JP2013542153A5

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Publication number: JP2013542153A5
Application number: JP2013506193A
Authority: JP
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2015-04-23
Anticipated expiration: 2031-04-15

Description

本発明による別の一実施形態においては、導電性被覆を含む黒鉛物品の製造方法が提供される。この方法は、反応性イオンエッチング法で物品の黒鉛を処理するステップと；反応性イオンエッチング法で黒鉛を処理した後で、黒鉛の少なくとも一部の上に導電性被覆を適用するステップとを含む。

さらなる関連する実施形態においては、反応性イオンエッチング法で物品を処理するステップは、アルゴン酸素プラズマで物品を処理するステップを含むことができる。黒鉛は、黒鉛の黒鉛化の前に約５ミクロンなどの、黒鉛の黒鉛化の前に約３ミクロン〜約８ミクロンの間の平均粒度の炭素出発物質を主成分とする黒鉛を含むことができる。黒鉛は、物品用の黒鉛を機械加工する前に物品用の黒鉛を精製するステップと；物品用の黒鉛を機械加工するステップと；物品用の黒鉛の機械加工の後で、物品用の黒鉛を精製するステップとによって製造することができる。製造された物品は、光学濃度テープ試験を使用して、約８０％を超える濃度測定透過率などの、約７０％を超える濃度測定透過率が得られる表面を含むことができる。物品は、イオン注入ツールの真空チャンバーなどの真空チャンバーのライナーを含むことができる。真空チャンバーは粒子線を含むことができ、本発明の方法は、粒子線に面するライナーの少なくとも一部に、上塗り導電性被覆を適用するステップを含むことができる。本発明の方法は、ライナーの全表面に、上塗り導電性被覆を適用するステップを含むことができる。

さらなる関連する実施形態においては、適用された導電性被覆は、黒鉛および導電性被覆の厚さにわたって測定して約５０オーム未満の厚さ方向抵抗を有することができる。導電性被覆は、炭化ケイ素を含むことができ；炭素と同じ部数のケイ素を含み、約２５０ｎｍから約５０ｎｍ以内の厚さを有する、非晶質水素化炭化ケイ素（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）を含むことができる。導電性被覆は、ダイヤモンド状炭素を含むことができ；約５００ｎｍから約５０ｎｍ以内の厚さを有することができる。

本発明による別の一実施形態においては、黒鉛と上塗り導電性被覆とを含む黒鉛物品の再生方法が提供される。この方法は、反応性イオンエッチング法によって黒鉛物品の上塗り導電性被覆の少なくとも一部を除去するステップと；黒鉛の少なくとも一部の上に新しい導電性被覆を適用するステップとを含む。

さらなる関連する実施形態においては、反応性イオンエッチング法は、アルゴン酸素プラズマを用いて物品を処理するステップを含むことができる。黒鉛と、除去される導電性被覆の少なくとも一部とのうちの少なくとも１つは、イオン源から得られる微量の少なくとも１種類の物質を含むことができる。イオン源から得られる物質は、フォトレジスト、ホウ素、ヒ素、ケイ素、およびリンの少なくとも１つを含むことができ；イオン注入プロセスでバックスパッタリングされた材料、およびイオン注入プロセスで蒸発した材料の少なくとも１つを含むことができる。黒鉛は、黒鉛の黒鉛化の前に約５ミクロンなどの、黒鉛の黒鉛化の前に約３ミクロン〜約８ミクロンの間の平均粒度の炭素出発物質を主成分とする黒鉛を含むことができる。黒鉛は、物品用の黒鉛を機械加工する前に物品用の黒鉛を精製するステップと；物品用の黒鉛を機械加工するステップと；物品用の黒鉛の機械加工の後で、物品用の黒鉛を精製するステップとによって製造することができる。物品は、イオン注入ツールの真空チャンバーなどの真空チャンバーのライナーを含むことができる。真空チャンバーは粒子線を含むことができ、本発明の方法は、粒子線に面するライナーの少なくとも一部に、新しい上塗り導電性被覆を適用するステップを含むことができる。本発明の方法は、ライナーの全表面に、新しい上塗り導電性被覆を適用するステップを含むことができる。本発明の方法は、上塗り導電性被覆の少なくとも一部を除去する前に、真空チャンバーから物品を除去するステップを含むことができる。

さらなる関連する実施形態においては、新しく適用された導電性被覆は、黒鉛および導電性被覆の厚さにわたって測定して約５０オーム未満の厚さ方向抵抗を有することができる。導電性被覆は、炭化ケイ素を含むことができ；炭素と同じ部数のケイ素を含み、約２５０ｎｍから約５０ｎｍ以内の厚さを有する、非晶質水素化炭化ケイ素（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）を含むことができる。導電性被覆は、ダイヤモンド状炭素を含むことができ；約５００ｎｍから約５０ｎｍ以内の厚さを有することができる。

本発明による一実施形態は、高導電性材料の薄層で被覆された黒鉛を含むことができ、これはプロセスチャンバー用のライナーとして使用することができる。従来、被覆されていない黒鉛が類似の目的で使用されていた。従来の被覆されていない黒鉛ライナーに対する本発明の一実施形態による被覆された黒鉛ライナーの利点としては、より高レベルの表面純度が得られること、ライナーの使用中のパーティクルの生成を軽減できること、イオン衝撃による腐食に対する表面強度を改善できること、ならびにより短い枯らし時間およびより長いライナーの寿命が可能となることが挙げられる。本発明のチャンバーライナーは、最初のウエハまでの時間を短縮することができ、ライナーの表面上のアーク放電を減少させることができる。

本発明の一実施形態による技術は、被覆を適用する前に黒鉛を処理するための反応性イオンエッチング法の使用を含むことができ；上塗り導電性被覆を含むことができる使用済み黒鉛ライナーを再生するための反応性イオンエッチング法の使用を含むことができる。反応性イオンエッチング法は、アルゴン酸素プラズマを含むことができ、後述のように粒子発生を少なくするために最適化することができる。再生プロセスによって、寸法管理に対して最小限の影響で新品のような状態に、ライナー中で使用された黒鉛を戻すことができる。このような技術、およびライナー製造技術は、後述するような特に選択された黒鉛出発物質および黒鉛の精製とともに使用することができる。さらに、製造および再生の反応性イオンエッチング技術は、本明細書に記載されるような高導電性被覆で被覆される黒鉛ライナーに使用することができる。

図６は、本発明の一実施形態により被覆することができる種類の黒鉛などの黒鉛に対するイオンビーム照射の影響を示す一連の走査型電子顕微鏡写真画像である。これらの実験において、イオンビーム照射は、実際のイオン注入ツール中のライナーの使用の効果をシミュレートすることを意図している。図６の上段において、左から右へ、入手した状態の黒鉛サンプル（左）；サンプルに対して傾きなしでイオン照射を行った同じサンプル（中央）；および３０度の傾き（すなわちイオンビーム入射角６０度）でサンプルにイオンビーム照射を行った同じサンプル（右）の画像である。図６の下段は、上段の画像に対応する倍率が１０倍の画像である（下段は１μｍのスケール、上段は１０μｍのスケール）。図６のイオンビームエッチングの条件は、６ｓｃｃｍ（標準立方センチメートル／分）のアルゴン流量；１．７Ｅ−４ｔｏｒｒのプロセス圧力；５００Ｖのビーム電圧；８０ｍＡのビーム電流；６０Ｖ加速電圧；２時間のエッチング時間；ならびに０または３０度のサンプルの傾斜（またはイオンビーム入射角、９０または６０度）であった。図６などに示されるサンプルにこのような条件を使用すると、イオンビーム照射によって黒鉛表面が平滑になり、孔隙が減少し、遊離のパーティクルが減少し；場合によりイオンビーム照射下で黒鉛上に高アスペクト比のナノピラー型構造の発生も見られた（図６の下段中央の画像参照）。しかし、３０度傾斜させたサンプルでは、エッチング速度が速くなり、ナノピラーの成長が抑制された（図６下段右の画像参照）。さらに、本発明の一実施形態による高導電性被覆は、このようなナノピラーの成長を抑制するために使用することができる。

本発明の別の一実施形態によると、パーティクル生成が少ない黒鉛ライナーが望ましい場合には必ず有用となりうる、イオン注入ツールまたはその他のツールのビームラインのライナーを製造および／または再生するために技術が提供される。本発明の一実施形態による技術は、被覆を適用する前に黒鉛を処理するための反応性イオンエッチング法の使用を含むことができ；上塗り導電性被覆を含むことができる使用済み黒鉛ライナーを再生するための反応性イオンエッチング法の使用を含むことができる。本発明による一実施形態は、使用済み黒鉛ライナーの洗浄に使用することができる。図７は、本発明の一実施形態により再生される、ここではＶＧ−１からＶＧ−５と命名された使用済み黒鉛ライナー成分のあるサンプル群を特性決定するためのエネルギー分散型Ｘ線分光分析（ＥＤＳ）結果のチャートである。これらの成分の汚染は：非常に汚染された（ＶＧ−１およびＶＧ−３）；中程度に汚染された（ＶＧ−２およびＶＧ−４）；および軽度に汚染された（ＶＧ−５）の３つに分類される。汚染の分類は、酸素、フッ素、ヒ素、ゲルマニウム、リン、およびケイ素などの存在する汚染物質量（存在する各化学種の原子百分率の単位で表される）の、成分中に残存する炭素量（原子百分率の単位で表される）の減少、およびオームの単位で表される電気抵抗の増加によって反映される。

Claims

真空チャンバーの、黒鉛を含んだライナーと；
前記黒鉛の少なくとも一部に上塗りされる、炭化ケイ素または炭素を含んだ導電性被覆と
を含み、
前記黒鉛は、前記黒鉛の黒鉛化の前に３ミクロンから８ミクロンの間の平均粒度の炭素出発物質に基づく黒鉛を含むものであり、
前記導電性被覆が、１００ｎｍから１０００ｎｍの厚さを有し、かつ前記黒鉛および前記導電性被覆の厚さにわたって測定して５０オーム未満の厚さ方向抵抗を有する、被覆黒鉛物品。
前記導電性被覆が、１ｐｐｍ未満の全不純物量を有する、請求項１に記載の物品。
前記導電性被覆が、原子百分率で少なくとも４０パーセント炭素対６０パーセントのケイ素の炭素対ケイ素比を有する、請求項１に記載の物品。
前記導電性被覆が非化学量論の炭化ケイ素を含む、請求項１に記載の物品。
前記導電性被覆が、炭素と同じ部数のケイ素を含む、請求項１に記載の物品。
前記導電性被覆が、２５０ｎｍから５０ｎｍ以内の厚さ；または５００ｎｍから５０ｎｍ以内の厚さを有する、請求項１に記載の物品。
光学濃度テープ試験を使用して７０％を超える濃度測定透過率が得られる表面を含む、請求項１に記載の物品。
前記導電性被覆がダイヤモンド状炭素を含む、請求項１に記載の物品。
前記黒鉛が、イオン源から得られる微量の少なくとも１種類の物質を含み；
前記導電性被覆が、前記イオン源から得られる前記微量の前記少なくとも１種類の物質を含まず；
前記物品が、光学濃度テープ試験を使用して７０％を超える濃度測定透過率が得られる表面を含む、請求項１に記載の物品。
導電性被覆を含む黒鉛物品の製造方法であって：
反応性イオンエッチング法で前記物品の黒鉛を処理し、ここで前記黒鉛は真空チャンバーのライナーの少なくとも一部を含み、また前記黒鉛は、前記黒鉛の黒鉛化の前に３ミクロンから８ミクロンの間の平均粒度の炭素出発物質に基づく黒鉛を含むものであるステップと；
前記反応性イオンエッチング法で前記黒鉛を処理した後で、前記黒鉛の少なくとも一部の上に前記導電性被覆を適用するステップと
を含み、
前記導電性被覆が、炭化ケイ素または炭素を含み、
前記導電性被覆が、１００ｎｍから１０００ｎｍの厚さを有し、かつ前記黒鉛および前記導電性被覆の厚さにわたって測定して５０オーム未満の厚さ方向抵抗を有する
ことを特徴とする、方法。
前記反応性イオンエッチング法で前記物品を処理するステップが、前記物品をアルゴン酸素プラズマで処理するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
前記イオン源から得られる前記物質が、イオン注入プロセスでバックスパッタリングされた材料、およびイオン注入プロセスで蒸発した材料の少なくとも１つを含む、請求項９に記載の被覆黒鉛物品。
前記黒鉛が、原子百分率で、９９％以上の含有率の炭素と、１％以下の含有率のフッ素、ヒ素、ゲルマニウム、リン、およびケイ素の合計とを含む、請求項９に記載の被覆黒鉛物品。