專利名稱：：高強度柱狀結晶硅和由該高強度柱狀結晶硅構成的等離子體蝕刻裝置用部件的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及具有高強度的柱狀結晶硅，進而本發(fā)明涉及由所述具有高強度的柱狀結晶硅構成的聚焦環(huán)(focusring)、上部電極板、屏蔽環(huán)(shielding)等的等離子體蝕刻裝置用部件。本申請基于2007年8月1日申請的日本專利申請?zhí)卦?007-200965號、以及2008年7月25日申請的特愿2008-192031號要求優(yōu)先權，并在此引用其內容。
背景技術：
：通常，在制造半導體集成電路時，需要對晶片進行蝕刻，作為用于對該晶片進行蝕刻的裝置，近年來使用等離子體蝕刻裝置。在該等離子體蝕刻裝置中，如圖1所示，在真空腔室8內空開間隔設置有上部電極板2和能夠上下移動的架臺3。上部電極板2通過絕緣體13與真空腔室8絕緣，還被屏蔽環(huán)12支撐。另一方面，在架臺3上設置有靜電卡盤9，在靜電卡盤9上與聚焦環(huán)1一起載置有晶片4。在該等離子體蝕刻裝置中，在使蝕刻氣體7通過擴散構件11之后，一邊使該蝕刻氣體7通過設置在上部電極板2的貫通細孔5向晶片4流動，一邊通過高頻電源6對上部電相j反2和架臺3之間施加高頻電壓。由此，在上部電極板2和架臺3之間的空間中使等離子體10產(chǎn)生。該等離子體IO作用于晶片4,對晶片4的表面進行蝕刻。聚焦環(huán)1和屏蔽環(huán)12發(fā)揮如下作用，即阻止產(chǎn)生的等離子體10集中到Si晶片4的中心部、或向外周部分散，使均勻的等離子體10產(chǎn)生，由此對Si晶片4均勻地進行蝕刻。在現(xiàn)有的聚焦環(huán)1、上部電極板2和屏蔽環(huán)12中，使用單晶硅、多晶硅、柱狀結晶硅等，但其中使用單晶硅最多(參照下述的專利文獻1)。專利文獻l:日本專利申請?zhí)亻_2006-128372號公報本發(fā)明要解決的課題3近年來，被蝕刻的Si晶片4的直徑變得越來越大，伴隨于此，聚焦環(huán)1、上部電極板2、屏蔽環(huán)12等的等離子體蝕刻裝置用部件也需要更加大型化?？墒牵蓡尉Ч枧髁现谱鞲蟮木劢弓h(huán)1、上部電極板2、屏蔽環(huán)12等的等離子體蝕刻裝置用部件，需要具有更大直徑的單晶硅坯料。而且，制作具有更大直徑的單晶硅坯料耗費成本。此外，不能夠制作具有一定以上的大尺寸的單晶硅坯料。另一方面，對硅材料進行鑄造而制作的多晶硅坯料，即使直徑變大也能夠以低成本制作?？墒牵啥嗑Ч枧髁现谱鞯木劢弓h(huán)和屏蔽環(huán)的強度低，進而在等離子體蝕刻時產(chǎn)生粒子較多，因此不優(yōu)選。所以，近年來有以下趨勢，即由能夠以比較低的成本制作具有大直徑的坯料的柱狀結晶硅坯料，制作的聚焦環(huán)、上部電極板、屏蔽環(huán)等的等離子體蝕刻裝置用部件被使用的情況較多。可是，現(xiàn)有的聚焦環(huán)、上部電極板、屏蔽環(huán)等的等離子體蝕刻裝置用部件在大型化時自重也變重，但其厚度必須與現(xiàn)有的聚焦環(huán)、上部電極板、屏蔽環(huán)等的等離子體蝕刻裝置用部件的厚度成為大致相同的厚度。因此，即使聚焦環(huán)、上部電極板、屏蔽環(huán)等的等離子體蝕刻裝置用部件大型化，也不能夠使其厚度相對地增厚來得到強度。因此，聚焦環(huán)、上部電極板、屏蔽環(huán)等的等離子體蝕刻裝置用部件越大型化，相對地強度越下降。用于解決課題的方法因此，本發(fā)明者們?yōu)榱碎_發(fā)強度更優(yōu)越的由柱狀結晶硅構成的聚焦環(huán)、上部電極板、屏蔽環(huán)等的等離子體蝕刻裝置用部件，進行了研究。結果，得到了以下的研究結果，即柱狀結晶硅中包含的晶格間氧濃度對柱狀結晶硅的強度較大地造成影響，與市場銷售的柱狀結晶硅(市場銷售的柱狀結晶硅的晶格間氧濃度是lx1017~1xl018atms/cm3未滿)相比使晶格間氧濃度增多的、晶格間氧濃度在lxl018~2x1018atms/cm3的范圍內的柱狀結晶硅的強度更加提高，由該晶格間氧濃度在1x1018~2x1018atms/cm3的范圍內的高強度柱狀結晶硅坯料制作的聚焦環(huán)、上部電極和屏蔽環(huán)等的等離子體蝕刻裝置用部件，不增大厚度就能夠使其直徑更加增大。本發(fā)明是基于上迷研究結果而完成的。即、(1)晶格間氧濃度在Ixl018~2xl018atms/cm3的范圍內的高強度柱狀結晶硅，(2)所述(1)記述的高強度柱狀結晶硅構成的等離子體蝕刻裝置用部件，(3)所述(1)記述的高強度柱狀結晶硅構成的等離子體蝕刻用高強度屏蔽環(huán)，(4)所述(1)記述的高強度柱狀結晶硅構成的等離子體蝕刻用高強度聚焦環(huán)，(5)所述(1)記述的高強度柱狀結晶硅構成的等離子體蝕刻用高強度上部電極板。將本發(fā)明的高強度柱狀結晶硅的晶格間氧濃度限定在1x1018~2xl018atms/cm3的范圍內的理由，是晶格間氧濃度在不足lxlO"atms/cn^時不能夠得到充分的抗折強度，另一方面，晶格間氧濃度超過2xl018atms/cm3的濃度在熔化中氧作為SiO氣體而釋放，難以進行制造。本發(fā)明的使晶格間氧濃度增多的高強度柱狀結晶硅能夠通過以下方法制作，即在高純度硅中添加二氧化硅，將其在坩堝內熔化之后，使其在一個方向凝固來制作。發(fā)明的效果本發(fā)明的晶格間氧濃度在1x1018~2x1018atms/cm3的范圍內的柱狀結晶硅，具有比通常的柱狀結晶硅高的強度，因此使用該高強度柱狀結晶硅能夠制作更大直徑的聚焦環(huán)、上部電極板和屏蔽環(huán)等的等離子體蝕刻裝置用部件，能夠對半導體裝置產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出巨大貢獻。圖1是現(xiàn)有的等離子體蝕刻裝置的概略剖面圖。附圖標記說明1聚焦環(huán)2上部電極板3恕厶j木口4Si晶片5，it纟田孑L56高頻電源7蝕刻氣體8真空腔室9靜電卡盤10等離子體11擴散構件12屏蔽環(huán)13絕緣體具體實施方式準備市場銷售的高純度硅原料和高純度二氧化硅原料，將其配合為下述的表1中表示的比率并混合，在坩堝中熔化。然后，通過使得到的溶液在一個方向凝固，制作柱狀結晶硅坯料。通過金剛石帶鋸在相對于坯料的柱狀結晶生長方向的直角方向上切斷該柱狀結晶硅坯料，制作具有厚度10mm的本發(fā)明的柱狀結晶硅板(表1中的件號1~6),和現(xiàn)有的柱狀結晶硅板(件號7)。進而，通過金剛石帶鋸切斷市場銷售的單晶硅坯料，制作具有厚度10mm的現(xiàn)有的單晶硅板(件號8)。由以該方式制作的本發(fā)明的柱狀結晶硅板(件號1~6)、現(xiàn)有的柱狀結晶硅板(件號7)、和現(xiàn)有的單晶硅板(件號8)制作抗折試驗片，基于JISZ2248進行抗折試驗。其結果在表l中表示。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>根據(jù)表1中表示的結果，可知本發(fā)明的柱狀結晶硅板(件號1~6)比起現(xiàn)有的柱狀結晶硅板(件號7)、和現(xiàn)有的單晶硅板(件號8)具有優(yōu)越的抗折強度。以上，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實施方式。在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍中，能夠進行結構的附加、省略、置換以及其它的變更。本發(fā)明并不被上述的說明所限定，僅被本發(fā)明的技術方案的范圍所限定。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明涉及晶格間氧濃度在1xio18~2xl018atms/cm3的范圍內的高強度柱狀結晶硅。本發(fā)明的柱狀結晶硅與通常的柱狀結晶硅相比具有高強度，因此能夠對半導體裝置產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出巨大貢獻。權利要求1.一種晶格間氧濃度在1×1018～2×1018atms/cm3的范圍內的高強度柱狀結晶硅。2.—種由權利要求1所述的高強度柱狀結晶硅構成的等離子體蝕刻裝置用部件。3.—種由權利要求1所述的高強度柱狀結晶硅構成的等離子體蝕刻用高強度屏蔽環(huán)。4.一種由權利要求1所述的高強度柱狀結晶硅構成的等離子體蝕刻用高強度聚焦環(huán)。5.—種由權利要求1所述的高強度柱狀結晶硅構成的等離子體蝕刻用高強度上部電極板。全文摘要本發(fā)明涉及具有高強度的柱狀結晶硅，由晶格間氧濃度在1×10¹⁸～2×10¹⁸atms/cm³的范圍內的高強度柱狀結晶硅坯料制作的聚焦環(huán)、上部電極板和屏蔽環(huán)等的等離子體蝕刻裝置用部件，不增大厚度就能夠使其直徑更加增大。文檔編號C30B29/06GK101681831SQ20088001987公開日2010年3月24日申請日期2008年8月1日優(yōu)先權日2007年8月1日發(fā)明者佐佐木順一申請人:三菱麻鐵里亞爾株式會社