JPH08134651A - プラズマｃｖｍ加工用ガス - Google Patents
プラズマｃｖｍ加工用ガスInfo
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- JPH08134651A JPH08134651A JP27744994A JP27744994A JPH08134651A JP H08134651 A JPH08134651 A JP H08134651A JP 27744994 A JP27744994 A JP 27744994A JP 27744994 A JP27744994 A JP 27744994A JP H08134651 A JPH08134651 A JP H08134651A
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- gas
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- plasma
- plasma cvm
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Abstract
(57)【要約】
【目的】プラズマＣＶＭにおける加工用ガスを提供す
る。 【構成】Ｆ2 、インターハロゲン化物（ＣｌＦ，ＣｌＦ
3 ，ＣｌＦ5 ，ＢｒＦ，ＢｒＦ3 ，ＢｒＦ5 ，Ｂｒ
Ｆ7 ）および窒素フッ化物（ＮＦ3 ，Ｎ2 Ｆ4 ，Ｎ2Ｆ
2 ，Ｎ3 Ｆ）のうちから選ばれた１種または２種以上を
含む混合物からなる。
る。 【構成】Ｆ2 、インターハロゲン化物（ＣｌＦ，ＣｌＦ
3 ，ＣｌＦ5 ，ＢｒＦ，ＢｒＦ3 ，ＢｒＦ5 ，Ｂｒ
Ｆ7 ）および窒素フッ化物（ＮＦ3 ，Ｎ2 Ｆ4 ，Ｎ2Ｆ
2 ，Ｎ3 Ｆ）のうちから選ばれた１種または２種以上を
含む混合物からなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ラジカル反応を利用し
た無歪精密加工（プラズマＣＶＭ）に利用される加工用
ガスに関し、さらに詳しくはプラズマ中でフッ素ラジカ
ルを発生し効率よくプラズマＣＶＭ加工を行なうことが
できるフッ素系加工用ガスに関するものである。
た無歪精密加工（プラズマＣＶＭ）に利用される加工用
ガスに関し、さらに詳しくはプラズマ中でフッ素ラジカ
ルを発生し効率よくプラズマＣＶＭ加工を行なうことが
できるフッ素系加工用ガスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】プラズマＣＶＭ(Chemical Vaporization
Machining) は、ハロゲン等の原子をプラズマ中で活性
化し、生じたハロゲンラジカルを被加工固体と反応させ
揮発性物質に変えて表面から除去することによって行う
加工法である。該加工法は従来の機械加工法に代わる新
規な無歪精密加工技術として特開平1-125829号、特開平
4-128393号、特開平4-162523号に内容が開示されてい
る。
Machining) は、ハロゲン等の原子をプラズマ中で活性
化し、生じたハロゲンラジカルを被加工固体と反応させ
揮発性物質に変えて表面から除去することによって行う
加工法である。該加工法は従来の機械加工法に代わる新
規な無歪精密加工技術として特開平1-125829号、特開平
4-128393号、特開平4-162523号に内容が開示されてい
る。
【０００３】従来は、Ｆラジカルを発生するプラズマＣ
ＶＭ加工用ガスとしては、化学的に安定で取扱いが容易
であるという理由でＳＦ6 またはＣＦ4 が選択され、こ
れら加工用ガスをＨｅ，Ａr ，Ｎｅ等の希ガスで希釈し
た形で使用されていた。
ＶＭ加工用ガスとしては、化学的に安定で取扱いが容易
であるという理由でＳＦ6 またはＣＦ4 が選択され、こ
れら加工用ガスをＨｅ，Ａr ，Ｎｅ等の希ガスで希釈し
た形で使用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】ところがこれら化学
的に安定なＳＦ6 ，ＣＦ4 は取扱いの容易さという点で
は優れているが、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、ＳｉＣ，Ｓｉ
3 Ｎ4 等のセラミックス材料をプラズマ中でフッ素化し
ガス化するというプラズマＣＶＭ加工本来の目的のため
には、加工用ガスとして次のような不都合があることが
分かった。すなわち、加工速度が小さい、ガス利用
効率が低い、被加工物および電極材料の表面が硫黄ま
たは硫黄化合物、炭素または炭素化合物で汚染される、
未利用分は希ガスと分離固定するのが困難でありその
まま放出すると大気中に蓄積し近年指摘されているよう
な地球温暖化の原因になる、等である。そのため、これ
らを解決するより優れたプラズマＣＶＭ加工用ガスの開
発が待たれていた。
的に安定なＳＦ6 ，ＣＦ4 は取扱いの容易さという点で
は優れているが、Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、ＳｉＣ，Ｓｉ
3 Ｎ4 等のセラミックス材料をプラズマ中でフッ素化し
ガス化するというプラズマＣＶＭ加工本来の目的のため
には、加工用ガスとして次のような不都合があることが
分かった。すなわち、加工速度が小さい、ガス利用
効率が低い、被加工物および電極材料の表面が硫黄ま
たは硫黄化合物、炭素または炭素化合物で汚染される、
未利用分は希ガスと分離固定するのが困難でありその
まま放出すると大気中に蓄積し近年指摘されているよう
な地球温暖化の原因になる、等である。そのため、これ
らを解決するより優れたプラズマＣＶＭ加工用ガスの開
発が待たれていた。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】本発明者らはフッ素系
化合物を種々検討し、プラズマＣＶＭ加工用ガスとして
は単に取扱いの容易さといった二次的な要因で選択する
のではなく、加工性能を第一義的とした真にガスの加工
面から見た能力の評価を種々のＦ系ガスについて行った
結果、プラズマＣＶＭ加工用ガスとしてＦ2 、インター
ハロゲン化合物および窒素フッ化物のうちから選ばれた
一種または二種以上の混合物のうちから選択されるもの
が非常に優れているということを見いだし本発明に至っ
た。
化合物を種々検討し、プラズマＣＶＭ加工用ガスとして
は単に取扱いの容易さといった二次的な要因で選択する
のではなく、加工性能を第一義的とした真にガスの加工
面から見た能力の評価を種々のＦ系ガスについて行った
結果、プラズマＣＶＭ加工用ガスとしてＦ2 、インター
ハロゲン化合物および窒素フッ化物のうちから選ばれた
一種または二種以上の混合物のうちから選択されるもの
が非常に優れているということを見いだし本発明に至っ
た。
【０００６】本発明で提案する新たなプラズマＣＶＭ加
工用ガスの希釈ガスとしては、従来通りＨｅ，Ａｒ，Ｎ
ｅ等が使用でき、またプラズマＣＶＭに関する基本的技
術も加工ガス種の違いによる特別な開発技術を必要とす
るものではない。
工用ガスの希釈ガスとしては、従来通りＨｅ，Ａｒ，Ｎ
ｅ等が使用でき、またプラズマＣＶＭに関する基本的技
術も加工ガス種の違いによる特別な開発技術を必要とす
るものではない。
【０００７】本発明で提案する加工ガスを使用したプラ
ズマＣＶＭ加工においては、加工速度および加工ガスの
利用効率が、従来の加工ガスであるＣＦ4 ，ＳＦ6 と比
較して大となる。これは表１に示すようにＦ2 、インタ
ーハロゲン化合物および窒素フッ化物の各分子中のＦ原
子とＦ原子、Ｆ原子と他のハロゲン原子、Ｆ原子と窒素
原子間の結合エネルギーがＣＦ4 ，ＳＦ6 分子における
Ｆ原子とＣ原子、Ｆ原子とＳ原子間の結合エネルギーに
比較して小さいことが主に寄与していると考えられ、被
加工物と化学反応するためのラジカルがプラズマ中で生
成し易いことを示唆している。
ズマＣＶＭ加工においては、加工速度および加工ガスの
利用効率が、従来の加工ガスであるＣＦ4 ，ＳＦ6 と比
較して大となる。これは表１に示すようにＦ2 、インタ
ーハロゲン化合物および窒素フッ化物の各分子中のＦ原
子とＦ原子、Ｆ原子と他のハロゲン原子、Ｆ原子と窒素
原子間の結合エネルギーがＣＦ4 ，ＳＦ6 分子における
Ｆ原子とＣ原子、Ｆ原子とＳ原子間の結合エネルギーに
比較して小さいことが主に寄与していると考えられ、被
加工物と化学反応するためのラジカルがプラズマ中で生
成し易いことを示唆している。
【０００８】
【表１】
【０００９】また加工速度を大きくとろうとするとき
は、通常加工ガスの供給速度を増すことを考えるが、プ
ラズマＣＶＭ加工の場合、現象は単純ではない。つまり
加工ガスの供給速度を増す目的でその濃度を上げるとプ
ラズマの発生をさせにくいＣＦ 4 ，ＳＦ6 においては、
これらガスが希ガスに置き変わってゆくほどプラズマの
安定維持ができなくなる。他方濃度を上げずに加工ガス
の供給速度を増すには全ガス流量を増すことになるが、
プラズマＣＶＭのように限られた空間に局在化させた特
殊なプラズマは、その安定性が、ガス速度に大きな影響
を受けるのでプラズマの維持可能な全ガス流量にも限界
がある。すなわちＣＦ4 ，ＳＦ6 等の加工ガスは、プラ
ズマＣＶＭの加工速度を高く維持することが難しいとい
う欠点を有している。これに対して本発明の加工ガス
は、その濃度を上げてゆき通常ＣＦ4，ＳＦ6 ではプラ
ズマが立たなくなる領域においてもプラズマを安定維持
でき、しかも濃度の高い分だけ加工速度が増すことが確
認されており、より広い範囲の条件を選択できる。
は、通常加工ガスの供給速度を増すことを考えるが、プ
ラズマＣＶＭ加工の場合、現象は単純ではない。つまり
加工ガスの供給速度を増す目的でその濃度を上げるとプ
ラズマの発生をさせにくいＣＦ 4 ，ＳＦ6 においては、
これらガスが希ガスに置き変わってゆくほどプラズマの
安定維持ができなくなる。他方濃度を上げずに加工ガス
の供給速度を増すには全ガス流量を増すことになるが、
プラズマＣＶＭのように限られた空間に局在化させた特
殊なプラズマは、その安定性が、ガス速度に大きな影響
を受けるのでプラズマの維持可能な全ガス流量にも限界
がある。すなわちＣＦ4 ，ＳＦ6 等の加工ガスは、プラ
ズマＣＶＭの加工速度を高く維持することが難しいとい
う欠点を有している。これに対して本発明の加工ガス
は、その濃度を上げてゆき通常ＣＦ4，ＳＦ6 ではプラ
ズマが立たなくなる領域においてもプラズマを安定維持
でき、しかも濃度の高い分だけ加工速度が増すことが確
認されており、より広い範囲の条件を選択できる。
【００１０】本発明のフッ素系加工ガスは、ＳおよびＣ
元素を化合物中に含んでいないため、それらを加工ガス
として使用した場合、被加工物および電極への硫黄およ
び硫黄化合物、炭素および炭素化合物の析出、汚染がな
いのも特長の一つである。
元素を化合物中に含んでいないため、それらを加工ガス
として使用した場合、被加工物および電極への硫黄およ
び硫黄化合物、炭素および炭素化合物の析出、汚染がな
いのも特長の一つである。
【００１１】また、発明が解決しようとしている問題点
の項のに示した未利用ガスの処理については、従来の
加工ガスであるＳＦ6 、ＣＦ4 がその化学的安定性の故
に分離回収あるいは固定化が困難であるのに対し、本発
明の加工ガスは、窒素フッ化物以外はアルカリ薬剤で乾
式または湿式で容易に除去できる。また窒素フッ化物に
おいても高温のシリコンと反応させれば、アルカリ薬剤
で容易に除去されるＳｉＦ4 とＮ2 に分解できるので未
利用の窒素フッ化物を処理することは困難ではない。
の項のに示した未利用ガスの処理については、従来の
加工ガスであるＳＦ6 、ＣＦ4 がその化学的安定性の故
に分離回収あるいは固定化が困難であるのに対し、本発
明の加工ガスは、窒素フッ化物以外はアルカリ薬剤で乾
式または湿式で容易に除去できる。また窒素フッ化物に
おいても高温のシリコンと反応させれば、アルカリ薬剤
で容易に除去されるＳｉＦ4 とＮ2 に分解できるので未
利用の窒素フッ化物を処理することは困難ではない。
【００１２】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、かかる実施例により限定されるものではない。
るが、かかる実施例により限定されるものではない。
【００１３】実施例１〜６、比較例１〜３ 図１に示す内径２．２ｍｍ、外径３．２ｍｍのパイプ状
の電極１を備え、該電極が希ガスとプラズマＣＶＭ加工
用ガスの混合ガスの供給路を兼ねて被加工物４と対向し
た位置に配置されているところの加工容器容積＝４０リ
ットルのプラズマＣＶＭ装置によって、Ｆ2 ，インター
ハロゲン化合物および窒素フッ化物ガスの加工性能を評
価した結果を表２、表３に示した。また同様の条件下で
のＣＦ4，ＳＦ6 の比較結果を表４に示した。ここでプ
ラズマ３は電極１と被加工物４の間に発生し、パイプか
ら供給された加工用ガス２はこのプラズマ中を通過する
間に反応性の高い中性ラジカルに励起されて被加工物で
あるＳｉ、ＳｉＯ2 、ガラスと反応し、ガス状生成物と
なって除去される。すなわちプラズマの存在している場
所に局所的に被加工物との化学反応が起きることによっ
て研削が進行する。
の電極１を備え、該電極が希ガスとプラズマＣＶＭ加工
用ガスの混合ガスの供給路を兼ねて被加工物４と対向し
た位置に配置されているところの加工容器容積＝４０リ
ットルのプラズマＣＶＭ装置によって、Ｆ2 ，インター
ハロゲン化合物および窒素フッ化物ガスの加工性能を評
価した結果を表２、表３に示した。また同様の条件下で
のＣＦ4，ＳＦ6 の比較結果を表４に示した。ここでプ
ラズマ３は電極１と被加工物４の間に発生し、パイプか
ら供給された加工用ガス２はこのプラズマ中を通過する
間に反応性の高い中性ラジカルに励起されて被加工物で
あるＳｉ、ＳｉＯ2 、ガラスと反応し、ガス状生成物と
なって除去される。すなわちプラズマの存在している場
所に局所的に被加工物との化学反応が起きることによっ
て研削が進行する。
【００１４】
【表２】
【００１５】
【表３】
【００１６】
【表４】
【００１７】表２、表３の加工速度は、このように研削
されてできた穴の深さを加工時間で除した値である。加
工面の析出物は、加工を開始してから１分後の加工表面
および電極パイプの先端付近を走査型電子顕微鏡による
表面分析および像の観察を行い析出物の有無を確認した
結果である。ガス利用効率は、加工用ガスが(1) 〜(26)
で示す反応式に従って被加工物と反応するものとして、
研削痕の体積に被加工物の密度を乗じて算出した被加工
物の加工質量に相当する化学量論量の加工用ガス量を有
効利用分とし、その有効利用分の全供給加工用ガスに対
する割合をいう。
されてできた穴の深さを加工時間で除した値である。加
工面の析出物は、加工を開始してから１分後の加工表面
および電極パイプの先端付近を走査型電子顕微鏡による
表面分析および像の観察を行い析出物の有無を確認した
結果である。ガス利用効率は、加工用ガスが(1) 〜(26)
で示す反応式に従って被加工物と反応するものとして、
研削痕の体積に被加工物の密度を乗じて算出した被加工
物の加工質量に相当する化学量論量の加工用ガス量を有
効利用分とし、その有効利用分の全供給加工用ガスに対
する割合をいう。
【００１８】 ３Ｓｉ ＋２ＳＦ6 →３ＳｉＦ4 ＋２Ｓ (1) Ｓｉ ＋ ＣＦ4 → ＳｉＦ4 ＋ Ｃ (2) Ｓｉ ＋２Ｆ2 → ＳｉＦ4 (3) ２Ｓｉ ＋４ＣｌＦ → ＳｉＦ4 ＋ ＳｉＣｌ4 (4) ４Ｓｉ ＋４ＣｌＦ3 →３ＳｉＦ4 ＋ ＳｉＣｌ4 (5) ６Ｓｉ ＋４ＣｌＦ5 →５ＳｉＦ4 ＋ ＳｉＣｌ4 (6) ４Ｓｉ ＋４ＢｒＦ3 →３ＳｉＦ4 ＋ ＳｉＢｒ4 (7) ６Ｓｉ ＋４ＢｒＦ5 →５ＳｉＦ4 ＋ ＳｉＢｒ4 (8) ８Ｓｉ ＋４ＢｒＦ7 →７ＳｉＦ4 ＋ ＳｉＢｒ4 (9) ３Ｓｉ ＋４ＮＦ3 →３ＳｉＦ4 ＋２Ｎ2 (10) Ｓｉ ＋ Ｎ2 Ｆ4 → ＳｉＦ4 ＋ Ｎ2 (11) Ｓｉ ＋２Ｎ2 Ｆ2 → ＳｉＦ4 ＋２Ｎ2 (12) Ｓｉ ＋４Ｎ3 Ｆ → ＳｉＦ4 ＋６Ｎ2 (13) ３ＳｉＯ2 ＋２ＳＦ6 →３ＳｉＦ4 ＋２Ｓ ＋３Ｏ2 (14) ＳｉＯ2 ＋ ＣＦ4 → ＳｉＦ4 ＋ Ｃ ＋ Ｏ2 (15) ＳｉＯ2 ＋２Ｆ2 → ＳｉＦ4 ＋ Ｏ2 (16) ２ＳｉＯ2 ＋４ＣｌＦ → ＳｉＦ4 ＋ ＳｉＣｌ4 ＋２Ｏ2 (17) ４ＳｉＯ2 ＋４ＣｌＦ3 →３ＳｉＦ4 ＋ ＳｉＣｌ4 ＋４Ｏ2 (18) ６ＳｉＯ2 ＋４ＣｌＦ5 →５ＳｉＦ4 ＋ ＳｉＣｌ4 ＋６Ｏ2 (19) ４ＳｉＯ2 ＋４ＢｒＦ3 →３ＳｉＦ4 ＋ ＳｉＢｒ4 ＋４Ｏ2 (20) ６ＳｉＯ2 ＋４ＢｒＦ5 →５ＳｉＦ4 ＋ ＳｉＢｒ4 ＋６Ｏ2 (21) ８ＳｉＯ2 ＋４ＢｒＦ7 →７ＳｉＦ4 ＋ ＳｉＢｒ4 ＋８Ｏ2 (22) ３ＳｉＯ2 ＋４ＮＦ3 →３ＳｉＦ4 ＋２Ｎ2 ＋３Ｏ2 (23) ＳｉＯ2 ＋ Ｎ2 Ｆ4 → ＳｉＦ4 ＋ Ｎ2 ＋ Ｏ2 (24) ＳｉＯ2 ＋２Ｎ2 Ｆ2 → ＳｉＦ4 ＋２Ｎ2 ＋ Ｏ2 (25) ＳｉＯ2 ＋４Ｎ3 Ｆ → ＳｉＦ4 ＋６Ｎ2 ＋ Ｏ2 (26)
【００１９】プラズマＣＶＭ加工により生成したガスお
よび未利用の加工用ガスは、ソーダライム粒子を充填し
た乾式のアルカリ型除害装置で処理して排出したが、そ
の処理ガスを赤外線吸光分析法および紫外線吸光分析法
にて分析し、希ガス、Ｎ2 、Ｈ2 Ｏ以外で検出された成
分を排出ガスの分析の項に示した。ただしＮＦ3 、Ｎ 2
Ｆ4 、Ｎ2 Ｆ2 、Ｎ3 Ｆの窒素フッ化物に限り乾式アル
カリ型除害装置の直前に金属Ｓｉ粒を充填した加熱管を
直列に配し、未利用窒素フッ化物をＳｉＦ4 とＮ2 に分
解するという前処理を施した。
よび未利用の加工用ガスは、ソーダライム粒子を充填し
た乾式のアルカリ型除害装置で処理して排出したが、そ
の処理ガスを赤外線吸光分析法および紫外線吸光分析法
にて分析し、希ガス、Ｎ2 、Ｈ2 Ｏ以外で検出された成
分を排出ガスの分析の項に示した。ただしＮＦ3 、Ｎ 2
Ｆ4 、Ｎ2 Ｆ2 、Ｎ3 Ｆの窒素フッ化物に限り乾式アル
カリ型除害装置の直前に金属Ｓｉ粒を充填した加熱管を
直列に配し、未利用窒素フッ化物をＳｉＦ4 とＮ2 に分
解するという前処理を施した。
【００２０】表４の比較例１−１では加工用ガスにＳＦ
6 を使用し、１％のＨｅ希釈ガスでＳｉをプラズマＣＶ
Ｍ加工したときの加工面および電極面の析出物、ガス利
用効率、加工速度および処理後の排出ガス成分を調べ
た。その結果加工面および電極面に析出物が確認され、
ガス利用効率は１０％、加工速度は１９μｍ／ｍｉｎで
あった。また排出ガス成分にはＳＦ6 が検出された。同
様に比較例１−２では加工用ガスにＣＦ4 を使用し、１
％のＨｅ希釈ガスでＳｉを加工したとき、加工面および
電極面に析出物が検出され、ガス利用効率は２％、加工
速度は３μｍ／ｍｉｎとなり、排出ガス成分にはＣＦ4
が検出された。
6 を使用し、１％のＨｅ希釈ガスでＳｉをプラズマＣＶ
Ｍ加工したときの加工面および電極面の析出物、ガス利
用効率、加工速度および処理後の排出ガス成分を調べ
た。その結果加工面および電極面に析出物が確認され、
ガス利用効率は１０％、加工速度は１９μｍ／ｍｉｎで
あった。また排出ガス成分にはＳＦ6 が検出された。同
様に比較例１−２では加工用ガスにＣＦ4 を使用し、１
％のＨｅ希釈ガスでＳｉを加工したとき、加工面および
電極面に析出物が検出され、ガス利用効率は２％、加工
速度は３μｍ／ｍｉｎとなり、排出ガス成分にはＣＦ4
が検出された。
【００２１】一方、実施例１−１〜１−１１では、加工
用ガスにそれぞれＦ2 （１％）、ＣｌＦ（１％）、Ｃｌ
Ｆ3 （１％）、ＣｌＦ5 （１％）、ＢｒＦ3 （１％）、
ＢｒＦ5 （１％）、ＢｒＦ7 （１％）、ＮＦ3 （１
％）、Ｎ2 Ｆ4 （１％）、Ｎ2 Ｆ 2 （１％）、Ｎ3 Ｆ
（１％）を使用し、それぞれ括弧内の濃度にＨｅで希釈
してＳｉをプラズマＣＶＭ加工した結果を示す。加工面
および電極面に析出物は無く、ガス利用効率は６０〜９
２％、加工速度は４２〜１１６μｍ／ｍｉｎと、共にＳ
Ｆ6 、ＣＦ4 を用いた比較例の値を大きく上回り、処理
後の排出ガス中には希ガス、Ｎ2 、Ｈ2 Ｏ以外の成分は
検出されず未利用ガス成分が完全に除去されたことが確
認された。
用ガスにそれぞれＦ2 （１％）、ＣｌＦ（１％）、Ｃｌ
Ｆ3 （１％）、ＣｌＦ5 （１％）、ＢｒＦ3 （１％）、
ＢｒＦ5 （１％）、ＢｒＦ7 （１％）、ＮＦ3 （１
％）、Ｎ2 Ｆ4 （１％）、Ｎ2 Ｆ 2 （１％）、Ｎ3 Ｆ
（１％）を使用し、それぞれ括弧内の濃度にＨｅで希釈
してＳｉをプラズマＣＶＭ加工した結果を示す。加工面
および電極面に析出物は無く、ガス利用効率は６０〜９
２％、加工速度は４２〜１１６μｍ／ｍｉｎと、共にＳ
Ｆ6 、ＣＦ4 を用いた比較例の値を大きく上回り、処理
後の排出ガス中には希ガス、Ｎ2 、Ｈ2 Ｏ以外の成分は
検出されず未利用ガス成分が完全に除去されたことが確
認された。
【００２２】比較例２−１、２−２および実施例２−１
〜２−１１にＳｉＯ2 をそれぞれ括弧内の濃度にＨｅで
希釈してプラズマＣＶＭ加工した結果を示すが、比較例
の加工用ガスＳＦ6 （１％）、ＣＦ4 （１％）について
は、加工面および電極面に析出物が検出され、ガス利用
効率および加工速度は低く、処理後の排出ガス中にそれ
ぞれＳＦ6 、ＣＦ4 が検出された。実施例の加工用ガス
Ｆ2 （１％）、ＣｌＦ（１％）、ＣｌＦ3 （１％）、Ｃ
ｌＦ5 （１％）、ＢｒＦ3 （１％）、ＢｒＦ5（１
％）、ＢｒＦ7 （１％）、ＮＦ3 （１％）、Ｎ2 Ｆ
4 （１％）、Ｎ2 Ｆ2 （１％）、Ｎ3 Ｆ（１％）につい
ては、加工面および電極面に析出物は無く、ガス利用効
率は４５〜８９％、加工速度は３７〜８２μｍ／ｍｉｎ
と、いずれもＳＦ 6 、ＣＦ4 に比べて非常に大きく、処
理後の排出ガス中には希ガス、Ｎ2 、Ｈ2Ｏ以外の成分
は検出されず未利用成分が完全に除去されたことが確認
された。
〜２−１１にＳｉＯ2 をそれぞれ括弧内の濃度にＨｅで
希釈してプラズマＣＶＭ加工した結果を示すが、比較例
の加工用ガスＳＦ6 （１％）、ＣＦ4 （１％）について
は、加工面および電極面に析出物が検出され、ガス利用
効率および加工速度は低く、処理後の排出ガス中にそれ
ぞれＳＦ6 、ＣＦ4 が検出された。実施例の加工用ガス
Ｆ2 （１％）、ＣｌＦ（１％）、ＣｌＦ3 （１％）、Ｃ
ｌＦ5 （１％）、ＢｒＦ3 （１％）、ＢｒＦ5（１
％）、ＢｒＦ7 （１％）、ＮＦ3 （１％）、Ｎ2 Ｆ
4 （１％）、Ｎ2 Ｆ2 （１％）、Ｎ3 Ｆ（１％）につい
ては、加工面および電極面に析出物は無く、ガス利用効
率は４５〜８９％、加工速度は３７〜８２μｍ／ｍｉｎ
と、いずれもＳＦ 6 、ＣＦ4 に比べて非常に大きく、処
理後の排出ガス中には希ガス、Ｎ2 、Ｈ2Ｏ以外の成分
は検出されず未利用成分が完全に除去されたことが確認
された。
【００２３】実施例３−１〜３−４に加工用ガスにＦ2
（１％）とＮＦ3 （１％）の混合ガスまたはＣｌＦ
3 （１％）とＮＦ3 （１％）の混合ガスを使用し、それ
ぞれ括弧内の濃度にＨｅで希釈して、ＳｉまたはＳｉＯ
2 をプラズマＣＶＭ加工した結果を示す。加工面および
電極面に析出物はなく、ガス利用効率、加工速度はＳＦ
6、ＣＦ4 の場合に比べ共に非常に大きく、処理後の排
出ガス中には希ガス、Ｎ2、Ｈ2 Ｏ以外の成分は検出さ
れず未利用成分が完全に除去されたことが確認された。
（１％）とＮＦ3 （１％）の混合ガスまたはＣｌＦ
3 （１％）とＮＦ3 （１％）の混合ガスを使用し、それ
ぞれ括弧内の濃度にＨｅで希釈して、ＳｉまたはＳｉＯ
2 をプラズマＣＶＭ加工した結果を示す。加工面および
電極面に析出物はなく、ガス利用効率、加工速度はＳＦ
6、ＣＦ4 の場合に比べ共に非常に大きく、処理後の排
出ガス中には希ガス、Ｎ2、Ｈ2 Ｏ以外の成分は検出さ
れず未利用成分が完全に除去されたことが確認された。
【００２４】実施例４−１〜４−８に加工用ガスにＣｌ
Ｆ3 （１％），ＮＦ3 （１％），ＣｌＦ3 （１％）とＮ
Ｆ3 （１％）の混合ガス，Ｆ2 （１％）とＮＦ3 （１
％）の混合ガスを使用し、それぞれ括弧内の濃度にＮｅ
で希釈して、ＳｉまたはＳｉＯ 2 をプラズマＣＶＭ加工
した結果を示す。加工面および電極面に析出物はなく、
ガス利用効率、加工速度は同条件のＨｅ希釈の場合に比
べさらに大きく、処理後の排出ガス中には希ガス、
Ｎ2 、Ｈ2 Ｏ以外の成分は検出されず未利用成分が完全
に除去されたことが確認された。
Ｆ3 （１％），ＮＦ3 （１％），ＣｌＦ3 （１％）とＮ
Ｆ3 （１％）の混合ガス，Ｆ2 （１％）とＮＦ3 （１
％）の混合ガスを使用し、それぞれ括弧内の濃度にＮｅ
で希釈して、ＳｉまたはＳｉＯ 2 をプラズマＣＶＭ加工
した結果を示す。加工面および電極面に析出物はなく、
ガス利用効率、加工速度は同条件のＨｅ希釈の場合に比
べさらに大きく、処理後の排出ガス中には希ガス、
Ｎ2 、Ｈ2 Ｏ以外の成分は検出されず未利用成分が完全
に除去されたことが確認された。
【００２５】実施例５−１〜５−８では希釈希ガスにＡ
ｒまたはＡｒ，Ｈｅ，Ｎｅの混合ガスを使用した場合
で、５−１は加工ガスとしてＣｌＦ3 （１％）を使用
し、括弧内の濃度にＡｒで希釈してＳｉを加工した場合
である。加工面および電極面に析出物はなく、ガス利用
効率、加工速度は共に同条件のＨｅ希釈のものに比べる
と若干小さくなるものの、ＳＦ6 、ＣＦ4 のＨｅ希釈の
場合に比べ大きく、処理後の排出ガス中には希ガス、Ｎ
2 、Ｈ2 Ｏ以外の成分は検出されず未利用成分が完全に
除去されたことが確認された。実施例５−２、５−３で
はそれぞれ加工用ガスとしてＣｌＦ3 （１％）、ＮＦ3
（１％）を使用し、それぞれ括弧内の濃度にＨｅ（７９
％）とＮｅ（２０％）で希釈してＳｉを加工した場合で
ある。加工面および電極面に析出物はなく、ガス利用効
率、加工速度は共に同条件のＨｅ希釈のみのものに比べ
大きく、処理後の排出ガス中には希ガス、Ｎ2 、Ｈ2 Ｏ
以外の成分は検出されず未利用成分が完全に除去された
ことが確認された。実施例５−４では加工用ガスとして
ＣｌＦ3 （１％）を使用し括弧内の濃度にＡｒ（７９
％）とＮｅ（２０％）で希釈してＳｉを加工した場合で
ある。加工面および電極面に析出物はなく、ガス利用効
率、加工速度は同条件のＨｅ希釈のものに比べ大きく、
処理後の排出ガス中には希ガス、Ｎ2 、Ｈ2 Ｏ以外の成
分は検出されず未利用成分が完全に除去されたことが確
認された。実施例５−５では加工用ガスとしてＦ2 （１
％）とＮＦ3 （１％）の混合ガスを使用し、括弧内の濃
度にＨｅ（７８％）とＮｅ（２０％）で希釈してＳｉを
加工した場合である。加工面および電極面に析出物はな
く、ガス利用効率、加工速度は同条件のＨｅ希釈のみの
ものに比べ大きく、処理後の排出ガス中には希ガス、Ｎ
2 、Ｈ2 Ｏ以外の成分は検出されず未利用成分が完全に
除去されたことが確認された。実施例５−６、５−７で
はそれぞれ加工用ガスとしてＣｌＦ3 （１％）、ＮＦ3
（１％）を使用し、括弧内の濃度にＨｅ（７８％）とＮ
ｅ（２０％）で希釈してＳｉＯ2 を加工した場合であ
る。加工面および電極面に析出物はなく、ガス利用効
率、加工速度は共に同条件のＨｅ希釈のみのものに比べ
大きく、処理後の排出ガス中には希ガス、Ｎ2、Ｈ2 Ｏ
以外の成分は検出されず未利用成分が完全に除去された
ことが確認された。実施例５−８では加工用ガスとして
Ｆ2 （１％），ＮＦ3 （１％）の混合ガスを使用し、括
弧内の濃度にＨｅ（７８％）とＮｅ（２０％）で希釈し
てＳｉＯ 2 を加工した場合である。加工面および電極面
に析出物はなく、ガス利用効率、加工速度は共に同条件
のＨｅ希釈のみのものに比べ大きく、処理後の排出ガス
中には希ガス、Ｎ2 、Ｈ2 Ｏ以外の成分は検出されず未
利用成分が完全に除去されたことが確認された。
ｒまたはＡｒ，Ｈｅ，Ｎｅの混合ガスを使用した場合
で、５−１は加工ガスとしてＣｌＦ3 （１％）を使用
し、括弧内の濃度にＡｒで希釈してＳｉを加工した場合
である。加工面および電極面に析出物はなく、ガス利用
効率、加工速度は共に同条件のＨｅ希釈のものに比べる
と若干小さくなるものの、ＳＦ6 、ＣＦ4 のＨｅ希釈の
場合に比べ大きく、処理後の排出ガス中には希ガス、Ｎ
2 、Ｈ2 Ｏ以外の成分は検出されず未利用成分が完全に
除去されたことが確認された。実施例５−２、５−３で
はそれぞれ加工用ガスとしてＣｌＦ3 （１％）、ＮＦ3
（１％）を使用し、それぞれ括弧内の濃度にＨｅ（７９
％）とＮｅ（２０％）で希釈してＳｉを加工した場合で
ある。加工面および電極面に析出物はなく、ガス利用効
率、加工速度は共に同条件のＨｅ希釈のみのものに比べ
大きく、処理後の排出ガス中には希ガス、Ｎ2 、Ｈ2 Ｏ
以外の成分は検出されず未利用成分が完全に除去された
ことが確認された。実施例５−４では加工用ガスとして
ＣｌＦ3 （１％）を使用し括弧内の濃度にＡｒ（７９
％）とＮｅ（２０％）で希釈してＳｉを加工した場合で
ある。加工面および電極面に析出物はなく、ガス利用効
率、加工速度は同条件のＨｅ希釈のものに比べ大きく、
処理後の排出ガス中には希ガス、Ｎ2 、Ｈ2 Ｏ以外の成
分は検出されず未利用成分が完全に除去されたことが確
認された。実施例５−５では加工用ガスとしてＦ2 （１
％）とＮＦ3 （１％）の混合ガスを使用し、括弧内の濃
度にＨｅ（７８％）とＮｅ（２０％）で希釈してＳｉを
加工した場合である。加工面および電極面に析出物はな
く、ガス利用効率、加工速度は同条件のＨｅ希釈のみの
ものに比べ大きく、処理後の排出ガス中には希ガス、Ｎ
2 、Ｈ2 Ｏ以外の成分は検出されず未利用成分が完全に
除去されたことが確認された。実施例５−６、５−７で
はそれぞれ加工用ガスとしてＣｌＦ3 （１％）、ＮＦ3
（１％）を使用し、括弧内の濃度にＨｅ（７８％）とＮ
ｅ（２０％）で希釈してＳｉＯ2 を加工した場合であ
る。加工面および電極面に析出物はなく、ガス利用効
率、加工速度は共に同条件のＨｅ希釈のみのものに比べ
大きく、処理後の排出ガス中には希ガス、Ｎ2、Ｈ2 Ｏ
以外の成分は検出されず未利用成分が完全に除去された
ことが確認された。実施例５−８では加工用ガスとして
Ｆ2 （１％），ＮＦ3 （１％）の混合ガスを使用し、括
弧内の濃度にＨｅ（７８％）とＮｅ（２０％）で希釈し
てＳｉＯ 2 を加工した場合である。加工面および電極面
に析出物はなく、ガス利用効率、加工速度は共に同条件
のＨｅ希釈のみのものに比べ大きく、処理後の排出ガス
中には希ガス、Ｎ2 、Ｈ2 Ｏ以外の成分は検出されず未
利用成分が完全に除去されたことが確認された。
【００２６】実施例６−１〜６−５では、加工用ガスに
それぞれＦ2 （１％）、ＣｌＦ3 （１％）、ＢｒＦ
3 （１％）、ＢｒＦ5 （１％）、ＮＦ3 （１％）を使用
し、それぞれ括弧内の濃度にＨｅで希釈してＳｉＯ2 −
Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 −ＢａＯ−ＣａＯ系の無アルカリ
ガラスをプラズマＣＶＭ加工した結果を示す。加工面お
よび電極面に析出物は無く、同様に比較例３−１、３−
２の加工用ガスにそれぞれＳＦ6 （１％）とＣＦ4 （１
％）を使用した場合と比較してガス利用効率、加工速度
の値とも大きく上回り、処理後の排出ガス中には希ガ
ス、Ｎ2 、Ｈ2 Ｏ以外の成分は検出されず未利用ガス成
分が完全に除去されたことが確認された。
それぞれＦ2 （１％）、ＣｌＦ3 （１％）、ＢｒＦ
3 （１％）、ＢｒＦ5 （１％）、ＮＦ3 （１％）を使用
し、それぞれ括弧内の濃度にＨｅで希釈してＳｉＯ2 −
Ａｌ2 Ｏ3 −Ｂ2 Ｏ3 −ＢａＯ−ＣａＯ系の無アルカリ
ガラスをプラズマＣＶＭ加工した結果を示す。加工面お
よび電極面に析出物は無く、同様に比較例３−１、３−
２の加工用ガスにそれぞれＳＦ6 （１％）とＣＦ4 （１
％）を使用した場合と比較してガス利用効率、加工速度
の値とも大きく上回り、処理後の排出ガス中には希ガ
ス、Ｎ2 、Ｈ2 Ｏ以外の成分は検出されず未利用ガス成
分が完全に除去されたことが確認された。
【００２７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればプ
ラズマＣＶＭ加工においてＦ2 ，インターハロゲン化合
物および窒素フッ化物のうちより選択される加工用ガス
を用いることにより、従来の加工用ガスであったＳ
Ｆ6 ，ＣＦ4 が加工速度が小さい、ガス利用効率が
低い、被加工物および電極材料の表面が硫黄または硫
黄化合物、炭素または炭素化合物が析出し汚染される、
未利用分は希ガスと分離固定するのが困難でありその
まま放出すると大気中に蓄積し近年指摘されているよう
な地球温暖化の原因になる、等の問題を解決することが
できる。
ラズマＣＶＭ加工においてＦ2 ，インターハロゲン化合
物および窒素フッ化物のうちより選択される加工用ガス
を用いることにより、従来の加工用ガスであったＳ
Ｆ6 ，ＣＦ4 が加工速度が小さい、ガス利用効率が
低い、被加工物および電極材料の表面が硫黄または硫
黄化合物、炭素または炭素化合物が析出し汚染される、
未利用分は希ガスと分離固定するのが困難でありその
まま放出すると大気中に蓄積し近年指摘されているよう
な地球温暖化の原因になる、等の問題を解決することが
できる。
【図１】プラズマＣＶＭ加工電極の形状を示す。
１．パイプ状電極 ２．加工ガス ３．プラズマ ４．被加工物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 伸介 山口県宇部市大字沖宇部5253番地 セント ラル硝子株式会社宇部研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｆ2 、インターハロゲン化合物および窒
素フッ化物のうちから選ばれた一種または二種以上の混
合物からなるプラズマＣＶＭ加工用ガス。 - 【請求項２】 インターハロゲン化合物がＣｌＦ、Ｃｌ
Ｆ3 、ＣｌＦ5 、ＢｒＦ、ＢｒＦ3 、ＢｒＦ5 、ＢｒＦ
7 であり、窒素フッ化物がＮＦ3 、Ｎ2 Ｆ4 、Ｎ
2 Ｆ2 、Ｎ3 Ｆである請求項１記載のプラズマＣＶＭ加
工用ガス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27744994A JPH08134651A (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | プラズマｃｖｍ加工用ガス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27744994A JPH08134651A (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | プラズマｃｖｍ加工用ガス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08134651A true JPH08134651A (ja) | 1996-05-28 |
Family
ID=17583737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27744994A Pending JPH08134651A (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | プラズマｃｖｍ加工用ガス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08134651A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000067307A1 (de) * | 1999-04-29 | 2000-11-09 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum plasmaätzen von silizium |
| JPWO2020129725A1 (ja) * | 2018-12-21 | 2021-11-04 | 昭和電工株式会社 | ハロゲンフッ化物によるエッチング方法、半導体の製造方法 |
-
1994
- 1994-11-11 JP JP27744994A patent/JPH08134651A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000067307A1 (de) * | 1999-04-29 | 2000-11-09 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum plasmaätzen von silizium |
| US7166536B1 (en) | 1999-04-29 | 2007-01-23 | Robert Bosch Gmbh | Methods for plasma etching of silicon |
| KR100794477B1 (ko) * | 1999-04-29 | 2008-01-14 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 규소를 플라즈마 에칭하는 방법 |
| JP4739531B2 (ja) * | 1999-04-29 | 2011-08-03 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | シリコンのプラズマエッチング方法 |
| JPWO2020129725A1 (ja) * | 2018-12-21 | 2021-11-04 | 昭和電工株式会社 | ハロゲンフッ化物によるエッチング方法、半導体の製造方法 |
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