(57)【特許請求の範囲】
【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ＡｌまたはＡｌ合金からな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ＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板の間にシリコン電極板に設けられた貫通細孔およびＡｌまたはＡｌ合金からなる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を有する熱伝導率の高いＣｕ、Ａｇ、Ａｕまたはこれらの合金からなる金属膜を介在させて前記シリコン電極板、冷却板および熱伝導率の高い金属膜における各貫通細孔が同心円状になるよう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２】
貫通細孔を有するシリコン電極板の表面にシリコン電極板に設けられた貫通細孔およびＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板に設けられた貫通細孔の径のいずれよりも大きくかつシリコン電極板の貫通細孔と同心円状に形成された貫通細孔を有する熱伝導率の高いＣｕ、Ａｇ、Ａｕまたはこれらの合金からなる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ＡｌまたはＡｌ合金からな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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、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。
【０００２】
【従来の技術】
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４の断面図に示されるようなシリコン電極板１をＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板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ＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板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ＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来のシリコン電極板１をＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板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。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者等は、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ＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板３の間にＡｌまたはＡｌ合金からなる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ＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板３の間に形成する熱伝導性の優れた金属膜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ＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板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熱伝導性の優れた金属膜が貫通細孔から離れるようにし、さらにシリコン電極板１に設けられた貫通細孔５、ＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板３に設けられた貫通細孔５´および熱伝導性の優れた金属膜２に設けられた貫通細孔１５が同心円状になるようにし、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、
（ハ）前記熱伝導性の優れた金属膜２は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕまたはこれらの合金からなることが好ましい、という知見を得たのである。
【０００５】
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）貫通細孔を有するシリコン電極板を貫通細孔を有するＡｌまたはＡｌ合金からな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ＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板の間に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を有する熱伝導率の高いＣｕ、Ａｇ、Ａｕまたはこれらの合金からなる金属膜を介在させて前記シリコン電極板、冷却板および熱伝導率の高い金属膜における各貫通細孔が同心円状になるように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。
【０００６】
この発明のプラズマエッチング用シリコン電極板は、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ＡｌまたはＡｌ合金からな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Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕまたはこれらの合金からなる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Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕまたはこれらの合金からなる金属膜２を形成しておき、これをＣｕ、Ａｇ、Ａｕまたはこれらの合金からなる金属膜のあるシリコン電極板の面にＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板を重ねてボルトでシリコン電極板と前記冷却板を固定しても良い。
【０００７】
したがって、この発明は、
（２）貫通細孔を有するシリコン電極板の表面にシリコン電極板に設けられた貫通細孔およびＣｕ、Ａｇ、Ａｕまたはこれらの合金からなる冷却板に設けられた貫通細孔の径のいずれよりも大きくかつシリコン電極板の貫通細孔と同心円状に形成された貫通細孔を有する熱伝導率の高いＣｕ、Ａｇ、Ａｕまたはこれらの合金からなる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Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕまたはこれらの合金からなる金属膜を挟むように貫通細孔を有するＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板をシリコン電極板に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。
【０００８】
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。
【０００９】
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Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕまたはこれらの合金からなる金属膜、３は鍔部１０を有するＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板である。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Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕまたはこれらの合金からなる金属膜、３はＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板、５はシリコン電極板１に設けられた貫通細孔、５´はＡｌまたはＡｌ合金からなる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。
【００１０】
図２に示されるように、この発明のプラズマエッチング用シリコン電極板のＣｕ、Ａｇ、Ａｕまたはこれらの合金からなる金属膜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およびＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板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、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕまたはこれらの合金からなる金属膜２がシリコン電極板１に設けられた貫通細孔５およびＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板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Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕまたはこれらの合金からなる金属膜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１００〜２００μｍの範囲内にあることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施例１
直径：２８０mm、厚さ：５mmの寸法を有し、直径：０．５mmの貫通細孔を設けたシリコン電極板、
直径：２８０mm、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状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。
【００１２】
この本発明電極１をプラズマエッチング装置にセットし、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。
【００１３】
実施例２
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。
【００１４】
従来例１
実施例１で用意した電極板とＡｌ製冷却板をボルトで結合し、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。
【００１５】
【表１】
0003981967.tif 000002
【００１６】
【発明の効果】
表１に示される結果から、純Ｃｕ膜を挟んだ本発明電極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。
【００１７】
なお、この実施例では単結晶シリコンから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。
【００１８】
上述のように、この発明のプラズマエッチ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。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明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を説明するための一部断面説明図である。
【図２】  この発明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の貫通細孔部の一部断面説明図である。
【図３】  シリコン電極板の表面にあらかじめ熱伝導率の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。
【図４】  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説明図である。
【符号の説明】
１  シリコン電極板
２  Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕまたはこれらの合金からなる金属膜
３  ＡｌまたはＡｌ合金からなる冷却板
４  ウエハ
５  貫通細孔
５´  貫通細孔
１５  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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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