シリコン製部品の製造方法及びエッチング処理装置用のシリコン製部品
【課題】エッチング処理装置用のシリコン製部品に使用するシリコン廃材の選定を適正化する。
【解決手段】エッチング処理装置内に配置されるシリコン製部品をシリコン廃材から再生して製造するエッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法であって、シリコン廃材の不純物を測定する工程と、測定された不純物含有量と目標値に基づきシリコン廃材、シリコン原料、ドープ材の投入量を算出する工程と、算出された投入量のシリコン廃材、シリコン原料、ドープ材をるつぼに投入し、溶解する工程と、前記溶解された材料を冷却して固める工程と、前記固められた材料の少なくとも上面を含む部分を切除して多結晶シリコンを生成する工程と、前記生成された多結晶シリコンから前記シリコン製部品を製造する工程と、を含むことを特徴とするシリコン製部品の製造方法。
【解決手段】エッチング処理装置内に配置されるシリコン製部品をシリコン廃材から再生して製造するエッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法であって、シリコン廃材の不純物を測定する工程と、測定された不純物含有量と目標値に基づきシリコン廃材、シリコン原料、ドープ材の投入量を算出する工程と、算出された投入量のシリコン廃材、シリコン原料、ドープ材をるつぼに投入し、溶解する工程と、前記溶解された材料を冷却して固める工程と、前記固められた材料の少なくとも上面を含む部分を切除して多結晶シリコンを生成する工程と、前記生成された多結晶シリコンから前記シリコン製部品を製造する工程と、を含むことを特徴とするシリコン製部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン製部品の製造方法及びエッチング処理装置用のシリコン製部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
エッチング処理装置では、シリコン製の半導体ウエハ（以下、ウエハと称呼する。）上の各種シリコン膜にエッチング処理を実行する。エッチング処理装置内に配置される各種部品には、前記プロセスに影響を与えないようにシリコン製の部品が使用されている。例えば、エッチング処理装置内では、載置台上に載置されたウエハを囲むフォーカスリングにシリコン製部品が配置されている。また、載置台と対向するように設けられた対向電極の電極板にもシリコン製部品が配置されている。
【０００３】
エッチング処理装置内に配置されるシリコン製部品は、プロセス中、プラズマに暴露されるため、消耗、劣化し、徐々にその形状が変化する。変化が進んだシリコン製部品をそのまま使用し続けるとプロセスの再現性が悪くなる。そこで、ある程度消耗し、劣化したシリコン製部品は、その時点で寿命が尽きたとみなされ、産業廃棄物として廃棄される。一方、このようなエッチング処理装置用のシリコン製部品には、従来、高価な単結晶シリコンが使用されていたため、エッチング処理装置のランニングに伴う消耗品コストを高める一因ともなっていた。
【０００４】
そこで、近年、シリコン製部品に多結晶シリコン材が使用されるようになっている。たとえば、特許文献１には、シリコン廃材を回収し、回収したシリコン廃材から多結晶シリコンを製造する製造方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−７１３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記製造方法により多結晶シリコンを製造する場合にも、たとえば、９９．９９９９９９９９９％（以下、１１Ｎとも表記する）の高純度かつ高価なシリコン材料が使用されていた。よって、単結晶の替わりに多結晶シリコン材料を使用してシリコン製部品を製造する場合にも材料コストの低減には限界があった。
【０００７】
上記課題に鑑み、本発明は、エッチング処理装置用のシリコン製部品に使用するシリコン廃材の選定を適正化することにより、材料コストを低減し、資源の有効活用を図ることが可能な、エッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法及びシリコン製部品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】
上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、 エッチング処理装置内に配置されるシリコン製部品をシリコン廃材から再生して製造するエッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法であって、前記シリコン廃材又は該シリコン廃材を含んだ材料をるつぼに投入し、溶解する工程と、前記溶解された材料を冷却して固める工程と、前記固められた材料の少なくとも上面を含む部分を切除して多結晶シリコンを生成する工程と、前記生成された多結晶シリコンから前記シリコン製部品を製造する工程と、を含むことを特徴とするシリコン製部品の製造方法が提供される。
【０００９】
前記シリコン廃材は所定のエッチング溶液で洗浄後、るつぼに投入されてもよい。
【００１０】
前記シリコン廃材又は該シリコン廃材を含んだ材料は、所定の種類の離型材を内壁に塗布させた前記るつぼに投入されてもよい。
【００１１】
前記固められた材料の切除は、離型材の種類に応じて、カットされる部分が表面から２０ｍｍ以下となるように前記材料の全面をカットする、又は、カットされる部分が表面から１５ｍｍ以下となるように前記材料の上面をカットするとともに上面以外の面をブラスト処理してもよい。
【００１２】
前記離型材は、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ＳｉＮのいずれかであってもよい。
【００１３】
前記シリコン廃材を含んだ材料は、前記シリコン廃材の投入量と、シリコン原料の投入量と、不純物とからなり、回収した前記シリコン廃材の不純物の含有率を測定し、測定された不純物の含有量と最終製品の抵抗値の目標値とに基づき、前記るつぼに投入する前記シリコン廃材の投入量と、前記シリコン原料の投入量と、前記不純物の投入量とを決定してもよい。
【００１４】
前記最終製品の抵抗値の目標値は、１〜４Ωｃｍの範囲のいずれかの値であってもよい。
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の別の態様によれば、 ボロンをドープしたＰ型タイプの多結晶シリコンであって、純度が９９．９９９％以上のシリコン廃材又は純度が９９．９９９％以上のシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造されたエッチング処理装置用のシリコン製部品が提供される。
【００１６】
前記シリコン製部品は、抵抗値が０．０１〜１００Ωｃｍとなるようにシリコン廃材又はシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造されてもよい。
【００１７】
前記シリコン製部品は、抵抗値が１〜４Ωｃｍとなるようにシリコン廃材又はシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造されてもよい。
【００１８】
前記シリコン製部品は、抵抗値が６０〜９０Ωｃｍとなるようにシリコン廃材又はシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造されてもよい。
【００１９】
前記シリコン製部品は、抵抗値の上限が０．０２Ωｃｍ以下となるようにシリコン廃材又はシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造されてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明によれば、エッチング処理装置用のシリコン製部品に使用するシリコン廃材の選定を適正化することにより、材料コストを低減し、資源の有効活用を図ることが可能な、エッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法及びエッチング処理装置用のシリコン製部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るエッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】一実施形態に係る製造方法における測定処理を示すフローチャートである。
【図３】一実施形態に係る製造装置を示した縦断面図である。
【図４】一実施形態に係る製造方法を説明するための図である。
【図５】一実施形態に係る多結晶シリコン材及び多結晶シリコン材の抵抗値を示す図である。
【図６】一実施形態に係るシリコン製部品を配置したエッチング処理装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
以下では、本発明の一実施形態に係るエッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法について説明した後、そのシリコン製部品を用いたエッチング処理装置用について説明する。
【００２４】
（はじめに）
エッチング処理装置内に配置される各種部品には、シリコン製の部品が使用されている。例えば、図６に示したようにエッチング処理装置１０内では、載置台２０上に載置されたウエハＷを囲むフォーカスリング２１や、絶縁板１２を囲むグランドリング２２にシリコン製部品が用いられている。また、載置台２０に対向する対向電極３０の電極板３１にもシリコン製部品が配置されている。
【００２５】
シリコン製部品には、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ Ｓｉ）を原材料とする単結晶又は多結晶が用いられる。エッチング処理装置向けポリシリコンメーカは、９９．９９９９９９９（９Ｎ）〜９９．９９９９９９９９９（１１Ｎ）程度の純度の多結晶を作っていることが多い。一方、ソーラー向けポリシリコンメーカは、９９．９９９９（５Ｎ）〜９９．９９９９９９９（９Ｎ）程度の純度の多結晶を作っていることが多い。一般には、シリコン廃材を使用しない場合９９．９９９９（６Ｎ）以上、シリコン廃材を使用する場合（リサイクル品の場合）９９．９９９（５Ｎ）以上の純度の多結晶を生成している。
【００２６】
以下の実施形態では、ボロンをドープしたＰ型タイプの多結晶シリコンであって、純度が５Ｎ以上のシリコン廃材、又は純度が５Ｎ以上のシリコン廃材を含んだ材料を再生して多結晶シリコンを生成し、エッチング処理装置用のシリコン製部品に用いる。
【００２７】
エッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法には、使用済みのフォーカスリング２１、グランドリング２２、電極板３１等のシリコン廃材を用いることができる。
【００２８】
シリコン廃材の具体例としては、エッチング処理装置用のシリコン製部品の製造過程で発生したものが挙げられる。例えば、図４に示したように、シリコンインゴットを製造する際にできたインゴット１００のトップテール１００ａやボトムテール１００ｂ、フォーカスリング２１やグランドリング２２を製造する際に繰り抜いた内側の円筒部分１００ｃ、インゴット１００の外周部分１１０を用いることができる。また、製造途中で傷や欠け等の損傷が発生したもの、寸法が規格外となったもの、抵抗値等の電気特性が規格外となったものもシリコン廃材として用いることができる。
【００２９】
本実施形態では、上記のようなリサイクル材であるシリコン廃材に、バージン材であるシリコン原料を混ぜた材料を用いてシリコン製部品を製造する。その製造方法について、図１のフローチャートを参照しながら説明する。
【００３０】
なお、シリコン製部品は、図３に示す製造装置５０を用いて製造することができる。製造装置５０は、チャンバＣ内に石英のるつぼ５５を内蔵させ、その上方、下方及び側方にカーボンヒ−タ６０を設けたものである。るつぼ５５の中にはシリコン廃材を含むポリシリコンの原料が投入される。カーボンヒ−タ６０はポリシリコンの原材料を溶解するために用いられる。製造装置５０には図示しない冷却機構も設けられていて、るつぼ５５内の原材料を冷却するようになっている。
【００３１】
（エッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法）
＜１．廃材回収工程＞
本実施形態では、まず、上記のような使用済みのフォーカスリング２１、グランドリング２２、使用済みの電極板３１等のシリコン廃材を回収する（ステップ１０５）。
【００３２】
＜２．洗浄工程＞
次に、上記の回収したシリコン廃材を洗浄する（ステップ１１０）。具体的には、エッチング溶液が酸の場合、ＨＦとＨＮＯ３とＣＨ３ＣＯＯＨの混合溶液でエッチングする。エッチング溶液がアルカリの場合、ＫＯＨ、もしくはＫＯＨとＨ２Ｏ２の混合溶液でエッチングする。シリコン廃材の外側の汚れは、酸エッチングの場合６０ミクロン以上落とす必要があり、アルカリエッチングの場合３０ミクロン以上落とす必要がある。
【００３３】
なお、使用するシリコン廃材が、使用済みのシリコン製部品に由来するものではなく、製造途中で発生したシリコン廃材の場合には、上記洗浄工程を省略することができる。
【００３４】
＜３．測定工程＞
次に、洗浄したシリコン廃材の電気特性（本実施形態では電気抵抗）と質量を測定し、シリコン廃材中のボロン等の不純物の含有量を求める測定工程を行う（ステップ１１５）。具体的測定処理を図２に示す。エッチング処理装置用のシリコン製部品では、その部品の性格から必要とされる電気特性（例えば電気抵抗値）に相違がある。
【００３５】
例えば、図５に示したように、ボロンをドープしたＰ型タイプの多結晶シリコン材の場合、フォーカスリング２１（ＦＲ）や電極板３１（ＣＥＬ）やグランドリング２２（Ｇ−Ｒｉｎｇ）やリングプロテクト（Ｒｉｎｇ Ｐｒｏｔｅｃｔ）等、エッチング処理装置用のシリコン製部品のほぼすべてに適用できる電気抵抗の目標値は、０．０１〜１００Ωｃｍである（ケース４）。
【００３６】
そのうち、例えば、フォーカスリング２１（ＦＲ）や電極板３１（ＣＥＬ：Ｏ−ＣＥＬ、Ｉ−ＣＥＬ）にシリコン製部品を適用する場合、最終製品の電気抵抗の目標値は、１〜４Ωｃｍであってもよい（ケース１）。
【００３７】
また、例えば、フォーカスリング２１（ＦＲ）にシリコン製部品を適用する場合、最終製品の電気抵抗の目標値は、０Ωｃｍより大きく０．０２Ωｃｍ以下であってもよい（ケース２）。
【００３８】
また、例えば、電極板３１（ＣＥＬ）にシリコン製部品を適用する場合、最終製品の電気抵抗の目標値は、６０〜９０Ωｃｍであってもよい（ケース３）。
【００３９】
このように、エッチング処理装置１０に取り付けるシリコン製部品の位置や機能によって最良の抵抗値（目標値）を変えることが望ましい。
【００４０】
（測定方法）
図２では、まず、シリコン廃材中の不純物の含有量を測定する（ステップ２０５）。エッチング処理装置用のシリコン製部品毎に必要とされる電気抵抗値等に応じてインゴットを製造する際にボロン等の不純物が所定量添加される。上記の測定工程では、４探針測定器等による電気抵抗値の測定と精密量り等による質量の測定を行って、この不純物の含有量を求める。
【００４１】
次に、上記の測定工程で求めた不純物の含有量と最終製品の電気特性（本実施形態では電気抵抗）の目標値とに基づき、シリコン廃材の投入量と、シリコン原料の投入量と、不純物の投入量を決定する（ステップ２１０）。
【００４２】
前述したとおり、エッチング処理装置用のシリコン製部品では、その部品の位置や機能から必要とされる電気抵抗値等の電気特性に相違がある。以下の説明では、図５の上図に示したように、ボロンをドープしたＰ型タイプの多結晶シリコンであって、抵抗値の目標値が１〜４Ωｃｍの範囲のいずれかの値、純度が９９．９９９％（５Ｎ）以上、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＳｉＯ２等の含有物を含まない多結晶シリコンがシリコン製部品として再生される。
【００４３】
この電気抵抗の目標値に基づいて、シリコン廃材の重量と不純物の含有量とからシリコン廃材の投入量、シリコン原料の投入量、不純物の投入量が決定される。なお、シリコン廃材のみでシリコンの量が充足される場合は、シリコン原料の投入量がゼロになる場合もある。また、シリコン廃材に含まれる不純物のみで不純物の量が充足される場合は、不純物の投入量がゼロになる場合もある。
【００４４】
＜３．投入、溶解工程＞
図１に戻り、次に、決定された投入量のシリコン廃材と、シリコン原料と、不純物(ドープ材)をるつぼ５５に投入し（ステップ１２０：図４のＡ参照）、カーボンヒ−タにより１４００℃程度で加熱して、るつぼ５５内の材料を溶融する（ステップ１２５：図４のＢ参照）。
【００４５】
次に、製造装置５０に設けられた図示しない冷却機構により、るつぼ５５内の材料を冷却する（ステップ１３０：図４のＣ参照）。るつぼ５５の内壁には離型材を塗布させているので、るつぼ内のシリコン材料が固まるときに収縮する際、るつぼ５５とシリコン材料とを分離し易くなっている。これにより、シリコン材料が固形化する際のシリコン材料の割れを防止することができる。離型材は、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ＳｉＮのいずれかから選択され得る。離型材は、エッチング処理装置内でパーティクル源とならないものを選ぶ必要がある。
【００４６】
次に、るつぼ５５を壊してシリコン廃材から再生されたシリコン材料を取り出し、その表面をカットする（ステップ１３５：図４のＤ参照）。シリコン材料の表面近傍には、離型材の作用によりＳｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ等が含有されている可能性がある。そこで、再生されたシリコン材料にパーティクル源となる含有物を含まないように、表面をカットし、るつぼ５５の近くのシリコン材料の多結晶は使わないようにする。これにより、製造工程で混入する、るつぼ５５に塗布されていた離型材を、再生されたシリコン材料から取り除くことができる。
【００４７】
ここでは、離型材をとるため、再生されたシリコン材料の全面（６面）をそれぞれ２０ｍｍカットする。固められたシリコン材料の切除は、離型材の種類に応じて変えることが好ましい。例えば、離型材の種類がＳｉ３Ｎ４の場合、カットされる部分が表面から２０ｍｍ以下となるようにシリコン材料の全面をカットする。
【００４８】
また、例えば、離型材の種類がＳｉＯ２の場合、シリコン材料の上面では、カットされる部分が表面から１５ｍｍ以下となるようにシリコン材料の上面のみカットする。このように材料の上面は汚れているため１５ｍｍカットするが、上面以外の面はブラスト処理により３０μ削る。
【００４９】
これにより、シリコン廃材から純度５Ｎ以上の多結晶シリコンを生成することができる。そして、この工程で製造したシリコンインゴットに機械加工等を施し、所定形状とすることにより、新たなエッチング処理装置用のシリコン製部品、例えば、シリコン製フォーカスリングやシリコン製電極板等を製造することができる。
【００５０】
以上に説明したように、本実施形態では、エッチング処理装置用のシリコン製部品に使用するシリコン廃材の選定及び製造方法を適正化することにより、エッチング処理装置用に適用可能なシリコン製部品を再生することができる。
【００５１】
特に、本実施形態では、従来産業廃棄物として廃棄されていた使用済みのエッチング処理装置用シリコン製部品等を再生して新たなエッチング処理装置用のシリコン製部品を製造することができる。これによれば、原料にシリコン廃材を含むため、材料コストを低減し、資源の有効活用を図ることができる。よって、従来に比べてエッチング処理装置の消耗品コストを低減することができるとともに、産業廃棄物の発生量を低減でき、環境をよりよくすることができる。
【００５２】
現在、単結晶で製造可能なサイズはほぼ４６０ｍｍまでである。将来的には要求されるウエハサイズが大口径になり、単結晶で生成可能なサイズより大きくなり、この場合、多結晶を使わざるを得ない。また、多結晶は単結晶より安い。更に、本実施形態では、シリコン廃材として、エッチング処理装置用のポリシリコンの廃材だけでなく、ソーラーパネル用のポリシリコンの廃材を用いることができる。このように単結晶シリコン以外の材料選択範囲の拡大により、よりリサイクル材の有効活用と材料コストの低減を図ることができる。
【００５３】
（エッチング処理装置）
最後に、新たに再生されたシリコン製部品を装着したエッチング処理装置の構成について図６を参照しながら説明する。図６は、エッチング処理装置の縦断面図である。エッチング処理装置１０は、電極板が上下平行に対向し、プラズマ形成用電源が接続された容量結合型平行平板エッチング装置として構成されている。
【００５４】
エッチング処理装置１０は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等からなり円筒形状に成形された処理室１１を有している。処理室１１は接地されている。処理室１１内の底部にはセラミックスなどの絶縁板１２を介して、ウエハＷを載置するための略円柱状のサセプタ支持台１３が設けられている。サセプタ支持台１３の上には、下部電極を兼ねた載置台２０が設けられている。
【００５５】
サセプタ支持台１３の内部には、冷媒室１４が設けられており、冷媒室１４には冷媒が冷媒導入管を介して導入されて循環し冷媒排出管から排出される。そして、その冷熱が載置台２０を介してウエハＷに対して伝熱され、これによりウエハＷが所望の温度に調整される。
【００５６】
載置台２０は、その上側中央部が凸状の円板状に成形され、その上に円形でウエハＷと略同径の静電チャック１５が設けられている。静電チャック１５は、絶縁材の間に配置された電極に所望の直流電圧を印加することにより、例えばクーロン力によってウエハＷを静電吸着する。
【００５７】
絶縁板１２、サセプタ支持台１３、載置台２０、静電チャック１５には、ウエハＷの裏面に、伝熱媒体（例えばＨｅガス等）を供給するためのガス通路１６が形成されており、この伝熱媒体を介して載置台２０の冷熱がウエハＷに伝達されウエハＷが所定の温度に維持されるようになっている。
【００５８】
載置台２０の上端周縁部には、静電チャック１５上に載置されたウエハＷを囲むように、環状のフォーカスリング２１が配置されている。また、絶縁板１２の外周にはグランドリング２２が配置されている。フォーカスリング２１、グランドリング２２はシリコン製とされており、シリコン製のフォーカスリング２１、グランドリング２２は、本実施形態における再生方法が適用されるエッチング処理装置用のシリコン製部品の１つである。
【００５９】
載置台２０の上方には、載置台２０と平行に対向して上部電極３０が設けられている。上部電極３０は、処理室１１の上部に支持されている。上部電極３０は、電極板３１と、電極板３１を支持する導電性材料からなる電極支持体３２とによって構成されている。電極板３１は、多数の吐出孔を有し、載置台２０との対向面を形成する。エッチング処理装置１０において、この電極板３１はシリコン製とされており、このシリコン製の電極板３１は、本実施形態における再生方法が適用されるエッチング処理装置用のシリコン製部品の１つである。なお、上部電極３０には図示しない直流電源が接続されている。直流電源から供給された直流電流は上部電極３０に印加され、グランドリング２２を通ってグラウンドに流れるようになっている。
【００６０】
上部電極３０における電極支持体３２の中央にはガス導入口が設けられ、ガス導入口には、処理ガス供給源３３が接続されている。処理ガス供給源３３から、プラズマエッチング処理のためのエッチングガス等が供給される。
【００６１】
処理室１１の底部には、排気管３４を介して排気装置３５が接続されている。排気装置３５はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、処理室１１内を所定の減圧雰囲気、例えば１Ｐａ以下の所定の圧力まで真空引き可能なように構成されている。また、処理室１１の側壁にはゲートバルブ３６が設けられており、このゲートバルブ３６を開いた状態で、ウエハＷを隣接するロードロック室（図示せず）との間で搬送する。
【００６２】
上部電極３０には、第１の高周波電源４０が接続されており、その給電線には整合器４１が介挿されている。第１の高周波電源４０は、例えば、２７〜１５０ＭＨｚの範囲の周波数を有している。このように高い周波数の高周波電力を印加することにより処理室１１内に好ましい解離状態でかつ高密度のプラズマを形成することができる。
【００６３】
下部電極としての載置台２０には、第２の高周波電源５０が接続されており、その給電線には整合器５１が介挿されている。第２の高周波電源５０は、第１の高周波電源４０より低い周波数の範囲を有している。このような範囲の周波数の高周波電力を印加することにより、被処理基板であるウエハＷに対してダメージを与えることなく適切なイオン作用を与えることができる。第２の高周波電源５０の周波数は、例えば１〜２０ＭＨｚの範囲が好ましい。
【００６４】
以上、再生された多結晶シリコンから形成されたシリコン製のフォーカスリング２１、シリコン製のグランドリング２２、シリコン製の電極板３１等が取り付けられたエッチング処理装置１０の一例を説明した。
【００６５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６６】
例えば、上記実施形態では、エッチング処理装置用のシリコン製部品が、シリコン製フォーカスリング、シリコン製グランドリング、シリコン製電極板の場合について説明したが、これら以外のエッチング処理装置用のシリコン製部品についても同様にして適用することができる。また、上記実施形態では、電気抵抗と質量の測定によって不純物の含有量を求めたが、他の電気特性から不純物の含有量を求めてもよい。
【００６７】
また、シリコン廃材を利用したシリコン製部品の再生に当たっては、トレサビリティ管理が重要である。たとえば、製造工程では、シリコン廃材を洗浄した後のシリコン廃材の識別情報とシリコン原料の識別情報を持っていて、どのシリコン廃材（リサイクル材）とどのシリコン原料（バージン材）を使っているかを特定することができるようになっている。
【符号の説明】
【００６８】
１０ エッチング処理装置
１１ 処理室
２０ 載置台
２１ フォーカスリング
２２ グランドリング
３０ 上部電極
３１ 電極板
５０ 製造装置
５５ るつぼ
６０ カーボンヒ−タ
１００ インゴット
Ｃ チャンバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン製部品の製造方法及びエッチング処理装置用のシリコン製部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
エッチング処理装置では、シリコン製の半導体ウエハ（以下、ウエハと称呼する。）上の各種シリコン膜にエッチング処理を実行する。エッチング処理装置内に配置される各種部品には、前記プロセスに影響を与えないようにシリコン製の部品が使用されている。例えば、エッチング処理装置内では、載置台上に載置されたウエハを囲むフォーカスリングにシリコン製部品が配置されている。また、載置台と対向するように設けられた対向電極の電極板にもシリコン製部品が配置されている。
【０００３】
エッチング処理装置内に配置されるシリコン製部品は、プロセス中、プラズマに暴露されるため、消耗、劣化し、徐々にその形状が変化する。変化が進んだシリコン製部品をそのまま使用し続けるとプロセスの再現性が悪くなる。そこで、ある程度消耗し、劣化したシリコン製部品は、その時点で寿命が尽きたとみなされ、産業廃棄物として廃棄される。一方、このようなエッチング処理装置用のシリコン製部品には、従来、高価な単結晶シリコンが使用されていたため、エッチング処理装置のランニングに伴う消耗品コストを高める一因ともなっていた。
【０００４】
そこで、近年、シリコン製部品に多結晶シリコン材が使用されるようになっている。たとえば、特許文献１には、シリコン廃材を回収し、回収したシリコン廃材から多結晶シリコンを製造する製造方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−７１３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記製造方法により多結晶シリコンを製造する場合にも、たとえば、９９．９９９９９９９９９％（以下、１１Ｎとも表記する）の高純度かつ高価なシリコン材料が使用されていた。よって、単結晶の替わりに多結晶シリコン材料を使用してシリコン製部品を製造する場合にも材料コストの低減には限界があった。
【０００７】
上記課題に鑑み、本発明は、エッチング処理装置用のシリコン製部品に使用するシリコン廃材の選定を適正化することにより、材料コストを低減し、資源の有効活用を図ることが可能な、エッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法及びシリコン製部品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】
上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、 エッチング処理装置内に配置されるシリコン製部品をシリコン廃材から再生して製造するエッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法であって、前記シリコン廃材又は該シリコン廃材を含んだ材料をるつぼに投入し、溶解する工程と、前記溶解された材料を冷却して固める工程と、前記固められた材料の少なくとも上面を含む部分を切除して多結晶シリコンを生成する工程と、前記生成された多結晶シリコンから前記シリコン製部品を製造する工程と、を含むことを特徴とするシリコン製部品の製造方法が提供される。
【０００９】
前記シリコン廃材は所定のエッチング溶液で洗浄後、るつぼに投入されてもよい。
【００１０】
前記シリコン廃材又は該シリコン廃材を含んだ材料は、所定の種類の離型材を内壁に塗布させた前記るつぼに投入されてもよい。
【００１１】
前記固められた材料の切除は、離型材の種類に応じて、カットされる部分が表面から２０ｍｍ以下となるように前記材料の全面をカットする、又は、カットされる部分が表面から１５ｍｍ以下となるように前記材料の上面をカットするとともに上面以外の面をブラスト処理してもよい。
【００１２】
前記離型材は、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ＳｉＮのいずれかであってもよい。
【００１３】
前記シリコン廃材を含んだ材料は、前記シリコン廃材の投入量と、シリコン原料の投入量と、不純物とからなり、回収した前記シリコン廃材の不純物の含有率を測定し、測定された不純物の含有量と最終製品の抵抗値の目標値とに基づき、前記るつぼに投入する前記シリコン廃材の投入量と、前記シリコン原料の投入量と、前記不純物の投入量とを決定してもよい。
【００１４】
前記最終製品の抵抗値の目標値は、１〜４Ωｃｍの範囲のいずれかの値であってもよい。
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の別の態様によれば、 ボロンをドープしたＰ型タイプの多結晶シリコンであって、純度が９９．９９９％以上のシリコン廃材又は純度が９９．９９９％以上のシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造されたエッチング処理装置用のシリコン製部品が提供される。
【００１６】
前記シリコン製部品は、抵抗値が０．０１〜１００Ωｃｍとなるようにシリコン廃材又はシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造されてもよい。
【００１７】
前記シリコン製部品は、抵抗値が１〜４Ωｃｍとなるようにシリコン廃材又はシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造されてもよい。
【００１８】
前記シリコン製部品は、抵抗値が６０〜９０Ωｃｍとなるようにシリコン廃材又はシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造されてもよい。
【００１９】
前記シリコン製部品は、抵抗値の上限が０．０２Ωｃｍ以下となるようにシリコン廃材又はシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造されてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明によれば、エッチング処理装置用のシリコン製部品に使用するシリコン廃材の選定を適正化することにより、材料コストを低減し、資源の有効活用を図ることが可能な、エッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法及びエッチング処理装置用のシリコン製部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るエッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】一実施形態に係る製造方法における測定処理を示すフローチャートである。
【図３】一実施形態に係る製造装置を示した縦断面図である。
【図４】一実施形態に係る製造方法を説明するための図である。
【図５】一実施形態に係る多結晶シリコン材及び多結晶シリコン材の抵抗値を示す図である。
【図６】一実施形態に係るシリコン製部品を配置したエッチング処理装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
以下では、本発明の一実施形態に係るエッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法について説明した後、そのシリコン製部品を用いたエッチング処理装置用について説明する。
【００２４】
（はじめに）
エッチング処理装置内に配置される各種部品には、シリコン製の部品が使用されている。例えば、図６に示したようにエッチング処理装置１０内では、載置台２０上に載置されたウエハＷを囲むフォーカスリング２１や、絶縁板１２を囲むグランドリング２２にシリコン製部品が用いられている。また、載置台２０に対向する対向電極３０の電極板３１にもシリコン製部品が配置されている。
【００２５】
シリコン製部品には、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ Ｓｉ）を原材料とする単結晶又は多結晶が用いられる。エッチング処理装置向けポリシリコンメーカは、９９．９９９９９９９（９Ｎ）〜９９．９９９９９９９９９（１１Ｎ）程度の純度の多結晶を作っていることが多い。一方、ソーラー向けポリシリコンメーカは、９９．９９９９（５Ｎ）〜９９．９９９９９９９（９Ｎ）程度の純度の多結晶を作っていることが多い。一般には、シリコン廃材を使用しない場合９９．９９９９（６Ｎ）以上、シリコン廃材を使用する場合（リサイクル品の場合）９９．９９９（５Ｎ）以上の純度の多結晶を生成している。
【００２６】
以下の実施形態では、ボロンをドープしたＰ型タイプの多結晶シリコンであって、純度が５Ｎ以上のシリコン廃材、又は純度が５Ｎ以上のシリコン廃材を含んだ材料を再生して多結晶シリコンを生成し、エッチング処理装置用のシリコン製部品に用いる。
【００２７】
エッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法には、使用済みのフォーカスリング２１、グランドリング２２、電極板３１等のシリコン廃材を用いることができる。
【００２８】
シリコン廃材の具体例としては、エッチング処理装置用のシリコン製部品の製造過程で発生したものが挙げられる。例えば、図４に示したように、シリコンインゴットを製造する際にできたインゴット１００のトップテール１００ａやボトムテール１００ｂ、フォーカスリング２１やグランドリング２２を製造する際に繰り抜いた内側の円筒部分１００ｃ、インゴット１００の外周部分１１０を用いることができる。また、製造途中で傷や欠け等の損傷が発生したもの、寸法が規格外となったもの、抵抗値等の電気特性が規格外となったものもシリコン廃材として用いることができる。
【００２９】
本実施形態では、上記のようなリサイクル材であるシリコン廃材に、バージン材であるシリコン原料を混ぜた材料を用いてシリコン製部品を製造する。その製造方法について、図１のフローチャートを参照しながら説明する。
【００３０】
なお、シリコン製部品は、図３に示す製造装置５０を用いて製造することができる。製造装置５０は、チャンバＣ内に石英のるつぼ５５を内蔵させ、その上方、下方及び側方にカーボンヒ−タ６０を設けたものである。るつぼ５５の中にはシリコン廃材を含むポリシリコンの原料が投入される。カーボンヒ−タ６０はポリシリコンの原材料を溶解するために用いられる。製造装置５０には図示しない冷却機構も設けられていて、るつぼ５５内の原材料を冷却するようになっている。
【００３１】
（エッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法）
＜１．廃材回収工程＞
本実施形態では、まず、上記のような使用済みのフォーカスリング２１、グランドリング２２、使用済みの電極板３１等のシリコン廃材を回収する（ステップ１０５）。
【００３２】
＜２．洗浄工程＞
次に、上記の回収したシリコン廃材を洗浄する（ステップ１１０）。具体的には、エッチング溶液が酸の場合、ＨＦとＨＮＯ３とＣＨ３ＣＯＯＨの混合溶液でエッチングする。エッチング溶液がアルカリの場合、ＫＯＨ、もしくはＫＯＨとＨ２Ｏ２の混合溶液でエッチングする。シリコン廃材の外側の汚れは、酸エッチングの場合６０ミクロン以上落とす必要があり、アルカリエッチングの場合３０ミクロン以上落とす必要がある。
【００３３】
なお、使用するシリコン廃材が、使用済みのシリコン製部品に由来するものではなく、製造途中で発生したシリコン廃材の場合には、上記洗浄工程を省略することができる。
【００３４】
＜３．測定工程＞
次に、洗浄したシリコン廃材の電気特性（本実施形態では電気抵抗）と質量を測定し、シリコン廃材中のボロン等の不純物の含有量を求める測定工程を行う（ステップ１１５）。具体的測定処理を図２に示す。エッチング処理装置用のシリコン製部品では、その部品の性格から必要とされる電気特性（例えば電気抵抗値）に相違がある。
【００３５】
例えば、図５に示したように、ボロンをドープしたＰ型タイプの多結晶シリコン材の場合、フォーカスリング２１（ＦＲ）や電極板３１（ＣＥＬ）やグランドリング２２（Ｇ−Ｒｉｎｇ）やリングプロテクト（Ｒｉｎｇ Ｐｒｏｔｅｃｔ）等、エッチング処理装置用のシリコン製部品のほぼすべてに適用できる電気抵抗の目標値は、０．０１〜１００Ωｃｍである（ケース４）。
【００３６】
そのうち、例えば、フォーカスリング２１（ＦＲ）や電極板３１（ＣＥＬ：Ｏ−ＣＥＬ、Ｉ−ＣＥＬ）にシリコン製部品を適用する場合、最終製品の電気抵抗の目標値は、１〜４Ωｃｍであってもよい（ケース１）。
【００３７】
また、例えば、フォーカスリング２１（ＦＲ）にシリコン製部品を適用する場合、最終製品の電気抵抗の目標値は、０Ωｃｍより大きく０．０２Ωｃｍ以下であってもよい（ケース２）。
【００３８】
また、例えば、電極板３１（ＣＥＬ）にシリコン製部品を適用する場合、最終製品の電気抵抗の目標値は、６０〜９０Ωｃｍであってもよい（ケース３）。
【００３９】
このように、エッチング処理装置１０に取り付けるシリコン製部品の位置や機能によって最良の抵抗値（目標値）を変えることが望ましい。
【００４０】
（測定方法）
図２では、まず、シリコン廃材中の不純物の含有量を測定する（ステップ２０５）。エッチング処理装置用のシリコン製部品毎に必要とされる電気抵抗値等に応じてインゴットを製造する際にボロン等の不純物が所定量添加される。上記の測定工程では、４探針測定器等による電気抵抗値の測定と精密量り等による質量の測定を行って、この不純物の含有量を求める。
【００４１】
次に、上記の測定工程で求めた不純物の含有量と最終製品の電気特性（本実施形態では電気抵抗）の目標値とに基づき、シリコン廃材の投入量と、シリコン原料の投入量と、不純物の投入量を決定する（ステップ２１０）。
【００４２】
前述したとおり、エッチング処理装置用のシリコン製部品では、その部品の位置や機能から必要とされる電気抵抗値等の電気特性に相違がある。以下の説明では、図５の上図に示したように、ボロンをドープしたＰ型タイプの多結晶シリコンであって、抵抗値の目標値が１〜４Ωｃｍの範囲のいずれかの値、純度が９９．９９９％（５Ｎ）以上、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＳｉＯ２等の含有物を含まない多結晶シリコンがシリコン製部品として再生される。
【００４３】
この電気抵抗の目標値に基づいて、シリコン廃材の重量と不純物の含有量とからシリコン廃材の投入量、シリコン原料の投入量、不純物の投入量が決定される。なお、シリコン廃材のみでシリコンの量が充足される場合は、シリコン原料の投入量がゼロになる場合もある。また、シリコン廃材に含まれる不純物のみで不純物の量が充足される場合は、不純物の投入量がゼロになる場合もある。
【００４４】
＜３．投入、溶解工程＞
図１に戻り、次に、決定された投入量のシリコン廃材と、シリコン原料と、不純物(ドープ材)をるつぼ５５に投入し（ステップ１２０：図４のＡ参照）、カーボンヒ−タにより１４００℃程度で加熱して、るつぼ５５内の材料を溶融する（ステップ１２５：図４のＢ参照）。
【００４５】
次に、製造装置５０に設けられた図示しない冷却機構により、るつぼ５５内の材料を冷却する（ステップ１３０：図４のＣ参照）。るつぼ５５の内壁には離型材を塗布させているので、るつぼ内のシリコン材料が固まるときに収縮する際、るつぼ５５とシリコン材料とを分離し易くなっている。これにより、シリコン材料が固形化する際のシリコン材料の割れを防止することができる。離型材は、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ＳｉＮのいずれかから選択され得る。離型材は、エッチング処理装置内でパーティクル源とならないものを選ぶ必要がある。
【００４６】
次に、るつぼ５５を壊してシリコン廃材から再生されたシリコン材料を取り出し、その表面をカットする（ステップ１３５：図４のＤ参照）。シリコン材料の表面近傍には、離型材の作用によりＳｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ等が含有されている可能性がある。そこで、再生されたシリコン材料にパーティクル源となる含有物を含まないように、表面をカットし、るつぼ５５の近くのシリコン材料の多結晶は使わないようにする。これにより、製造工程で混入する、るつぼ５５に塗布されていた離型材を、再生されたシリコン材料から取り除くことができる。
【００４７】
ここでは、離型材をとるため、再生されたシリコン材料の全面（６面）をそれぞれ２０ｍｍカットする。固められたシリコン材料の切除は、離型材の種類に応じて変えることが好ましい。例えば、離型材の種類がＳｉ３Ｎ４の場合、カットされる部分が表面から２０ｍｍ以下となるようにシリコン材料の全面をカットする。
【００４８】
また、例えば、離型材の種類がＳｉＯ２の場合、シリコン材料の上面では、カットされる部分が表面から１５ｍｍ以下となるようにシリコン材料の上面のみカットする。このように材料の上面は汚れているため１５ｍｍカットするが、上面以外の面はブラスト処理により３０μ削る。
【００４９】
これにより、シリコン廃材から純度５Ｎ以上の多結晶シリコンを生成することができる。そして、この工程で製造したシリコンインゴットに機械加工等を施し、所定形状とすることにより、新たなエッチング処理装置用のシリコン製部品、例えば、シリコン製フォーカスリングやシリコン製電極板等を製造することができる。
【００５０】
以上に説明したように、本実施形態では、エッチング処理装置用のシリコン製部品に使用するシリコン廃材の選定及び製造方法を適正化することにより、エッチング処理装置用に適用可能なシリコン製部品を再生することができる。
【００５１】
特に、本実施形態では、従来産業廃棄物として廃棄されていた使用済みのエッチング処理装置用シリコン製部品等を再生して新たなエッチング処理装置用のシリコン製部品を製造することができる。これによれば、原料にシリコン廃材を含むため、材料コストを低減し、資源の有効活用を図ることができる。よって、従来に比べてエッチング処理装置の消耗品コストを低減することができるとともに、産業廃棄物の発生量を低減でき、環境をよりよくすることができる。
【００５２】
現在、単結晶で製造可能なサイズはほぼ４６０ｍｍまでである。将来的には要求されるウエハサイズが大口径になり、単結晶で生成可能なサイズより大きくなり、この場合、多結晶を使わざるを得ない。また、多結晶は単結晶より安い。更に、本実施形態では、シリコン廃材として、エッチング処理装置用のポリシリコンの廃材だけでなく、ソーラーパネル用のポリシリコンの廃材を用いることができる。このように単結晶シリコン以外の材料選択範囲の拡大により、よりリサイクル材の有効活用と材料コストの低減を図ることができる。
【００５３】
（エッチング処理装置）
最後に、新たに再生されたシリコン製部品を装着したエッチング処理装置の構成について図６を参照しながら説明する。図６は、エッチング処理装置の縦断面図である。エッチング処理装置１０は、電極板が上下平行に対向し、プラズマ形成用電源が接続された容量結合型平行平板エッチング装置として構成されている。
【００５４】
エッチング処理装置１０は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等からなり円筒形状に成形された処理室１１を有している。処理室１１は接地されている。処理室１１内の底部にはセラミックスなどの絶縁板１２を介して、ウエハＷを載置するための略円柱状のサセプタ支持台１３が設けられている。サセプタ支持台１３の上には、下部電極を兼ねた載置台２０が設けられている。
【００５５】
サセプタ支持台１３の内部には、冷媒室１４が設けられており、冷媒室１４には冷媒が冷媒導入管を介して導入されて循環し冷媒排出管から排出される。そして、その冷熱が載置台２０を介してウエハＷに対して伝熱され、これによりウエハＷが所望の温度に調整される。
【００５６】
載置台２０は、その上側中央部が凸状の円板状に成形され、その上に円形でウエハＷと略同径の静電チャック１５が設けられている。静電チャック１５は、絶縁材の間に配置された電極に所望の直流電圧を印加することにより、例えばクーロン力によってウエハＷを静電吸着する。
【００５７】
絶縁板１２、サセプタ支持台１３、載置台２０、静電チャック１５には、ウエハＷの裏面に、伝熱媒体（例えばＨｅガス等）を供給するためのガス通路１６が形成されており、この伝熱媒体を介して載置台２０の冷熱がウエハＷに伝達されウエハＷが所定の温度に維持されるようになっている。
【００５８】
載置台２０の上端周縁部には、静電チャック１５上に載置されたウエハＷを囲むように、環状のフォーカスリング２１が配置されている。また、絶縁板１２の外周にはグランドリング２２が配置されている。フォーカスリング２１、グランドリング２２はシリコン製とされており、シリコン製のフォーカスリング２１、グランドリング２２は、本実施形態における再生方法が適用されるエッチング処理装置用のシリコン製部品の１つである。
【００５９】
載置台２０の上方には、載置台２０と平行に対向して上部電極３０が設けられている。上部電極３０は、処理室１１の上部に支持されている。上部電極３０は、電極板３１と、電極板３１を支持する導電性材料からなる電極支持体３２とによって構成されている。電極板３１は、多数の吐出孔を有し、載置台２０との対向面を形成する。エッチング処理装置１０において、この電極板３１はシリコン製とされており、このシリコン製の電極板３１は、本実施形態における再生方法が適用されるエッチング処理装置用のシリコン製部品の１つである。なお、上部電極３０には図示しない直流電源が接続されている。直流電源から供給された直流電流は上部電極３０に印加され、グランドリング２２を通ってグラウンドに流れるようになっている。
【００６０】
上部電極３０における電極支持体３２の中央にはガス導入口が設けられ、ガス導入口には、処理ガス供給源３３が接続されている。処理ガス供給源３３から、プラズマエッチング処理のためのエッチングガス等が供給される。
【００６１】
処理室１１の底部には、排気管３４を介して排気装置３５が接続されている。排気装置３５はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、処理室１１内を所定の減圧雰囲気、例えば１Ｐａ以下の所定の圧力まで真空引き可能なように構成されている。また、処理室１１の側壁にはゲートバルブ３６が設けられており、このゲートバルブ３６を開いた状態で、ウエハＷを隣接するロードロック室（図示せず）との間で搬送する。
【００６２】
上部電極３０には、第１の高周波電源４０が接続されており、その給電線には整合器４１が介挿されている。第１の高周波電源４０は、例えば、２７〜１５０ＭＨｚの範囲の周波数を有している。このように高い周波数の高周波電力を印加することにより処理室１１内に好ましい解離状態でかつ高密度のプラズマを形成することができる。
【００６３】
下部電極としての載置台２０には、第２の高周波電源５０が接続されており、その給電線には整合器５１が介挿されている。第２の高周波電源５０は、第１の高周波電源４０より低い周波数の範囲を有している。このような範囲の周波数の高周波電力を印加することにより、被処理基板であるウエハＷに対してダメージを与えることなく適切なイオン作用を与えることができる。第２の高周波電源５０の周波数は、例えば１〜２０ＭＨｚの範囲が好ましい。
【００６４】
以上、再生された多結晶シリコンから形成されたシリコン製のフォーカスリング２１、シリコン製のグランドリング２２、シリコン製の電極板３１等が取り付けられたエッチング処理装置１０の一例を説明した。
【００６５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６６】
例えば、上記実施形態では、エッチング処理装置用のシリコン製部品が、シリコン製フォーカスリング、シリコン製グランドリング、シリコン製電極板の場合について説明したが、これら以外のエッチング処理装置用のシリコン製部品についても同様にして適用することができる。また、上記実施形態では、電気抵抗と質量の測定によって不純物の含有量を求めたが、他の電気特性から不純物の含有量を求めてもよい。
【００６７】
また、シリコン廃材を利用したシリコン製部品の再生に当たっては、トレサビリティ管理が重要である。たとえば、製造工程では、シリコン廃材を洗浄した後のシリコン廃材の識別情報とシリコン原料の識別情報を持っていて、どのシリコン廃材（リサイクル材）とどのシリコン原料（バージン材）を使っているかを特定することができるようになっている。
【符号の説明】
【００６８】
１０ エッチング処理装置
１１ 処理室
２０ 載置台
２１ フォーカスリング
２２ グランドリング
３０ 上部電極
３１ 電極板
５０ 製造装置
５５ るつぼ
６０ カーボンヒ−タ
１００ インゴット
Ｃ チャンバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチング処理装置内に配置されるシリコン製部品をシリコン廃材から再生して製造するエッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法であって、
前記シリコン廃材又は該シリコン廃材を含んだ材料をるつぼに投入し、溶解する工程と、
前記溶解された材料を冷却して固める工程と、
前記固められた材料の少なくとも上面を含む部分を切除して多結晶シリコンを生成する工程と、
前記生成された多結晶シリコンから前記シリコン製部品を製造する工程と、
を含むことを特徴とするシリコン製部品の製造方法。
【請求項２】
前記シリコン廃材は所定のエッチング溶液で洗浄後、るつぼに投入されることを特徴とする請求項１に記載のシリコン製部品の製造方法。
【請求項３】
前記シリコン廃材又は該シリコン廃材を含んだ材料は、所定の種類の離型材を内壁に塗布させた前記るつぼに投入されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシリコン製部品の製造方法。
【請求項４】
前記固められた材料の切除は、離型材の種類に応じて、カットされる部分が表面から２０ｍｍ以下となるように前記材料の全面をカットする、又は、カットされる部分が表面から１５ｍｍ以下となるように前記材料の上面をカットするとともに上面以外の面をブラスト処理することを特徴とする請求項３に記載のシリコン製部品の製造方法。
【請求項５】
前記離型材は、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ＳｉＮのいずれかであることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のシリコン製部品の製造方法。
【請求項６】
前記シリコン廃材を含んだ材料は、前記シリコン廃材の投入量と、シリコン原料の投入量と、不純物とからなり、
回収した前記シリコン廃材の不純物の含有率を測定し、測定された不純物の含有量と最終製品の抵抗値の目標値とに基づき、前記るつぼに投入する前記シリコン廃材の投入量と、前記シリコン原料の投入量と、前記不純物の投入量とを決定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項にシリコン製部品の製造方法。
【請求項７】
前記最終製品の抵抗値の目標値は、１〜４Ωｃｍの範囲のいずれかの値である請求項６に記載のシリコン製部品の製造方法。
【請求項８】
ボロンをドープしたＰ型タイプの多結晶シリコンであって、純度が９９．９９９％以上のシリコン廃材又は純度が９９．９９９％以上のシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造されたエッチング処理装置用のシリコン製部品。
【請求項９】
前記シリコン製部品は、抵抗値が０．０１〜１００Ωｃｍとなるようにシリコン廃材又はシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造された請求項８に記載のエッチング処理装置用のシリコン製部品。
【請求項１０】
前記シリコン製部品は、抵抗値が１〜４Ωｃｍとなるようにシリコン廃材又はシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造された請求項８に記載のエッチング処理装置用のシリコン製部品。
【請求項１１】
前記シリコン製部品は、抵抗値が６０〜９０Ωｃｍとなるようにシリコン廃材又はシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造された請求項８に記載のエッチング処理装置用のシリコン製部品。
【請求項１２】
前記シリコン製部品は、抵抗値の上限が０．０２Ωｃｍ以下となるようにシリコン廃材又はシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造された請求項８に記載のエッチング処理装置用のシリコン製部品。
【請求項１】
エッチング処理装置内に配置されるシリコン製部品をシリコン廃材から再生して製造するエッチング処理装置用のシリコン製部品の製造方法であって、
前記シリコン廃材又は該シリコン廃材を含んだ材料をるつぼに投入し、溶解する工程と、
前記溶解された材料を冷却して固める工程と、
前記固められた材料の少なくとも上面を含む部分を切除して多結晶シリコンを生成する工程と、
前記生成された多結晶シリコンから前記シリコン製部品を製造する工程と、
を含むことを特徴とするシリコン製部品の製造方法。
【請求項２】
前記シリコン廃材は所定のエッチング溶液で洗浄後、るつぼに投入されることを特徴とする請求項１に記載のシリコン製部品の製造方法。
【請求項３】
前記シリコン廃材又は該シリコン廃材を含んだ材料は、所定の種類の離型材を内壁に塗布させた前記るつぼに投入されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシリコン製部品の製造方法。
【請求項４】
前記固められた材料の切除は、離型材の種類に応じて、カットされる部分が表面から２０ｍｍ以下となるように前記材料の全面をカットする、又は、カットされる部分が表面から１５ｍｍ以下となるように前記材料の上面をカットするとともに上面以外の面をブラスト処理することを特徴とする請求項３に記載のシリコン製部品の製造方法。
【請求項５】
前記離型材は、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ＳｉＮのいずれかであることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のシリコン製部品の製造方法。
【請求項６】
前記シリコン廃材を含んだ材料は、前記シリコン廃材の投入量と、シリコン原料の投入量と、不純物とからなり、
回収した前記シリコン廃材の不純物の含有率を測定し、測定された不純物の含有量と最終製品の抵抗値の目標値とに基づき、前記るつぼに投入する前記シリコン廃材の投入量と、前記シリコン原料の投入量と、前記不純物の投入量とを決定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項にシリコン製部品の製造方法。
【請求項７】
前記最終製品の抵抗値の目標値は、１〜４Ωｃｍの範囲のいずれかの値である請求項６に記載のシリコン製部品の製造方法。
【請求項８】
ボロンをドープしたＰ型タイプの多結晶シリコンであって、純度が９９．９９９％以上のシリコン廃材又は純度が９９．９９９％以上のシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造されたエッチング処理装置用のシリコン製部品。
【請求項９】
前記シリコン製部品は、抵抗値が０．０１〜１００Ωｃｍとなるようにシリコン廃材又はシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造された請求項８に記載のエッチング処理装置用のシリコン製部品。
【請求項１０】
前記シリコン製部品は、抵抗値が１〜４Ωｃｍとなるようにシリコン廃材又はシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造された請求項８に記載のエッチング処理装置用のシリコン製部品。
【請求項１１】
前記シリコン製部品は、抵抗値が６０〜９０Ωｃｍとなるようにシリコン廃材又はシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造された請求項８に記載のエッチング処理装置用のシリコン製部品。
【請求項１２】
前記シリコン製部品は、抵抗値の上限が０．０２Ωｃｍ以下となるようにシリコン廃材又はシリコン廃材を含んだ材料を再生して生成された多結晶シリコンから製造された請求項８に記載のエッチング処理装置用のシリコン製部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１６５３２（Ｐ２０１３−１６５３２Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４６１７６（Ｐ２０１１−１４６１７６）
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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