JPH07169749A - 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
- Publication number
- JPH07169749A JPH07169749A JP6249973A JP24997394A JPH07169749A JP H07169749 A JPH07169749 A JP H07169749A JP 6249973 A JP6249973 A JP 6249973A JP 24997394 A JP24997394 A JP 24997394A JP H07169749 A JPH07169749 A JP H07169749A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma etching
- carbon plate
- furnace
- plate
- etching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Ceramic Products (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 長期間に亘り安定かつ高精度のエッチング加
工を行うことができるプラズマエッチング用電極板を提
供する。 【構成】 高純度のガラス状カーボン板に多数の貫通小
孔を穿設してなる平板状の電極であって、前記貫通小孔
が放電加工によって形成されたものであるプラズマエッ
チング用電極板。
工を行うことができるプラズマエッチング用電極板を提
供する。 【構成】 高純度のガラス状カーボン板に多数の貫通小
孔を穿設してなる平板状の電極であって、前記貫通小孔
が放電加工によって形成されたものであるプラズマエッ
チング用電極板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路を製造
する過程で、半導体ウエハーをプラズマエッチング加工
する際に用いる電極板に関する。
する過程で、半導体ウエハーをプラズマエッチング加工
する際に用いる電極板に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の微細化と高密度化が進
展するに伴い、高精度で微細パターンを形成することが
できる平行平板形プラズマエッチング技術の重要性が高
まっている。
展するに伴い、高精度で微細パターンを形成することが
できる平行平板形プラズマエッチング技術の重要性が高
まっている。
【０００３】平行平板形のプラズマエッチングは、上下
に相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ーをエッチング
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ーに垂直に入射し、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の処理技
術である。
に相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ーをエッチング
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ーに垂直に入射し、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の処理技
術である。
【０００４】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特
性が必要とされており、従来、主に金属質の円板が用い
られていた。ところが、金属質の電極は化学的安定性が
不十分であるうえに材質純度を高めることに困難性を伴
う問題点があった。次いで、金属質に代わる電極材とし
て高密度黒鉛の使用が試みられた。高密度黒鉛は、優れ
た導電性と化学的安定性を備え、高純度化も容易である
ことから特性的には極めて好適な電極材料である。しか
しながら、高密度黒鉛材は、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緻密
質に成形したのち焼成、黒鉛化して製造される関係で、
巨視的に粒体集合状の組織構造を有しており、このため
プラズマ発生中に材質組織を構成する微細なパーティク
ルが脱落して消耗を早めたり、ウエハーの上面を汚損し
て所定パターンの形成を阻害する等の欠点が認められ
た。
には、導電性をはじめ高純度性、化学的安定性などの特
性が必要とされており、従来、主に金属質の円板が用い
られていた。ところが、金属質の電極は化学的安定性が
不十分であるうえに材質純度を高めることに困難性を伴
う問題点があった。次いで、金属質に代わる電極材とし
て高密度黒鉛の使用が試みられた。高密度黒鉛は、優れ
た導電性と化学的安定性を備え、高純度化も容易である
ことから特性的には極めて好適な電極材料である。しか
しながら、高密度黒鉛材は、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緻密
質に成形したのち焼成、黒鉛化して製造される関係で、
巨視的に粒体集合状の組織構造を有しており、このため
プラズマ発生中に材質組織を構成する微細なパーティク
ルが脱落して消耗を早めたり、ウエハーの上面を汚損し
て所定パターンの形成を阻害する等の欠点が認められ
た。
【０００５】このほかの硬質な炭素質材料としては、ガ
ラス状カーボンが知られている。該ガラス状カーボン材
の組織は、高密度黒鉛材のような粒体集合組織とは異な
り、三次元網目状のガラス質構造を呈しているため、プ
ラズマエッチング用電極に適用した場合にプラズマ発生
により組織からパーティクルが脱落する現象は十分に抑
制することができる。
ラス状カーボンが知られている。該ガラス状カーボン材
の組織は、高密度黒鉛材のような粒体集合組織とは異な
り、三次元網目状のガラス質構造を呈しているため、プ
ラズマエッチング用電極に適用した場合にプラズマ発生
により組織からパーティクルが脱落する現象は十分に抑
制することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このため、従来の材料
に代わる有用性の高いプラズマエッチング電極材として
使用が試みられたが、ガラス状カーボン材は実質的にガ
ス不透過性の連続組織を有しているため、プラズマエッ
チング電極とするにあたってはエッチングガスを流通さ
せるために上下方向に多数の貫通小孔を形成する必要が
ある。ところが、ガラス状カーボン材は、材質的に極め
て硬質でありながら破損し易いガラス質性状を呈してい
る関係で、ドリル加工のような機械的手段によって貫通
小孔を穿設しようとする場合には、破損を伴わずに多数
の小孔を形成をすることが極めて困難となり、また加工
時に摩損したドリルの金属成分が孔面に付着して純度を
損ねる問題がある。そのうえ、機械加工によって形成し
た小孔は寸法精度が悪く、内面平滑性も不十分なため、
ガス流通が不均一となったり、プラズマスパッタによる
熱衝撃で孔の内面突起部分に生成した微結晶が経時的に
脱落・飛散してウエハーを汚染する等の現象も発生す
る。
に代わる有用性の高いプラズマエッチング電極材として
使用が試みられたが、ガラス状カーボン材は実質的にガ
ス不透過性の連続組織を有しているため、プラズマエッ
チング電極とするにあたってはエッチングガスを流通さ
せるために上下方向に多数の貫通小孔を形成する必要が
ある。ところが、ガラス状カーボン材は、材質的に極め
て硬質でありながら破損し易いガラス質性状を呈してい
る関係で、ドリル加工のような機械的手段によって貫通
小孔を穿設しようとする場合には、破損を伴わずに多数
の小孔を形成をすることが極めて困難となり、また加工
時に摩損したドリルの金属成分が孔面に付着して純度を
損ねる問題がある。そのうえ、機械加工によって形成し
た小孔は寸法精度が悪く、内面平滑性も不十分なため、
ガス流通が不均一となったり、プラズマスパッタによる
熱衝撃で孔の内面突起部分に生成した微結晶が経時的に
脱落・飛散してウエハーを汚染する等の現象も発生す
る。
【０００７】本発明はガラス状カーボン材をプラズマエ
ッチング用電極とする場合の上記のような問題点を解消
するためになされたもので、その目的とするところは、
高精度で均質なガス流通性が保証される貫通小孔を備
え、長期間に亘り安定したエッチング加工を行うことが
できるガラス状カーボン製のプラズマエッチング用電極
板を提供することにある。
ッチング用電極とする場合の上記のような問題点を解消
するためになされたもので、その目的とするところは、
高精度で均質なガス流通性が保証される貫通小孔を備
え、長期間に亘り安定したエッチング加工を行うことが
できるガラス状カーボン製のプラズマエッチング用電極
板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】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板は、高純
度のガラス状カーボン板に多数の貫通小孔を穿設してな
る平板状の電極であって、前記貫通小孔が放電加工によ
って形成されたものであることを構成上の特徴とするも
のである。
めの本発明によるプラズマエッチング用電極板は、高純
度のガラス状カーボン板に多数の貫通小孔を穿設してな
る平板状の電極であって、前記貫通小孔が放電加工によ
って形成されたものであることを構成上の特徴とするも
のである。
【０００９】本発明のプラズマエッチング用電極板を構
成するガラス状カーボン板は、フラン系樹脂やフェノー
ル系樹脂のような高炭化性の熱硬化性樹脂を炭化して得
られる組織的に極めて緻密かつ均質な三次元綱目状の連
続組織を備えるガラス質構造の炭素質物で、通常３〜４
mm範囲の肉厚をもつ平板状の板材として使用される。
成するガラス状カーボン板は、フラン系樹脂やフェノー
ル系樹脂のような高炭化性の熱硬化性樹脂を炭化して得
られる組織的に極めて緻密かつ均質な三次元綱目状の連
続組織を備えるガラス質構造の炭素質物で、通常３〜４
mm範囲の肉厚をもつ平板状の板材として使用される。
【００１０】前記のガラス状カーボン板には多数の貫通
小孔を形成してプラズマエッチング用電極板とされる
が、本発明の主要な特徴は、この貫通小孔が放電加工に
よって形成された点に存する。放電加工とは、高圧放電
によるエネルギーを利用した電気的加工手段で、ドリル
等を用いて研削により孔形成する機械的な加工方法とは
本質的に異なるものである。具体的には、銅または鉄な
どの金属あるいは高密度黒鉛材料からなる針状電極を用
い、灯油、水などの加工液を介して数μm 乃至数１０μ
m の間隙に対向させてパルス状の放電電流を発生させ、
ガラス状カーボン板の所定位置に同時に多数の貫通小孔
を配列設置する方法が採られる。
小孔を形成してプラズマエッチング用電極板とされる
が、本発明の主要な特徴は、この貫通小孔が放電加工に
よって形成された点に存する。放電加工とは、高圧放電
によるエネルギーを利用した電気的加工手段で、ドリル
等を用いて研削により孔形成する機械的な加工方法とは
本質的に異なるものである。具体的には、銅または鉄な
どの金属あるいは高密度黒鉛材料からなる針状電極を用
い、灯油、水などの加工液を介して数μm 乃至数１０μ
m の間隙に対向させてパルス状の放電電流を発生させ、
ガラス状カーボン板の所定位置に同時に多数の貫通小孔
を配列設置する方法が採られる。
【００１１】本発明に係る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。まず、液状
のフラン系樹脂、フェノール系樹脂またはこれらの混合
樹脂、もしくはこれら液状樹脂に同一種類の硬化樹脂微
粉を添加混合したものを均一肉厚の平板状に成形硬化
し、ついで樹脂板を不活性雰囲気下に８００℃程度の温
度で焼成炭化し、更に必要に応じて３０００℃までの温
度で黒鉛化処理する。このようにして得られたガラス状
カーボン板を放電加工機にセットし、上記したように針
状電極を用いてパルス状の放電電流を発生させ、多数の
貫通小孔を形成する。加工後の電極板を脱灰炉に移し、
塩素、フレオン等の塩素含有ガスからなるガスを炉中に
吹き込んで高純度処理する。
は、次のようにして製造することができる。まず、液状
のフラン系樹脂、フェノール系樹脂またはこれらの混合
樹脂、もしくはこれら液状樹脂に同一種類の硬化樹脂微
粉を添加混合したものを均一肉厚の平板状に成形硬化
し、ついで樹脂板を不活性雰囲気下に８００℃程度の温
度で焼成炭化し、更に必要に応じて３０００℃までの温
度で黒鉛化処理する。このようにして得られたガラス状
カーボン板を放電加工機にセットし、上記したように針
状電極を用いてパルス状の放電電流を発生させ、多数の
貫通小孔を形成する。加工後の電極板を脱灰炉に移し、
塩素、フレオン等の塩素含有ガスからなるガスを炉中に
吹き込んで高純度処理する。
【００１２】
【作用】本発明のプラズマエッチング用電極板は、上記
したガラス状カーボン特有の組織構造ならびに高純度性
が総合的に作用して使用時の組織崩壊および過度の消耗
は極めて効果的に阻止される。そのうえ、電極板には多
数の貫通小孔が放電加工により穿設されているから、孔
の状態は加工精度が良好で、内面平滑性に優れたものと
なる。したがって、加工時に孔面が汚染されて材質純度
を損ねたり、孔の精度が悪く、内面平滑性が不良のため
に、ガス流通が不均一となったり、プラズマスパッタに
よる熱衝撃で孔の内面突起部分に生成した微結晶が経時
的に脱落・飛散してウエハーを汚染する等の不都合な現
象が生じることがなくなる。また、加工時に材料が破損
するような事態も発生しないから、加工歩留が著しく向
上する。
したガラス状カーボン特有の組織構造ならびに高純度性
が総合的に作用して使用時の組織崩壊および過度の消耗
は極めて効果的に阻止される。そのうえ、電極板には多
数の貫通小孔が放電加工により穿設されているから、孔
の状態は加工精度が良好で、内面平滑性に優れたものと
なる。したがって、加工時に孔面が汚染されて材質純度
を損ねたり、孔の精度が悪く、内面平滑性が不良のため
に、ガス流通が不均一となったり、プラズマスパッタに
よる熱衝撃で孔の内面突起部分に生成した微結晶が経時
的に脱落・飛散してウエハーを汚染する等の不都合な現
象が生じることがなくなる。また、加工時に材料が破損
するような事態も発生しないから、加工歩留が著しく向
上する。
【００１３】
【実施例】以下、本発明に実施例を比較例と対比して説
明する。
明する。
【００１４】実施例 フェノール樹脂液を円盤平板形状に成形したのち、不活
性雰囲気に保持された電気炉に入れ、８００℃の温度に
焼成炭化した。ついで、焼成体を黒鉛化炉に移し、３０
００℃の温度で黒鉛化した。得られた炭素質板は、かさ
比重１．４５g/cm3 、気孔率３％、ショア硬度７５、曲
げ強さ５８０kgf/cm2 、弾性率２４３０kgf/cm2 、固有
抵抗３５×１０-4Ωcmの物理特性を有する厚さ３．０mm
のガラス状カーボン平板であった。ついで、このガラス
状カーボン板を放電加工機にセットし、銅電極を用いて
放電反復数５００００回／毎秒の条件で２mm等間隔に直
径０．８mmの貫通小孔群を穿設した。加工後のガラス状
カーボンを脱灰炉に移し、炉内に塩素ガスを流入しなが
ら加熱して脱灰高純度化処理をおこなった。
性雰囲気に保持された電気炉に入れ、８００℃の温度に
焼成炭化した。ついで、焼成体を黒鉛化炉に移し、３０
００℃の温度で黒鉛化した。得られた炭素質板は、かさ
比重１．４５g/cm3 、気孔率３％、ショア硬度７５、曲
げ強さ５８０kgf/cm2 、弾性率２４３０kgf/cm2 、固有
抵抗３５×１０-4Ωcmの物理特性を有する厚さ３．０mm
のガラス状カーボン平板であった。ついで、このガラス
状カーボン板を放電加工機にセットし、銅電極を用いて
放電反復数５００００回／毎秒の条件で２mm等間隔に直
径０．８mmの貫通小孔群を穿設した。加工後のガラス状
カーボンを脱灰炉に移し、炉内に塩素ガスを流入しなが
ら加熱して脱灰高純度化処理をおこなった。
【００１５】上記の高純度ガラス状カーボンを電極板と
してプラズマエッチング装置にセットし、反応ガス：Ｃ
ＨＦ3 （トリフロロメタン）、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
リコンウエハーのエッチングを行った。その結果、電極
板は長時間の使用によっても組織の崩落現象や孔内面か
らの微結晶の脱落や飛散は全く認められず、また消耗の
度合は高密度黒鉛の電極板使用時の１／１０程度であっ
た。そのうえ、反応ガスの流通が均一となってウエハー
のエッチング速度も早まり、得られるエッチングパター
ンも高精度のものであることが認められた。
してプラズマエッチング装置にセットし、反応ガス：Ｃ
ＨＦ3 （トリフロロメタン）、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
リコンウエハーのエッチングを行った。その結果、電極
板は長時間の使用によっても組織の崩落現象や孔内面か
らの微結晶の脱落や飛散は全く認められず、また消耗の
度合は高密度黒鉛の電極板使用時の１／１０程度であっ
た。そのうえ、反応ガスの流通が均一となってウエハー
のエッチング速度も早まり、得られるエッチングパター
ンも高精度のものであることが認められた。
【００１６】比較例 実施例における貫通小孔の形成を放電加工に代えてドリ
ルによる機械加工で行い、その他の条件は実施例と同一
条件でプラズマエッチング用電極板を得た。この電極板
を用いて、実施例と同様にプラズマエッチング試験に供
したところ、孔内面からの微結晶の脱落や飛散が生じ、
また反応ガスの流通が不均等となってウエハーのエッチ
ング速度が減退し、エッチングパターンの精度も低下し
た。
ルによる機械加工で行い、その他の条件は実施例と同一
条件でプラズマエッチング用電極板を得た。この電極板
を用いて、実施例と同様にプラズマエッチング試験に供
したところ、孔内面からの微結晶の脱落や飛散が生じ、
また反応ガスの流通が不均等となってウエハーのエッチ
ング速度が減退し、エッチングパターンの精度も低下し
た。
【００１７】
【発明の結果】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ガラス状カーボン板に放電加工によ
り多数の貫通小孔を設けて形成されているから、工程段
階で何らのトラブルもなく、長期間に亘り安定した高精
度のエッチング加工を行うことが可能となる。
ッチング用電極板はガラス状カーボン板に放電加工によ
り多数の貫通小孔を設けて形成されているから、工程段
階で何らのトラブルもなく、長期間に亘り安定した高精
度のエッチング加工を行うことが可能となる。
Claims (1)
- 【請求項１】 高純度のガラス状カーボン板に多数の貫
通小孔を穿設してなる平板状の電極であって、前記貫通
小孔が放電加工によって形成されたものであるプラズマ
エッチング用電極板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6249973A JPH07169749A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | プラズマエッチング用電極板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6249973A JPH07169749A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | プラズマエッチング用電極板 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61087115A Division JPS62252942A (ja) | 1986-04-17 | 1986-04-17 | プラズマエツチング用電極板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07169749A true JPH07169749A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=17200948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6249973A Pending JPH07169749A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | プラズマエッチング用電極板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07169749A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62109317A (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-20 | Anelva Corp | プラズマエツチング装置 |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP6249973A patent/JPH07169749A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62109317A (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-20 | Anelva Corp | プラズマエツチング装置 |
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