JPH07114198B2 - 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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- JPH07114198B2 JPH07114198B2 JP1258057A JP25805789A JPH07114198B2 JP H07114198 B2 JPH07114198 B2 JP H07114198B2 JP 1258057 A JP1258057 A JP 1258057A JP 25805789 A JP25805789 A JP 25805789A JP H07114198 B2 JPH07114198 B2 JP H07114198B2
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Classifications
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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-
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- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
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- H01J37/32532—Electrodes
- H01J37/3255—Material
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- H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
- H01J9/14—Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路を製造する際にウエハのプラ
ズマエッチング加工に用いる電極板に関する。
ズマエッチング加工に用いる電極板に関する。
高精度で微細なパターンを形成することができる平行板
形プラズマエッチング技法は、益々厳しさを増す半導体
集積回路の微細化と高密度化の要求に対応するための重
要技術となっている。
形プラズマエッチング技法は、益々厳しさを増す半導体
集積回路の微細化と高密度化の要求に対応するための重
要技術となっている。
平行平板形のプラズマエッチイングは、上下に対向する
平滑板状の電極間に高周波電力を印加して発生させたガ
スプラズマによってウエハを所定のパターンにエッチン
グするもので、プラズマ中に存在するハロゲン系反応ガ
スのフリーラジカルとイオンが電極内の電界に引かれて
下部電極上に置かれたウエハに垂直に入射し、フォトレ
ジストのない部分を食刻していくプロセス機構からなっ
ている。
平滑板状の電極間に高周波電力を印加して発生させたガ
スプラズマによってウエハを所定のパターンにエッチン
グするもので、プラズマ中に存在するハロゲン系反応ガ
スのフリーラジカルとイオンが電極内の電界に引かれて
下部電極上に置かれたウエハに垂直に入射し、フォトレ
ジストのない部分を食刻していくプロセス機構からなっ
ている。
このプラズマエッチングに用いられる電極には導電性を
はじめ高純度性、化学的安定性などの材質特性が必要と
されており、従来、金属、高密度黒鉛などからなる板状
体が適用されている。しかし、金属質の電極板は化学的
安定性の面で十分でないうえに、材質の純度を高めるこ
とに著しい困難性を伴う欠点がある。この点、高密度黒
鉛製の電極板は本質的に優れた導電性と化学的安定性を
備えており、また高純度化も容易である有利性はある
が、その組織が粒体集合状の構造を呈しているため、プ
ラズマ発生中に組織を構成する微細な粒体がパーティク
ルとなって脱落し、消耗を早めたりウエハの上面を汚損
する現象を惹起する問題点がある。
はじめ高純度性、化学的安定性などの材質特性が必要と
されており、従来、金属、高密度黒鉛などからなる板状
体が適用されている。しかし、金属質の電極板は化学的
安定性の面で十分でないうえに、材質の純度を高めるこ
とに著しい困難性を伴う欠点がある。この点、高密度黒
鉛製の電極板は本質的に優れた導電性と化学的安定性を
備えており、また高純度化も容易である有利性はある
が、その組織が粒体集合状の構造を呈しているため、プ
ラズマ発生中に組織を構成する微細な粒体がパーティク
ルとなって脱落し、消耗を早めたりウエハの上面を汚損
する現象を惹起する問題点がある。
このような高密度黒鉛電極の使用時に起きるパーティク
ル発生等の組織崩壊および過度の消耗現象を生じない炭
素質の電極板として、本出願人は先に高純度ガラス状カ
ーボン製の電極板を開発提供した（特開昭62−252942号
公報）。
ル発生等の組織崩壊および過度の消耗現象を生じない炭
素質の電極板として、本出願人は先に高純度ガラス状カ
ーボン製の電極板を開発提供した（特開昭62−252942号
公報）。
ガラス状カーボンからなるプラズマエッチング用電極板
は、高密度黒鉛材のような粒体集合系とは全く異質な三
次元網目構造の均質緻密組織を呈しており、カーボン材
特有の導電性、化学的安定性を備えているうえ高純度化
も容易であるため、その実用性能は従来の金属および高
密度黒鉛の電極板を凌駕している。
は、高密度黒鉛材のような粒体集合系とは全く異質な三
次元網目構造の均質緻密組織を呈しており、カーボン材
特有の導電性、化学的安定性を備えているうえ高純度化
も容易であるため、その実用性能は従来の金属および高
密度黒鉛の電極板を凌駕している。
しかしながら、ガラス状カーボン材の組織にはクローズ
ド化された微細な気泡が内在しており、この気泡内部に
は製造時に原料樹脂中の低揮発成分が炭化して生成した
微小炭化物が遊離して存在する。そして、この遊離炭化
物はプラズマエッチング時の電極消耗に伴ってパーティ
クルとして脱落する現象を招く。また、組織中に内在す
る気泡の大小によって電極板表面の消耗度合が変動し、
エッチングの均一性を損ねる問題点もある。
ド化された微細な気泡が内在しており、この気泡内部に
は製造時に原料樹脂中の低揮発成分が炭化して生成した
微小炭化物が遊離して存在する。そして、この遊離炭化
物はプラズマエッチング時の電極消耗に伴ってパーティ
クルとして脱落する現象を招く。また、組織中に内在す
る気泡の大小によって電極板表面の消耗度合が変動し、
エッチングの均一性を損ねる問題点もある。
近時、プラズマエッチング用電極板の性能は一層高度と
なっており、パーティクル数（１エッチング期間中に
６″ウエハ面に落下する0.3μｍ以上の粒体数）が30個
以下、エッチング変動率±３％以内といった性能要求を
満す必要がある。このため、従来組織のガラス状カーボ
ン材で構成した電極板では要求性能を十分に満足させる
ことはできなくなってきている。
なっており、パーティクル数（１エッチング期間中に
６″ウエハ面に落下する0.3μｍ以上の粒体数）が30個
以下、エッチング変動率±３％以内といった性能要求を
満す必要がある。このため、従来組織のガラス状カーボ
ン材で構成した電極板では要求性能を十分に満足させる
ことはできなくなってきている。
本発明は、このような実情を考慮し、ガラス状カーボン
の組織とくに気孔性状とプラズマエッチング性能との関
係について鋭意研究を重ねた結果開発に至ったもので、
上記の要求性能を満たす組織性状のガラス状カーボンか
らなるプラズマエッチング用電極板を提供することを目
的としている。
の組織とくに気孔性状とプラズマエッチング性能との関
係について鋭意研究を重ねた結果開発に至ったもので、
上記の要求性能を満たす組織性状のガラス状カーボンか
らなるプラズマエッチング用電極板を提供することを目
的としている。
上記の目的を達成するための本発明によるプラズマエッ
チング用電極は、最大気孔径１μｍ以下、平均気孔径0.
7μｍ以下で気孔率が１％以下の均質超緻密組織を備え
る高純度ガラス状カーボン平板に多数の貫通小孔を有す
ることを構成上の特徴とする。
チング用電極は、最大気孔径１μｍ以下、平均気孔径0.
7μｍ以下で気孔率が１％以下の均質超緻密組織を備え
る高純度ガラス状カーボン平板に多数の貫通小孔を有す
ることを構成上の特徴とする。
本発明で特定した気孔特性は通常のガラス状カーボンに
対し低位の値を示す均質超緻密組織を有する点で特長付
けられるが、このプラズマエッチング用電極板は次のよ
うにして製造することができる。
対し低位の値を示す均質超緻密組織を有する点で特長付
けられるが、このプラズマエッチング用電極板は次のよ
うにして製造することができる。
出発原料としてフラン系樹脂またはフェノール系樹脂を
用い、液状態で均一肉厚の平板に成形硬化し、ついで樹
脂板を不活性雰囲気下に約1000℃の温度で焼成炭化し、
更に2000℃までの温度で熱処理する。このプロセス段階
で、樹脂の成形硬化を縮合水等が外部に抜け易い加熱条
件および昇温速度でおこなうとか、硬化触媒量を適正な
範囲に設定する等の手段を講じて気孔の発生、成長を阻
止する。得られたガラス状カーボン平板には多数の貫通
小孔を形成する等の所定の加工処理をおこなったのち脱
灰炉に移し、塩素、フレオン等の精製ガスを吹き込んで
高純度処理する。
用い、液状態で均一肉厚の平板に成形硬化し、ついで樹
脂板を不活性雰囲気下に約1000℃の温度で焼成炭化し、
更に2000℃までの温度で熱処理する。このプロセス段階
で、樹脂の成形硬化を縮合水等が外部に抜け易い加熱条
件および昇温速度でおこなうとか、硬化触媒量を適正な
範囲に設定する等の手段を講じて気孔の発生、成長を阻
止する。得られたガラス状カーボン平板には多数の貫通
小孔を形成する等の所定の加工処理をおこなったのち脱
灰炉に移し、塩素、フレオン等の精製ガスを吹き込んで
高純度処理する。
本発明のプラズマエッチング用電極板はガラス状カーボ
ン材質によって構成されているから、本質的に優れた導
電性と化学的安定性を備えている。
ン材質によって構成されているから、本質的に優れた導
電性と化学的安定性を備えている。
そして、気孔性状として選択された平均気孔径0.7μｍ
以下および気孔率１％以下の特性は１エッチング期間に
おけるパーティクル数を30個以下に抑えるために有効に
機能し、最大気孔径１μｍ以下および気孔率１％以下の
特性は、電極面の消耗を均等化してエッチングレートの
均一性を±３％以内に保持するために寄与する。
以下および気孔率１％以下の特性は１エッチング期間に
おけるパーティクル数を30個以下に抑えるために有効に
機能し、最大気孔径１μｍ以下および気孔率１％以下の
特性は、電極面の消耗を均等化してエッチングレートの
均一性を±３％以内に保持するために寄与する。
これらの作用が相俟って、長期間に亘りウエハを汚損す
ることのない安定したプラズマエッチング加工の遂行が
可能となる。
ることのない安定したプラズマエッチング加工の遂行が
可能となる。
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。
実施例１〜４、比較例１〜３ 各種特性を備える厚さ3mmのガラス状カーボン平板を作
製し、各平板面に放電加工によって3mmの等間隔で直径
0.8mmの貫通小孔を穿設したのち塩素ガスを用いて脱灰
高純度化処理をおこなった。高純度化処理後における各
ガラス状カーボン板の不純物量は、全て3ppm以下であっ
た。
製し、各平板面に放電加工によって3mmの等間隔で直径
0.8mmの貫通小孔を穿設したのち塩素ガスを用いて脱灰
高純度化処理をおこなった。高純度化処理後における各
ガラス状カーボン板の不純物量は、全て3ppm以下であっ
た。
上記の高純度ガラス状カーボン板を電極としてプラズマ
エッチング装置にセットし、反応ガス：トリフロロメタ
ン（CHF3）、反応チャンバー内のガス圧:0.05Torr、電
源周波数:400KHzの条件でシリコンウエハ酸化膜のエッ
チング加工をおこなった。
エッチング装置にセットし、反応ガス：トリフロロメタ
ン（CHF3）、反応チャンバー内のガス圧:0.05Torr、電
源周波数:400KHzの条件でシリコンウエハ酸化膜のエッ
チング加工をおこなった。
各電極板の使用性能を測定し、気孔特性と対比させて表
１に示した。
１に示した。
なお、表１の電極性能のうち、パーティクル数は１エッ
チング期間中に６″ウエハ面に落下した0.3μｍ以上の
カーボン粒体と数、均一性はエッチングレート7000Å/m
in.に対する変動率（％）、表面粗さは放電消耗部分の
面粗さ、としてそれぞれ表示した。
チング期間中に６″ウエハ面に落下した0.3μｍ以上の
カーボン粒体と数、均一性はエッチングレート7000Å/m
in.に対する変動率（％）、表面粗さは放電消耗部分の
面粗さ、としてそれぞれ表示した。
表１の結果から、実施例１〜４は本発明の特性要件を外
れる比較例１〜３と比べて電極性能が向上しており、パ
ーティクル数は30個以下、均一性は±３％以内のレベル
をクリアしている。
れる比較例１〜３と比べて電極性能が向上しており、パ
ーティクル数は30個以下、均一性は±３％以内のレベル
をクリアしている。
以上のとおり、本発明によるプラズマエッチング用電極
板は指定された気孔性状を有するガラス状カーボン組織
によって構成されており、その特性がエッチング過程に
おけるパーティクル数の著減と均一な表面消耗化を実現
する。
板は指定された気孔性状を有するガラス状カーボン組織
によって構成されており、その特性がエッチング過程に
おけるパーティクル数の著減と均一な表面消耗化を実現
する。
したがって、近時の厳しい要求性能を満足し、常にトラ
ブルのない安定なエッチング加工をおこなうことができ
る。
ブルのない安定なエッチング加工をおこなうことができ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】最大気孔径１μｍ以下、平均気孔径0.7μ
ｍ以下で気孔率が１％以下の均質超緻密組織を備える高
純度ガラス状カーボン平板に多数の貫通小孔を有するプ
ラズマエッチング用電極板。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1258057A JPH07114198B2 (ja) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | プラズマエッチング用電極板 |
| EP90310656A EP0421686B1 (en) | 1989-10-02 | 1990-09-28 | Electrode plate for plasma etching |
| DE69011794T DE69011794T2 (de) | 1989-10-02 | 1990-09-28 | Elektrodenscheibe für Plasma-Ätzvorrichtung. |
| KR1019900015828A KR940010507B1 (ko) | 1989-10-02 | 1990-10-05 | 플라즈마 에칭용 전극판 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1258057A JPH07114198B2 (ja) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | プラズマエッチング用電極板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03119723A JPH03119723A (ja) | 1991-05-22 |
| JPH07114198B2 true JPH07114198B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=17314938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1258057A Expired - Lifetime JPH07114198B2 (ja) | 1989-10-02 | 1989-10-02 | プラズマエッチング用電極板 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0421686B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07114198B2 (ja) |
| KR (1) | KR940010507B1 (ja) |
| DE (1) | DE69011794T2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0573915A1 (en) * | 1992-06-12 | 1993-12-15 | Nisshinbo Industries, Inc. | Electrode plate and jig for use in plasma etching |
| JP3249257B2 (ja) * | 1993-08-11 | 2002-01-21 | ユニチカ株式会社 | アモルファスカーボン成形体及びその製造法 |
| JP3437026B2 (ja) * | 1996-02-15 | 2003-08-18 | 東海カーボン株式会社 | プラズマエッチング用電極板およびその製造方法 |
| TW449820B (en) * | 1996-02-15 | 2001-08-11 | Tokai Carbon Kk | Plasma-etching electrode plate |
| JPH09289196A (ja) * | 1996-04-22 | 1997-11-04 | Nisshinbo Ind Inc | プラズマエッチング電極 |
| JP3454333B2 (ja) * | 1996-04-22 | 2003-10-06 | 日清紡績株式会社 | プラズマエッチング電極 |
| JP2003007682A (ja) * | 2001-06-25 | 2003-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマ処理装置用の電極部材 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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