Plasma etching single crystal silicon electrode plate
专利汇可以提供Plasma etching single crystal silicon electrode plate专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a plasma etching single crystal silicon electrode plate having less particle adhesion by a method wherein an electrode plate part and a retaining ring part are integrally formed by single crystal silicon.
SOLUTION: A single crystal silicon electrode plate to be used for plasma etching is manuactured by cutting a single crystal silicon ingot, which is formed by a CZ method, into an electrode plate part 21 and an electrode plate form having a supporting ring part 22 by conducting a discharge machining, an ultrasonic wave machining, a laser processing and the like, and then by forming through holes 5 by machining and the like. To be more precise, a non-defective single crystal ingot is cut into round slices, a cutting work is conducted, and a flanged hat-like crystal silicon plate, having a flanged electrode part 21 as a supporting ring part 22, is manufactured. A number of small holes are perforated on said single crystal silicon plate by conducting an electrospark machining, a finish work is conducted using a supersonic wave drill, fine through holes 5 are formed, and the electrode plate 2 is manufactured.
COPYRIGHT: (C)1997,JPO，下面是Plasma etching single crystal silicon electrode plate专利的具体信息内容。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、プラズマエッチング装置に使用する単結晶シリコン製電極板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体集積回路を製造する際に、ウエハをエッチングする必要があるが、このウエハをエッチングするための装置として、近年、プラズマエッチング装置が用いられている。 このプラズマエッチング装置は、例えば図２に示されるように、真空容器１内に電極板２および架台３が間隔をおいて設けられており、架台３の上にウエハ４を載置し、エッチングガス７
を電極板２に設けられた貫通細孔５を通してウエハ４に向って流しながら高周波電源６により電極板２と架台３
の間に高周波電圧を印加することができるようになっている。
【０００３】この高周波電圧の印加により供給されたエッチングガス７は電極板２と架台３の間の空間でプラズマ１０となり、このプラズマ１０がウエハ４に当ってウエハ４の表面がエッチングされる。 このプラズマエッチング装置で使用する電極板２は、従来、カーボン製の電極板を使用していたが、近年、図３に示されるように、
単結晶シリコン板８およびカーボン製支持リング９をろう付け１１により接合して構成された電極板２が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の単結晶シリコン板８およびカーボン製支持リング９をろう付け１１してなる電極板２を用いてウエハをプラズマエッチングした場合、グロー放電発生時に導電性の高いカーボン製支持リング８とウエハ４の間で異常放電を起こし、カーボン粒子が単結晶シリコン板８の貫通細孔５
を通ってウエハ４の上に降下してウエハ４を汚染し、ウエハ上の集積回路の歩留まりを大きく低下させていた。
【０００５】ウエハ表面のＳｉＯ 2などをプラズマエッチングする場合の汚染は特に深刻である。 それは、Ｓｉ
Ｏ 2をエッチングする場合、一般に、弗素ガスを基体とするプラズマを使用するが、この弗素ガスを基体とするプラズマを使用してスパッタリングすると、スパッタリングで削り取られたカーボン製支持リングから発生したカーボン粒子は揮発させることができず、そのままウエハ上に降下し、パーティクルとして残留するからである。
【０００６】これらカーボン粒子の降下を防止するために、カーボン製支持リングの表面にセラミックスなどの被膜を形成することも行われているが、多数枚のウエハをプラズマエッチングすると再びカーボン粒子の降下が始まるので十分でなく、さらに、カーボン製支持リング９は単結晶シリコン製電極板８にろう付け１１により接合しているが、この接合部からはみ出したろう材がウエハを汚染するという課題もあった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
かかる観点から、プラズマエッチングしたウエハ表面にカーボン粒子が付着するのを防止し、さらにろう材によるウエハの汚染を防止すべく研究を行った結果、図１に示されるように、電極板部２１および支持リング部２２
が一体の単結晶シリコンで構成されているプラズマエッチング用単結晶シリコン製電極板は、従来のようなカーボン製支持リングから発生したカーボン粒子によるウエハの汚染がなくなると共に、ろう材による汚染もなくすることができるという研究結果が得られたのである。
【０００８】この発明は、かかる研究結果に基づいてなされたものであって、電極板部および支持リング部が一体の単結晶シリコンで構成されているプラズマエッチング用単結晶シリコン製電極板に特徴を有するものである。
【０００９】この発明のプラズマエッチング用単結晶シリコン製電極板は、ＣＺ法により製造された単結晶シリコンインゴットを切削加工、放電加工、超音波加工、レーザ加工などにより電極板部および支持リング部を有する電極板形状に切削加工し、さらにドリル加工、超音波加工などにより貫通細孔を形成することにより製造する。
【００１０】
【発明の実施の形態】直胴部の直径：２５０mm、長さ：
４００mmを有し、全長：７００mmの無欠陥単結晶シリコンインゴットを用意し、このインゴットをダイヤモンドハンドソーにより厚さ：２８mmに輪切り切断し、輪切り切断した単結晶シリコン板を切削加工して、図１に示されるような支持リング部２２の鍔部外径ａ：２４０mm、
鍔部内径ｂ：２０５mm、鍔部厚さｃ：９mm、電極板部２
１の外径ｄ：２２４mm、電極板部の厚さｅ：６mm、全体の高さｆ：２６mmの寸法を有する鍔付き帽子状単結晶シリコン板を作製した。
【００１１】この鍔付き帽子状単結晶シリコン板に放電加工により直径：０．５mmの細孔を２．８mm間隔で３３
００個開け、さらに超音波ドリル加工により仕上げ加工を行って直径：０．８mmの貫通細孔５を形成して本発明電極板を作製した。
【００１２】比較のために、図３に示されるような外径ｄ：２２４mm、厚さｅ：６mmの寸法を有する単結晶シリコン板８にドリル加工により直径：０．８mmの貫通細孔５を本発明電極板同様に２．８mm間隔で３３００個開けた単結晶シリコン板８を作製し、さらに鍔部外径ａ：２
４０mm、鍔部内径ｂ：２０５mm、鍔部厚さｃ：９mm、支持リングの高さｇ：１７mmの寸法を有するカーボン製支持リング９を用意し、このカーボン製支持リング９に厚さ：０．１mmのアルミナ皮膜を形成した後、単結晶シリコン板８とカーボン製支持リング９をろう付けして従来電極板を作製した。
【００１３】前記本発明電極板および従来電極板をプラズマエッチング装置にセットし、 チャンバー内圧力：１０ -1 Torr、 ガス流量比：９０sccmＣＨＦ 3 ＋４sccmＯ 2 ＋１５０sc
cmＨｅ、 高周波電力：３００Ｗ、 エッチング時間：１．０min.、 の条件で、ＣＶＤによりＳｉＯ 2層を施した直径：１５
２mmのウエハを合計：５０００枚プラズマエッチングを行ない、２５０枚目、１０００枚目、２５００枚目および５０００枚目のウエハ表面に付着したカーボン粒子数（個／ウエハ）を測定し、さらにその時のろう材による汚染の有無を観察し、その結果を表１に示した。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１に示される結果から、本発明電極板は、５０００枚までカーボン粒子およびろう材による汚染もなくプラズマエッチングを行なうことができるが、
従来電極板は１０００枚でカーボン粒子による汚染が発生し、さらに２５００枚でろう材による汚染が発生することが分かる。
【００１６】
【発明の効果】上述のように、この発明の電極板部および支持リング部が一体の単結晶シリコンで構成されているプラズマエッチング用単結晶シリコン製電極板は、使用寿命が格段に伸びるので、その交換回数を減らすことができるところから生産効率を格段に向上させることができ、さらにカーボン粒子の付着およびろう材による汚染が無いところから、プラズマエッチングによる半導体集積回路の不良品発生を大幅に減らすことができ、半導体装置産業の発展に大いに貢献しうるものである。
【図１】この発明のプラズマエッチング用単結晶シリコン製電極板の断面図である。
【図２】プラズマエッチング装置の断面説明図である。
【図３】従来のプラズマエッチング用単結晶シリコン製電極板の断面図である。
１ 真空容器 ２ 電極板 ３ 架台 ４ ウエハ ５ 貫通細孔 ６ 高周波電源 ７ プラズマエッチングガス ８ 単結晶シリコン板 ９ カーボン製支持リング １０ ブラズマ １１ ろう付け ２１ 電極板部 ２２ 支持リング部
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