JP2001028502A - 高周波またはマイクロ波透過窓 - Google Patents
高周波またはマイクロ波透過窓Info
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- JP2001028502A JP2001028502A JP11201202A JP20120299A JP2001028502A JP 2001028502 A JP2001028502 A JP 2001028502A JP 11201202 A JP11201202 A JP 11201202A JP 20120299 A JP20120299 A JP 20120299A JP 2001028502 A JP2001028502 A JP 2001028502A
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- Japan
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- plasma
- microwave
- sintered body
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマに対する耐食性が高く、プラズマに
よってパーティクルが発生し難く、かつ発熱、割れ等が
発生し難い高周波またはマイクロ波透過窓を提供するこ
と。 【解決手段】 高周波またはマイクロ波によりプラズマ
処理を行うプラズマ処理装置に装着される高周波または
マイクロ波透過窓であり、中心線平均表面粗さが２μｍ
以下、１０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲の高周波領域で誘
電損失ｔａｎδが５×１０−３以下のセラミックス焼結
体からなる。
よってパーティクルが発生し難く、かつ発熱、割れ等が
発生し難い高周波またはマイクロ波透過窓を提供するこ
と。 【解決手段】 高周波またはマイクロ波によりプラズマ
処理を行うプラズマ処理装置に装着される高周波または
マイクロ波透過窓であり、中心線平均表面粗さが２μｍ
以下、１０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲の高周波領域で誘
電損失ｔａｎδが５×１０−３以下のセラミックス焼結
体からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
おいて高周波またはマイクロ波によりプラズマ処理を行
う際に用いられる高周波またはマイクロ波透過窓に関す
る。
おいて高周波またはマイクロ波によりプラズマ処理を行
う際に用いられる高周波またはマイクロ波透過窓に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの製造におけるシリコン
ウエハ用ドライエッチング装置は、高周波またはマイク
ロ波を使用することによりプラズマを発生させ、このプ
ラズマによりシリコンウエハをドライエッチングするも
のであり、従来このような装置に用いられる部材の材料
として石英ガラスが高純度部材が得られるため多用され
ている。その他、一般的なアルミナセラミックスも使用
されてきた。
ウエハ用ドライエッチング装置は、高周波またはマイク
ロ波を使用することによりプラズマを発生させ、このプ
ラズマによりシリコンウエハをドライエッチングするも
のであり、従来このような装置に用いられる部材の材料
として石英ガラスが高純度部材が得られるため多用され
ている。その他、一般的なアルミナセラミックスも使用
されてきた。
【０００３】ところで、この種の高周波またはマイクロ
波を使用する装置においては、高周波またはマイクロ波
透過窓を設け、高周波またはマイクロ波を伝搬する導波
管部とプラズマ（発生部）処理部とを分離し、プラズマ
処理部内でドライエッチングすることが行われている
が、この高周波またはマイクロ波透過窓にも他の部材と
同様、石英ガラスや一般的な酸化アルミニウムセラミッ
クスが使用されている。
波を使用する装置においては、高周波またはマイクロ波
透過窓を設け、高周波またはマイクロ波を伝搬する導波
管部とプラズマ（発生部）処理部とを分離し、プラズマ
処理部内でドライエッチングすることが行われている
が、この高周波またはマイクロ波透過窓にも他の部材と
同様、石英ガラスや一般的な酸化アルミニウムセラミッ
クスが使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、石英ガ
ラスはプラズマに対する耐食性が高くはなく、プラズマ
による腐蝕が著しいので、石英ガラス製の高周波または
マイクロ波透過窓は短時間で部品の交換のため運転を停
止しなければならず、デバイスの生産効率低下を引き起
こす。一方、アルミナセラミックスは石英ガラスよりは
耐食性が高いものの、粒子脱落によるパーティクルが発
生することがあり、高周波またはマイクロ波透過窓とし
て必ずしも十分とはいえず、また発熱等によるロスや局
所的な割れ等が発生することもある。
ラスはプラズマに対する耐食性が高くはなく、プラズマ
による腐蝕が著しいので、石英ガラス製の高周波または
マイクロ波透過窓は短時間で部品の交換のため運転を停
止しなければならず、デバイスの生産効率低下を引き起
こす。一方、アルミナセラミックスは石英ガラスよりは
耐食性が高いものの、粒子脱落によるパーティクルが発
生することがあり、高周波またはマイクロ波透過窓とし
て必ずしも十分とはいえず、また発熱等によるロスや局
所的な割れ等が発生することもある。
【０００５】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、プラズマに対する耐食性が高く、プラズマに
よってパーティクルが発生し難く、かつ発熱、割れ等が
発生し難い高周波またはマイクロ波透過窓を提供するこ
とを目的とする。
であって、プラズマに対する耐食性が高く、プラズマに
よってパーティクルが発生し難く、かつ発熱、割れ等が
発生し難い高周波またはマイクロ波透過窓を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、中心線平均表面粗さお
よび所定の高周波領域での誘電損失ｔａｎδを所定値以
下にしたセラミックス焼結体で高周波またはマイクロ波
透過窓を構成することにより、プラズマに対する耐食性
が高くまたプラズマによってパーティクルが発生し難
く、かつ発熱、割れ等が発生し難くなることを見出し本
発明を完成するに至った。
を解決すべく鋭意検討した結果、中心線平均表面粗さお
よび所定の高周波領域での誘電損失ｔａｎδを所定値以
下にしたセラミックス焼結体で高周波またはマイクロ波
透過窓を構成することにより、プラズマに対する耐食性
が高くまたプラズマによってパーティクルが発生し難
く、かつ発熱、割れ等が発生し難くなることを見出し本
発明を完成するに至った。
【０００７】すなわち、第１発明は、高周波またはマイ
クロ波によりプラズマ処理を行うプラズマ処理装置に装
着される高周波またはマイクロ波透過窓であって、中心
線平均表面粗さが２μｍ以下、１０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚ
の範囲の高周波領域で誘電損失ｔａｎδが５×１０−３
以下のセラミックス焼結体からなることを特徴とする高
周波またはマイクロ波透過窓を提供する。
クロ波によりプラズマ処理を行うプラズマ処理装置に装
着される高周波またはマイクロ波透過窓であって、中心
線平均表面粗さが２μｍ以下、１０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚ
の範囲の高周波領域で誘電損失ｔａｎδが５×１０−３
以下のセラミックス焼結体からなることを特徴とする高
周波またはマイクロ波透過窓を提供する。
【０００８】第２発明は、第１発明において、前記セラ
ミックス焼結体は、希土類酸化物および酸化アルミニウ
ムのうち少なくとも１種を含むことを特徴とする高周波
またはマイクロ波透過窓を提供する。
ミックス焼結体は、希土類酸化物および酸化アルミニウ
ムのうち少なくとも１種を含むことを特徴とする高周波
またはマイクロ波透過窓を提供する。
【０００９】第３発明は、第１発明または第２発明にお
いて、前記セラミックス焼結体は、ＳｉＯ２量が０．１
重量％を超え１０重量％以下であることを特徴とする高
周波またはマイクロ波透過窓を提供する。
いて、前記セラミックス焼結体は、ＳｉＯ２量が０．１
重量％を超え１０重量％以下であることを特徴とする高
周波またはマイクロ波透過窓を提供する。
【００１０】本発明によれば、一般的に石英ガラスより
も耐食性が高いセラミックス焼結体を用いたのでプラズ
マに対する耐食性が高く、また中心線平均表面粗さを２
μｍ以下としたので、粒子脱落によるパーティクルが生
じにくい。また、１０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲の高周
波領域で誘電損失ｔａｎδが５×１０−３以下であるの
で、発熱によるロスが少なくまた割れも発生し難い。
も耐食性が高いセラミックス焼結体を用いたのでプラズ
マに対する耐食性が高く、また中心線平均表面粗さを２
μｍ以下としたので、粒子脱落によるパーティクルが生
じにくい。また、１０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲の高周
波領域で誘電損失ｔａｎδが５×１０−３以下であるの
で、発熱によるロスが少なくまた割れも発生し難い。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明の高周波またはマイクロ波透過窓は、ド
ライエッチングに代表される腐食性ガスのプラズマ雰囲
気で用いられるものであり、中心線平均表面粗さＲａが
２μｍ以下、１０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲の高周波領
域で誘電損失ｔａｎδが５×１０−３以下のセラミック
ス焼結体からなるものである。
明する。本発明の高周波またはマイクロ波透過窓は、ド
ライエッチングに代表される腐食性ガスのプラズマ雰囲
気で用いられるものであり、中心線平均表面粗さＲａが
２μｍ以下、１０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲の高周波領
域で誘電損失ｔａｎδが５×１０−３以下のセラミック
ス焼結体からなるものである。
【００１２】高周波またはマイクロ波透過窓としてセラ
ミックス焼結体を用いるのは、セラミックス焼結体は一
般的に石英ガラスよりも耐食性が高く、高周波またはマ
イクロ波透過窓としてより適しているからである。
ミックス焼結体を用いるのは、セラミックス焼結体は一
般的に石英ガラスよりも耐食性が高く、高周波またはマ
イクロ波透過窓としてより適しているからである。
【００１３】また、高周波またはマイクロ波透過窓を構
成するセラミックス焼結体の中心線平均表面粗さＲａを
２μｍ以下としたのは、Ｒａが２μｍを超えると、腐蝕
性ガス中での使用の際に腐蝕されてパーティクルを発生
させやすくなるからである。
成するセラミックス焼結体の中心線平均表面粗さＲａを
２μｍ以下としたのは、Ｒａが２μｍを超えると、腐蝕
性ガス中での使用の際に腐蝕されてパーティクルを発生
させやすくなるからである。
【００１４】また、１０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲の高
周波領域で誘電損失ｔａｎδを５×１０−３以下とした
のは、誘電損失ｔａｎδが５×１０−３を超えると、印
加出力により発熱しやすくそれがロスとなるため装置的
に不適当であり、また、使用中に局部的な発熱を招くお
それがあり割れ等の原因となるからである。
周波領域で誘電損失ｔａｎδを５×１０−３以下とした
のは、誘電損失ｔａｎδが５×１０−３を超えると、印
加出力により発熱しやすくそれがロスとなるため装置的
に不適当であり、また、使用中に局部的な発熱を招くお
それがあり割れ等の原因となるからである。
【００１５】高周波またはマイクロ波透過窓を構成する
セラミックス焼結体としては、石英ガラスよりも耐食性
が大きいものであれば特に限定されないが、希土類酸化
物および酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）の
少なくとも１種を含むものが好ましい。これらを使用す
ることにより優れた耐食性を得ることができ、パーティ
クルの発生をより少なくすることができる。
セラミックス焼結体としては、石英ガラスよりも耐食性
が大きいものであれば特に限定されないが、希土類酸化
物および酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ２Ｏ３）の
少なくとも１種を含むものが好ましい。これらを使用す
ることにより優れた耐食性を得ることができ、パーティ
クルの発生をより少なくすることができる。
【００１６】特に、希土類酸化物および酸化アルミニウ
ムをそれぞれ単独で用いるよりも、これらを複合化する
ことにより耐食性を一層高めることが可能である。
ムをそれぞれ単独で用いるよりも、これらを複合化する
ことにより耐食性を一層高めることが可能である。
【００１７】希土類酸化物としては酸化イットリウム
（イットリア：Ｙ２Ｏ３）を用いることが好ましい。酸
化イットリウムと酸化アルミニウムとを複合化すること
により、酸化イットリウム−酸化アルミニウム化合物あ
るいはそれらの混合物が形成される。これらの化合物は
腐蝕性の高いプラズマに対する耐食性が極めて高く、高
周波またはマイクロ波透過窓の特性が最大限に発揮され
る。酸化イットリウム−酸化アルミニウム化合物として
は、例えば、ＹＡｌＯ３、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９、Ｙ３Ａｌ５
Ｏ１２（ＹＡＧ：イットリウム−アルミニウム−ガーネ
ット）等がある。
（イットリア：Ｙ２Ｏ３）を用いることが好ましい。酸
化イットリウムと酸化アルミニウムとを複合化すること
により、酸化イットリウム−酸化アルミニウム化合物あ
るいはそれらの混合物が形成される。これらの化合物は
腐蝕性の高いプラズマに対する耐食性が極めて高く、高
周波またはマイクロ波透過窓の特性が最大限に発揮され
る。酸化イットリウム−酸化アルミニウム化合物として
は、例えば、ＹＡｌＯ３、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９、Ｙ３Ａｌ５
Ｏ１２（ＹＡＧ：イットリウム−アルミニウム−ガーネ
ット）等がある。
【００１８】また、ＳｉＯ２は焼結助剤として添加する
ことができるが、ＳｉＯ２量は０．１重量％を超え１０
重量％以下であることが好ましい。０．１重量％以下で
あると焼結助剤としての効果が不十分であり焼結密度が
不十分となるおそれがある。焼結密度が不十分であると
気孔部からガス、ダストが発生しやすく高真空下でのエ
ッチング処理には不適当となる。一方、１０重量％を超
えるとＳｉＯ２の一部が粒界に析出し選択的に腐蝕され
てパーティクルとなるおそれがある。
ことができるが、ＳｉＯ２量は０．１重量％を超え１０
重量％以下であることが好ましい。０．１重量％以下で
あると焼結助剤としての効果が不十分であり焼結密度が
不十分となるおそれがある。焼結密度が不十分であると
気孔部からガス、ダストが発生しやすく高真空下でのエ
ッチング処理には不適当となる。一方、１０重量％を超
えるとＳｉＯ２の一部が粒界に析出し選択的に腐蝕され
てパーティクルとなるおそれがある。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。酸
化イットリウム（イットリア）および酸化アルミニウム
（アルミナ）、または酸化アルミニウム単独と、ＳｉＯ
２とをポリエチレンポット中に装入し、さらにイオン交
換水、有機バインダー、分散剤および鉄芯入りナイロン
ボールを装入して２４時間混合した。得られたスラリー
をスプレードライヤーにより乾燥させ、顆粒を作成し
た。この顆粒を冷間静水圧成形（ＣＩＰ）した後、生加
工し、高周波またはマイクロ波透過窓形状を作成した
後、大気雰囲気で焼成し所定の仕上げ加工を行い表１の
材料からなる高周波またはマイクロ波透過窓製品とし
た。これをＥＣＲ型エッチング装置に組み込みＣＦ４＋
Ｏ２のプラズマを発生させて１０００時間の連続運転を
行い、処理に用いたウエハ上のパーティクル数測定、お
よび透過窓の割れや欠け等の以上の有無を確認した。ま
た、これら高周波またはマイクロ波透過窓はＲａおよび
ｔａｎδの値を予め測定した。なお、中心線平均表面粗
さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１「表面粗さ」に従
って測定した。その結果を表１に示す。表１中Ｎｏ．
１，２，５，６は本発明の範囲内である実施例であり、
Ｎｏ．３，４，７，８は本発明の範囲からＲａまたはｔ
ａｎδの値が外れる比較例である。比較例のうちｔａｎ
δが高いものは酸化アルミニウム原料としてアルカリ金
属を多く含む低純度品を用いた。
化イットリウム（イットリア）および酸化アルミニウム
（アルミナ）、または酸化アルミニウム単独と、ＳｉＯ
２とをポリエチレンポット中に装入し、さらにイオン交
換水、有機バインダー、分散剤および鉄芯入りナイロン
ボールを装入して２４時間混合した。得られたスラリー
をスプレードライヤーにより乾燥させ、顆粒を作成し
た。この顆粒を冷間静水圧成形（ＣＩＰ）した後、生加
工し、高周波またはマイクロ波透過窓形状を作成した
後、大気雰囲気で焼成し所定の仕上げ加工を行い表１の
材料からなる高周波またはマイクロ波透過窓製品とし
た。これをＥＣＲ型エッチング装置に組み込みＣＦ４＋
Ｏ２のプラズマを発生させて１０００時間の連続運転を
行い、処理に用いたウエハ上のパーティクル数測定、お
よび透過窓の割れや欠け等の以上の有無を確認した。ま
た、これら高周波またはマイクロ波透過窓はＲａおよび
ｔａｎδの値を予め測定した。なお、中心線平均表面粗
さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１「表面粗さ」に従
って測定した。その結果を表１に示す。表１中Ｎｏ．
１，２，５，６は本発明の範囲内である実施例であり、
Ｎｏ．３，４，７，８は本発明の範囲からＲａまたはｔ
ａｎδの値が外れる比較例である。比較例のうちｔａｎ
δが高いものは酸化アルミニウム原料としてアルカリ金
属を多く含む低純度品を用いた。
【００２０】表１に示すように本発明の範囲内であるＮ
ｏ．１，２，５，６ではパーティクル発生数が少なく、
かつ製品には異常が認められず、高周波またはマイクロ
波透過窓として優れているものであることが確認され
た。
ｏ．１，２，５，６ではパーティクル発生数が少なく、
かつ製品には異常が認められず、高周波またはマイクロ
波透過窓として優れているものであることが確認され
た。
【００２１】これに対して比較例であるＮｏ．３，４，
７，８のうち、Ｒａが本発明の範囲を外れるＮｏ．３，
７ではいずれもパーティクルが多く発生した。またｔａ
ｎδが本発明の範囲を外れるＮｏ．４，８ではパーティ
クル数は少なかったが、運転途中に赤熱のため破損し
た。
７，８のうち、Ｒａが本発明の範囲を外れるＮｏ．３，
７ではいずれもパーティクルが多く発生した。またｔａ
ｎδが本発明の範囲を外れるＮｏ．４，８ではパーティ
クル数は少なかったが、運転途中に赤熱のため破損し
た。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一般的に石英ガラスよりも耐食性が高いセラミックス焼
結体を用いたのでプラズマに対する耐食性が高く、また
中心線平均表面粗さを２μｍ以下としたので、粒子脱落
によるパーティクルが生じにくい。また、１０ＭＨｚ〜
１０ＧＨｚの範囲の高周波領域で誘電損失ｔａｎδが５
×１０−３以下であるので、発熱によるロスが少なくま
た割れも発生し難い。このため、シリコンウエハ等の処
理において歩留まり向上を図ることができるとともに、
長寿命化により連続運転が可能となってメンテナンス頻
度を低下させることができ、生産性向上への寄与が極め
て大きい。
一般的に石英ガラスよりも耐食性が高いセラミックス焼
結体を用いたのでプラズマに対する耐食性が高く、また
中心線平均表面粗さを２μｍ以下としたので、粒子脱落
によるパーティクルが生じにくい。また、１０ＭＨｚ〜
１０ＧＨｚの範囲の高周波領域で誘電損失ｔａｎδが５
×１０−３以下であるので、発熱によるロスが少なくま
た割れも発生し難い。このため、シリコンウエハ等の処
理において歩留まり向上を図ることができるとともに、
長寿命化により連続運転が可能となってメンテナンス頻
度を低下させることができ、生産性向上への寄与が極め
て大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大滝 浩通 宮城県仙台市泉区明通三丁目５番 株式会 社日本セラテック本社工場内 (72)発明者 岸 幸男 宮城県仙台市泉区明通三丁目５番 株式会 社日本セラテック本社工場内 Ｆターム(参考） 4G030 AA12 AA36 AA37 BA33 4G031 AA08 AA29 AA30 BA26 5F004 AA16 BA14 BA20 BB11 BB14 BB29 DA01 DA26 5J011 FA00
Claims (3)
- 【請求項１】 高周波またはマイクロ波によりプラズマ
処理を行うプラズマ処理装置に装着される高周波または
マイクロ波透過窓であって、 中心線平均表面粗さが２μｍ以下、１０ＭＨｚ〜１０Ｇ
Ｈｚの範囲の高周波領域で誘電損失ｔａｎδが５×１０
−３以下のセラミックス焼結体からなることを特徴とす
る高周波またはマイクロ波透過窓。 - 【請求項２】 前記セラミックス焼結体は、希土類酸化
物および酸化アルミニウムのうち少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の高周波またはマイク
ロ波透過窓。 - 【請求項３】 前記セラミックス焼結体は、ＳｉＯ２量
が０．１重量％を超え１０重量％以下であることを特徴
とする請求項１または請求項２に記載の高周波またはマ
イクロ波透過窓。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11201202A JP2001028502A (ja) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | 高周波またはマイクロ波透過窓 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11201202A JP2001028502A (ja) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | 高周波またはマイクロ波透過窓 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001028502A true JP2001028502A (ja) | 2001-01-30 |
Family
ID=16437050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11201202A Pending JP2001028502A (ja) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | 高周波またはマイクロ波透過窓 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001028502A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7022636B2 (en) | 2001-10-03 | 2006-04-04 | Kyocera Corporation | Ceramic member for semiconductor manufacturing equipment |
| JP2010515827A (ja) * | 2007-01-11 | 2010-05-13 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマチャンバ材料としてのイットリウム酸化物の寿命の延長 |
-
1999
- 1999-07-15 JP JP11201202A patent/JP2001028502A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7022636B2 (en) | 2001-10-03 | 2006-04-04 | Kyocera Corporation | Ceramic member for semiconductor manufacturing equipment |
| JP2010515827A (ja) * | 2007-01-11 | 2010-05-13 | ラム リサーチ コーポレーション | プラズマチャンバ材料としてのイットリウム酸化物の寿命の延長 |
| US8585844B2 (en) | 2007-01-11 | 2013-11-19 | Lam Research Corporation | Extending lifetime of yttrium oxide as a plasma chamber material |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071113 |