專利名稱：耐熱性優(yōu)良的等離子腐蝕電極及使用它的干腐蝕裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制造半導體裝置時使用的干腐蝕裝置用等離子腐蝕電極及使用它的干腐蝕裝置，進而詳細地是涉及通過環(huán)氧樹脂系粘結劑接合至少由硅制電極板和支承該電極板的臺座構成的2個以上部件的耐熱性優(yōu)良的等離子腐蝕電極及使用它的干腐蝕裝置。
背景技術：
隨著以計算機為代表的信息設備的發(fā)展，對于構成這些設備的主要器件的半導體集成電路，進一步強烈要求提高集成度。在半導體裝置的制造時，從確保性能角度看，原料極不希望在制造工序階段也混入雜質，所以要在清潔室類的清凈環(huán)境下進行作業(yè)。當然，對于構成制造裝置的各部件也需要不產(chǎn)生雜質。
離子注入、干腐蝕、濺射為代表的晶片的處理在稱為腔室的高真空中能夠減壓的反應室內進行，但隨著半導體集成電路的集成度的提高，必須滿足更高水平的純度標準，即使對于腔室或構成它的各部件也要求具有雜質污染少的材料特性。
以干腐蝕為例，若用圖3說明腔室內部的各部件時，通常在腔室內以相對的形式設置由上部電極和下部電極4構成的一對電極，通過下部電極與高頻率電源7連接，在相對的電極間發(fā)生等離子。硅晶片5是通過搭載用材料置于下部電極的正上方，在等離子6氛圍下通過腐蝕氣進行腐蝕處理。
以往，對含有上部電極的等離子腐蝕電極3，在裝置的結構上有形狀復雜的類型，材質大多使用玻璃狀碳或硅或碳化硅(SiC)，但是將這些材料成型為一體時，價格非常高。
為此，對于干腐蝕裝置的上部電極，使用在金屬或金屬氧化物制臺座(或支承環(huán))上接合硅制等的電極板，其接合是通過銦或銀釬焊等的金屬焊接來進行的。金屬釬焊作為導電性及熱傳導性的材質，是沒有特別問題的。
可是，隨著等離子腐蝕裝置的性能提高同時，處理晶片的溫度上升，但對于以往的通過銦等的金屬焊接的接合，雖然具有粘結強度，但耐熱溫度低，即，例如，由于銦的熔點是156℃，所以擔心接合面超過此溫度時會剝落，另外，在制造工序的前處理，例如金屬膜的濺射等底層處理或在高溫作業(yè)時的煩雜，其結果存在著作業(yè)性和處理的費用變高的問題。
進而，釬焊材料本身也成為對于晶片的污染的原因。因此，存在著得不到干腐蝕的良好的腐蝕特性，半導體裝置也就是硅晶片的成品率降低的問題。
因此，為了解決上述問題，在美國專利5,074,456號公開了用含金屬環(huán)氧樹脂接合的上部電極或在美國專利6,073,577號公開了用含金屬粒子的彈性材料接合的上部電極。
按照這些發(fā)明，由于粘結層的厚度均勻薄到金屬粒子的直徑，所以可高精度地接合電極板和臺座，可良好地保持上部電極和下部電極間的平行度的同時，也可除去雜質污染。
可是，這些發(fā)明，在粘結層中可含有金屬填料，但是由于電極板和臺座間的熱傳導率比用釬焊接合時低，所以在電極板的周邊部和中央部存在不均勻，存在腐蝕特性降低的顧慮。
為此，在接合型的等離子腐蝕電極中，在其接合面上必須具有導電性、熱傳導性、耐熱性，強烈希望具有這些優(yōu)良性能的接合型的等離子腐蝕電極。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于解決上述以往的干腐蝕裝置的接合型等離子腐蝕電極所具有的問題點，并提供沒有雜質污染，在電極板和臺座(或支承環(huán))的接合面上具有良好的熱傳導性、導電性及耐熱性，其結果，腐蝕特性提高，硅晶片的成品率高的等離子腐蝕電極及使用它的干腐蝕裝置。
本發(fā)明者們?yōu)榱私鉀Q上述問題，對于最適宜的干腐蝕裝置的等離子腐蝕電極的開發(fā)進行了精心的研究，其結果，發(fā)現(xiàn)作為臺座，采用不用擔心雜質污染的石墨部件，且對臺座和硅晶片制電極板的接合用作為熱傳導性、導電性填料選擇碳粉末并含有聚碳化二亞胺的環(huán)氧樹脂系粘結劑進行時，電極板和臺座的接合即使在高溫下也能堅固，而且電極板和臺座間可以得到良好的熱傳導性和導電性的情況。本發(fā)明是基于這些見解而完成的。
即，按照本發(fā)明之1，提供具有優(yōu)良耐熱性的干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，是由硅制電極板和支持它的臺座構成的，兩者是用粘結劑均勻且堅固地接合的等離子腐蝕電極，其特征是，(a)作為臺座是使用了石墨制作的臺座，(b)作為粘結劑是使用包括含有聚碳化二亞胺樹脂的環(huán)氧樹脂和碳粉末的粘結劑。
按照本發(fā)明之2，提供干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是在第1發(fā)明中的粘結劑，對于環(huán)氧樹脂100重量份是配合聚碳化二亞胺樹脂5～20重量份、碳粉末12～440重量份。
按照本發(fā)明之3，提供干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是在第1發(fā)明中的粘結劑中，進而含有固化劑和固化促進劑。
按照本發(fā)明之4，提供干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是在第3發(fā)明中的固化劑是從胺系化合物、肼系化合物、酚系化合物或者酸酐系化合物中選擇出來的化合物，另一方面，固化促進劑是從咪唑、叔胺、或者金屬絡合物中選擇出來的化合物。
按照本發(fā)明之5，提供干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是在第3發(fā)明中的固化劑或者固化促進劑，對于環(huán)氧樹脂100重量份是配合1～150重量份。
按照本發(fā)明之6，提供干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是在第1發(fā)明中的聚碳化二亞胺樹脂是芳香族系化合物。
按照本發(fā)明之7，提供干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是在第1發(fā)明中的環(huán)氧樹脂是雙酚A型環(huán)氧樹脂。
按照本發(fā)明之8，提供干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是在第1發(fā)明中的碳粉末的楊氏模量是6×109～68×109N/m2。
按照本發(fā)明之9，提供干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是在第1發(fā)明中的臺座，除了與硅制電極板接合的部分，其表面是用玻璃狀的碳涂層。
按照本發(fā)明之10，提供干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是在第9發(fā)明中，涂層了的玻璃狀碳膜的厚度是1～3μm。
按照本發(fā)明之11，提供干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是在第1發(fā)明中的硅制電極板是由單晶硅構成的，而且有貫通孔。
按照本發(fā)明之12，提供裝有發(fā)明1～11中任何一項的干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極的干式腐蝕裝置。
本發(fā)明如上所述，是涉及耐熱性優(yōu)良的干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其是由硅制電極板和支持它的臺座構成的，兩者是用粘結劑均勻且堅固地接合的等離子腐蝕電極，其中，(a)作為臺座是使用了用石墨制作的臺座，(b)作為粘結劑是使用包括含有聚碳化二亞胺樹脂的環(huán)氧樹脂和碳粉末的粘結劑。其優(yōu)選的實施方式包括以下的內容。
(1)發(fā)明中的等離子腐蝕電極是上部電極。
本發(fā)明的等離子腐蝕電極是由硅制電極板和支持它的臺座構成的，兩者是用粘結劑堅固地接合的等離子腐蝕電極，其特征是，(a)作為臺座是使用了用石墨制作的臺座，(b)作為粘結劑是使用包括含有聚碳化二亞胺樹脂的環(huán)氧樹脂和碳粉末。其具有優(yōu)良的耐熱性。
通過這樣的構成，在以往的粘結電極中不能處理的高溫的溫度域內也可以使用，導電性及耐熱性得到了提高。另外不用擔心雜質的污染，可以得到良好的腐蝕特性。因此，能夠提高半導體裝置的成品率，進而電極板和臺座的接合作業(yè)，在室溫下也可以，不需要襯底處理，所以可廉價地制造，降低了制造成本。


圖1是等離子腐蝕電極(上部電極)的模式圖。
圖2是等離子腐蝕電極(上部電極)的立體圖。
圖3是干腐蝕裝置的模式圖。
具體實施例方式
以下，對每個項目詳細地進行說明。
1.等離子腐蝕電極本發(fā)明的等離子腐蝕電極，是由硅制電極板和支持它的臺座構成的，兩者是用粘結劑堅固地接合的等離子腐蝕電極，其特征是，(a)作為臺座是使用了用石墨制作的臺座，(b)作為粘結劑是使用包括含有聚碳化二亞胺樹脂的環(huán)氧樹脂和碳粉末的粘結劑。
所以其耐熱性優(yōu)良。
通常，等離子腐蝕電極(即上部電極)實際上是由二部分組成的，包括對與晶片相對的氣體起分散作用的部分和、固定在裝置上的部分。對與晶片相對的氣體起分散作用的部分是電極板，大多是由硅制成的。另外，固定在裝置上的部件(即臺座)，只要導電性和熱傳導性優(yōu)良就可以，可以從金屬、碳、陶瓷等中選擇。
進而，說明電極板和臺座、接合面。
(1)電極板本發(fā)明的等離子腐蝕電極，通常是使用硅制的電極板，該硅制電極板是在板面上具有多個腐蝕氣體噴出孔的圓板。而且，進行腐蝕時，腐蝕氣體通過上部電極板的氣體噴出孔時被等離子化，其中的反應性離子被吸引到置于下部電極上的硅晶片上進行腐蝕。
作為電極板，對構成基體的硅沒有特殊的限制，但是優(yōu)選的是高純度、高密度的單晶硅。作為這樣的硅可以舉出摻雜材料(摻雜劑)是硼(B)的P型的單晶硅等，該結晶方位是(100)。另外，電阻率，一般是1μΩ·cm～30Ω·cm的范圍。
(2)臺座本發(fā)明的等離子腐蝕電極中，作為與上述硅制電極板內面接合的臺座(或支持環(huán))通常是使用石墨制的。石墨制的臺座，使用石墨制的臺座是因為在腐蝕工序中不會對硅晶片產(chǎn)生雜質污染，可以提高發(fā)生在上部電極的熱的冷卻效率(熱傳導率)。
由于作為冷卻用環(huán)使用了石墨制的臺座，所以優(yōu)選并需要熱傳導性好(即熱傳導率高)，與硅制的電極板的熱膨脹率的差是小的。如果熱傳導性差，熱膨脹率的差大，則在電極上，圓板的中心附近和周邊部產(chǎn)生溫度梯度，這成為造成腐蝕特性不均勻的一個原因。另外，也不能適應硅晶片的大口徑化、處理溫度的高溫化、急熱、急冷處理的要求等。
作為石墨制的臺座，構成基體的石墨沒有特殊的限制，但是因為是在硅晶片腐蝕時的雜質污染少，熱傳導率高，與硅制的電極板的熱膨脹率的差是小的，所以最好使用高純度的。作為這樣的石墨，可以舉出半導體級的，例如，市售的，爐碳社制的CX-2123、CX-2114、CX-2206、E+25和日本碳社制的EGF-262、EGF-264等。
另外，石墨制的臺座也可以是石墨和玻璃狀碳制的復合體。
進而，石墨的表面，最好是用玻璃狀碳涂層的。被涂層的部位，至少是在干腐蝕時可與腐蝕氣體接觸的部位，也就是除與硅制電極板接合的部分的部位，例如，臺座的側面和內面。
涂敷了的玻璃狀碳，其厚度通常是1～3μm，涂敷的方法沒有特別的限制，可以從以往的方法中適宜地選擇出，特別是在石墨上噴涂或含浸某種樹脂，例如聚碳化二亞胺、酚樹脂等，通過煅燒形成玻璃狀的碳被覆層。
含浸處理時，玻璃狀碳層，可以從臺座的表面向內部形成，可以將玻璃狀碳層的厚度做成3μm以上。
該玻璃狀碳層是起到石墨保護層的作用，抑制石墨的粉塵的發(fā)生，對耐腐蝕性是有利的。特別是在干腐蝕時，可以抑制等離子氣氛中的來自石墨的氣體發(fā)生，另外，還可以防止構成石墨表面的氧化層的剝離，附著在晶片上的粒子的產(chǎn)生。
作為玻璃狀碳是難以石墨化的碳或稱為硬碳的，只要是通過有機物質的固相碳化而生成的，使用何種原料及制法都可以，對此沒有特殊的限制。作為原料，可以舉出賽路芬、糠醇等的熱固化樹脂及熱塑性樹脂，另外作為制法，以這些原料為基礎可以提出各種的制法。
(3)接合面(接合層)上述的2個以上的部件是用以下說明的特定的環(huán)氧樹脂系粘結劑接合的，但是為了在裝入裝置時產(chǎn)生等離子，所以接合層需要有導電性。另外，為了冷卻與等離子直接接觸的晶片對向面，固定在裝置的部分雖然可以被冷卻，但是為了有效地進行熱交換，接合層也需要具有熱傳導性。
另外，該接合層的氣體分散側有時可以上升到200℃，所以接合層需要具有耐熱性。
2.粘結劑如上所述，在2個以上的部件接合層上，需要具有導電性、熱傳導性及耐熱性。因此，在本發(fā)明中，用于接合的粘結劑，其特征是含有聚碳化二亞胺樹脂的環(huán)氧樹脂和碳粉末。
另外，在廉價地進行接合時，作為耐熱性的粘結劑也可以考慮硅系粘結劑，但是，熱膨脹率是10-4/℃，所以作為接合材料的硅和石墨(熱膨脹率是10-6/℃)都使用在高溫下時，熱膨脹率的差也可以大到2位數(shù)字，有可能使接合部產(chǎn)生剝離，所以在本發(fā)明中沒有使用。另外，環(huán)氧樹脂粘結劑，由于熱膨脹率是10-5/℃的單位，所以與硅粘結劑比較，熱膨脹率的差更小，剝離的可能性減少。
(1)聚碳化二亞胺樹脂作為聚碳化二亞胺樹脂，可以使用各種方法制造的產(chǎn)品，基本上是用以往的聚碳化二亞胺樹脂的制造方法(參照美國專利第2941956號說明書、日本專利公告33279/1972等)，具體的是使用通過有機聚異氰酸酯的脫二氧化碳的縮合反應(即脫碳酸縮合反應)來制造的、異氰酸酯末端聚碳酰二亞胺。
上述的制造方法中，作為聚碳化二亞胺的合成原料的有機聚異氰酸酯可以使用芳香族聚異氰酸酯、脂肪族聚異氰酸酯、脂環(huán)族聚異氰酸酯和這些的混合物，具體的可以舉出1，5-萘二異氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、4，4’-二苯基二甲基甲烷二異氰酸酯、1，3-亞苯基二異氰酸酯、1，4-亞苯基二異氰酸酯、2，4-亞甲苯基二異氰酸酯、2，6-亞甲苯基二異氰酸酯、2，4-亞甲苯基二異氰酸酯和2，6-亞甲苯基二異氰酸酯的混合物、六亞甲基二異氰酸酯、環(huán)己烷-1，4-二異氰酸酯、亞二甲苯基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷-4，4’-二異氰酸酯、甲基環(huán)己烷二異氰酸酯、四甲基亞二甲苯基二異氰酸酯、2，6-二異丙基苯基異氰酸酯、1，3，5-三異丙基苯-2，4-二異氰酸酯等。
其中，本發(fā)明所使用的聚碳化二亞胺樹脂，優(yōu)選的是至少由1種的芳香族聚碳化二亞胺樹脂得到的(芳香族聚碳化二亞胺樹脂是指連接在芳香環(huán)上的異氰酸基在一個分子中存在2個以上的異氰酸酯)。
進而，聚碳化二亞胺樹脂，可以舉出芳香族系、脂肪族系、脂環(huán)系化合物等，從耐熱性的觀點看，優(yōu)選的是芳香族化合物。
另外，上述有機二異氰酸酯，可以使用與一異氰酸酯等的碳化二亞胺化合物的末端異氰酸酯反應的化合物，適當?shù)乜刂凭酆隙榷玫降漠a(chǎn)品。
作為這樣鏈終止聚碳化二亞胺的末端而控制其聚合度的一異氰酸酯，可以舉出苯基異氰酸酯、甲苯基異氰酸酯、二甲基苯基異氰酸酯、環(huán)己基異氰酸酯、丁基異氰酸酯、萘基異氰酸酯等。
進而，其他的，作為鏈終止劑，可與末端異氰酸酯反應的化合物，可使用脂肪族化合物、芳香族化合物、指環(huán)族化合物，例如，(1)具有-OH基的甲醇、乙醇、苯酚、環(huán)己醇、N-甲基乙醇胺、聚乙二醇單甲基醚、聚丙二醇單甲基醚；(2)具有＝NH基的二乙基胺、二環(huán)己基胺等；(3)具有-NH2基的丁胺、環(huán)己胺等；(4)具有-COOH基的丙酸、苯甲酸、環(huán)己烷羧酸等；(5)具有-SH基的乙基硫醇、烯丙基硫醇、硫酚等和(6)具有環(huán)氧基等的化合物。
上述的有機二異氰酸酯的脫碳酸縮合反應是在碳化二亞胺化催化劑的存在下進行的，作為碳化二亞胺化催化劑，可以使用1-苯基-2-亞膦基-1-氧化物、3-甲基-1-苯基-2-亞膦基-1-氧化物、1-乙基-2-亞膦基-1-氧化物、3-甲基-2-亞膦基-1-氧化物或者這些的3-亞膦基異構體等的亞膦基氧化物等，這些中，從反應性面上看，優(yōu)選的是3-甲基-1-苯基-2-亞膦基-1-氧化物。
本發(fā)明所使用的聚碳化二亞胺樹脂，與是否使用上述的鏈終止劑無關，其凝膠滲透色譜(GPC)的聚乙烯換算的平均分子量，優(yōu)選的是3,000～50,000、更優(yōu)選的是10,000～30,000、最優(yōu)選的是15,000～25,000，數(shù)均分子量在3000以上，粘結劑可以得到充分的耐熱性，另一方面，超過50,000時，則合成時間加長，不實用。
(2)環(huán)氧樹脂本發(fā)明所涉及的粘結劑，作為所使用的環(huán)氧樹脂可以使用一般公知的環(huán)氧樹脂系粘結劑中的環(huán)氧樹脂。具體的可以舉出雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂型環(huán)氧樹脂、甲酚醛樹脂型環(huán)氧樹脂為代表的縮水甘油基醚型的環(huán)氧樹脂、脂環(huán)式環(huán)氧樹脂、縮水甘油基酯型的環(huán)氧樹脂、縮水甘油基胺型的環(huán)氧樹脂、雜環(huán)式環(huán)氧樹脂、液體橡膠改性環(huán)氧樹脂等的、一個分子中具有2個以上環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂的1種或這些的混合物。優(yōu)選的是雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂型環(huán)氧樹脂、甲酚醛樹脂型環(huán)氧樹脂等。其中最優(yōu)選的是雙酚A型環(huán)氧樹脂。另外，本發(fā)明所使用的環(huán)氧樹脂并不受這些限制，但是上述的聚碳化二亞胺樹脂最好作為固化劑使用。
(3)碳粉末本發(fā)明所涉及的粘結劑中，所使用的碳粉末是用于混練在粘結劑中，是賦予、提高熱傳導性和電傳導性的，起到熱傳導性和電傳導性填料功能作用的。
作為導電性填料，通常知道的有使用銀、銅等金屬或碳粉、鍍銀的微粒子等，但是在本發(fā)明中，從熱穩(wěn)定性和彈性度調整觀點看，是使用碳粉(或石墨粉末)。
由于碳粉的形狀或大小、配合量對導電性的效果是不同的，但是優(yōu)選的是碳粉的粒徑是1～100μm，更優(yōu)選的是10～50μm，作為粒徑的分布希望是比較整齊的。
另外，碳粉優(yōu)選的是楊氏模量為6×109～68×109N/m2的。
(4)粘結劑的組成本發(fā)明中，通過至少混合含有聚碳化二亞胺樹脂的環(huán)氧樹脂和碳粉，而得到粘結劑。
本發(fā)明的粘結劑的組成中，聚碳化二亞胺樹脂的含有量，通常對于環(huán)氧樹脂100重量份，從粘結力的觀點看優(yōu)選的是5～20重量份。含有量低于5重量份時粘結力可能不堅固，另一方面，超過20重量份時，其添加效果不能發(fā)揮。例如，在固化后的剪斷強度試驗(JIS K6850)中，一般在不添加聚碳化二亞胺樹脂時，是15MPa(大約150kg/cm2)，隨著聚碳化二亞胺樹脂的添加，慢慢地剪斷強度上升，在含有量接近5～20重量份時，可達到最大的20MPa以上。
另外，作為碳粉的配合量，對于粘結劑整體100重量份是10～99重量份，即10～99重量％的范圍，特別是從電極本身的電阻考慮，優(yōu)選的是30～80重量份，即30～80重量％的范圍。換句話說含有聚碳化二亞胺樹脂(聚碳化二亞胺+環(huán)氧樹脂)100重量份是使用11～400重量份，對于環(huán)氧樹脂100重量份是使用12～440重量份的范圍。從電極的電阻考慮，對于環(huán)氧樹脂100重量份碳粉的使用量是47～440為優(yōu)選的。
混合的手段雖然沒有特殊的限制，可以舉出用捏合機或熱輥的混合機的熔融混合，或者對聚碳化二亞胺樹脂及環(huán)氧樹脂適當添加惰性的溶劑進行的。
本發(fā)明所涉及的粘結劑中，在不損害本發(fā)明的效果范圍內也可以含有以往粘結劑組合物所使用的各種添加劑和填充料。這樣的添加劑和填充料可以舉出纖維質增強材料、粉末或結晶狀填充材料(例如，熔融硅)、顏料、促進聚碳化二亞胺樹脂和環(huán)氧樹脂的反應固化的固化劑或固化促進劑。特別是含有促進聚碳化二亞胺樹脂和環(huán)氧樹脂的反應固化的固化劑或固化促進劑更為優(yōu)選。作為固化劑或固化促進劑的配合量，對于環(huán)氧樹脂100重量份是1～150重量份的范圍，根據(jù)使用的環(huán)氧樹脂的種類和固化劑的條件可以調節(jié)。
作為固化劑可以舉出二氰基二酰胺等的胺系化合物、肼系化合物、酚系化合物、酸酐系化合物等，另外作為固化促進劑，可以舉出咪唑、叔胺、金屬絡合物等的、可以促進環(huán)氧樹脂和固化劑的反應，而且自身也結合的化合物。
這樣的各種添加劑等可以在上述混合時的同時添加，也可以在上述混合后添加。另外，也可以配合在上述混合前的任何一種的樹脂中。
本發(fā)明所涉及的粘結劑通常加熱到80～200℃，優(yōu)選的是加熱到120～200℃時，可以變化成最終的固化物。
這種固化可以認為在聚碳化二亞胺樹脂中的聚碳化二亞胺基和環(huán)氧基反應產(chǎn)生交聯(lián)而引起的。
實施例以下對本發(fā)明通過使用圖的實施例，及比較例進一步詳細地說明，但是本發(fā)明不受這些實施例的限制。
實施例1～6[等離子腐蝕電極的概要和部件的接合]本發(fā)明的等離子腐蝕電極，即上部電極是硅晶片的干腐蝕裝置中的部件，其干腐蝕裝置的概要如圖3所示，上部電極的概要如圖1及2所示。
作為硅制電極板8，是使用下列的硅板，即對硅(Si)為單結晶、P型(B摻雜)、結晶方位(100)、電阻率15Ω·cm的硅板進行加工，加工成直徑是223.5mm、厚度6.35mm的尺寸，氣體噴出孔11(直徑0.8mm)有3200個。
另外，作為石墨環(huán)(臺座)9使用對LE-CARBON E制E+25的石墨進行加工，做成直徑223.5mm、厚度19mm的尺寸，并帶有固定在裝置上的緣部的形狀。
此硅制電極板8和石墨環(huán)9用粘結劑在接合面10接合，制作成等離子腐蝕電極1～6。上述粘結劑是通過以下制作的，即對于雙酚A型環(huán)氧樹脂100重量份，添加芳香族系聚碳化二亞胺樹脂(日清紡制‘カルボジライト10M-SP’(注冊商標))10重量份和、作為固化劑的二氰基二酰胺10重量份和、作為固化促進劑的咪唑2重量份，進而，對于環(huán)氧樹脂100重量份添加石墨粉(川崎制鐵制HA2500F)12、47、73、110、257、440重量份后混練調整后得到的。
這樣制作的等離子腐蝕電極，作為硅晶片的干腐蝕裝置的電極部件，用于實際的晶片腐蝕。
干腐蝕裝置是LAMRESEARCH社制的Exel4250，作為評價項目，評價整體電阻值、腐蝕率、接合部的耐熱性(在2000W下，腐蝕晶片5分鐘，接著冷卻2分鐘的周期反復進行6000次后，觀察有無剝離)。此外，整體的電阻是用三菱化學社制MCP-T600測定的。其評價結果如表1所示。
表1

比較例1～3與實施例1～6相同地使用硅制電極板8和石墨環(huán)9，在比較例1中，作為金屬釬焊接合，是通過銦(In)，在比較例2中，作為粘結劑是使用對于硅系粘結劑100重量份混練100重量份碳粉(石墨粉)，另外在比較例3中，作為粘結劑是在固化劑中使用了二氰基二胺的環(huán)氧樹脂系粘結劑中混練了碳粉的(石墨粉)(配合比，環(huán)氧樹脂∶二氰基二胺∶石墨粉為100∶10∶110重量份)，在接合面10粘結，與實施例1～6相同地進行實驗。其結果表示在表2中。
表2

從表1和表2可以明顯地看出實施例1～6的電極接合部10耐熱性良好，沒有剝離，另一方面，比較例1、2的電極接合部10在實驗中剝離，耐熱性不好。
因此，本發(fā)明的等離子腐蝕電極，可以提高得到的芯片的成品率，是優(yōu)良的。
另外，作為腐蝕率的規(guī)格最好是在6300±300的范圍，實施例2～6是符合上述規(guī)格范圍的。石墨粉的含有量超過440重量份時，由于粘度的問題難以向接合部10涂敷，腐蝕率也與實施例6幾乎沒有變化。為此，從腐蝕率的點上看，含有碳化二亞胺的環(huán)氧樹脂系粘結劑的石墨粉的含有量，對于環(huán)氧樹脂100重量份最合適的是47～440的范圍內。
權利要求
1.一種具有優(yōu)良耐熱性的干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，是由硅制電極板和支持它的臺座構成的，兩者是用粘結劑均勻且堅固地接合的等離子腐蝕電極，其特征是，(a)作為臺座是使用了石墨制作的臺座，(b)作為粘結劑是使用包括含有聚碳化二亞胺樹脂的環(huán)氧樹脂和碳粉末的粘結劑。
2.如權利要求1所述的干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是粘結劑，對于環(huán)氧樹脂100重量份是配合聚碳化二亞胺樹脂5～20重量份、碳粉末12～440重量份。
3.如權利要求1所述的干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是在粘結劑中，進而含有固化劑和固化促進劑。
4.如權利要求3所述的干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是固化劑是從胺系化合物、肼系化合物、酚系化合物或者酸酐系化合物中選擇出來的化合物，另一方面，固化促進劑是從咪唑、叔胺、或者金屬絡合物中選擇出來的化合物。
5.如權利要求3所述的干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是固化劑或者固化促進劑，對于環(huán)氧樹脂100重量份配合1～150重量份。
6.如權利要求1所述的干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征聚碳化二亞胺樹脂是芳香族系化合物。
7.如權利要求1所述的干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是環(huán)氧樹脂是雙酚A型環(huán)氧樹脂。
8.如權利要求1所述的干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是碳粉末的楊氏模量是6×109～68×109N/m2。
9.如權利要求1所述的干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是臺座，除了與硅制電極板接合的部分，其表面是用玻璃狀的碳涂層。
10.如權利要求9所述的干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是涂層了的玻璃狀碳膜的厚度是1～3μm。
11.如權利要求1所述的干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，其特征是硅制電極板是由單晶硅構成的，而且有貫通孔。
12.裝有權利要求1～11中任一項的干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極的干式腐蝕裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐熱性優(yōu)良的等離子腐蝕電極及使用它的干腐蝕裝置。一種具有優(yōu)良耐熱性的干式腐蝕裝置用的等離子腐蝕電極，是由硅制電極板和支持它的臺座構成的，兩者是用粘結劑均勻且堅固地接合的等離子腐蝕電極，其特征是，(a)作為臺座是使用了石墨制作的臺座，(b)作為粘結劑是使用包括含有聚碳化二亞胺樹脂的環(huán)氧樹脂和碳粉末的粘結劑。其結果，導電性及耐熱性得到了提高。不用擔心雜質的污染，可以得到良好的腐蝕特性。因此，提高了硅晶片的成品率。
文檔編號H01J37/32GK1453830SQ0212699
公開日2003年11月5日 申請日期2002年7月30日 優(yōu)先權日2002年4月22日
發(fā)明者山口彰, 富田秀司 申請人:日清紡績株式會社