(57)【要約】      （修正有）【課題】高強度柱状晶シリコン並びにこの高強度柱状晶シリコンを使用して作製したフォーカスリング、上部電極板およびシールドリングなどのプラズマエッチング用装置部品を提供する。【解決手段】高純度シリコン原料および高純度シリカ原料を混合してるつぼにて溶解し、得られた溶湯を一方向凝固させることにより格子間酸素濃度が１×１０１８〜２×１０１８ａｔｍ／ｃｍ３の範囲内にある高強度柱状晶シリコンインゴットを作製し、このインゴットを使用してプラズマエッチング装置のフォーカスリング１、上部電極板２およびシールドリング１２を作製する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子間酸素濃度が１×１０１８〜２×１０１８ａｔｍ／ｃｍ３の範囲内にあることを特徴とする高強度柱状晶シリコン。
【請求項２】
請求項１記載の高強度柱状晶シリコンからなることを特徴とするプラズマエッチング装置用部品。
【請求項３】
請求項１記載の高強度柱状晶シリコンからなることを特徴とするプラズマエッチング用高強度シールドリング。
【請求項４】
請求項１記載の高強度柱状晶シリコンからなることを特徴とするプラズマエッチング用高強度フォーカスリング。
【請求項５】
請求項１記載の高強度柱状晶シリコンからなることを特徴とするプラズマエッチング用高強度上部電極板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高強度を有する柱状晶シリコンに関するものであり、さらにこの発明は、前記高強度を有する柱状晶シリコンからなるフォーカスリング、上部電極板、シールドリングなどのプラズマエッチング装置用部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路を製造する際に、ウエハをエッチングする必要があるが、このウエハをエッチングするための装置として、近年、プラズマエッチング装置が用いられている。このプラズマエッチング装置は、図１の断面概略説明図に示されるように、真空チャンバー８内に上部電極板２および上下動可能な架台３が間隔をおいて設けられており、上部電極板２は絶縁体１３により真空チャンバー８と絶縁され、さらにシールドリング１２により支持されている。一方、架台３の上には静電チャック９が設けられており、静電チャック９の上にフォーカスリング１と共にウエハ４が載置されている。
かかる状態でエッチングガス７を拡散部材１１を通したのち上部電極板２に設けられた貫通細孔５を通してウエハ４に向って流しながら高周波電源６により上部電極板２と架台３の間に高周波電圧を印加することにより上部電極板２と架台３の間の空間においてプラズマ１０を発生させ、このプラズマ１０がウエハ４に当ってウエハ４の表面をエッチングするようになっている。
そして、前記フォーカスリング１およびシールドリング１２はいずれも発生したプラズマ１０がＳｉウェハ４の中心部に集中したり、外周部へ分散したりするのを阻止して均一なプラズマ１０を発生させ、それによってＳｉウェハ４を均一にエッチングする役目を果たしている
従来のフォーカスリング１、上部電極板２およびシールドリング１２は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、柱状晶シリコンなどが使用されているが、その中でも単結晶シリコンが最も多く使われている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１２８３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、エッチングされるＳｉウェハ４の径はますます大きくなり、それに伴ってフォーカスリング１、上部電極板２、シールドリング１２などのプラズマエッチング装置用部品も一層大きなものにしなければならなくなってきた。しかし、一層大きなフォーカスリング１、上部電極板２、シールドリング１２などのプラズマエッチング装置用部品を単結晶シリコンインゴットから作るには、一層大きな径を有する単結晶シリコンインゴットを必要とし、一層大きな径を有する単結晶シリコンインゴットを作製するにはコストがかかり、また一定以上大きな寸法を有するものは作製できない。
一方、シリコンを鋳造して作製する多結晶シリコンインゴットは径が大きくなっても低コストで作製することができる。しかし、多結晶シリコンインゴットから作製したフォーカスリングおよびシールドリングは強度が低くさらにプラズマエッチング時にパーティクルが多く発生するので好ましくない。
したがって、近年、大きな径を有するインゴットを比較的低コストで作製することができる柱状晶シリコンインゴットから作製したフォーカスリング、上部電極板、シールドリングなどのプラズマエッチング装置用部品が多用されるようになってきた。しかし、従来のフォーカスリング、上部電極板、シールドリングなどのプラズマエッチング装置用部品は、大型化するとその自重も重くなるが、その厚さは従来のフォーカスリング、上部電極板、シールドリングなどのプラズマエッチング装置用部品の厚さとほぼ同じ厚さにしなければならないことから、フォーカスリング、上部電極板、シールドリングなどのプラズマエッチング装置用部品が大型化してもその厚さを相対的に厚くして強度を得ることができない。したがって、フォーカスリング、上部電極板、シールドリングなどのプラズマエッチング装置用部品が大型化するほど相対的に強度が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで、本発明者らは、強度の一層優れた柱状晶シリコンからなるフォーカスリング、上部電極板、シールドリングなどのプラズマエッチング装置用部品を開発すべく研究を行った。その結果、柱状晶シリコンに含まれる格子間酸素濃度が柱状晶シリコンの強度に大きく影響を及ぼし、市販の柱状晶シリコン（市販の柱状晶シリコンの格子間酸素濃度は１×１０１７〜１×１０１８ａｔｍ／ｃｍ３未満である）よりも格子間酸素濃度を多くした格子間酸素濃度が１×１０１８〜２×１０１８ａｔｍ／ｃｍ３の範囲内にある柱状晶シリコンは強度が一層向上し、この格子間酸素濃度：１×１０１８〜２×１０１８ａｔｍ／ｃｍ３の範囲内にある高強度柱状晶シリコンインゴットから作製したフォーカスリング、上部電極板およびシールドリングなどのプラズマエッチング装置用部品は、厚さを大きくすることなくその径を一層大きくすることができるという研究結果が得られたのである。
【０００５】
この発明は、かかる研究結果に基づいてなされたものであって、
（１）格子間酸素濃度が１×１０１８〜２×１０１８ａｔｍ／ｃｍ３の範囲内にある高強度柱状晶シリコン、
（２）前記（１）記載の高強度柱状晶シリコンからなるプラズマエッチング装置用部品、
（３）前記（１）記載の高強度柱状晶シリコンからなるプラズマエッチング用高強度シールドリング、
（４）前記（１）記載の高強度柱状晶シリコンからなるプラズマエッチング用高強度フォーカスリング、
（５）前記（１）記載の高強度柱状晶シリコンからなるプラズマエッチング用高強度上部電極板、に特徴を有するものである。
【０００６】
この発明の高強度柱状晶シリコンの格子間酸素濃度を１×１０１８〜２×１０１８ａｔｍ／ｃｍ３の範囲内に限定した理由は、格子間酸素濃度が１×１０１８ａｔｍ／ｃｍ３未満では十分な抗折強度が得られず、一方、格子間酸素濃度が２×１０１８ａｔｍ／ｃｍ３を越える濃度は溶解中に酸素がＳｉＯガスとして放出され、製造することが困難となるからである。
【０００７】
この発明の格子間酸素濃度を多くした高強度柱状晶シリコンは、高純度シリコンにシリカを添加し、これをるつぼ内で溶解したのち一方向凝固させることにより作製することができる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の格子間酸素濃度が１×１０１８〜２×１０１８ａｔｍ／ｃｍ３の範囲内にある柱状晶シリコンは、通常の柱状晶シリコンよりも高強度を有するので、この高強度柱状晶シリコンを用いて一層大径のフォーカスリング、上部電極板およびシールドリングなどのプラズマエッチング用装置部品を作製することができ、半導体装置産業の発展に大いに貢献しうるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
市販の高純度シリコン原料および高純度シリカ原料を用意し、これらを表１に示される割合に配合し混合してるつぼにて溶解し、得られた溶湯を一方向凝固させることにより柱状晶シリコンインゴットを作製し、この柱状晶シリコンインゴットをダイヤモンドバンドソーによりインゴットの柱状晶成長方向に対して直角方向に切断し、厚さ：１０ｍｍを有する本発明柱状晶シリコン板１〜６および従来柱状晶シリコン板１を作製した。
さらに市販の単結晶シリコンインゴットをダイヤモンドバンドソーにより切断し、厚さ：１０ｍｍを有する従来単結晶シリコン板を作製した。
【００１０】
このようにして作製した本発明柱状晶シリコン板１〜６、従来柱状晶シリコン板１および従来単結晶シリコン板から抗折試験片を作製し、ＪＩＳＺ２２４８に基づいて抗折試験を行い、その結果を表１に示した。
【００１１】
【表１】
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【００１２】
表１に示される結果から、本発明柱状晶シリコン板１〜６は従来柱状晶シリコン板１および従来単結晶シリコン板よりも優れた抗折強度を有することがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来のプラズマエッチング装置を説明するための断面説明図である。
【符号の説明】
【００１４】
１  フォーカスリング
２  上部電極板
３  架台
４  Ｓｉウェハ
５  貫通細孔
６  高周波電源
７  エッチングガス
８  真空チャンバー
９  静電チャック
１０  プラズマ
１１  拡散部材
１２  シールドリング
１３  絶縁体
【図１】
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