JP2002050672A - Silicon/graphite composite ring for mounting silicon wafer, and dry etching apparatus having the same mounted thereon - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite wafer for mounting of a silicon wafer and a dry etching apparatus having the ring mounted thereon, which can improve the yield of the silicon wafer without the risk of impurity contamination, having good cooling efficiency and thermal strain. SOLUTION: The composite ring member for mounting of a silicon wafer includes a first cylindrical ring, having an accepting part on which the silicon wafer can be mounted and a second cylindrical ring joined to the rear surface of the first ring. The first ring is made of silicon, the second ring is made of graphite, the first and second rings are jointed to each other through brazing or with a thermal conducting adhesive.

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、半導体デバイスを
製造する際に用いられるシリコンウェハー搭載用シリコ
ン−グラファイト複合リング及びそれを装着したドライ
エッチング装置に関し、さらに詳しくは、不純物汚染の
恐れがなくかつウェハーの位置安定性を良好に維持しな
がらエッチングの処理範囲を広げることにより半導体デ
バイスの歩留まりを向上させることができるシリコンウ
ェハー搭載用シリコン−グラファイト複合リング及びそ
れを装着したドライエッチング装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silicon-graphite composite ring for mounting a silicon wafer used for manufacturing a semiconductor device and a dry etching apparatus having the ring mounted thereon. The present invention relates to a silicon-graphite composite ring for mounting a silicon wafer capable of improving the yield of semiconductor devices by expanding the processing range of etching while maintaining good positional stability of a wafer, and a dry etching apparatus equipped with the ring.

【０００２】[0002]

【従来の技術】コンピューターに代表される情報機器の
発展に伴い、それら機器の主要構成デバイスとなる半導
体集積回路には、集積度の向上が一層強く要求されるよ
うになっている。半導体デバイスの製造時には、性能確
保の面から原料はもとより製造工程段階においても不純
物の混入を極度に嫌うため、クリーンルームのような清
浄環境下で作業が進められる。いうまでもなく製造装置
を構成する各部材についても、不純物の発生がないこと
が必要とされている。イオン注入、ドライエッチング、
スパッタリングに代表されるウェハーの処理は、チャン
バーと呼ばれる高真空に減圧可能な反応室内で行われる
が、半導体集積回路の集積度が向上するにつれ、より高
レベルの純度基準を満たす必要に迫られており、チャン
バーやそれを構成する各部材についても不純物汚染の少
ない材料特性が求められている。2. Description of the Related Art With the development of information devices typified by computers, there has been a strong demand for semiconductor integrated circuits, which are the main components of such devices, to have higher integration. In manufacturing a semiconductor device, impurities are extremely disliked not only at the raw material stage but also at the manufacturing process stage from the viewpoint of ensuring performance, so that the operation is carried out in a clean environment such as a clean room. Needless to say, it is necessary that each member constituting the manufacturing apparatus does not generate impurities. Ion implantation, dry etching,
Processing of wafers represented by sputtering is performed in a reaction chamber called a chamber, which can be decompressed to a high vacuum, but as the degree of integration of semiconductor integrated circuits increases, it is necessary to meet higher purity standards. Therefore, the chamber and each member constituting the chamber are also required to have material characteristics with less impurity contamination.

【０００３】ドライエッチングの場合を例に挙げ、チャ
ンバー内部の各部材を図３により説明すると、通常、チ
ャンバーには、対向する形で、上部電極と下部電極とか
らなる一対の電極が設置され、その下部電極を高周波電
源に接続することにより対向する電極間にプラズマが発
生する。シリコンウェハーは、下部電極の真上に搭載用
部材を介して取り付けられ、プラズマ雰囲気の下でエッ
チングガスによりエッチング処理される。従来、ドライ
エッチング装置におけるウェハー搭載用部材には、表面
にシリコンウェハーを搭載できる受容部を有するシリコ
ン製の単一筒状リングが用いられていたが、近年になっ
て、単一筒状リングでは、あまりにも脆弱であるため、
実験的ではあるが、シリコン製の筒状リングとそれを補
強するために支持されたアルミニウム等の金属製の筒状
リングとからなる複合リングが試用されるようになって
きた。[0003] Each member inside the chamber will be described with reference to FIG. 3 taking the case of dry etching as an example. Generally, a pair of electrodes consisting of an upper electrode and a lower electrode are installed in the chamber in opposition to each other. By connecting the lower electrode to a high-frequency power supply, plasma is generated between the opposing electrodes. The silicon wafer is mounted directly above the lower electrode via a mounting member, and is etched by an etching gas in a plasma atmosphere. Conventionally, as a member for mounting a wafer in a dry etching apparatus, a single cylindrical ring made of silicon having a receiving portion on which a silicon wafer can be mounted has been used.In recent years, a single cylindrical ring has been used. , Too vulnerable,
Although experimental, a composite ring including a silicon cylindrical ring and a metal cylindrical ring such as aluminum supported to reinforce the silicon cylindrical ring has come to be used.

【０００４】しかし、こうしたシリコンとアルミニウム
等の金属との複合リングでは、アルミニウム等の金属か
ら発生する不純物汚染の恐れがあるばかりでなく、複合
リング自体が冷却効率に劣るため、エッチングの処理速
度を上げることができず、さらに、シリコンとアルミニ
ウム等の金属との熱膨張の差が大きいため、熱歪が生じ
て、シリコンウェハーの位置安定性を悪くし、エッチン
グの処理密度を均一にできず、その結果、ドライエッチ
ングにおける半導体デバイス、すなわちシリコンウェハ
ーの歩留まりを悪化させるという問題があった。However, in such a composite ring of silicon and a metal such as aluminum, not only is there a risk of impurity contamination generated from a metal such as aluminum, but also the cooling efficiency of the composite ring itself is low. In addition, because of the large difference in thermal expansion between silicon and metal such as aluminum, thermal distortion occurs, deteriorating the positional stability of the silicon wafer, and making the etching processing density not uniform. As a result, there is a problem that the yield of semiconductor devices in dry etching, that is, the yield of silicon wafers is deteriorated.

【０００５】上記のような問題点があるために、半導体
製造装置において、ウェハー処理装置用部材には、従来
から種々のものが提案されており、例えば、特開平１０
−２５６１７７号公報には、特定厚さのガラス状カーボ
ンを、イオンビーム等の照射を受ける金属部材又は黒鉛
部材の表面に貼着したウェハー処理装置用部材などが提
案されている。Due to the above-mentioned problems, various members for a wafer processing apparatus in a semiconductor manufacturing apparatus have been conventionally proposed.
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No.-256177 proposes a member for a wafer processing apparatus in which glassy carbon having a specific thickness is adhered to the surface of a metal member or a graphite member which is irradiated with an ion beam or the like.

【０００６】しかしながら、これらの提案にも拘わら
ず、未だ上記の欠点をなくした、すなわち、不純物汚染
の恐れがなく、冷却効率がよく、そのため熱歪が生じな
く、シリコンウェハーの歩留まりがよくなるというシリ
コンウェハーを搭載する装置用部材は、見当らない。そ
のため、ウェハー搭載装置において、半導体デバイスの
歩留まりを向上させることができるウェハー搭載用部材
の開発が強く望まれていた。However, in spite of these proposals, the above-mentioned disadvantages have been eliminated, that is, there is no fear of impurity contamination, cooling efficiency is high, and therefore thermal distortion does not occur and silicon wafer yield is improved. There is no device member for mounting the wafer. Therefore, in a wafer mounting apparatus, there has been a strong demand for the development of a wafer mounting member capable of improving the yield of semiconductor devices.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来のシリコンとアルミニウム等の金属との複合リング
などが持つ問題点を解消し、不純物汚染の恐れがなく、
冷却効率がよく、熱歪が生じなく、シリコンウェハーの
歩留まりが向上するという、シリコンウェハー搭載用複
合リング及びそれを装着したドライエッチング装置を提
供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional composite ring of silicon and metal such as aluminum, and to eliminate the possibility of impurity contamination.
An object of the present invention is to provide a composite ring for mounting a silicon wafer and a dry etching apparatus equipped with the same, in which cooling efficiency is good, thermal distortion does not occur, and the yield of the silicon wafer is improved.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するため、最適なシリコンウェハー搭載用部材
の開発について鋭意検討を行った結果、複合リング部材
の構造を、表面にシリコンウェハーを搭載できる受容部
を有するシリコンから形成された第１の筒状リングと、
その裏面に接合したグラファイトから形成された第２の
筒状リングとの複合体にすることにより、不純物汚染の
恐れがなく、かつウェハーの位置安定性を良好に維持し
ながらエッチングの処理範囲を広げ、半導体デバイスの
歩留まりを向上させることのできるシリコンウェハー搭
載用シリコン−グラファイト複合リング及びそれを装着
したドライエッチング装置が得られることを見出した。
本発明は、これらの知見に基づいて完成に至ったもので
ある。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present inventors have conducted intensive studies on the development of an optimal silicon wafer mounting member. A first cylindrical ring formed of silicon having a receiving portion on which a wafer can be mounted;
By forming a composite with a second cylindrical ring formed of graphite bonded to the back surface, there is no risk of impurity contamination and the processing range of etching can be expanded while maintaining good positional stability of the wafer. It has been found that a silicon-graphite composite ring for mounting a silicon wafer, which can improve the yield of semiconductor devices, and a dry etching apparatus equipped with the same can be obtained.
The present invention has been completed based on these findings.

【０００９】すなわち、本発明の第１の発明によれば、
表面にシリコンウェハーを搭載できる受容部を有する第
１の筒状リングとその裏面に接合した第２の筒状リング
とから構成されるシリコンウェハー搭載用複合リング部
材であって、第１の筒状リングは、シリコンから形成さ
れ、一方、第２の筒状リングは、グラファイトから形成
され、かつ、第１の筒状リングと第２の筒状リングは、
金属ロウ付けによるろう接又は熱伝導性接着剤による接
着により接合されてなることを特徴とするシリコンウェ
ハー搭載用複合リング部材が提供される。That is, according to the first aspect of the present invention,
A composite ring member for mounting a silicon wafer, comprising: a first cylindrical ring having a receiving portion capable of mounting a silicon wafer on a front surface thereof; The ring is formed from silicon, while the second tubular ring is formed from graphite, and the first and second tubular rings are
A composite ring member for mounting on a silicon wafer is provided, which is joined by brazing by metal brazing or bonding by a heat conductive adhesive.

【００１０】また、本発明の第２の発明によれば、第１
の発明において、第２の筒状リングは、さらに、第１の
筒状リングと少なくとも反対側の表面をガラス状カーボ
ンでコーティングされることを特徴とするシリコンウェ
ハー搭載用複合リング部材が提供される。Further, according to the second aspect of the present invention, the first aspect
In the invention, the second cylindrical ring is further provided with a composite ring member for mounting on a silicon wafer, characterized in that at least the surface opposite to the first cylindrical ring is coated with glassy carbon. .

【００１１】さらに、本発明の第３の発明によれば、第
１の発明又は第２の発明に係わるシリコンウェハー搭載
用複合リング部材を装着したドライエッチング装置が提
供される。Further, according to a third aspect of the present invention, there is provided a dry etching apparatus equipped with the composite ring member for mounting a silicon wafer according to the first or second aspect.

【００１２】本発明は、上記した如く、不純物汚染の恐
れがなく、かつシリコンウェハーの位置安定性を良好に
維持しながらエッチングの処理範囲を広げ、半導体デバ
イスの歩留まりを向上させることのできるシリコンウェ
ハー搭載用シリコン−グラファイト複合リング及びそれ
を装着したドライエッチング装置に係わるものである
が、その好ましい態様としては、次のものが包含され
る。As described above, the present invention is directed to a silicon wafer capable of expanding the processing range of etching while maintaining good positional stability of the silicon wafer without the risk of impurity contamination and improving the yield of semiconductor devices. The present invention relates to a silicon-graphite composite ring for mounting and a dry etching apparatus to which the ring is mounted, and preferred embodiments thereof include the following.

【００１３】（１）第１の発明において、第１の筒状リ
ングと第２の筒状リングは、金属ロウ付けによるろう接
により接合されてなることを特徴とする、上記のシリコ
ンウェハー搭載用複合リング部材。 （２）前記の金属ロウは、インジウムロウであることを
特徴とする、上記のシリコンウェハー搭載用複合リング
部材。 （３）第１の発明において、第１の筒状リングと第２の
筒状リングは、熱伝導性接着剤による接着により接合さ
れてなることを特徴とする、上記のシリコンウェハー搭
載用複合リング部材。 （４）前記の熱伝導性接着剤は、エポキシ樹脂に、銀、
アルミニウム、ニッケル、又は炭素粉末から選ばれる少
なくとも１種の充填剤を配合するものであることを特徴
とする、上記のシリコンウェハー搭載用複合リング部
材。 （５）第２の発明において、ガラス状カーボンコート層
の厚さが少なくとも２〜３μｍであることを特徴とす
る、上記のシリコンウェハー搭載用複合リング部材。(1) In the first invention, the first cylindrical ring and the second cylindrical ring are joined to each other by brazing by metal brazing. Composite ring member. (2) The composite ring member for mounting a silicon wafer described above, wherein the metal brazing is an indium brazing. (3) In the first invention, the first cylindrical ring and the second cylindrical ring are joined by bonding with a heat conductive adhesive, and the composite ring for mounting a silicon wafer is provided. Element. (4) The heat conductive adhesive is made of epoxy resin, silver,
The above-described composite ring member for mounting on a silicon wafer, wherein at least one filler selected from aluminum, nickel, and carbon powder is blended. (5) The composite ring member for mounting on a silicon wafer according to the second invention, wherein the thickness of the glassy carbon coat layer is at least 2-3 μm.

【００１４】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【００１５】１．第１の筒状リング 本発明のシリコンウェハー搭載用部材には、シリコン−
グラファイト複合リングが用いられ、シリコンウェハー
が直接搭載される第１の筒状リング、すなわちクランプ
リングとして、シリコンから形成されるリング（シリコ
ンリングと称することもある）が用いられる。特に、シ
リコンリングは、エッチング工程でシリコンウェハーを
固定し、ウェハーの外縁を保護し、汚染を防止するもの
であって、シリコンウェハーのエッチングの範囲を広げ
るために、用いられる。1. First cylindrical ring The silicon wafer mounting member of the present invention includes silicon-
A graphite composite ring is used, and a ring formed of silicon (sometimes referred to as a silicon ring) is used as a first cylindrical ring on which a silicon wafer is directly mounted, that is, a clamp ring. In particular, the silicon ring is used to fix the silicon wafer in the etching process, protect the outer edge of the wafer, and prevent contamination, and is used to increase the etching range of the silicon wafer.

【００１６】シリコンウェハーのクランプリングとして
用いられるために、シリコンから形成される第１の筒状
リングには、表面にシリコンウェハーを搭載できる受容
部を有するものであり、その受容部については、エッチ
ング工程でシリコンウェハーを安定的に固定できるもの
であれば、特に限定されないが、通常は、筒状の段にな
っており、段の高さは、シリコンウェハーのエッチング
の範囲を広げるために、シリコンウェハーの高さに揃え
ている。In order to be used as a clamp ring for a silicon wafer, the first cylindrical ring made of silicon has a receiving portion on the surface of which a silicon wafer can be mounted, and the receiving portion is etched. There is no particular limitation as long as the silicon wafer can be stably fixed in the process.However, usually, the shape is a cylindrical step, and the height of the step is set to be larger than that of the silicon wafer in order to widen the etching range of the silicon wafer. Aligned to wafer height.

【００１７】シリコンリングとして、基体をなすシリコ
ンは、特に限定されないが、シリコンウェハーのエッチ
ングの範囲を広げ、有効なデバイス領域を全て利用する
ために、高純度で高密度のものを使用することが望まし
い。そのようなシリコンとしては、ドーバント（ドープ
剤）が硼素（Ｂ）であるＰ型単結晶シリコンなどが挙げ
られ、その結晶方位は、［１００］である。また、電気
抵抗率は、シリコンウェハーの抵抗率と同じであること
が望ましく、一般的には、１〜２０Ω・ｃｍの範囲であ
る。As the silicon ring, the silicon constituting the base is not particularly limited. However, in order to widen the etching range of the silicon wafer and use all the effective device area, it is necessary to use a silicon ring having a high purity and a high density. desirable. Examples of such silicon include P-type single crystal silicon whose boron (doping agent) is boron (B), and its crystal orientation is [100]. Further, the electrical resistivity is desirably the same as the resistivity of the silicon wafer, and is generally in the range of 1 to 20 Ω · cm.

【００１８】２．第２の筒状リング 本発明のシリコンウェハー搭載用部材に用いられる複合
リングには、上記のシリコンウェハーが直接搭載される
第１の筒状リング（すなわちシリコンリング）の裏面と
接合する第２の筒状リング、すなわち冷却用リングとし
て、グラファイトから形成されるリング（グラファイト
リングと称することもある）が用いられる。特に、グラ
ファイトリングは、エッチング工程でシリコンウェハー
の不純物汚染の恐れがなく、シリコンウェハーの位置安
定性を良好に維持するために、用いられる。2. Second Cylindrical Ring The composite ring used for the silicon wafer mounting member of the present invention includes a second cylindrical ring which is bonded directly to the back surface of the first cylindrical ring (that is, the silicon ring) on which the silicon wafer is directly mounted. As a cylindrical ring, that is, a ring formed of graphite (sometimes called a graphite ring) is used as a cooling ring. In particular, the graphite ring is used in order to maintain good positional stability of the silicon wafer without fear of impurity contamination of the silicon wafer during the etching process.

【００１９】グラファイトリングは、冷却用リングとし
て用いられるために、熱伝導性がよく（すなわち熱伝導
率が高く）、クランプリングのシリコンリングと熱膨張
率の差が小さいものである必要がある。熱伝導性が悪
く、熱膨張率の差が大きいと、シリコンウェハーの大口
径化、処理温度の高温化、急熱・急冷処理の要求等に対
処できず、シリコンウェハーを不均一に加熱したり、熱
歪や熱応力による割れを生じる恐れがある。従来用いら
れたアルミナやアルマイトなどのアルミニウム製は、熱
伝導率が低く、特にシリコンとの熱膨張率の差が大き
く、熱歪などが生じる恐れがあるため、本発明におい
て、冷却リングとしてグラファイトリングを用いる効果
は、大きい。Since the graphite ring is used as a cooling ring, it must have good thermal conductivity (ie, high thermal conductivity) and a small difference in thermal expansion coefficient from the silicon ring of the clamp ring. If the thermal conductivity is poor and the difference in the coefficient of thermal expansion is large, the silicon wafer cannot be dealt with, such as large diameter silicon wafers, high processing temperature, rapid heating / quenching, etc. There is a possibility that cracks may occur due to thermal strain or thermal stress. Conventionally made of aluminum such as alumina and anodized aluminum have low thermal conductivity, particularly a large difference in thermal expansion coefficient from silicon, and may cause thermal distortion. Therefore, in the present invention, a graphite ring is used as a cooling ring. The effect of using is large.

【００２０】グラファイトリングとして、基体をなすグ
ラファイトは、特に限定されないが、シリコンウェハー
エッチング時の不純物汚染の恐れがなく、熱伝導率が高
く、シリコンリングと熱膨張率の差が小さいものである
ために、高純度のものを使用することが望ましい。その
ようなグラファイトとしては、半導体グレードのものが
挙げられ、例えば、市販されているものでは、ルカーボ
ン社製のＣＸ−２１２３、ＣＸ−２１１４、ＣＸ−２２
０６や、東洋炭素社製のＥＧＦ−２６２、ＥＧＦ−２６
４などがある。また、グラファイトリングは、グラファ
イトとガラス状カーボン製との複合体であっても良い。As the graphite ring, the graphite forming the substrate is not particularly limited, but it is a material which has no risk of impurity contamination during etching of a silicon wafer, has a high thermal conductivity, and has a small difference in thermal expansion coefficient from the silicon ring. It is desirable to use a high-purity material. Examples of such graphite include semiconductor-grade graphite. For example, commercially available graphites include CX-2123, CX-2114, and CX-22 manufactured by LeCarbon.
06 and EGF-262 and EGF-26 manufactured by Toyo Tanso Co., Ltd.
4 and so on. The graphite ring may be a composite of graphite and glassy carbon.

【００２１】さらに、グラファイトリングの表面に、ガ
ラス状カーボンがコーティングされていることが望まし
い。コーティングされる箇所は、少なくとも第１の筒状
リングと反対側の表面であり、ドライエッチング時にエ
ッチングガスに曝されるところである。コーティングさ
れるガラス状カーボンは、厚さが通常２〜３μｍであ
り、コーティング方法には、特に制限はなく、従来用い
られてきた方法の中から、適宜、選択することができ
る。例えば、（Ａ）グラファイト成形物を樹脂溶液中に
入れてグラファイト成形物中に樹脂を含浸し、これを焼
成して、グラファイト成形物の内部のグラファイト粒子
表面までガラス状カーボンで被覆する方法、（Ｂ）グラ
ファイト成形物に樹脂溶液を吹付けて成形物表面に樹脂
を設け、これを焼成してグラファイト成形物表面にガラ
ス状カーボンの被膜を設ける方法、あるいは、（Ｃ）グ
ラファイト成形物に樹脂を含浸、焼成した後、成形物表
面に樹脂被膜を設けさらに焼成するという、（Ａ）と
（Ｂ）を組み合わせた方法が挙げられる。これら方法に
おいて、樹脂としてはポリカルボジイミド樹脂、フェノ
ール樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。ま
た、グラファイト成形物に樹脂を含浸する際は、大気圧
下でもよいが、適宜の減圧により樹脂の含浸深さを調整
することも可能である。本発明においては、グラファイ
トの表面の気孔がより多く塞がれ、表面硬度が高くなる
（Ｂ）、（Ｃ）の方法が好ましい。Further, it is desirable that the surface of the graphite ring is coated with glassy carbon. The portion to be coated is at least a surface opposite to the first cylindrical ring, and is exposed to an etching gas during dry etching. The glassy carbon to be coated has a thickness of usually 2 to 3 μm, and the coating method is not particularly limited, and can be appropriately selected from conventionally used methods. For example, (A) a method in which a graphite molded product is put into a resin solution, a resin is impregnated in the graphite molded product, and the resin is baked to cover the surface of the graphite particles inside the graphite molded product with glassy carbon; B) A method in which a resin solution is sprayed on a graphite molded product to provide a resin on the surface of the molded product, which is baked to provide a glassy carbon coating on the surface of the graphite molded product, or (C) a method in which the resin is applied to the graphite molded product. After impregnation and firing, there is a method of combining (A) and (B), in which a resin film is provided on the surface of the molded product and further fired. In these methods, a thermosetting resin such as a polycarbodiimide resin and a phenol resin can be used as the resin. When the graphite molded article is impregnated with the resin, the impregnation depth may be adjusted by appropriately reducing the pressure, although the atmospheric pressure may be used. In the present invention, the methods (B) and (C) in which pores on the surface of graphite are more closed and the surface hardness is increased are preferred.

【００２２】このガラス状カーボンは、グラファイトリ
ングの保護層として働くものであり、グラファイトリン
グのダストの発生を抑え、耐食性などに寄与するもので
ある。特に、ドライエッチング時に、プラズマ雰囲気に
おけるグラファイトリングからのガスの発生を抑え、ま
た、グラファイトリングの表面の酸化層をなす物質が剥
離して、ウェハー上にパーティクルが付着する恐れ等を
防止するものである。This glassy carbon functions as a protective layer for the graphite ring, suppresses the generation of dust from the graphite ring, and contributes to corrosion resistance and the like. In particular, during dry etching, it suppresses the generation of gas from the graphite ring in a plasma atmosphere, and also prevents the substance forming an oxide layer on the surface of the graphite ring from peeling off and preventing the particles from adhering to the wafer. is there.

【００２３】ガラス状カーボンとしては、難黒鉛化性炭
素又はハードカーボンとも称されるものであり、有機物
質の固相炭化により生成したものであれば、どのような
原料及び製法のものでもよく、特に限定されない。原料
としては、セルロースや、フリフリールアルコールなど
の熱硬化性樹脂、及び熱可塑性樹脂などが挙げられ、ま
た、製法としては、これらの原料をもとに各種のものが
提案されている。The glassy carbon is also referred to as non-graphitizable carbon or hard carbon, and may be of any material and production method as long as it is produced by solid phase carbonization of an organic substance. There is no particular limitation. Examples of the raw material include thermosetting resins such as cellulose and fryfree alcohol, and thermoplastic resins, and various production methods based on these raw materials have been proposed.

【００２４】３．シリコン−グラファイト複合リング 本発明のシリコン−グラファイト複合リングは、上記の
第１の筒状リングであるシリコンリングと、その裏面
に、第２の筒状リングである冷却用のグラファイトリン
グとを接合して用いることができる。3. Silicon-Graphite Composite Ring The silicon-graphite composite ring of the present invention is obtained by joining the above-described first cylindrical ring, the silicon ring, and the second cylindrical ring, a cooling graphite ring, to the back surface thereof. Can be used.

【００２５】第２の筒状リングであるグラファイトリン
グが、冷却用として用いられるために、シリコンリング
とグラファイトリングの接合には、熱伝導率が大きい金
属ロウ付けによるろう接、又は、放熱特性のある熱伝導
性接着剤による接着が好ましく、特に、金属ロウ付けが
好ましい。金属ロウ付けに用いる金属としては、熱伝導
の高い銀、銅、アルミニウム、アルミナ（酸化アルミニ
ウム）、インジウム、酸化ベリリウム、ニッケル、チタ
ン、ジルコニウム及びそれらの合金などが用いられ、中
でも、インジウムが溶融温度の低い点から好ましい。Since the graphite ring, which is the second cylindrical ring, is used for cooling, the bonding between the silicon ring and the graphite ring is performed by brazing with a metal having high thermal conductivity or brazing by heat radiation. Adhesion with a certain thermally conductive adhesive is preferred, and metal brazing is particularly preferred. As a metal used for metal brazing, silver, copper, aluminum, alumina (aluminum oxide), indium, beryllium oxide, nickel, titanium, zirconium, and alloys thereof having high heat conductivity are used. Is preferred from the viewpoint of low

【００２６】熱伝導性接着剤としては、一般に、エポキ
シ樹脂に、銀、アルミニウム、ニッケル、炭素粉末など
の充填剤を配合して、エポキシ樹脂の約１０倍程度の熱
伝導率にしたものが用いられる。さらに、適宜、柔軟性
や弾性などが要求される場合に、シリコーン、ポリウレ
タン、ポリサルファイドなどのエラストマーをマトリッ
クス（素地）に使用してもよい。As the heat conductive adhesive, generally, an epoxy resin mixed with a filler such as silver, aluminum, nickel, or carbon powder to have a heat conductivity about 10 times that of the epoxy resin is used. Can be Further, when flexibility or elasticity is required, an elastomer such as silicone, polyurethane, or polysulfide may be used for the matrix (base).

【００２７】このように、シリコンから形成された第１
の筒状リングとその裏面に接合したグラファイトから形
成された第２の筒状リングとの複合体にすることによ
り、不純物汚染の恐れがなく、かつウェハーの位置安定
性を良好に維持しながらエッチングの処理範囲を広げ、
半導体デバイスの歩留まりを向上させることができる。
特に、高密度プラズマを使用した場合に、熱を迅速に熱
伝達部材へと逃がすことができ、その結果、シリコンウ
ェハー搭載用部材であるシリコンリングの温度の均一性
を向上させることができ、シリコンウェハーの位置安定
性が良好となる。ひいては、シリコンウェハーのエッチ
ングの範囲を広げられることができ、シリコンウェハー
の歩留まりをも向上させることができるものである。As described above, the first layer formed of silicon is used.
By forming a composite of the cylindrical ring of the above and the second cylindrical ring formed of graphite bonded to the back surface, there is no danger of impurity contamination and etching is performed while maintaining good positional stability of the wafer. The processing range of
The yield of semiconductor devices can be improved.
In particular, when high-density plasma is used, heat can be quickly released to the heat transfer member, and as a result, the temperature uniformity of the silicon ring, which is a silicon wafer mounting member, can be improved, and silicon can be improved. The positional stability of the wafer is improved. As a result, the range of etching of the silicon wafer can be expanded, and the yield of the silicon wafer can be improved.

【００２８】[0028]

【実施例】以下、本発明について、図面を用いた実施例
によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実
施例に特に限定されるものではない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in more detail with reference to embodiments using drawings, but the present invention is not particularly limited to these embodiments.

【００２９】［実施例１］［ウェハー搭載用複合リング
部材の概要］本発明のシリコンウェハー搭載用複合リン
グ部材は、シリコンウェハーのドライエッチング装置に
おけるシリコンウェハーの搭載用部材であり、そのドラ
イエッチング装置の概要は、図３に示され、シリコンウ
ェハーの搭載用複合リング部材の概要は、図１及び図２
に示される。[Example 1] [Outline of composite ring member for mounting a wafer] The composite ring member for mounting a silicon wafer of the present invention is a member for mounting a silicon wafer in a dry etching apparatus for a silicon wafer. FIG. 3 shows an outline of the composite ring member for mounting a silicon wafer, and FIGS.
Is shown in

【００３０】図１、２において、シリコンリング８は、
外径が２２０ｍｍ、内径が１９６ｍｍ、厚さが４ｍｍで
あり、シリコンウェハー５搭載用の段の直径が２０２ｍ
ｍ、厚さが１ｍｍの寸法のものを用いた。また、グラフ
ァイトリング９は、外径が２７０ｍｍ、内径が１９６ｍ
ｍ、厚さが８．３ｍｍの寸法のものを用いた。これらの
シリコンリング８と、グラファイトリング９とを接合相
１１を介して、複合リングとした。接合相１１は、イン
ジウムろうを用い、加熱（１６０℃程度）溶融するろう
接により、接合したものである。この複合リングの外側
に、カバー１０として、石英製のものを設置した。その
ため、図２のウェハー搭載用部材の斜視図では、グラフ
ァイトリング９は隠れている。このようにして、複合リ
ングを作製し、シリコンウェハーのドライエッチング装
置のウェハー搭載用部材として供した。In FIGS. 1 and 2, the silicon ring 8 is
The outer diameter is 220 mm, the inner diameter is 196 mm, the thickness is 4 mm, and the diameter of the step for mounting the silicon wafer 5 is 202 m.
m and a thickness of 1 mm were used. The graphite ring 9 has an outer diameter of 270 mm and an inner diameter of 196 m.
m and a thickness of 8.3 mm were used. The silicon ring 8 and the graphite ring 9 were formed as a composite ring via the bonding phase 11. The bonding phase 11 is formed by using indium brazing and bonding by heating (about 160 ° C.) and melting. Outside the composite ring, a quartz-made cover was installed as the cover 10. Therefore, the graphite ring 9 is hidden in the perspective view of the wafer mounting member in FIG. In this way, a composite ring was produced and provided as a wafer mounting member of a silicon wafer dry etching apparatus.

【００３１】［比較例１及び比較例２］比較例１は、冷
却用リングとして、グラファイトリング９の替わりに、
従来用いられてきたアルマイトリングを用いた以外は、
実施例１と同様に、複合リングを作製し、シリコンウェ
ハーのドライエッチング装置のウェハー搭載用部材とし
て供した。比較例２は、冷却用リングとして、グラファ
イトリング９の替わりに、従来用いられてきたアルマイ
トリングを用い、さらに、接合相１１として、インジウ
ムろうによるろう接の替わりに、シリコーン系接着剤を
用いた以外は、実施例１と同様に、複合リングを作製
し、シリコンウェハーのドライエッチング装置のウェハ
ー搭載用部材として供した。[Comparative Example 1 and Comparative Example 2] In Comparative Example 1, instead of the graphite ring 9 as a cooling ring,
Except using the alumite ring which has been used conventionally,
In the same manner as in Example 1, a composite ring was manufactured and provided as a wafer mounting member of a silicon wafer dry etching apparatus. In Comparative Example 2, a conventionally used alumite ring was used instead of the graphite ring 9 as the cooling ring, and a silicone-based adhesive was used as the bonding phase 11 instead of brazing with indium brazing. Except for the above, a composite ring was prepared in the same manner as in Example 1, and provided as a wafer mounting member of a silicon wafer dry etching apparatus.

【００３２】その結果、実施例１のシリコンウェハーの
位置安定性は、良好であり、比較例１、２のシリコンウ
ェハーの位置安定性は、実施例１と対比すると、悪かっ
た。As a result, the position stability of the silicon wafer of Example 1 was good, and the position stability of the silicon wafers of Comparative Examples 1 and 2 was poor as compared with Example 1.

【００３３】これらの結果を考察してみる。ドライエッ
チング時の実施例１と比較例１、２の複合リングの熱膨
張性に着目する。シリコンウェハーのドライエッチング
装置におけるシリコンウェハーの搭載用部材の使用温度
は、エッチング時には、室温から８０℃上昇し、概略１
００℃になると言われている。その際、複合リングは、
熱膨張し、体積は増加して、シリコンウェハーの位置安
定性に影響する。例えば、接合部における半径方向への
熱膨張（の伸び）を算出すると、実施例１では、シリコ
ンリングの熱膨張が８μｍであり、シリコンリング外径
に相当する部分、すなわち接合部のグラファイトリング
の熱膨張が１０μｍである。一方、比較例１、２では、
シリコンリング外径に相当する部分（接合部）のアルマ
イトリングの熱膨張が４５μｍである。この結果、実施
例１の接合部での熱膨張の差が殆どないため、熱歪は、
小さくてすみ、それ故、シリコンウェハーの位置安定性
は良好となり、一方、比較例１、２の接合部では、熱膨
張の差が比較的大きいため、熱歪は、起こり、シリコン
ウェハーの位置安定性は悪くなるといえる。Let us consider these results. Attention is paid to the thermal expansion properties of the composite ring of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 during dry etching. The operating temperature of the silicon wafer mounting member in a silicon wafer dry etching apparatus rises by 80 ° C. from room temperature during etching, and is approximately 1 ° C.
It is said to be 00 ° C. At that time, the composite ring
Due to thermal expansion, the volume increases and affects the positional stability of the silicon wafer. For example, when the thermal expansion (elongation) in the radial direction at the joint is calculated, in Example 1, the thermal expansion of the silicon ring is 8 μm, and the portion corresponding to the outer diameter of the silicon ring, ie, the graphite ring of the joint, is obtained. Thermal expansion is 10 μm. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2,
The thermal expansion of the alumite ring at a portion (joining portion) corresponding to the outer diameter of the silicon ring is 45 μm. As a result, since there is almost no difference in thermal expansion at the joint of Example 1, the thermal strain is
It is small and therefore the position stability of the silicon wafer is good. On the other hand, at the joints of Comparative Examples 1 and 2, the difference in thermal expansion is relatively large, so that thermal distortion occurs and the position stability of the silicon wafer is high. It can be said that sex becomes worse.

【００３４】さらに、実施例１では、シリコンリングと
グラファイトリングの接合部に、熱伝達率の良い、すな
わち、冷却効率のよい金属ろうを用いているために、シ
リコンウェハー搭載用部材であるシリコンリングの温度
の均一性を向上させることができ、シリコンウェハーの
エッチングの範囲を広げられることができた。なお、比
較例１のシリコンリング／インジウムろう／アルマイト
リングの複合リングでは、ドライエッチングを繰り返し
実施すると、インジウムろうによる接合層が強固である
ため、接合面の破損等の不具合が生じた。Further, in the first embodiment, since a metal brazing material having a high heat transfer coefficient, that is, a metal material having a high cooling efficiency is used at the joint between the silicon ring and the graphite ring, the silicon ring which is a member for mounting a silicon wafer is used. Temperature uniformity could be improved, and the range of silicon wafer etching could be expanded. In the silicon ring / indium braze / alumite ring composite ring of Comparative Example 1, when dry etching was repeatedly performed, the bonding layer made of indium braze was strong, and thus a problem such as breakage of the bonding surface occurred.

【００３５】これらの結果から、シリコンウェハー搭載
用部材に、シリコンウェハー搭載用リングとしてシリコ
ンリングを、このシリコンリングと接合する冷却用リン
グとしてグラファイトリングを用い、これらの接合に金
属ろうを用いる、シリコン−グラファイト複合リングを
用いたことにより、シリコンウェハーのドライエッチン
グ装置において、シリコンウェハーのエッチングの均一
性が向上し、位置安定性も優れることが判明した。From these results, it was found that a silicon ring was used as a silicon wafer mounting member for a silicon wafer mounting member, a graphite ring was used as a cooling ring for bonding to the silicon ring, and a metal braze was used for bonding these silicon rings. -It has been found that the use of the graphite composite ring improves the uniformity of silicon wafer etching and the excellent positional stability in a silicon wafer dry etching apparatus.

【００３６】[0036]

【発明の効果】本発明のシリコンウェハー搭載用複合リ
ング部材は、不純物汚染の恐れがなく、かつシリコンウ
ェハーの位置安定性を良好に維持しながらエッチングの
処理範囲を広げることができるという効果を有する。そ
のため、半導体デバイスの歩留まりを向上させることが
でき、製造コストの低減に貢献する。The composite ring member for mounting a silicon wafer according to the present invention has the effect that there is no risk of impurity contamination and that the processing range of etching can be expanded while maintaining good positional stability of the silicon wafer. . Therefore, the yield of semiconductor devices can be improved, which contributes to a reduction in manufacturing cost.

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

【図１】図１は、ウェハー搭載用部材の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of a member for mounting a wafer.

【図２】図２は、ウェハー搭載用部材の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a wafer mounting member.

【図３】図３は、ドライエッチング装置の模式図であ
る。FIG. 3 is a schematic diagram of a dry etching apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ エッチングガス導入管 ２ 排気管 ３ 上部電極 ４ 下部電極 ５ シリコンウェハー ６ プラズマ ７ 高周波電源 ８ シリコンリング ９ グラファイトリング １０ カバー １１ 接合相 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Etching gas introduction pipe 2 Exhaust pipe 3 Upper electrode 4 Lower electrode 5 Silicon wafer 6 Plasma 7 High frequency power supply 8 Silicon ring 9 Graphite ring 10 Cover 11 Bonding phase

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 表面にシリコンウェハーを搭載できる受
容部を有する第１の筒状リングとその裏面に接合した第
２の筒状リングとから構成されるシリコンウェハー搭載
用複合リング部材であって、第１の筒状リングは、シリ
コンから形成され、一方、第２の筒状リングは、グラフ
ァイトから形成され、かつ、第１の筒状リングと第２の
筒状リングは、金属ロウ付けによるろう接又は熱伝導性
接着剤による接着により接合されてなることを特徴とす
るシリコンウェハー搭載用複合リング部材。1. A composite ring member for mounting a silicon wafer, comprising: a first cylindrical ring having a receiving portion on a front surface of which a silicon wafer can be mounted, and a second cylindrical ring joined to a back surface thereof. The first tubular ring is formed of silicon, while the second tubular ring is formed of graphite, and the first and second tubular rings are brazed by metal brazing. A composite ring member for mounting on a silicon wafer, wherein the composite ring member is joined by bonding or bonding with a heat conductive adhesive. 【請求項２】 第２の筒状リングは、さらに、第１の筒
状リングと少なくとも反対側の表面をガラス状カーボン
でコーティングされることを特徴とする請求項１に記載
のシリコンウェハー搭載用複合リング部材。2. The silicon wafer mounting according to claim 1, wherein the second cylindrical ring is further coated with glassy carbon on a surface at least opposite to the first cylindrical ring. Composite ring member. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のシリコンウェハ
ー搭載用複合リング部材を装着したドライエッチング装
置。3. A dry etching apparatus equipped with the composite ring member for mounting a silicon wafer according to claim 1 or 2.