JP2009267070A - Plasma etching apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、Siウエハを汚染することのないプラズマエッチング装置に関するものである。 The present invention relates to a plasma etching apparatus that does not contaminate a Si wafer.
半導体集積回路を製造する際のSiウエハをエッチングするための装置として、プラズマエッチング装置が知られている。この従来のプラズマエッチング装置は、図2の断面説明図に示されるように、真空容器1内に貫通細孔5を有する電極板2と架台3が間隔をおいて設けられており、このプラズマエッチング装置を用いてSiウエハをエッチングするには、前記架台3の上にSiウエハ4を載置し、Arの他にCHF3 またはCF3 等を含むエッチングガス7を電極板2に設けられた貫通細孔5を通してSiウエハ4に向って流しながら高周波電源6により電極板2と架台3の間に高周波電圧を印加し、この高周波電圧を印加することにより、供給されたエッチングガス7は電極板2と架台3の間の空間でプラズマ9となり、このプラズマ9がSiウエハ4に当ってSiウエハ4の表面がエッチングされるようになっている。
As an apparatus for etching a Si wafer when manufacturing a semiconductor integrated circuit, a plasma etching apparatus is known. In this conventional plasma etching apparatus, as shown in the cross-sectional explanatory view of FIG. 2, an
前記真空容器1は、通常、NiおよびCrを含むステンレス鋼で作製されているが、AlまたはAl合金で作製されることもある。
また、前記電極板2は、通常、カーボン、アモルファスカーボン、炭化シリコンなどで作製されていたが、近年は、単結晶シリコン、柱状晶シリコンまたは多結晶シリコン、さらにドーピングされた単結晶シリコン、柱状晶シリコンまたは多結晶シリコンなどで構成されている(特許文献1参照)。
The
近年、半導体集積回路の高精密化に伴って、プラズマエッチングする際に生じるSiウエハの汚染が問題となってきた。 In recent years, with the increase in precision of semiconductor integrated circuits, contamination of Si wafers that occur during plasma etching has become a problem.
そこで、本発明者らは、Siウエハをプラズマエッチングするに際してSiウエハの汚染を一層少なくするべく研究を行った。その結果、
(イ)Siウエハの汚染の原因の一つとして真空容器壁面が微量ではあるがエッチングされ、真空容器を構成するステンレス鋼に含まれるNi、Cr、Feなどの元素やAlなどがSiウエハに付着し、プラズマエッチング中のSiウエハを汚染する、
(ロ)そのために、真空容器の壁面をSiでコーティングすると、このコーティングはSiウエハと同じ成分で構成されているので、真空容器の壁面のSiコーティングがエッチングされてもSiウエハが汚染されたと認識されない、
(ハ)前記Siコーティングは単結晶シリコン、多結晶シリコンまたは柱状晶シリコンからなり、このSiコーティングは真空蒸着、溶射などいかなる方法で形成しても良いが、Siタイルを真空容器の壁面に貼り付けることにより形成することが最も好ましい、などの研究結果が得られたのである。
Therefore, the present inventors have studied to further reduce contamination of the Si wafer when plasma etching the Si wafer. as a result,
(A) As a cause of contamination of the Si wafer, the vacuum vessel wall surface is etched although it is a trace amount, and elements such as Ni, Cr, Fe and Al contained in the stainless steel constituting the vacuum vessel adhere to the Si wafer. And contaminate the Si wafer during plasma etching,
(B) For this purpose, when the wall of the vacuum vessel is coated with Si, the coating is composed of the same components as the Si wafer, so that the Si wafer is contaminated even if the Si coating on the wall of the vacuum vessel is etched. Not
(C) The Si coating is made of single crystal silicon, polycrystalline silicon, or columnar crystal silicon. The Si coating may be formed by any method such as vacuum deposition or thermal spraying, but the Si tile is attached to the wall of the vacuum vessel. Research results have been obtained, such as being most preferable to form.
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)プラズマエッチング装置の真空容器の内壁面にSiコーティングを施したSiウエハを汚染することのないプラズマエッチング装置、
(2)前記Siコーティングは、単結晶シリコン、多結晶シリコンまたは柱状晶シリコンからなる前記(1)記載のSiウエハを汚染することのないプラズマエッチング装置、
(3)前記Siコーティングは、Siタイルを貼り付けてなるSiコーティングである前記(1)記載のSiウエハを汚染することのないプラズマエッチング装置、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) A plasma etching apparatus that does not contaminate a Si wafer coated with Si on the inner wall surface of the vacuum vessel of the plasma etching apparatus;
(2) The plasma etching apparatus that does not contaminate the Si wafer according to (1), wherein the Si coating is made of single crystal silicon, polycrystalline silicon, or columnar crystal silicon,
(3) The Si coating is characterized by a plasma etching apparatus that does not contaminate the Si wafer according to (1), which is a Si coating formed by pasting Si tiles.
この発明のプラズマエッチング装置は、図1の断面説明図に示されるように、真空容器1の内壁面にSiコーティング8が形成されている。真空容器1内に貫通細孔5を有する電極板2と架台3が間隔をおいて設けられており、このプラズマエッチング装置を用いてSiウエハをエッチングするには、前記架台3の上にSiウエハ4を載置し、Arの他にCHF3 またはCF3 等を含むエッチングガス7を電極板2に設けられた貫通細孔5を通してSiウエハ4に向って流しながら高周波電源6により電極板2と架台3の間に高周波電圧を印加し、この高周波電圧を印加することにより、供給されたエッチングガス7は電極板2と架台3の間の空間でプラズマ9となり、このプラズマ9がSiウエハ4に当ってSiウエハ4の表面がエッチングされるようになっていることは従来のプラズマエッチング装置と同じである。
In the plasma etching apparatus of the present invention, as shown in the cross-sectional explanatory view of FIG. An
この発明のプラズマエッチング装置を用いてプラズマエッチングすると、真空容器を構成する部材の成分によってSiウエハが汚染されることが無いので不良品の発生もないことから、従来よりも効率よくSiウエハのプラズマエッチングを行うことができ、半導体装置産業の発展に大いに貢献しうるものである。 When plasma etching is performed using the plasma etching apparatus of the present invention, the Si wafer is not contaminated by the components of the members constituting the vacuum vessel, so that no defective product is generated. Etching can be performed and can greatly contribute to the development of the semiconductor device industry.
実施例
縦:120mm、横:120mm、厚さ:0.1mmの寸法を有する単結晶Siタイル、多結晶シリコンタイルおよび柱状晶シリコンタイルを用意し、この単結晶Siタイル、多結晶シリコンタイルおよび柱状晶シリコンタイルをSUS304ステンレス鋼からなる真空容器の内壁全面に接着剤により貼り付けてこの発明のプラズマエッチング装置を3基作製した。さらに直径: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:9mmに輪切り切断して単結晶シリコン円板を作製し、この単結晶シリコン板の片面にダイヤモンドドリルにより直径:0.5mmを有する単結晶シリコン板プラズマエッチング装置にセットし、さらに直径:8インチSiウエハを先に作製した3基のプラズマエッチング装置にセットし、
チャンバー内圧力:9-1Torr、
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、Siウエハ表面のプラズマエッチングを400時間行い、Siウエハ表面に付着したNi、CrおよびFeの有無を二次イオン質量分析装置により測定した結果、Ni、CrおよびFeの付着が見られないことから、プラズマエッチング中に汚染されることがないことがわかった。
Example: A single crystal Si tile, a polycrystalline silicon tile, and a columnar silicon tile having dimensions of 120 mm in length, 120 mm in width, and thickness: 0.1 mm were prepared. Three crystal etching devices of the present invention were prepared by adhering crystal silicon tiles to the entire inner wall of a vacuum vessel made of SUS304 stainless steel with an adhesive. Furthermore, a single crystal silicon ingot having a diameter of 300 mm was prepared, and this ingot was cut into a thickness of 9 mm with a diamond band saw to produce a single crystal silicon disk, and the diameter: Set in a single crystal silicon plate plasma etching apparatus having a thickness of 0.5 mm, and further set in three plasma etching apparatuses in which a Si wafer with a diameter of 8 inches was prepared in advance.
Chamber pressure: 9 -1 Torr,
Etching gas composition: 90 sccm CHF 3 +4 sccm O 2 +150 sccm He,
High frequency power: 2kW
Frequency: 20kHz,
Under the above conditions, plasma etching of the Si wafer surface was performed for 400 hours, and the presence or absence of Ni, Cr and Fe adhering to the Si wafer surface was measured with a secondary ion mass spectrometer, and as a result, adhesion of Ni, Cr and Fe was observed. It was found that there was no contamination during plasma etching.
従来例
実施例において用意したSUS304ステンレス鋼からなる真空容器の内壁全面に単結晶Siタイル、多結晶シリコンタイルおよび柱状晶シリコンタイルを貼り付けることなく実施例と同じ条件でプラズマエッチングを行なったところ、Siウエハ表面にNi、CrおよびFeの付着が見られ、プラズマエッチング中にSiウエハが汚染されていることがわかった。
Plasma etching was performed under the same conditions as in the example without attaching a single crystal Si tile, a polycrystalline silicon tile and a columnar silicon tile to the entire inner wall of the vacuum vessel made of SUS304 stainless steel prepared in the conventional example. The adhesion of Ni, Cr and Fe was observed on the Si wafer surface, and it was found that the Si wafer was contaminated during plasma etching.
1 真空容器
2 電極板
3 架台
4 Siウエハ
5 貫通細孔
6 高周波電源
7 プラズマエッチングガス
8 Siコーティング
9 プラズマ
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JP2008114726A JP2009267070A (en) | 2008-04-25 | 2008-04-25 | Plasma etching apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013221169A (en) * | 2012-04-13 | 2013-10-28 | Nihon Ceratec Co Ltd | Thermal sprayed member and method for manufacturing the same |
Citations (3)
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JP2001244251A (en) * | 2000-03-01 | 2001-09-07 | Hitachi Ltd | Plasma processing apparatus |
JP2002353206A (en) * | 2001-05-24 | 2002-12-06 | Tokyo Electron Ltd | Equipment for plasma treatment |
JP2003510810A (en) * | 1999-09-23 | 2003-03-18 | ラム リサーチ コーポレーション | Semiconductor processing equipment with tiled ceramic liner |
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2008
- 2008-04-25 JP JP2008114726A patent/JP2009267070A/en active Pending
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