JPH11283972A - 真空容器 - Google Patents
真空容器Info
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- JPH11283972A JPH11283972A JP8757898A JP8757898A JPH11283972A JP H11283972 A JPH11283972 A JP H11283972A JP 8757898 A JP8757898 A JP 8757898A JP 8757898 A JP8757898 A JP 8757898A JP H11283972 A JPH11283972 A JP H11283972A
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Abstract
がハロゲン系腐食性ガスや混合ガス中の酸素などと反応
して反応生成物を生成し、該反応生成物がパーティクル
として剥がれ落ちて被加工物に悪影響を与えるまでの時
間を長くすることにより、真空容器のメンテナンス回数
を低減し、装置の稼動効率を高める。 【解決手段】少なくともハロゲン系腐食性ガス及び/又
はプラズマに曝される部位をセラミックス又は石英ガラ
スにより形成し、その表面に複数個の凹部3を設けてチ
ャンバやベルジャをなす真空容器1を構成する。
Description
ング装置におけるチャンバやベルジャなどの真空容器に
関するものである。
は、反応ガスをプラズマ化して半導体ウエハに薄膜を形
成する成膜装置や微細加工を施すエッチング装置が用い
られており、反応ガスのプラズマ化は高温を要せず比較
的低温で処理ができるという利点を有している。
貼り付けたチャンバ内に半導体ウエハを設置し、上記チ
ャンバ内に反応ガスとして原料ガスとハロゲン系腐食性
ガスを導入し、この反応ガスをプラズマ化することによ
り半導体ウエハ上に薄膜を形成するようになっており、
また、エッチング装置は釣鐘状をした石英ガラスからな
るベルジャ内に半導体ウエハを設置し、上記ベルジャ内
に反応ガスとしてハロゲン系腐食性ガスを導入し、この
反応ガスをプラズマ化することにより半導体ウエハに微
細加工を施すようになっていた(特開平5−21794
6号公報参照)。
バやベルジャなどの真空容器に導入された反応ガスに高
周波のマイクロ波を照射してプラズマ化する方法や、真
空容器に接続された導入管内の反応ガスに外部よりマイ
クロ波を照射してプラズマ化したものを真空容器にまで
導く方法が採用されている。
ゲン系腐食性ガス及び/又はプラズマに曝される部位に
は前述したようにセラミックスや石英ガラスが使用さ
れ、その表面はプラズマにより腐食されないようにする
ために平滑に形成されていた。
して使用されているフッ素系や塩素系などのハロゲン系
腐食性ガスは、真空容器の内壁面を構成するセラミック
スや石英ガラスと反応して内壁面上にハロゲン化物を生
成し、該ハロゲン化物が蒸発したりプラズマによって摩
耗して半導体ウエハにパーティクルとして堆積する結
果、半導体ウエハに悪影響を与えるといった課題があっ
た。
導入される混合ガス中の酸素などと反応して酸化物や酸
窒化物となって真空容器の低温部に付着するのである
が、ある程度堆積すると剥がれ落ちて半導体ウエハに堆
積する結果、ハロゲン化物と同様に半導体ウエハに悪影
響を与えるといった課題があった。
器の内壁面に生成されるハロゲン化物などの反応生成物
を除去するメンテナンスを施さなければならないのであ
るが、この作業を頻繁に行わなければならないことから
装置の稼働効率が悪いといった課題があった。
との反応によって生成されるハロゲン化物などの反応生
成物がパーティクルとして剥がれ落ちるまでの時間を長
くして、定期的に行うメンテナンス回数を減らすことに
より装置の稼働効率を高めることができる真空容器を提
供することにある。
題に鑑み、チャンバやベルジャなどの真空容器におい
て、少なくともハロゲン系腐食性ガス及び/又はプラズ
マに曝される部位をセラミックス又は石英ガラスにより
形成するとともに、その表面に複数個の凹部を設けたこ
とを特徴とする。
説明する。
グ装置の概略を示す模式図であり、1は釣鐘状をしたベ
ルジャと呼ばれる真空容器で、セラミックス又は石英ガ
ラスからなり、この真空容器1の内壁面2には複数個の
凹部3を形成してある。また、上記真空容器1の頂部に
は一体的に伸びる導入管4を設けてあり、該導入管4の
周囲には高周波コイル5が設置してある。そして、真空
容器1内には被加工物Wを保持する支持部材6を設置し
てあり、該支持部材6上に被加工物Wを載置するととも
に、上記高周波コイル5によってマイクロ波を発生させ
て導入管4に対して垂直に照射することにより導入管4
に供給される反応ガスをプラズマ化し、真空容器1内へ
導くことにより被加工物Wをエッチングして微細加工を
施すようになっている。
なくともハロゲン系腐食性ガス及び/又はプラズマに曝
される内壁面2に複数個の凹部3を形成し、真空容器1
内の表面積を大きくしてあることから、真空容器1を構
成するセラミックスや石英ガラスがハロゲン系腐食性ガ
スや混合ガス中の酸素などと反応して反応生成物を生成
したとしても、該反応生成物がパーティクルとして剥が
れ落ちるまでの時間を長くすることができる。しかも、
プラズマは凹部3内に回り込み易いことから反応生成物
を凹部3内に積極的に生成させることができ、真空容器
1の内壁面2における反応生成物の生成量を少なくする
ことができるため、真空容器1のメンテナンス回数を減
らし、装置の稼働効率を高めることができる。
生成された反応生成物が剥がれ落ちたとしても凹部3内
に保持することができるため、内壁面が平滑面からなる
従来の真空容器と比較して単位時間当たりの被加工物W
へのパーティクル量を低減することができる。
ては、孔や窪みあるいは溝を凹部3として用いることが
できる。例えば、図2(a)は内壁面2にドリル加工等
によって円形の孔3aをほぼ等間隔に複数個穿設したも
のであり、図2(b)は図2(a)の孔3aに対してざ
ぐり孔3bを設け、断面形状を階段状とすることにより
表面積をさらに大きくしたものである。一方、図2
(c)は内壁面2にダイヤモンドホイールによって細長
い窪み3cをある一定の間隔で複数個刻設したものであ
る。また、図2(d)〜(f)はいずれも内壁面2に断
面形状がコ字状、V字状、階段状をした溝3dを等間隔
に複数個刻設したものであり、図2(g)は内壁面2に
溝3dを縦横にそれぞれ複数個刻設して格子状としたも
のである。
(g)だけに限定されるものではなく、例えば、孔3
a、窪み3c、溝3dのうち2つ以上が混在したもので
も良く、また、孔3aの形状も円形だけに限定されるも
のではなく、三角形や四角形などの多角形をしたものや
楕円形をしたものなどどのような形状をしたものでも構
わない。さらに上記図2(a)〜(g)以外に図2
(h)のような多数の気孔を有する多孔質セラミク板を
貼り付けることもできる。
の開口面積は3mm2 以上、凹部3の深さは2mm以上
が良い。これは、凹部3の開口面積が3mm2 未満では
凹部3内へプラズマが回り込み難くなり、凹部3を設け
たことによるパーティクル低減効果が小さいからであ
り、また、凹部3の深さが2mm未満では表面積をそれ
ほど大きくすることができず、パーティクル低減効果が
小さいからである。
は、テーパ状や曲面状の面取りを施しておくことが望ま
しい。これは、プラズマエネルギーが鋭利な部分に集中
して腐食摩耗させ易いからであり、予め内壁面2と凹部
3とのエッジ部にテーパ状や曲面状の面取りを施して鋭
利な部分をなくしておくことにより、摩耗を抑えること
ができる。
均粗さ(Ra)で2μm以下、好ましくは1μm以下と
することが良い。これは内壁面2に大きな凹凸がある
と、プラズマエネルギーが凸や凹のエッジに集中して腐
食摩耗させ易く、中心線平均粗さ(Ra)が2μmより
大きいと腐食摩耗が激しいからである。なお、より好ま
しくは内壁面2の凹凸が丸みを有していることが良く、
例えば、焼成後の表面粗さが上記範囲にある場合には焼
成したままの面とし、研磨加工を施した場合には熱処理
を加えて凹凸に丸みを持たせることが好ましい。
ラミックスとしては、窒化珪素や窒化アルミニウムなど
の窒化物セラミックスや、アルミナ、マグネシア、アル
ミニウム−イットリウム−ガーネット(YAG)などの
酸化物セラミックスを用いることができる。さらに、上
記セラミックスや石英ガラスはできるだけ高純度のもの
が良く、純度が99.5%以上、好ましくは99.8%
以上のものが耐摩耗性を高める上で好適である。
らなる真空容器1の内壁面2側には、3000kg/m
m2 以上のビッカース硬度を有する硬質炭素膜7を被着
することもできる。
クトルにおいて、1160±40cm-1、1340±4
0cm-1、及び1500±60cm-1のいずれかにピー
クが存在するものであり、例えば、1340±40cm
-1と1500±60cm-1にピークを有し、1500±
60cm-1をメインピークに持つ非晶質構造のダイヤモ
ンドライクカーボンや、1160±40cm-1、134
0±40cm-1、及び1500±60cm-1にそれぞれ
ピークを有し、かつ1340±40cm-1をメインピー
クに持つ結晶質構造のダイヤモンドライクカーボン、あ
るいは1340±40cm-1にのみピークを持つダイヤ
モンドが挙げられる。
く、緻密であることから、ビッカース硬度で3000k
g/mm2 以上、結晶質構造のダイヤモンドライクカー
ボンやダイヤモンドにあっては8000kg/mm2 以
上と高硬度を有するため、腐食性の強いハロゲン系腐食
性ガス下でプラズマに曝されても大きく腐食摩耗するこ
とがない。
る方法としては、CVD法、イオン化蒸着法、イオンビ
ーム法等の周知の薄膜形状手段を用いることができる。
質炭素膜7としてダイヤモンドライクカーボンを用いる
時にはその厚み幅は0.1〜2.0μmの範囲が良く、
また、硬質炭素膜7としてダイヤモンドを用いる時には
その厚み幅は0.1〜10.0μm、好ましくは、1.
0〜10.0μmの範囲が良い。
をセラミックスや石英ガラスにより一体的に形成した例
を示したが、真空容器1の内壁面に接着やボルト止め等
の手段によってセラミック片や石英ガラス片を接合した
ものなど、少なくともハロゲン系腐食性ガス及び/又は
プラズマに曝される部位をセラミックスや石英ガラスに
より形成したものであれば良い。また、本実施形態では
ベルジャを例にとって説明したが、チャンバにも適用で
きることは言うまでもない。
来の真空容器をRIEタイプのエッチング装置に組み込
んで、6インチサイズの半導体ウエハをエッチングする
作業を160時間(1日8時間を20日間)繰り返した
あとに真空容器の摩耗具合を測定する実験を行った。
9.5%のアルミナセラミックスにより形成し、この真
空容器内の真空度を10-4torrとした状態で、反応
ガスとしてSF6 を導入するとともに、13.56MH
zのマイクロ波を照射してプラズマを発生させることに
より半導体ウエハにエッチングを施し、真空容器の摩耗
具合を半導体ウエハ上に見られるパーティクル数をカウ
ントすることにより評価した。なお、評価はSEM(走
査電子顕微鏡)により5000倍に拡大し、視野80m
m×60mmの写真上で0.5mm以上のパーティクル
が5個未満を○、5個以上で10個未満を△、10個以
上を×として判断した。
(a)に示すような円形の孔3aを等間隔に複数個穿設
したものを使用した。
は、内壁面に凹部がないために80時間処理後において
既に5〜10個のパーティクルが発生し、160時間処
理後においては10個以上のパーティクルが発生してい
た。
の真空容器は、内壁面に凹部を設けてあることから16
0時間処理後においてもパーティクルを10個未満に抑
えることができた。
口部の直径と凹部の深さを同じにすれば、160時間処
理後におけるパーティクル数を5個未満にまで抑えるこ
とができ優れていた。
凹部を形成することにより、摩耗を低減し、真空容器の
メンテナンス回数を低減できることが判る。
バやベルジャをなす真空容器の少なくともハロゲン系腐
食性ガス及び/又はプラズマに曝される部位をセラミッ
クス又は石英ガラスにより形成し、その表面に複数個の
凹部を設けたことから、真空容器を構成するセラミック
スや石英ガラスがハロゲン系腐食性ガスや混合ガス中の
酸素などと反応して反応生成物を生成したとしても、該
反応生成物がパーティクルとして被加工物に悪影響を与
えるまでの時間を長くすることができるため、真空容器
のメンテナンス回数を減らし、装置の稼動効率を高める
ことができる。
略を示す模式図である。
まざまな凹部を示す部分斜視図である。
a・・・孔、3b・・・ざぐり孔、 3c・・・窪み、
3d・・・溝、4・・・導入管、5・・・高周波コイ
ル、6・・・支持部材、W・・・被加工物
Claims (1)
- 【請求項1】少なくともハロゲン系腐食性ガス及び/又
はプラズマに曝される部位がセラミックス又は石英ガラ
スからなり、その表面に複数個の凹部を有することを特
徴とする真空容器。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP08757898A JP3540936B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 真空容器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08757898A JP3540936B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 真空容器 |
Publications (2)
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JPH11283972A true JPH11283972A (ja) | 1999-10-15 |
JP3540936B2 JP3540936B2 (ja) | 2004-07-07 |
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Family Applications (1)
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JP08757898A Expired - Fee Related JP3540936B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 真空容器 |
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- 1998-03-31 JP JP08757898A patent/JP3540936B2/ja not_active Expired - Fee Related
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