JP5088483B2 - ウエハを支持するためのプラズマエッチング装置用複合シリコンリング - Google Patents
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(イ)プラズマエッチング装置を用いてウエハをプラズマエッチングするに際して、図1の断面図に示されるように、最外周シリコンリング18とこの最外周シリコンリング18の内周に同心円状に内嵌した前記最外周シリコンリング18よりも比抵抗値の小さな最内周シリコンリング17とからなる複合シリコンリングの上にウエハを載置し、プラズマエッチング装置内でウエハをエッチングすると、ウエハのエッチングレートが一層均一になる、
(ロ)前記最外周シリコンリングの比抵抗値をRs、最内周シリコンリングの比抵抗値をRcとすると、比抵抗値Rsは50〜1000Ω・cmであり、かつRc/Rs=10−4〜2−1の範囲内のシリコンリングであることが好ましい、
(ハ)前記ウエハのエッチングレートを均一にすることが出来るプラズマエッチング装置用複合シリコンリングは、図2の断面図に示されるように、比抵抗値Rsを有する最外周シリコンリング18の内周と比抵抗値Rcを有する最内周シリコンリング17との間に、単数または複数個の中間シリコンリング19を同心円状に内嵌することが一層好ましく、この中間シリコンリング19の比抵抗値をRmとすると、比抵抗値RmはRs>Rm>Rcの範囲内にある比抵抗値を有する必要がある、
(ニ)前記複合シリコンリングは、単結晶シリコン、多結晶シリコン、柱状晶シリコンの内のいずれを素材としてもよい、などの研究結果が得られたのである。
(1)最外周シリコンリングとこの最外周シリコンリングの内周に同心円状に内嵌した前記最外周シリコンリングよりも比抵抗値の小さな最内周シリコンリングとからなるプラズマエッチング装置内でウエハを支持するための複合シリコンリングであって、前記複合シリコンリングにおける最外周シリコンリングの比抵抗値をRs、前記複合シリコンリングの最内周シリコンリングの比抵抗値をRcとすると、Rc/Rs=10−4〜2−1の範囲内にあるウエハを支持するためのプラズマエッチング装置用複合シリコンリング、
(2)前記最外周シリコンリングの比抵抗値Rsは50〜1000Ω・cmである前記(1)記載のウエハを支持するためのプラズマエッチング装置用複合シリコンリング、
(3)前記ウエハを支持するためのプラズマエッチング装置用複合シリコンリングは、比抵抗値Rsを有する最外周シリコンリングと比抵抗値Rcを有する最内周シリコンリングとの間に、単数または複数個の中間シリコンリングを同心円状に嵌合し、この中間シリコンリングの比抵抗値をRmとすると、比抵抗値がRs>Rm>Rcの範囲内にある複合シリコンリングである前記(1)または(2)記載のウエハを支持するためのプラズマエッチング装置用複合シリコンリング、
(4)前記複合シリコンリングは、単結晶シリコン、多結晶シリコン、柱状晶シリコンの内のいずれかからなる前記(1)、(2)または(3)記載のウエハを支持するためのプラズマエッチング装置用複合シリコンリング、に特徴を有するものである。
CZ法により引き上げることにより得られた直径:260mmを有し比抵抗値の異なる複数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:5mm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円板を研削加工することにより表1に示される比抵抗値:Rcを有する最内周シリコンリング、比抵抗値:Rmを有する中間シリコンリングおよび比抵抗値:Rsを有する最外周シリコンリングを作製した。前記最内周シリコンリング、中間シリコンリングおよび最外周シリコンリングを嵌合して図2に示される断面構造を有し、表1に示される本発明複合シリコンリング1〜12および比較複合シリコンリング1を作製した。前記最内周シリコンリング、中間シリコンリングおよび最外周シリコンリングの寸法は下記の通りである。
最内周シリコンリング:
内径:195mmを有し、さらに厚さ:4mm、幅:3mmを有する内段を有し、さらに上面外径:222mm、下面外径:218mmを有する上面から下面に向かって傾斜している外周面を有する単結晶シリコンからなる最内周シリコンリング、
中間シリコンリング:
上面外径:237mm、下面外径:233mmを有し上面から下面に向かって傾斜している外周面、並びに上面外径:222mm、下面外径:218mmを有し上面から下面に向かって傾斜している内周面を有する単結晶シリコンからなる中間シリコンリング、
最外周シリコンリング:
外径:250mmを有し、さらに上面内径:237mm、下面内径:233mmを有する上面から下面に向かって傾斜している内周面を有する単結晶シリコンからなる最外周シリコンリング。
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、エッチング開始から10時間経過した時点および400時間経過した時点でのウエハ表面のSiO2 層の中心部のエッチングの深さxおよび中心から半径方向に100mm離れた周辺部のエッチングの深さyをそれぞれ測定し、その測定値から(y−x)/y×100(%)の値を求め、その結果を表1に示してウエハ表面のエッチング均一性を評価した。
従来例1
表1に示される比抵抗値Rを有する市販の単結晶シリコン円板を用意し、これを研削加工することにより内径:195mm、外径:250mm、比抵抗値:50Ω・cmを有し、さらに厚さ:4mm、幅:3mmを有する内段を有する単結晶シリコンからなる従来リングを用意した。この従来リングを用い、実施例1と同様にして予めCVDによりSiO2 層を形成したウエハをエッチングし、実施例1と同様にしてウエハ表面のエッチング均一性を評価した。
実施例2
実施例1で用意したこの単結晶シリコン円板を研削加工することにより表1に示される比抵抗値:Rcを有する最内周シリコンリングおよび比抵抗値:Rsを有する最外周シリコンリングを作製した。前記最内周シリコンリングおよび最外周シリコンリングを嵌合して図1に示される断面構造を有し、表2に示される本発明複合シリコンリング13〜24および比較複合シリコンリング2を作製した。前記最内周シリコンリングおよび最外周シリコンリングの寸法は下記の通りである。
最内周シリコンリング:
内径:195mmを有し、さらに厚さ:4mm、幅:3mmを有する内段を有し、さらに上面外径:232mm、下面外径:228mmを有する上面から下面に向かって傾斜している外周面を有する単結晶シリコンからなる最内周シリコンリング、
最外周シリコンリング:
外径:250mmを有し、さらに上面内径:232mm、下面内径:228mmを有する上面から下面に向かって傾斜している内周面を有する単結晶シリコンからなる最外周シリコンリング。
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、エッチング開始から10時間経過した時点および400時間経過した時点でのウエハ表面のSiO2 層の中心部のエッチングの深さxおよび中心から半径方向に100mm離れた周辺部のエッチングの深さyをそれぞれ測定し、その測定値から(y−x)/y×100(%)の値を求め、その結果を表2に示してウエハ表面のエッチング均一性を評価した。
Claims (4)
- 最外周シリコンリングとこの最外周シリコンリングの内周に同心円状に内嵌した前記最外周シリコンリングよりも比抵抗値の小さな最内周シリコンリングとからなるプラズマエッチング装置内でウエハを支持するための複合シリコンリングであって、前記複合シリコンリングにおける最外周シリコンリングの比抵抗値をRs、前記複合シリコンリングの最内周シリコンリングの比抵抗値をRcとすると、Rc/Rs=10−4〜2−1の範囲内にあることを特徴とするウエハを支持するためのプラズマエッチング装置用複合シリコンリング。
- 前記最外周シリコンリングの比抵抗値Rsは50〜1000Ω・cmであることを特徴とする請求項1記載のウエハを支持するためのプラズマエッチング装置用複合シリコンリング。
- 前記ウエハを支持するためのプラズマエッチング装置用複合シリコンリングは、比抵抗値Rsを有する最外周シリコンリングと比抵抗値Rcを有する最内周シリコンリングとの間に、単数または複数個の中間シリコンリングを同心円状に嵌合し、この中間シリコンリングの比抵抗値をRmとすると、比抵抗値がRs>Rm>Rcの範囲内にある複合シリコンリングであることを特徴とする請求項1または2記載のウエハを支持するためのプラズマエッチング装置用複合シリコンリング。
- 前記複合シリコンリングは、単結晶シリコン、多結晶シリコン、柱状晶シリコンの内のいずれかからなることを特徴とする請求項1、2または3記載のウエハを支持するためのプラズマエッチング装置用複合シリコンリング。
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