JP4021325B2 - Manufacturing method of parts for plasma processing apparatus - Google Patents

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Description

この発明は、プラズマ処理装置用部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus for unit goods manufacturing how.

従来より、半導体製造工程では、例えば、プラズマエッチング装置を使用することにより、半導体ウエハ等の被処理物にエッチング処理を施し、被処理物の表面に所望の微細加工を施すことが行われている。   Conventionally, in a semiconductor manufacturing process, for example, by using a plasma etching apparatus, an object to be processed such as a semiconductor wafer is subjected to an etching process, and a desired fine processing is performed on the surface of the object to be processed. .

この種のプラズマ処理装置では、気密な装置本体内に上部電極と下部電極とを対向して配設し、被処理物が載置された下部電極に高周波電力を印加して下部電極と上部電極との間にグロー放電を生じさせる。このグロー放電により処理室内に供給される処理ガスがプラズマ化され、被処理物にエッチング加工を施している。また、処理ガスとしては、従来より、CF(フロロカーボン)系ガスが広く使用されている。   In this type of plasma processing apparatus, an upper electrode and a lower electrode are arranged opposite to each other in an airtight apparatus main body, and high frequency power is applied to the lower electrode on which an object to be processed is placed to lower the upper electrode and the upper electrode. Glow discharge is generated between the two. By this glow discharge, the processing gas supplied into the processing chamber is turned into plasma, and the workpiece is etched. Conventionally, CF (fluorocarbon) -based gas has been widely used as the processing gas.

この上記プラズマエッチング装置では、装置本体はアルマイト処理されたAl(アルミニウム)金属が基材として使用され、焼結処理されたAl23(アルミナ)製セラミックス部材が着脱可能に前記装置本体の内周面全域に亙って装着されている。 In this plasma etching apparatus, the main body of the apparatus is made of anodized Al (aluminum) metal as a base material, and a sintered Al 2 O 3 (alumina) ceramic member is detachably attached to the inside of the main body of the apparatus. It is installed over the entire circumference.

従来のプラズマエッチング装置では、装置本体がAl製の外壁部と、外壁部の内周面に着脱可能に装着されたAl23(アルミナ)製セラミックス部材からなる内壁部とで構成されており、装置本体の内壁がプラズマにより削られて損傷した場合であっても、内壁部のみの交換で被処理物の処理を再開できる。 In the conventional plasma etching apparatus, the apparatus main body is composed of an Al outer wall part and an inner wall part made of an Al 2 O 3 (alumina) ceramic member that is detachably attached to the inner peripheral surface of the outer wall part. Even when the inner wall of the apparatus main body is scraped and damaged by the plasma, the processing of the object to be processed can be resumed by replacing only the inner wall portion.

また、従来のプラズマエッチング装置では、上部電極と下部電極との間でプラズマを効果的に閉じ込めて被処理物に所望のエッチング処理を施すべく、フォーカスリング、バッフル板、及びシールドリング等の部品類(以下、「チャンバ内部品」という)、すなわち装置部品が上部電極及び下部電極の周辺所定位置に配設されている。   Further, in a conventional plasma etching apparatus, components such as a focus ring, a baffle plate, and a shield ring are used to effectively confine plasma between an upper electrode and a lower electrode and perform a desired etching process on an object to be processed. (Hereinafter referred to as “in-chamber components”), that is, device components are arranged at predetermined positions around the upper electrode and the lower electrode.

このチャンバー内部品は、誘電率が10以下の絶縁性能を要求され、従来より、石英(SiO2)、或いはポリイミド(PI)系やポリアミドイミド(PAI)系の樹脂材料で形成されている。 This in-chamber component is required to have an insulating performance with a dielectric constant of 10 or less, and has been conventionally formed of quartz (SiO 2 ), or a polyimide (PI) -based or polyamide-imide (PAI) -based resin material.

しかし、チャンバ内部品の部品材料として使用されることが多いSiO2材は、機械加工時に生じる破砕屑の部品表面への付着量が多い。この破砕屑の付着した状態でプラズマエッチング装置を稼動させると、破砕屑が固体微粒子となってプラズマ雰囲気中を飛散し、被処理物の表面に付着することとなる。 However, the SiO 2 material, which is often used as a component material for the components in the chamber, has a large amount of crushing dust generated on the component surface during machining. When the plasma etching apparatus is operated with the crushed debris attached, the crushed debris becomes solid fine particles and scatters in the plasma atmosphere and adheres to the surface of the workpiece.

このため、従来から、被処理物に付着する固体微粒子の個数が許容範囲内(例えば、粒径0.2μm以上の固体微粒子の個数が30個以内)となるまで、ダミーとしての被処理物を使用してダミー運転を行なっている。そして、ダミー運転の後、新規な被処理物にドライエッチング処理を施して所望の微細加工がなされた半導体製品を得ている。   For this reason, until the number of solid fine particles adhering to the object to be treated is within an allowable range (for example, the number of solid fine particles having a particle size of 0.2 μm or more is within 30), It is used for dummy operation. After the dummy operation, a new processed object is dry-etched to obtain a semiconductor product that has been subjected to desired fine processing.

しかしながら、上述したように、石英、或いはPI系やPAI系の樹脂材料で形成されている従来のチャンバ内部品は、プラズマ雰囲気に晒されるものの、これら石英、或いはPI系やPAI系の樹脂材料は耐プラズマ性に劣るため、プラズマ化した処理ガスにより容易に削り取られ、したがってこれらチャンバ内部品を消耗部品として頻繁に新品に交換しなければならず、装置の保守・点検に手間を要し、生産性にも劣るという問題点があった。   However, as described above, although conventional chamber components made of quartz or PI or PAI resin materials are exposed to the plasma atmosphere, these quartz or PI or PAI resin materials are Since it is inferior in plasma resistance, it can be easily scraped off by the plasma process gas, so these parts in the chamber must be frequently replaced with new ones as consumable parts, which requires labor and maintenance for the equipment. There was a problem that it was inferior in nature.

また、上記従来のプラズマエッチング装置では、上述したように装置本体の内壁部がAl23製セラミックス部材で形成されているため、Al23と処理ガスとしてのCF系ガスとが反応して、AlF3(フッ化アルミニウム)が生成される。被処理物の微細加工化に伴う処理室の低圧化及び高パワー化により処理室(チャンバ)の圧力がAlF3の蒸気圧(室温20℃で1.6×10-4Pa)に近付き、AlF3が固体微粒子となる。このAlF3の固体微粒子が内壁部及び装置本体内に配されている部品類から脱落してプラズマ雰囲気中に飛散する。この飛散したAlF3の固体微粒子が被処理物の表面に固着し、金属汚染の一種であるAl汚染を招来し、製品歩留まりが低下するという問題点があった。 Further, in the conventional plasma etching apparatus, since the inner wall portion of the apparatus main body is formed of an Al 2 O 3 ceramic member as described above, Al 2 O 3 reacts with a CF-based gas as a processing gas. Thus, AlF 3 (aluminum fluoride) is generated. The pressure in the processing chamber (chamber) approaches the vapor pressure of AlF 3 (1.6 × 10 −4 Pa at room temperature of 20 ° C.) due to the low pressure and high power of the processing chamber accompanying the microfabrication of the workpiece. 3 becomes solid fine particles. The solid fine particles of AlF 3 fall off from the inner wall portion and the parts arranged in the apparatus main body and are scattered in the plasma atmosphere. The scattered AlF 3 solid fine particles adhere to the surface of the object to be processed, causing Al contamination which is a kind of metal contamination, resulting in a decrease in product yield.

さらに、チャンバ内部品としてSiO2材を使用した場合は、SiO2材の表面に多量の破砕屑が付着するため、プラズマ雰囲気中を飛散する固体微粒子の個数が許容範囲となるまで、長時間のダミー運転を行なわなければならないという問題点があった。 Furthermore, when SiO 2 material is used as a chamber internal part, a large amount of crushed debris adheres to the surface of the SiO 2 material, so it takes a long time until the number of solid fine particles scattered in the plasma atmosphere is within the allowable range. There was a problem that a dummy operation had to be performed.

従って、本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであって、装置本体内に配設されたプラズマ雰囲気に晒されている部品類の耐プラズマ性を向上させてメンテナンスサイクルの延長を図ることのできるプラズマ処理装置用部品の製造方法を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and improves the plasma resistance of parts exposed to the plasma atmosphere disposed in the apparatus main body to extend the maintenance cycle. and its object is to provide a manufacturing how a plasma processing apparatus for unit products can be achieved.

また、本発明は、被処理物の金属汚染を回避して製品歩留まりの向上を図ることができ、さらに部品の耐久性向上と共に生産性の向上を図ることのできるプラズマ処理装置用部品の製造方法を提供することを目的とする。 Further, the present invention can improve the product yield by avoiding metal contamination of the object, producing a plasma processing apparatus for unit products capable of improving the productivity with further improved durability of components an object of the present invention is to provide an mETHODS.

本発明者らは、耐プラズマ性に優れたプラズマ処理装置用部品の材料を見出すべく鋭意研究をしたところ、ポリベンゾイミダゾール(以下、「PBI」という)が、石英やPI樹脂或いはPAI樹脂等、従来のチャンバ内部品に使用されていた部品材料に比べて耐プラズマ性に優れ、しかも密着性に優れているため処理室内で発生する固体微粒子を容易に吸着し、固体微粒子が飛散して被処理物に堆積するのを極力回避することができるという知見を得た。   The inventors of the present invention conducted extensive research to find a material for a plasma processing apparatus component having excellent plasma resistance. Polybenzimidazole (hereinafter referred to as “PBI”) is made of quartz, PI resin, PAI resin, or the like. Compared to the parts materials used in conventional chamber parts, it has superior plasma resistance and adhesion, so it easily adsorbs solid particles generated in the processing chamber and scatters the solid particles. The knowledge that it can avoid as much as possible depositing on things was acquired.

一方、PBIは吸水性が高いという性質を有するので、PBIをそのまま吸水した状態で使用した場合は、被処理物に水分が付着して製品に悪影響を及ぼす虞がある。   On the other hand, since PBI has a property of high water absorption, when PBI is used in a state of absorbing water as it is, there is a possibility that moisture adheres to the object to be processed and adversely affects the product.

被処理物に付着した水分を除去する方策として、被処理物にエッチング加工を施した後、処理ガスの供給を停止して一定時間ダミー運転することにより水分を飛ばすことも考えられるが、ダミー運転のために余分な時間が必要となり、生産性の低下を招来する。 As a measure to remove the moisture adhering to the workpiece, it is possible to remove the moisture by performing the dummy operation for a certain period of time after stopping the supply of processing gas after etching the workpiece. requires extra time for, it leads to reduced productivity.

そこで、本発明に係るプラズマ処理装置用部品の製造方法は、PBIの粉末に真空乾燥処理を施した後、該真空乾燥処理された粉末に成形処理を施して所定形状の成形品を製造し、該成形処理後の機械加工時に、280℃〜300℃の温度で2〜4時間行う第1のアニール処理と340℃〜360℃の温度で2〜4時間行う第2のアニール処理とを施すことを特徴としている。 Therefore , in the method for manufacturing a component for a plasma processing apparatus according to the present invention, after the PBI powder is vacuum-dried, the vacuum-dried powder is molded to produce a molded product having a predetermined shape , A first annealing treatment performed at a temperature of 280 ° C. to 300 ° C. for 2 to 4 hours and a second annealing treatment performed at a temperature of 340 ° C. to 360 ° C. for 2 to 4 hours are performed at the time of machining after the forming treatment. the it is with the features.

た、プラズマ処理装置用部品の割れの発生を回避する観点からは、真空乾燥処理で設定される第1の乾燥処理温度よりも高い第2の乾燥処理温度で成形品を再度真空乾燥処理するのが好ましい。 Also, from the viewpoint of avoiding the occurrence of cracking of the parts for a plasma processing apparatus the first drying treatment temperature vacuum drying process again a molded article with a high second drying treatment temperature than that is set in a vacuum drying process Is preferred.

また、プラズマ処理装置用部品の製造方法において、真空乾燥処理は温度140℃〜180℃で5〜7時間行うことが好ましい。 In the method of manufacturing components for a plasma processing apparatus, a vacuum drying process have preferably be carried out 5-7 hours at a temperature 140 ° C. to 180 ° C..

た、プラズマ処理装置用部品の製造方法において、第1のアニール処理を2回行った後、第2のアニール処理を1回行うことが好ましい。 Also, in the manufacturing method of the component for a plasma processing apparatus, after the first annealing process twice, it is preferable to perform the second annealing process once.

また、プラズマ処理装置用部品の製造方法において、機械加工後に洗浄処理を行った後、温度200℃〜250℃で2〜4時間行う真空乾燥処理を施すことが好ましい。 In the method of manufacturing components for a plasma processing apparatus, after the cleaning process after machining has preferably be subjected to a vacuum drying process performed 2 to 4 hours at a temperature 200 ° C. to 250 DEG ° C..

上記製造方法によれば、PBI粉末に真空乾燥処理を施した後、成形加工しているので、所望のPBI製部品を容易に得ることができる。According to the above manufacturing method, since the PBI powder is molded after being vacuum dried, a desired PBI part can be easily obtained.

以下、本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置用部品及びその製造方法、並びにプラズマ処理装置を図面を参照しながら詳細に説明する。   DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, a plasma processing apparatus component, a manufacturing method thereof, and a plasma processing apparatus according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明に係るプラズマ処理装置としてのプラズマエッチング装置の一実施例の形態を示す内部構造図である。   FIG. 1 is an internal structural view showing an embodiment of a plasma etching apparatus as a plasma processing apparatus according to the present invention.

プラズマエッチング装置本体1(以下、装置本体1)内の処理室22には、所定形状に形成された多数の各種チャンバ内部品が所定位置に配設されている。   In the processing chamber 22 in the plasma etching apparatus main body 1 (hereinafter referred to as the apparatus main body 1), a large number of various in-chamber parts formed in a predetermined shape are arranged at predetermined positions.

具体的には、装置本体1には導電性材料で形成された下部電極2が配設されている。下部電極2の上面には半導体ウエハ3(被処理物)を吸着保持する静電チャック4が載設されると共に、下部電極2の下方には矢印A方向に昇降可能な昇降軸5が配設され、下部電極2は該昇降軸5に支持されている。また、昇降軸5は整合器6を介して高周波電源7に接続されている。   Specifically, the apparatus main body 1 is provided with a lower electrode 2 made of a conductive material. An electrostatic chuck 4 for attracting and holding the semiconductor wafer 3 (object to be processed) is mounted on the upper surface of the lower electrode 2, and an elevating shaft 5 that can be moved up and down in the direction of arrow A is disposed below the lower electrode 2. The lower electrode 2 is supported by the lift shaft 5. The lifting shaft 5 is connected to a high frequency power source 7 through a matching unit 6.

尚、静電チャック4は、プラズマ溶射法によりアルミニウム製の基材上にセラミック溶射被膜が形成されている。この溶射被膜表面には、溶射被膜の気孔を封ずる目的でメタクリル酸メチルを含浸剤として塗布するのが好ましい。含浸剤としてメタクリル酸メチルを使用することにより、溶射被膜表面の気孔を充分に閉塞して半導体ウエハ3と静電チャック4との間に所望の熱伝達ガス層を形成することができ、これにより半導体ウエハ3を安定的に温調することが可能となる。   The electrostatic chuck 4 has a ceramic sprayed coating formed on an aluminum substrate by plasma spraying. It is preferable to apply methyl methacrylate as an impregnating agent on the surface of the sprayed coating for the purpose of sealing pores of the sprayed coating. By using methyl methacrylate as the impregnating agent, it is possible to sufficiently close the pores on the surface of the sprayed coating and form a desired heat transfer gas layer between the semiconductor wafer 3 and the electrostatic chuck 4, thereby The temperature of the semiconductor wafer 3 can be stably controlled.

また、下部電極2の底面及び側面は電極保護部材8で覆われて保護されていると共に、電極保護部材8の側面及び底面は導電性部材9で覆われ、さらに導電性部材9と装置本体1の内部底面との間にはステンレス等の導電性材料で形成された伸縮自在なベローズ10が取り付けられている。尚、電極保護部材8の下面には酸化処理されたAl等の導電性材料からなる管状部材11が設けられ、昇降軸5は管状部材11に貫挿されている。   The bottom and side surfaces of the lower electrode 2 are covered and protected by the electrode protection member 8, and the side and bottom surfaces of the electrode protection member 8 are covered by the conductive member 9, and the conductive member 9 and the apparatus main body 1 are further protected. An expandable / contractible bellows 10 made of a conductive material such as stainless steel is attached between the inner bottom surface. A tubular member 11 made of an electrically conductive material such as oxidized aluminum is provided on the lower surface of the electrode protection member 8, and the lifting shaft 5 is inserted through the tubular member 11.

また、電極保護部材8の側面には水平方向に延びたバッフル板12が固定され、さらに、電極保護部材8の上端面と静電チャック4の側面との間にはフォーカスリング13及びインシュレータリング40が配設されている。また、バッフル板12の下面には下方に延びた第1のベローズカバー14が固定され、さらに装置本体1の内部底面には第1のベローズカバー14と一部が重なり合うように第2のベローズカバー15が立設されている。   A baffle plate 12 extending in the horizontal direction is fixed to the side surface of the electrode protection member 8, and a focus ring 13 and an insulator ring 40 are provided between the upper end surface of the electrode protection member 8 and the side surface of the electrostatic chuck 4. Is arranged. A first bellows cover 14 that extends downward is fixed to the lower surface of the baffle plate 12, and a second bellows cover is formed so as to partially overlap the first bellows cover 14 on the inner bottom surface of the apparatus body 1. 15 is erected.

また、処理室22内の天井近くには導電性材料で形成された上部電極16が下部電極2と対向して配設されている。この上部電極16には多数のガス吐出孔17が形成されており、装置本体1の上面に設けられたガス供給口18からCF系ガスを含む処理ガスがガス吐出孔17を通して処理室22に供給される。このガス供給口18は、ガス管Gに設けられた流量調整弁19及び開閉弁20を介してガス供給源21に接続されている。従って、ガス供給源21から供給される処理ガスは、開閉弁20及び流量調整弁19を介してガス供給口18に至り、ガス吐出孔17から吐出されて処理室22に導入される。   An upper electrode 16 made of a conductive material is disposed near the ceiling in the processing chamber 22 so as to face the lower electrode 2. A number of gas discharge holes 17 are formed in the upper electrode 16, and a processing gas containing a CF-based gas is supplied to the processing chamber 22 through the gas discharge holes 17 from a gas supply port 18 provided on the upper surface of the apparatus body 1. Is done. The gas supply port 18 is connected to a gas supply source 21 through a flow rate adjusting valve 19 and an on-off valve 20 provided in the gas pipe G. Accordingly, the processing gas supplied from the gas supply source 21 reaches the gas supply port 18 through the on-off valve 20 and the flow rate adjustment valve 19, is discharged from the gas discharge hole 17, and is introduced into the processing chamber 22.

また、上部電極16は絶縁性部材で形成されたシールドリング41によって周縁部を保持され、さらに、シールドリング41には保護リング42が周設され、また保護リング42の外周にはシールド部材43が垂設されている。   The upper electrode 16 is held at the periphery by a shield ring 41 formed of an insulating member. Further, a protective ring 42 is provided around the shield ring 41, and a shield member 43 is provided on the outer periphery of the protective ring 42. It is installed vertically.

装置本体1の底部には排出口23が形成されている。この排出口23は真空ポンプ24に接続され、さらに装置本体1の下方側面には被処理物搬送口25が形成されており、この被処理物搬送口25を通して半導体ウエハ3の搬入・搬出が行われる。   A discharge port 23 is formed at the bottom of the apparatus body 1. The discharge port 23 is connected to a vacuum pump 24, and a workpiece transfer port 25 is formed on the lower side surface of the apparatus body 1, and the semiconductor wafer 3 is loaded and unloaded through the workpiece transfer port 25. Is called.

被処理物搬送口25を通して処理室22内に搬送される半導体ウエハ3はマスキングされており、静電チャック4によって静電的に保持される。   The semiconductor wafer 3 transferred into the processing chamber 22 through the workpiece transfer port 25 is masked and is electrostatically held by the electrostatic chuck 4.

装置本体1の側面には外周に沿って永久磁石26が配設されている。   A permanent magnet 26 is disposed along the outer periphery of the side surface of the apparatus main body 1.

この永久磁石によって、処理室22内には、静電チャック4に保持された半導体ウエハ3の被処理面に対して平行な向きの磁場が生成される。   By this permanent magnet, a magnetic field in a direction parallel to the surface to be processed of the semiconductor wafer 3 held by the electrostatic chuck 4 is generated in the processing chamber 22.

このように構成されたプラズマ処理装置においては、不図示の駆動機構により昇降軸5を矢印A方向に移動させて半導体ウエハ3の位置調整を行う。昇降軸5は給電棒としての作用をなし、高周波電源7から、例えば、13.56MHzの高周波電力を下部電極2に印加できる。この高周波電力の印加によって下部電極2と上部電極6の間にグロー放電を生じさせることができる。これにより、電場と磁場とが直交する直交電磁場が形成される。   In the plasma processing apparatus configured as described above, the position of the semiconductor wafer 3 is adjusted by moving the elevating shaft 5 in the direction of arrow A by a drive mechanism (not shown). The elevating shaft 5 functions as a power feeding rod, and can apply a high frequency power of 13.56 MHz, for example, from the high frequency power source 7 to the lower electrode 2. Glow discharge can be generated between the lower electrode 2 and the upper electrode 6 by applying the high frequency power. Thereby, an orthogonal electromagnetic field in which the electric field and the magnetic field are orthogonal is formed.

処理室22が真空ポンプ24により所定の真空雰囲気に減圧され、ガス供給源21からの処理ガスが処理室22に供給される。この処理ガスはプラズマ化し、下部電極2と上部電極16との間に閉じ込められたプラズマにより、マスキングされている半導体ウエハ3の被処理面に所望の微細加工が施される。   The processing chamber 22 is decompressed to a predetermined vacuum atmosphere by the vacuum pump 24, and the processing gas from the gas supply source 21 is supplied to the processing chamber 22. This processing gas is turned into plasma, and a desired fine processing is performed on the surface to be processed of the masked semiconductor wafer 3 by the plasma confined between the lower electrode 2 and the upper electrode 16.

以下、本発明の第1の実施の形態について説明する。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described.

本発明の第1の実施の形態では、プラズマ雰囲気に晒されるチャンバ内部品、すなわちフォーカスリング13、シールドリング41、保護リング42、シールド部材43、第1及び第2のベローズカバー14,15が、耐プラズマ性に優れたPBI樹脂で形成されている。   In the first embodiment of the present invention, the in-chamber components exposed to the plasma atmosphere, that is, the focus ring 13, the shield ring 41, the protective ring 42, the shield member 43, the first and second bellows covers 14, 15 are: It is made of PBI resin with excellent plasma resistance.

上述したように半導体ウエハ3にはドライエッチング処理が施されると共に、プラズマ雰囲気に晒されるチャンバ内部品の表面もエッチングされて消耗するため、その消耗度合に応じてこれら消耗した装置部品を新規部品と交換する必要がある。ところが、従来よりチャンバ内部品の部品材料として使用されている石英やPI樹脂、PAI樹脂は耐プラズマ性に劣るため、チャンバ内部品の交換を頻繁に行わなければならず、生産性の向上を図る上で支障となっていた。   As described above, the semiconductor wafer 3 is subjected to a dry etching process, and the surfaces of the parts in the chamber that are exposed to the plasma atmosphere are also etched and consumed, so that these worn parts are replaced with new parts according to the degree of consumption. Need to be replaced. However, quartz, PI resin, and PAI resin that have been conventionally used as component materials for in-chamber components are inferior in plasma resistance. Therefore, it is necessary to frequently replace the in-chamber components to improve productivity. It was a hindrance.

本発明者らの実験結果により、上記PBI樹脂は、上記石英やPI樹脂、PAI樹脂に比べ耐プラズマ性に優れていることが判明したので、第1の実施の形態ではプラズマ雰囲気に晒されるチャンバ内部品はPBI樹脂で形成されている。   The experimental results of the present inventors have revealed that the PBI resin is superior in plasma resistance compared to the quartz, PI resin, and PAI resin. Therefore, in the first embodiment, the chamber is exposed to the plasma atmosphere. The inner part is made of PBI resin.

このPBI樹脂は密着性に優れているため、処理室22内でのCF系ガスとの反応で生成されてプラズマ雰囲気中を飛散する固体微粒子が、PBI樹脂製のチャンバ内部品に容易に吸着され、この固体微粒子が被処理物に堆積するのを効果的に防止することができる。   Since this PBI resin has excellent adhesion, solid fine particles generated by reaction with the CF-based gas in the processing chamber 22 and scattered in the plasma atmosphere are easily adsorbed by the PBI resin chamber components. The solid fine particles can be effectively prevented from depositing on the object to be processed.

ところで、PBIの分子構造式は下記一般式(1)で表わされ、PBIにはイミド基(−NH基)が含有されている。   By the way, the molecular structural formula of PBI is represented by the following general formula (1), and PBI contains an imide group (—NH group).

Figure 0004021325
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一方、処理ガスは、一般に、CF系ガスにArガス、O2ガス等を含有した混合ガスからなるので、処理室22内で、PBIのイミド基はO2と反応して水酸基(−OH基)を含有した反応物を生成する。これにより、PBI樹脂の吸水量が多くなり、PBI樹脂の吸水した水分が半導体ウエハ3に付着してしまう虞がある。 On the other hand, the processing gas is generally composed of a mixed gas containing Ar gas, O 2 gas or the like in a CF-based gas. Therefore, in the processing chamber 22, the imide group of PBI reacts with O 2 to react with a hydroxyl group (—OH group). ) Is produced. As a result, the amount of water absorbed by the PBI resin increases, and the water absorbed by the PBI resin may adhere to the semiconductor wafer 3.

そして、半導体ウエハ3に付着した水分を除去する方策としては、半導体ウエハ3に所定のエッチング加工を施した後、処理ガスの供給を停止して一定時間ダミー運転することにより水分を飛ばす方策も考えられるが、これではダミー運転のために余分な時間が必要となり、生産性向上を図ることができない。   As a measure for removing water adhering to the semiconductor wafer 3, a method may be considered in which after a predetermined etching process is performed on the semiconductor wafer 3, the supply of the processing gas is stopped and a dummy operation is performed for a certain period of time so as to remove the moisture. However, this requires extra time for the dummy operation, and the productivity cannot be improved.

そこで、本発明の第1の実施の形態では、予めPBI樹脂に乾燥処理を施し、この乾燥処理されたPBI樹脂をチャンバ内部品の部品材料として使用することとした。   Therefore, in the first embodiment of the present invention, the PBI resin is previously dried, and the dried PBI resin is used as the component material for the components in the chamber.

以下、上記チャンバ内部品の製造方法について第4図を用いて説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the in-chamber part will be described with reference to FIG.

第4図は、チャンバ内部品の製造工程を示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing the manufacturing process of the in-chamber components.

まず、PBIの粉末を圧力1,995Pa(15Torr)の減圧下、温度140℃〜180℃で5時間〜7時間の間、振動真空乾燥機により真空乾燥を施し(S101)、次いで、所定条件下、周知の加圧焼結(Hot Press)法により所定形状、例えばフォーカスリング13やシールドリング41等に略対応した形状の成形品を作製し(S102)、その後、切削加工等の機械加工を施し(S103)、次いで脱脂洗浄及び純水洗浄を実施する(S104)。尚、前記機械加工時には、280℃〜300℃の温度で2〜4時間加熱するアニール処理を2回行った後、340℃〜360℃の温度で2〜4時間のアニール処理を1回行うのが好ましい。   First, the PBI powder was vacuum-dried by a vibration vacuum dryer at a temperature of 140 ° C. to 180 ° C. for 5 hours to 7 hours under a reduced pressure of 1,995 Pa (15 Torr) (S101). Then, a molded product having a predetermined shape, for example, a shape substantially corresponding to the focus ring 13, the shield ring 41, or the like is manufactured by a well-known hot press method (S 102), and then machining such as cutting is performed. Next, degreasing cleaning and pure water cleaning are performed (S104). During the machining, annealing is performed twice at a temperature of 280 ° C. to 300 ° C. for 2 to 4 hours, and then annealing is performed once at a temperature of 340 ° C. to 360 ° C. for 2 to 4 hours. Is preferred.

以下、上記のアニ-ル処理温度の検証試験結果について説明する。   Hereinafter, the verification test results of the annealing treatment temperature will be described.

アニ-ル処理温度の検証試験は、290℃で3時間加熱するアニール処理を3回施したセラゾールのサンプルAと、290℃で3時間加熱するアニール処理を2回施した後350℃で3時間加熱するアニール処理を1回施したセラゾールのサンプルBとを、夫々、120℃又は350℃で30分加熱して、そのとき発生するアウトガス成分を測定するものであり、その結果を表1に示す。   Annealing temperature verification test was conducted for cerazole sample A which was subjected to annealing treatment at 290 ° C. for 3 hours three times, and annealing treatment which was heated at 290 ° C. for 3 hours twice and then at 350 ° C. for 3 hours. The sample B of cerazole subjected to the annealing treatment to be heated once is heated at 120 ° C. or 350 ° C. for 30 minutes, and the outgas components generated at that time are measured. The results are shown in Table 1. .

Figure 0004021325
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表1から明らかなように350℃で30分加熱したとき、1gのサンプルAから無水フタル酸が44μg、イソブチルアルコールが17μg発生しているのに対して、1gのサンプルBからは無水フタル酸が5μg、イソブチルアルコールが1μgしか発生していない。   As is clear from Table 1, when heated at 350 ° C. for 30 minutes, 44 μg of phthalic anhydride and 17 μg of isobutyl alcohol are generated from 1 g of sample A, whereas 1 g of sample B contains phthalic anhydride. Only 5 μg and 1 μg of isobutyl alcohol are generated.

このことより、サンプルBには、無水フタル酸及びイソブチルアルコール等の不純物が少量しか含まれていない、即ち、350℃で3時間加熱するアニール処理を1回施したことで、セラゾール内の不純物を取り除く効果があることが分かる。   From this, sample B contains only a small amount of impurities such as phthalic anhydride and isobutyl alcohol, that is, by performing annealing once at 350 ° C. for 3 hours, impurities in cerazole are removed. It turns out that there is an effect to remove.

その後部品割れが生じるのを回避するために、圧力5,320Pa(40Torr)の減圧下、温度200℃〜250℃で2時間〜4時間の間、再度真空乾燥を施した(S105)。その結果、所望形状に形成され、含有水分量が370ppm以下であるPBI樹脂製のチャンバ内部品を製造することができる。   Thereafter, in order to avoid the occurrence of part cracking, vacuum drying was performed again at a temperature of 200 ° C. to 250 ° C. for 2 hours to 4 hours under a reduced pressure of 5,320 Pa (40 Torr) (S105). As a result, an in-chamber part made of PBI resin having a desired shape and a moisture content of 370 ppm or less can be manufactured.

なお、含有水分量は高精度昇温脱離ガス分析により測定した。   The water content was measured by highly accurate temperature-programmed desorption gas analysis.

また、第5図は、エッチング溝のBTM(ボトム)寸法の経時変化を示す特性図であり、(a)は、含有水分量が370ppmに抑制されたPBI樹脂を用いたとき、(b)は、含有水分量が2240ppmであるPBI樹脂を用いたときを夫々示す。   FIG. 5 is a characteristic diagram showing the change over time in the BTM (bottom) dimension of the etching groove. (A) shows the case where the PBI resin whose moisture content is suppressed to 370 ppm is used. When the PBI resin having a moisture content of 2240 ppm is used, respectively.

また、含有水分量が370ppmに抑制されたPBI樹脂を用いた場合と含有水分量が2240ppmであるPBI樹脂を用いた場合とで、エッチング溝のBTM(ボトム)寸法のばらつき及び経時変化を比較した。これにより、PBI樹脂の含有水分量が抑制されているとエッチング溝のBTM(ボトム)寸法のばらつき及び経時変化を抑制することができることが分かる。   In addition, the variation in BTM (bottom) size of etching grooves and changes over time were compared between the case where a PBI resin whose water content was suppressed to 370 ppm was used and the case where a PBI resin whose water content was 2240 ppm was used. . Thus, it can be seen that if the moisture content of the PBI resin is suppressed, variations in the BTM (bottom) dimension of the etching groove and changes with time can be suppressed.

また、機械加工後の洗浄処理は、以下のようにして行われる。   Further, the cleaning process after machining is performed as follows.

機械加工後の成形品に脱脂洗浄及び純水洗浄を施し、フッ酸にて表面に付着している重金属を取り除き、純水洗浄及び超音波洗浄を施した後、天然高分子材料で表面に研磨処理(ポリッシング)を施して表面上の固体微粒子を除去し、この後、高圧化洗浄及び超純水洗浄を実施し、これにより機械加工後の洗浄処理を行っている。   The machined product is degreased and washed with pure water, removed heavy metal adhering to the surface with hydrofluoric acid, washed with pure water and ultrasonic, and then polished with a natural polymer material. Processing (polishing) is performed to remove solid fine particles on the surface, and then high-pressure cleaning and ultrapure water cleaning are performed, thereby performing cleaning processing after machining.

このように本発明の第1の実施の形態によれば、プラズマ雰囲気に晒されるチャンバ内部品が、乾燥処理されたPBI樹脂で形成されているので、石英、PI樹脂、PAI樹脂で形成された部品よりも耐プラズマ性が向上し、その結果、チャンバ内部品の耐久性が向上し、部品交換の頻度も少なくなり、生産性の向上を図ることができる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, since the in-chamber components exposed to the plasma atmosphere are formed of the PBI resin that has been subjected to the drying treatment, they are formed of quartz, PI resin, or PAI resin. The plasma resistance is improved as compared with the parts. As a result, the durability of the parts in the chamber is improved, the frequency of parts replacement is reduced, and the productivity can be improved.

また、PBI樹脂は乾燥処理されているため、半導体製品に水分が付着することもなく、したがって余計なダミー運転を行う必要もなく、使い勝手を損なうこともない。   In addition, since the PBI resin has been subjected to a drying process, moisture does not adhere to the semiconductor product, and therefore, it is not necessary to perform an extra dummy operation and the usability is not impaired.

しかも、PBI樹脂は密着性に優れているため、処理ガスと反応して生成された反応生成物の固体微粒子がプラズマ雰囲気中を飛散しても、PBI製のチャンバ内部品に容易に吸着され、したがって、固体微粒子が半導体製品上に堆積するのを回避することができる。   Moreover, since the PBI resin is excellent in adhesion, even if the solid fine particles of the reaction product generated by reacting with the processing gas are scattered in the plasma atmosphere, it is easily adsorbed by the PBI chamber internal parts, Therefore, it is possible to avoid the solid fine particles from being deposited on the semiconductor product.

以下、本発明の第2の実施の形態について説明する。   Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.

本発明の第2の実施の形態では、装置本体1は、アルマイト処理されたAl製の外壁部1aと、該外壁部1aの内周面全域に亙って着脱可能に装着された内壁部1bとから構成され、さらに該内壁部1bはアルミニウム成分を含まない焼結セラミックス材料、すなわちアルミレス焼結セラミックス材料で形成され、これによりプラズマにより内壁部1bが削られても被処理物である半導体ウエハ3はAlに汚染されることがなく、製品歩留まりの向上を図っている。   In the second embodiment of the present invention, the apparatus main body 1 includes an anodized Al outer wall 1a and an inner wall 1b that is detachably mounted over the entire inner peripheral surface of the outer wall 1a. Further, the inner wall 1b is formed of a sintered ceramic material that does not contain an aluminum component, that is, an aluminum-less sintered ceramic material, so that even if the inner wall 1b is scraped by plasma, a semiconductor that is an object to be processed The wafer 3 is not contaminated by Al, and the product yield is improved.

上記プラズマ処理装置では、プラズマ雰囲気に晒されるフォーカスリング13、インシュレータリング40、電極保護部材8、バッフル板12、第1及び第2のベローズカバー14、15等のチャンバ内部品が夫々の所定位置に配設されているが、本発明の第2の実施の形態では、チャンバ内部品もアルミレス焼結セラミックス材料で形成されている。   In the plasma processing apparatus, the in-chamber components such as the focus ring 13, the insulator ring 40, the electrode protection member 8, the baffle plate 12, and the first and second bellows covers 14 and 15 that are exposed to the plasma atmosphere are placed at predetermined positions. In the second embodiment of the present invention, the in-chamber parts are also formed of an aluminumless sintered ceramic material.

アルミレス焼結セラミックス材料としては、例えば、Si34、Y23、SiCを主成分とする1種の材料又は2種以上の複合材料が使用される。 As the aluminumless sintered ceramic material, for example, one kind of material mainly composed of Si 3 N 4 , Y 2 O 3 , or SiC or two or more kinds of composite materials are used.

また、従来よりチャンバ内部品の部品材料として広く使用されているSiO2材は、機械加工時に発生する多量の破砕屑がその表面に付着するため、長時間のダミー運転を行なう必要があり、しかも耐プラズマ性にも劣るため、その交換頻度も多く、生産性が悪い。 In addition, the SiO 2 material, which has been widely used as a material for parts in the chamber from the past, needs to be operated for a long time because of the large amount of crushed debris generated during machining. Since the plasma resistance is also inferior, the exchange frequency is high and the productivity is poor.

このため、本実施の形態では、SiO2に比べて耐プラズマ性に優れ、しかも機械加工時に発生する破砕屑もSiO2に比べて少なく、したがってダミー運転も短時間で済む材料種、すなわちSi34、Y23、SiCを主成分とする1種の材料又は2種以上の複合材料、好ましくは焼結助剤としてイットリビウム(Yb)及びイットリウム(Y)のうちの少なくともいずれか一方を添加した材料を使用している。 For this reason, in the present embodiment, a material type that is excellent in plasma resistance as compared with SiO 2 , and generates less crushed debris during machining than SiO 2 , and therefore, dummy operation can be performed in a short time, that is, Si 3 N 4 , Y 2 O 3 , one or more composite materials mainly composed of SiC, preferably at least one of yttrium (Yb) and yttrium (Y) as a sintering aid The added material is used.

本発明者らの実験結果により、上記チャンバ内部品(耐プラズマ性部品)を、内壁部1bと同様、上述したアルミレス焼結セラミックス材料で形成した場合であっても、チャンバ内部品をSiO2材で形成した場合と略同等のエッチング速度でもって半導体ウエハ3を微細加工することができることが明らかとなり、したがって、所望のエッチング速度を確保することもできる。 According to the experimental results of the present inventors, even when the chamber inner part (plasma-resistant part) is formed of the above-described aluminum-less sintered ceramic material in the same manner as the inner wall portion 1b, the chamber inner part is made of SiO 2. It becomes clear that the semiconductor wafer 3 can be finely processed with an etching rate substantially the same as that formed with a material, and therefore a desired etching rate can be ensured.

尚、これら耐プラズマ性に優れたアルミレスのセラミックス材料は、常圧焼結法、加圧焼結(Hot Press)法、等方加圧焼結(Hot Isostatic Press)法など、周知の焼結法を使用して容易に所定形状に成形することができるのはいうまでもない。   These aluminum-less ceramic materials with excellent plasma resistance are well-known sintering methods such as atmospheric pressure sintering, pressure sintering (Hot Press), and isotropic pressure sintering (Hot Isostatic Press). Needless to say, it can be easily formed into a predetermined shape using a method.

このように本発明の第2の実施の形態では、内壁部1bがアルミレス焼結セラミックス材料で形成されているので、被処理物である半導体ウエハ3がAl汚染する事態を回避することができ、製品歩留まりの向上を図ることができる。   As described above, in the second embodiment of the present invention, since the inner wall portion 1b is formed of an aluminum-less sintered ceramic material, it is possible to avoid a situation in which the semiconductor wafer 3 as the object to be processed is contaminated with Al. The product yield can be improved.

さらに、装置本体1の内部に配設されたチャンバ内部品も、内壁部1bと同様、耐プラズマ性に優れたSi34、Y23、SiC等を主成分とするアルミレス焼結セラミックス材料、好ましくは焼結助剤としてイットリビウム及びイットリウムのうちの少なくともいずれか一方を添加したアルミレス焼結セラミックス材料で形成されているので、従来のようなSiO2材を使用した場合に比べ、ダミー運転に要する時間を短縮化することができ、したがってチャンバ内部品をSiO2で形成した場合と略同等のエッチング速度を確保しつつ生産性の向上を図ることができ、更には部品の耐プラズマ性、すなわち耐久性の向上を図ることができる。 Further, the chamber internal parts arranged inside the apparatus main body 1 are also made of aluminumless sintered mainly composed of Si 3 N 4 , Y 2 O 3 , SiC, etc. having excellent plasma resistance, like the inner wall 1b. Since it is formed of a ceramic material, preferably an aluminum-less sintered ceramic material to which at least one of yttrium and yttrium is added as a sintering aid, compared to the case of using a conventional SiO 2 material, The time required for the dummy operation can be shortened. Therefore, the productivity can be improved while ensuring the etching rate substantially the same as that when the parts in the chamber are formed of SiO 2 , and further, the plasma resistance of the parts is increased. Improvement, that is, durability can be improved.

Si34、Y23、SiC等を主成分とするアルミレス焼結セラミックス材料を使用することにより、上述したようにAl汚染については確実に回避することができるが、これらアルミレス焼結セラミックス材料の市販品には、不純物としてFe成分が混入している可能性があるので、Al汚染以外の金属汚染としてFe汚染が生じる虞がある。しかしながら、斯かるFe汚染についてはFeの含有量を低減させることにより容易に解消することができる。 By using an aluminumless sintered ceramic material mainly composed of Si 3 N 4 , Y 2 O 3 , SiC, etc., Al contamination can be surely avoided as described above. Since there is a possibility that the Fe component is mixed as an impurity in the commercially available product of the sintered ceramic material, there is a possibility that Fe contamination occurs as metal contamination other than Al contamination. However, such Fe contamination can be easily eliminated by reducing the Fe content.

なお、上記実施の形態では装置本体1の外周に永久磁石26を配設した磁場アシスト方式のプラズマエッチング装置を例に説明したが、他の方式、例えば、永久磁石26を設ける代わりに、上部電極16及び下部電極2の双方に高周波電力を印加してプラズマを発生させるイオンアシスト方式のプラズマエッチング装置についても同様に適用することができるのはいうまでもない。   In the above embodiment, the magnetic field assist type plasma etching apparatus in which the permanent magnet 26 is disposed on the outer periphery of the apparatus main body 1 has been described as an example. However, instead of providing the permanent magnet 26, for example, the upper electrode Needless to say, the present invention can also be applied to an ion-assisted plasma etching apparatus that generates plasma by applying high-frequency power to both the lower electrode 2 and the lower electrode 2.

以下、本発明の第3の実施の形態について第11図を参照しながら説明する。   Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第11図は、第3の実施の形態におけるプラズマ処理装置部品材料の製造方法を示す模式図である。   FIG. 11 is a schematic view showing a method of manufacturing a plasma processing apparatus component material in the third embodiment.

本発明の第3の実施の形態では、プラズマ処理装置用部品材料は、酸水素溶融法で製造される。   In the third embodiment of the present invention, the component material for the plasma processing apparatus is manufactured by an oxyhydrogen melting method.

具体的には、耐プラズマ性に優れた所定の異種材料をH2及びO2と共に天然の水晶粉末101(以下、SiO2粉末101)に加え、混合缶102の中でSiO2粉末101と異種材料とを混合させる。これにより、混合物103を得る。次いで、所定の高温ガス雰囲気104下(例えば、2000℃)で、混合物103を溶融させ、溶融した混合物103を矢印A方向に回転しているインゴットケース105に積層し、その後自然冷却させて鋳塊状の部品材料106を製造している。 Specifically, the natural lens powder 101 a predetermined different materials having excellent plasma resistance with H 2 and O 2 (hereinafter, SiO 2 powder 101) was added to, SiO 2 powder 101 in the mixing can 102 and the heterologous Mix with ingredients. Thereby, the mixture 103 is obtained. Next, the mixture 103 is melted under a predetermined high-temperature gas atmosphere 104 (for example, 2000 ° C.), the melted mixture 103 is laminated on the ingot case 105 rotating in the direction of arrow A, and then naturally cooled to form an ingot. The part material 106 is manufactured.

このように第3の実施の形態では、SiO2粉末101に所定の異種材料を添加させた混合物103を、ガス溶融法としての酸水素溶融法により高温ガス雰囲気104下で溶融させ、これによりSiO2中に異種材料が均一に混合した部品材料106を製造している。 As described above, in the third embodiment, the mixture 103 obtained by adding a predetermined dissimilar material to the SiO 2 powder 101 is melted in the high temperature gas atmosphere 104 by the oxyhydrogen melting method as the gas melting method. The part material 106 in which different kinds of materials are uniformly mixed in 2 is manufactured.

上記所定の異種材料としては、耐プラズマ性に優れた材料、具体的には、Y23等の希土類化合物や、SiCやSi34等のSiO2以外のケイ素化合物、Al23等のアルミニウム化合物、或いはY2l512(イットリウム−アルミニウム−ガーネット;YAG)等の希土類化合物とアルミニウム化合物との反応生成物を使用することができる。 Examples of the predetermined different materials include materials having excellent plasma resistance, specifically, rare earth compounds such as Y 2 O 3 , silicon compounds other than SiO 2 such as SiC and Si 3 N 4 , Al 2 O 3, and the like. Or a reaction product of a rare earth compound such as Y 2 Al 5 O 12 (yttrium-aluminum-garnet; YAG) and an aluminum compound can be used.

また、第3の実施の形態では、SiO2に対する上記異種材料の含有率は1wt%〜5wt%に設定されている。 In the third embodiment, the content of the dissimilar material with respect to SiO 2 is set to 1 wt% to 5 wt%.

ここで上記異種材料の含有率を1wt%〜5wt%としたのは、上記異種材料の含有率が1wt%未満の場合は、異種材料の含有率が少な過ぎるため耐プラズマ性の向上に寄与することができず、一方、5wt%を超えて異種材料を含有させても、耐プラズマ性が飽和状態となり、異種材料添加の効果を奏することができないからである。   Here, the content of the dissimilar material is set to 1 wt% to 5 wt%. When the content of the dissimilar material is less than 1 wt%, the content of the dissimilar material is too small, which contributes to improvement of plasma resistance. On the other hand, even if a different material is contained in excess of 5 wt%, the plasma resistance is saturated and the effect of adding the different material cannot be achieved.

このように、第3の実施の形態では、希土類化合物等の耐プラズマ性に優れた所定の異種材料を酸水素溶融法で均一にSiO2粉末101中に添加(混合)させて部品材料106を製造しているので、部品材料106を使用して製造されたプラズマ処理装置用部品(シールドリング41、フォーカスリング13、絶縁リング等)の耐プラズマ性が向上し、従来に比べて装置部品の交換頻度が減少し、半導体製造の生産性向上を図ることができる。 As described above, in the third embodiment, a predetermined dissimilar material having excellent plasma resistance, such as a rare earth compound, is uniformly added (mixed) into the SiO 2 powder 101 by the oxyhydrogen melting method, and the component material 106 is obtained. Since it is manufactured, the plasma resistance of the parts for the plasma processing apparatus (shield ring 41, focus ring 13, insulating ring, etc.) manufactured using the component material 106 is improved, and the apparatus parts are replaced compared to the conventional one. The frequency is reduced, and the productivity of semiconductor manufacturing can be improved.

実施例
次に、本発明の実施例を具体的に説明する。
Examples Next, examples of the present invention will be described in detail.

以下、本発明の第1の実施の形態に対応する第1の実施例について説明する。   A first example corresponding to the first embodiment of the present invention will be described below.

〔第1の実施例〕
本発明者らは、本実施例において、PBI材として2種類のPBI(PBI−A、PBI−Bとする)、PI材として3種類のPI(PI−A、PI−B、PI−Cとする)、PAI材として1種類のPAI(PAI−Aとする)を使用し、これら各材料を使用して夫々縦20mm、横20mm、厚さ2mmの試験片を作製した。そして、第2図に示すように、各試験片の外周部30をポリイミドフィルム(デュポン社、登録商標「カプトン」)でマスクし、中央部31に縦10mm、横10mmの照射面を設け、以下の放電条件でもってプラズマを20時間照射し、表面粗度計によってX軸方向及びY軸方向の削れ量(消耗量)を計測し、耐プラズマ性を評価した。
[First embodiment]
In the present embodiment, the present inventors used two types of PBI (PBI-A and PBI-B) as PBI materials, and three types of PI (PI-A, PI-B, PI-C) as PI materials. In this case, one type of PAI (referred to as PAI-A) was used as the PAI material, and a test piece having a length of 20 mm, a width of 20 mm, and a thickness of 2 mm was produced using each of these materials. And as shown in FIG. 2, the outer peripheral part 30 of each test piece is masked with a polyimide film (DuPont, registered trademark “Kapton”), and an irradiation surface of 10 mm in length and 10 mm in width is provided in the central part 31. Plasma was irradiated for 20 hours under the discharge conditions described above, and the amount of abrasion (consumption amount) in the X-axis direction and Y-axis direction was measured with a surface roughness meter to evaluate plasma resistance.

〔放電条件〕
高周波電力:1300W
電源周波数:13.56MHz
処理室の圧力:133Pa(1.0Torr)
処理ガスの成分:CF4 /Ar/O2
第3図は測定結果を示す棒グラフであり、横軸は各試験片材料を示し、縦軸は20時間後の削れ量(μm)を示している。
[Discharge conditions]
High frequency power: 1300W
Power supply frequency: 13.56 MHz
Processing chamber pressure: 133 Pa (1.0 Torr)
Process gas components: CF 4 / Ar / O 2
FIG. 3 is a bar graph showing the measurement results, in which the horizontal axis represents each specimen material, and the vertical axis represents the amount of abrasion (μm) after 20 hours.

この第3図から明らかなように、PBI材はPI材やPAI材に比べ消耗量が少なく、耐プラズマ性に優れていることが分かる。   As is apparent from FIG. 3, the PBI material is less consumed than the PI material and PAI material, and is excellent in plasma resistance.

以下、本発明の第2の実施の形態に対応する第2の実施例について説明する。   A second example corresponding to the second embodiment of the present invention will be described below.

〔第2の実施例〕
本発明者らは、まず、本実施例としてSi34を主成分としたSi34材を使用し、比較例としてSiO2を主成分としたSiO2材を使用し、概略寸法が内径230mm、外径280mm、全高15mmのインシュレータリング40を製造した。
[Second Embodiment]
The inventors first used a Si 3 N 4 material mainly composed of Si 3 N 4 as a present example, and a SiO 2 material mainly composed of SiO 2 as a comparative example. An insulator ring 40 having an inner diameter of 230 mm, an outer diameter of 280 mm, and an overall height of 15 mm was manufactured.

次いで、該インシュレータリング40を処理室22内の所定位置に配設すると共に、8インチ(203.2mm)の半導体ウエハ3を静電チャック4に吸着保持させ、所定の放電条件でグロー放電を生じさせてプラズマ照射を行い、プラズマ照射前後の固体微粒子の個数を測定した。   Next, the insulator ring 40 is disposed at a predetermined position in the processing chamber 22, and an 8-inch (203.2 mm) semiconductor wafer 3 is attracted and held on the electrostatic chuck 4 to generate glow discharge under predetermined discharge conditions. Then, plasma irradiation was performed, and the number of solid fine particles before and after plasma irradiation was measured.

具体的には、上記インシュレータリング40の表面には機械加工により破砕屑が付着しているため、該破砕屑を除去すべく、5枚の半導体ウエハ3を使用して各々1分間ずつ、計5分間のダミー運転を行い、その後新たな半導体ウエハ3を静電チャック4に吸着保持させて30秒間プラズマ照射を行い、プラズマ照射前後の固体微粒子の個数をKLA−Tencor社製Surfscan6420で測定した。   Specifically, since crushed debris is adhered to the surface of the insulator ring 40 by machining, 5 pieces of semiconductor wafers 3 are used for 1 minute each to remove the crushed debris, for a total of 5 Then, a new semiconductor wafer 3 was attracted and held on the electrostatic chuck 4 and plasma irradiation was performed for 30 seconds, and the number of solid particles before and after plasma irradiation was measured with a Surfscan 6420 manufactured by KLA-Tencor.

尚、放電条件は以下の通りである。   The discharge conditions are as follows.

〔放電条件〕
高周波電力:1500W
電源周波数:13.56MHz
処理室の圧力:5.32Pa(4.0×10-2Torr)
反応ガス種:C48 /CO/Ar/O2
表2は試験前後における半導体ウエハ3上に付着した固体微粒子の個数を示している。
[Discharge conditions]
High frequency power: 1500W
Power supply frequency: 13.56 MHz
Processing chamber pressure: 5.32 Pa (4.0 × 10 −2 Torr)
Reaction gas type: C 4 F 8 / CO / Ar / O 2
Table 2 shows the number of solid fine particles adhering to the semiconductor wafer 3 before and after the test.

Figure 0004021325
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この表2から明らかなように、比較例であるSiO2材では0.2μm以上の固体微粒子がプラズマ照射前後では115個も増加しているのに対し、Si34材では9個しか増加していない。 As is apparent from Table 2, the number of solid fine particles of 0.2 μm or more increased by 115 before and after plasma irradiation in the SiO 2 material as a comparative example, whereas only 9 increases in the Si 3 N 4 material. Not done.

すなわち、SiO2材では、その表面に多量の破砕屑が付着しているため、5分間程度のダミー運転では不十分であり、長時間に亙るダミー運転が必要であることが判る。 That is, in the case of SiO 2 material, a large amount of crushed debris is adhered to the surface thereof, so that it is found that a dummy operation of about 5 minutes is insufficient and a dummy operation over a long time is necessary.

これに対してSi34材では、その表面に付着している破砕屑が少量であるため、短時間のダミー運転で表面に付着している破砕屑を除去することができ、半導体ウエハ3の微細加工を行なう本運転に迅速に移行可能であることが確認された。 On the other hand, since the Si 3 N 4 material has a small amount of crushed debris adhering to its surface, the crushed debris adhering to the surface can be removed in a short dummy operation. It has been confirmed that it is possible to quickly shift to the main operation of performing microfabrication.

以下、本発明の第2の実施の形態に対応する第3の実施例について説明する。   A third example corresponding to the second embodiment of the present invention will be described below.

〔第3の実施例〕
次に、本発明者らは、本発明実施例としてY23を主成分としたY23材を使用し、比較例としてAl23を主成分としたAl23材を使用して、第2の実施例と同様のインシュレータリング40を製造した。
[Third embodiment]
Next, the inventors used a Y 2 O 3 material mainly composed of Y 2 O 3 as an example of the present invention, and an Al 2 O 3 material mainly composed of Al 2 O 3 as a comparative example. Insulator ring 40 similar to that of the second example was manufactured.

次いで、第2の実施例と同様の放電条件でもってY23材(本発明実施例)については5枚のダミーウエハを使用して各1分間ずつ、計5分間のダミー運転を行い、Al23材(比較例)については25枚のダミーウエハを使用して各3分間ずつ、計75分間のダミー運転を行い、その後、100時間のランニングテストを行い、半導体ウエハ3上に固着した0.2μm以上の固体微粒子個数の経時的変化を測定した。 Next, for the Y 2 O 3 material (invention example) under the same discharge conditions as in the second example, 5 dummy wafers were used for 1 minute each for a total of 5 minutes for dummy operation. For the 2 O 3 material (comparative example), 25 dummy wafers were used for 3 minutes each for a total of 75 minutes of dummy operation, and then a 100-hour running test was performed to fix the 0 0 material on the semiconductor wafer 3. The change with time of the number of solid fine particles of 2 μm or more was measured.

第6図は測定結果を示す特性図であり、横軸は高周波電力の印加時間(hr)、縦軸は0.2μm以上の固体微粒子の個数を示している。また、図中、実線は本発明実施例であるY23材の固体微粒子の発生個数を示し、破線は比較例であるAl23材の固体微粒子の発生個数を示している。 FIG. 6 is a characteristic diagram showing the measurement results, in which the horizontal axis represents the application time (hr) of the high-frequency power, and the vertical axis represents the number of solid fine particles of 0.2 μm or more. In the figure, the solid line indicates the number of solid fine particles generated in the Y 2 O 3 material according to the embodiment of the present invention, and the broken line indicates the number of generated solid fine particles in the Al 2 O 3 material as a comparative example.

この第6図から明らかなように、比較例では印加時間が約25時間程度を経過した後、固体微粒子の個数が急激に増加しているのに対し、本発明実施例では固体微粒子の発生は低水準で安定化していることが分かる。   As is apparent from FIG. 6, in the comparative example, the number of solid fine particles increased rapidly after the application time of about 25 hours, whereas in the embodiment of the present invention, solid fine particles were not generated. It can be seen that it has stabilized at a low level.

すなわち、比較例ではAl23がC48ガスと反応してAlF3を生成し、該AlF3が固体微粒子となってプラズマ雰囲気中を飛散し、これにより固体微粒子が半導体ウエハ3上に付着しているものと推認される。 That is, Al 2 O 3 in the comparative example by reacting with C 4 F 8 gas generates AlF 3, said AlF 3 scatters the plasma atmosphere becomes solid particulates, thereby solid particles semiconductor wafer 3 above It is inferred that it is attached to

これに対して本発明実施例であるY23材では、固体微粒子の発生は生じるものの低水準で安定化し、印加時間が100時間を経過した時点でも固体微粒子は40個程度しか発生しないことから、固体微粒子の発生は少ないことが確認された。 On the other hand, in the Y 2 O 3 material according to the embodiment of the present invention, solid fine particles are generated but stabilized at a low level, and only about 40 solid fine particles are generated even when the application time has passed 100 hours. Thus, it was confirmed that the generation of solid fine particles was small.

以下、本発明の第2の実施の形態に対応する第4の実施例について説明する。   A fourth example corresponding to the second embodiment of the present invention will be described below.

〔第4の実施例〕
次に、本発明者らは、本実施例としてSiC、Y23、Si34、比較例としてAl23、SiO2の各材料について、縦20mm、横20mm、厚さ2mmの試験片を作製し、第2図に示すように、各試験片の外周部30をポリイミドフィルム(デュポン社、登録商標「カプトン」)でマスクし、中央部31に縦10mm、横10mmの照射面を設け、第2の実施例と同様の放電条件でもってプラズマを20時間照射し、表面粗度計でX軸方向及びY軸方向の削れ量(消耗量)を計測した。
[Fourth embodiment]
Next, the present inventors made SiC, Y 2 O 3 , Si 3 N 4 as this example, Al 2 O 3 , and SiO 2 as comparative examples, each having a length of 20 mm, a width of 20 mm, and a thickness of 2 mm. As shown in FIG. 2, the outer peripheral portion 30 of each test piece is masked with a polyimide film (DuPont, registered trademark “Kapton”) as shown in FIG. The plasma was irradiated for 20 hours under the same discharge conditions as in the second embodiment, and the amount of wear (consumption amount) in the X-axis direction and the Y-axis direction was measured with a surface roughness meter.

第7図は測定結果を示す棒グラフであり、横軸は各セラミックス材料を示し、縦軸は20時間後の削れ量(μm)を示している。   FIG. 7 is a bar graph showing the measurement results, in which the horizontal axis represents each ceramic material, and the vertical axis represents the amount of wear (μm) after 20 hours.

この第7図から明らかなように、Si34材、Y23材、SiC材はSiO2材に比べ削れ量が少なく、耐プラズマ性に優れていることが判る。 As can be seen from FIG. 7, the Si 3 N 4 material, the Y 2 O 3 material, and the SiC material have less scraping than the SiO 2 material and are excellent in plasma resistance.

尚、Al23材はSi34材やSiC材に比しても耐プラズマ性に優れているが、第2の実施例の実験結果から明らかなように、Al23がC48ガスと反応してAlF3からなる固体微粒子が発生するため、プラズマ処理装置用の部品材料には適さない。 The Al 2 O 3 material is superior in plasma resistance as compared with the Si 3 N 4 material and SiC material, but as is apparent from the experimental results of the second embodiment, Al 2 O 3 is C Since it reacts with 4 F 8 gas to produce solid fine particles composed of AlF 3, it is not suitable as a component material for a plasma processing apparatus.

以下、本発明の第2の実施の形態に対応する第5の実施例について説明する。   A fifth example corresponding to the second embodiment of the present invention will be described below.

〔第5の実施例〕
次に、本発明者らは、本実施例としてSi34材を使用し、比較例としてSiO2材を使用して上記第2の実施例と同様、インシュレータリング40を製造し、上述の放電条件でエッチング速度を比較した。
[Fifth embodiment]
Next, the present inventors manufactured the insulator ring 40 in the same manner as in the second example using the Si 3 N 4 material as the present example and the SiO 2 material as the comparative example, and the above-described example. The etching rates were compared under the discharge conditions.

第8図はSi34材の測定結果を示し、第9図はSiO2材の測定結果を示している。第8図及び第9図において、横軸は半導体ウエハのウエハ径(mm)、縦軸はエッチング速度(nm/min)である。また、測定は半導体ウエハのXY平面上をX軸方向及びY軸方向の双方で行った。 FIG. 8 shows the measurement result of the Si 3 N 4 material, and FIG. 9 shows the measurement result of the SiO 2 material. 8 and 9, the horizontal axis represents the wafer diameter (mm) of the semiconductor wafer, and the vertical axis represents the etching rate (nm / min). The measurement was performed on the XY plane of the semiconductor wafer in both the X-axis direction and the Y-axis direction.

第8図のSi34材ではエッチング速度は314nm/min±2.1%、第9図のSiO2材ではエッチング速度は302nm/min±1.9%となり、Si34材を耐プラズマ性部品(チャンバ内部品)として使用した場合であっても、SiO2材と略同様のエッチング性能を確保することができることが確認された。 Eighth etching rate in Si 3 N 4 material diagrams 314nm / min ± 2.1%, the etching rate of SiO 2 material of the ninth figure next to 302nm / min ± 1.9%, resistance to the Si 3 N 4 material Even when used as a plasma component (in-chamber component), it was confirmed that substantially the same etching performance as that of the SiO 2 material can be secured.

以下、本発明の第2の実施の形態に対応する第6の実施例について説明する。   A sixth example corresponding to the second embodiment of the present invention will be described below.

〔第6の実施例〕
次に、本発明者らは、本実施例としてSi34に焼結助剤としてイットリビウム及びイットリウムを加えたSi34純度が80%のSi34−A、Si34に焼結助剤としてイットリビウム及びイットリウムを加えたSi34純度が91%のSi34−B、及びSi34に焼結助剤としてイットリウムを加えたSi34純度が98%のSi34−C、比較例としてSi34に焼結助剤としてマグネシウムを加えたSi34純度が99.5%のSi34−D、及びQuartzについて、縦20mm、横20mm、厚さ2mmの試験片を作製し、第2図に示すように、各試験片の外周部30をポリイミドフィルム(デュポン社、登録商標「カプトン」)でマスクし、中央部31に縦10mm、横10mmの照射面を設け、以下の放電条件でもってプラズマを20時間照射し、表面粗度計でX軸方向及びY軸方向の削れ量(消耗量)を計測した。
[Sixth embodiment]
Next, the present inventors made Si 3 N 4 -A, Si 3 N 4 having a Si 3 N 4 purity of 80% by adding yttrium and yttrium as sintering aids to Si 3 N 4 in this example. Si 3 N 4 purity added ytterbium and yttrium as a sintering aid is 91% Si 3 N 4 -B, and Si 3 Si plus yttrium N 4 as a sintering aid 3 N 4 purity of 98% of Si 3 N 4 -C, Si 3 N 4 -D the Si 3 N 4 purity of 99.5% plus magnesium as a sintering aid to Si 3 N 4 as a comparative example, and the Quartz, longitudinal 20 mm, A test piece having a width of 20 mm and a thickness of 2 mm was prepared. As shown in FIG. 2, the outer peripheral portion 30 of each test piece was masked with a polyimide film (DuPont, registered trademark “Kapton”), An irradiation surface of 10 mm and a width of 10 mm is provided. Plasma was irradiated for 20 hours under the following discharge conditions, and the amount of abrasion (consumption amount) in the X-axis direction and Y-axis direction was measured with a surface roughness meter.

〔放電条件〕
高周波電力:1400W
電源周波数:13.56MHz
処理室の圧力:5.32Pa(4.0×10-2Torr)
反応ガス種::CF4 /Ar/O2
第10図は測定結果を示す棒グラフであり、横軸は各セラミックス材料を示し、縦軸はQuartzの20時間後の削れ量を100としたときの削れ量を示している。
[Discharge conditions]
High frequency power: 1400W
Power supply frequency: 13.56 MHz
Processing chamber pressure: 5.32 Pa (4.0 × 10 −2 Torr)
Reactive gas species :: CF 4 / Ar / O 2
FIG. 10 is a bar graph showing the measurement results. The horizontal axis represents each ceramic material, and the vertical axis represents the amount of wear when the amount of wear after 20 hours of Quartz is taken as 100.

この第10図から明らかなように、Si34に焼結助剤としてイットリビウム及びイットリウムを加えたSi34−A及びSi34−Bの削れ量は、Quartzの削れ量の約1/3であり、Si34に焼結助剤としてマグネシウムを加えたSi34−Dの削れ量より少ない。 As is apparent from Figure 10, the scraping amount the Si 3 N 4 in ytterbium and Si 3 N 4 was added yttrium -A and Si 3 N 4 -B as a sintering aid, about the Quartz the scraping amount is 1/3, Si 3 N 4 to less than the scraping amount of Si 3 N 4 -D plus magnesium as a sintering aid.

また、Si34に焼結助剤としてイットリウムを加えたSi34−Cの削れ量は、Quartzの削れ量の約6割であり、Si34に焼結助剤としてマグネシウムを加えたSi34−Dの削れ量より少ない。 Further, Si 3 N 4 etching amount of Si 3 N 4 -C plus yttrium as a sintering aid is about 60% of the Quartz scraping amount, the magnesium as a sintering aid to Si 3 N 4 Less than the amount of Si 3 N 4 -D added.

以上の結果により、削れ量はSi34純度に依存せず、Si34に乾燥助剤を加えることによって、削れ量が小さくなり、また、乾燥助剤として、イットリビウム及びイットリウムのうちの少なくともいずれか一方を用いることが適していることが判る。 From the above results, the scraping amount is independent of the Si 3 N 4 purity by adding a drying aid to the Si 3 N 4, wear amount is reduced, also as a drying aid, of ytterbium and yttrium It turns out that it is suitable to use at least one of them.

以上、第1の実施の形態で詳述したように、本発明に係るプラズマ処理装置用部品は、乾燥処理されたポリベンゾイミダゾール(PBI)で形成されているので、石英、PI樹脂、PAI樹脂で形成された従来品に比べ耐プラズマ性が向上し、したがってチャンバ内部品の耐久性向上を図ることができ、もってメンテナンスサイクルを延長することができ、部品交換の頻度も少なくなる。   As described above in detail in the first embodiment, since the plasma processing apparatus component according to the present invention is made of polybenzimidazole (PBI) that has been subjected to a drying process, quartz, PI resin, and PAI resin are used. The plasma resistance is improved compared to the conventional product formed in (1), so that the durability of the components in the chamber can be improved, the maintenance cycle can be extended, and the frequency of component replacement is reduced.

しかも、本発明に係るプラズマ処理装置用部品は、乾燥処理されたポリベンゾイミダゾールで形成されているので、半導体デバイス等の製品に水分が付着することもなく、したがって余計なダミー運転を行う必要もなくなる。   Moreover, since the plasma processing apparatus component according to the present invention is made of dried polybenzimidazole, moisture does not adhere to products such as semiconductor devices, and therefore it is necessary to perform an extra dummy operation. Disappear.

また、本発明に係るプラズマ処理装置用部品の製造方法は、ポリベンゾイミダゾールの粉末に真空乾燥処理を施した後、真空乾燥処理された粉末に成形処理を施して所定形状の成形品を製造するので、耐プラズマ性に優れ、且つ、吸水性を除去したプラズマ処理装置用部品を容易に製造することができ、もって、エッチング溝のBTM(ボトム)部分の寸法におけるばらつき及び経時変化を抑制することができる。   In addition, in the method for manufacturing a component for a plasma processing apparatus according to the present invention, a polybenzimidazole powder is subjected to a vacuum drying process and then subjected to a molding process to produce a molded product having a predetermined shape. Therefore, it is possible to easily manufacture a plasma processing apparatus component having excellent plasma resistance and removing water absorption, thereby suppressing variation in the dimension of the BTM (bottom) portion of the etching groove and change over time. Can do.

さらに、真空乾燥処理で設定される第1の乾燥処理温度よりも高い第2の乾燥処理温度で成形品を再度真空乾燥処理することにより、成形品に割れが生じるのを回避することができる。   Furthermore, it is possible to avoid the occurrence of cracks in the molded product by subjecting the molded product to vacuum drying again at a second drying temperature higher than the first drying temperature set in the vacuum drying process.

また、本発明に係るプラズマ処理装置においては、装置本体の内部に配設されてプラズマ雰囲気に晒される部品類が、乾燥処理されたポリベンゾイミダゾールで形成されているので、部品類の耐プラズマ性が向上し、したがってこれら部品類の耐久性も向上する。このため、部品交換の頻度も減少するため、半導体デバイス等の製品の生産性向上を図ることができる。   Further, in the plasma processing apparatus according to the present invention, the parts disposed inside the apparatus main body and exposed to the plasma atmosphere are formed of the dried polybenzimidazole, so that the plasma resistance of the parts is Thus improving the durability of these parts. For this reason, since the frequency of parts replacement also decreases, it is possible to improve the productivity of products such as semiconductor devices.

また、第2の実施の形態で詳述したように、本発明に係るプラズマ処理装置は、装置本体の内壁及び該処理室の内部に配設されているプラズマ雰囲気に晒される部品類が、アルミニウム成分を含有していない焼結セラミックス材料で形成されているので、半導体製品の表面にAlF3等の不純物が固着してAl汚染が生じるのを回避することができ、製品歩留まりの向上を図ることができる。 In addition, as described in detail in the second embodiment, the plasma processing apparatus according to the present invention is such that the parts exposed to the plasma atmosphere disposed in the inner wall of the apparatus main body and the processing chamber are made of aluminum. Since it is made of a sintered ceramic material that does not contain any components, it is possible to avoid the occurrence of Al contamination due to the adhesion of impurities such as AlF 3 to the surface of the semiconductor product, and to improve the product yield. Can do.

また、焼結セラミック材料は、窒化ケイ素、酸化イットリウム、又は炭化ケイ素を主成分とした材料の中から1種又は2種以上を選択して構成されることの中から選択された1種又は2種以上からなるので、所謂ダミー運転を短縮化することができ、生産性を向上させることができる。   Further, the sintered ceramic material is selected from one or two or more selected from materials mainly composed of silicon nitride, yttrium oxide, or silicon carbide. Since it consists of seeds or more, so-called dummy operation can be shortened and productivity can be improved.

しかも、これら焼結セラミック材料は石英(SiO2)に比べて耐プラズマ性においても優れているため耐久性向上も図ることができ、したがって部品交換の頻度も減少し、メンテナンス性が向上する。 Moreover, since these sintered ceramic materials are also superior in plasma resistance compared to quartz (SiO 2 ), durability can be improved, and therefore the frequency of component replacement is reduced, and maintenance is improved.

また、これら焼結セラミック材料には焼結助剤としてイットリビウム及びイットリウムのうちの少なくともいずれか一方が添加されているので、耐プラズマ性をさらに向上させることができ、もって耐久性の向上をさらに図ることができる。   In addition, since at least one of yttrium and yttrium is added as a sintering aid to these sintered ceramic materials, the plasma resistance can be further improved, thereby further improving the durability. be able to.

さらに、第3の実施の形態で詳述したように、本発明に係るプラズマ処理装置用部品は、プラズマ処理装置の装置本体内部に配設される絶縁性部品に使用されるプラズマ処理装置用部品であって、ケイ素酸化物が主成分として含有されると共に、ケイ素酸化物以外の所定の異種材料が添加されているので、所定の異種材料として耐プラズマ性に優れた材料を選択することにより、耐プラズマ性に優れたプラズマ処理装置用部品を製造することができ、もって当該部品の耐久性向上を図ることができると共に、半導体製造の生産性向上を図ることができる。   Further, as described in detail in the third embodiment, the plasma processing apparatus component according to the present invention is a plasma processing apparatus component used for an insulating component disposed inside the apparatus main body of the plasma processing apparatus. Since silicon oxide is contained as a main component and a predetermined different material other than silicon oxide is added, by selecting a material excellent in plasma resistance as the predetermined different material, A component for a plasma processing apparatus having excellent plasma resistance can be manufactured, whereby durability of the component can be improved and productivity of semiconductor manufacturing can be improved.

また、本発明に係るプラズマ処理装置用部品の製造方法は、プラズマ処理装置の装置本体内部に配設される絶縁性部品に使用するプラズマ処理装置用部品の製造方法であって、ケイ素酸化物にケイ素酸化物以外の所定の異種材料を添加し、酸水素炎下でケイ素酸化物及び前記異種材料を溶融し、その後冷却してプラズマ処理装置用部品を製造しているので、ケイ素酸化物と異種材料とを確実に均一に混合させることができ、所望の優れた耐プラズマ性を有するプラズマ処理装置用部品を得ることができる。   In addition, a method for manufacturing a plasma processing apparatus component according to the present invention is a method for manufacturing a plasma processing apparatus component used for an insulating component disposed inside an apparatus main body of a plasma processing apparatus. A predetermined dissimilar material other than silicon oxide is added, the silicon oxide and the dissimilar material are melted under an oxyhydrogen flame, and then cooled to manufacture a part for a plasma processing apparatus. The material can be reliably mixed uniformly, and a desired plasma processing apparatus component having excellent plasma resistance can be obtained.

また、上記異種材料としては、希土類化合物、前記ケイ素酸化物以外のケイ素化合物、及びアルミニウム化合物の中から選択された1種又は2種以上を含む物質を選択しているので、上述した耐プラズマ性の向上を容易に図ることができる。   In addition, as the dissimilar material, a material containing one or more selected from rare earth compounds, silicon compounds other than the silicon oxide, and aluminum compounds is selected. Can be easily improved.

発明に係るプラズマ処理装置としてのプラズマエッチング装置の一実施の形態を示す内部構造図である。 Ru internal structure view showing an embodiment of a plasma etching apparatus as a plasma processing apparatus according to the present invention. 削れ量(消耗量)の測定方法を説明するための図である。 Ru Figure der for explaining a method of measuring the abrasion amount (consumption). 1の実施例における各種セラミックス材料の耐プラズマ性の評価結果を示す棒グラフである。 Ru bar der showing evaluation results of the plasma resistance of various ceramic materials in the first embodiment. PBIの加工工程及び洗浄工程のフローチャートである。 Ru flowchart der processing and washing steps of the PBI. 第5図(a)は、含有水分量が370ppmに抑制されたPBI樹脂を用いたときのエッチング溝のBTM(ボトム)寸法の経時変化を示す特性図であり、第5図(b)は、含有水分量が2240ppmであるPBI樹脂を用いたときのエッチング溝のBTM(ボトム)寸法の経時変化を示す特性図である。 FIG. 5 (a) is a characteristic diagram showing the change over time of the BTM (bottom) dimension of the etching groove when using a PBI resin in which the water content is suppressed to 370 ppm. FIG. 5 (b) Ru characteristic view showing the time course of BTM (bottom) dimensions of etched grooves when water content using PBI resin is 2240Ppm. 導体ウエハ上に固着する固体微粒子の経時的変化を示す特性図である。 Ru characteristic view showing the change over time of the solid particles to be fixed on the semi-conductor wafer. 2の実施例における各種セラミックス材料の耐プラズマ性の評価結果を示す棒グラフである。 Ru bar der showing evaluation results of the plasma resistance of various ceramic materials in the second embodiment. ォーカスリングとしてSi34材を使用したときのエッチング特性図である。 Ru etching characteristic diagram der when using the Si 3 N 4 material as off Okasuringu. ォーカスリングとしてSiO2材を使用したときのエッチング特性図である。 Ru etching characteristic diagram der when using SiO 2 material as off Okasuringu. 6の実施例における各種セラミックス材料の耐プラズマ性の評価結果を示す棒グラフである。 Ru bar der showing evaluation results of the plasma resistance of various ceramic materials in the sixth embodiment. 3の実施の形態におけるプラズマ処理装置部品材料の製造方法を示す目的図である。An object diagram showing a manufacturing method of a plasma processing apparatus component material in the third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 プラズマエッチング装置本体1 Plasma etching system
2 下部電極2 Lower electrode
3 半導体ウエハ3 Semiconductor wafer
16 上部電極16 Upper electrode
22 処理室22 treatment room
101 水晶粉末101 crystal powder
103 混合物103 mixture
105 インゴットケース105 ingot case
106 部品材料106 Parts material

Claims (5)

ポリベンゾイミダゾールの粉末に真空乾燥処理を施した後、該真空乾燥処理された前記粉末に成形処理を施して所定形状の成形品を製造し、該成形処理後の機械加工時に、280℃〜300℃の温度で2〜4時間行う第1のアニール処理と340℃〜360℃の温度で2〜4時間行う第2のアニール処理とを施すことを特徴とするプラズマ処理装置用部品の製造方法。 Was subjected to vacuum drying process in powder polybenzimidazole, to produce a predetermined shape of the molded article is subjected to forming process to the powder which is vacuum dried, when machining after the molding process, 280 ° C. to 300 production of ° C. first annealing and 340 ° C. to 360 ° C. the second component characteristics and to pulp plasma processing apparatus that performs the annealing treatment carried out 2-4 hours at a temperature of performing 2-4 hours at a temperature of Method. 前記真空乾燥処理で設定される第1の乾燥処理温度よりも高い第2の乾燥処理温度で前記成形品を再度真空乾燥処理することを特徴とする請求項1記載のプラズマ処理装置用部品の製造方法。  2. The plasma processing apparatus component according to claim 1, wherein the molded product is again vacuum-dried at a second drying temperature higher than the first drying temperature set in the vacuum drying. Method. 前記真空乾燥処理は、温度140℃〜180℃で5〜7時間行うことを特徴とする請求項1又は2記載のプラズマ処理装置用部品の製造方法。  The method for manufacturing a component for a plasma processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the vacuum drying treatment is performed at a temperature of 140 ° C to 180 ° C for 5 to 7 hours. 前記第1のアニール処理を2回行った後、前記第2のアニール処理を1回行うことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置用部品の製造方法。4. The method of manufacturing a component for a plasma processing apparatus according to claim 1 , wherein the second annealing process is performed once after the first annealing process is performed twice. 5. 前記機械加工後に洗浄処理を行った後、温度200℃〜250℃で2〜4時間行う真空乾燥処理を施すことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置用部品の製造方法。After washing treatment after the machining, plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized by applying vacuum drying process performed 2 to 4 hours at a temperature 200 ° C. to 250 DEG ° C. A manufacturing method for parts.
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