特許 7573259 種結晶接着層、それを適用した積層体の製造方法及びウエハの製造方法

(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】

(24)【登録日】2024-10-17

(45)【発行日】2024-10-25

(54)【発明の名称】種結晶接着層、それを適用した積層体の製造方法及びウエハの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C30B 29/36 20060101AFI20241018BHJP

   C30B 23/06 20060101ALI20241018BHJP

【ＦＩ】

C30B29/36 A

C30B23/06

【請求項の数】 14

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020080840

(22)【出願日】2020-04-30

(65)【公開番号】P2021066649

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2020-05-15

【審判番号】

【審判請求日】2022-06-08

(31)【優先権主張番号】10-2019-0131542

(32)【優先日】2019-10-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521492724

【氏名又は名称】セニック・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＳＥＮＩＣ Ｉｎｃ．

【住所又は居所原語表記】１７－１５，４ｓａｎｄａｎ ７－ｒｏ，Ｊｉｋｓａｎ－ｅｕｐ，Ｓｅｏｂｕｋ－ｇｕ，Ｃｈｅｏｎａｎ－ｓｉ，Ｃｈｕｎｇｃｈｅｏｎｇｎａｍ－ｄｏ， ３１０４０， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】パク、ジョンフィ

(72)【発明者】

【氏名】シム、ジョンミン

(72)【発明者】

【氏名】ヤン、ウンス

(72)【発明者】

【氏名】ジャン、ビョンキュ

(72)【発明者】

【氏名】チェ、ジョンウ

(72)【発明者】

【氏名】コ、サンキ

(72)【発明者】

【氏名】ク、カプレル

(72)【発明者】

【氏名】キム、ジュンギュ

【合議体】

【審判長】井上 猛

【審判官】相澤 啓祐

【審判官】土屋 知久

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

C30B 29/36

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｖｒは、下記式１で表され、２８％／ｍｍ^３～１５４．５％／ｍｍ^３のＶｒ値を有する、種結晶接着層であって、
［式１］

前記式１において、Ｓｇ（％）は、下記式２の値であり、Ｖ１は、炭化前の種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）であり、Ｖ２は、黒鉛化された種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）を２５℃で測定した値であり、
［式２］

前記式２において、Ａ１は、前記炭化前の種結晶接着層の面積（ｍｍ^２）であり、Ａ２は、前記黒鉛化された種結晶接着層の面積（ｍｍ^２）を２５℃で測定した値であり、
前記黒鉛化された種結晶接着層は、前記炭化前の種結晶接着層が不活性雰囲気、１０ｔｏｒｒ～５０ｔｏｒｒの圧力で、５℃／ｍｉｎ～１０℃／ｍｉｎの昇温速度、２４００℃～２６００℃の温度で１時間～１００時間熱処理されたものであり、
前記黒鉛化された種結晶接着層の面積、体積は、冷却過程を経た後に２５℃の温度で測定されたものを基準とし、前記冷却過程は、黒鉛化された種結晶接着層に５℃／ｍｉｎ～１０℃／ｍｉｎの冷却速度で５～７５０ｔｏｒｒのアルゴン又は窒素雰囲気の条件で行われ、
前記黒鉛化された種結晶接着層は、１．９７ｇ／ｃｍ^２以上の重量を支え、
前記種結晶接着層と接着される被接着物の一面は、表面粗さ（Ｒａ）が５μｍ以下で、０．０１ｎｍ以上であり、
前記被接着物の熱膨張係数（×１０^－６／℃）は、２９３．１５Ｋ～４７３．１５Ｋで６以下である、種結晶接着層。

【請求項2】

前記Ｓｇ値は８．５％以上である、請求項１に記載の種結晶接着層。

【請求項3】

前記炭化前の種結晶接着層は１．６９ｇ／ｃｍ^２以上の重量を支える、請求項１に記載の種結晶接着層。

【請求項4】

Ｖｇは、下記式３で表され、５６％以上のＶｇ値を有する、請求項１に記載の種結晶接着層であって、
［式３］

前記式３において、Ｖ１は、前記炭化前の種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）であり、Ｖ２は、前記黒鉛化された種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）を２５℃で測定した値であり、
前記黒鉛化された種結晶接着層は、前記炭化前の種結晶接着層が不活性雰囲気、１０ｔｏｒｒ～５０ｔｏｒｒの圧力で、５℃／ｍｉｎ～１０℃／ｍｉｎの昇温速度、２４００℃～２６００℃の温度で１時間～１００時間熱処理されたものであり、
前記黒鉛化された種結晶接着層の体積は、冷却過程を経た後に２５℃の温度で測定されたものを基準とし、前記冷却過程は、黒鉛化された種結晶接着層に５℃／ｍｉｎ～１０℃／ｍｉｎの冷却速度で５～７５０ｔｏｒｒのアルゴン又は窒素雰囲気の条件で行われ、
前記黒鉛化された種結晶接着層は、１．９７ｇ／ｃｍ^２以上の重量を支え、
前記種結晶接着層と接着される被接着物の一面は、表面粗さ（Ｒａ）が５μｍ以下で、０．０１ｎｍ以上であり、
前記被接着物の熱膨張係数（×１０^－６／℃）は、２９３．１５Ｋ～４７３．１５Ｋで６以下である、種結晶接着層。

【請求項5】

ｉ）接着性樹脂を含むか、またはｉｉ）接着性樹脂及びフィラーを含む、請求項１に記載の種結晶接着層。

【請求項6】

前記接着性樹脂は、残炭量が５～５０重量％である、請求項５に記載の種結晶接着層。

【請求項7】

前記炭化前の種結晶接着層は、一面の面積が７．８５×１０^３ｍｍ^２以上である、請求項１に記載の種結晶接着層。

【請求項8】

前記黒鉛化された種結晶接着層は、一面の面積が５．５０×１０^３ｍｍ^２以上である、請求項１に記載の種結晶接着層。

【請求項9】

支持体の一面又は種結晶の一面上に炭化前の種結晶接着層を設け、前記支持体と前記種結晶との間に介在した前記種結晶接着層を含む積層体を設ける積層ステップと、
前記炭化前の種結晶接着層を炭化熱処理し、前記積層体が、炭化した種結晶接着層を含むようにする炭化ステップとを含み、
前記種結晶接着層は、下記式１で表されるＶｒ値が２８％／ｍｍ^３ ～１５４．５％／ｍｍ ^３ である、積層体の製造方法であって、
［式１］

前記式１において、Ｓｇ（％）は、下記式２の値であり、Ｖ１は、炭化前の種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）であり、Ｖ２は、黒鉛化された種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）を２５℃で測定した値であり、
［式２］

前記式２において、Ａ１は、前記炭化前の種結晶接着層の面積（ｍｍ^２）であり、Ａ２は、前記黒鉛化された種結晶接着層の面積（ｍｍ^２）を２５℃で測定した値であり、
前記黒鉛化された種結晶接着層は、前記炭化前の種結晶接着層が不活性雰囲気、１０ｔｏｒｒ～５０ｔｏｒｒの圧力で、５℃／ｍｉｎ～１０℃／ｍｉｎの昇温速度、２４００℃～２６００℃の温度で１時間～１００時間熱処理されたものであり、
前記黒鉛化された種結晶接着層の面積、体積は、冷却過程を経た後に２５℃の温度で測定されたものを基準とし、前記冷却過程は、黒鉛化された種結晶接着層に５℃／ｍｉｎ～１０℃／ｍｉｎの冷却速度で５～７５０ｔｏｒｒのアルゴン又は窒素雰囲気の条件で行われ、
前記黒鉛化された種結晶接着層は、１．９７ｇ／ｃｍ^２以上の重量を支え、
前記種結晶接着層と接着される被接着物の一面は、表面粗さ（Ｒａ）が５μｍ以下で、０．０１ｎｍ以上であり、
前記被接着物の熱膨張係数（×１０^－６／℃）は、２９３．１５Ｋ～４７３．１５Ｋで６以下である、積層体の製造方法。

【請求項10】

前記炭化熱処理は、５００℃～９００℃の温度で行われる、請求項９に記載の積層体の製造方法。

【請求項11】

前記炭化ステップの後に熱処理ステップをさらに含み、
前記熱処理ステップは、前記積層体を２４００℃～２６００℃の温度で黒鉛化熱処理を行い、前記積層体が、黒鉛化された種結晶接着層を含むようにするステップである、請求項９に記載の積層体の製造方法。

【請求項12】

前記熱処理ステップは、前記種結晶の一面上にインゴットを成長させる過程を含む、請求項１１に記載の積層体の製造方法。

【請求項13】

前記黒鉛化された種結晶接着層は、互いに対向する第１面及び第２面を含み、
前記黒鉛化された種結晶接着層は、相対する面と接着された第１接合面及び第２接合面を有し、
前記第１接合面は、前記第１面が前記第１面と相対する面と接する接合面であり、
前記第２接合面は、前記第２面が前記第２面と相対する面と接する接合面であり、
前記第２面と相対する面は、前記種結晶の一面であり、
前記第１接合面の面積と第２接合面の面積との和は、前記第１面の面積と第２面の面積との和の０．９５倍以下である、請求項９に記載の積層体の製造方法。

【請求項14】

内部空間を有する反応容器に、原料物質と請求項９によって製造された積層体とを互いに対向するように配置する準備ステップと、
前記内部空間の温度、圧力及び気体雰囲気を調節して前記原料物質を昇華させ、前記積層体から成長したインゴットを設ける成長ステップと、
前記反応容器を冷却して前記インゴット又は前記インゴットが含まれた積層体を回収する冷却ステップと、
前記回収されたインゴットの縁部を研削する研削ステップと、
前記研削されたインゴットを切断してウエハを設ける切断ステップとを含む、ウエハの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、種結晶接着層、種結晶接着層を適用した積層体の製造方法及びウエハの製造方法などに関する。

【背景技術】

【0002】

炭化珪素（ＳｉＣ）は、２．２ｅＶ～３．３ｅＶの広いバンドギャップを有する半導体であり、その優れた物理的化学的特性により、半導体材料として研究開発が進められている。

【0003】

炭化珪素単結晶を製造する方法として、液相蒸着法（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ；ＬＰＥ）、化学気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＣＶＤ）、物理的気相輸送法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ；ＰＶＴ）などがある。その中で物理的気相輸送法は、坩堝内に炭化珪素原料を装入し、坩堝の上端には、炭化珪素単結晶からなる種結晶を配置した後、坩堝を誘導加熱方式で加熱して原料を昇華させ、種結晶上に炭化珪素単結晶を成長させる方法である。物理的気相輸送法は、高い成長率を有することによってインゴットの形態の炭化珪素を作製することができるので、最も広く用いられている。

【0004】

一方、従来、炭化珪素単結晶を成長させるために種結晶と種結晶ホルダとの間に接着層を形成して使用してきたが、炭化珪素単結晶インゴットの成長時に、種結晶ホルダと接着層との間の熱膨張係数の差などにより、インゴットに応力が加えられ得、ウエハへの加工時に反り値が増加したり、結晶質が低下したりする問題が発生することがある。

【0005】

このような炭化珪素の製造方法として、韓国公開特許公報第１０－２０１５－００７５２２０号に開示された"単結晶炭化珪素の成長方法"、韓国登録特許公報第１０－１３９２６３９号に開示された"炭化珪素単結晶の製造方法"などがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

具現例の目的は、支持体と接着層との間の熱膨張係数の差により発生する応力の発生を最小化し、優れた品質のインゴットを製造することができる種結晶接着層、それを適用した積層体の製造方法などを提供することにある。

【0007】

具現例の目的は、支持体と接着層との間の熱膨張係数の差により発生する応力の発生を最小化し、優れた品質のインゴット及びウエハなどを製造することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、一実施例に係る種結晶接着層は、Ｖｒは、下記式１で表され、２８％／ｍｍ^３以上のＶｒ値を有する。

【0009】

［式１］

【0010】

前記式１において、Ｓｇ（％）は、下記式２の値であり、Ｖ１は、炭化前の種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）であり、Ｖ２は、黒鉛化された種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）を常温で測定した値であり、

【0011】

［式２］

【0012】

前記式２において、Ａ１は、前記炭化前の種結晶接着層の面積（ｍｍ^２）であり、Ａ２は、前記黒鉛化された種結晶接着層の面積（ｍｍ^２）を常温で測定した値である。

【0013】

前記Ｓｇ値は８．５％以上であってもよい。

【0014】

前記炭化前の種結晶接着層は１．６９ｇ／ｃｍ^２以上の重量を支えることができる。

【0015】

前記黒鉛化された種結晶接着層は１．９７ｇ／ｃｍ^２以上の重量を支えることができる。

【0016】

前記炭化前の種結晶接着層は、コーティング層の形態またはフィルム層の形態であってもよい。

【0017】

前記種結晶接着層は、５６％以上のＶｇ値を有することができ、Ｖｇは、下記式３で表される。

【0018】

［式３］

【0019】

前記式３において、Ｖ１は、前記炭化前の種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）であり、Ｖ２は、前記黒鉛化された種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）を常温で測定した値である。

【0020】

前記種結晶接着層は、３μｍ以上の厚さを有することができる。

【0021】

前記種結晶接着層の一面の一部又は全部は、２９３．１５～４７３．１５Ｋで６以下の熱膨張係数を有する面と接着されてもよい。

【0022】

前記種結晶接着層は、ｉ）接着性樹脂を含むか、またはｉｉ）接着性樹脂及びフィラーを含むことができる。

【0023】

前記接着性樹脂は、残炭量が５～５０重量％であってもよい。

【0024】

前記黒鉛化された種結晶接着層は、前記炭化前の種結晶接着層が２０００℃以上の温度で熱処理されたものであってもよい。

【0025】

前記炭化前の種結晶接着層は、一面の面積が７．８５×１０^３ｍｍ^２以上であってもよい。

【0026】

前記黒鉛化された種結晶接着層は、一面の面積が５．５０×１０^３ｍｍ^２以上であってもよい。

【0027】

上記目的を達成するために、一実施例に係る積層体の製造方法は、

【0028】

支持体の一面又は種結晶の一面上に炭化前の種結晶接着層を設け、前記支持体と前記種結晶との間に介在した前記種結晶接着層を含む積層体を設ける積層ステップと；

【0029】

前記炭化前の種結晶接着層を炭化熱処理し、前記積層体が、炭化した種結晶接着層を含むようにする炭化ステップと；を含み、

【0030】

前記種結晶接着層は、下記式１で表されるＶｒ値が２８％／ｍｍ^３以上であってもよい。

【0031】

［式１］

【0032】

前記式１において、Ｓｇ（％）は、下記式２の値であり、Ｖ１は、炭化前の種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）であり、Ｖ２は、黒鉛化された種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）を常温で測定した値であり、

【0033】

［式２］

【0034】

前記式２において、Ａ１は、前記炭化前の種結晶接着層の面積（ｍｍ^２）であり、Ａ２は、前記黒鉛化された種結晶接着層の面積（ｍｍ^２）を常温で測定した値である。

【0035】

前記炭化熱処理は、５００℃～９００℃の温度で行われてもよい。

【0036】

前記積層体の製造方法は、前記炭化ステップの後に黒鉛化熱処理ステップをさらに含むことができる。

【0037】

前記黒鉛化熱処理ステップは、前記積層体を２０００℃以上の温度で黒鉛化熱処理を行い、前記積層体が、黒鉛化された種結晶接着層を含むようにするステップである。

【0038】

前記黒鉛化熱処理ステップは、前記種結晶の一面上にインゴットを成長させる過程を含むことができる。

【0039】

前記黒鉛化された種結晶接着層は、互いに対向する第１面及び第２面を含む。

【0040】

前記第１面及び前記第２面はそれぞれ、相対する面と接着された接合面を有する。

【0041】

前記黒鉛化された種結晶接着層は、相対する面と接着された第１接合面及び第２接合面を有することができる。

【0042】

前記第１接合面は、前記第１面が前記第１面と相対する面と直接接する接合面であり、前記第２接合面は、前記第２面が前記第２面と相対する面と直接接する接合面である。

【0043】

前記第２面と相対する面は、前記種結晶の一面であり、前記第１接合面の面積と第２接合面の面積との和は、前記第１面の面積と第２面の面積との和の０．９５倍以下であってもよい。

【0044】

上記目的を達成するために、一実施例に係るウエハの製造方法は、前記種結晶の一面上に成長したインゴットの縁部を研削する研削ステップと；

【0045】

前記研削されたインゴットを切断してウエハを設ける切断ステップと；を含む。

【0046】

上記目的を達成するために、一実施例に係る積層体は、

【0047】

第１面及び第２面を有する種結晶接着層と；前記第１面の上に位置する支持体と；前記第２面の下に位置する種結晶と；を含み、

【0048】

前記第１面と前記支持体の一面とは互いに対向し、前記第２面と前記種結晶の一面とは互いに接し、

【0049】

前記種結晶接着層は、炭化した種結晶接着層であり、

【0050】

前記炭化した種結晶接着層は、炭化前の種結晶接着層を炭化させたものであり、

【0051】

前記炭化前の種結晶接着層は、コーティング層またはフィルム層である種結晶接着層であり、

【0052】

前記炭化した種結晶接着層は、２０００℃以上の温度で熱処理により黒鉛化され、黒鉛化された種結晶接着層を形成し、

【0053】

種結晶接着層の面積の変化は、前記黒鉛化された種結晶接着層の面積と、前記炭化前の種結晶接着層の面積との差であり、

【0054】

種結晶の面積の変化は、前記熱処理前と前記熱処理後の前記種結晶の一面が有する面積の変化であり、

【0055】

支持体の面積の変化は、前記熱処理前と前記熱処理後の前記支持体の一面が有する面積の変化であり、

【0056】

前記種結晶接着層の面積の変化は、前記種結晶の面積の変化または前記支持体の面積の変化よりも大きく、

【0057】

前記黒鉛化された種結晶接着層は、前記第１面の一部または前記第２面の一部が、隣り合う面と分離されてもよい。

【0058】

前記積層体は、支持体の一面が、２９３．１５～４７３．１５Ｋで６以下の熱膨張係数を有することができる。

【0059】

前記積層体は、種結晶の一面が、２９３．１５～４７３．１５Ｋで４以下の熱膨張係数を有することができる。

【0060】

前記黒鉛化された種結晶接着層は、前記熱処理及び前記熱処理後の冷却過程でその面積が減少することができる。

【0061】

前記炭化前の種結晶接着層は、１．６９ｇ／ｃｍ^２以上の重量を支えることができる。

【0062】

前記黒鉛化された種結晶接着層は、１．９７ｇ／ｃｍ^２以上の重量を支えることができる。

【0063】

前記積層体は、前記種結晶の他面から成長したインゴットを含むことができる。

【0064】

前記積層体の種結晶接着層は、相対する面と接着された接合面を有し、第１接合面は、前記第１面と相対する面が接する接合面であり、第２接合面は、前記第２面が相対する前記種結晶の一面と接する接合面であり、前記第１接合面の面積と第２接合面の面積との和は、前記第１面の面積と第２面の面積との和の０．９５倍以下であってもよい。

【0065】

前記積層体の種結晶接着層は、相対する直接接する面と接着された接合面を有し、第１接合面は、前記第１面と相対する面が接する面であり、第２接合面は、前記第２面が前記種結晶の一面と接する面である。

【0066】

前記第１接合面の面積は、前記第１面の面積の０．３倍以上であってもよい。

【0067】

前記第２接合面の面積は、前記第２面の面積の０．３倍以上であってもよい。

【0068】

前記積層体の種結晶接着層は、２８％／ｍｍ^３以上のＶｒ値を有することができ、前記Ｖｒは、下記式１で表すことができる。

【0069】

［式１］

【0070】

前記式１において、Ｓｇ（％）は、下記式２の値であり、Ｖ１は、前記炭化前の種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）であり、Ｖ２は、前記黒鉛化された種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）を常温で測定した値であり、

【0071】

［式２］

【0072】

前記式２において、Ａ１は、前記炭化前の種結晶接着層の面積（ｍｍ^２）であり、Ａ２は、前記黒鉛化された種結晶接着層の面積（ｍｍ^２）を常温で測定した値である。

【0073】

前記積層体の種結晶は、面積が７．８５×１０^３ｍｍ^２以上であってもよい。

【0074】

前記積層体の種結晶の一面は、表面粗さ（Ｒａ）が５μｍ以下であってもよい。

【0075】

上記目的を達成するために、一実施例に係るインゴットの製造方法は、

【0076】

内部空間を有する反応容器に、原料物質と積層体を互いに対向するように配置する準備ステップと；

【0077】

前記内部空間の温度、圧力及び気体雰囲気を調節して前記原料物質を昇華させ、前記積層体から成長したインゴットを設ける成長ステップと；

【0078】

前記反応容器を冷却して前記インゴット又は前記インゴットがさらに含まれた積層体を回収する冷却ステップと；を含み、

【0079】

前記積層体は、第１面及び第２面を有する種結晶接着層と；前記第１面の上に位置する支持体と；前記第２面の下に位置する種結晶と；を含み、

【0080】

前記第１面と前記支持体の一面とは互いに対向し、

【0081】

前記第２面と前記種結晶の一面とは互いに接し、

【0082】

前記準備ステップにおいて、前記種結晶接着層は、炭化した種結晶接着層であり、

【0083】

前記炭化した種結晶接着層は、炭化前の種結晶接着層を炭化させたものであり、

【0084】

前記炭化前の種結晶接着層は、コーティング層またはフィルム層である種結晶接着層であり、

【0085】

前記成長ステップにおいて、前記種結晶接着層は、黒鉛化された種結晶接着層であり、

【0086】

種結晶接着層の面積の変化は、前記黒鉛化された種結晶接着層の面積と、前記炭化前の種結晶接着層の面積との差であり、

【0087】

種結晶の面積の変化は、前記熱処理前と前記熱処理後の前記種結晶の一面が有する面積の変化であり、

【0088】

支持体の面積の変化は、前記熱処理前と前記熱処理後の前記支持体の一面が有する面積の変化であり、

【0089】

前記種結晶接着層の面積の変化は、前記種結晶の面積の変化または前記支持体の面積の変化よりも大きく、

【0090】

前記黒鉛化された種結晶接着層は、前記第１面の一部または前記第２面の一部が、隣り合う面との接着が分離されてもよい。

【0091】

前記インゴットの製造方法において、炭化前の種結晶接着層の面積を基準として、前記黒鉛化された種結晶接着層の面積は８．５％以上減少したものであってもよい。

【0092】

前記インゴットの製造方法において、前記種結晶接着層は、相対する面と接着された接合面を有し、第１接合面は、前記第１面の相対する面が接する接合面であり、

【0093】

第２接合面は、前記第２面が相対する前記種結晶の一面と直接接する接合面であり、前記冷却ステップの後の前記第１接合面の面積は、前記第１面の面積の０．３倍以上であり、前記第２接合面の面積は、前記第２面の面積の０．３倍以上であってもよい。

【0094】

前記インゴットの製造方法において、前記インゴットから製造されたウエハは、５５μｍ以下の反り値を有することができる。

【0095】

前記インゴットの製造方法において、前記インゴットはＳｉＣ単結晶インゴットであってもよい。

【0096】

上記目的を達成するために、一実施例に係るウエハの製造方法は、

【0097】

内部空間を有する反応容器に、原料物質と前記積層体の製造方法によって製造された積層体とを互いに対向するように配置する準備ステップと；

【0098】

前記内部空間の温度、圧力及び気体雰囲気を調節して前記原料物質を昇華させ、前記積層体から成長したインゴットを設ける成長ステップと；

【0099】

前記反応容器を冷却して前記インゴット又は前記インゴットが含まれた積層体を回収する冷却ステップと；

【0100】

前記回収されたインゴットの縁部を研削する研削ステップと；

【0101】

前記研削されたインゴットを切断してウエハを設ける切断ステップと；を含む。

【0102】

上記目的を達成するために、一実施例に係るウエハの製造方法は、

【0103】

前記インゴットの製造方法により製造されたインゴットの縁部を研削する研削ステップと；

【0104】

前記研削されたインゴットを切断してウエハを設ける切断ステップと；を含む。

【発明の効果】

【0105】

一実施例に係る種結晶接着層は、インゴットに加えられる応力を最小化し、成長したインゴットが、種結晶接着層から一部のみが分離されるようにするものの、完全に分離されないようにすることができる。また、一実施例に係る種結晶接着層を適用して製造された炭化珪素インゴット、及びこれを加工したウエハが良好な反り値を示すことができる。

【0106】

一実施例に係る積層体は、インゴットに加えられる応力を最小化し、成長したインゴットが、種結晶接着層から一部のみが着脱されるようにし、完全に分離されないようにすることができる。

【0107】

一実施例に係るインゴットの製造方法は、製造された炭化珪素インゴット及びこれを加工したウエハが、良好な反り値を示すことができる。

【0108】

一実施例に係るウエハの製造方法は、炭化珪素インゴットから優れた品質のウエハを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0109】

【図1】従来、炭化珪素インゴットの成長後、反応容器の内部を概略的に示す概念図である。

【図2】一実施例に係る種結晶接着層を適用して、インゴットの成長後、反応容器の内部の一例（ａ）及び他の一例（ｂ）を概略的に示す概念図である。

【図3】一実施例に係る種結晶接着層が適用された積層体を概略的に示す概念図である。

【図4】一実施例に係る種結晶接着層が適用された炭化珪素単結晶の成長装置の一例を概略的に示す概念図である。

【図5】樹脂組成物の（ａ）塗布、（ｂ）接着層の形成、（ｃ）炭化、（ｄ）黒鉛化を順に示す写真である。

【図6】比較例（ａ）及び実施例（ｂ）において、インゴットの切断位置によるウエハの反り値を示すグラフである。

【図7】比較例（ａ）及び実施例（ｂ）において、ウエハのＸＲＤマッピングの結果を示す写真である。

【図8】一実施例に係る種結晶接着層（ａ）の熱処理後、収縮（ｂ）によって種結晶及び支持体と分離された形態（ｃ１）、（ｃ２）を概略的に示す概念図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0110】

以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施例について添付の図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態で実現可能であり、ここで説明する実施例に限定されない。明細書全体にわたって類似の部分に対しては同一の図面符号を付した。

【0111】

本明細書において、ある構成が他の構成を「含む」とするとき、これは、特に反対の記載がない限り、それ以外の他の構成を除くものではなく、他の構成をさらに含むこともできることを意味する。

【0112】

本明細書において、ある構成が他の構成と「連結」されているとするとき、これは、「直接的に連結」されている場合のみならず、「それらの間に他の構成を介在して連結」されている場合も含む。

【0113】

本明細書において、Ａ上にＢが位置するという意味は、Ａ上に直接当接してＢが位置するか、またはそれらの間に別の層が位置しながらＡ上にＢが位置することを意味し、Ａの表面に当接してＢが位置することに限定されて解釈されない。

【0114】

本明細書において、マーカッシュ形式の表現に含まれた「これらの組み合わせ」という用語は、マーカッシュ形式の表現に記載された構成要素からなる群から選択される１つ以上の混合又は組み合わせを意味するものであって、前記構成要素からなる群から選択される１つ以上を含むことを意味する。

【0115】

本明細書において、「Ａ及び／又はＢ」の記載は、「Ａ、Ｂ、又は、Ａ及びＢ」を意味する。

【0116】

本明細書において、「第１」、「第２」又は「Ａ」、「Ｂ」のような用語は、特に説明がない限り、同一の用語を互いに区別するために使用される。

【0117】

本明細書において、単数の表現は、特に説明がなければ、文脈上解釈される単数又は複数を含む意味で解釈される。

【0118】

以下、本発明をより詳細に説明する。

【0119】

本発明の発明者らは、より欠陥が少なく、高品質のインゴットを製造する方法を研究する中で、昇華法である物理的気相輸送法（ＰＶＴ）を適用して単結晶を成長させる過程において、所定の黒鉛化収縮率を満たす種結晶接着層を適用することで優れた品質のインゴットを製造できるという点を確認し、本発明を完成した。

【0120】

種結晶接着層
上記の目的を達成するために、一実施例に係る種結晶接着層１００は、
Ｖｒは、下記式１で表され、２８％／ｍｍ^３以上のＶｒ値を有することができる。

【0121】

［式１］

【0122】

前記式１において、Ｓｇ（％）は、下記式２の値であり、Ｖ１は、炭化前の種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）であり、Ｖ２は、黒鉛化された種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）を常温で測定した値であり、

【0123】

［式２］

【0124】

前記式２において、Ａ１は、前記炭化前の種結晶接着層の面積（ｍｍ^２）であり、Ａ２は、前記黒鉛化された種結晶接着層の面積（ｍｍ^２）を常温で測定した値である。

【0125】

前記炭化前の種結晶接着層は、種結晶接着層が２０００℃以上の温度で黒鉛化される前の種結晶接着層である。前記種結晶接着層の組成及び製造方法については後述する。

【0126】

前記炭化前の種結晶接着層は、コーティング層である種結晶接着層、またはフィルム層である種結晶接着層であってもよい。コーティング層である種結晶接着層及びフィルム層である種結晶接着層については後述する。

【0127】

前記炭化前の種結晶接着層は、接着性樹脂が高分子化（ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄ）された状態の半透明なものである。前記炭化前の種結晶接着層は無定形の炭素（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ）であって、不透明な炭化後の種結晶接着層と区分される。前記接着性樹脂については後述する。

【0128】

前記黒鉛化された種結晶接着層は、前記温度で黒鉛化された種結晶接着層である。前記炭化前の種結晶接着層は、黒鉛化された種結晶接着層になるに伴って、その体積が減少する。

【0129】

前記Ｓｇ値は、炭化前の種結晶接着層１００の面積において黒鉛化により変化した面積の百分率である。前記変化は、減少として示され得る。

【0130】

前記炭化前の種結晶接着層の面積は、被接着物（支持体、種結晶など）に付着される接合面に対する面積であり得る。前記黒鉛化された種結晶接着層の面積は、前記炭化前の種結晶接着層の面積において黒鉛化により収縮した面積を除いた種結晶接着層の面積を示す。

【0131】

前記黒鉛化された種結晶接着層の面積、厚さ及び体積の測定は常温で行われ得、前記常温は２０℃～３０℃であってもよく、具体的には２５℃であってもよい。

【0132】

前記Ｓｇ値は、８．５％以上であってもよく、または９％以上であってもよい。前記Ｓｇ値は、１１％以上であってもよく、または１６％以上であってもよい。前記Ｓｇ値は３０％以下であってもよい。前記Ｓｇ値は、２７％以下であってもよく、または２１％以下であってもよい。

【0133】

前記Ｓｇ値が３０％を超えると、前記種結晶接着層１００を適用して成長及び冷却されたインゴットを含む種結晶が、前記種結晶接着層から完全に分離されてしまい、インゴットが損傷する恐れがあり、種結晶又は支持体から分離された種結晶接着層の面積が過度となり、インゴットの品質が低下する恐れがある。

【0134】

前記Ｓｇ値が８．５％未満であると、成長したインゴットを含む種結晶と種結晶接着層との間または前記種結晶と支持体との間の応力により、インゴットの反り（ｗａｒｐ）値が良好でない恐れがある。

【0135】

前記Ｓｇ値が前記範囲を満たす時、２０００℃以上の温度で昇華を通じたインゴットの成長及び冷却過程において、前記種結晶接着層と被接着物（支持体、種結晶など）との間に効果的に部分分離が行われ得、製造されるインゴットに加えられる応力を最小化することができる。前記Ｓｇ値が１６％～２１％である場合、製造されるインゴットの品質をさらに向上させることができる。

【0136】

前記Ｓｇ値の測定は、下記の実験例の項目に記載されたような方法が適用されてもよいが、これに限定されるものではない。

【0137】

前記式１のＶｒ値は、以下で説明する範囲であるとき、前記種結晶接着層１００を適用してインゴットを製造する時、応力の発生をさらに減少させ、高品質のインゴットが成長し、回収されるようにすることができる。

【0138】

前記Ｖｒ値は、２８％／ｍｍ ^３ 以上であってもよく、または２８．７％／ｍｍ ^３ 以上であってもよい。前記Ｖｒ値は、３８．３％／ｍｍ ^３ 以上であってもよく、または５２．３％／ｍｍ ^３ 以上であってもよい。前記Ｖｒ値は１５４．５％／ｍｍ ^３ 以下であってもよい。前記Ｖｒ値は、７７．８％／ｍｍ ^３ 以下であってもよく、または６３．８％／ｍｍ ^３ 以下であってもよい。

【0139】

前記Ｖｒ値が１５４．５％／ｍｍ ^３ を超えると、前記種結晶接着層１００を適用して成長したインゴットの欠陥密度が高くなることがあり、製造されるインゴットが前記種結晶接着層から完全に分離されてしまい、インゴット自体が損傷する可能性がある。

【0140】

前記Ｖｒ値が２８％／ｍｍ ^３ 未満であると、前記種結晶接着層を適用して成長したインゴットが、種結晶接着層と接着された被接着物（支持体、種結晶など）との熱膨張係数の差による応力を受けやすくなるので、製造されるインゴットの品質が良好でない恐れがある。

【0141】

前記Ｖｒ値が前記範囲を満たす時、製造されるインゴットに加えられる応力、これにより発生する欠陥を最小化することができ、インゴットの製造過程で種結晶接着層から種結晶を効果的に部分分離することができる。

【0142】

前記Ｖｒ値が５３．７％／ｍｍ ^３ ～６４．１％／ｍｍ ^３ である場合、製造されるインゴットの品質をさらに向上させることができる。

【0143】

前記Ｖｒ値の測定は、下記の実験例の項目に記載されたような方法が適用されてもよいが、これに限定されるものではない。

【0144】

前記種結晶接着層１００が炭化前の種結晶接着層である場合、コーティング層である種結晶接着層であってもよく、またはフィルム層である種結晶接着層であってもよい。前記コーティング層である種結晶接着層は、液状の接着性樹脂組成物が塗布された形態の種結晶接着層であり得、前記フィルム層である種結晶接着層は、前記接着性樹脂組成物が塗布された後、硬化した形態の種結晶接着層であり得る。

【0145】

前記炭化前の種結晶接着層１００は、１．６９ｇ／ｃｍ^２以上の重量を支えることができる。前記炭化前の種結晶接着層１００は、１０．７ｇ／ｃｍ^２以上の重量を支えることができ、または１５．４ｇ／ｃｍ^２の重量を支えることができる。前記範囲の重量を支えるようにして、インゴットの成長前、反応容器の内部の上端に、種結晶と支持体との間に介在した前記種結晶接着層１００を含む積層体を安定的に配置することができる。

【0146】

前記コーティング層である種結晶接着層１００は、接着性樹脂を含むことができ、または接着性樹脂とフィラーを含むことができる。前記コーティング層である種結晶接着層１００は溶媒をさらに含むことができる。

【0147】

前記コーティング層である種結晶接着層は、所定の固形分を有する接着性樹脂を含む液状の接着性樹脂組成物を塗布し、乾燥したものであってもよい。

【0148】

前記固形分は、前記接着性樹脂組成物全体を基準として、１６重量％～２７重量％であってもよく、または１８重量％～２５重量％であってもよい。前記固形分は、前記接着性樹脂組成物全体を基準として１８重量％～２２重量％であってもよい。

【0149】

前記固形分の含量を満たす接着性樹脂組成物を通じて、前記種結晶接着層を被接着物上に容易に形成しながら、前記Ｓｇ値及びＶｒ値を満たす種結晶接着層を設けることができる。

【0150】

前記溶媒は、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エタノール、メタノール、アセトン及びこれらの組み合わせからなる群から選択された１種を含むことができるが、前記接着性樹脂組成物及び前記種結晶接着層の製造に適用可能なものであれば、制限なしに適用することができ、前記に例示されたものに限定されない。

【0151】

前記フィルム層である種結晶接着層１００は、接着性樹脂を含むことができ、または接着性樹脂とフィラーを含むことができる。

【0152】

前記フィルム層である種結晶接着層１００は、前記液状の接着性樹脂組成物を塗布し、硬化熱処理して設けることができる。

【0153】

原料物質の昇華を含むインゴットの成長が行われる成長温度雰囲気で、前記インゴットの成長と共に、前記接着性樹脂の黒鉛化が行われ得る。前記接着性樹脂は、インゴットの成長温度で種結晶及び支持体との接着を少なくとも一部分維持できるものが使用され得る。

【0154】

前記接着性樹脂の残炭量は、５重量％～５０重量％であってもよく、または１０重量％～３０重量％であってもよい。前記残炭量の範囲を有する接着性樹脂を使用した種結晶接着層は、インゴット成長ステップで効果的に黒鉛化され得、インゴットが成長した後、回収するステップで種結晶接着層が部分分離されるように助けることができる。

【0155】

前記接着性樹脂は、具体的には、ポリアクリル酸樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂及びこれらの組み合わせからなる群から選択された１種を含むことができる。

【0156】

前記フィラーは、黒鉛、コークス、カーボンブラック、炭素ナノチューブ、グラフェン及びこれらの組み合わせからなる群から選択された１種であってもよい。前記フィラーは、前記種結晶接着層１００の黒鉛化時に収縮する程度を制御することができる。

【0157】

前記フィラーの平均粒径（Ｄ_５０）は１μｍ以下であってもよい。前記フィラーの平均粒径（Ｄ_５０）は２００ｎｍ～６００ｎｍであってもよい。前記フィラーの平均粒径（Ｄ_５０）は、２５０ｎｍ～５５０ｎｍであってもよく、または２８０ｎｍ～５２０ｎｍであってもよい。

【0158】

前記フィラーがこのような粒子サイズを有する場合、前記種結晶接着層１００の接着特性を同等レベル以上に維持しながら、インゴットに加えられる応力の影響を最小化すると共に、温度による種結晶接着層の体積及び面積の変化特性をより容易に制御することができる。

【0159】

前記フィラーの添加量は、前記接着性樹脂を含有する溶液全体を基準として、０．５重量％以上であってもよく、または１重量％以上であってもよい。前記フィラーの添加量は、前記接着性樹脂を含有する溶液全体を基準として、１０重量％以下であってもよく、または６重量％以下であってもよい。前記フィラーの添加量の範囲で、前記種結晶接着層１００の接着特性及び面積変化特性をより容易に制御することができる。

【0160】

前記フィラーが添加される時、前記接着性樹脂は、ポリアクリル酸樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、フェノール樹脂及びクレゾールノボラック（ｃｒｅｓｏｌ ｎｏｖｏｌａｃ）型樹脂からなる群から選択された１種であってもよい。また、前記フィラーが添加される時、前記接着性樹脂は、ポリアクリル酸樹脂またはポリアクリロニトリル樹脂であってもよい。

【0161】

このとき、前記樹脂を種結晶接着層１００に適用してインゴットの成長及び冷却時に、被接着物である種結晶１１０及び支持体１２０が、黒鉛化された種結晶接着層と最適の接合面積を維持するものの、一部が分離されるようにして、インゴットに加えられる応力を効率的に減少させ、より高品質のインゴットを製造することができる。

【0162】

前記種結晶接着層１００は、被接着物（支持体、種結晶など）と対向する面が接着される接合面を含むことができ、前記接合面は、前記種結晶接着層１００の一面である第１面と、他面である第２面とを含む。

【0163】

具体的には、支持体１２０が前記種結晶接着層の上に位置することができ、前記支持体の一面が前記種結晶接着層の第１面と対向することができ、互いに接合され得る。種結晶１１０は、前記種結晶接着層の下に位置することができ、前記種結晶の一面が前記種結晶接着層の第２面と対向して接することができる。

【0164】

前記種結晶接着層１００と被接着物（支持体、種結晶など）とは接着される。

【0165】

前記被接着物の熱膨張係数（×１０^－６／℃）は、２９３．１５Ｋ～４７３．１５Ｋで６以下であってもよい。前記被接着物の熱膨張係数（×１０^－６／℃）は、２９３．１５Ｋ～４７３．１５Ｋで５以下であってもよく、または４．５以下であってもよい。前記被接着物の熱膨張係数（×１０^－６／℃）は、２９３．１５Ｋ～４７３．１５Ｋで１以上であってもよく、２以上であってもよく、または３以上であってもよい。前記被接着物の熱膨張係数（×１０^－６／℃）は、２９３．１５Ｋ～４７３．１５Ｋで３．７～４．２であってもよい。

【0166】

前記熱膨張係数の範囲を満たす被接着物（種結晶、支持体など）に、前記種結晶接着層を適用すると、インゴットの成長のための昇温及び冷却過程においてより適切に種結晶接着層と被接着物との部分分離を誘導することができる。

【0167】

前記種結晶接着層１００と接着される被接着物の一面は、表面粗さ（Ｒａ）が５μｍ以下であってもよく、０．０１ｎｍ以上であってもよい。

【0168】

前記種結晶１１０は、成長させようとするインゴットの特性に応じて異なって適用することができる。

【0169】

前記インゴットが炭化珪素インゴットである場合、炭化珪素種結晶が適用され得る。例えば、４Ｈ－ＳｉＣウエハ、６Ｈ－ＳｉＣウエハ、３Ｃ－ＳｉＣウエハ、１５Ｒ－ＳｉＣウエハなどが適用されてもよく、２０００℃以上の温度で昇華法を通じてインゴットが成長し得るものであれば適用可能である。

【0170】

前記種結晶１１０は、成長させようとするインゴットのサイズに応じて異なって適用することができる。前記インゴットの直径は、４インチ以上であってもよく、５インチ以上であってもよく、または６インチ以上であってもよい。前記インゴットの直径は、４インチ～１２インチ、４インチ～１０インチ、または６インチ～８インチであってもよい。前記種結晶は、このようなインゴットの特性に応じて適切なものを適用することができる。

【0171】

前記種結晶１１０は、４Ｈ－ＳｉＣ単結晶を成長させ得るものを適用することができ、例えば、インゴットが成長する前面がＣ面（０００－１）である４Ｈ－ＳｉＣ結晶の種結晶が適用されてもよい。

【0172】

前記支持体１２０は、前記種結晶１１０を種結晶接着層１００と共にインゴットの成長のための反応容器の内部空間の上部に配置する目的で適用することができる。

【0173】

前記支持体１２０は黒鉛材質であってもよく、インゴットの成長に使用される反応容器の坩堝の材質と同一であってもよい。また、前記支持体１２０は、前記反応容器の蓋と一体または別途に形成されてもよい。

【0174】

前記黒鉛化された種結晶接着層１００は、前記種結晶接着層を窒素又はアルゴン気体などの不活性雰囲気、１０ｔｏｒｒ～５０ｔｏｒｒの圧力で、５℃／ｍｉｎ～１０℃／ｍｉｎの昇温速度、２０００℃～２６００℃の温度で１時間～１００時間熱処理して設けることができる。具体的には、前記黒鉛化された種結晶接着層１００は、３０ｔｏｒｒのアルゴン雰囲気で１０℃／ｍｉｎの昇温速度、２６００℃の温度で１０時間熱処理して設けることができる。

【0175】

前記黒鉛化された種結晶接着層の面積、体積などは、２５℃の温度で測定されたものを基準とする。

【0176】

通常、インゴットの成長及び／又は種結晶接着層の黒鉛化は、高温での熱処理過程により行われるので、前記黒鉛化された種結晶接着層の面積、体積などは、冷却過程を経た後に測定される。前記冷却過程は、黒鉛化された種結晶接着層に５℃／ｍｉｎ～１０℃／ｍｉｎの冷却速度が適用され得る。また、前記冷却は、５～７５０ｔｏｒｒのアルゴン又は窒素雰囲気の条件で行われ得る。

【0177】

前記黒鉛化された種結晶接着層１００は、１．９７ｇ／ｃｍ^２以上の重量を支えることができ、または１２．５ｇ／ｃｍ^２以上の重量を支えることができる。前記黒鉛化された種結晶接着層は、５１．３ｇ／ｃｍ^２以下の重量を支えることができ、または３５．９ｇ／ｃｍ^２以下の重量を支えることができる。前記範囲の重量を支えるようにして、インゴットの成長及び冷却後、黒鉛化された種結晶接着層が被接着物と一部分分離されても、インゴットが完全に分離されないようにすることができる。

【0178】

前記種結晶接着層１００は、下記式３で表されるＶｇ値が５６％以上であってもよく、７１％以下であってもよい。

【0179】

［式３］

【0180】

前記式３において、Ｖ１は、前記炭化前の種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）であり、Ｖ２は、前記黒鉛化された種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）を常温で測定した値である。

【0181】

前記式３のＶ１及びＶ２は、前記式１の値と同一であり得、前記式３の黒鉛化の条件、体積測定の条件も、上述した説明と同一である。

【0182】

前記種結晶接着層１００が前記Ｓｇ及びＶｒ値の範囲と、Ｖｇ値の範囲を満たす時、インゴットの成長及び冷却ステップにおいて、被接着物と十分な接着力は維持しながら、目的とする部分的な分離を容易に誘導することができ、応力による欠陥がさらに減少したインゴットを製造することができる。

【0183】

前記種結晶接着層１００の厚さは３μｍ以上であってもよい。前記種結晶接着層１００の厚さは、５μｍ以上であってもよく、または１０μｍ以上であってもよい。前記厚さは１００μｍ以下であってもよい。前記厚さは、８０μｍ以下であってもよく、または７０μｍ以下であってもよい。前記厚さ範囲で、全体的に一定の厚さの種結晶接着層を安定的に形成することができ、種結晶１１０及び支持体１２０などの被接着物をより安定的に接着させることができる。

【0184】

前記炭化前の種結晶接着層１００（コーティング層又はフィルム層の形態）は、面積が７．８５×１０^３ｍｍ^２以上であってもよく、または１７．６×１０^３ｍｍ^２以上であってもよい。前記炭化前の種結晶接着層は、面積が７０．６×１０^４ｍｍ^２以下であってもよく、または４０．９×１０^４ｍｍ^２以下であってもよい。前記面積範囲及び前記厚さ範囲で、接着が安定的に行われ得、インゴットの成長及び冷却時に、前記種結晶接着層の被接着物との部分分離が効果的に行われ得る。

【0185】

前記黒鉛化された種結晶接着層１００の面積は、５．５０×１０^３ｍｍ^２以上であってもよく、または１２．３×１０^３ｍｍ^２以上であってもよく、４９．４×１０^３ｍｍ^２以下であってもよく、または２８．６×１０^３ｍｍ^２以下であってもよい。このような面積範囲を有するとき、前記黒鉛化された種結晶接着層は、より容易に被接着物と部分分離され得る。

【0186】

前記種結晶接着層は、昇温及び冷却過程でその体積が変化し、このとき、前記種結晶接着層と前記被接着物との界面で互いに反対方向の張力が一時的に作用するようになり、これは、種結晶接着層が前記被接着物を接着する接着力を一時的に弱め、前記種結晶接着層の部分分離が生じるものと考えられる。このとき、前記種結晶の他面にインゴットが位置してその重量が増加した場合、前記一部の分離がさらに有利に行われ得る。

【0187】

前記種結晶接着層の部分分離は、昇温及び冷却過程で発生する熱膨張率（又は熱収縮率）の差によって発生する応力を実質的に除去することができ、応力によりインゴットに発生する欠陥を著しく減少させることができる。

【0188】

このような種結晶接着層の体積変化の特性は、少なくとも２つの理由であると考えられる。その一つは、炭化前の種結晶接着層に含まれた接着性樹脂などが炭化及び黒鉛化過程を経ながら体積が減少するためであると考えられる。そして、他の一つは、黒鉛化された種結晶接着層が冷却される過程で熱収縮して体積が減少するためであると考えられる。

【0189】

このような前記種結晶接着層の特徴は、前記被接着物と適切な範囲の熱膨張（又は熱収縮）特性を有するとき、さらに優れた効果を有する。

【0190】

但し、２０００℃以上の温度で熱膨張率（又は熱膨張係数）を測定することが実質的に難しいので、前記では、測定可能な温度範囲での被接着物（支持体、種結晶など）の熱膨張係数を提示する。

【0191】

図１及び図２を参照すると、従来、接着層１０が適用されて成長した炭化珪素インゴット（図１）、及び一実施例に係る種結晶接着層１００が適用されたインゴット１３０（図２（ａ）及び（ｂ））を確認することができる。

【0192】

図１に示されたように、従来、炭化珪素インゴットの成長過程で支持体１２０と種結晶１１０との間の熱膨張係数の差により、炭化珪素インゴットの成長過程である昇温、冷却過程で炭化珪素インゴットに応力が加えられ得る。

【0193】

図２（ａ）及び（ｂ）では、前記種結晶接着層１００の収縮に伴い、支持体１２０と種結晶１１０との間に一部分離が起こる形状を示した。これによって、前記支持体の上部に位置する反応容器の蓋１４０の反りを抑制し、前記支持体との熱膨張係数の差によってインゴットに加えられる応力を最小化することができる。

【0194】

インゴットの成長過程において、前記種結晶、種結晶接着層及び支持体の外周面を取り囲む多結晶１３１が形成され得、以後、前記種結晶接着層が収縮しながら前記多結晶の一部が破断し得る。

【0195】

インゴットの成長及び冷却により、図８に示したように、前記黒鉛化された種結晶接着層１００が収縮し（図８（ｂ）、黒色の矢印は、接着層の収縮を表す）、被接着物と前記種結晶接着層との間の一部分離が発生し得る（図８（ｃ１）、（ｃ２））。

【0196】

黒鉛化された種結晶接着層と被接着物との間の分離されずに残っている接着面積が、黒鉛化された種結晶接着層の面積に対し９５％以下である場合（即ち、分離された面積が５％を超える場合）、目的とする一部分離が起こったと見なすことができる。

【0197】

前記分離されずに残っている接着面積は、前記黒鉛化された種結晶接着層の面積に対し９０％以下であってもよく、または７７％以下であってもよい。前記分離されずに残っている接着面積は、前記黒鉛化された種結晶接着層の面積に対し３０％以上であってもよく、または４５％以上であってもよい。前記黒鉛化された種結晶接着層が、前記分離されずに残っている接着面積の範囲を有する場合に、インゴットの成長及び冷却時に前記種結晶接着層と被接着物との一部分離が効果的に行われ得、分離されていない接着面である種結晶接着層によって、前記種結晶と前記種結晶の他面上に位置するインゴットが完全に分離されないように支えることができる。

【0198】

積層体の製造方法
他の一実施例に係る積層体の製造方法は、

【0199】

支持体１２０の一面または種結晶１１０の一面上に炭化前の種結晶接着層１００を設け、前記支持体と前記種結晶との間に介在した前記種結晶接着層を含む積層体を設ける積層ステップと；
前記炭化前の種結晶接着層を炭化熱処理し、炭化した種結晶接着層を含む積層体を設ける炭化ステップと；を含む。

【0200】

前記炭化ステップの後に熱処理ステップをさらに含むことができる。

【0201】

前記熱処理ステップは、前記積層体を２０００℃以上の温度で黒鉛化熱処理を行うことで、黒鉛化された種結晶接着層を含む積層体を製造するステップである。

【0202】

前記種結晶接着層は、下記式１で表されるＶｒ値が２８％／ｍｍ^３以上であってもよい。

【0203】

［式１］

【0204】

前記式１において、Ｓｇ（％）は、下記式２の値であり、Ｖ１は、炭化前の種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）であり、Ｖ２は、黒鉛化された種結晶接着層の体積（ｍｍ^３）を常温で測定した値であり、

【0205】

［式２］

【0206】

前記式２において、Ａ１は、前記炭化前の種結晶接着層の面積（ｍｍ^２）であり、Ａ２は、前記黒鉛化された種結晶接着層の面積（ｍｍ^２）を常温で測定した値である。

【0207】

前記種結晶接着層は、第１面及び第２面を含む。

【0208】

前記炭化前の種結晶接着層は、コーティング層である種結晶接着層、またはフィルム層である種結晶接着層を含む。

【0209】

前記炭化した種結晶接着層は、前記コーティング層である種結晶接着層またはフィルム層である種結晶接着層が炭化熱処理されたものであってもよい。

【0210】

前記積層ステップは、支持体１２０の一面または種結晶１１０の一面上に炭化前の種結晶接着層を設け、前記支持体と前記種結晶との間に介在した前記種結晶接着層を含む積層体を設けるステップである。

【0211】

前記積層体は、前記種結晶接着層、前記種結晶接着層の第１面の上に位置する前記支持体、そして、前記種結晶接着層の第２面の下に位置する前記種結晶を含むことができる。

【0212】

前記積層ステップの種結晶１１０及び支持体１２０はそれぞれ、前記種結晶接着層の説明において被接着物として記述した種結晶及び支持体と同一である。

【0213】

前記積層ステップの種結晶接着層１００は、炭化前の種結晶接着層であって、コーティング層の形態またはフィルム層の形態であってもよく、前記種結晶接着層の説明で記述した通りである。

【0214】

前記積層ステップの種結晶接着層１００が、コーティング層である種結晶接着層である場合、前記コーティング層である種結晶接着層は、前記接着性樹脂と前記溶媒が混合されて、所定の重量％の固形分を有する液状であってもよい。

【0215】

前記積層ステップの種結晶接着層１００が、コーティング層である種結晶接着層である場合、前記液状の種結晶接着層から溶媒が一部除去されて乾燥されたコーティング層であってもよい。

【0216】

前記接着性樹脂がポリアクリル酸樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂またはクレゾールノボラック（ｃｒｅｓｏｌ ｎｏｖｏｌａｃ）型樹脂である場合、溶媒と混合されて固形分が１６重量％～２７重量％であってもよい。前記固形分は、１８重量％～２５重量％であってもよく、または１８重量％～２２重量％であってもよい。

【0217】

前記固形分を有する接着性樹脂組成物を通じて、安定した作業性を有しながら、前記Ｓｇ及び前記Ｖｒ値を満たす種結晶接着層１００を製造することができる。

【0218】

前記積層ステップの種結晶接着層１００（炭化前の種結晶接着層）がコーティング層の形態である場合、前記コーティング層の形態の種結晶接着層は、前記支持体１２０又は種結晶１１０の一面上に接着性樹脂組成物を塗布して形成され得る。具体的には、前記塗布は、通常の液状物質を塗布する方法が適用され得、スピンコーティングを用いることができるが、これに限定されるものではない。

【0219】

前記塗布における塗布厚さは、３μｍ以上であってもよく、５μｍ以上であってもよく、または１０μｍ以上であってもよい。前記塗布厚さは、１００μｍ以下であってもよく、８０μｍ以下であってもよく、または７０μｍ以下であってもよい。前記塗布厚さの範囲で、種結晶１１０及び支持体１２０などの被接着物を安定的に接着させることができ、後続ステップにおいて種結晶と支持体が一部分のみが適切に分離されるように誘導することができる。

【0220】

前記積層ステップの種結晶接着層１００（炭化前の種結晶接着層）がフィルム層の形態である場合、前記フィルム層である種結晶接着層は、前記コーティング層である種結晶接着層を硬化熱処理して設けることができる。

【0221】

前記硬化熱処理温度は、１００℃～４５０℃であってもよく、１２０℃～４２０℃であってもよく、または１５０℃～４２０℃であってもよい。前記熱処理時間は１時間～１０時間であってもよい。

【0222】

前記熱処理温度が１００℃未満であると、製造されたフィルム層の形態の種結晶接着層の架橋の程度が十分でないことがある。前記熱処理温度が４５０℃を超えると、後の過程で前記フィルム層の形態の種結晶接着層が体積変化の程度が減少する可能性がある。

【0223】

図３に示したように、支持体１２０上に前記種結晶接着層１００を形成することができ、前記種結晶接着層上に種結晶１１０を位置させて積層体を設けることもできる。

【0224】

前記支持体１２０は、種結晶ホルダであってもよく、または前記反応容器の蓋１４０であってもよい。

【0225】

前記支持体１２０は、反応容器の蓋１４０と別途に形成されてもよく、または一体に形成されてもよい。

【0226】

従来の方法では、種結晶と支持体との間に介在した接着層を含む積層体を製造する際、加圧するステップが適用されることもあるが、一実施例に係る積層体の製造方法は、加圧する過程を省略することができる。

【0227】

前記炭化ステップは、前記炭化前の種結晶接着層１００を炭化熱処理し、炭化した種結晶接着層を含む積層体を設けるステップである。

【0228】

前記炭化ステップの炭化熱処理温度は、５００℃以上であってもよく、または６００℃以上であってもよい。前記炭化熱処理温度は、９００℃以下であってもよく、または８００℃以下であってもよい。前記炭化熱処理温度の範囲で、前記種結晶接着層１００の炭化が容易に行われ得、エネルギーの浪費を最小化することができる。

【0229】

前記炭化ステップは、アルゴン又は窒素などの不活性気体雰囲気で行うことができ、１ｔｏｒｒ～７５０ｔｏｒｒの圧力で１時間～１０時間行うことができる。

【0230】

前記炭化ステップが行われた積層体を冷却する冷却ステップをさらに含むことができ、２０℃～３０℃の常温に冷却することができる。

【0231】

前記炭化ステップの後に熱処理ステップをさらに含むことができる。

【0232】

前記熱処理ステップは、前記積層体を２０００℃以上の温度で黒鉛化熱処理を行うことで、黒鉛化された種結晶接着層を含む積層体を製造するステップである。

【0233】

前記熱処理ステップの温度は、２０００℃以上であってもよく、２２００℃以上であってもよく、または２３００℃以上であってもよい。前記温度は、２６００℃以下であってもよく、または２５００℃以下であってもよい。前記温度範囲で、前記種結晶接着層の黒鉛化が効果的に行われ得る。

【0234】

前記熱処理ステップは、１ｔｏｒｒ～２００ｔｏｒｒの圧力の不活性雰囲気、１℃／ｍｉｎ～１０℃／ｍｉｎの昇温速度の条件で１時間～１００時間行われてもよい。前記熱処理ステップは、１０ｔｏｒｒ～５０ｔｏｒｒ、５℃／ｍｉｎ～１０℃／ｍｉｎの昇温速度の条件で５時間～４８時間行われてもよい。前記温度、圧力及び昇温速度の範囲で、より効率的に前記種結晶接着層１００の黒鉛化処理を行うことができる。

【0235】

前記熱処理ステップで黒鉛化された種結晶接着層１００は、第１面及び第２面を有することができ、被接着物と接着された接合面を有することができる。前記第１面は、前記黒鉛化された種結晶接着層の一面であり、前記第２面は、前記黒鉛化された種結晶接着層の他面である。

【0236】

前記熱処理ステップで黒鉛化された種結晶接着層は、相対する面と接着された接合面を有することができる。前記接合面は、第１接合面及び第２接合面を含むことができる。

【0237】

前記第１接合面は、前記第１面と相対する面と接する接合面である。前記第１接合面は、前記第１面と前記支持体の一面とが直接接する接合面であり得る。

【0238】

前記第２接合面は、前記第２面が相対する前記種結晶の一面と直接接する面である。

【0239】

前記第１接合面の面積と第２接合面の面積との和が、前記第１面の面積と第２面の面積との和より所定の倍数以下である場合、一部分離が行われたと見なすことができる。

【0240】

前記第１接合面の面積と第２接合面の面積との和が、前記第１面の面積と第２面の面積との和の０．９５倍以下であってもよく、または０．９０倍以下であってもよい。前記第１接合面の面積と第２接合面の面積との和が、前記第１面の面積と第２面の面積との和の０．７７倍以下であってもよい。

【0241】

前記第１接合面の面積と第２接合面の面積との和が、前記第１面の面積と第２面の面積との和の０．３０倍以上であってもよく、または０．４５倍以上であってもよい。

【0242】

前記第１接合面の面積と第２接合面の面積との和が前記の範囲を有する場合、前記種結晶接着層を適用してインゴットを成長させるとき、インゴットの成長及び冷却過程で熱膨張率（熱収縮率）によって発生し得るインゴットと支持体との間の応力を最小化することができ、より優れた品質のインゴットを提供することができる。

【0243】

前記熱処理ステップの後、図８に示したように、種結晶接着層１００の黒鉛化による収縮によって（図８（ｂ））、支持体１２０と種結晶接着層との間及び種結晶１１０と種結晶接着層との間に一部分離（図８（ｃ１）、（ｃ２））が起こり得る。これによって、前記支持体と種結晶の熱膨張係数の差により種結晶及びインゴットに加えられる応力を最小化することができる。

【0244】

前記熱処理ステップは、前記種結晶の一面上にインゴットを成長させる成長ステップと同時に行われてもよい。または、前記熱処理ステップは、前記種結晶接着層の黒鉛化と前記インゴットの成長が順次行われてもよい。

【0245】

前記成長ステップは、反応容器の内部空間の下部に原料３００、上部に前記積層体を配置し、前記積層体の種結晶の他面が前記原料３００と対向するように配置することができる。

【0246】

図４にインゴットの製造装置の一例を概略的に示した。図４を参照すると、前記反応容器は、断熱材４００によって取り囲まれて固定され得、石英管のような反応チャンバ４２０内に、前記反応容器を取り囲んだ断熱材が位置するようにすることができる。前記断熱材及び反応チャンバの外部に備えられた加熱手段５００により、前記反応容器の内部空間の温度を制御することができる。

【0247】

前記反応容器は、炭化珪素インゴット１３０の成長に適切なものであれば適用可能であり、具体的にはグラファイト坩堝が適用され得る。

【0248】

前記反応容器は、内部空間及び開口部を含む本体と、前記開口部と対応して前記内部空間を密閉する蓋とを含むことができる。前記蓋は、前記反応容器の内部空間に対向する面に前記積層体が配置されるようにすることができ、前記蓋上に前記積層体の支持体１２０の一面が接することができる。

【0249】

前記熱処理ステップの成長ステップは、前記加熱手段５００によって反応容器及び反応容器の内部空間を加熱して行うことができ、前記加熱と同時又は別途に内部空間を減圧し、不活性気体を所定量注入してインゴットの成長を誘導することができる。

【0250】

前記熱処理ステップの成長ステップの温度、圧力、雰囲気及び昇温速度は、前記熱処理ステップで記述したものと同じであり得る。

【0251】

前記熱処理ステップの成長ステップを通じて製造されるインゴット１３０は、インゴットを積層体から分離する切断過程を簡素化することができる。分離されたインゴットは、外径研削装備を適用してインゴットの外縁部分を削り（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｇｒｉｎｄｉｎｇ）、一定の厚さに切削（ｓｌｉｃｉｎｇ）した後、縁部の研削及び表面研磨、ポリッシングなどの加工を通じてウエハに加工することができる。

【0252】

前記インゴットから製造されたウエハは、５５μｍ以下の反り値（ｗａｒｐ）を有することができ、または前記インゴットから製造されたウエハの平均３０μｍ以下の反り値を有することができる。このような特徴を有するインゴットは、優れた物性を有するウエハを製造することができる。前記反り値（ｗａｒｐ）の測定は、下記実験例に記載されたような方法を適用することができる。

【0253】

前記積層体の製造方法は、前記熱処理ステップで製造された積層体を冷却する冷却ステップをさらに含むことができる。

【0254】

前記冷却ステップは、１℃／ｍｉｎ～１０℃／ｍｉｎの冷却速度で２４時間～４８時間行うことができる。前記冷却ステップは、前記内部空間の圧力を７００ｔｏｒｒ～８００ｔｏｒｒに上昇させた状態で行うことができる。

【0255】

前記積層体の製造方法の式２のＳｇ値及び前記式１のＶｒ値は、前記種結晶接着層１００の説明で記述した通りであり、その測定過程は、下記実験例の項目で記載した通りであるが、これに限定されるものではない。

【0256】

前記積層体の製造方法を通じて製造された積層体は、特有の前記Ｖｒ値及びＳｇ値を有する種結晶接着層１００を通じて、種結晶接着層の収縮による被接着物間の部分分離が発生し、前記積層体の製造方法の熱処理ステップでインゴットの成長ステップを含む時、優れた品質のインゴットを製造することができる。

【0257】

積層体
他の一実施例に係る積層体は、
第１面及び第２面を有する種結晶接着層１００と；一面が前記第１面の上に位置する支持体１２０と；前記第２面の下に位置する種結晶１１０と；を含む。

【0258】

前記第１面と前記支持体の一面は互いに対向することができる。

【0259】

前記第２面と前記種結晶１１０の一面とは互いに接することができる。

【0260】

前記炭化した種結晶接着層は、炭化前の種結晶接着層を炭化させたものである。

【0261】

前記炭化前の種結晶接着層は、コーティング層またはフィルム層である種結晶接着層であってもよい。

【0262】

前記炭化した種結晶接着層は、２０００℃以上の温度で熱処理により黒鉛化され、黒鉛化された種結晶接着層を形成する。

【0263】

種結晶接着層の面積の変化は、前記黒鉛化された種結晶接着層の面積と、前記炭化前の種結晶接着層の面積との差である。

【0264】

前記種結晶１１０の面積の変化は、前記熱処理前と熱処理後の前記種結晶の一面が有する面積の変化である。

【0265】

前記支持体１２０の面積の変化は、前記熱処理前と熱処理後の前記支持体の一面が有する面積の変化である。

【0266】

前記種結晶接着層１００の面積の変化は、前記種結晶の面積の変化又は前記支持体の面積の変化よりも大きくなり得る。

【0267】

前記黒鉛化された種結晶接着層１００は、前記第１面の一部又は前記第２面の一部が、隣り合う面と分離される。

【0268】

２０００℃以上で熱処理した後、常温で測定した前記種結晶接着層１００の面積を、前記熱処理前の前記種結晶接着層の面積と比較した面積の変化が、前記支持体１２０の面積の変化又は前記種結晶１１０の面積の変化よりも大きくなり得る。

【0269】

２０００℃以上で熱処理した後の前記種結晶接着層１００は、前記第１面の一部又は前記第２面の一部が、隣り合う面と直接接着されずに分離される。

【0270】

具体的には、２０００℃以上で熱処理する前の前記種結晶接着層１００は、炭化前の種結晶接着層であり得、前記熱処理後の前記種結晶接着層は、黒鉛化された種結晶接着層である。

【0271】

前記種結晶接着層１００の面積の変化は、前記黒鉛化された種結晶接着層の面積と、前記炭化前の種結晶接着層の面積との差である。

【0272】

前記種結晶接着層１００の面積の変化は、前記炭化前の種結晶接着層の面積から前記黒鉛化された種結晶接着層の面積を引いた値であり得る。

【0273】

前記炭化前の種結晶接着層１００は、コーティング層である種結晶接着層、またはフィルム層である種結晶接着層であってもよい。

【0274】

前記種結晶接着層１００は、２０００℃以上で熱処理した後、常温に冷却され、黒鉛化されて面積が減少し得る。

【0275】

前記種結晶１１０、前記支持体１２０及びこれらが有する特徴についての具体的な説明は、それぞれ前記種結晶接着層及びその製造方法の説明において被接着物として記述した種結晶及び支持体についての説明と同じである。

【0276】

前記支持体１２０の前記第１面と接する面は、２９３．１５～４７３．１５Ｋで６以下の熱膨張係数を有することができ、前記支持体又は前記第１面と接する面の熱膨張係数に関連する説明は、上述した被接着物についての説明と同じである。

【0277】

前記種結晶１１０の前記第２面と直接接する面は、２９３．１５～４７３．１５Ｋで４以下の熱膨張係数を有することができる。前記種結晶又は前記第２面と接する面の熱膨張係数に関連するより詳細な説明は、上述した被接着物についての説明と同じである。

【0278】

前記積層体は、前記種結晶１１０の他面から成長したインゴット１３０を含むことができる。

【0279】

前記種結晶接着層１００は、炭化前の種結晶接着層であってもよい。

【0280】

前記炭化前の種結晶接着層１００についての説明、前記炭化前の種結晶接着層が支える重量についての説明などの具体的な説明は、上述した説明と同じである。

【0281】

前記炭化した種結晶接着層１００は、前記炭化前の種結晶接着層を炭化熱処理したもので、実質的にその表面に気泡が形成されていないものであり得る。

【0282】

前記種結晶接着層１００は、前記黒鉛化熱処理後のもので、前記黒鉛化された種結晶接着層であり得る。

【0283】

前記黒鉛化及び前記黒鉛化された種結晶接着層１００についての具体的な説明は、上述した通りである。

【0284】

前記黒鉛化された種結晶接着層１００は、前記熱処理及び前記熱処理後の冷却過程でその面積が減少し得るという点は、記述した通りである。

【0285】

前記種結晶接着層１００は、相対する直接接する面と接着された接合面を有することができる。第１接合面は、前記第１面が前記支持体１２０の一面と直接接する面であり、第２接合面は、前記第２面が前記種結晶１１０の一面と直接接する面である。前記第１接合面と第２接合面との和は、前記第１面と第２面との和の０．９５倍以下であるというなどの特徴は、上述した通りである。

【0286】

前記種結晶接着層１００は、上述したＶｒ値、Ｓｇ値、そして、Ｖｇ値の特徴を有することができ、その具体的な説明は、上述した通りである。

【0287】

前記種結晶接着層１００は、３μｍ以上の厚さを有することができ、種結晶接着層の厚さなどについての説明は、上述した通りである。

【0288】

前記種結晶１１０の面積、支持体１２０の面積、種結晶接着層１００の面積などについての具体的な説明は、上述した通りである。

【0289】

前記種結晶１１０の粗さ、前記支持体１２０の粗さなどについての具体的な説明は、上述した通りである。

【0290】

インゴットの製造方法
他の一実施例に係るインゴットの製造方法は、
内部空間を有する反応容器に、原料物質と積層体を互いに対向するように配置する準備ステップと；
前記内部空間の温度、圧力及び気体雰囲気を調節して前記原料物質を昇華させ、前記積層体から成長したインゴットを設ける成長ステップと；
前記反応容器を冷却して前記インゴット又は前記インゴットが含まれた積層体を回収する冷却ステップと；を含む。

【0291】

前記インゴットが炭化珪素インゴットである場合、前記原料物質は、炭素、珪素、炭化珪素及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つを含むことができる。

【0292】

前記インゴットは、原料物質にドーパントをさらに含むことができる。前記ドーパントは、ドーパントとして適用可能な物質であれば、制限なしに適用可能である。

【0293】

前記積層体の構成及び各構成の特徴についての具体的な説明は、上述した通りである。

【0294】

前記準備ステップにおいて積層体の用意は、上述した積層体の製造方法の積層ステップ、または前記積層ステップ、炭化ステップのような方法によりなされ得る。

【0295】

前記成長ステップにおいて前記内部空間の温度、圧力及び気体雰囲気についての説明は、上述した通りである。

【0296】

前記冷却ステップにおいて前記インゴットがさらに含まれた積層体などについての説明、冷却速度についての説明などは、上述した通りである。

【0297】

前記積層体の炭化前の種結晶接着層の面積を基準として、前記黒鉛化された種結晶接着層の面積は８．５％以上減少したものであってもよい。このように面積が減少する場合、前記種結晶接着層は、インゴットまたはインゴットを含む種結晶と一部分離されることで、熱膨張及び熱収縮の過程で発生し得る応力の影響を最小化することができ、より優れた物性を有するインゴットを製造することができる。

【0298】

前記インゴットについての具体的な説明は、上述した通りである。

【0299】

前記インゴットは炭化珪素インゴットであってもよい。

【0300】

前記インゴットは炭化珪素単結晶インゴットであってもよい。

【0301】

前記種結晶接着層、前記積層体などを適用することによって、より高品質の炭化珪素インゴットを提供することができる。

【0302】

ウエハ及びウエハの製造方法
他の一実施例に係るウエハの製造方法は、
前記インゴットの製造方法により製造されたインゴット１３０の縁部を研削する研削ステップと；
前記研削されたインゴットを切断してウエハを設ける切断ステップと；を含む。

【0303】

前記研削ステップは、前記インゴット１３０の縁部から内部方向に、その断面の面積の５％以上が研削されてもよい。

【0304】

前記研削ステップは、前記種結晶と前記インゴット１３０とが接する前記炭化珪素インゴットの底面から、成長終結部分の表面である他面の方向、中心軸の方向に均一な断面を有するように研削することができる。

【0305】

前記切断ステップは、前記インゴットの底面又は（０００１）面と所定のオフ角を有するように切断することができる。

【0306】

前記切断ステップのオフ角は、０°～１０°であってもよい。

【0307】

前記切断ステップは、前記ウエハの厚さが３００μｍ～６００μｍになるように行われてもよい。

【0308】

前記ウエハの製造方法は、前記切断ステップの後に設けられたウエハの厚さを平坦化する平坦化ステップ；をさらに含むことができる。

【0309】

前記ウエハの製造方法は、前記切断ステップの後に設けられたウエハの縁部を研削する研削ステップ；をさらに含むことができる。

【0310】

前記ウエハの製造方法は、前記切断ステップの後に設けられたウエハの表面をエッチングし、研磨する表面処理ステップ；をさらに含むことができる。

【0311】

前記平坦化ステップ、研削ステップ及び表面処理ステップは、通常の方法によって適切な順序で行われてもよく、平坦化ステップ－研削ステップ－表面処理ステップの順に行われてもよい。

【0312】

前記ウエハの製造方法は、炭化珪素ウエハの製造方法であってもよい。

【0313】

前記インゴットは炭化珪素インゴットであってもよく、実質的に単結晶である炭化珪素インゴットであってもよい。

【0314】

前記ウエハは炭化珪素ウエハであってもよい。

【0315】

前記炭化珪素ウエハは、後述する特徴を有する。

【0316】

前記炭化珪素ウエハは、（０００１）面に対して０～１０°から選択されたいずれか一つの角度をオフ角として適用したウエハを基準として、そのロッキング角度が、基準角度に対し－１．５°～＋１．５°であるものであってもよく、基準角度に対し－１．０°～＋１．０°であるものであってもよく、基準角度に対し－０．１°～＋０．１°であるものであってもよく、または基準角度に対し－０．０５°～＋０．０５°であるものであってもよい。

【0317】

（０００１）面に対してオフ角が０°である炭化珪素ウエハは、そのロッキング角度が、基準角度に対し－１．０°～＋１．０°であってもよく、基準角度に対し－０．５°～＋０．５°であってもよく、基準角度に対し－０．１°～＋０．１°であってもよく、または基準角度に対し－０．０５°～＋０．０５°であってもよい。このような特徴を有するインゴットは、優れた結晶質特性を有する。

【0318】

（０００１）面に対してオフ角が４°である炭化珪素ウエハは、そのロッキング角度が、基準角度に対し－１．０°～＋１．０°であってもよく、基準角度に対し－０．５°～＋０．５°であってもよく、基準角度に対し－０．１°～＋０．１°であってもよく、または基準角度に対し－０．０５°～＋０．０５°であってもよい。このような特徴を有するインゴットは、優れた結晶質特性を有する。

【0319】

（０００１）面に対してオフ角が８°である炭化珪素ウエハは、そのロッキング角度が、基準角度に対し－１．０°～＋１．０°であってもよく、基準角度に対し－０．５°～＋０．５°であってもよく、基準角度に対し－０．１°～＋０．１°であってもよく、または基準角度に対し－０．０５°～＋０．０５°であってもよい。このような特徴を有するインゴットは、優れた結晶質特性を有する。

【0320】

前記ロッキング角度、オフ角がＸ°である意味、ロッキング角度が「基準角度に対し－１～＋１°」である意味、オメガ角度及びその取り扱いは、上述したものと同じであり得る。

【0321】

以下、具体的な実施例を通じて本発明をより具体的に説明する。以下の実施例は、本発明の理解を助けるための例示に過ぎず、本発明の範囲がこれに限定されるものではない。

【0322】

種結晶接着層及び黒鉛化された種結晶接着層の製造
接着性樹脂：ポリアクリル酸樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、フェノール樹脂、下記化学式１のようなトリメチルシリルエーテル基含有クレゾールノボラック樹脂を備えた。

【0323】

【化1】

【0324】

（前記化学式１において、ｎは、１～１０００の整数である。）

【0325】

フィラー：平均粒度（Ｄ_５０）が４００ｎｍである鱗状黒鉛粉末を備えた。

【0326】

溶媒：ジメチルホルムアミド及びエタノールを備えた。

【0327】

液状接着性組成物の製造：それぞれの接着性樹脂を表１の比率、固形分含量を有するように混合して接着性樹脂組成物を製造した。フェノール樹脂の場合、液状フェノール樹脂が適用された。

【0328】

種結晶接着層の製造：図３に示したように、前記液状組成物を支持体１２０上又は種結晶１１０上に表１の厚さ及び面積でスピンコーティングして塗布し、マッフル炉にて表１の温度で熱処理した。支持体１２０は、表面粗さ（Ｒａ）が０．１～５μｍであるものを適用し、種結晶１１０は、表面粗さ（Ｒａ）が０．０１～５ｎｍであるものを適用した。

【0329】

黒鉛化された種結晶接着層の製造：前記製造された種結晶接着層を、表１の条件に該当する温度で誘導加熱炉にて黒鉛化処理した。

【0330】

炭化珪素インゴットの成長
図４に炭化珪素インゴットの製造装置の一例を示したように、反応容器の内部空間の下部に炭化珪素原料３００を装入した。前記種結晶接着層１００の製造に適用された液状組成物を、支持体１２０と６インチの４Ｈの炭化珪素種結晶１１０との間に１０μｍの厚さで介在されるようにし、前記液状組成物をマッフル炉にて２５０℃の温度でフィルム化させた積層体を備えた。これを６００℃の温度で熱処理して、前記種結晶接着層が炭化した積層体を設けた。

【0331】

前記設けられた積層体を反応容器の内部空間の上部に配置した。このとき、積層体の炭化珪素種結晶は、Ｃ面（（０００－１）面）が内部空間の下部の炭化珪素原料に向かうようにした。

【0332】

反応容器を密閉し、その外部を断熱材４００で取り囲んだ後、加熱手段５００である加熱コイルが備えられた反応チャンバ４２０内に反応容器を配置した。

【0333】

前記反応容器の内部空間を減圧して真空雰囲気に調節し、アルゴンガスを注入して前記内部空間が大気圧に到達するようにした後、再び内部空間を減圧させた。同時に、内部空間の温度を５～１０℃／ｍｉｎの昇温速度で２２００～２６００℃の温度まで昇温させた。

【0334】

５ｔｏｒｒの圧力条件下で１００時間、炭化珪素原料と対向する炭化珪素種結晶面に炭化珪素インゴットを成長させた。その後、５～７６０ｔｏｒｒのアルゴン気体雰囲気、２５℃の温度になるように、１０℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却処理した。

【0335】

種結晶接着層及び積層体の測定、評価方法
１）Ｓｇ：表１の条件で種結晶接着層の元の面積Ａ１を測定し、前記炭化珪素インゴットの製造条件が適用されて黒鉛化熱処理後、常温冷却された面積Ａ２を測定し、これを前記式２に適用して計算した。

【0336】

２）厚さの変化：表１の条件で種結晶接着層の厚さを測定し、前記炭化珪素インゴットの製造条件が適用されて黒鉛化熱処理後、常温冷却された厚さを測定して、厚さの変化を計算した。前記厚さ測定は、ダイヤルゲージを通じて測定した。

【0337】

３）Ｖｒ：前記１）の面積値と２）の厚さを通じて、種結晶接着層の元の体積Ｖ１、及び前記炭化珪素インゴットの製造条件が適用されて黒鉛化熱処理後、常温冷却された体積Ｖ２を計算し、前記式１に適用して計算した。

【0338】

４）Ｖｇ：前記３）のＶ１及びＶ２値を前記式３に適用して計算した。

【0339】

５）黒鉛化後の接合面積：前記炭化珪素インゴットの製造条件が適用されて黒鉛化熱処理後に冷却された種結晶接着層と、被接着物（支持体、種結晶）との間の離れたギャップの程度を０．０２ｍｍのギャップゲージを通じて測定した。

【0340】

炭化珪素インゴットから製造されたウエハの物性評価
１）反り値（ｗａｒｐ）の評価：ＭＴＩ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ＩｎｃのＡｕｔｏＳｃａｎ ２００で、インゴットの部位（種結晶面をＮｏ．０と見たときの距離）別に切削して、４°のオフ角が適用されたウエハの反り値を測定した。

【0341】

２）ウエハ表面の評価：高分解能Ｘ線回折分析システム（ＨＲ－ＸＲＤ ｓｙｓｔｅｍ、Ｒｉｇａｋｕ社のＳｍａｒｔＬａｂ Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｘ－ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）を適用して、前記インゴットの（０００１）面を基準として、４°のオフ角が適用されたウエハを準備し、ウエハの［１１－２０］方向をＸ線経路に合わせ、Ｘ－ｒａｙ ｓｏｕｒｃｅ ｏｐｔｉｃとＸ－ｒａｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｏｐｔｉｃ角度を２θ（３５～３６°）に設定した後、ウエハのオフ角に合わせてオメガ（ω、又はシータθ、Ｘ－ｒａｙ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｏｐｔｉｃ）角度を調節して測定した。具体的には、０°オフを基準として、オメガ角度は１７．８１１１°であり、４°オフを基準として、オメガ角度は１３．８１１°、そして、８°オフを基準として、オメガ角度は９．８１１１°を適用した。Ｘ－ｒａｙ ｐｏｗｅｒは９ｋＷ、そして、Ｘ－ｒａｙ ｔａｒｇｅｔはＣｕを適用し、Ｇｏｎｉｏｍｅｔｅｒ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎは０．０００１°であるものが適用された。Ｍａｘ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙでの角度を基準としてロッキングカーブ（ｒｏｃｋｉｎｇ ｃｕｒｖｅ）の半値全幅（ＦＷＨＭ）を測定して、それぞれａｒｃｓｅｃで評価し、ウエハの表面において１０ｍｍの間隔で１６７ｐｏｉｎｔを測定し、その結果を図７に示した。

【0342】

【表1】

（ＰＡＡ：ポリアクリル酸、ＰＡＮ：ポリアクリロニトリル、ＴＭＳＣＮ：トリメチルシリルエーテル基を含むクレゾールノボラック、フィラーの添加量は、接着性樹脂を含む液状組成物全体を１００重量％と見た値である）

【0343】

【表2】

（一部分離：熱処理（成長ステップ）の後、黒鉛化された種結晶接着層と被接着物との間の接合面が、黒鉛化された種結晶接着層の断面積に対し９５％以下、ウエハの平均反り値（μｍ）：３０以下は良い、３１～５９は普通、６０以上は悪い、"－"表示は、測定していないことを意味する。）

【0344】

表１及び表２を参照すると、アクリル系樹脂、フィラーが添加されたアクリル系樹脂、フィラーが添加されていないフェノール樹脂、及びクレゾールノボラック樹脂を適用したサンプルは、Ｓｇ値が９．１２％～２７．２％、Ｖｒ値が２８．１％／ｍｍ ^３ ～１５２．７％／ｍｍ ^３ を示した。フィラーが、液状組成物全体を１００重量％と見たときに２重量％添加されたフェノール樹脂及びクレゾールノボラック樹脂を適用したサンプルは、Ｓｇ値が８．４２％以下、Ｖｒ値が２７．８％／ｍｍ ^３ 以下を示した。

【0345】

フィラーが添加された１８～２２重量％の固形分を有するアクリル系樹脂を用いたサンプルの場合、Ｓｇ値が１６．４２％～２１．０８％、Ｖｒ値が５３．７％／ｍｍ ^３ ～６４．１％／ｍｍ ^３ を示し、当該条件を通じて設けられたインゴットから製造されたウエハの平均反り値が良好であった。

【0346】

また、Ｓｇ値が８．４２％以下であり、Ｖｒ値が２７．８％／ｍｍ ^３ 以下である種結晶接着層を適用した場合、インゴット（種結晶）が被接着物（種結晶、支持体）から一部分離されなかったが、実施例は、黒鉛化された種結晶接着層と被接着物との間の接合面積が、黒鉛化熱処理前の接合面積に対し９５％以下を示すことから、一部分離されることが確認できた。

【0347】

図６は、製造されたインゴットからウエハの切断時、種結晶から相対距離（Ｗａｆｅｒ Ｎｏ．）によるウエハの反り値を示したグラフである。図６を参照すると、比較例３（ａ）の条件を通じて成長したインゴットから製造されたウエハは、平均反り値（ｗａｒｐ）が９８μｍ以上であり、種結晶付近のインゴット部位（Ｗａｆｅｒ Ｎｏ．２）から製造されたウエハの反り値は１４０μｍ以上であった。実施例１０（ｂ）の条件を通じて成長したインゴットから製造されたウエハは、種結晶付近のインゴット部位（Ｗａｆｅｒ Ｎｏ．２）から製造されたウエハの反り値が４５μｍ以下、平均反り値が３０μｍ以下を示した。

【0348】

図７は、比較例３（ａ）及び実施例１０（ｂ）において、ウエハのＸＲＤマッピングの結果を示した写真である。図７のｘ軸及びｙ軸の四角形の間隔は、それぞれ１０ｍｍである。図７を参照すると、比較例３（ａ）の条件で製造されたインゴットから、種結晶面から５ｍｍの距離の部分が切削されたウエハ（Ｗａｆｅｒ Ｎｏ．８）は、最大１５３．７ａｒｃｓｅｃ、最小４２．９ａｒｃｓｅｃ、平均６３．５ａｒｃｓｅｃの値を示し、ｃｕｒｖａｔｕｒｅが１４．３ｍであった。実施例１０（ｂ）の条件で製造されたインゴットから、種結晶面から５ｍｍの距離の部分が切削されたウエハ（Ｗａｆｅｒ Ｎｏ．８）は、最大１０６．９ａｒｃｓｅｃ、最小１９．７ａｒｃｓｅｃ、平均２７．１ａｒｃｓｅｃの値を示し、ｃｕｒｖａｔｕｒｅが－１９．１ｍで、実施例１０から製造されたウエハは品質が良好であることがわかる。

【0349】

すなわち、特定のＶｒ値を満たす種結晶接着層が適用されて製造されたインゴット及びウエハは、品質に優れることを確認した。

【0350】

以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は、これに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。

【符号の説明】

【0351】

１０ 従来の種結晶接着層
１００ 種結晶接着層
１１０ 種結晶
１２０ 支持体
１３０ インゴット、炭化珪素インゴット
１３１ 多結晶、炭化珪素多結晶
１４０ 蓋
３００ 原料、炭化珪素原料
４００ 断熱材
４２０ 反応チャンバ
５００ 加熱手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】