JP2707886B2 - プラズマエッチング用電極板 - Google Patents
プラズマエッチング用電極板Info
- Publication number
- JP2707886B2 JP2707886B2 JP3271611A JP27161191A JP2707886B2 JP 2707886 B2 JP2707886 B2 JP 2707886B2 JP 3271611 A JP3271611 A JP 3271611A JP 27161191 A JP27161191 A JP 27161191A JP 2707886 B2 JP2707886 B2 JP 2707886B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode plate
- plasma etching
- diamond
- glassy carbon
- coated
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- Expired - Lifetime
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- Ceramic Products (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路におけ
るプラズマエッチング工程の装置に用いられる電極板に
関する。
るプラズマエッチング工程の装置に用いられる電極板に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路がＬＳＩから超ＬＳＩへ
と集積度及び集積密度が大きくなるにつれて、集積され
るデバイスの寸法はますます微細化することになる。プ
ラズマエッチング工程では、各種の反応ガスとの選択に
よって、ポリシリコン(Ｓi)、窒化珪素(Ｓi3Ｎ4)、石英
ガラス(ＳiＯ2)、燐珪酸塩ガラス（ＰＳＧ）等をエッチ
ングする。プラズマエッチング装置には種々の型があ
り、中でも電極板が反応室にある平行平板型は均一性の
良い微細なパターンの加工が可能になっている。しかし
ながら、反応室内に電極があるため、エッチングの選択
性、発生プラズマによるパターンの損傷等の問題があ
り、電極板にも解決すべき問題がある。半導体集積回路
の形成パターンの微細化が進むに従って、平行平板型プ
ラズマエッチング用電極板には、化学的安定性、高純
度、耐消耗性、非発塵性、形状安定性、発生プラズマの
均質性、非帯電性等の要求が高まってきた。
と集積度及び集積密度が大きくなるにつれて、集積され
るデバイスの寸法はますます微細化することになる。プ
ラズマエッチング工程では、各種の反応ガスとの選択に
よって、ポリシリコン(Ｓi)、窒化珪素(Ｓi3Ｎ4)、石英
ガラス(ＳiＯ2)、燐珪酸塩ガラス（ＰＳＧ）等をエッチ
ングする。プラズマエッチング装置には種々の型があ
り、中でも電極板が反応室にある平行平板型は均一性の
良い微細なパターンの加工が可能になっている。しかし
ながら、反応室内に電極があるため、エッチングの選択
性、発生プラズマによるパターンの損傷等の問題があ
り、電極板にも解決すべき問題がある。半導体集積回路
の形成パターンの微細化が進むに従って、平行平板型プ
ラズマエッチング用電極板には、化学的安定性、高純
度、耐消耗性、非発塵性、形状安定性、発生プラズマの
均質性、非帯電性等の要求が高まってきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の金属電極板は所
望の高純度のものが得られず、かつ反応ガスと化学反応
を起し（特に塩素イオンと弗素イオン）、化学的安定性
に劣り、高純度高緻密黒鉛板は２〜３種の原料を用いて
いるため、粒子の脱落が発生し発塵の面で劣り、また特
開昭62−252942号公報に示されるガラス状炭素電極板
は、同様に反応ガスと化学反応を起し（特に酸素イオン
の存在下で）、化学的安定性に劣る等、未だ充分な適合
材が得られていない。本発明は、上記した問題点を解消
する材質を用いたプラズマエッチング用電極板を提供す
ることを目的とする。
望の高純度のものが得られず、かつ反応ガスと化学反応
を起し（特に塩素イオンと弗素イオン）、化学的安定性
に劣り、高純度高緻密黒鉛板は２〜３種の原料を用いて
いるため、粒子の脱落が発生し発塵の面で劣り、また特
開昭62−252942号公報に示されるガラス状炭素電極板
は、同様に反応ガスと化学反応を起し（特に酸素イオン
の存在下で）、化学的安定性に劣る等、未だ充分な適合
材が得られていない。本発明は、上記した問題点を解消
する材質を用いたプラズマエッチング用電極板を提供す
ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス状炭素
の表面にダイヤモンドを被覆してなるプラズマエッチン
グ用電極板に関する。
の表面にダイヤモンドを被覆してなるプラズマエッチン
グ用電極板に関する。
【０００５】本発明ではＣＶＤ法、ＰＶＤ法等によりガ
ラス状炭素の表面にダイヤモンドを被覆する。その理由
は、ダイヤモンドは公知の方法により不純物量を少なく
することが出来、粒子の脱落が発生する材質ではないの
で発塵の問題が無く、またガラス状炭素単体と比較して
酸素イオンの存在下で反応ガスとの化学的安定性に優れ
ており、かつ発生プラズマ分布の均一性が図られるから
である。ダイヤモンドを被覆させる基材としてガラス状
炭素を用いる。このガラス状炭素は、フラン樹脂、フェ
ノール樹脂等の熱硬化性樹脂を硬化し、次いで炭化させ
て得られるものである。ガラス状炭素は更に熱伝導を良
くするために黒鉛化し、高純度にするためにハロゲンガ
ス等により精製したものが好ましい。
ラス状炭素の表面にダイヤモンドを被覆する。その理由
は、ダイヤモンドは公知の方法により不純物量を少なく
することが出来、粒子の脱落が発生する材質ではないの
で発塵の問題が無く、またガラス状炭素単体と比較して
酸素イオンの存在下で反応ガスとの化学的安定性に優れ
ており、かつ発生プラズマ分布の均一性が図られるから
である。ダイヤモンドを被覆させる基材としてガラス状
炭素を用いる。このガラス状炭素は、フラン樹脂、フェ
ノール樹脂等の熱硬化性樹脂を硬化し、次いで炭化させ
て得られるものである。ガラス状炭素は更に熱伝導を良
くするために黒鉛化し、高純度にするためにハロゲンガ
ス等により精製したものが好ましい。
【０００６】ダイヤモンドを被覆させるにはＣＶＤ法、
ＰＶＤ法等による。緻密高純度で均一な被膜を得るに
は、ＣＶＤ法が好ましい。ＣＶＤ法による蒸着は公知の
方法により特に制限は無く、所定の厚みのダイヤモンド
を被覆させる。ダイヤモンド被膜の厚さは、１００μｍ
以下が好ましい。被膜が厚過ぎると剥離し易くなる。ダ
イヤモンド被膜の不純物量は、５０ppm以下が好まし
い。
ＰＶＤ法等による。緻密高純度で均一な被膜を得るに
は、ＣＶＤ法が好ましい。ＣＶＤ法による蒸着は公知の
方法により特に制限は無く、所定の厚みのダイヤモンド
を被覆させる。ダイヤモンド被膜の厚さは、１００μｍ
以下が好ましい。被膜が厚過ぎると剥離し易くなる。ダ
イヤモンド被膜の不純物量は、５０ppm以下が好まし
い。
【０００７】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。内径１００
mm、長さ３００mmの一端を封じた鋼鉄製成形円筒内に、
液状のフラン樹脂（日立化成工業製、ＶＦ−３０３）及
び硬化剤としてパラトルエンスルホン酸をフラン樹脂に
対して０．６重量％入れ、密閉した後回転駆動遠心成形
機に装着し、成形円筒を５０℃に保持しながら２００ｒ
ｐｍで３時間回転して、原料樹脂を半硬化状態にした。
得られた管状樹脂半硬化物を離型後切断展開してステン
レス板に挾み、０．５kg/cm2の圧力で押圧した後、その
ままの状態で５０℃、７０℃、９０℃で各４時間硬化し
た。次いで硬化物を窒素ガス雰囲気中１０００℃まで焼
成した後、更に２８００℃で黒鉛化処理を行い、密度
１.４９ｇ／cm2、電気比抵抗４１００μΩ-cm、室温〜
４００℃の熱膨張係数４×１０-6・deg-1及び熱伝導率
８kcal／m・h・℃のガラス状炭素を得た。このガラス状炭
素を２２０mmφ×３mmに加工し、更に３.５mm間隔に０.
８mmφ×３mmの多数の貫通穴を設け、所望の形状に機械
加工した。
mm、長さ３００mmの一端を封じた鋼鉄製成形円筒内に、
液状のフラン樹脂（日立化成工業製、ＶＦ−３０３）及
び硬化剤としてパラトルエンスルホン酸をフラン樹脂に
対して０．６重量％入れ、密閉した後回転駆動遠心成形
機に装着し、成形円筒を５０℃に保持しながら２００ｒ
ｐｍで３時間回転して、原料樹脂を半硬化状態にした。
得られた管状樹脂半硬化物を離型後切断展開してステン
レス板に挾み、０．５kg/cm2の圧力で押圧した後、その
ままの状態で５０℃、７０℃、９０℃で各４時間硬化し
た。次いで硬化物を窒素ガス雰囲気中１０００℃まで焼
成した後、更に２８００℃で黒鉛化処理を行い、密度
１.４９ｇ／cm2、電気比抵抗４１００μΩ-cm、室温〜
４００℃の熱膨張係数４×１０-6・deg-1及び熱伝導率
８kcal／m・h・℃のガラス状炭素を得た。このガラス状炭
素を２２０mmφ×３mmに加工し、更に３.５mm間隔に０.
８mmφ×３mmの多数の貫通穴を設け、所望の形状に機械
加工した。
【０００８】機械加工後のガラス状炭素を電気炉に入
れ、約２０００℃に加熱しつつＣＨ2Ｃl2ガスを通じて
精製処理を行った。次いで、この精製品をＣＶＤ炉に入
れ、高周波誘導で２０００℃に加熱し、ＣＶＤ炉内を２
００Torr以下に減圧し、キャリアガスの水素を毎分７０
ｌの速度で通じながら、濃度が１．０８×１０-2mol／
ｌ・H2のプロパンガス（Ｃ3Ｈ8）を通じ、毎分約０．２
μｍの蒸着速度で高純度（５０ppm以下）のダイヤモン
ドを被覆させた。得られたダイヤモンドは厚さが約２０
μｍでその面内ばらつきは±５μｍ、密度が２．１９ｇ
／cm3、電気比抵抗が１ＭΩ-cm、曲げ強度１．９×１０
4kgf／cm2及び室温〜４００℃の熱膨張係数４．３×１
０-6・deg-1であった。
れ、約２０００℃に加熱しつつＣＨ2Ｃl2ガスを通じて
精製処理を行った。次いで、この精製品をＣＶＤ炉に入
れ、高周波誘導で２０００℃に加熱し、ＣＶＤ炉内を２
００Torr以下に減圧し、キャリアガスの水素を毎分７０
ｌの速度で通じながら、濃度が１．０８×１０-2mol／
ｌ・H2のプロパンガス（Ｃ3Ｈ8）を通じ、毎分約０．２
μｍの蒸着速度で高純度（５０ppm以下）のダイヤモン
ドを被覆させた。得られたダイヤモンドは厚さが約２０
μｍでその面内ばらつきは±５μｍ、密度が２．１９ｇ
／cm3、電気比抵抗が１ＭΩ-cm、曲げ強度１．９×１０
4kgf／cm2及び室温〜４００℃の熱膨張係数４．３×１
０-6・deg-1であった。
【０００９】得られたダイヤモンド被覆ガラス状炭素を
プラズマエッチング装置にセットして、反応ガスＣＦ3
Ｃl：ＣＦ4：Ｏ2をモル比で５０：４０：１０の割合で
混合したものを用い、反応チャンバ内のガス圧２６０Ｐ
a、電源周波数４００ＫＨz、時間８０秒／回の条件でシ
リコンウェーハのエッチングを行った。エッチング可能
な回数(エッチング速度の均質性を維持できる回数)を寿
命として評価した結果、ダイヤモンド被覆を行わなかっ
たガラス状炭素の電極板が約４５００回であったのに対
し、ダイヤモンド被覆ガラス状炭素の電極板は約５００
０回であった。
プラズマエッチング装置にセットして、反応ガスＣＦ3
Ｃl：ＣＦ4：Ｏ2をモル比で５０：４０：１０の割合で
混合したものを用い、反応チャンバ内のガス圧２６０Ｐ
a、電源周波数４００ＫＨz、時間８０秒／回の条件でシ
リコンウェーハのエッチングを行った。エッチング可能
な回数(エッチング速度の均質性を維持できる回数)を寿
命として評価した結果、ダイヤモンド被覆を行わなかっ
たガラス状炭素の電極板が約４５００回であったのに対
し、ダイヤモンド被覆ガラス状炭素の電極板は約５００
０回であった。
【００１０】
【発明の効果】本発明のプラズマエッチング用電極板
は、高純度のダイヤモンドを被覆したガラス状炭素から
なるもので、熱膨張係数の差による亀裂発生の恐れが無
く、長寿命であり、また、耐酸化性、非発塵性に優れた
高純度の製品を提供出来る。
は、高純度のダイヤモンドを被覆したガラス状炭素から
なるもので、熱膨張係数の差による亀裂発生の恐れが無
く、長寿命であり、また、耐酸化性、非発塵性に優れた
高純度の製品を提供出来る。
Claims (1)
- 【請求項１】 ガラス状炭素の表面にダイヤモンドを被
覆してなるプラズマエッチング用電極板
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271611A JP2707886B2 (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | プラズマエッチング用電極板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271611A JP2707886B2 (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | プラズマエッチング用電極板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129241A JPH05129241A (ja) | 1993-05-25 |
| JP2707886B2 true JP2707886B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=17502485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3271611A Expired - Lifetime JP2707886B2 (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | プラズマエッチング用電極板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2707886B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100749092B1 (ko) * | 2005-02-01 | 2007-08-13 | 프리시젼다이아몬드 주식회사 | 플라즈마 식각장치에 장착되는 다이아몬드가 코팅된캐소우드 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 제조된캐소우드 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS616198A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-11 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | ダイヤモンド薄膜の製造法 |
| JPS62281426A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-07 | Teru Ramu Kk | 半導体処理装置 |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP3271611A patent/JP2707886B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05129241A (ja) | 1993-05-25 |
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