JP4540250B2 - Electrode plate for plasma device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプラズマドライエッチング装置等に使用される電極板であって、その中心部に反応ガス通気用の小径穴が多数設けられているプラズマ装置用電極板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、半導体ウエーハ等のドライエッチングを行う際には高周波を印加するプラズマドライエッチング装置が用いられている。
この様なプラズマドライエッチング装置は、例えば図3に示すように、チャンバ21内に設けられた平面電極22とこれに対向する対向電極23とから構成されるものである。
【0003】
この平面電極22には、不図示の高周波電源が接続されており、また半導体ウエーハ等の被処理物24を載置・固定するための固定部25が設けられている。一方、この平面電極22に対向する対向電極23は、電極部26とプラズマ装置用電極板27とからなるものである。電極部26内にはガス溜まり部28が設けられており、またこの電極部26の下側のプラズマ装置用電極板27と接触する部分は、ガス溜まり部28と連通する多数の導入孔29が設けられた拡散板部30とされている。このガス溜まり部28は不図示の反応ガス供給系に接続されている。
【0004】
プラズマ装置用電極板27は、その中央部に多数の小径穴32が設けられており、この小径穴32と上記拡散板部30の導入孔29との位置が合うように電極部26にボルト31により取り付けられている。
なお、この拡散板部30は、この例に示すようにガス溜まり部28と一体となって電極部26を形成しているものの他に、別に拡散板として形成されたものをボルトや固定リング等で固定したものもある。
【0005】
このプラズマドライエッチング装置を用いてエッチングを行う場合は、まず、チャンバ21に設けられた真空排気装置33により、チャンバ21内を真空に引く。これと同時に反応ガス34は、ガス溜まり部28から導入孔29および小径穴32を通ることにより整流されてチャンバ21内に導入される。そして、この状態で不図示の高周波電源により高周波を印加することにより平面電極22と対向電極23との間にプラズマが発生し、平面電極22上に載置・固定された半導体ウエーハ等の被処理物24の表面をエッチングするのである。
【0006】
この様なプラズマドライエッチング装置においては、上述したようにプラズマ装置用電極板27を拡散板部30にボルト31により固定する場合に、導入孔29と小径穴32との位置が一致して反応ガス34が通気できるようにする必要がある。しかしながら、従来のプラズマ装置用電極板27では、導入孔29と小径穴32とに位置ずれが生じ、反応ガスが流れなくなるという問題があった。
【0007】
この点について、プラズマ装置用電極板を示す図2も用いて説明する。
図2(a)は、図3のプラズマ装置用電極板27の表面側(本発明において、プラズマ装置用電極板の表面側とは、チャンバ21内に面し、拡散板部30に接触しない側の面をいう)を示すものである。この電極板27の中央部には、多数の小径穴32が設けられたほぼ円形の小径穴エリア35が形成されており、またその外周部には、外周に沿って等間隔に設けられた取り付け用ボルト穴36が12個形成されている。また、このボルト穴36の周囲には、ボルト31の頭部がプラズマ装置用電極板の表面から突出しないようにザグリ37が設けられている。
【0008】
上記小径穴32は、通常縦方向および横方向共に等間隔となるような位置に設けられているものであり、かつ所定の間隔を有することから小径穴エリア35は完全な円形状とはなり得ないものである。また図3に示す拡散板部30の導入孔29が設けられている領域もこの小径穴32と対応するように設けられていることから、同様に完全な円形状とはなり得ない。従って、このプラズマ装置用電極板27を拡散板部30に取り付ける場合は、所定のボルト穴36を拡散板部30の所定の穴に位置決めをして取り付けなければ、小径穴32と導入孔29が一致せず、反応ガス34をチャンバ21内にうまく導入することができないという問題が生じる。
【0009】
これを解決するために実用新案第3050498号では、図2(b)の取り付け穴断面図に示したように表面側の少なくとも一つのボルト穴36の周囲に位置決め用溝部38を設けたプラズマ装置用電極板27が開示されている。この電極板を用いれば、電極板27を拡散板部30に取り付ける際に位置決め用の溝部により所定の位置への取り付けが容易に行えるようになり、作業性、生産性の向上を図ることができるとしている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らの調査、検討によれば、この位置決め用溝部の深さが上記実用新案のように1mm以上、電極板の厚みの5/6以下の範囲というように電極板の厚みに対して深過ぎると電極板の強度が不足し、ボルトによる取り付け時や実プロセスにおけるウエーハのプラズマ処理時に、プラズマ装置用電極板にクラックや割れが発生してしまい、そのため装置を停止し、メンテナンスを行う必要が生じるのみでなく、処理したウエーハも使用できなくなり大幅な損失を来すことが確認された。
【0011】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、プラズマ装置用電極板をプラズマドライエッチング装置等の拡散板部に取り付けるに際して、容易に位置決めが可能で、かつボルトによる取り付け時および実プロセスにおいて、クラックや割れが発生しないプラズマ装置用電極板を提供することを主目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、本発明に係るプラズマ装置用電極板は、中央部には反応ガスを通気させるための多数の小径穴が設けられた小径穴エリアを有し、外周部に取り付け用のボルト穴が設けられ、その表面側の少なくとも一つのボルト穴周囲に位置決め用溝部が形成されたプラズマ装置用電極板において、プラズマ装置用電極板の板厚をtとすると、前記位置決め用溝部の深さがt/50以上t/5以下(深さが1mm以上の場合を除く)の範囲内であることを特徴としている(請求項1)。
【0013】
このように、プラズマ装置用電極板の表面側の少なくとも一つのボルト穴周囲に位置決め用溝部を設けることにより、プラズマ装置用電極板を拡散板部に取り付ける際に容易に位置決めを行うことが可能となり、かつプラズマ装置用電極板の板厚をtとすると、位置決め用溝部の深さがt/50以上、t/5以下(深さが1mm以上の場合を除く)の範囲内とすることで機械的、熱的強度にも優れた安定した性能を発揮するプラズマ装置用電極板を提供することができる。溝部の深さがt/5を越える深いものとすると、ボルトでの取り付け時および実プロセス時において、クラックの発生や割れが生じ、メンテナンスや操業停止による生産性の低下とともにデバイス製造歩留りを大幅に低下させてしまうことになる。また溝部の深さがt/50未満であると、位置決め用溝部の目視による判別が困難になり、作業性が低下する。
【0014】
この場合、位置決め用溝部が、取り付け用のボルト穴の径より大きい幅を有し、ボルト穴周囲から前記プラズマ装置用電極板の外周まで伸びる形状に形成されていることが好ましい(請求項2)。
このような形状とすることにより、位置決め用溝部の特定が瞬時に可能となり電極板取り付け位置の特定が可能となる。さらに、簡単な形状であることから加工が容易であり、コスト的にも有利なものとすることができる。
【0015】
本発明のプラズマ装置用電極板の厚みは、3mm以上20mm以下の範囲内で寿命とコストを勘案して定められ(請求項3)、またその外径は、250mm以上500mm以下の範囲内でエッチング処理される被処理物の外径に対応して選択される(請求項4)。
【0016】
また本発明においては、小径穴の直径が0.3mm以上1.0mm以下であり、またその数が200個以上2000個以下であり、さらに小径穴エリアの最大幅が150mm以上460mm以下であることが好ましい(請求項5)。
このように小径穴の直径が小さく、かつ数が多い場合に特に本発明の位置合わせを容易とするという効果が有効に発揮されるからであり、またこの様な範囲とすることにより反応ガスの流量等の調整が容易となりまたエッチングの均一性が良好となるからである。
【0017】
さらに本発明において、ボルト穴の数はプラズマ装置用電極板の外径により適宜決定されるものであるが、8個以上20個以下であることが好ましい(請求項6)。
【0018】
また、プラズマ装置用電極板の材質が、0.001Ω・cm以上50Ω・cm以下の比抵抗を有する単結晶シリコンであることが好ましい(請求項7)。
プラズマ装置の被処理物である半導体ウエーハは、通常単結晶シリコンのウエーハであるため、これと同一の材質で同程度の比抵抗を有するものを使用してプラズマ装置用電極板を形成することにより、パーティクルの発生や異常放電等のトラブルを防止することができるからである。
【0019】
本発明においては、位置決め用溝部が少なくとも2箇所以上のボルト穴の周囲に設けられている場合、その内の一つの溝部が他の溝部の深さと異なる深さで形成されていることが好ましい(請求項8)。
このように、複数の位置決め用溝部が設けられた場合、その内の一つの深さを変えて取り付け位置をさらに特定することにより、さらに取り付け位置の特定および取り付け作業が容易となるからである。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図1(a)は、本発明のプラズマ装置用電極板1の表面側を示すものである。ここで、表面側とは、プラズマ装置用電極板1のチャンバ内に面する側の面であり、プラズマドライエッチング装置の拡散板部に密着しない側の面である。また、図1(b)には、取り付け穴部の断面図を示す。
【0021】
このプラズマ装置用電極板1は、特に限定されるものではないが、シリコン、カーボン、アルミニウム、または炭化珪素のいずれかの材料で形成されたものであることが好ましく、特に好ましくは単結晶シリコンにより形成されたものであり、中でも比抵抗が0.001Ω・cm以上50Ω・cm以下の単結晶シリコンにより形成されたものが好ましい。
被処理物は通常単結晶シリコンのウエーハであることから、これと同材質で同程度の比抵抗を有する単結晶シリコンにより形成されたプラズマ装置用電極板を用いれば、パーティクルの発生、異常放電等のトラブルもなく好ましいからである。
【0022】
また、このプラズマ装置用電極板1は、特に限定されるものではないが、図1に示す例のように円形であることが好ましい。また、その外径は処理される半導体ウエーハ等の被処理物の外径に対応して決定されるものであり、被処理物の外径よりやや径の大きいもの、具体的には250mm以上500mm以下の範囲内のものを用いることが好ましい。この範囲内であれば、エッチング処理の均一性を向上させることができるからである。
【0023】
さらに、このプラズマ装置用電極板1の厚みも特に限定されるものではないが、3mm以上20mm以内の範囲内で適宜選択され用いることができる。
プラズマ装置用電極板1は、使用されるにつれて被処理物である半導体ウエーハ等と同様にエッチングされ、序々に薄くなるものであり、所定の厚みとなると寿命として新品と交換される。一方、厚みの大きいものに小径穴等を加工する場合はコストが高くなる。したがって、このプラズマ装置用電極板1の最適厚みは、寿命面とコスト面を勘案して適宜決定されるものであり、通常上記範囲内で決定されるものである。
【0024】
本発明のプラズマ装置用電極板1には、その外周部に外周に沿うように取付用のボルト穴2が形成されている。
このボルト穴2の数は、プラズマ装置用電極板1の外径に応じて適宜選択されるものであるが、多過ぎると取り付け時の手間が多くなり、また少な過ぎると拡散板部との密着性に問題が生じる。従って径の大きさにもよるが、本発明においては、8個以上20個以下の範囲内で適宜選択することができる。
また、このボルト穴2の配置は、所定の間隔をおいて等間隔に配置されることが好ましい。締め付け時の応力が均等となり、拡散板部との密着性が良好となるからである。
【0025】
さらに、このボルト穴2の径は、使用するボルトの最外径よりやや大きめとすることが好ましい。
通常、プラズマドライエッチング装置の使用時にはプラズマ装置用電極板1に熱が生じ、これに伴い熱膨張が生じる。この熱膨張した際にボルトとボルト穴2とが接触すると割れが生じることがあるという問題があるからである。
具体的には、直径3mmのボルト(通称M3)を用いる場合は、ボルト穴2の内径を3.3mm程度とすればよい。
【0026】
さらに、熱膨張による割れをより確実に防止するために、ボルト穴2の形状をプラズマ装置用電極板1の直径方向の径を、円周方向の径に比較して長い径とした楕円形状とすることが好ましい。このような形状とすることにより、熱膨張時に特に問題となる直径方向の膨張を吸収することができるからである。
具体的には、上述した直径3mmのM3ボルトを用いた場合は、円周方向の径(短い方の径)が約3.3mm、直径方向の径(長い方の径)が約3.6mmの楕円形状とすればよい。
【0027】
本発明のプラズマ装置用電極板1の表面側においては、このように形成されたボルト穴2の周囲にボルトの頭部を収納するためのザグリ3が形成されていることが好ましい。
これは、ザグリ3が形成されていないとプラズマ装置用電極板1をボルトにより拡散板部に取りつけた場合に、このボルトの頭部がプラズマ装置用電極板から飛び出すことになり、異常放電の原因となるという問題が生じるからである。
【0028】
本発明のプラズマ装置用電極板1は、少なくとも一か所のボルト穴2の周囲に位置決め用溝部4が設けられ、かつこの位置決め用溝部4の深さを、プラズマ装置用電極板の板厚をtとした場合に、t/50以上t/5以下(深さが1mm以上の場合を除く)の範囲内とするところに特徴を有するものである。
【0029】
このように、プラズマ装置用電極板の表面側の少なくとも一つのボルト穴周囲に位置決め用溝部を設けることにより、プラズマ装置用電極板を拡散板部に取り付ける際に、取り付け位置の特定が容易となり、導入孔と小径穴との位置ずれという問題が生じることがない。また、容易に位置決めが可能となるため位置決めに際しての時間を短縮することができることから、取り付け作業が容易となり、結果として効率的にエッチングを行うことができる。
【0030】
そして例えば電極板の板厚tを10mmとすれば、位置決め用溝部の深さを0.2mmから2mmの範囲内に加工することが必要となる。このようにすれば、機械的、熱的強度において安定な性能を発揮し、ボルトでの取り付け時および実プロセス時において、クラックの発生や割れが生じることのないプラズマ装置用電極板を提供することができる。
【0031】
溝部の深さがt/5を越える深いものとすると、電極板の強度が不足したものとなり、ボルトでの取り付け時および実プロセス時において、クラックの発生や割れが生じ、操業停止やメンテナンスによる生産性の低下とともにデバイス製造歩留りを大幅に低下させてしまうことになる。また溝部の深さがt/50未満であると、位置決め用溝部の目視による判別が困難になり、取り付け時の位置決めの作業性が低下する。
【0032】
本発明において、位置決め用溝部4の深さは、電極板の強度を確保するため上記数値限度内であればザグリ3と同じ深さであってもよく、またザグリとは異なる深さに形成されたものであってもよい。ザグリと同じ深さに形成するのであれば、ボルトの頭部の厚さに応じて決定すればよく、またザグリと別個、もしくはザグリと一体であっても同じ深さとしない場合は、目視で確認できる上記t/50以上とする必要がある。
【0033】
上記のように本発明の位置決め用溝部4は、図1の例に示すようにザグリ3と一体に形成されたものであってもよく、またザグリ3とは別個に形成されたものであってもよい。また、位置決め用溝部4の溝形状は、例えば、ザグリ3の径を他のものより大きくしたもの等、目視で特定できる形状であれば特に限定されるものではない。本発明においては、図1の例に示すように、この位置決め用溝部4が、ザグリ3と一体に形成され、ザグリ3の深さより浅く、ボルト穴2の径より大きい幅を有し、ボルト穴2の周囲からプラズマ装置用電極板の外周まで伸びる形状とされたものであることが好ましい。
【0034】
このような形状とすることにより、他のザグリ3とは形状が大きく異なるものとなり、特定し易いことから位置決めが容易となるからである。また、深さが浅いので電極板の強度が確保され、外周まで伸びていることから側面側からも取り付け位置の確認が可能となり、さらには、形状が簡単であることから加工が容易であり、コスト的にも有利なものとすることができる。
【0035】
この場合の位置決め用溝部4の幅は、ボルト穴2の径より大きく、ボルトの頭部が収まる幅であればよく、図1に示すようにザグリ3の径と同じ幅であることが好ましい。また、位置決め用溝部4の長さは、ボルト穴2からプラズマ装置用電極板1の外周までの長さとすることが好ましい。
【0036】
本発明の位置決め用溝部は、少なくとも1か所のボルト穴の周囲に設けられていればよい。少なくとも1か所のボルト穴周囲に設けられていれば、取り付け位置の特定ができるからである。
【0037】
また、本発明においては、2か所以上のボルト穴の周囲に位置決め用溝部が設けられていてもよく、この場合、位置決め用溝部の配置等を工夫することにより取り付け位置の特定を行うことも可能であるが、一か所の位置決め用溝部の深さを他の位置決め用溝部の深さと異なる深さに形成することにより、取り付け位置の特定を行うことが好ましい。これは、加工が容易であり、目視による取り付け位置の特定が可能であり、また側面からも取り付け位置の特定を行うことができるからである。
例えば、全てのボルト穴2の周囲に位置決め用溝部4を形成した場合は、その内の一つの位置決め用溝部の深さを浅くすることにより、取り付け位置の特定を容易に行うことができる。
【0038】
本発明のプラズマ装置用電極板1には、図1に示すようにその中央部に反応ガスを通気させる小径穴5が多数設けられている小径穴エリア6が形成されている。
上記小径穴5の直径は、特に限定されるものではないが、0.3mm以上1.0mm以下の範囲内であることが好ましい。小径穴5の直径をこの範囲内とすることにより、反応ガスの流量、圧力等の制御が容易に行えるようになるからである。
【0039】
また、この小径穴5の数は、被処理物である半導体ウエーハ等の径に依存するものであり、例えば5インチや6インチの径の比較的小さな被処理物を処理する場合は、少ない数の穴が採用され、また8インチ、10インチ、もしくは12インチ等の径の大きな被処理物を処理する場合は小径穴5の数を多くする必要がある。本発明においては、被処理物の径にもよるが、小径穴5の数が200個以上2000個以下の範囲内であることが好ましい。小径穴5の数をこの範囲内とすることにより、例えば半導体ウエーハ等の被処理物のエッチングレート等の処理の均一性が良好となるからである。
【0040】
さらに、小径穴エリア6の最大幅は、被処理物である半導体ウエーハ等の直径と、処理の均一性等を考慮して決定されるものであり、本発明においては150mm以上460mm以下の範囲内であることが好ましい。具体的には、小径の被処理物を処理する場合は上記範囲内の150mmに近い径を採用し、大径の被処理物を処理する場合は上記範囲内の460mmに近い径を採用することにより良好な処理が可能となる。
【0041】
また、この小径穴エリア6の形状は、処理の均一性を考慮した場合、円形に近い形状であることが好ましい。
このような小径穴5の数と小径穴エリア6の最大幅により、小径穴5の間隔であるピッチが決定される。本発明においては、処理の均一性から小径穴5のピッチを等間隔とすることが好ましい。
本発明は、このように小径穴5の径が小さく、その数が多数であり、小径穴エリアの最大幅が比較的大きい場合に生じる位置決めの困難性を回避することを目的とするものである。したがって、それぞれが上記範囲内である場合に、本発明の位置決めが容易となるという効果がより有効に発揮されるものであり、この面からも上記範囲内とすることが好ましい。
【0042】
【実施例】
以下、本発明の実施例と比較例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0043】
(実施例1)
直径300mm、比抵抗が2Ω・cmの単結晶インゴットをスライス加工し、板厚(t)5mmの円板を得た。この円板の外周を加工することにより、直径290mmのプラズマ装置用電極板素材とした。
マシニングセンタにダイヤモンドツールを取り付け、直径0.5mmの小径穴650個を直径220mmの範囲内に穿設した。
次いで、外周部には直径3.4mmのボルト穴を12個、等間隔に形成し、このうち11個については直径8mmで深さが2.2mmのザグリを設け、残りの1個については前記同様にザグリを設けた後に、幅8mmで長さがボルト穴周囲から外周まであり、深さがt/50(=0.1mm)の位置決め用溝部を設けプラズマ装置用電極板とした。
【0044】
(実施例2)
位置決め用溝部の深さのみt/10(=0.5mm)とした以外は、実施例1と同様の条件で加工し、プラズマ装置用電極板を作製した。
【0046】
(比較例)
位置決め用溝部の深さのみt/3.3(=1.5mm)とした以外は、実施例1と同様の条件で加工し、プラズマ装置用電極板を作製した。
【0047】
この様に作製したプラズマ装置用電極板を、図3に示すようなプラズマドライエッチング装置の拡散板部30に位置決めしてボルトで取り付け、プラズマドライエッチングを行った。実施例1〜2および比較例は電極板を各々3枚づつ作製し、エッチングテストを行った。
取り付け時および実プロセスにおけるエッチングテストの結果、クラック、割れの発生状況を表1にまとめて示した。
【0048】
【表1】
【0049】
プラズマ装置用電極板の取り付けに関しては、位置決め用溝部により容易に位置を特定することができ、作業時間を短縮することができた。
しかしながら、比較例のように位置決め用溝部の深さがt/3.3(=1.5mm)と深い場合には、ボルトによる取り付け時にクラックが発生したり、実プロセスでの熱応力により割れが発生することがあった。それに対し実施例1〜2ではそのような問題点は解消され、機械的、熱的強度は共に安定した性能を示した。また、取り付け位置の間違いによりプラズマドライエッチング中に反応ガスが導入されないといった問題も生じなかった。
【0050】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【0051】
【発明の効果】
本発明は、中央部に反応ガスを通気させるため多数の小径穴が設けられた小径穴エリアを有し、外周部には外周に沿って取付用のボルト穴が設けられたプラズマ装置用電極板において、その表面側の少なくとも一つのボルト穴周囲に位置決め用溝部が設けらた電極板であるので、この電極板をプラズマドライエッチング装置に取り付ける際に、作業者が容易に電極板の位置決めを行うことができると共に、位置決め用溝部の深さを浅く適切な深さとしたので、電極板の機械的、熱的強度を十分に確保することができ、ボルトによる取り付け時および実プロセスにおいて、クラックや割れが発生しないプラズマ装置用電極板を提供することができる。
【0052】
また、取り付けの作業時間を短縮することができ、位置決めが容易となるので、取り付け位置を間違えることにより生じる反応ガスが流れなくなるというトラブルを防止するという効果も奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプラズマ装置用電極板の一例を示す図である。
(a) 平面図、 (b) 取り付け穴部断面図。
【図2】従来のプラズマ装置用電極板の一例を示す図である。
(a) 平面図、 (b) 取り付け穴部断面図。
【図3】プラズマドライエッチング装置を示す説明図である。
【符号の説明】
1…プラズマ装置用電極板、 2…ボルト穴、 3…ザグリ、
4…位置決め用溝部、 5…小径穴、 6…小径穴エリア、
21…チャンバ、 22…平面電極、 23…対向電極、
24…被処理物、 25…固定部、 26…電極部、
27…プラズマ装置用電極板、 28…ガス溜り部、 29…導入孔、
30…拡散板部、 31…ボルト、 32…小径穴、 33…真空排気装置、
34…反応ガス、 35…小径穴エリア、 36…ボルト穴、
37…ザグリ、 38…位置決め用溝部、
t…電極板板厚。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrode plate for use in, for example, a plasma dry etching apparatus, and the like, and relates to an electrode plate for a plasma apparatus in which a large number of small-diameter holes for reaction gas ventilation are provided in the center.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a plasma dry etching apparatus that applies a high frequency when dry etching of a semiconductor wafer or the like has been used.
Such a plasma dry etching apparatus includes, for example, a
[0003]
The
[0004]
The
As shown in this example, the
[0005]
When etching is performed using this plasma dry etching apparatus, first, the inside of the
[0006]
In such a plasma dry etching apparatus, when the plasma
[0007]
This point will be described with reference to FIG. 2 showing an electrode plate for a plasma device.
2A shows the surface side of the plasma
[0008]
The small-
[0009]
In order to solve this problem, in the utility model No. 3050498, as shown in the sectional view of the mounting hole in FIG. 2B, for the plasma apparatus in which the
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to investigations and examinations by the present inventors, the depth of the positioning groove is 1 mm or more as in the above-mentioned utility model, and the thickness of the electrode plate is within 5/6 or less of the thickness of the electrode plate. On the other hand, if it is too deep, the strength of the electrode plate will be insufficient, and cracks and cracks will occur in the electrode plate for the plasma device when mounting with bolts or during plasma processing of the wafer in the actual process. It was confirmed that not only did it need to be done, but also the treated wafer could not be used, resulting in significant losses.
[0011]
The present invention has been made in view of such problems, and can be easily positioned when attaching an electrode plate for a plasma apparatus to a diffusion plate portion of a plasma dry etching apparatus or the like, and at the time of attachment with a bolt and in an actual process. The main object of the present invention is to provide an electrode plate for a plasma device in which cracks and cracks do not occur.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above problems, and the electrode plate for a plasma apparatus according to the present invention has a small-diameter hole area in which a large number of small-diameter holes for allowing reaction gas to flow are provided in the center. In the plasma device electrode plate in which a bolt hole for attachment is provided on the outer peripheral portion and a positioning groove is formed around at least one bolt hole on the surface side, the thickness of the electrode plate for the plasma device is t Then, the depth of the positioning groove is in a range of t / 50 or more and t / 5 or less (except when the depth is 1 mm or more) (Claim 1).
[0013]
Thus, by providing a positioning groove around at least one bolt hole on the surface side of the electrode plate for the plasma device, it becomes possible to easily perform positioning when attaching the electrode plate for the plasma device to the diffusion plate portion. When the thickness of the electrode plate for the plasma apparatus is t, the depth of the positioning groove is t / 50 or more and t / 5 or less (except when the depth is 1 mm or more). It is possible to provide an electrode plate for a plasma device that exhibits stable performance with excellent mechanical and thermal strength. If the depth of the groove exceeds t / 5, cracks and cracks will occur during bolt installation and actual process, resulting in a significant decrease in device manufacturing yield as well as a drop in productivity due to maintenance and shutdown. It will be reduced. If the depth of the groove is less than t / 50, it is difficult to visually determine the positioning groove, and workability is reduced.
[0014]
In this case, it is preferable that the positioning groove has a width larger than the diameter of the bolt hole for attachment and is formed in a shape extending from the periphery of the bolt hole to the outer periphery of the electrode plate for the plasma device. .
By adopting such a shape, the positioning groove can be instantly specified, and the electrode plate mounting position can be specified. Furthermore, since it is a simple shape, it can be easily processed and can be advantageous in terms of cost.
[0015]
The thickness of the electrode plate for a plasma device of the present invention is determined in consideration of the life and cost within the range of 3 mm to 20 mm (Claim 3), and the outer diameter is etched within the range of 250 mm to 500 mm. It is selected according to the outer diameter of the workpiece to be processed.
[0016]
In the present invention, the diameter of the small hole is 0.3 mm or more and 1.0 mm or less, the number thereof is 200 or more and 2000 or less, and the maximum width of the small hole area is 150 mm or more and 460 mm or less. (Claim 5).
This is because the effect of facilitating the alignment of the present invention is effectively exhibited particularly when the diameter of the small-diameter hole is small and the number is large. This is because the flow rate and the like can be easily adjusted and the etching uniformity is improved.
[0017]
Further, in the present invention, the number of bolt holes is appropriately determined depending on the outer diameter of the electrode plate for plasma device, but is preferably 8 or more and 20 or less (Claim 6).
[0018]
Moreover, it is preferable that the material of the electrode plate for a plasma apparatus is single crystal silicon having a specific resistance of 0.001 Ω · cm to 50 Ω · cm.
A semiconductor wafer, which is an object to be processed in a plasma apparatus, is usually a single crystal silicon wafer. Therefore, by using an electrode plate for a plasma apparatus that is made of the same material and has a specific resistance of the same level, This is because troubles such as generation of particles and abnormal discharge can be prevented.
[0019]
In the present invention, when the positioning groove is provided around at least two bolt holes, it is preferable that one of the grooves is formed with a depth different from the depth of the other groove ( Claim 8).
As described above, when a plurality of positioning grooves are provided, the mounting position is further specified by changing one of the depths, thereby further facilitating the specification and mounting work of the mounting position.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
Fig.1 (a) shows the surface side of the
[0021]
The
Since the object to be processed is usually a single crystal silicon wafer, if an electrode plate for a plasma device made of the same material and having the same specific resistance is used, generation of particles, abnormal discharge, etc. This is because there is no trouble.
[0022]
Further, the
[0023]
Further, the thickness of the
The
[0024]
The
The number of the bolt holes 2 is appropriately selected according to the outer diameter of the
Further, the bolt holes 2 are preferably arranged at equal intervals with a predetermined interval. This is because the stress at the time of tightening becomes uniform and the adhesion with the diffusion plate portion becomes good.
[0025]
Furthermore, it is preferable that the diameter of the
Usually, when the plasma dry etching apparatus is used, heat is generated in the
Specifically, when a 3 mm diameter bolt (commonly called M3) is used, the inner diameter of the
[0026]
Furthermore, in order to more reliably prevent cracking due to thermal expansion, the shape of the
Specifically, when the above-described M3 bolt having a diameter of 3 mm is used, the circumferential diameter (shorter diameter) is about 3.3 mm and the diameterwise diameter (longer diameter) is about 3.6 mm. The oval shape may be used.
[0027]
On the surface side of the electrode plate for
This is because, when the
[0028]
The electrode plate for
[0029]
Thus, by providing the positioning groove around at least one bolt hole on the surface side of the electrode plate for the plasma device, it is easy to specify the mounting position when attaching the electrode plate for the plasma device to the diffusion plate portion, The problem of misalignment between the introduction hole and the small diameter hole does not occur. Further, since positioning can be performed easily, the time for positioning can be shortened, so that the mounting operation is facilitated, and as a result, etching can be performed efficiently.
[0030]
For example, if the plate thickness t of the electrode plate is 10 mm, it is necessary to process the depth of the positioning groove within the range of 0.2 mm to 2 mm. In this way, it is possible to provide an electrode plate for a plasma device that exhibits stable performance in mechanical and thermal strength, and that does not generate cracks or cracks when installed with bolts or during actual processes. Can do.
[0031]
If the depth of the groove is deeper than t / 5, the strength of the electrode plate will be insufficient, causing cracks and cracks when mounting with bolts and during the actual process. As a result, the device manufacturing yield is significantly reduced. If the depth of the groove is less than t / 50, it is difficult to visually determine the positioning groove, and the positioning workability at the time of attachment is lowered.
[0032]
In the present invention, the depth of the positioning groove 4 may be the same depth as the
[0033]
As described above, the positioning groove portion 4 of the present invention may be formed integrally with the
[0034]
By adopting such a shape, the shape of the
[0035]
The width of the positioning groove 4 in this case is larger than the diameter of the
[0036]
The positioning groove of the present invention may be provided around at least one bolt hole. This is because the mounting position can be specified if it is provided around at least one bolt hole.
[0037]
In the present invention, positioning groove portions may be provided around two or more bolt holes. In this case, the mounting position may be specified by devising the arrangement of the positioning groove portions. Although it is possible, it is preferable to specify the mounting position by forming the depth of one positioning groove to be different from the depth of other positioning grooves. This is because processing is easy, the attachment position can be identified by visual observation, and the attachment position can also be identified from the side surface.
For example, when the positioning groove portions 4 are formed around all the bolt holes 2, the mounting position can be easily specified by reducing the depth of one of the positioning groove portions.
[0038]
As shown in FIG. 1, the plasma
Although the diameter of the said
[0039]
Further, the number of the small-
[0040]
Further, the maximum width of the small-
[0041]
In addition, the shape of the small-
The pitch as the interval between the small diameter holes 5 is determined by the number of the
The object of the present invention is to avoid the positioning difficulty that occurs when the diameter of the small-
[0042]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and comparative example of this invention are given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to these.
[0043]
Example 1
A single crystal ingot having a diameter of 300 mm and a specific resistance of 2 Ω · cm was sliced to obtain a disk having a thickness (t) of 5 mm. By processing the outer periphery of the disk, an electrode plate material for a plasma device having a diameter of 290 mm was obtained.
A diamond tool was attached to the machining center, and 650 small-diameter holes with a diameter of 0.5 mm were drilled within a range of 220 mm in diameter.
Next, twelve bolt holes with a diameter of 3.4 mm are formed at equal intervals on the outer peripheral portion, of which eleven are provided with counterbores having a diameter of 8 mm and a depth of 2.2 mm, and the remaining one is the aforementioned Similarly, after the counterbore was provided, a positioning groove having a width of 8 mm, a length from the periphery of the bolt hole to the outer periphery, and a depth of t / 50 (= 0.1 mm) was provided as an electrode plate for a plasma apparatus.
[0044]
(Example 2)
A plasma device electrode plate was fabricated by processing under the same conditions as in Example 1 except that only the depth of the positioning groove was t / 10 (= 0.5 mm).
[0046]
(Comparative example)
A plasma device electrode plate was fabricated by processing under the same conditions as in Example 1 except that only the depth of the positioning groove was t / 3.3 (= 1.5 mm).
[0047]
The plasma apparatus electrode plate thus produced was positioned on a
Table 1 summarizes the occurrence of cracks and cracks as a result of etching tests during installation and in the actual process.
[0048]
[Table 1]
[0049]
Regarding the attachment of the electrode plate for the plasma device, the position could be easily specified by the positioning groove, and the working time could be shortened.
However, when the depth of the positioning groove is as deep as t / 3.3 (= 1.5 mm) as in the comparative example, cracks may occur when mounting with bolts, or cracks may occur due to thermal stress in the actual process. It sometimes occurred. On the other hand, in Examples 1 and 2 , such a problem was solved, and both mechanical and thermal strength showed stable performance. In addition, there was no problem that the reaction gas was not introduced during the plasma dry etching due to an incorrect mounting position.
[0050]
The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has the same configuration as the technical idea described in the scope of claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. Are included in the technical scope.
[0051]
【The invention's effect】
The present invention has an electrode plate for a plasma device having a small-diameter hole area provided with a large number of small-diameter holes in order to allow a reactive gas to flow in the central portion, and an outer peripheral portion having mounting bolt holes along the outer periphery. In this case, the electrode plate is provided with a positioning groove around at least one bolt hole on the surface side thereof. Therefore, when the electrode plate is attached to the plasma dry etching apparatus, the operator easily positions the electrode plate. In addition, the positioning groove has a shallow and appropriate depth, so that the mechanical and thermal strength of the electrode plate can be sufficiently secured. It is possible to provide an electrode plate for a plasma device that does not generate the problem.
[0052]
In addition, since the mounting work time can be shortened and positioning becomes easy, there is also an effect of preventing a trouble that the reaction gas generated due to a wrong mounting position does not flow.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing an example of an electrode plate for a plasma apparatus of the present invention.
(A) Top view, (b) Sectional view of mounting hole.
FIG. 2 is a view showing an example of a conventional electrode plate for a plasma device.
(A) Top view, (b) Sectional view of mounting hole.
FIG. 3 is an explanatory view showing a plasma dry etching apparatus.
[Explanation of symbols]
1 ... Electrode plate for plasma device, 2 ... Bolt hole, 3 ... Counterbore,
4 ... positioning groove, 5 ... small diameter hole, 6 ... small diameter hole area,
21 ... Chamber, 22 ... Planar electrode, 23 ... Counter electrode,
24 ... object to be treated, 25 ... fixing part, 26 ... electrode part,
27 ... Electrode plate for plasma device, 28 ... Gas reservoir, 29 ... Introduction hole,
30 ... diffusion plate part, 31 ... bolt, 32 ... small diameter hole, 33 ... vacuum exhaust device,
34 ... reactive gas, 35 ... small diameter hole area, 36 ... bolt hole,
37 ... Counterbore, 38 ... Positioning groove,
t: electrode plate thickness.
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