KR101926859B1 - Silicon electrode plate for plasma etching - Google Patents

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미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 균일한 식각을 확보하기 위해, 플라즈마 식각에 의해 야기되는 표면 불균일을 억제하는 플라즈마 식각용 실리콘 전극판을 제공하는 것.
[과제의 해결 수단] 플라즈마 식각용 실리콘 전극판은, B 및 Al 이 도펀트들로서 첨가되어 있고 Al 의 농도가 1×1013 atoms/cm3 이상인 단결정 실리콘에 의해 구성된다. 그 플라즈마 식각용 실리콘 전극판에서, 단결정 실리콘의 전기적 특성은 면내에서 균일하게 된다. 이로써, 플라즈마 식각 동안 표면이 공핍되는 경우 표면 불균일의 발생이 최소화될 수 있고, 크랙의 발생이 억제될 수 있다.
[PROBLEMS] To provide a silicon electrode plate for plasma etching which suppresses surface unevenness caused by plasma etching in order to ensure uniform etching.
[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] The silicon electrode plate for plasma etching is composed of single crystal silicon in which B and Al are added as dopants and the concentration of Al is 1 × 10 13 atoms / cm 3 or more. In the silicon electrode plate for plasma etching, the electric characteristics of the single crystal silicon become uniform in the plane. Thereby, when the surface is depleted during the plasma etching, the occurrence of surface unevenness can be minimized and the occurrence of cracks can be suppressed.

Description

플라즈마 식각용 실리콘 전극판{SILICON ELECTRODE PLATE FOR PLASMA ETCHING}Technical Field [0001] The present invention relates to a silicon electrode plate for plasma etching,

본 발명은 플라즈마 식각 동안 실리콘 전극판의 면내 균일성을 향상시키는 플라즈마 식각용 실리콘 전극판에 관한 것이다.The present invention relates to a silicon electrode plate for plasma etching which improves the in-plane uniformity of a silicon electrode plate during plasma etching.

일반적으로, 반도체 집적 회로를 제조하는 단계 동안 사용하는 실리콘 웨이퍼를 식각하는 플라즈마 식각 장치에 있어서, 실리콘 전극판 (2) 및 랙 (3) 은 도 1에 도시된 바와 같이 진공 용기 (1) 에서 서로 이격하여 배치된다. 플라즈마 식각 장치에서, 실리콘 웨이퍼 (4) 는 랙 (3) 위에 배치되고, 식각 가스 (7) 가 실리콘 전극판 (2) 에 제공된 관통 기공 (5) 을 통해서 실리콘 웨이퍼 (4) 측으로 흐르는 동안 무선 주파수 전압이 무선 주파수 전원 (6) 에 의해 전극판 (2) 및 랙 (3) 사이에 인가되며, 그리고 플라즈마 (10) 가 무선 주파수 전압의 인가에 의해 실리콘 전극판 (2) 및 랙 (3) 사이의 공간에서 발생되고, 이로써 실리콘 웨이퍼 (4) 의 표면이 플라즈마 (10) 에 의해 야기된 물리적 반응 및 실리콘-식각 가스 (7) 에 의해 야기된 화학적 반응을 통해 식각 처리된다 (특허 문헌 1 참조).Generally, in a plasma etching apparatus for etching a silicon wafer used during a step of manufacturing a semiconductor integrated circuit, the silicon electrode plate 2 and the rack 3 are connected to each other in a vacuum container 1 Respectively. In the plasma etching apparatus, the silicon wafer 4 is placed on the rack 3, and while the etching gas 7 flows toward the silicon wafer 4 through the through pores 5 provided in the silicon electrode plate 2, A voltage is applied between the electrode plate 2 and the rack 3 by the radio frequency power source 6 and the plasma 10 is applied between the silicon electrode plate 2 and the rack 3 Whereby the surface of the silicon wafer 4 is etched through a physical reaction caused by the plasma 10 and a chemical reaction caused by the silicon-etching gas 7 (see Patent Document 1) .

종래에는, 실리콘 전극판 (2) 으로 탄소 원자들로 구성된 전극판이 채용되어 왔다. 하지만, 최근에는, 주로 단결정 실리콘, 다결정성 실리콘, 또는 주상 결정 실리콘으로 이루어지는 실리콘 전극판이 채용되고 있다. Conventionally, an electrode plate composed of carbon atoms has been employed as the silicon electrode plate 2. However, recently, a silicon electrode plate mainly composed of single crystal silicon, polycrystalline silicon, or pillar-form crystalline silicon has been employed.

[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 No. 2003-51491[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei. 2003-51491

상술된 종래 기술들에 하기의 문제점들이 여전히 남아있다. The following problems remain in the above-mentioned prior arts.

종래 실리콘 전극판에 있어서, 그 표면은 플라즈마 식각 동안 점차 공핍되고 (depleted) 실리콘 전극판 및 대향하는 식각 대상물 사이에 발생되는 플라즈마로 인해 불균일해지며, 그 결과 불균일 (unevenness) 로 인해 원치않는 비정상적인 방전이 발생하게 된다. 이러한 비정상적인 방전이 발생하는 경우에는, 식각 불균일성이 저하될 수 있어 불리하다. In a conventional silicon electrode plate, its surface is gradually depleted during plasma etching, resulting in non-uniformity due to the plasma generated between the silicon electrode plate and the opposing etching object, and as a result, an unusual abnormal discharge . If such an abnormal discharge occurs, the etching non-uniformity may be deteriorated, which is disadvantageous.

플라즈마 식각에 의해 야기되는 이러한 표면 불균일은, 면내 비저항값에 존재하는 변화로 인한, 실리콘 전극판 및 대향하는 식각 대상물 사이의 불균일한 플라즈마 밀도에 의해 발생되는 것으로 생각된다. 따라서, 표면 불균일을 억제하기 위해서는, 비저항값의 면내 변화가 억제될 필요가 있다. 하지만, 도펀트 함량의 면내 차이가 존재하기 때문에, 비저항값의 면내 변화를 억제하는 것은 곤란하다. 특히, 도펀트 함량의 면내 차이는 높은 비저항값에 크게 영향을 주므로, 비저항값의 면내 변화를 억제하는 것은 곤란하다. 지금까지는, 실리콘 전극판 및 식각 대상물 사이의 플라즈마 밀도를 균일한 방식으로 유지하는 것이 곤란하여, 웨이퍼 면내, 즉, 식각 대상물에서의 식각율이 균일해지기가 곤란하다.This surface irregularity caused by the plasma etching is thought to be caused by the nonuniform plasma density between the silicon electrode plate and the opposing etching object due to a change in the in-plane resistivity value. Therefore, in order to suppress the surface unevenness, the in-plane variation of the resistivity value needs to be suppressed. However, since there is an in-plane difference in the dopant content, it is difficult to suppress the in-plane variation of the resistivity value. In particular, since the in-plane difference of the dopant content greatly affects the high specific resistance value, it is difficult to suppress the in-plane variation of the specific resistance value. Until now, it is difficult to maintain the plasma density between the silicon electrode plate and the object to be etched in a uniform manner, and it is difficult to uniformize the etching rate in the plane of the wafer, that is, the object to be etched.

본 발명은 상기 문제점들의 측면에서 이루어졌으며, 본 발명의 목적은 균일한 식각을 확보하기 위해서 플라즈마 식각에 의해 야기되는 표면의 불균일을 억제하는 플라즈마 식각용 실리콘 전극판을 제공하는 것이다. The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a silicon electrode plate for plasma etching which suppresses unevenness of the surface caused by plasma etching in order to ensure uniform etching.

본 발명자들은, 비저항값의 면내 균일성이 우수하고 플라즈마 식각 동안 식각율의 면내 균일성을 향상시키는 실리콘 전극판을 획득하기 위해 연구하였다. 결과적으로, 본 발명자들은, Al (알루미늄) 은 물론 B (붕소) 의 실리콘에의 도핑이 플라즈마 식각 동안 표면 상의 불균일의 발생을 억제하게 할 수 있다는 것을 알아냈다.The present inventors have studied to obtain a silicon electrode plate which has an excellent in-plane uniformity of resistivity value and improves the in-plane uniformity of the etching rate during plasma etching. As a result, the present inventors have found that the doping of Al (aluminum) as well as B (boron) to silicon can suppress the occurrence of unevenness on the surface during plasma etching.

따라서, 본 발명은 이 견지에 기초하여 이루어졌고, 상술된 문제점들을 극복하기 위해서 하기의 구성을 채용한다. 구체적으로, 본 발명의 플라즈마 식각용 실리콘 전극판은, B 및 Al 이 도펀트들로서 첨가되어 있고 Al 의 농도가 1×1013 atoms/cm3 이상인 단결정 실리콘에 의해 실리콘 전극판이 구성되는 것을 특징으로 한다. Therefore, the present invention has been made on the basis of this aspect, and adopts the following constitution to overcome the above-mentioned problems. Specifically, the plasma etching silicon electrode plate of the present invention is characterized in that a silicon electrode plate is constituted by single crystal silicon in which B and Al are added as dopants and the concentration of Al is 1 x 10 13 atoms / cm 3 or more.

B (붕소) 및 Al 이 도펀트들로서 첨가되어 있는 단결정 실리콘에 의해 플라즈마 식각용 실리콘 전극판이 구성되기 때문에, 단결정 실리콘의 전기적 특성은 면내에서 균일해진다. 이로써, 플라즈마 식각 동안 표면이 공핍되는 경우, 표면 불균일의 발생은 최소화될 수 있다. 이것은 B 보다 확산 계수가 더 큰 Al 이 첨가되는 경우, Al 이 B 보다 빠르게 쉽게 확산되어, 비저항값의 면내 균일성이 향상되기 때문이다. 이 방식으로, 비저항값의 면내 균일성이 향상되므로, 실리콘 전극판 및 대향하는 식각 대상물 사이의 플라즈마 밀도가 균일하게 된다. 결과적으로, 실리콘 전극판의 표면의 공핍 상태도 또한 균일하게 되어 그 불균일 발생을 대부분 제거하고, 이로써 비정상적인 방전의 발생을 억제하면서 식각이 균일해질 수 있다. 또한, 첨가되는 Al 의 공유 결합 반지름이 Si 의 공유 결합 반지름과 실질적으로 동일하기 때문에, 불순물 도핑과 관련된 격자 변형 (lattice strain) 이 거의 발생하지 않으며, 이로써 그 안에 내재하는 변형이 억제될 수 있어, 결과적으로 크랙이 방지된다. Since the silicon electrode plate for plasma etching is constituted by the single crystal silicon to which B (boron) and Al are added as dopants, the electric characteristics of the single crystal silicon become uniform in the plane. As a result, when the surface is depleted during the plasma etching, the occurrence of surface unevenness can be minimized. This is because, when Al having a diffusion coefficient larger than that of B is added, Al is diffused more quickly than B and the in-plane uniformity of the resistivity value is improved. In this way, the in-plane uniformity of the resistivity value is improved, so that the plasma density between the silicon electrode plate and the opposing etching object becomes uniform. As a result, the depletion state of the surface of the silicon electrode plate is also made uniform, thereby largely eliminating the occurrence of unevenness, thereby making it possible to uniformize the etching while suppressing the occurrence of abnormal discharge. In addition, since the covalent bond radius of Al to be added is substantially equal to the covalent bond radius of Si, little lattice strain associated with impurity doping occurs, whereby the inherent strain can be suppressed, As a result, cracks are prevented.

첨가되는 Al 의 농도가 그 하한값 이상의 값으로 설정되는 이유는, 그 농도가 1×1013 atoms/cm3 미만인 경우 상술된 비저항값의 면내 균일성의 효과가 명확하게 획득되지 않기 때문이다. The reason why the concentration of Al to be added is set to a value equal to or higher than the lower limit value is that the effect of in-plane uniformity of the resistivity value described above is not clearly obtained when the concentration is less than 1 x 10 13 atoms / cm 3 .

또한, 본 발명의 플라즈마 식각용 실리콘 전극판에 있어서는, Al 의 농도가 5×1013 atoms/cm3 이하인 것이 바람직하다. In the plasma etching silicon electrode plate of the present invention, the concentration of Al is preferably 5 x 10 < 13 > atoms / cm < 3 &

구체적으로, 플라즈마 식각용 실리콘 전극판에서, Al 의 농도는 5×1013 atoms/cm3 이하이다. 이로써, 단결정화율의 감소가 억제될 수 있다. 첨가되는 Al 의 농도가 그 상한값 이하인 이유는, 5×1013 atoms/cm3 을 초과하는 Al 의 농도가 Si 단결정화를 방해할 수 있고, 이로써 단결정화율 (잉곳에서의 단결정 부분의 비율) 이 감소되어, 결과적으로 제조 수율이 감소될 수 있기 때문이다. Specifically, the silicon in the electrode plate for plasma etching, the concentration of Al is 5 × 10 13 atoms / cm 3 or less. Thereby, a decrease in the rate of single crystal crystallization can be suppressed. The reason the concentration of Al than the upper limit value to be added is, 5 × 10 13 The Al concentration of greater than the atoms / cm 3 and can interfere with the Si unity purification, thereby reducing the single crystal rate (the ratio of the single crystal portion of the ingot) And as a result, the production yield can be reduced.

본 발명에 따르면, 이하의 효과들이 제공될 수 있다.According to the present invention, the following effects can be provided.

구체적으로, 본 발명의 플라즈마 식각용 실리콘 전극판은 B 및 Al 이 도펀트들로서 첨가되어 있는 단결정 실리콘에 의해 구성되며, 이로써 단결정 실리콘의 전기적 특성이 면내에서 균일해진다. 결과적으로, 플라즈마 식각에 의해 야기되는 표면 불균일이 최소화될 수 있고, 그 안에 내재하는 변형이 억제될 수 있다. 따라서, 비정상적인 방전이, 본 발명의 플라즈마 식각용 실리콘 전극판을 플라즈마 식각 장치에 채용함으로써 억제될 수 있다. 또한, 높은 면내 균일성을 확보하면서 플라즈마 식각을 수행할 수 있고, 크랙 및 칩의 발생도 또한 억제할 수 있다. Specifically, the silicon electrode plate for plasma etching of the present invention is constituted by monocrystalline silicon doped with B and Al as dopants, whereby the electrical characteristics of the monocrystalline silicon become uniform in the plane. As a result, the surface irregularities caused by the plasma etching can be minimized, and the inherent deformation can be suppressed. Therefore, an abnormal discharge can be suppressed by employing the plasma etching silicon electrode plate of the present invention in the plasma etching apparatus. In addition, plasma etching can be performed while ensuring high in-plane uniformity, and occurrence of cracks and chips can also be suppressed.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 식각용 실리콘 전극판 및 예시적인 종래의 플라즈마 식각용 실리콘 전극판을 사용하는 플라즈마 식각 장치를 나타낸 단면도. 1 is a cross-sectional view illustrating a plasma etching apparatus using a silicon electrode plate for plasma etching and an exemplary conventional silicon electrode plate for plasma etching according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 플라즈마 식각용 실리콘 전극판을 그 제조 방법과 함께 설명한다. Hereinafter, a silicon electrode plate for plasma etching according to an embodiment of the present invention will be described together with its manufacturing method.

도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 본 실시형태의 플라즈마 식각용 실리콘 전극판 (12) 은 복수의 관통 기공들 (5) 을 가지도록 형성되고 실리콘 웨이퍼 (4) 상에 대향하는 관계로 배치되며, 실리콘 웨이퍼 (4) 는 플라즈마 식각 장치의 진공 용기 (1) 내의 랙 (3) 상에 배치된다. 1, for example, the plasma etching silicon electrode plate 12 of the present embodiment is formed so as to have a plurality of through pores 5 and is arranged in a facing relation on the silicon wafer 4 And the silicon wafer 4 is placed on the rack 3 in the vacuum container 1 of the plasma etching apparatus.

플라즈마 식각 장치에서, 식각 가스 (7) 가 관통 기공들 (5) 을 통해 실리콘 웨이퍼 (4) 측으로 흐르는 동안 무선 주파수 전압이 무선 주파수 전원 (6) 에 의해 실리콘 전극판 (12) 및 랙 (3) 사이에 인가되고, 플라즈마 (10) 가 무선 주파수 전압의 인가에 의해 실리콘 전극판 (12) 및 랙 (3) 사이의 공간에 발생되며, 이로써 실리콘 웨이퍼 (4) 의 표면이 플라즈마 (10) 에 의해 야기되는 물리적 반응 및 실리콘 식각 가스 (7) 에 의해 야기되는 화학적 반응을 통해 식각 처리된다. In the plasma etching apparatus, a radio frequency voltage is applied to the silicon electrode plate 12 and the rack 3 by the radio frequency power source 6 while the etching gas 7 flows to the silicon wafer 4 side through the through pores 5. [ And the plasma 10 is generated in the space between the silicon electrode plate 12 and the rack 3 by the application of the radio frequency voltage so that the surface of the silicon wafer 4 is held by the plasma 10 Is etched through the chemical reaction caused by the physical reaction and the silicon etching gas 7 caused.

본 실시형태의 플라즈마 식각용 실리콘 전극판 (12) 은 B (붕소) 및 Al 이 도펀트들로서 첨가되어 있고, Al 의 농도가 1×1013 atoms/cm3 이상으로 설정되는 단결정 실리콘에 의해 구성된다. 또한, Al 의 농도가 5×1013 atoms/cm3 이하인 것이 바람직하다. In the plasma etching silicon electrode plate 12 of this embodiment, B (boron) and Al are added as dopants, and the concentration of Al is 1 × 10 13 atoms / cm 3 Or more. It is also preferable that the concentration of Al is 5 x 10 < 13 > atoms / cm < 3 >

이하, 본 실시형태의 플라즈마 식각용 실리콘 전극판 (12) 의 제조 방법을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing the plasma etching silicon electrode plate 12 of the present embodiment will be described in detail.

먼저, Si 를 석영 유리 도가니에 용해시킨다. 이 때, 소정의 농도를 얻기 위해 B 및 Al 를 첨가한다. 첨가되는 Al 의 양이 매우 작기 때문에, Al 이 고농도 (대략 1×1016 내지 1×1017 atoms/cm3) 로 Si 에 함유되어 있는 다결정성 Si 잉곳을 미리 준비한다. 다결정성 Si 잉곳을 부수어 Al-함유 다결정성 Si 분말을 획득한다. 이후, Al-함유 다결정성 Si 분말의 중량을 재어, 필요한 Al 농도를 획득한 다음, 석영 유리 도가니 내의 Si 에 첨가한다. First, Si is dissolved in a quartz glass crucible. At this time, B and Al are added to obtain a predetermined concentration. A polycrystalline Si ingot in which Al is contained in Si at a high concentration (approximately 1 × 10 16 to 1 × 10 17 atoms / cm 3 ) is prepared in advance because the amount of Al to be added is very small. The polycrystalline Si ingot is crushed to obtain an Al-containing polycrystalline Si powder. Thereafter, the Al-containing polycrystalline Si powder is weighed to obtain the required Al concentration, and then added to the Si in the quartz glass crucible.

다음, 예를 들어, 직경이 300 mm 인 단결정 실리콘 잉곳을 상술한 석영 유리 도가니로부터 준비하고, 다이아몬드 띠 톱 (diamond band saw) 을 사용하여 잉곳을 두께 4mm 로 슬라이싱하여, 디스크 형상의 단결정 실리콘 기판을 준비한다. 단결정 실리콘 잉곳은, B (붕소) 가 1×1014 내지 5×1014 atoms/cm3 의 도펀트 농도로 첨가되어 있고 Al 이 1×1013 내지 5×1013 atoms/cm3 의 도펀트 농도로 첨가되어 있는 상태에서 결정 성장한 결과이다. B 및 Al 의 도펀트 농도가 조절되어, 잉곳은 전체적으로 p-형 단결정 실리콘 잉곳이다. 단결정 실리콘 기판은 또한 Al 과 접촉하는 소정의 B 농도를 갖는 실리콘 기판을 가열하여 Al 의 열 확산을 가능하게 함으로써 획득될 수도 있다.Next, for example, a single crystal silicon ingot having a diameter of 300 mm is prepared from the quartz glass crucible described above, and the ingot is sliced to a thickness of 4 mm by using a diamond band saw to form a disk-shaped single crystal silicon substrate Prepare. Single-crystal silicon ingot, B was added to the (boron) is 1 × 10 14 to 5 × 10 is added at 14 the dopant concentration in atoms / cm 3 and the dopant concentration of Al is 1 × 10 13 to 5 × 10 13 atoms / cm 3 The results are shown in Fig. The dopant concentrations of B and Al are adjusted so that the ingot is entirely a p-type single crystal silicon ingot. The single crystal silicon substrate may also be obtained by heating a silicon substrate having a predetermined B concentration in contact with Al to enable thermal diffusion of Al.

또한, 단결정 실리콘 기판의 상부 표면 및 저부 표면은 표면 연마되며, 그 두께는 워핑 (warping) 을 제거함으로써 균일하게 된다. 다음, 탑재 개구들 및 관통 기공들 (5) 이 내부에 형성된다. 예를 들어, 내직경이 0.5 mm 인 관통 기공들 (5) 이 기공들 사이에 8 mm 피치를 두고 형성된다. 다음, 단결정 실리콘 기판을 또한 표면 연마 처리하여 소정 두께를 갖는 제품을 획득한다. Further, the upper and lower surfaces of the single crystal silicon substrate are surface polished, and the thickness thereof is made uniform by eliminating warping. Then, mounting apertures and through pores 5 are formed therein. For example, through-pores 5 with an inner diameter of 0.5 mm are formed at 8 mm pitches between the pores. Next, the single crystal silicon substrate is further subjected to a surface polishing treatment to obtain a product having a predetermined thickness.

이로써 준비된 본 실시형태의 플라즈마 식각용 실리콘 전극판 (12) 은 B (붕소) 및 Al 이 도펀트들로서 첨가되어 있는 단결정 실리콘에 의해 구성되기 때문에, 단결정 실리콘의 전기적 특성이 면내에서 균일해진다. 즉, 표면이 플라즈마 식각 동안 공핍되는 경우 표면 불균일의 발생이 최소화될 수 있다. 이것은 B 보다 확산 계수가 더 큰 Al 이 첨가되는 경우, Al 이 B 보다 빠르게 쉽게 확산되어, 비저항값의 면내 균일성이 향상되기 때문이다. Since the plasma etching silicon electrode plate 12 of this embodiment thus prepared is constituted by monocrystalline silicon doped with B (boron) and Al as dopants, the electrical characteristics of the single crystal silicon become uniform in the plane. That is, the occurrence of surface irregularities can be minimized when the surface is depleted during plasma etching. This is because, when Al having a diffusion coefficient larger than that of B is added, Al is diffused more quickly than B and the in-plane uniformity of the resistivity value is improved.

이 방식으로, 비저항값의 면내 균일성이 향상되므로, 실리콘 전극판 (12) 및 대향하는 식각 대상물 (실리콘 웨이퍼 (4)) 사이의 플라즈마 밀도가 균일하게 된다. 결과적으로, 실리콘 전극판 (12) 의 표면의 공핍 상태도 또한 균일하게 되어 그 불균일 발생을 대부분 제거하고, 이로써 비정상적인 방전의 발생을 억제하면서 식각이 균일해질 수 있다. 또한, 첨가되는 Al 의 공유 결합 반지름이 Si 의 공유 결합 반지름과 실질적으로 동일하기 때문에, 불순물 도핑과 관련된 격자 변형은 거의 발생하지 않으며, 이로써 그 안에 내재하는 변형이 억제될 수 있어, 결과적으로 크랙이 방지된다. In this way, the in-plane uniformity of the resistivity value is improved, so that the plasma density between the silicon electrode plate 12 and the opposing etching object (silicon wafer 4) becomes uniform. As a result, the depletion state of the surface of the silicon electrode plate 12 also becomes uniform, thereby largely eliminating the occurrence of non-uniformity, thereby making it possible to uniformize the etching while suppressing the occurrence of abnormal discharge. Further, since the covalent bond radius of Al to be added is substantially the same as the covalent radius of Si, lattice strain associated with impurity doping hardly occurs, whereby deformation inherent in the lattice strain can be suppressed, .

또한, Al 의 농도가 1×1013 내지 5×1013 atoms/cm3 의 범위이기 때문에, 우수한 비저항값의 면내 균일성이 획득되고 단결정화율이 또한 감소되며, 이로써 제조 수율의 감소가 억제될 수 있다. Further, since the concentration of Al is in the range of 1 × 10 13 to 5 × 10 13 atoms / cm 3 , the in-plane uniformity of an excellent resistivity value is obtained and the single crystalization rate is also reduced, have.

[실시예들] [Examples]

다음, 전술된 실시형태에 기초하여, 실시예들에 의해 실제로 제조된 실리콘 전극판의 평가 결과를 참조하여, 본 발명의 실리콘 전극판을 구체적으로 설명한다. Next, the silicon electrode plate of the present invention will be specifically described with reference to the evaluation results of the silicon electrode plate actually manufactured by the embodiments based on the above-described embodiments.

실시예들에서, 본 발명의 실리콘 전극판들을 표 1 에 나타낸 바와 같이 첨가된 Al 의 양을 변화시킴으로써 준비한 다음, 비저항값의 면내 분포, 프로세싱 동안의 크랙의 수 (100개의 판 당 크랙의 수), 및 Si 단결정화율을 조사하였다. 이들 결과는 표 1에 나타낸다. 비교예로서, Al 이 1×1013 atoms/cm3 미만의 농도로 첨가되어 있는 실리콘 전극판도 또한 동일한 방식으로 준비 및 평가하였고, 그 결과도 물론 표 1에 나타낸다. 실시예들 및 비교예 모두에서, 첨가된 B 의 양은 2×1014 atoms/cm3 이었다In embodiments, the silicon electrode plates of the present invention were prepared by varying the amount of Al added as shown in Table 1, and then the in-plane distribution of the resistivity values, the number of cracks during processing (the number of cracks per 100 plates) , And Si single crystalization were investigated. These results are shown in Table 1. As a comparative example, a silicon electrode plate in which Al was added at a concentration of less than 1 x 10 < 13 > atoms / cm < 3 > was also prepared and evaluated in the same manner. In both Examples and Comparative Examples, the amount of B added was 2 x 10 14 atoms / cm 3

종류Kinds Al 첨가량
(×1013 atoms/cm3)
Al content
(× 10 13 atoms / cm 3 )
비저항값의
면내 분포
(%)
Resistivity value
In-plane distribution
(%)
프로세싱 동안의 크랙의 수
(100개의 판 당 크랙의 수)
Number of cracks during processing
(Number of cracks per 100 sheets)
Si 단결정화율 (%)Si single crystallization rate (%)
비교예Comparative Example 0.50.5 5.55.5 66 9797 실시예 1Example 1 1.01.0 2.82.8 1One 9797 실시예 2Example 2 2.82.8 2.52.5 00 9595 실시예 3Example 3 5.05.0 2.32.3 1One 9393 실시예 4Example 4 7.87.8 2.32.3 1One 8686

평가 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예들에서 비저항값의 면내 분포의 수치는 비교예와 비교하여 대략 절반으로 감소된다. 또한, 실시예들에서 프로세싱 동안의 크랙의 수는 비교예와 비교하여 상당히 감소된다. Al 의 첨가량 (Al 농도) 이 5×1013 atoms/cm3 를 초과하는 실시예 4에서는, Si 단결정화율이 다른 실시예들 및 비교예에서의 Si 단결정화율 미만으로 저하된다. 하지만, Al 의 첨가량이 5×1013 atoms/cm3 이하인 실시예들 1 내지 3 에서는, 93% 이상의 Si 단결정화율이 획득된다. As can be seen from the evaluation results, in the embodiments of the present invention, the numerical value of the in-plane distribution of the resistivity value is reduced to about half as compared with the comparative example. Also, the number of cracks during processing in embodiments is significantly reduced compared to the comparative example. The addition amount of Al (Al concentration) is carried out in excess of 5 × 10 13 atoms / cm 3 Example 4, single crystal Si ratio is lowered to less than the rate of single-crystal Si in the other embodiments and comparative examples. However, the added amount of Al in the embodiments 1 to 3, not more than 5 × 10 13 atoms / cm 3 , is obtained more than 93% Si single crystal ratio.

이 방식으로, 실시예들의 실리콘 전극판들은 비저항값의 높은 면내 균일성을 나타내고, 프로세싱 동안 크랙의 발생이 억제될 수 있다. In this way, the silicon electrode plates of the embodiments exhibit high in-plane uniformity of resistivity values and the occurrence of cracks during processing can be suppressed.

본 발명의 기술적 범위는 전술된 실시형태들 및 실시에들에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 범위 또는 교시로부터 벗어나지 않으면서 다양한 방식으로 변경될 수 있다.The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments and implementations, and the present invention can be modified in various ways without departing from the scope or teachings of the present invention.

1: 진공 용기, 2, 12: 실리콘 전극판, 3: 랙, 4: 실리콘 웨이퍼, 5: 관통 기공, 6: 무선 주파수 전원, 7: 플라즈마 식각 가스, 10: 플라즈마1: Vacuum container 2, 12: Silicon electrode plate 3: Rack 4: Silicon wafer 5: Through pore 6: Radio frequency power source 7: Plasma etching gas 10: Plasma

Claims (2)

플라즈마 식각 장치의 진공 용기 내의 랙 상에 배치된 식각 대상물의 상방에 대향 상태로 배치되는 플라즈마 식각용 실리콘 전극판으로서,
B 및 Al 이 도펀트들로서 첨가되어 있는 단결정 실리콘으로 구성되고,
상기 Al 의 농도가 1×1013 atoms/cm3 이상, 5×1013 atoms/cm3 이하이고,
전체로서 p형으로 되어 있는 것을 특징으로 하는, 플라즈마 식각용 실리콘 전극판.
A plasma etching silicon electrode plate arranged in an opposed state above an object to be etched arranged on a rack in a vacuum container of a plasma etching apparatus,
B and Al are monocrystalline silicon doped as dopants,
The concentration of Al is not less than 1 x 10 13 atoms / cm 3 and not more than 5 x 10 13 atoms / cm 3 ,
Type silicon electrode plate as a whole.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5630710B2 (en) * 2011-01-31 2014-11-26 三菱マテリアル株式会社 Silicon electrode plate for plasma etching
TWI606512B (en) * 2012-12-27 2017-11-21 三菱綜合材料股份有限公司 Silicon part for plasma etching apparatus and method of producing the same
JP6766678B2 (en) * 2017-02-17 2020-10-14 三菱マテリアル株式会社 Electrode plate for plasma processing equipment and its manufacturing method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010032708A1 (en) * 1998-11-04 2001-10-25 Mitsubishi Materials Corporation Electrode plate for plasma etching equipment for forming uniformly-etched surface
JP2003051491A (en) 2001-08-03 2003-02-21 Mitsubishi Materials Corp Electrode plate for plasma-etching apparatus
JP2006245536A (en) * 2005-02-01 2006-09-14 Tokyo Electron Ltd Silicon member and method of manufacturing the same

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54149463A (en) * 1978-05-15 1979-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Selective diffusion method aluminum
JPH08250488A (en) * 1995-01-13 1996-09-27 Seiko Epson Corp Device and method for plasma treatment
JP3728021B2 (en) * 1996-06-28 2005-12-21 日清紡績株式会社 Plasma etching electrode and manufacturing method thereof
FR2803090B1 (en) * 1999-12-22 2003-07-11 St Microelectronics Sa ALUMINUM IMPLANTATION PROCESS
JP3411539B2 (en) * 2000-03-06 2003-06-03 株式会社日立製作所 Plasma processing apparatus and plasma processing method
US20020127853A1 (en) * 2000-12-29 2002-09-12 Hubacek Jerome S. Electrode for plasma processes and method for manufacture and use thereof
JP4862221B2 (en) * 2001-04-03 2012-01-25 信越半導体株式会社 N-type silicon single crystal wafer and manufacturing method thereof
JP3868341B2 (en) * 2002-04-22 2007-01-17 日清紡績株式会社 Plasma etching electrode with excellent heat resistance and dry etching apparatus equipped with the same
JP4403919B2 (en) * 2004-04-01 2010-01-27 株式会社Sumco Durable silicon electrode plate for plasma etching
JP2009018967A (en) * 2007-07-12 2009-01-29 Sharp Corp Fusing method for solid raw material and method for growing crystal
JP2009188173A (en) * 2008-02-06 2009-08-20 Tokyo Electron Ltd Substrate treatment method and substrate treatment apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010032708A1 (en) * 1998-11-04 2001-10-25 Mitsubishi Materials Corporation Electrode plate for plasma etching equipment for forming uniformly-etched surface
JP2003051491A (en) 2001-08-03 2003-02-21 Mitsubishi Materials Corp Electrode plate for plasma-etching apparatus
JP2006245536A (en) * 2005-02-01 2006-09-14 Tokyo Electron Ltd Silicon member and method of manufacturing the same

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