KR20080029839A - Parts for substrate processing apparatus and method for forming coating film - Google Patents

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Abstract

A component for a substrate processing apparatus and a method for forming a coating layer are provided to prevent the generation of foreign materials by securing an opening at each pore of the coating layer. A coating layer is formed on a surface of a component for a substrate processing apparatus. The component for the substrate processing apparatus is connected to an anode of a DC power source. The coating layer is formed on the surface of the component by performing an anodizing process for dipping the component into a solution including an organic acid as a main ingredient. A half-coating process is performed on the coating layer. In the half-coating process, the component for the substrate processing apparatus is dipped into the boiling water during 5 to 10 minutes.

Description

기판 처리 장치용 부품 및 피막 형성 방법{PARTS FOR SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND METHOD FOR FORMING COATING FILM}PARTS FOR SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND METHOD FOR FORMING COATING FILM}

본 발명은, 기판 처리 장치용 부품 및 피막 형성 방법에 관한 것이고, 특히, 플라즈마 처리를 기판에 실시하는 기판 처리 장치용 부품에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the component for substrate processing apparatuses, and the film formation method. Specifically, It is related with the component for substrate processing apparatuses which performs a plasma process on a board | substrate.

기판으로서의 웨이퍼에 소정의 처리를 실시하는 기판 처리 장치로서, CVD나 PVD 등의 성막 처리를 실시하는 성막 장치나 플라즈마에 의한 에칭을 행하는 에칭 장치가 알려져 있다. 이 기판 처리 장치는 최근 웨이퍼의 대구경화에 따라 대형화하고 있어, 그 장치의 중량 증가가 과제가 되고 있다. 그래서, 기판 처리 장치의 구성 부품용 부재로서 경량의 알루미늄 부재가 다용되고 있다.As a substrate processing apparatus which performs a predetermined | prescribed process to the wafer as a board | substrate, the film-forming apparatus which performs the film-forming process, such as CVD and PVD, and the etching apparatus which performs the etching by a plasma are known. This substrate processing apparatus has been enlarged with the large diameter of a wafer in recent years, and the weight increase of the apparatus becomes a subject. Therefore, a lightweight aluminum member is used abundantly as a member for components of a substrate processing apparatus.

그런데, 일반적으로 알루미늄 부재는 기판 처리 장치에서 소정의 처리를 위해 이용되는 부식성 가스나 플라즈마에 대한 내식성이 낮으므로, 그 알루미늄 부재로 이루어지는 구성 부품, 예컨대, 냉각판(cooling plate)의 표면에는 내식성을 갖는 알루마이트 피막이 형성된다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).By the way, since the aluminum member generally has low corrosion resistance to the corrosive gas or plasma used for the predetermined treatment in the substrate processing apparatus, the aluminum member has a corrosion resistance on the surface of a component made of the aluminum member, for example, a cooling plate. An alumite film having is formed (see Patent Document 1, for example).

(특허 문헌 1) 일본 공개 특허 공보 평 11－43734 호(Patent Document 1) Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-43734

그러나, 최근, HARC(High Aspect Ratio Contact) 처리 등으로 대표되는 고파워의 플라즈마 처리를 실시하는 경우가 있다. 고파워의 플라즈마 처리에서는 냉각판의 온도가 상승하지만, 일반적으로 알루마이트 피막은 내열성이 낮으므로, 이러한 플라즈마 처리에서는 냉각판의 알루마이트 피막에 틈(crack)이 발생하여, 알루마이트 피막의 일부가 벗겨져 이물질(particle)이 발생한다.Recently, however, there has been a case where high power plasma processing, such as high aspect ratio contact (HARC) processing or the like, is performed. In the plasma processing of high power, the temperature of the cooling plate rises, but in general, since the aluminite film has low heat resistance, cracks are generated in the alumite film of the cooling plate, and a part of the alumite film is peeled off. particles occur.

본 발명의 목적은, 피막의 벗겨짐에 의한 이물질의 발생을 방지할 수 있는 기판 처리 장치용 부품 및 피막 형성 방법을 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to provide a component for a substrate processing apparatus and a film forming method which can prevent the generation of foreign matters due to peeling of the film.

상기 목적을 달성하기 위해, 제 1 국면에 따른 기판 처리 장치용 부품은, 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 기판 처리 장치용 부품에 있어서, 상기 부품을 직류 전원의 양극(陽極)에 접속하고 또한 유기산을 주성분으로 하는 용액 중에 침지하는 양극 산화 처리에 의해 상기 부품의 표면에 형성된 피막을 구비하고, 상기 피막에는 끓는 물을 이용한 반봉공(半封孔) 처리가 실시되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a component for a substrate processing apparatus according to a first aspect is a component for a substrate processing apparatus that performs a plasma treatment on a substrate, wherein the component is connected to an anode of a direct current power source and an organic acid is added. A film formed on the surface of the part by anodizing, which is immersed in a solution containing the main component, is provided, and the film is subjected to a semi-sealing process using boiling water.

제 2 국면에 따른 기판 처리 장치용 부품은, 제 1 국면에 따른 부품에 있어서, 상기 반봉공 처리에서는 상기 기판 처리 장치용 부품을 상기 끓는 물 중에 5분∼10분에 걸쳐 침지하는 것을 특징으로 한다.The component for substrate processing apparatus according to the second aspect is, in the component according to the first aspect, in the semi-sealing process, the substrate processing apparatus component is immersed in the boiling water for 5 to 10 minutes. .

제 3 국면에 따른 기판 처리 장치용 부품은, 제 1 국면 또는 제 2 국면에 따 른 부품에 있어서, 용사에 의해 피막이 형성될 수 없는 표면을 갖는 것을 특징으로 한다.The component for substrate processing apparatuses according to the third aspect is characterized in that the component according to the first aspect or the second aspect has a surface on which a film cannot be formed by thermal spraying.

제 4 국면에 따른 기판 처리 장치용 부품은, 제 3 국면에 따른 부품에 있어서, 상기 표면은 적어도 하나의 구멍부(穴部) 또는 오목부(凹部)의 표면인 것을 특징으로 한다.The component for substrate processing apparatuses according to the fourth aspect is the component according to the third aspect, wherein the surface is a surface of at least one hole or a recess.

제 5 국면에 따른 기판 처리 장치용 부품은, 제 3 국면에 따른 부품에 있어서, 상기 부품의 표면은 고파워의 플라즈마 분위기에 폭로(暴露)되는 것을 특징으로 한다.The component for substrate processing apparatus according to the fifth aspect is the component according to the third aspect, wherein the surface of the component is exposed to a high power plasma atmosphere.

제 6 국면에 따른 기판 처리 장치용 부품은, 제 1 국면 또는 제 2 국면에 따른 부품에 있어서, 상기 기판 처리 장치용 부품은 원판 형상의 냉각판이며, 그 냉각판은 복수의 관통공(貫通孔)을 갖는 것을 특징으로 한다.The component for a substrate processing apparatus according to the sixth aspect is the component according to the first or second aspect, wherein the component for the substrate processing apparatus is a disk-shaped cooling plate, and the cooling plate has a plurality of through holes. It is characterized by having).

제 7 국면에 따른 기판 처리 장치용 부품은, 제 1 국면 또는 제 2 국면에 따른 부품에 있어서, 상기 부품을 이루는 기재는 주성분이 JIS 규격의 A6061 합금인 것을 특징으로 한다.The component for substrate processing apparatuses according to the seventh aspect is the component according to the first aspect or the second aspect, wherein the base material constituting the component is an A6061 alloy of JIS standard.

상기 목적을 달성하기 위해, 제 8 국면에 따른 피막 형성 방법은, 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 기판 처리 장치용 부품의 피막 형성 방법에 있어서, 상기 부품을 직류 전원의 양극에 접속하고 또한 유기산을 주성분으로 하는 용액 중에 침지하는 양극 산화 단계와, 끓는 물 중에 상기 부품을 5분∼10분에 걸쳐 침지하는 반봉공 단계를 갖는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the film forming method according to the eighth aspect is a film forming method of a component for a substrate processing apparatus for performing a plasma treatment on a substrate, wherein the component is connected to an anode of a direct current power source and an organic acid is a main component. An anodizing step of immersing in a solution, and a semi-sealing step of immersing the component in boiling water over 5 to 10 minutes.

제 1 국면에 따른 기판 처리 장치용 부품에 의하면, 그 부품이 직류 전원의 양극에 접속되고 또한 유기산을 주성분으로 하는 용액 중에 침지되어 표면에 피막이 형성되고, 피막에는 끓는 물을 이용한 반봉공 처리가 실시된다. 부품이 직류 전원의 양극에 접속되고 또한 유기산을 주성분으로 하는 용액 중에 침지되면, 그 부품의 표면으로부터 안쪽을 향하여 산화막이 성장하는 한편, 부품의 표면으로부터 바깥쪽을 향하여 산화막이 성장하지 않는다. 즉, 표면으로부터 바깥쪽을 향하여 산화물의 결정 기둥이 신장하지 않으므로, 결정 기둥끼리의 충돌에 의한 잔류 응력의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 피막에는 복수의 포어(pore)(구멍)가 발생하지만, 끓는 물을 이용한 반봉공 처리는 이들 포어를 불완전하게 봉공(封孔; sealing)하므로, 각 포어에 있어서 산화물이 팽창하더라도, 팽창한 산화물이 피할 장소를 확보할 수 있다. 따라서, 부품이 고온이 되어도 피막이 파괴되는 일이 없고, 피막의 벗겨짐에 의한 이물질의 발생을 방지할 수 있다.According to the component for a substrate processing apparatus according to the first aspect, the component is connected to the anode of a direct current power source and immersed in a solution containing organic acid as a main component to form a film on the surface, and the film is subjected to a semi-sealing treatment using boiling water. do. When a part is connected to the anode of a direct current power supply and immersed in the solution which has an organic acid as a main component, an oxide film grows inward from the surface of the part, but an oxide film does not grow outward from the surface of the part. That is, since the crystal pillars of the oxide do not extend from the surface to the outside, the generation of residual stress due to the collision between the crystal pillars can be suppressed. In addition, although a plurality of pores (holes) are formed in the film, the half-sealing treatment using boiling water incompletely seals these pores, so that even if the oxide expands in each pore, the pores are expanded. A place to avoid the oxide can be secured. Therefore, even if the component becomes high temperature, the film is not destroyed, and generation of foreign matter due to peeling of the film can be prevented.

제 2 국면에 따른 기판 처리 장치용 부품에 의하면, 기판 처리 장치용 부품이 끓는 물 중에 5분∼10분에 걸쳐 침지되므로, 피막의 각 포어에 있어서 산화물의 성장량을 작게 할 수 있어, 확실히 개구를 확보할 수 있다. 따라서, 피막의 벗겨짐에 의한 이물질의 발생을 확실히 방지할 수 있다.According to the component for substrate processing apparatus according to the second aspect, the component for substrate processing apparatus is immersed in boiling water for 5 to 10 minutes, so that the amount of oxide growth can be reduced in each pore of the film, so that the opening can be surely opened. It can be secured. Therefore, it is possible to reliably prevent generation of foreign matters due to peeling of the coating.

제 3 국면에 따른 기판 처리 장치용 부품에 의하면, 용사에 의해 피막이 형성될 수 없는 표면을 갖는다. 그 부품이 유기산을 주성분으로 하는 용액 중에 침지되면, 용사에 의해 피막이 형성될 수 없는 표면에는 유기산을 주성분으로 하는 용액이 접촉한다. 따라서, 용사에 의해 피막이 형성될 수 없는 표면에 피막을 형성할 수 있다.According to the component for substrate processing apparatuses which concerns on a 3rd aspect, it has a surface from which a film cannot be formed by spraying. When the part is immersed in the solution containing the organic acid as a main component, the solution containing the organic acid as the main component contacts the surface on which the film cannot be formed by thermal spraying. Therefore, the film can be formed on the surface where the film cannot be formed by thermal spraying.

제 4 국면에 따른 기판 처리 장치용 부품에 의하면, 용사에 의해 피막이 형성될 수 없는 표면은 적어도 하나의 구멍부 또는 오목부의 표면이다. 침지에 의해 구멍부 또는 오목부의 표면에도 피막을 형성할 수 있고, 그 피막에서는 잔류 응력의 발생이 억제되어, 각 포어가 불완전하게 봉공된다. 따라서, 그 부품의 내열성을 향상할 수 있다.According to the component for substrate processing apparatuses according to the fourth aspect, the surface on which the coating cannot be formed by thermal spraying is the surface of at least one hole or recess. By immersion, a film can also be formed on the surface of a hole part or a recessed part, and generation | occurrence | production of residual stress is suppressed in this film | membrane, and each pore is incompletely sealed. Therefore, the heat resistance of the part can be improved.

제 5 국면에 따른 기판 처리 장치용 부품에 의하면, 표면은 고파워의 플라즈마 분위기에 폭로되지만, 표면에는 불완전하게 봉공된 포어를 갖는 피막이 형성되므로, 고파워의 플라즈마 분위기에 폭로되더라도 피막의 벗겨짐에 의한 이물질의 발생을 방지할 수 있다.According to the component for substrate processing apparatus according to the fifth aspect, the surface is exposed to the plasma atmosphere of high power, but the film is formed on the surface with the pores which are incompletely sealed, and thus the film is peeled off even if it is exposed to the plasma atmosphere of high power. The occurrence of foreign matters can be prevented.

제 6 국면에 따른 기판 처리 장치용 부품에 의하면, 그 부품은 복수의 관통공을 갖는 냉각판이다. 냉각판의 표면 및 각 관통공에는 유기산이 접촉함으로써 피막이 형성되므로, 냉각판의 내열성을 향상할 수 있다.According to a component for substrate processing apparatuses according to the sixth aspect, the component is a cooling plate having a plurality of through holes. Since a film is formed by contacting an organic acid on the surface of each cooling plate and each through hole, the heat resistance of the cooling plate can be improved.

제 7 국면에 따른 기판 처리 장치용 부품에 의하면, 부품을 이루는 기재는 주성분이 JIS 규격의 A6061 합금이므로, 상술한 효과를 현저히 나타낼 수 있다.According to the component for substrate processing apparatuses which concerns on the 7th aspect, since the base material which comprises a component is an A6061 alloy of JIS standard, the above-mentioned effect can be remarkably exhibited.

제 8 국면에 따른 피막 형성 방법에 의하면, 기판 처리 장치용 부품이 직류 전원의 양극에 접속되고 또한 유기산을 주성분으로 하는 용액 중에 침지되고, 끓는 물 중에 부품이 5분∼10분에 걸쳐 침지된다. 부품이 직류 전원의 양극에 접속되고 또한 유기산을 주성분으로 하는 용액 중에 침지되면, 그 부품의 표면으로부터 안쪽 을 향하여 산화막이 성장하는 한편, 부품의 표면으로부터 바깥쪽을 향하여 산화막이 성장하지 않는다. 즉, 표면으로부터 바깥쪽을 향하여 산화물의 결정 기둥이 신장하지 않으므로, 결정 기둥끼리의 충돌에 의한 잔류 응력의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 피막에는 복수의 포어(구멍)가 발생하지만, 끓는 물 중에 부품이 5분∼10분에 걸쳐 침지되면 각 포어에 있어서 산화물의 성장량을 작게 할 수 있어, 각 포어가 불완전하게 봉공되므로, 각 포어에 있어서 산화물이 팽창하더라도, 팽창한 산화물이 피할 장소를 확보할 수 있다. 따라서, 부품이 고온이 되어도 피막이 파괴되는 일이 없고, 피막의 벗겨짐에 의한 이물질의 발생을 방지할 수 있다.According to the film forming method according to the eighth aspect, the component for substrate processing apparatus is connected to the anode of a direct current power supply, and is immersed in the solution which has an organic acid as a main component, and the component is immersed in boiling water for 5 to 10 minutes. When a part is connected to the anode of a direct current power supply and immersed in the solution which has an organic acid as a main component, an oxide film grows inward from the surface of the part, but an oxide film does not grow outward from the surface of the part. That is, since the crystal pillars of the oxide do not extend from the surface to the outside, the generation of residual stress due to the collision between the crystal pillars can be suppressed. In addition, although a plurality of pores (pores) are generated in the coating, when parts are immersed in boiling water over 5 to 10 minutes, the amount of oxide growth can be reduced in each pore, and each pore is incompletely sealed. Even if the oxide expands in the pore, a place to be avoided by the expanded oxide can be secured. Therefore, even if the component becomes high temperature, the film is not destroyed, and generation of foreign matter due to peeling of the film can be prevented.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described, referring drawings.

우선, 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치용 부품이 적용되는 기판 처리 장치에 대하여 설명한다.First, the substrate processing apparatus to which the component for substrate processing apparatus which concerns on embodiment of this invention is applied is demonstrated.

도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치용 부품이 적용되는 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다. 이 기판 처리 장치는 기판으로서의 반도체 웨이퍼 W에 RIE(Reactive Ion Etching) 처리나 애싱 처리 등의 플라즈마 처리를 실시하도록 구성되어 있다.1: is sectional drawing which shows schematic structure of the substrate processing apparatus to which the component for substrate processing apparatus which concerns on this embodiment is applied. This substrate processing apparatus is comprised so that plasma processing, such as a reactive ion etching (RIE) process and an ashing process, may be performed to the semiconductor wafer W as a board | substrate.

도 1에 있어서, 기판 처리 장치(10)는 원통 형상의 챔버(11)를 갖고, 그 챔버(11)는 내부에 처리 공간 S를 갖는다. 또한, 챔버(11) 내에는, 예컨대, 직경이 300㎜인 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 「웨이퍼」라고 함) W를 탑재하는 탑재대로서 의 원기둥 형상의 서셉터(12)가 배치되어 있다. 챔버(11)의 내벽면은 측벽 부재(31)로 덮여진다. 그 측벽 부재(31)는 알루미늄으로 이루어지며, 그 처리 공간 S에 대향하는 면은 이트리아(Y2O3)의 용사 피막으로 코팅되어 있다. 또한, 챔버(11)는 전기적으로 접지하고, 서셉터(12)는 챔버(11)의 바닥부에 절연성 부재(29)를 사이에 두고 설치된다.In FIG. 1, the substrate processing apparatus 10 has a cylindrical chamber 11, and the chamber 11 has a processing space S therein. In the chamber 11, for example, a cylindrical susceptor 12 serving as a mounting table on which a semiconductor wafer (hereinafter, simply referred to as "wafer") W having a diameter of 300 mm is mounted is disposed. The inner wall surface of the chamber 11 is covered with the side wall member 31. The side wall member 31 is made of aluminum, and the surface facing the processing space S is coated with a thermal spray coating of yttria (Y 2 O 3 ). In addition, the chamber 11 is electrically grounded, and the susceptor 12 is provided at the bottom of the chamber 11 with an insulating member 29 interposed therebetween.

기판 처리 장치(10)에서는, 챔버(11)의 안쪽벽과 서셉터(12)의 측면에 의해, 서셉터(12) 위쪽의 가스를 챔버(11)의 밖으로 배출하는 배기로(13)가 형성된다. 이 배기로(13)의 도중에는 플라즈마의 하류로의 누설을 방지하는 고리 형상의 배기 플레이트(14)가 배치된다. 또한, 배기로(13)에 있어서의 배기 플레이트(14)보다 하류의 공간은, 서셉터(12)의 아래쪽으로 돌아 들어가는, 가변식 버터플라이 밸브인 자동 압력 제어 밸브(Automatic Pressure Control Valve)(이하, 「APC 밸브」라고 함)(15)에 연통한다. APC 밸브(15)는, 아이솔레이터(Isolator)(16)를 거쳐 진공 흡입용 배기 펌프인 터보 분자 펌프(Turbo Molecular Pump)(이하, 「TMP」라고 함)(17)에 접속되고, TMP(17)는, 밸브 V1을 거쳐 배기 펌프인 드라이 펌프(이하, 「DP」라고 함)(18)에 접속되어 있다. APC 밸브(15)는 챔버(11) 내의 압력 제어를 행하고, TMP(17)는 챔버(11) 내를 진공 흡입한다.In the substrate processing apparatus 10, an exhaust path 13 for discharging the gas above the susceptor 12 out of the chamber 11 is formed by the inner wall of the chamber 11 and the side surface of the susceptor 12. do. An annular exhaust plate 14 is disposed in the middle of the exhaust passage 13 to prevent leakage of plasma downstream. In addition, the space downstream of the exhaust plate 14 in the exhaust path 13 is an automatic pressure control valve, which is a variable butterfly valve, which enters the lower side of the susceptor 12 (hereinafter, referred to as an automatic pressure control valve). , 15 is referred to as "APC valve." The APC valve 15 is connected to a Turbo Molecular Pump (hereinafter referred to as "TMP") 17 which is an exhaust pump for vacuum suction through an isolator 16, and the TMP 17 Is connected to the dry pump (henceforth "DP") 18 which is an exhaust pump via valve V1. The APC valve 15 performs pressure control in the chamber 11, and the TMP 17 vacuum sucks the inside of the chamber 11.

또한, 바이패스 배관(19)이 아이솔레이터(16) 및 APC 밸브(15)의 사이로부터 밸브 V2를 거쳐 DP(18)에 접속되어 있다. DP(18)는 바이패스 배관(19)을 거쳐 챔버(11) 내를 러프 펌핑(rough pumping)한다.In addition, the bypass pipe 19 is connected to the DP 18 via the valve V2 between the isolator 16 and the APC valve 15. The DP 18 roughly pumps the inside of the chamber 11 via the bypass pipe 19.

서셉터(12)에는 고주파 전원(20)이 급전봉(21) 및 정합기(Matcher)(22)를 거쳐 접속되어 있고, 그 고주파 전원(20)은 고주파 전력을 서셉터(12)에 공급한다. 이에 따라, 서셉터(12)는 하부 전극으로서 기능한다. 또한, 정합기(22)는, 서셉터(12)로부터의 고주파 전력의 반사를 저감하여 고주파 전력의 서셉터(12)로의 공급 효율을 최대로 한다. 서셉터(12)는 고주파 전원(20)으로부터 공급된 고주파 전력을 처리 공간 S에 인가한다.A high frequency power source 20 is connected to the susceptor 12 via a feed rod 21 and a matcher 22, and the high frequency power source 20 supplies high frequency power to the susceptor 12. . Accordingly, the susceptor 12 functions as a lower electrode. The matching unit 22 also reduces the reflection of the high frequency power from the susceptor 12 and maximizes the supply efficiency of the high frequency power to the susceptor 12. The susceptor 12 applies the high frequency power supplied from the high frequency power supply 20 to the processing space S. FIG.

서셉터(12)의 내부 위쪽에는, 도전막으로 이루어지는 원판 형상의 ESC 전극판(23)이 배치되어 있다. ESC 전극판(23)에는 ESC 직류 전원(24)이 전기적으로 접속되어 있다. 웨이퍼 W는, ESC 직류 전원(24)으로부터 ESC 전극판(23)에 인가된 직류 전압에 의해 발생하는 쿨롱력 또는 존슨ㆍ라벡(Johnsen－Rahbek)력에 의해 서셉터(12)의 윗면에 흡착 유지된다. 또한, 서셉터(12)의 상부에는, 서셉터(12)의 윗면에 흡착 유지된 웨이퍼 W의 주위를 둘러싸도록 원환(圓環) 형상의 포커스링(25)이 배치된다. 이 포커스링(25)은 처리 공간 S에 노출하고, 그 처리 공간 S에서 발생한 플라즈마를 웨이퍼 W의 표면을 향하여 수속하여, 플라즈마 처리의 효율을 향상시킨다.Above the inside of the susceptor 12, a disk shaped ESC electrode plate 23 made of a conductive film is disposed. The ESC DC power supply 24 is electrically connected to the ESC electrode plate 23. The wafer W is adsorbed and held on the upper surface of the susceptor 12 by the Coulomb force or the Johnsonsen-Rahbek force generated by the DC voltage applied from the ESC DC power supply 24 to the ESC electrode plate 23. do. In addition, an annular focus ring 25 is disposed above the susceptor 12 to surround the wafer W adsorbed and held on the upper surface of the susceptor 12. The focus ring 25 is exposed to the processing space S and converges the plasma generated in the processing space S toward the surface of the wafer W, thereby improving the efficiency of the plasma processing.

또한, 서셉터(12)의 내부에는, 예컨대, 원주 방향으로 연재하는 고리 형상의 냉매실(26)이 마련된다. 이 냉매실(26)에는, 칠러(chiller) 유닛(도시하지 않음)으로부터 냉매용 배관(27)을 거쳐 소정 온도의 냉매, 예컨대, 냉각수나 갈덴(등록 상표)액이 순환 공급되고, 그 냉매의 온도에 따라 서셉터(12) 윗면에 흡착 유지된 웨이퍼 W의 처리 온도가 제어된다.In the susceptor 12, an annular coolant chamber 26 extending in the circumferential direction is provided, for example. The refrigerant chamber 26 is circulated and supplied with a refrigerant having a predetermined temperature, for example, cooling water or galden (registered trademark) liquid, from a chiller unit (not shown) through the refrigerant pipe 27. The processing temperature of the wafer W adsorbed and held on the susceptor 12 upper surface is controlled in accordance with the temperature.

또한, 서셉터(12)의 윗면의 웨이퍼 W가 흡착 유지되는 부분(이하, 「흡착면」이라고 함)에는, 복수의 전열 가스 공급 구멍(28)이 개구하고 있다. 이들 복수의 전열 가스 공급 구멍(28)은, 서셉터(12) 내부에 배치된 전열 가스 공급 라인(30)을 거쳐 전열 가스 공급부(32)에 접속되고, 그 전열 가스 공급부(32)는 전열 가스로서의 헬륨(He) 가스를, 전열 가스 공급 구멍(28)을 거쳐 흡착면 및 웨이퍼 W의 이면의 간극에 공급한다.In addition, a plurality of heat transfer gas supply holes 28 are opened in a portion where the wafer W on the upper surface of the susceptor 12 is adsorbed and held (hereinafter, referred to as an "adsorption surface"). These heat transfer gas supply holes 28 are connected to the heat transfer gas supply part 32 via the heat transfer gas supply line 30 arrange | positioned inside the susceptor 12, The heat transfer gas supply part 32 is a heat transfer gas. Helium (He) gas is supplied to the gap between the adsorption surface and the back surface of the wafer W via the electrothermal gas supply hole 28.

또한, 서셉터(12)의 흡착면에는, 서셉터(12)의 윗면으로부터 돌출이 자유로운 리프트핀으로서의 복수의 푸셔핀(33)이 배치되어 있다. 이들 푸셔핀(33)은 흡착면으로부터 자유롭게 돌출한다. 웨이퍼 W에 플라즈마 처리를 실시하기 위해 웨이퍼 W를 흡착면에 흡착 유지할 때에는, 푸셔핀(33)은 서셉터(12)에 수용되고, 플라즈마 처리가 실시된 웨이퍼 W를 챔버(11)로부터 반출할 때에는, 푸셔핀(33)은 서셉터(12)의 윗면으로부터 돌출하여 웨이퍼 W를 서셉터(12)로부터 이간시켜 위쪽으로 들어 올린다.In addition, on the suction surface of the susceptor 12, a plurality of pusher pins 33 are provided as lift pins which protrude freely from the upper surface of the susceptor 12. These pusher pins 33 protrude freely from the suction surface. When the wafer W is adsorbed and held on the adsorption surface in order to perform plasma processing on the wafer W, the pusher pin 33 is accommodated in the susceptor 12, and when the wafer W subjected to plasma processing is carried out from the chamber 11. The pusher pin 33 protrudes from the upper surface of the susceptor 12 to lift the wafer W away from the susceptor 12 and upwards.

챔버(11)의 천정부에는, 서셉터(12)와 대향하도록 가스 도입 샤워헤드(34)가 배치되어 있다. 그 가스 도입 샤워헤드(34)는 천정 전극판(35), 냉각판(36)(기판 처리 장치용 부품) 및 상부 전극체(Upper Electrode Body)(37)를 구비한다. 가스 도입 샤워헤드(34)에 있어서, 천정 전극판(35), 냉각판(36) 및 상부 전극체(37)는 아래쪽으로부터 순서대로 중첩된다.In the ceiling of the chamber 11, a gas introduction shower head 34 is disposed to face the susceptor 12. The gas introduction shower head 34 includes a ceiling electrode plate 35, a cooling plate 36 (component for a substrate processing apparatus), and an upper electrode body 37. In the gas introduction shower head 34, the ceiling electrode plate 35, the cooling plate 36, and the upper electrode body 37 overlap in order from the bottom.

천정 전극판(35)은 도전체 재료로 이루어지는 원판 형상의 부품이다. 그 천정 전극판(35)에는 고주파 전원(38)이 정합기(39)를 거쳐 접속되어 있고, 그 고주 파 전원(38)은 고주파 전력을 천정 전극판(35)에 공급한다. 이에 따라, 천정 전극판(35)은 상부 전극으로서 기능한다. 또한, 정합기(39)는 정합기(22)와 동일한 기능을 갖는다. 천정 전극판(35)은 고주파 전원(38)으로부터 공급된 고주파 전력을 처리 공간 S에 인가한다. 또, 천정 전극판(35)의 주위에는 그 천정 전극판(35)을 둘러싸도록 고리 형상의 절연 부재(40)가 배치되고, 그 절연 부재(40)는 천정 전극판(35)을 챔버(11)로부터 절연한다.The ceiling electrode plate 35 is a disk-shaped part made of a conductor material. A high frequency power supply 38 is connected to the ceiling electrode plate 35 via a matching unit 39, and the high frequency power supply 38 supplies high frequency power to the ceiling electrode plate 35. As a result, the ceiling electrode plate 35 functions as an upper electrode. In addition, the matcher 39 has the same function as the matcher 22. The ceiling electrode plate 35 applies the high frequency power supplied from the high frequency power supply 38 to the processing space S. FIG. In addition, a ring-shaped insulating member 40 is disposed around the ceiling electrode plate 35 so as to surround the ceiling electrode plate 35, and the insulating member 40 moves the ceiling electrode plate 35 to the chamber 11. Insulation from

냉각판(36)은 알루미늄, 예컨대, JIS 규격의 A6061 합금으로 이루어지는 원판 형상의 부품이다. 그 냉각판(36)의 표면은, 후술하는 피막 형성 방법에 의해 형성된 알루마이트 피막(57)에 의해 덮여 있다. 냉각판(36)은 플라즈마 처리에 의해 고온이 된 천정 전극판(35)의 열을 흡수하여 그 천정 전극판(35)을 냉각한다. 또, 냉각판(36)의 아랫면은 천정 전극판(35)의 윗면에 알루마이트 피막(57)을 거쳐 접촉하므로, 천정 전극판(35)은 냉각판(36)과 절연된다.The cooling plate 36 is a disk-shaped part made of aluminum, for example, an A6061 alloy of JIS standard. The surface of the cooling plate 36 is covered with the alumite film 57 formed by the film forming method described later. The cooling plate 36 absorbs the heat of the ceiling electrode plate 35 which has become high by plasma treatment and cools the ceiling electrode plate 35. In addition, since the lower surface of the cooling plate 36 contacts the upper surface of the ceiling electrode plate 35 via the alumite coating 57, the ceiling electrode plate 35 is insulated from the cooling plate 36.

상부 전극체(37)는 알루미늄으로 이루어지는 원판 형상의 부품이다. 그 상부 전극체(37)의 표면도, 후술하는 피막 형성 방법에 의해 형성된 알루마이트 피막(57)에 의해 덮여 있다. 상부 전극체(37)의 내부에는 버퍼실(41)이 마련되고, 이 버퍼실(41)에는 처리 가스 공급부(도시하지 않음)로부터의 처리 가스 도입관(42)이 접속되어 있다. 버퍼실(41)에는 처리 가스 도입관(42)을 거쳐 처리 가스 공급부로부터 처리 가스가 도입된다.The upper electrode body 37 is a disk-shaped part made of aluminum. The surface of the upper electrode body 37 is also covered by the alumite film 57 formed by the film forming method described later. A buffer chamber 41 is provided inside the upper electrode body 37, and a processing gas introduction pipe 42 from a processing gas supply unit (not shown) is connected to the buffer chamber 41. Process gas is introduced into the buffer chamber 41 from the process gas supply part via the process gas introduction pipe 42.

천정 전극판(35) 및 냉각판(36)은, 각각 그 두께 방향으로 관통하는 복수의 가스 구멍(43, 44)(관통공)을 갖는다. 또한, 상부 전극체(37)는 그 상부 전극 체(37)의 아랫면 및 버퍼실(41)의 사이의 부분을 관통하는 복수의 가스 구멍(45)을 갖는다. 천정 전극판(35), 냉각판(36) 및 상부 전극체(37)가 중첩되었을 때, 각 가스 구멍(43, 44, 45)은 일직선상에 늘어서, 버퍼실(41)에 도입된 처리 가스를 처리 공간 S에 공급한다.The ceiling electrode plate 35 and the cooling plate 36 each have a plurality of gas holes 43 and 44 (through holes) penetrating in the thickness direction thereof. In addition, the upper electrode body 37 has a plurality of gas holes 45 penetrating a portion between the lower surface of the upper electrode body 37 and the buffer chamber 41. When the ceiling electrode plate 35, the cooling plate 36, and the upper electrode body 37 overlap each other, the gas holes 43, 44, and 45 are lined up in a straight line to introduce the processing gas introduced into the buffer chamber 41. To the processing space S.

챔버(11)의 측벽에는, 푸셔핀(33)에 의해 서셉터(12)로부터 위쪽으로 들어 올려진 웨이퍼 W의 높이에 대응하는 위치에 웨이퍼 W의 반출입구(46)가 마련되고, 반출입구(46)에는, 그 반출입구(46)를 개폐하는 게이트 밸브(47)가 붙여져 있다.On the side wall of the chamber 11, the carrying in and out of the wafer W is provided at a position corresponding to the height of the wafer W lifted upward from the susceptor 12 by the pusher pin 33, and the carrying in and out ( The gate valve 47 which opens and closes the carry-out and exit 46 is attached to 46.

이 기판 처리 장치(10)의 챔버(11) 내에서는, 상술한 바와 같이, 서셉터(12) 및 천정 전극판(38)이 처리 공간 S에 고주파 전력을 인가함으로써, 가스 도입 샤워헤드(34)로부터 처리 공간 S에 공급된 처리 가스를 고밀도의 플라즈마로 하여 양이온이나 래디컬을 발생시키고, 그 양이온이나 래디컬에 의해 웨이퍼 W에 플라즈마 처리를 실시한다.In the chamber 11 of the substrate processing apparatus 10, as described above, the susceptor 12 and the ceiling electrode plate 38 apply high frequency power to the processing space S, whereby the gas introduction shower head 34 is provided. From the process gas supplied from the processing space S to a high density plasma, cations and radicals are generated, and plasma treatment is performed on the wafer W by the cations and radicals.

도 2는 기판 처리 장치용 부품의 표면에 형성되는 일반적인 알루마이트 피막의 구성을 나타내는 단면 사시도이다.2 is a cross-sectional perspective view showing the configuration of a general anodized film formed on the surface of a component for substrate processing apparatus.

도 2에 있어서, 알루마이트 피막(48)은, 부품의 알루미늄 기재(49)상에 형성된 배리어층(50)과, 그 배리어층(50)의 위에 형성된 포러스(porous)층(51)을 구비한다.In FIG. 2, the alumite film 48 is provided with the barrier layer 50 formed on the aluminum base material 49 of a component, and the porous layer 51 formed on the barrier layer 50. As shown in FIG.

배리어층(50)은 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어지는 거의 결함이 없는 층이며, 가스 투과성을 갖고 있지 않으므로, 부식성 가스나 플라즈마가 알루미늄 기 재(49)에 접촉하는 것을 방지한다. 포러스층(51)은 알루마이트 피막(48)의 두께 방향(이하, 간단히 「막 두께 방향」이라고 함)을 따라 신장하여 성장하는, 산화알루미늄으로 이루어지는 복수의 셀(52)을 갖는다. 각 셀(52)은 알루마이트 피막(48)의 표면에서 개구하고, 막 두께 방향을 따라 신장하는 구멍인 포어(53)를 갖는다.The barrier layer 50 is a layer almost free of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and does not have gas permeability, thereby preventing corrosive gas and plasma from contacting the aluminum substrate 49. The porous layer 51 has a plurality of cells 52 made of aluminum oxide which extend and grow along the thickness direction (hereinafter, simply referred to as the "film thickness direction") of the alumite coating 48. Each cell 52 has a pore 53 which opens at the surface of the alumite coating 48 and extends along the film thickness direction.

이 알루마이트 피막(48)은, 부품을 직류 전원의 양극에 접속하여 산성 용액(전해액) 중에 침지하여, 알루미늄 기재(49)의 표면을 산화하는(양극 산화 처리) 것에 의해 형성된다. 이때, 배리어층(50)과 함께 포러스층(51)이 형성되지만, 포러스층(51)에서는 셀(52)의 성장에 따라 포어(53)도 막 두께 방향을 따라 신장하여 간다.The alumite film 48 is formed by connecting a component to an anode of a direct current power source and immersing it in an acidic solution (electrolyte solution) to oxidize the surface of the aluminum substrate 49 (anode oxidation treatment). At this time, the porous layer 51 is formed together with the barrier layer 50, but in the porous layer 51, the pores 53 also extend along the film thickness direction as the cells 52 grow.

알루마이트 피막(48)이 표면에 형성된 부품을, 수분을 포함하는 분위기에 있어서 사용하면, 각 포어(53)는 수분을 흡수하여, 그 후 방출하는 경우가 있다. 플라즈마 처리는 진공 중에서 실행될 필요가 있지만, 각 포어(53)로부터 수분이 방출되면 진공을 실현하는 것이 곤란하다. 따라서, 각 포어(53)는 봉공할 필요가 있다(봉공 처리).When the component formed on the surface of the anodized coating 48 is used in an atmosphere containing water, each of the pores 53 may absorb water and then be released thereafter. Although the plasma processing needs to be performed in a vacuum, it is difficult to realize a vacuum when moisture is discharged from each pore 53. Therefore, each pore 53 needs to be sealed (sealing process).

통상, 봉공 처리에서는 120℃∼140℃의 고압의 수증기에 알루마이트 피막(48)이 노출된다. 이때, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 각 셀(52)에서는 수증기에 촉발되어 산화알루미늄(60)이 팽창ㆍ성장하여, 포어(53)를 거의 봉공한다. 이때, 포어(53) 내에서는 팽창ㆍ성장한 산화알루미늄(60)이 피할 장소가 없어지고, 포러스층(51) 등에 압축 응력을 발생시키는 일이 있다.Usually, in the sealing process, the alumite film 48 is exposed to high pressure steam at 120 ° C to 140 ° C. At this time, as shown in Fig. 3A, each cell 52 is triggered by water vapor, and the aluminum oxide 60 expands and grows to substantially close the pores 53. At this time, in the pore 53, there is no place to avoid the expanded and grown aluminum oxide 60, and the compressive stress may be generated in the porous layer 51 or the like.

또한, 통상, 양극 산화 처리에서는 황산 용액이 이용되지만, 부품이 황산 용액 중에 침지되면, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 알루미늄 기재(49)가 산화되어 알루마이트 피막(48)이 안쪽을 향하여 성장하고 또한, 바깥쪽을 향해서도 성장한다. 알루미늄 기재(49)의 안쪽을 향하여 성장하는 알루마이트 피막(48)에서는, 알루미늄이 산화알루미늄으로 변질할 뿐이지만, 알루미늄 기재(49)의 바깥쪽을 향하여 성장하는 알루마이트 피막(48)에서는, 도 3(c)에 나타내는 바와 같이, 불순물(54)을 정점으로 하는 산화알루미늄의 결정 기둥(55)이 알루마이트 피막(48)의 바깥쪽을 향하여 신장한다. 이때, 어떤 결정 기둥(55)이 구부러지면서 신장하여 인접하는 결정 기둥(55)에 충돌하면 각각의 결정 기둥(55)에 잔류 응력이 발생한다.In general, a sulfuric acid solution is used in the anodic oxidation treatment, but when the part is immersed in the sulfuric acid solution, as shown in Fig. 3B, the aluminum base material 49 is oxidized and the alumite film 48 grows inward. It also grows outward. In the alumite film 48 growing toward the inside of the aluminum substrate 49, aluminum is deteriorated to aluminum oxide, but in the alumite film 48 growing toward the outside of the aluminum substrate 49, FIG. As shown in c), the crystal column 55 of aluminum oxide which makes the impurity 54 a peak extends toward the outer side of the alumite film 48. At this time, when a certain crystal column 55 is bent and stretched to collide with an adjacent crystal column 55, residual stresses are generated in each crystal column 55.

황산 용액을 이용한 양극 산화 처리 및 수증기를 이용한 봉공 처리에 의해 형성된 알루마이트 피막(48)에서는, HARC 처리에 의해 부품이 고온, 예컨대, 알루마이트 피막(48)이 표면에 형성된 냉각판(36)에서의 천정 전극판(35)과의 접촉면의 온도가 176℃ 정도가 되면, 알루마이트 피막(48)에 있어서 포어(53)의 산화알루미늄(60)이 팽창하여 포러스층(51) 등에 압축 응력이 발생한다. 또한, 결정 기둥(55)끼리의 충돌에 의한 잔류 응력에 열 응력이 가해진다. 그 결과, 알루마이트 피막(48)이 파괴되는 일이 있다.In the anodized film 48 formed by anodizing with sulfuric acid solution and sealing by using water vapor, the ceiling in the cooling plate 36 in which parts are formed at high temperature, for example, the anodized film 48 is formed on the surface by HARC treatment. When the temperature of the contact surface with the electrode plate 35 is about 176 ° C., the aluminum oxide 60 of the pore 53 expands in the aluminite film 48, and compressive stress is generated in the porous layer 51 and the like. In addition, thermal stress is applied to the residual stress caused by the collision between the crystal pillars 55. As a result, the alumite coating 48 may be destroyed.

이에 대하여, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치용 부품으로서의 냉각판(36)의 표면에 형성되는 알루마이트 피막에서는, 포러스층 등에 있어서의 압축 응력 및 잔류 응력의 발생이 억제된다.In contrast, in the alumite film formed on the surface of the cooling plate 36 as the component for substrate processing apparatus according to the present embodiment, the generation of compressive stress and residual stress in the porous layer or the like is suppressed.

구체적으로는, 표면에 알루미늄 기재(56)가 노출하게 된 냉각판(36)을 직류 전원의 양극에 접속하여, 유기산, 예컨대, 수산(蓚酸)을 주성분으로 하는 산성 용액(이하, 「수산 용액」이라고 함)에 침지하여, 냉각판(36)의 표면을 산화한다(양극 산화 처리).Specifically, the cooling plate 36 which exposes the aluminum base material 56 on the surface is connected to the anode of a DC power supply, and the acidic solution which has an organic acid, for example, a hydroxyl, as a main component (hereinafter, "aqueous solution"). And the surface of the cooling plate 36 is oxidized (anode oxidation treatment).

이때, 황산을 이용한 양극 산화 처리와 달리, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 알루마이트 피막(57)은 주로 알루미늄 기재(56)의 안쪽을 향하여 성장하고, 알루미늄 기재(56)의 바깥쪽을 향하여 거의 성장하지 않는다. 따라서, 알루미늄 기재(56)의 표면으로부터 바깥쪽을 향하여 산화알루미늄의 결정 기둥이 성장하는 일이 거의 없고, 인접하는 결정 기둥끼리가 충돌하는 일이 없다. 그 결과, 알루마이트 피막(57)에 있어서 잔류 응력의 발생을 억제할 수 있다. 또, 알루마이트 피막(57)의 각 셀(58)에서도 포어(53)와 동일한 포어(59)가 형성된다.At this time, unlike the anodic oxidation process using sulfuric acid, as shown in Fig. 4A, the alumite coating 57 mainly grows toward the inside of the aluminum substrate 56, and toward the outside of the aluminum substrate 56. Almost no growth Therefore, crystal pillars of aluminum oxide hardly grow from the surface of the aluminum substrate 56 to the outside, and adjacent crystal pillars do not collide with each other. As a result, the generation of residual stress in the alumite coating 57 can be suppressed. In addition, in each cell 58 of the alumite coating 57, the same pore 59 as the pore 53 is formed.

또한, 표면에 알루마이트 피막(57)이 형성된 냉각판(36)은 끓는 물 중에 5분∼10분에 걸쳐 침지된다(반봉공 처리). 이때, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 각 셀(58)에서는 끓는 물에 촉발되어 산화알루미늄(61)이 팽창ㆍ성장하지만, 그 팽창ㆍ성장량은 수증기를 이용한 봉공 처리에 의해 팽창ㆍ성장하는 산화알루미늄(60)의 팽창ㆍ성장량보다 작다. 그 결과, 포어(59)는 불완전하게 봉공되고, 포어(59)에 있어서 산화알루미늄(61)에 둘러싸인 개구 통로(62)가 확보된다. 이에 따라, 포어(59)에 있어서 산화알루미늄(61)이 팽창하더라도, 팽창한 산화알루미늄(61)이 피할 장소를 확보할 수 있어, 포러스층 등에 있어서 압축 응력의 발생을 거의 방지할 수 있다.Moreover, the cold plate 36 in which the alumite film 57 was formed on the surface is immersed in boiling water for 5 to 10 minutes (semi-sealing process). At this time, as shown in Fig. 4B, in each cell 58, the aluminum oxide 61 expands and grows when it is triggered by boiling water, but the amount of expansion / growth expands and grows by sealing using water vapor. It is smaller than the amount of expansion and growth of the aluminum oxide 60. As a result, the pore 59 is incompletely sealed and the opening passage 62 surrounded by the aluminum oxide 61 in the pore 59 is secured. Thereby, even if the aluminum oxide 61 expands in the pore 59, a place to be avoided by the expanded aluminum oxide 61 can be secured, and the occurrence of compressive stress in the porous layer or the like can be almost prevented.

또, 냉각판(36)을 끓는 물 중에 30분∼60분에 걸쳐 침지하면, 도 4(c)에 나타내는 바와 같이, 포어(59)에서의 알루마이트 피막(57)의 표면 근방에 있어서 산화알루미늄(62)이 크게 팽창ㆍ성장하여, 포어(59)를 거의 봉공하여 버린다. 따라서, 냉각판(36)의 끓는 물로의 침지 시간은 30분 미만, 바람직하게는 5분∼10분인 것이 좋다.Further, when the cooling plate 36 is immersed in boiling water over 30 minutes to 60 minutes, as shown in Fig. 4C, the aluminum oxide (in the vicinity of the surface of the aluminite coating 57 in the pore 59) 62 greatly expands and grows, and nearly closes the pore 59. Therefore, the immersion time of the cooling plate 36 in boiling water is preferably less than 30 minutes, preferably 5 minutes to 10 minutes.

수산 용액을 이용한 양극 산화 처리 및 끓는 물 중에 냉각판(36)을 5분∼10분에 걸쳐 침지하는 반봉공 처리에 의해 형성된 알루마이트 피막(57)에서는, HARC 처리에 의해 냉각판(36)이 고온이 되어도, 포어(59)에 있어서 산화알루미늄(61)이 피할 장소가 확보되어 있으므로, 포러스층 등에 압축 응력이 거의 발생하는 일이 없다. 또한, 알루마이트 피막(57)에 있어서 잔류 응력이 거의 발생하는 일이 없으므로, 열 응력에 잔류 응력이 가해지는 일이 없다. 그 결과, 알루마이트 피막(57)이 파괴되는 일이 없다. 이 효과는, 특히, JIS 규격의 A6061 합금에 있어서 현저하다.In the aluminite coating 57 formed by the anodic oxidation treatment using an aqueous solution and a semi-sealing process in which the cooling plate 36 is immersed in boiling water for 5 to 10 minutes, the cooling plate 36 is heated at high temperature by HARC treatment. Even in this case, since the place where the aluminum oxide 61 is to be avoided is secured in the pore 59, compressive stress hardly occurs in the porous layer or the like. In addition, since the residual stress hardly occurs in the alumite coating 57, no residual stress is applied to the thermal stress. As a result, the alumite coating 57 is not destroyed. This effect is especially remarkable in the A6061 alloy of JIS standard.

또, 알루마이트 피막(57)에서의 셀(58)의 크기, 배리어층의 두께 및 포어(59)의 직경은, 양극 산화 처리에 있어서, 냉각판(36)이 접속된 직류 전원이 수산 용액에 인가하는 전압에 따라 변화한다. 구체적으로는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 인가되는 전압이 클수록 셀(58)의 사이즈, 배리어층의 두께 및 포어(59)의 직경은 증가한다. 그러나, 이들의 증가 정도는 서로 달라, 셀(58)의 크기의 증가 정도가 가장 크고, 포어(59)의 직경의 증가 정도가 가장 작다. 이 때문에, 인가하는 전압을 높게 하면, 셀(58)에 대하여 포어(59)가 상대적으로 작아져, 알루마이트 피막(57)의 치밀도가 향상한다. 알루마이트 피막(57)이 치밀하게 되면, 각 포어(59)에 있어서 산화알루미늄(61)이 피할 장소가 확보되지 않을 가능성이 높아지므로, 수산 용액에 인가하는 전압은 어느 임계값 이하인 것이 바람직하다.In addition, the size of the cell 58, the thickness of the barrier layer, and the diameter of the pore 59 in the aluminite coating 57 are applied to the aquatic solution by a direct current power source to which the cooling plate 36 is connected. It depends on the voltage. Specifically, as shown in FIG. 5, as the voltage applied is increased, the size of the cell 58, the thickness of the barrier layer, and the diameter of the pore 59 increase. However, the increase of these is different from each other, the largest increase in the size of the cell 58, the smallest increase in the diameter of the pore (59). For this reason, when the voltage to apply is made high, the pore 59 becomes comparatively small with respect to the cell 58, and the density of the anodized film 57 improves. When the aluminite coating 57 becomes dense, the possibility that the place where the aluminum oxide 61 is to be avoided in each pore 59 increases, so that the voltage applied to the aquatic solution is preferably below a certain threshold.

다음으로, 본 실시 형태에 따른 피막 형성 방법에 대하여 설명한다.Next, the film formation method which concerns on this embodiment is demonstrated.

도 6은 본 실시 형태에 따른 피막 형성 방법의 흐름도이다.6 is a flowchart of the film forming method according to the present embodiment.

도 6에 있어서, 우선, 표면에 알루미늄 기재(56)가 노출하게 된 냉각판(36)을 직류 전원의 양극에 접속하고, 수산 용액 중에 침지하여, 냉각판(36)의 표면을 산화한다(단계 S61)(양극 산화 처리).In Fig. 6, first, the cooling plate 36 on which the aluminum substrate 56 is exposed on the surface is connected to the anode of the direct current power source, immersed in an aquatic solution to oxidize the surface of the cooling plate 36 (step S61) (anodic oxidation treatment).

이어서, 표면에 알루마이트 피막(57)이 형성된 냉각판(36)을 끓는 물 중에 5분∼10분에 걸쳐 침지하여(단계 S62)(반봉공 처리), 본 처리를 종료한다.Next, the cooling plate 36 in which the alumite film 57 was formed on the surface is immersed in boiling water for 5 to 10 minutes (step S62) (semi-sealing treatment), and this process is complete | finished.

도 6의 처리에 의하면, 냉각판(36)이 직류 전원의 양극에 접속되고 또한 수산 용액 중에 침지되고, 냉각판(36)이 끓는 물 중에 5분∼10분에 걸쳐 침지된다. 이에 따라, 알루마이트 피막(57)에 있어서 결정 기둥끼리의 충돌에 의한 잔류 응력의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 각 포어(59)에 있어서 산화알루미늄(61)의 성장량을 작게 할 수 있고, 각 포어(59)에 있어서 산화알루미늄(61)이 피할 장소를 확보할 수 있어, 포러스층 등에 있어서 압축 응력이 거의 발생하는 일이 없다. 따라서, 냉각판(36)이 고온이 되어도 알루마이트 피막(57)이 파괴되는 일이 없고, 알루마이트 피막(57)의 벗겨짐에 의한 이물질의 발생을 방지할 수 있다. 즉, 냉각판(36)의 내열성을 향상할 수 있다.According to the process of FIG. 6, the cooling plate 36 is connected to the anode of the direct current power source and is immersed in the aqueous solution, and the cooling plate 36 is immersed in boiling water for 5 to 10 minutes. Thereby, generation | occurrence | production of the residual stress by the collision of crystal pillars in the alumite film 57 can be suppressed. In addition, the amount of growth of the aluminum oxide 61 in each pore 59 can be reduced, and a place to be avoided by the aluminum oxide 61 in each pore 59 can be secured. It rarely happens. Therefore, even if the cooling plate 36 becomes high temperature, the alumite film 57 is not destroyed, and generation | occurrence | production of the foreign material by peeling of the alumite film 57 can be prevented. That is, the heat resistance of the cooling plate 36 can be improved.

냉각판(36)은 복수의 가스 구멍(44)을 갖지만, 통상, 가스 구멍(44)은 가는 구멍이므로, 그 가스 구멍(44)의 표면을 향하여 이트리아 등의 입자를 건스프레이 등에 의해 분사하더라도, 입자가 충분히 부착하지 않는 부분이 발생한다. 즉, 가스 구멍(44)의 표면에 용사에 의해 내열성이 우수한 이트리아막 등을 형성하기가 곤란하지만, 도 6의 처리에서는, 냉각판(36)이 수산 용액 중에 침지되므로, 가스 구멍(44)의 표면에 전해액인 수산 용액이 접촉한다. 따라서, 가스 구멍(44)의 표면에 알루마이트 피막(57)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 냉각판(36)의 내열성을 확실히 향상할 수 있다. 또, 건스프레이 등에 의해 이트리아 등의 입자가 충분히 분사되지 않는 표면 또는 전혀 분사할 수 없는 표면을 갖는 다른 부품, 예컨대, 가는 구멍, 깊은 구멍이나 복잡한 오목부를 갖는 다른 부품도, 수산 용액 중에 침지함으로써 모든 표면에 알루마이트 피막(57)을 형성할 수 있고, 이에 따라, 내열성을 확실히 향상할 수 있다.The cooling plate 36 has a plurality of gas holes 44, but since the gas holes 44 are generally thin holes, even if the particles such as yttria are sprayed toward the surface of the gas holes 44 by a gun spray or the like, , A part where particles do not adhere sufficiently occurs. That is, it is difficult to form an yttria film or the like having excellent heat resistance on the surface of the gas hole 44 by the thermal spraying. However, in the processing of FIG. The hydroxyl solution which is electrolyte solution contacts the surface of. Therefore, the alumite coating 57 can be formed in the surface of the gas hole 44. Thereby, the heat resistance of the cooling plate 36 can be improved reliably. In addition, other parts having a surface on which particles such as yttria are not sufficiently sprayed by a gun spray or the like or which cannot be sprayed at all, such as other parts having fine holes, deep holes or complicated recesses, are also immersed in the aquatic solution. The alumite coating 57 can be formed on all surfaces, whereby the heat resistance can be reliably improved.

또한, HARC 처리에서는, 냉각판(36)의 표면, 구체적으로는 가스 구멍(44)의 표면은 고파워의 플라즈마 분위기에 폭로되지만, 가스 구멍(44)의 표면에는 불완전하게 봉공된 포어(59)를 갖고 또한 잔류 응력의 발생이 억제된 알루마이트 피막(57)이 형성되므로, 냉각판(36)이 고파워의 플라즈마 분위기에 폭로되더라도 알루마이트 피막(57)의 벗겨짐에 의한 이물질의 발생을 방지할 수 있다.In the HARC process, the surface of the cooling plate 36, specifically, the surface of the gas hole 44 is exposed to a high power plasma atmosphere, but the pores 59 incompletely sealed to the surface of the gas hole 44 are exposed. Since the anodized film 57 is formed with suppressed generation of residual stress, the foreign matter caused by peeling off of the alumite film 57 can be prevented even if the cold plate 36 is exposed to the plasma atmosphere of high power. .

또, 상술한 도 6의 처리에서는, 냉각판(36)의 표면에 알루마이트 피막(57)이 형성되었지만, 그 알루마이트 피막(57)이 표면에 형성되는 부품은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 6의 처리에 의해 상부 전극체(37)의 표면에 알루마이트 피막(57)이 형성되더라도 좋다.In addition, although the alumite film 57 was formed in the surface of the cooling plate 36 in the process of FIG. 6 mentioned above, the component in which the alumite film 57 is formed in the surface is not limited to this. For example, an alumite film 57 may be formed on the surface of the upper electrode body 37 by the process of FIG. 6.

(실시예)(Example)

다음으로, 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.Next, embodiments of the present invention will be described in detail.

(실시예)(Example)

냉각판(36)의 표면에 도 6의 처리에 의해 알루마이트 피막(57)을 형성하고, 그 냉각판(36)을 기판 처리 장치(10)에 내장했다. 이어서, 열 산화막을 갖는 웨이퍼 W를 준비하고, 기판 처리 장치(10)에 의해 그 웨이퍼 W에 HARC 처리를 실시했다. 이 HARC 처리에서는, 챔버(11) 내의 압력이 3.33㎩(25mTorr)로 설정되고, 천정 전극판(35)에는 3300W의 고주파 전력이 공급되며, 서셉터(12)에는 3800W의 고주파 전력이 공급되고, 처리 공간 S에 C5F8 가스, Ar 가스 및 O2 가스로 이루어지는 처리 가스(C5F8 가스, Ar 가스 및 O2 가스의 유량비는 29／750／47)가 공급되며, 흡착면 및 웨이퍼 W의 이면의 간극에 있어서, 웨이퍼 W의 중앙부 및 가장자리 부분에는 각각 2.00M㎩(15Torr)의 He 가스 및 5.33M㎩(40Torr)의 He 가스가 공급되고, 챔버(11)의 내벽에 있어서, 천정부, 측벽부, 바닥부의 온도는 각각 60℃, 60℃, 20℃로 설정되며, 이 상태가 60초간에 걸쳐 유지되었다. 그리고, HARC 처리 후, 웨이퍼 W의 열 산화막의 에칭 레이트를 산출하고, 또한, 기판 처리 장치(10)로부터 냉각판(36)을 분리하여 알루마이트 피막(57)의 상태를 확인했다.The alumite film 57 was formed on the surface of the cooling plate 36 by the process of FIG. 6, and the cooling plate 36 was incorporated in the substrate processing apparatus 10. Subsequently, a wafer W having a thermal oxide film was prepared, and the wafer W was subjected to HARC processing by the substrate processing apparatus 10. In this HARC process, the pressure in the chamber 11 is set to 3.33 Pa (25 mTorr), the high frequency power of 3300 W is supplied to the ceiling electrode plate 35, the high frequency power of 3800 W is supplied to the susceptor 12, in the processing space S C 5 F 8 gas, Ar gas and O 2 gas, the process gas consisting of is supplied to (flow ratio of the C 5 F 8 gas, Ar gas and O 2 gas is 29/750/47), the attraction surface and the wafer In the gap between the back surface of the W, 2.00 M㎩ (15 Torr) He gas and 5.33 M㎩ (40 Torr) He gas are supplied to the center portion and the edge portion of the wafer W, respectively, on the inner wall of the chamber 11. The temperature of the side wall part and the bottom part was set to 60 degreeC, 60 degreeC, and 20 degreeC, respectively, and this state was hold | maintained for 60 second. After the HARC process, the etching rate of the thermal oxide film of the wafer W was calculated, and the cooling plate 36 was separated from the substrate processing apparatus 10 to confirm the state of the alumite coating 57.

(비교예)(Comparative Example)

냉각판(36)의 표면에 황산 용액을 이용한 양극 산화 처리 및 수증기를 이용한 봉공 처리에 의해 알루마이트 피막(48)을 형성하고, 그 냉각판(36)을 기판 처리 장치(10)에 내장했다. 이어서, 열 산화막을 갖는 웨이퍼 W를 준비하고, 기판 처리 장치(10)에 의해 그 웨이퍼 W에 실시예와 같은 조건의 HARC 처리를 실시했다. 그리고, HARC 처리 후, 웨이퍼 W의 열 산화막의 에칭 레이트를 산출하고, 또한, 기판 처리 장치(10)로부터 냉각판(36)을 분리하여 알루마이트 피막(48)의 상태를 확인했다.On the surface of the cooling plate 36, an aluminite coating 48 was formed by anodizing treatment using sulfuric acid solution and sealing by using steam, and the cooling plate 36 was incorporated in the substrate processing apparatus 10. Subsequently, a wafer W having a thermal oxide film was prepared, and the wafer W was subjected to HARC processing under the same conditions as in the embodiment by the substrate processing apparatus 10. After the HARC treatment, the etching rate of the thermal oxide film of the wafer W was calculated, and the cooling plate 36 was separated from the substrate processing apparatus 10 to confirm the state of the alumite coating 48.

알루마이트 피막(48, 57)의 상태를 확인한 결과, 실시예의 알루마이트 피막(57)에는 틈이 발생하여 있지 않지만, 비교예의 알루마이트 피막(48)에는 틈이 발생하여 있는 것을 확인했다. 이에 따라, 도 6의 처리에 의해 냉각판(36)의 내열성을 확실히 향상할 수 있는 것을 알 수 있었다.As a result of confirming the states of the alumite coatings 48 and 57, it was confirmed that no gap occurred in the alumite coating 57 of the example, but a gap occurred in the alumite coating 48 of the comparative example. Thereby, it turned out that the heat resistance of the cooling plate 36 can be improved reliably by the process of FIG.

또한, 실시예에 있어서의 열 산화막의 에칭 레이트와, 비교예에 있어서의 열 산화막의 에칭 레이트의 사이에는 유의차를 찾아낼 수 없었다. 따라서, 도 6의 처리에 의해 형성된 알루마이트 피막(57)은 플라즈마 처리에 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있었다.In addition, a significant difference could not be found between the etching rate of the thermal oxide film in the Example and the etching rate of the thermal oxide film in the Comparative Example. Therefore, it was found that the alumite film 57 formed by the process of FIG. 6 does not affect the plasma process.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 기판 처리 장치용 부품이 적용되는 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a substrate processing apparatus to which a component for substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention is applied;

도 2는 기판 처리 장치용 부품의 표면에 형성되는 일반적인 알루마이트 피막의 구성을 나타내는 단면 사시도,2 is a cross-sectional perspective view showing the structure of a general anodized film formed on the surface of a component for substrate processing apparatus;

도 3은 통상의 피막 형성 방법에 있어서의 알루마이트 피막의 성장 형태를 나타내는 도면이며, 도 3(a)는 포어에 있어서의 산화알루미늄의 팽창ㆍ성장 형태를 나타내는 도면, 도 3(b)는 알루마이트 피막의 성장 방향을 나타내는 도면, 도 3(c)는 알루마이트 피막에 있어서의 결정 기둥의 신장 형태를 나타내는 도면,FIG. 3 is a view showing a growth form of an alumite film in a conventional film forming method, FIG. 3 (a) is a view showing an expansion / growth form of aluminum oxide in a pore, and FIG. 3 (b) is an alumite film Fig. 3 (c) is a diagram showing the elongation form of the crystal pillar in the alumite coating,

도 4는 본 실시 형태에 따른 피막 형성 방법에 있어서의 알루마이트 피막의 성장 형태를 나타내는 도면이며, 도 4(a)는 알루마이트 피막의 성장 방향을 나타내는 도면, 도 4(b)는 끓는 물 중에 5분∼10분에 걸쳐 침지한 경우의 포어에 있어서의 산화알루미늄의 팽창ㆍ성장 형태를 나타내는 도면, 도 4(c)는 부품을 끓는 물 중에 30분∼60분에 걸쳐 침지한 경우의 포어에 있어서의 산화알루미늄의 팽창ㆍ성장 형태를 나타내는 도면,Fig. 4 is a diagram showing the growth mode of the alumite film in the film forming method according to the present embodiment, Fig. 4 (a) is a view showing the growth direction of the alumite film, and Fig. 4 (b) is 5 minutes in boiling water. Fig. 4 (c) is a diagram showing the expansion and growth pattern of aluminum oxide in the pores when immersed for 10 minutes, and Fig. 4 (c) shows the pores when the parts are immersed in boiling water for 30 to 60 minutes. A diagram showing a form of expansion and growth of aluminum oxide,

도 5는 수산 용액에 인가되는 전압과 알루마이트 피막에 있어서의 셀의 크기, 배리어층의 두께 및 포어의 직경의 증가의 관계를 나타내는 그래프,5 is a graph showing the relationship between the voltage applied to the aqueous solution and the increase in the size of the cell, the thickness of the barrier layer and the diameter of the pore in the alumite coating,

도 6은 본 실시 형태에 따른 피막 형성 방법의 흐름도이다.6 is a flowchart of the film forming method according to the present embodiment.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

S : 처리 공간 W : 웨이퍼S: processing space W: wafer

10 : 기판 처리 장치 11 : 챔버10 substrate processing apparatus 11 chamber

36 : 냉각판 37 : 상부 전극체36: cold plate 37: upper electrode body

48, 57 : 알루마이트 피막 49, 56 : 알루미늄 기재48, 57: Anodized film 49, 56: Aluminum base material

50 : 배리어층 51 : 포러스층50: barrier layer 51: porous layer

52, 58 : 셀 53, 59 : 포어52, 58: cell 53, 59: fore

55 : 결정 기둥 60, 61, 63 : 산화알루미늄55 crystal column 60, 61, 63 aluminum oxide

Claims (8)

기판에 플라즈마 처리를 실시하는 기판 처리 장치용 부품에 있어서,In the component for substrate processing apparatus which performs a plasma process to a board | substrate, 상기 부품을 직류 전원의 양극(陽極)에 접속하고 또한 유기산을 주성분으로 하는 용액 중에 침지하는 양극 산화 처리에 의해 상기 부품의 표면에 형성된 피막을 구비하고,And a film formed on the surface of the component by anodizing, in which the component is connected to an anode of a direct current power source and immersed in a solution containing organic acids as a main component. 상기 피막에는 끓는 물을 이용한 반봉공(半封孔) 처리가 실시되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치용 부품.Substrate processing apparatus components, characterized in that the coating is subjected to a semi-sealed hole treatment using boiling water. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반봉공 처리에서는 상기 기판 처리 장치용 부품을 상기 끓는 물 중에 5분∼10분에 걸쳐 침지하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치용 부품.In the semi-sealing process, the substrate processing apparatus component is immersed in the boiling water over 5 minutes to 10 minutes. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 용사에 의해 피막이 형성될 수 없는 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치용 부품.It has a surface which a film cannot form by spraying, The component for substrate processing apparatuses characterized by the above-mentioned. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 표면은 적어도 하나의 구멍부(穴部) 또는 오목부(凹部)의 표면인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치용 부품.The said surface is the surface of at least one hole part or a recess part, The substrate processing apparatus component characterized by the above-mentioned. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 표면은 고파워의 플라즈마 분위기에 폭로(暴露)되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치용 부품.The surface is exposed to a high power plasma atmosphere, the substrate processing apparatus component. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 기판 처리 장치용 부품은 원판 형상의 냉각판이며, 그 냉각판은 복수의 관통공(貫通孔)을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치용 부품.The said substrate processing apparatus component is a disk-shaped cooling plate, The cooling plate has a some through-hole, The components for substrate processing apparatuses characterized by the above-mentioned. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 부품을 이루는 기재는 주성분이 JIS 규격의 A6061 합금인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치용 부품.The base material which comprises the said component is a component for substrate processing apparatuss whose main component is A6061 alloy of JIS standard. 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 기판 처리 장치용 부품의 피막 형성 방법에 있어서,In the film formation method of the component for substrate processing apparatuses which performs a plasma processing to a board | substrate, 상기 부품을 직류 전원의 양극에 접속하고 또한 유기산을 주성분으로 하는 용액 중에 침지하는 양극 산화 단계와,Anodizing step of connecting the component to a positive electrode of a direct current power source and immersing it in a solution mainly containing an organic acid; 끓는 물 중에 상기 부품을 5분∼10분에 걸쳐 침지하는 반봉공 단계Semi-sealing step of immersing the parts in boiling water for 5-10 minutes 를 갖는 것을 특징으로 하는 피막 형성 방법.The film formation method characterized by having.
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