CN1738920A - 等离子体处理装置用的部件、处理装置用的部件、等离子体处理装置、处理装置以及等离子体处理方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明，在使得由处理容器内的铝合金构成的被处理体的温度处于预定温度的状态下，从处理气体供给源向处理容器内导入氧气和氪气的混合气体，通过微波在处理容器内产生等离子体。通过由此而产生的氧自由基在被处理体的表面进行自由基氧化处理，可在被处理体的表面形成致密且耐腐蚀性强的氧化物覆膜。

Description

等离子体处理装置用的部件、处理装置用的部件、 等离子体处理装置、处理装置以及等离子体处理方法

技术领域

本发明涉及等离子体处理装置用的部件、处理装置用的部件、等离子体处理装置、处理装置以及等离子体处理方法。

背景技术

对于在进行等离子体处理的装置中所使用的部件、例如处理室来说，虽然从考虑减轻重量的角度出发而使用了铝合金，但为了防止在通过等离子体来离解各种气体时的、以离子为首的活性物或腐蚀性气体腐蚀处理室的内壁，对处理室的内壁预先进行氧化处理以在其表面形成耐腐蚀性的Al₂O₃的覆膜。

当前，所述氧化处理根据被称为阳极氧化处理的方法来进行实施(例如，日本国专利公开公报特开平7-216589号公报)。

由阳极氧化处理形成的Al₂O₃覆膜基本上是多孔质的膜层，其表面也呈凹凸状。因此膜层在高温水蒸气的作用下等，膜层的分子中吸入水分而使之膨胀，进行填充空隙等的后处理。

但即使实施这样的后处理，一般来说，在高真空度下进行处理的等离子体装置的处理容器的处理室中，如果使用阳极氧化处理的铝合金，则需要很长的时间才能达到预定的真空度。这是在装置的调试时可见的一种很显著的现象。

这是由于阳极氧化处理的铝合金表面的氧化物覆膜实质上是多孔质的，从而由于存在除气问题或在膜层内形成了残留空隙，使得抽真空至预定的真空度花费了长于所需的时间。

发明内容

本发明是鉴于所述几点而作出的，其目的在于：对以等离子体处理装置或处理装置的处理室为首的这些处理装置中所使用的各种部件，进而对装置自身形成比以往致密且耐腐蚀性提高了的覆膜。本发明的另一目的是提供一种适于形成这种覆膜的等离子体处理方法。

为达成所述目的，本发明的等离子体处理装置用的部件被使用于实施等离子体处理的等离子体处理装置中，且至少一部分是被暴露在等离子中的部件，所述部件由铝或铝合金构成，且在暴露在等离子体部分的表面上具有在等离子体处理下被氧化的氧化物覆膜。

作为在所述等离子体处理下被氧化的氧化物覆膜，例如可将被等离子体产生的氧自由基氧化的氧化物覆膜作为一个示例。

根据发明人员的验证，通过等离子体处理，例如通过由等离子体产生的氧自由基而在铝或铝合金的表面上形成的氧化物覆膜，具有极其致密且表面平坦的性质，并在覆膜内几乎不存在空隙。此外还获知所述氧化物覆膜坚固且其耐腐蚀性也提高了。从而具有这种覆膜的部件非常适用于暴露在等离子体下的部件。例如若在以等离子体处理装置的处理容器为首的各种减压装置的处理室构成部件中使用实施了这种处理的部件，则与以往相比，可缩短抽真空至预定真空度的时间。氧自由基进行的氧化将在后面叙述，例如将含有氧气的气体进行等离子化，从而可对这些铝或铝合金的表面进行所述等离子体处理。

在作为本发明对象的部件中，除了已经叙述过的处理室之外，还可举出例如承载基板的承载台、电极、闸门阀、对处理室内部进行排气时的排气管。

本发明的等离子体处理装置用的部件由铝或铝合金构成，此外在暴露在等离子体中的部分的表面上也可具有含有微量惰性气体成分的铝或铝合金的氧化物覆膜。通过含有惰性气体，可抑制膜应力，提高粘着力或可靠性。作为惰性气体，特别优选氪气(Kr)。

根据另一观点，本发明的等离子体处理装置用的部件由铝合金构成，所述铝合金是在铝中含有镁、锶或钡中的至少一种的铝合金，此外在暴露于等离子体中的部分的表面上具有氧化物覆膜，所述氧化物覆膜可以含有铝的氧化物和镁、锶或钡的各种氧化物中的至少一种氧化物。所述等离子体处理装置用的部件进一步提高了其耐腐蚀性。

所述铝合金也可至少含有锆，或至少含有铪，在含有这些元素的情况下可以提高机械强度。

此外，所述铝合金中的Fe、Mn、Cr、Zn的含有率最好都在0.01％重量以下。这是由于若过多含有这些金属，会使得耐腐蚀性劣化。

从上述的氧化物覆膜的性质出发，建议用于在处理容器内用强反应性的气体或药液对被处理体进行处理的处理装置中，且对于至少一部分暴露于所述气体或药液的部件进行使用。

即，本发明的处理装置用的部件用于在处理容器内用强反应性的气体或药液对被处理体进行处理的处理装置中，并且至少其中一部分被暴露于所述气体或药液的部件，其特征在于，所述部件由铝或铝合金构成，并在暴露于所述气体或药液的部分的表面上具有由等离子体处理进行氧化所得的氧化物覆膜。

作为由等离子体处理进行氧化所得的氧化物覆膜，可以例举例如由等离子体产生的氧自由基进行氧化而得的氧化物覆膜。

作为强反应性的气体或药液，可以例举Cl系气体、F系气体、HCl、H₂SO₄、HF。此外，作为暴露于所述气体或药液中的部件，除已经叙述过的处理室、承载台、闸门阀外，还可以一并例举药液槽、供给管、包括排气管在内的各种配管、用于排气的泵的部件(例如叶片)。

作为处理装置的示例，有制造半导体装置或液晶显示装置等电子设备时的蚀刻装置、沉积装置，其它的电子设备制造装置一般还有通过药液洗净的洗净装置或各种加热处理装置等处理装置，以及产生等离子体进行等离子体处理的等离子体处理装置。

此外，本发明的处理装置用的部件由铝或铝合金构成，还可是在暴露于等离子体的部分的表面具有含有微量惰性气体的铝或铝合金的氧化物覆膜。

如前所述，通过含有惰性气体可以抑制膜应力，提高粘着力或可靠性。作为惰性气体首选氪气(Kr)。

此外，本发明的处理装置用的部件由铝合金构成，所述铝合金是在铝中含有镁、锶或钡中的至少一种的铝合金，此外在暴露于等离子体中的部分的表面上具有氧化物覆膜，所述氧化物覆膜可以含有铝的氧化物和镁、锶或钡的各种氧化物中的至少一种氧化物。通过所述组成，提高了耐腐蚀性。

所述铝合金也可至少含有锆，或至少含有铪，在含有这些元素的情况下提高了机械强度。

此外，所述铝合金中的Fe、Mn、Cr、Zn的含有率最好在0.01％重量以下。这是由于若过多含有这些金属，则耐腐蚀性会劣化。

本发明的等离子体处理装置是在处理容器内对基板实施等离子体处理的等离子体处理装置，且暴露于等离子体的部件的至少一部分由铝或铝合金构成，所述铝或铝合金的表面具有由等离子体处理进行氧化而得的氧化物覆膜。

作为由等离子体处理进行氧化而得的氧化物覆膜，可以例举由等离子体产生的氧自由基进行氧化而得的氧化物覆膜。

此外根据其它观点，本发明是在处理容器内对基板实施等离子体处理的等离子体处理装置，暴露于等离子体的部件的至少一部分由铝或铝合金构成，且所述铝或铝合金的表面具有含有微量惰性气体成分的铝或铝合金的氧化物覆膜。作为惰性气体优选氪气(Kr)。

此外根据其它观点，本发明是在处理容器内对基板实施等离子体处理的等离子体处理装置，暴露于等离子体的部件的至少一部分是由在铝中含有镁、锶或钡中的至少一种的铝合金构成的，所述铝合金的表面具有氧化物覆膜，所述氧化物覆膜含有铝的氧化物和镁、锶或钡的各种氧化物中的至少一种氧化物。

所述铝合金也可至少含有锆，或至少含有铪，在含有这些元素的情况下提高可机械强度。

所述铝合金中的Fe、Mn、Cr、Zn的含有率最好在0.01％重量以下。这是由于若过多含有这些金属，则耐腐蚀性会劣化。

此外根据另一观点，本发明是在处理容器内用强反应性的气体或药液对被处理体进行处理的处理装置，其中，暴露于所述气体或药液的部件的至少一部分是由铝或铝合金构成的，且在所述铝或铝合金的表面具有由等离子体处理进行氧化而得的氧化物覆膜。

作为由等离子体处理进行氧化的氧化物覆膜，可以例举由等离子体产生的氧自由基进行氧化而得的氧化物覆膜。

暴露于所述气体或药液的部件的至少一部分由铝或铝合金构成，且所述铝或铝合金的表面可具有含有微量惰性气体成分的铝或铝合金的氧化物覆膜。作为惰性气体优选氪气(Kr)。

此外，暴露于所述气体或药液的部件的至少一部分是由含有镁、锶或钡中的至少一种的铝合金构成的，所述铝合金的表面具有氧化物覆膜，所述氧化物覆膜可以含有铝的氧化物和镁、锶或钡中的至少一种氧化物。

所述铝合金也可至少含有锆，或至少含有铪，在含有这些元素的情况下可提高机械强度。

所述铝合金中的Fe、Mn、Cr、Zn的含有率最好在0.01％重量以下。这是由于若过多含有这些金属，则耐腐蚀性会劣化。

本发明的等离子体处理方法是对处理容器内的被处理体实施等离子体处理的方法，所述方法具有使得在所述处理容器内的由铝或铝合金构成的被处理体的温度处于450℃以下的状态下，通过由等离子体产生的氧自由基在所述处理容器内所述被处理体的表面上进行氧化处理的步骤。

根据发明者们的验证，例如若使用含有氪气的氧气来产生等离子体，则即使由铝或铝合金构成的被处理体的温度处于室温(例如23℃)的状态，该等离子体产生的氧自由基也可对所述被处理体进行适当的氧化处理，在被处理体的表面上形成极为致密无空隙，且表面平坦的Al₂O₃覆膜。

如下式所示，铝或铝合金表面的质地的改变是由氧自由基来进行的。

                       

此外，根据本发明的其它观点，本发明的等离子体处理方法包括以下两个步骤：加热步骤，将由所述处理容器内的铝或铝合金构成的被处理体的温度加热到150℃～250℃；氧化处理步骤，通过由等离子体产生的氧自由基在所述处理容器内所述被处理体的表面上进行氧化处理。

根据发明者们的验证，若将由铝或铝合金构成的被处理体的温度加热到150℃～250℃，通过等离子体产生的氧自由基在处理容器内对所述被处理体进行氧化处理，则也可对不含氪气而是含有其它惰性气体的氧气进行等离子体化，并形成极为致密无空隙，且表面平坦的Al₂O₃覆膜。

若使用在所述的铝合金中含有镁(Mg)的铝合金，则会在铝合金的表面形成含有由氧自由基产生的大量MgO的氧化物覆膜。从而可以提供使耐腐蚀性、强度得以提高的材料。镁的适当含量为0.5％重量～固溶最大量(发明人员认为大约是6.0％重量左右)。

并且，若将含有氪气的氧气进行等离子体化，使得产生氧自由基，则即使是含有0.5％重量、1.0％重量这样极少比率的镁，也可以将镁氧化而得到MgO。

若使用在所述铝合金中含有锶(Sr)的铝合金，则可以在铝合金的表面形成含有大量由氧自由基进行氧化而得的SrO的氧化物覆膜，且可以提供使耐腐蚀性、强度得到提高的材料。

若使用在所述铝合金中含有钡(Ba)的铝合金，则可以在铝合金的表面形成含有大量由氧自由基进行氧化而得的SrO的氧化物覆膜，且可以提供使耐腐蚀性、强度得到提高的材料。

若使用在所述铝合金中含有锆(Zr)的铝合金，则可以提供抑制合金颗粒的成长，使耐腐蚀性和机械强度得到提高的材料。含量在0.1～0.15％重量被认为是合适的。

若使用在所述铝合金中含有铪(Hf)的铝合金，则可以提供抑制了合金颗粒的成长，使耐腐蚀性和机械强度得到提高的材料。含量在0.1～0.15％重量被认为是合适的。

此外，所述铝合金中的Fe、Mn、Cr、Zn的含有率最好都在0.01％重量以下。这是由于若大量含有这些金属，则耐腐蚀性会劣化。

若从所述观点出发，则在对所述铝合金的被处理体进行氧化处理之前，若将所述被处理体维持在450℃以下，并置于氢还原气氛气体的状态下进行前处理，则可以从被处理体中除去这些Fe、Mn、Cr、Zn。

当由等离子体产生氧自由基时，可以使用在含有氧气的气体中混入氪气(Kr)的气体来产生等离子体。通过混入氪气，使得被激励成高能态的氪气与氧气分子(O₂)相碰撞，从而容易生成两个氧自由基，其结果就是可在短时间内生成大量的氧自由基，从而提高氧化效率。

且即使被处理体的温度是室温，也可以对其进行适当地氧化处理。

当产生氧自由基时，也可以使用在含有氧气的气体中混入氩气(Ar)的气体来产生等离子体。由于氩气的操作容易且价格便宜，所以在实际运用中可以利用这些优点。

此外，若使用氪气、氩气等惰性气体产生等离子体来进行氧化处理，例如由氧自由基进行氧化处理，则在产生的氧化物中会含有微量的所述惰性气体成分。由此可以抑制覆膜的膜应力，从而提高粘着力或可靠性。

生成氧自由基时的等离子体源没有特别的限制，例如具有2.45GHz频率的微波等离子体适用于本发明。由于微波等离子体可以说是高密度且Vdc比较低，是稳定的等离子体，所以可在不损害铝或铝合金表面的情况下对被处理体表面进行适当地氧化处理，并形成氧化物覆膜。

由本发明的氧自由基对由铝或铝合金表面形成的被处理体进行的氧化处理，虽然可以形成预期厚度的氧化物覆膜，但也可以建议进行到例如氧自由基与所述被处理体的表面不产生反应，覆膜不成长，即所谓的饱和状态为止。将处理到该种状态的被处理体作为例如等离子体处理装置的处理室壁来使用时，若由该等离子体处理装置对半导体晶片等实施氧化处理或成膜处理等，则可以防止这些处理中需要的氧自由基与处理室内壁产生反应。其结果是，可以提高对氧自由基的半导体晶片等的投入效率，并可实施高效率的处理。

附图说明

图1是用于实施本发明的实施方式的等离子体处理装置的纵截面图；

图2是表示氧化处理前的被处理体的Al₂O₃-Al的纵深分布图表；

图3是表示通过氧自由基对室温的被处理体进行氧化处理时的Al₂O₃-Al的纵深分布的图表；

图4是表示通过氧自由基对200℃的被处理体进行氧化处理时的Al₂O₃-Al的纵深分布的图表；

图5是表示氧化处理前的被处理体MgO-Mg的纵深分布的图表；

图6是表示通过氧自由基对室温的被处理体进行氧化处理时的MgO-Mg的纵深分布的图表；

图7是表示通过氧自由基对200℃的被处理体进行氧化处理时的MgO-Mg的纵深分布的图表；

图8是表示通过含有氪气的气体的氧自由基对25℃的被处理体进行氧化处理时的XPS纵深分布的图表；

图9是表示通过含有氩气的气体的氧自由基对镁含量为2.5％重量的200℃的被处理体进行氧化处理时的XPS纵深分布的图表；

图10是表示通过含有氩气的气体的氧自由基对镁含量为4.5％重量的200℃的被处理体进行氧化处理时的XPS纵深分布的图表；

图11是表示镁含量为1.0％重量的被处理体进行处理前的XPS纵深分布的图表；

图12是表示由含有氪气的气体的氧自由基对镁含量为1.0％重量的200℃的被处理体进行氧化处理时的XPS纵深分布的图表；

图13是表示由含有氪气的气体的氧自由基对镁含量为2.5％重量的200℃的被处理体进行氧化处理时的XPS纵深分布的图表；

图14是表示由含有氪气的气体的氧自由基对镁含量为4.5％重量的200℃的被处理体进行氧化处理时的XPS纵深分布的图表。

符号说明：

1：等离子体处理装置；2：处理容器；3：加热台；5：发热器；

22：介质窗；31：天线部件；32：径向缝隙天线；

37：微波供给装置；W：晶片；T：被处理体

具体实施方式

下面针对本发明的实施方式进行说明。图1简要示出了用于实施本发明方法的等离子体处理装置1的纵截面的状态，该等离子体处理装置1例如具有由铝合金构成、上部开口的有底圆筒状的处理容器2。所述处理容器2接地。在该处理容器2的底部设置有例如用于装载半导体晶片(以下称为晶片)W的加热台3。该加热台3例如由铝合金构成，通过来自于设置在处理容器2的外部的交流电源4的供电使加热台3内的发热器5发热，从而可将加热台3上的基板、试料或被处理体加热到300℃左右。

在处理容器2的底部设置有排气管12，该排气管12用于通过涡轮分子泵等排气装置11将处理容器2内的气氛气体排出。此外，在处理容器2的侧壁设置有用于供给来自处理气体供给源13的处理气体的供给管14。在本实施方式中，处理气体供给源13连接有氧化气体(O₂)和惰性气体氩(Ar)的各个供给源15、16。

在处理容器2的上部开口处通过用于确保气密性的O形环状等的密封件21设置有例如由石英玻璃构成的介质窗22。通过该介质窗22在处理容器2中形成处理空间S。

在介质窗22的上方设置有天线部件31。在本实施方式中天线部件31例如由以下部件构成：径向缝隙天线32，其位于最下面；慢波板(日语原文：遅波板)33，其位于径向缝隙天线32的上部；天线罩34，覆盖慢波板33来保护慢波板33，并对其进行冷却。

径向缝隙天线32由具有导电性的材质、例如铜质薄圆板构成，并具有在该圆板上将一对缝隙排列为同心圆状而形成的结构，其中所述一对缝隙的相交角度呈接近直角的锐角。

在慢波板33的中心配置有泵35，其由具有导电性的材质、例如金属构成，并构成为圆锥形的一部分。该泵35与同轴导波管36的内侧导体36a电导通，其中所述同轴导波管36由内侧导体36a和外管36b来构成。同轴导波管36通过负荷整合器38，使在微波供给装置37发生的例如2.45GHz的微波通过同轴导波管36，并传导给所述天线部件31。

等离子体处理装置1具有以上所述的结构，下面针对本发明实施方式中的等离子体处理方法进行说明。

用于本实施方式的被处理体T由呈方形薄板状的铝合金构成，并在被装载于加热台3上的晶片W的表面上呈放射状附着配置。该铝合金是含有2.5％重量的镁的合金。

加热台3上的晶片W上所附着的被处理体T的温度，可在发热器5的作用下从室温加热到300℃并维持在该温度。这样被处理体T的温度就被维持在预定温度。从供给管14将预定的氧气和氩气的混合气体供给到处理容器2中，同时通过从排气管12排气，从而将处理空间S内设为预定的压力，进而由微波供给装置37产生微波，并通过同轴导波管36将微波传导给天线部件31，使得在处理空间S内产生等离子体，并由此通过在处理容器2内产生的氧自由基对被处理体T的表面进行氧化处理。

所述氧化处理时的等离子体条件如下所述：

气体：1％O₂/Ar

压力：133Pa(1Torr)

微波输出功率：2kW

等离子体照射时间：10min

被处理体温度：室温～200℃

根据图2至图7来说明所述氧化处理的结果。各个图的图表是通过使用NF₃/Ar气体的等离子体蚀刻来分析被处理体T的深度方向的组成的所得的图表，其纵轴左侧的刻度表示蚀刻时间，并以此来表示深度。10min约相当于40nm。

(1)首先是氧化处理前的被处理体T的Al₂O₃-Al的纵深分布，如图2所示。

(2)图3示出了没有加热被处理体T，而是在室温(约23℃)下由氧自由基进行氧化处理时的Al₂O₃-Al的纵深分布。

(3)图4示出了将被处理体T加热到200℃，再由氧自由基进行氧化处理时的Al₂O₃-Al的纵深分布。

由以上各图所示的实验结果可知，首先在氧化处理前的被处理体T的表面上，被自然氧化的Al₂O₃形成到大约15nm深，而更深的地方依然是作为母材的Al。

接下来如图3所示，即使在室温下由氧自由基对被处理体进行氧化处理，虽然与未处理的被处理体T相比形成Al₂O₃的深度多少深了些，但更深的地方依然是作为母材的Al。

与此相对，在将被处理体T加热到200℃，再进行氧化处理的情况下，如图4所示，到经验证的40nm的深度全部形成为Al₂O₃，而没有发现作为母材的Al。

因此若在200℃下对被处理体T施行氧自由基处理，则会形成相当程度厚的Al₂O₃的覆膜。并且形成的覆膜本身与当前由阳极氧化处理而形成的覆膜相比，紧密无空隙，且表面覆膜平坦。

下面根据图5至图7，针对于被处理体T的MgO-Mg的纵深分布进行说明。

(1)氧化处理前的被处理体T的MgO-Mg的纵深分布如图5所示。

(2)没有加热被处理体T，而是在室温(约23℃)下由氧自由基进行氧化处理时的MgO-Mg的纵深分布如图6所示。

(3)将被处理体T加热到200℃，再由氧自由基进行氧化处理时的MgO-Mg的纵深分布如图7所示。

由以上结果可知，首先如图5所示，在氧化处理前的被处理体T的表面没有发现MgO，且从大约25nm的深度开始出现无杂质的Mg。

其次如图6所示，若被处理体T在室温下由氧自由基进行氧化处理，则虽然在大约20nm以下的地方形成MgO，但依然残存有无杂质的Mg。

与此相对，在将被处理体T加热到200℃，再进行氧化处理的情况下，如图7所示，到经验证的40nm的深度全部形成为MgO，而没有发现无杂质的Mg。

因此若在200℃下对被处理体T施行氧自由基处理，则可在所述的Al₂O₃的覆膜中形成大量的MgO。

仅在Al₂O₃的覆膜中存在大量的MgO就可以证明该覆膜是坚固且具有强耐腐蚀性的覆膜。

所述的例子是在将被处理体的温度加热到200℃来进行的，但发明人员认为，在200℃±50℃的范围内、即150℃～250℃的范围内也可得到同样的效果。当被处理体是铝或铝合金的情况时，在没有使这些金属达到软化温度(450℃)的温度条件下进行处理也可以得到同样的效果。

并且如上所述，若使用含有氪气的气体产生氧自由基，则被处理体的温度即使是室温，也可氧化其表面，并形成合适的氧化物覆膜。

图8示出了在使含有4.5％重量的镁的被处理体T的温度为25℃，使用所述等离子体处理装置1进行自由基氧化时的XPS纵深分布。该图的图表中横轴表示膜厚(0表示表面)，纵轴表示各成分的所占比率(at％)。

并且氧化处理时的等离子体条件如下所述：

气体：1％O₂/Kr

压力：133Pa(1Torr)

微波输出功率：2kW

等离子体照射时间：10min

被处理体温度：25℃

由所述结果可知，即使被处理体T的温度是室温25℃，也可在表面上将镁浓缩至30at％，并对此进行氧化。此外，对于覆膜厚度也可形成80nm深度的Al₂O₃，且覆膜中含有大量的MgO。

在该示例中，是对含有4.5％重量的镁的被处理体T进行处理，但对于镁的含量为1.0％重量、2.5％重量的被处理体，若使用含有氪的气体并产生氧自由基，则被处理体的室温即使是室温，也可氧化其表面，并可形成合适的氧化物覆膜。

此外，在使用含有氩气的气体的先前的实施方式中，使用构成被处理体T的铝合金的镁的所占比率是2.5％的铝合金，但根据发明人员的验证，若所占比率为1.0％则得不到那么显著的效果。因此我们可以认为若不是含有某种程度的量的镁的合金，就不能生成预期的MgO，且可以认为镁的量越多，覆膜中生成的MgO就可能越多。

当被处理体是铝合金的情况时，对于例如镁的所占比率为2.5％重量的被处理体和4.5％重量的被处理体，在使用含有氩气的气体进行氧化处理时的XPS纵深分布，分别如图9、图10所示。且等离子体条件如下所示：

气体：1％O₂ /Ar

压力：133Pa(1Torr)

微波输出功率：2kW

等离子体照射时间：10min

被处理体温度：200℃

据此，我们知道镁的含量为4.5％重量的被处理体与含有2.5％重量的被处理体相比，在覆膜中产生有大量的MgO。

但是若使用含有氪气的气体产生氧自由基，并以此来进行氧化处理，例如即使镁的含量为1.0％也可以产生MgO。

图11示出了镁的含量为1.0％重量的被处理体的处理前的XPS纵深分布，图12示出了镁的含量为1.0％重量的被处理体进行自由基氧化处理之后的XPS纵深分布。并且氧化处理时的等离子体条件如下所示：

气体：1％O₂/Kr

压力：133Pa(1Torr)

微波输出功率：2kW

等离子体照射时间：10min

被处理体温度：200℃

由该结果可知，即使是镁的含量为1.0％重量的被处理体，若使用含有氪气的气体产生氧自由基来进行氧化处理，也可在被处理体的表面上将镁浓缩至30at％，并对此进行氧化。从而可以确认在表面形成有强耐腐蚀性的MgO。

当然使用含有氪气的气体产生氧自由基来进行氧化处理的情况时，铝合金的被处理体的镁的含量越高，就会产生越多的MgO，且可存在于覆膜中的更深的地方。

图13示出了相对于镁的含量为2.5％重量的被处理体，由含有氪气的气体产生氧自由基，并进行氧化处理时的XPS纵深分布，图14示出了对镁的含量同样是2.5％重量的被处理体进行氧化处理时的XPS纵深分布。

由这些结果可知，镁的含量越高，产生的MgO就越多，且可存在于覆膜中的更深的地方。从而在任何情况下，表面的镁都可浓缩至30at％。

如上所述，我们认为可采用本发明的铝合金的镁的含量，例如0.5％重量～固溶最大量，更优选合适的是1.0％重量～固溶最大量。

如上所述，若根据本发明的等离子体处理方法，通过氧自由基对由铝合金构成的被处理体进行氧化处理，则可在其表面形成具有相当厚度的强耐腐蚀性的氧化覆膜。因此，鉴于所述方面，例如在所述的等离子体处理装置1中暴露于等离子体的部件，例如处理容器2中的内壁或加热台、其它的排气管12、供给管14、以及虽没有进行图示，但用于运入运出晶片的闸门阀，若使用在其表面上实施由所述的等离子体处理进行的氧自由基的氧化处理的方法，则会有极强的耐用性，且可以提供使抽真空到预定真空度的时间缩短了的等离子体装置。

当然不仅限于这样的处理容器2周围的部件，对于与处理容器中产生的腐蚀性气体相接触的部件，若使用在其表面上实施所述等离子体处理的氧自由基的氧化处理的方法，也可以提高这些部件的耐用性。

另一方面，若换个观点来说，当在这样的处理容器周围的部件上实施由本发明的等离子体处理产生的氧自由基的氧化处理的情况下，若将该氧化处理达到饱和状态(看不到覆膜成长的状态)，例如半导体制造工艺的处理，例如进行蚀刻、成膜等的处理时，当这些处理可以使用氧自由基进行处理时，可以防止应投入到晶片或半导体元件部分中的氧自由基由于对处理容器的蚀刻或对闸门阀进行氧化处理而被消耗的情况。即可以防止氧自由基数量的减少，防止降低首要的处理效率。

因此，若在包括处理容器在内的处理装置的构成材料中使用实施了本发明的等离子体处理的部件，则不仅可提高耐用性，还可以提高原来的处理效率。

并且即使使用还没有氧化处理到饱和状态的部件(例如处理室壁或加热台)，若在氧化处理时的温度(例如150℃～450℃，优选150℃～250℃)以下的温度下运转装置，用于半导体工艺处理而产生的氧自由基也不会与这些部件表面发生反应而无益地被消耗。

另外，在以上的示例中微波的波长是2.45GHz，但并不限定与此，而是可以应用于各种频率的微波。此外等离子体源自身也不限定于微波，例如可使用13.56MHz的高频的各种等离子体源。

此外，本发明的氧化物覆膜用于被等离子体暴露部分以外的部分也是有效果的。即本发明不仅限于等离子体处理装置，一般在制造半导体装置或液晶显示装置等电子设备时的蚀刻装置、沉积装置、其它的电子设备制造装置中，甚至在由药液进行洗净的洗净装置或各种加热处理装置等的处理装置中，对于暴露在反应性、腐蚀性强的气体(例如Cl系气体、F系气体等)的部分，或暴露在反应性、腐蚀性强的药液(HCl、H₂SO₄、HF等)部分的部件也是可以适用的。在这些电子设备制造装置等中使用铝或铝合金的部件在减轻装置的重量方面是很理想的，通过在其部件表面实施本发明的覆膜可以使部件表面平坦，且可提高耐腐蚀性和耐用性。

根据本发明，与以往进行阳极氧化处理的情况相比，可以形成紧密且表面平坦的覆膜，并提高了耐腐蚀性。

工业实用性

本发明对于提高以等离子体处理装置为首的各种处理装置中的、在以处理室为首的各种部件上使用铝或铝合金时的耐腐蚀性方面是极为有效的。

Claims (45)

1.一种等离子体处理装置用的部件，被使用于实施等离子体处理的等离子体处理装置中，且至少其中一部分暴露于等离子体中，

其中，所述部件由铝或铝合金构成，并在暴露于等离子体中的部分的表面上具有由等离子体处理进行氧化所得的氧化物覆膜。

2.一种等离子体处理装置用的部件，被使用于实施等离子体处理的等离子体处理装置中，且至少其中一部分暴露于等离子体中，

其中，所述部件由铝或铝合金构成，并在暴露于等离子体中的部分的表面上具有由氧自由基进行氧化所得的氧化物覆膜。

3.一种等离子体处理装置用的部件，被使用于实施等离子体处理的等离子体处理装置中，且至少其中一部分暴露于等离子体中，

其中，所述部件由铝或铝合金构成，并在暴露于等离子体中的部分的表面上具有含有微量惰性气体成分的铝或铝合金的氧化物覆膜。

4.如权利要求3所述的等离子体处理装置用的部件，其中，所述惰性气体成分是氪气。

5.一种等离子体处理装置用的部件，被使用于实施等离子体处理的等离子体处理装置中，且至少其中一部分暴露于等离子体中，

其中，所述部件由含有镁、锶或钡中的至少一种的铝合金构成，并在暴露于等离子体中的部分的表面上具有氧化物覆膜，

所述氧化物覆膜含有铝的氧化物和镁、锶或钡的各氧化物中的至少一种氧化物。

6.如权利要求1所述的等离子体处理装置用的部件，其中，所述铝合金至少含有锆。

7.如权利要求1所述的等离子体处理装置用的部件，其中，所述铝合金至少含有铪。

8.如权利要求1所述的等离子体处理装置用的部件，其中，

所述铝合金中的Fe、Mn、Cr、Zn的含有率均在0.01％重量以下。

9.一种处理装置用的部件，被使用于在处理容器内用强反应性的气体或药液对被处理体进行处理的处理装置中，并且至少其中一部分被暴露于所述气体或药液中，

其中，所述部件由铝或铝合金构成，并在暴露于所述气体或药液中的部分的表面上具有由等离子体处理进行氧化所得的氧化物覆膜。

10.一种处理装置用的部件，被使用于在处理容器内用强反应性的气体或药液对被处理体进行处理的处理装置中，并且至少其中一部分被暴露于所述气体或药液中，

其中，所述部件由铝或铝合金构成，并在暴露于所述气体或药液中的部分的表面上具有由氧自由基进行氧化所得的氧化物覆膜。

11.一种处理装置用的部件，被使用于在处理容器内用强反应性的气体或药液对被处理体进行处理的处理装置，并且至少其中一部分被暴露于所述气体或药液中，

其中，所述部件由铝或铝合金构成，并在暴露于所述气体或药液中的部分的表面上具有含有微量惰性气体成分的铝或铝合金的氧化物覆膜。

12.如权利要求11所述的处理装置用的部件，其中，所述惰性气体成分是氪气。

13.一种处理装置用的部件，被使用于在处理容器内用强反应性的气体或药液对被处理体进行处理的处理装置中，并且至少其中一部分被暴露于所述气体或药液中，

其中，所述部件由含有镁、锶或钡中的至少一种的铝合金构成，并在暴露于等离子体中的部分的表面上具有氧化物覆膜，

所述氧化物覆膜含有铝的氧化物和镁、锶或钡的各氧化物中的至少一种氧化物。

14.如权利要求9所述的处理装置用的部件，其中，所述铝合金至少含有锆。

15.如权利要求9所述的处理装置用的部件，其中，所述铝合金至少含有铪。

16.如权利要求9所述的处理装置用的部件，其中，

所述铝合金含中的Fe、Mn、Cr、Zn的含有率均在0.01％重量以下。

17.一种等离子体处理装置，在处理容器内对基板实施等离子体处理，其中，

暴露于等离子体中的部件的至少一部分由铝或铝合金构成，所述铝或铝合金的表面上具有由等离子体处理进行氧化所得的氧化物覆膜。

18.一种等离子体处理装置，在处理容器内对基板实施等离子体处理，其中，

暴露于等离子体中的部件的至少一部分由铝或铝合金构成，所述铝或铝合金的表面上具有由氧自由基进行氧化所得的氧化物覆膜。

19.一种等离子体处理装置，在处理容器内对基板实施等离子体处理，其中，

暴露于等离子体中的部件的至少一部分由铝或铝合金构成，

所述铝或铝合金的表面上具有含有微量惰性气体成分的铝或铝合金的氧化物覆膜。

20.如权利要求19所述的等离子体处理装置，其中，所述惰性气体成分是氪气。

21.一种等离子体处理装置，在处理容器内对基板实施等离子体处理，其中，

暴露于等离子体中的部件的至少一部分由含有镁、锶或钡中的至少一种的铝合金构成，

并在所述铝合金的表面上具有氧化物覆膜，

且所述氧化物覆膜含有铝的氧化物和镁、锶或钡的各氧化物中的至少一种氧化物。

22.如权利要求17所述的等离子体处理装置，其中，所述铝合金至少含有锆。

23.如权利要求17所述的等离子体处理装置，其中，所述铝合金至少含有铪。

24.如权利要求17所述的等离子体处理装置，其中，

所述铝合金中的Fe、Mn、Cr、Zn含有率均在0.01％重量以下。

25.一种处理装置，用于在处理容器内用强反应性的气体或药液对被处理体实施处理，其中，

暴露于所述气体或药液中的部件的至少一部分由铝或铝合金构成，并在所述铝或铝合金的表面上具有由等离子体处理进行氧化所得的氧化物覆膜。

26.一种处理装置，用于在处理容器内用强反应性的气体或药液对被处理体实施处理，其中，

暴露于所述气体或药液中的部件的至少一部分由铝或铝合金构成，并在所述铝或铝合金的表面上具有由氧自由基进行氧化所得的氧化物覆膜。

27.一种处理装置，用于在处理容器内用强反应性的气体或药液对被处理体实施处理，其中，

暴露于所述气体或药液中的部件的至少一部分由铝或铝合金构成，并在所述铝或铝合金的表面上具有含有微量惰性气体成分的铝或铝合金的氧化物覆膜。

28.如权利要求27所述的处理装置，其中，所述惰性气体成分是氪气。

29.一种处理装置，用于在处理容器内用强反应性的气体或药液对被处理体实施处理，

暴露于所述气体或药液中的部件的至少一部分由含有镁、锶或钡中的至少一种的铝合金构成，

所述铝合金的表面上具有氧化物覆膜，

所述氧化物覆膜含有铝的氧化物，以及镁、锶或钡的各氧化物中的至少一种。

30.如权利要求25所述的处理装置，其中，所述铝合金至少含有锆。

31.如权利要求25所述的处理装置，其中，所述铝合金至少含有铪。

32.如权利要求25所述的处理装置，其中，所述铝合金中的Fe、Mn、Cr、Zn含有率均在0.01％重量以下。

33.一种等离子体处理方法，用于对处理容器内的被处理体实施等离子体处理，其具有：

在使得由所述处理容器内的铝或铝合金构成的被处理体的温度处于450℃以下的状态下，

通过等离子体产生的氧自由基在所述处理容器内对所述被处理体的表面进行氧化处理的步骤。

34.一种等离子体处理方法，用于对处理容器内的被处理体实施等离子体处理，其具有：

将由所述处理容器内的铝或铝合金构成的被处理体的温度加热到150℃～250℃的步骤；和

通过等离子体产生的氧自由基在所述处理容器内对所述被处理体的表面进行氧化处理的步骤。

35.如权利要求33所述的等离子体处理方法，其中，所述铝合金至少含有镁。

36.如权利要求35所述的等离子体处理方法，其中，镁的含量是0.5％重量～固溶最大量。

37.如权利要求33所述的等离子体处理方法，其中，所述铝合金至少含有锶。

38.如权利要求33所述的等离子体处理方法，其中，所述铝合金至少含有钡。

39.如权利要求33所述的等离子体处理方法，其中，所述铝合金至少含有锆。

40.如权利要求33所述的等离子体处理方法，其中，所述铝合金至少含有铪。

41.如权利要求33所述的等离子体处理方法，其中，

所述铝合金含中的Fe、Mn、Cr、Zn的含有率均在0.01％重量以下。

42.如权利要求33所述的等离子体处理方法，其具有：

对所述铝合金的被处理体进行氧化处理之前，将所述被处理体维持在450℃以下，并置于氢还原气氛气体的状态下的前处理步骤。

43.如权利要求33所述的等离子体处理方法，其中，当产生所述氧自由基时，使用在含有氧气的气体中混入了氪气的气体。

44.如权利要求33所述的等离子体处理方法，其中，当产生所述氧自由基时，使用在含有氧气的气体中混入了氩气的气体。

45.如权利要求33所述的等离子体处理方法，其中，所述等离子体由微波产生。

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