JPH0347981A - Production of electrode for etching semiconductor wafer - Google Patents
Production of electrode for etching semiconductor waferInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体ウェハーのエツチング用電極の製造方法
に係り、エツチング用の電極素材にアルマイト被膜を形
成した後、このアルマイト被膜の表面にアルミナ微粒子
を溶射してアルミナ被膜を形成し、アルマイ１−被膜を
保護するようにしたものである。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a method of manufacturing an electrode for etching semiconductor wafers, in which an alumite film is formed on an electrode material for etching, and then fine alumina particles are coated on the surface of the alumite film. An alumina coating is formed by thermal spraying to protect the Aluminum 1 coating.
（従来の技術）
半導体デバイスの製造工程において、リソグラフィによ
りウェハー上のレジストに、マスクのパターンを転写し
た後、固定的な回路を作るために、エツチングが行われ
る。このようなエツチング法として、プラズマエツチン
グ法が知られている。このプラズマエツチング法は、方
の電極上に置かれたウェハーの近傍に、他方の電極を配
設し、塩素ガスなどのエツチングガス雰囲気中において
、高周波電力を印加してプラズマを発生させ、そのイオ
ンによりウェハーの表面をエツチングするようになって
いる。(Prior Art) In the manufacturing process of semiconductor devices, after a mask pattern is transferred to a resist on a wafer by lithography, etching is performed to create a fixed circuit. A plasma etching method is known as such an etching method. In this plasma etching method, the other electrode is placed near the wafer placed on one electrode, and high-frequency power is applied in an etching gas atmosphere such as chlorine gas to generate plasma, and the ions are generated. The surface of the wafer is etched.
（発明が解決しようとする課題）
上記電極は、一般にアルミニウム仮などの金属板を素材
としており、腐食の防止と電気絶縁性の確保のために、
その表面にはアルマイト被膜が形成されている。ところ
がプラズマエツチング法は、上述のように塩素ガス雰囲
気中において行われるため、アルマイト被膜の腐食が激
しく、腐食が進行すると、電極の電気絶縁性が破壊され
るだけでなく、腐食によって電極表面から剥離したアル
マイト被膜の塵がウェハー表面に４１着し、デバイスの
回路の短絡等を惹起する。このため、電極の寿命は短く
、電極を顯繁に交換せねばならないため、単に電極の消
費量が多くなってコストアンプとなるだけでなく、電極
の交換のためにしばしばエツチング装置の運転を停止せ
ねばならず、それだけエツチングの作業能率が低下する
問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) The above electrodes are generally made of metal plates such as aluminum, and in order to prevent corrosion and ensure electrical insulation,
An alumite coating is formed on its surface. However, since the plasma etching method is carried out in a chlorine gas atmosphere as mentioned above, the alumite coating is severely corroded, and as the corrosion progresses, it not only destroys the electrical insulation of the electrode, but also causes it to peel off from the electrode surface. Dust from the alumite coating deposits on the wafer surface, causing short circuits in device circuits. For this reason, the life of the electrode is short and the electrode must be replaced frequently, which not only increases electrode consumption and increases costs, but also frequently requires the etching equipment to stop operating to replace the electrode. There was a problem in that the etching efficiency was lowered accordingly.
したがって本発明は、耐腐食性が大きく、寿命の長いエ
ツチング用電極を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an etching electrode that is highly resistant to corrosion and has a long life.
（課題を解決するための手段）
このために本発明は、
（１）電極素材１ａにアルマイト被膜３を形成する工程
と、
（２）上記アルマイト被膜３に粗面加工を施す工程と、
（３）粗面加工が施されたアルマイト被膜３に、アルミ
ナ微粒子２４を高温高圧にて溶射するごとにより、アル
マイト被膜３を覆うアルミナ被膜を形成する工程と、
からエツチング用電極１．１４を製造するようにしてい
る。(Means for Solving the Problems) To this end, the present invention includes: (1) a step of forming an alumite film 3 on the electrode material 1a; (2) a step of roughening the alumite film 3; ) A step of forming an alumina film covering the alumite film 3 by thermally spraying fine alumina particles 24 on the roughened alumite film 3 at high temperature and high pressure; I have to.
（作用）
上記構成において、アルマイト被膜３にアルミナ微粒子
２４を溶射することにより、アルマイト被膜３は扁平に
溶融固化したアルミナ粒子２４の被膜によりコーティン
グされ、アルマイト被膜３の腐食を防止する。(Function) In the above configuration, by thermally spraying the alumite coating 3 with alumina fine particles 24, the alumite coating 3 is coated with a coating of the alumina particles 24 melted and solidified into a flat shape, thereby preventing corrosion of the alumite coating 3.
（実施例） 次に、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。(Example) Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図はプラズマエツチング装置を示すものであって、
１０は真空室であり、上部に開設された開孔１１から塩
素ガスのようなエツチングガスが導入される。１２は塩
素ガスの排出孔である。■は導電体１３を介して真空室
１０に懸吊されたカソード電極であり、その製造方法は
後述する。FIG. 1 shows a plasma etching apparatus,
Reference numeral 10 denotes a vacuum chamber, into which an etching gas such as chlorine gas is introduced through an opening 11 formed at the top. 12 is a chlorine gas discharge hole. 2 is a cathode electrode suspended in the vacuum chamber 10 via a conductor 13, and its manufacturing method will be described later.
真空室１０の下部にはアノード電極１４が設けられてお
り、このアノード電極１４上にウェハー１５が載置され
ている。１６はウェハー１５上に形成されたレジストで
ある。An anode electrode 14 is provided at the bottom of the vacuum chamber 10, and a wafer 15 is placed on this anode electrode 14. 16 is a resist formed on the wafer 15.
上記構成において、真空室ＩＯ内を吸引手段により簀空
にした後、真空室１０内に塩素ガスを導入するとともに
、アノード電極１４に高周波電力を印加する。するとカ
ソード電極１の下方にプラズマが発生し、このプラズマ
がウェハー１５に照射されることにより、レジスト１６
のない部分がエツチングされる。図中、実線矢印は塩素
ガスを、また破線矢印はプラズマを示している。In the above configuration, after the vacuum chamber IO is emptied by the suction means, chlorine gas is introduced into the vacuum chamber 10 and high frequency power is applied to the anode electrode 14. Then, plasma is generated below the cathode electrode 1, and the wafer 15 is irradiated with this plasma, so that the resist 16
The parts without are etched. In the figure, solid arrows indicate chlorine gas, and dashed arrows indicate plasma.
次に、第２図を参照しながら、上記カソード電極１の製
造方法を説明する。Next, a method for manufacturing the cathode electrode 1 will be explained with reference to FIG.
カソード電極１の素材はアルミニウム板などの金属板１
ａであり、これに塩素ガスを通すための小孔２を多数形
成した後、アルマイ１−加工により、アルマイト被膜３
が形成される（同図（ａ）参照）。このアルマイト被膜
３は、電気絶縁性の確保と、塩素ガス雰囲気中に曝され
ることにより、腐食するのを防止するために形成される
ものである。The material of the cathode electrode 1 is a metal plate 1 such as an aluminum plate.
a, and after forming a large number of small holes 2 for passing chlorine gas, an alumite coating 3 is formed by processing the alumite 1.
is formed (see figure (a)). This alumite coating 3 is formed to ensure electrical insulation and to prevent corrosion due to exposure to a chlorine gas atmosphere.
次いでアルマイト被膜３に粗面加工が施される。同図（
ｂ）は、サンドブラスト法により粗面加工を施している
様子を示すものであって、ガン４から硬質の微粒子５を
吹き付けることにより、アルマイト被膜３の表面は粗面
となる。Next, the alumite coating 3 is subjected to surface roughening. Same figure (
b) shows how the surface is roughened by sandblasting, and by spraying hard fine particles 5 from the gun 4, the surface of the alumite coating 3 becomes rough.
この粗面加工は、アルミナ微粒子（後述）の付着を良く
するために施されるものである。This surface roughening is performed to improve the adhesion of fine alumina particles (described later).
次いで、アルマイト被膜３に付着する微粒子５の除去が
行われる。同図（Ｃ）は、電極１を容器６に入れて、超
音波洗浄により、微粒子５を除去している様子を示すも
のである。微粒子５がアルマイト被膜３に強く食い込む
と、洗浄除去しにくいので、微粒子５としては、例えば
（）
エツジのないガラス質の微粒子が望ましい。Next, the fine particles 5 adhering to the alumite coating 3 are removed. FIG. 1C shows the state in which the electrode 1 is placed in a container 6 and the fine particles 5 are removed by ultrasonic cleaning. If the fine particles 5 strongly bite into the alumite coating 3, it will be difficult to wash and remove them, so the fine particles 5 are preferably glassy fine particles without edges, for example.
同図（ｄ）は、プラズマジェット溶射装置２０により、
アルミナ微粒子を溶射している様子を示すものである。In the same figure (d), the plasma jet thermal spraying device 20
This shows how fine alumina particles are thermally sprayed.
プラズマジェット溶射は、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ２．Ｎ２など
の不活性ガスあるいはこれらの混合ガスの超高温プラズ
マジェット中に、溶射材料を供給して溶融させ、目的の
素材へ吹きつけ、コーティングする手段である。Plasma jet spraying uses Ar, He, N2. This is a method of supplying and melting a thermal spray material into an ultra-high temperature plasma jet of an inert gas such as N2 or a mixture thereof, and then spraying the material onto the target material to coat it.
この溶射装置２０は、アノード２１．カソード２２、及
び両者を絶縁するだめのインシュレーター２３から構成
されている。またアノード２１及びカソード２２は冷却
水によって水冷されている。図中、実線矢印は冷却水の
流れを示している。This thermal spraying apparatus 20 includes an anode 21. It consists of a cathode 22 and an insulator 23 that insulates both. Further, the anode 21 and the cathode 22 are cooled by cooling water. In the figure, solid arrows indicate the flow of cooling water.
この溶射装置２０は、アノード２１内へアークガスａを
流し、アノード２１とカソード２２間に直流電圧を印加
した後、始動のために高周波電圧を重畳して、アノード
２１．カソード２２間に火花放電を発生させれば、直ち
に直流による主放電が続き、プラズマジェットが発生ず
る。したがってアノード２１内に吸入された微粒子２４
は、高温により溶融し、高速のガス流に乗って電極１の
表面に強く叩き付けられる。This thermal spraying apparatus 20 flows an arc gas a into an anode 21, applies a DC voltage between an anode 21 and a cathode 22, and then superimposes a high frequency voltage to start the anode 21. When a spark discharge is generated between the cathodes 22, a main discharge due to direct current immediately follows and a plasma jet is generated. Therefore, the fine particles 24 inhaled into the anode 21
is melted by the high temperature and is strongly struck against the surface of the electrode 1 by the high-speed gas flow.
第３図は上記のようにして形成されたカソード電極１の
断面を示すものであって、微粒子２４は高温により溶融
して、アルマイト被膜３に強く叩き付けられたため、扁
平に変形し、アルマイト被膜３を覆っている。この場合
、アルマイト被膜３は予め粗面加工を施しているので、
微粒子２４は強固に付着する。この微粒子２４としては
、アルマイト被膜３に対する付着性が強く、また塩素ガ
スに対する耐食性の大きいものが望ましく、アルミナ粉
末が最適である。またその粒径は任意に決定できるが、
実験結果によれば、Φ２００ミクロン程度のものが最良
であった。FIG. 3 shows a cross section of the cathode electrode 1 formed as described above, in which the fine particles 24 are melted at high temperatures and are strongly struck against the alumite coating 3, so that they are deformed into flat shapes and the alumite coating 3 is covered. In this case, since the alumite coating 3 has been roughened in advance,
The fine particles 24 adhere firmly. The fine particles 24 are preferably those that have strong adhesion to the alumite coating 3 and high corrosion resistance against chlorine gas, and alumina powder is optimal. Also, the particle size can be determined arbitrarily, but
According to the experimental results, a diameter of about 200 microns was the best.
なお上記実施例は、カソード電極１を例にと、って説明
したが、アノード電極１４も同様にして製造される。Although the above embodiment has been described using the cathode electrode 1 as an example, the anode electrode 14 is also manufactured in the same manner.
（発明の効果）
以上説明したように本発明は、
（１）電極素材にアルマイト被膜を形成する工程と、
（２）上記アルマイト被膜に粗面加工を施す工程と、
（３）粗面加工が施されたアルマイト被膜に、アルミナ
微粒子を高温高圧にて溶射することにより、アルマイト
被膜を覆うアルミナ被膜を形成する工程と、
からエツチング用電極を形成するようにしているので、
アルマイト被膜が塩素ガス雰囲気に曝されて腐食するの
を極力防止でき、したがって従来ものよりも著しく寿命
が伸び、またアルマイト被膜が剥離して生じる塵もきわ
めて少くなり、歩留りも著しく向上する。(Effects of the Invention) As explained above, the present invention includes (1) a step of forming an alumite film on an electrode material, (2) a step of roughening the alumite film, and (3) a step of roughening the alumite film. The etching electrode is formed by forming an alumina film covering the alumite film by thermally spraying fine alumina particles at high temperature and pressure onto the applied alumite film.
It is possible to prevent the alumite coating from being corroded by exposure to a chlorine gas atmosphere as much as possible, so the lifespan is significantly longer than that of conventional products, and the amount of dust generated when the alumite coating peels off is extremely reduced, resulting in a significant improvement in yield.
図は本発明の実施例を示すものであって、第１図はプラ
ズマエツチング装置の断面図、第２図（ａ）、 （ｂ
）、 （ｃ）、 （ｄ）は電極の製造工程の説明図
、第３図は電極の断面図である。
１４・・・電極
・・・電極素材
・・アルマイト被膜
・・・アルミナ微粒子The figures show embodiments of the present invention, in which Figure 1 is a sectional view of a plasma etching apparatus, Figures 2 (a) and (b).
), (c), and (d) are explanatory diagrams of the manufacturing process of the electrode, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the electrode. 14... Electrode... Electrode material... Alumite coating... Alumina fine particles
Claims (3)
微粒子を高温高圧にて溶射することにより、アルマイト
被膜を覆うアルミナ被膜を形成する工程と、 から成ることを特徴とする半導体ウェハーのエッチング
用電極の製造方法。(3) For etching of semiconductor wafers, comprising the steps of: forming an alumina film covering the alumite film by spraying fine alumina particles at high temperature and pressure on the roughened alumite film; Method of manufacturing electrodes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18345289A JPH0347981A (en) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Production of electrode for etching semiconductor wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18345289A JPH0347981A (en) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Production of electrode for etching semiconductor wafer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0347981A true JPH0347981A (en) | 1991-02-28 |
Family
ID=16136028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18345289A Pending JPH0347981A (en) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Production of electrode for etching semiconductor wafer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0347981A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009256800A (en) * | 1994-08-15 | 2009-11-05 | Applied Materials Inc | Corrosion-resistant aluminum article for semiconductor processing equipment |
| JP2012057251A (en) * | 2010-08-13 | 2012-03-22 | Toshiba Corp | Protective film, method for forming the same, apparatus for manufacturing semiconductor, and plasma treatment apparatus |
| CN110318086A (en) * | 2018-03-28 | 2019-10-11 | 姜力 | Electroplating tank structure |
-
1989
- 1989-07-14 JP JP18345289A patent/JPH0347981A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009256800A (en) * | 1994-08-15 | 2009-11-05 | Applied Materials Inc | Corrosion-resistant aluminum article for semiconductor processing equipment |
| JP2012057251A (en) * | 2010-08-13 | 2012-03-22 | Toshiba Corp | Protective film, method for forming the same, apparatus for manufacturing semiconductor, and plasma treatment apparatus |
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