JPH11256370A - 放熱性を有するプラズマエッチング用シリコン電極板 - Google Patents
放熱性を有するプラズマエッチング用シリコン電極板Info
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Abstract
きるプラズマエッチング用シリコン電極板を提供する。 【解決手段】 シリコン電極板1と冷却板3の間に冷却
板よりも熱伝導性の優れた金属膜2を介在させることに
より、プラズマエッチング中のシリコン電極板1の温度
上昇を阻止し、中心部と周辺部とに生じる温度差が少な
くし、ウエハ4のエッチング深さがウエハ全体として均
一となる。
Description
プラズマエッチング用シリコン電極板に関するものであ
り、従来よりも温度分布が均一となり、したがって従来
よりも均一にエッチングを行うことができるプラズマエ
ッチング用シリコン電極板に関するものである。
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プラズマエッチング用シリコン
電極板として、近年、図4の断面図に示されるようなシ
リコン電極板1を冷却板3にボルト6で固定したプラズ
マエッチング用シリコン電極板9が用いられている。こ
のシリコン電極板1を冷却板3にボルト6で固定してな
るプラズマエッチング用シリコン電極板9を真空容器
(図示せず)内のほぼ中央に固定し、一方、架台8の上
にウエハ4を載置し、エッチングガス7をシリコン電極
板1および冷却板3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圧を印加することに
よりシリコン電極板1とウエハ4の間にプラズマ11を
発生させ、このプラズマ11がウエハ4に当ってウエハ
4の表面をエッチングするようになっている。この時、
シリコン電極板1の熱は冷却板3を通して放熱される。
リコン電極板1を冷却板3にボルト6で固定してなるプ
ラズマエッチング用シリコン電極板9を用いてウエハ4
をプラズマエッチングすると、エッチング中にプラズマ
エッチング用シリコン電極板9を構成するシリコン電極
板1のの温度が上昇すると共に、中心部と周辺部とに温
度差が生じ、ウエハ4のエッチング深さが場所により異
なってウエハ全体が均一にエッチングされない。
かかる観点から、ウエハ全体を従来よりも一層均一にプ
ラズマエッチングを行うことのできるプラズマエッチン
グ用シリコン電極板を開発すべく研究を行った結果、
(イ)図1に示されるように、シリコン電極板1と冷却
板3の間に冷却板よりも熱伝導性の優れた金属膜2を介
在させると、プラズマエッチング中のシリコン電極板1
の温度上昇が阻止されると共に、中心部と周辺部とに生
じる温度差が少なくなり、ウエハ4のエッチング深さが
ウエハ全体として均一となる、(ロ)図2に示されるよ
うに、前記シリコン電極板1と冷却板3の間に形成する
金属膜2に設けられた貫通細孔15の径は、シリコン電
極板1に設けられた貫通細孔5の径および冷却板3に設
けられた貫通細孔5´の径のいずれよりも大きい貫通細
孔の径となるようにして金属膜が貫通細孔から離れるよ
うにし、金属膜のイオンによりウエハが汚染されるのを
防止することが好ましい、という知見を得たのである。
たものであって、(1)貫通細孔が設けられたシリコン
電極板を貫通細孔が設けられた冷却板にボルトで固定し
てなるプラズマエッチング用シリコン電極板において、
シリコン電極板と冷却板の間に貫通細孔を有する熱伝導
率の高い金属膜を介在させてなる放熱性を有するプラズ
マエッチング用シリコン電極板、に特徴を有するもので
ある。
電極板は、貫通細孔が設けられているシリコン電極板と
貫通細孔が設けられている冷却板の間に貫通細孔が設け
られている熱伝導性の優れた金属膜を挟んでボルトで固
定しても良いが、図3に示されるように、あらかじめシ
リコン電極板1の片面の貫通細孔のない部分にスクリー
ン印刷、ペースト焼き付けして金属膜2を形成してお
き、これを金属膜のあるシリコン電極板の面に冷却板を
重ねてボルトでシリコン電極板と冷却板を固定しても良
い。
に貫通細孔が設けられたシリコン電極板の表面に貫通細
孔を有する熱伝導率の高い金属膜を形成したシリコン電
極板と、このシリコン電極板の熱伝導率の高い金属膜を
挟むように厚さ方向に貫通細孔が設けられた冷却板をボ
ルトで固定してなる放熱性を有するプラズマエッチング
用シリコン電極板、に特徴を有するものである。
(2)において、シリコン電極板と冷却板の間に形成す
る金属膜に設けられた貫通細孔の径は、シリコン電極板
に設けられた貫通細孔および冷却板に設けられた貫通細
孔の径のいずれよりも大きい貫通細孔の径となる放熱性
を有するプラズマエッチング用シリコン電極板、に特徴
を有するものである。
電極板を図面に基づいて一層詳細に説明する。図1は、
この発明のプラズマエッチング用シリコン電極板の断面
図であり、図1において、1はシリコン電極板、2は熱
伝導率の高い金属膜、3は鍔部10を有する冷却板であ
る。また、図2は、この発明のプラズマエッチング用シ
リコン電極板の貫通細孔部分の拡大断面図であり、図2
において、1はシリコン電極板、2は熱伝導率の高い金
属膜、3は冷却板、5はシリコン電極板1に設けられた
貫通細孔、5´は冷却板に設けられた貫通細孔、15は
金属膜に設けられた貫通細孔である。
マエッチング用シリコン電極板の金属膜2に設けられた
貫通細孔15の径は、シリコン電極板1に設けられた貫
通細孔5および冷却板3に設けられた貫通細孔5´の径
のいずれよりも大きい貫通細孔の径となるようになって
おり、金属膜2がシリコン電極板1に設けられた貫通細
孔5および冷却板3に設けられた貫通細孔5´から突出
しないようになっている。その理由は金属膜2が貫通細
孔5、5´の内部に突出すると金属膜2のイオンがエッ
チングガスにより運ばれてウエハが汚染される恐れがあ
るためである。なお、金属膜2は、厚さが100〜20
0μmの範囲内にあることが好ましく、Cu、Ag、A
uおよびそれらの合金からなることが好ましい。
5mmの貫通細孔を設けたシリコン電極板、直径:280
mm、厚さ:27mmの寸法を有し、直径:1mmの貫通細孔
を設けた鍔部を有するAl製冷却板、直径:250mm、
厚さ:0.1mmの寸法を有し、直径:3mmの貫通細孔を
設けた純Cu膜、を用意し、前記純Cu膜をシリコン電
極板とAl製冷却板の間に挟み、純Cu膜、シリコン電
極板およびAl製冷却板に設けられた貫通細孔が同心円
上になるようにボルト6で固定して図1に示される構造
の本発明プラズマエッチング用シリコン電極板(以下、
本発明電極という)1を作製した。
置にセットし、周波数:13.5MHz,出力:800
W,プラズマ発生ガス:Arガスの条件で40秒間プラ
ズマを発生させ、本発明電極1の中心部の温度および周
辺部の温度を測定し、その結果を表1に示した。
3mmの貫通細孔を設けた純Ag膜を用意し、この純Ag
膜を実施例1の純Cu膜に代えて使用し、実施例1と同
様にして本発明電極2を作製し、実施例1と同じ条件で
40秒間プラズマを発生させ、本発明電極2の中心部の
温度および周辺部の温度を測定し、その結果を表1に示
した。
合し、従来プラズマエッチング用電極(以下、従来電極
という)1を作製し、この従来電極を使用し、実施例1
と同じ条件で40秒間プラズマを発生させ、従来電極1
の中心部の温度および周辺部の温度を測定し、その結果
を表1に示した。
んだ本発明電極1および純Ag膜を挟んだ本発明電極2
を使用して40秒間チャージしてプラズマを発生させた
場合と金属膜を挾まない従来電極1を使用して40秒間
チャージしてプラズマを発生させた場合を比較すると、
いずれも同一条件で40秒間チャージしてプラズマを発
生させたにもかかわらず、従来電極1では中心部の温度
が225℃まで上がるに対し、本発明電極1では中心部
の温度が88℃までしか上がらず、また本発明電極2で
は中心部の温度が78℃までしか上がらず、さらに本発
明電極1および本発明電極2の中心部と周辺部の温度差
が従来電極1の温度差に比べて格段に小さいところか
ら、ウエハのエッチングの均一性が一段と改善されるこ
とが分かる。
なるシリコン電極板を使用したが、多結晶シリコンから
なるシリコン電極板についても同じ結果が得られた。
ング用シリコン電極板によると、従来よりもウエハを均
一にむらなくエッチングでき、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。
用シリコン電極板を説明するための一部断面説明図であ
る。
用シリコン電極板の貫通細孔部の一部断面説明図であ
る。
高い金属膜を形成したシリコン電極板の断面説明図であ
る。
使用状態を説明するための説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 貫通細孔を有するシリコン電極板を貫通
細孔を有する冷却板にボルトで固定してなるプラズマエ
ッチング用シリコン電極板において、 シリコン電極板と冷却板の間に貫通細孔を有する熱伝導
率の高い金属膜を介在させてなることを特徴とする放熱
性を有するプラズマエッチング用シリコン電極板。 - 【請求項2】 貫通細孔を有するシリコン電極板の表面
に貫通細孔を有する熱伝導率の高い金属膜を被覆したシ
リコン電極板と、この熱伝導率の高い金属膜を挟むよう
に貫通細孔を有する冷却板をシリコン電極板にボルトで
固定してなることを特徴とする放熱性を有するプラズマ
エッチング用シリコン電極板。 - 【請求項3】 前記貫通細孔を有する冷却板はAlまた
はAl合金からなり、前記貫通細孔を有する熱伝導率の
高い金属膜はCu、Ag、Auまたはこれらの合金から
なる金属膜で構成されていることを特徴とする請求項1
または2記載の放熱性を有するプラズマエッチング用シ
リコン電極板。 - 【請求項4】 前記熱伝導率の高い金属膜に設けられた
貫通細孔の径は、シリコン電極板に設けられた貫通細孔
および冷却板に設けられた貫通細孔の径のいずれよりも
大きいことを特徴とする請求項1、2または3記載の放
熱性を有するプラズマエッチング用シリコン電極板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05659598A JP3981967B2 (ja) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | 放熱性を有するプラズマエッチング用シリコン電極板 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP05659598A JP3981967B2 (ja) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | 放熱性を有するプラズマエッチング用シリコン電極板 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH11256370A true JPH11256370A (ja) | 1999-09-21 |
| JP3981967B2 JP3981967B2 (ja) | 2007-09-26 |
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| JP05659598A Expired - Fee Related JP3981967B2 (ja) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | 放熱性を有するプラズマエッチング用シリコン電極板 |
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-
1998
- 1998-03-09 JP JP05659598A patent/JP3981967B2/ja not_active Expired - Fee Related
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