JPH0656842B2 - 導電性ダイヤモンド被覆表面を有するプラズマ反応チャンバ - Google Patents

導電性ダイヤモンド被覆表面を有するプラズマ反応チャンバ

Info

Publication number
JPH0656842B2
JPH0656842B2 JP3503505A JP50350591A JPH0656842B2 JP H0656842 B2 JPH0656842 B2 JP H0656842B2 JP 3503505 A JP3503505 A JP 3503505A JP 50350591 A JP50350591 A JP 50350591A JP H0656842 B2 JPH0656842 B2 JP H0656842B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
plasma
diamond layer
reaction chamber
plasma reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3503505A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05502336A (ja
Inventor
ドーネイ、・ダグラス，ジョン
リポレース、ジェームス、ウイリアム
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPH05502336A publication Critical patent/JPH05502336A/ja
Publication of JPH0656842B2 publication Critical patent/JPH0656842B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • C23C16/27—Diamond only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0605—Carbon
    • C23C14/0611—Diamond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • C23C16/27—Diamond only
    • C23C16/278—Diamond only doping or introduction of a secondary phase in the diamond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4404—Coatings or surface treatment on the inside of the reaction chamber or on parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
    • H01J37/32504—Means for preventing sputtering of the vessel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching
    • H01J2237/3341—Reactive etching

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、一般にプラズマ反応チャンバを有する半導体
デバイス製造装置に関し、より具体的には、チャンバ表
面のスパッタリングを防止し、かつその中の半導体デバ
イス加工片に付随する汚染を止めるためのダイヤモンド
被覆表面を有する上記チャンバに関する。
［従来技術］ １９８７年４月１４日に発行された“Anodized Aluminu
m Substrate for Plasma Etch Reactor”と題するラン
ドールＥ．ジョンソン(Randall E. Johnson)の米国特許
第４６５７６１７号明細書に記載されているように、半
導体デバイスのエッチング装置で通常使用される気体プ
ラズマは、装置表面と反応してそれを腐食し、かつ一部
の表面粒子を解離させて半導体加工片を汚染させる恐れ
がある。一部の装置表面をかかる腐食から保護し、かつ
製造中のデバイスの好ましくない汚染を防止しようとす
る試みが行なわれてきた。上記特許は、プラズマにさら
されるアルミニウム・ウェハ基板アセンブリを陽極酸化
すると、こうした基板表面を損害の大きな腐食から保護
できることを教示している。しかし、装置の陽極酸化に
よる改良は、絶えず進歩し続けている現代の半導体デバ
イスが、ますます密度が高くなり、寸法が小さくなっ
て、汚染による影響を受けやすくなってきている状況に
照らせば、不十分である。
プラズマ反応チャンバの壁面の必要条件の一つは、導電
性をもち、プラズマ反応工程でアースとして使用できる
ことである。したがって、陽極酸化アルミニウムなどそ
れ自体が絶縁性の素材は、導電性でなければならないこ
うした装置の保護被覆には使用できない。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、プラズマとプラズマ反応チャンバの壁
面との反応を大幅に減らすことである。
他の目的は、反応性イオン・エッチング工程で使用され
る装置のチャンバ壁面のスパッタリングを防止すること
である。
他の目的は、プラズマと反応性イオン・エッチング装置
のチャンバ壁面との反応による、半導体加工片の汚染を
防止することである。
他の目的は、プラズマにさらされる半導体デバイス製造
装置の表面に導電性であるが非反応性の被覆を施すこと
である。
［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、半導体デバイスの反応性イオン・エッ
チングで使用される装置のチャンバ壁面を導電性ダイヤ
モンド層で被覆することにより、チャンバ壁面のスパッ
タリングが防止される。ダイヤモンド層は、化学蒸着
（ＣＶＤ）法、イオン衝撃法、イオン・ビーム・エピタ
キシャル法など既知の方法を用いて形成される。予め決
定した量のグラファイトをダイヤモンド中に導入した
り、導電性ドーパントを使ったりして、ＣＶＤ付着工程
パラメータを制御することにより、ダイヤモンド層に適
当な導電性が付与される。こうして得られた導電性は、
必要なダイヤモンド以外の素材の量が微量であるため、
ダイヤモンド層の所望の硬さ、不活性さ、強度に大きな
影響を及ぼさない。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明による導電性ダイヤモンドで被覆した
表面を有するプラズマ反応チャンバの簡略化した断面図
である。
［実施例］ アルミニウムは、通常、反応性イオン・エッチング装置
にプラズマ及び半導体デバイス加工片を収容するための
チャンバの作成材料として使用されている。エッチング
・プラズマから飛び出した反応性イオンは、チャンバ壁
面及び所期の加工片に衝突し、アルミニウム原子を解放
する。解放された原子はチャンバ壁面を腐食し、さらに
都合の悪いことに半導体デバイスを汚染する。このよう
な腐食と汚染を防止するため、本発明はチャンバのアル
ミニウム壁面上にダイヤモンド層を形成しようとするも
のである。アルミニウム基板用のダイヤモンド付着法
は、当技術分野で知られており、例えば、１９８８年８
月３０日に発行された“Process of Depositing Diamon
d-Like Thin Film by Cathode Sputtering”と題するヒ
ラキ・アオキ等の米国特許第４７６７５１７号明細書、
及び１９７４年１０月８日に発行された“Method of Pr
oducingan Artificial Diamond Film”と題するV.M.ゴ
リヤノフ(Golyanov)等の米国特許第３８４０４５１号明
細書に記載されている。
ダイヤモンド層は、望ましい硬さ、強度をもち、プラズ
マからの反応性イオン衝撃に反応しない。しかし、ま
た、チャンバ壁面上の被覆としては望ましくない非導電
性となることがあり得る。チャンバ壁面は反応性イオン
・エッチング工程でアースとして使われることを留意さ
れたい。本発明によれば、上記の米国特許第４７６７５
１７号及び第３８４０４５１号に記載されているように
適当な不純物をドープすることにより、ダイヤモンド被
覆を導電性にする。あるいは、ダイヤモンドの間に散在
するグラファイトの量が決定できるようにＣＶＤ工程パ
ラメータを厳密に制御することによって、付着されたダ
イヤモンド層を導電性にすることもできる。
上記のどちらかの導電性決定技法を用いて、第１図の表
面１及び２に沿って付着されたダイヤモンド被覆に約１
０16Ωｃｍの抵抗率を付与することが好ましい。このダ
イヤモンド被覆のその他の望ましい特性としては、（プ
ラズマ３からチャンバ内壁４への良好な熱伝達が可能
な）約２０Ｗ／ｃｍＫの熱伝導率と、約０．８×１０-6
Ｍ／Ｋの熱膨張率がある。約５．５の比誘電率と約１０
７Ｖ／ｃｍの降伏電圧も好ましい。
［発明の効果］ 本発明によれば、プラズマとプラズマ反応チャンバの壁
面との反応を大幅に減らし、反応性イオン・エッチング
工程で使用される装置のチャンバ壁面のスパッタリング
を防止し、プラズマと反応性イオン・エッチング装置の
チャンバ壁面の反応による、半導体加工片の汚染を防止
し、プラズマにさらされる半導体デバイス製造装置の表
面に導電性であるが非反応性の被覆を施すことができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 37/16 37/32 9172−5Ｅ Ｈ０１Ｌ 21/205

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】加工片と相互作用し、さらにチャンバとの
    相互作用の結果チャンバの壁面から解放された粒子によ
    って上記加工片を汚染する可能性のあるプラズマを収容
    するためのチャンバであって、上記プラズマを取り囲む
    上記チャンバの表面が導電性ダイヤモンド層で覆われる
    ことを特徴とするチャンバ。
  2. 【請求項２】半導体デバイス加工片及び上記加工片と相
    互作用するプラズマを収容するためのプラズマ反応チャ
    ンバであって、上記プラズマを取り囲む上記チャンバの
    表面が導電性ダイヤモンド層で覆われることを特徴とす
    るプラズマ反応チャンバ。
  3. 【請求項３】上記ダイヤモンド層の抵抗率が約１０16Ω
    −ｃｍである、請求項２に記載のチャンバ。
  4. 【請求項４】上記ダイヤモンド層の熱伝導率が約２０Ｗ
    ／ｃｍＫである、請求項２に記載のチャンバ。
  5. 【請求項５】上記ダイヤモンド層の比誘電率が約５．５
    である、請求項２に記載のチャンバ。
  6. 【請求項６】上記ダイヤモンド層の降伏電圧が約１０７
    Ｖ／ｃｍである、請求項２に記載のチャンバ。
JP3503505A 1990-04-30 1990-10-09 導電性ダイヤモンド被覆表面を有するプラズマ反応チャンバ Expired - Lifetime JPH0656842B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US51650590A 1990-04-30 1990-04-30
US516,505 1990-04-30
PCT/US1990/005767 WO1991017562A1 (en) 1990-04-30 1990-10-09 Plasma reaction chamber having conductive diamond-coated surfaces

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05502336A JPH05502336A (ja) 1993-04-22
JPH0656842B2 true JPH0656842B2 (ja) 1994-07-27

Family

ID=24055894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3503505A Expired - Lifetime JPH0656842B2 (ja) 1990-04-30 1990-10-09 導電性ダイヤモンド被覆表面を有するプラズマ反応チャンバ

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0527133B1 (ja)
JP (1) JPH0656842B2 (ja)
DE (1) DE69024504D1 (ja)
WO (1) WO1991017562A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2731233B1 (fr) * 1995-03-03 1997-04-25 Kodak Pathe Systeme multicouche comprenant une couche de diamant, une interphase et un support metallique et procede pour obtenir ces couches
US6071372A (en) * 1997-06-05 2000-06-06 Applied Materials, Inc. RF plasma etch reactor with internal inductive coil antenna and electrically conductive chamber walls
JP4275769B2 (ja) * 1998-06-19 2009-06-10 株式会社渡辺商行 基体の移載装置
US6508911B1 (en) * 1999-08-16 2003-01-21 Applied Materials Inc. Diamond coated parts in a plasma reactor
US6537429B2 (en) 2000-12-29 2003-03-25 Lam Research Corporation Diamond coatings on reactor wall and method of manufacturing thereof
JP2003231203A (ja) * 2001-08-21 2003-08-19 Toshiba Corp 炭素膜被覆部材
JP2003068720A (ja) * 2001-08-29 2003-03-07 Sumitomo Electric Ind Ltd ダイヤモンドのエッチング装置
CN108048814B (zh) * 2017-12-22 2020-01-31 凌嘉科技股份有限公司 具有反应式离子蚀刻功能的连续式镀膜系统
WO2023159129A2 (en) * 2022-02-16 2023-08-24 Helion Energy, Inc. Coatings on inner surfaces of particle containment chambers

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0140975A4 (en) * 1983-03-18 1988-01-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd REACTIVE ION ETCHING APPARATUS.
JPH02101740A (ja) * 1988-10-11 1990-04-13 Anelva Corp プラズマエッチング装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05502336A (ja) 1993-04-22
EP0527133B1 (en) 1995-12-27
EP0527133A1 (en) 1993-02-17
DE69024504D1 (de) 1996-02-08
WO1991017562A1 (en) 1991-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3164200B2 (ja) マイクロ波プラズマ処理装置
EP0179665B1 (en) Apparatus and method for magnetron-enhanced plasma-assisted chemical vapor deposition
KR100672101B1 (ko) 개선된 피처 표면 커버리지를 향상시키는 구리 시드층을증착시키는 방법
US5085727A (en) Plasma etch apparatus with conductive coating on inner metal surfaces of chamber to provide protection from chemical corrosion
US6432256B1 (en) Implanatation process for improving ceramic resistance to corrosion
US8110086B2 (en) Method of manufacturing a process chamber component having yttrium-aluminum coating
US20150311043A1 (en) Chamber component with fluorinated thin film coating
CN116083864A (zh) 保护性金属氟氧化物涂层
JPH06326175A (ja) 集積回路処理装置において使用されるウエハサポートの誘電材への保護被覆とその形成方法
JPH06298596A (ja) プラズマ処理反応器内の導電性の面を保護するための方法及び装置
EP0070982A2 (en) Sputtering system
US20170260616A1 (en) Plasma resistant coating with tailorable coefficient of thermal expansion
DE69934000T2 (de) Plasma-bearbeitungs-kammer und verfahren zur kontrolle von verunreinigungen
US5268200A (en) Method of forming plasma etch apparatus with conductive coating on inner metal surfaces of chamber to provide protection from chemical corrosion
Parsons et al. Sputter deposition processes
KR20160100835A (ko) Mocvd 반응공정을 개선하는 공정 부품 및 그 방법
EP0776991B1 (en) Plasma annealing of thin films
JPH0656842B2 (ja) 導電性ダイヤモンド被覆表面を有するプラズマ反応チャンバ
US6863926B2 (en) Corrosive-resistant coating over aluminum substrates for use in plasma deposition and etch environments
EP0090613B1 (en) Improvements in methods of making layered electrical devices
US6379492B2 (en) Corrosion resistant coating
EP0595054A1 (en) Method for processing semiconductor wafers at temperatures exceeding 400 degrees C.
KR980011764A (ko) 전면 고밀도 플라즈마 증착 제공 방법 및 그 장치
JPH0270066A (ja) プラズマｃｖｄ装置
JPH03215664A (ja) 薄膜形成装置