TW202045763A - 成膜構造體的再生方法及再生成膜構造體 - Google Patents
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Abstract
提供一種簡易且低成本地能夠將成膜構造體進行再生的方法、及藉由此方法所製造的再生成膜構造體。成膜構造體的再生方法包括在受到損傷的主動面10a和位於相對側的非主動面10b上積層新SiC層16之新成膜層積層步驟、和將主動面10a加工以得到聚焦環之主動面加工步驟。
Description
本發明係有關於藉由含有SiC的成膜所形成的構造體之再生、適用於將上述成膜構造體的再生成本降低之再生方法、及再生構造體。
藉由電漿蝕刻處理等進行半導體製造時，製造用的腔室內所具備的SiC部件（夾具等）會受到電漿蝕刻處理的影響，造成其表面的一部分被腐蝕（受到損傷）。相較於價格便宜的Si部件，SiC部件幾乎不會生成顆粒、耐久性高，但是價格昂貴。因此，討論了藉由將受到損傷的SiC部件再生，以降低在使用SiC部件時的運作成本的方案，且目前提出了如專利文獻1和專利文獻2所公開的技術。
專利文獻1和專利文獻2所公開的技術皆為藉由CVD（chemical vapor deposition，化學氣相沉積法）在經使用而受到損傷的SiC部件的受損面上積層出新SiC層，並對此新SiC層進行機械加工，以得到原本的部件形狀之技術。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本專利特開第2012-49220號公報
[專利文獻2] 日本專利特開第2017-212427號公報
[發明所欲解決的課題]
藉由專利文獻1和專利文獻2所公開的技術，確實能夠得到與使用前的SiC部件相同品質的再生部件。然而，在專利文獻1和專利文獻2所公開的技術中，進行受損部分的前加工處理和洗淨處理、對新SiC層中不積層的部分進行遮罩處理等、在進行各種前處理步驟之後積層新SiC層、及進行加工。因此，事實上，再生所需的成本非常高，難以找出與新產品的製造成本相較之下的優點。
因此，本發明的目的係提供一種簡易且低成本地能夠將成膜構造體進行再生的方法、及藉由此方法所製造的再生成膜構造體。
[用於解決課題的手段]
為了達成上述目的，根據本發明的成膜構造體的再生方法，其係成膜構造體的再生方法，其包括：在受到損傷的表面和相對的表面上積層新的成膜層以形成主要形成面之新成膜層積層步驟，其中前述新的成膜層具有前述損傷的深度以上的厚度；以及對受到前述損傷的表面加工以得到所期望的形狀之主動面加工步驟，其中在前述主動面加工步驟中，進行加工直到可完全去除受到前述損傷的部位之深度。
再者，在具有上述特徵之成膜構造體的再生方法中，也可以在2個成膜構造體的主動面接觸、或是接近的狀態下，進行前述新成膜層積層步驟。藉由具有這種特徵，變得可以在2個成膜構造體的非主動面之側再次積層新成膜層。
而且，在具有上述特徵之成膜構造體的再生方法中，前述成膜構造體能夠作為SiC部件。由於適用於製造成本高的SiC部件，因此在降低製造成本的方面能夠得到顯著的效果。
再者，為了達成上述目的的再生成膜構造體，由將在受到損傷的舊成膜層中受到損傷的部位藉由加工而完全去除因而所得到的主動面、和藉由具有前述舊成膜層受到損傷的深度以上的厚度之新成膜層所得到的非主動面之正反兩面一體成型所構成。
[本發明的效果]
根據具有上述特徵之成膜構造體的再生方法，可以簡易且低成本地將成膜構造體進行再生。
以下，參照圖式對本發明的成膜構造體的再生方法、及根據再生成膜構造體的實施形態進行詳細說明。根據本實施形態的成膜構造體的再生方法，主要適用於進行電漿蝕刻處理等的半導體製造時腔室內所具備的夾具等的SiC部件，產生顯著的效果。
[第1實施形態]
以下，作為根據實施形態的成膜構造體的一範例，可列舉出作為在進行電漿蝕刻處理時用於支撐晶圓（未繪示）所使用的SiC部件之聚焦環10。聚焦環10係在進行電漿蝕刻處理時，在腔室內介於下側電極與晶圓之間的支撐部件。因此，聚焦環10至少包括用於載置晶圓的沉孔（台階12）、用於插入靜電吸盤的貫通孔14。另外，聚焦環10的形態並沒有特別限定，但在圖1至圖4的範例中，呈現所謂的甜甜圈形狀。
在這種結構的聚焦環10中，由於電漿蝕刻處理的影響，載置晶圓的表面（主動面10a）被電漿侵蝕而受到損傷（腐蝕）。在主動面10a的損傷狀況並非均勻的，如圖1所示之受到損傷的聚焦環的剖面形狀，接觸晶圓的外圍附近的台階12之外緣部分的損傷有變大的傾向。另外，在圖1中以雙點劃線所表示的外形框線係表示受到損傷之前的聚焦環10的外形。
在本實施形態中，對於將這種主動面10a受到損傷的成膜構造體（聚焦環10）再生的方法，參照圖1至圖4、及圖5進行說明。在本實施形態中，藉由CVD法，特別是電漿CVD法，在主動面10a受到損傷的成膜構造體的表面上形成作為新的成膜層之SiC層（以下稱為新SiC層16），以進行再生。另外，關於成膜方法，也可以使用熱CVD法或光CVD法等其他的CVD法，而當使用電漿CVD法時則可以高速成膜。
在此，圖5繪示出用於執行根據本實施形態的成膜構造體的再生方法之CVD成膜裝置的簡略結構。圖5所示之CVD成膜裝置50，基本上由腔室52和原料氣體容器60、及高頻波電源62所構成。腔室52包括將原料氣體電漿化並噴出之噴氣頭（shower head）54、和載置待成膜體（在本實施形態中為聚焦環10）之載台56，且附帶有真空泵58。再者，在腔室的入口側（原料氣體供給側）和出口側（真空泵配置側）各自包括氣閥52a、52b，可以將腔室內部抽真空。另外，載台56包括用於將待成膜體加熱之加熱器56a。
高頻波電源62係施加用於將從原料氣體容器60所供給的原料氣體電漿化之電壓的重要部件，且整流電路64介於其中。
[新成膜層積層步驟]
在根據實施形態的成膜構造體的再生方法中，首先，將作為成膜構造體的聚焦環10載置於CVD成膜裝置50的腔室52內的載台56。此時，使得聚焦環10的非主動面10b成為新SiC層16的主要形成面。例如，如圖5所示之將聚焦環10載置於CVD成膜裝置50的載台56上的情況下，主動面10a面對載台56放置。採用這種載置形態，是因為與載台56接觸的主動面10a之側幾乎不會成膜出新SiC層16的緣故。
接著，在構成受到損傷的聚焦環10之SiC層（以下稱為舊SiC層18）的上表面形成新SiC層16。新SiC層16的積層厚度d，並沒有特別限定，但至少設定為聚焦環10受到損傷的深度s以上的厚度（參照圖2）。此處，新SiC層16在裝置上表面之側，亦即非主動面10b之側，所形成的厚度最厚（S10：參照圖6）。
[主動面加工步驟]
在舊SiC層18的外圍形成新SiC層16之後，從CVD成膜裝置50將聚焦環10取出。對取出的聚焦環10的外圍進行裁切、或是磨削，以調整形狀。裁切或是磨削的方式並沒有特別限定，但在進行機械加工的情況下，基本上在形成基準面之後，將此基準面作為基準點量取尺寸、決定裁切量，並進行其他表面的裁切或磨削。
在本實施形態的情況下，如圖3所示，將積層於非主動面10b之側的新SiC層16，在最小限度的範圍內進行裁切、或是磨削，以形成基準面。另外，在圖3中以雙點劃線所表示的外形框線係表示所期望的聚焦環10的外形。
在形成基準面之後，藉由進行外側表面和主動面10a、及內側表面（貫通孔14）的加工，以形成如圖4所示之新的聚焦環10（再生成膜構造體）。此處，關於主動面10a的加工，以進行加工直到能夠將受到損傷的部位（腐蝕部）完全去除的深度（厚度）為理想的情況。使用經過再生的聚焦環10係為了防止由於腐蝕部變脆弱造成顆粒的產生（S20：參照圖6）。
[清洗步驟]
在加工完成之後進行清洗，將由於加工而附著於聚焦環10的表面上的雜質去除。被再生的聚焦環10，雖然混合了舊SiC層18、和新SiC層16，但在主動面上僅殘留有舊SiC層18（S30：參照圖6）。
[效果]
根據具有上述特徵的成膜構造體的再生方法，在形成新的成膜層（在實施形態中的新SiC層16）之前，不需要對舊的成膜層（在實施形態中的舊SiC層18）中受到損傷的部位進行加工和清洗。因此，能夠僅在形成構成新的成膜層之後的形狀時需要進行加工。如此一來，可以簡易且低成本地得到再生成膜構造體。
再者，由於在非主動面10b之側形成作為新的成膜層之新SiC層16之後進行加工，即使有損傷較深、無法進行預加工的情況，也可以進行成膜構造體（在實施形態中的聚焦環10）的再生。以往，藉由預加工進行裁切或磨削直到將損傷部位平滑化為止，但在加工後的部件厚度變得極薄的情況下，部件破損、產生撓曲等，因此無法進行預加工。然而，如本實施形態所述，由於在加工前經過形成新的成膜層（新SiC層16）的步驟，因此即使有舊的成膜層（舊SiC層18）的損傷較深的情況，也能夠確保部件的厚度，進而能夠形成再生成膜構造體（聚焦環10）。
再者，如以上所述方式所形成的再生成膜構造體（聚焦環10），在確保作為單一的成膜構造體（在本實施形態中為由SiC所構成的部件）的品質的同時，能夠以比製造新產品更加便宜的成本進行製造。
另外，在本實施形態中，作為新SiC層16的形成方式的一範例，記載了使用CVD法。然而，關於新SiC層16的形成，也能夠使用真空蒸鍍法或濺鍍法等的物理氣相沉積法（PVD：Physical Vapor Deposition）。若能夠在舊SiC層18的非主動面10b之側形成新SiC層16，則可以執行根據本發明的成膜構造體的再生方法。
[第2實施形態]
接著，參照圖7、圖8，針對根據本發明的成膜構造體的再生方法之第2實施形態進行說明。另外，根據本實施形態的成膜構造體的再生方法，其基本的步驟也相同於上述根據第1實施形態的成膜構造體的再生方法。
根據本實施形態的成膜構造體的再生方法，與根據第1實施形態的成膜構造體的再生方法之間的差異處在於進行形成新的成膜層以將2個成膜構造體成對之步驟。
具體而言，將作為成膜構造體的2個聚焦環10和10的主動面10a和10a彼此相對地放置。此時，2個聚焦環10和10的主動面10a和10a為接觸的狀態、或者為接近的狀態。
將在上述狀態下的1對的聚焦環10和10放置於CVD成膜裝置50的腔室中，並進行形成新SiC層16的步驟。藉由使用這種方法，各個聚焦環10和10上所形成的新SiC層16，如圖8所示，相較於主動面10a上所形成的新SiC層16，非主動面10b上所形成的新SiC層16能夠形成較厚的厚度。
新SiC層16的積層步驟之後的加工步驟、及清洗步驟，與上述根據第1實施形態的成膜構造體的再生方法相同，對各個聚焦環10進行加工步驟、和清洗步驟。
此處，對於聚焦環10的載置形態，例如以下列所述為佳。首先，在將2個聚焦環10和10水平放置的情況下，如圖9所示，藉由可以局部地支撐配置於下側的聚焦環10的外側表面之外側表面支撐夾具70等，載置已積層的聚焦環10，使其呈現懸浮於載台上的狀態。再者，在將配置於下側的聚焦環10與配置於上側的聚焦環10之間稍微分開地配置的情況下，2個聚焦環10和10的主動面10a和10a之間，配置有分離支撐夾具72。
採用上述載置形態，係由於電漿化的原料氣體也會環繞配置於下側的聚焦環10的非主動面10b進而形成新SiC層16的緣故。
再者，在將聚焦環10垂直放置的情況下，如圖10所示，使用懸吊用夾具74來支撐，懸吊用夾具74包括配置於2個聚焦環10與10之間之懸吊部74a、從此懸吊部74a突出至聚焦環10和10的配置側之內側表面支撐部74b、及主動面支撐部74c等。採用這種載置方法，係由於能夠在2個聚焦環10和10的非主動面10b和10b之側積層新SiC層16的緣故。另外，採用這種載置形態的情況下，藉由某些方法將聚焦環10加熱、或者使用熱風輪（hot wheels）型的CVD成膜裝置或藉由PVD法的成膜方法，能夠形成新SiC層16。
[產業上的可利性]
在上述實施形態中，列舉出了用於半導體製造的夾具之聚焦環10作為成膜構造體的一範例，並針對此聚焦環10的再生進行了說明。然而，關於本發明的成膜構造體的再生方法，能夠適用於表面受到損傷之各種成膜構造體。例如，在上述實施形態中，列舉出了基於在製造成本方面具有實用性之SiC部件作為範例說明，但對於Si等的成膜構造體也能夠適用。
10:聚焦環
10a:主動面
10b:非主動面
12:台階
14:貫通孔
16:新SiC層
18:舊SiC層
50:CVD成膜裝置
52:腔室
52a、52b:氣閥
54:噴氣頭
56:載台
56a:加熱器
58:真空泵
60:原料氣體容器
62:高頻波電源
64:整流電路
70:外側表面支撐夾具
72:分離支撐夾具
74:懸吊用夾具
74a:懸吊部
74b:內側表面支撐部
74c:主動面支撐部
[圖1]係繪示出經使用而受到損傷的聚焦環（focus ring）的形態之剖面圖。
[圖2]係繪示出在聚焦環的外圍上形成了新SiC層的狀態之剖面圖。
[圖3]係繪示出對非主動面上所形成的新SiC層進行裁切以形成基準面的狀態之剖面圖。
[圖4]係繪示出根據架構完成了聚焦環的再生的狀態之剖面圖。
[圖5]係繪示出用於成膜出新SiC層的CVD成膜裝置的簡略結構之示意圖。
[圖6]係繪示出用於執行根據第1實施形態的成膜構造體的再生方法的結構之流程圖。
[圖7]係繪示出用於執行根據第2實施形態的成膜構造體的再生方法的聚焦環的配置形態之剖面圖。
[圖8]係繪示出主要在一對聚焦環各自的非主動面上形成新SiC層之剖面圖。
[圖9]係繪示出在執行根據第2實施形態的成膜構造體的再生方法的情況下，將聚焦環水平放置時的具體範例之示意圖。
[圖10]係繪示出在執行根據第2實施形態的成膜構造體的再生方法的情況下，將聚焦環垂直放置時的具體範例之示意圖。
10:聚焦環
10a:主動面
10b:非主動面
12:台階
14:貫通孔
16:新SiC層
18:舊SiC層
Claims (4)
- 一種成膜構造體的再生方法，其係成膜構造體的再生方法，其包括： 在受到損傷的表面和相對的表面上積層新的成膜層以形成主要形成面之新成膜層積層步驟，其中前述新的成膜層具有前述損傷的深度以上的厚度；以及 對受到前述損傷的表面加工以得到所期望的形狀之主動面加工步驟， 其中在前述主動面加工步驟中，進行加工直到可完全去除受到前述損傷的部位之深度。
- 如申請專利範圍第1項所述之成膜構造體的再生方法，其中在2個成膜構造體的主動面接觸、或是接近的狀態下，進行前述新成膜層積層步驟。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之成膜構造體的再生方法，其中前述成膜構造體為SiC部件。
- 一種再生成膜構造體，其中由將在受到損傷的舊成膜層中受到損傷的部位藉由加工而完全去除因而所得到的主動面、和藉由具有前述舊成膜層受到損傷的深度以上的厚度之新成膜層所得到的非主動面之正反兩面一體成型所構成。
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