JPH0826464B2 - プラズマエツチング用電極板 - Google Patents
プラズマエツチング用電極板Info
- Publication number
- JPH0826464B2 JPH0826464B2 JP1274015A JP27401589A JPH0826464B2 JP H0826464 B2 JPH0826464 B2 JP H0826464B2 JP 1274015 A JP1274015 A JP 1274015A JP 27401589 A JP27401589 A JP 27401589A JP H0826464 B2 JPH0826464 B2 JP H0826464B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- graphite
- plasma etching
- electrode plate
- pyrolytic carbon
- electrode
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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
ッチング処理によって形成する際に使用するプラズマエ
ッチング用電極板に関する。
ッチング処理によって形成する際に使用するプラズマエ
ッチング用電極板に関する。
（従来の技術） プラズマエッチング装置は、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）（2
0）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CF4等の反応ガスを供
給してプラズマ状態とし、陰極板（20）上に載置したウ
エハ（40）にエッチング処理をほどこす構造となってい
る。
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）（2
0）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CF4等の反応ガスを供
給してプラズマ状態とし、陰極板（20）上に載置したウ
エハ（40）にエッ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ッ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
ッ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。
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
ッ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、プラズマエッ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エハ上面を汚染
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62
−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。
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、プラズマエッ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エハ上面を汚染
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62
−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
エッチングバラツキにより、ウエ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。
プラズマの放電状態にムラが生じ、この放電ムラによる
エッチングバラツキにより、ウエ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
耗及びウエハの汚染と、放電ムラによるエッチングバラ
ツキ及び極部消耗である。
その解決しようとする課題は、粒体脱落による電極の消
耗及びウエハの汚染と、放電ムラによるエッチングバラ
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ッチング用電極
板を提供することにある。
くまた、放電ムラの生じないプラズマエッチング用電極
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
エッチング用電極板」である。
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」である。
つまり、本発明のプラズマエッチング用電極は、面粗
度が触針法（JIS−B0601、以下同じ）で測定してRmax30
μｍ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。
度が触針法（JIS−B0601、以下同じ）で測定してRmax30
μｍ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Rmax30
μｍ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、300Torr以下で行なう
のが望ましい。なお、面粗度がRmax30μｍ以下になるよ
うにするには、フライス加工した後、バフで研摩する等
の機械加工で形成してもよい。
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Rmax30
μｍ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、300Torr以下で行なう
のが望ましい。なお、面粗度がRmax30μｍ以下になるよ
うにするには、フライス加工した後、バフで研摩する等
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。
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、 このプラズマエッ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
ズマエッ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。
用がある。すなわち、 このプラズマエッ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
ズマエッ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、エッチングバラツキや
電極板の極部消耗が生じないのである。
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、エッチングバラツキや
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。
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ッ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。
実施例について、比較例と共に説明する。
実施例１ 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R
max15μｍの電極板を作製した。
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R
max15μｍの電極板を作製した。
比較例１ 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。
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。
比較例２ 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。
してその表面の面粗度がRmax50μｍの電極板を作製し
た。
試験結果 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ッチング装置にセットし、反応
ガスとしてCF4を用い、反応チャンバー中のガス圧を1.0
Torrとして、200個のシリコンウエハのエッチング処理
を行なった。
を、それぞれプラズマエッチング装置にセットし、反応
ガスとしてCF4を用い、反応チャンバー中のガス圧を1.0
Torrとして、200個のシリコンウエハのエッチング処理
を行なった。
その結果、実施例１については、エッチング処理にお
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。
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。
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ッチング用電極
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。
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、このプラズマエッ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、プラズマエッ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
消耗やウエ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、エッチングバラツキや電極板の極
部消耗が生じない。
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、プラズマエッ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
消耗やウエ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、エッ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、プラズマエッ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。
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。
図面はプラズマエッ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…反応チャンバー、40…ウ
エハ。
る。 符号の説明 10…陽極板、20…陰極板、30…反応チャンバー、40…ウ
エハ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−64324（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−64325（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−87667（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−89518（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−152676（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1274015A JPH0826464B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | プラズマエツチング用電極板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1274015A JPH0826464B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | プラズマエツチング用電極板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03138381A JPH03138381A (ja) | 1991-06-12 |
| JPH0826464B2 true JPH0826464B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=17535772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1274015A Expired - Lifetime JPH0826464B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | プラズマエツチング用電極板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0826464B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6214740B1 (en) | 1996-01-26 | 2001-04-10 | Matsushita Electronics Corporation | Semiconductor manufacturing apparatus |
| 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 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5687667A (en) * | 1979-12-20 | 1981-07-16 | Toshiba Corp | Reactive ion etching method |
| JPS60152676A (ja) * | 1984-01-18 | 1985-08-10 | Hitachi Choko Kk | 表面被覆超硬質部材 |
| JPS6464325A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Electrode for plasma etching |
| JPS6464324A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Electrode for plasma etching |
| JPS6489518A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-04 | Nec Corp | Parallel flat board electrode type plasma etching device |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP1274015A patent/JPH0826464B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03138381A (ja) | 1991-06-12 |
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