【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.17】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24KT2285

利用課題名 / Title

半導体装置用途シリコン製パーツの製造

利用した実施機関 / Support Institute

京都大学 / Kyoto Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

半導体製造装置,内部部材,多結晶シリコン,柱状晶,結晶粒界,等方性エッチング,高速シリコン深堀加工,膜加工・エッチング/ Film processing/etching

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

松尾 文晴

所属名 / Affiliation

三菱マテリアル株式会社

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

桂　聡

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術相談/Technical Consultation

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

KT-234：深堀りドライエッチング装置（１）

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

半導体製造装置のパーツには、金属コンタミネーションやパーティクル対策が行われたクリーンな部材が求められる。近年、結晶シリコンの大型製造が可能となりパーツ材料として利用されている。三菱マテリアルでは半導体製造装置の結晶シリコン材料パーツを量産製造・販売している。シリコンインゴットの製造条件の違いによるシリコン材料の違いを確認する。シリコン材料のエッチング前後の確認を行うため、特にエッチング性の高いプラズマ及びガスに曝露された状態変化を観察する。深堀ドライエッチング装置（KT-234）のSF₆ガスを使用して、シリコン高速深堀することにより外観変化の様子を調べる。外観の様子から本製造条件の結晶シリコン材料が製造装置用のパーツとして使用した場合の消耗外観変化を模擬試験する。シリコン材料は、弊社内で製造した多結晶シリコン(柱状晶シリコン)を使用する。観察は、工場に持ち帰り自社評価する。

実験 / Experimental

高純度(6N以上)の金属シリコンから直径Φ500m以上のインゴットを製造した。インゴットからパーツに使用される部分を□20mm、□35mm、1.4mmtの大きさでサンプリングした。量産製造工程を模擬した工程を通し金属コンタミ、パーティクルを抑制する状態とした。深掘りドライエッチング装置（KT-234）を利用して、SF₆ガス単体300sccm、ICP 2800W、Bias 5W、圧力10Paの条件で30分処理した。観察は、光学顕微鏡、レーザー顕微鏡およびSEM/EBSDにて行った。

結果と考察 / Results and Discussion

深堀りドライエッチングにより、シリコンがエッチング性の高いプラズマ及びガスに曝露された状態変化を観察することができた。シリコン材料によらず、シリコンのエッチングレートは10um/minで一定であった。図1にエッチング後の表面状態の500倍での観測結果を示す。両者(図1：単結晶CZウェハ、図２：Φ560mm部材用単結晶）の表面粗さを表面粗さ計で計測した結果、ウェハは、Ra 0.01µmからRa 0.06µmからΔRa 0.05µm変化した。対して、部材用単結晶は、Ra 0.02µmからRa 0.10µmへΔRa 0.08µm変化した。数値上で大きな差はなく、バーツとして使用できると想定できる良好な結果であった。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1. 単結晶ウェハ

図2. Φ560mm部材用単結晶

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件