JPH08199399A - 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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- JPH08199399A JPH08199399A JP3303595A JP3303595A JPH08199399A JP H08199399 A JPH08199399 A JP H08199399A JP 3303595 A JP3303595 A JP 3303595A JP 3303595 A JP3303595 A JP 3303595A JP H08199399 A JPH08199399 A JP H08199399A
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- glassy carbon
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 消耗が少なく、パーティクルの発生がなく、
均一なエッチングレートで操業することができるガラス
状炭素からなるプラズマエッチング用電極板を提供す
る。 【構成】 プラズマエッチング用電極板となるガラス状
炭素を陽極とし、２５℃の１Ｎ−ＨＮＯ3 溶液中におい
て定電流５mA/cm2で２４時間電解処理した際に、電解処
理後の中心線平均粗さ(Ra)が２μm で、最大粗さ(Rmax)
が１５μm 以下の表面粗さを示すガラス状炭素からなる
プラズマエッチング用電極板。
均一なエッチングレートで操業することができるガラス
状炭素からなるプラズマエッチング用電極板を提供す
る。 【構成】 プラズマエッチング用電極板となるガラス状
炭素を陽極とし、２５℃の１Ｎ−ＨＮＯ3 溶液中におい
て定電流５mA/cm2で２４時間電解処理した際に、電解処
理後の中心線平均粗さ(Ra)が２μm で、最大粗さ(Rmax)
が１５μm 以下の表面粗さを示すガラス状炭素からなる
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、半導体集積回路の製造
工程において、ウエハ面のシリコン酸化膜をプラズマエ
ッチング加工する際に用いるガラス状炭素からなるプラ
ズマエッチング用電極板に関する。
工程において、ウエハ面のシリコン酸化膜をプラズマエ
ッチング加工する際に用いるガラス状炭素からなるプラ
ズマエッチング用電極板に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマエッチング加工は、一対の平行
平面電極を設置したエッチング装置内に反応性ガス（Ｃ
Ｆ4,Ａｒ，Ｏ2 等）を導入しながら電極間に高周波電力
を印加して放電させ、生じたガスプラズマを用いてフオ
トレジストされていない部分をエッチングすることによ
り高精度で微細な回路パターンを形成する工程である。
このプラズマエッチング加工に用いられる平面電極に
は、優れた導電性のほか、ウエハを汚染しない高純度性
および容易にエッチングされない化学的安定性が必要と
されており、現状ではこれらの材質要件を満たすものと
してガラス状炭素製の電極板が有用されている。
平面電極を設置したエッチング装置内に反応性ガス（Ｃ
Ｆ4,Ａｒ，Ｏ2 等）を導入しながら電極間に高周波電力
を印加して放電させ、生じたガスプラズマを用いてフオ
トレジストされていない部分をエッチングすることによ
り高精度で微細な回路パターンを形成する工程である。
このプラズマエッチング加工に用いられる平面電極に
は、優れた導電性のほか、ウエハを汚染しない高純度性
および容易にエッチングされない化学的安定性が必要と
されており、現状ではこれらの材質要件を満たすものと
してガラス状炭素製の電極板が有用されている。
【０００３】ガラス状炭素材は、熱硬化性樹脂を炭化し
て得られる巨視的に無孔組織の三次元網目構造を呈する
ガラス質の硬質炭素質物で、高強度、低化学反応性、ガ
ス不透過性、耐摩耗性、自己潤滑性、堅牢性などに優
れ、不純物が少ない等の特性を有しているが、特にプラ
ズマエッチング処理中にウエハを汚損する原因となる微
小なパーティクルが組織から剥落し難い利点がある。し
かしながら、近時、半導体集積度の増加がますます進行
するに伴ってプラズマエッチング用の電極材にも厳しい
材質要求が課せられており、ウエハ面に付着するパーテ
ィクルの個数レベルや消耗度合の低減化が強く要求され
ている。このため、プラズマエッチング用のガラス状炭
素電極を対象とする材質的改良の提案が数多くなされて
いる。
て得られる巨視的に無孔組織の三次元網目構造を呈する
ガラス質の硬質炭素質物で、高強度、低化学反応性、ガ
ス不透過性、耐摩耗性、自己潤滑性、堅牢性などに優
れ、不純物が少ない等の特性を有しているが、特にプラ
ズマエッチング処理中にウエハを汚損する原因となる微
小なパーティクルが組織から剥落し難い利点がある。し
かしながら、近時、半導体集積度の増加がますます進行
するに伴ってプラズマエッチング用の電極材にも厳しい
材質要求が課せられており、ウエハ面に付着するパーテ
ィクルの個数レベルや消耗度合の低減化が強く要求され
ている。このため、プラズマエッチング用のガラス状炭
素電極を対象とする材質的改良の提案が数多くなされて
いる。
【０００４】例えば純度、気孔率、気孔径、結晶構造な
どの性状を対象とするものとして、気孔率が０．０００
２〜０．００２０％で結晶子がＸ線回折で検出されず、
かつ不純物含有量が５ppm 以下のガラス状カーボン材料
からなるプラズマ装置用カーボン部材（特開平３−3300
7 号公報) 、最大気孔径１μm 以下、平均気孔径０．７
μm 以下で気孔率が１％以下の組織特性を有する高純度
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
（特開平３−119723号公報）、高純度のガラス状カーボ
ンからなる厚さ２mm以上の板状体であり、表面および内
部組織に粒界が実質的に存在せず、最大気孔径が１μm
以下のプラズマエッチング用電極板（特開平３−285086
号公報) 、純度特性が総灰分５ppm 以下、金属不純物２
ppm 以下、総硫黄分３０ppm 以下で、結晶特性が結晶面
間隔(002) が０．３７５nm以下、結晶子(002) の大きさ
が１．３nm以上で、かつ材質特性が比重１．５０以上、
曲げ強度が１１００kg/cm2以上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（特開平５−320955号
公報）、格子定数Ｃo(002)が６．９９０オングストロー
ム以下の結晶を有するガラス状炭素からなるプラズマエ
ッチング用電極板（特開平６−128761号公報) 等が提案
されている。
どの性状を対象とするものとして、気孔率が０．０００
２〜０．００２０％で結晶子がＸ線回折で検出されず、
かつ不純物含有量が５ppm 以下のガラス状カーボン材料
からなるプラズマ装置用カーボン部材（特開平３−3300
7 号公報) 、最大気孔径１μm 以下、平均気孔径０．７
μm 以下で気孔率が１％以下の組織特性を有する高純度
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
（特開平３−119723号公報）、高純度のガラス状カーボ
ンからなる厚さ２mm以上の板状体であり、表面および内
部組織に粒界が実質的に存在せず、最大気孔径が１μm
以下のプラズマエッチング用電極板（特開平３−285086
号公報) 、純度特性が総灰分５ppm 以下、金属不純物２
ppm 以下、総硫黄分３０ppm 以下で、結晶特性が結晶面
間隔(002) が０．３７５nm以下、結晶子(002) の大きさ
が１．３nm以上で、かつ材質特性が比重１．５０以上、
曲げ強度が１１００kg/cm2以上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（特開平５−320955号
公報）、格子定数Ｃo(002)が６．９９０オングストロー
ム以下の結晶を有するガラス状炭素からなるプラズマエ
ッチング用電極板（特開平６−128761号公報) 等が提案
されている。
【０００５】このほか、プラズマにより消耗する部位の
表面平滑度がＲmax ６μm 以下であるガラス状炭素から
なるプラズマエッチング用電極板（特開平６−128762号
公報) や、フェノール樹脂およびポリカルボジイミド樹
脂を原料として製造したガラス状炭素材からなるプラズ
マエッチング用電極板（特開平５−347276号公報) 、ポ
リカルボジイミド樹脂を原料として製造したガラス状炭
素材からなるプラズマエッチング用電極板（特開平５−
347278号公報) なども提案されている。
表面平滑度がＲmax ６μm 以下であるガラス状炭素から
なるプラズマエッチング用電極板（特開平６−128762号
公報) や、フェノール樹脂およびポリカルボジイミド樹
脂を原料として製造したガラス状炭素材からなるプラズ
マエッチング用電極板（特開平５−347276号公報) 、ポ
リカルボジイミド樹脂を原料として製造したガラス状炭
素材からなるプラズマエッチング用電極板（特開平５−
347278号公報) なども提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、プラズマ
エッチング用電極板を構成するガラス状炭素の組織性状
とエッチング処理時の電極消耗機構の関係につき多角的
な検討を加えた結果、実用時における電極板の消耗状態
は同一の電極板を陽極として溶液電解処理した際の陽極
酸化による表面消耗状態と極めた類似していることを確
認した。そして、プラズマエッチング用電極板のガラス
状炭素につき一定条件下で電解処理した際に消耗表面の
面粗さが特定の水準以下にあると、実用時の電極消耗が
効果的に抑制されるうえ、パーティクル汚染やエッチン
グレートの不均一化などの現象も著しく改善される事実
を解明した。
エッチング用電極板を構成するガラス状炭素の組織性状
とエッチング処理時の電極消耗機構の関係につき多角的
な検討を加えた結果、実用時における電極板の消耗状態
は同一の電極板を陽極として溶液電解処理した際の陽極
酸化による表面消耗状態と極めた類似していることを確
認した。そして、プラズマエッチング用電極板のガラス
状炭素につき一定条件下で電解処理した際に消耗表面の
面粗さが特定の水準以下にあると、実用時の電極消耗が
効果的に抑制されるうえ、パーティクル汚染やエッチン
グレートの不均一化などの現象も著しく改善される事実
を解明した。
【０００７】本発明は前記の知見に基づいて開発された
もので、その目的は、電極消耗が少なく、微細パーティ
クルの発生がない状態で均一なエッチングを行うことが
できるガラス状炭素からなるプラズマエッチング用電極
板を提供することにある。
もので、その目的は、電極消耗が少なく、微細パーティ
クルの発生がない状態で均一なエッチングを行うことが
できるガラス状炭素からなる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、プラ
ズマエッチング用電極板となるガラス状炭素を陽極とし
て、２５℃の１Ｎ−ＨＮＯ3 溶液中において定電流５mA
/cm2で２４時間電解処理した際に、電解処理後の中心線
平均粗さ(Ra)が２μm 以下で、最大粗さ(Rmax)が１５μ
m 以下の表面粗さを示す性状のガラス状炭素からなるこ
とを構成上の特徴とする。
めの本発明によるプラズマエッチング用電極板は、プラ
ズマエッチング用電極板となるガラス状炭素を陽極とし
て、２５℃の１Ｎ−ＨＮＯ3 溶液中において定電流５mA
/cm2で２４時間電解処理した際に、電解処理後の中心線
平均粗さ(Ra)が２μm 以下で、最大粗さ(Rmax)が１５μ
m 以下の表面粗さを示す性状のガラス状炭素からなるこ
とを構成上の特徴とする。
【０００９】本発明のプラズマエッチング用電極板は、
残炭分の多い各種の熱硬化性樹脂を焼成炭化して得られ
る緻密で三次元網目構造組織のガラス状炭素からなるこ
とを前提とするが、純度特性として総灰分５ppm 以下、
金属不純物２ppm 以下、総硫黄分３０ppm 以下の高純度
材質を有し、可及的に表面平滑度の高い平面板であるこ
とが好ましい。
残炭分の多い各種の熱硬化性樹脂を焼成炭化して得られ
る緻密で三次元網目構造組織のガラス状炭素からなるこ
とを前提とするが、純度特性として総灰分５ppm 以下、
金属不純物２ppm 以下、総硫黄分３０ppm 以下の高純度
材質を有し、可及的に表面平滑度の高い平面板であるこ
とが好ましい。
【００１０】上記のガラス状炭素を陽極として、２５℃
の１Ｎ−ＨＮＯ3 溶液中において定電流５mA/cm2で２４
時間電解処理した際に、電解処理後の中心線平均粗さ(R
a)が２μm 以下で、最大粗さ(Rmax)が１５μm 以下の表
面粗さを示すことが本発明の主要な要件となる。電解処
理後の中心線平均粗さ(Ra)は、ＪＩＳ Ｂ０６０１(198
2)により定義されており、この値が２μm を越えるとプ
ラズマエッチング時の消耗が大きくなり、エッチングレ
ートの均一性も減退する。また、最大粗さ(Rmax)が１５
μm を上回ると、同様にプラズマエッチング時の消耗度
合が増大するとともに、パーティクルの剥落によるウエ
ハ汚染を招くようになる。より好ましい電解処理後の表
面粗さは、中心線平均粗さ(Ra)が１．６μm 以下で、最
大粗さ(Rmax)が１２μm 以下である。
の１Ｎ−ＨＮＯ3 溶液中において定電流５mA/cm2で２４
時間電解処理した際に、電解処理後の中心線平均粗さ(R
a)が２μm 以下で、最大粗さ(Rmax)が１５μm 以下の表
面粗さを示すことが本発明の主要な要件となる。電解処
理後の中心線平均粗さ(Ra)は、ＪＩＳ Ｂ０６０１(198
2)により定義されており、この値が２μm を越えるとプ
ラズマエッチング時の消耗が大きくなり、エッチングレ
ートの均一性も減退する。また、最大粗さ(Rmax)が１５
μm を上回ると、同様にプラズマエッチング時の消耗度
合が増大するとともに、パーティクルの剥落によるウエ
ハ汚染を招くようになる。より好ましい電解処理後の表
面粗さは、中心線平均粗さ(Ra)が１．６μm 以下で、最
大粗さ(Rmax)が１２μm 以下である。
【００１１】電解処理は、図１に示すような２５℃の恒
温水を満たした外槽１と１Ｎ−ＨＮＯ3 の電解液を満た
した内槽２からなり、内槽２の底部にマグネチックスタ
ーラー装置３を設置した電解槽を用い、内槽２の電解液
中に一定間隔で陽極にプラズマエッチング用電極板とな
るガラス状炭素４を、陰極に白金５をそれぞれ固定して
浸漬し、電解液を撹拌しながらガルバノスタット６から
５mA/cm2の定電流を流して２４時間陽極酸化する方法で
行われる。電解液を１Ｎ−ＨＮＯ3 とし、電解条件を定
電流５mA/cm2で２４時間に設定したのは、この条件が最
も実用時の消耗度合と近似する消耗状態を示し、評価試
験法として適切となるためである。電解液濃度が、１Ｎ
を越えるとＨＮＯ3 が直接にガラス状炭素を侵食する現
象が起こり、１Ｎ未満であると電解反応が起こり難くな
る。定電流法にしたのは操作の便宜を図るためであり、
電流密度を５mA/cm2にし、処理時間を２４時間に設定し
た理由は、この条件が表面消耗状態を評価するうえで最
も好適な電解反応を進行させるからである。
温水を満たした外槽１と１Ｎ−ＨＮＯ3 の電解液を満た
した内槽２からなり、内槽２の底部にマグネチックスタ
ーラー装置３を設置した電解槽を用い、内槽２の電解液
中に一定間隔で陽極にプラズマエッチング用電極板とな
るガラス状炭素４を、陰極に白金５をそれぞれ固定して
浸漬し、電解液を撹拌しながらガルバノスタット６から
５mA/cm2の定電流を流して２４時間陽極酸化する方法で
行われる。電解液を１Ｎ−ＨＮＯ3 とし、電解条件を定
電流５mA/cm2で２４時間に設定したのは、この条件が最
も実用時の消耗度合と近似する消耗状態を示し、評価試
験法として適切となるためである。電解液濃度が、１Ｎ
を越えるとＨＮＯ3 が直接にガラス状炭素を侵食する現
象が起こり、１Ｎ未満であると電解反応が起こり難くな
る。定電流法にしたのは操作の便宜を図るためであり、
電流密度を５mA/cm2にし、処理時間を２４時間に設定し
た理由は、この条件が表面消耗状態を評価するうえで最
も好適な電解反応を進行させるからである。
【００１２】上記の性状を備えるガラス状炭素からなる
本発明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。まず、材質の高密度および高
純度化を図るため、原料として予め精製処理した残炭率
が少なくとも４０％以上の炭化によりガラス状炭素に転
化する熱硬化性樹脂を選択する。この種の熱硬化性樹脂
としては、例えばフェノール系、フラン系、ポリイミド
系、ポリカルボジイミド系あるいはこれらをブレンドし
た熱硬化性樹脂などを挙げることができる。これら原料
樹脂は、通常、粉状や液状を呈しているため、その形態
に応じてモールド成形、射出成形あるいは注型成形など
最適な成形手段を用いて所定の板状に成形し、引き続き
大気中で１００〜１８０℃の温度で硬化処理を施す。焼
成炭化処理は、硬化した樹脂成形体を黒鉛坩堝に詰める
か、黒鉛板で挟持した状態で、窒素、アルゴン等の不活
性雰囲気に保たれた電気炉、あるいはリードハンマー炉
に詰め、８００〜１０００℃に加熱して行う。更に表面
処理した焼成体を雰囲気置換可能な真空炉に入れ、ハロ
ゲン系の精製ガスを流しながら１４００℃以上に昇温し
て高純度処理する。ついで、焼成体の表面をバフ研磨あ
るいはダイヤモンドラッピングして表面平滑度を高め
る。この表面処理は、焼成炭化処理工程と高純度化処理
工程の間で行ってもよい。なお、電極板に設ける貫通小
孔は、樹脂成形段階の樹脂板に予め炭化時の寸法収縮率
を見込んで穿設するか、焼成後の炭素板に放電加工によ
り穿設するかのいずれかの方法で行う。
本発明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。まず、材質の高密度および高
純度化を図るため、原料として予め精製処理した残炭率
が少なくとも４０％以上の炭化によりガラス状炭素に転
化する熱硬化性樹脂を選択する。この種の熱硬化性樹脂
としては、例えばフェノール系、フラン系、ポリイミド
系、ポリカルボジイミド系あるいはこれらをブレンドし
た熱硬化性樹脂などを挙げることができる。これら原料
樹脂は、通常、粉状や液状を呈しているため、その形態
に応じてモールド成形、射出成形あるいは注型成形など
最適な成形手段を用いて所定の板状に成形し、引き続き
大気中で１００〜１８０℃の温度で硬化処理を施す。焼
成炭化処理は、硬化した樹脂成形体を黒鉛坩堝に詰める
か、黒鉛板で挟持した状態で、窒素、アルゴン等の不活
性雰囲気に保たれた電気炉、あるいはリードハンマー炉
に詰め、８００〜１０００℃に加熱して行う。更に表面
処理した焼成体を雰囲気置換可能な真空炉に入れ、ハロ
ゲン系の精製ガスを流しながら１４００℃以上に昇温し
て高純度処理する。ついで、焼成体の表面をバフ研磨あ
るいはダイヤモンドラッピングして表面平滑度を高め
る。この表面処理は、焼成炭化処理工程と高純度化処理
工程の間で行ってもよい。なお、電極板に設ける貫通小
孔は、樹脂成形段階の樹脂板に予め炭化時の寸法収縮率
を見込んで穿設するか、焼成後の炭素板に放電加工によ
り穿設するかのいずれかの方法で行う。
【００１３】上記の工程において、精製した原料樹脂の
選定、硬化の速度、焼成炭化温度、精製処理時の温度条
件、表面処理時の条件などを適宜に制御して組織の均質
化を図ることにより、目的とするガラス状炭素の性状を
確保することができる。
選定、硬化の速度、焼成炭化温度、精製処理時の温度条
件、表面処理時の条件などを適宜に制御して組織の均質
化を図ることにより、目的とするガラス状炭素の性状を
確保することができる。
【００１４】
【作用】ガラス状炭素板をプラズマエッチング用電極に
用いた場合の消耗度合は、用いるガラス状炭素の純度、
結晶構造、表面状態などが複雑に影響して微妙に変動す
るが、消耗過程の表面状態は図２（電子顕微鏡写真）に
示すように組織粒子が球状となる。一般に、パーティク
ルの発生やエッチングレートの不均一化は組織粒子が大
きな単位で球状消耗したり、組織に局部的な不均質部分
が存在する場合に生じ易い。
用いた場合の消耗度合は、用いるガラス状炭素の純度、
結晶構造、表面状態などが複雑に影響して微妙に変動す
るが、消耗過程の表面状態は図２（電子顕微鏡写真）に
示すように組織粒子が球状となる。一般に、パーティク
ルの発生やエッチングレートの不均一化は組織粒子が大
きな単位で球状消耗したり、組織に局部的な不均質部分
が存在する場合に生じ易い。
【００１５】本発明によりプラズマエッチング用電極板
となるガラス状炭素を陽極として２５℃の１Ｎ−ＨＮＯ
3 溶液中において定電流５mA/cm2で２４時間電解処理し
た場合には、Ｃ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋４Ｈ+ ＋４ｅ- の電
解反応を介して陽極のガラス状炭素は次第に二酸化炭素
となって表面から消耗が進行するが、その消耗状態は図
３（電子顕微鏡写真）に示すように組織粒子が球状にな
りながら消耗する。このため、実用のプラズマエッチン
グ時（図２）と酷似する消耗状態で表面が徐々に粗面化
する。
となるガラス状炭素を陽極として２５℃の１Ｎ−ＨＮＯ
3 溶液中において定電流５mA/cm2で２４時間電解処理し
た場合には、Ｃ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋４Ｈ+ ＋４ｅ- の電
解反応を介して陽極のガラス状炭素は次第に二酸化炭素
となって表面から消耗が進行するが、その消耗状態は図
３（電子顕微鏡写真）に示すように組織粒子が球状にな
りながら消耗する。このため、実用のプラズマエッチン
グ時（図２）と酷似する消耗状態で表面が徐々に粗面化
する。
【００１６】前記の粗面化の程度はプラズマエッチング
時の消耗度合と相関性があり、電解処理後におけるガラ
ス状炭素の中心線平均粗さ(Ra)が２μm を越え且つ最大
粗さ(Rmax)が１５μm を上回ると、プラズマエッチング
時の消耗が著しく増大し、パーティクルの発生やエッチ
ングレートの不均一化を招く。この理由については未だ
解明するに至っていないが、電解処理後の中心線平均粗
さ(Ra)が２μm 以下で、最大粗さ(Rmax)が１５μm 以下
の表面粗さ性状を示すガラス状炭素は、結晶性を含めた
全体の組織構造が全体に極めて緻密かつ均質であって、
プラズマエッチングした際のアタックに対して十分な抵
抗性を示し、局部的な損傷を受けることなく組織粒子が
比較的小単位の球状となって均一に消耗するためと推測
される。
時の消耗度合と相関性があり、電解処理後におけるガラ
ス状炭素の中心線平均粗さ(Ra)が２μm を越え且つ最大
粗さ(Rmax)が１５μm を上回ると、プラズマエッチング
時の消耗が著しく増大し、パーティクルの発生やエッチ
ングレートの不均一化を招く。この理由については未だ
解明するに至っていないが、電解処理後の中心線平均粗
さ(Ra)が２μm 以下で、最大粗さ(Rmax)が１５μm 以下
の表面粗さ性状を示すガラス状炭素は、結晶性を含めた
全体の組織構造が全体に極めて緻密かつ均質であって、
プラズマエッチングした際のアタックに対して十分な抵
抗性を示し、局部的な損傷を受けることなく組織粒子が
比較的小単位の球状となって均一に消耗するためと推測
される。
【００１７】したがって、本発明によれば電解処理後に
おける表面粗さが特定レベル以下にあるガラス状炭素に
よりプラズマエッチング用電極板を形成することによ
り、消耗度合が少なく、パーティクルの発生がない状態
で安定なエッチング加工が可能となる。
おける表面粗さが特定レベル以下にあるガラス状炭素に
よりプラズマエッチング用電極板を形成することによ
り、消耗度合が少なく、パーティクルの発生がない状態
で安定なエッチング加工が可能となる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して具
体的に説明するが、本発明の実施態様はこれら実施例に
限定されるものではない。
体的に説明するが、本発明の実施態様はこれら実施例に
限定されるものではない。
【００１９】実施例１〜４、比較例１〜５ 液状のフラン樹脂〔日立化成工業（株）製、VF-303〕１
００重量部に対しパラトルエンスルホン酸（硬化材）を
０．６重量部添加した原料樹脂液を４００mm角のポリプ
ロピレン製バットに流し込み、１０Torr以下の減圧下で
３時間脱泡処理を行ったのち、８０℃の電気オーブンに
入れ、一昼夜放置して板状に成形した。成形板をバット
から取り出し、所定の昇温速度で硬化処理を行った。成
形硬化した樹脂成形板を高純度黒鉛板で挟み付けた状態
で電気炉にセットし、１０００℃まで昇温して焼成炭化
処理を施した。この工程において、硬化時の昇温速度お
よび焼成炭化時の昇温速度を変動させて９種類のガラス
状炭素板を製造した。
００重量部に対しパラトルエンスルホン酸（硬化材）を
０．６重量部添加した原料樹脂液を４００mm角のポリプ
ロピレン製バットに流し込み、１０Torr以下の減圧下で
３時間脱泡処理を行ったのち、８０℃の電気オーブンに
入れ、一昼夜放置して板状に成形した。成形板をバット
から取り出し、所定の昇温速度で硬化処理を行った。成
形硬化した樹脂成形板を高純度黒鉛板で挟み付けた状態
で電気炉にセットし、１０００℃まで昇温して焼成炭化
処理を施した。この工程において、硬化時の昇温速度お
よび焼成炭化時の昇温速度を変動させて９種類のガラス
状炭素板を製造した。
【００２０】得られた厚さ３mmの平板状ガラス状炭素板
に、２mmの等間隔で直径０．５mmの貫通孔を放電加工に
より穿設し、バフ研磨して表面の平滑処理を行った。つ
いで雰囲気置換が可能な真空炉〔東海高熱（株）製、TP
300 〕に移し、炉内にＣｌ2／Ｈｅ（モル比：５／９
５）の精製ガスを５リットル／分の供給速度で流入しな
がら２０００℃まで昇温して高純度処理を施した。
に、２mmの等間隔で直径０．５mmの貫通孔を放電加工に
より穿設し、バフ研磨して表面の平滑処理を行った。つ
いで雰囲気置換が可能な真空炉〔東海高熱（株）製、TP
300 〕に移し、炉内にＣｌ2／Ｈｅ（モル比：５／９
５）の精製ガスを５リットル／分の供給速度で流入しな
がら２０００℃まで昇温して高純度処理を施した。
【００２１】このようにして製造した各ガラス状炭素板
の端部から試片を切り出し、図１に示した電解槽を用
い、ガラス状炭素板を陽極とし、白金板を陰極として電
解処理を行った。電解条件は、２５℃の１Ｎ−ＨＮＯ3
溶液を電解液とし、ガルバノスタット〔北斗電工（株）
製、HA-305〕から５mA/cm2の定電流を流し、処理時間を
２４時間に設定した。電解処理後のガラス状炭素板を水
洗・乾燥し、表面を表面粗さ計〔東京精密（株）製〕に
より中心線平均粗さ(Ra)および最大粗さ(Rmax)を測定し
た。
の端部から試片を切り出し、図１に示した電解槽を用
い、ガラス状炭素板を陽極とし、白金板を陰極として電
解処理を行った。電解条件は、２５℃の１Ｎ−ＨＮＯ3
溶液を電解液とし、ガルバノスタット〔北斗電工（株）
製、HA-305〕から５mA/cm2の定電流を流し、処理時間を
２４時間に設定した。電解処理後のガラス状炭素板を水
洗・乾燥し、表面を表面粗さ計〔東京精密（株）製〕に
より中心線平均粗さ(Ra)および最大粗さ(Rmax)を測定し
た。
【００２２】次に、試片を採取した各ガラス状炭素板か
らなる電極板をプラズマエッチング装置にセットし、反
応ガス：トリクロロメタン、キャリアーガス：アルゴ
ン、反応チャンバー内のガス圧：１Torr、電源周波数：
１３．５MHz の条件で６インチのシリコンウエハー酸化
膜のプラズマエッチング処理を行い、１００時間経過後
の電極板の肉厚減少量を測定した。その肉厚減少量を消
耗量とし、上記電解処理後の中心線平均粗さ(Ra)および
最大粗さ(Rmax)の測定値と対比させて表１に示した。併
せて、パーティクルの発生状況およびウエハのエッチン
グ状況を観察評価し、その結果を表１に併載した。な
お、パーティクルの発生状況は、１エッチング中にウエ
ハ面に落下した０．３μm 以上のカーボン粒子の有無で
判定した。
らなる電極板をプラズマエッチング装置にセットし、反
応ガス：トリクロロメタン、キャリアーガス：アルゴ
ン、反応チャンバー内のガス圧：１Torr、電源周波数：
１３．５MHz の条件で６インチのシリコンウエハー酸化
膜のプラズマエッチング処理を行い、１００時間経過後
の電極板の肉厚減少量を測定した。その肉厚減少量を消
耗量とし、上記電解処理後の中心線平均粗さ(Ra)および
最大粗さ(Rmax)の測定値と対比させて表１に示した。併
せて、パーティクルの発生状況およびウエハのエッチン
グ状況を観察評価し、その結果を表１に併載した。な
お、パーティクルの発生状況は、１エッチング中にウエ
ハ面に落下した０．３μm 以上のカーボン粒子の有無で
判定した。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１の結果から、本発明の表面粗さ要件を
満たす実施例はいずれもプラズマエッチング消耗量が
０．７mm以下と少なく、パーティクルの発生がなく、エ
ッチングの状況も良好であった。これに対し、電解処理
後の中心線平均粗さ(Ra)が２μm を越える比較例１では
プラズマエッチング消耗量が１．１５mmと多くなるう
え、ウエハの中央部分にエッチ残りが認められ、中心線
平均粗さ(Ra)が２μm 以下でありながら最大粗さ(Rmax)
が１５μm を越える比較例２ではエッチング状況は良好
であるが、プラズマエッチング消耗量が１．５８mmと多
くなり、パーティクル発生も認められた。また、中心線
平均粗さ(Ra)および最大粗さ(Rmax)が共に本発明の要件
を外れる比較例３〜５では、プラズマエッチング消耗量
が著しく増大し、パーティクル発生があり、エッチング
状況も不均一であった。
満たす実施例はいずれもプラズマエッチング消耗量が
０．７mm以下と少なく、パーティクルの発生がなく、エ
ッチングの状況も良好であった。これに対し、電解処理
後の中心線平均粗さ(Ra)が２μm を越える比較例１では
プラズマエッチング消耗量が１．１５mmと多くなるう
え、ウエハの中央部分にエッチ残りが認められ、中心線
平均粗さ(Ra)が２μm 以下でありながら最大粗さ(Rmax)
が１５μm を越える比較例２ではエッチング状況は良好
であるが、プラズマエッチング消耗量が１．５８mmと多
くなり、パーティクル発生も認められた。また、中心線
平均粗さ(Ra)および最大粗さ(Rmax)が共に本発明の要件
を外れる比較例３〜５では、プラズマエッチング消耗量
が著しく増大し、パーティクル発生があり、エッチング
状況も不均一であった。
【００２５】実施例５〜７、比較例６〜８ 減圧蒸留により精製したフェノールおよびホルマリンを
常法に従い縮合してフェノール樹脂初期縮合物を調製し
た。この原料樹脂液を４００mm角のポリプロピレン製バ
ットに流し込み、１０Torr以下の減圧下で３時間脱泡処
理を行ったのち、８０℃の電気オーブンに入れ、一昼夜
放置して板状に成形した。成形板をバットから取り出
し、硬化処理を行った。成形硬化した樹脂成形板を高純
度黒鉛板で挟み付けた状態で電気炉にセットし、周囲を
総灰分１００ppm 未満の黒鉛粉で被包して１０００℃ま
で昇温し、焼成炭化処理を施した。この際、成形体の硬
化速度および焼成炭化時の昇温速度を変動させた。その
他の条件は全て実施例１と同一にして、６種類のガラス
状炭素のプラズマエッチング用電極板を製造した。得ら
れた電極板につき実施例１と同様にして切り出し試片を
電解処理したのち、プラズマエッチング操作した結果を
表２に示した。
常法に従い縮合してフェノール樹脂初期縮合物を調製し
た。この原料樹脂液を４００mm角のポリプロピレン製バ
ットに流し込み、１０Torr以下の減圧下で３時間脱泡処
理を行ったのち、８０℃の電気オーブンに入れ、一昼夜
放置して板状に成形した。成形板をバットから取り出
し、硬化処理を行った。成形硬化した樹脂成形板を高純
度黒鉛板で挟み付けた状態で電気炉にセットし、周囲を
総灰分１００ppm 未満の黒鉛粉で被包して１０００℃ま
で昇温し、焼成炭化処理を施した。この際、成形体の硬
化速度および焼成炭化時の昇温速度を変動させた。その
他の条件は全て実施例１と同一にして、６種類のガラス
状炭素のプラズマエッチング用電極板を製造した。得ら
れた電極板につき実施例１と同様にして切り出し試片を
電解処理したのち、プラズマエッチング操作した結果を
表２に示した。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば特定条件
による電解処理後の表面粗さが一定レベル以下にある性
状のガラス状炭素を選択することにより、消耗が少ない
うえ、パーティクル発生がなく均一なエッチングレート
で操業することができる高性能のプラズマエッチング用
電極板を提供することが可能となる。したがって、安定
したエッチング加工が保証されるうえ、電極板の寿命を
大幅に延長することができる。
による電解処理後の表面粗さが一定レベル以下にある性
状のガラス状炭素を選択することにより、消耗が少ない
うえ、パーティクル発生がなく均一なエッチングレート
で操業することができる高性能のプラズマエッチング用
電極板を提供することが可能となる。したがって、安定
したエッチング加工が保証されるうえ、電極板の寿命を
大幅に延長することができる。
【図１】本発明においてプラズマエッチング用電極板と
なるガラス状炭素を電解処理する電解装置を示した略断
面説明図である。
なるガラス状炭素を電解処理する電解装置を示した略断
面説明図である。
【図２】実用のプラズマエッチングによるガラス状炭素
電極板の消耗状態を示した粒子構造の電子顕微鏡写真
（拡大倍率：５００倍）である。
電極板の消耗状態を示した粒子構造の電子顕微鏡写真
（拡大倍率：５００倍）である。
【図３】本発明ので電解処理によるガラス状炭素電極板
の消耗状態を示した粒子構造の電子顕微鏡写真（拡大倍
率：５００倍）である。
の消耗状態を示した粒子構造の電子顕微鏡写真（拡大倍
率：５００倍）である。
１ 外槽 ２ 内槽 ３ マグネチックスターラー ４ ガラス状炭素 ５ 白金 ６ ガルバノスタット
Claims (1)
- 【請求項１】 プラズマエッチング用電極板となるガラ
ス状炭素を陽極として、２５℃の１Ｎ−ＨＮＯ3 溶液中
において定電流５mA/cm2で２４時間電解処理した際に、
電解処理後の中心線平均粗さ(Ra)が２μm 以下で、最大
粗さ(Rmax)が１５μm 以下の表面粗さを示す性状のガラ
ス状炭素からなる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 |
|---|---|---|---|
| JP03303595A JP3514336B2 (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | プラズマエッチング用電極板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03303595A JP3514336B2 (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | プラズマエッチング用電極板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08199399A true JPH08199399A (ja) | 1996-08-06 |
| JP3514336B2 JP3514336B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=12375544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03303595A Expired - Fee Related JP3514336B2 (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | プラズマエッチング用電極板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3514336B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003017435A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-17 | Ibiden Co Ltd | ガラス状炭素被覆イオン注入装置用部材 |
-
1995
- 1995-01-30 JP JP03303595A patent/JP3514336B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003017435A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-17 | Ibiden Co Ltd | ガラス状炭素被覆イオン注入装置用部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3514336B2 (ja) | 2004-03-31 |
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