JP2007036197A - Constitutional member of semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体製造装置を構成する構成部材の表面に堆積膜を形成する技術に関する。 The present invention relates to a technique for forming a deposited film on the surface of a constituent member constituting a semiconductor manufacturing apparatus.
半導体デバイスやLCD基板の半導体製造プロセスに用いられる半導体製造装置、例えば成膜処理装置や、酸化処理装置、エッチング処理装置等は、例えば半導体デバイスを製造するための半導体ウエハW(以下「ウエハW」という)に対して処理ガスにより成膜処理等の所定の処理を行う処理容器と、この処理容器に処理ガス供給管を介して処理ガスを供給するための処理ガス供給源と、前記処理容器を排気管を介して排気するための排気手段と、を備えている。 A semiconductor manufacturing apparatus used in a semiconductor manufacturing process of a semiconductor device or an LCD substrate, for example, a film forming processing apparatus, an oxidation processing apparatus, an etching processing apparatus, etc. A processing container for performing a predetermined process such as a film forming process using a processing gas, a processing gas supply source for supplying a processing gas to the processing container via a processing gas supply pipe, and the processing container. And an exhaust means for exhausting through the exhaust pipe.
前記処理容器や、処理ガス供給管、排気管等の構成部材は、通常ステンレスの電解研磨品やアルミニウム等の金属により構成されている。また処理容器の内部にも金属製の構成部材が含まれている。これら半導体製造装置を構成する金属製の構成部材に対しては、例えば腐食性ガスを用いた場合の耐食性を向上させるために、腐食性ガスと接触する領域の表面、つまり処理ガス供給管や排気管の内面や、処理容器の内壁、処理容器の内部の構成部材の表面に所定の表面処理が施される場合がある。 The constituent members such as the processing vessel, the processing gas supply pipe, and the exhaust pipe are usually made of stainless steel electrolytic polished product or metal such as aluminum. Moreover, the metal structural member is contained also in the inside of a processing container. For metal components constituting these semiconductor manufacturing apparatuses, for example, in order to improve the corrosion resistance when corrosive gas is used, the surface of the region in contact with the corrosive gas, that is, the processing gas supply pipe and the exhaust A predetermined surface treatment may be applied to the inner surface of the tube, the inner wall of the processing container, or the surface of the constituent members inside the processing container.
前記表面処理としては、フッ化被膜形成処理や、オゾンパッシベーション処理(被膜形成処理)、SiO2コーティング処理、セラミック溶射膜形成処理、陽極酸化処理、CVD(Chemical Vapor Deposition)処理等の様々な手法が用いられているが、従来では、このような表面処理が行われた構成部材を個別に購入した後、半導体製造装置を組み立てているので、前記構成部材が高コストになり、半導体製造装置トータルの製造コストが増大してしまうという問題がある。 As the surface treatment, there are various methods such as a fluoride film forming process, an ozone passivation process (film forming process), a SiO 2 coating process, a ceramic sprayed film forming process, an anodizing process, and a CVD (Chemical Vapor Deposition) process. However, in the past, since the semiconductor manufacturing apparatus is assembled after individually purchasing the components that have been subjected to such surface treatment, the components become expensive and the total cost of the semiconductor manufacturing apparatus is increased. There is a problem that the manufacturing cost increases.
さらに各表面処理方法では、次のような問題がある。即ち前記フッ化被膜形成処理では、表面処理が施された配管を装置の組み立て時に曲げ施工を行おうとすると、曲げた領域の不動態膜(表面処理膜)が破壊されて剥離してしまい、メタルコンタミネーションやパーティクル発生の要因になってしまう。酸化被膜形成処理や陽極酸化処理では、十分な厚さの酸化膜の形成が困難であり、耐食性に劣る。SiO2コーティング処理では、処理対象である配管の内径が小さい場合には処理が不可能であり、またフッ素雰囲気には適さない。セラミック溶射膜形成処理は、被膜がポーラス構造であり、表面が粗いため、処理中に膜剥がれが発生し、パーティクル発生の要因となる。CVD(Chemical Vapor Deposition)処理では、緻密で良好な膜が成膜できるものの、高温になるため成膜対象が限られ、アルミニウム製の構成部材には適用しにくい。 Further, each surface treatment method has the following problems. In other words, in the above-mentioned fluoride film forming treatment, if bending is performed at the time of assembling the apparatus on the surface-treated pipe, the passivated film (surface treatment film) in the bent region is broken and peeled off. It becomes a factor of contamination and particle generation. In the oxide film forming process or the anodic oxidation process, it is difficult to form a sufficiently thick oxide film, and the corrosion resistance is poor. In the SiO 2 coating process, when the inner diameter of the pipe to be processed is small, the process is impossible and it is not suitable for a fluorine atmosphere. In the ceramic sprayed film forming process, the coating film has a porous structure and the surface is rough, so that film peeling occurs during the process, which causes generation of particles. In a CVD (Chemical Vapor Deposition) process, a dense and good film can be formed, but since the temperature is high, the object of film formation is limited, and it is difficult to apply to aluminum components.
またアルミニウム製の処理容器(成膜チャンバ)は例えばイットリア(Y2O3)やアルミナ(Al2O3)を溶射した、耐食性の大きな溶射膜により表面処理が行われる場合があるが、処理ガスの腐食性が強かったり、プラズマ処理を行う場合であってプラズマに晒される時間が長いと、前記溶射膜はポーラス構造であるため、処理によっては短時間で局所的に膜の剥離が発生してしまい、再溶射を行なわなければならない場合もある。 In addition, an aluminum processing container (film formation chamber) may be subjected to surface treatment with a sprayed film having high corrosion resistance, for example, sprayed with yttria (Y 2 O 3 ) or alumina (Al 2 O 3 ). If the corrosiveness of the material is strong or the plasma treatment is performed and the time of exposure to plasma is long, the sprayed film has a porous structure. In some cases, re-spraying must be performed.
ところで特許文献1には、処理ガスを導入する処理ガス導入管部、及び排気系に通じる排気管部を備えた熱処理装置において、処理炉の炉内環境に晒される金属製部材の接ガス面にクロム酸化物被膜をコーティングしたり、配管の接ガス面にフッ素樹脂被膜をコーティングする技術が記載されている。しかしながら既述のように、クロム酸化物被膜は十分な耐食性を確保するための厚さに形成することが困難であり、またフッ素樹脂被膜は、配管を曲げようとすると、被膜が剥離しやすく、メタルコンタミネーションやパーティクル発生の要因になってしまう。 By the way, in patent document 1, in the heat processing apparatus provided with the processing gas introduction pipe part which introduces processing gas, and the exhaust pipe part which leads to an exhaust system, it is on the gas contact surface of the metal member exposed to the furnace environment of a processing furnace. Techniques for coating a chromium oxide film or coating a fluororesin film on the gas contact surface of a pipe are described. However, as described above, it is difficult to form the chromium oxide film to a thickness for ensuring sufficient corrosion resistance, and the fluororesin film tends to peel off when the pipe is bent, It becomes a factor of metal contamination and particle generation.
また特許文献2には、CVD法にて表面処理を行なう技術が示唆されている。しかしながらCVD法では400℃〜500℃以上の高温に加熱することが必要であり、アルミニウムより構成された構成部材ではアルミニウムの溶解が起こってしまう。またステンレス製の配管に対しては、通常テープヒータを配管の外面に巻回することにより加熱を行っているが、このような手法では400℃〜500℃以上の高温に加熱することが困難であって、CVD法による表面処理は実現できないのが実情である。
本発明は、このような事情の下になされたものであり、その目的は、半導体製造装置を構成する構成部材の基材の表面に堆積膜を形成することにより、当該構成部材の耐久性を向上させる技術を提供することにある。 The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is to form a deposited film on the surface of the base material of the constituent member constituting the semiconductor manufacturing apparatus, thereby improving the durability of the constituent member. It is to provide a technology for improvement.
このため本発明は、半導体製造装置に用いられる構成部材であって、
前記構成部材の基材を、アルミニウム、ハフニウム、ジルコニウム、イットリウムからなる群から選択された元素を含む第1の原料ガスの雰囲気に置いて、当該基材の表面に、第1の原料ガスを吸着させ、次いで当該雰囲気を第1の原料ガスと反応する第2の原料ガスの雰囲気に切り替えることにより、前記元素の化合物である化合物層を形成し、こうして基材が置かれる雰囲気を第1の原料ガスの雰囲気と第2の原料ガスの雰囲気との間で、交互に多数回切り替えることにより、前記基材の表面に前記元素を含む化合物層の積層体である堆積膜を形成してなることを特徴とする。前記基材としては、例えばアルミニウム又はステンレスが用いられる。
For this reason, this invention is a structural member used for a semiconductor manufacturing apparatus,
The base material of the component member is placed in a first source gas atmosphere containing an element selected from the group consisting of aluminum, hafnium, zirconium, and yttrium, and the first source gas is adsorbed on the surface of the base material. Then, the atmosphere is switched to the atmosphere of the second source gas that reacts with the first source gas to form a compound layer that is a compound of the element, and thus the atmosphere in which the substrate is placed is changed to the first source material. By alternately switching between the gas atmosphere and the second source gas atmosphere a number of times, a deposited film that is a stack of compound layers containing the element is formed on the surface of the base material. Features. As the base material, for example, aluminum or stainless steel is used.
また前記構成部材は、処理ガスをガス供給路を介して処理容器内に供給することにより処理容器内の基板に対して処理を行い、処理ガスが腐食性ガスであるか、または基板処理後に処理容器内に腐食性ガスであるクリーニングガスを供給して処理容器内をクリーニングする半導体製造装置に用いられる構成部材であり、具体的には、処理容器、処理容器内に設けられる部品、腐食性ガスを処理容器に供給するための配管、この配管に接続されるガス供給機器、または排気管から選択されるものである。また前記構成部材は、プラズマ処理工程を含む半導体製造装置の構成部材であってもよい。 In addition, the component performs processing on the substrate in the processing container by supplying the processing gas into the processing container via the gas supply path, and the processing gas is a corrosive gas or is processed after the substrate processing. A component used in a semiconductor manufacturing apparatus that supplies a cleaning gas, which is a corrosive gas, into the container to clean the inside of the processing container. Specifically, the processing container, parts provided in the processing container, corrosive gas Is selected from a pipe for supplying the gas to the processing container, a gas supply device connected to the pipe, or an exhaust pipe. Further, the constituent member may be a constituent member of a semiconductor manufacturing apparatus including a plasma processing step.
さらに前記構成部材の基材と堆積膜との間には溶射膜が形成されてもよく、前記溶射膜としては、ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、ガリウム、クロム、イットリウム、ジルコニウム、ゲルマニウム、タンタル、ネオジムのいずれかを含むものが形成される。さらにまた前記構成部材は、基材にアルマイト処理を施し、その上に堆積膜が形成されているものであってもよい。 Further, a sprayed film may be formed between the base material of the component member and the deposited film, and as the sprayed film, boron, magnesium, aluminum, silicon, gallium, chromium, yttrium, zirconium, germanium, tantalum, Those containing any of neodymium are formed. Furthermore, the constituent member may be a member in which a base film is subjected to alumite treatment and a deposited film is formed thereon.
また本発明は、処理ガスをガス供給路を介して処理容器内に供給することにより処理容器内の基板に対して処理を行い、処理ガスが腐食性ガスであるか、または基板処理後に処理容器内に腐食性ガスであるクリーニングガスを供給して処理容器内をクリーニングする半導体製造装置であって、既述のように堆積膜が形成された構成部材を備える半導体製造装置であることを特徴とする。 The present invention also provides a process for processing a substrate in a processing container by supplying the processing gas into the processing container via a gas supply path, and the processing gas is a corrosive gas or the processing container after the substrate processing. A semiconductor manufacturing apparatus that supplies a cleaning gas, which is a corrosive gas, to clean the inside of a processing container, and is a semiconductor manufacturing apparatus that includes a constituent member on which a deposited film is formed as described above. To do.
さらに本発明は、プラズマ処理工程を含む半導体製造装置であって、既述のように堆積膜が形成された構成部材を備えたことを特徴とする。 Furthermore, the present invention is a semiconductor manufacturing apparatus including a plasma processing step, and includes a constituent member on which a deposited film is formed as described above.
本発明は、半導体製造装置の構成部材の基材の表面に、当該基材が置かれる雰囲気を、堆積しようとする膜の原料ガスを含むガス雰囲気と酸素原子を含むガス雰囲気とに交互に多数回切り替えることにより、極めて薄い膜を多層に積層して堆積膜を形成する手法によって、アルミニウム、ハフニウム、ジルコニウム、イットリウムからなる群から選択された元素を含む緻密な堆積膜を形成しているので、当該構成部材の耐久性を向上させることができる。 In the present invention, the atmosphere in which the base material is placed on the surface of the base material of the constituent member of the semiconductor manufacturing apparatus is alternately changed into a gas atmosphere containing the source gas of the film to be deposited and a gas atmosphere containing oxygen atoms. By switching the number of times, a dense deposited film containing an element selected from the group consisting of aluminum, hafnium, zirconium, and yttrium is formed by a method of forming a deposited film by stacking extremely thin films in multiple layers. The durability of the constituent member can be improved.
また処理容器内に腐食性ガスを導入する半導体製造装置において、前記半導体製造装置の構成部材の表面に前記元素の化合物である化合物層を堆積して堆積膜を形成しているので、構成部材の表面が高耐食性の緻密な膜で被覆され、当該構成部材の耐食性を向上させることができる。このため腐食性ガスを処理容器に導入して処理を行なっても、構成部材の腐食が抑えられ、この腐食が原因となるパーティクルの発生が抑制される。 Further, in the semiconductor manufacturing apparatus for introducing the corrosive gas into the processing container, the compound layer which is a compound of the element is deposited on the surface of the constituent member of the semiconductor manufacturing apparatus to form the deposited film. The surface is covered with a dense film having high corrosion resistance, and the corrosion resistance of the constituent member can be improved. For this reason, even if it introduces a corrosive gas into a processing container and performs processing, corrosion of a constituent member is controlled and generation of particles which cause this corrosion is controlled.
また表面処理が行われていない安価な構成部材を購入し、その後前記堆積膜を形成する表面処理を行うことにより当該構成部材の耐食性を向上させることができるので、安価な構成部材を用いて半導体製造装置を製造することができ、半導体製造装置のトータルの製造コストの低廉化を図ることができる。 In addition, by purchasing an inexpensive component member that has not been surface-treated and then performing the surface treatment to form the deposited film, the corrosion resistance of the component member can be improved. A manufacturing apparatus can be manufactured, and the total manufacturing cost of the semiconductor manufacturing apparatus can be reduced.
さらに溶射膜が形成された構成部材の表面に前記堆積膜を形成することにより、ポーラス構造の溶射膜の孔部に入り込むように前記堆積膜が形成されるので、元々耐食性の大きい溶射膜上に緻密な前記堆積膜が形成され、より強固な膜で構成部材の表面を被覆することができて、腐食性ガスに対するより大きな耐食性を確保することができる。 Further, by forming the deposited film on the surface of the component on which the sprayed film is formed, the deposited film is formed so as to enter the hole portion of the sprayed film having a porous structure. Therefore, the deposited film is originally formed on the sprayed film having high corrosion resistance. The dense deposited film is formed, the surface of the constituent member can be covered with a stronger film, and a greater corrosion resistance against the corrosive gas can be ensured.
本発明は、半導体製造装置に用いられる構成部材の表面に堆積膜を形成することにより、前記構成部材の耐久性や腐食性ガスに対する耐食性を向上させるものである。前記半導体製造装置としては、半導体デバイスのみならずフラットパネルディスプレイを製造するものも含まれ、例えば腐食性ガスを処理ガスとして用いる装置、基板処理後に処理容器内に腐食性ガスであるクリーニングガスを供給して処理容器内をクリーニングする装置、プラズマを用いて処理を行う装置等が挙げられ、具体的にはエッチング装置、成膜装置あるいはアッシング装置等が相当する。 The present invention improves the durability of the structural member and the corrosion resistance against corrosive gas by forming a deposited film on the surface of the structural member used in the semiconductor manufacturing apparatus. The semiconductor manufacturing apparatus includes not only a semiconductor device but also a flat panel display manufacturing apparatus. For example, an apparatus that uses a corrosive gas as a processing gas, and a cleaning gas that is a corrosive gas is supplied into a processing container after processing a substrate. Thus, an apparatus that cleans the inside of the processing container, an apparatus that performs processing using plasma, and the like can be given.
続いて表面処理の対象となる半導体製造装置の構成部材について、図1に示す装置を用いて簡単に説明する。この装置では、処理容器10内に設けられた載置台11上にウエハWが載置され、前記載置台11と対向するように処理容器10内に設けられたガス供給部(ガスシャワーヘッド)12の多数のガス孔13aが形成された下面部材13から、載置台11上のウエハWに対して例えば腐食性の処理ガスが供給されるようになっている。この処理容器10内には処理ガス供給管14からガス供給部12を介して処理ガスが供給されると共に、排気管15を介して図示しない排気手段により処理容器10内が排気されるようになっている。またこの装置は、載置台11の周囲に、例えば複数のガスの排気口16aが載置台11の周囲に環状に配置されるように形成されたバッフル板16が設けられ、処理容器10内の排気が載置台11の周囲から周方向にほぼ均一に行なわれるようになっている。図中17は、ウエハWの周囲を機械的に押圧して、このウエハWを載置台11に保持させるためのメカチャックである。
ここで図1に示す装置では、本発明の表面処理対象となる構成部材は、大きく分けて、内面が処理ガスと接触し、当該内面が表面処理の対象となる構成部材である第1の構成部材21と、内面や外面が処理ガスと接触し、これら内面や外面が表面処理の対象となる構成部材である第2の構成部材22とがある。
Next, constituent members of the semiconductor manufacturing apparatus to be subjected to the surface treatment will be briefly described using the apparatus shown in FIG. In this apparatus, a wafer W is mounted on a mounting table 11 provided in the
Here, in the apparatus shown in FIG. 1, the constituent member to be surface-treated according to the present invention is roughly divided into a first constitution in which the inner surface is in contact with the processing gas and the inner surface is a constituent member to be surface-treated. There is a
前記第1の構成部材21としては、例えば前記金属製の処理容器10や、この処理容器10内に処理ガスを供給するための配管である処理ガス供給管14や、処理容器10内を排気するための排気管15、当該配管に設けられるバルブや、流量調整部、圧力計等の計測機器、またこれらバルブや流量調整部、フィルタ等がまとめられたガス供給ユニット等の前記金属製配管に接続され、内面が処理ガスと接触するガス供給機器が含まれ、これらの処理ガスと接触する面に表面処理が行われる。
Examples of the first
また前記第2の構成部材22としては、例えば図1に示すガス供給部(ガスシャワーヘッド)12の下面部材13や、バッフル板16、メカチャック17等の処理容器10の内部に設けられる部品が含まれ、これらの処理ガスと接触する面に表面処理が行われる。
Further, as the
続いて本発明の実施の形態について説明する。図2は本発明の表面処理方法が実施される表面処理装置の一例であり、以下に表面処理の対象となる構成部材の表面に、堆積膜として、アルミニウム(Al)を含む化合物であるAl2O3膜を形成する表面処理を行う場合を例にして説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described. FIG. 2 shows an example of a surface treatment apparatus in which the surface treatment method of the present invention is carried out. Al 2 which is a compound containing aluminum (Al) as a deposited film on the surface of a component to be subjected to the surface treatment below. A case where surface treatment for forming an O 3 film is performed will be described as an example.
図中31は第1の原料ガスであるトリメチルアルミニウム(TMA:Al(CH3)3)の供給源(第1の原料ガス供給源)であり、この第1の原料ガス供給源31は、前記TMAのガス化機構を備えている。また図中32は第2の原料ガスであるオゾン(O3)ガスの供給源(第2の原料ガス供給源)であり、これら第1及び第2の原料ガス供給源31,32の下流側には接続部33が設けられている。前記第1及び第2の原料ガス供給源31,32は、例えば第1及び第2の開閉バルブV1,V2と、第1及び第2のマスフローコントローラM1,M2を備えた第1の原料通流路41を介して前記接続部33に接続されている。
In the drawing,
この接続部33の下流側は、開閉バルブV3を備えた第2の原料通流路42を介して真空排気手段例えば真空ポンプ5に接続されていると共に、第1の原料通流路41から分岐し、開閉バルブV4を備えた第3の原料通流路43を介して、第2の構成部材22に対して表面処理を行うときに用いられる表面処理用の成膜容器6に接続されている。この成膜容器6は、前記第2の原料通流路42の開閉バルブV3と真空ポンプ5との間に、開閉バルブV5を備えた第4の原料通流路44を介して接続されている。
The downstream side of the connecting
前記接続部33は、表面処理対象が第1の構成部材21であるときに、この第1の構成部材21を、第1の原料通流路41と第2の原料通流路42とに対して接続する部位である。この接続部33には、例えば第1の原料通流路41と第2の原料通流路42の第1の構成部材21との接続側の端部に、これら原料通流路41,42を構成する配管と第1の構成部材21の両側の接続端とを接続するためのコネクタ部材34,35が夫々設けられている。
When the surface treatment target is the
このコネクタ部材34,35は、前記原料通流路41,42と、第1の構成部材21の接続端の夫々の開口部の大きさが異なるときに用いられるものであり、一端側に原料通流路41(42)、他端側に第1の構成部材21が夫々接続され、内部に原料ガスの通流路が形成されるように構成されている。
The
そして例えば第1の構成部材21が処理ガス供給管14や排気管15等の金属製配管である場合には、図3に示すように、前記金属製配管の両端に第1の原料通流路41と第2の原料通流路42とが、コネクタ部34,35を介して接続される。図中36は例えば加熱手段をなすテープヒータであり、前記接続部33に前記金属製配管が接続されたときには、例えば当該配管の外面にテープヒータ36が巻回されて、当該配管が加熱されるようになっている。
For example, when the
なお前記コネクタ部材34,35は、例えば第1の構成部材21の接続端の開口部に合わせて複数個用意される。また第1の構成部材21と原料通流路41,42を構成する配管との接続部の口径がほぼ同じ大きさである場合には、コネクタ部34,35を用いずに、例えば夫々の配管の接続端に設けられたフランジ部同士を接続することにより、これら同士を直接接続するようにしてもよい。
A plurality of the
続いて第2の構成部材22の表面処理を行う成膜容器6について図4を用いて説明する。この成膜容器6は、例えば内面がアルミナ溶射膜により構成され、内部には上部側にガス供給部61が設けられている。このガス供給部61には前記第3の原料通流路43の他端側が接続されると共に、下面には多数の原料ガスの供給孔61aが形成されている。成膜容器6内部の下部側には、例えばガス供給部61と対向するように、支持台62が設けられており、表面処理対象である第2の構成部材22はこの支持台62上に載置されるようになっている。これらガス供給部61と支持台62とは例えば表面処理の原料ガスとの接触面が例えばアルミニウムにより構成されている。また成膜容器6の壁部には例えば抵抗発熱体よりなるヒータ63が設けられている。さらに成膜容器6の底部には排気口64が形成され、この排気口64は第4の原料通流路44、第2の原料通流路42を介して真空ポンプ5と接続されている。
Next, the film forming container 6 for performing the surface treatment of the
続いて本発明の表面処理方法について、図3及び図5を参照しながら説明する。この表面処理は、例えば装置を組み立てる前、又はメンテナンス時に行なわれる。先ず第1の構成部材21として処理ガス供給管14や排気管15に対して、堆積膜を形成するための表面処理を行う場合について説明する。この際、例えば前記処理ガス供給管14や排気管15がステンレスやアルミニウム等の金属製基材により構成されている場合には、この金属製基材の表面に堆積膜が形成される。
Next, the surface treatment method of the present invention will be described with reference to FIGS. This surface treatment is performed, for example, before assembling the apparatus or during maintenance. First, the case where the surface treatment for forming the deposited film is performed on the processing gas supply pipe 14 and the
先ず図3に示すように前記処理ガス供給管14や排気管15等の金属製配管を接続部33に既述のように接続し(ステップS1)、例えばテープヒータ36により金属製配管の内面が例えば150℃程度になるように加熱すると共に、バルブV1,V2,V4,V5を閉じ、バルブV3を開いて真空ポンプ5により金属製配管の内部を例えば133Pa(1Torr)程度まで真空排気する。
First, as shown in FIG. 3, metal pipes such as the processing gas supply pipe 14 and the
次いでバルブV3を閉じ、バルブV1を開いて金属製配管内部に、第1の原料ガスであるTMAガスを例えば100ml/min程度の流量で1秒程度供給する。これによりTMAガスが表面処理の対象である金属製配管の内面に吸着される(ステップS2)。 Next, the valve V3 is closed, the valve V1 is opened, and the TMA gas as the first source gas is supplied into the metal pipe for about 1 second at a flow rate of about 100 ml / min, for example. Thereby, TMA gas is adsorbed on the inner surface of the metal pipe that is the target of the surface treatment (step S2).
続いてバルブV1を閉じ、バルブV3を開いて金属製配管の内部を2秒程度真空排気する(ステップS3)。これにより金属製配管内面に吸着せずに、金属製配管の内部に浮遊した状態で残存する第1の原料ガスが排出される。次いでバルブV3を閉じ、バルブV2を開いて金属製配管内部に、第2の原料ガスであるO3ガスを例えば1000ml/min程度の流量で1秒程度供給する。これによりO3ガスは金属製配管に吸着している液状のTMAと反応してAl2O3の化学式にて示される反応生成物(固相)を生成し、例えば膜厚が0.1nm程度のAl2O3よりなる極めて薄い化合物層(酸化物層)が形成される(ステップS4)。 Subsequently, the valve V1 is closed, the valve V3 is opened, and the inside of the metal pipe is evacuated for about 2 seconds (step S3). As a result, the first source gas remaining in a state of floating inside the metal pipe without being adsorbed on the inner face of the metal pipe is discharged. Next, the valve V3 is closed, the valve V2 is opened, and O 3 gas as the second source gas is supplied into the metal pipe for about 1 second at a flow rate of about 1000 ml / min. As a result, the O 3 gas reacts with the liquid TMA adsorbed on the metal pipe to produce a reaction product (solid phase) represented by the chemical formula of Al 2 O 3. For example, the film thickness is about 0.1 nm. A very thin compound layer (oxide layer) made of Al 2 O 3 is formed (step S4).
続いてバルブV2を閉じ、バルブV3を開いて金属製配管の内部を2秒程度真空排気して、金属製配管の内部に残存するO3ガスを排気する(ステップS5)。そしてこのステップS2〜ステップS5の工程を例えば数百回繰り返して行うことにより、例えば膜厚が30nmの堆積膜を形成する(ステップS6)。 Subsequently, the valve V2 is closed, the valve V3 is opened, and the inside of the metal pipe is evacuated for about 2 seconds, and the O 3 gas remaining inside the metal pipe is exhausted (step S5). Then, by repeating the steps S2 to S5, for example, several hundred times, a deposited film having a film thickness of, for example, 30 nm is formed (step S6).
このように本発明では、既述のように、処理対象の金属製の基材を、第1の原料ガスの雰囲気に置いて、当該基材の表面に、第1の原料ガスを吸着させ、次いで当該雰囲気を第1の原料ガスと反応する第2の原料ガスの雰囲気に切り替えることにより、例えば膜厚が0.1nm程度の化合物層を形成し、こうして基材が置かれる雰囲気を第1の原料ガスの雰囲気と第2の原料ガスの雰囲気との間で、交互に多数回切り替えることにより、前記基材の表面に化合物層の積層膜である堆積膜を形成している。 Thus, in the present invention, as described above, the metal base material to be treated is placed in the atmosphere of the first source gas, and the first source gas is adsorbed on the surface of the base material, Next, by switching the atmosphere to the atmosphere of the second source gas that reacts with the first source gas, for example, a compound layer having a film thickness of about 0.1 nm is formed, and thus the atmosphere in which the substrate is placed is changed to the first source gas. By alternately switching between the atmosphere of the source gas and the atmosphere of the second source gas many times, a deposited film, which is a laminated film of compound layers, is formed on the surface of the base material.
さらにこの工程を図6により説明すると、この図6は、原料ガスであるTMAガスとO3ガスとの給断のタイミングを時系列に沿って示したものであり、図示するように第1の構成部材21内にTMAガスとO3ガスとを交互に供給し、各々のガス供給の間(時刻t2〜t3及び時刻t4〜t5)に金属製配管内を例えば2秒間ずつ引き切りの状態とすることで、金属製配管の内面には極めて薄いAl2O3膜が形成される。そして時刻t1〜t5の各ステップを1サイクルとしたとき、例えば数百サイクル繰り返すことで金属製配管の内表面には例えば30nmの膜厚のAl2O3膜よりなる堆積膜が形成される。
Further, this process will be described with reference to FIG. 6. This FIG. 6 shows the timing of supplying / disconnecting the TMA gas and the O 3 gas which are the raw material gases in time series. As shown in FIG. TMA gas and O 3 gas are alternately supplied into the
また例えば第1の構成部材21が金属製の処理容器10である場合には、例えばこの処理容器10は、その基材が、アルミニウムや、アルミニウムの表面に溶射膜が形成されたものやイットリア溶射膜より形成されているので、これらアルミニウムや、溶射膜が形成されたアルミニウムの溶射膜の表面や、イットリア溶射膜の表面に堆積膜が形成される。前記溶射膜としては、例えばホウ素(B),マグネシウム(Mg),アルミニウム(Al),ケイ素(Si),ガリウム(Ga),クロム(Cr),イットリウム(Y),ジルコニウム(Zr),タンタル(Ta),ゲルマニウム(Ge),ネオジム(Nd)等を含むものが形成される。
For example, when the
この場合においても、金属製配管と同じように、前記接続部33において、前記処理容器10の処理ガス供給管14との接続部である処理ガス供給口14a(図1参照)に、第1の原料通流路41をコネクタ部34を介して接続し、当該処理容器10の排気管15との接続部である排気口15a(図1参照)に、第2の原料通流路42をコネクタ部35を介して接続し、図5に示す工程に従って、処理容器10の内面に堆積膜を形成する表面処理が行なわれる。
Also in this case, as in the case of the metal pipe, in the
また例えば図8に示すように、処理容器10の内面を表面処理する専用の装置を設け、この装置にて処理を行うようにしてもよい。この装置は、図2に示す表面処理装置において、第1の原料通流路41と第2の原料通流路42との間に処理容器10を配置し、第1の原料通流路41の下流端と、第2の原料通流路42の上流端とを、夫々前記の処理ガス供給口14aと排気口15aに接続するための専用の接続端として設けるように構成されている。この装置では、成膜容器6と第3及び第4の原料通流路43,44を設けない以外は図2に示す装置と同様に構成されており、第1及び第2の原料通流路41,42の間に、表面処理対象である処理容器10を接続すると、例えば処理容器10の側壁の周囲に、例えば抵抗発熱体37よりなる加熱手段が設けられ、当該処理容器10が加熱されるようになっている。なお処理容器10の内面の表面処理の場合には、処理容器10にガス供給部12を配設した状態で行うようにしてもよいし、ガス供給部12を取り付けない状態で処理を行い、その後、別個表面処理を行ったガス供給部12を処理容器10内に配設するようにしてもよい。
Further, for example, as shown in FIG. 8, a dedicated apparatus for surface-treating the inner surface of the
続いて第2の構成部材22に対して表面処理を行う場合について説明する。この際、前記第2の構成部材21、例えばガス供給部12の下面部材13や、バッフル板16や、メカチャック17の基材は、例えばステンレスやアルミニウム等の金属により構成されているので、これらの表面に堆積膜が形成される。
Next, a case where surface treatment is performed on the
この場合においては図4及び図7に示すように、接続部33では第1の原料通流路41と第2の原料通流路42とを直接接続し、第2の構成部材22を成膜容器6内部の支持台62上に載置する(ステップS11)。そして例えばヒータ63により成膜容器6の内面が例えば150℃程度になるように加熱すると共に、バルブV1,V2,V3,V4を閉じ、バルブV5を開いて真空ポンプ5により成膜容器6の内部を例えば133Pa(1Torr)程度まで真空排気する。
In this case, as shown in FIGS. 4 and 7, the first raw
次いでバルブV5を閉じ、バルブV1,V4を開いて成膜容器6内部に、第1の原料ガスであるTMAガスを例えば100ml/min程度の流量で1秒程度供給し、第2の構成部材22の第1の原料ガスとの接触面に吸着させる(ステップS12)。続いてバルブV1,V4を閉じ、バルブV5を開いて成膜容器6の内部を2秒程度真空排気して、残存するTMAガスを排気する(ステップS13)。 Next, the valve V5 is closed, the valves V1 and V4 are opened, and the TMA gas that is the first source gas is supplied into the film forming container 6 at a flow rate of, for example, about 100 ml / min for about 1 second. The first material gas is adsorbed on the contact surface (step S12). Subsequently, the valves V1 and V4 are closed, the valve V5 is opened, and the inside of the film formation container 6 is evacuated for about 2 seconds, and the remaining TMA gas is exhausted (step S13).
次いでバルブV5を閉じ、バルブV2,V4を開いて成膜容器6内部に、第2の原料ガスであるO3ガスを例えば1000ml/min程度の流量で1秒程度供給して、例えば膜厚が0.1nm程度のAl2O3よりなる極めて薄い化合物層(酸化物層)を形成する(ステップS14)。続いてバルブV2,V4を閉じ、バルブV5を開いて成膜容器6の内部を2秒程度真空排気して、残存するO3ガスを排気する(ステップS15)。そしてこのステップS12〜ステップS15の工程を例えば数百回繰り返して行うことにより、例えば30nm程度の膜厚のAl2O3膜よりなる堆積膜を第2の構成部材22の表面に形成する(ステップS16)。ここで前記堆積膜は、例えば室温〜200℃程度の温度でも形成されるので、テープヒータ36や抵抗発熱体37、ヒータ63による加熱を行なわなくてもよい。
Next, the valve V5 is closed, the valves V2 and V4 are opened, and the O 3 gas as the second source gas is supplied into the film forming container 6 at a flow rate of about 1000 ml / min for about 1 second. An extremely thin compound layer (oxide layer) made of Al 2 O 3 of about 0.1 nm is formed (step S14). Subsequently, the valves V2 and V4 are closed, the valve V5 is opened, and the inside of the film forming container 6 is evacuated for about 2 seconds to exhaust the remaining O 3 gas (step S15). Then, by repeating the steps S12 to S15, for example, several hundred times, a deposited film made of an Al 2 O 3 film having a thickness of, for example, about 30 nm is formed on the surface of the second component member 22 (step S16). Here, since the deposited film is formed at a temperature of, for example, room temperature to 200 ° C., heating by the
また上述した表面処理方法において、ステップ3及びステップ13に示すように処理対象物(上述の例では金属製配管及び成膜容器6)の内部を真空排気する際に、処理対象物内にパージガスである窒素(N2)ガスを供給して、処理対象物内をパージ処理してもよい。このように真空排気時に窒素ガスを導入することで、処理対象物の内部に浮遊した状態で残存するTMAガスを効率よく排気することができる。
Further, in the surface treatment method described above, when the inside of the object to be treated (in the above example, the metal pipe and the film forming container 6) is evacuated as shown in
またステップ3及びステップ13において、処理対象物内部を真空排気する際に、処理対象物内部の圧力を上述の値よりも高い圧力とすると、処理対象物の内面に対するTMAの吸着量が多くなり1回の反応で形成される膜厚をより厚くすることができる。反対に、処理対象物内部を上述の値よりも低い圧力とすると、1回の反応で形成される膜厚をより薄くすることができる。
Further, in
そしてこの処理を半導体製造装置の製造時に行う場合には、第1の構成部材21や第2の構成部材22の処理ガスとの接触面に堆積膜を形成する表面処理を行った後、これら第1の構成部材21や第2の構成部材22を組み立てて半導体製造装置を製造する。またこの処理を半導体製造装置のメンテナンス時に、定期的又は必要に応じて行う場合には、先ず表面処理を行う構成部材を半導体製造装置から取り外して、当該構成部材の処理ガスとの接触面に堆積膜を形成する表面処理を行った後、この構成部材を半導体製造装置に取り付ける。
When this process is performed at the time of manufacturing the semiconductor manufacturing apparatus, after performing a surface treatment for forming a deposited film on the contact surfaces of the
以上において前記堆積膜としては、前記の手法で形成されるAl2O3膜の他に、第1の原料ガスとしてAl(T−OC4H9)3ガス、第2の原料ガスとしてH2Oガスを用いて形成されるAl2O3,第1の原料ガスとしてHfCl4ガス、第2の原料ガスとしてO3ガスを用いて形成されるHfO2,第1の原料ガスとしてHf(N(CH3)(C2H5))4ガス、第2の原料ガスとしてO3ガスを用いて形成されるHfO2,第1の原料ガスとしてHf(N(C2H5)2)4ガス、第2の原料ガスとしてO3ガスを用いて形成されるHfO2,第1の原料ガスとしてZrCl4ガス、第2の原料ガスとしてO3ガスを用いて形成されるZrO2,第1の原料ガスとしてZr(T−OC4H9)4ガス、第2の原料ガスとしてO3ガスを用いて形成されるZrO2,第1の原料ガスとしてYCl3ガス、第2の原料ガスとしてO3ガスを用いて形成されるY2O3,第1の原料ガスとしてY(C5H5)3ガス、第2の原料ガスとしてO3ガスを用いて形成されるY2O3等の、アルミニウム(Al),ハフニウム(Hf),ジルコニウム(Zr),イットリウム(Y)を含む結合子分有機で囲まれる形状の化合物や、前記アルミニウム(Al),ハフニウム(Hf),ジルコニウム(Zr),イットリウム(Y)を含む塩化物等の化合物よりなるものが形成される。 In the above, as the deposited film, in addition to the Al 2 O 3 film formed by the above-described method, Al (T—OC 4 H 9 ) 3 gas is used as the first source gas, and H 2 is used as the second source gas. Al 2 O 3 formed using O gas, HfCl 4 gas as the first source gas, HfO 2 formed using O 3 gas as the second source gas, Hf (N (CH 3 ) (C 2 H 5 )) 4 gas, HfO 2 formed using O 3 gas as the second source gas, Hf (N (C 2 H 5 ) 2 ) 4 as the first source gas Gas, HfO 2 formed using O 3 gas as the second source gas, ZrCl 4 gas used as the first source gas, ZrO 2 formed using O 3 gas as the second source gas, first as the raw material gas Zr (T-OC 4 H 9 ) Gas, ZrO 2, YCl 3 gas as a first source gas, Y 2 O 3, which is formed using O 3 gas as the second source gas that is formed using O 3 gas as the second source gas, Aluminum (Al), hafnium (Hf), zirconium (such as Y (C 5 H 5 ) 3 gas as the first source gas and Y 2 O 3 formed using O 3 gas as the second source gas) Zr), a compound having a shape surrounded by a binder organic containing yttrium (Y), or a compound such as chloride containing aluminum (Al), hafnium (Hf), zirconium (Zr), yttrium (Y), or the like. Things are formed.
このような実施の形態では、第1の構成部材21の場合には、第1の構成部材21の内部に原料ガスを供給することにより、また第2の構成部材22の場合には、成膜容器6の内部に当該構成部材22を載置して成膜容器6の内部に原料ガスを供給することにより、夫々化合物層を積層して薄膜を形成しているので、前記第1及び第2の構成部材21,22の内面全体に満遍なく堆積膜を形成することができ、当該構成部材21,22の耐久性を大きくすることができる。
In such an embodiment, in the case of the
つまりこの堆積法により形成された堆積膜は、極めて薄い化合物層を積層して形成されているので、形成される膜は緻密な膜であって、耐久性や腐食性の処理ガスに対する耐食性が大きい。また表面の平坦性の高い膜が形成されるので、表面の粗さが原因となる膜剥がれ等が発生するおそれがない。 In other words, the deposited film formed by this deposition method is formed by laminating extremely thin compound layers, so that the formed film is a dense film and has high corrosion resistance against durable and corrosive processing gases. . In addition, since a film with high surface flatness is formed, there is no possibility of film peeling due to surface roughness.
この際、本発明では、表面処理対象となる構成部材に対して、腐食性ガス等の処理ガスと同じように原料ガスを供給して表面処理を行っているので、当該構成部材の処理ガスと接触する領域に原料ガスを供給することができ、このため構成部材21の処理ガスと接触する内面に表面処理を行い、堆積膜を形成することができる。
At this time, in the present invention, the surface treatment is performed by supplying the raw material gas in the same manner as the processing gas such as the corrosive gas to the structural member to be surface treated. The source gas can be supplied to the contact area, and therefore, a surface treatment can be performed on the inner surface of the
さらに堆積膜は真空プロセスにより形成されるので、これにより第1の構成部材21を構成する配管内部に設けられたバルブや流量調整部の内部の処理ガスとの接触面や、第2の構成部材22の複雑な形状であっても、細部まで原料ガスが行き渡り、当該領域まで堆積膜を形成することができる。この際、堆積膜は、既述のように極めて薄い層を一層ずつ積み上げて形成されるので、既述のステップS2〜ステップS5(ステップS12〜ステップS15)の繰り返し回数を制御することにより、所望の厚さの堆積膜を形成することができ、このため例えば表面処理の対象に応じて、堆積膜の厚さを容易に調整できる。これにより多数の配管とそれに接続されるバルブや流量計、フィルタ等をまとめて設けたガス供給機器ユニット等の複雑な形状の部位には、薄い膜厚の堆積膜で表面処理を行うことによって、ガスの通流を妨げずに、例えば腐食性ガスに対する耐食性を高めることができる。
Further, since the deposited film is formed by a vacuum process, the contact surface with the processing gas inside the valve and the flow rate adjusting unit provided inside the pipe constituting the
また第1の原料ガスと第2の原料ガスの供給の間に真空排気を行い、第1の原料ガスが残存しない状態で第2の原料ガスを供給しているので、構成部材21の内部や成膜容器6の内部での第1の原料ガスと第2の原料ガスとの反応が抑えられ、この反応物の生成によるパーティクルの発生を抑えることができる。 In addition, since evacuation is performed between the supply of the first raw material gas and the second raw material gas and the second raw material gas is supplied in a state where the first raw material gas does not remain, The reaction between the first source gas and the second source gas inside the film forming container 6 is suppressed, and the generation of particles due to the generation of the reaction product can be suppressed.
このように、当該構成部材の処理ガスとの接触面全体に緻密な膜を形成することができるので、当該構成部材21の腐食性の処理ガスに対する耐食性を向上させることができ、これにより構成部材の腐食により生じるパーティクルの発生を抑えることができる。
In this way, since a dense film can be formed on the entire contact surface of the constituent member with the processing gas, the corrosion resistance of the
この際、堆積膜は例えば室温〜200℃程度の温度で形成され、CVD法に比較して低温で処理が行われるので、例えばアルミニウムや、アルミニウムの上に溶射膜が形成された処理容器に対しても、アルミニウムの溶解を起こさずに表面処理を行うことができる。ここで溶射膜の上に堆積膜を形成する場合には、ポーラスな溶射膜の多数の孔部に化合物層が入り込んだ状態で堆積膜が形成されるので、より強固な膜が形成されることになる。このため、元々耐食性の大きな溶射膜の上に緻密な堆積膜を形成することによって、より耐食性を大きくすることができる上、ポーラス構造であって表面が粗いという溶射膜の弱点をカバーすることができ、腐食性の処理ガスを用いた場合であっても、処理中の膜剥がれが発生等を抑えることができる。 At this time, the deposited film is formed at a temperature of, for example, room temperature to about 200 ° C., and is processed at a lower temperature than the CVD method. Therefore, for example, for aluminum or a processing container in which a sprayed film is formed on aluminum. However, the surface treatment can be performed without causing dissolution of aluminum. Here, when forming a deposited film on the sprayed film, the deposited film is formed with the compound layer entering a large number of holes in the porous sprayed film, so that a stronger film can be formed. become. Therefore, it is possible to increase the corrosion resistance by forming a dense deposited film on the originally sprayed film having high corrosion resistance, and to cover the weak point of the sprayed film having a porous structure and a rough surface. Even when a corrosive processing gas is used, the occurrence of film peeling during processing can be suppressed.
また金属製配管に対して表面処理を行う場合においても、既述のように堆積膜は低温で処理が行われるので、テープヒータ36による加熱で第1の原料ガスと第2の原料ガスとの反応を十分進行させることができ、簡易な加熱方法で処理を行なうことができて有効である。
In addition, when the surface treatment is performed on the metal pipe, the deposited film is treated at a low temperature as described above, so that the first source gas and the second source gas are heated by the
このように本発明では、アルミニウム製やステンレス製の処理容器、配管や下面部材等の、表面処理が行われていない安価な構成部品に堆積膜を形成する表面処理を行なうことにより、耐久性や腐食性ガスに対する耐食性を向上させることができるので、予め表面処理が行われた高価な構成部材を購入することなく、安価な構成部品を用いて半導体製造装置を製造することができ、製造コストの低廉化を図ることができる。 As described above, in the present invention, durability treatment is performed by performing surface treatment to form a deposited film on an inexpensive component that is not subjected to surface treatment, such as a treatment container made of aluminum or stainless steel, piping, or a lower surface member. Since corrosion resistance against corrosive gas can be improved, a semiconductor manufacturing apparatus can be manufactured using inexpensive components without purchasing expensive components that have been surface-treated in advance. Cost reduction can be achieved.
また構成部材に表面処理を行う装置として、図2に示す構成のものを用いれば、原料供給路の開閉バルブの切り替えにより、接続部33に接続して処理を行なう金属製配管等の第1の構成部材21と、成膜容器6内に搬入して処理を行なう第2の構成部材22とのいずれかを選択して表面処理を行なうことができる。また接続部33に金属製配管等の第1の構成部材21を接続すると共に、成膜容器6内に第2の構成部材22を搬入して、原料ガスを供給するときには、第1及び第2の構成部材21,22の両方に原料ガスを供給すると共に、真空排気するときには、第1及び第2の構成部材21,22の両方を真空排気するようにすることにより、第1の構成部材21と第2の構成部材22とに対して同時に表面処理を行うことができる。このように1台の装置にて、第1の構成部材21、第2の構成部材22のいずれか又は両方に対して表面処理を行うことができ、装置の汎用性が高い。
Moreover, if the apparatus shown in FIG. 2 is used as the apparatus for performing the surface treatment on the constituent members, the first pipe such as a metal pipe that performs the treatment by connecting to the connecting
但し、図8に、処理容器10の例にて示すように、成膜容器6を設けない金属製配管専用や、処理容器10専用の表面処理装置や、接続部33を設けず成膜容器6のみを設けた第2の構成部材22専用の表面処理装置を設け、各構成部材に対して夫々の専用の装置にて表面処理を行うようにしてもよく、この場合には異なる処理装置にて異なる構成部材に対して並列に表面処理を行うことができ、表面処理のスループットを高めることができる。
However, as shown in the example of the
また本発明の表面対象となる構成部材は、半導体製造プロセスの一工程を実施する装置に用いられる構成部材であって、既述のような金属製の構成部材のみならず、アルミニウム製の基材の表面にアルマイト処理が施された構成部材や、電極板やフォーカスリング、デポシールド等のPEEK(ポリエートルエートルケトン)等の樹脂や石英により構成された部材も含まれ、このような構成部材に堆積膜を形成する表面処理を行うことにより、これら構成部材の耐久性を向上させることができる。 In addition, the constituent member to be a surface object of the present invention is a constituent member used in an apparatus for carrying out one step of a semiconductor manufacturing process, and is not only a metallic constituent member as described above but also an aluminum base material. Also included are structural members with alumite treatment on the surface, and members made of resin or quartz such as PEEK (polyether ketone) such as electrode plates, focus rings, and deposition shields. By performing a surface treatment for forming a deposited film on the members, the durability of these constituent members can be improved.
また本発明は、処理容器10に、第2の構成部材22を取り付けた後、処理容器10の内面と第2の構成部材22に対して、一括して同時に表面処理を行うようにしてもよい。さらに本発明では、処理容器10の内面に対して表面処理を行う場合に、図2の成膜容器6の接続部に、成膜容器6の代わりに処理容器10を接続して当該処理容器10の表面処理を行うようにしてもよい。
In the present invention, after the second
また第2の構成部材としては、既述のガス供給部12の下面部材13、バッフル板16、メカチャック17等の、半導体製造プロセスの一工程を実施する装置であって、基板に対して処理を行う処理容器に処理ガスを導入する半導体製造装置の、前記処理容器に設けられる構成部材の全てが含まれる。
The second component member is an apparatus for performing one step of the semiconductor manufacturing process, such as the
次に本発明の効果を確認するために行った実験について述べる。 Next, an experiment conducted for confirming the effect of the present invention will be described.
(サンプルの作成)
図4に示す表面処理装置を用いてステンレス基材の表面にAl2O3よりなる堆積膜を形成した。先ず、図4に示す成膜容器6内部の支持台62上に載置されたステンレス基材を、ヒータ63により200℃に加熱すると共に、成膜容器6内を133Pa程度に真空引きする。次いで、成膜容器6内にTMAガスを100ml/minの流量で1秒程度供給した後、成膜容器6内を5秒程度真空引きする。次いで成膜容器6内に水蒸気を100ml/minの流量で1秒程度供給する。そしてこれらの工程を100回繰り返して、ステンレス基材上に堆積膜を形成した。このステンレス基板をサンプル1とする。
(Create sample)
A deposited film made of Al 2 O 3 was formed on the surface of the stainless steel substrate using the surface treatment apparatus shown in FIG. First, the stainless steel substrate placed on the
ステンレス基材の表面をブラスト材で粗面化処理した後、プラズマ溶射処理にて当該基材上にAl2O3よりなる溶射膜を形成し、この溶射膜上にサンプル1と同じ処理方法で堆積膜を形成した。このステンレス基材をサンプル2とする。
After the surface of the stainless steel substrate is roughened with a blast material, a sprayed film made of Al 2 O 3 is formed on the substrate by plasma spraying, and the same processing method as that of sample 1 is applied to the sprayed film. A deposited film was formed. This stainless steel substrate is designated as
(密着性試験)
サンプル1とサンプル2について、ステンレス基材の表面に形成された堆積膜の密着力の試験を行った。試験方法については、堆積膜表面に粘着テープを貼り付け、粘着テープを引き剥がしたときに、粘着テープへの堆積膜の付着状況を見ることで、堆積膜とステンレス基材との密着強度、及び堆積膜と溶射膜との密着強度を夫々評価した。この試験の結果では、サンプル1及びサンプル2のいずれも粘着テープを引き剥がしたときに、当該粘着テープには堆積膜が全く付着しておらず、堆積膜の剥離はなかった。このようなことから前記堆積膜とステンレス基材との密着強度及び堆積膜と溶射膜との密着強度のいずれについても問題がないと判断できる。
(Adhesion test)
(耐腐食性試験)
本発明の処理を行っていない比較サンプルであるステンレス基材とサンプル1について、腐食性試験を行った。先ず、チャンバ内に比較サンプルとサンプル1とを配置して、チャンバ内にフッ素(F2)ガスを3L/min、窒素(N2)ガスを8L/minの流量で夫々供給すると共に、チャンバ内の圧力を50kPaに設定し、比較サンプル及びサンプル1を1時間放置することによって、これらサンプル表面の耐腐食性を評価した。しかる後、比較サンプル及びサンプル1をチャンバ内から取り出し、X線電子分光分析(XPS)装置でこれらサンプル表面のデプスプロファイルを測定した。比較サンプルのプロファイルでは、堆積膜の表面からクロム(Cr)が抜けて行く様子が観察され、時間の経過と共にステンレス基材が腐食して行った。これに対してサンプル1のプロファイルでは、堆積膜の最表面だけが若干フッ化アルミニウム(AlF3)になっただけであり、膜厚は殆ど変わらなかった。このようなことからステンレス基材の表面に堆積膜を形成することで、腐食性ガスに対する大きな耐食性を確保できることから、ステンレス基材上に堆積膜を形成することが有効であることが理解できる。
(Corrosion resistance test)
A corrosion test was performed on the stainless steel base material and sample 1 which were comparative samples not subjected to the treatment of the present invention. First, the comparative sample and the sample 1 are arranged in the chamber, fluorine (F 2 ) gas is supplied into the chamber at a flow rate of 3 L / min, and nitrogen (N 2 ) gas is supplied at a flow rate of 8 L / min. Was set to 50 kPa, and the comparative sample and Sample 1 were allowed to stand for 1 hour to evaluate the corrosion resistance of these sample surfaces. Thereafter, the comparative sample and Sample 1 were taken out from the chamber, and the depth profiles of these sample surfaces were measured with an X-ray electron spectroscopy (XPS) apparatus. In the profile of the comparative sample, it was observed that chromium (Cr) escaped from the surface of the deposited film, and the stainless steel substrate was corroded over time. On the other hand, in the profile of Sample 1, only the outermost surface of the deposited film was slightly aluminum fluoride (AlF 3 ), and the film thickness was hardly changed. For this reason, forming a deposited film on the surface of the stainless steel base material can ensure a high corrosion resistance against corrosive gas, so that it can be understood that it is effective to form the deposited film on the stainless steel base material.
1 半導体製造装置
10 処理容器
11 載置台
12 ガス供給部
13 下面部材
14 処理ガス供給管
15 排気管
16 バッフル板
17 メカチャック
31 第1の原料ガス供給源
32 第2の原料ガス供給源
33 接続部
41 第1の原料供給路
42 第2の原料供給路
43 第3の原料供給路
44 第4の原料供給路
5 真空ポンプ
6 成膜容器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (10)
前記構成部材の基材を、アルミニウム、ハフニウム、ジルコニウム、イットリウムからなる群から選択された元素を含む第1の原料ガスの雰囲気に置いて、当該基材の表面に、第1の原料ガスを吸着させ、次いで当該雰囲気を第1の原料ガスと反応する第2の原料ガスの雰囲気に切り替えることにより、前記元素の化合物である化合物層を形成し、こうして基材が置かれる雰囲気を第1の原料ガスの雰囲気と第2の原料ガスの雰囲気との間で、交互に多数回切り替えることにより、前記基材の表面に前記元素を含む化合物層の積層膜である堆積膜を形成してなることを特徴とする半導体製造装置の構成部材。 A component used in a semiconductor manufacturing apparatus,
The base material of the component member is placed in a first source gas atmosphere containing an element selected from the group consisting of aluminum, hafnium, zirconium, and yttrium, and the first source gas is adsorbed on the surface of the base material. Then, the atmosphere is switched to the atmosphere of the second source gas that reacts with the first source gas to form a compound layer that is a compound of the element, and thus the atmosphere in which the substrate is placed is changed to the first source material. By alternately switching between the gas atmosphere and the second source gas atmosphere many times, a deposited film that is a laminated film of the compound layer containing the element is formed on the surface of the base material. A component of a semiconductor manufacturing apparatus.
請求項1ないし8のいずれか一に記載の構成部材を備えたことを特徴とする半導体製造装置。 The processing gas is supplied into the processing container through the gas supply path to process the substrate in the processing container, and the processing gas is a corrosive gas, or the corrosive gas in the processing container after the substrate processing. A semiconductor manufacturing apparatus for supplying a cleaning gas and cleaning the inside of a processing container,
A semiconductor manufacturing apparatus comprising the constituent member according to claim 1.
請求項1ないし8のいずれか一に記載の構成部材を備えたことを特徴とする半導体製造装置。 A semiconductor manufacturing apparatus including a plasma processing step,
A semiconductor manufacturing apparatus comprising the constituent member according to claim 1.
Priority Applications (1)
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