特許 6751874 ＳｉＣ基板のエッチング方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6751874

(24)【登録日】2020年8月20日

(45)【発行日】2020年9月9日

(54)【発明の名称】ＳｉＣ基板のエッチング方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/302 20060101AFI20200831BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/302 201A

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-560059(P2016-560059)

(86)(22)【出願日】2015年11月17日

(86)【国際出願番号】JP2015005742

(87)【国際公開番号】WO2016079983

(87)【国際公開日】20160526

【審査請求日】2018年10月9日

(31)【優先権主張番号】特願2014-233631(P2014-233631)

(32)【優先日】2014年11月18日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000222842

【氏名又は名称】東洋炭素株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】503092180

【氏名又は名称】学校法人関西学院

(74)【代理人】

【識別番号】100118784

【弁理士】

【氏名又は名称】桂川 直己

(72)【発明者】

【氏名】鳥見 聡

(72)【発明者】

【氏名】篠原 正人

(72)【発明者】

【氏名】寺元 陽次

(72)【発明者】

【氏名】矢吹 紀人

(72)【発明者】

【氏名】野上 暁

(72)【発明者】

【氏名】金子 忠昭

(72)【発明者】

【氏名】芦田 晃嗣

(72)【発明者】

【氏名】久津間 保徳

【審査官】 馬場 慎

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０７６９６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／００８３８９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２３３７８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０２

Ｃ３０Ｂ ２９／３６

Ｃ３０Ｂ ３３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

収容容器にＳｉＣ基板を収容した状態で当該ＳｉＣ基板をＳｉの蒸気圧下で加熱することで当該ＳｉＣ基板をエッチングするエッチング方法において、
前記収容容器は、タンタル金属を含んで構成されるとともに、当該タンタル金属よりも内部空間側にタンタルカーバイド層が設けられ、当該タンタルカーバイド層よりも更に内部空間側にタンタルシリサイド層が設けられており、前記タンタルシリサイド層の組成の違いに基づいて前記ＳｉＣ基板のエッチング速度が制御されており、
前記タンタルシリサイド層の組成が互いに異なる少なくとも２つの前記収容容器を用い、実施する処理に応じて前記収容容器を使い分けることを特徴とするＳｉＣ基板のエッチング方法。

【請求項2】

請求項１に記載のＳｉＣ基板のエッチング方法であって、
前記タンタルシリサイド層は、ＴａＳｉ₂、Ｔａ₅Ｓｉ₃、Ｔａ₂Ｓｉ、Ｔａ₃Ｓｉ、Ｔａ₅Ｓｉ₃Ｃ_0.5の何れかを含むことを特徴とするＳｉＣ基板のエッチング方法。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のＳｉＣ基板のエッチング方法であって、
高速エッチングと低速エッチングとを実施可能であり、
高速エッチングを行う場合は、前記タンタルシリサイド層を構成する化合物の１分子に占めるタンタルの割合が高い方の前記収容容器を用い、
低速エッチングを行う場合は、前記タンタルシリサイド層を構成する化合物の１分子に占めるタンタルの割合が低い方の前記収容容器を用いることを特徴とするＳｉＣ基板のエッチング方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主として、内部空間側にタンタルシリサイド層が設けられた収容容器を用いてＳｉＣ基板をエッチングする方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、ＳｉＣ基板を収容容器に収容し、この収容容器内を高純度のＳｉ蒸気圧にした状態で加熱を行うことで、ＳｉＣ基板の表面をエッチングする方法が知られている（Ｓｉ蒸気圧エッチング）。特許文献１及び２は、この種の技術を開示する。

【0003】

特許文献１では、収容容器内をＳｉ蒸気圧にするために、収容容器内にＳｉペレット（固体のＳｉ）を配置する方法が開示されている。また、特許文献２では、収容容器内をＳｉ蒸気圧にするために、収容容器の内側の壁面にＳｉを固着させる方法が開示されている。

【0004】

ここで、特許文献１の方法では、Ｓｉの圧力分布にバラツキが発生する可能性がある。また、特許文献２の方法では、例えば収容容器の上側の壁面に固着したＳｉが溶融してＳｉＣ基板に落下する可能性がある。

【0005】

以上を考慮し、特許文献３では、収容容器の内部空間側をタンタルシリサイド層で構成し、このタンタルシリサイド層をＳｉ蒸気の供給源とする方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−２３３７８０号公報

【特許文献2】特開２００８−２３０９４４号公報

【特許文献3】特開２０１４−１０３１８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、近年では、エッチング速度の制御が重要視されている。例えば、ＳｉＣ基板を加熱することでステップバンチングが発生することがあるが、このステップバンチングを除去できるか否かはエッチング速度に依存することが知られている。ここでＳｉ蒸気圧エッチングをＳｉＣ製造プロセスに適用するにあたり、エピタキシャル成長に供するＳｉＣ基板の加工工程及びイオン注入されたエピタキシャル成長層を有するＳｉＣ基板の活性化アニール工程におけるＳｉＣ基板のエッチング速度に関する技術的課題について説明する。

【0008】

まず、エピタキシャル成長に供するＳｉＣ基板の加工工程について説明する。ＳｉＣ基板はインゴットを所定の厚みに切り出すことで得られる。インゴットよりＳｉＣ基板を切り出した状態では表面粗さが大きいので、機械研磨（ＭＰ）及び化学機械研磨（ＣＭＰ）等の加工工程を行って表面を平坦にする必要がある。しかし、機械研磨及び化学機械研磨等を行うことにより、ＳｉＣ基板の表面に残存する研磨傷は略除去されるが、一部の深い研磨傷や機械研磨時及び化学機械研磨時等にＳｉＣ基板の表面に圧力が掛かることにより形成する結晶性が乱れた変質層（以下、潜傷）が残存しうる。この研磨傷や潜傷は、場合によっては数十μｍの深さに及ぶ可能性もあり、その様な傷を効率良く除去するためにはエッチング速度を速くすることが望まれる。

【0009】

また、イオン注入されたエピタキシャル成長層を有するＳｉＣ基板の活性化アニール工程においては、イオンとして注入された不純物（以下、ドーパント）がＳｉＣ結晶格子位置に置換（活性化）される十分な高温を与えるとともに、ＳｉＣ基板の表面から所定の深さまで存在するドーパント濃度が不足しているドーパント不足部分（約数十から数百ｎｍオーダー）をエッチングによって精密に除去する必要がある。しかし、ＳｉＣ基板を過剰にエッチングするとドーパント濃度が十分である部分も除去されてしまう。従って、イオン注入されたエピタキシャル成長層を有するＳｉＣ基板に対しては、ステップバンチングの発生しないエッチング速度においてエッチング深さを正確に制御する必要があるため、エッチング速度を適切に遅くすることが好ましい。

【0010】

なお、エッチング速度に関連するパラメータとしては、加熱温度、Ｓｉの圧力、及び不活性ガスの圧力等が知られている。しかし、これらのパラメータを制御することで、エッチング速度以外に影響が及ぶことも考えられるため、様々な方法でエッチング速度を制御できることが好ましい。

【0011】

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、収容容器の組成に基づいてＳｉＣ基板のエッチング速度を制御するエッチング方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段及び効果】

【0012】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

【0013】

本発明の観点によれば、以下のＳｉＣ基板のエッチング方法が提供される。即ち、このエッチング方法は、収容容器にＳｉＣ基板を収容した状態で当該ＳｉＣ基板をＳｉの蒸気圧下で加熱することで当該ＳｉＣ基板をエッチングする。前記収容容器は、タンタル金属を含んで構成されるとともに、当該タンタル金属よりも内部空間側にタンタルカーバイド層が設けられ、当該タンタルカーバイド層よりも更に内部空間側にタンタルシリサイド層が設けられている。そして、前記タンタルシリサイド層の組成の違いに基づいて前記ＳｉＣ基板のエッチング速度が制御される。前記タンタルシリサイド層の組成が互いに異なる少なくとも２つの前記収容容器を用い、実施する処理に応じて前記収容容器を使い分ける。

【0014】

これにより、加熱温度及びＳｉの圧力等を変更することなくＳｉＣ基板のエッチング速度を制御することができる。また、収容容器を変更するだけで、温度条件等を変更することなく、要求エッチング速度が異なる処理を実施することができる。

【0015】

前記のＳｉＣ基板のエッチング方法においては、前記タンタルシリサイド層は、ＴａＳｉ₂、Ｔａ₅Ｓｉ₃、Ｔａ₂Ｓｉ、Ｔａ₃Ｓｉ、Ｔａ₅Ｓｉ₃Ｃ_0.5の何れかを含むことが好ましい。

【0016】

これにより、ＴａとＳｉから構成される一般的な化合物を用いて、エッチング速度を制御することができる。

【0019】

前記のＳｉＣ基板のエッチング方法においては、以下のようにすることが好ましい。即ち、高速エッチングと低速エッチングとを実施可能である。高速エッチングを行う場合は、前記タンタルシリサイド層を構成する化合物の１分子に占めるタンタルの割合が高い方の前記収容容器を用いる。低速エッチングを行う場合は、前記タンタルシリサイド層を構成する化合物の１分子に占めるタンタルの割合が低い方の前記収容容器を用いる。

【0020】

これにより、タンタルの割合が高い場合は雰囲気中の炭素原子が吸収され易いためエッチング速度が速くなる。従って、上記のように収容容器を使い分けることで、適切な速度でエッチングを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明のエッチング方法に用いる高温真空炉の概要を説明する図。

【図2】低速エッチング用の坩堝の壁面の構成及び坩堝のＸ線回折パターンを示す図。

【図3】高速エッチング用の坩堝の壁面の構成及び坩堝のＸ線回折パターンを示す図。

【図4】Ｓｉ及びＳｉ化合物の温度に応じた分圧の変化を示すグラフ。

【図5】坩堝が有する炭素吸着機能を説明する概略図。

【図6】内壁面がＴａＳｉ₂の坩堝を用いた場合と内壁面がＴａ₃Ｓｉ₅の坩堝を用いた場合のエッチング速度を比較するグラフ。

【図7】エッチングを行う際の不活性ガスの圧力（即ちエッチング速度）を変えてエッチングを行ったときにおけるＳｉＣ基板の表面の顕微鏡写真及び表面粗さを示す図。

【図8】ＳｉＣ基板の表面からの深さに応じたドーパント濃度、特にドーパント不足部分を示すグラフ。

【図9】Ｔａ−Ｃ−Ｓｉのフェーズダイヤグラム。

【発明を実施するための形態】

【0024】

次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。初めに、図１を参照して、本実施形態の加熱処理で用いる高温真空炉１０について説明する。

【0025】

図１に示すように、高温真空炉１０は、本加熱室２１と、予備加熱室２２と、を備えている。本加熱室２１は、少なくとも表面が単結晶ＳｉＣで構成されるＳｉＣ基板４０（単結晶ＳｉＣ基板）を１０００℃以上２３００℃以下の温度に加熱することができる。予備加熱室２２は、ＳｉＣ基板４０を本加熱室２１で加熱する前に予備加熱を行うための空間である。

【0026】

本加熱室２１には、真空形成用バルブ２３と、不活性ガス注入用バルブ２４と、真空計２５と、が接続されている。真空形成用バルブ２３は、本加熱室２１の真空度を調整することができる。不活性ガス注入用バルブ２４は、本加熱室２１内の不活性ガス（例えばＡｒガス）の圧力を調整することができる。真空計２５は、本加熱室２１内の真空度を測定することができる。

【0027】

本加熱室２１の内部には、ヒータ２６が備えられている。また、本加熱室２１の側壁や天井には図略の熱反射金属板が固定されており、この熱反射金属板は、ヒータ２６の熱を本加熱室２１の中央部に向けて反射させるように構成されている。これにより、ＳｉＣ基板４０を強力かつ均等に加熱し、１０００℃以上２３００℃以下の温度まで昇温させることができる。なお、ヒータ２６としては、例えば、抵抗加熱式のヒータや高周波誘導加熱式のヒータを用いることができる。

【0028】

また、ＳｉＣ基板４０は、坩堝（収容容器）３０に収容された状態で加熱される。坩堝３０は、適宜の支持台等に載せられており、この支持台が動くことで、少なくとも予備加熱室から本加熱室まで移動可能に構成されている。坩堝３０は、互いに嵌合可能な上容器３１と下容器３２とを備えている。なお、坩堝３０の詳細な構成については後述する。

【0029】

ＳｉＣ基板４０を加熱処理する際には、初めに、図１の鎖線で示すように坩堝３０を高温真空炉１０の予備加熱室２２に配置して、適宜の温度（例えば約８００℃）で予備加熱する。次に、予め設定温度（例えば、約１８００℃）まで昇温させておいた本加熱室２１へ坩堝３０を移動させる。その後、圧力等を調整しつつＳｉＣ基板４０を加熱する。なお、予備加熱を省略しても良い。

【0030】

次に、坩堝３０の壁面の組成及びタンタルシリサイド層の形成方法について図２及び図３を参照して説明する。

【0031】

坩堝３０は、ＳｉＣ基板４０が収容される内部空間の壁面（上面、側面、底面）を構成する部分において、図２に示す構成となっている。具体的には坩堝３０は、外部側から内部空間側の順に、タンタル層（Ｔａ）、タンタルカーバイド層（ＴａＣ及びＴａ₂Ｃ）、及びタンタルシリサイド層（ＴａＳｉ₂又はＴａ₅Ｓｉ₃等）から構成されている。

【0032】

このタンタルシリサイド層は、内部空間にＳｉを供給する。また、坩堝３０にはタンタル層及びタンタルカーバイド層が含まれるため、周囲のＣ蒸気を取り込むことができる。これにより、内部空間内を高純度のＳｉ雰囲気とすることができる。

【0033】

タンタル層及びタンタルカーバイド層からなる坩堝は従来から知られている。本実施形態では、この坩堝にタンタルシリサイド層を形成する。具体的には、予め高温下で気化させたＳｉを坩堝の内部空間に配置し、例えば１０Ｐａ以下の減圧下で１８００℃で１５分加熱することで、図２（ａ）に示すように、ＴａＳｉ₂を組成とするタンタルシリサイド層が形成される。図２（ｂ）は、上記のようにして作成したタンタルシリサイド層のＸ線回折パターンを示す。図２（ｂ）において丸印が付されたピークはタンタルカーバイドを示しており、その他のピークはＴａＳｉ₂を示している。このように、上記の方法でタンタルシリサイド層を形成することにより、ＴａＳｉ₂が十分に形成されることが分かる。

【0034】

タンタルシリサイド層としては、ＴａＳｉ₂以外にもＴａ₅Ｓｉ₃を形成することができる（図３（ａ）を参照）。この場合、上記と同様に気化させたＳｉを坩堝の内部空間に導入し、例えば１０Ｐａ以下の減圧下で２０００℃で１５分加熱する。図３（ｂ）は、上記のようにして作成したタンタルシリサイド層のＸ線回折パターンを示す。図３（ｂ）において丸印が付されたピークはタンタルカーバイドを示しており、その他のピークはＴａ₅Ｓｉ₃を示している。このように、上記の方法でタンタルシリサイド層を形成することにより、Ｔａ₅Ｓｉ₃が十分に形成されることが分かる。

【0035】

図４には、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＴａＳｉ₂、及びＴａ₅Ｓｉ₃のＳｉ蒸気圧の分圧を示すグラフが示されている。図４からは、ＴａＳｉ₂及びＴａ₅Ｓｉ₃から供給されるＳｉ蒸気圧が非常に高い圧力を示していることが分かる。従って、タンタルシリサイド層は、坩堝３０の内部空間へのＳｉの供給源となることは明らかである。また、タンタルシリサイド層は、内部空間を構成する壁面の全体にわたって形成される。これにより、内部空間のＳｉの圧力分布を均一にすることができる。従って、ＳｉＣ基板４０を均一にエッチングすることができる。

【0036】

次に、本実施形態で行われるＳｉ蒸気圧エッチング（以下、単にエッチングと称する）について説明するとともに、組成が異なる坩堝３０を用いた場合のエッチング速度の違いについて図５及び図６を参照して説明する。

【0037】

本実施形態では、ＳｉＣ基板４０を坩堝３０に収容し、高純度のＳｉ蒸気圧下で１５００℃以上２２００℃以下、望ましくは１６００℃以上２０００℃以下の温度範囲で高温真空炉１０を用いて加熱することでＳｉＣ基板４０の表面がエッチングされる。このエッチングの際には、以下に示す反応が行われる。簡単に説明すると、ＳｉＣ基板４０がＳｉ蒸気圧下で加熱されることで、熱分解によってＳｉＣからＳｉ蒸気が脱離する。また、タンタルシリサイド層からＳｉ蒸気が供給される。熱分解によってＳｉ蒸気が脱離することで残存したＣは、Ｓｉ蒸気と反応することで、Ｓｉ₂Ｃ又はＳｉＣ₂等になって昇華する。
（１） ＳｉＣ（ｓ） → Ｓｉ（ｖ）I ＋ Ｃ（ｓ）
（２） Ｔａ_xＳｉ_y →Ｓｉ（ｖ）II ＋Ｔａ_x’Ｓｉ_y’
（３） ２Ｃ（ｓ） ＋ Ｓｉ（ｖ）I+II → ＳｉＣ₂（ｖ）
（４） Ｃ（ｓ） ＋ ２Ｓｉ（ｖ）I+II → Ｓｉ₂Ｃ（ｖ）

【0038】

上記の反応が継続すると、式（３）及び式（４）で発生するＳｉＣ₂及びＳｉ₂Ｃが過剰となる結果、式（１）から（４）の反応速度が低下してしまう。しかし、本実施形態では、図２に示す坩堝３０が用いられている場合は、ＳｉＣ₂とＴａＳｉ₂が反応することでＴａＣとＳｉが発生する。また、図３に示す坩堝３０が用いられている場合は、ＳｉＣ₂とＴａ₅Ｓｉ₃が反応することでＴａ₂ＣとＴａＳｉ₂が発生する。このように、ＳｉＣ₂に含まれるＣが坩堝３０のタンタルに取り込まれる（図５を参照）。また、Ｓｉが発生した場合、このＳｉは、再びＳｉＣ基板４０に残存したＣ原子を除去する反応に用いられる。以上により、反応速度を低下させることなくエッチングを継続することができる。

【0039】

以上を考慮すると、エッチング速度は、ＳｉＣ₂及びＳｉ₂ＣがＣ原子を取り込む速度と密接に関係すると考えられる。従って、タンタルシリサイド層を構成する化合物に含まれるタンタルの物質量の割合が高いほど、エッチング速度が速くなると考えられる。また、ＳｉＣ₂とＴａＳｉ₂の反応の圧平衡定数は、ＳｉＣ₂とＴａ₅Ｓｉ₃の反応の圧平衡定数よりも小さい。以上により、タンタルシリサイド層がＴａＳｉ₂の坩堝３０を用いた場合のエッチング速度は、タンタルシリサイド層がＴａ₅Ｓｉ₃の坩堝３０を用いた場合のエッチング速度よりも遅いと考えられる。

【0040】

図６は、タンタルシリサイド層がＴａＳｉ₂の坩堝３０と、タンタルシリサイド層がＴａ₅Ｓｉ₃の坩堝３０と、を用いて、オフ角が４°の４Ｈ−ＳｉＣの（０００１）面を、高真空下（１０^-4Ｐａ）で１６５０℃から２１００℃でエッチングしたときの結果を示す図である。図６のグラフからは、ＴａＳｉ₂を含む坩堝３０の方がＴａ₅Ｓｉ₃を含む坩堝３０よりもエッチング速度が大幅に遅いことが確かめられる。

【0041】

このように、本実施形態では、タンタルシリサイド層の組成が異なる坩堝３０を使い分けることで、加熱温度等を変更することなくエッチング速度を容易に変化させることができる。以下、坩堝３０を使い分ける具体的な状況について説明する。

【0042】

出願人らの実験によれば、エッチング速度を所定の閾値以上にすることでステップバンチングが除去され、エッチング速度が所定の閾値より小さい場合は、たとえ長時間エッチングを行った場合でもステップバンチングを除去できないことが確かめられている。図７は、エッチングを行う際の不活性ガス（Ａｒガス）の圧力（即ちエッチング速度）を変えてエッチングを行った場合におけるＳｉＣ基板４０の表面の顕微鏡写真及び表面粗さを示す図である。図７に示すように、本実験の条件下では、不活性ガスの圧力が１．３ｋＰａの場合は、表面粗さが高く、顕微鏡写真からもステップバンチングが明らかに残存していることが分かる。不活性ガスの圧力が１３３Ｐａの場合は、表面粗さが顕著に低下しており、顕微鏡写真からもステップバンチングの一部が除去されていることが分かる。不活性ガスの圧力が１３Ｐａと１．３Ｐａの場合及び高真空の場合は、更に表面粗さが低下しており、顕微鏡写真からもステップバンチングが略全て除去できていることが分かる。このように、不活性ガスの圧力（即ちエッチング速度）に応じて、ステップバンチングが除去されるか否かを選択できる。ステップバンチングが発生していないＳｉＣ基板４０は、電界の局所集中等が発生しないため、半導体素子としての性能が高い。しかし、ステップバンチングが発生しているＳｉＣ基板４０は、例えば溶液成長法を行う際に、結晶欠陥（転位）の影響をより一層解消できることが知られている。従って、状況に応じてステップバンチングの発生の有無を切り替えることが好ましい。

【0043】

本実施形態では、坩堝３０を使い分けるだけでエッチング速度を切り替えることができるので、ステップバンチングが発生していないＳｉＣ基板４０を製造する場合は、タンタルシリサイド層がＴａ₅Ｓｉ₃の坩堝３０を用いてエッチング（高速エッチング）を行えば良い。一方、ステップバンチングが発生しているＳｉＣ基板４０を製造する場合は、タンタルシリサイド層がＴａＳｉ₂の坩堝３０を用いてエッチング（低速エッチング）を行えば良い。

【0044】

次に、坩堝３０を使い分ける別の状況を説明する。まず、エピタキシャル成長に供するＳｉＣ基板４０の加工工程においては、４Ｈ−ＳｉＣ単結晶又は６Ｈ−ＳｉＣ単結晶から構成されるインゴットを所定の厚みに切り出す。その後、切出し時にＳｉＣ基板４０の表面に形成された凹凸を除去するために、機械研磨及び化学機械研磨等の加工が行われる。この凹凸は高低差がかなり大きいため、高速でＳｉＣ基板４０を研磨することが求められる。また、機械研磨時等にＳｉＣ基板４０の表面に圧力が掛かることにより、結晶性が乱れた変質層（以下、潜傷）が場合によっては数十μｍの深さに及ぶ可能性もあり、その潜傷を除去する場合も高速でＳｉＣ基板４０を研磨することが求められる。従って、機械研磨及び化学機械研磨等の代わりや、潜傷を除去するために、タンタルシリサイド層がＴａ_５Ｓｉ_３の坩堝３０を用いることによって従来よりも簡便にエッチング（高速エッチング）を行うことができる。

【0045】

また、イオン注入されたエピタキシャル成長層を有するＳｉＣ基板４０の活性化アニール工程においては、前記加工工程を経たＳｉＣ基板４０に対してエピタキシャル層成長、イオン注入、及びイオンとして注入された不純物（以下、ドーパント）の活性化が行われる。そして、ドーパント不足部分の除去、及びイオン注入によって荒れた表面を平坦化するためにエッチングが行われる。具体的に説明すると、ドーパント不足部分は、イオン注入条件によって異なるが、例えばＳｉＣ基板４０の表面から約数十ｎｍから数百ｎｍの領域に存在する。図８には、ＳｉＣ基板４０の表面からの深さに応じたドーパント濃度の一例が示されており、図８では表面から数十ｎｍまでの部分でドーパント濃度が低く、約５００ｎｍより深くなるに従ってドーパント濃度が低下している。従って、ドーパント不足部分を除去しつつ十分なドーパント濃度を有する部分を残すためには、エッチング量を精密に制御する必要があるため、エッチング速度を低速にすることが好ましい。しかし、上述のようにエッチング速度が所定の速度より低い場合、ステップバンチングを除去できない。従って、このエッチングは、ドーパントが十分に存在する部分が過剰に除去されることを防止するために、タンタルシリサイド層がＴａＳｉ₂の坩堝３０を用い、かつステップバンチングが発生しない条件のもと精密なエッチング（低速エッチング）を行えば良い。

【0046】

これにより、潜傷の除去時とイオン注入後のエッチング時とで、タンタルシリサイド層が異なる坩堝３０を使うことで、加熱温度等をあまり変化させずに適切なエッチング速度でエッチングを行うことができる。

【0047】

以上に説明したように、本実施形態のエッチング方法は、坩堝３０にＳｉＣ基板４０を収容した状態でＳｉの蒸気圧下で加熱することでＳｉＣ基板４０をエッチングする。坩堝３０は、タンタル金属を含んで構成されるとともに、当該タンタル金属よりも内部空間側にタンタルカーバイド層が設けられ、当該タンタルカーバイド層よりも更に内部空間側にタンタルシリサイド層が設けられている。そして、タンタルシリサイド層の組成の違いに基づいてＳｉＣ基板４０のエッチング速度が制御される。

【0048】

これにより、加熱温度及びＳｉの圧力等を変更することなくＳｉＣ基板４０のエッチング速度を制御することができる。

【0049】

また、本実施形態のＳｉＣ基板４０のエッチング方法においては、タンタルシリサイド層の組成が互いに異なる（具体的にはＴａＳｉ₂とＴａ₅Ｓｉ₃）少なくとも２つの坩堝３０を用い、実施する処理に応じて坩堝３０を使い分ける。

【0050】

これにより、坩堝３０を変更するだけで、温度条件等を変更することなく、要求エッチング速度が異なる処理を実施することができる。

【0051】

また、本実施形態のＳｉＣ基板４０のエッチング方法においては、高速エッチングと低速エッチングとを実施可能である。高速エッチングを行う場合は、タンタルシリサイド層を構成する化合物の１分子に占めるタンタルの割合が高い方（具体的にはＴａ₅Ｓｉ₃）の坩堝３０を用いる。低速エッチングを行う場合は、タンタルシリサイド層を構成する化合物の１分子に占めるタンタルの割合が低い方（具体的にはＴａＳｉ₂）の坩堝３０を用いる。

【0052】

これにより、タンタルの割合が高い場合は雰囲気中の炭素原子が吸収され易いためエッチング速度が速くなる。従って、上記のように坩堝３０を使い分けることで、適切な速度でエッチングを行うことができる。

【0053】

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

【0054】

上記の実施形態ではタンタルシリサイドとしてＴａＳｉ₂又はＴａ₅Ｓｉ₃が形成される構成であるが、他の化学式で表されるタンタルシリサイドが形成されていても良い。例えば、図９のフェーズダイヤグラムに示すように、Ｔａ₂Ｓｉ、Ｔａ₃Ｓｉ又はＴａ₅Ｓｉ₃Ｃ_0.5が形成されていても良い。なお、本明細書では、Ｔａ₅Ｓｉ₃Ｃ_0.5のように他の原子を含んでいてもタンタルシリサイド層に該当するものとする。

【0055】

上記の実施形態では、１つの坩堝３０の内壁面の全体にわたって同じ組成のタンタルシリサイドが形成されているが、１つの坩堝３０の内壁面に複数の組成のタンタルシリサイドが形成されていても良い。この場合、ＳｉＣ基板４０の表面の一部のみのエッチング速度を速くする又は遅くすることができ、それを考慮して所望の形状のＳｉＣ基板４０を生成することもできる。

【0056】

上記で説明した温度条件及び圧力条件等は一例であり、適宜変更することができる。また、上述した高温真空炉１０以外の加熱装置を用いたり、坩堝３０と異なる形状又は素材の容器を用いても良い。例えば、収容容器の外形は円柱状に限られず、立方体状又は直方体状であっても良い。

【符号の説明】

【0057】

１０ 高温真空炉
３０ 坩堝（収容容器）
４０ ＳｉＣ基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】