JP2006516822A

JP2006516822A - 改良された固定ハードウェアのための方法及び装置

Info

Publication number: JP2006516822A
Application number: JP2006502972A
Authority: JP
Inventors: フィンク、スティーブン・ティー．
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2004-01-26
Publication date: 2006-07-06
Also published as: WO2004070761A2; US20040185279A1; WO2004070761A3; KR20050094436A; CN1705561A

Abstract

【課題】改良された固定ハードウェアのための方法及び装置
【解決手段】この発明はプラズマ処理システムのための改良されたコンポーネントに関し、より具体的には、プラズマ処理チャンバの内部チャンバ部のための留め具に関する。さらに、この発明は、そのような留め具を製造する方法に関する。

Description

（関連出願の相互参照）
この出願は、２００３年１月２７日にファイルされた米国仮出願第６０／４４２，５９１号に対して優先権を主張し、かつ前記出願に関連する。この出願の内容は参照してここに組み込まれる。

この発明は、プラズマ処理システムのための改良されたコンポーネントに関し、より具体的には、プラズマ処理チャンバにおける内部チャンバ部のためのハードウェア留め具に関する。

半導体業界における集積回路の製造は、典型的には、基板から材料物質を除去しかつ基板に材料物質を付着させるのに必要なプラズマリアクタ内での表面化学反応を引き起こしかつアシストするために、プラズマを用いる。一般に、プラズマは、供給されるプロセスガスとのイオン化衝突を持続させるのに十分なエネルギまで電子を加熱することにより、真空条件下で、前記プラズマリアクタ内で生成される。また、前記加熱された電子は、分解衝突を持続させるのに十分なエネルギを有することができ、そのため、所定の条件（例えば、チャンバ圧力、ガス流量等）下のガスの特定のセットが、前記チャンバ内で実行される特定のプロセス、例えば、材料物質が前記基板から除去されるエッチングプロセス、または材料物質が前記基板に付加される成膜に適した、荷電種及び化学的に反応性の種の群を生成するために選択される。

荷電種（イオン等）及び化学的に反応性の種の群の生成は、基板表面におけるプラズマ処理システムの機能（すなわち、材料物質のエッチング、材料物質の成膜等）を実行するのに必要であるが、前記プラズマ処理チャンバの内部の他のコンポーネント表面は、物理的及び化学的に活性なプラズマにさらされて、次第に腐食する可能性がある。前記プラズマシステムにおけるさらされたコンポーネントの腐食は、プラズマ処理性能の緩やかな低下につながる可能性があり、最終的には、前記システムの故障につながる可能性がある。

これら及び他の問題は、チャンバをクリーニングする必要性が低減されるように、処理チャンバ内に、交換可能な部材を取付ける装置及び方法を提供する本発明によって解決が図られる。

本発明の第１の態様は、処理プラズマによるエッチングに耐性のある被覆保護面を有する留め具（ｆａｓｔｅｎｅｒ）である。

本発明の第２の態様は、前記留め具が、単一の工程で機械加工されるようなプラズマ耐性留め具を製造する方法である。

本発明の第３の態様は、前記留め具が、複数の工程で機械加工されるようなプラズマ耐性留め具を製造する方法である。

本発明の上述した及び他の態様は、図面と共に読めば、好適な実施形態の詳細な説明から、より明白になるであろう。

図１Ａから図１Ｄと、図１Ｅから図１Ｈとは、保護バリア５０を有する改良された留め具１０、２０、３０及び４０の、それぞれ平面図と、側面図とを示す。前記留め具は、それぞれ、いくつかの異なる種類の留め具ヘッド６０、７０、８０及び９０を有することができる。前記留め具は、それぞれ、いくつかの異なる種類の結合部６５、７５、８５及び９５を有することができる。留め具１０は、留め具ヘッド６０の径に沿って、細長い雌型凹部（ｅｌｏｎｇａｔｅｆｅｍａｌｅｒｅｃｅｓｓ）１００を有する。留め具２０は、留め具ヘッド７０の中心に、正方形の雄型形状（ｓｑｕａｒｅｍａｌｅｓｈａｐｅ）１１０を有する。留め具３０は、留め具ヘッド８０の中心に、六角形の雄型形状（ｈｅｘａｇｏｎａｌｍａｌｅｓｈａｐｅ）１２０を有する。最後に、留め具４０は、留め具ヘッド９０の中心に、長円形の雄型形状（ｏｂｌｏｎｇｍａｌｅｓｈａｐｅ）１３０を有する。別法として、雄型形状は、雌型凹部と置き換えることができ、また雌型凹部は、雄型形状と置き換えることができる。他の実施形態においては、幾何学的なまたは非幾何学的な形状を、雌型凹部および／または雄型形状に用いることができる。

図２Ａ及び図２Ｂは、典型的な留め具２００の詳細な断面図を明らかにしたものである。図示の実施形態においては、保護バリア被覆２１０が、留め具２００のヘッド部２２０（例えば、留め具１０、２０、３０及び４０のうちのいずれか１つ）に施されているのがわかる。留め具２００の保護バリア被覆２１０は、通常プラズマ処理にさらされる実質的に全ての面に施される。

上記保護バリアは、Ａｌ_２Ｏ_３等のアルミニウムの酸化物を含有する化合物を含むことができる。また、保護バリア被覆２１０は、ＩＩＩ族（周期表の列ＩＩＩ）及びランタン系列元素のうちの少なくとも一方を含むこともできる。さらに、ＩＩＩ族元素は、セリウム（Ｃｅｒｉｕｍ）、ジスプロシウム（Ｄｙｓｐｒｏｓｉｕｍ）及びユーロピウム（Ｅｕｒｏｐｏｕｍ）のうちの少なくとも１つを含む。本発明の他の態様においては、前記保護バリアを形成する化合物は、Ｙ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｆ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｅｕ_２Ｏ_３、またはＤｙＯ_３のうちの少なくとも１つを含む。

留め具２００の保護バリア被覆２１０は、特定の厚さを備え、前記特定の厚さは、いずれかの特定の面にわたって一定、またはいずれかの特定の面にわたって可変とすることができる。例えば、可変の厚さは、留め具２００の内部の角部２３０または外部の角部２４０において生じ得る。さらに、前記留め具上に形成された保護バリアは、特定の公差（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）を含み、前記特定の公差は、いずれか１つの面にわたって一定、または他のいずれかの面にわたって可変に指定することができる。好ましくは、前記保護バリア被覆の厚さは、約５０ミクロンから約５００ミクロンであり、より好ましくは、前記保護バリア被覆の特定の厚さは、約１００ミクロンから約２００ミクロンであり、最も好ましくは、前記保護バリア被覆の特定の厚さは、２００ミクロンである。好ましくは、前記厚さの公差は、プラスまたはマイナス５０ミクロンを含む。従って、実現される厚さは、０ミクロンから５５０ミクロン、より好ましくは、前記実現される厚さは、１５０ミクロンから２５０ミクロンである。

図３は、プラズマ処理システムのための留め具を製造する方法を示す。フロー図３００は、ねじ山が切られた胴部及び頭部を有する留め具を製造する機械加工作業工程３１０で始まる。前記留め具は、機械加工の当業者には公知である、コンポーネントを機械加工する従来の技術を用いて、機械製図に記載された使用に従って機械加工することができる。前記留め具は、例えば、Ａ６０６１アルミニウムから製造することができる。前記留め具を機械加工してクリーニングした後、プラズマ処理にさらされる前記留め具の表面は、被覆工程において、保護バリアで被覆される。このような被覆工程は、例えば、スプレー被覆工程とすることができる。

図４は、本発明によるプラズマ耐性留め具を製造する別の方法を示すフローチャート４００を示す。フロー図４００において、前記留め具は、まず、機械加工工程３１０において、機械加工されてクリーニングされる。次に、前記留め具は、前記留め具全体が陽極酸化されて、表面陽極酸化層が形成される陽極酸化工程４１０を経る。例えば、前記留め具をアルミニウムで製造する場合、前記表面層は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる。アルミニウム成分を陽極酸化させる方法は、表面陽極酸化の当業者には公知である。前記陽極酸化プロセスの後、プラズマ処理にさらされる前記留め具の表面は、上述したように、被覆工程３２０において、保護バリアで被覆される。

図５は、本発明によるプラズマ耐性留め具を製造する他の方法を示す。フロー図５００において、前記留め具は、上述した技術を用いた、機械加工及びクリーニングからなる工程３１０を経る。次いで、マスキング工程５１０において、前記留め具上の面のセットが、陽極酸化層の形成を防ぐためにマスクされる。そして、前記留め具は、マスクされない面が陽極酸化されて、表面陽極酸化層が形成されるように、陽極酸化工程４１０を経る。前記陽極酸化プロセスの後、陽極酸化された、プラズマ処理にさらされる前記留め具の表面は、上述したように、被覆工程３２０において、保護バリアで被覆される。最後に、マスキング除去工程５２０において、マスキング材料が前記留め具から除去される。マスクされていない（または陽極酸化された）面の全てが、後に保護被覆で被覆される必要はないことに注意すべきである。例えば、一部の面は、他のコンポーネント上の結合面との良好な接触を実現するために、被覆なしにする（すなわち、陽極酸化層がない）デザインとしてもよい。

図６は、本発明によるプラズマ耐性留め具を製造する別の方法を示す。フロー図６００において、前記留め具は、部分機械加工工程６１０において、部分的に機械加工される。次に、前記部分的に仕上げられた留め具は、上述したように、陽極酸化工程４１０において、全ての面が陽極酸化される。次いで、前記留め具は、前記ハードウェアを仕上げるのに必要な残りの形状構成を形成する機械加工仕上げ工程６２０において機械加工される。最後に、プラズマ処理にさらされる前記留め具の表面は、上述したように、被覆工程３２０において被覆される。代替の実施形態においては、図６における工程６２０と工程３２０は、逆にすることができる。

例示的なその中に凹部を示す種々のタイプの留め具のうちの１つの平面図である。種々のタイプの留め具のうちの１つの平面図である。種々のタイプの留め具のうちの１つの平面図である。種々のタイプの留め具のうちの１つの平面図である。図１Ａの留め具の側面図である。図１Ｂの留め具の側面図である。図１Ｃの留め具の側面図である。図１Ｄの留め具の側面図である。留め具の一部を覆う保護被覆を示す、１つのタイプの留め具の一部の断面図である。留め具の一部を覆う保護被覆を示す、１つのタイプの留め具の一部の断面図である。本発明の一実施形態による留め具を製造する方法を示すフローチャートである。留め具の少なくとも一部が陽極酸化されている、本発明による留め具を製造する他の方法を示すフローチャートである。留め具の少なくとも一部がマスクされている、本発明による留め具を製造する別の方法を示すフローチャートである。複数の機械加工工程が用いられる、本発明による留め具を製造する他の方法を示すフローチャートである。

Claims

拡大したヘッドと、
結合部と、
プラズマ耐性被覆とを具備し、プラズマ処理システムで使用される留め具。
前記被覆は、Ａｌ_２Ｏ_３を含んでいる請求項１に記載の留め具。
前記被覆は、Ａｌ_２Ｏ_３及びＹ_２Ｏ_３を含んでいる請求項１に記載の留め具。
前記被覆は、ＩＩＩ族元素及びランタン系列元素のうちの少なくとも一つを含有する化合物を含んでいる請求項１に記載の留め具。
前記ＩＩＩ族元素は、セリウム、ジスプロシウム及びユーロピウムのうちの少なくとも１つを含んでいる請求項４に記載の留め具。
前記被覆は、Ｙ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｆ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｅｕ_２Ｏ_３、およびＤｙＯ_３のうちの少なくとも１つを含んでいる請求項１に記載の留め具。
前記拡大したヘッドは、凹部を有している請求項１に記載の留め具。
前記凹部は、細長い雌型凹部である請求項７に記載の留め具。
前記凹部は、正方形の凹部である請求項７に記載の留め具。
前記凹部は、六角形の凹部である請求項７に記載の留め具。
前記凹部は、卵形の凹部である請求項７に記載の留め具。
前記拡大したヘッドは、雄型形状を有している請求項１に記載の留め具。
前記雄型形状は、幾何学形状を有している請求項１２に記載の留め具。
前記雄型形状は、六角形を有している請求項１３に記載の留め具。
前記雄型形状は、非幾何学形状を有している請求項１２に記載の留め具。
前記プラズマ耐性被覆は、スプレー噴霧被覆を含んでいる請求項１に記載の留め具。
前記拡大したヘッドは、プラズマエッチングに対して耐性のある請求項１６に記載の留め具。
前記被覆の厚さは、第１の特定の面に沿って均一である請求項１に記載の留め具。
前記被覆の厚さは、第１の特定の面に沿って可変である請求項１に記載の留め具。
留め具を機械加工することと、
前記留め具をクリーニングすることと、
前記留め具の少なくとも一部をプラズマエッチングから保護するのに十分な被覆を、この留め具上に形成することとを具備する、プラズマ耐性留め具を製造する方法。
前記留め具は、クリーニングされた後であって、前記被覆が形成される前に、陽極酸化される請求項２０に記載の方法。
前記留め具は、クリーニングされた後であって、前記留め具が陽極酸化される前に、マスクが施される請求項２１に記載の方法。
前記マスクは、前記被覆が施された後に、前記留め具から除去される請求項２２に記載の方法。
留め具を部分的に機械加工する工程と、
陽極酸化層を形成するように前記留め具を陽極酸化する工程と、
前記留め具の部分的機械加工を、所望の仕上げまで完了させる工程と、
前記留め具の少なくとも一部をプラズマエッチングから保護するように、この留め具上に十分な被覆を形成する工程とを具備する、プラズマエッチングに対して耐性のある留め具を形成する方法。