JPH11312646A - チャンバー内壁保護部材及びプラズマ処理装置 - Google Patents
チャンバー内壁保護部材及びプラズマ処理装置Info
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- JPH11312646A JPH11312646A JP10119022A JP11902298A JPH11312646A JP H11312646 A JPH11312646 A JP H11312646A JP 10119022 A JP10119022 A JP 10119022A JP 11902298 A JP11902298 A JP 11902298A JP H11312646 A JPH11312646 A JP H11312646A
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- 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
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- 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
- C23C16/50—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 using electric discharges
- C23C16/505—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 using electric discharges using radio frequency discharges
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラス状カーボン材の材質性状を特定して、
長時間に亘り安定使用が可能なプラズマ処理装置のチャ
ンバー内壁保護部材及び該保護部材を配置したプラズマ
処理装置を提供する。 【解決手段】 プラズマ処理装置のチャンバー内壁を保
護する中空形状の保護部材であって、体積比抵抗が１×
１０-2Ω・cm以下、熱伝導率が５Ｗ／ m・Ｋ以上の特性
を有するガラス状カーボン材から一体型構造に形成され
てなるチャンバー内壁保護部材。保護部材の厚さは４mm
以上であり、その内面の平均面粗さ(Ra)は２．０μm 以
下であることが好ましい。プラズマ処理装置は、これら
の材質性状を備えたチャンバー内壁保護部材をプラズマ
処理装置のチャンバー内壁部に沿って配置し、チャンバ
ー内壁部と保護部材とを電気的に導通するとともにチャ
ンバーが接地されて構成されている。
長時間に亘り安定使用が可能なプラズマ処理装置のチャ
ンバー内壁保護部材及び該保護部材を配置したプラズマ
処理装置を提供する。 【解決手段】 プラズマ処理装置のチャンバー内壁を保
護する中空形状の保護部材であって、体積比抵抗が１×
１０-2Ω・cm以下、熱伝導率が５Ｗ／ m・Ｋ以上の特性
を有するガラス状カーボン材から一体型構造に形成され
てなるチャンバー内壁保護部材。保護部材の厚さは４mm
以上であり、その内面の平均面粗さ(Ra)は２．０μm 以
下であることが好ましい。プラズマ処理装置は、これら
の材質性状を備えたチャンバー内壁保護部材をプラズマ
処理装置のチャンバー内壁部に沿って配置し、チャンバ
ー内壁部と保護部材とを電気的に導通するとともにチャ
ンバーが接地されて構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣやＬＳＩなど
の半導体デバイスを製造する工程において用いられる、
例えばシリコンウエハのプラズマエッチング装置やプラ
ズマＣＶＤ装置などのプラズマ処理装置のチャンバー内
壁を保護するチャンバー内壁保護部材及び該保護部材を
配置したプラズマ処理装置に関する。
の半導体デバイスを製造する工程において用いられる、
例えばシリコンウエハのプラズマエッチング装置やプラ
ズマＣＶＤ装置などのプラズマ処理装置のチャンバー内
壁を保護するチャンバー内壁保護部材及び該保護部材を
配置したプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマエッチング加工に用いられるプ
ラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバー内に下部電
極及び上部電極を所定の間隔で相対向する位置に配置
し、ＣＦ 4 、ＣＨＦ3 、Ａｒ、Ｏ2 などの反応性ガスを
上部電極の細孔から流出させて、上部と下部電極間に印
加した高周波電力によりプラズマを発生させる。このプ
ラズマにより下部電極上に載置したシリコンウエハなど
のエッチング加工を行うものである。
ラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバー内に下部電
極及び上部電極を所定の間隔で相対向する位置に配置
し、ＣＦ 4 、ＣＨＦ3 、Ａｒ、Ｏ2 などの反応性ガスを
上部電極の細孔から流出させて、上部と下部電極間に印
加した高周波電力によりプラズマを発生させる。このプ
ラズマにより下部電極上に載置したシリコンウエハなど
のエッチング加工を行うものである。
【０００３】電極にはアルミニウム、グラファイト、ガ
ラス状カーボン、シリコンなどが用いられ、またプラズ
マ処理チャンバーの内壁部材にはアルミニウムやその表
面を酸化したアルミナなどが用いられている。
ラス状カーボン、シリコンなどが用いられ、またプラズ
マ処理チャンバーの内壁部材にはアルミニウムやその表
面を酸化したアルミナなどが用いられている。
【０００４】しかしながら、プラズマエッチング処理の
継続にともないプラズマ処理チャンバーの内壁部が化学
的に浸食されてダストを発生して損耗し、これがウエハ
表面に付着し不良品となり歩留りが低下する。またチャ
ンバー自体の寿命が短くなるという問題もある。そこ
で、プラズマ処理チャンバーの内壁部に保護部材を設け
て内壁部のプラズマによる損耗を抑制する手段が講じら
れている。
継続にともないプラズマ処理チャンバーの内壁部が化学
的に浸食されてダストを発生して損耗し、これがウエハ
表面に付着し不良品となり歩留りが低下する。またチャ
ンバー自体の寿命が短くなるという問題もある。そこ
で、プラズマ処理チャンバーの内壁部に保護部材を設け
て内壁部のプラズマによる損耗を抑制する手段が講じら
れている。
【０００５】例えば、特開平９−２７５０９２号公報に
は処理対象となる基板が格納されるチャンバーと、該チ
ャンバーの内部を排気するポンプと、該チャンバーの内
部に導入される処理用ガスをプラズマ化して該基板に照
射し所望の処理を行う電極手段とを備えたプラズマ処理
装置であって、該チャンバーの内壁に沿って所定の空隙
を介して交換可能に取り付けられた保護壁部材と、該空
隙に冷却用ガスを導入して該チャンバー内に発生した熱
に起因する保護壁部材の表面温度上昇を抑制する冷却手
段とを有することを特徴とするプラズマ処理装置が開示
されている。
は処理対象となる基板が格納されるチャンバーと、該チ
ャンバーの内部を排気するポンプと、該チャンバーの内
部に導入される処理用ガスをプラズマ化して該基板に照
射し所望の処理を行う電極手段とを備えたプラズマ処理
装置であって、該チャンバーの内壁に沿って所定の空隙
を介して交換可能に取り付けられた保護壁部材と、該空
隙に冷却用ガスを導入して該チャンバー内に発生した熱
に起因する保護壁部材の表面温度上昇を抑制する冷却手
段とを有することを特徴とするプラズマ処理装置が開示
されている。
【０００６】この特開平９−２７５０９２号公報はプラ
ズマ処理装置のチャンバー内部に設けた保護壁部材の冷
却構造に関するもので、保護壁部材にプラズマ化によっ
て生じるＣx Ｆy で表されるポリマーを吸着させること
でチャンバー内のあらゆる場所にこのポリマーが付着す
るのを防止する。この保護壁部材自体は容易に交換可能
なためクリーニング作業の能率が向上し、また保護壁部
材表面のプラズマによる温度上昇が防止されるのでプロ
セスの安定化を図ることができる。
ズマ処理装置のチャンバー内部に設けた保護壁部材の冷
却構造に関するもので、保護壁部材にプラズマ化によっ
て生じるＣx Ｆy で表されるポリマーを吸着させること
でチャンバー内のあらゆる場所にこのポリマーが付着す
るのを防止する。この保護壁部材自体は容易に交換可能
なためクリーニング作業の能率が向上し、また保護壁部
材表面のプラズマによる温度上昇が防止されるのでプロ
セスの安定化を図ることができる。
【０００７】また、特開平９−２８９１９８号公報には
プラズマ発生用電極が配置されたプラズマ処理室を有す
るプラズマ処理装置において、上記プラズマ処理室内の
上記電極以外のプラズマに曝される部分の少なくとも表
面をガラス状カーボンにて形成したことを特徴とするプ
ラズマ処理装置、及び、２個のプラズマ発生用電極が配
置され、これら両電極間にプラズマ領域が形成されるプ
ラズマ処理室内に、上記両電極の両側方に上記プラズマ
領域を覆うように配設されるプラズマ処理装置用保護部
材において、この保護部材の少なくとも上記プラズマ領
域側表面をガラス状カーボンにて形成したことを特徴と
するプラズマ処理装置用保護部材が開示されている。
プラズマ発生用電極が配置されたプラズマ処理室を有す
るプラズマ処理装置において、上記プラズマ処理室内の
上記電極以外のプラズマに曝される部分の少なくとも表
面をガラス状カーボンにて形成したことを特徴とするプ
ラズマ処理装置、及び、２個のプラズマ発生用電極が配
置され、これら両電極間にプラズマ領域が形成されるプ
ラズマ処理室内に、上記両電極の両側方に上記プラズマ
領域を覆うように配設されるプラズマ処理装置用保護部
材において、この保護部材の少なくとも上記プラズマ領
域側表面をガラス状カーボンにて形成したことを特徴と
するプラズマ処理装置用保護部材が開示されている。
【０００８】すなわち、特開平９−２８９１９８号公報
によればプラズマに曝される部分がガラス状カーボンに
て形成されているので、プラズマによる侵食、損傷が少
なくなり、長寿命でパーティクル（ダスト）の発生も少
なく、ダストによる被処理物の汚染も防止される。
によればプラズマに曝される部分がガラス状カーボンに
て形成されているので、プラズマによる侵食、損傷が少
なくなり、長寿命でパーティクル（ダスト）の発生も少
なく、ダストによる被処理物の汚染も防止される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガラス
状カーボン材の耐プラズマ性はガラス状カーボンの材質
性状によって異なるため、チャンバー内壁保護部材とし
て好適な性能を発揮するためには適切な材質選定が必要
である。
状カーボン材の耐プラズマ性はガラス状カーボンの材質
性状によって異なるため、チャンバー内壁保護部材とし
て好適な性能を発揮するためには適切な材質選定が必要
である。
【００１０】本発明者らは、プラズマ処理装置のチャン
バー内壁部を保護するチャンバー内壁部材として好適な
ガラス状カーボン材の材質性状について鋭意研究を進め
た結果、耐プラズマ性に優れダストの発生が少なく、ま
た安定なプラズマ状態を形成維持できるガラス状カーボ
ン材の材質性状を見出し、本発明に到達したものであ
る。
バー内壁部を保護するチャンバー内壁部材として好適な
ガラス状カーボン材の材質性状について鋭意研究を進め
た結果、耐プラズマ性に優れダストの発生が少なく、ま
た安定なプラズマ状態を形成維持できるガラス状カーボ
ン材の材質性状を見出し、本発明に到達したものであ
る。
【００１１】すなわち、本発明の目的はガラス状カーボ
ン材の材質性状を特定することにより長時間に亘って安
定使用が可能なプラズマ処理装置のチャンバー内壁保護
部材及び該保護部材を配置したプラズマ処理装置を提供
することにある。
ン材の材質性状を特定することにより長時間に亘って安
定使用が可能なプラズマ処理装置のチャンバー内壁保護
部材及び該保護部材を配置したプラズマ処理装置を提供
することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるチャンバー内壁保護部材は、中空形状
の保護部材であって、体積比抵抗が１×１０-2Ω・cm以
下、熱伝導率が５Ｗ／m・Ｋ以上の特性を有するガラス
状カーボン材から一体型構造に形成されてなることを構
成上の特徴とする。好ましくは厚さが４mm以上であり、
また中空形状の内面の平均面粗さ(Ra)が２．０μm 以下
である。ここで中空形状とは、筒形状のほか、これに必
要な穴、切り欠きを入れたものも含まれる。また、円筒
形状の他に角柱を中空にしたものも含まれる。
めの本発明によるチャンバー内壁保護部材は、中空形状
の保護部材であって、体積比抵抗が１×１０-2Ω・cm以
下、熱伝導率が５Ｗ／m・Ｋ以上の特性を有するガラス
状カーボン材から一体型構造に形成されてなることを構
成上の特徴とする。好ましくは厚さが４mm以上であり、
また中空形状の内面の平均面粗さ(Ra)が２．０μm 以下
である。ここで中空形状とは、筒形状のほか、これに必
要な穴、切り欠きを入れたものも含まれる。また、円筒
形状の他に角柱を中空にしたものも含まれる。
【００１３】また、本発明のプラズマ処理装置は、プラ
ズマ処理装置のチャンバー内壁部に沿って、体積比抵抗
が１×１０-2Ω・cm以下、熱伝導率が５Ｗ／ m・Ｋ以上
の特性を有し、好ましくは厚さが４mm以上でありまた内
面の平均面粗さ(Ra)が２．０μm 以下の性状を備えるガ
ラス状カーボン材から一体型構造の中空形状に形成され
たチャンバー内壁保護部材を配置し、チャンバー内壁部
と保護部材とを電気的に導通するとともにチャンバーが
接地されてなることを構成上の特徴とする。
ズマ処理装置のチャンバー内壁部に沿って、体積比抵抗
が１×１０-2Ω・cm以下、熱伝導率が５Ｗ／ m・Ｋ以上
の特性を有し、好ましくは厚さが４mm以上でありまた内
面の平均面粗さ(Ra)が２．０μm 以下の性状を備えるガ
ラス状カーボン材から一体型構造の中空形状に形成され
たチャンバー内壁保護部材を配置し、チャンバー内壁部
と保護部材とを電気的に導通するとともにチャンバーが
接地されてなることを構成上の特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】ガラス状カーボン材は、巨視的に
無孔組織の三次元網目構造を呈し、ガラス質の緻密な組
織構造を有する特異な硬質炭素物質で、通常のカーボン
材に比べて化学的安定性、ガス不透過性、耐摩耗性、表
面平滑性及び堅牢性等に優れており、また不純物が少な
い等の特徴を有する特殊な炭素物質である。
無孔組織の三次元網目構造を呈し、ガラス質の緻密な組
織構造を有する特異な硬質炭素物質で、通常のカーボン
材に比べて化学的安定性、ガス不透過性、耐摩耗性、表
面平滑性及び堅牢性等に優れており、また不純物が少な
い等の特徴を有する特殊な炭素物質である。
【００１５】本発明は、これらの特徴を備えたガラス状
カーボン材のうち、その体積比抵抗が１×１０-2Ω・cm
以下、熱伝導率が５Ｗ／ m・Ｋ以上の特性を有するガラ
ス状カーボン材を一体構造の中空形状に加工してチャン
バー内壁保護部材とするものである。すなわち保護部材
の作製は、中空形状のガラス状カーボン材に対して側面
にウエハ搬出、搬入用の穴とモニタリング用の穴、排気
管の切り欠きなどを設けて一体型構造に形成される。な
お保護部材の厚さは４mm以上、中空形状の内面の平均面
粗さ(Ra)は２．０μm 以下とすることが好ましい。
カーボン材のうち、その体積比抵抗が１×１０-2Ω・cm
以下、熱伝導率が５Ｗ／ m・Ｋ以上の特性を有するガラ
ス状カーボン材を一体構造の中空形状に加工してチャン
バー内壁保護部材とするものである。すなわち保護部材
の作製は、中空形状のガラス状カーボン材に対して側面
にウエハ搬出、搬入用の穴とモニタリング用の穴、排気
管の切り欠きなどを設けて一体型構造に形成される。な
お保護部材の厚さは４mm以上、中空形状の内面の平均面
粗さ(Ra)は２．０μm 以下とすることが好ましい。
【００１６】体積比抵抗が１×１０-2Ω・cmを超えると
チャンバー内壁保護部材内面の電位が接地電位に近づき
難いため良好なプラズマの形成が困難となる。また熱伝
導率が５Ｗ／ m・Ｋ未満の場合にはチャンバー内壁保護
部材の内面の温度を制御している処理容器との温度差が
大きくなるので温度の調節制御に長時間を要することと
なり、更に温度分布も不均一化するために安定なプラズ
マ形成が困難となる。また、構造が一体型でなく分割構
造型であると保護部材内面の電位が不均一となり、良好
なプラズマ形成が困難となる。
チャンバー内壁保護部材内面の電位が接地電位に近づき
難いため良好なプラズマの形成が困難となる。また熱伝
導率が５Ｗ／ m・Ｋ未満の場合にはチャンバー内壁保護
部材の内面の温度を制御している処理容器との温度差が
大きくなるので温度の調節制御に長時間を要することと
なり、更に温度分布も不均一化するために安定なプラズ
マ形成が困難となる。また、構造が一体型でなく分割構
造型であると保護部材内面の電位が不均一となり、良好
なプラズマ形成が困難となる。
【００１７】更に、チャンバー内壁保護部材はその厚さ
が４mm以上であることが好ましい。保護部材の厚さが薄
くなると環状断面の断面積が小さくなって、保護部材を
チャンバー内に配置した状態での上下方向の電気抵抗が
大きくなるためにチャンバー内壁保護部材内面の上下方
向の電位差が比較的大きくなり、良好なプラズマの形成
が難しくなる。より好ましくは厚さは８mm以上であり、
耐久性が向上する。
が４mm以上であることが好ましい。保護部材の厚さが薄
くなると環状断面の断面積が小さくなって、保護部材を
チャンバー内に配置した状態での上下方向の電気抵抗が
大きくなるためにチャンバー内壁保護部材内面の上下方
向の電位差が比較的大きくなり、良好なプラズマの形成
が難しくなる。より好ましくは厚さは８mm以上であり、
耐久性が向上する。
【００１８】また、中空形状の保護部材の内面はその平
均面粗さ(Ra)が２．０μm 以下であることが好ましい。
チャンバー内壁保護部材の内面はプラズマ処理中に腐食
性ガスと反応して僅かずつ消耗するが、平均面粗さ(Ra)
が２．０μm を超えると消耗形態によってはチャンバー
内壁保護部材の内面より粒子として脱落する可能性が生
じるためである。なお、ウエハ搬出、搬入用の穴、モニ
タリング用の穴及び排気管の切り欠き部の表面もプラズ
マ処理中に消耗するため、平均面粗さ（Ｒａ）が２．０
μm 以下であることが好ましい。
均面粗さ(Ra)が２．０μm 以下であることが好ましい。
チャンバー内壁保護部材の内面はプラズマ処理中に腐食
性ガスと反応して僅かずつ消耗するが、平均面粗さ(Ra)
が２．０μm を超えると消耗形態によってはチャンバー
内壁保護部材の内面より粒子として脱落する可能性が生
じるためである。なお、ウエハ搬出、搬入用の穴、モニ
タリング用の穴及び排気管の切り欠き部の表面もプラズ
マ処理中に消耗するため、平均面粗さ（Ｒａ）が２．０
μm 以下であることが好ましい。
【００１９】本発明のプラズマ処理装置は、これらの材
質性状を備えるガラス状カーボン材で一体型構造の中空
形状に形成されたチャンバー内壁保護部材をプラズマ処
理装置のチャンバー内壁部に沿って配置して、チャンバ
ー内壁部と保護部材とを電気的に導通するとともにチャ
ンバーが接地されて構成されている。チャンバー内壁部
と内壁保護部材とが電気的に導通されておらず、また接
地もされていない場合にはプラズマが不安定化するため
に安定で均一なプラズマ処理が困難となるためである。
なお、チャンバー内壁保護部材をチャンバー内壁部に電
気的に導通させるには、内壁部材の表面に形成されてい
る酸化アルミニウム層を取り除いてアルミニウム材に直
接保護部材の底面を接触させることにより行うことがで
きる。
質性状を備えるガラス状カーボン材で一体型構造の中空
形状に形成されたチャンバー内壁保護部材をプラズマ処
理装置のチャンバー内壁部に沿って配置して、チャンバ
ー内壁部と保護部材とを電気的に導通するとともにチャ
ンバーが接地されて構成されている。チャンバー内壁部
と内壁保護部材とが電気的に導通されておらず、また接
地もされていない場合にはプラズマが不安定化するため
に安定で均一なプラズマ処理が困難となるためである。
なお、チャンバー内壁保護部材をチャンバー内壁部に電
気的に導通させるには、内壁部材の表面に形成されてい
る酸化アルミニウム層を取り除いてアルミニウム材に直
接保護部材の底面を接触させることにより行うことがで
きる。
【００２０】本発明のチャンバー内壁保護部材を形成す
るガラス状カーボン材は、次のようにして製造すること
ができる。まず、材質の高密度化及び高純度化を図るた
め、原料として予め精製処理した残炭率が少なくとも４
０％以上のフェノール系、フラン系またはポリイミド系
あるいはこれらをブレンドした熱硬化性樹脂が選択使用
される。これらの原料樹脂は、通常、粉体や液状を呈し
ているため、その形態に応じてモールド成形、射出成
形、注型成形など適宜な成形法により中空形状に成形す
る。成形体は、引き続き大気中で１００〜２５０℃の温
度で硬化処理を施したのち、次いで黒鉛坩堝に詰める
か、黒鉛板で挟持した状態で窒素、アルゴン等の非酸化
性雰囲気に保持された電気炉あるいはリードハンマー炉
に詰め、８００℃以上の温度に加熱することにより焼成
炭化してガラス状カーボン材に転化させる。
るガラス状カーボン材は、次のようにして製造すること
ができる。まず、材質の高密度化及び高純度化を図るた
め、原料として予め精製処理した残炭率が少なくとも４
０％以上のフェノール系、フラン系またはポリイミド系
あるいはこれらをブレンドした熱硬化性樹脂が選択使用
される。これらの原料樹脂は、通常、粉体や液状を呈し
ているため、その形態に応じてモールド成形、射出成
形、注型成形など適宜な成形法により中空形状に成形す
る。成形体は、引き続き大気中で１００〜２５０℃の温
度で硬化処理を施したのち、次いで黒鉛坩堝に詰める
か、黒鉛板で挟持した状態で窒素、アルゴン等の非酸化
性雰囲気に保持された電気炉あるいはリードハンマー炉
に詰め、８００℃以上の温度に加熱することにより焼成
炭化してガラス状カーボン材に転化させる。
【００２１】焼成炭化したガラス状カーボン材は雰囲気
置換可能な真空炉に入れ、塩素ガス等のハロゲン系の精
製ガスを流しながら１５００℃以上の温度に加熱処理す
ることにより高純度化処理が施される。高純度化処理さ
れたガラス状カーボン材は、ダイヤモンドなどの硬質ツ
ールを用いて機械加工し、さらにその内面を研磨加工し
て本発明のチャンバー内壁保護部材が得られる。
置換可能な真空炉に入れ、塩素ガス等のハロゲン系の精
製ガスを流しながら１５００℃以上の温度に加熱処理す
ることにより高純度化処理が施される。高純度化処理さ
れたガラス状カーボン材は、ダイヤモンドなどの硬質ツ
ールを用いて機械加工し、さらにその内面を研磨加工し
て本発明のチャンバー内壁保護部材が得られる。
【００２２】以下、本発明の実施例を比較例と対比して
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【００２３】実施例１〜３、比較例１〜３ 液状のフェノール・ホルムアルデヒド樹脂〔住友デュレ
ズ（株）製 PR940〕をポリプロピレン製の成形型に流し
込み、１０Torr以下の減圧下で３時間脱気処理した後８
０℃の電気オーブンに入れ、３日間放置して円筒形状の
成形体を得た。成形体を型から取り出したのち、１００
℃で３日間、１３０℃で３日間、１６０℃で３日間、２
００℃で３日間、加熱処理して硬化した。硬化物を窒素
雰囲気に保持された電気炉内で昇温速度３℃／hr、加熱
温度１０００℃にて焼成炭化した。次いで、雰囲気置換
可能な真空炉により加熱温度を変えて高純度化処理し
た。
ズ（株）製 PR940〕をポリプロピレン製の成形型に流し
込み、１０Torr以下の減圧下で３時間脱気処理した後８
０℃の電気オーブンに入れ、３日間放置して円筒形状の
成形体を得た。成形体を型から取り出したのち、１００
℃で３日間、１３０℃で３日間、１６０℃で３日間、２
００℃で３日間、加熱処理して硬化した。硬化物を窒素
雰囲気に保持された電気炉内で昇温速度３℃／hr、加熱
温度１０００℃にて焼成炭化した。次いで、雰囲気置換
可能な真空炉により加熱温度を変えて高純度化処理し
た。
【００２４】このようにして得られた特性の異なるガラ
ス状カーボン材をダイヤモンドツールを用いて機械加工
したのち、内面を研磨加工して表面粗さおよび厚さの異
なる中空形状のチャンバー内壁保護部材を作製した。
ス状カーボン材をダイヤモンドツールを用いて機械加工
したのち、内面を研磨加工して表面粗さおよび厚さの異
なる中空形状のチャンバー内壁保護部材を作製した。
【００２５】これらのチャンバー内壁保護部材を図１に
示したプラズマ処理チャンバー１の内壁にチャンバー内
壁保護部材２を配置した。処理チャンバー１は表面が酸
化処理されたアルミニウムで作成されていて、接地され
ている。チャンバー内壁保護部材２は図１のＰ部を拡大
した図２に示すように底面１０１で処理チャンバーと電
気的に導通されている。なお、底面１０１と接触してい
る部分の処理チャンバーの表面は酸化アルミニウム層が
剥がしてある。チャンバー内壁保護部材２の底面突出部
は、表面が酸化処理されたアルミニウム部材１０２で固
定されている。これによりチャンバー内壁保護部材２は
底面で充分に電気的に導通されている。また、酸化処理
されたアルミニウム部材１０２のネジ上にはプラズマに
よる腐食を防ぐため、ネジカバー１０３が設置されてい
る。
示したプラズマ処理チャンバー１の内壁にチャンバー内
壁保護部材２を配置した。処理チャンバー１は表面が酸
化処理されたアルミニウムで作成されていて、接地され
ている。チャンバー内壁保護部材２は図１のＰ部を拡大
した図２に示すように底面１０１で処理チャンバーと電
気的に導通されている。なお、底面１０１と接触してい
る部分の処理チャンバーの表面は酸化アルミニウム層が
剥がしてある。チャンバー内壁保護部材２の底面突出部
は、表面が酸化処理されたアルミニウム部材１０２で固
定されている。これによりチャンバー内壁保護部材２は
底面で充分に電気的に導通されている。また、酸化処理
されたアルミニウム部材１０２のネジ上にはプラズマに
よる腐食を防ぐため、ネジカバー１０３が設置されてい
る。
【００２６】この処理チャンバー１内の下部電極５上
に、静電チャック４を介して半導体ウエハ３を保持す
る。下部電極５には高周波電源（例えば８００kHz ）１
１を接続している。下部電極５は絶縁体６を介して処理
チャンバー１底面に配置される。上部電極７は導体部８
と電気的に導通しており、導体部８には高周波電源（例
えば２７．１２MHz ）１２を接続している。導体部８と
処理チャンバー１は絶縁体９を介して配置される。
に、静電チャック４を介して半導体ウエハ３を保持す
る。下部電極５には高周波電源（例えば８００kHz ）１
１を接続している。下部電極５は絶縁体６を介して処理
チャンバー１底面に配置される。上部電極７は導体部８
と電気的に導通しており、導体部８には高周波電源（例
えば２７．１２MHz ）１２を接続している。導体部８と
処理チャンバー１は絶縁体９を介して配置される。
【００２７】上部電極７の上方から処理ガスとしてＣ4
Ｆ8 とＯ2 とＡｒをチャンバー１内に導入し、上部電極
と下部電極の２つの高周波電力を印加してプラズマを生
起させ、ウエハ３のＳｉＯ2 膜をエッチング処理した。
１００枚のウエハをエッチング処理した際のダスト数と
面内均一度を測定した。この結果を表１に示す。なお、
面内均一度はウエハの中心部と端部のエッチングの均一
性を表す指標で、ウエハ中心部のエッチングレートを
Ａ、ウエハ端部のエッチングレートをＢとするとき、下
記式（数１）で算出される値である。これは、ウエハ中
心部や端部のエッチングレートとこれらの平均エッチン
グレートの差が、平均エッチングレートの何％であるか
を表している。したがって、この値から±を取った数値
が大きい程不均一であり、小さい程均一であることを示
している。本測定では、ウエハ直径が２００mmのものを
用いた。
Ｆ8 とＯ2 とＡｒをチャンバー１内に導入し、上部電極
と下部電極の２つの高周波電力を印加してプラズマを生
起させ、ウエハ３のＳｉＯ2 膜をエッチング処理した。
１００枚のウエハをエッチング処理した際のダスト数と
面内均一度を測定した。この結果を表１に示す。なお、
面内均一度はウエハの中心部と端部のエッチングの均一
性を表す指標で、ウエハ中心部のエッチングレートを
Ａ、ウエハ端部のエッチングレートをＢとするとき、下
記式（数１）で算出される値である。これは、ウエハ中
心部や端部のエッチングレートとこれらの平均エッチン
グレートの差が、平均エッチングレートの何％であるか
を表している。したがって、この値から±を取った数値
が大きい程不均一であり、小さい程均一であることを示
している。本測定では、ウエハ直径が２００mmのものを
用いた。
【００２８】
【数１】
【００２９】
【表１】
【００３０】表１から、本発明の材質性状を備えたガラ
ス状カーボン材で形成した実施例のチャンバー内壁保護
部材は、比較例に比べてダスト発生数が少なく、また、
面内でのエッチング均一性もあった。なお、チャンバー
内壁保護部材を角型の筒形状にすればＬＣＤエッチング
装置にも適用が可能である。また、本実施例では上下両
電極に高周波電力を印加したが、上部電極のみに高周波
電力を印加して下部電極とチャンバーを接地する装置、
あるいは下部電極のみに高周波電力を印加して上部電極
とチャンバーを接地する装置に適用することも可能であ
る。
ス状カーボン材で形成した実施例のチャンバー内壁保護
部材は、比較例に比べてダスト発生数が少なく、また、
面内でのエッチング均一性もあった。なお、チャンバー
内壁保護部材を角型の筒形状にすればＬＣＤエッチング
装置にも適用が可能である。また、本実施例では上下両
電極に高周波電力を印加したが、上部電極のみに高周波
電力を印加して下部電極とチャンバーを接地する装置、
あるいは下部電極のみに高周波電力を印加して上部電極
とチャンバーを接地する装置に適用することも可能であ
る。
【００３１】
【発明の効果】以上のとおり、本発明の材質性状を特定
したガラス状カーボン材により形成したチャンバー内壁
保護部材及びそれを配置したプラズマ処理装置によれ
ば、耐プラズマ性に優れ、長時間、安定にプラズマ処理
することが可能となる。
したガラス状カーボン材により形成したチャンバー内壁
保護部材及びそれを配置したプラズマ処理装置によれ
ば、耐プラズマ性に優れ、長時間、安定にプラズマ処理
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラズマ処理装置を示した図である。
【図２】チャンバー内壁保護部材を底面で処理チャンバ
ーに電気的導通した図である。
ーに電気的導通した図である。
１ プラズマ処理チャンバー ２ チャンバー内壁保護部材 ３ 半導体ウエハ ４ 静電チャック ５ 下部電極 ７ 上部電極 13 排気管 101 チャンバー内壁保護部材の底面 103 ネジカバー
Claims (5)
- 【請求項１】 プラズマ処理装置のチャンバー内壁を保
護する中空形状の保護部材であって、体積比抵抗が１×
１０-2Ω・cm以下、熱伝導率が５Ｗ／ m・Ｋ以上の特性
を有するガラス状カーボン材から一体型構造に形成され
てなることを特徴とするチャンバー内壁保護部材。 - 【請求項２】 保護部材の厚さが４mm以上である請求項
１記載のチャンバー内壁保護部材。 - 【請求項３】 内面の平均面粗さ(Ra)が２．０μm 以下
である請求項１または２記載のチャンバー内壁保護部
材。 - 【請求項４】 プラズマ処理装置のチャンバー内壁部に
沿って、請求項１、または２、もしくは３記載のチャン
バー内壁保護部材を配置し、チャンバー内壁部と保護部
材とを電気的に導通するとともにチャンバーが接地され
てなることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項５】 チャンバー内壁部と保護部材とを保護部
材の底面で電気的に導通する請求項４記載のプラズマ処
理装置。
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| EP99918295A EP1081749B1 (en) | 1998-04-28 | 1999-04-27 | Protective member for inner surface of chamber and plasma processing apparatus |
| PCT/JP1999/002332 WO1999056309A1 (fr) | 1998-04-28 | 1999-04-27 | Element protecteur pour la surface interne d'une chambre et appareil de traitement au plasma |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP4037956B2 JP4037956B2 (ja) | 2008-01-23 |
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|---|---|---|---|
| JP11902298A Expired - Fee Related JP4037956B2 (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | チャンバー内壁保護部材 |
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| EP (1) | EP1081749B1 (ja) |
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| KR (1) | KR100596085B1 (ja) |
| TW (1) | TWI225110B (ja) |
| WO (1) | WO1999056309A1 (ja) |
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