JP2008251860A - Silicon electrode plate for plasma etching - Google Patents
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Description
この発明は、長時間プラズマエッチングを行ってもパーティクル発生が少なくかつ均一なエッチングを行うことの出来るプラズマエッチング用シリコン電極板に関するものである。 The present invention relates to a silicon electrode plate for plasma etching that can generate uniform etching even when plasma etching is performed for a long time.
一般に、半導体集積回路を製造する際に、シリコンウエハ上に形成された層間絶縁膜をエッチングする必要があるが、この層間絶縁膜付きシリコンウエハ(以下、ウエハと呼ぶ)をエッチングするためにプラズマエッチング用シリコン電極板が使用されている。そのプラズマエッチング用シリコン電極板9は、図8の一部断面概略説明図に示されるように、単結晶シリコン、多結晶シリコン、または一方向凝固組織を有する柱状晶シリコンからなるシリコン電極基板11の厚さ方向に平行に貫通細孔5が設けられた構造を有している。このプラズマエッチング用シリコン電極板9は真空容器(図示せず)内のほぼ中央に固定し、一方、架台6の上にウエハ4を載置し、エッチングガス7を貫通細孔5を通してウエハ4に向って流しながら高周波電圧を印加することによりシリコン電極基板1とウエハ4の間にプラズマ8を発生させ、このプラズマ8がウエハ4に作用させてウエハ4の表面をエッチングするようになっている。
Generally, when manufacturing a semiconductor integrated circuit, it is necessary to etch an interlayer insulating film formed on a silicon wafer. Plasma etching is performed to etch this silicon wafer with an interlayer insulating film (hereinafter referred to as a wafer). Silicon electrode plates are used. The
かかるウエハ4のプラズマエッチング操作を長時間行うと、プラズマエッチング用シリコン電極板9も同時にエッチングされ、特にシリコン電極基板11の厚さ方向に平行に設けられている貫通細孔5は、その一部断面説明図である図9に示されるように、プラズマに接する面の貫通細孔5が下広がりになるように拡大消耗し、さらに、その消耗の程度もプラズマの濃度差によって差が生じ、プラズマ濃度の最も高い中心部に位置する貫通細孔は周辺部に位置する貫通細孔に比べて消耗が激しく、そのためにウエハ4の表面のエッチングレートが中心部と周辺部とで不均一になる。この現象は、長時間プラズマエッチングを行うほどエッチングレートの不均一性が顕著になり、特に、プラズマ8の密度を均一に保持しウエハ4のエッチングレートを均一に保つことが要求されるような場合には、一枚のプラズマエッチング用シリコン電極板9を使用する時間が極めて短く限定されており、プラズマエッチング用シリコン電極板9の消耗量が少ないにもかかわらず早期に交換しなければならない。そして交換したプラズマエッチング用シリコン電極板9はスクラップとなるために無駄な使い方がなされている。
When the plasma etching operation of the wafer 4 is performed for a long time, the plasma etching
これを解決するために、図5の断面図に示されるように、ガス穴パーツ挿入開口2を有するシリコン電極基板1を作製し、このガス穴パーツ挿入開口2にシリコンに比べて消耗の少ない炭化珪素(SiC)からなる貫通細孔5を有するガス穴パーツ3をはめ込んで作製した図4の断面図に示されるプラズマエッチング用シリコン電極板10が提供されている。このプラズマエッチング用シリコン電極板10は、これを用いてウエハをエッチングすると、シリコンに比べて格段に消耗の少ない炭化珪素からなるガス穴パーツ3の貫通細孔5は拡大消耗することが極めて少なく、そのために長時間プラズマエッチングしてもエッチングレートの均一性が確保されるとされている。このシリコン電極基板1に設けられているガス穴パーツ挿入開口2は図5に示されるように大径穴部21と小径穴部22を有し、一方、ガス穴パーツ3は大径部31、小径部32および貫通細孔5を有しており、この貫通細孔5を有するガス穴パーツ3をガス穴パーツ挿入開口2にはめ込むと、ガス穴パーツ3の大径部31はガス穴パーツ挿入開口2の大径穴部21に嵌合し、ガス穴パーツ3の小径部32はガス穴パーツ挿入開口2の小径穴部22に嵌合するようになっており、プラズマエッチング用シリコン電極板をプラズマエッチング装置に装着した場合に、ガス穴パーツ3が脱落しないようになっている。
In order to solve this, as shown in the cross-sectional view of FIG. 5, a silicon electrode substrate 1 having a gas hole
また、図6に示されるように、シリコン電極基板1に設けられたガス穴パーツ挿入開口2は上広がりテーパを有しており、このテーパを有するガス穴パーツ挿入開口2に、ガス穴パーツ挿入開口2とは逆のテーパを有する炭化珪素からなるガス穴パーツを嵌合させたものも知られている(特許文献1参照)。
確かに貫通細孔5を有する炭化珪素からなるガス穴パーツ3をシリコン電極基板1に嵌め込んで作製したプラズマエッチング用シリコン電極板10は、これを用いてウエハをプラズマエッチングすると、炭化珪素からなるガス穴パーツの貫通細孔5は拡大消耗することが極めて少ないために長時間プラズマエッチングしてもエッチングの均一性が確保される。しかし、図7の一部断面図に示されるように、長時間スパッタリングすると、炭化珪素からなるガス穴パーツ3をシリコン電極基板1に嵌め込んで作製したプラズマエッチング用シリコン電極板10は、シリコン電極基板1の消耗が大きく、一方、炭化珪素からなるガス穴パーツの消耗が少ないところから、ガス穴パーツ3の先端12がシリコン電極基板1の下面から突出するようにシリコン電極基板1が消耗する。かかるガス穴パーツ3の先端12がシリコン電極基板1の下面から突出するように消耗すると、先端12とシリコン電極基板1との間に段差が形成され、この段差から異常放電が発生し、これが原因でパーティクルが多く発生し、従来の炭化珪素からなるガス穴パーツ3をシリコン電極基板1に嵌め込んで作製したプラズマエッチング用シリコン電極板10は、長時間使用するとパーティクルが多く発生するようになることから、あまり長時間使用することができない。
The silicon electrode plate for
そこで、本発明者らは長時間プラズマエッチングを行ってもパーティクルの発生が少なくかつ均一なエッチングを行うことの出来るプラズマエッチング用シリコン電極板を得るべく研究を行った。その結果、
(イ)従来の炭化珪素からなるガス穴パーツに換えて、図1の断面図に示されるように、シリコン電極基板1の比抵抗よりも大きなシリコンからなるガス穴パーツ33を嵌め込んで作製したプラズマエッチング用シリコン電極板10は、シリコン電極基板1の比抵抗よりも大きなシリコンからなるガス穴パーツ33の消耗速度がシリコン電極基板1の消耗速度に比べて格段に大きな差がなく、したがって、従来の炭化珪素からなるガス穴パーツ3をシリコン電極基板1に嵌め込んで作製したプラズマエッチング用シリコン電極板10に比べてガス穴パーツ3とシリコン電極基板1との間に生じる段差が小さく、したがって、長時間プラズマエッチングしてもパーティクルの発生が少なくなり、またシリコン電極基板1の比抵抗よりも大きなシリコンからなるガス穴パーツ33の貫通細孔5の下広がりに拡大消耗することが少なくなって、エッチングの均一性が改善される、
(ロ)シリコン電極基板1の比抵抗をρとすると、ガス穴パーツの比抵抗ρ´は1.1ρ≦ρ´≦1.5ρの範囲内にあることが一層好ましい、などの研究結果が得られたのである。
Accordingly, the present inventors have studied to obtain a silicon electrode plate for plasma etching that can generate uniform etching even when plasma etching is performed for a long time. as a result,
(A) Instead of the conventional gas hole part made of silicon carbide, as shown in the cross-sectional view of FIG. 1, the
(B) When the specific resistance of the silicon electrode substrate 1 is ρ, it is more preferable that the specific resistance ρ ′ of the gas hole part is in the range of 1.1ρ ≦ ρ ′ ≦ 1.5ρ. It was done.
この発明は、かかる研究結果に基づいてなされたものであって、
(1)ガス穴パーツ挿入開口を設けたシリコン電極基板のガス穴パーツ挿入開口に、前記シリコン電極基板よりも高比抵抗を有するシリコンからなる貫通細孔を有するガス穴パーツをはめ込んでなるプラズマエッチング用シリコン電極板、
(2)前記ガス穴パーツ挿入開口を設けたシリコン電極基板の比抵抗値をρ、前記貫通細孔を有するガス穴パーツの比抵抗値をρ´とすると、1.1ρ≦ρ´≦1.5ρの関係を有する前記(1)記載のプラズマエッチング用シリコン電極板、に特徴を有するものである。
The present invention has been made based on the results of such research,
(1) Plasma etching in which a gas hole part having a through hole made of silicon having a higher specific resistance than the silicon electrode substrate is inserted into a gas hole part insertion opening of a silicon electrode substrate provided with a gas hole part insertion opening. Silicon electrode plate,
(2) When the specific resistance value of the silicon electrode substrate provided with the gas hole part insertion opening is ρ and the specific resistance value of the gas hole part having the through hole is ρ ′, 1.1ρ ≦ ρ ′ ≦ 1. The silicon electrode plate for plasma etching according to the above (1) having a 5ρ relationship is characterized.
前記ガス穴パーツ挿入開口を有するシリコン電極基板および貫通細孔を有するガス穴パーツは主に単結晶シリコンから作られるが、単結晶シリコンのほかに多結晶シリコンまたは一方向凝固組織を有する柱状晶シリコンからなることがある。したがって、この発明は、
(3)前記ガス穴パーツ挿入開口を有するシリコン電極基板および貫通細孔を有するガス穴パーツはいずれも単結晶シリコンからなる前記(1)または2記載のプラズマエッチング用シリコン電極板、
(4)前記ガス穴パーツ挿入開口を有するシリコン電極基板および貫通細孔を有するガス穴パーツはいずれも多結晶シリコンからなる前記(1)または2記載のプラズマエッチング用シリコン電極板、
(5)前記ガス穴パーツ挿入開口を有するシリコン電極基板および貫通細孔を有するガス穴パーツはいずれも一方向凝固組織を有する柱状晶シリコンからなる前記(1)または2記載のプラズマエッチング用シリコン電極板、に特徴を有するものである。
The silicon electrode substrate having the gas hole part insertion opening and the gas hole part having a through-hole are mainly made of single crystal silicon, but in addition to single crystal silicon, polycrystalline silicon or columnar crystal silicon having a unidirectionally solidified structure May consist of Therefore, the present invention
(3) The silicon electrode substrate for plasma etching according to (1) or 2, wherein each of the silicon electrode substrate having the gas hole part insertion opening and the gas hole part having a through hole is made of single crystal silicon,
(4) The silicon electrode plate for plasma etching according to (1) or 2, wherein each of the silicon electrode substrate having the gas hole part insertion opening and the gas hole part having a through hole is made of polycrystalline silicon,
(5) The silicon electrode for plasma etching according to (1) or 2 above, wherein each of the silicon electrode substrate having the gas hole part insertion opening and the gas hole part having a through hole is made of columnar crystal silicon having a unidirectionally solidified structure. It is characterized by a plate.
この発明のプラズマエッチング用シリコン電極板は、貫通細孔を有するガス穴パーツの比抵抗値がガス穴パーツ挿入開口を設けたシリコン電極基板の比抵抗値よりも大であればよいが、ガス穴パーツ挿入開口を設けたシリコン電極基板の比抵抗値をρとし、前記貫通細孔を有するガス穴パーツの比抵抗値をρ´とした場合、1.1ρ≦ρ´≦1.5ρの関係を有することが一層好ましい。その理由は、ρ´が1.1ρよりも小さいと貫通細孔周辺の消耗を抑制する効果が十分でなく、従来の通常のシリコンで極板と同様にウエハのエッチングレートの不均一化が短期間で発生するようになるからであり、一方、ρ´が1.5ρよりも大きくなると、ガス穴パーツとシリコン電極基板の消耗速度が大きくなって炭化珪素製ガス穴パーツと同様に大きな段差が生じ、パーティクルの発生が多くなるので好ましくないからである。 The silicon electrode plate for plasma etching according to the present invention only needs to have a specific resistance value larger than that of a silicon electrode substrate provided with a gas hole part insertion opening. When the specific resistance value of the silicon electrode substrate provided with the part insertion opening is ρ and the specific resistance value of the gas hole part having the through-hole is ρ ′, the relationship of 1.1ρ ≦ ρ ′ ≦ 1.5ρ is established. More preferably, it has. The reason is that if ρ ′ is smaller than 1.1ρ, the effect of suppressing the wear around the through-hole is not sufficient, and the conventional etching rate of the wafer is not uniform in the same manner as the electrode plate in the normal silicon. On the other hand, when ρ ′ is larger than 1.5ρ, the consumption rate of the gas hole part and the silicon electrode substrate is increased, and a large level difference is caused as in the case of the gas hole part made of silicon carbide. This is because the generation of particles and the generation of particles increase.
図1の断面図に示されるこの発明のプラズマエッチング用シリコン電極板は、図3の断面図に示されるように、まず、大径穴部21と小径穴部22を有するガス穴パーツ挿入開口2を形成したシリコン電極基板1を作製し、さらにシリコン電極基板1よりも比抵抗値が大きくかつ大径部31、小径部32および貫通細孔5を有するガス穴パーツ3を作製し、この貫通細孔5を有するガス穴パーツ3をガス穴パーツ挿入開口2にはめ込むと、ガス穴パーツ3の大径部31はガス穴パーツ挿入開口2の大径穴部21に嵌合し、ガス穴パーツ3の小径部32はガス穴パーツ挿入開口2の小径穴部22に嵌合させて作製する。
また、この発明のプラズマエッチング用シリコン電極板は、図2の断面図に示されるように、シリコン電極基板1に設けられたガス穴パーツ挿入開口2は上広がりテーパを有しており、このテーパを有するガス穴パーツ挿入開口2に、ガス穴パーツ挿入開口2とは逆のテーパを有するシリコン電極基板1の比抵抗よりも大きな比抵抗を有するシリコンからなるガス穴パーツ34からなるガス穴パーツを嵌合させたものも含まれる。
The silicon electrode plate for plasma etching according to the present invention shown in the cross-sectional view of FIG. 1 has a gas hole
Further, in the silicon electrode plate for plasma etching according to the present invention, as shown in the sectional view of FIG. 2, the gas hole
この発明のス穴パーツ挿入開口を設けたシリコン電極基板のガス穴パーツ挿入開口に前記シリコン電極基板よりも高比抵抗を有するシリコンからなる貫通細孔を有するガス穴パーツをはめ込んでなるプラズマエッチング用シリコン電極板は、長期間使用しても従来の通常のシリコンで極板のように短期間でウエハのエッチングレートの不均一化が発生することはなく、さらに炭化珪素からなるガス穴パーツをシリコン電極基板に嵌め込んで作製したプラズマエッチング用シリコン電極板に比べてパーティクルの発生が多くなることはないなど優れた作用効果を奏するものである。 For plasma etching in which a gas hole part having a through hole made of silicon having a higher specific resistance than that of the silicon electrode substrate is fitted into the gas hole part insertion opening of the silicon electrode substrate provided with the hole part insertion opening of the present invention. The silicon electrode plate does not cause non-uniformity in the etching rate of the wafer in a short period of time, unlike conventional electrode plates, even when used for a long time. Compared with the silicon electrode plate for plasma etching produced by being fitted to the electrode substrate, there are excellent effects such as no generation of particles.
実施例1
比抵抗:75Ω・cmの直径:300mmの単結晶シリコンインゴットを用意し、このインゴットをダイヤモンドバンドソーにより厚さ:6mmに輪切り切断し、直径:280mm、厚さ:5mmを有する寸法の単結晶シリコン電極基板を作製した。この単結晶シリコン電極基板に、図3に示されるように、直径:4mmの大径穴部21と直径:2mmの小径穴部22のからなるガス穴パーツ挿入開口2を形成した。
Example 1
A single crystal silicon ingot having a specific resistance of 75 Ω · cm and a diameter of 300 mm is prepared, and the ingot is cut into a thickness of 6 mm by a diamond band saw, and a single crystal silicon electrode having a diameter of 280 mm and a thickness of 5 mm. A substrate was produced. In this single crystal silicon electrode substrate, as shown in FIG. 3, a gas hole
さらに、先の単結晶シリコン電極基板よりも大きな比抵抗:90Ω・cmを有する単結晶シリコンインゴットから直径:4mmの大径部31と直径:2mmの小径部32を有するガス穴パーツを切り出し、このガス穴パーツに直径:0.5mmの貫通細孔5を形成して単結晶シリコンからなるガス穴パーツ33を作製した。このガス穴パーツ33をガス穴パーツ挿入開口2にはめ込むことにより本発明プラズマエッチング用シリコン電極板(以下、本発明電極板という)1を作製した。
Further, a gas hole part having a
さらに、平均粒径:5μmを有する炭化ケイ素粉末を燒結することにより直径:4mmの大径部31と直径:2mmの小径部32を有する焼結体を作製し、この焼結体に直径:0.5mmの貫通細孔ガス穴5を形成して炭化ケイ素からなるガス穴パーツ3を作製し、このガス穴パーツ3をガス穴部開口部2にはめ込むことにより従来プラズマエッチング用シリコン電極板(以下、従来電極板という)1を作製した。
さらに、先に作製した直径:280mm、厚さ:5mmの寸法を有する単結晶シリコン電極基板に直径:0.5mmの貫通細孔ガス穴を8mm間隔で形成することにより従来電極板2を作製した。
さらに、予めCVD法によりSiO2 層を表面に形成した直径:200mmのウエハを用意した。
Furthermore, a sintered body having a
Furthermore, the
Furthermore, a wafer having a diameter of 200 mm, on which a SiO 2 layer was formed on the surface in advance by a CVD method, was prepared.
この本発明電極板1および従来電極板1〜2をそれぞれプラズマエッチング装置にセットし、さらにSiO2 層を形成したウエハをプラズマエッチング装置にセットし、
チャンバー内圧力:10-1Torr、
エッチングガス組成:90sccmCHF3 +4sccmO2 +150sccmHe、
高周波電力:2kW、
周波数:20kHz、
の条件で、ウエハ表面のSiO2 層のプラズマエッチングを行ない、エッチング開始直後、エッチング開始から500時間経過後および700時間経過後のそれぞれの時点で発生したパーティクルの数を数え、その結果を表1に示した。さらに、ウエハを縦横20mm間隔で区切り、各エリアのエッチング量を測定し、最も深くエッチングされた中心部の深さ:Aおよび最も浅くエッチングされた周辺部の深さ:Bを選択し、このAおよびBの測定値を(A−B)/B×100(%)の式に代入し求めた値(以下、エッチングレート差という)を表1に示し、ウエハのプラズマエッチングの均一性を評価した。
The electrode plate 1 of the present invention and the
Chamber internal pressure: 10 −1 Torr,
Etching gas composition: 90 sccm CHF 3 +4 sccm O 2 +150 sccm He,
High frequency power: 2kW
Frequency: 20kHz,
Under the conditions, plasma etching of the SiO 2 layer on the wafer surface was performed, and the number of particles generated immediately after the start of etching, after 500 hours from the start of etching, and after 700 hours had elapsed was counted. It was shown to. Further, the wafer is divided at 20 mm vertical and horizontal intervals, the etching amount of each area is measured, and the depth of the central portion etched most deeply: A and the depth of peripheral portion etched the shallowest: B are selected. Table 1 shows values obtained by substituting the measured values of B and B into the formula of (A−B) / B × 100 (%) (hereinafter referred to as etching rate difference), and evaluated the uniformity of plasma etching of the wafer. .
表1に示される本発明電極板1を使用してウエハ表面のSiO2 層をプラズマエッチングした結果と従来電極板1〜2を使用してウエハ表面のSiO2 層をプラズマエッチングした結果を比較すると、
(a)本発明電極板1を使用して500時間および700時間プラズマエッチングした場合のエッチングは従来電極板1を使用して500時間および700時間プラズマエッチングした場合のエッチングレート差に比べてその値が小さいところから、本発明電極板1および従来電極板1は共に長期間エッチングレート差を均一に保つことができるが、本発明電極板1は従来電極板1に比べて長時間スパッタリングしてもパーティクルの発生数が少ないことがわかる、
(b)また、本発明電極板1は従来電極板2と同様にパーティクルの発生が少ないが、本発明電極板1は従来電極板2に比べて500時間および700時間プラズマエッチングした場合のエッチングレート差が小さいところから、本発明電極板1は従来電極板1に比べて長期間エッチングレート差を均一に保つことができることがわかる。
The results of plasma etching the SiO 2 layer on the wafer surface using the electrode plate 1 of the present invention shown in Table 1 and the results of plasma etching the SiO 2 layer on the wafer surface using the conventional electrode plates 1 and 2 are compared. ,
(A) Etching in the case of plasma etching for 500 hours and 700 hours using the electrode plate 1 of the present invention is a value compared with the etching rate difference in the case of plasma etching for 500 hours and 700 hours using the conventional electrode plate 1 Therefore, both the electrode plate 1 of the present invention and the conventional electrode plate 1 can maintain a uniform etching rate difference for a long time, but the electrode plate 1 of the present invention can be sputtered for a longer time than the conventional electrode plate 1. You can see that the number of particles generated is small.
(B) Although the electrode plate 1 of the present invention generates less particles as in the case of the
実施例2
溶融・凝固法により直径:300mmを有する比抵抗:2Ω・cmの多結晶シリコンインゴットを作製し、このシリコンインゴットをダイヤモンドバンドソーにより切断したのち、研削加工およびポリッシング加工を施して直径:280mm、厚さ:5mmを有する寸法の多結晶シリコン電極基板を作製し、この多結晶シリコン電極基板に、図3に示される直径:4mmの大径穴部21と直径:2mmの小径穴部22のからなるガス穴パーツ挿入開口2を形成した。
Example 2
A polycrystalline silicon ingot having a specific resistance of 2 Ω · cm having a diameter of 300 mm is prepared by a melting / solidifying method, and this silicon ingot is cut with a diamond band saw, and then subjected to grinding and polishing to have a diameter of 280 mm and a thickness. A polycrystalline silicon electrode substrate having a size of 5 mm is prepared, and a gas comprising the large
さらに、先の多結晶シリコン電極基板よりも大きな比抵抗:3Ω・cmを有する多結晶シリコンインゴットから直径:4mmの大径部31と直径:2mmの小径部32を有するガス穴パーツを切り出し、このガス穴パーツに直径:0.5mmの貫通細孔5を形成して多結晶シリコンからなるガス穴パーツ33を作製した。このガス穴パーツ3をガス穴パーツ挿入開口2にはめ込むことにより本発明電極板2を作製した。
Further, a gas hole part having a
さらに、実施例1で作製した炭化ケイ素からなるガス穴パーツ3を直径:4mmの大径穴部21と直径:2mmの小径穴部22からなるガス穴パーツ挿入開口2を形成した多結晶シリコン電極基板のガス穴パーツ挿入開口2に挿入することにより従来電極板3を作製した。
さらに、先に作製した直径:280mm、厚さ:5mmの寸法を有する多結晶シリコン電極基板に直径:0.5mmの貫通細孔を10mm間隔で形成することにより従来電極板4を作製した。
さらに、予めCVD法によりSiO2 層を表面に形成した直径:200mmのウエハを用意した。
Further, the polycrystalline silicon electrode in which the
Furthermore, the conventional electrode plate 4 was produced by forming through-holes having a diameter of 0.5 mm at intervals of 10 mm on the polycrystalline silicon electrode substrate having a diameter of 280 mm and a thickness of 5 mm.
Furthermore, a wafer having a diameter of 200 mm, on which a SiO 2 layer was formed on the surface in advance by a CVD method, was prepared.
この本発明電極板2および従来電極板3〜4をそれぞれプラズマエッチング装置にセットし、さらにSiO2 層を形成したウエハをプラズマエッチング装置にセットし、
チャンバー内圧力:10-1Torr、
エッチングガス組成:90sccmCHF3 +4sccmO2 +150sccmHe、
高周波電力:2kW、
周波数:20kHz、
の条件で、ウエハ表面のSiO2 層のプラズマエッチングを行ない、エッチング開始直後、エッチング開始からエッチング開始から500時間経過後および700時間経過後のそれぞれの時点で発生したパーティクルの数を数え、その結果を表2に示した。
さらに実施例1と同様にしてエッチングレート差を求め、その結果を表2に示し、ウエハのプラズマエッチングの均一性を評価した。
The
Chamber internal pressure: 10 −1 Torr,
Etching gas composition: 90 sccm CHF 3 +4 sccm O 2 +150 sccm He,
High frequency power: 2kW
Frequency: 20kHz,
Under the conditions, plasma etching of the SiO 2 layer on the wafer surface was performed, and immediately after the start of etching, the number of particles generated at each time after the start of etching and after 500 hours from the start of etching and after 700 hours had elapsed was counted. Are shown in Table 2.
Further, the etching rate difference was determined in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2. The uniformity of plasma etching of the wafer was evaluated.
表2に示される本発明電極板2を使用してウエハ表面のSiO2 層をプラズマエッチングした結果と従来電極板3〜4を使用してウエハ表面のSiO2 層をプラズマエッチングした結果を比較すると、
(c)本発明電極板2を使用して500時間および700時間プラズマエッチングした場合のエッチングレート差は従来電極板3を使用して500時間および700時間プラズマエッチングした場合のエッチングレート差に比べてその値が小さいところから、本発明電極板2および従来電極板3は共に長期間エッチングレート差を均一に保つことができるが、本発明電極板2は従来電極板3に比べて長時間スパッタリングしてもパーティクルの発生数が少ないことがわかる、
(d)また、本発明電極板2は従来電極板4と同様にパーティクルの発生が少ないが、本発明電極板2は従来電極板4に比べて500時間および700時間プラズマエッチングした場合のエッチングレート差が小さいところから、本発明電極板2は従来電極板4に比べて長期間エッチングレート差を均一に保つことができることがわかる。
When using the present invention the
(C) The etching rate difference when plasma etching is performed for 500 hours and 700 hours using the
(D) Although the
実施例3
比抵抗:2Ω・cmを有する直径:300mmの柱状晶シリコンインゴットを用意し、このインゴットをダイヤモンドバンドソーにより厚さ:6mmに輪切り切断し、直径:280mm、厚さ:5mmを有する寸法の柱状晶シリコン電極基板を作製し、この柱状晶シリコン電極基板に、図3に示される直径:4mmの大径穴部21と直径:2mmの小径穴部22のからなるガス穴パーツ挿入開口2を形成した。
さらに、先の柱状晶シリコン電極基板よりも大きな比抵抗:3Ω・cmを有する柱状晶シリコンインゴットから直径:4mmの大径部31と直径:2mmの小径部32を有するガス穴パーツを切り出し、このガス穴パーツに直径:0.5mmの貫通細孔5を形成して柱状晶シリコンからなるガス穴パーツ33を作製した。このガス穴パーツ3をガス穴パーツ挿入開口2にはめ込むことにより本発明電極板3を作製した。
Example 3
A columnar silicon ingot having a specific resistance of 2 Ω · cm and a diameter of 300 mm is prepared, and this ingot is cut into pieces with a diamond band saw into a thickness of 6 mm, and the columnar crystal silicon having a diameter of 280 mm and a thickness of 5 mm. An electrode substrate was prepared, and a gas hole
Further, a gas hole part having a
さらに、実施例1で作製した炭化ケイ素からなるガス穴パーツ3を直径:4mmの大径穴部21と直径:2mmの小径穴部22からなるガス穴パーツ挿入開口2を形成した柱状晶シリコン電極基板のガス穴パーツ挿入開口2に挿入することにより従来電極板5を作製した。
Furthermore, the columnar crystal silicon electrode in which the
さらに、先に作製した直径:280mm、厚さ:5mmの寸法を有する柱状晶シリコン電極基板に直径:0.5mmの貫通細孔を10mm間隔で形成することにより従来電極板6を作製した。
さらに、予めCVD法によりSiO2 層を表面に形成した直径:200mmのウエハを用意した。
Furthermore, the conventional electrode plate 6 was prepared by forming through-holes having a diameter of 0.5 mm at intervals of 10 mm on the columnar crystal silicon electrode substrate having a diameter of 280 mm and a thickness of 5 mm.
Furthermore, a wafer having a diameter of 200 mm, on which a SiO 2 layer was formed on the surface in advance by a CVD method, was prepared.
この本発明電極板3および従来電極板5〜6をそれぞれプラズマエッチング装置にセットし、さらにSiO2 層を形成したウエハをプラズマエッチング装置にセットし、
チャンバー内圧力:10-1Torr、
エッチングガス組成:90sccmCHF3 +4sccmO2 +150sccmHe、
高周波電力:2kW、
周波数:20kHz、
の条件で、ウエハ表面のSiO2 層のプラズマエッチングを行ない、エッチング開始直後、エッチング開始から500時間経過後、700時間経過後のそれぞれの時点で発生したパーティクルの数を数え、その結果を表3に示した。
さらに実施例1と同様にしてエッチングレート差を求め、その結果を表3に示し、ウエハのエッチングの均一性を評価した。
The
Chamber internal pressure: 10 −1 Torr,
Etching gas composition: 90 sccm CHF 3 +4 sccm O 2 +150 sccm He,
High frequency power: 2kW
Frequency: 20kHz,
Under the conditions, plasma etching of the SiO 2 layer on the wafer surface was performed, and the number of particles generated at each time point immediately after the start of etching, after 500 hours from the start of etching, and after 700 hours had elapsed was counted. It was shown to.
Further, the etching rate difference was determined in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 3 to evaluate the etching uniformity of the wafer.
表3に示される本発明電極板3を使用してウエハ表面のSiO2 層をプラズマエッチングした結果と従来電極板5〜6を使用してウエハ表面のSiO2 層をプラズマエッチングした結果を比較すると、
(e)本発明電極板3を使用して500時間および700時間プラズマエッチングした場合のエッチングレート差は従来電極板5を使用して500時間および700時間プラズマエッチングした場合のエッチングレート差に比べてその値が小さいところから、本発明電極板3および従来電極板5は共に長期間エッチングレート差を均一に保つことができるが、本発明電極板3は従来電極板5に比べて長時間スパッタリングしてもパーティクルの発生数が少ないことがわかる、
(f)また、本発明電極板3は従来電極板6と同様にパーティクルの発生が少ないが、本発明電極板3は従来電極板6に比べて500時間および700時間プラズマエッチングした場合のエッチングレート差が小さいところから、本発明電極板3は従来電極板6に比べて長期間エッチングレート差を均一に保つことができることがわかる。
When the SiO 2 layer of the wafer surface using the results of the conventional electrode plate 5-6 of the SiO 2 layer on the wafer surface was plasma etched using the present invention the
(E) The etching rate difference when plasma etching is performed for 500 hours and 700 hours using the
(F) The
1:シリコン電極基板、2:ガス穴パーツ挿入開口、21:大径穴部、22:小径穴部、3:ガス穴パーツ、30:ガス穴パーツ、33:ガス穴パーツ、34:ガス穴パーツ、4:ウエハ、5:貫通細孔、6:架台、7:エッチングガス、8:プラズマ、9:従来のプラズマエッチング用シリコン電極板、10:従来のプラズマエッチング用シリコン電極板、11:シリコン電極基板、12:先端、 1: Silicon electrode substrate, 2: Gas hole part insertion opening, 21: Large diameter hole part, 22: Small diameter hole part, 3: Gas hole part, 30: Gas hole part, 33: Gas hole part, 34: Gas hole part 4: wafer, 5: through-hole, 6: mount, 7: etching gas, 8: plasma, 9: conventional silicon electrode plate for plasma etching, 10: conventional silicon electrode plate for plasma etching, 11: silicon electrode Substrate, 12: tip,
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