JPH1154488A - Electrode plate - Google Patents

Electrode plate

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Publication number
JPH1154488A
JPH1154488A JP22198797A JP22198797A JPH1154488A JP H1154488 A JPH1154488 A JP H1154488A JP 22198797 A JP22198797 A JP 22198797A JP 22198797 A JP22198797 A JP 22198797A JP H1154488 A JPH1154488 A JP H1154488A
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JP
Japan
Prior art keywords
electrode plate
diameter
small
hole
peripheral region
Prior art date
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Pending
Application number
JP22198797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Kawai
信 川合
Toshimi Kobayashi
利美 小林
Kazuyoshi Tamura
和義 田村
Keiichi Goto
圭一 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1154488A publication Critical patent/JPH1154488A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance productivity and the quality of a semiconductor wafer while increasing the yield of etching by forming a long life electrode plate in which the drilling work can be facilitated and the etching rate is constant even after a long time operation. SOLUTION: In a small diameter electrode plate for straightening a reaction gas, the bore diameter is set larger in the inner circumferential region than in the outer circumferential region. The outer circumferential region of the electrode plate is an annular region except one half of a radius connecting the center of a bore made in the vicinity of the outer circumference of the electrode plate and the center thereof and the inner circumferential region is the circular region within one half of the radius. Maximum bore diameter in the inner circumferential region is set larger by 25 μm or more that that in the outer circumferential region.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ装置、特
には半導体デバイス製造工程のプラズマエッチング装置
に使用されるプラズマエッチング用電極板に関するもの
である。
The present invention relates to a plasma apparatus, and more particularly to a plasma etching electrode plate used in a plasma etching apparatus in a semiconductor device manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体ウエーハをドライエッチン
グする装置としては、反応室内の被処理物であるウエー
ハの上方に電極板を設け、この電極板に高周波を印加し
てプラズマを発生させ、このプラズマによりウエーハ上
の絶縁膜や配線等のエッチングを行うプラズマエッチン
グ装置が用いられている。この装置に使用される電極板
は、特開平4−73936号公報等に開示されているよ
うに、通常、反応ガスを反応室内に導入するために同径
の小径孔が多数穿設されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an apparatus for dry-etching a semiconductor wafer, an electrode plate is provided above a wafer to be processed in a reaction chamber, and a high frequency is applied to the electrode plate to generate plasma. For example, a plasma etching apparatus for etching an insulating film, a wiring, and the like on a wafer is used. As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-73936, an electrode plate used in this apparatus is usually provided with a large number of small holes having the same diameter for introducing a reaction gas into a reaction chamber. .

【0003】しかしながら、この電極板は使用されるに
連れ、ウエーハと対向する部分の厚さががエッチングさ
れて薄くなるし、小径孔のウエーハと対向する側の角部
もエッチングされてダレが生じ、結果的に孔径が大きく
なるようになる。この孔径の変化は、電極板の中心部と
外周部とでは異なり、その結果、ウエーハの中心部と外
周部との間には相対的にエッチングガスの流量が異なっ
てしまうと言う現象が起こる。
However, as the electrode plate is used, the thickness of the portion facing the wafer is etched and thinned, and the corner of the small-diameter hole on the side facing the wafer is also etched, causing dripping. As a result, the hole diameter becomes large. The change in the hole diameter is different between the central portion and the outer peripheral portion of the electrode plate. As a result, a phenomenon occurs that the flow rate of the etching gas is relatively different between the central portion and the outer peripheral portion of the wafer.

【0004】そのため、電極板の小径孔を全て同径に穿
設すると、電極板の使用時間が長くなるにつれて、ウエ
ーハのエッチングレートが中心部と外周部とで異なると
いうエッチングレートの不均一性が発生し、ウエーハエ
ッチング工程の歩留り低下、ウエーハ品質の低下を引き
起こしていた。
Therefore, if all the small diameter holes of the electrode plate are formed to have the same diameter, the non-uniformity of the etching rate that the etching rate of the wafer differs between the central portion and the outer peripheral portion as the use time of the electrode plate becomes longer. This has caused a decrease in the yield of the wafer etching process and a decrease in the wafer quality.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点を解決するためになされたもので、穿設加工処理
が容易であり、寿命が長く、長時間運転してもエッチン
グレートが変化しない電極板を形成し、半導体ウエーハ
のエッチング工程の歩留り向上と品質向上を図ることを
目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and the drilling process is easy, the service life is long, and the etching rate can be maintained even after a long operation. An object of the present invention is to form an electrode plate that does not change and to improve the yield and quality of the etching process of a semiconductor wafer.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の請求項1の発明は、反応ガス整流用の小径孔を
有する電極板において、該小径孔が穿設される領域の
内、外周領域内の小径孔より内周領域内の小径孔の孔径
を大きくしたことを特徴とする電極板である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an electrode plate having a small-diameter hole for rectifying a reaction gas. An electrode plate wherein the diameter of the small diameter hole in the inner peripheral area is larger than the diameter of the small diameter hole in the outer peripheral area.

【0007】このようにすると、外周領域内の小径孔群
から噴出するエッチングガス流量と、内周領域内の小径
孔群から噴出するエッチングガス流量とが被処理物表面
上でほぼ等しくなり、その結果、被処理物表面における
エッチングレートが全表面内で均一に保たれ、均一にエ
ッチングされた半導体ウエーハが高歩留りで得ることが
できる。
With this arrangement, the flow rate of the etching gas ejected from the small-diameter holes in the outer peripheral area becomes substantially equal to the flow rate of the etching gas ejected from the small-diameter holes in the inner peripheral area on the surface of the workpiece. As a result, the etching rate on the surface of the object to be processed is kept uniform over the entire surface, and a uniformly etched semiconductor wafer can be obtained at a high yield.

【0008】また、電極板の小径孔も経時的にエッチン
グされるが、両領域の小径孔群の孔径差は長時間保持さ
れ、耐久性のあるものとなるので、電極板の交換頻度が
減少し、エッチング加工の生産性が向上する。
Although the small diameter holes of the electrode plate are also etched with time, the difference between the small diameter holes in both regions is maintained for a long time and the electrode plate becomes durable, so that the frequency of replacing the electrode plate is reduced. Thus, the productivity of the etching process is improved.

【0009】そして、前記電極板の外周領域を、電極板
の外周近傍に穿設された小径孔の中心と、電極板の中心
を結ぶ半径の1/2以外の円環内領域とし、内周領域を
前記半径の1/2以内の円領域であるように設定すると
(請求項2)、外周領域の円環面積と内周領域の円面積
との比が約3:1となり、両領域の小径孔群を通過した
エッチングガスの流量がほぼ等しくなり、ウエーハ全面
内で均一なエッチングが可能となり、耐久性も向上す
る。
The outer peripheral area of the electrode plate is defined as an inner annular area other than 1/2 of the radius connecting the center of the small diameter hole formed near the outer periphery of the electrode plate and the center of the electrode plate. When the area is set to be a circular area within 1/2 of the radius (claim 2), the ratio of the annular area of the outer peripheral area to the circular area of the inner peripheral area becomes about 3: 1, and The flow rates of the etching gas passing through the small-diameter holes are substantially equalized, and uniform etching can be performed on the entire surface of the wafer, and the durability is improved.

【0010】また、本発明の請求項3に記載した発明
は、内周領域内小径孔群中の最大孔径が、前記外周領域
内小径孔群中の最大孔径よりも25μm以上大きいこと
を特徴とするものであり、さらに具体的には、前記内周
領域内小径孔群中の最大孔径が、0.2〜1.0mmで
あり(請求項4)、前記外周領域内小径孔群中の最大孔
径が、0.175〜0.975mmである(請求項5)
電極板とすることができる。
The invention described in claim 3 of the present invention is characterized in that the maximum pore diameter in the small diameter hole group in the inner peripheral region is larger than the maximum pore diameter in the small diameter hole group in the outer peripheral region by 25 μm or more. More specifically, the maximum hole diameter in the small diameter hole group in the inner peripheral region is 0.2 to 1.0 mm (claim 4), and the maximum diameter in the small diameter hole group in the outer peripheral region is The hole diameter is 0.175 to 0.975 mm (Claim 5)
It can be an electrode plate.

【0011】このように、最大孔径をより具体的に規定
すると、長時間にわたって両領域のエッチングガス流量
はほぼ等しくなり、両領域に対応する被処理物表面上の
エッチングレートは殆ど変化することなく、また差も殆
どないので、均一にエッチングされた半導体ウエーハが
高い歩留りと高い生産性で製造することができる。
As described above, when the maximum hole diameter is more specifically defined, the etching gas flow rates in the two regions become substantially equal over a long period of time, and the etching rates on the surface of the workpiece corresponding to the two regions hardly change. Also, since there is almost no difference, a uniformly etched semiconductor wafer can be manufactured with high yield and high productivity.

【0012】特に内周領域内小径孔群中の最大孔径を、
外周領域内小径孔群中の最大孔径よりも25μm以上大
きく穿設しておくのが良く、25μm未満では孔径差が
小さ過ぎて、エッチングガス流量の差が大きくなってし
まい、均一なエッチングができにくい。また、この最大
孔径が上記範囲未満(内周領域では<0.2mmまたは
外周領域では<0.175mm)であるとエッチングガ
ス流量が少なくなり、ウエーハのエッチングレートが小
さくなり、逆に上記範囲を越えると(内周領域では>
1.0mmまたは外周領域では>0.975mm)エッ
チングガス流量が多くなり、最適なエッチングレートよ
り大きくなり過ぎるという不具合を生じる。
In particular, the maximum hole diameter in the small hole group in the inner peripheral region is
It is better to make the hole larger than the maximum hole diameter in the small hole group in the outer peripheral region by 25 μm or more. If it is less than 25 μm, the difference in hole diameter is too small, the difference in the flow rate of the etching gas becomes large, and uniform etching can be performed. Hateful. If the maximum pore diameter is less than the above range (<0.2 mm in the inner peripheral region or <0.175 mm in the outer peripheral region), the flow rate of the etching gas is reduced, and the etching rate of the wafer is reduced. If it exceeds (in the inner area>
(1.0 mm or> 0.975 mm in the outer peripheral area) The flow rate of the etching gas is increased, which causes a problem that the etching rate is too large.

【0013】そしてこの場合、請求項6のように、前記
電極板の大きさが、外径200〜400mm、厚さ2〜
15mmの円板であり、かつ、該電極板に穿設された小
径孔の数が150〜5000個の範囲のものとすること
ができる。
[0013] In this case, the size of the electrode plate is 200 to 400 mm in outer diameter and 2 to 400 mm in thickness.
It may be a 15 mm disk and the number of small diameter holes drilled in the electrode plate is in the range of 150 to 5000.

【0014】電極板がこの範囲の大きさであると、近
年、特に最先端デバイスの作製に用いられるシリコンを
はじめとした被処理物のウエーハの形状とよくマッチ
し、エッチングレートの均一性を長時間保持することが
できる。また、小径孔の数がこの範囲を外れると、前記
外周領域と内周領域との最大孔径値を規定した範囲内に
設定しても流通ガス流量の均一性が損なわれ、エッチン
グレートの不均一性が目立つようになる。
When the size of the electrode plate is within the above range, in recent years, the shape of the wafer to be processed, such as silicon, used particularly in the production of advanced devices is well matched, and the uniformity of the etching rate is increased. Can hold for hours. Further, if the number of small diameter holes is out of this range, even if the maximum hole diameter value of the outer peripheral region and the inner peripheral region is set within the specified range, the uniformity of the flowing gas flow rate is impaired, and the etching rate becomes uneven. Sex becomes noticeable.

【0015】また、請求項7では電極板の材質を、シリ
コン、カーボン、アルミニウム、炭化けい素のいずれか
1種からなるものとした。
According to the present invention, the material of the electrode plate is made of any one of silicon, carbon, aluminum and silicon carbide.

【0016】これは、これ以外の材質では、プラズマエ
ッチング装置の電極板として使用すると、半導体デバイ
スを作製するする際に、デバイス特性の劣化の原因とな
る重金属その他の不純物となり易いためである。この場
合、処理するウエーハが、半導体シリコンであれば、上
記材質の中でも特にシリコンを選択すれば、被処理物で
ある半導体素材と同じ材質になり、好ましい。
This is because if other materials are used as an electrode plate of a plasma etching apparatus, they tend to become heavy metals and other impurities which cause deterioration of device characteristics when manufacturing a semiconductor device. In this case, if the wafer to be processed is semiconductor silicon, it is preferable to select silicon among the above materials, since the same material as the semiconductor material to be processed is obtained.

【0017】本発明の請求項8に記載の発明は、前記電
極板が、プラズマエッチング装置用、リアクティブイオ
ンエッチング装置用、プラズマアッシング装置用、或は
プラズマCVD装置用として使用できるものとした。
According to an eighth aspect of the present invention, the electrode plate can be used for a plasma etching apparatus, a reactive ion etching apparatus, a plasma ashing apparatus, or a plasma CVD apparatus.

【0018】これは、前記した各種規定値に従って作製
された電極板は、これらいずれの装置の場合にも、プラ
ズマ発生用対向電極板となり、反応ガスの整流用を兼ね
たものとして、これらの装置用として有効に作用するこ
とができる。
This is because the electrode plates manufactured in accordance with the above-mentioned various specified values become the opposite electrode plates for plasma generation in any of these devices, and serve as rectifiers for the reaction gas. Can work effectively.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態をプラ
ズマドライエッチングの場合を例として図面を用いて詳
細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings using plasma dry etching as an example, but the present invention is not limited thereto.

【0020】本発明者等は、このドライエッチングにお
けるエッチングレートの均一性を良好にする条件につい
て種々検討を重ねた結果、電極板の小径孔の孔径分布と
配置状態に着目し、諸条件を確立して本発明を完成させ
たものである。ここで、図1は本発明の一例として、小
径孔の配置状態を示す説明図であり、図2は、プラズマ
ドライエッチング装置の概要図である。
The present inventors have repeatedly studied various conditions for improving the uniformity of the etching rate in the dry etching, and as a result, established various conditions by paying attention to the hole diameter distribution and arrangement of the small holes in the electrode plate. Thus, the present invention has been completed. Here, FIG. 1 is an explanatory diagram showing an arrangement state of small-diameter holes as an example of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of a plasma dry etching apparatus.

【0021】本発明の電極板をプラズマドライエッチン
グ用として図1に基づいて説明すると、電極板1には、
反応室内に向けて多数の小径孔3、4が穿設され、この
小径孔から被処理物に向けて反応ガスが噴射されると共
に高周波が印加されてプラズマが発生し、被処理物と反
応してエッチングすることになる。
The electrode plate of the present invention will be described with reference to FIG. 1 for plasma dry etching.
A large number of small-diameter holes 3 and 4 are drilled into the reaction chamber, and a reaction gas is injected from the small-diameter holes toward the object to be processed, and a high frequency is applied to generate plasma, which reacts with the object to be processed. Will be etched.

【0022】図2は、この電極板1がプラズマドライエ
ッチング装置20にセットされた状態を表しており、こ
の電極板1に対向する位置に被処理物である半導体ウエ
ーハ5と平面電極6が設置され、両電極間に高周波が印
加される。一方、エッチングガスは、ガス供給系9から
内部ガス容器7に入り、電極板1の小径孔で整流され、
プラズマを発生してウエーハ5に向けて噴出し、ウエー
ハ表面をエッチング処理するようになっている。
FIG. 2 shows a state in which the electrode plate 1 is set in the plasma dry etching apparatus 20, and a semiconductor wafer 5 and a flat electrode 6 which are the objects to be processed are set at positions facing the electrode plate 1. Then, a high frequency is applied between both electrodes. On the other hand, the etching gas enters the internal gas container 7 from the gas supply system 9 and is rectified by the small diameter hole of the electrode plate 1,
Plasma is generated and is ejected toward the wafer 5 to etch the wafer surface.

【0023】本発明の電極板は、先ず、これら小径孔群
の配置状態と孔径の関係を求めた結果、経験的に反応ガ
ス整流用の小径孔を有する円板状の電極板において、該
小径孔が穿設される領域を大きく二分し、外周領域と内
周領域を設定し、外周領域内の小径孔3より内周領域内
の小径孔4の孔径を大きくすればよいことがわかった。
As for the electrode plate of the present invention, the relationship between the arrangement of these small-diameter hole groups and the hole diameter was first determined. As a result, empirically, in the disk-shaped electrode plate having the small-diameter hole for rectifying the reaction gas, It has been found that the region in which the hole is formed is divided into two large parts, the outer peripheral region and the inner peripheral region are set, and the diameter of the small diameter hole 4 in the inner peripheral region is larger than that of the small diameter hole 3 in the outer peripheral region.

【0024】このようにすると、外周領域内の小径孔3
群から噴出するエッチングガス流量と、内周領域内の小
径孔4群から噴出するエッチングガス流量とが被処理物
表面上でほぼ等しくなり、その結果、被処理物表面にお
けるエッチングレートが全表面内で均一に保たれ、均一
にエッチングされた半導体ウエーハが高歩留りで得るこ
とができる。
By doing so, the small-diameter hole 3 in the outer peripheral region is formed.
The flow rate of the etching gas spouted from the group and the flow rate of the etching gas spouted from the group of small-diameter holes 4 in the inner peripheral region become substantially equal on the surface of the object to be processed. , And a uniformly etched semiconductor wafer can be obtained at a high yield.

【0025】また、この場合、使用に伴い電極板の小径
孔も経時的にエッチングされることになるが、予め孔径
に差を設けることによって、両領域の小径孔群の孔径差
は長時間維持され、耐久性のあるものとなるので、電極
板の交換頻度が減少し、エッチング加工の生産性が向上
する。
In this case, the small-diameter holes of the electrode plate are also etched with the lapse of time with use. However, by providing a difference in the hole diameter in advance, the difference in the hole diameters of the small-diameter hole groups in both regions is maintained for a long time. In addition, since the electrode is durable, the frequency of replacing the electrode plate is reduced, and the productivity of the etching process is improved.

【0026】そして、電極板の外周領域を、電極板の外
周近傍に穿設された小径孔の中心と、電極板の中心を結
ぶ半径の1/2以外の円環内領域[R−(1/2・
R)]とし、内周領域を前記半径の1/2以内の円領域
[1/2・R]であるように設定すると、外周領域の円
環面積と内周領域の円面積との比が約3:1となり、両
領域の小径孔群を通過したエッチングガスの流量がほぼ
等しくなり、ウエーハ全面内で均一なエッチングが可能
となり、電極板の耐久性も向上する。
The outer peripheral area of the electrode plate is defined as an inner ring area [R- (1) other than 1/2 of the radius connecting the center of the small diameter hole formed near the outer periphery of the electrode plate and the center of the electrode plate. / 2 ・
R)] and the inner peripheral region is set to be a circular region [1 / · R] within 1 / of the radius, the ratio of the annular area of the outer peripheral region to the circular area of the inner peripheral region becomes The ratio is about 3: 1, and the flow rates of the etching gas passing through the small-diameter hole groups in both regions become substantially equal, so that uniform etching can be performed over the entire surface of the wafer, and the durability of the electrode plate is also improved.

【0027】さらに、内周領域内小径孔群中の最大孔径
が、外周領域内小径孔群中の最大孔径よりも25μm以
上大きいものとするのがよい。このような小径孔の最大
孔径とすることにより、この電極板の内周領域の小径孔
群に対応するウエーハの中心部に導入されるエッチング
ガスの流量と、外周領域の小径孔群に対応するウエーハ
の外周部に導入されるエッチングガスの流量とが、両領
域の小径孔群の孔径が同じであった場合と比較して相対
的に変化して、ほぼ等しくなり、ウエーハのエッチング
レートの均一性が極めて良好となり、均一にエッチング
された半導体ウエーハを作製することができる。
Further, it is preferable that the maximum pore diameter in the small diameter hole group in the inner peripheral region is larger than the maximum pore diameter in the small diameter hole group in the outer peripheral region by 25 μm or more. By setting the maximum diameter of such small diameter holes, the flow rate of the etching gas introduced into the center of the wafer corresponding to the small diameter holes in the inner peripheral region of the electrode plate and the small diameter holes in the outer peripheral region are reduced. The flow rate of the etching gas introduced into the outer peripheral portion of the wafer is relatively changed as compared with the case where the diameters of the small-diameter hole groups in both regions are the same, become substantially equal, and the etching rate of the wafer becomes uniform. The properties are extremely good, and a uniformly etched semiconductor wafer can be manufactured.

【0028】また、電極板の耐久性も優れたものとな
り、長時間使用した場合の電極板自身のエッチングによ
る孔径の変化に伴うエッチングレートの均一性の悪化も
小さくなるので、電極板の交換頻度も減少し、従って、
生産効率も格段に向上するようになる。
Further, the durability of the electrode plate is also improved, and the deterioration of the uniformity of the etching rate due to the change in the hole diameter due to the etching of the electrode plate itself when used for a long time is reduced. Also decreases, thus
Production efficiency will also be significantly improved.

【0029】平均孔径と最小孔径については、内周領域
内小径孔群と外周領域内小径孔群との間に差があっても
良いし、等しくても構わない。それはウエーハのエッチ
ングレートの均一性に大きく影響を及ぼすのは、最大孔
径であるからである。しかし、平均孔径及び最小孔径
は、0.15〜0.90mmの範囲にするのがよく
0.15mm未満でも、0.90mmを越えてもエッチ
ングガスの圧力と流量の制御が難しくなり、ウエーハの
エッチングレートの均一性が悪くなる。
As for the average pore diameter and the minimum pore diameter, there may be a difference between the small hole group in the inner peripheral region and the small hole group in the outer peripheral region, or they may be equal. This is because the maximum hole diameter has a large effect on the uniformity of the etching rate of the wafer. However, the average pore diameter and the minimum pore diameter are preferably in the range of 0.15 to 0.90 mm.
Even if the thickness is less than 0.15 mm or exceeds 0.90 mm, it is difficult to control the pressure and flow rate of the etching gas, and the uniformity of the wafer etching rate is deteriorated.

【0030】このエッチングレートの均一性を良好にす
る条件について、さらに詳細に種々検討を重ねた結果、
この電極板に穿設した小径孔の数を150〜5000個
とし、内周領域の小径孔群の中の最大孔径を0.2〜
1.0mmとし、外周領域の小径孔群の中の最大孔径を
0.175〜0.975mmにすれば良いことが判っ
た。この小径孔の数は、150個未満ではエッチングガ
スがウエーハ全面に行きわたりにくくなり、5000個
を越えると各小径孔間のピッチが小さくなり、この各小
径孔から噴出するエッチングガスがお互いに干渉し合
い、ウエーハのエッチングレートの均一性が損なわれる
ようになる。
As a result of further detailed studies on conditions for improving the uniformity of the etching rate,
The number of small-diameter holes formed in the electrode plate is set to 150 to 5000, and the maximum diameter of the small-diameter hole group in the inner peripheral region is set to 0.2 to
It was found that the diameter should be 1.0 mm, and the maximum hole diameter in the small hole group in the outer peripheral region should be 0.175 to 0.975 mm. If the number of the small holes is less than 150, the etching gas hardly reaches the entire surface of the wafer. As a result, the uniformity of the wafer etching rate is impaired.

【0031】また、内周領域内の最大孔径が0.2〜
1.0mmの範囲、外周領域内の最大孔径が0.175
〜0.975mmの範囲より小径の場合は、エッチング
ガスの流量が少なくなり、ウエーハのエッチングレート
が小さくなると言う不具合が生じ、この範囲より大径で
あるとエッチングガスの流量が多くなり、最適なエッチ
ングレートより大きくなり過ぎると言う不具合を生じ
る。
Further, the maximum hole diameter in the inner peripheral area is 0.2 to 0.2.
1.0 mm range, maximum hole diameter in the outer peripheral area is 0.175
If the diameter is smaller than the range of about 0.975 mm, the flow rate of the etching gas is reduced, and a problem that the etching rate of the wafer is reduced occurs. If the diameter is larger than this range, the flow rate of the etching gas is increased, and There is a problem that the etching rate becomes too large.

【0032】さらに、この記電極板の平面形状を円板に
し、外径を200〜400mmの範囲、厚さを2〜15
mmの範囲にすると、被処理物であるウエーハによく対
応した形状になると共に、電極板自身もプラズマエッチ
ングにより消耗して行くが、この消耗の進み具合いによ
って決まる電極板の寿命も長くすることができる。
Further, the electrode plate has a disk shape in plan view, an outer diameter of 200 to 400 mm, and a thickness of 2 to 15 mm.
When the thickness is in the range of mm, the shape of the electrode plate is well adapted to the wafer to be processed, and the electrode plate itself is consumed by plasma etching.However, the life of the electrode plate determined by the progress of the consumption may be prolonged. it can.

【0033】この電極板の材質としては、本発明の電極
板を使用してプラズマエッチングを行うと、電極板自身
もエッチングされて消耗して行くので、シリコン、カー
ボン、アルミニウム、炭化けい素の内のいずれか1種を
選択して使用すれば、半導体プロセスにおいて、不純物
となり、歩留り低下を引き起こす重金属やアルカリ金属
が電極板より発生せず、エッチング加工されるウエーハ
上の不純物量は少なくなる。この場合、処理するウエー
ハが、半導体シリコンであれば、上記材質の中でも特に
シリコンを選択すれば、半導体素材と同じ材質になり、
不純物量は極めて少なくなり、好ましい。
When the electrode plate of the present invention is used for plasma etching, the electrode plate itself is also etched and consumed because the electrode plate itself is made of silicon, carbon, aluminum, and silicon carbide. If any one of the above is selected and used, no heavy metal or alkali metal which becomes an impurity in the semiconductor process and lowers the yield is generated from the electrode plate, and the amount of impurities on the wafer to be etched is reduced. In this case, if the wafer to be processed is semiconductor silicon, the same material as the semiconductor material will be obtained if silicon is selected among the above materials,
The amount of impurities is extremely small, which is preferable.

【0034】この電極板の小径孔は、超音波加工、放電
加工、レーザ加工、或はダイヤモンドドリル加工によっ
て穿設すれば、極めて簡単に、かつ所望径の小径孔を精
度よく得ることができる。
If the small-diameter hole of the electrode plate is formed by ultrasonic machining, electric discharge machining, laser machining, or diamond drilling, a small-diameter hole having a desired diameter can be obtained very easily and accurately.

【0035】[0035]

【実施例】以下、本発明の実施例を挙げて具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(実施例1)先ず、外径300mmで抵抗率が0.1Ω
cmの単結晶シリコンインゴットを用意した。これから
厚さ6mmになるようにスライス加工し、直径280m
mの外径になるように外周加工した。その後、この電極
板を装置に取付けるための座ぐりを設けた取付け孔を電
極板の最外周に12箇所穿設した。
EXAMPLES The present invention will now be described specifically with reference to examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.
(Example 1) First, the outer diameter is 300 mm and the resistivity is 0.1Ω.
cm single crystal silicon ingot was prepared. From now on, it is sliced to a thickness of 6mm, and the diameter is 280m
The outer periphery was processed to have an outer diameter of m. Thereafter, twelve mounting holes provided with a counterbore for mounting the electrode plate to the apparatus were formed in the outermost periphery of the electrode plate.

【0036】次に、この素材をマシニングセンターに取
り付け、電極板の中心から100mmφの内周領域内
に、外径0.55mmの単結晶ダイヤモンドツールを用
いてピッチ間隔7mmで158孔をダイヤ加工した。こ
の内周領域内の小径孔の孔径を測定したところ、0.5
6〜0.58mmφの範囲であった。
Next, this material was attached to a machining center, and 158 holes were diamond-formed at a pitch interval of 7 mm using a single-crystal diamond tool having an outer diameter of 0.55 mm in an inner peripheral region of 100 mmφ from the center of the electrode plate. When the diameter of the small diameter hole in the inner peripheral area was measured,
It was in the range of 6 to 0.58 mmφ.

【0037】その後、電極板の中心から100mmφを
越え、200mmφまでの外周領域内に、外径0.50
mmの単結晶ダイヤモンドツールを用いてピッチ間隔7
mmで475孔をダイヤ加工した。この外周領域内の小
径孔の孔径を測定したところ、0.51〜0。535m
mφの範囲であった。
Thereafter, an outer diameter of 0.50 mm is set in an outer peripheral region exceeding 100 mmφ from the center of the electrode plate to 200 mmφ.
7 mm pitch using a single-crystal diamond tool
475 holes were diamond processed in mm. When the hole diameter of the small-diameter hole in the outer peripheral area was measured, it was 0.51 to 0.535 m.
mφ range.

【0038】このようにして製造した電極板を図2に示
したようなプラズマドライエッチング装置に取り付け、
小径孔よりCF4 ガスを噴出させ、シリコンウエーハ上
に作られた回路の酸化シリコン膜のエッチングを行っ
た。その結果、プラズマ処理時間が250時間を越えて
もシリコンウエーハのエッチングレートの面内均一性は
4.0%と良好であった。
The electrode plate manufactured as described above is attached to a plasma dry etching apparatus as shown in FIG.
A CF 4 gas was ejected from the small-diameter hole to etch a silicon oxide film of a circuit formed on a silicon wafer. As a result, even when the plasma processing time exceeded 250 hours, the in-plane uniformity of the etching rate of the silicon wafer was as good as 4.0%.

【0039】(比較例1)比較のために、前記実施例の
電極板で小径孔の孔径を全数0.50mmφで穿設した
電極板を作製し、実施例と同じプラズマドライエッチン
グ装置に電極板のみ交換して、シリコンウエーハのエッ
チングを行った。その結果、プラズマ処理時間が100
時間を越えるとシリコンウエーハのエッチングレートの
面内均一性が10.0%と悪化したため、デバイスを作
製することが不可能となった。
(Comparative Example 1) For comparison, an electrode plate was prepared by using the electrode plate of the above-described embodiment, in which all the small holes were bored at 0.50 mmφ in diameter. Only the wafer was replaced, and the silicon wafer was etched. As a result, the plasma processing time is 100
If the time is exceeded, the in-plane uniformity of the etching rate of the silicon wafer deteriorates to 10.0%, so that it becomes impossible to manufacture a device.

【0040】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and has the same effect. Within the technical scope of

【0041】例えば、本発明の適用にあっては、プラズ
マエッチング装置における反応ガス整流用電極板として
好適であると説明してきたが、本発明はこのような例に
限定されるものではなく、リアクティブイオンエッチン
グ装置用、プラズマアッシング装置用、またはプラズマ
CVD装置用の電極板としてもほぼ同様の作用効果を挙
げることができ、有効に使用される。
For example, in the application of the present invention, it has been described that the present invention is suitable as a reaction gas rectifying electrode plate in a plasma etching apparatus. However, the present invention is not limited to such an example. An electrode plate for an active ion etching apparatus, a plasma ashing apparatus, or a plasma CVD apparatus has substantially the same function and effect, and is effectively used.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によれば、穿設加工処理が容易で
あり、寿命が長く、長時間運転してもプラズマエッチン
グレートが変化しない電極板を形成し、半導体ウエーハ
のプラズマエッチング歩留りと生産性の向上及び品質向
上を図ることができる。
According to the present invention, an electrode plate which is easy to perform a boring process, has a long service life, and does not change its plasma etching rate even after a long operation, is formed, and the plasma etching yield and production of a semiconductor wafer are formed. The quality and quality can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の電極板の小径孔の配置状態を示す説明
図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing an arrangement state of small-diameter holes in an electrode plate of the present invention.

【図2】本電極板を適用したプラズマドライエッチング
装置の概要図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a plasma dry etching apparatus to which the present electrode plate is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電極板、 2…取付孔、 3…外周領域内小径孔、 4…内周領域内小径孔、 5…半導体ウエーハ、 6…平面電極、 7…内部ガス容器、 8…チャンバー、 9…ガス導入系、 10…ガス排出系、 20…プラズマドライエッチング装置、 R…外周近傍小径孔の中心までの半径、 C…電極板の中心。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrode plate, 2 ... Mounting hole, 3 ... Small diameter hole in outer peripheral area, 4 ... Small diameter hole in inner peripheral area, 5 ... Semiconductor wafer, 6 ... Flat electrode, 7 ... Internal gas container, 8 ... Chamber, 9 ... Gas Introducing system, 10: gas exhaust system, 20: plasma dry etching apparatus, R: radius to the center of the small-diameter hole near the outer periphery, C: center of the electrode plate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 圭一 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Keiichi Goto 2-13-1 Isobe, Annaka-shi, Gunma Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反応ガス整流用の小径孔を有する電極板
において、該小径孔が穿設される領域の内、外周領域内
の小径孔より内周領域内の小径孔の孔径を大きくしたこ
とを特徴とする電極板。
1. An electrode plate having a small-diameter hole for rectifying a reaction gas, wherein a diameter of a small-diameter hole in an inner peripheral region is larger than a small-diameter hole in an outer peripheral region in a region where the small-diameter hole is formed. An electrode plate characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記電極板の外周領域が、電極板の外周
近傍に穿設された小径孔の中心と、電極板の中心を結ぶ
半径の1/2以外の円環内領域であり、内周領域が前記
半径の1/2以内の円領域であることを特徴とする請求
項1に記載の電極板。
2. An outer peripheral area of the electrode plate is an inner annular area other than 1/2 of a radius connecting a center of a small-diameter hole formed near an outer periphery of the electrode plate and a center of the electrode plate. 2. The electrode plate according to claim 1, wherein the peripheral region is a circular region within 1/2 of the radius.
【請求項3】 前記内周領域内小径孔群中の最大孔径
が、前記外周領域内小径孔群中の最大孔径よりも25μ
m以上大きいことを特徴とする請求項1または請求項2
に記載の電極板。
3. The maximum hole diameter in the small diameter hole group in the inner peripheral region is 25 μm larger than the maximum hole diameter in the small diameter hole group in the outer peripheral region.
3. The method according to claim 1, wherein the distance is greater than m.
2. The electrode plate according to 1.
【請求項4】 前記内周領域内小径孔群中の最大孔径
が、0.2〜1.0mmであることを特徴とする請求項
1〜請求項3のいずれか1項に記載の電極板。
4. The electrode plate according to claim 1, wherein a maximum hole diameter in the group of small diameter holes in the inner peripheral region is 0.2 to 1.0 mm. .
【請求項5】 前記外周領域内小径孔群中の最大孔径
が、0.175〜0.975mmであることを特徴とす
る請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電極板。
5. The electrode plate according to claim 1, wherein the maximum hole diameter in the small hole group in the outer peripheral region is 0.175 to 0.975 mm.
【請求項6】 前記電極板が、外径200〜400m
m、厚さ2〜15mmの円板であり、かつ、該電極板に
穿設された小径孔の数が150〜5000個であること
を特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載
の電極板。
6. The electrode plate has an outer diameter of 200 to 400 m.
m, a circular plate having a thickness of 2 to 15 mm, and the number of small-diameter holes formed in the electrode plate is 150 to 5000. Item 8. The electrode plate according to Item.
【請求項7】 前記電極板の材質が、シリコン、カーボ
ン、アルミニウム、炭化けい素のいずれか1種からなる
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に
記載の電極板。
7. The electrode plate according to claim 1, wherein a material of the electrode plate is any one of silicon, carbon, aluminum, and silicon carbide. .
【請求項8】 前記電極板が、プラズマエッチング装置
用、リアクティブイオンエッチング装置用、プラズマア
ッシング装置用、またはプラズマCVD装置用であるこ
とを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記
載の電極板。
8. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the electrode plate is used for a plasma etching apparatus, a reactive ion etching apparatus, a plasma ashing apparatus, or a plasma CVD apparatus. Item 8. The electrode plate according to Item.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003533010A (en) 1999-09-30 2003-11-05 ラム リサーチ コーポレーション Pre-treated gas rectifier plate
JP2010157754A (en) * 2002-04-17 2010-07-15 Lam Res Corp Silicon part for plasma reaction chamber
JP2017028220A (en) * 2015-07-28 2017-02-02 三菱マテリアル株式会社 Electrode plate for plasma processing apparatus

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JP2010157754A (en) * 2002-04-17 2010-07-15 Lam Res Corp Silicon part for plasma reaction chamber
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