JP2003007686A - シリコン製ヒータおよびこれを用いた半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エッチングガスやプラズマに曝されても、コ
ンタミネーションを発生することがないヒータとこのヒ
ータを具備した半導体製造装置を提供する。 【解決手段】 少なくとも反応室内に半導体シリコンウ
エーハを配置し、これを加熱しつつ処理を加える半導体
製造装置に用いられるシリコン製ヒータであって、素材
となるシリコンはドーパントがドーピングされている単
結晶シリコンであり、かつ表面近傍の単位面積当たりの
金属不純物濃度が、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕについて各々１０
×１０¹³ａｔｏｍｓ／ｃｍ² 以下であることを特徴とす
るシリコン製ヒータおよびこれを用いた半導体製造装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス製
造用のプラズマ処理装置等に用いられるヒータに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置としては、プラズマドラ
イエッチング装置に代表されるような、被処理物である
シリコンウエーハを載置する第１の電極( 以下、下部電
極ということがある) とウエーハに対向する位置に第２
の電極( 以下、上部電極ということがある) を設けた平
行平板型の装置が知られている。

【０００３】図４に平行平板型のプラズマドライエッチ
ング装置の一例を示す。プラズマドライエッチング装置
１０は、下部電極９上に被処理物であるウエーハＷを載
置し、処理ガス整流用の多数の微小孔を備えた上部電極
２から、この微小孔を通して処理ガスを噴出するもので
あって、上部電極２を高周波電源に接続することによっ
て、両電極間でプラズマを発生させてウエーハに所望の
処理を行うものである。

【０００４】ところで、近年の半導体において信頼性の
向上、また製造現場に置ける生産性の向上が要求される
ようになると、ウエーハをより高均一に処理することが
求められる。しかしながら実プロセスにおいては、プラ
ズマ処理に伴う温度上昇のため、処理の初めと終りにお
けるウエーハの温度およびウエーハ面内の温度が異なっ
てしまい、エッチングレートに差が生じて、ウエーハが
不均一に処理されてしまい、デバイスとして使用できな
いことがあった。

【０００５】そこで最近では下部電極９側にヒータ３を
配置してウエーハの温度を制御している。予めウエーハ
を所望の温度に保持しておき、これによってエッチング
レートを均一化しようというものである。また、ウエー
ハの周辺にフォーカスリング４を置いてウエーハの見か
け上の径を大きくし、プラズマをウエーハ全面上にフォ
ーカスさせてウエーハ面内のエッチングレートを均一化
することも行われている。

【０００６】上述のようにウエーハをヒータにより加熱
しておけば、プラズマ処理に伴う温度上昇によって生じ
る処理の初めと終りの温度差、ウエーハ面内での温度差
は小さくできるものの、より微細化、高集積化が進む半
導体ではさらに高品質な処理が求められるため、コンタ
ミネーションの発生も制御しなければならない、という
問題があった。

【０００７】例えば特開平１１−１１１６２８号公報に
はシリコンウエーハを加熱する発熱体の材質をシリコン
とする半導体製造装置が開示されている。この装置によ
ればウエーハの均一加熱が可能になり、セラミックス製
の加熱機構( ヒータ) と比較して、飛躍的にコンタミネ
ーションの発生を抑えることができた。しかしながら、
ヒータをシリコンで作製しても、一般にシリコンはＢ
（ホウ素）やＰ（リン）などが抵抗調節剤としてドーピ
ングされているほか、微量ながら金属不純物を含有して
いるため、ヒータ自身がプラズマに曝された場合、シリ
コン中に含まれるこれらの不純物が飛散してコンタミネ
ーションの原因となり、回路の断線や、短絡、絶縁不良
といった歩留り低下を引き起こす問題になっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明はこの
ような問題点を解決するためになされたもので、エッチ
ングガスやプラズマに曝されても、コンタミネーション
を発生することがなく、デバイス工程での歩留りを向上
させることができるヒータとこのヒータを具備した半導
体製造装置を提供することを主目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るシリコン製ヒータは、少なくとも反応
室内に半導体シリコンウエーハを配置し、これを加熱し
つつ処理を加える半導体製造装置に用いられるシリコン
製ヒータであって、素材となるシリコンはドーパントが
ドーピングされている単結晶シリコンであり、かつ表面
近傍の単位面積当たりの金属不純物濃度が、Ｆｅ、Ｎ
ｉ、Ｃｕについて各々１０×１０¹³ａｔｏｍｓ／ｃｍ²
以下であることを特徴としている（請求項１）。

【００１０】このように、半導体シリコンウエーハを加
熱するヒータの素材をドーパントがドーピングされてい
る単結晶シリコンとすれば、抵抗率調整用に添加するド
ープ材料である不純物含有量や機械的強度の点からも、
品質管理上も多結晶シリコンより優れており、ヒータ作
製用素材として有利に使用される。加えて表面近傍の単
位面積当たりの金属不純物濃度をＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕにつ
いて各々１０×１０¹³ａｔｏｍｓ／ｃｍ² 以下とするこ
とにより、エッチングガスやプラズマに曝されても、こ
れらが重金属不純物としてコンタミネーションとなるこ
とは殆どなくなり、シリコンウエーハのデバイス工程に
おける歩留りを向上させることができるシリコン製ヒー
タを提供することができる。

【００１１】この場合、素材となる単結晶シリコンは、
被加熱半導体シリコンウエーハと同じドーパントがドー
ピングされた単結晶シリコンであることが好ましく（請
求項２）、該単結晶シリコンの酸素濃度を５〜３０ｐｐ
ｍａとすることができる（請求項３）。

【００１２】このように、素材となる単結晶シリコンの
材質を、被加熱半導体シリコンウエーハと同じドーパン
トがドーピングされた単結晶シリコンとすれば、抵抗率
調整用に添加するドープ材料である不純物の種類も同じ
になり、エッチングガスやプラズマに曝されてもコンタ
ミネーションとなることは殆どなくなり、シリコンウエ
ーハのデバイス製造工程における品質と歩留りを向上さ
せることができる。さらに、単結晶シリコンの酸素濃度
を５〜３０ｐｐｍａとしたのは、この範囲のものはウエ
ーハとしても汎用的に製造されているものであるから、
安価に入手でき、かつ金属汚染を捕獲する所謂ゲッタリ
ング効果を充分に期待することができるからである。

【００１３】さらにこの場合、素材となる単結晶シリコ
ンの比抵抗を０．００１〜１００Ω・ｃｍとすることが
できる（請求項４）。ここで、シリコンの比抵抗を、
０．００１〜１００Ω・ｃｍの範囲のものとすると、ヒ
ータとして適切な値であると共に、ヒータ作製用の素材
として入手し易くなり、経済的に有利である。

【００１４】また、上記本発明に係るシリコン製ヒータ
は、半導体製造装置内のウエーハを載置する電極側で、
ウエーハの周辺に配置され、生成したプラズマをウエー
ハ上にフォーカスさせ、自己発熱するフォーカスリング
とすることもできる（請求項５）。このように本発明の
シリコン製ヒータをフォーカスリングに加工して、半導
体製造装置内のウエーハを載置する電極側で、ウエーハ
の周辺に配置すれば、生成したプラズマをウエーハ上に
フォーカスさせることができ、ウエーハ面内のエッチン
グレートを均一化することができると共に給電部を通じ
て電流を流せば自己発熱するのでフォーカスリングにヒ
ータ機能を持たせたものとなり、ウエーハの大型化に伴
うウエーハ中心部と周辺部の温度差を補正してウエーハ
全面で一層均一な処理をすることが可能となる。

【００１５】そして、本発明に係る半導体製造装置は、
前記本発明のシリコン製ヒータを具備することを特徴と
している（請求項６）。このように、半導体製造装置が
例えばプラズマドライエッチング装置である場合には、
ウエーハ全面を均一に加熱すると共に高均一にプラズマ
エッチング処理することができ、デバイス製造の歩留り
と生産性の向上を図ると共にコストを低減することがで
きる。

【００１６】次に、本発明に係る半導体シリコンウエー
ハの加熱処理方法は、少なくとも反応室内に半導体シリ
コンウエーハを配置し、これを加熱しつつ処理を加える
半導体シリコンウエーハの加熱処理方法において、被処
理ウエーハの加熱にシリコン製ヒータを用い、該シリコ
ン製ヒータの素材となるシリコンが、ドーパントがドー
ピングされている単結晶シリコンであり、かつ表面近傍
の単位面積当たりの金属不純物濃度が、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ
ｕについて各々１０×１０¹³ａｔｏｍｓ／ｃｍ ² 以下で
あるシリコン製ヒータを用いて加熱しつつ処理を加える
ことを特徴としている（請求項７）。

【００１７】このようにして、半導体シリコンウエーハ
を加熱処理すれば、シリコン製ヒータがエッチングガス
やプラズマに曝されてもコンタミネーションが発生する
ことは殆どなく、シリコンウエーハのデバイス工程にお
ける歩留りを向上させることができる。

【００１８】この場合、前記加熱処理に用いるシリコン
製ヒータの素材として、被加熱半導体シリコンウエーハ
と同じドーパントがドーピングされた単結晶シリコンを
用いることができる（請求項８）。このようにすれば、
抵抗率調整用に添加するドープ材料であるドーパントの
種類も被処理ウエーハと同じになり、エッチングガスや
プラズマに曝されてもコンタミネーションとなることは
殆どなく、シリコンウエーハのデバイス製造工程におけ
る品質と歩留りをより一層向上させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定され
るものではない。ここで、図２は本発明のシリコン製ヒ
ータの主な例で（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図３は本発明のシリコ
ン製ヒータをフォーカスリングとして構成した例を示し
た図である。また、図１は、これらのシリコン製ヒータ
及びシリコン製フォーカスリングヒータを具備した半導
体装置の一例を示す概要図である。

【００２０】本発明者等は、特に半導体デバイス製造用
装置に使用されるシリコン製ヒータの材質について、さ
らなる不純物の混入防止について種々検討した結果、素
材となるシリコンにドーパントがドープピングされてい
る単結晶シリコンを使用し、所定の重金属濃度を一定値
以下にすればよいことを見出し、諸条件を見極めて本発
明を完成させたものである。

【００２１】先ず、本発明では、少なくとも反応室内に
半導体シリコンウエーハを配置し、これを加熱しつつ処
理を加える半導体製造装置に用いられるシリコン製ヒー
タであって、素材となるシリコンはドーパントがドーピ
ングされている単結晶シリコンであり、かつ表面近傍の
単位面積当たりの金属不純物濃度が、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ
について各々１０×１０¹³ａｔｏｍｓ／ｃｍ² 以下であ
ることとした。

【００２２】このように、半導体シリコンウエーハを加
熱するヒータの材質を、その素材となるシリコンにドー
パントがドーピングされている単結晶シリコンを使用す
ることにより、抵抗率調整用に添加するドープ材料であ
る不純物や機械的強度の点からも、品質管理上も多結晶
シリコンより優れており、ヒータ作製用素材として有利
に使用される。加えて表面近傍の単位面積当たりの金属
不純物濃度を、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕについて各々１０×１
０¹³ａｔｏｍｓ／ｃｍ² 以下とすることにより、エッチ
ングガスやプラズマに曝されても、これらが重金属不純
物として悪影響を及ぼすことは殆どなく、シリコンウエ
ーハのデバイス製造工程における歩留りを向上させるこ
とができる。尚、本発明でいう表面近傍の単位面積当た
りの金属不純物濃度の測定に関しては、ＨＦ：ＨＮＯ
₃ ：Ｈ₂ Ｏ＝１：１：１００の水溶液にシリコン製ヒー
タを浸漬し、その水溶液の金属濃度を測定し、シリコン
製ヒータの全表面積からその単位面積当たりの表面近傍
の金属不純物量を算出する方法を採用した。

【００２３】そして素材となる単結晶シリコンは、被加
熱半導体シリコンウエーハと同じドーパントがドーピン
グされた単結晶シリコンであることが好ましい。このよ
うに、素材となる単結晶シリコンの材質を、被加熱半導
体シリコンウエーハと同じドーパントがドーピングされ
た単結晶シリコンとすれば、抵抗率調整用に添加するド
ープ材料である不純物の種類もウエーハと同じになり、
エッチングガスやプラズマに曝されてもコンタミネーシ
ョンとなることは殆どなく、シリコンウエーハのデバイ
ス製造工程における品質と歩留りを向上させることがで
きる。

【００２４】さらに、素材である単結晶シリコンの酸素
濃度としては、５〜３０ｐｐｍａとするのがよい。この
範囲のものはいわゆるチョクラルスキー法により酸素を
含有する単結晶が汎用的に製造されているものであるか
ら、特別な作業方法や工程がいらず安価に入手できる。
また、単結晶中の酸素析出物が重金属等の汚染物を捕獲
する所謂ゲッタリング効果を充分に期待することができ
るからである。

【００２５】さらにこのシリコン製ヒータの比抵抗を
０．００１〜１００Ω・ｃｍの範囲のものとすると、ヒ
ータとして適切な値であると共に、ヒータ作製用の素材
として入手し易くなり、経済的に有利である。加えて、
素材となる単結晶シリコンの結晶方位、抵抗値等を被加
熱半導体シリコンウエーハのそれと同じものとすること
により、不純物のみならず、処理の均一性等も一層向上
し得る。

【００２６】このドーパントがドーピングされた単結晶
シリコンの製造は、通常チョクラルスキー法で作製すれ
ばよく、この方法によれば大口径で高純度の単結晶シリ
コンが容易に作製される。この単結晶シリコンをヒータ
材料として使用すれば、本発明で規定する低重金属不純
物のものを安価に得ることができる。

【００２７】そして、この単結晶シリコンの電気抵抗率
の調整は、原料として使用するいわゆるテンナインやイ
レブンナインと称される高純度多結晶シリコンにドープ
剤を添加することで行われる。このドープ剤としては、
ボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）等が例示され
る。抵抗率を低くするにはドープ剤の添加量を増やし、
抵抗率を高くするにはドープ剤の添加量を減らせば良
い。

【００２８】本発明では、シリコンの抵抗率が０．００
１Ω・ｃｍ〜１００Ω・ｃｍのものが発熱体として使用
するのに適している。この抵抗率が０．００１Ω・ｃｍ
未満では、ドープ剤の添加量が著しく多くなってしま
い、単結晶の作製が困難であるとともに、ヒータとして
発熱した場合に、ドープ剤が不純物として拡散し、シリ
コンウエーハを汚染する恐れがある。また１００Ω・ｃ
ｍを越えると、ヒータとして使用する際に、抵抗が高く
なり過ぎて高電圧をかけないと電流が流れず、発熱しな
くなってしまう。

【００２９】ここで、本発明のシリコン製ヒータの具体
的な形状の例を図２に基づいて説明すると、円板状のシ
リコン製ヒータ２０は、所望の比抵抗率を持つ単結晶イ
ンゴットをスライス加工して円板とし、全体の抵抗が所
定の抵抗になるようにジクザグ状のヒータパターン８を
パターン溝６によって形成し、パターン８の両端に給電
部７を設けたものである。

【００３０】また、図３は、本発明のシリコン製ヒータ
をフォーカスリングに加工したものである。このシリコ
ン製フォーカスリング３０は、シリコンリングの内側に
段差を設けてウエーハを載置するようにしている。リン
グにはヒータパターン８と給電部７を設けて、通電すれ
ば自己発熱してシリコンリングを均一に発熱させ、ウエ
ーハの大型化に伴うウエーハ中心部と周辺部の温度差を
補正してウエーハ全面で温度を均一化することができ
る。そして、このシリコン製ヒータは、フォーカスリン
グとしても機能し、半導体製造装置内のウエーハを載置
する電極側で、ウエーハの周辺に配置することにより、
ウエーハの見かけ上の径を大きくし、生成したプラズマ
をウエーハ全面にフォーカスさせることができ、ウエー
ハ面内のエッチングレートを均一化することができる。
このようにシリコン製ヒータを下部電極側でウエーハ周
辺に配置されるフォーカスリングに加工したのは、被処
理物であるウエーハが直径１５０ｍｍ（６インチ）から
２００ｍｍ（８インチ）、３００ｍｍ（１２インチ）と
大きくなるに伴いウエーハの中心部と外周部の温度差が
大きくなり、これを補正するためにウエーハ周辺に配置
されるフォーカスリングにヒータ機能を持たせること
で、この温度差を容易に解消させることができるもので
ある。

【００３１】ここで、図１は本発明のシリコン製ヒータ
を具備した平行平板型のプラズ処理装置の一例を示した
概略図である。図１に示したプラズマドライエッチング
装置１は、チャンバー５内の下部電極９の上方に被処理
物であるウエーハＷを載置し、処理ガス整流用の多数の
微小孔を備えた上部電極２から、この微小孔を通して処
理ガスを噴出するものであって、上部電極２を高周波電
源に接続することによって、両電極間でプラズマを発生
させてウエーハに所望のエッチング処理を行うものであ
る。

【００３２】そして素材となるシリコンが、ドーパント
がドーピングされた単結晶シリコンであり、かつ表面近
傍の単位面積当たりの金属不純物濃度が、Ｆｅ、Ｎｉ、
Ｃｕについて各々１０×１０¹³ａｔｏｍｓ／ｃｍ² 以下
であるシリコン製ヒータ２０を下部電極９の上に配置
し、このシリコン製ヒータ２０と同材質のシリコンを加
工して形成したシリコン製フォーカスリングヒータ３０
を下部電極９の上でウエーハＷの周辺に表面がほぼ同一
の高さになるように配置している。

【００３３】このように配置することで、フォーカスリ
ングヒータ３０により、ウエーハの見かけ上の径を大き
くし、生成したプラズマをウエーハ全面にフォーカスさ
せることができ、ウエーハ面内のエッチングレートを均
一化することができる。また、プラズマ処理に伴う温度
上昇によって生じる処理の初めと終りの温度差、ウエー
ハ面内での中心部と周辺部との温度差を小さくすること
ができ、ウエーハ全面の温度の均一化を図り、ウエーハ
を全面で均一に処理することができる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の実施例と比較例を挙げて本発
明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定される
ものではない。 （実施例１）Ｂがドープされた直径２６０ｍｍの単結晶
シリコンインゴットを切断し、外周研削をして直径２２
０ｍｍ×厚さ６ｍｍの円板に加工し、マシニングセンタ
を使用してダイヤモンドツールによりヒータパターン加
工して全体の抵抗が２Ωとなるように同じヒータを２個
作製した（図２参照）。

【００３５】この２個のヒータをＨＣｌ：Ｈ₂ Ｏ₂ 洗
浄、ＨＦ：ＨＮＯ₃ 洗浄を各２時間行った。その後、２
個のヒータの内１個をＨＦ：ＨＮＯ₃ ：Ｈ₂ Ｏ＝１：
１：１００の水溶液に１時間浸漬した。その水溶液をフ
レームレス原子吸光により分析し、単位面積当たりの金
属濃度を換算した。その結果を表１に示す。

【００３６】次に、上記作製した残りの１個のシリコン
製ヒータを図１に示したようなドライエッチング装置に
装着し、ヒータ上にＢドープのＰ型シリコンウエーハを
載置してプラズマドライエッチングを施した。シリコン
製ヒータによりウエーハの温度制御を行い、ウエーハ面
内で２００℃土２℃の精度で保持することができた。同
一仕様のウエーハを５００枚処理して歩留りを求めたと
ころ、９７．４％であった。

【００３７】（実施例２）実施例１と同様のシリコンイ
ンゴットから同様の方法で、同様のヒータを２個作製し
た。ＨＦ：Ｈ₂ Ｏ₂ 洗浄、ＨＦ：ＨＮＯ₃ 洗浄を各４時
間に変更した以外は、実施例１と同じ工程で洗浄し、こ
れを分析して単位面積当たりの金属濃度を換算した。分
析値を表１に示す。残りの１個のシリコン製ヒータを実
施例１と同じドライエッチング装置に装着し、ヒータ上
に実施例１と同じＢドープのＰ型シリコンウエーハを載
置してプラズマドライエッチングを施し、同一仕様のウ
エーハを５００枚処理して歩留りを求めたところ、９
７．２％であった。

【００３８】（実施例３）実施例１と同様のシリコンイ
ンゴットから同様の方法で、同様のヒータを２個作製し
た。ＨＦ：Ｈ₂ Ｏ₂ 洗浄、ＨＦ：ＨＮＯ₃ 洗浄を各８時
間に変更した以外は、実施例１と同じ工程で洗浄し、こ
れを分析して単位面積当たりの金属濃度を換算した。分
析値を表１に示す。残りの１個のシリコン製ヒータを実
施例１と同じドライエッチング装置に装着し、ヒータ上
に実施例１と同じＢドープのＰ型シリコンウエーハを載
置してプラズマドライエッチングを施し、同一仕様のウ
エーハを５００枚処理して歩留りを求めたところ、９
８．７％であった。

【００３９】（実施例４）Ｂがドープされた直径３００
ｍｍのシリコン単結晶インゴットを切断し、外周研削を
して直径２６０ｍｍ×厚さ４ｍｍの円板を得た。マシニ
ングセンタにより、ダイヤモンドツールを使用して円板
の中心部を切り抜き、リング状に加工した。ついで全体
の抵抗が２Ωとなる様にヒータパターン加工を施し（図
３参照）、ヒータ機能を持つシリコン製フォーカスリン
グを２個作製した。この２個のリングをＨＦ：Ｈ₂ Ｏ₂
洗浄、ＨＦ：ＨＮＯ₃ 洗浄を各３時間に変更した以外
は、実施例１と同じ工程で洗浄し、その内１個について
分析して単位面積当たりの金属濃度を換算した。金属濃
度を表１に示す。

【００４０】残りの１個のシリコン製フォーカスリング
ヒータは、プラズマドライエッチング装置の下部電極側
で、ウエーハ周囲を囲むように配置し、実施例１と同様
にウエーハ面内で２００℃土２℃の精度で保持しなが
ら、プラズマドライエッチングを施した。実施例１と同
一仕様のウエーハを５００枚処理して歩留りを求めたと
ころ、９８．０％であった。

【００４１】（比較例１）実施例１と同様の方法で、同
様のヒータを２個作製した。ＨＦ：Ｈ₂ Ｏ₂ 洗浄、Ｈ
Ｆ：ＨＮＯ₃ 洗浄を各１時間に変更した以外は、実施例
１と同じ方法で洗浄し、分析して単位面積当たりの金属
濃度を換算し、表１に示した。残りの１個のシリコン製
ヒータを実施例１と同じドライエッチング装置に装着
し、ヒータ上に実施例１と同じＢドープのＰ型シリコン
ウエーハを載置してプラズマドライエッチングを施し、
同一仕様のウエーハを５００枚処理して歩留りを求め、
表１に示した。

【００４２】（比較例２）実施例１と同様の方法で、同
様のヒーターを２個作製した。ＨＦ：Ｈ₂ Ｏ₂ 洗浄、Ｈ
Ｆ：ＨＮＯ₃ 洗浄を各０．５時間に変更した以外は、実
施例１と同じ方法で洗浄し、分析して単位面積当たりの
金属濃度を換算し、表１に示した。残りの１個のシリコ
ン製ヒータを実施例１と同じドライエッチング装置に装
着し、ヒータ上に実施例１と同じＢドープのＰ型シリコ
ンウエーハを載置してプラズマドライエッチングを施
し、同一仕様のウエーハを５００枚処理して歩留りを求
め、表１に示した。

【００４３】（比較例３）実施例１と同様の方法で、同
様のヒーターを２個作製した。ＨＦ：Ｈ₂ Ｏ₂ 洗浄、Ｈ
Ｆ：ＨＮＯ₃ 洗浄を各０．１時間に変更した以外は、実
施例１と同じ工程で洗浄し、分析して単位面積当たりの
金属濃度を換算し、表１に示した。残りの１個のシリコ
ン製ヒータを実施例１と同じドライエッチング装置に装
着し、ヒータ上に実施例１と同じＢドープのＰ型シリコ
ンウエーハを載置してプラズマドライエッチングを施
し、同一仕様のウエーハを５００枚処理して歩留りを求
め、表１に示した。

【００４４】

【表１】

【００４５】表１から明らかなように、実施例１〜４の
Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕが何れも１０×１０¹³ａｔｏｍｓ／ｃ
ｍ² 以下であると、金属不純物による歩留まり低下を防
ぐことができる。比較例１〜３のように、Ｆｅ、Ｎｉ、
Ｃｕ、の何れかが１０×１０ ¹³ａｔｏｍｓ／ｃｍ² を越
えると、歩留まり低下につながることがわかる。

【００４６】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【００４７】例えば、上記では本発明の実施例として、
プラズマによりシリコンウエーハをドライエッチングす
るプラズマドライエッチング装置に本発明のシリコン製
ヒータを使用した例を示したが、本発明はこのような例
に限定されるものではなく、半導体シリコンウエーハ上
に、ポリシリコン膜、酸化シリコン膜、導電膜、誘電体
膜等を形成するＣＶＤ装置やスパッタ装置、または上記
各膜をエッチングする装置、アッシング装置等種々の半
導体デバイス製造用装置に使用することが出来ることは
言うまでもない。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、半導体デバイス製造用
装置の被処理物である半導体シリコンウエーハを加熱す
るヒータとして、ドーパントがドーピングされ、特定金
属の不純物濃度が所定値以下である単結晶シリコン製ヒ
ータを採用したことにより、ウエーハの温度制御を高精
度でウエーハ面内均一に行え、反応処理の均一化を図る
こができると共に、コンタミネーション発生の防止が可
能となり、半導体製造の歩留りの向上とコストダウンを
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシリコン製ヒータを具備したプラズマ
ドライエッチング装置の一例を示す概略図である。

【図２】本発明のシリコン製ヒータの一例を示す説明図
である。 （ａ）平面図、 （ｂ）Ａ−Ａ線断面図。

【図３】本発明のシリコン製ヒータをフォーカスリング
として構成した例を示す平面図である。

【図４】従来のシリコン製ヒータを配備したプラズマド
ライエッチング装置の概略図である。

【符号の説明】

１、１０…プラズマドライエッチング装置、 ２…上部
電極、３…ヒータ、 ４…フォーカスリング、 ５…チ
ャンバー、６…パターン溝、 ７…給電部、 ８…ヒー
タパターン、 ９…下部電極、２０…シリコン製ヒー
タ、 ３０…シリコン製フォーカスリングヒータ、Ｗ…
ウエーハ。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G077 AA02 AB01 AB06 BA04 HA05 5F004 AA01 AA16 BA04 BB18 BB29 BC08

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも反応室内に半導体シリコンウ
   エーハを配置し、これを加熱しつつ処理を加える半導体
   製造装置に用いられるシリコン製ヒータであって、素材
   となるシリコンはドーパントがドーピングされている単
   結晶シリコンであり、かつ表面近傍の単位面積当たりの
   金属不純物濃度が、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕについて各々１０
   ×１０¹³ａｔｏｍｓ／ｃｍ² 以下であることを特徴とす
   るシリコン製ヒータ。
2. 【請求項２】 前記素材となる単結晶シリコンは、被加
   熱半導体シリコンウエーハと同じドーパントがドーピン
   グされた単結晶シリコンであることを特徴とする請求項
   １に記載したシリコン製ヒータ。
3. 【請求項３】 前記素材となる単結晶シリコンの酸素濃
   度が５〜３０ｐｐｍａであることを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載したシリコン製ヒータ。
4. 【請求項４】 前記素材となる単結晶シリコンの比抵抗
   が０．００１〜１００Ω・ｃｍであることを特徴とする
   請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載したシリ
   コン製ヒータ。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれか１項
   に記載したシリコン製ヒータは、半導体製造装置内のウ
   エーハを載置する電極側で、ウエーハの周辺に配置さ
   れ、生成したプラズマをウエーハ上にフォーカスさせ、
   自己発熱するフォーカスリングであることを特徴とする
   シリコン製ヒータ。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれか１項
   に記載したシリコン製ヒータを具備することを特徴とす
   る半導体製造装置。
7. 【請求項７】 少なくとも反応室内に半導体シリコンウ
   エーハを配置し、これを加熱しつつ処理を加える半導体
   シリコンウエーハの加熱処理方法において、被処理ウエ
   ーハの加熱にシリコン製ヒータを用い、該シリコン製ヒ
   ータの素材となるシリコンが、ドーパントがドーピング
   されている単結晶シリコンであり、かつ表面近傍の単位
   面積当たりの金属不純物濃度が、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕにつ
   いて各々１０×１０¹³ａｔｏｍｓ／ｃｍ² 以下であるシ
   リコン製ヒータを用いて加熱しつつ処理を加えることを
   特徴とする半導体シリコンウエーハの加熱処理方法。
8. 【請求項８】 前記加熱処理に用いるシリコン製ヒータ
   の素材として、被処理半導体シリコンウエーハと同じド
   ーパントがドーピングされた単結晶シリコンを用いるこ
   とを特徴とする請求項７に記載した半導体シリコンウエ
   ーハの加熱処理方法。