JP4905855B2 - プラズマエッチング用フォーカスリングおよびシールドリング - Google Patents
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Description
しかし、Siウェハ4の径よりも一層大きな径を有するフォーカスリング7およびシリコン電極板2の径よりも一層大きなシールドリング8を単結晶シリコンインゴットから作るには、一層大きな径を有する単結晶シリコンインゴットを必要とし、一層大きな径を有する単結晶シリコンインゴットを作製するにはコストがかかる。
一方、シリコンを鋳造して作製する多結晶シリコンインゴットは径が大きくなっても低コストで作製することができる。しかし、多結晶シリコンインゴットから作製したフォーカスリングおよびシールドリングはプラズマエッチング時にパーティクルが多く発生するので好ましくない。
したがって、低コストで作製することができかつ大きな径を有する柱状晶シリコンインゴットから作製したフォーカスリングおよびシールドリングが多用されるようになってきた。しかし、従来の柱状晶シリコンインゴットから作製したフォーカスリングは柱状晶シリコンインゴットを輪切りにして板を作製し、これをリング状に機械加工して作製するところから、図6に示されるように、柱状晶12がフォーカスリング7の厚さ方向に平行に伸びた組織を有している。この柱状晶12がフォーカスリング7の厚さ方向に平行に伸びた組織を有するフォーカスリング7を使用してプラズマエッチングを長時間行うと、図7の断面図に示されるように、フォーカスリング7のプラズマに面した表面が柱状晶12の先端部が階段状に消耗して段差の大きな階段13が生じ、この階段13の段差が大きくなると、パーティクルの発生数が多くなって使用することができなくなり寿命となる。このことはシールドリングについても同じである。
(イ)柱状晶シリコンインゴットを柱状晶の成長方向に平行方向に切断して板厚方向に対して垂直方向の柱状晶を有する板を作製し、この板から切断して図1の斜視図に示されるように、柱状晶12が板厚方向に対して垂直方向に伸びたフォーカスリング分割片14を作製し、このフォーカスリング分割片14を柱状晶12がリングの半径方向に平行になるようにリング状に並べて図2の斜視図に示されるようなフォーカスリング17を作製し、このフォーカスリング17を用いてプラズマエッチングを行うと、フォーカスリング17のプラズマに面した表面に段差の大きな階段が生成することがなく、したがって、長時間使用してもパーティクルの発生数が少ないことからフォーカスリングの寿命を大幅に伸ばすことができる、
(ロ)柱状晶シリコンインゴットまたは板厚方向に対して垂直方向の柱状晶を有する厚板から図3の斜視図に示されるように、柱状晶12が厚さ方向に対して垂直方向に伸びたシールドリング分割片15を作製し、このシールドリング分割片15を柱状晶12がリングの半径方向に平行になるように図4の斜視図に示されるようにリング状に並べてシールドリング18を作製し、このシールドリング18を用いてプラズマエッチングを行うと、シールドリング18のプラズマに面した表面が柱状晶ごとに段差の大きな階段状に消耗することがなく、したがって、長時間使用してもパーティクルの発生数が少ないことから、シールドリングの寿命を大幅に伸ばすことができる、という研究結果が得られたのである。
(1)柱状晶シリコンからなるフォーカスリングであって、前記フォーカスリングはフォーカスリングの半径方向に成長した柱状晶を有する複数のフォーカスリング分割片からなるプラズマエッチング用フォーカスリング、
(2)柱状晶シリコンからなるシールドリングであって、前記シールドリングはシールドリングの半径方向に成長した柱状晶を有する複数のシールドリング分割片からなるプラズマエッチング用シールドリング、に特徴を有するものである。
直径:420mm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インゴットの柱状晶成長方向に平行に切断して厚さ:6mmを有する柱状晶シリコン板を作製し、この柱状晶シリコン板から図1に示されるフォーカスリング分割片14を切り出し、このフォーカスリング分割片14を柱状晶12がリングの半径方向に平行になるように図2の斜視図に示されるようにリング状に並べて外径:400mm、内径:295mm、厚さ:5mmの寸法を有する本発明フォーカスリングを作製した。
実施例1で用意した柱状晶シリコンインゴットをダイヤモンドバンドソーにより柱状晶成長方向に対して直角に厚さ:6mmになるように輪切り切断して柱状晶シリコン円板を作製し、この柱状晶シリコン円板を機械加工して中心部を除去し、外径:400mm、内径:295mm、厚さ:5mmの寸法を有する従来フォーカスリングを作製した。
実施例1で用意した柱状晶シリコンインゴットをダイヤモンドバンドソーによりインゴットの柱状晶成長方向に平行に切断して厚さ:27mmを有する柱状晶シリコン板を作製し、この柱状晶シリコン板から図3の斜視図に示される形状のシールドリング分割片15を切り出し、このシールドリング分割片15を柱状晶12がリングの半径方向に平行になるように図4の平面図に示されるようにリング状に並べて外径:410mm、内径:320mm、厚さ:25mmの寸法を有し、支持部16を有する本発明シールドリングを作製した。
実施例1で用意した柱状晶シリコンインゴットをダイヤモンドバンドソーにより柱状晶成長方向に対して直角に厚さ:27mmになるように輪切り切断して柱状晶シリコン円板を作製し、この柱状晶シリコン円板を機械加工して支持部16を有する外径:410mm、内径:320mm、厚さ:25mmの寸法を有する従来シールドリングを作製した。
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、Siウエハ表面のプラズマエッチングを行ない、エッチング開始から1500時間経過した時点でプラズマエッチング装置内にセットされた本発明フォーカスリング、従来フォーカスリング、本発明シールドリングおよび従来シールドリングをそれぞれ取り出し、本発明フォーカスリング、従来フォーカスリング、本発明シールドリングおよび従来シールドリングのプラズマが当たって消耗した階段面の段差を測定し、その結果を表1に示した。
なお、前記実施例では柱状晶シリコン板から切り出したシールドリング分割片を組み合わせてフォーカスリングおよびシールドリングを作製しているが、この発明はこの実施例に限定されるものではない。
2 電極板
3 架台
4 Siウェハ
5 貫通細孔
6 高周波電源
7 フォーカスリング
8 シールドリング
9 石英リング
10 プラズマ
11 クーリングプレート
12 柱状晶
13 階段
14 フォーカスリング分割片
15 シールドリング分割片
16 支持部
17 フォーカスリング
18 シールドリング
19 エッチングガス
Claims (2)
- 柱状晶シリコンからなるフォーカスリングであって、前記フォーカスリングはフォーカスリングの半径方向に成長した柱状晶を有する複数のフォーカスリング分割片からなることを特徴とするプラズマエッチング用フォーカスリング。
- 柱状晶シリコンからなるシールドリングであって、前記シールドリングはシールドリングの半径方向に成長した柱状晶を有する複数のシールドリング分割片からなることを特徴とするプラズマエッチング用シールドリング。
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JP2007088137A JP4905855B2 (ja) | 2007-03-29 | 2007-03-29 | プラズマエッチング用フォーカスリングおよびシールドリング |
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