JP2009255277A - 表面処理方法、シャワーヘッド部、処理容器及びこれらを用いた処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】金属母材の表面に付着している剥がれ落ち難い非昇華性ブラスト材の残渣を略確実に除去するようにして例えば付着膜の密着性を向上させることができ、これによりパーティクルの発生を大幅に抑制して、製品歩留まりの向上を図ることが可能な表面処理方法を提供する。
【解決手段】金属母材40に所定の表面処理を施す表面処理方法において、前記金属母材の表面に、非昇華性材料よりなる非昇華性ブラスト材を用いてブラスト処理を行う第1のブラスト工程と、前記第1のブラスト工程が行われた前記金属母材の表面に、昇華性材料よりなる昇華性ブラスト材を用いてブラスト処理を行う第2のブラスト工程と、を備える。これにより、金属母材の表面に付着している剥がれ落ち難い非昇華性ブラスト材の残渣を略確実に除去する。
【選択図】図2
【解決手段】金属母材40に所定の表面処理を施す表面処理方法において、前記金属母材の表面に、非昇華性材料よりなる非昇華性ブラスト材を用いてブラスト処理を行う第1のブラスト工程と、前記第1のブラスト工程が行われた前記金属母材の表面に、昇華性材料よりなる昇華性ブラスト材を用いてブラスト処理を行う第2のブラスト工程と、を備える。これにより、金属母材の表面に付着している剥がれ落ち難い非昇華性ブラスト材の残渣を略確実に除去する。
【選択図】図2
Description
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に対して所定の処理を施すための処理装置、これに用いるシャワーヘッド部、処理容器及び表面処理方法に関する。
一般に、半導体集積回路等の半導体装置を製造するためには、シリコン基板等よりなる半導体ウエハに対して、成膜処理、エッチング処理、アニール処理、拡散処理等の各種の処理が繰り返し行われる。
これらの各種の処理の内、例えば成膜処理を行う成膜装置を例にとれば、この成膜装置は真空排気可能になされた処理容器内に設けた載置台上に半導体ウエハを載置し、この載置台に対向する天井部に設けたシャワーヘッド部から処理容器内に、所定の成膜ガス等を流して、ウエハを所定の温度に維持することにより上記ウエハ上に薄膜を形成するようになっている(特許文献1、2等)。
ここで、上記薄膜は半導体ウエハの表面のみならず、処理容器の内面やシャワーヘッド部の表面等にも不要な付着膜となって堆積することは避けられない。このため、上記不要な付着膜が剥がれ落ちて製品歩留まりの低下の原因となるパーティクルが発生することを防止するために定期的に、或いは不定期的に必要に応じて上記不要な付着膜を除去するクリーニング処理を行っている。
また、上記不要な付着膜が容易には剥がれ落ちないようにするために、付着膜の密着性を高めるための処理も行われている。特許文献3には、シャワーヘッド部の表面にアルミナ溶射を行って前記表面を粗面化する(微少な凹凸を形成する)ことにより、アンカー(Anchor)効果によって付着膜の剥離を防止する技術を開示している。また、シャワーヘッド部の表面にアルミナブラスト処理を施すことにより前記表面を粗面化する技術も検討された旨が記載されている。
更には、当該文献には、ブラスト処理により表面を粗面化することにより、シャワーヘッド部の表面が機械加工面である場合と比較すれば、パーティクルの発生をある程度は抑制することができることが記載されている。しかし、ブラスト処理により得られるパーティクルの抑制効果は、近年のパーティクルレベルの要求を十分に満足しているとは言い難い。上記特許文献3には、アルミナブラストによるパーティクル抑制効果はアルミナ溶射によるパーティクル抑制効果よりも劣る旨が記載されており、その原因として、アルミナブラスト処理によって表面にミクロ的な鋭利な突起が生じ、突起の部分における応力集中により付着膜にクラックが生じて付着膜が剥離するのではないかと推定している。
上述したように、シャワーヘッド部等の表面をブラスト処理して表面に微小な凹凸を形成することにより、ある程度は付着膜の密着性を向上させて、パーティクルの発生を抑制することができた。
しかしながら、上述したようなブラスト処理を行っても、従来装置程ではないにしても依然としてパーティクルの発生がある程度以上存在していた。また特許文献3では、アルミナ溶射の有効性について開示されているが、アルミナ溶射が粗面化のための最善の方法とは言い難い。何故ならアルミナ溶射粒子が脱落してパーティクルとなる恐れもあるからであり、更にはアルミナ溶射により部品製造コストは増大するからである。従って、ブラスト処理の改善により十分に満足できるパーティクルの抑制が達成されるのであれば、その方がむしろ好ましい。
特に、半導体集積回路の高集積化及び微細化が一層推進されている今日においては、僅かなパーティクルでも製品歩留まりの大きな低下の原因となり、パーティクル発生防止のための一層の対策が求められている。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、金属母材の表面に付着している剥がれ落ち難い非昇華性ブラスト材の残渣を略確実に除去するようにして例えば付着膜の密着性を向上させることができ、これによりパーティクルの発生を大幅に抑制して、製品歩留まりの向上を図ることが可能な表面処理方法、シャワーヘッド部、処理容器及びこれらを用いた処理装置を提供することにある。
本発明者等は、表面処理方法について鋭意研究した結果、従来の表面処理ではアルミナ等を用いたブラスト処理を行っているが、ブラスト処理面からアルミナ等の微細粒子よりなるブラスト材の残渣を十分に除去し得ず、装置装着後のヒートアップ(加熱)に伴う母材の熱膨張によって上記ブラスト材の残渣が剥がれ落ちてパーティクルの発生原因となる点及びこのブラスト材の残渣を除去するためにはドライアイスを用いたブラスト処理が有効である点を見い出すことにより、本発明に至ったものである。
更に、第1のブラスト処理に用いられるブラスト材よりも一般的に柔らかいブラスト材を用いて実行される第2のブラスト処理によれば、第1のブラスト処理により得られた面粗さを大きく損なうことなく、特許文献3に記載されているような母材表面のミクロ的な突起の鋭利さを緩和できるものと考えられる。従って、付着膜の剥離に起因するパーティクルの発生も防止することができると考えられる。従って、この点を利用して第1のブラスト処理と第2のブラスト処理との組み合わせにより生じる相乗効果により、パーティクルを大幅に抑制することができる、という知見を得ることにより本発明に至ったものである。
請求項1に係る発明は、金属母材に所定の表面処理を施す表面処理方法において、前記金属母材の表面に、非昇華性材料よりなる非昇華性ブラスト材を用いてブラスト処理を行う第1のブラスト工程と、前記第1のブラスト工程が行われた前記金属母材の表面に、昇華性材料よりなる昇華性ブラスト材を用いてブラスト処理を行う第2のブラスト工程と、を備えたことを特徴とする表面処理方法である。
このように、金属母材に所定の表面処理を施すに際して、非昇華性ブラスト材を用いて第1のブラスト工程を行い、更に、昇華性ブラスト材を用いて第2のブラスト工程を行うようにしたので、金属母材の表面に付着している剥がれ落ち難い非昇華性ブラスト材の残渣を略確実に除去することができ、この結果、例えば付着膜の密着性を向上させて、これによりパーティクルの発生を大幅に抑制して、製品歩留まりの向上を図ることができる。
この場合、例えば請求項2に記載したように、前記第2のブラスト工程が行われた前記金属母材の表面を洗浄する洗浄工程を有する。
また例えば請求項3に記載したように、前記非昇華性ブラスト材は、セラミック材、樹脂、金属酸化物、石英よりなる群より選択される1の材料である。
また例えば請求項4に記載したように、前記セラミック材は、アルミナ(Al2 O3 )、窒化アルミニウム(AlN)、シリコン窒化物(SiN)、シリコンカーバイト(SiC)よりなる群より選択される1の材料である。
また例えば請求項3に記載したように、前記非昇華性ブラスト材は、セラミック材、樹脂、金属酸化物、石英よりなる群より選択される1の材料である。
また例えば請求項4に記載したように、前記セラミック材は、アルミナ(Al2 O3 )、窒化アルミニウム(AlN)、シリコン窒化物(SiN)、シリコンカーバイト(SiC)よりなる群より選択される1の材料である。
また例えば請求項5に記載したように、前記金属酸化物は、ZrO2 、TiO2 よりなる群より選択される1の材料である。
また例えば請求項6に記載したように、前記昇華性ブラスト材は、ドライアイスである。
また例えば請求項7に記載したように、前記金属母材は、被処理体に対して所定の処理を行うための処理装置に用いられるシャワーヘッド部である。
また例えば請求項6に記載したように、前記昇華性ブラスト材は、ドライアイスである。
また例えば請求項7に記載したように、前記金属母材は、被処理体に対して所定の処理を行うための処理装置に用いられるシャワーヘッド部である。
また例えば請求項8に記載したように、前記金属母材は、被処理体に対して所定の処理を行うための処理装置に用いられる処理容器である。
また例えば請求項9に記載したように、前記第1及び第2のブラスト工程は、それぞれ前記金属母材の表面の選択的な領域に対して行われる。
また例えば請求項9に記載したように、前記第1及び第2のブラスト工程は、それぞれ前記金属母材の表面の選択的な領域に対して行われる。
また例えば請求項10に記載したように、前記金属母材は、被処理体に対して所定の処理を行うための処理装置に用いられるシャワーヘッド部であり、前記第1及び第2のブラスト工程は、前記シャワーヘッド部に設けたガス噴射孔の周辺部の表面に対して選択的に行われる。
請求項11に係る発明は、請求項7又は10に記載した表面処理方法が施されたことを特徴とするシャワーヘッド部である。
請求項12に係る発明は、請求項8に記載した表面処理方法が施されたことを特徴とする処理容器である。
請求項12に係る発明は、請求項8に記載した表面処理方法が施されたことを特徴とする処理容器である。
請求項13に係る発明は、被処理体に対して所定の処理を施すための処理装置において、請求項12に記載された処理容器と、請求項11に記載されたシャワーヘッド部と、前記処理容器内に設けられて前記被処理体を載置するための載置台と、前記処理容器内の雰囲気を排気するための排気系と、を備えたことを特徴とする処理装置である。
本発明に係る表面処理方法、シャワーヘッド部、処理容器及びこれらを用いた処理装置によれば、次のような優れた作用効果を発揮することができる。
金属母材に所定の表面処理を施すに際して、非昇華性ブラスト材を用いて第1のブラスト工程を行い、更に、昇華性ブラスト材を用いて第2のブラスト工程を行うようにしたので、金属母材の表面に付着している剥がれ落ち難い非昇華性ブラスト材の残渣を略確実に除去することができ、この結果、例えば付着膜の密着性を向上させて、これによりパーティクルの発生を大幅に抑制して、製品歩留まりの向上を図ることができる。
金属母材に所定の表面処理を施すに際して、非昇華性ブラスト材を用いて第1のブラスト工程を行い、更に、昇華性ブラスト材を用いて第2のブラスト工程を行うようにしたので、金属母材の表面に付着している剥がれ落ち難い非昇華性ブラスト材の残渣を略確実に除去することができ、この結果、例えば付着膜の密着性を向上させて、これによりパーティクルの発生を大幅に抑制して、製品歩留まりの向上を図ることができる。
以下に、本発明に係る表面処理方法、シャワーヘッド部、処理容器及びこれらを用いた処理装置の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
まず、最初に、本発明の表面処理方法を施した金属母材を処理装置について説明する。上記金属母材としては、後述するように、シャワーヘッド部と処理容器とが対応することになり、少なくとも上記2つの部材の内のいずれか一方の部材に対して奔発明の表面処理を施すようにすればよい。
まず、最初に、本発明の表面処理方法を施した金属母材を処理装置について説明する。上記金属母材としては、後述するように、シャワーヘッド部と処理容器とが対応することになり、少なくとも上記2つの部材の内のいずれか一方の部材に対して奔発明の表面処理を施すようにすればよい。
図1は本発明に係る表面処理方法を施した金属母材を用いた処理装置の一例を示す概略構成図、図2は本発明の表面処理方法の流れを示す模式図、図3は本発明の表面処理方法の流れを示すフローチャートである。ここでは、処理装置としてはプラズマを用いてTi膜の成膜処理を行う成膜装置を例にとって説明するが、これに限定されないのは勿論である。
図1に示すように、この処理装置2は、例えばニッケルやニッケル合金やアルミニウムやアルミニウム合金等により筒体状に成形された処理容器4を有しており、この処理容器4は接地されている。この処理容器4は、金属母材となり、この内面には後述する本発明の表面処理方法が施されている。尚、上述したようにこの処理容器54と後述するシャワーヘッド部の内の少なくともいずれが一方の部材に対して本発明方法の表面処理方法を施せばよい。この処理容器4内には、容器底部より支柱6により起立させて支持された例えば窒化アルミニウム等のセラミック材よりなる載置台8が設けられており、この上面側にウエハWを載置できるようになっている。
この載置台8内には、例えばモリブデン線よりなる加熱手段10が埋め込んで設けられており、上記ウエハWを所定の温度に加熱できるようになっている。また、この載置台8内には、上記加熱手段10の上方に位置させて、例えばメッシュ状の導電部材12が埋め込まれると共に、この導電部材12は図示しない配線により接地されており、この載置台8がプラズマ発生用の下部電極(グランド電極)となるように構成されている。尚、この下部電極にバイアス用の高周波電圧を印加するようにしてもよいし、またこの載置台8の下方には、ウエハWを搬出入する際に昇降してウエハWを下側より突き上げて支持するリフタピン(図示せず)が設けられる。
また、この処理容器4の底部には排気口14が形成されると共に、この排気口14には真空ポンプや圧力調整弁等を含む排気系16が接続されており、上記処理容器4内の雰囲気を真空引きして所定の圧力に維持できるようになっている。
また処理容器4の側壁には、ウエハWを搬出入できる大きさの開口18が形成されており、この開口18にゲートバルブGが設けられている。更に、処理容器4の天井部は開口されており、この開口部分に絶縁部材20を介してガス導入手段として例えばシャワーヘッド部22が気密に設けられている。このシャワーヘッド部22は、例えばニッケルやニッケル合金やアルミニウムやアルミニウム合金等よりなって上部電極を兼ねるものである。このシャワーヘッド部22内には、拡散室24が区画形成されている。
またシャワーヘッド部22の下面のガス噴射面28には、上記拡散室24に連通された多数のガス噴射孔30が形成されており、処理容器4内の処理空間Sへ所望のガスを導入できるようになっている。このシャワーヘッド部22は金属母材となり、この下面のガス噴射面28などの表面には後述する本発明の表面処理方法が施されている。
またシャワーヘッド部22の上部にはガス導入口32が形成されており、このガス導入口32から所望のガス、ここでは例えばTiCl4 、H2 、Arガス等をそれぞれ流量制御しつつ導入できるようになっている。従って、これらのガスは、このシャワーヘッド部22内の拡散室24内で拡散されて、ガス噴射孔30からウエハWの上方の処理空間Sに面内方向に均一な状態で噴射供給されることになる。尚、上記拡散室は1つに限定されず、使用するガス種によっては拡散室を2以上設けてそれぞれに別々のガス導入口から導入したガスを個別に処理空間Sに噴射供給するようにした構成を用いる場合もある。
また、このシャワーヘッド部22には、途中にマッチング回路34やプラズマ用の例えば450kHzの高周波電源36等が介設された給電ライン38が接続されており、下部電極である載置台8との間にプラズマを生成するようになっている。従って、この処理容器4内の処理空間Sで原料ガスであるTiCl4 とH2 とArとを用いて高周波によりプラズマを生成すると共に、ウエハWを加熱手段10により所定の温度に加熱する。これによりプラズマアシストCVDによりウエハWの表面にTi膜を成膜できるようになっている。
<本発明の表面処理方法>
以上のように構成された処理装置2の処理容器4及びシャワーヘッド部22に対して、上述したように本発明の表面処理方法が施されている。以下にその表面処理方法について説明する。図2及び図3に示すように、ここでは上記処理容器4やシャワーヘッド部22が金属母材40となり、本発明の表面処理方法が実施される。
以上のように構成された処理装置2の処理容器4及びシャワーヘッド部22に対して、上述したように本発明の表面処理方法が施されている。以下にその表面処理方法について説明する。図2及び図3に示すように、ここでは上記処理容器4やシャワーヘッド部22が金属母材40となり、本発明の表面処理方法が実施される。
この表面処理方法は、上記金属母材40の表面に、非昇華性材料よりなる非昇華性ブラスト材を用いてブラスト処理を行う第1のブラスト工程(S1,図2(A)参照)と、上記第1のブラスト工程が行われた上記金属母材40の表面に、昇華性材料よりなる昇華性ブラスト材を用いてブラスト処理を行う第2のブラスト工程(S2,図2(B)参照)とを有している。ここで上記非昇華性材料とは、表面処理を行なう間、もしくは表面処理後の温度・圧力条件において昇華しない材料を指し、上記昇華性材料とは、表面処理を行なう間、もしくは表面処理後の温度・圧力条件において昇華する材料を指す。
更に、好ましくは、上記第2のブラスト処理後に、上記第2のブラスト工程が行われた上記金属母材40の表面を洗浄する洗浄工程を行う(S3,図2(C)参照)。
具体的には、上記第1のブラスト工程では、上記非昇華性ブラスト材として、例えばセラミック材であるアルミナ(Al2 O3 )を用いることができる。このアルミナを微細粒子化して形成したブラスト材を、例えばエアーブラスト機から圧縮空気により噴射することに上記第1のブラスト工程を行う。
具体的には、上記第1のブラスト工程では、上記非昇華性ブラスト材として、例えばセラミック材であるアルミナ(Al2 O3 )を用いることができる。このアルミナを微細粒子化して形成したブラスト材を、例えばエアーブラスト機から圧縮空気により噴射することに上記第1のブラスト工程を行う。
この場合、上記ブラスト材の粒径は、♯220〜♯20の範囲のものを用いることができる。ここで♯(メッシュ)は、ティラーによる粒体の粒の粗さを示す単位である。
上記処理容器4を金属母材40として用いた場合には、この処理容器4の内面全体に対してブラスト処理を行うようにする。また上記シャワーヘッド部22を金属母材40として用いた場合には、シャワーヘッド部22のガス噴射面28を、より好ましくはシャワーヘッド部22が処理空間Sに晒される表面全面に対して行うようにする。
上記処理容器4を金属母材40として用いた場合には、この処理容器4の内面全体に対してブラスト処理を行うようにする。また上記シャワーヘッド部22を金属母材40として用いた場合には、シャワーヘッド部22のガス噴射面28を、より好ましくはシャワーヘッド部22が処理空間Sに晒される表面全面に対して行うようにする。
これにより、金属母材40の表面は、略均一に粗面化されて微細な凹凸が形成されることになる。この時の表面粗度Raは1.0〜2.0μm程度である。
ここで上記非昇華性ブラスト材としては、アルミナに限定されず、セラミック材、樹脂、金属酸化物、石英よりなる群より選択される1の材料を用いることができる。また、上記セラミック材としては、アルミナ(Al2 O3 )、窒化アルミニウム(AlN)、シリコン窒化物(SiN)、シリコンカーバイト(SiC)よりなる群より選択される1の材料を用いることができる。更に、上記金属酸化物としては、ZrO2 、TiO2 よりなる群より選択される1の材料を用いることができる。
ここで上記非昇華性ブラスト材としては、アルミナに限定されず、セラミック材、樹脂、金属酸化物、石英よりなる群より選択される1の材料を用いることができる。また、上記セラミック材としては、アルミナ(Al2 O3 )、窒化アルミニウム(AlN)、シリコン窒化物(SiN)、シリコンカーバイト(SiC)よりなる群より選択される1の材料を用いることができる。更に、上記金属酸化物としては、ZrO2 、TiO2 よりなる群より選択される1の材料を用いることができる。
次に、上記第2のブラスト工程では、上記昇華性ブラスト材として例えばドライアイスを用いる。このドライアイスを微細粒子化して形成したブラスト材を、例えばエアーブラスト機から圧縮空気により噴射することに上記第2のブラスト工程を行う。
この第2のブラスト処理は、少なくとも上記第1のブラスト処理が行われた表面全体に対して行う。この第2のブラスト処理を行うことにより、先の第1のブラスト処理を行った時に、金属母材40の表面に付着している剥がれ落ち難い非昇華性ブラスト材、すなわちアルミナのブラスト材を略確実に除去することができる。換言すれば、一般的には上記したようなアルミナのブラスト材を用いたブラスト処理を行った場合、ブラスト面に非常に軽く突き刺さって付着している残渣は容易に除去はできたが、ある程度まで深く突き刺さっているような残渣は除去することは困難であった。
そこで、本発明方法のように、上記アルミナのブラスト材を用いたブラスト処理後に、ドライアイスを用いたブラスト処理を施すことにより、ある程度まで深く突き刺さったような残渣も容易に除去することができる。尚、非常に深く突き刺さったような残渣は、本発明の表面処理では除去することができないが、このような残渣はウエハ処理のために高温にしたときも壁面からほとんど抜けることがないので、パーティクルの問題が生ずることがない。またこの場合、ドライアイスのブラスト材が金属母材40の表面に残留しても、このブラスト材は常温常圧の下で自然に昇華してしまうので、金属母材40の表面に残留することはない。
更には、上記ドライアイスによるブラストでは、金属母材40の表面を更に粗くする程の能力はなく、アルミナでのブラスト処理の表面形態をそのまま維持することができる。
更には、ドライアイスを用いたブラスト処理は、アルミナを用いたブラスト処理の表面粗さを大きく変化させることなないため、アルミナでのブラスト処理後の表面状態を概ねそのまま維持することができる。このため、アルミナでのブラスト処理により得られた母材表面の凹凸によるアンカー効果が損われることはなく、付着膜の剥離を確実に防止することができる。また、ドライアイスを用いたブラスト処理は、アルミナを用いたブラスト処理により母材表面に生じた突起の鋭利さを緩和し、このような突起の先端に生じ得る応力集中を緩和するものと考えられる。この点からも、より確実に付着膜の剥離を防止することができる。
次に、上記洗浄工程としては、例えば超音波洗浄を行うことができる。ここでは、上述のように第2のブラスト工程が施された金属母材40を、例えば純水等よりなる洗浄液42に浸漬し、これに超音波を付与して洗浄を行う(図2(C)参照)。
これにより、金属母材40に残留している付着物を完全に取り除くようにする。この洗浄工程では、上記超音波洗浄に代えて、金属母材40の表面に高圧水を噴射する高圧水洗浄や金属母材40の表面に洗浄水をかけながらブラシ掛けを行うブラシ洗浄等を行うことができる。尚、前述したように、この洗浄工程は省略してもよい。
このように、本発明によれば、金属母材40に所定の表面処理を施すに際して、非昇華性ブラスト材、例えばアルミナを用いて第1のブラスト工程を行い、更に、昇華性ブラスト材、例えばドライアイスを用いて第2のブラスト工程を行うようにしたので、金属母材40の表面に付着している剥がれ落ち難い非昇華性ブラスト材の残渣を略確実に除去することができ、この結果、例えば付着膜の密着性を向上させて、これによりパーティクルの発生を大幅に抑制して、製品歩留まりの向上を図ることができる。
また、第1のブラスト工程により適度に粗面化された金属母材40の表面は、その粗面状態が第2のブラスト工程により損なわれることはない。このため、金属母材40の粗面化によるアンカー効果により付着膜の密着性が向上し、これにより付着膜の剥がれに由来するパーティクルの発生を大幅に抑制することができる。
<昇華性ブラスト材によるブラスト処理の評価>
次に、上記昇華性ブラスト材としてドライアイスを用いて第2のブラスト工程を実験的に行ったので、比較例と共にその評価について説明する。図4は昇華性ブラスト材によるブラスト処理の評価を説明するための電子顕微鏡写真である。
次に、上記昇華性ブラスト材としてドライアイスを用いて第2のブラスト工程を実験的に行ったので、比較例と共にその評価について説明する。図4は昇華性ブラスト材によるブラスト処理の評価を説明するための電子顕微鏡写真である。
この実験では、金属母材40としてニッケルよりなるシャワーヘッド部22の表面に、まず本発明方法としては、第1のブラスト工程としてアルミナによるブラスト処理を施し、次に第2のブラスト工程としてドライアイスによりブラスト処理を施した。このように処理を行ったシャワーヘッド部22の表面に粘着力の強力なカーボンテープを貼り付けて、しばらくした後にこれを剥がし、このカーボンテープの表面を電子顕微鏡により観察した。
比較例1〜3については、第1回目のブラスト処理は本発明と同様にアルミナによるブラスト処理を施した。そして、比較例1の場合は、上記第1回目のブラスト処理後のシャワーヘッド部の表面に対して3回の超音波洗浄を行った。
比較例2の場合は、上記第1回目のブラスト処理後のシャワーヘッド部の表面に洗浄液を供給しつつブラシ掛けしてブラシ洗浄を行った。
比較例3の場合は、上記第1回目のブラスト処理後のシャワーヘッド部の表面に対して高圧水を噴射することによって高圧水洗浄を行った。
比較例2の場合は、上記第1回目のブラスト処理後のシャワーヘッド部の表面に洗浄液を供給しつつブラシ掛けしてブラシ洗浄を行った。
比較例3の場合は、上記第1回目のブラスト処理後のシャワーヘッド部の表面に対して高圧水を噴射することによって高圧水洗浄を行った。
このように処理を行った比較例1〜3のシャワーヘッド部の表面に粘着力の強力なカーボンテープを貼り付けて、しばらくした後にこれを剥がし、このカーボンテープの表面を電子顕微鏡により観察した。
図4では、倍率が50倍と1000倍の写真をそれぞれ示しており、50倍及び1000倍の写真によれば、比較例1〜3の場合には多くのブラストの残渣が付着しているが、本発明方法の場合にはブラストの残渣は僅かしかなく、本発明方法の有効性を確認することができた。特に1000倍の写真に示すように、パーティクルのサイズが0.1μm程度以上のものも本発明方法により有効に除去できることを確認することができた。
尚、上記カーボンテープに付着したパーティクルを成分分析器にて分析したところ、Al元素とO2 元素の存在が認められ、カーボンテープへの付着物はAl2 O3 (アルミナ)であることを確認した。
図5は本発明方法と従来方法により製造したシャワーヘッド部を用いた処理装置におけるパーティクルの評価を説明するための図である。ここでは従来方法としては、先の比較例1のようにしてシャワーヘッド部を製造している。また、本発明方法としてはアルミナブラスト処理(第1のブラスト工程)とドライアイスブラスト処理(第2のブラスト工程)とを行って、最後に超音波洗浄を施してシャワーヘッド部を製造している。
以上のようにして製造した各シャワーヘッド部を、図1において説明したような成膜装置に設け、半導体ウエハを載置台8に載置し、加熱手段10により昇温処理を行った後に半導体ウエハの表面に付着しているパーティクル数をカウントした。このパーティクル数が図5に示されている。上記昇温処理では、加熱手段10の温度(プロセス温度)を200℃、450℃、640℃の3種類の各温度に設定した。また、処理容器内にプリコート処理を施した後に、加熱手段10の温度を450℃に設定して昇温処理を行ったものに対しても同様にパーティクル数をカウントした。
図5から明らかなように、加熱手段10の温度が200℃、450℃、640℃及び450℃(プリコート膜有)の各温度に対してパーティクル数は従来方法の場合には、それぞれ593、161、687、62個であるが、本発明方法の場合には、それぞれ3、39、30、0であり、本発明の場合には従来方法と比較してパーティクル数が遥かに少なくなっており、発明方法の有効性を確認することができた。
<本発明方法の変形実施形態>
次に、本発明方法の変形実施形態について説明する。
先に説明した実施形態では、金属母材40の表面全面に対してブラスト処理を行う場合について説明したが、これに限定されず、変形実施形態として第1及び第2のブラスト工程を、それぞれ金属母材の表面の選択的な領域に対して行うようにしてもよい。
次に、本発明方法の変形実施形態について説明する。
先に説明した実施形態では、金属母材40の表面全面に対してブラスト処理を行う場合について説明したが、これに限定されず、変形実施形態として第1及び第2のブラスト工程を、それぞれ金属母材の表面の選択的な領域に対して行うようにしてもよい。
図6はこのような本発明方法の変形実施形態を説明するための図である。図6(A)はブラスト処理後のシャワーヘッド部のガス噴射面の一部を示す平面図、図6(B)はその製造工程の途中の状態を示す断面図である。
ここでは、上記第1及び第2のブラスト工程は、シャワーヘッド部22に設けたガス噴射孔30の周辺部の表面に対してのみに選択的に行われている。すなわち、図6(A)に示すように、シャワーヘッド部22のガス噴射面28において、ガス噴射孔30の周辺部44(梨地で示す)だけに選択的に第1及び第2のブラスト工程が施されている。この場合、例えばガス噴射孔30の直径L1は1mm程度であり、円形の周辺部44の直径L2は3mm程度である。
このような選択的なブラスト処理は、図6(B)に示すようにシャワーヘッド部22の前面側に、上記周辺部44と同じ直径の複数の孔部46を有するマスク48を、各ガス噴射孔30に対応させて配置し、この状態でブラスト処理を行えばよい。尚、上記第2のブラスト工程を行う際には、上記マスク48を取り除いた状態で行ってもよい。
このような選択的なブラスト処理は、例えば以下のような理由で用いられる。すなわち、上記シャワーヘッド部22を上部電極として用いる場合において、ガス噴射面28にブラスト処理により微少な凹凸が生じると表面積が増加して、この上部電極と下部電極との間に形成される容量成分が設計値より大きく変動する恐れがある。しかしながら、この場合においても、膜剥がれの起点となり易いガス噴射孔30の周辺部に関しては、膜の密着性を向上させて膜剥がれの発生を防止することが望ましい。このような場合に、上述したように、ガス噴射孔30の周辺部44のみにブラスト処理が行われることになる。
尚、以上の実施形態においては、Ti膜の成膜処理を例にとって説明したが、これに限定されず、全ての膜種の成膜処理について本発明を適用することができる。また、ここではシャワーヘッド部22に高周波電力を印加する場合を例にとって説明したが、本発明は高周波電力を印加しないシャワーヘッド部22についても適用できるのは勿論である。
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、LCD基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。
2 処理装置
4 処理容器(金属母材)
8 載置台
10 加熱手段
16 排気系
22 シャワーヘッド部(金属母材)
28 ガス噴射面
30 ガス噴射孔
40 金属母材
W 半導体ウエハ(被処理体)
4 処理容器(金属母材)
8 載置台
10 加熱手段
16 排気系
22 シャワーヘッド部(金属母材)
28 ガス噴射面
30 ガス噴射孔
40 金属母材
W 半導体ウエハ(被処理体)
Claims (13)
- 金属母材に所定の表面処理を施す表面処理方法において、
前記金属母材の表面に、非昇華性材料よりなる非昇華性ブラスト材を用いてブラスト処理を行う第1のブラスト工程と、
前記第1のブラスト工程が行われた前記金属母材の表面に、昇華性材料よりなる昇華性ブラスト材を用いてブラスト処理を行う第2のブラスト工程と、
を備えたことを特徴とする表面処理方法。 - 前記第2のブラスト工程が行われた前記金属母材の表面を洗浄する洗浄工程を有することを特徴とする請求項1記載の表面処理方法。
- 前記非昇華性ブラスト材は、セラミック材、樹脂、金属酸化物、石英よりなる群より選択される1の材料であることを特徴とする請求項1又は2記載の表面処理方法。
- 前記セラミック材は、アルミナ(Al2 O3 )、窒化アルミニウム(AlN)、シリコン窒化物(SiN)、シリコンカーバイト(SiC)よりなる群より選択される1の材料であることを特徴とする請求項3記載の表面処理方法。
- 前記金属酸化物は、ZrO2 、TiO2 よりなる群より選択される1の材料であることを特徴とする請求項3又は4記載の表面処理方法。
- 前記昇華性ブラスト材は、ドライアイスであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の表面処理方法。
- 前記金属母材は、被処理体に対して所定の処理を行うための処理装置に用いられるシャワーヘッド部であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の表面処理方法。
- 前記金属母材は、被処理体に対して所定の処理を行うための処理装置に用いられる処理容器であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の表面処理方法。
- 前記第1及び第2のブラスト工程は、それぞれ前記金属母材の表面の選択的な領域に対して行われることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の表面処理方法。
- 前記金属母材は、被処理体に対して所定の処理を行うための処理装置に用いられるシャワーヘッド部であり、前記第1及び第2のブラスト工程は、前記シャワーヘッド部に設けたガス噴射孔の周辺部の表面に対して選択的に行われることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の表面処理方法。
- 請求項7又は10に記載した表面処理方法が施されたことを特徴とするシャワーヘッド部。
- 請求項8に記載した表面処理方法が施されたことを特徴とする処理容器。
- 被処理体に対して所定の処理を施すための処理装置において、
請求項12に記載された処理容器と、
請求項11に記載されたシャワーヘッド部と、
前記処理容器内に設けられて前記被処理体を載置するための載置台と、
前記処理容器内の雰囲気を排気するための排気系と、
を備えたことを特徴とする処理装置。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013006258A (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-10 | Canon Inc | 表面処理方法及び電子写真感光体の製造方法 |
US20170204505A1 (en) * | 2016-01-15 | 2017-07-20 | Tokyo Electron Limited | Method of performing a surface treatment on a mounting table, the mounting table and a plasma processing apparatus |
JP2019153630A (ja) * | 2018-03-01 | 2019-09-12 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 気相成長方法 |
JP2019220589A (ja) * | 2018-06-20 | 2019-12-26 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 気相成長装置 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102154630A (zh) * | 2010-09-30 | 2011-08-17 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 等离子体反应腔室及其设备、部件的制造方法和处理基片的方法 |
CN102152438A (zh) * | 2010-11-30 | 2011-08-17 | 常州市依斯特互感器有限公司 | 套管座注塑工艺 |
KR101987943B1 (ko) * | 2017-12-11 | 2019-06-12 | 주식회사 싸이노스 | 금속부재의 클리닝 방법 |
CN110923644B (zh) * | 2020-02-12 | 2020-06-19 | 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 | 用于反应溅射的物理气相沉积设备 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6554909B1 (en) * | 2001-11-08 | 2003-04-29 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Process for cleaning components using cleaning media |
JP2003273078A (ja) * | 2002-03-18 | 2003-09-26 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置の洗浄方法、洗浄方法及びプラズマ処理装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2632141B2 (ja) * | 1995-06-23 | 1997-07-23 | ショーボンド建設株式会社 | 研掃方法 |
JP3015713B2 (ja) * | 1995-07-06 | 2000-03-06 | 株式会社東芝 | 金属廃棄物の除染処理方法およびその装置 |
JP3961665B2 (ja) * | 1998-04-22 | 2007-08-22 | 澁谷工業株式会社 | 洗浄剥離方法及びその装置 |
JP2002115068A (ja) * | 2000-10-11 | 2002-04-19 | Applied Materials Inc | シャワーヘッド、基板処理装置および基板製造方法 |
US6648982B1 (en) * | 2001-06-11 | 2003-11-18 | Quantum Global Technologies, Llc | Steam cleaning system and method for semiconductor process equipment |
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2012
- 2012-01-17 US US13/351,565 patent/US20120115400A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6554909B1 (en) * | 2001-11-08 | 2003-04-29 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Process for cleaning components using cleaning media |
JP2003273078A (ja) * | 2002-03-18 | 2003-09-26 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置の洗浄方法、洗浄方法及びプラズマ処理装置 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013006258A (ja) * | 2011-06-27 | 2013-01-10 | Canon Inc | 表面処理方法及び電子写真感光体の製造方法 |
US20170204505A1 (en) * | 2016-01-15 | 2017-07-20 | Tokyo Electron Limited | Method of performing a surface treatment on a mounting table, the mounting table and a plasma processing apparatus |
JP2017126717A (ja) * | 2016-01-15 | 2017-07-20 | 東京エレクトロン株式会社 | 載置台の表面処理方法、載置台及びプラズマ処理装置 |
KR20170085960A (ko) * | 2016-01-15 | 2017-07-25 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 적재대의 표면 처리 방법, 적재대 및 플라즈마 처리 장치 |
KR20190044608A (ko) | 2016-01-15 | 2019-04-30 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 적재대의 표면 처리 방법, 적재대 및 플라즈마 처리 장치 |
US10738374B2 (en) | 2016-01-15 | 2020-08-11 | Tokyo Electron Limited | Method of performing a surface treatment on a mounting table, the mounting table and a plasma processing apparatus |
KR102484512B1 (ko) * | 2016-01-15 | 2023-01-05 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 적재대의 표면 처리 방법, 적재대 및 플라즈마 처리 장치 |
JP2019153630A (ja) * | 2018-03-01 | 2019-09-12 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 気相成長方法 |
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JP2019220589A (ja) * | 2018-06-20 | 2019-12-26 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 気相成長装置 |
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