硅部件及硅部件的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種即使在受熱環(huán)境下使用時(shí)也能夠抑制龜裂的產(chǎn)生的硅部件及硅部件的制造方法。本發(fā)明的硅部件（10），其在受熱環(huán)境下使用，其特征在于，具有覆蓋表面的涂布層（11），涂布層（11）由通過使表面的硅反應(yīng)而形成的硅反應(yīng)物構(gòu)成，該涂布層（11）的厚度在15nm以上600nm以下。其中，涂布層優(yōu)選為硅氧化膜或氮化硅膜。
【專利說明】硅部件及硅部件的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種配置于半導(dǎo)體制造裝置、熱處理裝置等的內(nèi)部，并在受熱環(huán)境下使用的硅部件及硅部件的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，制作液晶等的面板時(shí)，有時(shí)對(duì)面板進(jìn)行成膜及熱處理。在該成膜、熱處理工序中，需要用于保持面板的保持板。以往，作為保持板使用廉價(jià)且耐熱性優(yōu)異的石英。但是，石英的導(dǎo)熱率差，難以均等地加熱整個(gè)面板。由此，存在導(dǎo)致面板的面內(nèi)均勻性差，品質(zhì)、成品率低下的憂慮。另外，為了將溫度在規(guī)定范圍內(nèi)均勻化并使品質(zhì)上升，需要加長成膜開始之前的時(shí)間、熱處理的時(shí)間，并存在導(dǎo)致生產(chǎn)率降低的問題。
[0003]因此，最近作為用于保持面板的保持板使用例如專利文獻(xiàn)I所示的硅板。硅板的導(dǎo)熱性比石英板優(yōu)異，因此具有整體溫度的均勻性上升，在制作大型面板時(shí)等，中心部與外周部的特性變得大致均勻的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]另外，除了上述的硅板之外，還提供有許多配置于半導(dǎo)體制造裝置內(nèi)的硅制的環(huán)狀材料、圓板、板材等、在熱處理裝置內(nèi)使用的硅制的方木、棒材、散裝材料等、加熱至高溫的環(huán)境下使用的硅部件。使用這些的理由之一可舉出相比石英導(dǎo)熱性良好。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2008-138986號(hào)公報(bào)
[0006]然而，在上述的硅部件中，其表面存在因磨削或研磨等引起的傷痕、微裂紋，存在由這些傷痕、微裂紋為起點(diǎn)，施加較小的荷載就導(dǎo)致破損的問題。并且，有時(shí)還會(huì)因加熱時(shí)的熱應(yīng)力而產(chǎn)生龜裂。在邊長500mm以上見方的硅板等，特別是邊長100mm以上見方的硅板等大型硅部件中，由于上述的熱應(yīng)力也會(huì)變大，因此容易產(chǎn)生龜裂。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種即使在受熱環(huán)境下使用，也能夠抑制龜裂的產(chǎn)生的硅部件及硅部件的制造方法。其中，受熱環(huán)境下的溫度是指300°C到1100°C的范圍。
[0008]為了解決這種問題而實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所涉及的硅部件為一種在受熱環(huán)境下使用的硅部件，其特征在于，具有覆蓋含有微裂紋的表面的涂布層，涂布層由通過使表面的娃反應(yīng)而形成的娃反應(yīng)物構(gòu)成，該涂布層的厚度在15nm以上600nm以下。
[0009]在這種結(jié)構(gòu)的硅部件中，其表面具有由通過使所述硅部件的表面反應(yīng)而形成的硅反應(yīng)物構(gòu)成的涂布層，該涂布層的厚度在15nm以上600nm以下，因此，存在于硅部件表面的傷痕、微裂紋在形成涂布層的過程中消失。因此，能夠抑制由這些傷痕、微裂紋為起點(diǎn)的龜裂的產(chǎn)生。
[0010]其中，本發(fā)明的硅部件中，所述涂布層優(yōu)選為硅氧化膜。
[0011]在這種情況下，通過氧化處理硅部件的表面而形成硅氧化膜，能夠消除硅部件表面的傷痕、微裂紋，并能夠抑制由這些傷痕、微裂紋為起點(diǎn)的龜裂的產(chǎn)生。
[0012]另外，作為氧化處理方法，能夠適用干式氧化、濕式氧化、減壓氧化、加壓氧化、鹵素氧化、臭氧氧化等各種方法。
[0013]另外，本發(fā)明的硅部件中，所述硅氧化膜的膜厚優(yōu)選在30nm以上520nm以下的范圍內(nèi)。
[0014]在這種情況下，硅氧化膜的膜厚為30nm以上，因此在微裂紋較深的情況下也能夠充分的消除硅部件表面的傷痕、微裂紋。并且，硅氧化膜的膜厚為520nm以下，因此能夠縮短氧化處理的時(shí)間，并能夠更高效地制造該硅部件。
[0015]另外，本發(fā)明的硅部件中，所述涂布層優(yōu)選為氮化硅膜。
[0016]在這種情況下，通過氮化處理硅部件的表面而形成氮化硅膜，能夠消除硅部件表面的傷痕、微裂紋，并能夠抑制由這些傷痕、微裂紋為起點(diǎn)的龜裂的產(chǎn)生。
[0017]另外，作為氮化處理方法能夠適用熱氮化法，另外氮化膜的成膜能夠適用LPCVD(低壓化學(xué)氣相沉積)法、等離子CVD法等各種方法。
[0018]另外，本發(fā)明所涉及的硅部件為一種能夠在受熱環(huán)境下使用的硅部件，其中，通過使所述硅部件的表面反應(yīng)而形成由硅反應(yīng)物構(gòu)成的涂布層之后，去除該涂布層而使硅表面露出。由硅反應(yīng)物構(gòu)成的涂布層，除了上述氧化膜、氮化膜之外，還能夠使用硅碳化膜(SiC)0
[0019]這種結(jié)構(gòu)的硅部件中，通過使所述硅部件的表面反應(yīng)而形成由硅反應(yīng)物構(gòu)成的涂布層，因此存在于硅部件表面的傷痕、微裂紋在形成涂布層的過程中消失。并且，由于已去除了該涂布層，因此能夠得到?jīng)]有傷痕、微裂紋的硅部件。另外，在高溫環(huán)境下使用時(shí)，能夠防止雜質(zhì)從涂布層(硅反應(yīng)物)混入其他部件等中。
[0020]另外，本發(fā)明所涉及的硅部件為一種能夠在受熱環(huán)境下使用的硅部件，其中，通過使所述硅部件的表面反應(yīng)而形成由硅反應(yīng)物構(gòu)成的涂布層之后，去除該涂布層而使硅表面露出，在露出的硅表面再次形成由硅反應(yīng)物構(gòu)成的涂布層。其中，形成由硅反應(yīng)物構(gòu)成的涂布層之后，去除該涂布層而使硅表面露出，在露出的所述硅表面再次形成由硅反應(yīng)物構(gòu)成的涂布層，其理由如下。用研磨機(jī)研磨硅板材的表面之后，通過氟酸及硝酸的混合液蝕刻兩面，用純水清洗后的硅表面殘留有因研磨引起的雜質(zhì)原子，如果以這種狀態(tài)形成涂布層，則涂布層繼續(xù)含有雜質(zhì)元素。在涂布層含有雜質(zhì)的狀態(tài)下作為面板等的基板進(jìn)行加熱的情況下，存在涂布層所含的雜質(zhì)轉(zhuǎn)移到面板等，從而污染面板等的可能性。因此，在面板等所容許的雜質(zhì)等級(jí)更低的情況下，為了降低來自涂布層的污染，優(yōu)選去除含有雜質(zhì)的涂布層，并再次形成由硅反應(yīng)物構(gòu)成的涂布層。
[0021]這種結(jié)構(gòu)的硅部件中，表面的涂布層能夠防止傷痕的形成?；蛘呒词乖谌コ坎紝雍蟪霈F(xiàn)細(xì)微的傷痕的情況下，也能夠?qū)⑵湎?，并能夠抑制由這些傷痕、微裂紋為起點(diǎn)的龜裂的產(chǎn)生。
[0022]另外，本發(fā)明所涉及的硅部件為一種能夠在受熱環(huán)境下使用的硅部件，其中，通過對(duì)所述硅部件的表面進(jìn)行研磨、蝕刻，去除表層的應(yīng)變層，并且表面的算術(shù)平均粗糙度Ra為2nm以下。
[0023]這種結(jié)構(gòu)的硅部件中，通過對(duì)所述硅部件的表面進(jìn)行研磨、蝕刻，去除表層的應(yīng)變層，并且表面的算術(shù)平均粗糙度Ra為2nm以下，因此硅部件表面的傷痕、微裂紋被去除，從而能夠抑制由這些傷痕、微裂紋為起點(diǎn)的龜裂的產(chǎn)生。
[0024]另外，本發(fā)明所涉及的硅部件可以由多晶硅構(gòu)成。或者，本發(fā)明所涉及的硅部件也可以由準(zhǔn)單晶硅構(gòu)成。
[0025]另外，本發(fā)明所涉及的硅部件可以設(shè)為所述硅部件的大小為寬度W:500~1 500mmX 長度 L:500 ~1 500mmX 厚度 H:5 ~50mm。
[0026]本發(fā)明所涉及的硅部件的制造方法為一種能夠在受熱環(huán)境下使用的硅部件的制造方法，其中，具備有通過使表面的硅反應(yīng)而形成由硅反應(yīng)物構(gòu)成的涂布層的涂布層形成工序。
[0027]其中，所述涂布層形成工序可以是氧化處理工序?；蛘撸鐾坎紝有纬晒ば蛞部梢允堑幚砉ば?。
[0028]另外，可以具備去除通過涂布層形成工序形成的所述涂布層的涂布層去除工序。另外，還可以具備在通過所述涂布層去除工序而露出的硅表面再次形成涂布層的涂布層再次形成工序。
[0029]由此，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種即使在受熱環(huán)境下使用時(shí)也能夠抑制龜裂的產(chǎn)生的硅部件及硅部件的制造方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明的第I實(shí)施方式的硅部件的外觀圖。
[0031]圖2是圖1所示的硅部件的表面附近的剖面放大圖。
[0032]圖3是本發(fā)明的第I實(shí)施方式的硅部件的制造方法的說明圖。
[0033]圖4是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的硅部件的表面附近的剖面放大圖。
[0034]圖5是本發(fā)明的第3實(shí)施方式的硅部件的制造方法的說明圖。
[0035]圖6是本發(fā)明的第4實(shí)施方式的硅部件的制造方法的說明圖。
[0036]圖7是制造成為本發(fā)明實(shí)施方式的硅部件的材料的準(zhǔn)單晶硅錠及多晶硅錠時(shí)使用的柱狀晶硅錠制造裝置50的示意圖。
[0037]符號(hào)的說明
[0038]10、110、210、310_硅部件，11-硅氧化膜(涂布層)，111-氮化硅膜(涂布層)，16、116、216、316_ 板材

【具體實(shí)施方式】
[0039]以下參考圖1到圖3對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的硅部件進(jìn)行說明。
[0040]如圖1所示，本實(shí)施方式的硅部件10呈板狀，在制造液晶面板時(shí)的熱處理工序中，用作保持液晶面板的保持板。本實(shí)施方式中為寬度W:500~1500mmX長度L:500~
1500mmX厚度H: 5~50mm的大型板材。
[0041]如圖2所示，在該硅部件10的表面形成有由硅反應(yīng)物構(gòu)成的涂布層，本實(shí)施方式中形成有作為涂布層的硅氧化膜11。
[0042]其中，該硅氧化膜11 (涂布層)的膜厚tQ在15nm ^ t0 ^ 600nm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在30nm < t0 < 520nm 的范圍內(nèi)。
[0043]該硅部件10由以下工序制造。
[0044]首先，準(zhǔn)備成為硅部件10的材料的單晶硅錠、準(zhǔn)單晶硅錠、多晶硅錠。
[0045]其中，成為硅部件10的材料的單晶硅通過所謂的CZ (直拉單晶制造)法來制造。
[0046]并且，成為硅部件10的材料的準(zhǔn)單晶硅錠、多晶硅錠通過圖7所示的柱狀晶硅錠制造裝置50來制造。
[0047]柱狀晶硅錠制造裝置50具備儲(chǔ)存硅熔融液L的坩堝60、載置該坩堝60的冷卻板52、從下方支承該冷卻板52的底部加熱器53、及配設(shè)于坩堝60上方的頂部加熱器54。并且，在坩堝60的周圍設(shè)置有絕熱材料55。
[0048]冷卻板52為中空結(jié)構(gòu)，且構(gòu)成為經(jīng)由供給管56向內(nèi)部供給Ar氣體。
[0049]其中，柱狀晶硅錠通過如下方法制造，即將硅原料裝入上述柱狀晶硅錠制造裝置50的坩堝60內(nèi)并加熱熔解而生成硅熔融液，通過控制底部加熱器53和頂部加熱器54的輸出功率使硅熔融液從坩堝60的底部向上方凝固。
[0050]并且，準(zhǔn)單晶硅錠通過如下方法獲得，即將由單晶板構(gòu)成的多個(gè)籽晶配置于上述柱狀晶硅錠制造裝置50的坩堝60的底部，將硅原料裝入該坩堝60內(nèi)并加熱熔解而生成硅熔融液，通過控制底部加熱器53和頂部加熱器54的輸出功率使硅熔融液從坩堝60的底部向上方凝固，從坩堝60內(nèi)的多個(gè)籽晶分別生長出單晶。該準(zhǔn)單晶硅錠為擁有多個(gè)由籽晶生長的單晶部位的硅錠，根據(jù)籽晶的配置也能夠使整個(gè)硅錠大致成為單晶。
[0051]接著，用帶鋸或鋼絲鋸切割單晶硅、準(zhǔn)單晶硅或多晶硅的錠，并切出預(yù)定尺寸的板材16。
[0052]對(duì)接著切出的板材16的表面進(jìn)行磨削、研磨后，進(jìn)行蝕刻處理。另外，本實(shí)施方式中，作為蝕刻液使用氟酸和硝酸的混合液。由此，去除存在于板材16表層的應(yīng)變層。
[0053]之后，對(duì)板材16進(jìn)行氧化處理。將板材16裝入真空容器并加熱至一定的溫度，通過將氧化性氣體導(dǎo)入真空容器內(nèi)使板材16表面的硅氧化而形成硅氧化膜11 (涂布層)。另外，能夠通過調(diào)整氧化處理時(shí)的溫度、氣體流量來控制硅氧化膜11 (涂布層)的膜厚
[0054]此時(shí)，板材16的表面存在傷痕、微裂紋。若氧化處理該表面而形成硅氧化膜11，則如圖3所示，硅氧化膜11也向板材16的內(nèi)部側(cè)生長(侵蝕)，從而存在于板材16表面的傷痕、微裂紋消失。詳細(xì)地說明，則該硅氧化膜11中的氧在硅氧化膜11中進(jìn)行固體內(nèi)擴(kuò)散，進(jìn)一步擴(kuò)散至相當(dāng)于板材16的部分(在圖3的情況下，向下擴(kuò)散)。然后，擴(kuò)散的氧與存在于擴(kuò)散目的地的板材16的娃進(jìn)行反應(yīng),因此朝向板材16的內(nèi)部側(cè)生長(侵蝕)。
[0055]另外，如圖3所示，本實(shí)施方式中，從硅氧化膜11形成前的板材16的表面S向板材16的內(nèi)部側(cè)生長的硅氧化膜11的厚度A (硅的侵蝕深度D相對(duì)于硅氧化膜11整體的厚度tQ被設(shè)為t^0.45 Xt00
[0056]這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式的硅部件10被用作液晶面板的保持板，在熱處理工序中，例如加熱至600~800°C的高溫。
[0057]根據(jù)如上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式的娃部件10,其表面具有通過使板材16表面的娃氧化而形成的硅氧化膜11 (涂布層)，因此表面的傷痕、微裂紋在硅氧化膜11 (涂布層)的形成過程中消失。因此，能夠抑制由這些傷痕、微裂紋為起點(diǎn)的龜裂的產(chǎn)生。由此，即使在高溫環(huán)境下使用寬度W: 500~1500_X長度L:500~1500_X厚度H: 5~50_的大型的板狀硅部件10的情況下，也能夠抑制由熱應(yīng)力等而產(chǎn)生的龜裂。
[0058]另外，本實(shí)施方式中，硅氧化膜11 (涂布層)的膜厚h設(shè)為h ^ 15nm,因此能夠消除表面的傷痕、微裂紋，且能夠可靠地抑制龜裂的產(chǎn)生。另外，硅氧化膜11 (涂布層)的膜厚h設(shè)為h ( 600nm,因此能夠縮短氧化處理的時(shí)間，且能夠高效地制造該硅部件10。
[0059]其中，若將硅氧化膜11 (涂布層)的膜厚h設(shè)為h ^ 30nm，則能夠更充分的消除表面的傷痕、微裂紋，且能夠可靠地抑制龜裂的產(chǎn)生。并且，若將硅氧化膜11 (涂布層)的膜厚td設(shè)為td ( 520nm,則能夠進(jìn)一步縮短氧化處理時(shí)間，且能夠更高效地制造該娃部件10。
[0060]另外，本實(shí)施方式中，從硅氧化膜11形成前的板材16的表面S向板材16的內(nèi)部側(cè)生長的硅氧化膜11的厚度(硅的侵蝕深度h)相對(duì)于硅氧化膜11整體的厚度h設(shè)為t^0.45Xt0,因此通過形成硅氧化膜11 (涂布層)能夠可靠地消除傷痕、微裂紋。
[0061]接著，參考圖4對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的硅部件110進(jìn)行說明。
[0062]該第二實(shí)施方式中，形成于硅部件110表面的涂布層為氮化硅膜111。該氮化硅膜111 (涂布層)的膜厚t1(l在15nm ( t10 ( 50nm的范圍內(nèi)。
[0063]如圖4所示，該氮化硅膜111 (涂布層)通過對(duì)硅板材116的表面進(jìn)行熱氮化處理而形成，從氮化硅膜111形成前的板材116的表面向板材116的內(nèi)部側(cè)生長的氮化硅膜111的厚度tn (硅的侵蝕深度tn)相對(duì)于氮化硅膜111整體的膜厚t1(l設(shè)為tn=0.88Xt1Q。
[0064]根據(jù)以上構(gòu)成的本實(shí)施方式的娃部件110,其表面具有通過使板材116表面的娃氮化而形成的氮化硅膜111 (涂布層)，因此表面的傷痕、微裂紋在形成氮化硅膜111 (涂布層)的形成過程中消失。因此，能夠抑制由這些傷痕、微裂紋為起點(diǎn)的龜裂的產(chǎn)生。
[0065]另外，本實(shí)施方式中，氮化硅膜111 (涂布層)的膜厚t1(l被設(shè)為t1(l ^ 15nm，因此能夠充分的消除表面的傷痕、微裂紋，且能夠可靠地抑制龜裂的產(chǎn)生。另外，氮化硅膜111(涂布層)的膜厚t1(l被設(shè)為t 1(l ( 50nm,因此能夠縮短氮化處理時(shí)間，能夠更高效地制造該硅部件 110。
[0066]另外，本實(shí)施方式中，從氮化硅膜111形成前的板材116的表面S向板材116的內(nèi)部側(cè)生長的氮化硅膜111的厚度tn (硅的侵蝕深度tn)相對(duì)于氮化硅膜111整體的膜厚t10設(shè)為tn=0.88Xt10,因此能夠通過形成氮化硅膜111 (涂布層)可靠地消除傷痕、微裂紋。
[0067]接著，參考圖5對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的硅部件進(jìn)行說明。
[0068]如圖5所不,該第三實(shí)施方式中，構(gòu)成為在娃部件210的表面形成由娃氧化膜211構(gòu)成的涂布層之后，去除該硅氧化膜211 (涂布層)而使硅露出。另外，硅氧化膜的厚度較厚時(shí)進(jìn)行研磨以殘留硅氧化膜層，殘留的硅氧化膜層用緩沖氟酸溶液去除。并且，硅氧化膜的厚度較薄時(shí)用緩沖氟酸溶液去除。使用緩沖氟酸溶液進(jìn)行硅氧化膜層的去除例如在HF: NH4F=7:1的組成及室溫下進(jìn)行。
[0069]其中，形成于板材216表面的硅氧化膜211向板材216的內(nèi)部側(cè)生長，能夠消除存在于板材216表面的傷痕、微裂紋。另外，如圖5所本實(shí)施方式中，從娃氧化膜211形成前的板材216的表面S向板材216的內(nèi)部側(cè)生長的硅氧化膜211的厚度t21(硅的侵蝕深度t21)相對(duì)于硅氧化膜211整體的厚度t2(l設(shè)為t21=0.45Xt2Q。
[0070]并且，通過去除該硅氧化膜211，本實(shí)施方式的硅部件210中厚度為t21的部分從原來的板材216的表面S被去除。
[0071]這種結(jié)構(gòu)的硅部件210中，通過使板材216表面的硅氧化而形成硅氧化膜211(涂布層)，因此，表面的細(xì)小的傷痕、微裂紋在形成硅氧化膜211 (涂布層)的過程中消失。并且，由于去除了該硅氧化膜211(涂布層)，因此能夠得到?jīng)]有傷痕、微裂紋的硅部件210。另外，能夠抑制熱處理時(shí)，氧氣、氮?dú)獾入s質(zhì)混入其他部件等的情況。
[0072]另外，在熱處理溫度為300?900°C而非高溫時(shí)，不存在氧氣、氮?dú)獾入s質(zhì)混入其他部件等的情況，因此可以再次在硅部件210的表層形成硅氧化膜及氮化硅膜。該表層的涂布層能夠防止傷痕的形成或使去除涂布層后出現(xiàn)的微小傷痕消失，且能夠抑制由這些傷痕、微裂紋為起點(diǎn)的龜裂的產(chǎn)生。
[0073]接著，參考圖6對(duì)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的硅部件進(jìn)行說明。
[0074]如圖6所示，該第四實(shí)施方式中，通過研磨板材316的表面，之后進(jìn)行蝕刻處理而去除表面的傷痕、微裂紋。并且，表面的算術(shù)平均粗糙度Ra為2nm以下。
[0075]另外，本實(shí)施方式中，通過研磨、蝕刻處理而從原來的板材316的表面S去除厚度為t31的部分，將該厚度設(shè)在10nm ( t31 ( 5000nm的范圍內(nèi)。
[0076]這種結(jié)構(gòu)的硅部件310中，通過對(duì)硅部件310的表面進(jìn)行研磨，之后進(jìn)行蝕刻處理而去除表面的傷痕、微裂紋，表面的算術(shù)平均粗糙度Ra為2nm以下，因此能夠得到傷痕、微裂紋較少的硅部件310。另外，能夠抑制進(jìn)行熱處理時(shí)氧氣、氮?dú)獾入s質(zhì)混入其他部件等的問題。并且，本實(shí)施方式中，通過進(jìn)行研磨、蝕刻處理而去除的厚度t31設(shè)在10nm ( t31 ( 5000nm的范圍內(nèi)，因此能夠可靠地去除傷痕、微裂紋。
[0077]以上，雖然對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的硅部件進(jìn)行了說明，但并不限定于此，可以適當(dāng)改變?cè)O(shè)計(jì)。
[0078]例如如圖1所示，雖然舉例說明了板狀硅部件，但并不限定于此，也可以是配置于半導(dǎo)體裝置內(nèi)的硅制的環(huán)形部件、圓板、板材等、或在熱處理裝置內(nèi)使用的硅制的方木、棒材、散裝材料等，在受熱環(huán)境下使用的硅部件等。
[0079][實(shí)施例]
[0080]示出為了確認(rèn)本發(fā)明的效果而進(jìn)行的確認(rèn)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
[0081]以下述步驟制作本發(fā)明例1-21、比較例1、2的硅部件(硅板)，實(shí)施了對(duì)得到的硅部件的表面粗糙度(算術(shù)平均粗糙度Ra)的測定及四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。
[0082](本發(fā)明例1-8)
[0083]使用帶鋸從100mmX 100mmX高度300mm的多晶硅錠(單向凝固的柱狀晶錠)切出1000_X 100mmX厚度20_的板材。
[0084]接著，以研磨機(jī)研磨該板材的兩面后通過氟酸和硝酸的混合液蝕刻兩面。之后用純水充分的清洗。
[0085]將得到的板材裝入氧化爐，通過濕式氧化(熱氧化)以900°C的溫度保持表I所示的時(shí)間，在娃板的表面形成表I所不膜厚的娃氧化膜。
[0086](本發(fā)明例9-10)
[0087]使用帶鋸從100mmX 100mmX高度300mm的準(zhǔn)單晶娃錠(使用籽晶的單向凝固的柱狀晶錠)切出100mmX 100mmX厚度20mm的板材。
[0088]接著，以研磨機(jī)研磨該板材的兩面后通過氟酸和硝酸的混合液蝕刻兩面。之后用純水充分的清洗。
[0089]將得到的板材裝入氧化爐，通過濕式氧化(熱氧化)以900°C的溫度保持表I所示的時(shí)間，在娃板的表面形成表I所不膜厚的娃氧化膜。
[0090](本發(fā)明例11)
[0091]使用帶鋸從100mmX 100mmX高度300mm的多晶娃錠(單向凝固的柱狀晶錠)切出1000_X 100mmX厚度20_的板材。
[0092]接著，以研磨機(jī)研磨該板材的兩面后通過氟酸和硝酸的混合液蝕刻兩面。之后用純水充分的清洗。
[0093]將得到的板材裝入熱處理爐，通入氨氣并以1050°C的溫度保持90分鐘，在硅板的表面形成膜厚15nm的氮化娃膜。
[0094](本發(fā)明例12)
[0095]使用上述的本發(fā)明例5的硅板去除形成于該硅板表面的硅氧化膜。硅氧化膜的去除使用氟酸(48%):硝酸(70%):純水=3:2:6的混酸水溶液，并在室溫下進(jìn)行。去除時(shí)間為2分鐘。
[0096](本發(fā)明例13)
[0097]使用上述的本發(fā)明例5的硅板去除形成于該硅板表面的硅氧化膜。硅氧化膜的去除使用氟酸(48%):硝酸(70%):純水=3:2:6的混酸水溶液，并在室溫下進(jìn)行。去除時(shí)間為I分30秒。之后，使用緩沖氟酸溶液在室溫下進(jìn)行剩余的硅氧化膜的去除。去除時(shí)間為30分鐘。
[0098](本發(fā)明例14-15)
[0099]使用上述的本發(fā)明例9的硅板去除形成于該硅板表面的硅氧化膜。硅氧化膜的去除使用氟酸(48%):硝酸(70%):純水=3:2:6的混酸水溶液，并在室溫下進(jìn)行。去除時(shí)間為I分30秒。之后，使用緩沖氟酸溶液在室溫下進(jìn)行剩余硅氧化膜的去除。去除時(shí)間為30分鐘。
[0100](本發(fā)明例16-17)
[0101]將上述的本發(fā)明例13的硅板裝入氧化爐，通過濕式氧化(熱氧化)以900°C的溫度保持表2所不的時(shí)間,在娃板的表面形成表2所不膜厚的娃氧化膜。
[0102](本發(fā)明例18-19)
[0103]將上述的本發(fā)明例15的硅板裝入氧化爐，通過濕式氧化(熱氧化)以900°C的溫度保持表2所不的時(shí)間,在娃板的表面形成表2所不膜厚的娃氧化膜。
[0104](本發(fā)明例20)
[0105]使用本發(fā)明例I的硅板去除形成于該硅板表面的硅氧化膜。硅氧化膜的去除使用緩沖氟酸溶液并在室溫下進(jìn)行。之后，將得到的板材裝入熱處理爐，通入氨氣，以1050°C的溫度保持90分鐘,在娃板的表面形成膜厚15nm的氮化娃膜。
[0106](本發(fā)明例21)
[0107]使用帶鋸從100mmX 100mmX高度300mm的多晶娃錠(單向凝固的柱狀晶錠)切出1000_X 100mmX厚度20_的板材。
[0108]以研磨機(jī)研磨該板材的兩面后，通過氟酸(48%):硝酸(70%):純水=3:2:6的混酸水溶液蝕刻兩面。通過該研磨及蝕刻,從板材表面去除5 μ m厚度。
[0109](比較例I)
[0110]使用帶鋸從100mmX 100mmX高度300mm的多晶娃錠(單向凝固的柱狀晶錠)切出100mmX 100mmX厚度20mm的板材。以磨削機(jī)磨削該板材的兩面。
[0111](比較例2)
[0112]使用帶鋸從100mmX 100mmX高度300mm的多晶娃錠(單向凝固的柱狀晶錠)切出100mmX 1000mmX厚度20mm的板材。以研磨機(jī)研磨該板材的兩面。
[0113](硅氧化膜及氮化硅膜的膜厚)
[0114]關(guān)于本發(fā)明例1-11及本發(fā)明例16-20，測定了得到的硅氧化膜及氮化硅膜的膜厚。并且，通過計(jì)算評(píng)價(jià)了從膜形成前的板材的表面向板材的內(nèi)部側(cè)生長的厚度(侵蝕深度)。使用橢圓偏振光譜儀測定硅氧化膜、氮化硅膜的膜厚。另外，從Si及S12的密度及分子量可知，若將硅氧化膜的整體厚度設(shè)為tQ則硅氧化膜僅向內(nèi)部側(cè)生長與ti=0.45X t0相應(yīng)的量。從Si及Si3N4的密度及分子量可知，若將氮化硅膜的整體厚度設(shè)為h，則氮化硅膜僅向內(nèi)部側(cè)生長與tn=0.88Xt10相應(yīng)的量。測定結(jié)果示于表1及表2中。
[0115](表面粗糙度Ra)
[0116]使用AFM測定了本發(fā)明例1-21及比較例2的表面粗糙度。
[0117]關(guān)于比較例I的表面粗糙度，以Dektak表面粗糙度計(jì)(10 μ m掃描)進(jìn)行測定。
[0118]將測定結(jié)果示于表1及表2中。
[0119](四點(diǎn)彎曲試驗(yàn))
[0120]使用得到的試件實(shí)施四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。根據(jù)Jis=Rieoi實(shí)施四點(diǎn)彎曲。試料的尺寸為長度40mm、寬度4mm、厚度3mm。將測定結(jié)果示于表1及表2中。
[0121][表1]
[0122]

【權(quán)利要求】
1.一種硅部件，其在受熱環(huán)境下使用，其特征在于， 具有覆蓋含有微裂紋的表面的涂布層，所述涂布層由通過使表面的硅反應(yīng)而形成的硅反應(yīng)物構(gòu)成，該涂布層的厚度在15nm以上600nm以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅部件，其特征在于， 所述涂布層為硅氧化膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅部件，其特征在于， 所述硅氧化膜的膜厚在30nm以上520nm以下的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅部件，其特征在于， 所述涂布層為氮化硅膜。
5.一種硅部件，其在受熱環(huán)境下使用，其特征在于， 通過使所述硅部件的表面反應(yīng)，形成由硅反應(yīng)物構(gòu)成的涂布層，之后去除該涂布層而使娃表面露出。
6.一種硅部件，其在受熱環(huán)境下使用，其特征在于， 通過使所述硅部件的表面反應(yīng)，形成由硅反應(yīng)物構(gòu)成的涂布層，之后去除該涂布層而使娃表面露出， 在露出的所述硅表面再次形成由硅反應(yīng)物構(gòu)成的涂布層。
7.—種硅部件，其在受熱環(huán)境下使用，其特征在于， 通過對(duì)所述硅部件的表面進(jìn)行研磨、蝕刻而去除表層的應(yīng)變層，并且表面的算術(shù)平均粗糙度Ra為2nm以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任意一項(xiàng)所述的硅部件，其特征在于， 所述硅部件由多晶硅構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任意一項(xiàng)所述的硅部件，其特征在于， 所述硅部件由準(zhǔn)單晶硅構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1?9中任意一項(xiàng)所述的硅部件，其特征在于， 所述硅部件的尺寸為，寬度W:500?1500_X長度L:500?1500_X厚度H:5?50mmo
11.一種硅部件的制造方法，所述硅部件在受熱環(huán)境下使用，其特征在于， 具備通過使表面的硅反應(yīng)而形成由硅反應(yīng)物構(gòu)成的涂布層的涂布層形成工序。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的硅部件的制造方法，其特征在于， 所述涂布層形成工序?yàn)檠趸幚砉ば颉?br> 13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的硅部件的制造方法，其特征在于， 所述涂布層形成工序?yàn)榈幚砉ば颉?br> 14.根據(jù)權(quán)利要求11?13中任意一項(xiàng)所述的硅部件的制造方法，其特征在于， 具備去除通過所述涂布層形成工序形成的所述涂布層的涂布層去除工序。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的硅部件的制造方法，其特征在于， 具備涂布層再次形成工序，在通過所述涂布層去除工序而露出的硅表面，再次形成涂布層。
【文檔編號(hào)】H01L21/687GK104078385SQ201410119659
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月28日
【發(fā)明者】中田嘉信 申請(qǐng)人:三菱綜合材料株式會(huì)社