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

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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
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electrode plate
plasma etching
diamond
glassy carbon
coated
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誠 菊地
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Showa Denko Materials Co Ltd
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Hitachi Chemical Co Ltd
Showa Denko Materials Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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(Si34)、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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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(C38)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
-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。
【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。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  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
JP3271611A 1991-10-21 1991-10-21 プラズマエッチング用電極板 Expired - Lifetime JP2707886B2 (ja)

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JPH05129241A JPH05129241A (ja) 1993-05-25
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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

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