JPH03138381A

JPH03138381A - プラズマエッチング用電極板

Info

Publication number: JPH03138381A
Application number: JP27401589A
Authority: JP
Inventors: Taishin Horio; 堀尾　泰臣; Seiji Minoura; 誠司箕浦
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-06-12
Anticipated expiration: 2011-03-13
Also published as: JPH0826464B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
エツチング処理によって形成する際に使用するプラズマ
エツチング用電極板に関する。

（従来の技術）プラズマエツチング装置は、図面に示すように、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）の中に備え、電極板（１０
）（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ＣＦ。

等の反応ガスを供給してプラズマ状態とし、陰極板（２
０）上に載置したウェハ（４０）にエツチング処理をほ
どこす構造となっている。

従来、このようなプラズマエツチング装置に用いられる
電極としては、一般に高密度黒鉛よりなる円板が使用さ
れている。高密度黒鉛は、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、プラズマエツ
チング用電極としては特性的に極めて好適な電極材料で
ある。

しかしながら、この高密度黒鉛は、コークスあるいはカ
ーボンの微粉をタールピッチなどのバインダー成分と共
に高密度に形成したのち焼成することにより黒鉛化した
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、プラズマエツ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ェハ上面を汚染し
て所定パターンの形成を阻害する等の欠点を招く不都合
がある。この不都−合を解消するものとして、特開昭６
２−２５２９４２号公報に開示されているガラス状カー
ボンがあるが、このガラス状カーボンは、高密度黒鉛に
比べ加工が困難でありコスト高となるという問題があっ
た。

加えて、この電極板の表面における面粗度が粗いと、プ
ラズマの放電状態にムラが生じ、この放電ムラによるエ
ツチングバラツキにより、ウェハに所定パターンを形成
することが困難となり、さらに、この放電ムラによって
電極板が極部的に消耗するという問題も残されていた。

（発明が解決しようとする課題）本発明は以上ような事情に鑑みなされたものであり、そ
の解決しようとする課題は、粒体脱落による電極の消耗
及びウェハの汚染と、放電ムラによるエツチングバラツ
キ及び極部消耗である。

そして、本発明の目的とするところは、粒体脱落がなく
また、放電ムラの生じないプラズマエツチング用電極板
を提供することにある。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するため、本発明が採った手段は、［黒鉛材表面に熱分解炭素被膜を形成して成り、その面
粗度がＲｍａｘ３０μｍ以下であることを特徴とするプ
ラズマエツチング用電極板」である。

つまり、本発明のプラズマエツチング用電極は、面粗度
がＲｍａｘ３０μｍ以下である熱分解炭素被膜を形成し
てなるものである。面粗度をＲｍａｘ３０μｍ以下の範
囲としたのは、面粗度が大きい電極は熱分解炭素被膜に
局部的な消耗が生じ、寿命が短くなるためである。

熱分解炭素の被膜層を黒鉛基材の表面に形成させる方法
としては、各種化学蒸着法により行なうことができる。

通常は、黒鉛基材を加熱し、メタン、プロパン等の炭化
水素ガスを高温の黒鉛基材に接触させることにより反応
させ、黒鉛基材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、あるいはキ
ャリアガスには水素ガスが適している。また、反応は常
圧もしくは減圧下で行なわれるが、面粗度がＲｍａｘ３
０μｍ以下であって、被膜の均一性、平滑性を得るため
には減圧下で行なうのが好ましく、３００Ｔｏ　ｒ　ｒ
以下で行なうのが望ましい。

なお、面粗度がＲｍ　ａ　ｘ　３０μｍ以下になるよう
にするには、フライス加工した後、パフで研摩する等の
機械加工で形成してもよい。

熱分解炭素の被膜層は、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を
生じやすくなるので、５０μｍ〜６００μｍ程度が最適
である。

（発明の作用）本発明は、以上のような構成により、以下のような作用
がある。すなわち、このプラズマエツチング用電極板にあっては、熱分解炭
素被膜により黒鉛基材の表面は、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っているため、プラズ
マエツチングのような高エネルギーを発生させるところ
でも、電極材料である黒鉛の粒体脱落による消耗を防止
することが可能となる。

また、熱分解炭素被膜の面粗度がＲｍｘａ３０μｍ以下
であるため、プラズマの放電ムラが生ぜず、つまり、安
定したプラズマ放電が得られるため、エツチングバラツ
キや電極板の極部消耗が生じないのである。

なお、黒鉛材の表面を熱分解炭素被膜で被覆しなくても
、黒鉛材表面の面粗度をＲｍａｘ３０μｍ以下に形成さ
れていれば、放電ムラをなくすことが可能となる。

（実施例）次に、本発明に係るプラズマエツチング用電極板の一実
施例について、比較例と共に説明する。

火］Ｅ例］黒鉛基材として、等方性黒鉛（イビデン製）を使用し、
これを反応炉内に入れ、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、黒鉛基材上
に厚さが５００μｍの熱分解炭素被膜を形成させた面粗
度Ｒｍａｘ１５μｍの電極板を作製した。

ル」［例」２実施例１と同様の黒鉛基材を使用し、以下実施例１と同
様の方法でその表面が熱分解炭素被膜で被覆された面粗
度Ｒｍａｘ５０μｍの電極板を作製した。

匿較■ユ黒鉛基材として高密度黒鉛を使用し、これを機械加工し
てその表面の面粗度がＲｍａｘ５０μｍの電極板を作製
した。

艮贋皿逮上記実施例１及び比較例１並びに比較例２の電極板を、
それぞれプラズマエツチング装置にセットし、反応ガス
としてＣＦ、を用い、反応チャンバー中のガス圧を１．
０Ｔｏｒｒとして、２００個のシリコンウェハのエツチ
ング処理を行なった。

その結果、実施例１については、エツチング処理におけ
る不良品発生はなく、熱分解炭素被膜の剥離、黒鉛の粒
体脱落も認められなかった。また電極板の消耗度合は比
較例２の電極板の１／１０程度であった。また、比較例
２については黒鉛の粒体脱落が認められた。

なお、比較例１については、熱分解炭素被膜の剥離、黒
鉛の粒体脱落は認められなかったが、熱分解炭素被膜に
局部的な消耗がみられた。しかし実施例１については、
局部的な消耗も殆みられなかった。

（発明の効果）以上の様に、本発明に係るプラズマエツチング用電極板
は、「黒鉛材表面に熱分解炭素被膜を形成して成り、そ
の面粗度がＲｍａｘ３０μｍ以下であること」をその構
成上の特徴としている。

従って、このプラズマエツチング用電極板によれば、黒
鉛基材の表面は、熱分解炭素被膜により、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っているため
、プラズマエツチングのような高エネルギーを発生させ
るところでも、電極材料である黒鉛の粒体脱落による消
耗やウェハの汚染を防止することができる。また、熱分
解炭素被膜の面粗度がＲｍａｘ３０μｍ以下であるため
、プラズマの放電ムラが生ぜず、つまり、安定したプラ
ズマ放電が得られるため、エツチングバラツキや電極板
の極部消耗が生じない。

これらにより、プラズマエツチング処理における歩留り
を向上させると共に、電極板の長寿命化による大幅なコ
ストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はプラズマエツ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
チャンノ＜−４０・・・ウェハ。以　　上

Claims

【特許請求の範囲】

黒鉛材表面に熱分解炭素被膜を形成して成り、その面粗
度がＲｍａｘ３０μｍ以下であることを特徴とするプラ
ズマエッチング用電極板。