(57)【要約】【課題】冷却板を損傷することのない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】シリコン電極板のプラズマ側からシリコン電極板の厚さ方向に平行な方向に向かって形成された垂直細孔２と、この垂直細孔２に接続し冷却板側に抜けるように形成されたシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向の傾斜細孔１２からなる貫通細孔を有するシリコン電極板において、前記シリコン電極板１の厚さ方向に平行な方向の垂直細孔２の先端延長部に、行止り延長細孔１３を形成してなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン電極板のプラズマ側からシリコン電極板の厚さ方向に平行な方向に向かって形成された細孔（以下、垂直細孔という）と、この垂直細孔に接続しかつ冷却板側に抜けるように形成されたシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向の傾斜細孔からなる貫通細孔を有するシリコン電極板において、
前記シリコン電極板の厚さ方向に平行な方向の垂直細孔の先端延長部に、行止り延長細孔を形成してなることを特徴とする冷却板を損傷することのないプラズマエッチング用シリコン電極板。
【請求項２】
シリコン電極板のプラズマ側からシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向に向かって形成された細孔（以下、傾斜細孔という）と、この傾斜細孔に接続しかつ冷却板側に抜けるように形成されたシリコン電極板の厚さ方向に平行な方向に向かって形成された垂直細孔からなる貫通細孔を有するシリコン電極板において、
前記シリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向の傾斜細孔の先端延長部に、行止り延長細孔を形成してなることを特徴とする冷却板を損傷することのないプラズマエッチング用シリコン電極板。
【請求項３】
シリコン電極板のプラズマ側からシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向に向かって形成された傾斜細孔と、この傾斜細孔に接続しかつこの傾斜細孔の方向と異なる方向のシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向に向かって冷却板側に出るように形成されている傾斜細孔からなる貫通細孔を有するシリコン電極板において、
前記プラズマ側からシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向に向かって形成された傾斜細孔の先端延長部に、行止り延長細孔を形成してなることを特徴とする冷却板を損傷することのないプラズマエッチング用シリコン電極板。
【請求項４】
前記シリコン電極板は、単結晶シリコン、多結晶シリコンまたは柱状晶シリコンからなることを特徴とする請求項１、２または３記載の冷却板を損傷することのないプラズマエッチング用シリコン電極板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷却板を損傷することのない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。
【背景技術】
【０００２】
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プラズマエッチング用シリコン電極板として、近年、図８の一部断面説明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は単結晶、多結晶、または柱状晶のシリコンからなるが、単結晶シリコンからなるシリコン電極板が最も好ましいとされ、最も多く使用されている。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を冷却板３の周囲に設けられた鍔部１０により支持させることにより真空容器（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（特許文献１参照）。
【０００３】
シリコン電極板１に設けられている貫通細孔５は、通常は、シリコン電極板１の一部拡大断面図である図７に示されるようにシリコン電極板の厚さ方向に平行な方向に形成されている。シリコン電極板において、シリコン電極板が冷却板に接する面を冷却板側、プラズマと接する側をプラズマ側と呼ぶと、貫通細孔５は通常はプラズマ側から冷却板側に向かってシリコン電極板の厚さ方向に平行になるように形成されている。しかし、そればかりでなく、図４〜５に示されるシリコン電極板の厚さ方向に平行な方向の細孔（以下、垂直細孔という）２、２´とシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向の細孔（以下、傾斜細孔という）１２、１２´からなる貫通細孔、さらに図６に示されるように、シリコン電極板の厚さ方向に非平行な異なる方向を有する傾斜細孔１２と１２´を接続したくの字形に形成されている貫通細孔も知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２８９０６４号公報
【特許文献２】特開２００２−２４６３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シリコン電極板１は消耗により貫通細孔５の径が大きく変化し、特に貫通細孔５のプラズマ側のウエハ４に対抗する開口部はラッパ状に拡大するように変化する。それに伴って、プラズマ１１の一部がエッチングガス７の流れに逆らって逆流し、冷却板３に損傷を与え、冷却板３の貫通細孔が溶融し、冷却板の溶融物がウエハ４に付着するなどの課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者等は、プラズマの一部がエッチングガスの流れに逆らって逆流し、それによって冷却板に損傷を与えることのないシリコン電極板を得るべく研究を行った。その結果、
（イ）シリコン電極板のプラズマ側からシリコン電極板の厚さ方向に平行な方向の板厚途中まで穿孔された有底垂直細孔を形成し、この有底垂直細孔の途中に接続し冷却板側に抜けるように形成されたシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向の傾斜細孔を形成することによって垂直細孔の先端の延長部に行き止まりの細孔（以下、行止り延長細孔という）が形成された貫通細孔を有するシリコン電極板は、プラズマの逆流による冷却板の損傷がなくなる、
（ロ）シリコン電極板１のプラズマ側からシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向に向かって板厚途中まで穿孔された有底傾斜細孔と、この有底傾斜細孔の途中に接続し冷却板側に抜けるように形成されたシリコン電極板の厚さ方向に平行な方向の垂直細孔を形成することによって傾斜細孔の先端延長部に行止り延長細孔が形成されている貫通細孔を有するシリコン電極板はプラズマの逆流による冷却板の損傷がなくなる、
（ハ）シリコン電極板のプラズマ側からシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向に向かって板厚途中まで穿孔された有底傾斜細孔と、この有底傾斜細孔の途中に接続し冷却板側に抜けるように形成されたシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向の傾斜細孔を形成することによって傾斜細孔の先端延長部に行止り延長細孔が形成されている貫通細孔を有するシリコン電極板はプラズマの逆流による冷却板の損傷がなくなる、などのという知見を得たのである。
【０００６】
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）シリコン電極板のプラズマ側からシリコン電極板の厚さ方向に平行な方向に向かって形成された垂直細孔と、この垂直細孔に接続しかつ冷却板側に抜けるように形成されたシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向の傾斜細孔からなる貫通細孔を有するシリコン電極板において、
前記シリコン電極板の厚さ方向に平行な方向の垂直細孔の先端延長部に、行止り延長細孔を形成してなる冷却板を損傷することのないプラズマエッチング用シリコン電極板、
（２）シリコン電極板のプラズマ側からシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向に向かって形成された傾斜細孔と、この傾斜細孔に接続しかつ冷却板側に抜けるように形成されたシリコン電極板の厚さ方向に平行な方向に向かって形成された垂直細孔からなる貫通細孔を有するシリコン電極板において、
前記シリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向の傾斜細孔の先端延長部に、行止り延長細孔を形成してなる冷却板を損傷することのないプラズマエッチング用シリコン電極板、
（３）シリコン電極板のプラズマ側からシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向に向かって形成された傾斜細孔と、この傾斜細孔に接続しかつこの傾斜細孔の方向と異なる方向のシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向に向かって冷却板側に出るように形成されている傾斜細孔からなる貫通細孔を有するシリコン電極板において、
前記プラズマ側からシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向に向かって形成された傾斜細孔の先端延長部に、行止り延長細孔を形成してなる冷却板を損傷することのない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。
このシリコン電極板はいずれも単結晶、多結晶、または柱状晶のシリコンからなるものである。したがって、この発明は、
（４）前記シリコン電極板は、単結晶シリコン、多結晶シリコンまたは柱状晶シリコンからなる前記（１）、（２）または（３）記載の冷却板を損傷することのない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。
【０００７】
この発明のプラズマエッチング用シリコン電極板を図面に基づいて一層詳細に説明する。
図１〜３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説明図であり、図１〜３において１はシリコン電極板、２および２´はシリコン電極板１の厚さ方向に平行方向に形成された垂直細孔であり、１２および１２´はシリコン電極板１の厚さ方向に非平行方向に形成された傾斜細孔である。
図１に示されるこの発明の冷却板を損傷することのないプラズマエッチング用シリコン電極板は、シリコン電極板１のプラズマ側からシリコン電極板の厚さ方向に平行な方向に向かって形成された垂直細孔２と、この垂直細孔２に接続しかつ冷却板側に抜けるように形成されたシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向の傾斜細孔１２からなる貫通細孔を有するシリコン電極板１において、前記シリコン電極板１の厚さ方向に平行な方向の垂直細孔の先端延長部に、行止り延長細孔１３を形成してなるものである。
そして、図１に示されるこの発明の冷却板を損傷することのないプラズマエッチング用シリコン電極板は、通常のシリコン板にプラズマ側から板厚途中まで垂直細孔を穿孔して有底垂直細孔を形成し、この有底垂直細孔の途中に接続するように傾斜細孔１２を冷却板側から穿孔することにより作製することができる。有底垂直細孔の途中に接続する傾斜細孔を冷却板側から穿孔することにより二つの細孔が直線的に接続することが無く枝分かれ状に接続し、それによって、傾斜細孔１２の先端延長部に行止り延長細孔１３が形成され、図１に示される垂直細孔２、傾斜細孔１２および行止り延長細孔１３からなる貫通細孔を作製することができる。
【０００８】
図２に示されるこの発明の冷却板を損傷することのないプラズマエッチング用シリコン電極板は、シリコン電極板のプラズマ側からシリコン電極板１の厚さ方向に非平行な方向に向かって形成された傾斜細孔１２´と、この傾斜細孔１２´に接続しかつ冷却板側に抜けるように形成されたシリコン電極板１の厚さ方向に平行な方向に向かって形成された垂直細孔２´からなる貫通細孔を有するシリコン電極板において、前記シリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向の傾斜細孔１２´の先端延長部に、行止り延長細孔１３を形成してなるものである。
そして、図２に示されるこの発明の冷却板を損傷することのないプラズマエッチング用シリコン電極板は、通常のシリコン板にプラズマ側から板厚途中まで傾斜細孔１２´を穿孔して有底傾斜細孔を形成し、この有底傾斜細孔を有するシリコン板の有底傾斜細孔の途中に接続するように垂直細孔２´を冷却板側から穿孔することにより作製することができる。有底傾斜細孔の途中に接続する垂直細孔２´を冷却板側から穿孔することにより二つの細孔が直線的に接続することが無く枝分かれ状に接続し、傾斜細孔１２´の先端延長部に行止り延長細孔１３が形成され、図２に示される傾斜細孔１２´、垂直細孔２´および傾斜細孔１２´の先端延長部に形成された行止り延長細孔１３からなる貫通細孔を有するこの発明のシリコン電極板を作製することができる。
【０００９】
図３に示されるこの発明の冷却板を損傷することのないプラズマエッチング用シリコン電極板は、シリコン電極板１のプラズマ側からシリコン電極板１の厚さ方向に非平行な方向に向かって形成された傾斜細孔１２´と、この傾斜細孔１２´に接続しかつこの傾斜細孔１２´の方向と異なる方向のシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向に向かって冷却板側に出るように形成されている傾斜細孔１２からなる貫通細孔を有するシリコン電極板において、前記プラズマ側からシリコン電極板の厚さ方向に非平行な方向に向かって形成された傾斜細孔１２´の先端延長部に、行止り延長細孔１３を形成してなるものである。
そして、図３に示されるこの発明の冷却板を損傷することのないプラズマエッチング用シリコン電極板は、通常のシリコン板にプラズマ側から板厚途中まで傾斜細孔１２´を穿孔して有底傾斜細孔を形成し、この有底傾斜細孔を有するシリコン板の有底傾斜細孔の途中に接続するように傾斜細孔１２を冷却板側から穿孔することにより作製することができる。有底傾斜細孔の途中に接続する傾斜細孔１２を冷却板側から穿孔することにより二つの細孔が直線的に接続することが無く枝分かれ状に接続し、傾斜細孔１２´の先端延長部に行止り延長細孔１３が形成され、図３に示される傾斜細孔１２´、傾斜細孔１２および行止り延長細孔１３からなる貫通細孔を作製することができる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の冷却板を損傷することのないプラズマエッチング用シリコン電極板は、長時間使用しても冷却板を損傷することがないのでコストが削減でき、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】
【００１１】
実施例１
直径：３００mm、厚さ：１０mmの寸法を有する単結晶シリコン板を用意し、このシリコン板にプラズマ側から直径：０．５ｍｍの細孔を孔間距離：８ｍｍとなるようにかつシリコン板の厚さ方向に平行にシリコン板の厚さの２／３の深さとなるように有底垂直細孔を穿孔し、さらに冷却板側から直径：０．５ｍｍの傾斜細孔をこの有底垂直細孔の途中に接続するように穿孔し、垂直細孔２、傾斜細孔１２および行止り延長細孔１３を有する図１に示される貫通細孔を形成した本発明シリコン電極板を作製した。
さらに直径：３mmの貫通細孔を設けた鍔部を有するＡｌ製冷却板を用意した。
前記本発明シリコン電極板の貫通細孔の冷却板側端部とＡｌ製冷却板の貫通細孔の端部が一致するようにボルトで固定して本発明プラズマエッチング用シリコン電極板１を作製した。
【００１２】
従来例１
実施例１で用意した単結晶シリコン板に垂直細孔２の先端と傾斜細孔１２の先端が接続するように形成し、図４に示される行止り延長細孔の無い貫通細孔を形成した従来シリコン電極板を作製し、この従来シリコン電極板の貫通細孔の冷却板側端部が実施例１で用意したＡｌ製冷却板の貫通細孔が一致するようにボルトで固定して従来プラズマエッチング用シリコン電極板１を作製した。
【００１３】
実施例２
直径：３００mm、厚さ：１０mmの寸法を有する単結晶シリコン板を用意し、このシリコン板にプラズマ側から直径：０．５ｍｍの細孔を孔間距離：８ｍｍとなるようにかつシリコン板の厚さ方向に非平行にシリコン板の厚さの２／３の深さとなるように有底傾斜細孔を穿孔し、さらに冷却板側から直径：０．５ｍｍの垂直細孔をこの有底傾斜細孔の途中に接続するように穿孔し、傾斜細孔１２´、垂直細孔２´および行止り延長細孔１３を有する図２に示される貫通細孔を形成した本発明シリコン電極板を作製した。
さらに直径：３mmの貫通細孔を設けた鍔部を有するＡｌ製冷却板を用意した。
前記本発明シリコン電極板の貫通細孔の冷却板側端部とＡｌ製冷却板の貫通細孔の端部が一致するようにボルトで固定して本発明プラズマエッチング用シリコン電極板２を作製した。
【００１４】
従来例２
実施例２で用意した単結晶シリコン板に傾斜細孔１２´の先端と垂直細孔２´の先端が接続するように形成し、図５に示される行止り延長細孔の無い貫通細孔を形成した従来シリコン電極板を作製し、この従来シリコン電極板の貫通細孔の冷却板側端部と実施例１で用意したＡｌ製冷却板の貫通細孔の端部が一致するようにボルトで固定して従来プラズマエッチング用シリコン電極板２を作製した。
【００１５】
実施例３
直径：３００mm、厚さ：１０mmの寸法を有する単結晶シリコン板を用意し、このシリコン板にプラズマ側から直径：０．５ｍｍの細孔を孔間距離：８ｍｍとなるようにかつシリコン板の厚さ方向に非平行にシリコン板の厚さの２／３の深さとなるように有底傾斜細孔を穿孔し、さらに冷却板側から直径：０．５ｍｍの傾斜細孔をこの有底傾斜細孔の途中に接続するように穿孔し、傾斜細孔１２´、傾斜細孔１２および行止り延長細孔１３を有する図３に示される貫通細孔を形成した本発明シリコン電極板を作製した。
さらに直径：３mmの貫通細孔を設けた鍔部を有するＡｌ製冷却板を用意した。
前記本発明シリコン電極板の貫通細孔の冷却板側端部とＡｌ製冷却板の貫通細孔の端部が一致するようにボルトで固定して本発明プラズマエッチング用シリコン電極板３を作製した。
【００１６】
従来例３
実施例３で用意した単結晶シリコン板に傾斜細孔１２´の先端と傾斜細孔１２の先端が接続するように傾斜細孔がくの字になるように形成し、図６に示される行止り延長細孔の無い貫通細孔を形成した従来シリコン電極板を作製し、この従来シリコン電極板の貫通細孔の冷却板側端部と実施例１で用意したＡｌ製冷却板の貫通細孔の端部が一致するようにボルトで固定して従来プラズマエッチング用シリコン電極板３を作製した。
【００１７】
この本発明プラズマエッチング用シリコン電極板１〜３および従来プラズマエッチング用シリコン電極板１〜３をプラズマエッチング装置にセットし、さらにウエハをセットし、周波数：１３．５ＭＨｚ，出力：８００Ｗ，プラズマ発生ガス：Ａｒガスの条件でプラズマを発生させ、表１に示される長時間にわたってプラズマエッチングを行い、本発明プラズマエッチング用シリコン電極板１〜３および従来プラズマエッチング用シリコン電極板１〜３を取り出してＡｌ製冷却板の損傷の有無を目視にて観察しその結果を表１に示した。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
表１に示される結果から、行止り延長細孔のない貫通細孔を形成したシリコン電極板を取付けた従来プラズマエッチング用シリコン電極板１〜３のＡｌ製冷却板には損傷が見られたが、行止り延長細孔を有する貫通細孔を形成したシリコン電極板を取付けた本発明プラズマエッチング用シリコン電極板１〜３のＡｌ製冷却板には損傷が見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明のプラズマエッチング用シリコン電極板を説明するための断面説明図である。
【図２】この発明のプラズマエッチング用シリコン電極板を説明するための断面説明図である。
【図３】この発明のプラズマエッチング用シリコン電極板を説明するための断面説明図である。
【図４】従来のプラズマエッチング用シリコン電極板を説明するための断面説明図である。
【図５】従来のプラズマエッチング用シリコン電極板を説明するための断面説明図である。
【図６】従来のプラズマエッチング用シリコン電極板を説明するための断面説明図である。
【図７】従来のプラズマエッチング用シリコン電極板を説明するための断面説明図である。
【図８】従来のプラズマエッチング用シリコン電極板の使用状態を説明するための一部断面側面説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  シリコン電極板
２  垂直細孔
２´  垂直細孔
３  冷却板
４  ウエハ
５  貫通細孔
６  ボルト
７  エッチングガス
８  架台
９  プラズマエッチング用シリコン電極板
１０  鍔
１１  プラズマ
１２  傾斜細孔
１２´  傾斜細孔
１３  行止り延長細孔
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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