DE60128302T2 - Plasmafeste Quartzglas-Haltevorrichtung - Google Patents

Plasmafeste Quartzglas-Haltevorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE60128302T2
DE60128302T2 DE60128302T DE60128302T DE60128302T2 DE 60128302 T2 DE60128302 T2 DE 60128302T2 DE 60128302 T DE60128302 T DE 60128302T DE 60128302 T DE60128302 T DE 60128302T DE 60128302 T2 DE60128302 T2 DE 60128302T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
quartz glass
plasma
microcracks
treatment
etching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60128302T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60128302D1 (de
Inventor
Kyoichi Tokorozawa-shi Inaki
Naoki Hidaka-shi Hayashi
Tohru Koriyama-shi Segawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heraeus Quarzglas GmbH and Co KG
Shin Etsu Quartz Products Co Ltd
Original Assignee
Heraeus Quarzglas GmbH and Co KG
Shin Etsu Quartz Products Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2000259645A external-priority patent/JP2002068766A/ja
Priority claimed from JP2000259641A external-priority patent/JP4453944B2/ja
Application filed by Heraeus Quarzglas GmbH and Co KG, Shin Etsu Quartz Products Co Ltd filed Critical Heraeus Quarzglas GmbH and Co KG
Application granted granted Critical
Publication of DE60128302D1 publication Critical patent/DE60128302D1/de
Publication of DE60128302T2 publication Critical patent/DE60128302T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/06—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32532—Electrodes
    • H01J37/32559—Protection means, e.g. coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2201/00—Glass compositions
    • C03C2201/06—Doped silica-based glasses
    • C03C2201/20—Doped silica-based glasses containing non-metals other than boron or halide
    • C03C2201/21—Doped silica-based glasses containing non-metals other than boron or halide containing molecular hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2203/00—Production processes
    • C03C2203/40—Gas-phase processes
    • C03C2203/42—Gas-phase processes using silicon halides as starting materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2204/00—Glasses, glazes or enamels with special properties
    • C03C2204/08—Glass having a rough surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24355—Continuous and nonuniform or irregular surface on layer or component [e.g., roofing, etc.]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Quarzglas-Haltevorrichtung mit ausgezeichneten Eigenschaften hinsichtlich der Plasmaätzfestigkeit, die in einer Plasmaerzeugungsvorrichtung verwendet wird.
  • Stand der Technik
  • In jüngerer Zeit ist für die Oberflächenbehandlung eines Halbleiterelements, wie zum Beispiel eines Siliziumwafers usw., eine Plasma einsetzende Ätzbehandlung häufig angewandt worden. Als Plasmaätzverfahren existiert ein Verfahren zum Einführen eines Korrosionsgases auf Halogenbasis, zum Beispiel auf Fluorbasis, Chlorbasis usw., in eine Plasmaerzeugungskammer. Andererseits ist die Einführung einer Mikrowelle über ein Mikrowelleneinführfenster zur Ausbildung des Plasmas des oben genannten, in der Kammer befindlichen Korrosionsgases auf Halogenbasis sowie die Behandlung eines Halbleiterelements, ein Verfahren zum Einleiten eines Korrosionsgases auf Halogenbasis und einer Mikrowelle in eine hängende glockenförmige Glashaube aus Quarzglas zur Bildung des Plasmas des Halogenkorrosionsgases sowie die Behandlung eines Halbleiterelements (zum Beispiel das Ablagern eines isolierenden Dünnschichtfilms auf der Oberfläche des Halbleiterelements) bekannt. Bei jeder Behandlung wird eine Plasmaerzeugungsvorrichtung verwendet. Auch werden für die Vorrichtung zumeist Quarzglas-Haltevorrichtungen als Fenstermaterial zur Einführung einer Mikrowelle verwendet, eine Glashaube wird als Plasmaerzeugungskammer und ein Ring zum Abschirmen der Vorrichtung verwendet. Als Material für diese Halterungen wurde hauptsächlich aufgrund seiner guten elektrischen Eigenschaften und seiner hohen Reinheit natürliches Quarzglas verwendet. Die mit dem Plasma in Kontakt gebrachte Oberfläche der Halterung wird durch mechanische Bearbeitung aufgeraut, um die Ätzrate zu stabilisieren und um die Freisetzung von Ablagerungen zu verhindern. Für das oben genannte Aufrauen werden für die Schleifarbeiten ein Schleifstein mit Schleifkörnern aus Keramik, Diamant, Siliziumdioxid usw. verwendet; desgleichen sind Sandstrahlarbeiten durchgeführt worden, bei denen ein Pulver, beispielsweise ein Grünpulver aus Kohlenstoff, ein Siliziumdioxidpulver, ein Keramikpulver usw., eingesetzt wird, aber aufgrund der mechanischen Bearbeitungsmethode kommt es gleichzeitig mit dem Aufrauen der Quarzglasoberfläche zur Ausbildung einer Mikrorissschicht. Die Schicht oder der Mikrorissbereich wird von im Plasma gebildeten Radikalen angegriffen; folglich werden nur die Mikrorissbereiche geätzt, um ungewöhnlich große Löcher zu bilden, und im schlimmsten Fall tritt dann ein Fehler auf, so dass der Bruch der Quarzglas-Haltevorrichtung von diesen Bereichen aus beginnt. Auch wurde in jüngster Zeit bestä tigt, dass in dem oben beschriebenen Plasma zusammen mit der Erzeugung der Ionen und Radikalen ungewöhnlich starke Ultraviolettstrahlen und Elektronstrahlen aus dem Gas abgegeben werden, und man stellte fest, dass diese Strahlen die Oberfläche der Quarzglas-Haltevorrichtung beschädigen, sich die beschädigten Bereiche zu Teilchenerzeugungsquellen entwickeln und sich die erzeugten Teilchen auf der Oberfläche eines Halbleiterelements ablagern, wodurch es zu negativen Begleiterscheinungen kommt.
  • Des Weiteren besteht ein Problem darin, dass Verunreinigungen manchmal in die aufgrund der mechanischen Bearbeitungsmethode gebildeten Mikrorisse eindringen und sich die Verunreinigungen bei der Behandlung eines Halbleiterelements verflüchtigen und so das Halbleiterelement verunreinigen.
  • Auch enthält natürliches Quarzglas manchmal viele Blasen und hat so den Fehler, dass selbst beim Aufrauen der Oberfläche mit Hilfe eines chemischen Verfahrens, das keine Mikrorisse bildet, diese Oberfläche durch normalerweise starke, im Plasma abgegebene Strahlungen sowie Elektronstrahlen beschädigt wird, wenn die Blasen freigesetzt und auf der Oberfläche bloßgelegt werden, die Beschädigung an den Blasenbereichen stark voranschreitet und so Teilchen erzeugt, die sich an die Oberfläche eines Halbleiterelements anheften und insbesondere die dielektrischen Durchschlageigenschaften verschlechtern.
  • Von der Erfindung zu lösendes Problem
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Quarzglas-Haltevorrichtung mit ausgezeichneten Eigenschaften hinsichtlich der Plasmaätzfestigkeit, die zu weniger anormalen Ätzen und geringerer Beschädigung der Oberfläche des Quarzglases führt, und keine Halbleiterelemente aufgrund des Eintritts von Verunreinigungen kontaminiert.
  • Infolge der Durchführung intensiver Untersuchungen an einer Quarzglas-Haltevorrichtung, die für eine Plasmaerzeugungsvorrichtung verwendet wurde, stellten die Erfinder fest, dass durch Erhöhen des Gehalts an Wasserstoffmolekülen im Quarzglas auf mindestens 5 × 1016 Moleküle/cm3 eine Quarzglas-Haltevorrichtung mit einer Oberflächenrauheit Ra der Quarzglasoberfläche der Haltevorrichtung im Bereich von 5 bis 0,05 μm, wie nach DIN 4768 bestimmt, sowie mit einer Anzahl von Mikrorissen der Oberfläche von 500 Mikrorissen/cm2 oder weniger eine geringere Beschädigung der Haltevorrichtungsoberfläche durch Plasmaätzen und durch die ungewöhnlich starken Ultraviolettstrahlen und Elektronstrahlen zeigt und keine negativen Auswirkungen auf einen Siliziumwafer durch die Erzeugung von Teilchen und Verunreinigungen hat.
  • Des Weiteren stellte man auch fest, dass man durch die Festlegung des Blasengehalts in dem oben beschriebenen Quarzglas auf 0 oder 1 gemäß der Blasenklassifikation nach DIN 58927, des Doppelbrechungsanteils des Quarzglases auf 70 nm/cm oder weniger, wie nach ISO 11455 bestimmt, und der fiktiven Temperatur des Quarzglases auf den Bereich von 800 bis 1200°C eine Quarzglas-Haltevorrichtung erhält, die eine weit geringere Beschädigung infolge von Plasmaätzen und absolut starken Ultraviolettstrahlen und Elektronstrahlen zeigt, weniger Verunreinigungen infolge einer Blasenfreisetzung eindringen lässt und die Halbleiterelementbehandlung sehr gut durchführen kann, und dabei wurde dann die vorliegende Erfindung geschaffen.
  • Mittel zur Lösung des Problems
  • Die vorliegende Erfindung, die die oben beschriebene Aufgabe löst, ist eine plasmafeste Quarzglas-Haltevorrichtung, die für eine Vorrichtung zur Plasmaerzeugung verwendet wird und die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Wasserstoffmolekülkonzentration des Quarzglases mindestens 5 × 1016 Moleküle/cm3 beträgt.
  • Die erfindungsgemäße Quarzglas-Haltevorrichtung ist eine aus natürlichem oder synthetischem Quarzglas erzeugte Haltevorrichtung und ihre mit Plasma in Kontakt gebrachte Innenfläche wird im Bereich von 5 μm bis 0,05 μm als Oberflächenrauheit Ra zur Stabilisierung der Ätzrate und zum Verhindern der Freisetzung von Ablagerungen aufgeraut. Überschreitet die Oberflächenrauheit Ra 5 μm, dann greifen die im Plasma erzeugten Radikale und Ionen die konkav gewölbten Bereiche lokal an und damit kommt es zu einem anormalen Ätzen. Auch besteht die Gefahr bei einer Oberflächenrauheit Ra von weniger als 0,05 μm, dass durch ein Plasma gebildete Nebenprodukte (zum Beispiel Teilchen usw.) leicht aus der Oberfläche freigesetzt werden und sich auf der Oberfläche des Halbleiterelements (z.B. Siliziumwafers) ablagern, wodurch die Eigenschaften des Halbleiterelements stark beeinträchtigt werden.
  • Auch beträgt die Zahl der Mikrorisse der Oberfläche der Quarzglas-Haltevorrichtung nicht mehr als 500 Mikrorisse/cm2. Überschreitet die Zahl der Mikrorisse der Haltevorrichtungsoberfläche den oben genannten Bereich, dann verläuft der Ätzvorgang auf grund des Angriffs durch im Plasma erzeugte Radikale schneller, die Mikrorisse werden größer und im schlimmsten Fall beginnt der Bruch des Quarzglases von diesem Bereich aus. Die Quarzglas-Haltevorrichtung, bei der die oben genannte Anzahl der Mikrorisse nicht mehr als 500 Mikrorisse/cm2 beträgt, kann mittels einer chemischen Behandlung hergestellt werden, zum Beispiel mit dem Verfahren, bei dem eine Quarzglas-Haltevorrichtung in eine Lösung aus Flusssäure, Ammoniumfluorid und Essigsäure eingetaucht wird, um Feinteilchen aus Ammonium-Silicofluorid abzulagern, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 273339/1998 beschrieben, oder mit dem Verfahren für eine Haltevorrichtung, aufgeraut durch Ausbildung der Dünnschicht aus aus Silizium usw. und durch Anwendung einer Ätzbehandlung mit einer wässrigen Lösung aus Flusssäure, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 106225/1999 usw. beschrieben. Im Fall einer Aufrauung mittels chemischer Behandlung ist es wichtig, die Reaktion der chemischen Ätzflüssigkeit und des Quarzglases zu kontrollieren und insbesondere im Fall eines synthetischen Quarzglases ist eine Temperaturführung der chemischen Flüssigkeit notwendig, und es ist besser, dass die Temperatur der chemischen Flüssigkeit im Bereich von 20°C ± 2°C kontrolliert wird. Liegt die Temperatur außerhalb des oben genannten Temperaturbereichs, dann ist eine Oberflächenrauheit Ra der Quarzglasoberfläche von 5 μm bis 0,05 μm nicht machbar. Die Anzahl der Mikrorisse der Quarzglasoberfläche lässt sich durch Beobachtung der Mikrobildaufnahme messen. Natürlich ist es sogar besser, wenn keine Mikrorissschicht auf der Oberfläche der Quarzglas-Haltevorrichtung vorhanden ist.
  • Des Weiteren beträgt die Wasserstoffmolekülkonzentration in der erfindungsgemäßen Quarzglas-Haltevorrichtung mindestens 5 × 1016 Moleküle/cm3. Aufgrund der vorhandenen Wasserstoffmolekülkonzentration wird die Bildung des E'-Zentrum-Absorptionsbandes eingeschränkt, die Innenspannung innerhalb der Netzwerkstruktur des Quarzglases wird beseitigt, die Bruchneigung der Si-O-Bindung aufgrund ungewöhnlich starker Ultraviolettstrahlen und Elektronenstrahlen im Plasma wird geringer, die Zunahme der Quarzglasdichte wird eingeschränkt und es bilden sich weniger Mikrorisse sowie Teilchen. Die oben genannte Wasserstoffmolekülkonzentration erhält man durch Kontrollieren des Wasserstoffmolekulargewichts in einer Flamme bei der Herstellung des Quarzglases oder durch Behandlung des Quarzglases in einer Wasserstoffgasatmosphäre bei Normaldruck oder Unterdruck bei einer Temperatur von 100 bis 900°C über 1 bis 100 Stunden, und die Messung erfolgt mittels eines Laser-Raman-Verfahrens.
  • Zusätzlich zu dem oben Gesagten ist es bei dem erfindungsgemäßen Quarzglas besser, dass nach der Blasenklassifikation gemäß DIN 58927 der Blasengehalt 0 oder 1 beträgt. Enthält das Quarzglas Blasen, die den oben genannten Bereich überschreiten, dann werden die Blasen von den im Plasma erzeugten Radikalen und Ionen erodiert und freigesetzt und werden so zu Vorläufern anormaler Löcher, und die Beschädigung durch die ungewöhnlich starken Strahlungen und Elektronstrahlen schreitet sukzessiv weiter voran, wodurch große Löcher gebildet und Teilchen erzeugt werden. Der Ausdruck, dass der Blasengehalt 0 oder 1 beträgt, ist im Einklang mit DIN (Deutsches Institut für Normung) 58927, wobei sich die Gesamtquerschnitte (cm2) der Blasen innerhalb 100 cm2 zwischen 0 und 0,03 bewegen, wenn die Klassifikation 0 ist, und zwischen 0,03 und 0,10, wenn die Klassifikation 1 ist. Als Quarzglas, bei dem die Blasenklassifikation nach DIN 58927 0 oder 1 ist, gibt es das im Handel erhältliche HERALUX und SUPRASIL (Hersteller Shin-Etsu Sekiei K.K. und Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG).
  • Ebenfalls wichtig ist außerdem, dass das Quarzglas so homogen ist, dass der Doppelbrechungsanteil des Quarzglases nicht mehr als 70 nm/cm beträgt, wie nach ISO 11455 bestimmt. Wenn der Doppelbrechungsanteil des Quarzglases den oben genannten Bereich überschreitet, dann nimmt auch die Dichte des Quarzglases aufgrund der ungewöhnlich starken, an den Verdrillbereich ausgestrahlten Ultraviolettstrahlen und Elektronenstrahlen zu, und es kommt zu großen Mikrorissen. Um die Dichtezunahme des Quarzglases aufgrund der ungewöhnlich starken Ultraviolettstrahlen und Elektronenstrahlen wirksam zu verhindern, ist es besser, die fiktive Temperatur des Quarzglases im Bereich von 800 bis 1200°C festzulegen. Durch die Festlegung der fiktiven Temperatur auf den oben genannten Bereich verringert sich die Dichte des Quarzglases und entspannt so die Struktur; durch die Bestrahlung der ungewöhnlich starken Ultraviolettstrahlen und Elektronenstrahlen bilden sich kaum Fehlstellen und die Zunahme der Dichte kann verhindert werden.
  • In der Quarzglas-Haltevorrichtung kommt es zur Bildung einer Feinrauheit auf der Oberfläche, wie oben beschrieben; diese hat größtenteils Auswirkungen auf die Transmission von Ultraviolettstrahlen. Ist die Transmission gering, dann wird die Quarzglasoberfläche durch Ultraviolettstrahlen beschädigt. Insbesondere wird die Si-O-Bindung des Quarzglases durch ungewöhnlich starke Ultraviolettstrahlen und Elektronstrahlen zerstört, die sich gleichzeitig mit den Radikalen und den Ionen im Plasma bilden, um so eine Fehlstelle zu erzeugen, die Dichte wird hoch, die Mikrorisse groß und die Ätzrate deutlich beschleunigt, und es bilden sich große Löcher. Um eine Beschädigung des Quarzglases durch Ultraviolettstrahlen zu verhindern, ist es besser, dass die innere Transmission des Quarzglases mindestens 80% der Transmission von Ultraviolettstrahlen entspricht, und die scheinbare Transmission 30 bis 85% beträgt. Es ist unmöglich, dass die scheinbare Transmission 85% übersteigt, da die Oberfläche rau wird, und auch bei einer scheinbaren Transmission von weniger als 30% kann nicht verhindert werden, dass die Oberfläche des Quarzglases präzise wird. Die oben genannte innere Transmission bedeutet jene Transmission, die keinen Reflektionsverlust an der Außenfläche des Quarzglases zeigt, und die den Reflektionsverlust beinhaltende Transmission wird scheinbare Transmission genannt.
  • Als Quarzglas, bei dem die Blasenklassifikation nach DIN 58927 0 oder 1 ist und der Doppelbrechungsanteil innerhalb des oben genannten Bereichs liegt, fungiert zweckmäßigerweise ein synthetisches Quarzglas, das man durch Hydrolysieren einer Siliziumverbindung in der Dampfphase erhält. Auch wird die Festlegung der fiktiven Temperatur des Quarzglases durch Erhitzen des Quarzglases auf eine Temperatur von 800 bis 1200°C eine bestimmte Zeit lang durchgeführt. Die Messung der fiktiven Temperatur erfolgt mit Hilfe eines Laser-Raman-Verfahrens.
  • Die erfindungsgemäße Quarzglas-Haltevorrichtung wird mittels natürlichem oder synthetischem Quarzglas hergestellt, wie dies oben beschrieben worden ist, und ein synthetisches Quarzglas, das einen geringeren Blasengehalt hat und einfach als Quarzglas mit hoher Homogenität erhältlich ist, wird besonders bevorzugt.
  • Art und Weise der Durchführung der Erfindung
  • Im Folgenden wird die Erfindung im Detail anhand der praktischen Beispiele erläutert, jedoch dienen diese Beispiele Illustrationszwecken und die Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt.
  • Beispiele
  • Beispiel 1
  • Durch Hydrolysieren von Siliziumtetrachlorid in der Dampfphase wurde ein synthetisches Quarzglas erhalten, bei dem die Wasserstoffmolekülkonzentration 15 × 1016 Mo leküle/cm3 und die Blasenklassifikation nach DIN 58927 0 betrug. Dann wurde unter Verwendung des Quarzglases ein Fenstermaterial einer plasmaerzeugenden Vorrichtung hergestellt und dieses Fenstermaterial in eine Frostbehandlungsflüssigkeit aus etwa 24 Gew.% einer 50%igen Flusssäurelösung, etwa 17 Gew.% eines Ammoniumfluorids, etwa 35 Gew.% einer 100%igen Essigsäure sowie etwa 24 Gew.% Wasser eingetaucht, um Feinkristalle aus Ammonium-Silicofluorid abzuscheiden, wodurch man das aus Quarzglas hergestellte Fenstermaterial erhielt, wobei die Oberflächenrauheit Ra 0,5 μm und Rmax 2 μm betrug. Die Bildaufnahme im Fall eines Ätzens des Quarzglases, das der oben beschriebenen Frostbehandlung mit 5%iger Flusssäure zwei Stunden lang unterworfen wurde, ist in der 1 zu sehen. Wie in der 1 gezeigt, gab es im Quarzglas keinerlei Mikrorisse. Unter Verwendung des erhaltenen Fenstermaterials als mikrowelleneinführendes Fenstermaterial einer plasmaerzeugenden Vorrichtung mit einer Leistung von 1 kW, in welches CF4/O2-Gase eingeleitet wurden, führte man eine Ätzbehandlung der Siliziumwafer durch. In diesem Fall wurden 10000 Siliziumwafer behandelt, aber es wurde keine anormale Zunahme von Teilchen bestätigt.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Gemäß demselben Verfahren wie im Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass man ein synthetisches Quarzglas mit einer Wasserstoffmolekülkonzentration von 3 × 1016 Molekülen/cm3 im Beispiel 1 einsetzte, wurde ein Fenstermaterial aus Quarzglas hergestellt und beim Durchführen der Ätzbehandlung von Siliziumwafern wurde bei der Behandlung von 5000 Siliziumwafern eine anormale Zunahme von Teilchen bestätigt.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Ein Fenstermaterial wurde hergestellt, indem die Frostbehandlung nach demselben Verfahren wie im Beispiel 1 durchgeführt wurde, mit der Ausnahme, dass ein natürliches Quarzglas, bei dem die Blasenklassifikation nach DIN 58927 2 betrug, in die im Beispiel 1 verwendete Frostbehandlungsflüssigkeit eingetaucht wurde. Beim Durchführen der Ätzbehandlung der Si-Wafer wie im Beispiel 1 wurde eine anormale Erzeugung von Teilchen bei der Behandlung von 2000 Si-Wafern bestätigt.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • Die Oberfläche eines natürlichen Quarzglases, bei dem die Blasenklassifikation nach DIN 58927 2 war, wurde einem Sandstrahlen mit SiC-Teilchen der Nr. 180 unterwor fen. Bei dem erhaltenen Quarzglas wurde das Vorhandensein einer Mikrorissschicht bestätigt. Ein Quarzglas-Fenstermaterial wurde unter Verwendung des Quarzglases hergestellt und, als die Ätzbehandlung von Si-Wafern wie im Beispiel 1 durchgeführt wurde, kam es von Anfang an zur Bildung von Teilchen und die Ätzbehandlung konnte nicht durchgeführt werden.
  • Beispiel 2
  • Ein durch Hydrolysieren von Siliziumtetrachlorid in der Dampfphase wie im Beispiel 1 erhaltenes synthetisches Quarzglas wurde einer Homogenisierungsbehandlung von 1000°C unterworfen, um ein synthetisches Quarzglas mit einem Doppelbrechungsanteil von 20 nm/cm zu erhalten. Das synthetische Quarzglas wurde einer Wasserstoffdotierbehandlung unterzogen. Dann erhielt man durch Anwendung der Frostbehandlung wie im Beispiel 1 ein synthetisches Quarzglas mit einer Oberflächenrauheit Ra von 0,5 μm sowie Rmax von 2 μm. Ein Fenstermaterial wurde mit dem synthetischen Quarzglas hergestellt und nach Erhitzen auf 1100°C während 20 Stunden wurde das Material allmählich abgekühlt. Die fiktive Temperatur des aus Quarzglas bestehenden und erhaltenen Fenstermaterials betrug 1100°C. In einer Plasmavorrichtung, die das aus synthetischem Quarzglas hergestellte Fenstermaterial einsetzte und eine Leistung von 1 kW hatte und in die CF4/O2-Gase eingeleitet wurden, führte man eine Ätzbehandlung von Siliziumwafern durch. Bei der Behandlung von 7000 Siliziumwafern wurde keine anormale Zunahme von Teilchen bestätigt.
  • Vergleichsbeispiel 4
  • Bei der Messung des Doppelbrechungsanteils und der fiktiven Temperatur am Quarzglas, wobei die Homogenisierungsbehandlung und die fiktive Temperatur im Beispiel 2 nicht festgesetzt wurden, betrug der Doppelbrechungsanteil 200 nm/cm und die fiktive Temperatur 1300°C. Unter Verwendung des Quarzglases wurde ein aus Quarzglas hergestelltes Fenstermaterial vorbereitet, das Material wurde auf eine Plasmavorrichtung mit einer Leistung von 1 kW aufgebracht, in welche CF4/O2-Gase wie im Beispiel 1 eingeleitet wurden, und eine Ätzbehandlung der Siliziumwafer wurde durchgeführt. Bei der Behandlung von 1000 Siliziumwafern wurde eine anormale Zunahme von Teilchen bestätigt.
  • Vorteil der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Quarzglas-Haltevorrichtung ist jene Haltevorrichtung, bei der die Oberflächenrauheit zwischen 5 und 0,05 μm beträgt, die Zahl der Mikrorisse der vorderen Oberfläche nicht mehr als 500 Mikrorisse/cm2, die Wasserstoffmolekülkonzentration im Quarzglas mindestens 5 × 1016 Moleküle/cm3, und die Quarzglas-Haltevorrichtung als Haltevorrichtung für eine Plasmaerzeugungsvorrichtung verwendet wird, das Auftreten anormalen Ätzens sowie die Erzeugung von Teilchen geringer ist und gute Halbleiterelemente hergestellt werden können.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • [1] zeigt eine Mikrobildaufnahme mit 100facher Vergrößerung der Oberfläche des im Beispiel 1 frostbehandelten Quarzglases nach einem Ätzvorgang mit 5%iger HF während zwei Stunden.
  • [2] zeigt eine Mikrobildaufnahme mit 100facher Vergrößerung der Oberfläche eines sandgestrahlten Quarzglases nach einem Ätzvorgang mit 5%iger HF während zwei Stunden.

Claims (4)

  1. Plasmafeste Quarzglas-Haltevorrichtung, verwendbar in einer Vorrichtung zur Plasmaerzeugung, mit einer Oberflächenrauheit Ra der Quarzglasoberfläche im Bereich von 5 bis 0,05 μm, wie nach DIN 4768 bestimmt, und einer Anzahl von Mikrorissen der Oberfläche von nicht mehr als 500 Mikrorissen/cm2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstoffmolekülkonzentration des Quarzglases mindestens 5 × 1016 Moleküle/cm3 beträgt.
  2. Plasmafeste Quarzglas-Haltevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Blasengehalt im Quarzglas gemäß der Blasenklassifikation nach DIN 58927 0 oder 1 ist und der Doppelbrechungsanteil des Quarzglases nicht mehr als 70 nm/cm beträgt, wie nach ISO 11455 bestimmt.
  3. Plasmafeste Quarzglas-Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die fiktive Temperatur des Quarzglases im Bereich von 800 bis 1200°C festgelegt ist.
  4. Plasmafeste Quarzglas-Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei es sich bei dem Quarzglas um ein synthetisches Quarzglas handelt, das durch Hydrolysieren einer Siliconverbindung in der Dampfphase erhalten wird.
DE60128302T 2000-08-29 2001-08-17 Plasmafeste Quartzglas-Haltevorrichtung Expired - Lifetime DE60128302T2 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000259645 2000-08-29
JP2000259641 2000-08-29
JP2000259645A JP2002068766A (ja) 2000-08-29 2000-08-29 耐プラズマ性石英ガラス治具
JP2000259641A JP4453944B2 (ja) 2000-08-29 2000-08-29 耐プラズマ性石英ガラス治具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60128302D1 DE60128302D1 (de) 2007-06-21
DE60128302T2 true DE60128302T2 (de) 2008-01-24

Family

ID=26598709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60128302T Expired - Lifetime DE60128302T2 (de) 2000-08-29 2001-08-17 Plasmafeste Quartzglas-Haltevorrichtung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6680455B2 (de)
EP (1) EP1187170B1 (de)
KR (1) KR100449144B1 (de)
DE (1) DE60128302T2 (de)
SG (1) SG116424A1 (de)
TW (1) TWI228107B (de)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60316985T2 (de) * 2002-08-28 2008-07-24 Fujifilm Corp. Messvorrichtung
EP1589567B1 (de) * 2003-09-16 2007-04-04 Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. Glied für eine plasmaätzeinrichtung und verfahren zu seiner herstellung
FR2863817A1 (fr) * 2003-12-12 2005-06-17 Air Liquide Tuyere a deflecteur pour torche a l'arc plasma
KR100997839B1 (ko) * 2006-01-31 2010-12-01 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 마이크로파 플라즈마 처리 장치 및 천판
US8771532B2 (en) * 2009-03-31 2014-07-08 Corning Incorporated Glass having anti-glare surface and method of making
US20120056101A1 (en) * 2010-09-03 2012-03-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Ion doping apparatus and ion doping method
WO2017103121A2 (de) 2015-12-18 2017-06-22 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Herstellung eines opaken quarzglaskörpers
JP6984897B2 (ja) 2015-12-18 2021-12-22 ヘレウス クワルツグラス ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー 石英ガラス調製時のケイ素含有量の増大
EP3390304B1 (de) 2015-12-18 2023-09-13 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Sprühgranulieren von siliziumdioxid bei der herstellung von quarzglas
CN109153593A (zh) 2015-12-18 2019-01-04 贺利氏石英玻璃有限两合公司 合成石英玻璃粉粒的制备
WO2017103153A1 (de) 2015-12-18 2017-06-22 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Glasfasern und vorformen aus quarzglas mit geringem oh-, cl- und al-gehalt
KR20180095622A (ko) 2015-12-18 2018-08-27 헤래우스 크바르츠글라스 게엠베하 ＆ 컴파니 케이지 내화성 금속으로 제조된 용융 도가니에서 실리카 유리 제품의 제조
JP6940236B2 (ja) 2015-12-18 2021-09-22 ヘレウス クワルツグラス ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー 溶融炉内での露点監視による石英ガラス体の調製
US11339076B2 (en) 2015-12-18 2022-05-24 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Preparation of carbon-doped silicon dioxide granulate as an intermediate in the preparation of quartz glass
TWI794150B (zh) 2015-12-18 2023-03-01 德商何瑞斯廓格拉斯公司 自二氧化矽顆粒製備石英玻璃體
WO2017103166A2 (de) 2015-12-18 2017-06-22 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Herstellung eines quarzglaskörpers in einem mehrkammerofen

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5410428A (en) * 1990-10-30 1995-04-25 Shin-Etsu Quartz Products Co. Ltd. Optical member made of high-purity and transparent synthetic silica glass and method for production thereof or blank thereof
DE4338807C1 (de) * 1993-11-12 1995-01-26 Heraeus Quarzglas Formkörper mit hohem Gehalt an Siliziumdioxid und Verfahren zur Herstellung solcher Formkörper
JP3473715B2 (ja) * 1994-09-30 2003-12-08 信越半導体株式会社 石英ガラス製ウェーハボート
DE69600781T2 (de) * 1995-02-28 1999-05-20 Heraeus Quarzglas Verfahren zur herstellung eines cristobalit enthaltenden quarzglases
EP0763504B1 (de) * 1995-09-14 1999-06-02 Heraeus Quarzglas GmbH Quarzglasteil und Verfahren zu dessen Herstellung
US6007673A (en) * 1996-10-02 1999-12-28 Matsushita Electronics Corporation Apparatus and method of producing an electronic device
JPH10256161A (ja) * 1997-03-07 1998-09-25 Mitsubishi Electric Corp Ｃｖｄ用治具、それを用いた半導体装置の製造方法、およびｃｖｄ用治具の製造方法
DE19713014C2 (de) * 1997-03-27 1999-01-21 Heraeus Quarzglas Bauteil aus Quarzglas für die Verwendung bei der Halbleiterherstellung
DE19719133C2 (de) * 1997-05-07 1999-09-02 Heraeus Quarzglas Glocke aus Quarzglas und Verfahren für ihre Herstellung
JP3929138B2 (ja) * 1997-09-30 2007-06-13 信越石英株式会社 表面に凹凸を有する石英ガラスおよびその製造方法
TW438731B (en) * 1997-09-30 2001-06-07 Shinetsu Quartz Prod Quartz glass jig for semiconductor heat treatment apparatus and a method of producing thereof
KR19990084313A (ko) * 1998-05-04 1999-12-06 김영환 반도체 제조용 웨이퍼 식각장치.
JP3488383B2 (ja) * 1998-05-29 2004-01-19 信越石英株式会社 ドライエッチング用石英ガラス部材およびそれを装着したドライエッチング装置
JP3956258B2 (ja) * 1998-06-30 2007-08-08 信越石英株式会社 高純度溝切り面を有するシリコンウエーハ熱処理用石英ガラス治具およびその製造方法
KR20000025416A (ko) * 1998-10-12 2000-05-06 윤종용 돔 표면 구조 개선을 통한 파티클 제거 방법
JP3985243B2 (ja) * 1998-12-01 2007-10-03 信越石英株式会社 表面に大きな凹凸を有する石英ガラス治具およびその製造方法
US6242136B1 (en) * 1999-02-12 2001-06-05 Corning Incorporated Vacuum ultraviolet transmitting silicon oxyfluoride lithography glass

Also Published As

Publication number Publication date
US6680455B2 (en) 2004-01-20
SG116424A1 (en) 2005-11-28
KR20020018039A (ko) 2002-03-07
EP1187170A2 (de) 2002-03-13
EP1187170B1 (de) 2007-05-09
TWI228107B (en) 2005-02-21
US20020046992A1 (en) 2002-04-25
DE60128302D1 (de) 2007-06-21
KR100449144B1 (ko) 2004-09-18
EP1187170A3 (de) 2002-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60128302T2 (de) Plasmafeste Quartzglas-Haltevorrichtung
DE102005017739B4 (de) Halter aus Quarzglas für die Prozessierung von Halbleiterwafern und Verfahren zur Herstellung des Halters
EP1789370B1 (de) Beschichtetes bauteil aus quarzglas sowie verfahren zur herstellung des bauteils
DE3518197A1 (de) Verfahren zur entfernung von metallionen aus koerpern aus glas, keramischen werkstoffen und sonstigen amorphen werkstoffen sowie kristallinen werkstoffen
DE10131156A1 (de) Arikel mit plasmapolymerer Beschichtung und Verfahren zu dessen Herstellung
DE3427599A1 (de) Bauelement-herstellungsverfahren
DE102005040324A1 (de) Verbesserte Oberflächenbehandlung von Metallfluorid-Excimer-Optik-Vorrichtungen
DE60313042T2 (de) Element für eine plasmaätzeinrichtung und verfahren zu dessen herstellung
DE19942443A1 (de) Für ultraviolette Strahlen durchlässiges, optisches Glasmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung
DE602004007970T2 (de) Quarzglastiegel
DE112009005052T9 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schutz von Plasmakammerflächen
DE112008001108B4 (de) Wafer-Halterung, vertikales Wärmebehandlungsschiffchen, welches eine Wafer-Halterung einschliesst, sowie Verfahren für die Herstellung einer Wafer-Halterung
EP0510503A2 (de) Verfahren zur Behandlung von Oberflächen
WO2005102950A2 (de) Quarzglas- bauteil für eine uv-strahlenquelle sowie verfahren für die herstellung und für die eignungsdiagnose
DE60131937T2 (de) Artikel bestehend aus einem Glaskörper mit verbesserten Eigenschaften gegen Plasmakorrosion und Verfahren zu dessen Herstellung
DE69909983T2 (de) Synthetische, optische quarzglas-elemente und verfahren zur herstellung derselben
EP1101741A2 (de) Quarzglaskörper für ein optisches Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung
EP0543961B1 (de) Verfahren zur emissionsfreien, insbesondere fckw-freien, reinigung von präzisions-optiken bzw. -optikbaugruppen
DE102015119325A1 (de) Verfahren zur Glättung von Oberflächen eines Werkstücks
EP0593988A1 (de) Verfahren zur Hydrophilisierung von Festkörper-Oberflächen
EP0136708A2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Bündels von optischen Fasern
EP1114427A2 (de) Herstellungsverfahren für einen elektrischen isolator
DE102011086068A1 (de) Messtechnik für eine Oberflächenverunreinigung
DE60107035T2 (de) Quarzglasvorrichtungen für die Halbleiterindustrie und Verfahren zur deren Herstellung
DE102017219312A1 (de) 2-stufiger Trockenätzprozess zur Texturierung kristalliner Siliziumscheiben

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition