JP2001077096A - ウエハ昇降装置の保護部材 - Google Patents
ウエハ昇降装置の保護部材Info
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- JP2001077096A JP2001077096A JP25400099A JP25400099A JP2001077096A JP 2001077096 A JP2001077096 A JP 2001077096A JP 25400099 A JP25400099 A JP 25400099A JP 25400099 A JP25400099 A JP 25400099A JP 2001077096 A JP2001077096 A JP 2001077096A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐プラズマ性に優れ、長時間に亘って安定使
用が可能なプラズマ処理装置のウエハ昇降装置の保護部
材を提供する。 【解決手段】 プラズマ処理装置内のウエハ昇降装置を
保護する中空形状の部材であって、体積比抵抗が１×１
０-2Ω・cm以下、熱伝導率が５Ｗ／ m・Ｋ以上の特性を
備えたガラス状カーボン材により一体型構造に形成され
てなるウエハ昇降装置の保護部材。保護部材の厚さは３
mm以上、外周面の平均面粗さ（Ｒａ）は２．０μm 以下
であることが好ましい。
用が可能なプラズマ処理装置のウエハ昇降装置の保護部
材を提供する。 【解決手段】 プラズマ処理装置内のウエハ昇降装置を
保護する中空形状の部材であって、体積比抵抗が１×１
０-2Ω・cm以下、熱伝導率が５Ｗ／ m・Ｋ以上の特性を
備えたガラス状カーボン材により一体型構造に形成され
てなるウエハ昇降装置の保護部材。保護部材の厚さは３
mm以上、外周面の平均面粗さ（Ｒａ）は２．０μm 以下
であることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣやＬＳＩなど
の半導体デバイスを製造する工程で用いられ、例えばシ
リコンウエハのプラズマエッチング処理やプラズマＣＶ
Ｄ処理などのプラズマ処理を行う際に、プラズマ処理装
置内のウエハ昇降装置を保護する部材に関する。
の半導体デバイスを製造する工程で用いられ、例えばシ
リコンウエハのプラズマエッチング処理やプラズマＣＶ
Ｄ処理などのプラズマ処理を行う際に、プラズマ処理装
置内のウエハ昇降装置を保護する部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマエッチング加工に用いるプラズ
マ処理装置は、プラズマ処理チャンバー内に下部電極及
び上部電極を所定の間隔で相対向する位置に配置し、Ｃ
Ｆ4 、ＣＨＦ3 、Ａｒ、Ｏ2 などの反応性ガスを上部電
極の細孔から流出させて、上部と下部電極間に印加した
高周波電力によりプラズマを発生させる。このプラズマ
により下部電極上に載置したシリコンウエハなどのエッ
チング加工を行うものである。
マ処理装置は、プラズマ処理チャンバー内に下部電極及
び上部電極を所定の間隔で相対向する位置に配置し、Ｃ
Ｆ4 、ＣＨＦ3 、Ａｒ、Ｏ2 などの反応性ガスを上部電
極の細孔から流出させて、上部と下部電極間に印加した
高周波電力によりプラズマを発生させる。このプラズマ
により下部電極上に載置したシリコンウエハなどのエッ
チング加工を行うものである。
【０００３】この電極にはアルミニウム、グラファイ
ト、ガラス状カーボン、シリコンなどが用いられ、また
プラズマ処理チャンバーのウエハ昇降装置には蛇腹形状
の軟質プラスチック、例えばフッ素系ゴムなどが用いら
れている。
ト、ガラス状カーボン、シリコンなどが用いられ、また
プラズマ処理チャンバーのウエハ昇降装置には蛇腹形状
の軟質プラスチック、例えばフッ素系ゴムなどが用いら
れている。
【０００４】しかしながら、プラズマ処理時にはウエハ
昇降装置の周辺にも反応性ガスのプラズマや腐食性の強
い未反応の反応性ガスが存在しており、プラズマエッチ
ング処理にともなって、ウエハ昇降装置の表面が化学的
に浸食されてダストを発生して損耗し、これがウエハ表
面に付着して不良品となり製品歩留りが低下する問題が
ある。またウエハ昇降装置自体の寿命が短くなるという
難点もある。そこで、ウエハ昇降装置の周囲に保護部材
を設けてプラズマによる損耗を抑制する手段が講じられ
ている。
昇降装置の周辺にも反応性ガスのプラズマや腐食性の強
い未反応の反応性ガスが存在しており、プラズマエッチ
ング処理にともなって、ウエハ昇降装置の表面が化学的
に浸食されてダストを発生して損耗し、これがウエハ表
面に付着して不良品となり製品歩留りが低下する問題が
ある。またウエハ昇降装置自体の寿命が短くなるという
難点もある。そこで、ウエハ昇降装置の周囲に保護部材
を設けてプラズマによる損耗を抑制する手段が講じられ
ている。
【０００５】すなわち、ウエハ昇降装置の周囲に円筒形
の保護部材を配置して、プラズマからの浸食を防いでお
り、この保護部材には加工性に優れている金属材料、例
えばアルミニウムなどが一般的に用いられている。
の保護部材を配置して、プラズマからの浸食を防いでお
り、この保護部材には加工性に優れている金属材料、例
えばアルミニウムなどが一般的に用いられている。
【０００６】近年、ウエハの生産性向上のため、エッチ
ング加工速度の向上および製品歩留りの向上に対する要
求が一段と高まってきている。エッチング加工速度の向
上のためにはプラズマポテンシャルを高める必要があ
り、プラズマポテンシャルの上昇はプラズマの高エネル
ギー化と反応ガス濃度の上昇によりウエハ昇降装置の保
護部材に対する浸食速度を速め、その寿命を短くする。
更に、エッチング加工を継続すると保護部材の一部が浸
食により貫通し、ウエハ昇降装置自体を損傷することと
なる。また、保護部材の浸食により発生したダストがウ
エハ表面に付着したり、保護部材のアルミニウムが不純
物としてウエハを汚染し、製品歩留りの低下を招く原因
となっている。
ング加工速度の向上および製品歩留りの向上に対する要
求が一段と高まってきている。エッチング加工速度の向
上のためにはプラズマポテンシャルを高める必要があ
り、プラズマポテンシャルの上昇はプラズマの高エネル
ギー化と反応ガス濃度の上昇によりウエハ昇降装置の保
護部材に対する浸食速度を速め、その寿命を短くする。
更に、エッチング加工を継続すると保護部材の一部が浸
食により貫通し、ウエハ昇降装置自体を損傷することと
なる。また、保護部材の浸食により発生したダストがウ
エハ表面に付着したり、保護部材のアルミニウムが不純
物としてウエハを汚染し、製品歩留りの低下を招く原因
となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者はア
ルミニウムに代わるウエハ昇降装置の保護部材として、
好適な材質について鋭意研究を進めた結果、ガラス状カ
ーボン材に着目し、その材質性状を特定することによっ
て耐プラズマ性に優れ、ダストの発生も少ない保護部材
が得られることを見出した。
ルミニウムに代わるウエハ昇降装置の保護部材として、
好適な材質について鋭意研究を進めた結果、ガラス状カ
ーボン材に着目し、その材質性状を特定することによっ
て耐プラズマ性に優れ、ダストの発生も少ない保護部材
が得られることを見出した。
【０００８】本発明は、上記の知見に基づいて開発され
たものであって、その目的は耐プラズマ性に優れ、長期
に亘って安定使用が可能なウエハ昇降装置の保護部材を
提供することにある。
たものであって、その目的は耐プラズマ性に優れ、長期
に亘って安定使用が可能なウエハ昇降装置の保護部材を
提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるウエハ昇降装置の保護部材は、プラズ
マ処理装置内のウエハ昇降装置を保護する中空形状の部
材であって、体積比抵抗が１×１０-2Ω・cm以下、熱伝
導率が５Ｗ／ m・Ｋ以上の特性を備えたガラス状カーボ
ン材により一体型構造に形成されてなることを構成上の
特徴とする。また、好ましくは、保護部材の厚さが３mm
以上であり、中空形状の部材の外周面の平均面粗さ（Ｒ
ａ）は２．０μm 以下である。
めの本発明によるウエハ昇降装置の保護部材は、プラズ
マ処理装置内のウエハ昇降装置を保護する中空形状の部
材であって、体積比抵抗が１×１０-2Ω・cm以下、熱伝
導率が５Ｗ／ m・Ｋ以上の特性を備えたガラス状カーボ
ン材により一体型構造に形成されてなることを構成上の
特徴とする。また、好ましくは、保護部材の厚さが３mm
以上であり、中空形状の部材の外周面の平均面粗さ（Ｒ
ａ）は２．０μm 以下である。
【００１０】なお、中空形状とは、典型的には円筒形状
のものであるが、円筒形状の他に角柱を中空にした角筒
状のものも含まれ、ウエハ昇降装置の周囲に配置するた
めにこれに必要な穴、切り欠きを入れたものも含まれ
る。
のものであるが、円筒形状の他に角柱を中空にした角筒
状のものも含まれ、ウエハ昇降装置の周囲に配置するた
めにこれに必要な穴、切り欠きを入れたものも含まれ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明のウエハ昇降装置の保護部
材を構成するガラス状カーボン材は、フェノール樹脂、
フラン樹脂などの熱硬化性樹脂を非酸化性雰囲気中で８
００℃以上の温度に熱処理して焼成炭化することにより
得られ、巨視的に無孔組織の三次元網目構造を呈し、ガ
ラス質の緻密な組織構造を有する特異な硬質炭素物質
で、通常のカーボン材に比べて化学的安定性、ガス不透
過性、耐摩耗性、表面平滑性及び堅牢性などに優れてお
り、また不純物が少ないなどの特徴を有する特殊な炭素
物質である。
材を構成するガラス状カーボン材は、フェノール樹脂、
フラン樹脂などの熱硬化性樹脂を非酸化性雰囲気中で８
００℃以上の温度に熱処理して焼成炭化することにより
得られ、巨視的に無孔組織の三次元網目構造を呈し、ガ
ラス質の緻密な組織構造を有する特異な硬質炭素物質
で、通常のカーボン材に比べて化学的安定性、ガス不透
過性、耐摩耗性、表面平滑性及び堅牢性などに優れてお
り、また不純物が少ないなどの特徴を有する特殊な炭素
物質である。
【００１２】本発明は、これらの特徴を備えたガラス状
カーボン材であって、その体積比抵抗が１×１０-2Ω・
cm以下、熱伝導率が５Ｗ／ m・Ｋ以上の特性を備えたガ
ラス状カーボン材を一体型構造の中空形状に加工してウ
エハ昇降装置の保護部材とするものである。なお、保護
部材の厚さは３mm以上、中空形状の外周面の平均面粗さ
（Ｒａ）は２．０μm 以下とすることが好ましい。
カーボン材であって、その体積比抵抗が１×１０-2Ω・
cm以下、熱伝導率が５Ｗ／ m・Ｋ以上の特性を備えたガ
ラス状カーボン材を一体型構造の中空形状に加工してウ
エハ昇降装置の保護部材とするものである。なお、保護
部材の厚さは３mm以上、中空形状の外周面の平均面粗さ
（Ｒａ）は２．０μm 以下とすることが好ましい。
【００１３】体積比抵抗を１×１０-2Ω・cm以下とする
のは、体積比抵抗が１×１０-2Ω・cmを越えるとウエハ
昇降装置の保護部材外周面の電位が接地電位に近づき難
く、良好なプラズマの形成が困難となるためである。ま
た、熱伝導率を５Ｗ／ m・Ｋ以上に設定するのは、熱伝
導率が５Ｗ／ m・Ｋ未満の場合にはウエハ昇降装置保護
部材の外周面の温度分布が不均一化するために安定なプ
ラズマ形成が困難となる。なお、一体型構造に形成する
のは電位の不均一化を防止して良好なプラズマを形成す
るためである。
のは、体積比抵抗が１×１０-2Ω・cmを越えるとウエハ
昇降装置の保護部材外周面の電位が接地電位に近づき難
く、良好なプラズマの形成が困難となるためである。ま
た、熱伝導率を５Ｗ／ m・Ｋ以上に設定するのは、熱伝
導率が５Ｗ／ m・Ｋ未満の場合にはウエハ昇降装置保護
部材の外周面の温度分布が不均一化するために安定なプ
ラズマ形成が困難となる。なお、一体型構造に形成する
のは電位の不均一化を防止して良好なプラズマを形成す
るためである。
【００１４】更に、ウエハ昇降装置の保護部材の厚さは
３mm以上が好ましい。厚さが３mm未満の場合には、環状
断面の断面積が小さくなるために保護部材外周面の円周
方向の電位差が比較的大きくなるために良好なプラズマ
形成が困難となり、また保護部材の耐久性も低下する。
３mm以上が好ましい。厚さが３mm未満の場合には、環状
断面の断面積が小さくなるために保護部材外周面の円周
方向の電位差が比較的大きくなるために良好なプラズマ
形成が困難となり、また保護部材の耐久性も低下する。
【００１５】また、中空形状の保護部材の外周面は、そ
の平均面粗さ（Ｒａ）が２．０μm以下であることが好
ましい。ウエハ昇降装置の保護部材の外周面は、プラズ
マ処理中にその周辺に存在する反応性ガスのプラズマや
腐食性の強い未反応の反応性ガスと反応して少しずつ消
耗するが、平均面粗さ（Ｒａ）が２．０μm を越えると
消耗形態によってはウエハ昇降装置保護部材の外周面か
ら粒子として脱落するおそれが増大するためである。な
お、ウエハ昇降装置の周囲に配置するために、これに必
要な穴、切り欠きを入れた場合には、当然その部分の表
面も平均面粗さ（Ｒａ）が２．０μm 以下であることが
好ましい。
の平均面粗さ（Ｒａ）が２．０μm以下であることが好
ましい。ウエハ昇降装置の保護部材の外周面は、プラズ
マ処理中にその周辺に存在する反応性ガスのプラズマや
腐食性の強い未反応の反応性ガスと反応して少しずつ消
耗するが、平均面粗さ（Ｒａ）が２．０μm を越えると
消耗形態によってはウエハ昇降装置保護部材の外周面か
ら粒子として脱落するおそれが増大するためである。な
お、ウエハ昇降装置の周囲に配置するために、これに必
要な穴、切り欠きを入れた場合には、当然その部分の表
面も平均面粗さ（Ｒａ）が２．０μm 以下であることが
好ましい。
【００１６】本発明のウエハ昇降装置の保護部材を構成
するガラス状カーボン材は、例えば次のようにして製造
することができる。まず、材質の高密度化及び高純度化
を図るため、原料として予め精製処理した残炭率が少な
くとも４０％以上のフェノール系、フラン系またはポリ
イミド系あるいはこれらをブレンドした熱硬化性樹脂が
選択使用される。これらの原料樹脂は、通常、粉体や液
状を呈しているため、その形態に応じてモールド成形、
射出成形、注型成形など適宜な成形法により所定の中空
形状に成形する。成形体は、引き続き大気中で１００〜
２５０℃の温度で硬化処理を施したのち、次いで黒鉛坩
堝に詰めるか、黒鉛板で挟持した状態で窒素、アルゴン
などの非酸化性雰囲気に保持された電気炉あるいはリー
ドハンマー炉に詰め、８００℃以上の温度に加熱するこ
とにより焼成炭化してガラス状カーボン材に転化させ
る。
するガラス状カーボン材は、例えば次のようにして製造
することができる。まず、材質の高密度化及び高純度化
を図るため、原料として予め精製処理した残炭率が少な
くとも４０％以上のフェノール系、フラン系またはポリ
イミド系あるいはこれらをブレンドした熱硬化性樹脂が
選択使用される。これらの原料樹脂は、通常、粉体や液
状を呈しているため、その形態に応じてモールド成形、
射出成形、注型成形など適宜な成形法により所定の中空
形状に成形する。成形体は、引き続き大気中で１００〜
２５０℃の温度で硬化処理を施したのち、次いで黒鉛坩
堝に詰めるか、黒鉛板で挟持した状態で窒素、アルゴン
などの非酸化性雰囲気に保持された電気炉あるいはリー
ドハンマー炉に詰め、８００℃以上の温度に加熱するこ
とにより焼成炭化してガラス状カーボン材に転化させ
る。
【００１７】焼成炭化したガラス状カーボン材は雰囲気
置換可能な真空炉に入れ、塩素ガスなどのハロゲン系の
精製ガスを流しながら１５００℃以上の温度に加熱処理
して高純度化処理が施される。高純度化処理されたガラ
ス状カーボン材は、ダイヤモンドなどの硬質工具を用い
て機械加工し、さらにその外周面を研磨加工することに
より本発明のウエハ昇降装置の保護部材が作製される。
置換可能な真空炉に入れ、塩素ガスなどのハロゲン系の
精製ガスを流しながら１５００℃以上の温度に加熱処理
して高純度化処理が施される。高純度化処理されたガラ
ス状カーボン材は、ダイヤモンドなどの硬質工具を用い
て機械加工し、さらにその外周面を研磨加工することに
より本発明のウエハ昇降装置の保護部材が作製される。
【００１８】以下、本発明の実施例を比較例と対比して
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【００１９】実施例１〜３、比較例１〜３ 液状のフェノール・ホルムアルデヒド樹脂〔住友デュレ
ズ（株）製 PR940〕をポリプロピレン製の成形型に流し
込み、１０Torr以下の減圧下で３時間脱気処理したの
ち、８０℃の電気オーブンに入れ、３日間放置して円筒
形状の成形体を得た。成形体を型から取り出したのち、
１００℃で３日間、１３０℃で３日間、１６０℃で３日
間、２００℃で３日間、加熱処理して硬化した。硬化物
を窒素雰囲気に保持された電気炉内で３℃／hrの昇温速
度で１０００℃に加熱し、焼成炭化した。次いで、雰囲
気置換可能な真空炉により加熱温度を変えて高純度化処
理を施した。
ズ（株）製 PR940〕をポリプロピレン製の成形型に流し
込み、１０Torr以下の減圧下で３時間脱気処理したの
ち、８０℃の電気オーブンに入れ、３日間放置して円筒
形状の成形体を得た。成形体を型から取り出したのち、
１００℃で３日間、１３０℃で３日間、１６０℃で３日
間、２００℃で３日間、加熱処理して硬化した。硬化物
を窒素雰囲気に保持された電気炉内で３℃／hrの昇温速
度で１０００℃に加熱し、焼成炭化した。次いで、雰囲
気置換可能な真空炉により加熱温度を変えて高純度化処
理を施した。
【００２０】このようにして得られた特性の異なるガラ
ス状カーボン材をダイヤモンドツールを用いて機械加工
したのち、外周面を研磨加工して表面粗さ、および厚さ
の異なる中空形状のウエハ昇降装置の保護部材を作製し
た。
ス状カーボン材をダイヤモンドツールを用いて機械加工
したのち、外周面を研磨加工して表面粗さ、および厚さ
の異なる中空形状のウエハ昇降装置の保護部材を作製し
た。
【００２１】このようにして作製した保護部材を、プラ
ズマ処理装置内のウエハ昇降装置の周囲に配置した。反
応ガスとしてＣ4 Ｆ8 とＯ2 とＡｒの混合ガスを反応ガ
ス導入口から送入しながら、上部電極に高周波電力を印
加し、下部電極を接地してプラズマを発生させ、ウエハ
（直径 200mm）のＳｉＯ2 膜をエッチング処理した。１
００枚のウエハをエッチング処理した際のダスト発生数
を測定し、またウエハの得率を求めた。得られた結果を
表１に示した。
ズマ処理装置内のウエハ昇降装置の周囲に配置した。反
応ガスとしてＣ4 Ｆ8 とＯ2 とＡｒの混合ガスを反応ガ
ス導入口から送入しながら、上部電極に高周波電力を印
加し、下部電極を接地してプラズマを発生させ、ウエハ
（直径 200mm）のＳｉＯ2 膜をエッチング処理した。１
００枚のウエハをエッチング処理した際のダスト発生数
を測定し、またウエハの得率を求めた。得られた結果を
表１に示した。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１の結果から、材質性状として本発明で
特定した体積比抵抗および熱伝導率を備え、またその形
状として厚さならびに外周面の平均面粗さが規制された
範囲内にあるガラス状カーボン材で形成した実施例のウ
エハ昇降装置の保護部材は、これらの特性が外れる比較
例の保護部材に比べてダスト発生数が少なく、ウエハの
得率も高いことが認められる。
特定した体積比抵抗および熱伝導率を備え、またその形
状として厚さならびに外周面の平均面粗さが規制された
範囲内にあるガラス状カーボン材で形成した実施例のウ
エハ昇降装置の保護部材は、これらの特性が外れる比較
例の保護部材に比べてダスト発生数が少なく、ウエハの
得率も高いことが認められる。
【００２４】
【発明の効果】以上のとおり、本発明で特定した材質性
状を備えたガラス状カーボン材により形成した保護部材
によれば、優れた耐プラズマ性を有しており、長期に亘
って安定使用が可能なウエハ昇降装置の保護部材を提供
することができる。
状を備えたガラス状カーボン材により形成した保護部材
によれば、優れた耐プラズマ性を有しており、長期に亘
って安定使用が可能なウエハ昇降装置の保護部材を提供
することができる。
Claims (3)
- 【請求項１】 プラズマ処理装置内のウエハ昇降装置を
保護する中空形状の部材であって、体積比抵抗が１×１
０-2Ω・cm以下、熱伝導率が５Ｗ／ m・Ｋ以上の特性を
備えたガラス状カーボン材により一体型構造に形成され
てなることを特徴とするウエハ昇降装置の保護部材。 - 【請求項２】 保護部材の厚さが３mm以上である請求項
１記載のウエハ昇降装置の保護部材。 - 【請求項３】 外周面の平均面粗さ（Ｒａ）が２．０μ
m 以下である請求項１または２記載のウエハ昇降装置の
保護部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25400099A JP2001077096A (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | ウエハ昇降装置の保護部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25400099A JP2001077096A (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | ウエハ昇降装置の保護部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001077096A true JP2001077096A (ja) | 2001-03-23 |
Family
ID=17258878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25400099A Pending JP2001077096A (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | ウエハ昇降装置の保護部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001077096A (ja) |
-
1999
- 1999-09-08 JP JP25400099A patent/JP2001077096A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
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