JP4863082B2 - プラズマエッチング用シリコン電極板 - Google Patents
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Description
(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。
(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。
(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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
Claims (5)
- 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ことを特徴とするプラズマエッチング用シリコン電極板。
- 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の関係を有することを特徴とする請求項1記載のプラズマエッチング用シリコン電極板。
- 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ことを特徴とする請求項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。
- 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ことを特徴とする請求項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。
- 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ことを特徴とする請求項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。
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