特許 6295661 プラズマエッチング装置用シリコン部材及びプラズマエッチング装置用シリコン部材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6295661

(24)【登録日】2018年3月2日

(45)【発行日】2018年3月20日

(54)【発明の名称】プラズマエッチング装置用シリコン部材及びプラズマエッチング装置用シリコン部材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C30B 29/06 20060101AFI20180312BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20180312BHJP

   C30B 11/00 20060101ALI20180312BHJP

   C01B 33/02 20060101ALI20180312BHJP

【ＦＩ】

   C30B29/06 501Z

   H01L21/302 101G

   H01L21/302 101L

   C30B29/06 A

   C30B11/00 Z

   C01B33/02 E

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-272403(P2013-272403)

(22)【出願日】2013年12月27日

(65)【公開番号】特開2014-141403(P2014-141403A)

(43)【公開日】2014年8月7日

【審査請求日】2016年9月29日

(31)【優先権主張番号】特願2012-283984(P2012-283984)

(32)【優先日】2012年12月27日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100129403

【弁理士】

【氏名又は名称】増井 裕士

(74)【代理人】

【識別番号】100142424

【弁理士】

【氏名又は名称】細川 文広

(72)【発明者】

【氏名】菊池 文武

(72)【発明者】

【氏名】中田 嘉信

【審査官】 今井 淳一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−０３７１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５３４１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０１５５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ３０Ｂ ２９／０６

Ｃ０１Ｂ ３３／０２

Ｃ３０Ｂ １１／００

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマエッチング装置の反応室内部で使用されるプラズマエッチング装置用シリコン部材であって、
多結晶シリコン又はモノライクシリコンからなり、
ドーパントとしてボロンを１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下の範囲内で含有しており、
表面の結晶方位をＥＢＳＤ法で測定し、（００１）、（１０１）、（１１１）を頂点とするステレオ三角形内の方位分布を求め、このステレオ三角形を、各辺の二等分点と前記ステレオ三角形の重心とを結ぶ線によって（００１）側領域、（１０１）側領域、（１１１）側領域に３分割し、これらの各領域に占める結晶方位分布の割合を、各領域内にある測定点数を全測定点数で割ることにより求め、（１１１）側領域に分布する割合が７０％以上とされていることを特徴とするプラズマエッチング装置用シリコン部材。

【請求項2】

酸素濃度が５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング装置用シリコン部材。

【請求項3】

窒素濃度が７×１０^１４ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上４×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマエッチング装置用シリコン部材。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のプラズマエッチング装置用シリコン部材を製造するプラズマエッチング装置用シリコン部材の製造方法であって、
ボロンの含有量が１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下の範囲内とされたシリコン融液を形成するシリコン融液形成工程と、前記シリコン融液を一方向凝固させる一方向凝固工程と、を有し、
前記一方向凝固工程における凝固速度が５ｍｍ／ｈ以上１０ｍｍ／ｈ以下の範囲内とされていることを特徴とするプラズマエッチング装置用シリコン部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プラズマエッチング装置の反応室内部で使用されるプラズマエッチング装置用シリコン部材及びプラズマエッチング装置用シリコン部材の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体デバイスの製造プロセスにおいて、ウエハの表面をエッチング処理する装置として、例えば特許文献１，２に示すプラズマエッチング装置が広く使用されている。
ここで、プラズマエッチング装置の一例を図５に示す。このプラズマエッチング装置５０は、真空雰囲気とされた反応室５１と、反応室５１の内部に配置された電極板５２と、この電極板５２に対して間隔をあけて対向配置された架台５３と、電極板５２と架台５３との間に高周波電圧を印加する高周波電源５４と、を備えている。

【0003】

上述のプラズマエッチング装置５０によるプラズマエッチング処理方法について説明する。架台５３の上にウエハ１を載置し、電極板５２に形成された貫通細孔５２ａを介してウエハ１に向かってエッチングガス５を流しながら高周波電源５４によって電極板５２と架台５３の間に高周波電圧を印加する。これにより、電極板５２と架台５３の間の空間でプラズマ７を発生させて、プラズマ７による物理反応と、エッチングガス５による化学反応と、によってウエハ１の表面をエッチングする。

【0004】

上述の電極板としては、例えば特許文献３，４に示すように、単結晶シリコンまたは多結晶シリコンからなるシリコン電極板が使用されている。ここで、上述のプラズマエッチング装置においては、プラズマやエッチングガスによって電極板の表面も損耗し、パーティクルを発生させてウエハを汚染するおそれがあった。そこで、従来は、パーティクルの発生を抑制するために、エッチング処理や熱処理によって、シリコン電極の表面のクラックや欠陥を消滅させていた。また、特許文献４には、結晶面が（１００）面とされた単結晶シリコンを用いることで、クラック等の発生を抑制することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平０３−１９０１２６号公報

【特許文献2】特開平０６−０８４８５１号公報

【特許文献3】特開平０９−１２９６０５号公報

【特許文献4】特開平１０−０１７３９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上述のプラズマエッチング装置においては、反応室の内部に、電極板以外の部材も多く配置されており、これらの部材もプラズマおよびエッチングガスによってエッチングされ、パーティクルの一因となっていた。また、これらの部材の寿命が短くなるといった問題があった。
また、シリコン電極や上述の部材において表面のクラック、欠陥やパーティクルを低減するために、結晶粒界のない単結晶シリコンを用いることが考えられる。しかしながら、単結晶シリコンは、一般に石英ルツボを用いて製造されるために酸素濃度が高い傾向にあり、プラズマエッチング速度が速く、早期に損耗してしまうといった問題があった。

【0007】

本発明は、上述した状況に鑑みてなされたものであって、プラズマエッチング装置の反応室内部に配置されても、プラズマエッチングによって早期に損耗することがなく、パーティクルの発生を抑制することが可能なプラズマエッチング装置用シリコン部材及びプラズマエッチング装置用シリコン部材の製造方法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】

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明に係るプラズマエッチング装置用シリコン部材は、プラズマエッチング装置の反応室内部で使用されるプラズマエッチング装置用シリコン部材であって、多結晶シリコン又はモノライクシリコンからなり、ドーパントとしてボロンを１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下の範囲内で含有しており、表面の結晶方位をＥＢＳＤ法で測定し、（００１）、（１０１）、（１１１）を頂点とするステレオ三角形内の方位分布を求め、このステレオ三角形を、各辺の二等分点と前記ステレオ三角形の重心とを結ぶ線によって（００１）側領域、（１０１）側領域、（１１１）側領域に３分割し、これらの各領域に占める結晶方位分布の割合を、各領域内にある測定点数を全測定点数で割ることにより求め、（１１１）側領域に分布する割合が７０％以上とされていることを特徴としている。

【0009】

この構成のプラズマエッチング装置用シリコン部材においては、多結晶シリコン又はモノライクシリコンからなる場合には、シリコン製造時に石英ルツボの表面をシリコンナイトライド等でコーティングすることで、酸素濃度を低く抑えることが可能となる。そして、ドーパントとしてボロンを１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下の範囲内で含有していることから、エッチング速度が遅くなり、プラズマエッチング装置の反応室内部に配置されても、プラズマエッチングによって早期に損耗することを抑制できる。また、パーティクルの発生を抑制することができ、ウエハのエッチングを良好に行うことができる。
ドーパントとしてのボロンの含有量が１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｍｌ未満の場合には、エッチング速度を十分に遅くすることができなくなるおそれがある。一方、ボロンの含有量が１×１０^２１ａｔｏｍｓ／ｍｌを超える場合には、固溶できないボロンが析出してしまい、エッチングが不均一に発生するおそれがある。よって、本発明では、ドーパントとしてのボロンの含有量を１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下の範囲内に設定している。なお、ボロンの含有量は、上述の範囲の中でも、特に１×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下の範囲内とすることが好ましい。
また、[１１１]方位に強く配向した多結晶シリコンで構成されていることになり、エッチング速度をさらに低減することが可能となる。なお、多結晶シリコンであることから、[１１１]方位に配向していても、へき開が生じにくく、取扱いは容易である。

【0010】

ここで、本発明のプラズマエッチング装置用シリコン部材においては、酸素濃度が５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下であることが好ましい。
酸素濃度を５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下に低減することにより、エッチング速度を確実に抑制することができ、プラズマエッチングによる早期損耗を抑制することが可能となる。

【0011】

また、本発明のプラズマエッチング装置用シリコン部材においては、窒素濃度が７×１０^１４ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上４×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下の範囲内とされていることが好ましい。
窒素濃度を７×１０^１４ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上４×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下、より好ましくは１×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上３×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下の範囲内とすることにより、エッチング速度を遅くすることができ、プラズマエッチングによる早期損耗を抑制することが可能となる。
ここで、窒素濃度が７×１０^１４ａｔｏｍｓ／ｍｌ未満の場合には、エッチング速度を十分に遅くすることができなくなるおそれがある。一方、窒素濃度が４×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｍｌを超える場合には、窒素がシリコンナイトライドとして析出し、パーティクルの原因となったり、エッチングが不均一に発生するおそれがある。よって、本発明では、窒素濃度を７×１０^１４ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上４×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下の範囲内に設定している。

【0013】

本発明に係るプラズマエッチング装置用シリコン部材の製造方法は、上述のプラズマエッチング装置用シリコン部材を製造するプラズマエッチング装置用シリコン部材の製造方法であって、ボロンの含有量が１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下の範囲内とされたシリコン融液を形成するシリコン融液形成工程と、前記シリコン融液を一方向凝固させる一方向凝固工程と、を有し、前記一方向凝固工程における凝固速度が５ｍｍ／ｈ以上１０ｍｍ／ｈ以下の範囲内とされていることを特徴としている。
この構成のプラズマエッチング装置用シリコン部材の製造方法によれば、上述した本発明のプラズマエッチング装置用シリコン部材を製造することができる。

【発明の効果】

【0014】

このように、本発明によれば、プラズマエッチング装置の反応室内部に配置されても、プラズマエッチングによって早期に損耗することがなく、パーティクルの発生を抑制することが可能なプラズマエッチング装置用シリコン部材及びプラズマエッチング装置用シリコン部材の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】多結晶シリコンインゴット、モノライクシリコンインゴットの製造装置の概略説明図である。

【図2】本発明例１の結晶方位をＥＢＳＤ法で測定した結果をステレオ三角形に表示した図である。

【図3】比較例１の結晶方位をＥＢＳＤ法で測定した結果をステレオ三角形に表示した図である。

【図4】結晶方位によるエッチング速度の違いを示すグラフである。

【図5】プラズマエッチング装置の概略説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、本発明の実施形態であるプラズマエッチング装置用シリコン部材について説明する。
本実施形態であるプラズマエッチング装置用シリコン部材は、多結晶シリコンで構成されており、より具体的には、一方向凝固法によって製造された柱状晶シリコンで構成されたものとされている。

【0017】

この柱状晶シリコンは、鋳造において製造されるが、その製造過程が通常の多結晶シリコンの場合と異なり、内部応力を除去する方式で製造される。そのため、一方向凝固法により製造された柱状晶シリコンは、結晶粒同士の界面（以下、「粒界」と言う。）にかかる内部応力が緩和され、一般的な多結晶シリコンと比較して加工性に優れている。さらに、一方向に凝固する際に不純物を結晶中から排除しながら結晶化するため、高純度品が得られるという特徴がある。

【0018】

そして、本実施形態であるプラズマエッチング装置用シリコン部材は、ドーパントとしてボロンを１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｍｌ（ａｔｏｍｓ／ｃｃ）以上１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｍｌ（ａｔｏｍｓ／ｃｃ）以下の範囲内で含有している。また、酸素濃度が５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｍｌ（ａｔｏｍｓ／ｃｃ）以下に抑えられており、窒素濃度が７×１０^１４ａｔｏｍｓ／ｍｌ（ａｔｏｍｓ／ｃｃ）以上４×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｍｌ（ａｔｏｍｓ／ｃｃ）以下の範囲内に調整されている。

【0019】

さらに、本実施形態であるプラズマエッチング装置用シリコン部材は、（１１１）方位に強く配向した多結晶シリコンで構成されている。具体的には、図２に例示するように、表面の結晶方位をＥＢＳＤ法で測定し、（００１）、（１０１）、（１１１）を頂点とするステレオ三角形内の方位分布を求め、このステレオ三角形を、各辺の二等分点と前記ステレオ三角形の重心とを結ぶ線によって（００１）側領域Ａ、（１０１）側領域Ｂ、（１１１）側領域Ｃに３分割したときに、（１１１）側領域Ｃに分布する割合が７０％以上とされている。

【0020】

次に、本実施形態であるプラズマエッチング装置用シリコン部材の素材となる多結晶シリコンインゴットを製造する際に用いられる多結晶シリコンインゴット製造装置１０について、図１を参照して説明する。
この多結晶シリコンインゴット製造装置１０は、シリコン融液Ｌが貯留されるルツボ２０と、このルツボ２０が載置されるチルプレート１２と、このチルプレート１２を下方から支持する床下ヒータ１３と、ルツボ２０の上方に配設された天井ヒータ１４と、を備えている。また、ルツボ２０の周囲には、断熱材１５が設けられている。
チルプレート１２は、中空構造とされており、供給パイプ１６を介して内部にＡｒガスが供給される構成とされている。

【0021】

ルツボ２０は、水平断面形状が角形（四角形）又は丸形（円形）とされており、本実施形態では、角形（四角形）とされている。
このルツボ２０は、石英（ＳｉＯ_２）で構成されており、その内面にシリコンナイトライド（Ｓｉ_３Ｎ_４）がコーティングされている。すなわち、ルツボ２０内のシリコン融液Ｌが石英（ＳｉＯ_２）と直接接触しないように構成されているのである。

【0022】

次に、この多結晶シリコンインゴット製造装置１０を用いて多結晶シリコンインゴットを製造する方法について説明する。
まず、ルツボ２０内に、シリコン原料を装入する。ここで、シリコン原料としては、１１Ｎ（純度９９．９９９９９９９９９）の高純度シリコンを砕いて得られた「チャンク」と呼ばれる塊状のものが使用される。この塊状のシリコン原料の粒径は、例えば、３０ｍｍから１００ｍｍとされている。
また、ボロンの添加は、予めボロンが高濃度に添加されたシリコンウエハまたは金属ボロンを原料として用い、所定の添加量となるように秤量後、シリコン原料の入ったルツボ２０内に投入する。なお、ボロンの添加量は、シリコン結晶中のボロンの含有量が１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下の範囲内となるように調製されている。

【0023】

このシリコン原料を、天井ヒータ１４と床下ヒータ１３とに通電して加熱する。これにより、加熱されたシリコン原料は溶解し、ルツボ２０内には、シリコン融液Ｌが貯留されることになる。ここで、シリコン溶解後の条件としては、１５００℃、２ｈ保持とすることが好ましい。

【0024】

次に、床下ヒータ１３への通電を停止し、チルプレート１２の内部に供給パイプ１６を介してＡｒガスを供給する。これにより、ルツボ２０の底部を冷却する。さらに、天井ヒータ１４への通電を徐々に減少させることにより、ルツボ２０内のシリコン融液Ｌは、ルツボ２０の底部から冷却され、底部から上方に向けて伸びる柱状晶が成長して一方向凝固することになる。ここで、鋳造条件としては、凝固速度が５ｍｍ／ｈ以上１０ｍｍ／ｈ以下の範囲内となるように調整することが好ましい。
このとき、シリコンの優先成長方位が＜１００＞、＜１１１＞方位であることから、柱状晶としてこれらの方位を向くものが多く存在することになるが、本実施形態では、特に［１１１］方位の成長が促進されるように鋳造条件を調整している。具体的には、凝固速度を５ｍｍ／ｈ以上１０ｍｍ／ｈ以下の範囲内とすることが好ましい。また、結晶方位を制御する手段としては、種結晶（シリコン単結晶）、デンドライト成長等を用いることもできる。

【0025】

このようにして、一方向凝固法により多結晶シリコンインゴットが製造される。
そして、得られた多結晶シリコンインゴットを加工し、表面を鏡面研磨以上の平坦度となるように研磨することにより、プラズマエッチング装置の反応室内部で使用されるプラズマエッチング装置用シリコン部材が製造される。なお、プラズマエッチング装置用シリコン部材としては、例えば、電極板、及び、保護リング、シールリング、アースリング 等の各種リング等が挙げられる。

【0026】

以上のような構成とされた本実施形態であるプラズマエッチング装置用シリコン部材によれば、ドーパントとしてボロンを１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下の範囲内で含有しているので、エッチング速度が遅くなり、プラズマエッチング装置の反応室内部に配置されても早期に損耗することを抑制できるとともに、パーティクルの発生を抑制することができる。また、シリコンに固溶した余剰のボロンが析出することがない。

【0027】

また、酸素濃度が５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下に抑えられていることから、エッチング速度を確実に抑制することができ、プラズマエッチングによる早期損耗を抑制することが可能となる。なお、本実施形態では、石英（ＳｉＯ_２）で構成され、内面にシリコンナイトライド（Ｓｉ_３Ｎ_４）がコーティングされたルツボ２０を用いて鋳造されており、ルツボ２０内のシリコン融液Ｌが石英（ＳｉＯ_２）と直接接触しないようにして鋳造されているので、酸素濃度を５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下に低減することが可能である。さらに、凝固速度を１０ｍｍ／ｈ以下と遅くすることにより、シリコン融液ＬからＳｉＯガスとして酸素を放出することを促進でき、酸素濃度の低下を図ることができる。このとき、不活性ガスをルツボ２０の上に吹き付けることで、ＳｉＯの放出をさらに促進することが可能となる。また、シリコン融液Ｌの温度を１４３０℃以下とすることにより、シリコン融液Ｌ中に溶解する酸素量を低減することができる。

【0028】

さらに、窒素濃度が７×１０^１４ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上４×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下の範囲内とされているので、エッチング速度を遅くすることができ、プラズマエッチングによる早期損耗を抑制することが可能となる。また、余剰の窒素がシリコンナイトライドとして析出することを抑制できる。なお、本実施形態では、石英（ＳｉＯ_２）で構成され、内面にシリコンナイトライド（Ｓｉ_３Ｎ_４）がコーティングされたルツボ２０を用いていることから、窒素濃度を７×１０^１４ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上４×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下の範囲内とすることができる。ここで、窒素は、上述のコーティングからシリコン融液Ｌ内に混入することから、凝固速度を５ｍｍ／ｈ以上と速くすることにより、窒素濃度の低減を図ることが可能となる。なお、窒素は偏析係数が非常に小さいため、対流を促進することで窒素濃度をシリコン融液Ｌの全体で均一化することが好ましい。また、シリコン融液Ｌの温度を１４５０℃以下とすることにより、シリコン融液Ｌ中に溶解する窒素量を低減することができる。

【0029】

また、本実施形態のプラズマエッチング装置用シリコン部材においては、図２に例示するように、表面の結晶方位をＥＢＳＤ法で測定し、（００１）、（１０１）、（１１１）を頂点とするステレオ三角形内の方位分布を求め、このステレオ三角形を、各辺の二等分点と前記ステレオ三角形の重心とを結ぶ線によって（００１）側領域Ａ、（１０１）側領域Ｂ、（１１１）側領域Ｃに３分割し、これらの各領域に占める結晶方位分布の割合を、各領域内にある測定点数を全測定点数で割ることにより求め、（１１１）側領域Ｃに分布する割合が７０％以上とされており、［１１１］方位に強く配向した多結晶シリコンからなるものとされているので、エッチング速度をさらに低減することが可能となる。

【0030】

さらに、本実施形態においては、上述のように、一方向凝固法によって得られた多結晶シリコンインゴットを用いていることから、シリコン以外の金属元素等の不純物を低減することができ、エッチングむらの発生を抑制することができる。これにより、部材の一部が局所的に損耗することを抑制でき、部材の寿命延長を図ることができる。

【0031】

以上、本発明の実施形態であるプラズマエッチング装置用シリコン部材について説明したが、これに限定されることはなく、適宜設計変更することができる。
例えば、図１に示す多結晶シリコンインゴット製造装置を用いて製造された多結晶シリコンインゴットを素材とするものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の構成の製造装置によって製造された多結晶シリコン、モノライクシリコンを素材としてもよい。
モノライクシリコンは、シリコンナイトライドでコーティングされた石英ルツボの底部に、例えば厚さ２０ｍｍの（１１１）面の種結晶（単結晶シリコン）を並べて、その上にポリシリコン原料を入れ、所定の濃度となるようにボロンを添加し、上下ヒータの温度を制御して種結晶を完全に溶かさずに一方向凝固することにより製造される。

【実施例】

【0032】

本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果を示す。本実施形態で説明したシリコンインゴット製造装置を用いて、６８０ｍｍ角×高さ３００ｍｍの四角形柱状の多結晶シリコンインゴットを製造した。このとき、ドーパントとしてのボロンの含有量を調整するとともに、酸素濃度、窒素濃度を調整し、表１に示す組成の多結晶シリコンインゴットを製造した。さらに、凝固速度を調整することにより、（１１１）側領域Ｃに分布する割合が７０％以上となるように調整した。これらのインゴットから、１００ｍｍ角×厚さ１ ｍｍの板を切り出し、板の主面を鏡面研磨して供試材を製造した。なお、ボロンの含有量、酸素濃度、窒素濃度は、ＳＩＭＳによって測定した。

【0033】

このようにして得られた供試材に対して、プラズマエッチング装置（株式会社ユーテック製ＹＲ−４０１１ １Ｈ−ＤＸII）を用いてプラズマエッチング処理を行い、エッチング部とマスク部との段差を、表面粗さ計（Ｂｒｕｋｅｒ ＡＸＳ製Ｄｅｋｔａｋ）を用いて測定し、エッチング速度を算出した。なお、プラズマエッチング条件は、真空度：５０ｍＴｏｒｒ、エッチング時間：３０分、エッチングガス：ＳＦ_６、エッチングガス流量：１０ｓｃｃｍ、出力：１００Ｗとした。評価結果を表１に示す。

【0034】

【表1】

【0035】

ボロンの含有量が本発明の範囲より少ない比較例１，２においては、エッチング速度が速いことから早期にエッチングが進行すると判断される。
これに対して、多結晶シリコンからなり、ボロンの含有量が本発明の範囲内とされた本発明例１−７においては、エッチング速度が遅く、早期損耗が抑制されていることが確認される。なお、酸素濃度を５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下、窒素濃度を７×１０^１４ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上４×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下の範囲内とし、ボロンが１×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｍｌ以上１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｍｌ以下の範囲内で添加された本発明例１，２においては、特に、エッチング速度が遅くなっていることが確認される。

【0036】

また、本発明例１の結晶方位をＥＢＳＤ法で測定した結果を図２に、比較例１の結晶方位をＥＢＳＤ法で測定した結果を図３に示す。
ＥＢＳＤ法とは、ＳＥＭ内で試料表面の１点に電子線を入射させ、生じる反射電子回折模様を用いて局所領域の結晶方位や結晶構造を解析するものである。試料表面の一点に電子線を入射することによりできた回折模様からＥＢＳＤ像が得られる。一定間隔で試料表面上に電子線を走査させ、これを繰返すことによって得られたKikuchi線を解析することにより、結晶方位と結晶構造のマップ化が可能となる。なお、測定サンプルとして５ｍｍ角×厚さ２ｍｍの板状サンプルをそれぞれ８個用意し、測定面を鏡面研磨したのち、測定面全体を測定した。
ここで、図２及び図３に示す黒点一つ一つが測定点であるため、（１１１）側領域Ｃにある点数を全測定点数で割ることによって、（１１１）側領域Ｃに分布する割合を算出することができる。本発明例１では約８０％、比較例１では約３０％であった。

【0037】

ここで、［１１１］方位の結晶のエッチング量と［１１１］以外の方位の結晶のエッチング量を比較した結果を図４に示す。方位を測定した後、プラズマエッチングを実施し、その後の供試材の表面高さを、表面粗さ計（Ｂｒｕｋｅｒ ＡＸＳ製Ｄｅｋｔａｋ）を用いて測定したものである。
［１１１］方位の部分は、［１１１］以外の方位の部分に比べて高さが一段高くなっているのが確認される。［１１１］方位の結晶においてエッチング速度が遅くなっていると判断される。

【符号の説明】

【0038】

５０ プラズマエッチング装置
５１ 反応室
５２ 電極板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】