形成する。
【００５７】
そのために、図１１（ｂ）に示すように、ＳｉＣ基板４３を全体的に被覆するＣＶＤ−ＳｉＣ膜４５を形成する。ＣＶＤ−ＳｉＣ膜４５の形成は、例えば、図１２（ｂ）に示されるようなＣＶＤ装置を用いて実施される。ＳｉＣ基板４３は、ＣＶＤ装置のチャンバー４７内でモーターにより回転する。ＣＶＤ−ＳｉＣ膜４５の形成は、第１濃度および第２濃度のいずれか一方と同じ第３濃度の原料ガス５３を含む第３領域５９内で実施される。本実施の形態では、第３濃度は、第１濃度と同じである。この場合、チャンバー４７内の原料ガス５３の濃度が比較的低いため、チャンバー４７の濃度勾配は比較的小さく、無視できる。そのため、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜４５の膜質は、全体的に均一、つまり、単一の膜質となる。
【００５８】
次に、ＳｉＣ基板４３およびＣＶＤ−ＳｉＣ膜４５を加工することにより、図１１（ｃ）に示すように、エッチャーリング１を形成する。
【００５９】
（３）変形例
本発明の実施の形態は、以上の実施例に限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとりうることはいうまでもない。
【００６０】
例えば、上記実施形態においては、ＳｉＣ部材としてエッチャーリング１のような中央部に開口を有する環状の部材を例示した。しかし、ＳｉＣ部材の形状は、環状に限らず、中央部に開口をもたない円板状の部材でもよい。また、円に限らず、多角形状でもよい。
【００６１】
（４）作用，効果
このような構成であれば、ＳｉＣ基板１３の表面１５に第１ＳｉＣコート２３が設けられるので、ＳｉＣ部材の外観を良好に確保することができる。具体的には、ＳｉＣ基板１３は、それぞれ表面に現れた第１多結晶層１９と第２多結晶層２１を含む。このような第１多結晶層１９と第２多結晶層２１は、ＳｉＣ基板１３の表面１５に膜質の違いに起因する模様を形成することがある。一方、第１ＳｉＣコート２３は、第１多結晶層１９および第２多結晶層２１のいずれか一方の膜質と同じ膜質を有する。つまり、第１ＳｉＣコート２３は、単一の膜質を有するので、その表面に膜質の違いに起因する模様を形成しない。したがって、ＳｉＣ部材の表面に模様が現れず、ＳｉＣ部材の外観を良好に確保することができる。
【００６２】
また、上記構成であれば、ＳｉＣ基板１３の裏面１７に第２ＳｉＣコート２５が設けられるので、ＳｉＣ部材の外観を良好に確保することができる。
【００６３】
また、上記構成であれば、第１ＳｉＣコート２３の膜厚をある程度確保しているので、第１ＳｉＣコート２３の表面が第１多結晶層１９および第２多結晶層２１の影響を受ける可能性を低減できる。
【００６４】
また、上記構成であれば、第１ＳｉＣコート２３の膜厚と、ＳｉＣ基板１３の膜厚とを適宜調整することで、ＳｉＣ部材の全体の比抵抗を適宜調整することができる。その結果、ＳｉＣ部材の全体の比抵抗をユーザーの要求仕様に合わせることができる。
【００６５】
なお、図１７に示すように、ＣＶＤ−ＳｉＣの比抵抗は、その成膜速度と有意な関係を有する。データ群Ｇ１は、比較的高濃度の原料ガス５３の環境下で成膜されたＣＶＤ−ＳｉＣのデータの集合である。このＣＶＤ−ＳｉＣは、ＳｉＣ基板１３のように、互いに異なる膜質を有する第１多結晶層１９と第２多結晶層２１が交互に積層された多層構造を有する。データ群Ｇ２は、比較的低濃度の原料ガス５３の環境下で成膜されたＣＶＤ−ＳｉＣのデータの集合である。このＣＶＤ−ＳｉＣは、第１ＳｉＣコート２３および第２ＳｉＣコート２５のように、単一の膜質を有する。
【００６６】
ＳｉＣ部材を製造する際に、データ群Ｇ２に示されるＣＶＤ−ＳｉＣだけを採用すると、製造に多大な時間を要する。逆に、データ群Ｇ１に示されるＣＶＤ−ＳｉＣだけを採用すると、ＳｉＣ部材の表面または裏面に縞模様が現れる。そこで、上記構成では、ＳｉＣ基板１３にデータ群Ｇ１に示されるＣＶＤ−ＳｉＣが採用され、第１ＳｉＣコート２３および第２ＳｉＣコート２５にデータ群Ｇ２に示されるＣＶＤ−ＳｉＣが採用されている。これにより、製造時間の短縮と外観の良好性を両立することができる。
【００６７】
加えて、ＳｉＣ部材を製造する際に、データ群Ｇ２およびデータ群Ｇ１のどちらかだけを採用すると、ＳｉＣ部材の全体の比抵抗の設計自由度が狭くなる。上記構成では、ＳｉＣ基板１３にデータ群Ｇ１に示されるＣＶＤ−ＳｉＣが採用され、第１ＳｉＣコート２３および第２ＳｉＣコート２５にデータ群Ｇ２に示されるＣＶＤ−ＳｉＣが採用されている。これにより、ＳｉＣ部材の全体の比抵抗の設計自由度を広くすることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１…エッチャーリング、１３…ＳｉＣ基板、１９…第１多結晶層、２１…第２多結晶層、２３…第１ＳｉＣコート、２５…第２ＳｉＣコート
【図１】
2020001947.tif 000003
【図２】
2020001947.tif 000004
【図３】
2020001947.tif 000005
【図４】
2020001947.tif 000006
【図５】
2020001947.tif 000007
【図６】
2020001947.tif 000008
【図７】
2020001947.tif 000009
【図８】
2020001947.tif 000010
【図９】
2020001947.tif 000011
【図１０】
2020001947.tif 000012
【図１１】
2020001947.tif 000013
【図１２】
2020001947.tif 000014
【図１３】
2020001947.tif 000015