JP6398827B2 - Method for manufacturing electrode plate for plasma processing apparatus - Google Patents
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本発明は、プラズマ処理装置において、プラズマ生成用ガスを厚さ方向に通過させながら放電するプラズマ処理装置用電極板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an electrode plate for a plasma processing apparatus that discharges a plasma generating gas while passing it in the thickness direction in the plasma processing apparatus.
半導体デバイス製造プロセスに使用されるプラズマエッチング装置やプラズマＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置は、チャンバー内に、高周波電源に接続される一対の電極を、例えば上下方向に対向配置し、その下側電極の上に被処理基板を配置した状態として、上部電極に形成した通気孔からエッチングガスを被処理基板に向かって流通させながら高周波電圧を印加することによりプラズマを発生させ、被処理基板にエッチング等の処理を行う構成とされている。そして、このプラズマ処理装置で使用される上部電極として、一般に、シリコン製の電極板を冷却板に固定し重ね合せた積層電極板が用いられており、プラズマ処理中に上昇する電極板の熱は、冷却板を通じて放熱されるように構成されている。 A plasma processing apparatus such as a plasma etching apparatus or a plasma CVD apparatus used in a semiconductor device manufacturing process has a pair of electrodes connected to a high-frequency power source in a chamber, for example, vertically arranged, and the lower electrode With the substrate to be processed disposed thereon, plasma is generated by applying a high-frequency voltage while flowing an etching gas from the air hole formed in the upper electrode toward the substrate to be processed, and etching is performed on the substrate to be processed. It is set as the structure which processes. As the upper electrode used in this plasma processing apparatus, a laminated electrode plate in which a silicon electrode plate is fixed to a cooling plate is generally used, and the heat of the electrode plate rising during the plasma processing is The heat is dissipated through the cooling plate.
この種の電極板として、例えば、特許文献１〜３に記載されるような電極板が知られている。これらにおいては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、又は一方向凝固組織を有する柱状晶シリコンからなるインゴットをダイヤモンドバンドソー等で略円板状に薄く切断する。その後、厚さ方向に平行に通気孔（直径１ｍｍ程度の細孔）が加工され、所定の研削加工が施された後に、エッチング処理、ポリッシング加工がされることで、電極板に仕上げられる。 As this type of electrode plate, for example, electrode plates described in Patent Documents 1 to 3 are known. In these, an ingot made of single crystal silicon, polycrystalline silicon, or columnar crystal silicon having a unidirectionally solidified structure is thinly cut into a substantially disc shape with a diamond band saw or the like. Thereafter, air holes (pores having a diameter of about 1 mm) are processed in parallel with the thickness direction, and after a predetermined grinding process, an etching process and a polishing process are performed to finish the electrode plate.
電極板への通気孔の加工は、一般的にドリル等を利用した機械加工により行われる。このため、機械加工により残留する加工ダメージ部（マイクロクラック）を除去するために、加工後の電極板にエッチング処理が施される。エッチング処理においては、電極板を一枚ずつエッチング液に浸漬させて、電極板の表面を溶かすことにより加工ダメージ部を除去する。ところが、電極板をエッチング液へ浸漬させた際に、通気孔内部へのエッチング液の浸入が不十分であると、加工ダメージ部分を完全に除去しきれないことがある。この場合には、電極板の使用時においてエッチングガスにさらされることにより、加工ダメージ部が崩れて被処理基板上に落下し、パーティクルを発生させる要因となる。 Processing of the air holes in the electrode plate is generally performed by machining using a drill or the like. For this reason, in order to remove the processing damage part (microcrack) which remains by machining, an etching process is given to the electrode plate after a process. In the etching process, the electrode plate is immersed in an etching solution one by one to dissolve the surface of the electrode plate, thereby removing the processing damaged portion. However, when the electrode plate is immersed in the etching solution, if the etching solution does not sufficiently enter the inside of the air hole, the damaged portion may not be completely removed. In this case, when the electrode plate is used, it is exposed to the etching gas, so that the processing damage portion collapses and falls onto the substrate to be processed, which causes generation of particles.
一方、パーティクルの発生を防止するために、エッチング処理工程におけるエッチング液への浸漬時間を長くすることが考えられるが、複数の通気孔毎にエッチング液の入り込み具合が異なることで、エッチングによる各通気孔内部の除去量に差が生じて、エッチング処理後の通気孔の開口径にばらつきが生じるおそれがある。この場合には、複数設けられた各通気孔を介して流通するエッチングガスの供給量にばらつきが生じ、被処理基板へのプラズマ処理を面内均一に施すことが難しくなる。さらに、エッチング処理は、通気孔形成時の加工ダメージ部の除去を目的とするが、電極板をエッチング液に浸漬させて行う方法では、エッチング液の使用量が多くなることも懸念されている。 On the other hand, in order to prevent the generation of particles, it is conceivable to increase the immersion time in the etching solution in the etching process. However, since the penetration of the etching solution differs for each of the plurality of air holes, There may be a difference in the removal amount inside the pores, which may cause variations in the opening diameters of the vent holes after the etching process. In this case, a variation occurs in the supply amount of the etching gas flowing through each of the plurality of vent holes, and it becomes difficult to uniformly perform the plasma treatment on the substrate to be processed. Further, the etching treatment is intended to remove a processing damaged portion when forming the air hole, but there is a concern that the amount of the etching solution used is increased in the method in which the electrode plate is immersed in the etching solution.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、パーティクルの発生を防止でき、被処理基板に面内均一なプラズマ処理を行うことができるプラズマ処理装置用電極板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a method of manufacturing an electrode plate for a plasma processing apparatus that can prevent generation of particles and perform in-plane uniform plasma processing on a substrate to be processed. For the purpose.
本発明のプラズマ処理装置用電極板の製造方法は、電極板となる素板の表裏面を被覆するマスキングを施すマスキング工程と、前記素板を前記マスキングごとドリル加工によって該素板の厚さ方向に貫通する通気孔を複数形成して孔空き素板を形成する通気孔加工工程と、該通気孔加工工程後に前記孔空き素板にエッチング処理を施すエッチング工程とを有し、前記エッチング工程は、前記孔空き素板の一方の表面に開口端部を密接させた状態に箱体を固定し、該箱体と前記孔空き素板とで囲まれた空間部にエッチング液を加圧状態で供給することにより、前記エッチング液を前記通気孔を通じて前記一方の表面から他方の表面に流出させて行い、その際の各通気孔の内部を通過する前記エッチング液の流速を３ｍｌ／ｍｉｎ以上に設定する。 The method for producing an electrode plate for a plasma processing apparatus according to the present invention comprises a masking step for masking the front and back surfaces of a base plate to be an electrode plate, and the thickness direction of the base plate by drilling the base plate together with the masking. Forming a perforated base plate by forming a plurality of vent holes penetrating into the base, and an etching step of performing etching processing on the perforated base plate after the vent hole processing step, The box body is fixed in a state in which the opening end portion is in close contact with one surface of the perforated base plate, and the etching solution is pressurized in the space surrounded by the box body and the perforated base plate. By supplying, the etching solution is caused to flow out from the one surface to the other surface through the vent, and the flow rate of the etching solution passing through the inside of each vent is set to 3 ml / min or more. Do
電極板となる孔空き素板には、１ｍｍ程度の細孔で形成された通気孔が複数設けられるため、孔空き素板をエッチング液に浸漬させただけでは、通気孔の内部にエッチング液を確実に浸入させることが難しい。この点、本発明においては、孔空き素板の通気孔に対してエッチング液を加圧状態で供給しながら、通気孔からエッチング液を流出させることにより、３ｍｌ／ｍｉｎ以上の流速で通気孔内部にエッチング液を通過させてエッチング処理を行う。これにより、エッチング液を各通気孔内部に確実に浸入させるとともに、各通気孔の内部に連続的に新鮮なエッチング液を接触させて通過させることができ、複数の通気孔に均一にエッチング処理を行うことが可能となる。この際、孔空き素板の表裏面は、マスキングにより被覆されているので、各通気孔内部のみにエッチング処理を行うことができる。したがって、各通気孔の開口径のばらつきを小さくすることができるとともに、通気孔内部の加工ダメージ部を確実に除去することができる。また、本発明においては、孔空き素板の表裏面をマスキングにより被覆して、通気孔内部のみをエッチング処理の対象としているので、エッチング液の使用量を少なくすることができる。
そして、このように通気孔内部の加工ダメージ部が除去され、各通気孔の開口径が均一に設けられた電極板においては、加工ダメージ部に起因するパーティクルの発生を防止でき、エッチングガスを均一に供給することができる。したがって、被処理基板に面内均一なプラズマ処理を行うことができ、被処理基板の微細加工が可能となる。
Since the perforated element plate used as the electrode plate is provided with a plurality of vent holes formed with pores of about 1 mm, the etching solution can be introduced into the vent holes only by immersing the perforated element plate in the etchant. Difficult to invade reliably In this regard, in the present invention, the etching solution is supplied to the vent hole of the perforated base plate in a pressurized state while the etching solution is allowed to flow out from the vent hole, thereby allowing the inside of the vent hole to flow at a flow rate of 3 ml / min or more. Etching is performed by passing an etchant through the substrate. As a result, the etching solution can be surely infiltrated into each of the air holes, and the fresh etching solution can be continuously contacted and passed through each of the air holes, so that the plurality of air holes can be uniformly etched. Can be done. At this time, the front and back surfaces of the perforated base plate are covered by masking, so that the etching process can be performed only inside each vent hole. Therefore, the variation in the opening diameter of each air hole can be reduced, and the processing damage part inside the air hole can be removed reliably. Further, in the present invention, the front and back surfaces of the perforated base plate are covered by masking, and only the inside of the vent hole is subjected to the etching process, so that the amount of the etching solution used can be reduced.
In addition, in the electrode plate in which the processing damage portion inside the vent hole is removed in this way and the opening diameter of each vent hole is uniformly provided, the generation of particles due to the processing damage portion can be prevented, and the etching gas can be uniform. Can be supplied to. Therefore, the in-plane uniform plasma processing can be performed on the substrate to be processed, and the substrate to be processed can be finely processed.
本発明のプラズマ処理装置用電極板の製造方法において、前記エッチング工程における前記通気孔の内部を通過する前記エッチング液の流速は、９ｍｌ／ｍｉｎ未満とするとよい。 In the method for manufacturing an electrode plate for a plasma processing apparatus according to the present invention, the flow rate of the etching solution passing through the inside of the vent hole in the etching step is preferably less than 9 ml / min.
エッチング液の流速を、９ｍｌ／ｍｉｎ未満として、比較的緩やかな速度でエッチング液を通過させることで、通気孔内部において径方向に均一なエッチング処理を施すことができる。したがって、通気孔を電極板の表裏面に直交した直進孔に形成することができ、より確実にパーティクルの発生を防止することができるとともに、エッチングガスを均一に供給することができる。 By setting the flow rate of the etching solution to less than 9 ml / min and allowing the etching solution to pass at a relatively slow rate, it is possible to perform a uniform etching process in the radial direction inside the vent hole. Therefore, the vent hole can be formed in a rectilinear hole orthogonal to the front and back surfaces of the electrode plate, so that the generation of particles can be prevented more reliably and the etching gas can be supplied uniformly.
本発明によれば、複数設けられる通気孔の内部の加工ダメージ部を除去するとともに、各通気孔の開口径を均一に設けることができ、電極板使用時におけるパーティクルの発生を防止でき、被処理基板に面内均一なプラズマ処理を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to remove a processing damage portion inside a plurality of vent holes provided, to uniformly provide an opening diameter of each vent hole, to prevent generation of particles when using an electrode plate, and to be processed In-plane uniform plasma treatment can be performed on the substrate.
以下、本発明に係るプラズマ処理装置用電極板の製造方法の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態のプラズマ処理装置用電極板の製造方法を工程順に示したフローチャートである。また、図２は、図１に示すプラズマ処理装置用電極板の製造方法の各工程を説明するプラズマ処理装置用電極板３（以下、電極板と称す。）となる素板３１又は孔空き素板３２の要部断面図である。
まず、本実施形態で製造される電極板３が用いられるプラズマ処理装置として、プラズマエッチング装置について説明する。プラズマエッチング装置１００は、図５に示すように、真空チャンバー２内の上側に電極板（上側電極）３が設けられるとともに、下側に上下動可能な架台（下側電極）４が電極板３と相互間隔をおいて平行に設けられる。この場合、上側の電極板３は絶縁体５により真空チャンバー２の壁に対して絶縁状態に支持されているとともに、架台４の上に、静電チャック６と、その周りを囲むシリコン製の支持リング７とが設けられており、静電チャック６上に支持リング７により周縁部を支持した状態でウエハ（被処理基板）８が載置されるようになっている。また、真空チャンバー２の上側には、エッチングガス供給管２１が設けられ、このエッチングガス供給管２１から送られてきたエッチングガスは、拡散部材９を経由した後、電極板３に設けられた通気孔３３を通してウエハ８に向かって流され、真空チャンバー２の側部の排出口２２から外部に排出される構成とされる。一方、電極板３と架台４との間には、高周波電源１０により高周波電圧が印加されるようになっている。
Hereinafter, embodiments of a method for manufacturing an electrode plate for a plasma processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing an electrode plate for a plasma processing apparatus according to this embodiment in the order of steps. FIG. 2 shows a
First, a plasma etching apparatus will be described as a plasma processing apparatus using the electrode plate 3 manufactured in the present embodiment. As shown in FIG. 5, the
また、電極板３の背面には、熱伝導性に優れるアルミニウム等からなる冷却板１１が固定されている。この冷却板１１にも、電極板３の通気孔３３に連通するように、通気孔３３と同じピッチで貫通孔１２が形成されている。そして、電極板３は、背面が冷却板１１に接触した状態でねじ止め等によってプラズマエッチング装置１００内に固定される。
A
本実施形態の電極板３は、単結晶シリコン、柱状晶シリコン、又は多結晶シリコンにより、例えば厚さ５〜１２ｍｍ程度、直径３００〜４００ｍｍ程度の円板に形成され、この電極板３には、数ｍｍ〜１０ｍｍピッチで数百〜３０００個程度の通気孔３３が縦横に整列した状態（マトリクス状）で厚さ方向に平行に貫通するように形成されている。
各通気孔３３は、ドリル加工の後にエッチング処理を施すことにより形成され、例えば厚さ１２ｍｍとされる電極板３に対して開口径（穴径）が０．５ｍｍで形成される。また、各通気孔３３は、ウエハ８との対向面の開口径の標準偏差（分散の平方根）が０．００３以下に形成されている。
The electrode plate 3 of the present embodiment is formed of a single crystal silicon, columnar crystal silicon, or polycrystalline silicon, for example, into a disk having a thickness of about 5 to 12 mm and a diameter of about 300 to 400 mm. About several hundred to 3,000
Each
このように構成される電極板３は、図１のフローチャート及び図２の各工程図に示すように、電極板３となる素板３１の表裏面３０ａ，３０ｂを被覆するマスキング３５を施すマスキング工程（Ｓ１）と、素板３１をマスキング３５ごとドリル加工によってその素板３１の厚さ方向に貫通する通気孔３３Ｐを複数形成して孔空き素板３２を形成する通気孔加工工程（Ｓ２）と、通気孔加工工程（Ｓ２）後に孔空き素板３２にエッチング処理を施すエッチング工程（Ｓ３）と、エッチング処理工程（Ｓ３）後にマスキング３５を剥がした状態で孔空き素板３２の表裏面３０ａ，３０ｂを研磨するポリッシング工程（Ｓ４）と、ポリッシング工程（Ｓ４）後に孔空き素板３２を洗浄する洗浄工程とを経て製造される。
As shown in the flowchart of FIG. 1 and the respective process diagrams of FIG. (S1), and a vent hole machining step (S2) for forming the perforated
上記の電極板の製造方法の各工程を詳述すると、まず、図示は省略するが、単結晶シリコン、多結晶シリコン、又は一方向凝固組織を有する柱状晶シリコンからなるインゴットを、ダイヤモンドバンドソー等で略円板状に薄く切断することにより形成した素板３１を用意する。
次に、マスキング工程（Ｓ１）において、図２（ａ）に示すように、素板３１の表裏面３０ａ，３０ｂをマスキング３５により被覆する。具体的には、例えば、ポリエステル、ポリ塩化ビニル等を材料としたマスキングテープをゴム系、シリコーン系又はアクリル系の接着剤を使用して素板３１の表裏面３０ａ，３０ｂにそれぞれ接着することにより、素板３１の表裏面３０ａ，３０ｂを被覆する。
The steps of the above electrode plate manufacturing method will be described in detail. First, although not shown in the drawing, an ingot made of single crystal silicon, polycrystalline silicon, or columnar crystal silicon having a unidirectionally solidified structure is formed with a diamond band saw or the like. A
Next, in the masking step (S1), the front and
そして、通気孔加工工程（Ｓ２）において、素板３の一方の表面（表面３０ａ又は３０ｂ）側から、厚さ方向に平行にドリルを下降させることにより、例えば開口径０．５５ｍｍとする通気孔３３Ｐを１つずつ加工し、図２（ｂ）に示すように、複数の通気孔３３Ｐを形成して孔空き素板３２を形成する。
Then, in the air hole machining step (S2), by lowering the drill in parallel to the thickness direction from one surface (
次いで、エッチング工程（Ｓ３）において、図２（ｃ）に示すように、孔空き素板３２の一方の表面（ここでは、裏面３０ｂ）に、エッチング液Ｆを加圧状態で供給しながら、各通気孔３３Ｐ内部にエッチング液Ｆを通過させることにより、通気孔３３Ｐ内部にエッチング処理を施す。具体的には、エッチング工程（Ｓ３）は、例えば図３及び図４に示すエッチング処理装置２００を用いて行われ、このエッチング工程（Ｓ３）により、機械加工に伴う加工ダメージ部（通気孔３３Ｐの内面に多数発生するいわゆるマイクロクラック）が除去される。なお、孔空き素板３２の表裏面３０ａ，３０ｂは、マスキング３５により被覆されているので、各通気孔３３Ｐ内部のみにエッチング処理を行うことができる。エッチング処理装置２００の詳細構造と、エッチング処理装置２００を用いたエッチング工程（Ｓ３）の詳細については、後述する。
Next, in the etching step (S3), as shown in FIG. 2C, while supplying the etching solution F in a pressurized state to one surface (here, the
そして、ポリッシング工程（Ｓ４）において、図２（ｄ）に示すように、マスキング３５を剥がした状態で、孔空き素板３２の表裏面３０ａ，３０ｂを研磨して平滑化する。
最後に、洗浄工程（Ｓ５）において、孔空き素板３２を洗浄して電極板３に仕上げる。孔空き素板３２の洗浄は、具体的には、ポリッシング工程（Ｓ４）後の孔空き素板３２を純水等の洗浄液に一定時間浸漬するとともに、洗浄液中で孔空き素板３２を揺動させる等して行う。
In the polishing step (S4), as shown in FIG. 2D, the front and
Finally, in the cleaning step (S5), the
次に、エッチング工程（Ｓ３）に用いるエッチング処理装置２００について、説明する。
エッチング処理装置２００は、孔空き素板３２の厚さ方向に貫通して形成された複数の通気孔３３Ｐに、エッチング液Ｆを通過させることによりエッチング処理を施す装置である。このエッチング処理装置２００は、図３及び図４に示すように、孔空き素板３２の周縁部３４（詳細には、マスキング３５の周縁部）が密接させられる開口端部を有する箱体２１０を、その箱体２１０と孔空き素板３２（マスキング３５）とで囲まれた空間部２１０ａに所望の圧力でエッチング液Ｆを供給する流体供給装置２０４を備える。
Next, the
The
また、箱体２１０は、有底円筒状の胴体部２０１と、円形の開口部２０２ａが形成された天板２０２とを有し、天板２０２には、開口部２０２ａに円環状のパッキン２０６が取り付けられ、パッキン２０６の外側にクランプ２０７が固定されている。なお、クランプ２０７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４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。
そして、孔空き素板３２は、周縁部３４（マスキング３５の周縁部）がパッキン２０６に当接するように載置されて、クランプ２０７によりパッキン２０６に向けて押圧される。これにより、孔空き素板３２は、通気孔３３Ｐが閉鎖されない状態で箱体２１０に固定され、孔空き素板３２の一方の表面３０ｂ（詳細にはマスキング３５の表面）により空間部２１０ａの一面を形成する。
The
The
流体供給装置２０４は、配管２０８を介して箱体２１０の側面に接続される圧送装置（図示略）を備え、エッチング液Ｆを空間部２１０ａに供給する。エッチング液Ｆが供給される空間部２１０ａの内圧は、配管２０８に備えられた圧力ゲージ２０９により確認される。
The
以上のように構成されたエッチング処理装置２００を用いたエッチング工程（Ｓ３）においては、まず、図３及び図４に示すように、マスキング３５が被覆されたままの孔空き素板３２の周縁部３４をパッキン２０６に当接させて、開口部２０２ａを塞ぐように載置する。そして、この状態の孔空き素板３２をクランプ２０７により固定することで、孔空き素板３２を箱体２１０に装着する。
次に、液体供給装置２０４からエッチング液Ｆを空間部２１０ａに供給する。このとき、空間部２１０ａの内圧を予め確認しておき、圧力ゲージ２０９により空間部２１０ａの内圧が適切な大きさとなるようにエッチング液Ｆの供給を調整する。これにより、空間部２１０ａに供給されたエッチング液Ｆは、開口部２０２ａに装着された孔空き素板３２の各通気孔３３Ｐを通じて孔空き素板３２の裏面３０ｂから表面３０ａに流出し、空間部２１０ａの内圧に応じた流速で通気孔３３Ｐの内部をエッチング液Ｆが通過する。
In the etching step (S3) using the
Next, the etching solution F is supplied from the
この際、各通気孔３３Ｐの内部を流れるエッチング液Ｆの流速は、３ｍｌ／ｍｉｎ以上９ｍｌ／ｍｉｎ未満に設定することが好ましい。エッチング液Ｆの流速を、３ｍｌ／ｍｉｎ以上９ｍｌ／ｍｉｎ未満として、比較的緩やかな速度で通気孔３３Ｐ内部にエッチング液Ｆを通過させることで、通気孔３３Ｐの内部において径方向に均一なエッチングを施すことができる。
At this time, it is preferable that the flow rate of the etching solution F flowing through each of the
なお、孔空き素板３２の全ての通気孔３３Ｐに対して一度にエッチング処理を行うのではなく、孔空き素板３２の一部の通気孔３３Ｐをエッチング処理の対象とし、一部の通気孔３３Ｐに対してエッチング処理を行うこととしてもよい。具体的には、本実施形態のエッチング処理装置２００のように、孔空き素板３２の周縁部３４を箱体２１０の開口端部に密接させて密閉する構成とするのではなく、孔空き素板３２を部分的に密閉するような箱体を用いることにより、一部の通気孔３３Ｐに対してエッチング処理を行うことができる。この場合、エッチング処理の対象とされる通気孔３３Ｐのエッチング処理を完了したら、対象となる通気孔３３Ｐを変更して、順次新たな対象の各通気孔３３Ｐのエッチング処理を行うことにより、全ての通気孔３３Ｐのエッチング処理を行うことができる。
The etching process is not performed on all the vent holes 33P of the
このように、本実施形態の電極板の製造方法においては、孔空き素板３２の通気孔３３Ｐに対してエッチング液Ｆを加圧状態で供給しながら、通気孔３３Ｐからエッチング液Ｆを流出させることにより、３ｍｌ／ｍｉｎ以上の流速で通気孔３３Ｐの内部にエッチング液Ｆを通過させてエッチング処理を行う。これにより、エッチング液Ｆを各通気孔３３Ｐ内部に確実に浸入させるとともに、各通気孔３３Ｐの内部に連続的に新鮮なエッチング液Ｆを接触させて通過させることができ、複数の通気孔３３Ｐに均一にエッチング処理を行うことが可能となる。この際、孔空き素板３２の表裏面３０ａ，３０ｂは、マスキング３５により被覆されているので、各通気孔３３Ｐ内部のみにエッチング処理を行うことができる。したがって、エッチング工程（Ｓ３）後において、各通気孔３３の開口径のばらつきを小さくすることができるとともに、通気孔３３内部の加工ダメージ部を確実に除去することができる。また、本実施形態では、孔空き素板３２（素板３１）の表裏面３０ａ，３０ｂをマスキング３５により被覆して、通気孔３３Ｐ内部のみをエッチング処理の対象としているので、エッチング液Ｆの使用量を少なくすることができる。
Thus, in the electrode plate manufacturing method of the present embodiment, the etching solution F is caused to flow out from the
そして、このように通気孔３３内部の加工ダメージ部が除去され、各通気孔３３の開口径が均一に設けられた電極板３においては、加工ダメージ部に起因するパーティクルの発生を防止でき、エッチングガスを均一に供給することができる。したがって、被処理基板に面内均一なプラズマ処理を行うことができ、被処理基板の微細加工が可能となる。
Thus, in the electrode plate 3 in which the processing damaged portion inside the
さらに、本実施形態のように、エッチング処理工程（Ｓ３）において、エッチング液Ｆを通気孔３３Ｐ内部に通過させる際の流速を、９ｍｌ／ｍｉｎ未満の比較的緩やかな速度に設定することで、通気孔３３Ｐ内部において径方向に均一なエッチング処理を施すことができる。したがって、通気孔３３を電極板３の表裏面３ａ，３ｂに直交した直進孔に形成することができ、より確実にパーティクルの発生を防止することができるとともに、エッチングガスを均一に供給することができる。
Further, as in the present embodiment, in the etching process (S3), the flow rate when the etching solution F is allowed to pass through the
次に、本発明の効果を確認するために、エッチング工程において各通気孔の内部を流れるエッチング液の流速を異なる設定として、複数の電極板を作製し、各電極板の通気孔の開口径のばらつきと、通気孔内面の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を評価した。また、作製した各電極板を用いて、ウエハ（被処理基板）のエッチングを行い、ウエハ上に発生したパーティクルの個数を計測した。 Next, in order to confirm the effect of the present invention, a plurality of electrode plates are prepared with different settings of the flow rate of the etching solution flowing inside each vent hole in the etching step, and the opening diameter of the vent hole of each electrode plate is set. The variation and the surface roughness (arithmetic mean roughness Ra) of the inner surface of the vent were evaluated. Further, the wafer (substrate to be processed) was etched using each of the produced electrode plates, and the number of particles generated on the wafer was measured.
電極板は、外径３９０ｍｍ（１２インチ）、厚さ１２ｍｍの単結晶シリコンの円板を用いて作製し、その単結晶シリコンの円板（素板）にマスキングテープ（ポリエステル製）をシリコーン系の接着剤により接着した後、ダイヤモンドドリルによって、直径０．５５ｍｍの通気孔を１０００個形成した。そして、ドリル加工後にエッチング工程を行い、所定のポリッシング工程、洗浄工程を経て、表１に示す試料１〜１２の各電極板を作製した。 The electrode plate is manufactured using a single crystal silicon disk having an outer diameter of 390 mm (12 inches) and a thickness of 12 mm, and a masking tape (made of polyester) is applied to the single crystal silicon disk (element plate) made of a silicone-based material. After bonding with an adhesive, 1000 vent holes with a diameter of 0.55 mm were formed with a diamond drill. And the etching process was performed after drilling, and each electrode plate of the samples 1-12 shown in Table 1 was produced through the predetermined polishing process and the washing | cleaning process.
なお、表１に示す試料１の電極板は従来例であり、素板にマスキングを施すことなくドリル加工を行い、ふっ硝酸の溶液に１分浸漬させることによりエッチング処理を施したものである。そのため、試料１については、「１孔に入る流速」の欄は「―」で表記した。また、その他の試料２〜１１の電極板については、図３及び図４に示すエッチング処理装置２００を用いてエッチング処理を施し、試料毎に１ｍｌ／ｍｉｎずつ流速を変化させて行った。なお、「１孔に入る流速」は、一定時間、電極板に流したエッチング液を採取して流れたエッチング液の液量を測定し、その液量を流した時間と電極板の孔数で除することにより算出した。エッチング液には、ふっ酸（１０％）、硝酸（４０％）、酢酸（２０％）及び水（３０％）の混合液を用いた。また、エッチング処理時間は１分とした。
Note that the electrode plate of Sample 1 shown in Table 1 is a conventional example, in which the base plate is drilled without masking, and is etched by being immersed in a solution of nitric acid for 1 minute. Therefore, for Sample 1, the “flow velocity entering one hole” column is indicated by “−”. The other electrode plates of
そして、このようにして作製した各電極板について、各通気孔の開口径を計測し、電極板毎に通気孔の開口径のばらつきを評価した。なお、表１の「ＰＶ値」は、最大値と最小値との差分である。また、通気孔内部（内面）の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を評価した。
また、各電極板を、図５に示すプラズマエッチング装置１００に取り付けるとともに、予めＣＶＤ法によりＳｉＯ２層を形成したウエハを対向して取り付け、以下の条件でエッチング実験を実施し、１００時間処理後にウエハ上に発生した０．２μｍ以上の大きさ（粒径）のパーティクルの個数を計測した。
And about each electrode plate produced in this way, the opening diameter of each ventilation hole was measured, and the dispersion | variation in the opening diameter of a ventilation hole was evaluated for every electrode plate. The “PV value” in Table 1 is the difference between the maximum value and the minimum value. Moreover, the surface roughness (arithmetic average roughness Ra) inside the air hole (inner surface) was evaluated.
In addition, each electrode plate is attached to the
（エッチング条件）
ウエハサイズ：φ３００ｍｍ
チャンバー内圧力：２６．７Ｐａ（２００ｍＴｏｒｒ）
エッチングガス組成：９０ｓｃｃｍＣＨＦ３＋４ｓｃｃｍＯ２＋１５０ｓｃｃｍＨｅ
高周波電力：２ｋＷ
周波数：２０ｋＨｚ なお、ｓｃｃｍとは、ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｃ／ｍｉｎの略であり、１ａｔｍ（大気圧１０１３Ｐａ）で、０℃あるいは２５℃などの一定温度で規格化された１分間あたりの流量（ｃｃ）をいう。
(Etching conditions)
Wafer size: φ300mm
Chamber pressure: 26.7 Pa (200 mTorr)
Etching gas composition: 90 sccm CHF 3 +4 sccm O 2 +150 sccm He
High frequency power: 2kW
Frequency: 20 kHz Note that sccm is an abbreviation of standard cc / min, and means a flow rate (cc) per minute normalized at a constant temperature such as 0 ° C. or 25 ° C. at 1 atm (atmospheric pressure 1013 Pa). .
各電極板の通気孔の開口径のばらつき、及びその内部の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）と、発生したパーティクルの数の評価結果を、表１に示す。 Table 1 shows the evaluation results of the variation in the opening diameters of the vent holes of each electrode plate, the surface roughness (arithmetic average roughness Ra) therein, and the number of generated particles.
表１からわかるように、通気孔内部を通過するエッチング液の流速を３ｍｌ／ｍｉｎ以上に設定することにより、通気孔内部の表面粗さＲａを小さくして、すなわち加工ダメージ部を除去するとともに、通気孔の開口径のばらつきを小さくすることができた。また、このように通気孔内部の表面粗さＲａが小さく、開口径のばらつきが小さい試料３〜１２の電極板においては、パーティクル数を大幅に低減させることができた。ところで、エッチング液の流速を９ｍｌ／ｍｉｎ以上に設定した場合には、通気孔の開口部（電極板の表裏面に開口するエッジ部）の形状が、電極板の表裏面に直交した直進孔に形成できずに、円錐状に形成された。このことから、エッチング液を通気孔内部に通過させる際の流速を、３ｍｌ／ｍｉｎ以上９ｍｌ／ｍｉｎ未満の比較的緩やかな速度に設定することで、通気孔３３Ｐにおいて径方向に均一なエッチング処理を施すことが可能であることが確認できた。
As can be seen from Table 1, by setting the flow rate of the etching solution passing through the inside of the air hole to 3 ml / min or more, the surface roughness Ra inside the air hole is reduced, that is, the processing damage portion is removed, The variation of the opening diameter of the air vent could be reduced. In addition, in the electrode plates of Samples 3 to 12 in which the surface roughness Ra inside the vent hole is small and the variation in the opening diameter is small, the number of particles can be greatly reduced. By the way, when the flow rate of the etching solution is set to 9 ml / min or more, the shape of the opening portion of the air hole (the edge portion opening on the front and back surfaces of the electrode plate) is a straight hole perpendicular to the front and back surfaces of the electrode plate. It could not be formed but formed in a conical shape. For this reason, by setting the flow rate when the etching solution is passed through the inside of the vent hole to a relatively gentle speed of 3 ml / min or more and less than 9 ml / min, the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、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。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
２ 真空チャンバー
３ 電極板（プラズマ処理装置用電極板）
４ 架台
５ 絶縁体
６ 静電チャック
７ 支持リング
８ ウエハ（被処理基板）
９ 拡散部材
１０ 高周波電源
１１ 冷却板
１２ 貫通孔
２１ エッチングガス供給管
２２ 排出口
３０ａ 表面
３０ｂ 裏面
３１ 素板
３２ 孔空き素板
３３ 通気孔（エッチング処理後）
３４ 周縁部
３３Ｐ 通気孔（エッチング処理前）
３５ マスキング
１００ プラズマエッチング装置
２００ エッチング処理装置
２０１ 胴体部
２０２ 天板
２０２ａ 開口部
２０４ 液体供給装置
２０６ パッキン
２０７ クランプ
２０８ 配管
２０９ 圧力ゲージ
２１０ 箱体
２１０ａ 空間部
2 Vacuum chamber 3 Electrode plate (electrode plate for plasma processing equipment)
4
9
34
35
Claims (2)
前記素板を前記マスキングごとドリル加工によって該素板の厚さ方向に貫通する通気孔を複数形成して孔空き素板を形成する通気孔加工工程と、
該通気孔加工工程後に前記孔空き素板にエッチング処理を施すエッチング工程とを有し、
前記エッチング工程は、前記孔空き素板の一方の表面に開口端部を密接させた状態に箱体を固定し、該箱体と前記孔空き素板とで囲まれた空間部にエッチング液を加圧状態で供給することにより、前記エッチング液を前記通気孔を通じて前記一方の表面から他方の表面に流出させて行い、その際の各通気孔の内部を通過する前記エッチング液の流速を３ｍｌ／ｍｉｎ以上に設定するプラズマ処理装置用電極板の製造方法。 A masking process for masking the front and back surfaces of the base plate to be an electrode plate;
A ventilation hole processing step of forming a perforated element plate by forming a plurality of ventilation holes penetrating the element plate in the thickness direction of the element plate by drilling together with the masking,
An etching step of performing an etching process on the perforated base plate after the vent hole processing step,
In the etching step, the box body is fixed in a state where the opening end portion is in close contact with one surface of the perforated base plate, and an etching solution is poured into a space surrounded by the box body and the perforated base plate. By supplying in a pressurized state, the etching solution is caused to flow out from the one surface to the other surface through the vent hole, and the flow rate of the etching solution passing through the inside of each vent hole at that time is 3 ml / The manufacturing method of the electrode plate for plasma processing apparatuses set to min or more.
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