[發明專利]半導體裝置用硅部件及半導體裝置用硅部件的制造方法

有效

• 申請號: 201410085887.9
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN104047052B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 中田嘉信
• 申請（專利權）人: 三菱綜合材料株式會社
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B11/14
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;宋志強

本發明提供一種半導體裝置用硅部件及半導體裝置用硅部件的制造方法，該半導體裝置用硅部件為由單向凝固硅制成，同時又能發揮與由單晶硅制成的部件幾乎相同的性能，且即使體積比較龐大也能夠制作的半導體裝置用硅部件。該半導體裝置用硅部件由切下柱狀晶硅錠而制成，所述柱狀晶硅錠通過在坩堝底部配置由單晶硅板構成的多個籽晶，并單向凝固坩堝內的熔融硅，從而從多個籽晶中分別生長出單晶而獲得。

技術領域

本發明涉及一種半導體裝置用硅部件及半導體裝置用硅部件的制造方法。更具體而言，涉及一種干蝕刻用硅部件。

背景技術

在制造硅半導體設備的工序中所使用的例如等離子體蝕刻裝置為局部去除氧化膜而使用CF₆或SF₆等氟化類氣體。使這些氟化類氣體通過與蝕刻對象即硅晶圓之間施加高頻電壓且鑿開多個孔的極板（電極板），并利用被等離子化的氣體對硅晶圓表面的硅氧化膜進行蝕刻（參考下列專利文獻1）。作為這些電極板通常使用單晶硅（參考下列專利文獻2），為了確保蝕刻的均勻性，通常需要使用尺寸大于蝕刻對象即硅晶圓的電極板。

專利文獻1：日本特開2004-79961號公報

專利文獻2：日本特公平7-40567號公報

最近，盛行適合用于下一代450mm硅晶圓的開發活動。為450mm硅晶圓時，需要使用大于450mmφ的電極板。作為電極板需要480mmφ、500mmφ，優選為530mmφ以上的電極板，但現階段難以使這種大口徑的單晶硅生長，并且，即使有可能使其生長估計也要耗費很大的成本。當方形的半導體部件時，至少需要邊長大于450mm的尺寸。需要邊長為500mm，優選邊長為530mm的半導體部件。

因此，開始關注能夠制造出530mmφ以上尺寸的電極板的柱狀晶硅。然而，柱狀晶硅通常為多晶硅，電極板使用多晶硅時，存在容易在硅晶圓上形成粒子，向電極板的晶界偏析的雜質和SiO₂等在硅晶圓上沉降，因不同結晶取向引起的蝕刻速度差異而在晶界產生高低差等問題。因此，有可能難以減少粒子、難以減少因雜質引起的設備不良、或者因電場的不均勻性而難以確保硅晶圓的蝕刻的均勻性。

發明內容

本發明是鑒于這種背景而完成的，其課題在于提供一種由單向凝固硅鑄造法制成，同時又能發揮與由單晶硅制成的部件幾乎相同的性能，且即使體積比較龐大也能夠制作的半導體裝置用硅部件。

為了解決所述課題，本發明的半導體裝置用硅部件，其特征在于，利用柱狀晶硅錠制成，所述柱狀晶硅錠通過在坩堝底部配置由單晶硅板構成的多個籽晶，并單向凝固坩堝內的熔融硅，從而從所述多個籽晶分別生長出單晶而獲得。

根據上述結構的半導體裝置用硅部件，所述部件為切下從多個籽晶分別生長出單晶而獲得的柱狀晶硅錠而制成，與從以往的柱狀晶硅錠切下而獲得的部件相比，晶界非常少或完全沒有。因此，當例如用于等離子體蝕刻用電極板時，因粒子的產生及向晶界偏析的雜質和SiO₂等的沉降而引起的設備不良會減少，并且，因晶粒而引起的高低差的產生也會變少。其結果，能夠進行大致均勻的蝕刻。

并且，能夠通過任意選擇籽晶的結晶取向面來從各籽晶分別獲得使單晶以所希望的面取向生長的柱狀晶硅錠，由此，能夠獲得所希望的面取向的半導體裝置用硅部件。

并且，上述半導體裝置用硅部件優選大于450mmφ，更優選為500mmφ以上，進一步優選為530mmφ以上。

并且，上述半導體裝置用硅部件優選用作干蝕刻用硅部件。

并且，在所述坩堝底部配置多個所述籽晶時，優選以縱橫及生長方向相同的結晶取向排列各籽晶。