JP2001274142A - プラズマ処理装置用シリコンリング - Google Patents
プラズマ処理装置用シリコンリングInfo
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- JP2001274142A JP2001274142A JP2000086210A JP2000086210A JP2001274142A JP 2001274142 A JP2001274142 A JP 2001274142A JP 2000086210 A JP2000086210 A JP 2000086210A JP 2000086210 A JP2000086210 A JP 2000086210A JP 2001274142 A JP2001274142 A JP 2001274142A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生成したプラズマをウエーハ上にフォーカス
させるとともにウエーハ面内の温度分布を均一化させる
ことができるシリコンリングを提供する。 【解決手段】 プラズマ処理装置内のウェーハを載置す
る電極側で、ウエーハの周辺に配置されるシリコンリン
グであって、給電部が設けられ、自己発熱する機能を有
するシリコンリングおよび該リングを備えたプラズマ処
理装置。
させるとともにウエーハ面内の温度分布を均一化させる
ことができるシリコンリングを提供する。 【解決手段】 プラズマ処理装置内のウェーハを載置す
る電極側で、ウエーハの周辺に配置されるシリコンリン
グであって、給電部が設けられ、自己発熱する機能を有
するシリコンリングおよび該リングを備えたプラズマ処
理装置。
Description
【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フォーカスリン
グに関するものである。
造用のプラズマ処理装置等に用いられるフォーカスリン
グ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下部電極とウエーハに対向
する位置に上部電極を設けた平行平板型の電極を配備し
た装置が知られている。図３に示したように、この平行
平板型のプラズマドライエッチング装置１０は、下部電
極３にメカニカルチャックまたは静電チャックあるいは
他の方法で被処理物であるウエーハＷを固定し、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、その
微小孔を通して処理ガスを噴出させ、上部電極２を高周
波電源（不図示）に接続して、上下電極間でプラズマを
発生させてウエーハＷにエッチング処理を行うものであ
る。この時、下部電極内蔵ヒータ８によりウエーハＷを
加熱している。
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下部電極とウエーハに対向
する位置に上部電極を設けた平行平板型の電極を配備し
た装置が知られている。図３に示したように、この平行
平板型のプラズマドライエッチング装置１０は、下部電
極３にメカニカルチャックまたは静電チャックあるいは
他の方法で被処理物であるウエーハＷを固定し、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、その
微小孔を通して処理ガスを噴出させ、上部電極２を高周
波電源（不図示）に接続して、上下電極間でプラズマを
発生させてウエーハＷにエッチング処理を行うものであ
る。この時、下部電極内蔵ヒータ８によりウエーハＷを
加熱している。
【０００３】近年の半導体に対する信頼性の向上および
生産性の向上に対する要求が強くなってくると、ウエー
ハの表面全体をより有効に使用するため、下部電極には
静電チャックを使用するのが主流となってきている。メ
カニカルチャックでは、ウエーハを押さえる爪が必要に
なり、爪で押えられた部分はデバイスとして用いること
ができないが、静電チャックは電気的にウェーハを固定
するため、爪は不要でありウエーハの使用面積効率が向
上する。
生産性の向上に対する要求が強くなってくると、ウエー
ハの表面全体をより有効に使用するため、下部電極には
静電チャックを使用するのが主流となってきている。メ
カニカルチャックでは、ウエーハを押さえる爪が必要に
なり、爪で押えられた部分はデバイスとして用いること
ができないが、静電チャックは電気的にウェーハを固定
するため、爪は不要でありウエーハの使用面積効率が向
上する。
【０００４】静電チャックを用いることによって、ウエ
ーハの有効活用面積を広げることができたが、実プロセ
スにおいては、処理ガスの流れによる影響でプラズマ密
度がウエーハの中心部と外周部で異なり、エッチングレ
ートに差が生じてしまい、ウエーハの外周部はデバイス
として使用できないことが多かった。
ーハの有効活用面積を広げることができたが、実プロセ
スにおいては、処理ガスの流れによる影響でプラズマ密
度がウエーハの中心部と外周部で異なり、エッチングレ
ートに差が生じてしまい、ウエーハの外周部はデバイス
として使用できないことが多かった。
【０００５】そこで最近では下部電極３側のウエーハＷ
周辺にリング状の部材４を配置している。リング状部材
４により、見かけ上、ウエーハ径を大きくすることがで
き、ウエーハのエッジはリング状部材４のエッジとなる
ので、プラズマをウエーハＷ上にフォーカスすることが
できる。これによって、ウエーハ面内のエッチングレー
トを均一化できるようになった。このリング状部材４を
シリコンリングと呼んでいる。
周辺にリング状の部材４を配置している。リング状部材
４により、見かけ上、ウエーハ径を大きくすることがで
き、ウエーハのエッジはリング状部材４のエッジとなる
ので、プラズマをウエーハＷ上にフォーカスすることが
できる。これによって、ウエーハ面内のエッチングレー
トを均一化できるようになった。このリング状部材４を
シリコンリングと呼んでいる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のようにウエーハ
周辺にシリコンリングを配置すると、生成したプラズマ
をウエーハ上にフォーカスすることができるものの、よ
り微細化、高集積化が進む半導体ではさらに高度な均一
化処理が求められるため、プラズマ処理に伴うウエーハ
の温度上昇も制御すべき要因であって、ウエーハ面内の
温度分布を均一に保持しなければならないという問題が
あった。
周辺にシリコンリングを配置すると、生成したプラズマ
をウエーハ上にフォーカスすることができるものの、よ
り微細化、高集積化が進む半導体ではさらに高度な均一
化処理が求められるため、プラズマ処理に伴うウエーハ
の温度上昇も制御すべき要因であって、ウエーハ面内の
温度分布を均一に保持しなければならないという問題が
あった。
【０００７】このような問題に対して、下部電極にヒー
タ機能を組み込んでウエーハの温度調節をすることは勿
論、これだけではウエーハ中心部と外周部で温度差が生
じてしまうため、特許第２８７８１６５号公報には、リ
ング状チャック( このリングはフォーカスリングではな
く、ウエーハ周辺部を押さえて載置台に保持するための
リングである) に空洞部を設け、そこに不活性ガスを循
環させることでウエーハ外周部の温度制御を行う機構が
開示されている。この機構を用いれば、ウエーハを所望
の温度に加熱、冷却することが可能になるとしている。
タ機能を組み込んでウエーハの温度調節をすることは勿
論、これだけではウエーハ中心部と外周部で温度差が生
じてしまうため、特許第２８７８１６５号公報には、リ
ング状チャック( このリングはフォーカスリングではな
く、ウエーハ周辺部を押さえて載置台に保持するための
リングである) に空洞部を設け、そこに不活性ガスを循
環させることでウエーハ外周部の温度制御を行う機構が
開示されている。この機構を用いれば、ウエーハを所望
の温度に加熱、冷却することが可能になるとしている。
【０００８】しかしながら、このようにリング状チャッ
クに空洞部を設けるためには、一体加工では不可能であ
り、大幅なコストアップにつながる。例えばリングを厚
み方向に分解して上部と下部に分けて加工し、後でこの
二つの部品を接合して、空洞部を備えたリングに加工す
る手段がある。ところが、この様に接合が必要になる
と、その接合部には耐熱性が求められるし、実プロセス
ではその接合部からパーティクルが生じる恐れもあり、
コストも高くなり、実用的なものではなかった。
クに空洞部を設けるためには、一体加工では不可能であ
り、大幅なコストアップにつながる。例えばリングを厚
み方向に分解して上部と下部に分けて加工し、後でこの
二つの部品を接合して、空洞部を備えたリングに加工す
る手段がある。ところが、この様に接合が必要になる
と、その接合部には耐熱性が求められるし、実プロセス
ではその接合部からパーティクルが生じる恐れもあり、
コストも高くなり、実用的なものではなかった。
【０００９】さらに従来のシリコンフォーカスリングを
使用した場合、装置稼働時間が長くなるのに伴い、リン
グに反応生成物の付着が見られるようになる。この反応
生成物の付着は、ガスの流れを乱してプラズマ密度を不
均一にしたり、剥離してパーティクルの発生原因になっ
て歩留まりの低下を引き起こすという問題があった。
使用した場合、装置稼働時間が長くなるのに伴い、リン
グに反応生成物の付着が見られるようになる。この反応
生成物の付着は、ガスの流れを乱してプラズマ密度を不
均一にしたり、剥離してパーティクルの発生原因になっ
て歩留まりの低下を引き起こすという問題があった。
【００１０】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、生成したプラズマをウエー
ハ上にフォーカスさせるとともにウエーハ面内の温度分
布を均一化させる手段を具備したシリコンリングおよび
プラズマ処理装置を提供することを主目的としている。
するためになされたもので、生成したプラズマをウエー
ハ上にフォーカスさせるとともにウエーハ面内の温度分
布を均一化させる手段を具備したシリコンリングおよび
プラズマ処理装置を提供することを主目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため為されたもので、本発明に係るシリコンリング
は、プラズマ処理装置内のウェーハを載置する電極側
で、ウエーハの周辺に配置されるシリコンリングであっ
て、給電部が設けられ、自己発熱する機能を有すること
を特徴としている。
するため為されたもので、本発明に係るシリコンリング
は、プラズマ処理装置内のウェーハを載置する電極側
で、ウエーハの周辺に配置されるシリコンリングであっ
て、給電部が設けられ、自己発熱する機能を有すること
を特徴としている。
【００１２】このように、被処理ウエーハと同材質のシ
リコンリングを設置することで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す
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。加えてこのシリコンリングがヒー
タ機能を具備しており、給電部を通じて電流を流せば自
己発熱するので、ウエーハ外周部で温度低下を起こすこ
となく、ウエーハ全面で温度を均一化することができ
る。従って、ウエーハ全面を均一にプラズマ処理するこ
とができ、デバイス製造の歩留りと生産性の向上を図る
とともにコストを低減することができる。
リコンリングを設置することで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す
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。加えてこのシリコンリングがヒー
タ機能を具備しており、給電部を通じて電流を流せば自
己発熱するので、ウエーハ外周部で温度低下を起こすこ
となく、ウエーハ全面で温度を均一化することができ
る。従って、ウエーハ全面を均一にプラズマ処理するこ
とができ、デバイス製造の歩留りと生産性の向上を図る
とともにコストを低減することができる。
【００１３】この場合、シリコンリングがヒーターパタ
ーンを有するものとすることができる（請求項２）。こ
のように、シリコンリングにヒーターパターンを設けれ
ば、シリコンリングを均一に発熱させることができ、ウ
エーハ面内をより均一に加熱することができる。
ーンを有するものとすることができる（請求項２）。こ
のように、シリコンリングにヒーターパターンを設けれ
ば、シリコンリングを均一に発熱させることができ、ウ
エーハ面内をより均一に加熱することができる。
【００１４】そして、シリコンリングが単結晶シリコン
から成ることが好ましく（請求項３）、シリコンの比抵
抗が０．００１〜５０Ω・ｃｍであることが望ましい。
ここで、シリコンリングの素材を単結晶シリコンとした
のは、被処理物であるウエーハと同一材質とすること
で、コンタミネーションの原因とならないように配慮し
たものである。また、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、発熱体作製用素
材として有利に使用される。さらに、シリコンの抵抗値
を、０．００１〜５０Ω・ｃｍの範囲のものとすると、
発熱体として適切な値であり、また発熱体作製用の素材
として入手し易くなり、経済的にも有利である。
から成ることが好ましく（請求項３）、シリコンの比抵
抗が０．００１〜５０Ω・ｃｍであることが望ましい。
ここで、シリコンリングの素材を単結晶シリコンとした
のは、被処理物であるウエーハと同一材質とすること
で、コンタミネーションの原因とならないように配慮し
たものである。また、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、発熱体作製用素
材として有利に使用される。さらに、シリコンの抵抗値
を、０．００１〜５０Ω・ｃｍの範囲のものとすると、
発熱体として適切な値であり、また発熱体作製用の素材
として入手し易くなり、経済的にも有利である。
【００１５】さらに、シリコンリングの給電部に金属箔
を使用することができる（請求項５）。このように、給
電部に金属箔、好ましくはアルミニウム箔を使用して形
成したのは、給電部での接触抵抗を小さくし、異常発熱
などを避けるためである。また、金属箔は軟質であるの
で給電部への導線の取り付け時など、ねじれ等が加わっ
ても容易には壊れないという利点を有するからである。
を使用することができる（請求項５）。このように、給
電部に金属箔、好ましくはアルミニウム箔を使用して形
成したのは、給電部での接触抵抗を小さくし、異常発熱
などを避けるためである。また、金属箔は軟質であるの
で給電部への導線の取り付け時など、ねじれ等が加わっ
ても容易には壊れないという利点を有するからである。
【００１６】そして本発明に係るプラズマ処理装置は、
前記本発明のシリコンリングを具備することを特徴とし
ている（請求項６）。
前記本発明のシリコンリングを具備することを特徴とし
ている（請求項６）。
【００１７】
【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１は本発明のシリコンリン
グを具備したプラズマ処理装置の一例を示した概略説明
図である。
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１は本発明のシリコンリン
グを具備したプラズマ処理装置の一例を示した概略説明
図である。
【００１８】図１に示した平行平板型のプラズマドライ
エッチング装置１は、チャンバ６内の下部電極３に静電
チャック機能部（不図示）を設けて被処理物であるウエ
ーハＷを固定し、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、その微小孔を通して処理ガスを噴出
させ、上部電極２を高周波電源（不図示）に接続して、
上下電極間でプラズマを発生させてウエーハＷのエッチ
ング処理を行うようになっている。
エッチング装置１は、チャンバ６内の下部電極３に静電
チャック機能部（不図示）を設けて被処理物であるウエ
ーハＷを固定し、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、その微小孔を通して処理ガスを噴出
させ、上部電極２を高周波電源（不図示）に接続して、
上下電極間でプラズマを発生させてウエーハＷのエッチ
ング処理を行うようになっている。
【００１９】そして処理するウエーハＷと同材質で表面
が同一高さのシリコンリング５を設置することでウエー
ハＷの見かけ上の径を大きくし、プラズマをフォーカス
することができるようになっている。加えてこのシリコ
ンリング５がヒータ機能を有しているので給電部７を通
じて電流を流せば自己発熱してウエーハＷ外周部を加熱
することができるようになっている。従って、下部電極
内蔵ヒータ８によるウエーハ中央部の加熱と共に温度制
御を行って、ウエーハＷ全面での温度均一化を図ること
ができる。さらにシリコンリング５自体を発熱させて高
温に保持することができるので、シリコンリング５の表
面に反応生成物が付着することを防止することができ
る。
が同一高さのシリコンリング５を設置することでウエー
ハＷの見かけ上の径を大きくし、プラズマをフォーカス
することができるようになっている。加えてこのシリコ
ンリング５がヒータ機能を有しているので給電部７を通
じて電流を流せば自己発熱してウエーハＷ外周部を加熱
することができるようになっている。従って、下部電極
内蔵ヒータ８によるウエーハ中央部の加熱と共に温度制
御を行って、ウエーハＷ全面での温度均一化を図ること
ができる。さらにシリコンリング５自体を発熱させて高
温に保持することができるので、シリコンリング５の表
面に反応生成物が付着することを防止することができ
る。
【００２０】ここで本発明に係るシリコンリングの特徴
は、上記したようにプラズマ処理装置内のウェーハを載
置する電極側で、ウエーハの周辺に配置されるシリコン
リングであって、給電部が設けられ、自己発熱する機能
を有していることである。
は、上記したようにプラズマ処理装置内のウェーハを載
置する電極側で、ウエーハの周辺に配置されるシリコン
リングであって、給電部が設けられ、自己発熱する機能
を有していることである。
【００２１】このように、被処理ウエーハと同材質のシ
リコンリングを設置することで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す
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、このシリコンリングは給電
部を通じて電流を流せば自己発熱し、ウエーハ外周部を
加熱するので、外周部の温度低下を起こすことなく、下
部電極内蔵ヒータによる加熱とともにウエーハ全面で温
度を均一化することができる。従ってウエーハ面内を一
層均一にプラズマ処理することができ、近年の最先端デ
バイスの製造にも対応することができ、ウエーハの歩留
りと生産性の向上を図ることができるとともにコストを
削減することが可能となる。
リコンリングを設置することで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す
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、このシリコンリングは給電
部を通じて電流を流せば自己発熱し、ウエーハ外周部を
加熱するので、外周部の温度低下を起こすことなく、下
部電極内蔵ヒータによる加熱とともにウエーハ全面で温
度を均一化することができる。従ってウエーハ面内を一
層均一にプラズマ処理することができ、近年の最先端デ
バイスの製造にも対応することができ、ウエーハの歩留
りと生産性の向上を図ることができるとともにコストを
削減することが可能となる。
【００２２】そして、シリコンリングの材質を単結晶シ
リコンとし、シリコンの比抵抗を０．００１〜５０Ω・
ｃｍのものとした。ここで、シリコンリングの素材を単
結晶シリコンとしたのは、被処理物であるウエーハと同
一材質とすることで、コンタミネーションの原因となら
ないように配慮したものである。また、抵抗率調整用に
添加するドープ剤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、
発熱体作製用素材として有利に使用される。さらに、シ
リコンの抵抗値を、０．００１〜５０Ω・ｃｍの範囲の
もの、さらに好ましくは０．００１〜１０Ω・ｃｍの範
囲のものとすると、この範囲のものはウエーハとして多
く用いられているので入手が容易で安価であるため好ま
しいし、およびヒータ化するための抵抗の調節にも望ま
しいものである。
リコンとし、シリコンの比抵抗を０．００１〜５０Ω・
ｃｍのものとした。ここで、シリコンリングの素材を単
結晶シリコンとしたのは、被処理物であるウエーハと同
一材質とすることで、コンタミネーションの原因となら
ないように配慮したものである。また、抵抗率調整用に
添加するドープ剤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、
発熱体作製用素材として有利に使用される。さらに、シ
リコンの抵抗値を、０．００１〜５０Ω・ｃｍの範囲の
もの、さらに好ましくは０．００１〜１０Ω・ｃｍの範
囲のものとすると、この範囲のものはウエーハとして多
く用いられているので入手が容易で安価であるため好ま
しいし、およびヒータ化するための抵抗の調節にも望ま
しいものである。
【００２３】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、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５０
Ω・ｃｍ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し、処理するウエーハにも悪影響
を及ぼす可能性がある。ドープするドープ剤としては、
通常ボロン、リン、アンチモン等が用いられるが被処理
ウエーハにドープされているものと同じものを用いるの
が好ましい。
は、ドープ剤の添加量が著しく多くなってしまい、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５０
Ω・ｃｍ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し、処理するウエーハにも悪影響
を及ぼす可能性がある。ドープするドープ剤としては、
通常ボロン、リン、アンチモン等が用いられるが被処理
ウエーハにドープされているものと同じものを用いるの
が好ましい。
【００２４】このシリコンの製造は、通常チョクラルス
キー法で作製すればよく、この方法によれば安価で大口
径の単結晶シリコンが作製される。この単結晶シリコン
をヒータ材料として使用すれば被処理物であるシリコン
ウエーハと全く同一の素材となり、最も好ましい。
キー法で作製すればよく、この方法によれば安価で大口
径の単結晶シリコンが作製される。この単結晶シリコン
をヒータ材料として使用すれば被処理物であるシリコン
ウエーハと全く同一の素材となり、最も好ましい。
【００２５】また、シリコンリング５をヒータとして十
分に機能させるためには、シリコンリングにヒーターパ
ターンを形成することが望ましい。例えば図２に示した
ようなジグザグパターン９を形成すれば、シリコンリン
グの発熱がどの部位でも均一となり、ウエーハ外周部の
温度分布を均一化するとともに、ウエーハ中心部との温
度分布も均一化することができるので、ウエーハ面内を
極めて均一に加熱することができる。
分に機能させるためには、シリコンリングにヒーターパ
ターンを形成することが望ましい。例えば図２に示した
ようなジグザグパターン９を形成すれば、シリコンリン
グの発熱がどの部位でも均一となり、ウエーハ外周部の
温度分布を均一化するとともに、ウエーハ中心部との温
度分布も均一化することができるので、ウエーハ面内を
極めて均一に加熱することができる。
【００２６】この場合、シリコンリング５の給電部７に
は金属箔を使用することができる。特に、好ましくはア
ルミニウム箔を使用して形成すれば、給電部での接触抵
抗を小さくし、異常発熱などを避けることができる。ま
た、金属箔は軟質であるので給電部への導線の取り付け
時など、ねじれ等が加わっても容易に壊れないという利
点がある。
は金属箔を使用することができる。特に、好ましくはア
ルミニウム箔を使用して形成すれば、給電部での接触抵
抗を小さくし、異常発熱などを避けることができる。ま
た、金属箔は軟質であるので給電部への導線の取り付け
時など、ねじれ等が加わっても容易に壊れないという利
点がある。
【００２７】
【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１〜３、比較例１〜３）シリコン単結晶インゴ
ットを切断、外周研削をして直径２６０ｍｍ×厚さ５ｍ
ｍ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抜き、及び全体の抵抗が２
Ωとなる様にヒータパターン加工を施した（図２参
照）。給電部はアルミニウム箔を使用して形成した。こ
の給電部に電源を接続し、給電することによってヒータ
機能を果たすことが可能となる。
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１〜３、比較例１〜３）シリコン単結晶インゴ
ットを切断、外周研削をして直径２６０ｍｍ×厚さ５ｍ
ｍ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抜き、及び全体の抵抗が２
Ωとなる様にヒータパターン加工を施した（図２参
照）。給電部はアルミニウム箔を使用して形成した。こ
の給電部に電源を接続し、給電することによってヒータ
機能を果たすことが可能となる。
【００２８】このシリコンリングを下部電極側に設置
し、下部電極上に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す。下部電極に内蔵されたヒータ
と、シリコンリングのヒータ機能によりウエーハの温度
制御を行った。下部電極よりもシリコンリングの設定温
度を高くすることでウエーハ面内で２００℃±２℃の精
度で保持することができた。この状態で処理したウエー
ハ３枚を実施例１〜３とし、ヒーター機能をもたない従
来のシリコンリングを使用して処理したウエーハ３枚を
比較例１〜３として、ウエーハ中心部と外周部４点のエ
ッチングレート（ｎｍ）を測定した。その結果を表１に
示す。
し、下部電極上に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す。下部電極に内蔵されたヒータ
と、シリコンリングのヒータ機能によりウエーハの温度
制御を行った。下部電極よりもシリコンリングの設定温
度を高くすることでウエーハ面内で２００℃±２℃の精
度で保持することができた。この状態で処理したウエー
ハ３枚を実施例１〜３とし、ヒーター機能をもたない従
来のシリコンリングを使用して処理したウエーハ３枚を
比較例１〜３として、ウエーハ中心部と外周部４点のエ
ッチングレート（ｎｍ）を測定した。その結果を表１に
示す。
【００２９】エッチングレート（ｎｍ）の測定方法：エ
ッチングによりホール（穴）を形成させ、その深さを段
差計で測定する。 エッチングレートの均一性（％）： 均一性（％）＝｛［（最大値）−（最小値）］／（２×
平均値）｝×１００
ッチングによりホール（穴）を形成させ、その深さを段
差計で測定する。 エッチングレートの均一性（％）： 均一性（％）＝｛［（最大値）−（最小値）］／（２×
平均値）｝×１００
【００３０】
【表１】
【００３１】以上のように、ヒーター機能を具備したシ
リコンリングを用いてウェーハの温度制御を行った実施
例では、比較例よりもエッチングレートの均一性が向上
していることが分かった。
リコンリングを用いてウェーハの温度制御を行った実施
例では、比較例よりもエッチングレートの均一性が向上
していることが分かった。
【００３２】また、同様に各２００枚のウエーハ処理後
にシリコンリングを取り外し、その表面に付着した反応
生成物の厚みを測定したところ、従来のシリコンリング
（比較例）では平均１５４オングストローム（Å）であ
ったのに対し、本発明のシリコンリング（実施例）では
平均２１Åであり、反応生成物の付着防止能力も優れて
いることが分かった。
にシリコンリングを取り外し、その表面に付着した反応
生成物の厚みを測定したところ、従来のシリコンリング
（比較例）では平均１５４オングストローム（Å）であ
ったのに対し、本発明のシリコンリング（実施例）では
平均２１Åであり、反応生成物の付着防止能力も優れて
いることが分かった。
【００３３】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。
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。
【００３４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、シリコンリングにヒーター機能を具備すること
によって、ウエーハの面内温度の均一化、反応生成物付
着防止が可能になり、プラズマ処理の均一化を実現する
ことができるので、半導体製造の歩留まりと生産性の向
上を図ることができ、コストを削減することができる。
よれば、シリコンリングにヒーター機能を具備すること
によって、ウエーハの面内温度の均一化、反応生成物付
着防止が可能になり、プラズマ処理の均一化を実現する
ことができるので、半導体製造の歩留まりと生産性の向
上を図ることができ、コストを削減することができる。
【図１】本発明のシリコンリングを具備したプラズマ処
理装置の一例を示す説明図である。
理装置の一例を示す説明図である。
【図２】本発明のシリコンリングのヒーターパターンの
例を示す平面図である。
例を示す平面図である。
【図３】従来のシリコンリングを具備したプラズマ処理
装置の説明図である。
装置の説明図である。
１、１０…プラズマ処理装置、 ２…上部電極、 ３…
下部電極、４…リング状部材、 ５…シリコンリング、
６…チャンバ、７…給電部、 ８…下部電極内蔵ヒー
タ、 ９…ジグザグパターン、Ｗ…ウエーハ。
下部電極、４…リング状部材、 ５…シリコンリング、
６…チャンバ、７…給電部、 ８…下部電極内蔵ヒー
タ、 ９…ジグザグパターン、Ｗ…ウエーハ。
フロントページの続き (72)発明者 田村 和義 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内 Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 BC06 BD14 CA47 EB42 EC10 FC13 5F004 AA01 AA14 BA04 BB18 BB23 BB26 CA04 CA05 5F045 AA08 BB02 BB15 EH05 EH08 EH14 EK08
Claims (6)
- 【請求項１】 プラズマ処理装置内のウェーハを載置す
る電極側で、ウエーハの周辺に配置されるシリコンリン
グであって、給電部が設けられ、自己発熱する機能を有
することを特徴とするシリコンリング。 - 【請求項２】 前記シリコンリングがヒーターパターン
を有することを特徴とする請求項１に記載のシリコンリ
ング。 - 【請求項３】 前記シリコンリングが単結晶シリコンか
ら成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
のシリコンリング。 - 【請求項４】 前記シリコンの比抵抗が０．００１〜５
０Ω・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項に記載のシリコンリング。 - 【請求項５】 前記シリコンリングの給電部に金属箔を
使用することを特徴とする請求項１ないし請求項４のい
ずれか１項に記載のシリコンリング。 - 【請求項６】 前記請求項１ないし請求項５のいずれか
１項に記載のシリコンリングを具備することを特徴とす
るプラズマ処理装置。
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001274142A true JP2001274142A (ja) | 2001-10-05 |
| JP3810248B2 JP3810248B2 (ja) | 2006-08-16 |
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|---|---|---|---|
| JP2000086210A Expired - Fee Related JP3810248B2 (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | プラズマ処理装置用シリコンリング |
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-
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- 2000-03-27 JP JP2000086210A patent/JP3810248B2/ja not_active Expired - Fee Related
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