JP3086908B2 - 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
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- JP3086908B2 JP3086908B2 JP02142095A JP14209590A JP3086908B2 JP 3086908 B2 JP3086908 B2 JP 3086908B2 JP 02142095 A JP02142095 A JP 02142095A JP 14209590 A JP14209590 A JP 14209590A JP 3086908 B2 JP3086908 B2 JP 3086908B2
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- Japan
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- plasma etching
- electrode plate
- etching
- graphite
- wafer
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ICやLSI等の半導体集積回路をプラズマエ
ッチング処理によって形成する際に使用するプラズマエ
ッチング用電極板に関する。
ッチング処理によって形成する際に使用するプラズマエ
ッチング用電極板に関する。
（従来の技術） 一般に、プラズマエッチング装置は、図に示すよう
に、円板形状の陽極板（10）と、これと対向する陰極板
（20）とを反応チャンバー（30）内に備え、電極板（1
0）（20）間に数十ボルトから数百ボルトの電位差の電
場をつくり、反応チャンバー（30）内にCF4等の反応ガ
スを供給してプラズマ状態とし、陰極板（20）上に載置
したウエハ（40）にエッチング処理を施す構造となって
いる。
に、円板形状の陽極板（10）と、これと対向する陰極板
（20）とを反応チャンバー（30）内に備え、電極板（1
0）（20）間に数十ボルトから数百ボルトの電位差の電
場をつくり、反応チャンバー（30）内にCF4等の反応ガ
スを供給してプラズマ状態とし、陰極板（20）上に載置
したウエハ（40）にエッチング処理を施す構造となって
いる。
従来、このようなプラズマエッチング装置に用いられ
る電極板としては、一般に黒鉛基材からなる円板が使用
されている。黒鉛基材は、優れた導電性と化学的安定性
を備え、高密度化も容易であることから、プラズマエッ
チング用電極板の基材としては特性的に極めて好適なも
のである。
る電極板としては、一般に黒鉛基材からなる円板が使用
されている。黒鉛基材は、優れた導電性と化学的安定性
を備え、高密度化も容易であることから、プラズマエッ
チング用電極板の基材としては特性的に極めて好適なも
のである。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、黒鉛基材からなるプラズマエッチング
用電極板を備えたプラズマエッチング装置にあっては、
何回も繰り返しエッチング処理を行なった場合、その度
毎にエッチング速度に大きなバラツキを生じることがあ
った。
用電極板を備えたプラズマエッチング装置にあっては、
何回も繰り返しエッチング処理を行なった場合、その度
毎にエッチング速度に大きなバラツキを生じることがあ
った。
ウエハを取り替えながら何回も繰り返しエッチング処
理を行なう場合には、処理効率が良くなるよう、平均的
なエッチング速度を想定して処理時間が決められるた
め、上述のようにエッチング速度のバラツキが大きいプ
ラズマエッチング用電極板にあっては、特にエッチング
速度が遅くなった際にはウエハに十分エッチング処理が
なされず、このウエハは不良品となってしまうため、歩
留りが悪かった。
理を行なう場合には、処理効率が良くなるよう、平均的
なエッチング速度を想定して処理時間が決められるた
め、上述のようにエッチング速度のバラツキが大きいプ
ラズマエッチング用電極板にあっては、特にエッチング
速度が遅くなった際にはウエハに十分エッチング処理が
なされず、このウエハは不良品となってしまうため、歩
留りが悪かった。
本発明は以上のような実状に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、エッチング速度にバラツキが生じ難
く、またウエハを取り替えながら何回も繰り返しエッチ
ング処理を行なう場合であっても全てのウエハに十分エ
ッチング処理を施すことができ、歩留りを向上させるこ
とが可能なプラズマエッチング用電極板を提供すること
にある。
り、その目的は、エッチング速度にバラツキが生じ難
く、またウエハを取り替えながら何回も繰り返しエッチ
ング処理を行なう場合であっても全てのウエハに十分エ
ッチング処理を施すことができ、歩留りを向上させるこ
とが可能なプラズマエッチング用電極板を提供すること
にある。
（課題を解決するための手段） 以上のような課題を解決するために、本発明の採った
手段は、 黒鉛基材からなり、その電気比抵抗を2500μΩcm以下
とし、 黒鉛基材表面に熱分解炭素の被膜を形成したことを特
徴とするプラズマエッチング用電極板である。
手段は、 黒鉛基材からなり、その電気比抵抗を2500μΩcm以下
とし、 黒鉛基材表面に熱分解炭素の被膜を形成したことを特
徴とするプラズマエッチング用電極板である。
すなわち、本発明者等は、電気比抵抗が大きいプラズ
マエッチング用電極板ほどエッチング速度にバラツキが
生じ易いことを新規に知見し、本発明を完成したのであ
り、本発明に係るプラズマエッチング用電極板は、黒鉛
基材からなり、その電気比抵抗を2500μΩcm以下とした
ことを特徴としている。
マエッチング用電極板ほどエッチング速度にバラツキが
生じ易いことを新規に知見し、本発明を完成したのであ
り、本発明に係るプラズマエッチング用電極板は、黒鉛
基材からなり、その電気比抵抗を2500μΩcm以下とした
ことを特徴としている。
電気比抵抗を2500μΩcm以下としたのは、電気比抵抗
が2500μΩcm以下であると、エッチング速度のバラツキ
が大きくなり、その結果、ウエハを取り替えながら何回
も繰り返しエッチング処理を行なう場合に全てのウエハ
に十分エッチング処理を施すことができなくなり、歩留
りが悪くなるからである。
が2500μΩcm以下であると、エッチング速度のバラツキ
が大きくなり、その結果、ウエハを取り替えながら何回
も繰り返しエッチング処理を行なう場合に全てのウエハ
に十分エッチング処理を施すことができなくなり、歩留
りが悪くなるからである。
また、本発明に係るプラズマエッチング用電極板の表
面に、熱分解炭素の被膜を形成しても有効である。
面に、熱分解炭素の被膜を形成しても有効である。
なぜなら、高密度黒鉛は、コークス或いはカーボンの
微粉をタールピッチ等のバインダー成分とともに高密度
に形成した後、焼成することによって黒鉛化したもので
あり、巨視的には黒鉛の粒体集合による組織構造を有し
ているため、プラズマエッチングのような高エネルギー
を発生させるところでは、粒体脱落による消耗が激し
く、また脱落した黒鉛粒子がウエハ上面を汚染して所定
パターンの形成を阻害する等の不都合が生じる虞がある
が、熱分解炭素の被膜を表面に形成することにより、粒
体脱落が抑制されるからである。
微粉をタールピッチ等のバインダー成分とともに高密度
に形成した後、焼成することによって黒鉛化したもので
あり、巨視的には黒鉛の粒体集合による組織構造を有し
ているため、プラズマエッチングのような高エネルギー
を発生させるところでは、粒体脱落による消耗が激し
く、また脱落した黒鉛粒子がウエハ上面を汚染して所定
パターンの形成を阻害する等の不都合が生じる虞がある
が、熱分解炭素の被膜を表面に形成することにより、粒
体脱落が抑制されるからである。
なお、本発明に係るプラズマエッチング用電極板の表
面に熱分解炭素の被膜を形成する方法としては、各種化
学蒸着法により行なうことができ、通常は、プラズマエ
ッチング用電極板を加熱し、メタン、プロパン等の炭化
水素ガスを高温のプラズマエッチング用電極板に接触さ
せることにより反応させ、プラズマエッチング用電極板
の表面に熱分解炭素を生成させる方法による。この場
合、炭化水素ガスの濃度調整、或いはキャリアガスに
は、水素ガスが適している。また、熱分解炭素の被膜
は、10μｍ〜1000μｍの範囲の厚さが望ましく、厚すぎ
ても被膜の剥離やクラックが生じ易くなってしまうの
で、50μｍ〜600μｍ程度が適している。
面に熱分解炭素の被膜を形成する方法としては、各種化
学蒸着法により行なうことができ、通常は、プラズマエ
ッチング用電極板を加熱し、メタン、プロパン等の炭化
水素ガスを高温のプラズマエッチング用電極板に接触さ
せることにより反応させ、プラズマエッチング用電極板
の表面に熱分解炭素を生成させる方法による。この場
合、炭化水素ガスの濃度調整、或いはキャリアガスに
は、水素ガスが適している。また、熱分解炭素の被膜
は、10μｍ〜1000μｍの範囲の厚さが望ましく、厚すぎ
ても被膜の剥離やクラックが生じ易くなってしまうの
で、50μｍ〜600μｍ程度が適している。
（作 用） 本発明が上述のような手段を採ることにより、以下に
示すような作用がある。
示すような作用がある。
黒鉛基材からなり、その電気比抵抗を2500μΩcm以下
としたことにより、安定したエッチング速度が得られ、
ウエハを取り替えながら何回も繰り返しエッチング処理
を行なう場合であって全てのウエハに十分エッチング処
理を施すことができ、歩留りが向上する。
としたことにより、安定したエッチング速度が得られ、
ウエハを取り替えながら何回も繰り返しエッチング処理
を行なう場合であって全てのウエハに十分エッチング処
理を施すことができ、歩留りが向上する。
また、特にその表面に熱分解炭素の被膜を形成した場
合には、プラズマエッチング用電極板の表面は、高密度
黒鉛のような粒体集合系とは異質の緻密組織となり、プ
ラズマエッチングのような高エネルギーを発生させると
ころでも、粒体脱落が抑制される。
合には、プラズマエッチング用電極板の表面は、高密度
黒鉛のような粒体集合系とは異質の緻密組織となり、プ
ラズマエッチングのような高エネルギーを発生させると
ころでも、粒体脱落が抑制される。
（実施例） 以下、本発明に係るプラズマエッチング用電極板を実
施例に従って説明する。
施例に従って説明する。
実施例１ 電気比抵抗が1000μΩcmの黒鉛基材に機械加工を施し
てプラズマエッチング用電極板を作製した。
てプラズマエッチング用電極板を作製した。
比較例１ 電気比抵抗が2600μΩcmの黒鉛基材に機械加工を施し
てプラズマエッチング用電極板を作製した。
てプラズマエッチング用電極板を作製した。
実施例２ 実施例１と同様の黒鉛基材を使用し、これを反応炉に
入れ、2000℃に加熱し、水素ガスをキャリアとしてプロ
パンを炉内に供給し、表面に厚さ500μｍの熱分解炭素
の被膜を備えたプラズマエッチング用電極板を作製し
た。
入れ、2000℃に加熱し、水素ガスをキャリアとしてプロ
パンを炉内に供給し、表面に厚さ500μｍの熱分解炭素
の被膜を備えたプラズマエッチング用電極板を作製し
た。
比較例２ 比較例１と同様の黒鉛基材を使用し、実施例２と同様
の方法で、表面に厚さ500μｍの熱分解炭素の被膜を備
えたプラズマエッチング用電極板を作製した。
の方法で、表面に厚さ500μｍの熱分解炭素の被膜を備
えたプラズマエッチング用電極板を作製した。
試験結果 実施例１、２、及び比較例１、２のプラズマエッチン
グ用電極板をそれぞれプラズマエッチング装置にセット
し、反応ガスとしてCF4を用い、反応チャンバー内のガ
ス圧を1.0Torrとして3000個のシリコンウエハのエッチ
ング処理を行なった。
グ用電極板をそれぞれプラズマエッチング装置にセット
し、反応ガスとしてCF4を用い、反応チャンバー内のガ
ス圧を1.0Torrとして3000個のシリコンウエハのエッチ
ング処理を行なった。
その結果、実施例１のプラズマエッチング用電極板を
用いた場合のエッチング速度のバラツキは５％となり、
比較例１のプラズマエッチング用電極板を用いた場合の
エッチング速度のバラツキ（15％）の1/3程度となっ
た。そして、実施例１のプラズマエッチング用電極板を
用いた場合にあっては、比較例１のプラズマエッチング
用電極板を用いた場合に比べ、不良品の数が激減した。
用いた場合のエッチング速度のバラツキは５％となり、
比較例１のプラズマエッチング用電極板を用いた場合の
エッチング速度のバラツキ（15％）の1/3程度となっ
た。そして、実施例１のプラズマエッチング用電極板を
用いた場合にあっては、比較例１のプラズマエッチング
用電極板を用いた場合に比べ、不良品の数が激減した。
また、実施例２のプラズマエッチング用電極板を用い
た場合のエッチング速度のバラツキも５％となり、比較
例２のプラズマエッチング用電極板を用いた場合のエッ
チング速度のバラツキ（15％）の1/3程度となり、不良
品の数が激減した。さらに、実施例２のプラズマエッチ
ング用電極板にあっては、エッチング処理後の消耗量が
実施例１のプラズマエッチング用電極板に比べ少なく、
黒鉛粒子によってウエハ上面が汚染され、所定パターン
の形成が阻害されることがなかった。
た場合のエッチング速度のバラツキも５％となり、比較
例２のプラズマエッチング用電極板を用いた場合のエッ
チング速度のバラツキ（15％）の1/3程度となり、不良
品の数が激減した。さらに、実施例２のプラズマエッチ
ング用電極板にあっては、エッチング処理後の消耗量が
実施例１のプラズマエッチング用電極板に比べ少なく、
黒鉛粒子によってウエハ上面が汚染され、所定パターン
の形成が阻害されることがなかった。
（発明の効果） 以上のように本発明に係るプラズマエッチング用電極
板にあっては、黒鉛基材からなり、その電気比抵抗を25
00μΩcm以下としたことにより、安定したエッチング速
度が得られ、ウエハを取り替えながら何回も繰り返しエ
ッチング処理を行なう場合であっても全てのウエハに十
分エッチング処理を施すことができ、不良品の発生を減
少させ、歩留りを向上させることができる。従って、プ
ラズマエッチング処理によって半導体集積回路が形成さ
れるICやLSI等において、大幅な製造コストの低減を図
ることができる。
板にあっては、黒鉛基材からなり、その電気比抵抗を25
00μΩcm以下としたことにより、安定したエッチング速
度が得られ、ウエハを取り替えながら何回も繰り返しエ
ッチング処理を行なう場合であっても全てのウエハに十
分エッチング処理を施すことができ、不良品の発生を減
少させ、歩留りを向上させることができる。従って、プ
ラズマエッチング処理によって半導体集積回路が形成さ
れるICやLSI等において、大幅な製造コストの低減を図
ることができる。
また、特にその表面に熱分解炭素の被膜を形成した場
合には、プラズマエッチング用電極板の表面は、高密度
黒鉛のような粒体集合系とは異質の緻密組織となり、プ
ラズマエッチングのような高エネルギーを発生させると
ころでも、粒体脱落が抑制され、プラズマエッチング用
電極板の粒体脱落による消耗を防止することができ、ま
た脱落した黒鉛粒子によるウエハ上面の汚染を防止し、
所定パターンの形成が阻害されるのを防止することがで
きる。
合には、プラズマエッチング用電極板の表面は、高密度
黒鉛のような粒体集合系とは異質の緻密組織となり、プ
ラズマエッチングのような高エネルギーを発生させると
ころでも、粒体脱落が抑制され、プラズマエッチング用
電極板の粒体脱落による消耗を防止することができ、ま
た脱落した黒鉛粒子によるウエハ上面の汚染を防止し、
所定パターンの形成が阻害されるのを防止することがで
きる。
図はプラズマエッチング装置の概要を示す断面図であ
る。 符号の説明 10……陽極板、20……陰極板、30……反応チャンバー、
40……ウエハ。
る。 符号の説明 10……陽極板、20……陰極板、30……反応チャンバー、
40……ウエハ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−81427（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−242411（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−116127（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−302033（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−89518（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−64325（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23F 4/00 H01L 21/3065
Claims (1)
- 【請求項１】黒鉛基材からなり、その電気比抵抗を2500
μΩcm以下とし、 黒鉛基材表面に熱分解炭素の被膜を形成したことを特徴
とするプラズマエッチング用電極板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02142095A JP3086908B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | プラズマエッチング用電極板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02142095A JP3086908B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | プラズマエッチング用電極板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0436481A JPH0436481A (ja) | 1992-02-06 |
| JP3086908B2 true JP3086908B2 (ja) | 2000-09-11 |
Family
ID=15307314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02142095A Expired - Lifetime JP3086908B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | プラズマエッチング用電極板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3086908B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-30 JP JP02142095A patent/JP3086908B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0436481A (ja) | 1992-02-06 |
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