(57)【要約】【課題】複数のシリコン部材を接合したリング状部材の製造方法及びリング状部材を提供する。【解決手段】基板にプラズマ処理をする基板処理装置の前記基板が収容される処理室内に設置するリング状部材３２の製造方法であって、一のシリコン部材３４の一の突き合わせ面と、他のシリコン部材３６の他の突き合わせ面とが、突き合わされるように配置する工程と、前記一の突き合わせ面と前記他の突き合わせ面とを光加熱により加熱し、一の突き合わせ面の表面のシリコンと他の突き合わせ面の表面のシリコンとを融解し、一の突き合わせ面と他の突き合わせ面との間にシリコン融解物が流れ込むようにする工程と、前記一の突き合わせ面と前記他の突き合わせ面とを冷却し、前記シリコン融解物を結晶化させてシリコン接着部を形成し、一のシリコン部材３２と他のシリコン部材３４とを前記シリコン接着部を介して接合する工程とを含むことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にプラズマ処理をする基板処理装置の前記基板が収容される処理室内に設置するリング状部材の製造方法であって、
一のシリコン部材の一の突き合わせ面と、他のシリコン部材の他の突き合わせ面とが、突き合わされるように配置する工程と、
前記一の突き合わせ面と前記他の突き合わせ面とを光加熱により加熱し、前記一の突き合わせ面の表面のシリコンと前記他の突き合わせ面の表面のシリコンとを融解し、前記一の突き合わせ面と前記他の突き合わせ面との間にシリコン融解物が流れ込むようにする工程と、
前記一の突き合わせ面と前記他の突き合わせ面とを冷却し、前記シリコン融解物を結晶化させてシリコン接着部を形成し、前記一のシリコン部材と前記他のシリコン部材とを前記シリコン接着部を介して接合する工程と
を含むことを特徴とするリング状部材の製造方法。
【請求項２】
前記光加熱が、キセノンランプ又はハロゲンランプにより行われることを特徴とする請求項１記載のリング状部材の製造方法。
【請求項３】
前記光加熱が、波長７８０〜１６００ｎｍの赤外線レーザーにより行われることを特徴とする請求項１記載のリング状部材の製造方法。
【請求項４】
基板にプラズマ処理をする基板処理装置の前記基板が収容される処理室内に設置するリング状部材であって、
複数のシリコン部材と、
一の前記シリコン部材の一の突き合わせ面と、他の前記シリコン部材の他の突き合わせ面とを接合するシリコン接着部とを備え、
前記シリコン接着部は、前記一の突き合わせ面の結晶性を引き継いだ単結晶シリコンからなる一のシリコン接着部と、前記他の突き合わせ面の結晶性を引き継いだ単結晶シリコンからなる他のシリコン接着部とが一体化されている
ことを特徴とするリング状部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング状部材の製造方法及びリング状部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ等の半導体集積デバイス製造における基板処理装置として、プラズマを用いたドライエッチング装置が用いられている。ドライエッチング装置は、円筒形状の真空チャンバーを有する。エッチング対象のウエハが平面電極のカソード上に配置され、真空チャンバー内にエッチングガスが導入された状態で、高周波発振器により対向電極（アノード）とカソードの間に高周波電圧が印加されることにより、電極間にエッチングガスのプラズマを生じる。プラズマ中の活性ガスであるプラスイオンがウエハ表面に入射しエッチングをする。
【０００３】
ドライエッチング装置の真空チャンバー内には、種々のリング状の部材が用いられる。代表的なリング状の部材としては、エッチング対象のウエハを囲むドーナツ状の形状をしたフォーカスリング、ウエハが載置される円柱状のサセプタ基部の側面を覆うように配置された環状の接地リングがある。また、対向電極の周縁部に設けられた環状のシールドリング、真空チャンバーの内壁側面を覆う側壁部材、等の保護材がある（特許文献１）。
【０００４】
ドライエッチング装置の真空チャンバー内部では、金属製部品を用いると金属汚染が起こるので、シリコン製部品を用いるのが望ましい。フォーカスリング、接地リング、リング状の保護材は、エッチング対象のウエハより大きな直径を有することが必要である。現在主流の３００ｍｍウエハ用のシリコン製部品は、３２０ｍｍ以上の直径を有するシリコン結晶インゴットから作製されるため、高価である。特に、リング状の側壁部材は、直径が７００ｍｍ以上におよぶものもあり、シリコン結晶インゴットから作成することが実質的に不可能である場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５１７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シリコン製部品を、一体物ではなく、複数のシリコン部材を接合することにより製造できれば、より小さい直径を有するシリコン結晶インゴットから作製できるため、製造コストの削減等の種々のメリットが期待される。
【０００７】
本発明は、複数のシリコン部材を接合したリング状部材の製造方法及びリング状部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るリング状部材の製造方法は、基板にプラズマ処理をする基板処理装置の前記基板が収容される処理室内に設置するリング状部材の製造方法であって、一のシリコン部材の一の突き合わせ面と、他のシリコン部材の他の突き合わせ面とが、突き合わされるように配置する工程と、前記一の突き合わせ面と前記他の突き合わせ面とを光加熱により加熱し、一の突き合わせ面の表面のシリコンと他の突き合わせ面の表面のシリコンとを融解し、一の突き合わせ面と他の突き合わせ面との間にシリコン融解物が流れ込むようにする工程と、前記一の突き合わせ面と前記他の突き合わせ面とを冷却し、前記シリコン融解物を結晶化させてシリコン接着部を形成し、一のシリコン部材と他のシリコン部材とを前記シリコン接着部を介して接合する工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るリング状部材は、基板にプラズマ処理をする基板処理装置の前記基板が収容される処理室内に設置するリング状部材であって、複数のシリコン部材と、一の前記シリコン部材の一の突き合わせ面と、他の前記シリコン部材の他の突き合わせ面とを接合するシリコン接着部とを備え、前記シリコン接着部は、前記一の突き合わせ面の結晶性を引き継いだ単結晶シリコンからなる一のシリコン接着部と、前記他の突き合わせ面の結晶性を引き継いだ単結晶シリコンからなる他のシリコン接着部とが一体化されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、リング状部材の外径より小さいシリコン結晶インゴットから切り出した複数のシリコン部材を組み合わせて製造することができる。したがってリング状部材は、リング状部材の外径より大きいシリコン結晶インゴットを用いる必要がないので、その分コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係るリング状部材から作製したフォーカスリングを備えたドライエッチング装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】第１実施形態に係るリング状部材を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る突き合わせ面を示す断面図である。
【図４】リング状部材を製造する装置を模式的に示す断面図である。
【図５】第１実施形態の変形例に係るリング状部材を製造する方法を示す断面図である。
【図６】第１実施形態の変形例に係る製造方法で製造されたシリコン接着部を示す断面図である。
【図７】第２実施形態に係るリング状部材を示す斜視図である。
【図８】第２実施形態に係る突き合わせ面を示す断面図であり、図８Ａは第１リング体における突き合わせ面、図８Ｂは第２リング体における突き合わせ面である。
【図９】第３実施形態に係るリング状部材を示す斜視図であり、図９Ａは上面側、図９Ｂは下面側である。
【図１０】第３実施形態に係る突き合わせ面を示す断面図であり、図１０Ａは断面図、図１０Ｂは底面図である。
【図１１】埋込みシリコン部材を示す図であり、図１１Ａは変形例（１）、図１１Ｂは変形例（２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
１．第１実施形態
（１）全体構成
図１に示すドライエッチング装置１０は、処理室としての真空チャンバー１２と、上部電極板１４と、基台１６とを備える。真空チャンバー１２は、略円筒形状で、内部に、円筒状の側壁で囲まれた処理空間３１を有する。真空チャンバー１２の側壁の内面は、側壁部材１３で覆われている。真空チャンバー１２の上壁の上部電極板１４の周囲の内面は、上壁部材１７で覆われている。側壁部材１３及び上壁部材１７は、真空チャンバー１２のプラズマに曝される内壁を保護するための環状の部材であり、シリコンで形成されている。
【００１４】
真空チャンバー１２は、真空チャンバー１２内を高さ方向に仕切るバッフル板２５が設けられている。バッフル板２５で仕切られた真空チャンバー１２内の下側には排気空間２６、上側には処理空間３１が形成されている。バッフル板２５は、エッチングガスの逆流防止のための保護部材であり、シリコンで形成されている。バッフル板２５は、環状の本体を有し、本体に厚さ方向に貫通した流通路２７を有する。本図に示すように、バッフル板２５は、真空チャンバー１２内の高さ方向の略中央に設けられている。
【００１５】
上部電極板１４は、円板状の部材であり、真空チャンバー１２内の上部に固定されている。上部電極板１４の周縁部は、保護リング２０で覆われている。上部電極板１４と保護リング２０の間には、石英で形成されたシールドリング２１が設けられている。保護リング２０は、上部電極板１４周辺に発生するプラズマから真空チャンバー１２の内壁を保護するための部材であり、シリコンで形成されている。保護リング２０は、接地される場合もある。本図の場合、保護リング２０は、真空チャンバー１２内側の表面が、シールドリング２１よりも突出していると共に、上壁部材１７と同じ高さである。上部電極板１４は、厚さ方向に貫通した複数の貫通穴１５を有する。上部電極板１４は、図示しない高周波電源が電気的に接続されている。上部電極板１４は、ガス供給管２４が接続されている。
【００１６】
ガス供給管２４から供給されたエッチングガスは、上部電極板１４の貫通穴１５から真空チャンバー１２内へ流れ込む。真空チャンバー１２内へ流れ込んだエッチングガスは、流通路２７を通じて排気空間２６へ流れ込み、排出口２８から外部に排出される。
【００１７】
基台１６は、真空チャンバー１２内のバッフル板２５の上側である処理空間３１内に設置されており、その周囲はグラウンドリング３０で囲まれている。グラウンドリング３０はシリコンで形成されており、接地されている。基台１６上には、フォーカスリング１８が設けられている。フォーカスリング１８は、シリコンで形成され、ウエハ２２の周縁を支持する凹部１９が内側の全周に渡って形成されている。フォーカスリングには、エッチング処理中のプラズマを安定にするための電圧を印加する電源が電気的に接続されている。フォーカスリング１８の周囲には、フォーカスリング１８の側面を保護するカバーリング２３を設けてもよい。カバーリング２３は、石英で形成され、フォーカスリング１８の周縁を支持する凹部３３が内側の全周に渡って形成されている。
【００１８】
ドライエッチング装置１０は、上部電極板１４を通じてエッチングガスが供給され、高周波電源から高周波電圧が印加されると、上部電極板１４とウエハ２２の間でプラズマを生じる。このプラズマによってウエハ２２表面がエッチングされる。
【００１９】
本実施形態に係るリング状部材は、シリコン製部品としての、上記フォーカスリング１８、保護リング２０、グラウンドリング３０、側壁部材１３、上壁部材１７、バッフル板２５に適用可能である。リング状部材は、上記シリコン製部品に限定されない。リング状部材は、ドライエッチング装置１０の真空チャンバー１２内に設置され、電圧が印加され、又は接地されるシリコン製部品になる電極用リング、及び上記以外のシリコン製部品になる保護材用リングに適用することができる。リング状部材は、内径が２９０ｍｍ以上、外径は８００ｍｍ以下程度とすることができる。
【００２０】
一例としてフォーカスリング１８用の部材となる本実施形態に係るリング状部材について以下説明する。図２に示すように、リング状部材３２は、複数（本図の場合、３個）の第１シリコン部材３４，３６，３８を備える。なお、以下の説明において、複数の第１シリコン部材３４，３６，３８を特に区別しない場合、総称してシリコン部材と呼ぶ。シリコン部材は、円弧状であり、長手方向の端面である突き合わせ面３７において、シリコン接着部（本図には図示しない）を介して一方向に接合することにより、リング状に一体化されている。シリコン部材は、単結晶でも多結晶でもよく、その製造方法、純度、結晶方位等において限定されない。シリコン部材の大きさは、特に限定されないが、例えば、厚さ１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、幅１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下程度とすることができる。
【００２１】
図３に示すように、シリコン部材同士の突き合わせ面３７には、シリコン接着部３９Ａが設けられている。図３には、第１シリコン部材３４，３６の間の突き合わせ面３７を示している。
【００２２】
シリコン部材が単結晶の場合、シリコン接着部３９Ａは、突き合わせ面３７で接するシリコン部材の端面の結晶性を引き継いだ単結晶シリコンが一体化されている。本図の場合、シリコン接着部３９Ａは、シリコン部材３４の端面の結晶性を引き継いだ単結晶シリコンからなる一のシリコン接着部と、シリコン部材３６の端面の結晶性を引き継いだ単結晶シリコンからなる他のシリコン接着部とが一体化されている。すなわち一のシリコン接着部の結晶方位は、シリコン部材３４の端面の結晶方位と同一であり、他のシリコン接着部の結晶方位は、シリコン部材３６の端面の結晶方位と同一である。
【００２３】
（２）製造方法
次にリング状部材３２を製造する方法について説明する。まずシリコン部材に対し表面処理をする。具体的には、シリコン部材の表面を研削及び研磨などにより加工し、好ましくは鏡面にする。シリコン部材の表面を、弗酸と硝酸の混合液などによりエッチングしてもよい。混合液としてはＪＩＳ規格Ｈ０６０９に規定の化学研磨液（弗酸（４９％）：硝酸（７０％）：酢酸（１００％）＝３：５：３）などを用いることができる。
【００２４】
続いて、３個の第１シリコン部材３４，３６，３８をリング状に並べる。第１シリコン部材３４，３６，３８同士の突き合わせ面３７の間のシリコン接着部３９Ａは、突き合わせ面３７近傍のシリコンを加熱して融解して形成する。第１シリコン部材３４，３６，３８をリング状に並べた際の突き合わせ面の間の隙間は、０ｍｍ〜１ｍｍであるのが好ましい。シリコンは融解すると体積が減少する。例えば第１シリコン部材３４，３６の間の隙間が１ｍｍを超えると、第１シリコン部材３４の端面のシリコン融解物と、第１シリコン部材３６の端面のシリコン融解物が接触しない。そのため第１シリコン部材３４の端面のシリコン接着部と第１シリコン部材３６の端面のシリコン接着部は、一体化するように接合されない。
【００２５】
隙間が１ｍｍ以下の場合、表面張力により、第１シリコン部材３４の端面のシリコン融解物と、第１シリコン部材３６の端面のシリコン融解物が接触し、毛細管現象により、隙間に第１シリコン部材３４の端面のシリコン融解物と、第１シリコン部材３６の端面のシリコン融解物が流れ込む。そのため第１シリコン部材３４の端面のシリコン接着部と第１シリコン部材３６の端面の端面のシリコン接着部は、原子レベルで一体化され接合される。
【００２６】
加熱方法は光加熱により行うことができる。光加熱は、加熱部位を容易に移動でき、かつ供給する電力に応じて加熱量を変化させることが容易であり、例えば各種ランプ、レーザーが使用される。
【００２７】
本実施形態の場合、図４に示す装置を用いることができる。本図に示す装置は、少なくとも一つの、ランプ４２及び当該ランプ４２が出射する光を集光する集光部としての楕円ミラー４４を備える。ランプ４２としては、赤外線結晶成長装置に一般的に用いられるキセノンランプやハロゲンランプを用いることができる。出力としては１〜３０ｋＷ程度のものが好ましい。レーザーとしては、波長７８０〜１６００ｎｍの赤外線レーザーを用いることができる。さらに、取り扱いの容易さおよび光源の寿命の観点から、半導体レーザーを複数モジュール化した波長７８０〜９８０ｎｍ、出力２００〜４００Ｗ程度のパッケージタイプの光源を用いることが好ましい。
【００２８】
加熱は、突き合わせ面３７の外側からであればよく、シリコン部材に対して垂直方向には限られず、斜めからであってもよい。
【００２９】
集光領域は、通常直径１０〜３０ｍｍ程度である。集光領域は、ランプ４２の発光位置を楕円ミラー４４の焦点からずらすことにより、３０〜１００ｍｍ程度に広がる。集光領域が広がることにより、加熱範囲をひろげることができる。集光領域を、突き合わせ面３７のリング状部材３２における上面の全域に亘って走査させて加熱するのが好ましい。
【００３０】
まず、楕円ミラー４４の焦点位置とランプ４２の発光部の位置を合致させるようランプ位置を調整し、シリコン部材の上面の高さを楕円ミラー４４のもう一つの焦点位置になるように調整することにより、照射位置での楕円ミラー４４の広がりを約３ｍｍとする。この状態で、楕円ミラー４４を突き合わせ面３７の位置に合わせランプ４２のパワーを上げる。加熱を開始すると、突き合わせ面３７の上面側が融解してシリコン融解物が生成する。具体的には、ランプ定格の６０％で上面が解け始める（表面温度が１４２０℃と推定される）、ランプ定格の９０％で突き合わせ面３７の間に、突き合わせ面３７で接するシリコンが融解しシリコン融解物が毛細管現象により流れ込んで突き合わせ面３７の間の一部を塞ぐ。この状態で、楕円ミラー４４を突き合わせ面３７に沿って一定の速度、例えば５ｍｍ／分の速度で走査することにより、突き合わせ面３７の間を融解シリコンで埋め、塞ぐことができる。楕円ミラー４４を突き合わせ面３７の外縁のうち、リング状部材３２における上面側に亘って走査させて加熱する。加えてリング状部材の下面側において突き合わせ面３７を同様の方法により加熱してもよい。
【００３１】
次いで、融解した突き合わせ面３７の上面を冷却し、シリコン融解物をシリコン部材の結晶に従って結晶化させる。具体的にはシリコン融解物が固まり始めるランプ定格の６０％まで２分でランプ４２のパワーを下げ、その状態で５分保持する。このときの表面温度は１４００℃〜１４１５℃である。シリコン融解物は、突き合わせ面３７で接するシリコン部材の端面の結晶性を引き継いだシリコン接着部３９Ａとなる。シリコン接着部３９Ａは、シリコン部材が単結晶の場合、一方のシリコン部材の端面の結晶性を引き継いだ単結晶シリコンからなる一のシリコン接着部と、他方のシリコン部材の端面の結晶性を引き継いだ単結晶シリコンからなる他のシリコン接着部が一体化される。
【００３２】
上記の手順によって、全ての突き合わせ面３７において、シリコン接着部３９Ａを同様に形成することにより、第１シリコン部材３４，３６，３８同士を接合し、リング状部材３２を形成することができる。
【００３３】
上記のようにして得られたリング状部材３２は、機械加工により内側の全周に渡って凹部を形成することにより、フォーカスリング１８となり得る。
【００３４】
リング状部材３２は、シリコン製部品の外径より小さいウエハ用シリコン結晶インゴットから切り出した３個以上のシリコン部材を組み合わせて製造することができる。したがってリング状部材３２は、シリコン製部品の外径より大きいウエハ用シリコン結晶インゴットを用いる必要がないので、その分コストを低減することができる。
【００３５】
本実施形態に係るリング状部材３２は、突き合わせ面３７がシリコン接着部３９Ａにより接合されているので、真空チャンバー１２内においてプラズマが照射されても、真空チャンバー１２内が汚染されることがない。
【００３６】
（３）変形例
本実施形態の場合、突き合わせ面３７で接する端面のシリコンを融解し、シリコン接着部３９Ａを形成する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。図５に示すように、突き合わせ面上に、単結晶又は多結晶のシリコン片４０を置き、当該シリコン片４０を融解してシリコン接着部３９Ｂを形成してもよい。シリコン片４０を用いない場合、突き合わせ面３７の上面側のシリコンが融解して、突き合わせ面３７の間に流れ込むことにより、突き合わせ面３７の上面が凹む場合がある。シリコン片４０を用いてシリコン接着部３９Ｂを形成することにより、シリコン接着部３９Ｂが形成された後の突き合わせ面３７の上面５５が、凹むことを防止することができる（図６）。シリコン片４０は、突き合わせ面３７の間の体積と、同じ体積であることが好ましい。
【００３７】
２．第２実施形態
次に第２実施形態に係るリング状部材について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。図７に示すリング状部材４６は、第１リング体３５と、第２リング体４７とを備える。本図に示す第１リング体３５は、第１シリコン部材４１，４３，４５を備え、上記第１実施形態のリング状部材３２に比べ幅が小さい点のみが異なる。第２リング体４７は、複数（本図の場合３個）の第２シリコン部材４８，５０，５２を備える。第２シリコン部材４８，５０，５２は、説明の便宜上、符号を変えているが、第１シリコン部材４１，４３，４５と同じである。第１リング体３５と第２リング体４７は、シリコン部材同士の突き合わせ面４９が円周方向にずれた状態で接合面５４において同軸上に重ねられている。
【００３８】
図８Ａには第１シリコン部材４１，４３の間の突き合わせ面４９、図８Ｂには第２シリコン部材４８，５２の間の突き合わせ面４９を示している。図中矢印の向きは、リング状部材４６の半径方向の外側向きを示す。
【００３９】
第１シリコン部材４１，４３の間の突き合わせ面４９には、第１シリコン接着部５１が形成されている（図８Ａ）。第１リング体３５と第２リング体４７の間の接合面５４には、第２シリコン接着部５３が形成されている。第２シリコン部材４８，５２の間の突き合わせ面４９には、第１シリコン接着部が設けられていない（図８Ｂ）。
【００４０】
このようにして第１シリコン接着部５１は、第１シリコン部材４１，４３，４５同士の突き合わせ面４９の間、及び第１リング体３５と第２リング体４７の接合面５４の間を塞いでいる。
【００４１】
次に、本実施形態のリング状部材４６の製造方法について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の工程については適宜説明を省略する。まず表面処理後の３個の第２シリコン部材４８，５０，５２をリング状に並べる。次いで、第２シリコン部材４８，５０，５２の上面に３個の第１シリコン部材４１，４３，４５を置く。第１シリコン部材４１，４３，４５は、先に配置された第２シリコン部材４８，５０，５２に対し、長手方向の長さの半分だけずらして配置する。上記のようにして、第２シリコン部材４８，５０，５２上に、第１シリコン部材４１，４３，４５が積まれた状態となる。
【００４２】
次に、第１シリコン部材３４，３６，３８側から加熱して、第１シリコン部材４１，４３，４５同士の突き合わせ面４９の間にシリコンの融解物を生成し、第１シリコン接着部５１を形成する。加熱条件、冷却条件は、上記第１実施形態と同様とすることができる。
【００４３】
次いで、第１リング体３５及び第２リング体４７の間の接合面５４の間のシリコンを加熱して融解する。融解したシリコンは、毛細管現象により水平方向である接合面５４の間に流れ込み、第２シリコン接着部５３を形成する。
【００４４】
本実施形態のリング状部材４６は、突き合わせ面４９の間に第１シリコン接着部５１、及び、接合面５４の間が第２シリコン接着部５３で接合されているので、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
本実施形態の場合、突き合わせ面４９で接する端面のシリコンを融解し、第１シリコン接着部５１を形成する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。上記図５に示したように、突き合わせ面上にシリコン片４０を置き、当該シリコン片４０を融解して第１シリコン接着部を形成してもよい。
【００４６】
本実施形態の場合、上記第１実施形態のリング状部材３２に比べ幅が小さい場合について説明したが、本発明はこれに限らない。第１リング体と第２リング体の間の接合面を十分な機械的強度を持つように接合できれば、リング状部材の幅は適宜選択することができる。
第２シリコン部材４８，５２の間の突き合わせ面４９には、第１シリコン接着部を設けていない場合について説明したが、本発明はこれに限らない。第２シリコン部材４８，５２の間の突き合わせ面４９に第１シリコン接着部を設けてもよい。
【００４７】
３．第３実施形態
次に第２実施形態に係るリング状部材について説明する。図９に示すリング状部材５６は、複数（本図の場合、３個）の第１シリコン部材５８，６０，６２と、第１シリコン部材５８，６０，６２同士を跨ぐ位置に埋め込まれた複数（３個）の埋込みシリコン部材６４Ａとを備える。埋込みシリコン部材６４Ａは、リング状部材５６のプラズマが照射される側と反対側、本図の場合、下面側に設けられる。
【００４８】
埋込みシリコン部材６４Ａは、シリコン部材と同じ材料で形成されるのが好ましい。埋込みシリコン部材６４Ａの四隅は、Ｒ加工されているのが好ましい。埋込みシリコン部材６４Ａは、四隅がＲ加工されていることにより、欠けなどの損傷を防止することができる。Ｒは、３ｍｍ以上であるのが好ましい。
【００４９】
埋込みシリコン部材６４Ａは、下面が、シリコン部材の下面と略同じ高さとなるように形成されるのが好ましい。埋込みシリコン部材６４Ａの厚さは、シリコン部材の厚さの２０〜８０％が好ましく、４０〜６０％がより好ましい。
【００５０】
埋込みシリコン部材６４Ａは、矩形の板状部材からなり、平面視においてリング状部材５６から突出しない大きさであるのが好ましい。埋込みシリコン部材６４Ａの長手方向の長さは、リング状部材５６の外周長さの２〜１０％であるのが好ましい。
【００５１】
より具体的なシリコン部材のサイズは、内周直径３４０ｍｍ、外周直径４２０ｍｍ、厚み４ｍｍのリングを、３分割した大きさとすることができる。埋込みシリコン部材６４Ａは、長さ６０ｍｍ、幅２５ｍｍ、４隅に５ｍｍのＲ加工を施した厚さ２ｍｍとすることができる。シリコン部材の下面に形成される穴は、シリコンの小片の形状に対応した形状とし、深さは２ｍｍとする。この場合、埋込みシリコン部材６４Ａの厚さはシリコン部材の厚さの５０％、埋込みシリコン部材６４Ａの長手方向の長さはリング状部材５６の外周長さの５％である。
【００５２】
図１０に示すように、シリコン部材の下面には、長手方向の端部に、底面を有する穴が形成されている。図１０には、第１シリコン部材５８，６０の間の突き合わせ面６３Ａを示している。埋込みシリコン部材６４Ａは、当該穴に埋め込まれる。第１シリコン部材５８，６０，６２同士の突き合わせ面６３Ａの間には、第１シリコン接着部６８が設けられている。埋込みシリコン部材６４Ａの周縁と、第１シリコン部材５８，６０，６２の穴内面との間には、第２シリコン接着部７０が設けられている。
【００５３】
本実施形態に係る突き合わせ面における第１シリコン接着部６８は、上記第１実施形態と同様の方法により、形成することができる。第２シリコン接着部７０は、シリコン部材の下面側から埋込みシリコン部材６４Ａの周縁と第１シリコン部材５８，６０，６２の穴内面の近傍のシリコンを、上記第１実施形態と同様の方法で加熱して、シリコンの融解物を生成することで、形成することができる。
【００５４】
本実施形態のリング状部材５６は、埋込みシリコン部材６４Ａを設けたことにより、シリコン部材同士の間の接合面積を大きくすることができるので、機械的強度をより大きくすることができる。また、リング状部材５６は、突き合わせ面６３Ａの間が第１シリコン接着部６８で接合されていることにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
埋込みシリコン部材６４Ａは、矩形状である必要はなく、例えば、図１１に示すように、長円形状の埋込みシリコン部材６４Ｂ（図１１Ａ）、円弧状の埋込みシリコン部材６４Ｃ（図１１Ｂ）でもよい。また埋込みシリコン部材６４Ｂ，６４Ｃの長手方向端部は、同図に示すように、半円形状でもよい。
【００５６】
本実施形態の場合、突き合わせ面６３Ａで接する端面のシリコンを融解し、第１シリコン接着部６８を形成する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。図５に示したように、突き合わせ面上にシリコン片４０を置き、当該シリコン片４０を融解して第１シリコン接着部を形成してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１２  真空チャンバー（処理室）
２２  ウエハ（基板）
３２  リング状部材
３４，３６，３８  第１シリコン部材（シリコン部材）
３７  突き合わせ面
３９Ａ，３９Ｂ  シリコン接着部
４１，４３，４５  第１シリコン部材（シリコン部材）
４８，５０，５２  第２シリコン部材（シリコン部材）
４９  突き合わせ面
５１  第１シリコン接着部（シリコン接着部）
５３  第２シリコン接着部（シリコン接着部）
５８，６０，６２  第１シリコン部材（シリコン部材）
６３Ａ  突き合わせ面
６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ  埋込みシリコン部材
６８  第１シリコン接着部（シリコン接着部）
７０  第２シリコン接着部（シリコン接着部）
【図１】
2018195764.tif 000003
【図２】
2018195764.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018195764.tif 000006
【図５】
2018195764.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018195764.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年11月28日(2017.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にプラズマ処理をする基板処理装置の前記基板が収容される処理室内に設置するリング状部材の製造方法であって、
一のシリコン部材の一の突き合わせ面と、他のシリコン部材の他の突き合わせ面とが、突き合わされるように配置する工程と、
前記一の突き合わせ面と前記他の突き合わせ面とをキセノンランプ又はハロゲンランプにより行われる光加熱により加熱し、前記一の突き合わせ面の表面のシリコンと前記他の突き合わせ面の表面のシリコンとを融解し、前記一の突き合わせ面と前記他の突き合わせ面との間にシリコン融解物が流れ込むようにする工程と、
前記一の突き合わせ面と前記他の突き合わせ面とを冷却し、前記シリコン融解物を結晶化させてシリコン接着部を形成し、前記一のシリコン部材と前記他のシリコン部材とを前記シリコン接着部を介して接合する工程と
を含むことを特徴とするリング状部材の製造方法。
【請求項２】
基板にプラズマ処理をする基板処理装置の前記基板が収容される処理室内に設置するリング状部材の製造方法であって、
一のシリコン部材の一の突き合わせ面と、他のシリコン部材の他の突き合わせ面とが、隙間を介して突き合わされるように配置する工程と、
前記一の突き合わせ面と前記他の突き合わせ面とを光加熱により加熱し、前記一の突き合わせ面の表面のシリコンと前記他の突き合わせ面の表面のシリコンとを融解し接触させ、前記一の突き合わせ面と前記他の突き合わせ面との間の前記隙間にシリコン融解物が毛細管現象により流れ込むようにする工程と、
前記一の突き合わせ面と前記他の突き合わせ面とを冷却し、前記シリコン融解物を結晶化させてシリコン接着部を形成し、前記一のシリコン部材と前記他のシリコン部材とを前記シリコン接着部を介して接合する工程と
を含むことを特徴とするリング状部材の製造方法。
【請求項３】
前記光加熱が、キセノンランプ又はハロゲンランプにより行われることを特徴とする請求項２記載のリング状部材の製造方法。
【請求項４】
基板にプラズマ処理をする基板処理装置の前記基板が収容される処理室内に設置するリング状部材であって、
複数のシリコン部材と、
一の前記シリコン部材の一の突き合わせ面と他の前記シリコン部材の他の突き合わせ面との間の隙間を埋めるように設けられ、前記一の突き合わせ面と前記他の突き合わせ面とを接合するシリコン接着部とを備え、
前記シリコン接着部は、前記一の前記シリコン部材の端面のシリコン融解物と前記他の前記シリコン部材の端面のシリコン融解物とが接触し毛細管現象により前記隙間に流れ込み結晶化したものであり、前記一の突き合わせ面の結晶性を引き継いだ単結晶シリコンからなる一のシリコン接着部と前記他の突き合わせ面の結晶性を引き継いだ単結晶シリコンからなる他のシリコン接着部とが原子レベルで一体化されている
ことを特徴とするリング状部材。
【請求項５】
前記隙間が１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４記載のリング状部材。
【請求項６】
前記リング状部材は厚さが４ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４または５記載のリング状部材。