(57)【要約】【課題】パーティクル発生の少ないプラズマエッチング装置用シリコン電極板を提供する。【解決手段】表面の中心線表面粗さＲａが１μｍ以下の鏡面を有する円板状のシリコン電極板２１において、前記シリコン電極板２１の少なくともシールド支持電極１２の支持部１４の上面ａにより覆われる部分のシリコン電極板の中心線表面粗さＲａを１μｍ越え〜１．６μｍの粗面Ａにしたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面の中心線表面粗さＲａが１μｍ以下の鏡面を有する円板状のシリコン電極板において、前記シリコン電極板の少なくともシールド支持電極の支持部上面により覆われる部分のシリコン電極板の中心線表面粗さＲａを１μｍ越え〜１．６μｍの粗面にしたことを特徴とするパーティクル発生の少ないプラズマエッチング装置用シリコン電極板。
【請求項２】
表面の中心線面粗さＲａが１μｍ以下の鏡面を有する大径部および小径部を有する鍔付き円板状のシリコン電極板において、前記シリコン電極板の鍔部下面および小径部外周側面の中心線表面粗さＲａを１μｍ越え〜１．６μｍにしたことを特徴とするパーティクル発生の少ないプラズマエッチング装置用シリコン電極板。
【請求項３】
前記プラズマエッチング装置用シリコン電極板は、単結晶シリコン、多結晶シリコンおよび柱状晶シリコンの内のいずれかからなる請求項１、２または３記載のパーティクル発生の少ないプラズマエッチング装置用シリコン電極板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パーティクル発生の少ないプラズマエッチング装置用シリコン電極板に関するものであり、このプラズマエッチング装置用シリコン電極板は、プラズマエッチング装置内のシールド支持電極により支持した状態で使用されるプラズマエッチング装置用シリコン電極板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路を製造する工程でウエハをエッチングするための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、図５の断面概略説明図に示されるように、真空チャンバー８内にシリコン電極板２および上下動可能な架台３が間隔をおいて設けられており、シリコン電極板２は絶縁体１３により真空チャンバー８と絶縁されている。架台３の上には静電チャック９が設けられており、静電チャック９の上に支持電極板１と共にウエハ４を載置し、エッチングガス７を拡散部材１１を通したのちシリコン電極板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によりシリコン電極板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】
この高周波電圧が印加された状態で供給されたエッチングガス７は拡散部材１１を通り、シリコン電極板２に設けられた貫通細孔５を通ってシリコン電極板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。
前記発生したプラズマ１０がウエハ４の中心部に集中したり、外周部への拡散するのを阻止して、シリコン電極板２とウエハ４との間に均一なプラズマを発生させ、ウエハの均一なエッチングを行うために、通常、プラズマ発生領域をシールド支持電極１２で囲っている。支持電極板１は下部にウエハ４を支持するためのものであり、この支持電極板１はウエハ４を支持固定しやすくするために内段を有している（特許文献１参照）。
【０００４】
前記シリコン電極板２は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、柱状晶シリコンなどからなるシリコン板の厚さ方向に平行に貫通細孔５が設けられた構成を有している。その他に図５には図示されてはいないが大径部および小径部を有する鍔付きシリコン電極板があることも知られており、この鍔付き円板状シリコン電極板は鍔部にシールド支持電極１２の支持突起部が接触するように嵌め込まれた状態で使用されている。
【０００５】
前記シリコン電極板２は、ＪＩＳＢ０６０１に規定されている測定方法により測定した中心線表面粗さＲａを１μｍ以下の鏡面とすることにより、ウエハに付着するパーティクルの数を極力少なくしている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−７０９０号公報
【特許文献２】特開平７−２７３０９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラズマエッチング装置用シリコン電極板の表面粗さを可及的に小さくして鏡面度を上げ、それによってパーティクルの発生を極力抑制しようとしているが、パーティクルの発生は依然として避けられず、特に長時間プラズマエッチングを行なうと、大量のパーティクルが発生するようになって不良品発生の確率を増加させるのでの好ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明者等は、長時間プラズマエッチングを行なってもパーティクルの発生の少ないプラズマエッチング装置用シリコン電極板を得るべく研究を行った。その結果、
（イ）プラズマエッチング処理において、パーティクルはシリコン電極板を支持するシールド支持電極の支持突起部とシリコン電極板の接触部から発生すること、
（ロ）このシールド支持電極の支持突起部とシリコン電極板の接触部から発生するパーティクルの数を減らすには、シールド支持電極の支持突起部により覆われるシリコン電極板の接触面を、通常のシリコン電極板の表面粗さよりも粗くすると、前記接触面から発生するパーティクルの発生数が少なくなって、全体としてウエハに付着するパーティクルの数が少なくなること、
（ハ）大径部および小径部を有する鍔付きシリコン電極板の場合は、鍔部下面およびシリコン電極板の小径部外周側面の表面を通常のシリコン電極板の表面粗さよりも粗くすると、前記接触面から発生するパーティクルの発生数が少なくなって、全体としてウエハに付着するパーティクルの数が少なくなること、
（ニ）前記通常のシリコン電極板の表面粗さよりも粗くする範囲は、Ｒａ：１μｍを越え１．６μｍの範囲内にあることが好ましいこと、
などの知見を得たのである。
【０００８】
この発明は、かかる知見に基づいてなされたものであって、
（１）表面の中心線表面粗さＲａが１μｍ以下の鏡面を有する円板状のシリコン電極板において、前記シリコン電極板の少なくともシールド支持電極の支持部上面により覆われる部分のシリコン電極板の中心線表面粗さＲａを１μｍ越え〜１．６μｍの粗面にしたパーティクル発生の少ないプラズマエッチング装置用シリコン電極板、
（２）表面の中心線面粗さＲａが１μｍ以下の鏡面を有する大径部および小径部を有する鍔付き円板状のシリコン電極板において、前記シリコン電極板の鍔部下面および小径部外周側面の中心線表面粗さＲａを１μｍ越え〜１．６μｍにしたパーティクル発生の少ないプラズマエッチング装置用シリコン電極板、
（３）前記プラズマエッチング装置用シリコン電極板は、単結晶シリコン、多結晶シリコンおよび柱状晶シリコンの内のいずれかからなる前記（１）または（２）記載のパーティクル発生の少ないプラズマエッチング装置用シリコン電極板、に特徴を有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明のプラズマエッチング装置用シリコン電極板を使用すると、パーティクル発生が少なく、コスト削減することができると共に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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明のプラズマエッチング装置用シリコン電極板を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、この発明の円板状シリコン電極板２１および通常のシールド支持電極１２を示す断面図である。この発明の円板状シリコン電極板２１は、従来から知られている中心線表面粗さ：１μｍ以下の円板状シリコン電極板の下面外周部に中心線表面粗さ：１μｍを越え〜１．６μｍの粗面Ａを形成したものであり、プラズマエッチングに際して、この粗面Ａを有するこの発明の円板状シリコン電極板２１は、図２に示されるように、シールド支持電極１２の支持部１４の上面ａで支持するようにセットされる。
図３は、この発明の大径部および小径部を有する鍔付き円板状シリコン電極板２２および通常のシールド支持電極１２を示す断面図である。この発明の大径部および小径部を有する鍔付き円板状シリコン電極板２２は、その小径部側面が粗面Ａとなっている。この発明の大径部および小径部を有する鍔付き円板状シリコン電極板２２は、プラズマエッチングに際して、図４に示されるように、鍔付き円板状シリコン電極板２２の鍔部１５がシールド支持電極１２の支持部１４の上面ａにより支持され、かつ小径部側面の粗面Ａが支持部１４の内周先端面ｂに対向するように鍔付き円板状シリコン電極板２２をセットする。
【００１１】
実施例１
市販のプラズマエッチング装置を用意した。さらに、外径：３００mm、厚さ：５mmを有し、中心線表面粗さＲａ：０．２μｍに鏡面仕上げされた単結晶シリコンからなる市販の円板状シリコン電極板を用意した。前記市販のプラズマエッチング装置のシールド支持電極１２の支持部１４の上面ａに接触するシリコン電極板２１の下面外周を粗く研削することにより表１に示される中心線表面粗さを有する粗面Ａを形成し、本発明シリコン電極板１〜３および比較シリコン電極板１を作製した。
【００１２】
この本発明シリコン電極板１〜３を、図２に示されるように、シールド支持電極１２の支持部１４の上面ａで覆うようにセットし、さらにＳｉウエハを載置し、
チャンバー内圧力：１０−１Ｔｏｒｒ、
エッチングガス組成：９０sccmＣＨＦ３＋４sccmＯ２ ＋１５０sccmＨｅ、
高周波電力：２ｋＷ、
周波数：２０ｋＨｚ、
の条件で、５００時間プラズマエッチングを行ない、エッチング開始から１時間、１０時間、１５０時間、２００時間、２５０時間、３００時間、４００時間、４５０時間、５００時間経過した時点でのＳｉウエハ上のパーティクル数を測定し、その結果を表１に示した。前記パーティクル数の測定は、トプコン製のパーティクルカウンター（ＷＭ−３０００）を使用し、ウエハ表面をレーザ光により走査し、付着したパーティクルからの光散乱強度を測定することによりパーティクルの位置と大きさを認識することにより行った。
【００１３】
従来例１
一方、先に用意した市販のシリコン電極板をそのまま従来シリコン電極板１として使用し、これを実施例１で用意した市販のプラズマエッチング装置にセットし、実施例１と同様にしてプラズマエッチングを行ない、エッチング開始からエッチング開始から１時間、１０時間、１５０時間、２００時間、２５０時間、３００時間、４００時間、４５０時間、５００時間経過した時点でのＳｉウエハ上のパーティクル数を測定し、その結果を表１に示した。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
表１に示される結果から、従来シリコン電極板１および表面粗さがこの発明の範囲から越えている比較シリコン電極板１は、３００時間の使用でパーティクル数が１００個を越えているのに対し、本発明シリコン電極板１〜３は４００時間までパーティクル数は低いことから、本発明シリコン電極板１〜３は従来シリコン電極板１および比較シリコン電極板１に比べて電極の使用寿命が格段に延びていることが分かる。
【００１６】
実施例２
全表面粗さＲａ：０．２μｍの鏡面仕上げされた単結晶シリコンからなる図３に示される市販の鍔付きシリコン電極板を用意し、この市販の鍔付きシリコン電極板の小径部側面を粗く研削することにより表２に示される中心線表面粗さを有する粗面Ａを形成し本発明シリコン電極板４〜６および比較シリコン電極板２を作製した。
【００１７】
この本発明シリコン電極板４〜６の鍔部１５を図４に示されるようにプラズマエッチング装置のシールド支持電極１２の支持部１４の上面ａに接触するようにかつ鍔付き円板状シリコン電極板２２の小径部の粗面Ａが支持部１４の内周先端面ｂに対向するように鍔付き円板状シリコン電極板２２をセットした。さらにＳｉウエハを載置し、
チャンバー内圧力：１０−１Ｔｏｒｒ、
エッチングガス組成：９０sccmＣＨＦ３＋４sccmＯ２ ＋１５０sccmＨｅ、
高周波電力：２ｋＷ、
周波数：２０ｋＨｚ、
の条件で、５００時間プラズマエッチングを行ない、エッチング開始から１時間、１０時間、１５０時間、２００時間、２５０時間、３００時間、４００時間、４５０時間、５００時間経過した時点でのＳｉウエハ上のパーティクル数を測定し、その結果を表１に示した。前記パーティクル数の測定は、トプコン製のパーティクルカウンター（ＷＭ−３０００）を使用し、ウエハ表面をレーザ光により走査し、付着したパーティクルからの光散乱強度を測定することによりパーティクルの位置と大きさを認識することにより行った。
【００１８】
従来例２
一方、先に用意した市販の鍔付きシリコン電極板をそのまま従来シリコン電極板２として使用し、これを実施例２で用意した市販のプラズマエッチング装置にセットし、実施例２と同様にしてプラズマエッチングを行ない、エッチング開始からエッチング開始から１時間、１０時間、１５０時間、２００時間、２５０時間、３００時間、４００時間、４５０時間、５００時間経過した時点でのＳｉウエハ上のパーティクル数を測定し、その結果を表２に示した。
【００１９】
【表２】
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【００２０】
表２に示される結果から、従来シリコン電極板２および表面粗さがこの発明の範囲から越えている比較シリコン電極板２は、３００時間の使用でパーティクル数が１００個を越えているのに対し、本発明シリコン電極板４〜６は４００時間までパーティクル数は低いことから、本発明シリコン電極板４〜６は従来シリコン電極板２および比較にシリコン電極板２に比べて電極の寿命が格段に延びていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の円板状シリコン電極板および通常のシールド支持電極を示す断面図である。
【図２】この発明の円板状シリコン電極板をシールド支持電極の支持部にセットした状態を示す断面図である。
【図３】の発明の円板状シリコン電極板および通常のシールド支持電極を示す断面図である。
【図４】この発明の円板状シリコン電極板をシールド支持電極の支持部にセットした状態を示す断面図である。
【図５】通常のプラズマエッチング装置の断面概略説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１：支持電極板、２：シリコン電極板、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：真空チャンバー、９：静電チャック、１０：ブラズマ、１１：拡散部材、１２：シールド支持電極、１３：絶縁体、１４：支持部、１５：鍔部、Ａ：粗面、
【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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