JPH06232084A - プラズマエッチング用電極板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カーボン製のプラズマエッチング用電極板か
らの粒子の脱落を抑制すると共に粒子の脱落により被エ
ッチング基板に悪影響を与えないようにする。 【構成】 反応ガスとして四塩化シリコン及び水素を用
いた水素還元法により黒鉛基材からなるプラズマエッチ
ング用電極板の表面に単結晶又は多結晶シリコン膜を設
ける。このシリコン膜は、緻密な膜であり、シリコン半
導体基板のエッチング時において、エッチング用電極板
の磨耗を防止する。また、シリコン膜からのシリコン粒
子の脱落によって同質のシリコン半導体基板のエッチン
グ特性に悪影響を与えることもない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマエッチング用
電極板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のプラズマエッチング用電
極板（以下、エッチング用電極板と記す）としては、黒
鉛を基材としたものが主に用いられてきた。そして、黒
鉛の脆さを解消するために、例えば特開昭６２ー２５２
９４２号公報に示されているようなガラス状黒鉛を用い
たものや、その他黒鉛基材表面に熱分解炭素皮膜を設け
たもの等が提案されてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エッチング
用電極板は、使用に際し、反応ガス雰囲気中にて高周波
電圧が加えられることにより、表面からカーボン粒子が
脱落してエッチングされる半導体基板上に付着するとい
う問題がある。この半導体材料と異質のカーボンが基板
表面に付着することにより、半導体基板のエッチングに
バラツキを生じエッチングの均一性を悪化させることに
なる。これにたいし、例えば特開昭６４ー６４３２４号
公報に示されているように、黒鉛基材表面に強固な結合
の多結晶のSi₃N₄ 若しくはAl₂O₃ 膜を形成してなるエッ
チング用電極板が提案されている。しかし、このエッチ
ング用電極板も、絶縁粒子であるSi₃N₄ 粒子，Al₂O₃ 粒
子が半導体基板に付着して、エッチングに悪影響を与え
る点はカーボンと同様である。本発明は、上記した問題
を解決しようとするもので、電極板からの粒子の脱落を
抑制すると共に粒子の脱落が半導体基板に与える影響の
少ないエッチング用電極板を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成上の特徴は、プラズマエッチング用電
極板として、黒鉛基材表面にシリコン膜を設けたことに
ある。なお、シリコン膜は、熱ＣＶＤ法により形成され
ることが望ましい。

【０００５】

【発明の作用・効果】上記のように構成した本発明にお
いては、黒鉛基材表面に例えば熱ＣＶＤ法等により緻密
で結合の強いシリコン膜を形成したものである。熱ＣＶ
Ｄ法によるシリコン膜は、例えば高温低圧下の反応容器
内に４塩化シリコンガス（SiCl₄ ）及び水素ガスを導入
して反応させることにより、下記の数１に示す反応によ
り形成される。

【０００６】

【数１】SiCl₄ ＋2H₂ ＝Si＋4HCl

【０００７】以上のように、黒鉛基材の表面に、緻密な
単結晶または多結晶シリコン被膜を形成したことによ
り、電極板の表面からの粒子の脱落が抑制され、またシ
リコン粒子が脱落しても、同質のシリコン半導体基板に
悪影響を与えることはほとんどない。その結果、シリコ
ン半導体基板のエッチング特性を高めることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。図１は、本発明に使用する縦型反応装置を正面断面
図により概略的に示したものである。この縦型反応装置
１０は、ステンレス製の円板形状の台１１とその上に載
置された円筒形の容器１２とを設けており、容器１２を
上方に移動させることにより内部の反応室Ｒを開放させ
るようになっている。

【０００９】台１１の左側部分には、反応ガスを排出す
る排出管１１ａが取り付けられている。台１１の中央に
は、回転軸１３が垂直に台１１を貫通してかつ回転可能
に取り付けられている。回転軸１３の上部には、円板形
状のサセプタ１４が取り付けられており、サセプタ１４
にはプラズマエッチング用の黒鉛製電極板２０（以下、
電極板と記す）が載置されるようになっている。また、
回転軸１３の下部には、内部にＲＦコイル１５ａを収容
するカバー１５が設けられている。そして、サセプタ１
４は、回転軸１３の回転に伴って一体的に回転するよう
になっている。そして、回転軸１３の中心には、反応ガ
ス供給管１６が、回転軸１３に同軸的に設けられてい
る。

【００１０】次に、上記縦型反応装置１０を用いて、電
極板２０の表面に単結晶又は多結晶シリコン膜を形成す
る工程について説明する。電極板２０は、直径約２００
〜２５０ｍｍφ，厚さ３〜１０ｍｍの円板であって、高
純度黒鉛材により作られている。まず、排出管１１ａを
介して真空装置（図示しない）により排気して容器１０
内を低圧状態にする。次に、ＲＦ電源（図示しない）に
よりＲＦコイル１５ａにＲＦ電力を供給し、サセプタ１
４及びその上に載置された電極板２０を約１２００°Ｃ
に加熱する。この状態で、反応ガス供給管１６からお
り、反応ガスSiCl₄及びびH₂を約１６リットル／ｍｉ
ｎ．導入する。反応ガスは、高温の反応室Ｒ内にて還元
反応することによりシリコン分子を析出させる。このシ
リコン分子が電極板２０上に約４μｍ／ｍｉｎ．の速度
で析出し、シリコン膜が形成される。

【００１１】このようにシリコン膜によって被覆された
電極板２０をシリコン半導体基板のプラズマエッチング
に使用すると、シリコン膜は緻密な膜であるため、電極
板の表面からの粒子の脱落が少なくなり、またシリコン
粒子が脱落しても、同質のシリコン半導体基板に悪影響
を与えることはほとんどない。その結果、シリコン半導
体基板のエッチング特性を高めることができる。

【００１２】なお、上記実施例における基板温度、反応
ガス種類、反応ガス流量は、目的、用途等に応じて適宜
変更可能である。また、反応装置としても、縦型装置の
代わりに横型装置等を用いてもよい。また、上記実施例
においては、基板材質として高純度黒鉛基材を用いてい
るが、ガラス状黒鉛基材による基板を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に用いる縦型反応装置の概略構成
を示す正面断面図である。

【符号の説明】

１０；縦型反応装置、１１；台、１２；容器、１４；サ
セプタ、１５ａ；ＲＦコイル、１６；反応ガス供給管、
２０；プラズマエッチング用電極板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 黒鉛基材表面にシリコン膜を設けたこと
   を特徴とするプラズマエッチング用電極板。