JPH11343585A - ドライエッチング用石英ガラス部材およびそれを装着したドライエッチング装置 - Google Patents
ドライエッチング用石英ガラス部材およびそれを装着したドライエッチング装置Info
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Abstract
ンウェーハの電気特性を低下することのないドライエッ
チング用石英ガラス部材及びドライエッチング装置を提
供すること。 【解決手段】ドライエッチング用石英ガラス部材の少な
くともプラズマと接触する内表面を合成石英ガラスで構
成することを特徴とするドライエッチング用石英ガラス
部材及び該部材を装着したドライエッチング装置。
Description
置に関し、さらに詳しくは石英ガラス部材のエッチング
速度と表面粗さ変化量を低減し、エッチング時に発生す
るパーテクルを減少したドライエッチング装置に関する
ものである。
表面のエッチング処理にガスプラズマを利用したドライ
エッチング処理が用いられている。前記ドライエッチン
グ処理では、天然の石英ガラス容器の中にガスを導入
し、そのガスをマイクロ波によって励起してプラズマを
発生させ、この励起したガスでシリコンウェーハ表面の
酸化膜やPoly−Si膜をエッチングし、微細加工を
行う。前記ドライエッチング処理で使用するガスとして
はフッ素を含有したガス、たとえばCF4等が用いられ
るが、フッ素を含有したガスは、プラズマ状態でHF等
の副生成物を生成し、それが石英ガラスをエッチングし
てパーティクルを発生させ、それがシリコンウェーハ等
の半導体素子表面に付着し電気特性、特に絶縁破壊特性
を劣化する欠点があった。この欠点を解決する材料とし
てセラミックス容器等の耐プラズマ性に優れた材料が開
発されたが、いずれも石英ガラスに比べて誘電率が大き
くマイクロ波を透過しにくい欠点があり、依然として天
然石英ガラス部材が用いられているのが現状である。
本発明者等は、石英ガラスのフッ素プラズマ特性につい
て鋭意研究した結果、合成石英ガラスが天然石英ガラス
に比べてフッ素プラズマ特性に優れ、エッチング速度が
低いのみでなく、石英ガラス表面の表面粗さの変化量も
少なくパーティクルの発生が抑制されることを見出して
本発明を完成したものである。すなわち
ルの発生を抑制したドライエッチング用石英ガラス部材
を提供することを目的とする。
石英ガラス部材を装着したドライエッチング装置を提供
することを目的とする。
明は、ドライエッチング用石英ガラス部材の少なくとも
プラズマと接触する内表面を合成石英ガラスで構成する
ことを特徴とするドライエッチング用石英ガラス部材、
及び該ドライエッチング用石英ガラス部材を装着したド
ライエッチング装置に係る。
石英ガラス部材は少なくともプラズマと接触する内表面
を合成石英ガラスで構成されたドライエッチング用部材
であるが、特に内表面を構成する合成石英ガラスのプラ
ズマエッチング速度が40nm/分以下、表面粗さ(R
max)の変化量が1nm/分以下であることが好まし
い。石英ガラス部材のプラズマエッチング速度が40n
m/分を超えると、エッチングされた石英ガラスがパー
ティクルとなり、シリコンウェーハ表面に付着して、そ
の電気特性を劣化させる。また、石英ガラス部材の表面
粗さ(Rmax)の変化量が1nm/分を超えると、プラ
ズマと接触する石英ガラス表面の表面積が大きく変化
し、シリコンウェーハのエッチング速度を不安定にす
る。このエッチング速度の不安定化は、石英ガラス表面
が荒れると、プラズマによって発生したイオンやラジカ
ルが石英ガラス表面と反応し易くなり、プラズマ中のイ
オンやラジカルの量を減少する上に、エッチングによっ
て生成した副生成物が石英ガラス表面に付着し易くな
り、この副生成物がイオンやラジカルを吸収しエッチン
グ速度を低下することに起因する。その反面、石英ガラ
ス部材の表面が全くエッチングされないとエッチングに
よって生成した副生成物が石英ガラス部材の表面に付着
しても剥がれ易くなり、剥離した副生成物がシリコンウ
ェーハ表面に付着し、結果的にシリコンウェーハの特性
を低下することになる。そのため石英ガラス部材の表面
粗さの変化量は少なくとも0.001nm/分以上であ
ることが必要である。石英ガラスのエッチング速度は温
度にいぞんするが、本発明で規定するエッチング速度は
100℃でのエッチング速度とする。例えば100℃で
40nm/分は、300℃で約700nm/分となる。
材の形状については特に特定されないがベルジャー型若
しくはプレート型が好適に使用できる。ここでいうプレ
ート型とは、円板、角板、リング、フランジ及び高さが
低い円板、角板、リング、フランジの加工品をいう。
は、例えば次の製造方法で製造できる。すなわち、天然
石英ガラス及び合成石英ガラスの薄板を各々用意し、こ
の薄板を2枚重ねてカーボンの型枠にセットする。カー
ボン型枠を加熱し、前記石英ガラス薄板が熱変形し始め
たところで、上から荷重をかけて石英ガラス薄板をカー
ボン型の形状に成型することで、天然石英ガラスの薄板
と合成石英ガラスの薄板とを密着したカーボン型枠形状
の石英ガラス部材の製造方法である。使用する合成石英
ガラスとしては、気泡を含有しないことは勿論、重金属
不純物の含有量が少ないものが望ましく、さらに、組成
が均一で欠陥、脈理(OH基含有量の分布)等を少なく
した合成石英ガラスが好適である。前記合成石英ガラス
は、市販の合成石英ガラスを高温下でこねて、組成を均
一することで製造できる。また合成石英ガラスの肉厚
は、特に限定しないが使用中にエッチングされない程度
の肉厚は必要で、好ましくは、0.1mm以上であるこ
とが肝要である。また、合成石英ガラスの均質性Δn
は、1×10-3以下が必要となる。
材を装着したドライエッチング装置の一例を図1に示
す。図1において、1は石英ガラスベルジャー、2はシ
リコンウエーハ、3は試料台、4はソレノイドコイル、
5はエッチングガス導入口、6は高周波電源、7は導波
管である。図1の装置において、試料台3に載置したウ
エーハ2を石英ガラスベルジャー内に移動し、マイクロ
トロン4から発生したマイクロ波を石英ガラスベルジャ
ー1に導入し、マイクロ波の電場と、それに対して垂直
方向に形成された磁場との相乗作用でエッチングガス導
入口5から導入されたガスをプラズマ化し、このプラズ
マ内で発生した電子にサイクロトロン運動を与えて、イ
オンエネルギーとしてウエーハに照射しウェーハ表面の
薄膜をエッチング処理する。
るがこれによって本発明はなんら限定されるものではな
い。
石英ガラス板(肉厚2mm)と天然石英ガラス板(肉厚
2mm)とをカーボンの型枠にセットし、加熱貼合せ
て、石英ガラスベルジャーを製造した。前記石英ガラス
ベルジャーをドライエッチング装置に装着し、そこにフ
ッ素ガスを含有したエッチングガスを供給し、2.45
GHzの高周波によってプラズマ化させシリコンウェー
ハをエッチングした。エッチング処理済シリコンウェー
ハ表面のパーティクルの数をモニターリングしたが、異
常は認められなかった。また、エッチング処理後の石英
ガラスベルジャーのエッチング速度及び表面粗さ(R
max)の変化量を測定したところ、それぞれエッチング
速度は10nm/分、表面粗さの変化量は0.05nm
/分であった。
成石英ガラス板(肉厚2mm)と天然石英ガラス板(肉
厚2mm)とを加熱貼り合わせ石英ガラスベルジャーを
製造した。前記石英ガラスベルジャーをドライエッチン
グ装置に装着し、フッ素ガスを含有したエッチングガス
を供給し、2.45GHzの高周波によってガスをプラ
ズマ化させシリコンウェーハをエッチング処理した。処
理済シリコンウェーハ表面のパーティクルの数をモニタ
ーリングしたが、異常は認められなかった。しかし長時
間使用したところパーティクルの若干の増加がみられ
た。エッチング処理後の石英ガラスベルジャーのエッチ
ング速度及び表面粗さ(Rmax)の変化量を測定したと
ころ、それぞれエッチング速度は30nm/分、表面粗
さの変化量は0.5nm/分であった。
成型して石英ガラスベルジャーを製造した。前記石英ガ
ラスベルジャーをドライエッチング装置に装着し、フッ
素ガスを含有したエッチングガスを供給し、2.45G
Hzの高周波はによってガスをプラズマ化させシリコン
ウェーハをエッチングした。エッチング処理済シリコン
ウェーハ表面のパーティクルの数をモニターリングした
ところ、最初の状態から多くのパーティクルが認めら
れ、使用期間が長くなるとともにその数が異常に増加し
た。エッチング処理後の石英ガラスベルジャーのエッチ
ング速度及び表面粗さ(Rmax)の変化量を測定したと
ころ、それぞれエッチング速度は100nm/分、表面
粗さの変化量は5nm/分であった。
部材は、プラズマエッチング速度が低い上に表面粗さの
変化量が少なくパーティクルの発生が少ない。前記ドラ
イエッチング用石英ガラス部材を装備したドライエッチ
ング装置はシリコンウェーハ表面にパーティクルが付着
することがなくその電気特性を低下させることがない。
ドライエッチング装置の概略図である。
Claims (5)
- 【請求項1】ドライエッチング用石英ガラス部材の少な
くともプラズマと接触する内表面を合成石英ガラスで構
成することを特徴とするドライエッチング用石英ガラス
部材。 - 【請求項2】合成石英ガラスのプラズマエッチング速度
が40nm/分以下、表面粗さ(Rmax)の変化量が1
nm/分以下であることを特徴とする請求項1記載のド
ライエッチング用石英ガラス部材。 - 【請求項3】石英ガラス部材がベルジャーであることを
特徴とする請求項1記載のドライエッチング用石英ガラ
ス部材。 - 【請求項4】石英ガラス部材がプレートであることを特
徴とする請求項1記載のドライエッチング用石英ガラス
部材。 - 【請求項5】請求項1に記載のドライエッチング用石英
ガラス部材を装着したドライエッチング装置。
Priority Applications (3)
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JP16443098A JP3488383B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | ドライエッチング用石英ガラス部材およびそれを装着したドライエッチング装置 |
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-
1998
- 1998-05-29 JP JP16443098A patent/JP3488383B2/ja not_active Expired - Lifetime
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1999
- 1999-05-25 EP EP99110106A patent/EP0961308A3/en not_active Withdrawn
- 1999-05-28 US US09/322,388 patent/US6514582B1/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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EP0961308A2 (en) | 1999-12-01 |
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