JPH07147247A

JPH07147247A - 処理装置

Info

Publication number: JPH07147247A
Application number: JP29628893A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Komino; 光明小美野
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1993-11-26
Filing date: 1993-11-26
Publication date: 1995-06-06

Abstract

(57)【要約】【目的】高耐電気絶縁性、高耐腐食性、高真空性（高
真空脱ガス特性）を持つ非常に安定した特性を有する被
膜を施し、真空処理容器内にパーティクルフリー、コン
タミネーションフリーな非常にクリーンな環境を得て信
頼性の高い能率的な処理の実現に有効となる処理装置を
提供することにある。【構成】半導体ウエハＷのプラズマエッチング処理装
置の真空処理容器１内面と、支持台２の多重構造部材
３，４，５，６の各々の外周面及び相互の接合面と、静
電チャック８の被処理体吸着面を除いた周面と、処理ガ
スを導入する上部電極４２内面と、排気管４５内面と、
被処理体搬入出口４７及びゲートバルブ４８内面とに、
高分子ポリベンゾイミダゾール樹脂皮膜５５を設けたこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に半導体ウェーハや
液晶表示（ＬＣＤ）基板等の被処理体に成膜或いはエッ
チング等の処理を行う処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば被処理体として半導体ウェ
ーハ（以下単にウェーハと略記する）に、成膜処理する
熱ＣＶＤ装置や、プラズマを用いて成膜やエッチングな
どの所要の処理を行うプラズマ処理装置（プラズマＣＶ
Ｄやプラズマエッチング装置）などが知られている。

【０００３】この種の処理装置は、真空処理容器（プロ
セスチャンバー）内にウェーハを収納保持すると共に、
所要のプロセスガスを注入して熱やプラズマによって該
ウェーハ表面に成膜或いはエッチングなどの処理を行う
が、その際、処理容器内に粒状物質（パーティクル）や
ガス状物質等の不純物質が発生していると、これらの不
純物質が直接ウェーハに付着したり、或いはウェーハの
表面に化学反応（ケミカルコンタミネーション）を起こ
したりして、半導体素子の不良発生の原因となり、製品
歩留まりの低下を招く。

【０００４】そこで、この種の処理装置では、真空処理
容器をゲートバルブ付きのロードロック室を設けて外部
と隔離すると共に、母材としてアルミニューム等を用い
て切削加工した真空処理容器の内面に、硬質アルマイト
処理を施して薄い被膜を形成し、耐電気絶縁性、プロセ
スガスに対する耐腐食性等を高めて、該処理容器内自体
からの不純物質発生を防止し、更にその被膜表面に蒸気
封孔処理を施してポーラス（多孔質）な表面を出来るだ
け埋めて真空脱ガス特性を高めている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そうし
た従来の処理装置の真空処理容器に施されたアルマイト
処理においては、母材の種類（アルミニューム等）と酸
の組み合わせ或いは処理条件（電解条件等）などで成長
する被膜の性質が左右され、マイクロクラック等が生じ
易く、引いてはこれが原因で耐電気絶縁性や耐腐食性の
劣化を起こし、パーティクル等の不純物質の発生を招い
ていた。更には、電解液中でアルマイト処理する際に、
そのアルマイト成長層に多くのアルミニューム及び各種
重金属が含まれ、これら重金属元素が飛び出して不純物
質となり、これらがウェーハ表面の微細な成膜層の汚染
につながり、高密度高集積化が進む半導体素子の電気的
特性の異常を招いていた。

【０００６】また、アルマイト処理に加え、その被膜の
蒸気封孔処理をしても、そのアルマイト成長層表面のポ
ーラス（多孔質）を完全に埋めることはできず、その孔
内にガス等が進入・残存し、真空引きしてもなかなか抜
けきらず、真空脱ガス特性が十分ではなく、真空処理容
器内の処理ガス置換に時間がかかり処理能率の低下を招
いていた。

【０００７】また一方、高温耐熱性及び耐腐食性がとも
に要求される熱ＣＶＤ処理装置等では、ステンレス製真
空処理容器が多く用いられるが、この容器の構成部材で
あるステンレス相互の溶接による接合部が、溶接時の入
熱により成分元素の偏析を起こして、耐腐食性が著しく
劣化して不純物質を発生したり、該接合部にキャピラリ
ー（毛細管）のような袋小路的隙間が存在し、ここにガ
スや水分が進入し易く、真空脱ガス特性の悪化などを招
いていた。

【０００８】以上のような問題は、真空処理容器内の例
えばウェーハを載置保持する支持台などの各種構成部材
においても、ほぼ同様に有していた。本発明は前記事情
に鑑みなされ、その目的とするところは、高耐電気絶縁
性、高耐腐食性、高真空性（高真空脱ガス特性）を持つ
非常に安定した特性を有する被膜を施し、真空処理容器
内にパーティクルフリー、コンタミネーションフリーな
非常にクリーンな環境を得て信頼性の高い能率的な処理
の実現に有効となる処理装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段と作用】請求項１に係わる
発明は、真空処理容器内に被処理体を収納保持すると共
に、処理ガスを導入して該被処理体を処理する処理装置
において、前記処理容器の内面に、高分子ポリベンゾイ
ミダゾール樹脂被膜を設けたことを特徴とする。

【００１０】その真空処理容器内面に設けた高分子ポリ
ベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）樹脂被膜は、アルマイト
成長層よりも、更に一層優れた機械強度、耐熱性、耐電
気絶縁性並びに耐腐食性を有する非常に化学的に安定し
た有機物で、且つ熱膨脹率が母材であるアルミニューム
等と略同等で、マイクロクラックや剥離を生じる心配が
無いと共に、含有不純物が低レベルで且つ外部からのエ
ネルギーに対し非常に分解し難く、更には表面にポーラ
ス（多孔質）やピンホールを持たないなどの非常に優れ
た特性を有しているので、真空処理容器の内面の耐熱
性、耐電気絶縁性並びに耐腐食性を確実に維持できると
共に、パーティクル等の不純物質の発生がなく、しかも
真空脱ガス特性が非常に良く、パーティクルフリー、コ
ンタミネーションフリーで非常にクリーンな環境を得て
信頼性の高い能率的な処理の実現に有効となる。なお、
上記優れた特性に加えて耐プラズマ性にも非常に優れ、
各種プラズマ処理装置にも非常に有効となる。

【００１１】請求項２に係わる発明は、真空処理容器内
に被処理体を収納保持すると共に、処理ガスを導入して
該被処理体を処理する処理装置において、前記処理容器
内の被処理体を載置保持する支持台の周面に、高分子ポ
リベンゾイミダゾール樹脂被膜を設けたことを特徴とす
る。

【００１２】こうした処理装置であれば、この真空処理
容器内の被処理体を載置保持する支持台の周面に設けた
高分子ポリベンゾイミダゾール樹脂被膜が、前述のよう
に各種優れた特性を有しているので、その支持台の耐熱
性、耐電気絶縁性並びに耐腐食性を確実に維持でき、そ
の支持台からのパーティクル等の不純物質の発生がな
く、しかも真空脱ガス特性にも非常に優れ、パーティク
ルフリー、コンタミネーションフリーで非常にクリーン
な環境を得て信頼性の高い能率的な処理の実現に有効と
なる。また、耐プラズマ性にも非常に優れることから、
プラズマ処理装置の下部電極を兼ねる支持台として有効
となる。

【００１３】請求項３に係わる発明は、前述のプラズマ
処理装置の支持台の場合、被処理体の温度コントロール
用の冷却ジャケットやヒータの組み付け等のために、複
数の部材の組み合わせよりなる多重構造とし、且つその
上面に被処理体を吸着保持する静電チャックを有した構
成のものがあるが、この多重構造部材の各々の外周面及
び相互の接合面と、静電チャックの被処理体吸着面を除
いた周面とに、高分子ポリベンゾイミダゾール樹脂被膜
を設けたことを特徴とする。

【００１４】これにて多重構造の支持台においても、そ
れら各部材の外周面並びに相互の隙間内も含め、耐熱
性、耐電気絶縁性並びに耐腐食性を確実に維持できると
共に、耐プラズマ性及び真空脱ガス特性にも優れ、パー
ティクル等の不純物質の発生を抑え、パーティクルフリ
ー、コンタミネーションフリーで非常にクリーンな環境
を得て信頼性の高い能率的な処理の実現に有効となる。

【００１５】請求項４に係わる発明は、真空処理容器内
に被処理体を収納保持すると共に、処理ガスを導入して
該被処理体を処理する処理装置において、前記処理容器
の処理ガス導入経路内面及びその経路途中の弁部材に、
高分子ポリベンゾイミダゾール樹脂被膜を設けたことを
特徴とする。

【００１６】こうした処理装置であれば、この真空処理
容器の処理ガス導入経路内面及びその経路途中の弁部材
に設けた高分子ポリベンゾイミダゾール樹脂被膜が、前
述のように各種優れた特性を有しているので、その処理
ガス導入経路の耐熱性、耐電気絶縁性並びに耐腐食性を
確実に維持でき、その処理ガス導入経路からのパーティ
クル等の不純物質の発生がなく、しかも真空脱ガス特性
にも非常に優れ、パーティクルフリー、コンタミネーシ
ョンフリーで非常にクリーンな環境を得て信頼性の高い
能率的な処理の実現に有効となる。

【００１７】請求項５に係わる発明は、真空処理容器内
に被処理体を収納保持すると共に、処理ガスを導入して
該被処理体を処理する処理装置において、前記処理容器
の排気経路内面及びその経路途中の弁部材に、高分子ポ
リベンゾイミダゾール樹脂被膜を設けたことを特徴とす
る。

【００１８】こうした処理装置であれば、この真空処理
容器の排気経路内面及びその経路途中の弁部材に設けた
高分子ポリベンゾイミダゾール樹脂被膜が、前述のよう
に各種優れた特性を有しているので、その排気経路の耐
熱性、耐電気絶縁性並びに耐腐食性を確実に維持でき、
その排気経路からのパーティクル等の不純物質の発生が
なく、しかも真空脱ガス特性にも非常に優れ、パーティ
クルフリー、コンタミネーションフリーで非常にクリー
ンな環境を得て信頼性の高い能率的な処理の実現に有効
となる。

【００１９】請求項６に係わる発明は、真空処理容器内
に被処理体を収納保持すると共に、処理ガスを導入して
該被処理体を処理する処理装置において、前記処理容器
の被処理体搬入出口内面及びその搬入出口を開閉するゲ
ートバルブ内面に、高分子ポリベンゾイミダゾール樹脂
皮膜を設けたことを特徴とする。

【００２０】こうした処理装置であれば、真空処理容器
の被処理体搬入出口内面及びその搬入出口を開閉するゲ
ートバルブ内面に設けた高分子ポリベンゾイミダゾール
樹脂被膜が、前述のように各種優れた特性を有している
ので、その被処理体搬入出口付近の耐熱性、耐電気絶縁
性並びに耐腐食性を確実に維持でき、その搬入出口付近
からのパーティクル等の不純物質の発生がなく、しかも
真空脱ガス特性にも非常に優れ、パーティクルフリー、
コンタミネーションフリーで非常にクリーンな環境を得
て信頼性の高い能率的な処理の実現に有効となる。

【００２１】請求項７に係わる発明は、前記被処理体搬
入出口のゲートバルブの閉成時の気密シールを行うＯリ
ング自体を高分子ポリベンゾイミダゾール樹脂成形品と
したことを特徴とする。これで更に被処理体搬入出口の
ゲートバルブの高い気密シールを維持できると共に、耐
熱性、耐電気絶縁性並びに耐腐食性を一層確実に維持で
き、その搬入出口付近からのパーティクル等の不純物質
の発生がなく、しかも真空脱ガス特性にも非常に優れ、
パーティクルフリー、コンタミネーションフリーで非常
にクリーンな環境を得て信頼性の高い能率的な処理の実
現に有効となる。

【００２２】請求項８に係わる発明は、真空処理容器内
に被処理体を収納保持すると共に、処理ガスを導入して
該被処理体を処理する処理装置において、前記処理容器
内の被処理体を支持台に対し位置決め保持するテーパー
面付きクランプリングの表面に、高分子ポリベンゾイミ
ダゾール樹脂被膜を設けるか、又はクランプリング自体
を高分子ポリベンゾイミダゾール樹脂成形品としたこと
を特徴とする。

【００２３】こうした処理装置であれば、クランプリン
グ表面に設けた高分子ポリベンゾイミダゾール樹脂被
膜、或いは該クランプリング自体である高分子ポリベン
ゾイミダゾール樹脂成形品が、前述のように各種優れた
特性を有しているので、そのクランプリングの耐熱性、
耐電気絶縁性並びに耐腐食性を確実に維持できて、被処
理体を支持台に対し確実に位置決め保持できると共に、
そのクランプリングからのパーティクル等の不純物質の
発生がなく、しかも真空脱ガス特性にも非常に優れ、パ
ーティクルフリー、コンタミネーションフリーで非常に
クリーンな環境を得て信頼性の高い能率的な処理の実現
に有効となる。

【００２４】請求項９に係わる発明は、真空処理容器内
に被処理体を収納保持すると共に、処理ガスを導入して
該被処理体を処理する処理装置において、前記処理容器
の構成部材相互の溶接による接合部の内端側封止材とし
て、高分子ポリベンゾイミダゾール樹脂被膜を設けたこ
とを特徴とする。

【００２５】こうした処理装置であれば、特に熱ＣＶＤ
装置等で多く用いられている耐蝕性や耐熱性が高く要求
されるステンレス製の真空処理容器のように、構成部材
相互の溶接部に、溶接時の入熱により成分元素の偏析が
起きても、その内端側に封止材として前述の各種優れた
特性を持つ高分子ポリベンゾイミダゾール樹脂被膜を設
けたので、その溶接部の高い気密シールを維持できると
共に、耐熱性、耐電気絶縁性並びに耐腐食性を確実に維
持でき、その溶接部からのパーティクル等の不純物質の
発生がなく、しかも真空脱ガス特性にも非常に優れ、パ
ーティクルフリー、コンタミネーションフリーで非常に
クリーンな環境を得て信頼性の高い能率的な処理の実現
に有効となる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。まず、図１は本発明の処理装置として適用した低温
プラズマエッチング装置の一実施例を示す断面図で、こ
の装置の全体構成を簡単に述べる。

【００２７】図中符号１は真空処理容器（プロセスチャ
ンバー）を示しており、これは導電性材料、例えばアル
ミニューム等を母材として切削加工することにより円筒
或いは矩形状に一体成形された中空容器である。この処
理容器１内に被処理体として例えば半導体ウェーハ（以
下単にウェーハと略記する）Ｗを載置保持する支持台２
が設置されている。

【００２８】この支持台２は、サセプタなどとも称され
るもので、ウェーハＷの温度コントロール用の冷却ジャ
ケットやヒータの組み付け等のために、複数の部材の組
み合わせよりなる多重構造とされている。即ち、処理容
器１内底部上にセラミックス等の絶縁板３を介して固定
された厚肉円板状の基台４と、この上面に載置された円
板状のヒータ固定台５と、これを上方から包含するよう
に前記基台４上に載置された下部電極兼用のウェーハ載
置台（サセプタ）６とからなる多重構造である。これら
基台４とヒータ固定台５とウェーハ載置台６とはアルミ
ニューム等よりなり、それぞれボルト締めにより脱着可
能に締結されている。

【００２９】そのウェーハ載置台６は、上面中央部が凸
状にされた円板状で、この中央上面にウェーハＷを保持
するチャック部として、例えば静電チャック８がウェー
ハＷと略同径大に設けられている。この静電チャック８
は、例えば２枚の高分子ポリイミドフイルム間に銅箔等
の導電膜９を絶縁状態で挟み込むことにより構成され、
この導電膜９を電圧供給リード１０により途中高周波カ
ットフィルタ１１を介して直流高電圧源１２に接続され
ている。この導電膜９に高電圧を印加することにより、
静電チャック８の上面にウェーハＷをクーロン力により
吸引保持する構成である。

【００３０】そのウェーハ載置台６の上面中央凸部の周
囲には、静電チャック８上のウェーハＷの外周側を囲む
ように環状のフォーカスリング１５が設置されている。
このフォーカスリング１５は反応性イオンを引き寄せな
い絶縁性材質からなり、反応性イオンを内周側の半導体
ウェーハＷにだけ効果的に入射せしめる働きをなすもの
である。

【００３１】こうした支持台２上に載置保持したウェー
ハＷのプラズマ処理の際の温度コントロール用として、
基台４中に冷却手段、例えば冷却ジャケット（冷媒環状
流路）２０が設けられており、このジャケット２０に例
えば液体窒素等の冷媒が冷媒導入管２１を介して外部か
ら導入され、該ジャケット２０内を循環して、冷媒排出
管２２より容器外へ排出されるようになっている。

【００３２】また、その冷却ジャケット２０を持つ基台
４とその上のヒータ固定台５及びウェーハ載置台６に
は、ウェーハＷへの伝熱性を良くすべく、一連のガス通
路２３が形成され、ここに外部からＨｅ等の伝熱促進ガ
スが供給されて前記静電チャック８裏面に伝熱するよう
になっている。

【００３３】更に、前記基台４とウェーハ載置台６との
間に介在されたヒータ固定台５には、この上面の環状凹
部内に上面を面一に埋め込むようにして厚さ数mm程度の
帯板環状の温度調整用ヒータ２５が設けられている。こ
れは熱伝導率並びに耐熱性に優れた例えばＡＩＮ（窒化
アルミニューム）焼結体よりなる絶縁体内部に、例えば
タングステンやカーボン或いはＦｅ−Ｃｒ−ＡＩ合金よ
りなる線状或いは帯状の抵抗発熱体２５ａをインサート
した構成で、この抵抗発熱体２５ａが電力供給リード２
６によりフィルタ２７を介して電力源２８から所要の電
力を受けて発熱し、前記冷却ジャケット２０からの冷熱
がウェーハＷに伝達されるのを適当に制御してウェーハ
Ｗの温度調整を行う。このヒータ固定台５にも伝熱性を
良くすべく、前記ガス通路２３からの分岐路２３ａが形
成されている。

【００３４】なお、図中３０はサセプタ温度検出器で、
この検出信号が温度検出リード３１により高周波ノイズ
除去フィルタ３２を介し装置全体を制御する例えばＣＰ
Ｕ等よりなる制御部３３に送られ、これを基に前記温度
調整用ヒータ２５の発熱が自動的にコントロールされて
ウェーハＷの温度調整を行うようになっている。

【００３５】前記支持台２の下部電極兼用のウェーハ載
置台（サセプタ）６は、この下側の部材を貫通して設け
た導電体よりなる中空のパイプリード３６と配線３７と
により、ノイズカット用フィルタ３８及びマッチング用
コンデンサ３９を順次介して、例えば13.56 ＭＨｚのプ
ラズマ発生用の高周波電源４０に接続されている。

【００３６】一方、前記真空処理容器１内の上部から懸
吊する状態にして上部電極４２が設けられている。この
上部電極４２は、処理ガス導入経路を兼用するもので、
例えばアルミニューム等で一体成形された中空円盤状を
なす電極部４２ａと処理ガス導入管４２ｂとを備え、そ
の処理ガス導入管４２ｂが処理容器１の天板部に貫設さ
れ、この下端の電極部４２ａが処理容器１内空間の上部
位置に前記下部電極であるウェーハ載置台６と上下で約
15〜20mm程度間隔を存して対向するように固定されてい
ると共に接地（アース）４３に接続されている。

【００３７】また、この上部電極４２は処理ガス導入経
路として、処理ガス導入管４２ｂに外部から供給されて
来る処理ガス、即ち例えばＣＦ₄ 等のエッチングガス
を、中空円盤状の電極部４２ａ内から、該電極部４２ａ
底板に形成された多数の小孔４２ｃより下方処理空間に
吹き出すように構成されている。

【００３８】前記真空処理容器１の下部周側壁には排気
経路として排気管４５が接続されており、処理容器１内
の雰囲気を図示しない経路途中のバタフライ弁等の弁部
材を介し排気ポンプにより真空排気し得るように構成さ
れている。

【００３９】また、前記真空処理容器１の側部には被処
理体搬入出口４７が設けられ、この搬入出口４７が図示
しない駆動機構により自動開閉するゲートバルブ４８を
介してロードロック室４９に連通・遮断可能とされてい
る。そのゲートバルブ４８は閉成時にＯリング５０と圧
接して搬入出口４７を気密に閉塞シール可能である。な
お、そのロードロック室４９内には被処理体であるウェ
ーハＷを一枚ずつ真空処理室内に挿脱するハンドリング
アーム等の搬送機構５１が設けられている。

【００４０】つまり、この低温プラズマエッチング装置
は、そのロードロック室４９内を外部（大気）と隔離し
た状態でゲートバルブ４８を開き、そのロードロック室
４９よりウェーハＷを所定の圧力例えば１×１０^-4〜数
Torr程度に減圧された真空処理容器１内に挿入して、支
持台２のウェーハ載置台６上に静電チャック８によるク
ーロン力で吸着保持する。この際、冷却ジャケット２０
に冷媒、例えば液体窒素を流通させて、この部分を−１
９６℃に維持し、これからの冷熱をウェーハ載置台６を
介してウェーハＷに伝えると共に、温度調整用ヒータ２
５の発熱量をコントロールして該ウェーハＷを所定の冷
却温度、例えば−１５０℃〜−１８０℃に調整維持す
る。

【００４１】こうした状態でウェーハ載置台６である下
部電極と上部電極４２との間にパイプリード３６を介し
て高周波電圧を印加することによりプラズマを発生せし
め、これと同時に上部電極４２からエッチング処理ガス
を導入することで、該ウェーハＷの表面に低温プラズマ
エッチング処理を行い得るようにする。

【００４２】こうした低温プラズマエッチング装置にお
いて、前記真空処理容器１内の処理ガス雰囲気と直接接
触する壁面や各種部材の必要面に本発明の特徴である高
分子ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）樹脂被膜５５が
設けられている。

【００４３】即ち、高分子ポリベンゾイミダゾール樹脂
（以下単にＰＢＩ樹脂と略称する）被膜５５が、まず前
記真空処理容器１の内面全域に設けられている。また、
その処理容器１内の支持台２の周面にＰＢＩ樹脂被膜５
５が設けられている。なお、この支持台２が前述の如く
多重構造で且つ上面に静電チャック８を有した構成であ
る場合、その多重構造部材即ち、絶縁板３と基台４とヒ
ータ固定台５とウェーハ載置台６との各々の外周面及び
相互の接合面にＰＢＩ樹脂被膜５５が設けられていると
共に、静電チャック８の被処理体吸着面を除いた周面に
ＰＢＩ樹脂被膜５５が設けられている。その周囲のフォ
ーカスリング１５の周面にもＰＢＩ樹脂被膜５５が設け
られている。

【００４４】また、前記真空処理容器１の処理ガス導入
経路である上部電極４２の中空円盤状をなす電極部４２
ａと処理ガス導入管４２ｂとのそれぞれの内面にＰＢＩ
樹脂被膜５５が設けられていると共に、その処理ガス導
入管４２ａの経路途中に介挿された弁部材（図示せず）
にＰＢＩ樹脂被膜が設けられている。なお、この弁部材
が例えばポペット弁の場合には、そのポペット弁自体か
又はバルブシートをＰＢＩ樹脂成形品としても良い。ま
た、上部電極４２の電極部４２ａと処理ガス導入管４２
ｂとの処理容器１内における外周面及び小孔４２ｃ内面
にＰＢＩ樹脂被膜５５が設けられている。

【００４５】更に、真空処理容器１の排気経路である排
気管４５の内面及びその経路途中の弁部材（図示せず）
にＰＢＩ樹脂被膜５５が設けられている。更にまた、前
記真空処理容器１の被処理体搬入出口４７の内面及びそ
の搬入出口４７を開閉するゲートバルブ４８の内面にＰ
ＢＩ樹脂被膜５５が設けられている。また、そのゲート
バルブ４８の閉成時の気密シールを行うＯリング５０自
体がＰＢＩ樹脂成形品とされている。こうして被膜５５
の素材であるＰＢＩ（ポリベンゾイミダゾール）樹脂の
化学構造式は、

【００４６】

【化１】

【００４７】であって、このＰＢＩ樹脂の合成ペレット
市販品を、特殊溶剤、例えば揮発性の極性溶媒などと称
されるジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）等の溶剤に溶
解させた状態で、前述の各対象面にコーティング（ドー
ピングや塗布或いは吹付けなど）する。これでＰＢＩ樹
脂被膜５５を形成する。なお不要な所、例えば静電チャ
ック８の上面等はマスキングして除く。また、そのＰＢ
Ｉ樹脂被膜５５は厚さ５〜 200μm 程度でも十分である
が、更にコーティングを重ねることで厚さ１mm程度まで
厚盛り可能であり、或いはＰＢＩ樹脂で一体成形したＰ
ＢＩ樹脂フイルムやプレートを、同じく溶融ＰＢＩ樹脂
をバインダーとして用いて対象面に貼り付けることで被
膜５５を形成しても良い。

【００４８】以上のようなＰＢＩ樹脂被膜５５は、金属
や樹脂製品の表面改質に非常に優れた高機能な特性を有
する。即ち、耐電気絶縁性に優れていると共に、従来一
般に表面改質被膜として利用されていたアルマイト成長
層よりも数段優れた引張・圧縮等の機械強度を有し、簡
単にはマイクロクラック等を発生しないと共に、強靭な
耐摩耗性・優れた摺動性を有している。また、耐熱性と
しては使用温度域が広く、熱分解（熱変形）温度は 435
℃、で、−200 ℃の極低温でも物性を保持でき、ポリイ
ミド（ＰＩ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥ
Ｋ）よりも更に高温耐熱性に優れている。更に、各種溶
剤やアルカリ・酸に対する耐薬品性・耐腐食性に非常に
優れていると共に、耐プラズマ性にも優れ、熱やプラズ
マ等の外部エネルギーに対し非常に分解し難く、非常に
化学的に安定した有機物である。また、線熱膨脹率係数
が23,6×10^-6と低く、真空処理容器１等の母材であるア
ルミニュームと略同等で相性が良く剥離を生じる心配が
無いと共に、含有不純物が非常に低レベルでプラズマに
叩かれても出て来ることがない。更には表面にポーラス
（多孔質）を持たないなどの非常に優れた特性を有して
いる。

【００４９】こうした高機能特性のＰＢＩ樹脂被膜５５
を前述のように真空処理容器１内の処理ガス雰囲気と接
触する壁面や各種部材面に設けたことで、それら各部の
耐熱性、耐電気絶縁性並びに耐腐食性を確実に維持向上
できると共に、パーティクル等の不純物質の発生がな
く、しかも真空脱ガス特性が非常に良く、パーティクル
フリー、コンタミネーションフリーで非常にクリーンな
環境を得て信頼性の高い能率的なプラズマエッチング処
理の実現に非常に有効となる。

【００５０】次に、図２により本発明の処理装置の他の
実施例として適用したプラズマエッチング処理装置を述
べる。この装置では前述の静電チャックに代えて、クラ
ンプリングを用いた構成である。

【００５１】つまり、アルミニューム製等の真空処理容
器６１の下部に昇降機構６２を介し上下動可能に同じく
アルミニューム製等の下部電極兼用の支持台６３が設け
られ、この上面に被処理体である半導体ウェーハＷを載
置できる。この支持台６３の上部には複数例えば４本の
リフターピン６４が基板６５に支持されて設けられ、こ
れらが該支持台６３に貫通したリフター駆動機構６６に
より上昇してウェーハＷを受ける。なお、このリフター
ピン６４は平時はばね６７により支持台６３内に退入し
ている。

【００５２】この支持台６３の上方部に、アルミニュー
ム等からなる環状のクランプリング７０が複数の高純度
アルミナ製のシャフト７１を介して支持されている。そ
の各シャフト７１は真空処理容器６１の天板部にシール
材として例えばＯリング７２を介し貫通し、その上部に
設けたエアシリンダ７３により高さ調整可能に保持され
ている。このクランプリング７０は中央開口周縁にテー
パー面７０ａを有し、前記支持台６３により押し上げ支
持されて来るウェーハＷの周縁を上からを押え付けて位
置決めするものである。

【００５３】このクランプリング７０の更に上方に、処
理ガス導入経路を兼用する上部電極７５が前記下部電極
である支持台６３と対向する状態に設けられている。こ
の上部電極７５は下面部に例えばアモルファスカーボン
等の導電性板７６を有した中空状に構成されている。こ
の内部にエッチングガスやキャリアガスを供給するため
の処理ガス導入管７７が接続され、これから内部に供給
された処理ガスを複数のバッフル板７８によって均等に
拡散して多数の透孔７９より真空処理容器６１内に供給
する構成である。

【００５４】この上部電極７５と下部電極である支持台
６３との間にプラズマを発生するために、該上部電極７
５に高周波電圧を印加する高圧電源８０が接続され、下
部電極側は接地（アース）８１に接続されている。な
お、その上部電極７５の下面外周縁部にはＰＴＦＥ等の
絶縁性樹脂で形成されたシールドリング８２が設けら
れ、不要部位にプラズマが発生することを防止してい
る。

【００５５】なお、前記支持台６３の外周縁と真空処理
容器６１の底面部との間には、該支持台６３の上下動に
伴い伸縮可能な例えばステンレス鋼等からなるべローズ
８３が設けられ、真空処理容器６１内の気密を保つよう
になっている。

【００５６】また、その真空処理容器６１の下部周側壁
には図示しないが排気経路としての排気管が設けられ
て、真空処理容器６１内を排気ポンプ等により真空排気
可能としている。更に図示しないが該真空処理容器６１
内にウェーハＷを挿脱するゲートバルブ付き搬入出口及
びロードロック室が設けられている。

【００５７】つまり、このプラズマエッチング装置は、
外部と隔離した状態でウェーハＷを真空処理容器６１内
に搬入し、これをリフターピン６４により受け取って支
持台６３上面に載せる。この状態で昇降機構６２により
支持台６３を上昇させて、この上面のウェーハＷをクラ
ンプリング７０のテーパー面７０ａにより当接し、その
テーパー面７０ａで押さえ付けるようにガイドして該ウ
ェーハＷを支持台６３上の所定位置に位置決め固定す
る。

【００５８】しかる後に、真空処理容器６１内を真空排
気して所定の真空度に設定しつつ、処理ガス導入管７７
から上部電極７５内を介し該真空処理容器６１内に所定
のエッチング処理ガスを供給すると共に、高圧電源８０
によって上部電極７５と下部電極である支持台６３との
間に高周波（例えば13.56 ＭＨｚ）の電力を供給して放
電を生じさせることでプラズマを発生させ、ウェーハＷ
の表面にプラズマエッチング処理を行い得るようにす
る。

【００５９】こうしたプラズマエッチング装置におい
て、前記真空処理容器６１内の支持台６３上面に被処理
体としてのウェーハＷを位置決め保持するテーパー面７
０ａ付きクランプリング７０の全表面に、前記実施例同
様の高分子ポリベンゾイミダゾール樹脂被膜、即ち、Ｐ
ＢＩ樹脂被膜５５を設けている。

【００６０】このようにすることで、ＰＢＩ樹脂被膜５
５が前述のように各種優れた特性を有しているので、プ
ラズマエッチング処理時に最もプロセスガスやプラズマ
の影響を受ける位置にあるアルミニューム製等のクラン
プリング７０の表面改質が図れ、そのクランプリング７
０の耐熱性、耐電気絶縁性並びに耐腐食性を確実に維持
向上できて、被処理体を支持台に対し確実に位置決め保
持できると共に、そのクランプリングからのパーティク
ル等の不純物質の発生がなく、しかも真空脱ガス特性に
も非常に優れ、パーティクルフリー、コンタミネーショ
ンフリーで非常にクリーンな環境を得て信頼性の高い能
率的な処理の実現に有効となる。

【００６１】特に、クランプリング７０のテーパー面７
０ａにＰＢＩ樹脂被膜５５を設けていることで、そのＰ
ＢＩ樹脂被膜５５が引張・圧縮等の機械強度を有し、か
つ強靭な耐摩耗性・優れた摺動性を有しているので、支
持台６３の上昇に伴いウェーハＷの外周縁をクランプリ
ング７０のＰＢＩ樹脂被膜５５付きテーパー面７０ａに
より押さえ付けるようにガイドして位置決めする際、両
者の摩擦が少なく削られて塵埃を発生することが大幅に
抑制される効果がある。

【００６２】なお、前記実施例では、クランプリング７
０の全表面にＰＢＩ樹脂被膜５５を設けたが、該クラン
プリング７０のテーパー面７０ａのみにＰＢＩ樹脂被膜
５５を設けても良い。

【００６３】また、クランプリング７０をアルミニュー
ム製としたが、このクランプリング７０自体を高分子ポ
リベンゾイミダゾール樹脂成形品（ＰＢＩ樹脂成形品）
として構成しても良い。

【００６４】なおまた、前記実施例ではクランプリング
７０のみにＰＢＩ樹脂被膜５５を設けたが、これ以外に
も図１に示した実施例と同様に、必要に応じ真空処理容
器６１の内面及び支持台６３の周側面、処理ガス導入経
路を兼用する上部電極７５の内外周面にＰＢＩ樹脂被膜
５５を設けても良い。更にはベローズ８３やシャフト７
１やＯリング７２や図示しない排気経路内やゲートバル
ブ付き搬入出口内面等にもＰＢＩ樹脂被膜５５を設けて
も良い。

【００６５】以上の説明では、本発明の処理装置として
プラズマエッチング装置に適用した実施例を述べたが、
これ以外にも、プラズマＣＶＤ装置、アッシング装置、
スパッタ装置或いは熱ＣＶＤなど、真空処理容器を持つ
ものであればいずれにも有効に適用できる。

【００６６】その熱ＣＶＤ装置等においては、耐電気絶
縁性と共に耐熱性が重視されるので、図３に一部のみ示
す如く真空処理容器９１の母材としてステンレスが使用
され、しかもそのステンレスを削り出して容器を作るよ
りも複数のステンレス部材９２、９３を互いに溶接組立
して容器を作る方がコスト的にも楽であるので、図示の
如くその部材９２，９３相互を段錠的に接合して外端側
から溶接するが、その溶接時の入熱により成分元素の偏
析を起こして、耐腐食性が著しく劣化して不純物質を発
生したり、該接合部にキャピラリー（毛細管）のような
袋小路的隙間９５が存在し、ここにガスや水分が進入し
易く、真空脱ガス特性の悪化などを招く問題がある。そ
こで、その真空処理容器９１の構成部材であるステンレ
ス部材９２、９３相互の溶接部９４の内端側に、封止材
として前述のように各種優れた特性を持つ高分子ポリベ
ンゾイミダゾール（ＰＢＩ）樹脂被膜５５を設けてい
る。

【００６７】これにて、その溶接部９４の高い気密シー
ルを維持できると共に、耐熱性、耐電気絶縁性並びに耐
腐食性を確実に維持でき、その溶接部９４からのパーテ
ィクル等の不純物質の発生がなく、しかも袋小路的な隙
間９５が封止されて、真空脱ガス特性が非常に優れ、パ
ーティクルフリー、コンタミネーションフリーで非常に
クリーンな環境を得て信頼性の高い能率的な処理の実現
に有効となる。

【００６８】

【発明の効果】請求項１乃至９いずれの発明の処理装置
においても、前述のように構成したので、ＰＢＩ樹脂被
膜が高耐電気絶縁性、高耐腐食性、高真空性（高真空脱
ガス特性）を持つ非常に安定した特性を有するので、真
空処理容器内にパーティクルフリー、コンタミネーショ
ンフリーな非常にクリーンな環境を得て信頼性の高い能
率的な処理の実現に有効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の処理装置として適用したプラズマエッ
チング装置の一実施例を示す断面図。

【図２】本発明の処理装置として適用したプラズマエッ
チング装置の他の実施例を示す断面図。

【図３】本発明の処理装置として適用した熱ＣＶＤ装置
の一実施例を示す真空処理容器の一部分の断面図。

【符号の説明】

１，６１，９１…真空処理容器、２，６３…支持台、
３，４，５，６…支持台構成部材（３…絶縁板，４…基
台、５…ヒータ固定台、６…下部電極兼用のウェーハ
さ位置台）、８…静電チャック、４２，７５…処理ガス
導入経路兼用の上部電極、４５…排気経路（排気管）、
４７…被処理体搬入出口、４８…ゲートバルブ、５０…
Ｏリング、５５…高分子ポリベンゾイミダゾール樹脂皮
膜、７０…クランプリング、７０ａ…テーパー面、９
２，９３…構成部材、９４…溶接部、Ｗ…被処理体（半
導体ウェーハ）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空処理容器内に被処理体を収納保持す
ると共に、処理ガスを導入して該被処理体を処理する処
理装置において、前記処理容器の内面に、高分子ポリベ
ンゾイミダゾール樹脂被膜を設けたことを特徴とする処
理装置。
【請求項２】真空処理容器内に被処理体を収納保持す
ると共に、処理ガスを導入して該被処理体を処理する処
理装置において、前記処理容器内の被処理体を載置保持
する支持台の周面に、高分子ポリベンゾイミダゾール樹
脂被膜を設けたことを特徴とする処理装置。
【請求項３】支持台が、複数の部材の組み合わせより
なる多重構造で且つ上面に被処理体を吸着保持する静電
チャックを有した構成で、その多重構造部材の各々の外
周面及び相互の接合面と、静電チャックの被処理体吸着
面を除いた周面とに、高分子ポリベンゾイミダゾール樹
脂被膜を設けたことを特徴とする請求項２記載の処理装
置。
【請求項４】真空処理容器内に被処理体を収納保持す
ると共に、処理ガスを導入して該被処理体を処理する処
理装置において、前記処理容器の処理ガス導入経路内面
及びその経路途中の弁部材に、高分子ポリベンゾイミダ
ゾール樹脂被膜を設けたことを特徴とする処理装置。
【請求項５】真空処理容器内に被処理体を収納保持す
ると共に、処理ガスを導入して該被処理体を処理する処
理装置において、前記処理容器の排気経路内面及びその
経路途中の弁部材に、高分子ポリベンゾイミダゾール樹
脂被膜を設けたことを特徴とする処理装置。
【請求項６】真空処理容器内に被処理体を収納保持す
ると共に、処理ガスを導入して該被処理体を処理する処
理装置において、前記処理容器の被処理体搬入出口内面
及びその搬入出口を開閉するゲートバルブ内面に、高分
子ポリベンゾイミダゾール樹脂皮膜を設けたことを特徴
とする処理装置。
【請求項７】ゲートバルブの閉成時の気密シールを行
うＯリング自体を高分子ポリベンゾイミダゾール樹脂成
型品としたことを特徴とする請求項６記載の処理装置。
【請求項８】真空処理容器内に被処理体を収納保持す
ると共に、処理ガスを導入して該被処理体を処理する処
理装置において、前記処理容器内の被処理体を支持台に
対し位置決め保持するテーパー面付きクランプリングの
表面に、高分子ポリベンゾイミダゾール樹脂被膜を設け
るか、又はクランプリング自体を高分子ポリベンゾイミ
ダゾール樹脂成形品としたことを特徴とする処理装置。
【請求項９】真空処理容器内に被処理体を収納保持す
ると共に、処理ガスを導入して該被処理体を処理する処
理装置において、前記処理容器の構成部材相互の溶接に
よる接合部の内端側封止材として、高分子ポリベンゾイ
ミダゾール樹脂被膜を設けたことを特徴とする処理装
置。