JP2005285845A - Gas-jetting board for plasma etching apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体製造装置の一種であるプラズマエッチング装置の電極板の一部を構成するガス吹き出し板に関する。 The present invention relates to a gas blowing plate constituting a part of an electrode plate of a plasma etching apparatus which is a kind of semiconductor manufacturing apparatus.
従来、プラズマを利用した半導体製造装置の一種として、例えば、プラズマエッチング装置が知られている。この装置は、露光・現像工程を経たシリコンウエハをガスプラズマに晒すことにより、感光膜における感光領域のみを選択的に除去してシリコン面を露出させるものである。 Conventionally, for example, a plasma etching apparatus is known as a kind of semiconductor manufacturing apparatus using plasma. This apparatus exposes the silicon surface by selectively removing only the photosensitive region of the photosensitive film by exposing the silicon wafer after the exposure / development process to gas plasma.
プラズマエッチング装置を構成するチャンバ内には、一対の正負の電極板が上下方向に離間した状態で配置されている。上部電極板にはその厚さ方向に沿って多数の貫通孔が形成されており、それらの貫通孔を介して下方側に反応ガスが供給されるようになっている。また、下部電極板の上面には、シリコンウエハがダミーリングに嵌め込まれた状態で配置、固定されている。 In the chamber constituting the plasma etching apparatus, a pair of positive and negative electrode plates are arranged in a state of being separated in the vertical direction. A number of through holes are formed in the upper electrode plate along the thickness direction, and the reaction gas is supplied to the lower side through the through holes. A silicon wafer is disposed and fixed on the upper surface of the lower electrode plate in a state where the silicon wafer is fitted in the dummy ring.
このようなプラズマエッチング装置を用いてシリコンウエハのエッチングを行うには、まず、上下電極板間に露光・現像工程を経たシリコンウエハを設置した後、チャンバ内を真空状態又は低圧状態にして反応ガスを充填する。
次に、上記上下電極間に高電圧を印加することでプラズマを発生させた後、上部電極板の内部に形成された貫通孔から反応ガスをチャンバ内にゆっくりと吹き込み、発生させたプラズマとともに反応ガスをシリコンウエハ上に吹き付けることで上記シリコンウエハのエッチングを行っていた。
In order to etch a silicon wafer using such a plasma etching apparatus, first, a silicon wafer that has undergone an exposure / development process is placed between the upper and lower electrode plates, and then the reaction gas is brought into a vacuum state or a low pressure state in the chamber. Fill.
Next, after generating a plasma by applying a high voltage between the upper and lower electrodes, a reactive gas is slowly blown into the chamber from the through-hole formed in the upper electrode plate, and reacts with the generated plasma. The silicon wafer was etched by blowing gas onto the silicon wafer.
従来、このようなプラズマエッチング装置において、ガス吹き出し板の材料にはカーボンやアルミニウムが使用されていた。
しかしながら、上記ガス吹き出し板は、直接プラズマと接触する部分であったため、その表面が浸食されやすく、上部電極板を構成する粒子が脱落してシリコンウエハ上に付着し、パーティクル発生の原因となることがあった。
Conventionally, in such a plasma etching apparatus, carbon or aluminum has been used as a material for the gas blowing plate.
However, since the gas blowing plate is in direct contact with the plasma, its surface is easily eroded, and the particles constituting the upper electrode plate fall off and adhere to the silicon wafer, causing particles to be generated. was there.
また、近年の半導体デバイスの高集積化、微細化に伴い、上部電極板に要求される性能も一段と厳しくなってきており、シリコンウエハにパーティクル発生を低減させるため、ガス吹き出し板の材料として、よりプラズマに浸食されにくいシリコンが使用されるようになってきた。
ところが、このようなシリコンからなるガス吹き出し板であっても、プラズマに直接晒され続けると、徐々に浸食されてシリコン粒子が脱落し、シリコンウエハ上に付着して、パーティクル発生の原因となっていた。
特に、上記ガス吹き出し板の反応ガスの吹き出し口付近やその内部は、プラズマとの反応が激しく、表面が浸食され、脆くなりやすい傾向があった。
In addition, with the recent high integration and miniaturization of semiconductor devices, the performance required for the upper electrode plate has become more severe, and in order to reduce the generation of particles in the silicon wafer, Silicon that is not easily eroded by plasma has been used.
However, even if such a gas blowing plate made of silicon continues to be directly exposed to plasma, it is gradually eroded and silicon particles fall off and adhere to the silicon wafer, causing the generation of particles. It was.
In particular, the reaction of the gas blowing plate near and inside the reactive gas blowing port tends to be brittle because the reaction with the plasma is intense and the surface is eroded.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、プラズマに長時間にわたって直接晒され続けた場合であっても、その表面が殆ど浸食されることがなく、耐久性に優れるプラズマエッチング装置のガス吹き出し板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and even when it is directly exposed to plasma for a long time, the surface thereof is hardly eroded, and the plasma etching apparatus is excellent in durability. An object is to provide a gas blowing plate.
本発明のプラズマエッチング装置のガス吹き出し板は、電極板の一部を構成し、その内部に反応ガスを流通させることができるプラズマエッチング装置のガス吹き出し板であって、
多数の貫通孔が形成され、
少なくとも、上記反応ガスが吹き出す側の表面には、緻密質炭化珪素層が形成されていることを特徴とするものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
The gas blowing plate of the plasma etching apparatus of the present invention is a gas blowing plate of the plasma etching apparatus that constitutes a part of the electrode plate and can circulate the reaction gas therein,
Many through holes are formed,
A dense silicon carbide layer is formed at least on the surface on the side from which the reaction gas is blown out.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明のガス吹き出し板は、その表面がプラズマにより浸食されることが殆どないため粒子の脱落がなく、耐久性に優れたものとなる。 The gas blowing plate of the present invention is excellent in durability because the surface thereof is hardly eroded by the plasma, so that the particles do not fall off.
本発明は、電極板の一部を構成し、その内部に反応ガスを流通させることができるプラズマエッチング装置のガス吹き出し板であって、
多数の貫通孔が形成され、
少なくとも、上記反応ガスが吹き出す側の表面には、緻密質炭化珪素層が形成されていることを特徴とするプラズマエッチング装置のガス吹き出し板である。
The present invention is a gas blowing plate of a plasma etching apparatus that constitutes a part of an electrode plate and allows a reaction gas to flow inside the electrode plate,
Many through holes are formed,
A gas blowing plate of a plasma etching apparatus, wherein a dense silicon carbide layer is formed at least on the surface on the side from which the reaction gas is blown.
図1(a)は、本発明のプラズマエッチング装置のガス吹き出し板(以下、単に本発明のガス吹き出し板ともいう)の一例を模式的に示した斜視図であり、(b)は、その縦断面図である。また、図2(a)は、本発明のガス吹き出し板の別の一例を模式的に示した斜視図であり、(b)は、その縦断面図である。さらに、図3(a)は、本発明のガス吹き出し板のさらに別の一例を模式的に示した斜視図であり、(b)は、その縦断面図である。 FIG. 1A is a perspective view schematically showing an example of a gas blowing plate (hereinafter, also simply referred to as a gas blowing plate of the present invention) of the plasma etching apparatus of the present invention, and FIG. FIG. Moreover, Fig.2 (a) is the perspective view which showed typically another example of the gas blowing plate of this invention, (b) is the longitudinal cross-sectional view. 3A is a perspective view schematically showing still another example of the gas blowing plate of the present invention, and FIG. 3B is a longitudinal sectional view thereof.
図1(a)及び(b)に示した通り、本発明のガス吹き出し板10は、多数の貫通孔13が形成された円板状であり、円板状の基材部12の一方の面及び側面を覆うように緻密質炭化珪素層11が形成されている。
このようなガス吹き出し板10において、反応ガスは、緻密質炭化珪素層11が形成された側の面の貫通孔13から吹き出されるようになっている。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the
In such a
また、図2(a)及び(b)に示した通り、別の本発明のガス吹き出し板20は、多数の貫通孔が形成された円板状であり、円板状の基材部22の全面を覆うように緻密質炭化珪素層21が形成されている。
このようなガス吹き出し板20において、反応ガスは、ガス吹き出し板20のどちら側の面から吹き出されるようになっていてもよい。
Further, as shown in FIGS. 2A and 2B, another
In such a
また、図3(a)及び(b)に示した通り、さらに別の本発明のガス吹き出し板30は、円板状の緻密質炭化珪素層31に多数の貫通孔33が形成されている。
このようなガス吹き出し板30において、反応ガスは、ガス吹き出し板30のどちら側の面から吹き出されるようになっていてもよい。
Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, in another
In such a
このように、本発明のガス吹き出し板は、多数の貫通孔が形成され、少なくとも、反応ガスが吹き出す側の表面に緻密質炭化珪素層が形成されていればよい。
従って、本発明のガス吹き出し板は、図1〜3に示したガス吹き出し板10、20及び30のいずれの構造であってもよい。
そこで、以下の説明においては、本発明のガス吹き出し板の構造を、図1に示したガス吹き出し板10であるものとして行うこととする。
As described above, the gas blowing plate of the present invention is only required to have a large number of through holes and at least a dense silicon carbide layer formed on the surface on which the reaction gas is blown.
Therefore, the gas blowing plate of the present invention may have any structure of the gas blowing
Therefore, in the following description, the structure of the gas blowing plate of the present invention is assumed to be the
本発明のガス吹き出し板10の形状は、図1に示したような円板状のものに限定されることはなく、板状であれば、例えば、平面視楕円形や多角形等任意の形状のものを挙げることができるが、通常、被処理物であるシリコンウエハが略円板状であるため、図1に示したガス吹き出し板10のような円板状のものがよく用いられる。
The shape of the
本発明のガス吹き出し板10において、緻密質炭化珪素層11とは、炭化珪素からなる緻密な層のことをいい、このような緻密質炭化珪素層11としては、例えば、化学気相成長法(以下、CVD法ともいう)により形成されたCVD層や、緻密な炭化珪素焼結体からなる焼結体層等を挙げることができる。これらのなかでは、CVD層であることが望ましい。確実に緻密な炭化珪素層を基材部12上に形成することができるからである。
但し、本発明のガス吹き出し板が、図1、2に示したように、基材部と緻密質炭化珪素層とから構成され、これらが共に炭化珪素からなる場合、基材部は焼結体からなり、緻密質炭化珪素層はCVD層からなることが望ましい。
In the
However, when the gas blowing plate of the present invention is composed of a base material portion and a dense silicon carbide layer as shown in FIGS. 1 and 2 and both are made of silicon carbide, the base material portion is a sintered body. It is desirable that the dense silicon carbide layer be a CVD layer.
緻密質炭化珪素層11は、基材部12の一方の表面及び側面に形成されているため、基材部12の表面に形成された部分の直径は、基材部12の直径に合わせて適宜決定される。
また、緻密質炭化珪素層11の厚さとしては特に限定されず、0.2〜5mm程度であることが望ましい。緻密質炭化珪素層11の厚さが0.2mm未満であると、プラズマによりすぐに磨耗されてしまい、基材部12がプラズマ中に露出して基材部12を構成する粒子の脱落が発生してしまうことがある。一方、緻密質炭化珪素層11の厚さが5mmを超えると、充分な厚さであり、これ以上緻密質炭化珪素層11を厚くすると、時間的、コスト的に不利となる。
Since the dense
Moreover, it does not specifically limit as thickness of the dense
但し、本発明のガス吹き出し板が、図3に示したガス吹き出し板30のように、緻密質炭化珪素のみからなるような構造である場合、その直径は上述した緻密質炭化珪素層11と同じであることが望ましく、その厚さは、1〜5mm程度であることが望ましい。1mm未満であると、強度が低く、自重により反りが発生したり、破損したりすることがある。一方、5mmを超えると、充分な厚さであり、これ以上厚くすると、経済的、コスト的に不利となる。
However, when the gas blowing plate of the present invention has a structure made of only dense silicon carbide, such as the
また、緻密質炭化珪素層11を構成する炭化珪素粒子の平均粒径としては特に限定されないが、例えば、1〜20μm程度であることが望ましい。炭化珪素粒子の平均粒径が20μmを超えると、粒子径が大きくなりすぎて緻密な構造をとりにくく、また、プラズマに晒されることで、炭化珪素粒子が脱落しやすくなることがある。一方、炭化珪素粒子の平均粒径を1μm以下とすることは事実上困難である。
In addition, the average particle diameter of the silicon carbide particles constituting the dense
また、上記炭化珪素粒子の最大粒径は40μm以下であることが望ましい。即ち、緻密質炭化珪素層11を構成する炭化珪素粒子の粒径は比較的揃ったものであることが望ましい。炭化珪素粒子の最大粒径が40μmを超えると、上記炭化珪素粒子の平均粒径が上述した範囲内とした場合であっても、40μmを超えるような炭化珪素粒子は、緻密質炭化珪素層11を構成する他の炭化珪素粒子に比べて非常に大きく、緻密質炭化珪素層11から脱落しやすくなる。
The maximum particle size of the silicon carbide particles is desirably 40 μm or less. That is, it is desirable that the silicon carbide particles constituting the dense
また、緻密質炭化珪素層11を構成する炭化珪素粒子は、閃亜鉛型の結晶構造を持つβ型炭化珪素であるが、このような緻密質炭化珪素層11の結晶配向は、製造時の成膜条件を調整することで、変化させることができる。
また、緻密質炭化珪素層11の結晶面が単一の配向面を有するものである場合、上記炭化珪素結晶は(111)面に配向していることが望ましい。(111)面に配向した炭化珪素結晶の結晶間距離は、(220)面に配向した炭化珪素結晶の結晶間距離よりも短いため、優れた強度を有し、プラズマに浸食されにくくなるからである。なお、上記結晶面は緻密質炭化珪素層11のX線回折パターンを解析することで確認することができる。
The silicon carbide particles constituting the dense
Moreover, when the crystal plane of the dense
また、緻密質炭化珪素層11には、配向の異なる結晶が混在していることが望ましい。具体的には、(111)面に配向した結晶面と、(220)面に配向した結晶面とが混在していることが望ましい。緻密質炭化珪素層11を構成する炭化珪素結晶の配向の転移が起こりやすく、よりプラズマに浸食されにくくなるからである。この場合、緻密質炭化珪素層11は、(111)面に配向した結晶面と、(220)面に配向した結晶面とが均一に又は局部的に混在した構造であってもよく、(111)面に配向した炭化珪素層と、(220)面に配向した炭化珪素層とが積層された多層構造であってもよい。
In addition, it is desirable that crystals having different orientations are mixed in the dense
また、緻密質炭化珪素層11が、(111)面に配向した炭化珪素結晶と、(220)面に配向した炭化珪素結晶とが混在している場合、(111)面に配向した炭化珪素結晶が、(220)面に配向した炭化珪素結晶よりも多く存在していることが望ましい。上述した通り、(111)面に配向した炭化珪素結晶の結晶間距離の方が、(220)面に配向した炭化珪素結晶の結晶間距離よりも短いため、優れた強度を有し、プラズマに浸食されにくい。従って、(111)面に配向した炭化珪素結晶と、(220)面に配向した炭化珪素結晶とが混在した緻密質炭化珪素層11において、(111)面に配向した炭化珪素結晶を、(220)面に配向した炭化珪素結晶よりも多くすることで、緻密質炭化珪素層11の強度を優れたものとすることができ、プラズマに浸食されにくくすることができる。具体的には、緻密質炭化珪素層11において、(220)面に配向した結晶面が15%を超え、50%未満であることが望ましい。
Further, when the dense
また、緻密質炭化珪素層11が、(111)面に配向した炭化珪素結晶と、(220)面に配向した炭化珪素結晶とが混在している場合、緻密質炭化珪素層11に形成された貫通孔13の周辺部には、貫通孔13の周辺部以外の部分よりも、(220)面に配向した結晶がより多く混在していることが望ましい。
貫通孔13の周辺部は、貫通孔13の周辺部以外の部分よりもプラズマにより浸食されやすく、強度的に優れている必要がある。また、緻密質炭化珪素層11は、(220)面に配向した炭化珪素結晶がより多く混在している方が、両者の混合度合が大きくなり、炭化珪素結晶の配向の転移が起こりやすく、緻密質炭化珪素層11に作用する応力を緩和させやすくなるため、上記応力に起因する緻密質炭化珪素層11のプラズマによる腐食を防止することができる。
そこで、貫通孔13の周辺部を、それ以外の部分よりも(220)面に配向した炭化珪素結晶が、多く存在しているようにすることで、貫通孔13の周辺部がプラズマにより浸食されにくくなるのである。
但し、この場合であっても、(111)面に配向した炭化珪素結晶の方が、(220)面に配向した炭化珪素結晶よりも多く存在していることが望ましい。
In addition, the dense
The peripheral part of the through-
Therefore, the peripheral portion of the through-
However, even in this case, it is desirable that more silicon carbide crystals oriented in the (111) plane exist than silicon carbide crystals oriented in the (220) plane.
また、緻密質炭化珪素層11のSi、C、O、N、Y以外の不純物の含有量が5ppm以下であることが望ましい。上記不純物の含有量が5ppmを超えると、緻密質炭化珪素層11がプラズマにより徐々に磨耗されるに伴って、上記不純物がプラズマ中に拡散してシリコンウエハに付着し、その純度が低下してしまうことがある。
Moreover, it is desirable that the content of impurities other than Si, C, O, N, and Y in the dense
さらに、緻密質炭化珪素層11の、反応ガス吹き出し側の加工脆性層の厚みは、30μm以下であることが望ましい。加工脆性層の厚みが30μmを超えると、上記加工脆性層がプラズマに直接晒されることで、該加工脆性層中の炭化珪素粒子がプラズマ中に容易に脱落し、シリコンウエハに付着してしまうことがある。
なお、この緻密質炭化珪素層11の、反応ガス吹き出し側の加工脆性層の厚みを30μm以下とする具体的な方法は、後述する本発明のプラズマエッチング装置のガス吹き出し板の製造方法において詳述する。
Furthermore, the thickness of the work brittle layer on the reactive gas blowing side of the dense
A specific method for setting the thickness of the work brittle layer on the reactive gas blowing side of the dense
基材部12は、緻密体であってもよく、多孔質体であってもよい。このような基材部12を構成する材質としては特に限定されず、例えば、炭化珪素、シリコン、カーボン等任意の材質を挙げることができる。
これらのなかでは、炭化珪素であることが望ましい。緻密質炭化珪素層11と同じ材質からなるため、緻密質炭化珪素層11と基材部12との接着強度が優れたものとなるからである。
また、基材部12は、多孔質炭化珪素であることがより望ましい。基材部12の緻密質炭化珪素層11と接触している面の近傍に炭化珪素が含浸された含浸層を形成することができるため、アンカー効果を得ることができ、緻密質炭化珪素層11と基材部12との接着強度が非常に優れたものとなる。また、その内部に反応ガスを流通させることができるため、反応ガスを均一な状態でプラズマエッチング装置の内部に導入させることが可能となる。
The
Of these, silicon carbide is desirable. This is because it is made of the same material as that of the dense
Moreover, as for the
基材部12が多孔質体からなり、基材部12の緻密質炭化珪素層11と接触している面の近傍に炭化珪素が含浸された含浸層が形成されている場合、上記含浸層の厚みは10〜30μmであることが望ましい。10μm未満であると、基材部12と緻密質炭化珪素層11との接着強度は殆ど向上することがない。一方、30μmを超えると、基材部12と緻密質炭化珪素層11との接着強度は充分であり、逆にこのように厚い含浸層を形成するには長時間を要し、時間的、コスト的に不利となる。
When
また、基材部12が多孔質体からなる場合、その気孔率は30〜50%であることが望ましい。気孔率が30%未満であると、その内部に反応ガスを流通させにくくなるため、反応ガスを均一な状態でプラズマエッチング装置の内部に導入させるという効果を充分に得ることができなくなることがある。一方、気孔率が50%を超えると、基材部12の機械的強度が弱くなるためクラックが発生しやすく、また、基材部12を構成する粒子の脱落が発生しやすくなり、脱落した粒子がシリコンウエハ等の被処理物に付着してパーティクル発生の原因となることがある。
Moreover, when the
また、基材部12が多孔質体からなる場合、基材部12を構成する粒子の平均粒径の下限は2μmであることが望ましく、10μmであることがより望ましい。一方、上記粒子の平均粒径の上限は150μmであることが望ましく、70μmであることがより望ましい。上記粒子の平均粒径が2μm未満であると、その内部に存在する気孔の気孔径が小さくなりすぎ、反応ガスが流通しにくくなるため、反応ガスを均一な状態でプラズマエッチング装置の内部に導入させるという効果を充分に得ることができなくなることがある。一方、上記粒子の平均粒径が150μmを超えると、その内部に存在する気孔の気孔径が大きくなりすぎ、ガス吹き出し板10の強度が低下してしまうおそれがある。また、所定の割合の開放気孔を有し、平均粒径が150μmを超えるような粒子を有する焼結体を製造すること自体余り容易でない。
Moreover, when the
また、基材部12が緻密体からなる場合、基材部12を構成する粒子の平均粒径は1〜100μmであることが望ましい。基材部12を強度に優れた緻密体とすることができる範囲だからである。
Moreover, when the
ガス吹き出し板10の直径は、シリコンウエハ等の被処理物の直径に合わせて適宜決定されるが、その下限は200mm程度であることが望ましく、上限は500mm程度であることが望ましい。200mm未満であると、直径の小さなシリコンウエハのプラズマエッチングしか行うことができず、近年のシリコンウエハの大口径化に対応することができない。一方、500mmを超えると、近年のシリコンウエハの大口径化に充分に対応することができるが、プラズマエッチング装置も大きくなるため、大量にプラズマを発生させる必要があり時間的、コスト的に不利となる。また、シリコンウエハに均一なエッチング処理を施すことが困難となる。ガス吹き出し板10の直径の下限は300mmであり、上限は500mmであることがより望ましい。次世代の主流となる12インチ以上のシリコンウエハに対応するためである。
The diameter of the
また、ガス吹き出し板10の厚さとしては特に限定されず、通常、2〜30mmであることが望ましい。厚さが2mm未満であると、反りが発生しやすく、また、その機械的強度が低下してクラックが発生しやすくなる。一方、厚さが30mmを超えると、充分な強度を有するが、ガス吹き出し板10の重量が増し、取扱い性に劣ることとなる。
Moreover, it does not specifically limit as thickness of the
貫通孔13は、本発明のガス吹き出し板10の主面に均一に分布するように形成されている。反応ガスをガス吹き出し板10の内部に流通させ、プラズマエッチング装置内に均一に吹き出させるためである。また、貫通孔13の個数としては特に限定されず、目的とするガス吹き出し板の大きさや、貫通孔の大きさ等に合わせて適宜決定される。
The through holes 13 are formed so as to be uniformly distributed on the main surface of the
貫通孔13の直径は特に限定されるものではないが、通常、0.1〜1mmであることが望ましい。貫通孔13の直径が0.1mm未満であると、目詰まりが発生しやすく、反応ガスをプラズマエッチング装置内に均一な吹き出し方向及び吹き出し量で吹き出させることができないことがある。一方、貫通孔13の直径が1mmを超えると、プラズマが貫通孔内に流入して本発明のガス吹き出し板が浸食されることがある。
Although the diameter of the through-
本発明のガス吹き出し板10において、貫通孔13の、反応ガス吹き出し口は面取りされていることが望ましい。貫通孔13の、反応ガス吹き出し口が角張っていると、この部分にプラズマが集中的に当りやすく、上記反応ガス吹き出し口が腐食され、炭化珪素粒子の脱落が発生しやすくなるからである。
In the
上記面取りは、C面取りであってもよく、R面取りであってもよい。
上記面取りがC面取りである場合、面取り幅及び高さは0.1〜0.5mmであることが望ましく、上記面取りがR面取りである場合、その曲面の半径は0.1〜0.5mmであることが望ましい。
The chamfering may be C chamfering or R chamfering.
When the chamfering is C chamfering, the chamfering width and height are preferably 0.1 to 0.5 mm. When the chamfering is R chamfering, the radius of the curved surface is 0.1 to 0.5 mm. It is desirable to be.
C面取りの面取り幅及び高さと、R面取りの曲面の半径とが0.1mm未満であると、貫通孔13の反応ガス吹き出し口が角張った状態であり、プラズマが上記反応ガス吹き出し口に集中的に当りやすく、炭化珪素粒子の脱落が発生することがある。一方、C面取りの面取り幅及び高さと、R面取りの曲面の半径とが0.5mmを超えると、プラズマに面した側の貫通孔の直径が大きくなり、貫通孔13内にプラズマが侵入しやすく、プラズマの逆流が発生しやすくなり、また、プラズマが均一に発生しなくなる。
When the chamfering width and height of the C chamfer and the radius of the curved surface of the R chamfer are less than 0.1 mm, the reactive gas outlet of the through
また、本発明のガス吹き出し板10のガス吹き出し側面におけるJIS B 0601による面粗度Raは小さいほど望ましく、具体的には、本発明のガス吹き出し板10のガス吹き出し側面にプラズマを5時間照射した後の、緻密質炭化珪素層11の貫通孔13の周辺部の面粗度Raは0.05μm以下であることが望ましく、緻密質炭化珪素層11の貫通孔13の周辺部以外の部分の面粗度Raは0.1〜0.2μmであることが望ましい。
緻密質炭化珪素層11の貫通孔13の周辺部はプラズマにより非常に浸食を受けやすい部分であるため、面粗度Raが0.05μmを超えると、プラズマにより浸食されて炭化珪素粒子が脱落し、シリコンウエハ等の被処理物に付着してパーティクル発生の原因となることがある。
また、緻密質炭化珪素層11の貫通孔13の周辺部以外の部分の面粗度Raが0.1μm未満であると、充分に平坦な状態であり、これ以上面粗度Raを小さくするのは、時間的、コスト的に不利である。一方、緻密質炭化珪素層11の表面の面粗度Raが0.2μmを超えると、プラズマに直接晒された際、炭化珪素粒子が脱落しやすくなり、シリコンウエハ等の被処理物にパーティクル発生の原因となることがある。
Further, the surface roughness Ra according to JIS B 0601 on the gas blowing side of the
Since the peripheral portion of the through-
If the surface roughness Ra of the portion other than the peripheral portion of the through-
このような構成からなる本発明のガス吹き出し板を用いて、露光、現像工程を経たシリコンウエハのプラズマエッチングを行う際には、上記ガス吹き出し板を備えたプラズマエッチング装置を使用する。 When performing plasma etching of a silicon wafer that has undergone exposure and development using the gas blowing plate of the present invention having such a configuration, the plasma etching apparatus provided with the gas blowing plate is used.
図4は、本発明のガス吹き出し板を備えたプラズマエッチング装置の一例を模式的に示した断面図である。
図4に示した通り、このプラズマエッチング装置40は、チャンバ44と、チャンバ44の上面中央付近に設けられ、ガス吹き出し板10及び上部電極板42を支持するための吹き出し板支持部材46と、チャンバ44の内側の下面中央付近に設けられ、ダミーリング48に嵌め込まれたシリコンウエハ19を載置するための下部電極板45とから構成されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of a plasma etching apparatus provided with the gas blowing plate of the present invention.
As shown in FIG. 4, the
また、上部電極板42と下部電極板45とは、それぞれ交流電源に電気的に接続されており、上部電極板42は正極として機能し、下部電極板45は負極として機能するようになっている。
そして、この上部電極板42と下部電極板45とに電圧を印加することで、上部電極板42と下部電極板45との間にガスプラズマ400を発生させることができる。
The
A
チャンバ44は、シリコンウエハ19にプラズマエッチング処理を施すための容器であり、通常、その形状は円柱状であるが、その内部に、ガス吹き出し板10、上部電極板42、下部電極板45及びシリコンウエハ19等を収納することができれば、チャンバ44は角柱状、楕円柱状等任意の形状であってもよい。
また、チャンバ44の下面の一部には、チャンバ44内を真空にしたり、反応ガス等を外部に排出したりするための排気口43が設けられている。この排気口43は、チャンバ44の底面に設けられているが、例えば、チャンバ44の側面等に形成されていても差し支えない。
また、チャンバ44は、1つの部材により構成されていてもよいが、内部の気密性を確保することができれば、複数の部材同士を接合することにより構成されていてもよい。
The
In addition, an
Further, the
ガス吹き出し板支持部材46は、その下面に開口部が形成されており、該開口部に上部電極板42及びガス吹き出し板10を嵌め込んで固定することができるようになっている。また、吹き出し板支持部材46の上面には、供給管460が形成されており、反応ガス等を上部電極板42及びガス吹き出し板10に供給することができるようになっている。
このようなガス吹き出し板支持部材46は、チャンバ44の上部内壁面に固定されており、その下面の開口部に固定された上部電極板42及びガス吹き出し板10は、チャンバ44の内部に配置されるようになっており、一方、その上面に形成された供給管460は、チャンバ44の外側に配置されようになっている。
The gas blowing
Such a gas blowing
上部電極板42及び下部電極板45は、従来公知のプラズマエッチング装置に使用されている電極板と同様のものを用いることができるが、上部電極板42は、その内部に反応ガスを流通させることができる構造となっている。
このような上部電極板42としては、例えば、その厚さ方向にガス吹き出し板の貫通孔に連通した多数の貫通孔が設けられた構造や、ガス吹き出し板10側の面に多数の同心円状の溝が形成され、これらの溝の底面とガス吹き出し板10の反対側の面とを貫通する貫通孔が多数設けられた構造のもの等が挙げられる。
また、上部電極板42及び下部電極板45の直径は、少なくともシリコンウエハ19の直径と同様であることが望ましい。少なくともシリコンウエハ19の真上の空間にプラズマを発生させるためである。
The
As such an
The diameters of the
ダミーリング48の上面の中央部には、シリコンウエハ19を嵌め込むための嵌合凹部が設けられており、この嵌合凹部にシリコンウエハ19を嵌め込むことで、シリコンウエハ19の底面外周部をその全周にわたって支持し、プラズマエッチング処理中にシリコンウエハ19が移動することを防止している。
また、図示はしないが、ダミーリング48には、駆動機構が設けられており、シリコンウエハ19とともに、垂直方向に所定範囲だけ移動することができるようになっている。即ち、ガス吹き出し板10からシリコンウエハ19までの距離を変更することにより、ガスプラズマ400の照射具合を適宜調整することができるようになっている。
A fitting recess for fitting the
Although not shown, the
このようなプラズマエッチング装置40を用いて、シリコンウエハ19にプラズマエッチングを施すには、まず上述した通りに各部材を配置する。そして、チャンバ44内を真空又は低圧状態にし、供給管460から上部電極板42及びガス吹き出し板10を介して反応ガスをチャンバ44内に充填した後、上部電極板42と下部電極板45とに電圧を印加して、これらの間にガスプラズマ400を発生させる。
次に、供給管460からゆっくりと反応ガスを、吹き出し板支持部材46中に供給し、上部電極板42及びガス吹き出し板10を介してチャンバ44内に上記反応ガスを吹き出させる。
そして、この吹き出させられた反応ガスの流れに乗って、ガスプラズマ400がシリコンウエハ19上に移動することで、シリコンウエハ19にプラズマエッチング処理を施す。
In order to perform plasma etching on the
Next, the reaction gas is slowly supplied from the
Then, the
このように、本発明のガス吹き出し板は、その内部に多数の貫通孔が形成され、少なくとも、反応ガスが吹き出す側の表面に緻密質炭化珪素層が形成されており、本発明のガス吹き出し板を取り付けたプラズマエッチング装置では、上記貫通孔を流通してきた反応ガスが、上記緻密質炭化珪素層を通ってプラズマ中に吹き出されるのである。
従って、最もプラズマに晒される反応ガス吹き出し側の表面にプラズマに直接さらされても殆ど浸食されることのない緻密質炭化珪素層が形成された本発明のガス吹き出し板は、プラズマにより容易に浸食されることはなく、脱落する炭化珪素粒子も殆ど存在せず、耐久性に優れたものとなる。
As described above, the gas blowing plate of the present invention has a large number of through holes formed therein, and at least a dense silicon carbide layer is formed on the surface on the side from which the reaction gas is blown out. In the plasma etching apparatus to which is attached, the reaction gas that has circulated through the through hole is blown into the plasma through the dense silicon carbide layer.
Therefore, the gas blowing plate of the present invention in which a dense silicon carbide layer that is hardly eroded even when directly exposed to plasma is formed on the surface exposed to plasma that is most exposed to plasma is easily eroded by plasma. No silicon carbide particles that fall off are present, and the durability is excellent.
次に、本発明のプラズマエッチング装置のガス吹き出し板の製造方法として、図1に示したガス吹き出し板10の製造方法について説明する。
本発明のガス吹き出し板10を製造するには、まず、基材部12を製造する。
基材部12は、本発明のガス吹き出し板において説明した通り、多孔質体であってもよく、緻密体であってもよく、その材質としては特に限定されないが、上述した通り、炭化珪素であることが望ましい。従って、以下の説明では、基材部12は、多孔質体である場合、多孔質炭化珪素であることとし、緻密体である場合、緻密質炭化珪素焼結体であることとする。
Next, a method for manufacturing the
In order to manufacture the
As described in the gas blowing plate of the present invention, the
まず、基材部12が多孔質炭化珪素からなる場合について説明する。
基材部12が多孔質炭化珪素からなる場合、まず、炭化珪素粉末とバインダーと分散媒液とを含む混合組成物を調製する。
First, the case where the
When the
上記炭化珪素粉末の粒径としては、後の焼成工程で収縮が少ないものが望ましく、例えば、0.3〜50μm程度の平均粒径を有する炭化珪素粉末100重量部と、0.1〜1.0μm程度の平均粒径を有する炭化珪素粉末5〜65重量部とを組み合わせたものが望ましい。 The particle size of the silicon carbide powder is preferably less shrinkage in the subsequent firing step, for example, 100 parts by weight of silicon carbide powder having an average particle size of about 0.3 to 50 μm, and 0.1 to 1. A combination of 5 to 65 parts by weight of silicon carbide powder having an average particle size of about 0 μm is desirable.
上記バインダーとしては、例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。上記バインダーの配合量は、通常、上記炭化珪素粉末100重量部に対し、1〜10重量部程度が望ましい。 Examples of the binder include methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, phenol resin, epoxy resin, and acrylic resin. Usually, the amount of the binder is desirably about 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the silicon carbide powder.
上記分散媒液としては特に限定されず、例えば、ベンゼン、シクロヘキサン等の有機溶媒、メタノール等のアルコール、水等を挙げることができる。上記分散媒液は、上記炭化珪素粉末、バインダー等の粘度が一定の範囲内となるように、適量配合される。 The dispersion medium liquid is not particularly limited, and examples thereof include organic solvents such as benzene and cyclohexane, alcohols such as methanol, and water. The dispersion medium liquid is blended in an appropriate amount so that the viscosity of the silicon carbide powder, binder, etc. is within a certain range.
また、上記炭化珪素粉末、バインダー及び分散媒液とともに、分散剤が含まれていてもよい。上記分散剤としては特に限定されず、例えば、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリス(2−クロロエチル)ホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジル・ジフェニルホスフェート等のリン酸エステル系化合物等を挙げることができる。また、この分散剤は、炭化珪素粉末100重量部に対して0.1〜5重量部添加されることが望ましい。 Moreover, the dispersing agent may be contained with the said silicon carbide powder, the binder, and the dispersion medium liquid. The dispersant is not particularly limited, and examples thereof include phosphate ester compounds such as trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, tris (2-chloroethyl) phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, and the like. Can be mentioned. Moreover, it is desirable that 0.1 to 5 parts by weight of this dispersant is added to 100 parts by weight of silicon carbide powder.
上記混合組成物は、上記炭化珪素粉末、バインダー及び分散媒液等を振動ミル、アトライター、ボールミル、コロイドミル、高速ミキサー等で混合した後、ニーダー等で充分に混練することで調製することができる。 The mixed composition can be prepared by mixing the silicon carbide powder, binder, dispersion medium and the like with a vibration mill, attritor, ball mill, colloid mill, high-speed mixer, etc., and then kneading sufficiently with a kneader or the like. it can.
次に、この混合組成物をスプレードライ法等により顆粒化した後、冷間静水圧(CIP)によるプレス成形を行うことにより、所定形状に成形してグリーンシートを作製する。なお、このグリーンシートは、押出成形法やドクターブレード法等により作製してもよい。 Next, this mixed composition is granulated by a spray drying method or the like, and then subjected to press molding by cold isostatic pressure (CIP) to form a predetermined shape to produce a green sheet. The green sheet may be produced by an extrusion method, a doctor blade method, or the like.
次に、上記グリーンシートの脱脂を行う。
上記脱脂としては、上記グリーンシートを酸素含有雰囲気下、400〜650℃に加熱することにより行うことが望ましい。上記グリーンシートに含まれている上記バインダー等の大部分を揮散させることができる。
Next, the green sheet is degreased.
The degreasing is desirably performed by heating the green sheet to 400 to 650 ° C. in an oxygen-containing atmosphere. Most of the binder and the like contained in the green sheet can be volatilized.
そして、上記脱脂を行ったグリーンシートを、不活性雰囲気中で焼成する焼成工程を行い、多孔質炭化珪素からなる基材部12を製造する。
And the baking process which bakes the green sheet which performed the said degreasing | defatting in inert atmosphere is performed, and the
上記焼成工程において、上記不活性雰囲気としては特に限定されず、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、水素及び一酸化炭素から選択される少なくとも一種からなるガス雰囲気を挙げることができる。なお、焼成炉内を真空状態にしてもよい。
また、上記焼成温度の下限は1700℃であることが望ましく、2000℃であることがより望ましい。また、焼成温度の上限は2400℃であることが望ましく、2300℃であることがより望ましい。
焼成温度が1700℃未満であると、炭化珪素粒子同士を結合するネック部を充分に発達させることが困難となり、高熱伝導率及び高強度を達成することができなくなることがある。一方、焼成温度が2400℃を超えると、炭化珪素の熱分解が始まり、焼結体の強度が低下してしまう。また、焼成に必要となる熱エネルギー量が増大し、コスト的に不利となる。
In the firing step, the inert atmosphere is not particularly limited, and examples thereof include a gas atmosphere composed of at least one selected from nitrogen, argon, helium, neon, hydrogen, and carbon monoxide. Note that the firing furnace may be in a vacuum state.
Further, the lower limit of the firing temperature is desirably 1700 ° C., and more desirably 2000 ° C. The upper limit of the firing temperature is preferably 2400 ° C, and more preferably 2300 ° C.
When the firing temperature is less than 1700 ° C., it is difficult to sufficiently develop a neck portion for bonding silicon carbide particles to each other, and it may be impossible to achieve high thermal conductivity and high strength. On the other hand, when the firing temperature exceeds 2400 ° C., thermal decomposition of silicon carbide starts, and the strength of the sintered body decreases. Moreover, the amount of thermal energy required for firing increases, which is disadvantageous in terms of cost.
さらに、この焼成処理の際には、ネック部の成長を促進させるために、成形体からの炭化珪素の揮散を抑制することが望ましい。成形体からの揮散を抑制する方法としては、外気の侵入を遮断可能な耐熱性の容器内に成形体を装入することが望ましい。上記耐熱性の容器の形成材料としては、黒鉛又は炭化珪素が好適である。 Further, during this firing treatment, it is desirable to suppress the volatilization of silicon carbide from the molded body in order to promote the growth of the neck portion. As a method for suppressing volatilization from the molded body, it is desirable to insert the molded body into a heat-resistant container capable of blocking the entry of outside air. As a material for forming the heat-resistant container, graphite or silicon carbide is suitable.
次に、基材部12が緻密質炭化珪素焼結体からなる場合について説明する。
緻密質炭化珪素からなる基材部12を製造するには、まず、少なくとも炭化珪素粉末とバインダーと分散媒液とを含む混合組成物を調製する。
Next, the case where the
In order to manufacture the
上記炭化珪素粉末の粒径としては、10〜100μmであることが好ましい。このような粒径の炭化珪素粒子を用いることで緻密な炭化珪素基材を得ることがでるからである。また、上記炭化珪素粉末は、α型炭化珪素粉末、β型炭化珪素粉末のどちらであってもよい。 The particle size of the silicon carbide powder is preferably 10 to 100 μm. This is because a dense silicon carbide substrate can be obtained by using silicon carbide particles having such a particle size. The silicon carbide powder may be either α-type silicon carbide powder or β-type silicon carbide powder.
上記バインダーとしては特に限定されず、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、オリゴエステルアクリレート、キシレン樹脂、グアナミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、DFK樹脂、フラン樹脂、アミノ樹脂等の熱硬化性樹脂、その他、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール等を挙げることができる。これらの中では、熱硬化性樹脂が望ましく、特にフェノール樹脂であることが望ましい。製造する炭化珪素基材の強度が優れたものとなるからである。 The binder is not particularly limited. For example, a phenol resin, an epoxy resin, an oligoester acrylate, a xylene resin, a guanamine resin, a diallyl phthalate resin, a DFK resin, a furan resin, an amino resin, or other thermosetting resin, and other acrylic resins. , Polyvinyl alcohol, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, polyethylene glycol and the like. Among these, thermosetting resins are desirable, and phenol resins are particularly desirable. This is because the strength of the silicon carbide substrate to be manufactured is excellent.
また、上記分散媒液としては、上述した基材層12が多孔質炭化珪素からなる場合の分散媒液と同様のものを挙げることができる。なお、上記混合組成物には、上記多孔質炭化珪素からなる基材層12と同様の分散剤が含まれていてもよい。
Moreover, as said dispersion medium liquid, the thing similar to the dispersion medium liquid in case the
次に、この混合組成物をスプレードライ法等により顆粒とした後、目的とする形状の金型に入れ、所定の圧をかけることで成形体(生成形体)を形成する。 Next, this mixed composition is granulated by a spray drying method or the like, and then put into a mold having a desired shape, and a predetermined pressure is applied to form a molded body (generated shape).
上記顆粒は、その水分率が0.1〜2.0重量%であることが望ましく、また、上記顆粒に加熱処理を施すことが望ましい。製造する基材部12の強度が優れたものとなるからである。このときの加熱条件としては、加熱温度が50〜100℃、加熱時間が3〜9時間であることが望ましい。
The granules preferably have a moisture content of 0.1 to 2.0% by weight, and the granules are preferably heat-treated. This is because the strength of the
上記顆粒にラバープレス成形、射出成形、押出成形、鋳込み成形等を施すことにより、図1に示した基材部12と略同形状の成形体(生成形体)を成形することができる。
また、上記成形体を形成する際には、冷間静水圧(CIP)法を用いてもよく、このときの成形圧力の下限は96MPであることが望ましく、106MPaであることがより望ましい。また、成形圧力の上限は144MPaであることが望ましく、134MPaであることがより望ましい。成形する成形体の強度及び密度が高くなるからである。
By subjecting the granule to rubber press molding, injection molding, extrusion molding, casting molding, or the like, a molded body (generated shape) having substantially the same shape as the
Moreover, when forming the said molded object, you may use a cold isostatic pressure (CIP) method, The lower limit of the molding pressure at this time is desirably 96MP, and it is more desirable that it is 106MPa. Further, the upper limit of the molding pressure is desirably 144 MPa, and more desirably 134 MPa. This is because the strength and density of the molded body to be molded are increased.
そして、上記成形体に脱脂処理、焼成処理を施すことで緻密質炭化珪素焼結体からなる基材部12を製造することができる。
上記脱脂処理及び焼成処理としては、上述した多孔質炭化珪素からなる基材部12における脱脂処理及び焼成処理と同様の条件を挙げることができる。
And the
Examples of the degreasing treatment and firing treatment include the same conditions as the degreasing treatment and firing treatment in the
次に、製造した多孔質体又は緻密体からなる基材部12上に、0.2〜5mm程度の緻密質炭化珪素層11を形成する。
本発明のガス吹き出し板において説明した通り、緻密質炭化珪素層11としては、CVD法により形成したCVD層や、緻密な炭化珪素焼結体からなる焼結体層等を挙げることができるが、基材部12と緻密質炭化珪素層11とが共に炭化珪素からなる場合、基材部12は焼結体からなり、緻密質炭化珪素層11はCVD層からなることが望ましい。
従って、以下の説明では、基材部12は、CVD法により形成したCVD層であるものとする。
上記CVD法としては、熱CVD法であることが望ましい。大量生産に適していることに加え、基材部12が単純な形状でない場合であっても、確実に緻密質炭化珪素層を形成することができるからである。
Next, a dense
As described in the gas blowing plate of the present invention, examples of the dense
Therefore, in the following description, the
The CVD method is preferably a thermal CVD method. This is because, in addition to being suitable for mass production, a dense silicon carbide layer can be reliably formed even if the
上記CVD法では、水素等をキャリアガスとして、珪素含有ガスと炭素含有ガスとを気相若しくは基材部12の表面で反応させるか、又は、珪素と炭素とを同時に含有したガスを気相若しくは基材部12の表面で反応させることで、基材部12上に緻密質炭化珪素層11を積層形成する。
上記珪素含有ガスとしては特に限定されず、例えば、SiCl4ガス、SiH2Cl2ガス等を挙げることができ、また、上記炭素含有ガスとしては特に限定されず、例えば、CCl4ガス、C2H2ガス、CH3ガス、C3H8ガス、C7H8ガス、C6H14ガス等を挙げることができる。
また、上記珪素と炭素とを同時に含有したガスとしては特に限定されず、例えば、CH3SiCl3、CH3SiCl3、(CH3)2SiCl3、(CH3)3SiCl、(CH3)4Si、CH3SiHCl2等が挙げられる。
In the CVD method, hydrogen or the like is used as a carrier gas, and a silicon-containing gas and a carbon-containing gas are reacted in the gas phase or the surface of the
The silicon-containing gas is not particularly limited, and examples thereof include SiCl 4 gas and SiH 2 Cl 2 gas. The carbon-containing gas is not particularly limited, and examples thereof include CCl 4 gas and C 2. H 2 gas, CH 3 gas, C 3 H 8 gas, C 7 H 8 gas, C 6 H 14 gas and the like can be mentioned.
Further, no particular limitation is imposed on the gas containing the aforementioned silicon and carbon at the same time, for example, CH 3 SiCl 3, CH 3
ここで、本発明のガス吹き出し板において説明した通り、緻密質炭化珪素層11が、単一の配向面を有するものである場合、炭化珪素結晶の結晶面は(111)面に配向していることが望ましい。このように緻密質炭化珪素層11の炭化珪素結晶を(111)面に配向させるには、CVD法を行う際の緻密質炭化珪素層11となる原料ガスの温度や流量を調整すればよい。具体的には、例えば、温度を1000〜1300℃、流量を0.5〜3L/min程度に調整すればよい。
Here, as described in the gas blowing plate of the present invention, when the dense
さらに、本発明のガス吹き出し板において説明した通り、緻密質炭化珪素層11が、配向の異なる結晶が混在している場合、(111)面に配向した結晶面と、(220)面に配向した結晶面とが混在していることが望ましい。
但し、緻密質炭化珪素層11には、(111)面に配向した炭化珪素結晶の方が、(220)面に配向した炭化珪素結晶よりも多く存在することが望ましい。本発明のガス吹き出し板において説明した通りである。
Furthermore, as described in the gas blowing plate of the present invention, when the dense
However, in the dense
緻密質炭化珪素層11を構成する炭化珪素結晶の配向が(111)面に配向したものと、(220)面に配向したものとが混在している構造としては、例えば、基材部12上に(111)面に配向した緻密質炭化珪素層を形成した後、(220)面に配向した緻密質炭化珪素層を形成した多層構造や、(111)面に配向した炭化珪素結晶と、(220)面に配向した炭化珪素結晶とが混ざった構造等を挙げることができる。
As a structure in which the silicon carbide crystal constituting the dense
緻密質炭化珪素層11が上記多層構造である場合、例えば、基材部12上に上述した条件のCVD法で(111)面に配向した炭化珪素層を形成した後、この炭化珪素層上にさらに、上記CVD法により炭化珪素結晶が(220)面に配向した炭化珪素層を形成すればよい。上記炭化珪素結晶が(220)面に配向した炭化珪素層を形成するには、例えば、CVD法を行う際に、上述した原料ガスの温度を1200〜1500℃、流量を2〜5L/min程度に調整すればよい。
なお、上記多層構造は、上述したものに限定されることはなく、例えば、基材部12上に(220)面に配向した炭化珪素層を形成した後、(111)面に配向した炭化珪素層を形成した構造であってもよく、これらの炭化珪素層を複数層形成した構造であってもよい。
When the dense
The multilayer structure is not limited to the above-described one. For example, after forming a silicon carbide layer oriented in the (220) plane on the
また、緻密質炭化珪素層11が(111)面に配向した炭化珪素結晶と、(220)面に配向した炭化珪素結晶とが混ざった構造である場合、例えば、基材部12上にCVD法を行う際に、上述した原料ガスの温度を1100〜1300℃、流量を2〜3L/min程度に調整すればよい。
Further, when the dense
さらに、基材部12が多孔質炭化珪素からなる場合、緻密質炭化珪素層11と接触している面の近傍には、炭化珪素が含浸された含浸層が形成されていることが望ましい。上記含浸層の厚みは10〜30μmであることが望ましい。上述した通りである。
Furthermore, when the
このようにして基材部12に積層形成した緻密質炭化珪素層11において、炭化珪素粒子の平均粒径は、1〜20μmであることが望ましく、不純物の含有量は、5ppm以下であることが望ましい。本発明のガス吹き出し板で説明した通りである。
In the dense
次に、多孔質体又は緻密体からなる基材部12上に緻密質炭化珪素層11を形成した板状体の所定の位置に貫通孔13を形成する。
貫通孔13は、例えば、ドリル加工等の機械加工により形成することができる。
Next, the through-
The through
また、本発明のガス吹き出し板において説明した通り、緻密質炭化珪素層11の貫通孔13の周辺部には、貫通孔13の周辺部以外の部分よりも、(220)面に配向した結晶がより多く存在していることが望ましい。
このようなガス吹き出し板は、以下のようにして製造することができる。
In addition, as described in the gas blowing plate of the present invention, crystals oriented in the (220) plane are formed in the peripheral portion of the through-
Such a gas blowing plate can be manufactured as follows.
図5(a)〜(e)は、緻密質炭化珪素層を基材部上に形成する方法を模式的に示した製造工程図である。 FIGS. 5A to 5E are manufacturing process diagrams schematically showing a method of forming a dense silicon carbide layer on a base material portion.
まず、基材部52の所定の位置に貫通孔となる多数の開口530を形成する(図5(a)参照)。開口530の大きさは、貫通孔53と同じ大きさとなるように調整する。なお、基材部52は、多孔質体であってもよく、緻密体であってもよい。
First, a large number of
次に、開口530に丁度嵌め込むことができるカーボン製の棒状体54を、その一方の先端が0.5〜5.5mm程度飛び出した状態となるように開口530に嵌合する(図5(b)参照)。
Next, the carbon rod-
次に、棒状体54が飛び出した方向から、上述したCVD法により炭化珪素結晶が(111)面に配向するような条件で緻密質炭化珪素層51を形成する。
このとき、棒状体54の先端が飛び出した部分には、塊状の緻密質炭化珪素層510が形成される(図5(c)参照)。
即ち、棒状体54の近傍以外の平坦な基材部52上では、(111)面に配向した炭化珪素結晶が、図中上方向に積層されて緻密質炭化珪素層51が形成されるが、棒状体54の近傍部分では、棒状体54が基材部52の表面から飛び出しているため、炭化珪素結晶の配向方向が乱されることとなる。その結果、棒状体54の近傍に形成される緻密質炭化珪素層510は、(220)面に配向した炭化珪素結晶が多く存在することとなる。
Next, dense
At this time, a massive dense
That is, on the
次に、緻密質炭化珪素層510及び棒状体54を含む、緻密質炭化珪素層51の表面を研磨し、均一な表面となるように面出し加工を施す(図5(d)参照)。
Next, the surface of the dense
そして、酸素含有雰囲気下、800〜1000℃程度に加熱し、棒状体54を分解除去することで、貫通孔53を形成する(図5(e)参照)。
And it heats to about 800-1000 degreeC by oxygen containing atmosphere, and the through-
以上説明した方法を行うことにより、貫通孔の周辺部に、該貫通孔の周辺部以外の部分よりも、(220)面に配向した結晶がより多く存在している緻密質炭化珪素層を形成することができる。 By performing the above-described method, a dense silicon carbide layer in which more crystals oriented in the (220) plane are present in the periphery of the through hole than in portions other than the periphery of the through hole. can do.
このようにして製造した貫通孔13の、反応ガス吹き出し側に、面取りを施すことが望ましい。上記本発明のガス吹き出し板で説明した通りである。
It is desirable to chamfer the through-
さらに、緻密質炭化珪素層11の、反応ガス吹き出し側の加工脆性層の厚さが30μm以下となるように、緻密質炭化珪素層11の反応ガス吹き出し側面に後処理を施すことが望ましい。
Furthermore, it is desirable to perform a post-treatment on the reaction gas blowing side of the dense
上記後処理としては、炭化珪素を溶解し得る酸性のエッチング液を用いたエッチングを行うことが望ましい。
上記エッチング液としては、ふっ硝酸に所定量の弱酸を混合したものであることが望ましい。
上記弱酸としては、例えば、酢酸等の有機酸を挙げることができる。なお、弱酸という条件を満たすものであるならば、無機酸であってもよい。
As the post-treatment, it is desirable to perform etching using an acidic etchant that can dissolve silicon carbide.
The etching solution is preferably a mixture of nitrous acid with a predetermined amount of weak acid.
Examples of the weak acid include organic acids such as acetic acid. An inorganic acid may be used as long as it satisfies the condition of a weak acid.
また、上記エッチング液の組成は、重量比で、ふっ酸:硝酸:酢酸=1:2:1であることが望ましい。加工脆性層の下層に存在する緻密質炭化珪素層を浸食することなく、加工脆性層のみを確実に溶解、除去することができるからである。 The composition of the etching solution is preferably hydrofluoric acid: nitric acid: acetic acid = 1: 2: 1 by weight. This is because only the work brittle layer can be surely dissolved and removed without eroding the dense silicon carbide layer present in the lower layer of the work brittle layer.
また、この後処理では、ケミカルポリッシングを行うことが望ましい。加工脆性層のみを確実にかつ極めて短時間で効率よく除去することができるからである。
ここで、上記ケミカルポリッシングとは、上述したような重量比のふっ硝酸からなるエッチング液を用いたエッチング処理と、表面研磨とを並行して行う処理のことをいう。即ち、上記ケミカルポリッシングを行うと、上記加工脆性層には、上記エッチング液による化学的溶解作用と、機械的な表面研磨作用とが同時に作用するのである。
In this post-treatment, it is desirable to perform chemical polishing. This is because only the work brittle layer can be reliably and efficiently removed in a very short time.
Here, the chemical polishing refers to a process in which an etching process using an etchant made of fluoric acid having a weight ratio as described above and a surface polishing are performed in parallel. That is, when the chemical polishing is performed, a chemical dissolution action by the etching solution and a mechanical surface polishing action simultaneously act on the work brittle layer.
上記ケミカルポリッシングは、0.5〜5分間行うことが望ましく、1〜5分間行うことがより望ましく、1〜2分間行うことが最も望ましい。
ケミカルポリッシングの実施時間が0.5分未満であると、加工脆性層の厚さを30μm以下とすることができないことがあり、一方、ケミカルポリッシングの実施時間が5分を超えると、加工脆性層の厚さを確実に30μm以下とすることができるが、加工脆性層の下方にある緻密質炭化珪素層11までケミカルポリッシングの影響が及び、緻密質炭化珪素層11が浸食されるおそれがあるとともに、生産性が低下する。
The chemical polishing is desirably performed for 0.5 to 5 minutes, more desirably for 1 to 5 minutes, and most desirably for 1 to 2 minutes.
If the execution time of chemical polishing is less than 0.5 minutes, the thickness of the work brittle layer may not be 30 μm or less, whereas if the execution time of chemical polishing exceeds 5 minutes, the work brittle layer Can be reliably reduced to 30 μm or less, but the influence of chemical polishing on the dense
以上、説明した方法により、図1に示したような、基材部上に緻密質炭化珪素層が形成された本発明のガス吹き出し板を確実に製造することができる。 As described above, the gas blowing plate of the present invention in which the dense silicon carbide layer is formed on the base material portion as shown in FIG. 1 can be reliably manufactured by the method described above.
また、基材部の両面に上述したような方法でCVD法を施すことで、図2に示したようなガス吹き出し板を製造することができる。
さらに、離型性を有する基材上にCVD法により緻密質炭化珪素層を形成し、その後、切削加工を施し緻密質炭化珪素層のみを切り出し、その後、多数の貫通孔を形成することで、図3に示したようなガス吹き出し板を製造することができる。
Moreover, the gas blowing plate as shown in FIG. 2 can be manufactured by performing the CVD method on the both surfaces of the base material portion as described above.
Furthermore, a dense silicon carbide layer is formed by a CVD method on a substrate having releasability, and then cutting is performed to cut out only the dense silicon carbide layer, and then a large number of through holes are formed. A gas blowing plate as shown in FIG. 3 can be manufactured.
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
実施例1
(1)多孔質炭化珪素からなる基材部の製造
出発原料として、平均粒径30μmのα型炭化珪素粗粉末(♯400)と、平均粒径0.3μmのα型炭化珪素微粉末(GMF−15H2)とを準備した。
そして、上記炭化珪素粗粉末100重量部に対して、上記炭化珪素微粉末を30重量部配合し、これらを均一に混合した。
Example 1
(1) As a starting material for producing a base material portion made of porous silicon carbide, α-type silicon carbide coarse powder (# 400) having an average particle size of 30 μm and α-type silicon carbide fine powder (GMF) having an average particle size of 0.3 μm -15H2).
And 30 weight part of the said silicon carbide fine powder was mix | blended with respect to 100 weight part of the said silicon carbide coarse powder, and these were mixed uniformly.
上記炭化珪素粗粉末と炭化珪素微粉末とからなる混合物100重量部に対して、ポリビニルアルコール5重量部、フェノールレジン3重量部、水50重量部を配合した後、ボールミル中にて5時間混合することにより、均一な混合組成物を調製した。 After blending 5 parts by weight of polyvinyl alcohol, 3 parts by weight of phenol resin, and 50 parts by weight of water with 100 parts by weight of the mixture of the above silicon carbide coarse powder and silicon carbide fine powder, they are mixed in a ball mill for 5 hours. Thus, a uniform mixed composition was prepared.
上記混合組成物を所定時間乾燥して水分をある程度除去した後、この混合組成物の乾燥体を適量採取し、スプレードライ法等を用いて顆粒化した。このとき、顆粒の水分率を約0.8重量%となるように調整した。 After the mixed composition was dried for a predetermined time to remove moisture to some extent, an appropriate amount of a dried product of the mixed composition was collected and granulated using a spray drying method or the like. At this time, the moisture content of the granules was adjusted to about 0.8% by weight.
次いで、上記顆粒を、金属押し型に入れた後、神戸製鋼社製の冷間静水圧(CIP)を利用する成形機を用いて、130MPa(1.3t/cm2)のプレス圧力で成形し、直径420mm、厚さ15mmの円板状のグリーンシートを作製した。 Subsequently, after putting the granule in a metal stamping die, it was molded at a press pressure of 130 MPa (1.3 t / cm 2 ) using a molding machine using cold isostatic pressure (CIP) manufactured by Kobe Steel. A disc-shaped green sheet having a diameter of 420 mm and a thickness of 15 mm was produced.
次に、上記グリーンシートを、5%酸素濃度を有する空気と窒素との混合ガス雰囲気下、450℃で加熱することにより脱脂を行った。 Next, the green sheet was degreased by heating at 450 ° C. in a mixed gas atmosphere of air and nitrogen having a 5% oxygen concentration.
そして、上記脱脂工程を経た脱脂体を、黒鉛製ルツボに装入し、タンマン型焼成炉を使用して、1気圧のアルゴンガス雰囲気下、10℃/分の昇温速度で2200℃まで昇温し、この温度で4時間保持することにより多孔質炭化珪素からなる基材部を製造した。
この基材部の気孔率は、40%であった。
And the degreased body which passed through the said degreasing process was inserted into the graphite crucible, and it heated up to 2200 degreeC with the temperature increase rate of 10 degree-C / min in 1 atmosphere of argon gas atmosphere using a Tamman type baking furnace. And the base-material part which consists of porous silicon carbide was manufactured by hold | maintaining at this temperature for 4 hours.
The porosity of this base material portion was 40%.
(2)緻密質炭化珪素層の形成
上記製造した基材部に、直径0.5mmの開口を300個、上記基材部の表面に均一に分布するようにドリル加工により形成し、この開口に炭素製の棒状体をその一方の先端が3mm飛び出すように嵌合した。
そして、上記棒の先端部分が飛び出した面を上向きに、CVD用の真空炉にセットし、炉内を減圧状態にしてから、SiCl4ガス及びCCl4ガスを1250℃、2.5L/minで流通させ、高純度で緻密な緻密質炭化珪素層を(厚さ3mm、不純物含有量1ppm以下)を形成することで、板状体を作製した。
上記緻密質炭化珪素層を構成する炭化珪素結晶の結晶配向の割合は、上記棒状体の周辺部以外の部分では、(111)面:(220)面=1:0.18であり、上記棒状体の周辺部では、(111)面:(220)面=1:0.35であった。
(2) Formation of dense silicon carbide layer Drilling is performed so that 300 openings having a diameter of 0.5 mm are uniformly distributed on the surface of the base material portion in the manufactured base material portion. The carbon rod-like body was fitted so that one end thereof protruded by 3 mm.
Then, the surface from which the tip of the rod protrudes is set upward in a vacuum furnace for CVD, and after the pressure inside the furnace is reduced, SiCl 4 gas and CCl 4 gas are supplied at 1250 ° C. and 2.5 L / min. A plate-like body was manufactured by forming a dense silicon carbide layer (
The ratio of the crystal orientation of the silicon carbide crystal constituting the dense silicon carbide layer is (111) plane: (220) plane = 1: 0.18 in the portion other than the peripheral portion of the rod-like body, and the rod-like shape At the periphery of the body, (111) plane: (220) plane = 1: 0.35.
そして、ダイヤモンド砥石を用いて、上記飛び出した棒状体の先端部分を含む緻密質炭化珪素層の表面を研磨した。 Then, the surface of the dense silicon carbide layer including the tip portion of the protruding rod-like body was polished using a diamond grindstone.
その後、酸素含有雰囲気下、800℃で加熱することで、炭素製の棒状体を分解除去し、上記板状体に貫通孔を形成した。 Then, the carbon rod-shaped body was decomposed and removed by heating at 800 ° C. in an oxygen-containing atmosphere, and through holes were formed in the plate-shaped body.
また、緻密質炭化珪素層の反応ガス吹き出し側となる面に、後処理として、ふっ硝酢酸(重量比がふっ酸:硝酸:酢酸=1:2:1)からなるエッチング液を用いてケミカルポリッシングを行い(エッチング処理時間1分)、緻密質炭化珪素層の反応ガス吹き出し側となる面の加工脆性層を無くして、緻密質炭化珪素層の厚さが2mmの、本発明のガス吹き出し板を製造した(図1参照)。
実施例1に係るガス吹き出し板において、緻密質炭化珪素層の表面のJIS B 0601による面粗度Raは0.01μmであった。
Further, chemical polishing is performed on the surface of the dense silicon carbide layer on the reaction gas blowing side by using an etching solution made of fluoronitric acid (having a weight ratio of hydrofluoric acid: nitric acid: acetic acid = 1: 2: 1) as post-treatment. (Etching treatment time 1 minute), eliminating the processing brittle layer on the surface of the dense silicon carbide layer on the reaction gas blowing side, and the gas blowing plate of the present invention having a dense silicon carbide layer thickness of 2 mm Manufactured (see FIG. 1).
In the gas blowing plate according to Example 1, the surface roughness Ra according to JIS B 0601 of the surface of the dense silicon carbide layer was 0.01 μm.
この実施例1に係るガス吹き出し板を、図4に示したようなプラズマエッチング装置にセットして5時間使用した後、ガス吹き出し板を取り出し、緻密質炭化珪素層の面粗度Raを測定したところ、貫通孔の周辺部の面粗度Raは0.03μmであり、貫通孔の周辺部以外の部分の面粗度Raは0.1μmであった。
また、プラズマに直接晒され続けた緻密質炭化珪素層の表面から炭化珪素粒子の脱落は全く観察されず、また、ガス吹き出し板からプラズマ中に吹き出される反応ガスの吹き出し方向や吹き出し量は、均一かつ安定した状態であった。さらに、上記プラズマによる浸食を抑制することができた。
The gas blowing plate according to Example 1 was set in a plasma etching apparatus as shown in FIG. 4 and used for 5 hours. Then, the gas blowing plate was taken out and the surface roughness Ra of the dense silicon carbide layer was measured. However, the surface roughness Ra of the peripheral part of the through hole was 0.03 μm, and the surface roughness Ra of the part other than the peripheral part of the through hole was 0.1 μm.
Further, no drop of silicon carbide particles is observed from the surface of the dense silicon carbide layer that has been directly exposed to the plasma, and the blowing direction and the blowing amount of the reactive gas blown into the plasma from the gas blowing plate are as follows: It was in a uniform and stable state. Furthermore, erosion by the plasma could be suppressed.
実施例2
実施例1と同様に基材部を製造し、該基材部に形成した貫通孔の両面からそれぞれ3mm飛び出すように炭素製の棒状体を嵌合し、実施例1と同条件で基材部の両面にCVD処理を行って緻密質炭化珪素層を形成した。
この緻密質炭化珪素層を構成する炭化珪素結晶の結晶配向は、上記棒状体の周辺部以外の部分では、(111)面:(220)面=1:0.18であり、上記棒状体の周辺部では、(111)面:(220)面=1:0.35であった。
その後、実施例1と同様にして貫通孔を形成し、ダイヤモンド砥石による研磨及びケミカルポリッシングを行うことで、厚さ2mmの緻密質炭化珪素層が形成されたガス吹き出し板を製造した(図2参照)。
実施例2に係るガス吹き出し板において、緻密質炭化珪素層の表面のJIS B 0601による面粗度Raは0.01μmであった。
Example 2
A base material part was manufactured in the same manner as in Example 1, and carbon rods were fitted so as to protrude 3 mm from both sides of the through holes formed in the base material part, and the base material part was subjected to the same conditions as in Example 1. A dense silicon carbide layer was formed by performing CVD treatment on both sides of the substrate.
The crystal orientation of the silicon carbide crystal constituting this dense silicon carbide layer is (111) plane: (220) plane = 1: 0.18 in the portion other than the peripheral portion of the rod-shaped body. In the peripheral portion, (111) plane: (220) plane = 1: 0.35.
Thereafter, through-holes were formed in the same manner as in Example 1, and polishing with a diamond grindstone and chemical polishing were performed to manufacture a gas blowing plate having a dense silicon carbide layer with a thickness of 2 mm (see FIG. 2). ).
In the gas blowing plate according to Example 2, the surface roughness Ra according to JIS B 0601 of the surface of the dense silicon carbide layer was 0.01 μm.
実施例2に係るガス吹き出し板を、実施例1と同様にプラズマエッチング装置にセットして5時間使用した後、ガス吹き出し板を取り出し、緻密質炭化珪素層の面粗度Raを測定したところ、貫通孔の周辺部の面粗度Raは0.03μmであり、貫通孔の周辺部以外の部分の面粗度Raは0.1μmであった。
また、プラズマに直接晒され続けた緻密質炭化珪素層の表面から炭化珪素粒子の脱落は全く観察されず、また、ガス吹き出し板からプラズマ中に吹き出される反応ガスの吹き出し方向や吹き出し量は、均一かつ安定した状態であった。さらに、上記プラズマによる浸食を抑制することができた。
After the gas blowing plate according to Example 2 was set in the plasma etching apparatus and used for 5 hours in the same manner as in Example 1, the gas blowing plate was taken out and the surface roughness Ra of the dense silicon carbide layer was measured. The surface roughness Ra of the peripheral part of the through hole was 0.03 μm, and the surface roughness Ra of the part other than the peripheral part of the through hole was 0.1 μm.
Further, no drop of silicon carbide particles is observed from the surface of the dense silicon carbide layer that has been directly exposed to the plasma, and the blowing direction and the blowing amount of the reactive gas blown into the plasma from the gas blowing plate are as follows: It was in a uniform and stable state. Furthermore, erosion by the plasma could be suppressed.
実施例3
円板状の黒鉛基板に、実施例1において基材部に設けた開口と同様の開口を設け、該開口に炭素製の棒状体の一端が黒鉛基板の表面から1.5mm飛び出すように嵌合した。
次に、黒鉛基板の棒状体の一端が飛び出した側の面に、実施例1と同条件のCVD処理を行って、厚さ1.5mmの緻密質炭化珪素層を形成した後、上記緻密質炭化珪素層を切断することで、直径420mm、厚さ1.5mmの緻密質炭化珪素層のみからなる板状体を作製した。
この板状体を構成する炭化珪素結晶の結晶配向は、上記棒状体の周辺部以外の部分では、(111)面:(220)面=1:0.18であり、上記棒状体の周辺部では、(111)面:(220)面=1:0.35であった。
その後、上記板状体に実施例1と同様にして貫通孔を形成し、ダイヤモンド砥石による研磨及びケミカルポリッシングを行うことで、厚さ1mmの緻密質炭化珪素のみからなるガス吹き出し板を製造した(図3参照)。
実施例3に係るガス吹き出し板において、表面のJIS B 0601による面粗度Raは0.01μmであった。
Example 3
An opening similar to the opening provided in the base material portion in Example 1 is provided in a disk-shaped graphite substrate, and one end of a carbon rod-like body is fitted into the opening so that 1.5 mm protrudes from the surface of the graphite substrate. did.
Next, a CVD treatment under the same conditions as in Example 1 was performed on the surface of the graphite substrate on the side where one end of the rod-shaped body protruded to form a dense silicon carbide layer having a thickness of 1.5 mm, and then the dense material By cutting the silicon carbide layer, a plate-like body consisting only of a dense silicon carbide layer having a diameter of 420 mm and a thickness of 1.5 mm was produced.
The crystal orientation of the silicon carbide crystal constituting this plate-like body is (111) plane: (220) plane = 1: 0.18 in the portion other than the peripheral portion of the rod-shaped body, and the peripheral portion of the rod-shaped body Then, (111) plane: (220) plane = 1: 0.35.
Thereafter, through holes were formed in the plate-like body in the same manner as in Example 1, and polishing with a diamond grindstone and chemical polishing were performed to manufacture a gas blowing plate made only of dense silicon carbide having a thickness of 1 mm ( (See FIG. 3).
In the gas blowing plate according to Example 3, the surface roughness Ra according to JIS B 0601 on the surface was 0.01 μm.
実施例3に係るガス吹き出し板を、実施例1と同様にプラズマエッチング装置にセットして5時間使用した後、ガス吹き出し板を取り出し、その表面の面粗度Raを測定したところ、貫通孔の周辺部の面粗度Raは0.03μmであり、貫通孔の周辺部以外の部分の面粗度Raは0.1μmであった。
また、プラズマに直接晒され続けた緻密質炭化珪素層の表面から炭化珪素粒子の脱落は全く観察されず、また、ガス吹き出し板からプラズマ中に吹き出される反応ガスの吹き出し方向や吹き出し量は、均一かつ安定した状態であった。さらに、上記プラズマによる浸食を抑制することができた。
After the gas blowing plate according to Example 3 was set in the plasma etching apparatus and used for 5 hours in the same manner as in Example 1, the gas blowing plate was taken out and the surface roughness Ra of the surface was measured. The surface roughness Ra of the peripheral portion was 0.03 μm, and the surface roughness Ra of the portion other than the peripheral portion of the through hole was 0.1 μm.
Further, no drop of silicon carbide particles is observed from the surface of the dense silicon carbide layer that has been directly exposed to the plasma, and the blowing direction and the blowing amount of the reactive gas blown into the plasma from the gas blowing plate are as follows: It was in a uniform and stable state. Furthermore, erosion by the plasma could be suppressed.
比較例1
直径420mm、厚さ10mmのシリコンからなる板状体の表面をダイヤモンド砥石で研磨した後、ケミカルポリッシングを行ってシリコンからなるガス吹き出し板を製造した。
比較例1に係るガス吹き出し板において、その表面のJIS B 0601による面粗度Raは0.01μmであった。
Comparative Example 1
The surface of a plate-like body made of silicon having a diameter of 420 mm and a thickness of 10 mm was polished with a diamond grindstone, and then subjected to chemical polishing to produce a gas blowing plate made of silicon.
In the gas blowing plate according to Comparative Example 1, the surface roughness Ra of the surface according to JIS B 0601 was 0.01 μm.
比較例1に係るガス吹き出し板を、実施例1と同様にプラズマエッチング装置にセットして5時間使用した後、ガス吹き出し板を取り出し、その表面の面粗度Raを測定したところ、貫通孔の周辺部の面粗度Raは0.2μmであり、上記貫通孔の周辺部以外の部分の面粗度Raは0.3μmであった。
また、プラズマに直接晒され続けたガス吹き出し板の表面からシリコン粒子の脱落が観察され、シリコンウエハにパーティクルが発生していた。
After the gas blowing plate according to Comparative Example 1 was set in the plasma etching apparatus and used for 5 hours in the same manner as in Example 1, the gas blowing plate was taken out and the surface roughness Ra of the surface was measured. The surface roughness Ra of the peripheral portion was 0.2 μm, and the surface roughness Ra of the portion other than the peripheral portion of the through hole was 0.3 μm.
In addition, dropping of silicon particles was observed from the surface of the gas blowing plate that was continuously exposed to plasma, and particles were generated on the silicon wafer.
10 ガス吹き出し板
11 緻密質炭化珪素層
12 基材部
13 貫通孔
DESCRIPTION OF
Claims (4)
多数の貫通孔が形成され、
少なくとも、前記反応ガスが吹き出す側の表面には、緻密質炭化珪素層が形成されていることを特徴とするプラズマエッチング装置のガス吹き出し板。 A gas blowing plate of a plasma etching apparatus that constitutes a part of an electrode plate and allows a reaction gas to flow inside the electrode plate,
Many through holes are formed,
A gas blowing plate of a plasma etching apparatus, wherein a dense silicon carbide layer is formed at least on the surface on the side from which the reaction gas is blown.
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