(57)【要約】【課題】プラズマ処理装置用シリコン電極板に形成されたガス噴出用の通気孔の貫通を容易かつ確実に確認できる検査方法を提供する。【解決手段】通気孔検査装置１０は、プラズマ処理装置用のシリコン電極板５０により覆われる開口部２１ａを有し、試験流体Ｆを内部２０ａに貯留可能な装置本体２０と、この装置本体２０の内部２０ａに所望の圧力で試験流体Ｆを供給する流体供給装置３０と、シリコン電極板５０の複数の穴部５１のうちの一部の穴部５１を覆って閉鎖する閉鎖板４０とを備え、シリコン電極板５０に厚さ方向に形成された複数の穴部５１に試験流体Ｆを通過させて、検査対象の穴部５１を通過した試験流体Ｆの各噴出高さからこれら穴部５１の貫通状態を検査する【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置用のシリコン電極板に厚さ方向に形成された複数の穴部に試験流体を通過させることにより前記穴部の状態を検査する装置であって、
前記シリコン電極板により覆われる開口部を有し、前記試験流体を内部に貯留可能な装置本体と、
この装置本体の前記内部に所望の圧力で前記試験流体を供給する流体供給装置と、
前記シリコン電極板の複数の前記穴部のうちの一部の前記穴部を覆って閉鎖する閉鎖板とを備えることを特徴とするプラズマ処理装置用シリコン電極板の通気孔検査装置。
【請求項２】
プラズマ処理装置用のシリコン電極板に厚さ方向に形成された複数の穴部について、前記シリコン電極板の一方の表面に試験流体を加圧状態で供給しながら、検査対象外の複数の前記穴部を覆って閉鎖することにより、検査対象の複数の前記穴部に前記試験流体を通過させ、検査対象の前記穴部を通過した前記試験流体の各噴出高さからこれら穴部の貫通状態を検査することを特徴とするプラズマ処理装置用シリコン電極板の通気孔検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置用シリコン電極板に形成されたガス噴出用の通気孔の検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体集積回路を製造する際にウエハをプラズマエッチングするエッチング装置等のプラズマ処理装置では、シリコン電極板が用いられている。エッチング装置では、真空容器の中にシリコン電極板とウエハとが対向して配置されており、これらシリコン電極板とウエハとの間に、シリコン電極板を厚さ方向に貫通する多数の通気孔を通じてエッチングガスが供給されている。このシリコン電極板に高周波電圧を印加することにより、ウエハとシリコン電極板との間にプラズマを発生させて、ウエハをエッチングすることができる。
【０００３】
このようなエッチング装置においては、シリコン電極板の細孔からシリコン電極板の背面に向けてプラズマが入り込むと、シリコン電極板の背面に備えられているアルミニウム製の冷却板の一部がスパッタされて、ウエハが汚染されるおそれがある。このため、シリコン電極板を貫通する通気孔を屈曲させることによりプラズマが冷却板に到達することを阻止し、冷却板の損傷およびウエハの汚染を防ぐことが提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
このような細孔の検査方法として、特許文献２には、貫通孔にＣＯ２ガス等の媒体を通過させ、貫通孔から流出したＣＯ２ガスの濃度分布等を画像解析によって評価し、貫通孔構造を検査する方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−６０１９７号公報
【特許文献２】特表２００６−５１８０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように屈曲した通気孔は、たとえば特許文献１に記載されているように、シリコン電極板の一方の表面から途中まで形成した穴に他方の表面から形成する穴を連通させることにより、シリコン電極板を貫通するように形成することができる。しかしながら、このような穿孔方法を採用した場合、穿孔工程において各穴の位置や角度等がずれ、通気孔がシリコン電極板を貫通しないおそれもある。貫通していない通気孔がある場合、エッチングガスを均一に供給できず、ウエハを均一にエッチングすることが困難になるという問題が生じる。このため、通気孔がシリコン電極板を貫通していること、また各通気孔が所望の形状に形成されていることを容易かつ確実に検査できる方法が求められている。
【０００７】
特許文献２は細孔の検査方法を示しているが、この方法では貫通孔を通過した媒体を撮影するカメラ、画像解析のための装置などが必要となるため、より簡易な検査装置により、シリコン電極板に形成された穴部からエッチングガスを均一に供給できるかどうかを容易に検査することが求められている。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、プラズマ処理装置用シリコン電極板に形成されたガス噴出用の通気孔の貫通を容易かつ確実に確認できる検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、プラズマ処理装置用のシリコン電極板に厚さ方向に形成された複数の穴部に試験流体を通過させることにより前記穴部の状態を検査する装置であって、前記シリコン電極板により覆われる開口部を有し、前記試験流体を内部に貯留可能な装置本体と、この装置本体の前記内部に所望の圧力で前記試験流体を供給する流体供給装置と、前記シリコン電極板の複数の前記穴部のうちの一部の前記穴部を覆って閉鎖する閉鎖板とを備える。
【００１０】
また、本発明のプラズマ処理装置用シリコン電極板の通気孔検査方法は、プラズマ処理装置用のシリコン電極板に厚さ方向に形成された複数の穴部について、前記シリコン電極板の一方の表面に試験流体を加圧状態で供給しながら、検査対象外の複数の前記穴部を覆って閉鎖することにより、検査対象の複数の前記穴部に前記試験流体を通過させ、検査対象の前記穴部を通過した前記試験流体の各噴出高さからこれら穴部の貫通状態を検査する。
【００１１】
電極板には、数ｍｍ〜１０ｍｍ程度のピッチで数百〜１０００個もの通気孔が設けられるため、その全ての通気孔から試験流体を噴出させると、不具合のある通気孔を発見することが難しい。
本発明によれば、シリコン電極板の全ての穴部に対して試験流体を加圧状態で供給しながら、検査対象外の穴部からの試験流体の流出を遮断し、検査対象の穴部からのみ試験流体を流出させる。これにより、検査対象の各穴部の貫通状態に応じて試験流体が噴出するので、この噴出高さを比較することにより、所望の状態で流体を供給できるように穴部が形成されているかどうかを判断することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のプラズマ処理装置用シリコン電極板の通気孔検査装置および通気孔検査方法によれば、複雑な装置や解析を必要とせずに、穴部の貫通状態を容易かつ確実に確認できるので、エッチングガスを供給するための通気孔が確実に形成されているシリコン電極板を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のプラズマ処理装置用シリコン電極板の通気孔検査装置を示す平面図である。
【図２】本発明のプラズマ処理装置用シリコン電極板の通気孔検査装置を示し、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】プラズマ処理装置用シリコン電極板の各穴部の貫通状態および試験流体の噴出状態を示す断面図である。
【図４】プラズマ処理装置用シリコン電極板の各穴部の貫通状態および試験流体の噴出状態を示す断面図である。
【図５】本発明に係る通気孔検査装置における閉鎖板の形状例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置用シリコン電極板の通気孔検査装置および通気孔検査方法の実施形態について説明する。
本発明の通気孔検査装置１０は、プラズマ処理装置用のシリコン電極板５０に厚さ方向に貫通する通気孔として形成された複数の穴部５１に試験流体Ｆを通過させることにより穴部５１の状態を検査する装置であって、図１および図２に示すように、シリコン電極板５０により覆われる開口部２１ａが設けられた天板２１を有し、試験流体Ｆを内部２０ａに貯留可能な装置本体２０と、この装置本体２０の内部２０ａに所望の圧力で試験流体Ｆを供給する流体供給装置３０と、シリコン電極板５０の複数の穴部５１のうちの一部の穴部５１を覆って閉鎖する閉鎖板４０とを備える。
【００１５】
シリコン電極板５０は、単結晶シリコンを切り出して形成された、たとえば厚さ１２ｍｍ、直径３７６ｍｍの円板であり、数ｍｍ〜１０ｍｍピッチで数百〜１０００個の穴部５１が縦横に整列した状態で厚さ方向に貫通するように形成されている。これら穴部５１は、シリコン電極板５０の両面からそれぞれ厚さ方向途中まで形成された穴部同士が連通することにより、直線状の貫通孔５１ａ（図３）または中途で屈曲した貫通孔５１ｄ（図４）として形成される。しかしながら、シリコン電極板５０の表裏面で穿孔位置がずれることにより、部分的に直径が小さい穴部５１ｂ，５１ｅや、貫通していない穴部５１ｃ，５１ｆ等、不完全な穴部５１が形成されている場合がある。
【００１６】
装置本体２０は、円形の開口部２１ａが形成された天板２１と、開口部２１ａに取り付けられた円環状のパッキン２２と、天板２１に固定されたクランプ２３とを有する。シリコン電極板５０は、外周部５０ａがパッキン２２に当接するように載置されて、クランプ２３によりパッキン２２に向けて押圧される。これにより、シリコン電極板５０は、穴部５１が閉塞されない状態で装置本体２０に固定される。
クランプ２３は、操作レバーとクランプ片とをトグルリンクにより接続した構成であり、図２の実線で示すクランプ位置と、鎖線で示す開放位置との間で操作される。
【００１７】
流体供給装置３０は、配管３１を介して装置本体２０の側面に接続される圧送装置（図示せず）を備え、水や水蒸気等の試験流体Ｆを装置本体２０に供給する。試験流体Ｆを供給される装置本体２０の内圧は、配管３１に備えられた圧力ゲージ３２により確認される。
【００１８】
閉鎖板４０は、１列に並ぶ複数の穴部５１を臨ませる窓部４０ａが形成されたアクリル板であり、シリコン電極板５０上に載置されて一部の穴部５１を覆うことにより、窓部４０ａの内側に位置する穴部５１からの試験流体Ｆの噴出の確認を容易にする。
【００１９】
以上のように構成された通気孔検査装置１０を用いた通気孔検査方法について説明する。本発明の通気孔検査方法は、プラズマ処理装置用のシリコン電極板５０に厚さ方向に形成された複数の穴部５１について、シリコン電極板５０の一方の表面５０ｂに試験流体Ｆを加圧状態で供給しながら、検査対象外の複数の穴部５１を覆って閉鎖することにより、検査対象の複数の穴部５１に試験流体Ｆを通過させ、検査対象の穴部５１を通過した試験流体Ｆの各噴出高さからこれら穴部５１の貫通状態を検査する。
【００２０】
より具体的には、まず、シリコン電極板５０を通気孔検査装置１０の装置本体２０に装着する。すなわち、シリコン電極板５０の外周部５０ａをパッキン２２に当接させ、開口部２１ａを塞ぐように載置した状態のシリコン電極板５０をクランプ２３により固定する。
【００２１】
次に、流体供給装置３０から試験流体Ｆ（本実施形態では水）を装置本体２０に供給する。このとき、適切な高さで試験流体Ｆが噴出する装置本体２０の内圧を予め確認しておき、圧力ゲージ３２により装置本体２０の内圧が適切な大きさとなるように試験流体Ｆの供給を調整することにより、検査条件を一定にできる。装置本体２０の内部２０ａに供給された試験流体Ｆは、開口部２１ａに装着されたシリコン電極板５０の穴部５１から装置本体２０の内圧に応じた高さで噴出する。
【００２２】
そして、シリコン電極板５０上に、検査対象の穴部５１が窓部４０ａの内側に位置するように、閉鎖板４０を載置する。これにより、検査対象の穴部５１の周辺に開口する検査対象外の穴部５１からの試験流体Ｆの噴出が抑えられ、検査対象の穴部５１からの試験流体Ｆの噴出を確認しやすくなる。試験流体Ｆは、穴部５１の状態に応じて、穴部５１から噴出する高さが異なるので、各穴部５１からの噴出高さを比較することにより、穴部５１の貫通状態を検査することができる。
【００２３】
たとえば、図３，図４に示すように、検査対象の穴部５１のうち、試験流体Ｆの噴出高さが低い穴部５１は、部分的に直径が小さい穴部５１ｂ，５１ｅであると考えられる。また、試験流体Ｆの噴出がない穴部５１は、貫通していない穴部５１ｃ，５１ｆと考えられる。
【００２４】
このようにして、検査対象の穴部５１からの試験流体Ｆの噴出高さを比較して穴部５１の貫通状態を確認したら、閉鎖板４０を移動し、検査対象となる穴部５１を変更して、新たな検査対象の各穴部５１からの試験流体Ｆの噴出高さを比較して、同様に穴部５１の貫通状態を確認する。順次、同様に閉鎖板４０を移動させて試験流体Ｆの噴出高さを比較することにより、全ての穴部５１の貫通状態を確認することができる。
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、シリコン電極板５０を保持する装置本体２０と、シリコン電極板５０に加圧状態の試験流体Ｆを供給する流体供給装置３０と、検査対象外の穴部５１を覆う閉鎖板４０とを備える簡易な構成の通気孔検査装置１０を用いて、検査対象の穴部５１からの試験流体Ｆの噴出高さを比較するという容易な作業により、穴部５１の貫通状態を容易かつ確実に確認することができる。
【００２６】
なお、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
試験流体としては、シリコン電極板を損傷せず噴出高さを確認できる流体であればよく、水蒸気等を用いることができる。たとえば水蒸気を用いる場合、穴部から噴出した水蒸気がシリコン電極板５０上で凝縮して可視化しやすいように環境温度を設定する。
【００２７】
また、閉鎖板は、検査対象外の穴部からの試験流体の噴出を抑えやすい剛性や重量を有することが好ましく、たとえば金属等で形成されていてもよい。また、検査対象の穴部から噴出する試験流体を確認しやすい形状であればよく、たとえば図５に示す閉鎖板４１のように、シリコン電極板の中心を通る窓部４１ａを有し、穴部の設けられている範囲全体を覆う円板状等であってもよい。
窓部の大きさ、形状は特に限定しないが、たとえば縦横に整列している穴部を一列のみ臨ませて、隣接する複数列の穴部を閉塞する形状であると、その一列の穴部から噴出する試験流体を側方から観察しやすい。
【符号の説明】
【００２８】
１０  通気孔検査装置
２０  装置本体
２０ａ  内部
２１  天板
２１ａ  開口部
２２  パッキン
２３  クランプ
３０  流体供給装置
３１  配管
３２  圧力ゲージ
４０  閉鎖板
４０ａ  窓部
４１  閉鎖板
４１ａ  窓部
５０  シリコン電極板
５０ａ  外周部
５０ｂ  表面
５１  穴部
５１ａ，５１ｄ  貫通孔
５１ｂ，５１ｃ，５１ｅ，５１ｆ  穴部
Ｆ  試験流体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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