JP5373602B2 - プラズマ処理装置及び防着部材の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、プラズマ処理装置と、防着部材の製造方法とに関する。
本出願は、特願２００７−１３２６３１号と、特願２００７−１４６７５３号とを基礎出願とし、これらの内容を取り込む。
本出願は、特願２００７−１３２６３１号と、特願２００７−１４６７５３号とを基礎出願とし、これらの内容を取り込む。
プラズマ処理装置を用いたエッチング処理は、基板上に形成された構造体に、プラズマ状態に励起された反応ガスを衝突させて行っている。エッチング処理されることで、構造体からは、反応ガスと結合した構造体の粒子、あるいは構造体の粒子単体などの生成物が放出されるので、生成物が処理室の壁に付着しないように、処理室の壁と基板との間に防着板が設置されている。
防着板の材質としては、アルミニウム合金の表面にアルマイト加工したものなどが採用されている（例えば、特許文献１参照）。アルミニウム合金には不純物（生成物）として、マグネシウムやマンガン、銅、鉄、ケイ素、ニッケルなどが添加されている。そこで、この不純物が防着板に付着するのを防止するため、アルミニウム合金の表面にアルマイト加工が施されている。
特開２００４−３５６３１１号公報
ところが、防着板に付着する生成物の量を低減させるために、防着板を加熱しながら例えばエッチング処理などを行うと、アルミニウム合金の表面に形成されたアルマイトにクラックが入ることがある。アルミニウム合金の表面にクラックが入ると、アルミニウム合金に含まれる不純物の金属がクラックを通って処理室内に放出される。そして、放出された金属の一部が基板上の構造体に付着し、構造体が汚染される。
構造体に付着した金属の中で、特にアルカリ金属及びアルカリ土類金属は、構造体内部に侵入して拡散しやすい性質を持つ。このため、汚染度が高くなると、基板上に形成されるデバイスの特性が変化するので、製造歩留りに影響を与えていた。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、金属汚染を低減させたプラズマ処理装置及び防着部材の製造方法の提供を目的とする。
上記課題を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
すなわち、本発明のプラズマ処理装置は、被処理基板上で貴金属材料および強誘電体材料のプラズマ処理を行い、なおかつ加熱されながらプラズマに曝される構成部材を備えたプラズマ処理装置であって、前記構成部材は、処理室の内部空間を、給気手段および排気手段に連通する空間と、前記被処理基板が配される空間とに区分し、中仕切りするように配されてなり、かつ、アルミニウム純度９９％以上のアルミ合金からなる基体の全面に、バリア型陽極酸化膜が配され、さらに前記バリア型陽極酸化膜上にアルミニウム純度９９％以上のアルミニウム溶射膜が配されてなる。
すなわち、本発明のプラズマ処理装置は、被処理基板上で貴金属材料および強誘電体材料のプラズマ処理を行い、なおかつ加熱されながらプラズマに曝される構成部材を備えたプラズマ処理装置であって、前記構成部材は、処理室の内部空間を、給気手段および排気手段に連通する空間と、前記被処理基板が配される空間とに区分し、中仕切りするように配されてなり、かつ、アルミニウム純度９９％以上のアルミ合金からなる基体の全面に、バリア型陽極酸化膜が配され、さらに前記バリア型陽極酸化膜上にアルミニウム純度９９％以上のアルミニウム溶射膜が配されてなる。
上記プラズマ処理装置によれば、前記構成部材に含まれる不純物の含有率が抑えられているため、前記被処理基板が受ける金属汚染を低減させることができる。また、前記バリア型陽極酸化膜が前記基体からの不純物の流出を抑えることができる。すなわち、前記バリア型陽極酸化膜は耐熱性に優れているので、加熱によるクラックが入る可能性が少ない。また、前記バリア型陽極酸化膜が前記アルミニウム溶射膜で保護されることで、前記バリア型陽極酸化膜が比較的薄い場合でも、機械的な損傷を低減することができる。これにより、プラズマ処理時における前記基体からの不純物の流出を抑えることが可能になり、前記被処理基板が受ける金属汚染を低減させることができる。よって、前記被処理基板上に形成されるデバイスの特性変化を抑えることができるので、製造歩留りの向上及び製造コスト削減を図ることができる。
前記バリア型陽極酸化膜は、厚さ５ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下の酸化膜の表面をバリア型陽極酸化処理したものであっても良い。
この場合、厚さ５ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下の緻密な酸化膜の表面をバリア型陽極酸化処理することで、アルミニウム合金からなる前記基体の表面に、緻密な前記バリア型陽極酸化膜を形成することができる。これにより、耐熱性及びガス放出特性に優れた前記バリア型陽極酸化膜を形成することができるので、プラズマ処理時における前記基体からの不純物の流出を抑えることが可能になる。さらに、前記被処理基板が受ける金属汚染をさらに低減させることもできる。
前記構成部材は、プラズマ処理による生成物の付着を防止する防着部材であっても良い。
この場合、厚さ５ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下の緻密な酸化膜の表面をバリア型陽極酸化処理することで、アルミニウム合金からなる前記基体の表面に、緻密な前記バリア型陽極酸化膜を形成することができる。これにより、耐熱性及びガス放出特性に優れた前記バリア型陽極酸化膜を形成することができるので、プラズマ処理時における前記基体からの不純物の流出を抑えることが可能になる。さらに、前記被処理基板が受ける金属汚染をさらに低減させることもできる。
前記構成部材は、プラズマ処理による生成物の付着を防止する防着部材であっても良い。
この場合、高密度のプラズマに曝される前記防着部材の不純物含有率を抑えているので、前記被処理基板が受ける金属汚染を低減させることができる。これにより、前記被処理基板上に形成される前記デバイスの特性変化を抑えることができるので、製造歩留りの向上及び製造コスト削減を図ることができる。
前記基体のマグネシウム含有率は０．１％以下であっても良い。
この場合、プラズマ処理時に前記処理室内に放出される前記マグネシウム量を抑えることができる。これにより、前記被処理基板に付着するマグネシウム量が低減し、前記被処理基板上に形成される前記デバイスの特性変化を抑えることができるので、製造歩留りの向上及び製造コスト削減を図ることができる。
前記アルミニウム溶射膜の膜厚は、１００μｍ以上であっても良い。
この場合、前記バリア型陽極酸化膜が前記アルミニウム溶射膜で保護されるので、前記バリア型陽極酸化膜が比較的薄い場合でも、機械的な損傷を低減することができる。これにより、プラズマ処理時における前記基体からの不純物の流出を抑えることが可能になり、前記被処理基板が受ける金属汚染を低減させることができる。よって、前記被処理基板上に形成されるデバイスの特性変化を抑えることができるので、製造歩留りの向上及び製造コスト削減を図ることができる。
前記貴金属材料および前記強誘電体材料は、強誘電体メモリの記憶素子を構成する材料であっても良い。
前記貴金属材料は、少なくとも、Ｐｔ（白金）、Ｉｒ（イリジウム）、ＩｒＯ２（酸化イリジウム）、及びＳｒＲｕＯ３（酸化ストロンチウムルテニウム）の何れか１つを含んでもよい。
前記強誘電体材料は、少なくとも、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３；チタン酸ジルコン酸鉛）、ＳＢＴ（ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９；タンタル酸ストロンチウムビスマス）、ＢＴＯ（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２；チタン酸ビスマス）、ＢＬＴ（（Ｂｉ，Ｌａ）４Ｔｉ３Ｏ１２；チタン酸ビスマスランタン）の何れか１つを含んでもよい。
この場合、前記バリア型陽極酸化膜が前記アルミニウム溶射膜で保護されるので、前記バリア型陽極酸化膜が比較的薄い場合でも、機械的な損傷を低減することができる。これにより、プラズマ処理時における前記基体からの不純物の流出を抑えることが可能になり、前記被処理基板が受ける金属汚染を低減させることができる。よって、前記被処理基板上に形成されるデバイスの特性変化を抑えることができるので、製造歩留りの向上及び製造コスト削減を図ることができる。
前記貴金属材料および前記強誘電体材料は、強誘電体メモリの記憶素子を構成する材料であっても良い。
前記貴金属材料は、少なくとも、Ｐｔ（白金）、Ｉｒ（イリジウム）、ＩｒＯ２（酸化イリジウム）、及びＳｒＲｕＯ３（酸化ストロンチウムルテニウム）の何れか１つを含んでもよい。
前記強誘電体材料は、少なくとも、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３；チタン酸ジルコン酸鉛）、ＳＢＴ（ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９；タンタル酸ストロンチウムビスマス）、ＢＴＯ（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２；チタン酸ビスマス）、ＢＬＴ（（Ｂｉ，Ｌａ）４Ｔｉ３Ｏ１２；チタン酸ビスマスランタン）の何れか１つを含んでもよい。
これらの貴金属材料および強誘電体材料は、プラズマ処理による生成物が付着しやすい性質を有する。生成物の付着を防止するために、プラズマ処理装置の構成部材を加熱する。この場合、上述したような従来技術では、構成部材に含まれる不純物、あるいは、構成部材を被覆するアルマイトに発生するクラックから流出した不純物が被処理基板に付着するおそれがあるため、被処理基板が金属汚染を受けることになる。これに対して、本発明では、構成部材に含まれる不純物の含有率を抑えているので、前記被処理基板が受ける金属汚染を低減させることができる。また、前記基体を、耐熱性を有する前記バリア型陽極酸化膜で被覆しているので、前記構成部材を加熱してもクラックが発生せず、不純物の流出を抑えることができる。これらにより、前記被処理基板上に形成される前記デバイスの特性変化を抑えることができるので、製造歩留りの向上及び製造コストの削減を図ることができる。
上記プラズマ装置によれば、前記バリア型陽極酸化膜が前記基体からの不純物の流出を抑えることができる。すなわち、前記バリア型陽極酸化膜は耐熱性に優れているので、加熱によるクラックが入る可能性が少ない。また、前記バリア型陽極酸化膜が前記アルミニウム溶射膜で保護されることで、前記バリア型陽極酸化膜が比較的薄い場合でも、機械的な損傷を低減することができる。これにより、プラズマ処理時における前記基体からの不純物の流出を抑えることが可能になり、前記被処理基板が受ける金属汚染を低減させることができる。よって、前記被処理基板上に形成されるデバイスの特性変化を抑えることができるので、製造歩留りの向上及び製造コスト削減を図ることができる。
本発明の防着部材の製造方法は、被処理基板上で貴金属材料および強誘電体材料をプラズマ処理する装置において、処理室の内部空間を、給気手段および排気手段に連通する空間と、前記被処理基板が配される空間とに区分し、中仕切りするように配された、加熱されながらプラズマに曝される防着部材の製造方法であって、アルミニウム合金からなる基体の全面を、バリア型陽極酸化膜で被膜する酸化膜被膜工程と、前記バリア型陽極酸化膜をアルミニウム純度９９％以上のアルミニウム溶射膜で被覆する溶射膜被覆工程と、を備える。
上記防着部材の製造方法によれば、アルミニウム合金からなる基体をバリア型陽極酸化膜で被覆するため、耐熱性に優れた前記バリア型陽極酸化膜で前記基体を被覆することができる。また、バリア型陽極酸化膜をアルミニウム純度９９％以上のアルミニウム溶射膜で被覆する。この場合、前記バリア型陽極酸化膜は耐熱性に優れているため、加熱されても前記バリア型陽極酸化膜にクラックが入る可能性が少ない。したがって、前記基体からの不純物の流出を抑えることができる。また、前記バリア型陽極酸化膜にアルミ溶射膜を被覆して保護するので、このバリア型陽極酸化膜が比較的薄い場合でも、機械的な損傷を低減することができる。これにより、プラズマ処理時における前記基体からの不純物の流出を抑え、前記被処理基板が受ける金属汚染を低減させることができる。さらに、デバイスの特性変化を抑えることもできる。
前記酸化膜被覆工程の前に、前記基体を厚さ５ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下の酸化膜で被覆する工程をさらに備え、前記酸化膜被覆工程では、前記酸化膜の表面をバリア型陽極酸化処理するようにしてもよい。
この場合、厚さ５ｎｍ〜２０ｎｍの緻密な酸化膜の表面をバリア型陽極酸化処理して防着部材を製造することで、アルミニウム合金からなる基体の表面に、緻密なバリア型陽極酸化膜を形成することができる。これにより、耐熱性及びガス放出特性に優れたバリア型陽極酸化膜を形成することができるので、プラズマ処理時における前記基体からの不純物の流出を抑えることが可能になる。その結果、前記被処理基板が受ける金属汚染をさらに低減させることができる。
上記本発明のプラズマ処理装置によれば、前記構成部材に含まれる不純物の含有率を抑えることができるので、前記被処理基板が受ける金属汚染を低減させることができる。これにより、前記被処理基板上に形成されるデバイスの特性変化を抑えることができるので、製造歩留りの向上及び製造コスト削減の効果を得ることができる。
上記本発明の他のプラズマ処理装置によれば、バリア型陽極酸化膜が基体からの不純物の流出を抑えることができる。すなわち、バリア型陽極酸化膜は耐熱性に優れているので、加熱によるクラックが入る可能性は少ない。また、バリア型陽極酸化膜がアルミニウム溶射膜で保護されることで、バリア型陽極酸化膜が比較的薄い場合でも、機械的な損傷を低減することができる。これにより、プラズマ処理時における基体からの不純物の流出を抑えることが可能になり、被処理基板が受ける金属汚染を低減させることができる。よって、被処理基板上に形成されるデバイスの特性変化を抑えることができるので、製造歩留りの向上及び製造コスト削減の効果を得ることができる。
１，２０１ エッチング装置
１０，２１０ 処理室
１５，２１５ 第１の石英板
２０，２２０ 防着部材
２０ｂ 側壁部
３１，２３１ 永久磁石
３２，２３２ 第１の電極
３３，２３３ アンテナ
３４，２３４ 第１の高周波電源
４１，２４１ 第２の電極
４２，２４２ 第２の高周波電源
５１，２５１ 加熱装置
５２，２５２ 支持部材
５３，２５３ 第２の石英板
６０，２６０ 給気手段
７０，２７０ 排気手段
８０，２８０ 冷却装置
９０，２９０ 基板
１００，３００ ＦｅＲＡＭ
１０１，３０１ シリコン基板
１０２，３０２ 下部電極
１０３，３０３ 強誘電体層
１０４，３０４ 上部電極
２２１ 基体
２２２ 緻密な酸化膜
２２３ バリア型陽極酸化膜
２２４ アルミニウム溶射膜
１０，２１０ 処理室
１５，２１５ 第１の石英板
２０，２２０ 防着部材
２０ｂ 側壁部
３１，２３１ 永久磁石
３２，２３２ 第１の電極
３３，２３３ アンテナ
３４，２３４ 第１の高周波電源
４１，２４１ 第２の電極
４２，２４２ 第２の高周波電源
５１，２５１ 加熱装置
５２，２５２ 支持部材
５３，２５３ 第２の石英板
６０，２６０ 給気手段
７０，２７０ 排気手段
８０，２８０ 冷却装置
９０，２９０ 基板
１００，３００ ＦｅＲＡＭ
１０１，３０１ シリコン基板
１０２，３０２ 下部電極
１０３，３０３ 強誘電体層
１０４，３０４ 上部電極
２２１ 基体
２２２ 緻密な酸化膜
２２３ バリア型陽極酸化膜
２２４ アルミニウム溶射膜
（プラズマ処理装置の構成）
以下、図面を用いて本発明に係るプラズマ処理装置について説明する。以下に示す各実施形態は、誘導結合方式の反応性イオンエッチング装置について説明するが、化学蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの薄膜を形成する装置に対しても適用することができる。
以下、図面を用いて本発明に係るプラズマ処理装置について説明する。以下に示す各実施形態は、誘導結合方式の反応性イオンエッチング装置について説明するが、化学蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの薄膜を形成する装置に対しても適用することができる。
以下に示す各実施形態は、本発明の一例を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なる場合がある。
［第１実施形態］
図１は、本発明のエッチング装置（プラズマ処理装置）１の概略構成図である。エッチング装置１は、処理室１０と、防着部材２０と、プラズマ生成手段３０と、バイアス生成手段４０と、第１の石英板１５と、加熱装置５１と、支持部材５２と、第２の石英板５３と、ガス給気手段６０と、ガス排気手段７０と、冷却装置８０とを備えている。プラズマ生成手段３０は、第１の電極３１と、永久磁石３２と、アンテナ３３と、第１の高周波電源３４とを備えている。バイアス生成手段は、第２の電極４１と、第２の高周波電源４２とを備えている。
図１は、本発明のエッチング装置（プラズマ処理装置）１の概略構成図である。エッチング装置１は、処理室１０と、防着部材２０と、プラズマ生成手段３０と、バイアス生成手段４０と、第１の石英板１５と、加熱装置５１と、支持部材５２と、第２の石英板５３と、ガス給気手段６０と、ガス排気手段７０と、冷却装置８０とを備えている。プラズマ生成手段３０は、第１の電極３１と、永久磁石３２と、アンテナ３３と、第１の高周波電源３４とを備えている。バイアス生成手段は、第２の電極４１と、第２の高周波電源４２とを備えている。
処理室１０は、円柱状に形成され、天井壁１０ａに開口部１０ｃ、及び底壁１０ｂに開口部１０ｄ有している。処理室１０の天井壁１０ａ外側には、開口部１０ｃを覆うように第１の石英板１５が載置されている。第１の石英板１５上には、第１の電極３１が載置されている。第１の電極３１上方には永久磁石３２が配置され、さらに永久磁石３２の上方には、アンテナ３３が配置されている。第１の電極３１及びアンテナ３３には、第１の高周波電源３４が電気的に接続されている。処理室１０の底壁１０ｂの内側には、開口部１０ｄを覆うように第２の電極４１が載置され、さらに第２の電極４１上に支持部材５２が載置されている。第２の電極４１には、第２の高周波電源４２が接続されている。支持部材５２は、断面視で周縁部より中央部が厚く形成されており、中央部には基板９０が載置されている。支持部材５２の周縁部には、第２の石英板５３が載置されている。処理室１０の底壁１０ｂの内面には、開口部１０ｄの外周に沿って加熱装置５１が載置されている。加熱装置５１には略円筒状の防着部材２０が載置されている。防着部材２０は、処理室１０の内部空間を、給気手段６０および排気手段７０に連通する空間と、基板９０が配される空間とに区分し、中仕切りするように配されてなる。この防着部材２０の詳細については後述する。防着部材２０の上端部２０ｅは、第１の石英板１５に当接している。
処理室１０では、プラズマ生成手段３０により生成されるプラズマを用いて基板９０へのエッチングが行われる。
第１の石英板１５は、平面視で略円形の円板状である。第１の石英板１５は、処理室１０の開口部１０ｃを覆うように配置され、開口部１０ｃの封止用と、第１の電極３１を配置する土台として用いられる。
第１の石英板１５の上面１５ａには、第１の電極３１が配置されている。図２は、第１の石英板１５上に配置された、第１の電極３１、永久磁石３２、及びアンテナ３３を示す平面図である。図２に示すように、第１の電極３１は、中心軸３１ａから、複数の腕部３１ｂが放射状に配置された構造を有している。第１の電極３１の中心軸３１ａには、図示は省略の回転装置が接続されており、第１の電極３１の円周方向に回転することができる。第１の電極３１は、プラズマ粒子を第１の電極３１側に引き寄せることで、エッチング処理により第１の石英板１５に付着した生成物を除去するために用いられる。
永久磁石３２は、平面視で略矩形状で、Ｎ極を内側に向けて周方向に等間隔で配置されている。
アンテナ３３は、平面視で円環状の平板である。アンテナ３３は、円環状、コイル状のものなどを採用することができる。
防着部材２０は、エッチングにより基板９０から放出された粒子が、処理室１０の側壁部１０ｆに付着するのを防ぐものであり、処理室の側壁部１０ｆに沿って略円筒状に形成されている。防着部材２０は、断面視で基板９０より処理室１０の底壁１０ｂ側に配置された底部２０ａと、断面視で基板９０より処理室１０の天井壁１０ａ側に配置された側壁部２０ｂとで構成されている。防着部材２０は、底部２０ａの外周側の上端部２０ｆと、側壁部２０ｂの下端部２０ｇとが、溶接により接合されて形成されている。防着部材２０の底部２０ａは、加熱装置５１上に載置されている。
防着部材２０の底部２０ａは、断面視でＵ字状に形成されている。防着部材２０の厚さは、およそ５ｍｍ程度である。本実施形態の防着部材２０の底部２０ａには、耐熱性、及び機械的強度を備えた材質が用いられる。底部２０ａに用いられる材質としては、例えば、アルミニウム合金であるＡＡ５０５２を挙げることができる。ＡＡ５０５２は、アメリカアルミニウム協会（Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ）で規格化されたアルミニウム合金の１つである。ＡＡ５０５２は、アルミニウムの中に、２．２％−２．８％のマグネシウム、その他の元素が添加されたもので、アルミニウム単体に対して、機械的強度を向上させたものである。また、底部２０ａに用いられる材質はこれに限らず、高い機械的強度を有し、不純物である金属の含有率が小さい他の材質に代えることができる。
一方、防着部材２０の側壁部２０ｂは、円筒状に形成されている。防着部材２０の側壁部２０ｂは、プラズマ状態の粒子からの作用を最も多く受ける部材である。側壁部２０ｂの材質としては、例えばＡＡ１０５０などのアルミニウム合金を挙げることができる。ＡＡ１０５０は、アメリカアルミニウム協会（Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ）で規格化されたアルミニウム合金の１つである。ＡＡ１０５０は、アルミニウム純度が９９％以上であるとともに、マグネシウムの含有率は０．０５％以下である。側壁部２０ｂの材質はこれに限らず、９９％以上のアルミニウム純度を有し、マグネシウムなどのアルカリ土類金属及びアルカリ金属の含有率が０．１％以下である材質に代えることができる。これは、アルカリ金属及びアルカリ土類金属が基板９０中に拡散され易く、基板９０の特性を変化させてしまうからである。
加熱装置５１は、処理室１０の底壁１０ｂの開口部１０ｄを取り囲んで配置されており、略円環状に形成されている。加熱装置５１としては、金属、セラミックスなどの抵抗体などを採用することができる。加熱装置５１は、防着部材２０を加熱するために備えられており、エッチング処理時には、防着部材２０を１５０℃以上に加熱する。
基板９０に形成されるデバイスの一例としては、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を挙げることができる。図３は、ＦｅＲＡＭ１００の断面図である。ＦｅＲＡＭ１００は、シリコン基板１０１上に下部電極１０２、強誘電体層１０３、及び上部電極１０４が積層された構成を有している。
下部電極１０２及び上部電極１０４は、薄膜状に形成されている。下部電極１０２及び上部電極１０４の材質としては、Ｐｔ（白金）、Ｉｒ（イリジウム）、ＩｒＯ２（酸化イリジウム）、ＳｒＲｕＯ３（酸化ストロンチウムルテニウム）などの貴金属を採用することができる。強誘電体層１０３の材質としては、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３；チタン酸ジルコン酸鉛）、ＳＢＴ（ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９；タンタル酸ストロンチウムビスマス）、ＢＴＯ（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２；チタン酸ビスマス）、ＢＬＴ（（Ｂｉ，Ｌａ）４Ｔｉ３Ｏ１２；チタン酸ビスマスランタン）などの強誘電体材料を採用することができる。
ＦｅＲＡＭ１００は、下部電極１０２と上部電極１０４との間の電位差により強誘電体層１０３に電界を加えると、強誘電体層１０３の自発分極の方向を変化させることができる。この自発分極の方向は、下部電極１０２と上部電極１０４との間の電位差がなくなっても保持することができることから、自発分極の向きで０又は１のデータを記憶できる。
（エッチング方法）
次に、本発明のエッチング装置１を用いたエッチング方法について説明する。
次に、本発明のエッチング装置１を用いたエッチング方法について説明する。
支持部材５２に基板９０を載置し、処理室１０内を略真空にするとともに、加熱装置５１を駆動して防着部材２０を加熱する。
防着部材２０を十分に加熱したのち、処理室１０内に、給気手段６０からエッチング用ガスを供給する。供給されるガスは、例えば、ハロゲンガス、パーフルオロカーボンガスなどである。エッチング処理中は、排気手段７０を駆動させて、処理室１０内の圧力を一定に保持している。
次に、第１の高周波電源３４を駆動し、第１の電極３１及びアンテナ３３に高周波電流を供給し、処理室１０内部の領域１０ｅのエッチング用ガスをプラズマ状態に励起させる。
次に、第２の高周波電源４２を駆動し、第２の電極４１に高周波電流を供給する。これにより、プラズマ状態に励起されたエッチング用ガスは、第２の電極４１に向けて誘導される。その結果、支持部材５２上に載置された基板９０、及び基板９０上に形成されたデバイス用の膜にエッチング用ガスが衝突して、基板９０及びデバイス用膜がエッチングされる。その際、基板９０からは、エッチング用ガスと結合したデバイス用膜の粒子、及びデバイス用膜の粒子単体などの生成物が放出される。
基板９０から放出された生成物は、排気手段７０を通って処理室１０から排出されるか、あるいは防着部材２０などの周囲の壁に付着し処理室１０内部で残留する。
（作用、効果）
以下に、上記プラズマ処理装置１の作用、効果について説明する。
以下に、上記プラズマ処理装置１の作用、効果について説明する。
本実施形態では、防着部材２０の側壁部２０ｂにアルミニウム純度の高い材質を採用することで、側壁部２０ｂに含まれる汚染金属の含有率が低下する。そのため、側壁部２０ｂが高密度プラズマに曝されても、側壁部２０ｂから汚染金属が析出することはほとんどない。したがって、プラズマ処理を行ったときの基板９０の汚染度を低減させることができる。これにより、基板９０の製造歩留りを向上させ、製造コストを低減することができる。また、側壁部２０ｂの表面に対するアルマイト加工が不要になり、アルミニウム合金はアルマイトより高い熱伝導率を有するので、防着部材２０の熱伝導率を向上させることができる。これにより、加熱装置５１による防着部材２０の加熱が効率的に行われ、基板９０から放出された生成物が防着部材２０に付着する量を低減させることができる。これにより、防着部材２０のメンテナンス頻度を低減することができる。
防着部材２０の底部２０ａに対して機械的強度を有する材質を採用することで、防着部材２０の機械的強度を向上させることができるので、防着部材２０の製造時またはメンテナンス時における変形を抑えることが可能となり、寿命を延ばすことができる。これにより、エッチング装置１のメンテナンス費用を抑えることができる。
防着部材２０の材質として、例えば、ＡＡ１０５０、ＡＡ５０５２などの規格化された材質を採用することで、安価な材料を容易に調達することができるので、防着部材２０の製造コストを抑えることができる。
（実施例）
次に、上記エッチング装置１を用いて行った汚染度の評価の実施例について説明する。
次に、上記エッチング装置１を用いて行った汚染度の評価の実施例について説明する。
ここで、基板９０の汚染度の評価方法について説明する。基板９０として、表面にＳｉＯ２（二酸化ケイ素）の膜が形成されたシリコンウェハを用いる。この基板９０を、アルゴンガスのプラズマに曝す。
汚染金属が付着した基板９０のＳｉＯ２を、フッ化水素酸により溶解させる。このＳｉＯ２を含むフッ化水素酸の分析を行い、フッ化水素酸中の汚染金属原子数を導出する。このようにして得られた汚染金属原子数を基板９０の単位面積当たりで計算して汚染度を評価する。
本実施例では、エッチング装置１における防着部材２０の底部２０ａの材質にはアルミニウム合金ＡＡ１０５０を採用し、防着部材２０の側壁部２０ｂの材質にはアルミニウムＡＡ５０５２を採用した。防着部材２０は、底部２０ａの外周側の上端部２０ｆと側壁部２０ｂの下端部２０ｇとを溶接により接合して形成した。
そして、基板９０をエッチング装置１の支持部材５２上に配置し、処理室を略真空にするとともに、加熱装置５１を用いて、防着部材２０を１５０℃以上に加熱した。その後、エッチング用ガスとして、給気手段６０からアルゴンガスを処理室１０内部に供給した。排気手段７０の出力を調整して、処理室内の圧力を一定にした。
処理室１０内の圧力を一定にした後、第１の高周波電源３４を駆動し、処理室１０内の領域１０ｅのアルゴンガスをプラズマ状態に励起させた。
第１の高周波電源３４を駆動させた状態で、第２の高周波電源４２を駆動し、プラズマ状態に励起されたアルゴンガスを基板９０に衝突させて、基板９０をプラズマに曝した。
プラズマに曝した基板９０を処理室１０から取り出し、フッ化水素酸で洗浄した。その後、基板９０の洗浄に用いたフッ化水素酸の分析を行い、フッ化水素酸に含まれるマグネシウム元素の数を導出した。分析の結果、基板９０の汚染度は、２．６×１０１０個／ｃｍ２であった。
従来のエッチング装置では、防着部材全体の材質としてＡＡ５０５２が用いられていた。従来のエッチング装置を用いることによる基板の汚染度は２１×１０１０個／ｃｍ２であるため、本発明のエッチング装置１を用いることで、基板９０の汚染度を改善できることを確認した。
［第２実施形態］
（プラズマ処理装置の構成）
図４は、本発明のエッチング装置（プラズマ処理装置）２０１の概略構成図である。エッチング装置２０１は、処理室２１０と、防着部材２２０と、プラズマ生成手段２３０と、バイアス生成手段２４０と、第１の石英板２１５と、加熱装置２５１と、支持部材２５２と、第２の石英板２５３と、ガス給気手段２６０と、ガス排気手段２７０と、冷却装置２８０とを備えている。プラズマ生成手段２３０は、第１の電極２３１と、永久磁石２３２と、アンテナ２３３と、第１の高周波電源２３４とを備えている。バイアス生成手段２４０は、第２の電極２４１と、第２の高周波電源２４２とを備えている。
（プラズマ処理装置の構成）
図４は、本発明のエッチング装置（プラズマ処理装置）２０１の概略構成図である。エッチング装置２０１は、処理室２１０と、防着部材２２０と、プラズマ生成手段２３０と、バイアス生成手段２４０と、第１の石英板２１５と、加熱装置２５１と、支持部材２５２と、第２の石英板２５３と、ガス給気手段２６０と、ガス排気手段２７０と、冷却装置２８０とを備えている。プラズマ生成手段２３０は、第１の電極２３１と、永久磁石２３２と、アンテナ２３３と、第１の高周波電源２３４とを備えている。バイアス生成手段２４０は、第２の電極２４１と、第２の高周波電源２４２とを備えている。
処理室２１０は、円柱状に形成され、天井壁２１０ａに開口部２１０ｃ、及び底壁２１０ｂに開口部２１０ｄを有している。処理室２１０の天井壁２１０ａの外側には、開口部２１０ｃを覆うように第１の石英板２１５が載置されている。第１の石英板２１５上には、第１の電極２３１が載置されている。第１の電極２３１の上方には、永久磁石２３２が配置され、さらに永久磁石２３２の上方には、アンテナ２３３が配置されている。第１の電極２３１及びアンテナ２３３には、第１の高周波電源２３４が電気的に接続されている。処理室２１０の底壁２１０ｂの内側には、開口部２１０ｄを覆うように第２の電極２４１が載置され、さらに第２の電極２４１上に支持部材２５２が載置されている。第２の電極２４１には、第２の高周波電源２４２が接続されている。支持部材２５２は、断面視で周縁部より中央部が厚く形成されており、中央部には基板２９０が載置されている。支持部材２５２の周縁部には、第２の石英板２５３が載置されている。処理室２１０の底壁２１０ｂの内面には、第２の電極２４１の外周に沿って加熱装置２５１が載置されている。加熱装置２５１には略円筒状の防着部材２２０が載置されている。防着部材２２０は、処理室２１０の内部空間を、給気手段２６０および排気手段２７０に連通する空間と、基板２９０が配される空間とに区分し、中仕切りするように配されてなる。この防着部材２２０の詳細については後述する。防着部材２２０の上端部２２０ｅは、第１の石英板２１５に当接している。
処理室２１０では、プラズマ生成手段２３０により生成されるプラズマを用いて基板２９０へのエッチングが行われる。
第１の石英板２１５は、平面視で略円形の円板状である。第１の石英板２１５は、処理室２１０の開口部２１０ｃを覆うように配置され、開口部２１０ｃの封止用と、第１の電極２３１を配置する土台として用いられる。
第１の石英板２１５の上面２１５ａには、第１の電極２３１が配置されている。図５は、第１の石英板２１５上に配置された、第１の電極２３１、永久磁石２３２、及びアンテナ２３３を示す平面図である。図５に示すように、第１の電極２３１は中心軸２３１ａから、複数の腕部２３１ｂが放射状に配置された構造を有している。第１の電極２３１の中心軸２３１ａには、図示は省略の回転装置が接続されており、第１の電極２３１を円周方向に回転することができる。第１の電極２３１は、プラズマ粒子を第１の電極２３１側に引き寄せることで、エッチング処理により第１の石英板２１５に付着した生成物を除去するために用いられる。
永久磁石２３２は、平面視で略矩形状で、Ｎ極を内側に向けて周方向に等間隔で配置されている。
アンテナ２３３は、平面視で円環状の平板である。アンテナ２３３は、円環状、コイル状のものなどを採用することができる。
防着部材２２０は、エッチングにより基板２９０から放出された粒子が、処理室２１０の側壁部２１０ｆに付着するのを防ぐものである。図６は、防着部材２２０の拡大概念図である。防着部材２２０は、基体２２１と、基体２２１を被覆する緻密な酸化膜２２２と、緻密な酸化膜２２２を被覆するバリア型陽極酸化膜２２３と、バリア型陽極酸化膜２２３を被覆するアルミニウム溶射膜２２４とを有している。
防着部材２２０は、処理室２１０の側壁部２１０ｆに沿って略円筒状に形成されており、防着部材２２０の底部２２０ａでは、断面視でＵ字状に形成されている。また、防着部材２２０の厚さは、およそ５ｍｍ程度である。
本実施形態の防着部材２２０の基体２２１には、耐熱性、及び機械的強度を備えた材質が用いられ、例えば、アルミニウム合金であるＡＡ５０５２を挙げることができる。ＡＡ５０５２は、アメリカアルミニウム協会（Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ）で規格化されたアルミニウム合金の１つである。ＡＡ５０５２は、アルミニウムの中に、２．２％〜２．８％のマグネシウム、その他の元素が添加されたもので、アルミニウム単体に対して、機械的強度を向上させたものである。また、基体２２１に用いられる材質はこれに限らず、耐熱性と、機械的強度とを備えた他のアルミニウム合金に代えることができる。
緻密な酸化膜２２２は、バリア型陽極酸化膜２２３を形成する前処理として形成される薄膜である。本実施形態において緻密な酸化膜とは、非金属介在物が存在していることによる欠陥を除き、ナノメートルオーダー以上の空孔がなく連続的な皮膜であり、酸化膜形成後に大気中で酸化するなどして酸化を促進しようとしても、それ以上酸化膜が厚くならない層のことをいう。緻密な酸化膜２２２は耐熱性を有し、加熱によるクラックの発生が少ないので、エッチング処理時に基体２２１からの不純物の流出を抑えることができる。
緻密な酸化膜２２２は、５ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚に形成される。この酸化膜は、膜厚が５ｎｍ未満では連続的に層状に成長させることが難しく、不均一な酸化皮膜となる。一方、膜厚が２０ｎｍを超えると、緻密な酸化層を形成できずポーラス構造になり、このあとバリア型陽極酸化膜を形成しても、ガス放出の多いバリア型陽極酸化膜となってしまう。そのため、このような酸化膜２２２を形成すると、基体２２１からの不純物の流出を抑えることができなくなる。
緻密な酸化膜２２２は、５ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚に形成される。この酸化膜は、膜厚が５ｎｍ未満では連続的に層状に成長させることが難しく、不均一な酸化皮膜となる。一方、膜厚が２０ｎｍを超えると、緻密な酸化層を形成できずポーラス構造になり、このあとバリア型陽極酸化膜を形成しても、ガス放出の多いバリア型陽極酸化膜となってしまう。そのため、このような酸化膜２２２を形成すると、基体２２１からの不純物の流出を抑えることができなくなる。
バリア型陽極酸化膜２２３は、耐熱性を有し、加熱によるクラックの発生が少ないので、エッチング処理時に基体２２１からの不純物の流出を抑えることができる。バリア型陽極酸化膜２２３は、およそ２００ｎｍ程度に形成されている。特に、上述した緻密な酸化膜２２２の表面をバリア型陽極酸化処理することにより、不純物を含有したアルミニウム合金の表面であっても、緻密なバリア型陽極酸化膜２２３を形成することができる。
防着部材２２０は、緻密な酸化膜２２２が基体２２１に被覆されず、バリア型陽極酸化膜２２３が直接基体２２１を被覆する構造を有することもできる。この場合には、バリア型陽極酸化膜２２３の表面にベーキング処理を施して、含水率及びアルミニウムに対するアニオンの含有量を低下させることが望ましい。このようなバリア型陽極酸化膜２２３のみでも、不純物の流出を抑えることができる。
防着部材２２０は、緻密な酸化膜２２２が基体２２１に被覆されず、バリア型陽極酸化膜２２３が直接基体２２１を被覆する構造を有することもできる。この場合には、バリア型陽極酸化膜２２３の表面にベーキング処理を施して、含水率及びアルミニウムに対するアニオンの含有量を低下させることが望ましい。このようなバリア型陽極酸化膜２２３のみでも、不純物の流出を抑えることができる。
アルミニウム溶射膜２２４は、純度９９％以上のアルミニウムを溶射することにより形成されている。アルミニウム溶射膜２２４は、メンテナンス時における防着部材２２０の取り外しの時に、バリア型陽極酸化膜２２３が受ける機械的損傷を防止するために使用される。また、アルミニウム溶射膜２２４は、基板２９０から放出されたエッチング生成物が防着部材２２０に付着するのを抑えるためにも使用される。
アルミニウム溶射膜２２４の表面は平坦ではなく、表面粗度（Ｒａ）はおよそ１０μｍ〜５０μｍ程度である。防着部材２２０は、加熱装置２５１により加熱され生成物が付着しにくいようになっているが、仮に生成物が付着しても、アルミニウム溶射膜２２４の表面粗さに基づくアンカー効果により、アルミニウム溶射膜２２４から生成物が剥離することなく生成物を堆積させることが可能である。これにより、生成物による処理室２１０の内部のパーティクル汚染を防げる。
アルミニウム溶射膜２２４の膜厚は、１００μｍ以上２００μｍ未満であることが好ましい。膜厚が１００μｍ未満では、バリア型陽極酸化膜２２３を十分に保護できず、２００μｍ以上ではバリア型陽極酸化膜２２３への密着性が低下するからである。
アルミニウム溶射膜２２４の表面は平坦ではなく、表面粗度（Ｒａ）はおよそ１０μｍ〜５０μｍ程度である。防着部材２２０は、加熱装置２５１により加熱され生成物が付着しにくいようになっているが、仮に生成物が付着しても、アルミニウム溶射膜２２４の表面粗さに基づくアンカー効果により、アルミニウム溶射膜２２４から生成物が剥離することなく生成物を堆積させることが可能である。これにより、生成物による処理室２１０の内部のパーティクル汚染を防げる。
アルミニウム溶射膜２２４の膜厚は、１００μｍ以上２００μｍ未満であることが好ましい。膜厚が１００μｍ未満では、バリア型陽極酸化膜２２３を十分に保護できず、２００μｍ以上ではバリア型陽極酸化膜２２３への密着性が低下するからである。
図６では、基体２２１の全面に緻密な酸化膜２２２、バリア型陽極酸化膜２２３、及びアルミニウム溶射膜２２４が被覆された防着部材２２０を示しているが、プラズマに曝される内側のみが被覆された防着部材を用いることも可能である。
加熱装置２５１は、処理室２１０の底壁２１０ｂの開口部２１０ｄを取り囲んで配置されており、略円環状に形成されている。加熱装置２５１としては、金属、セラミックスなどの抵抗体などを採用することができる。加熱装置２５１は、防着部材２２０を加熱するために備えられており、エッチング処理時には、防着部材２２０を１５０℃以上に加熱する。
基板２９０に形成されるデバイスの一例としては、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を挙げることができる。図７はＦｅＲＡＭ３００の断面図である。ＦｅＲＡＭ３００は、シリコン基板３０１上に下部電極３０２、強誘電体層３０３、及び上部電極３０４が積層された構成を有している。
下部電極３０２及び上部電極３０４は、薄膜状に形成されている。下部電極３０２及び上部電極３０４の材質としては、Ｐｔ（白金）、Ｉｒ（イリジウム）、ＩｒＯ２（酸化イリジウム）、ＳｒＲｕＯ３（酸化ストロンチウムルテニウム）などの貴金属を採用することができる。強誘電体層３０３の材質としては、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３；チタン酸ジルコン酸鉛）、ＳＢＴ（ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９；タンタル酸ストロンチウムビスマス）、ＢＴＯ（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２；チタン酸ビスマス）、ＢＬＴ（（Ｂｉ，Ｌａ）４Ｔｉ３Ｏ１２；チタン酸ビスマスランタン）などの強誘電体材料を採用することができる。
ＦｅＲＡＭ３００は、下部電極３０２と上部電極３０４との間の電位差により強誘電体層３０３に電界を加えると、強誘電体層３０３の自発分極の方向を変化させることができる。この自発分極の方向は、下部電極３０２と上部電極３０４との間の電位差がなくなっても保持することができることから、自発分極の向きで０又は１のデータを記憶できる。
（防着部材２２０の製造方法）
ここで、防着部材２２０の製造方法について説明する。
まず、基体２２１の表面を、サンドブラスト法などで研磨する。研磨により、基体２２１の表面粗度（Ｒａ）はおよそ５μｍ以下となる。研磨を行うのは、この後形成される緻密な酸化膜２２２の密着性を向上させるためである。
表面が研磨された基体２２１の全面に対して、緻密な酸化膜２２２を形成する工程を行う。
まず、リン酸を５０重量％〜８０重量％、及び硝酸を１重量％〜５重量％を有する酸性溶液を８０℃〜１００℃程度に加熱する。そして、加熱された酸性溶液中に基体２２１を１分〜１０分間浸漬し緻密な酸化膜２２２を形成する。
酸素雰囲気あるいは大気雰囲気中で紫外線ランプなどを用いてオゾンを生成し、生成したオゾンで基体表面を酸化処理することにより、緻密な酸化膜２２２を形成する方法も採用することができる。
形成された緻密な酸化膜２２２は、真空、大気、又は窒素雰囲気において、１５０℃〜３００℃で加熱処理される。
まず、リン酸を５０重量％〜８０重量％、及び硝酸を１重量％〜５重量％を有する酸性溶液を８０℃〜１００℃程度に加熱する。そして、加熱された酸性溶液中に基体２２１を１分〜１０分間浸漬し緻密な酸化膜２２２を形成する。
酸素雰囲気あるいは大気雰囲気中で紫外線ランプなどを用いてオゾンを生成し、生成したオゾンで基体表面を酸化処理することにより、緻密な酸化膜２２２を形成する方法も採用することができる。
形成された緻密な酸化膜２２２は、真空、大気、又は窒素雰囲気において、１５０℃〜３００℃で加熱処理される。
次に、緻密な酸化膜２２２が形成された基体２２１を電解質溶液で電解処理を行い、バリア型陽極酸化処理を行う。
電解質溶液としては、アジピン酸アンモニウムなどのアジピン酸塩、ホウ酸アンモニウムなどのホウ酸塩、ケイ酸塩、フタル酸塩などの溶液、あるいはこれらの混合液を採用することができる。電解処理は、基体２２１を陽極として行われる。電解処理に用いられる電流密度は、およそ０．２Ａ／ｃｍ２〜５Ａ／ｃｍ２、印加電圧はおよそ２０Ｖ〜５００Ｖである。これにより、バリア型陽極酸化膜２２３を形成することができる。
電解質溶液としては、アジピン酸アンモニウムなどのアジピン酸塩、ホウ酸アンモニウムなどのホウ酸塩、ケイ酸塩、フタル酸塩などの溶液、あるいはこれらの混合液を採用することができる。電解処理は、基体２２１を陽極として行われる。電解処理に用いられる電流密度は、およそ０．２Ａ／ｃｍ２〜５Ａ／ｃｍ２、印加電圧はおよそ２０Ｖ〜５００Ｖである。これにより、バリア型陽極酸化膜２２３を形成することができる。
続いて、バリア型陽極酸化膜２２３にアルミニウム溶射膜２２４を溶射により形成する工程を行う。
溶射の一形態として、例えば、プラズマ溶射について説明する。プラズマ溶射装置の電極間にアルゴンなどの不活性ガスを流入し、放電することで、不活性ガスを電離させプラズマを生成する。生成されたプラズマは高温、高速であり、プラズマ中にアルミニウムの粉末を投入するとアルミニウムの液滴を形成することができる。プラズマの流れに乗ったアルミニウムの液滴を防着部材２の表面のバリア型陽極酸化膜２２３を覆うように吹き付けることでアルミニウム溶射膜２２４を形成する。
溶射の一形態として、例えば、プラズマ溶射について説明する。プラズマ溶射装置の電極間にアルゴンなどの不活性ガスを流入し、放電することで、不活性ガスを電離させプラズマを生成する。生成されたプラズマは高温、高速であり、プラズマ中にアルミニウムの粉末を投入するとアルミニウムの液滴を形成することができる。プラズマの流れに乗ったアルミニウムの液滴を防着部材２の表面のバリア型陽極酸化膜２２３を覆うように吹き付けることでアルミニウム溶射膜２２４を形成する。
アルミニウム溶射膜２２４を形成する溶射の方法は特に限定されず、フレーム溶射、プラズマ溶射、レーザー溶射などを用いることができる。
（エッチング方法）
次に、本発明のエッチング装置２０１を用いたエッチング方法について説明する。
次に、本発明のエッチング装置２０１を用いたエッチング方法について説明する。
図４に示す支持部材２５２に基板２９０を載置し、処理室２１０内を略真空にするとともに、加熱装置２５１を駆動して防着部材２２０を加熱する。
防着部材２２０を十分に加熱したのち、処理室２１０内に、給気手段２６０からエッチング用ガスを供給する。供給されるガスは、例えば、ハロゲンガス、パーフルオロカーボンガスなどである。エッチング処理中は、排気手段２７０を駆動させて、処理室２１０内の圧力を一定に保持している。
次に、第１の高周波電源２３４を駆動し、第１の電極２３１及びアンテナ２３３に高周波電流を供給し、処理室２１０内部のエッチング用ガスをプラズマ状態に励起させる。
次に、第２の高周波電源２４２を駆動し、第２の電極２４１に高周波電流を供給する。これにより、プラズマ状態に励起されたエッチング用ガスは、第２の電極２４１に向けて誘導される。その結果、支持部材２５２上に載置された基板２９０、及び基板２９０上に形成されたデバイス用の膜にエッチング用ガスが衝突して、基板２９０及びデバイス用膜がエッチングされる。その際、基板２９０からは、エッチング用ガスと結合したデバイス用膜の粒子、及びデバイス用膜の粒子単体などの生成物が放出される。
基板２９０から放出された生成物は、排気手段２７０を通って処理室２１０から排出されるか、あるいは防着部材２２０などの周囲の壁に付着し処理室２１０内部で残留する。
（作用、効果）
以下に、本発明のプラズマ処理装置２０１の作用、効果について説明する。
以下に、本発明のプラズマ処理装置２０１の作用、効果について説明する。
本実施形態では、バリア型陽極酸化膜２２３が基体２２１からの不純物の流出を抑えることができる。すなわち、バリア型陽極酸化膜２２３は耐熱性に優れているので、加熱によるクラックが入る可能性は少ない。また、バリア型陽極酸化膜２２３がアルミニウム溶射膜２２４で保護されることで、バリア型陽極酸化膜２２３が比較的薄い場合でも、機械的な損傷を低減することができる。これにより、プラズマ処理時における基体からの不純物の流出を抑えることが可能になり、基板２９０が受ける金属汚染を低減させることができる。よって、基板２９０上に形成されるデバイスの特性変化を抑えることができるので、製造歩留りの向上及び製造コストの削減に効果的である。
アルミニウム溶射膜２２４は基体２２１より高い熱伝導率を有するので、防着部材２２０の熱伝導率を向上させることができる。これにより、加熱装置２５１による防着部材２２０の加熱が効率的に行われ、基板２９０から放出された生成物が防着部材２２０に付着する量を低減させることができる。これにより、防着部材２２０のメンテナンス頻度を低減できる。
また、アルミニウム溶射膜２２４の膜の表面は、１０μｍ〜５０μｍの表面粗度（Ｒａ）を有するので、アルミニウム溶射膜２２４に付着した生成物の密着性をアンカー効果により向上することができる。よって、付着した生成物がアルミニウム溶射膜２２４から剥離することを防ぐので、生成物による処理室２１０の内部のパーティクル汚染を防ぐことができる。
防着部材２２０全体を高純度アルミニウムで形成すれば、基板汚染を防止することは可能である。しかし、高純度アルミニウムの機械的強度はアルミニウム合金より低く、メンテナンスなどで防着部材を処理室から取り出すときに受ける機械的ストレスが、防着部材を変形させる可能性がある。しかし、本実施形態の防着部材２２０の基体２２１として機械的強度を有するアルミニウム合金を採用することで、防着部材２２０の機械的強度を向上させることができる。これにより、防着部材２２０の製造時またはメンテナンス時における変形を抑えることが可能となり、寿命を延ばすことができる。これにより、エッチング装置２０１のメンテナンス費用を抑えることができる。
防着部材２２０の材質として、例えば、ＡＡ５０５２などの規格化された材質を採用することで、安価な材料を容易に調達することができるので、防着部材２２０の製造コストを抑えることができる。
（実施例）
次に、本発明のエッチング装置２０１を用いて行った汚染度の評価の実施例について説明する。
次に、本発明のエッチング装置２０１を用いて行った汚染度の評価の実施例について説明する。
ここで、基板２９０の汚染度の評価方法について説明する。基板２９０として、表面にＳｉＯ２（二酸化ケイ素）の膜が形成されたシリコンウェハを用いる。この基板２９０をエッチング装置２０１に導入して、アルゴンガスのプラズマに曝す。
汚染金属が付着した基板２９０のＳｉＯ２を、フッ化水素酸により溶解させる。このＳｉＯ２を含むフッ化水素酸の分析を行い、フッ化水素酸中の汚染金属原子数を導出する。このようにして得られた汚染金属原子数を基板２９０の単位面積当たりで計算して汚染度を評価する。
本実施例では、エッチング装置２０１における防着部材２２０の基体２２１の材質にはアルミニウム合金ＡＡ５０５２を採用した。
リン酸を８０重量％、及び硝酸を３重量％含み、８５℃に設定された酸性溶液に基体２２１を２分間浸したのち純水で洗浄することで、緻密な酸化膜２２２を形成した。
緻密な酸化膜２２２が形成された基体２２１を、１０重量％のアジピン酸アンモニウムを含み、４０℃に設定された電解質水溶液に浸し、電圧２００Ｖの直流電流を１時間流すことでバリア型陽極酸化膜２２３を形成し、酸化膜２２２とした。形成した酸化膜２２２の膜厚は２０ｎｍであった。
リン酸を８０重量％、及び硝酸を３重量％含み、８５℃に設定された酸性溶液に基体２２１を２分間浸したのち純水で洗浄することで、緻密な酸化膜２２２を形成した。
緻密な酸化膜２２２が形成された基体２２１を、１０重量％のアジピン酸アンモニウムを含み、４０℃に設定された電解質水溶液に浸し、電圧２００Ｖの直流電流を１時間流すことでバリア型陽極酸化膜２２３を形成し、酸化膜２２２とした。形成した酸化膜２２２の膜厚は２０ｎｍであった。
このようにして形成された酸化膜２２２上に、アルゴンガスを用いたプラズマ溶射法により純度９９％以上のアルミニウムを溶射し、２００μｍのアルミニウム溶射膜２２４を形成した。
そして、基板２９０をエッチング装置２０１の支持部材２５２上に配置し、処理室を略真空にするとともに、加熱装置２５１を用いて、防着部材２２０を１５０℃以上に加熱した。給気手段２６０からアルゴンガスを処理室２１０内部に供給した。また、排気手段２７０の出力を調整して、処理室内の圧力を一定にした。
処理室２１０内の圧力を一定にした後、第１の高周波電源２３４を駆動し、処理室２１０内のアルゴンガスをプラズマ状態に励起させた。
第１の高周波電源２３４を駆動させた状態で、第２の高周波電源２４２を駆動し、プラズマ状態に励起されたアルゴンガスを基板２９０に衝突させて、基板２９０をプラズマに曝した。
プラズマに曝した基板２９０を処理室２１０から取り出し、フッ化水素酸で洗浄した。その後、基板２９０の洗浄に用いたフッ化水素酸の分析を行い、フッ化水素酸に含まれるマグネシウム元素の数を導出した。分析の結果、実施例のエッチング装置２０１を用いることによる基板２９０の汚染度は、２．６×１０１０個／ｃｍ２であった。
従来のエッチング装置では、ＡＡ５０５２からなる基体２２１の表面をアルマイトで被覆した防着部材が用いられていた。従来のエッチング装置を用いることによる基板の汚染度は２１×１０１０個／ｃｍ２であった。これにより、本発明のエッチング装置１を用いることで、基板２９０の汚染度を改善できることを確認できた。
本発明のプラズマ処理装置によれば、前記構成部材に含まれる不純物の含有率を抑えることができるので、前記被処理基板が受ける金属汚染を低減させることができる。これにより、前記被処理基板上に形成されるデバイスの特性変化を抑えることができるので、製造歩留りの向上及び製造コスト削減を図ることができる。
また、本発明の他のプラズマ処理装置によれば、バリア型陽極酸化膜が基体からの不純物の流出を抑えることができる。すなわち、バリア型陽極酸化膜は耐熱性に優れているので、加熱によるクラックが入る可能性は少ない。また、バリア型陽極酸化膜がアルミニウム溶射膜で保護されることで、バリア型陽極酸化膜が比較的薄い場合でも、機械的な損傷を低減することができる。これにより、プラズマ処理時における基体からの不純物の流出を抑えることが可能になり、被処理基板が受ける金属汚染を低減させることができる。よって、被処理基板上に形成されるデバイスの特性変化を抑えることができるので、製造歩留りの向上及び製造コスト削減を図ることができる。
Claims (10)
- 被処理基板上で貴金属材料および強誘電体材料のプラズマ処理を行い、なおかつ加熱されながらプラズマに曝される構成部材を備えたプラズマ処理装置であって、
前記構成部材は、処理室の内部空間を、給気手段および排気手段に連通する空間と、前記被処理基板が配される空間とに区分し、中仕切りするように配されてなり、かつ、アルミニウム純度９９％以上のアルミ合金からなる基体の全面に、バリア型陽極酸化膜が配され、さらに前記バリア型陽極酸化膜上にアルミニウム純度９９％以上のアルミニウム溶射膜が配されてなることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、
前記バリア型陽極酸化膜は、厚さ５ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下の酸化膜の表面をバリア型陽極酸化処理したものであることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項１又は請求項２に記載のプラズマ処理装置であって、
前記構成部材は、プラズマ処理による生成物の付着を防止する防着部材であることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置であって、
前記基体のマグネシウム含有率は０．１％以下であることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、
前記アルミニウム溶射膜の膜厚は、１００μｍ以上であることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、
前記貴金属材料および前記強誘電体材料は、強誘電体メモリの記憶素子を構成する材料であることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、
前記貴金属材料は、少なくとも、Ｐｔ（白金）、Ｉｒ（イリジウム）、ＩｒＯ２（酸化イリジウム）、及びＳｒＲｕＯ３（酸化ストロンチウムルテニウム）の何れか１つを含むことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、
前記強誘電体材料は、少なくとも、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３；チタン酸ジルコン酸鉛）、ＳＢＴ（ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９；タンタル酸ストロンチウムビスマス）、ＢＴＯ（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２；チタン酸ビスマス）、ＢＬＴ（（Ｂｉ，Ｌａ）４Ｔｉ３Ｏ１２；チタン酸ビスマスランタン）の何れか１つを含むことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 被処理基板上で貴金属材料および強誘電体材料をプラズマ処理する装置において、処理室の内部空間を、給気手段および排気手段に連通する空間と、前記被処理基板が配される空間とに区分し、中仕切りするように配された、加熱されながらプラズマに曝される防着部材の製造方法であって、
アルミニウム合金からなる基体の全面を、バリア型陽極酸化膜で被膜する酸化膜被膜工程と、
前記バリア型陽極酸化膜をアルミニウム純度９９％以上のアルミニウム溶射膜で被覆する溶射膜被覆工程と、
を備えることを特徴とする防着部材の製造方法。 - 請求項９に記載の防着部材の製造方法であって、
前記酸化膜被膜工程の前に、前記基体を厚さ５ｎｍ以上かつ２０ｎｍ以下の酸化膜で被覆する工程をさらに備え、
前記酸化膜被膜工程では、前記酸化膜の表面をバリア型陽極酸化処理することを特徴とする防着部材の製造方法。
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