JPS6226820A - Silicon carbide plasma dispersing plate - Google Patents
Silicon carbide plasma dispersing plateInfo
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- JPS6226820A JPS6226820A JP60166380A JP16638085A JPS6226820A JP S6226820 A JPS6226820 A JP S6226820A JP 60166380 A JP60166380 A JP 60166380A JP 16638085 A JP16638085 A JP 16638085A JP S6226820 A JPS6226820 A JP S6226820A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体処理用の炭化珪素質ガス分散板に関し
、特に本発明は、ＩＣやＬＳＩなどのプラズマエツチン
グ処理に使用される耐腐食性ＶＣ優れた炭化珪素質７゛
ラズマ分敷板に関する。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a silicon carbide gas dispersion plate for semiconductor processing, and in particular, the present invention relates to a silicon carbide gas dispersion plate for use in semiconductor processing. This article relates to a silicon carbide 7゜lasma divider plate with excellent VC.
ＩＣやＬＳＩなどの製造工程におけるエツチング処理は
、従来液相エツチングが主として行なわれてきたが、最
近になって、大量のバッチ処理ができる、サイドエッチ
を少なくシャープなエツジ金得ることができる、同一装
置でレジスト剥離もでさる、液相エツチングと異なり薬
品の使用量が少ない、工程が簡略化される。レジストの
密着性が特に良い必要がない等の特徴全有する電相エツ
チングが行なわれるようになってきており、なかでもフ
ォトレジストマスクの侵食を避け、精度を向上させるこ
とのできるプラズマエツチング、すなわち反応管にガス
を封入して高周波でプラズマを発生させることによるエ
ツチングが広く行なわれている。Traditionally, liquid phase etching has been the main method of etching in the manufacturing process of ICs, LSIs, etc., but in recent years, it has become possible to perform large batch processing and obtain sharp etching with less side etching. The equipment can also remove the resist, and unlike liquid phase etching, less chemicals are used, and the process is simplified. Electrophase etching, which has all the characteristics such as not requiring particularly good adhesion of the resist, has come to be used, and in particular, plasma etching, which can avoid erosion of the photoresist mask and improve precision, has been used. Etching is widely performed by filling a tube with gas and generating plasma using high frequency waves.
とＯろで、このプラズマエツチングによれば、目的とす
るシリコンウェハーの表面にプラズマを均一に接触させ
ることが重要であり、プラズマ電極と前記シリコンウェ
ハーの間にプラズマをシリコンウェハーの表面に均一に
供給することを目的としてプラズマ分散板が設けられる
。According to this plasma etching, it is important to uniformly contact the plasma with the surface of the target silicon wafer, and between the plasma electrode and the silicon wafer, the plasma is uniformly applied to the surface of the silicon wafer. A plasma distribution plate is provided for the purpose of supplying.
前記プラズマ分散板としては、従来ステンレス鋼、表面
にアルマイト処理を施した高純度アルミニウム、黒鉛あ
るいは石英ガラス等が使用されている。Conventionally, stainless steel, high-purity aluminum whose surface has been subjected to alumite treatment, graphite, quartz glass, etc. have been used as the plasma dispersion plate.
しかしながら、前記ステンレス鋼や表面にアルマイト処
理を施した高純度アルミニウムはプラズマによって腐食
され易く、シリコンウェハーを汚染し易い欠点を有する
ものであり、黒鉛はデフ、ズマに対する耐腐食性に劣る
友め寿命が短く、長期間の使用に耐えない欠点を有する
ものであり、石英ガラスは加工が困難で比較的高価であ
り、また腐食性ガスの種類によって使用が限定される欠
点を有するものであった。However, the aforementioned stainless steel and high-purity aluminum with anodized surfaces are easily corroded by plasma and easily contaminate silicon wafers, while graphite has poor corrosion resistance against differentials and Zuma. However, quartz glass is difficult to process and relatively expensive, and its use is limited depending on the type of corrosive gas.
上述の如く、従来シリコンウェハーを汚染することなく
長期間の使用に耐え、しかも安価で汎用性に優れたフ゛
ラズマ分敷板は知られていない。As mentioned above, there has been no known plasma spreading plate that can withstand long-term use without contaminating silicon wafers, is inexpensive, and has excellent versatility.
そこで、本発明者Ｆｉ前述の如き欠点を改善除去するこ
とのできるプラズマ分散板を開発すべく種々検討した結
果、炭化珪素焼結体が前述の如きプラズマに対する耐食
性が良好であり、しかも多孔質として通気性を付与する
ことにより、極めて好適なプラズマ分散板になり得るこ
とに想到した。Therefore, as a result of various studies in order to develop a plasma dispersion plate that can improve and eliminate the above-mentioned drawbacks, the present inventor Fi found that a silicon carbide sintered body has good corrosion resistance against plasma as described above, and is porous. We have come up with the idea that an extremely suitable plasma dispersion plate can be obtained by imparting air permeability.
本発明げ、結晶の平均粒径が０．３〜１００μｍ。 In the present invention, the average grain size of the crystals is 0.3 to 100 μm.
密度が１．３〜２．３１７ｄ、平均曲げ強度が１．０ｋ
ｇ／／ｊ１１１以上の多孔質炭化珪素焼結体からなるこ
とを特徴とする炭化珪素質プラズマ分散板である。Density is 1.3-2.317d, average bending strength is 1.0k
This is a silicon carbide-based plasma dispersion plate characterized by being made of a porous silicon carbide sintered body having a particle diameter of 111 g//j or more.
以下、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.
本発明のプラズマ分散板は、多孔質炭化珪素焼結体であ
ることが必要である。その理由は、プラズマ分散板にシ
リコンウェハーの表面に均一にプラズマを分散させて反
応させるために用いられるものであり、通気性に優れた
多孔質の炭化珪素焼結体は、この点において極めて優れ
た特性を発揮させることができるからである。The plasma dispersion plate of the present invention needs to be a porous silicon carbide sintered body. The reason for this is that the plasma dispersion plate is used to uniformly disperse plasma on the surface of the silicon wafer and cause a reaction, and porous silicon carbide sintered bodies with excellent air permeability are extremely superior in this respect. This is because it is possible to exhibit the characteristics that
また、本発明のプラズマ分散板は、比較的大きな面積の
板状体で使用されるため、装置への組付は作業時等の取
扱い性感重要な因子であり、七の平均曲げ強度が１．０
ｋｆｔｆ、／−以上であることが必要である。In addition, since the plasma dispersion plate of the present invention is used as a plate-shaped body with a relatively large area, assembly into the device is an important factor in handling sensitivity during work, etc., and the average bending strength of 7 is 1. 0
kftf,/- or more is required.
本発明のプラズマ分散板は、結晶の平均粒径が０．３〜
１００μｍ、 密度が１．３〜２．３ ｆ／ｅＪである
ことが必要である。前記結晶の平均粒径が０．３〜１０
０μ属の範囲内であることが必要な理由は、前記拮シム
の平均粒径が０．３μｍよりも小さい焼結体は結晶粒相
互の結合がそれ程強固でないばかりでなく、俄孔も小さ
いため通気性に劣るからであり、一方１００μ舅よりも
大きいと焼結体内の結晶粒と結晶粒との結合箇所が相対
的に少なくなるため、強度が低く取扱い性に優れたガス
分散板を得ることが困難であるからである。また、密度
が１．３〜２、３ Ｖ−の範囲内であることが必要な理
由は、前記密度が１．３ ｙ／ｅ４よりも小さな焼結体
は通気性の面では好ましいが、炭化珪素粒子相互の結合
箇所が少ないため、本発明の多孔ＩＲ＃ＡＩ化珪素焼結
体に要求される１、 ０ ｋｆｌｆ／−以上の平均曲げ
強度を達成することが困難であるからであり、一方２．
３ Ｖｌよりも大きな焼結体は通電性が著しく低くプラ
ズマ分散板としては不適当であるからである。The plasma dispersion plate of the present invention has an average crystal grain size of 0.3 to
It is necessary that the thickness is 100 μm and the density is 1.3 to 2.3 f/eJ. The average grain size of the crystals is 0.3 to 10
The reason why it is necessary that it be within the range of 0 μm is that in a sintered body in which the average grain size of the antagonistic shim is smaller than 0.3 μm, not only the bond between the crystal grains is not so strong, but also the pores are small. This is because the air permeability is poor, and on the other hand, if the diameter is larger than 100 μm, there will be relatively fewer bonding points between crystal grains within the sintered body, so it is possible to obtain a gas dispersion plate with low strength and excellent handling properties. This is because it is difficult. The reason why the density needs to be within the range of 1.3 to 2.3 V- is that a sintered body with a density smaller than 1.3 y/e4 is preferable in terms of air permeability, but carbonization This is because there are few bonding points between silicon particles, so it is difficult to achieve an average bending strength of 1.0 kflf/- or more required for the porous IR#AI silicon sintered body of the present invention; 2.
This is because a sintered body larger than 3 Vl has extremely low electrical conductivity and is unsuitable as a plasma dispersion plate.
本発明のプラズマ分散板は、β型結晶の炭化珪素を３０
重−鎗％以上含有する多孔質炭化珪素焼結体であること
が好ましい。その理由は、前記プラズマ分散板は結晶粒
相互の結合が強固な三次元網目状の結晶構造を有する多
孔質法化珪素焼結体であることが重要であり、β型結晶
の炭化珪素を３０重鎗％以上含有する多孔ＪＲ炭化珪素
焼結体は前記結晶粒相互の結合が強固な三次元網目状の
結晶構造となすことができるからであり、なかでも５０
重鷲％以上であることが有利である。The plasma dispersion plate of the present invention contains 30% β-type crystal silicon carbide.
It is preferable that the porous silicon carbide sintered body contains at least 10% by weight. The reason for this is that it is important that the plasma dispersion plate is a porous cured silicon sintered body having a three-dimensional network crystal structure with strong bonds between crystal grains, This is because the porous JR silicon carbide sintered body containing 50% or more of the above-mentioned crystal grains can have a strong three-dimensional network crystal structure with strong mutual bonds.
It is advantageous that it is at least 1%.
本発明の多孔質炭化珪素焼結体は、夾宥的に収縮させる
こと７ｔ＜焼結させた焼結体であって、その焼結に伴う
収縮率は２修以下であることが有利である。その理由は
、焼結時に収縮を伴う通窩の常圧焼結法による炭化珪素
焼結体は強度が高く取扱＾性の面では望ましいが、焼成
収縮すると開放気孔率が減少したり、気孔が独立気孔化
し易くなるため、高い通気性を有するプラズマ分散板を
製造することが困難になるからである。The porous silicon carbide sintered body of the present invention is a sintered body that can be sintered by shrinkage of 7t<7t, and it is advantageous that the shrinkage rate due to sintering is 2 or less. . The reason for this is that silicon carbide sintered bodies produced by pressureless sintering with through-holes, which undergo shrinkage during sintering, have high strength and are desirable in terms of handling. This is because closed pores tend to form, making it difficult to manufacture a plasma dispersion plate with high air permeability.
本発明の多孔質炭化珪素焼結体は、開放気孔を２５〜６
０４Ｍ！％有するものであることが好まし＾。The porous silicon carbide sintered body of the present invention has 25 to 6 open pores.
04M! % is preferable.
前記開放気孔率を２５〜６０容槓％のＪ重量Ｉ１７１ｇ
内が好ましい理由は、前記開放気孔率が２５容槓％より
も低いと本発明の目的とするプラズマ分散板として不適
当であるからであり、一方６０容Ｍ９６よりも荀いと多
孔買戻化珪素焼結体自体の強度が弱く取扱い性に劣るか
らである。The open porosity is 25-60% by volume J weight I171g
The reason why this is preferable is that if the open porosity is lower than 25% by volume, it is unsuitable as a plasma dispersion plate for the purpose of the present invention. This is because the strength of the sintered body itself is weak and the handling properties are poor.
本発明のプラズマ分散板は、遊離炭素および遊罐シリカ
以外の不純物含有量が３０ｐｐｍ以下であることが好ま
しい。その理由は、前記プラズマ分散板の不純物含有量
が３０ｐｐｍより多いとシリコンウェハーのプラズマエ
ツチング処理時にプラズマ分散板も少しはプラズマＶＣ
よる侵食を受けるため、シリコンウェハーが汚染され易
くなるからであり、なかでも１５ｐｐｍ以下であること
がより有利である。In the plasma dispersion plate of the present invention, the content of impurities other than free carbon and free can silica is preferably 30 ppm or less. The reason for this is that if the impurity content of the plasma dispersion plate is more than 30 ppm, the plasma dispersion plate will also contain some plasma VC during the plasma etching process of silicon wafers.
This is because the silicon wafer is likely to be contaminated due to corrosion caused by the above, and it is particularly advantageous for the silicon wafer to have a content of 15 ppm or less.
また、本発明のプラズマ分散板には、必要によりガスプ
ラズマをより多く通過させるための貫通孔を設けること
もできる。Further, the plasma dispersion plate of the present invention may be provided with through holes for allowing more gas plasma to pass therethrough, if necessary.
次に本発明の炭化珪素質プラズマ分散板を製造する方法
について説明する。Next, a method for manufacturing the silicon carbide plasma dispersion plate of the present invention will be described.
本発明の炭化珪素質プラズマ分散板は、平均粒径が１０
μｍ以下の炭化珪素粉末を成形して嵩比重が１．３〜２
．３９．／ｅＪの生成形体となし、非酸化性雰囲ζλ下
で１６００〜２３００″Ｃの温度に加部して焼結するこ
とによって製造することができる。The silicon carbide plasma dispersion plate of the present invention has an average particle size of 10
Molding silicon carbide powder with a bulk density of 1.3 to 2 μm or less
．． 39. /eJ and sintering at a temperature of 1600 to 2300''C in a non-oxidizing atmosphere ζλ.
前記炭化珪素粉末として１０μｍ以下の粉末を使用する
理由は、平均粒径が１０μｍより大きい粒度の炭化珪素
粉末を使用すると焼結体内の位と粒との結合箇所が少な
くなるため、高強度の多孔１！を炭化珪素焼結体を得る
ことが困難になるからである。The reason why powder with a particle size of 10 μm or less is used as the silicon carbide powder is that if silicon carbide powder with an average particle size larger than 10 μm is used, there will be fewer bonding points between particles in the sintered body. 1! This is because it becomes difficult to obtain a silicon carbide sintered body.
前記多孔′ＪＲ炭化珪素焼結体は、従来知られた多孔質
炭化珪素焼結体ＶＣ比較して低密度でかつ取扱り性に優
れた高強度の焼結体であることが重要であり、加圧成形
法により生成形体を成形する場合ＶＣは出発原料として
炭化珪素粉末を分散媒液中で解膠剤とともに均一分散さ
せた後、凍結乾燥あるいは噴霧乾燥せしめた炭化珪素粉
末を使用することが有利であり、また鋳込み成形法によ
り生成形体を成形する場合には出発原料として炭化珪素
粉末全分散媒液中で解ゆ剤とともに均一分散させた懸濁
液を使用することが有利である。It is important that the porous 'JR silicon carbide sintered body is a high-strength sintered body that has a lower density and is easier to handle than the conventionally known porous silicon carbide sintered body VC, When molding a product by a pressure molding method, VC can be made by uniformly dispersing silicon carbide powder in a dispersion medium together with a deflocculant as a starting material, and then freeze-drying or spray-drying the silicon carbide powder. It is advantageous, and when molding the resulting body by the casting method, to use as a starting material a suspension of silicon carbide powder homogeneously dispersed in a total dispersion medium together with a peptizer.
その理由は、炭化珪素粉末は凝集性が強く通常側々の種
子が多数密接して集合した２次粒子を形成し易＾ため、
このような炭化珪素粉末を何らの分散処りｌ施すことな
く出発原料として使用すると２次位子の単位で結晶粒の
粗大化が生起して得られる多孔質炭化珪素焼結体の三次
元網目構造が比較的粗いＭ織となり易く、低密度でなお
かつ高強度の多孔質炭化珪素焼結体を得ることは困難で
あった。しかしながら、前述の如き分散ｔ＆液液中解膠
剤とともに均一分散させた後凍結乾燥させた炭化珪素粉
末全使用して加圧成形した生成形体および懸濁液を使用
して鋳込み、成形した生成形体はいずれも炭化ｆ−１：
素粉末の個々の種子が極めて均一に分散した状態で存在
する生成形体を製造することができるため、結晶の三次
元網目構造を葎めて微細でしかも均一に発達させること
ができ、低密度でなおかつ高強度の多孔質炭化珪素焼結
体を製造することができるからである。The reason for this is that silicon carbide powder has strong cohesiveness and usually tends to form secondary particles in which many side seeds are closely aggregated.
When such silicon carbide powder is used as a starting material without any dispersion treatment, the crystal grains coarsen in units of secondary molecules, resulting in a three-dimensional network structure of the porous silicon carbide sintered body. However, it has been difficult to obtain a porous silicon carbide sintered body with low density and high strength. However, as mentioned above, the molded body is pressure-molded using the entire silicon carbide powder that is homogeneously dispersed with the dispersion and the deflocculant in the liquid and then freeze-dried, and the molded body is molded by pressure using the suspension. are carbonized f-1:
Since it is possible to produce a formed body in which the individual seeds of the base powder exist in an extremely uniformly dispersed state, the three-dimensional network structure of the crystals can be taken up and developed finely and uniformly, resulting in low density and Moreover, it is possible to produce a porous silicon carbide sintered body with high strength.
口１１記分散媒液として＃ｉ櫨々のものを使用すること
ができるが、特に凍結乾燥させる場合に使用するものは
、融点が一５〜１５℃のａ回内のものが有利に使用でき
、なかでもベンゼン、シクロヘキサンより選ばれる少な
くとも１種あるいは水を使用することが有利である。#1 Dispersion medium can be used as a dispersion medium, but especially when freeze-drying, it is advantageous to use a liquid with a melting point of 15 to 15°C. Among these, it is advantageous to use at least one selected from benzene and cyclohexane, or water.
前記炭化珪素粉末を分散媒液中に均一分散゛させる手段
として、振動ミル、アトライター、ポールミ〃、コロイ
ドミ／Ｌ／あるいは高速ミキサーの如き強い剪断力を与
えることのできる分散手段を用いることが有利である。As a means for uniformly dispersing the silicon carbide powder in the dispersion medium, it is advantageous to use a dispersion means capable of applying a strong shearing force, such as a vibration mill, an attritor, a pole mill, a colloid mill, or a high-speed mixer. It is.
前記炭化珪素粉末を分散媒液中に均一分散させる際に使
用する解膠剤としては、分散媒液が有機質の場合には例
えば脂肪酸アミン塩、芳香族アミン塩、複素環アミン塩
、ボリア〃キレンポリアミン誘、４体等の陽イオン界面
活性剤、エステル型、エステルエーテル型、エーテル型
、含窒素型等の非イオン界面活性剤が有効であり、分散
媒液が水のＩｊｈ 合Ｋ ｉ例えばしゆう酸アンモニウ
ム、アンモニア水等の無機解膠剤、ジエチＭアミン、モ
ノエチルアミン、ピリジン、エチルアミン、水酸化四メ
チＩレアンモニウム、モノエタノ−Ｖアミン等の有機解
膠剤が有効である。When the dispersion medium is organic, examples of the peptizing agent used when uniformly dispersing the silicon carbide powder in the dispersion medium include fatty acid amine salts, aromatic amine salts, heterocyclic amine salts, and boria kylene. Cationic surfactants such as polyamine derivatives, tetramers, nonionic surfactants such as ester type, ester ether type, ether type, and nitrogen-containing type are effective. Inorganic peptizers such as ammonium oxalate and aqueous ammonia, and organic peptizers such as diethyl M amine, monoethylamine, pyridine, ethylamine, tetramethyl I-reammmonium hydroxide, and monoethano-V amine are effective.
前記炭化珪素粉末を分散媒液中に均一分散させ友懸濁液
を凍結乾燥する場合には分散媒液の融点より低い温度に
維持された雰囲気中へ懸濁液を噴霧して速やかに凍結さ
せることが有利である。When the silicon carbide powder is uniformly dispersed in a dispersion medium and the suspension is freeze-dried, the suspension is sprayed into an atmosphere maintained at a temperature lower than the melting point of the dispersion medium and quickly frozen. That is advantageous.
ところで、前記炭化珪素の結晶系にはα型、β型および
非晶質のものがあるが、なかでもβ型のものは平均粒径
が５μ属以下の微粉末を取得し易く、しかも比較的亮強
度の多孔質炭化珪素焼結体を容易に製造することができ
るため有利に使用することができ、特にβ型炭化珪素ヲ
５０重量％以上含有する炭化珪素粉末を使用することが
有利である。By the way, there are α-type, β-type and amorphous crystal systems of silicon carbide, and among them, β-type is easy to obtain fine powder with an average particle size of 5μ or less, and is relatively easy to obtain. It can be advantageously used because it can easily produce a porous silicon carbide sintered body with high strength, and it is particularly advantageous to use silicon carbide powder containing 50% by weight or more of β-type silicon carbide. .
前記生成形体の嵩比重は１．３〜２．３ｙ／−とするこ
とが有利である。その理由は、前記嵩比重が１．３’／
／−より小さいと炭化珪素粒子相互の結合箇所が少ない
ため、得られる多孔質炭化珪素焼結体の強度が低く取扱
い性に劣るからであり、一方２．３ｙ／−より大きいと
開放気孔率が大きな多孔質炭化珪素焼結体を製造するこ
とが困難で通電性に優れたプラズマ分散板全製造するこ
とが困難であるからである。Advantageously, the bulk specific gravity of the produced body is between 1.3 and 2.3 y/-. The reason is that the bulk specific gravity is 1.3'/
If it is smaller than 2.3y/-, there will be fewer bonding points between silicon carbide particles, resulting in low strength and poor handling of the obtained porous silicon carbide sintered body.On the other hand, if it is larger than 2.3y/-, the open porosity will be low. This is because it is difficult to produce a large porous silicon carbide sintered body and it is difficult to produce a plasma dispersion plate with excellent electrical conductivity.
前記焼結温度は１６００〜２３００°Ｃとすることが有
利である。その理由は、前記温度が１６００”Ｃよゆも
低いと粒と位とを結合するネックを充分に発達させるこ
とが困難で、高い強度を有する多孔質炭化珪素焼結体を
得ることができず、一方２３００”Ｃより高いと一旦成
畏したネックのうち一定の大きざよりも小さなネックが
くびれた形状となったり、著しい場合には消失しｉｔ）
して、むしろ強度が低くなる７ハらである。Advantageously, the sintering temperature is between 1600 and 2300°C. The reason for this is that if the temperature is as low as 1600"C, it is difficult to sufficiently develop the necks that connect the grains and the holes, and it is not possible to obtain a porous silicon carbide sintered body with high strength. On the other hand, if the neck is higher than 2300"C, the neck that is smaller than a certain size will become constricted, or in severe cases, it will disappear.)
However, the strength is rather low.
前記生成形体は炭化珪素を酸化せしめることのない非酸
化性雰囲気中、例えばアＭゴン、ヘリウム、ネオン、窒
素、水素、−酸化炭素の中から選ばれる何れか少なくと
も１檀よりなるガス雰囲気中あるいは真空中で焼成され
る。The formed body is produced in a non-oxidizing atmosphere that does not oxidize silicon carbide, for example, in a gas atmosphere consisting of at least one selected from ammonium, helium, neon, nitrogen, hydrogen, and carbon oxide, or Fired in vacuum.
前記生成形体は非酸化性雰囲気中で実質的に収縮させる
ことなく焼成することが有利である。その理由は、焼結
時に訃ける収縮は多孔質炭化珪素焼結体の強度を同上さ
せる上では望ましいが、焼成収縮すると開放環孔率が減
少したり、究孔が独立気孔化し易く通気性が劣化し易い
ばかりでなく、寸法精度の高い多孔′Ｒ炭化珪素焼結体
を焼成収縮を生起させて製造することは困難であるから
である。Advantageously, the resulting shaped body is fired in a non-oxidizing atmosphere without substantial shrinkage. The reason for this is that shrinkage during sintering is desirable for increasing the strength of porous silicon carbide sintered bodies, but shrinkage during sintering decreases open ring porosity and tends to cause pores to become independent pores, resulting in poor air permeability. This is because not only is it easy to deteriorate, but it is also difficult to produce a porous silicon carbide sintered body with high dimensional accuracy by causing firing shrinkage.
なお、通気性が良好でかつ寸法精度の高い多孔ｒＮ炭化
珪素焼結体を得る上で、前記実質的に収縮させることな
く焼結する際の焼成収縮率は２９６以下とすることが有
利であり、なかでも１％以下であることが特に有利であ
る。In addition, in order to obtain a porous rN silicon carbide sintered body with good air permeability and high dimensional accuracy, it is advantageous that the firing shrinkage rate when sintering without substantially shrinking is 296 or less. , it is particularly advantageous that the content is 1% or less.
また、前記生成形体を焼成するに際し、生成形体からの
炭化珪素の揮散を抑制することが有利である。その増白
は、前記生成形体からの炭化珪素の揮散を抑制すること
によって、炭化珪素の粒と位と４Ｍ合するネ、フクを充
分に発達させることができるからであり、特に高強度で
取扱い性に優れた多孔質炭化珪素焼結体全製造する場合
には、炭化珪素の揮散率’！ｉ？５重量％以下に制御す
ることが有利である。Furthermore, when firing the green body, it is advantageous to suppress volatilization of silicon carbide from the green body. The reason for this whitening is that by suppressing the volatilization of silicon carbide from the formed body, it is possible to sufficiently develop the 4M bond with the grains and positions of silicon carbide. When manufacturing a porous silicon carbide sintered body with excellent properties, the volatilization rate of silicon carbide'! i? It is advantageous to control the content to 5% by weight or less.
前記生ｒＪｌＺ形体からの炭化珪素の揮散を抑制する方
法としては、外気の侵入全遮断することのできの＋ＩＩ
Ｉｔ熱性の４器内に生成形体全装入する方法が有効であ
り、前記耐熱性の容器としては、黒鉛あるいは炭化珪素
などの材質からなる耐熱性の容器を使用することが好適
である。As a method for suppressing the volatilization of silicon carbide from the raw rJlZ shaped body, there is a +II method that can completely block the intrusion of outside air.
It is effective to charge the entire formed body into four heat-resistant containers, and it is preferable to use a heat-resistant container made of a material such as graphite or silicon carbide as the heat-resistant container.
なお、前Ｈｉ３炭化坪素質デフズマ分散板が特に高め強
度が要求されるような場合には、前記焼結体Ｖこ液状の
有機珪素高分子化合物を含浸せしめた後焼成し、前記有
機珪素高分子化合物から生成される炭化珪素全被覆する
こともできる。In addition, in the case where the pre-Hi3 carbide-based defusma dispersion plate is required to have particularly high strength, the sintered body V is impregnated with a liquid organosilicon polymer compound and then fired. It is also possible to completely coat the silicon carbide produced from the compound.
次に本発明を実施例および比較例によって説明する。Next, the present invention will be explained with reference to Examples and Comparative Examples.
実施例１
出発原料として使用した炭化珪素粉末は９７．５重量％
がβ型結晶で残部は実質的には２Ｈ型結晶よりなる炭化
珪素粉末であって、０．１２重量％の遊離炭素、０．３
７重量％の酸素、１．２ Ｘ ＩＦ’重量％の鉄、１．
４ Ｘ ＩＯ−’ ３３（量優の力／Ｌ／シウム、８×
１０＝ ｆｆｌｉ％ノナｌ−！Ｊ ウＡ、Ｉ Ｘ １０
−’ ｆｆ１ｆｆｉ＊ノカリウムおよび痕跡量のアルミ
ニウムを含有し、１．１μｍの平均粒径を有していた。Example 1 Silicon carbide powder used as starting material was 97.5% by weight
is a silicon carbide powder consisting of β-type crystals and the remainder is substantially 2H-type crystals, containing 0.12% by weight of free carbon and 0.3% by weight of free carbon.
7% by weight oxygen, 1.2 x IF'% by weight iron, 1.
4
10=ffli%nona l-! J U A, I X 10
-' ff1ffi* contained potassium and traces of aluminum and had an average particle size of 1.1 μm.
前記炭化珪素粉末１００重量部に対し、ポリビニルアル
コールＳ ｆｉ量！、モノエタノールアミン０．３重量
部と水１００重量部を配合し、ポールミμ中で５時間混
合した後凍結乾燥し友。The amount of polyvinyl alcohol S fi per 100 parts by weight of the silicon carbide powder! , 0.3 parts by weight of monoethanolamine and 100 parts by weight of water were blended, mixed for 5 hours in a POLMI μ, and then freeze-dried.
この乾燥混合物を適量採取し、顆粒化した後、静水圧プ
レス機を用いて１３００＃／ｅｊの圧力で生成形体を成
形した。この生成形体の形状はＩＩ径が２００１１１５
１、厚さが２ｊＩＪの円盤状で、密度は１．７３ｆ／ｅ
ｊ（５４容槓％）でめった。An appropriate amount of this dry mixture was taken and granulated, and then a formed body was molded using a hydrostatic press at a pressure of 1300 #/ej. The shape of this generated form has an II diameter of 2001115
1. Disc-shaped with a thickness of 2jIJ and a density of 1.73f/e
j (54 volume %).
前記生成形体全黒鉛製ルツボに装入し、タンマン型堤結
のを用いて１貧圧の主としてアルゴンガス雰囲気中で焼
結した。昇温過程は４５０”Ｃ／時間で２０００ ’Ｃ
まで昇温し、最高温度２０００°Ｃで１５分間保持した
。焼結中のＣＯガス分圧は室温〜１７００℃が８０Ｐａ
以下、１７００°Ｃよりも高温域では３００±５０ Ｐ
ａの範囲内となるようにア〃ゴンガス流１ｔｆｔ適宜Ａ
整して制御した。The resulting green body was charged into a crucible made entirely of graphite, and sintered using a Tamman-type crucible in an atmosphere of mainly argon gas under low pressure. The heating process is 2000'C at 450'C/hour.
The temperature was raised to 2000°C, which was maintained at a maximum temperature of 2000°C for 15 minutes. The CO gas partial pressure during sintering is 80 Pa from room temperature to 1700°C.
Below, 300±50P in the high temperature range above 1700°C
Agon gas flow 1 tft as appropriate so that it is within the range of a.
organized and controlled.
得ら？′Ｌｆｃ焼結体はそ度が１．７０９／ｅＪ、開放
剣孔率が４７容櫨％の多孔質体で、β型炭化珪素の含有
率が９２重量％で残部は主として４Ｈ型と６Ｈ型のα型
炭化珪素であった。またこの結晶構造は走査型電子顕微
鍵によ−て観察したところ、プ０．１り状の炭化珪素結
晶が比較的太いネックによって複雑に絡み合って結合さ
れた三次元構造を有しており、生成形体に対する線収量
率はいずれの方向に対しても０．３±０．１％の直回内
で、この焼結体の平均曲げ強度は１３．８ ｋｆｌｌ−
と高い強度を有しており、３Ｘ１０−’重量％のアルミ
ニウム、６×１０’−’重量％の鉄および４×１０″″
４重景％の二・フケルを含有していた。なお、クロム、
カルシウム、銅の含有！はいずれも痕跡量であり、ナト
リウムとカリウムはいずれもＩ Ｘ １０−’ｉ量％未
満であった。Got it? 'Lfc sintered body is a porous body with a hardness of 1.709/eJ and an open porosity of 47% by volume, and the content of β-type silicon carbide is 92% by weight, with the remainder being mainly 4H type and 6H type. It was α-type silicon carbide. In addition, when this crystal structure was observed using a scanning electron microscope, it had a three-dimensional structure in which silicon carbide crystals in the form of polygons were intricately intertwined and bonded by relatively thick necks. The linear yield rate for the produced body was within 0.3±0.1% of the curve in either direction, and the average bending strength of this sintered body was 13.8 kfl-
It has high strength with 3x10-'wt% aluminum, 6x10'-'wt% iron and 4x10''''
It contained 4% of Ni-fukel. In addition, chromium,
Contains calcium and copper! Both were in trace amounts, and both sodium and potassium were less than I x 10-'i mass %.
次いで、前記円板状の多孔質炭化珪素焼結体をエバーの
エツチング処理を実施したところ、極めて均一なエツチ
ング処理を行なうことができた。Next, when the disc-shaped porous silicon carbide sintered body was subjected to an ever etching process, it was possible to perform an extremely uniform etching process.
なお、多孔質炭化珪素焼結体は殆ど腐食されておらず極
めて耐久性に優れていることが認められた。Note that the porous silicon carbide sintered body was hardly corroded and was found to be extremely durable.
比較例１
実施例１と同様であるが、出発原料として実施例１で使
用した炭化珪素粉末と市販のα型次化珪素（Ｇ（ｊ２０
０．平均粒径８ｔ）μｆｆ）を３ニアの重量比で混合し
た混合粉末を使用して多孔質炭化珪素焼結体を得た。Comparative Example 1 Same as Example 1, except that the silicon carbide powder used in Example 1 and commercially available α-type silicon carbide (G(j20
0. A porous silicon carbide sintered body was obtained using a mixed powder in which particles having an average particle diameter of 8t)μff) were mixed at a weight ratio of 3nia.
得られた多孔質炭化珪素焼結体は密度が２．３７９ ／
ｃ４、開放気孔が２６容積％、平均曲げ強度は５、２
ｋｇ／−と比較的低強度であった。The obtained porous silicon carbide sintered body has a density of 2.379/
c4, open pores are 26% by volume, average bending strength is 5.2
It had a relatively low strength of kg/-.
実施例２
実施例１と同様であるが、出発原料として実施例１で使
用した炭化珪素粉末と市販のα型戻化珪素粉末（ＧＣ雰
６０００ ）を粉砕し、さらに精製、粒度分級した炭化
珪素粉末（平均粒径１．２μ属）″ｆ：種々の割合で混
合した混合粉末を使用して多孔質炭化珪素焼結体を製造
した。Example 2 Same as Example 1, except that the silicon carbide powder used in Example 1 and commercially available α-type reverted silicon powder (GC atmosphere 6000) were ground, and further refined and particle size classified to obtain silicon carbide. Powder (average particle size: 1.2μ) ″f: Porous silicon carbide sintered bodies were manufactured using mixed powders mixed in various proportions.
得られた多孔質炭化珪素焼結体の特性は第１表に示した
。The properties of the obtained porous silicon carbide sintered body are shown in Table 1.
第１表よりわかるように、β型炭化珪素粉末の混合比率
の高い炭化珪素粉末を出発原料として使１１１シた多孔
質炭化珪素焼結体は、密度の割に強度が優れていた。As can be seen from Table 1, the porous silicon carbide sintered body using silicon carbide powder with a high mixing ratio of β-type silicon carbide powder as a starting material had excellent strength relative to its density.
実施例３
実施例１と同様であるが、成形圧力を変えることにより
嵩比重の異なった生成形体を製造して多孔質炭化珪素焼
結体を得た。Example 3 A porous silicon carbide sintered body was obtained in the same manner as in Example 1, but by changing the molding pressure, formed bodies having different bulk specific gravity were produced.
得られた多孔質炭化珪素焼結体の特性は第２表に示した
。第２表よりわかるように、本実施例の多孔質炭化珪素
焼結体は低密度でも強度に優れている。The properties of the obtained porous silicon carbide sintered body are shown in Table 2. As can be seen from Table 2, the porous silicon carbide sintered body of this example has excellent strength even at a low density.
以上述べた如く、本発明の炭化珪素質プラズマ分散板は
、プラズマに対する耐食性が極めて良好で、わり、しか
もシリコンウェハーの表面にプラズマを極めて均一に接
触させる効果を発揮することができるものであって、産
業上極めて有用である。As described above, the silicon carbide plasma dispersion plate of the present invention has extremely good corrosion resistance against plasma, and is also capable of bringing plasma into extremely uniform contact with the surface of a silicon wafer. , is extremely useful industrially.
Claims (1)
３〜２．３ｇ／ｃｍ＾３、平均曲げ強度が１．０ｋｇｆ
／ｍｍ＾２以上の多孔質炭化珪素焼結体からなることを
特徴とする炭化珪素質プラズマ分散板。 ２、前記多孔質炭化珪素焼結体は、β型結晶の炭化珪素
を３０重量％以上含有する特許請求の範囲第１項記載の
炭化珪素質プラズマ分散板。 ３、前記多孔質炭化珪素焼結体は、開放気孔を２５〜６
０容積％有するものである特許請求の範囲第１あるいは
２項記載の炭化珪素質プラズマ分散板。 ４、前記多孔質炭化珪素焼結体は、遊離炭素および遊離
シリカ以外の不純物含有量が３０ｐｐｍ以下である特許
請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の炭化珪素質プ
ラズマ分散板。[Claims] 1. The average grain size of the crystals is 0.3 to 100 μm, and the density is 1.
3-2.3g/cm^3, average bending strength 1.0kgf
1. A silicon carbide plasma dispersion plate characterized by being made of a porous silicon carbide sintered body having a diameter of /mm^2 or more. 2. The silicon carbide plasma dispersion plate according to claim 1, wherein the porous silicon carbide sintered body contains 30% by weight or more of β-type crystal silicon carbide. 3. The porous silicon carbide sintered body has 25 to 6 open pores.
The silicon carbide plasma dispersion plate according to claim 1 or 2, wherein the silicon carbide plasma dispersion plate contains 0% by volume. 4. The silicon carbide plasma dispersion plate according to any one of claims 1 to 3, wherein the porous silicon carbide sintered body has a content of impurities other than free carbon and free silica of 30 ppm or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60166380A JPS6226820A (en) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | Silicon carbide plasma dispersing plate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60166380A JPS6226820A (en) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | Silicon carbide plasma dispersing plate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6226820A true JPS6226820A (en) | 1987-02-04 |
| JPH0459270B2 JPH0459270B2 (en) | 1992-09-21 |
Family
ID=15830337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60166380A Granted JPS6226820A (en) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | Silicon carbide plasma dispersing plate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6226820A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62109317A (en) * | 1985-11-08 | 1987-05-20 | Anelva Corp | Plasma etching apparatus |
| JPH02116127A (en) * | 1988-10-25 | 1990-04-27 | Ibiden Co Ltd | Plasma dispersing plate |
| JPH02150024A (en) * | 1988-11-30 | 1990-06-08 | Ibiden Co Ltd | Plasma dispersion plate |
| JPH03162593A (en) * | 1989-11-21 | 1991-07-12 | Hitachi Chem Co Ltd | Electrode plate for plasma etching and production thereof |
| JP2001237239A (en) * | 1999-12-21 | 2001-08-31 | Axcelis Technologies Inc | Bell jar with integral gas dispersion path |
-
1985
- 1985-07-26 JP JP60166380A patent/JPS6226820A/en active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62109317A (en) * | 1985-11-08 | 1987-05-20 | Anelva Corp | Plasma etching apparatus |
| JPH0560650B2 (en) * | 1985-11-08 | 1993-09-02 | Anelva Corp | |
| JPH02116127A (en) * | 1988-10-25 | 1990-04-27 | Ibiden Co Ltd | Plasma dispersing plate |
| JPH02150024A (en) * | 1988-11-30 | 1990-06-08 | Ibiden Co Ltd | Plasma dispersion plate |
| JPH03162593A (en) * | 1989-11-21 | 1991-07-12 | Hitachi Chem Co Ltd | Electrode plate for plasma etching and production thereof |
| JP2001237239A (en) * | 1999-12-21 | 2001-08-31 | Axcelis Technologies Inc | Bell jar with integral gas dispersion path |
| JP4665204B2 (en) * | 1999-12-21 | 2011-04-06 | アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド | Thermal processing chamber |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0459270B2 (en) | 1992-09-21 |
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