WO2002067311A1 - Systeme de traitement au plasma - Google Patents

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WO2002067311A1
WO2002067311A1 PCT/JP2002/001526 JP0201526W WO02067311A1 WO 2002067311 A1 WO2002067311 A1 WO 2002067311A1 JP 0201526 W JP0201526 W JP 0201526W WO 02067311 A1 WO02067311 A1 WO 02067311A1
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plasma
resistant member
processing chamber
processing
gas
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Inventor
Nobuyuki Nagayama
Kouji Mitsuhashi
Hiroyuki Nakayama
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Tokyo Electron Limited
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    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
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    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means

Definitions

  • the present invention relates to a plasma processing apparatus, and more particularly, to a plasma etching apparatus that performs an etching process on a workpiece such as a semiconductor wafer and performs fine processing on the workpiece.
  • an upper electrode and a lower electrode are disposed facing each other in an airtight processing chamber.
  • An object to be processed is placed on the lower electrode.
  • a plasma-resistant member is provided around the upper electrode and the lower electrode.
  • a 1 to oxidation treatment on the surface has been performed (aluminum Arumai g) and A 1 2 0 3 (Aluminum Na) made of sintered Serra Mix was used.
  • material containing A 1 component reacts with the CF-based gas to generate A 1 F 3 (full twisted spoon aluminum Niu beam), scattered processing chamber this A 1 F 3 is a solid particulate In order to Was ⁇ drawback force of lath solid fine particles also called A 1 contamination adhered to the surface of the object to be treated.
  • the 3) Y 2 0 3 thermal spraying material was sprayed on the material surface, such as A 1 is being adopted.
  • Y 2 0 3 thermal spray material as a plasma-resistant member Ru can and this to avoid the A 1 contamination of the object to be treated, the reaction product of a CF-based gas YF 3 scatters the plasma atmosphere becomes solid particulates, so that, Y 2 0 3 problem surface plasma resistance member is a thermal spraying material is Ri taken cutting, i.e., readily consumable plasma resistance member There was a problem of doing it.
  • a material kind that does not easily cause a chemical reaction and is chemically stable with respect to the CF-based gas may be selected.
  • a 1 F 3 itself as a part product material plasma resistance member.
  • a 1 F 3 are the reaction product of a CF-based gas and Aluminum Arumai preparative Ya A 1 2 0 3 sintered body cormorants I was above mentioned, aluminum Arumai preparative Ya A 1 it is considered that 2 0 3 as compared with the sintered body histological stable material. Therefore, it is considered that the use of A 1 F 3 itself as a plasma-resistant member can effectively reduce the amount of solid fine particles generated.
  • a 1 F 3 has a high vapor pressure.
  • Ku Purazumae I'm on the operating conditions of the Tsu quenching device approaches the pressure in the processing chamber vapor pressure of A 1 F 3, as a result A 1 F 3 falls off as a solid particulate, scattered the plasma atmosphere It turned out to be easier. Disclosure of the invention
  • an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus provided with a plasma-resistant member whose durability is further improved.
  • a plasma processing apparatus includes a processing chamber for performing an etching process on a processing object placed therein to finely process a surface of the processing object;
  • the surface is formed of fujihi-ttrium and has at least one plasma-resistant member provided in the processing chamber.
  • the plasma resistant member is formed of yttrium fluoride (YF 3 ), generation of solid fine particles is suppressed, and plasma resistant inside the processing chamber is reduced.
  • the degree of wear of the members can be reduced, and the durability can be improved.
  • the surface of the lithium fluoride of the plasma-resistant member is formed by thermal spraying of a fluorine-containing nitride film.
  • the surface of yttrium fluoride of the plasma-resistant member is formed of a sintered body of zinc-coated aluminum.
  • FIG. 1 is a view showing the internal structure of a plasma etching apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view for explaining a method of measuring the amount of shaving in the examples of the present invention and the comparative examples.
  • FIG. 3 is a bar graph showing the amount of shaving of the ⁇ Jt ⁇ _ £ specific example ⁇ of the present invention together with the comparative example.
  • FIG. 1 is a diagram showing the internal structure of a plasma etching apparatus according to the present invention.
  • a lower electrode 2 made of a conductive material is disposed in a processing chamber 22 in a plasma etching apparatus main body 1 (hereinafter, apparatus main body 1).
  • apparatus main body 1 On the upper surface of the lower electrode 2, an electrostatic chuck 4 for adsorbing and holding a semiconductor wafer 3 (object to be processed) as an object to be processed is placed, and below the lower electrode 2, an arrow A is provided.
  • An elevating shaft 5 that can move up and down in the direction is provided, and the lower electrode 2 is supported by the elevating shaft 5.
  • the elevating shaft 5 is connected to a high-frequency power source 7 via a matching unit 6.
  • the bottom and side surfaces of the lower electrode 2 are covered and protected by an electrode protection member 8, and the side and bottom surfaces of the electrode protection member 8 are covered by a conductive member 9.
  • a stretchable bellows 10 formed of a conductive material such as stainless steel is attached between 9 and the inner bottom surface of the apparatus main body 1.
  • a tubular member 11 made of a conductive material such as A1 oxidized is provided on the lower surface of the electrode protection member 8, and the elevating shaft 5 penetrates the tubular member 11.
  • An exhaust ring 12 extending horizontally is provided on the side surface of the electrode protection member 8. It is fixed, and an insulating ring 13 is provided between the upper end surface of the electrode protection member 8 and the side surface of the electrostatic chuck 4.
  • a first bellows cover 14 extending downward is fixed to the lower surface of the exhaust ring 12, and the first bellows cover 14 is partially attached to the inner bottom surface of the apparatus body 1.
  • a second bellows canopy 15 is erected so that they overlap.
  • an upper electrode 16 made of a conductive material is provided so as to face the lower electrode 2.
  • a number of gas discharge holes 17 are formed in the upper electrode 16, and a processing gas containing CF-based gas is supplied from a gas supply port 18 provided on the upper surface of the apparatus body 1. And is supplied to the processing chamber 22.
  • the gas supply port 18 is connected to a gas supply source 21 via a flow control valve 19 and an on-off valve 20 provided in the gas pipe G. Therefore, the processing gas supplied from the gas supply source 21 reaches the gas supply port 18 via the opening / closing valve 20 and the flow control valve 19, and is discharged from the gas discharge hole 17 to the processing chamber 22. be introduced.
  • An outlet 23 is formed at the bottom of the apparatus body 1. This outlet 23 is connected to a vacuum pump 24.
  • a workpiece transfer port 25 is formed on the lower side surface of the apparatus main body 1, and the semiconductor wafer 3 is loaded and unloaded through the workpiece transfer port 25.
  • the semiconductor device 3 transferred into the processing chamber 22 through the processing object transfer port 25 is masked and electrostatically held by the electrostatic chuck 4.
  • Permanent magnets 26 are arranged on the outer periphery of the device body 1 so as to face each other.
  • the permanent magnet 26 generates a magnetic field in the processing chamber 22 in a direction parallel to the processing surface of the semiconductor wafer 3 held by the electrostatic chuck 4.
  • the position of the semiconductor wafer 3 is adjusted by moving the elevating shaft 5 in the direction of arrow A by a drive mechanism (not shown).
  • the elevating shaft 5 functions as a power supply rod,
  • a high frequency power of, for example, 27.12 MHz can be applied to the lower electrode 2 from the wave power source 7.
  • a glow discharge can be generated between the lower electrode 2 and the upper electrode 16.
  • an orthogonal electromagnetic field in which the electric field and the magnetic field are orthogonal to each other is formed.
  • the processing gas is supplied from the gas supply source 21 to the processing chamber 22.
  • This processing gas is turned into plasma, and the target surface of the masked semiconductor wafer 3 is subjected to desired fine processing.
  • the above-described insulating ring 13, electrode protection member 8, exhaust ring 12, and first and second bellows covers 14, 15 have high plasma resistance.
  • YF 3 is formed on at least the surface of at least the surface of these members (plasma-resistant members) that require high plasma resistance.
  • a 1 F 3 are the reaction product of a CF-based gas and Aluminum Arumai Toya A 1 2 0 3 sintered body, Aluminum A Rumai preparative Ya A 1 2 0 Compared to 3 sintered body CF It is considered to be chemically stable to system gases. Therefore, the use of A 1 F 3 itself as a plasma-resistant material effectively reduces solid fine particles. This is because it is thought that it can be reduced to as low as possible.
  • the vapor pressure of A 1 F 3 is high, and the vapor pressure of A 1 F 3 approaches the pressure in the processing chamber depending on the operating conditions of the plasma etching apparatus.
  • the reaction products generated between Y 2 0 3 and CF-based gas in the case of using Y 2 0 3 thermal spray material as a plasma-resistant member is YF 3.
  • the While connection YF 3 are chemically stable material in comparison with the Y 2 0 3. Since vapor pressure of YF 3 is lower Ri by the vapor pressure of A 1 F 3, the pressure difference between the pressure in the processing chamber is greater than that of the A] F 3. For this reason, it has been found that YF 3 crystal particles do not easily fall off the surface of the YF 3 plasma-resistant material, and that the YF 3 solid fine particles can be prevented from scattering in the plasma atmosphere. did.
  • Table 1 YF 3 and A 1 F 3 at room temperature (2 0) shows a 1 0 0 ° C, 2 0 0 Contact Keru each vapor pressure ° C.
  • the vapor pressure of A 1 F 3 is higher than the vapor pressure of YF 3 , and depending on the operating conditions, the pressure in the processing chamber 22 (4 to 5 X 10 — Approach 2 P a). Therefore, eight 1? 3 of the solid particles is eight 1 3 made of falling off from the surface layer of the resistance to plasma resistant member scattered becomes rather easy.
  • the vapor pressure of YF 3 is lower than the vapor pressure of A 1 F 3 , and the pressure difference with the processing chamber 22 is large.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • Plasma resistance member described above least for the even surface layer is able and this suppresses the generation of solid particulates in plasmas atmosphere be formed of a YF 3, and this to achieve the intended purpose Can be done. Therefore, the plasma resistant member may be a YF 3 sprayed product obtained by spraying YF 3 on the surface of a material such as A 1 or may be formed of a sintered body of YF 3 .
  • a magnetic field assist type plasma etching apparatus in which a permanent magnet 26 is disposed on the outer periphery of the apparatus main body 1 has been described as an example.
  • a permanent magnet 26 may be used. It is needless to say that the present invention can be similarly applied to an ion-assist type plasma etching apparatus that generates plasma by applying high-frequency power to both the upper electrode and the lower electrode instead of providing the same. .
  • Y 2 A 1 5 0 1 2 Lee Tsu Application Benefits U arm one Aluminum two U-time one guard nets; hereinafter referred to as "YAG" consisting of the test piece ⁇ Pi sintering aid And as Y (Lee Tsu Application Benefits um) S i 3 ⁇ 4 sintered body was added (hereinafter, simply referred to as "S i 3 ⁇ 4") providing a test piece made of the high-frequency power: I 4 0 0 W, pressure 5. 3 P a in the processing chamber - under (4. 0 X 1 0 2 Torr ), by supplying CF 4 gas into the processing chamber by plasma irradiation on the specimen, the surface composition before and after the plasma irradiation Measured by X-ray photoelectron spectroscopy.
  • Table 2 shows the composition ratio of surface elements before and after plasma irradiation of YAG
  • Table 3 shows the composition ratio of surface elements before and after plasma irradiation of Si 3 N 4 .
  • the vapor pressure of YF 3 is lower than that of A 1 F 3 , the pressure difference between the processing chamber and the YF 3 is sufficient. As a result, the YF 3 on the surface layer is solid fine particles. It remains without being scattered, and the Y and F components have increased after plasma irradiation.
  • Honmizunoto inventor et al., YF 3, Y 2 0 3, and S i 0 2 of have three types of each material Nitsu, vertical 2 0 mm, lateral 2 0 mm, the test piece of 2 mm thickness was prepared As shown in FIG. 2, the outer peripheral portion 30 of the test piece was masked with a polyimide film (Dupont, registered trademark “Kapton”), and the central portion 31 was 10 mm in length. An irradiation surface with a width of 10 mm was provided, plasma was irradiated under the following discharge conditions, and the shaving amount in the X-axis direction and the Y-axis direction was measured with a surface roughness meter.
  • a polyimide film Duont, registered trademark “Kapton”
  • Processing chamber pressure 5.32 Pa (40 mTorr)
  • Reactive gas species CF 4 / Ar / 0 2
  • Table 4 shows the measurement results, and Fig. 3 shows the average value of the amount of scraping of various test pieces as a bar graph. .
  • Table 4 shows the measurement results, and Fig. 3 shows the average value of the amount of scraping of various test pieces as a bar graph. .
  • the surface of the plasma-resistant member disposed inside the apparatus main body is made of indium fluoride.
  • the surface of the plasma-resistant member becomes chemically stable with respect to the processing gas (CF-based gas), and the scattering of solid fine particles is suppressed. Consumption can be reduced, and durability can be improved.
  • the plasma resistant member can be formed by spraying yttrium fluoride on the surface of the material, and can be formed of a sintered body of yttrium fluoride.
  • the above-mentioned effects can be easily obtained by forming the above-mentioned method.

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Description

明 細 書 プラズマ処理装置 技術分野
本発明は、 プラズマ処理装置に関 し、 よ り 詳し く は半導体ウェハ等の 被処理物にエツチング処理を施して被処理物に微細加工を行う プラズマ エッチング装置に関する。 背景技術
従来よ り 、 半導体製造工程ではプラズマエッチング装置によ って、 半 導体ゥェハ等の被処理物に微細加工を施すこ とが行われている。
この種のプラズマエッチング装置では、 気密な処理室内に上部電極と 下部電極とが対向 して配設されている。 下部電極には被処理物が載置さ れる。 これら上部電極及び下部電極の周辺には耐プラズマ性部材が配設 されている。 上部電極及ぴ下部電極に高周波電力を印加して上部電極と 下部電極との間にグロ一放電を生じさせる と共に処理室内に処理ガス を 供給する こ と によ り 処理ガスで上部電極及び下部電極間を満た して高密 度プラズマを生成でき る。 この高密度プラズマに よ り被処理物にエ ッチ ング加工を施すこ とができ る。 また、 処理ガス と しては、 従来よ り 、 C • F (フロロカーボン） 系ガスが広 く 使用されている。
上記耐プラズマ性部材に使用される材料と しては、 従来は、 表面に酸 化処理が施された A 1 (アルミ アルマイ ト） や A 1 2 0 3 (アル ミ ナ） 製の焼結セラ ミ ッ クスが使用されていた。 しかし、 A 1 成分を含有 した 材料は、 上記 C F系ガス と反応して A 1 F 3 (フ ツイ匕アルミ ニウ ム） を 生成 し、 この A 1 F 3が固体微粒子と なって処理室内を飛散する ため、 該固体微粒子が前記被処理物の表面に固着して所謂 A 1 汚染を もた らす という 欠点力 §あった。
そこで、 最近では、 耐プラズマ性に優れた酸化イ ッ ト リ ウ ム （ Y 2 0
3 ) を A 1 等の素材表面に溶射した Y 2 0 3溶射材が採用されつつある。
しかしながら、 上記プラズマエッ チング装置では、 Y 2〇 3溶射材を 耐プラズマ性部材と して使用 した場合であって も、 Y 2 0 3が C F系ガ ス と反応するため、 その表層面がフ ツイ匕してフ ツイ匕イ ッ ト リ ウム （ Y F 3 ) を生成 し、 この Y F 3が固体微粒子と なってプラズマ雰囲気中を飛 散する。 すなわち、 Y 2 0 3溶射材を耐プラズマ性部材と して使用 した 場合は被処理物への A 1 汚染は回避する こ とができ る ものの、 C F系ガ ス と の反応生成物である Y F 3が固体微粒子と なってプラズマ雰囲気中 を飛散し、 その結果、 Y 2 0 3溶射材である耐プラズマ性部材の表面が 削 り 取られる という 問題点、 即ち、 耐プラズマ性部材が容易に消耗 して しま う という 問題点があった。
耐プラズマ性部材の耐久性向上を図る ためには、 当該耐プラズマ性部 材から飛散し得る固体微粒子の発生を抑制する必要があ り、 そのために は処理ガスである C F系ガス との間で化学反応が生じ難く 、 C F系ガス に対し化学的に安定した材料種を選定すればよい。
このよ う な観点からは、 例えば A 1 F 3 自体を耐プラズマ性部材の部 品材料と して選定する こ とが考え られる。 何故な らば、 A 1 F 3 は、 上 述 したよ う に C F系ガス と アル ミ アルマイ ト ゃ A 1 2 0 3焼結体との反 応生成物であるので、 アルミ アルマイ ト ゃ A 1 2 0 3焼結体に比べて化 学的に安定した物質と考え られるからである。 したがって、 A 1 F 3 自 体を直接耐プラズマ性部材と して使用する こ と によ り 固体微粒子の発生 量を効果的に低減する こ とができ る と考え られる。
しかしながら、 本発明者らの実験結果によ り 、 A 1 F 3は蒸気圧が高 く 、 プラズマエ ッ チング装置の運転条件によ っては A 1 F 3の蒸気圧が 処理室内の圧力に近付き、 その結果 A 1 F 3が固体微粒子と して脱落し、 プラズマ雰囲気中を飛散し易 く なる という こ とが判明 した。 発明の開示
そこで、 本発明の目的は、 耐久性がよ り一層に向上した耐プラズマ性 部材を備えたプラズマ処理装置を提供する こ と にある。
本癸明者ら は、 A 1 F 3 よ り も蒸気圧が低 く 、 しかも C F系ガス に対 し化学的に安定した材料を得るべく鋭意研究した と こ ろ、 Y F 3が斯か る条件に適合し、 Y F 3 を耐プラズマ性部材の部品材料と して使用する こ と によ り 、 表層面でのフ ッ化反応を抑制する と共に、 プラズマ雰囲気 中でのフ ッ化物の飛散を低減する こ とができ 、 これによ り耐ブラズ,マ性 部材の耐久性向上を図る こ とができ る という 知見を得た。
上記目的を達成するために、 本発明のプラズマ処理装置は、 中に置か れた被処理物にェッチング処理を施して該被処理物の表面を微細加工す るための処理室と、 少な く と も表面がフ ツイヒイ ツ ト リ ウムで形成され、 処理室内に配設された少な く と も 1 つの耐プラズマ性部材と と を備える こ とを特徴とする。
上記構成によれば、 耐プラズマ性部材の少な く と も表面を フ ッ化ィ ッ ト リ ウム （ Y F 3 ) で形成している ので、 固体微粒子の発生が抑制され、 処理室内の耐プラズマ性部材の消耗度合を低減する こ とができ、 耐久性 の向上を図る こ とができ る。
好ま し く は、 前記耐プラズマ性部材のフ ッ化イ ツ ト リ ウムの表面は、 フ ツイ匕ィ ッ ト リ ゥムの溶射によ って形成されたものである。
また、 好ま し く は、 前記耐プラズマ性部材のフ ッ化イ ッ ト リ ウムの表 面は、 フ ツイヒィ ッ ト リ ゥムの焼結体によ って形成されたものである。 図面の簡単な説明
第 1 図は、 本発明の実施の形態に係る ブラズマエッチング装置の内部 構造図であ り 、 第 2 図は、 本発明の実施例及び比較例の実施例の削れ量 の測定方法を説明するための図であ り 、 第 3 図は、 本発明の ¾Jt«_ £ 比齩例の削れ量を比較例と共に示した棒グラ フである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態に係る ブラズマエッチング装置を図面を参 照 しながら詳細に説明する。
図 1 は本発明に係る プラズマエ ッ チング装置の内部構造図である。 プ ラズマエッチング装置本体 1 (以下、 装置本体 1 ) 内の処理室 2 2 には 導電性材料で形成された下部電極 2 が配設されている。 該下部電極 2 の 上面には被処理物と しての半導体ウェハ 3 (被処理物） を吸着保持する 静電チャ ッ ク 4 が載設される と共に、 該下部電極 2 の下方には矢印 A方 向に昇降可能な昇降軸 5 が配設され、 下部電極 2 は該昇降軸 5 に支持さ れている。 また、 昇降軸 5 は整合器 6 を介して高周波電源 7 に接続され ている。
また、 前記下部電極 2 の底面及び側面は電極保護部材 8で覆われて保 護されている と共に、 該電極保護部材 8 の側面及び底面は導電性部材 9 で覆われ、 さ ら に導電性部材 9 と装置本体 1 の内部底面との間にはステ ン レス等の導電性材料で形成された伸縮自在なべローズ 1 0 が取り付け られている。 尚、 電極保護部材 8 の下面には酸化処理された A 1 等の導 電性材料からなる管状部材 1 1 が設けられ、 前記昇降軸 5 は前記管状部 材 1 1 に貫揷されている。
また、 電極保護部材 8 の側面には水平方向に延びた排気リ ン グ 1 2が 固定され、 さ ら に、 電極保護部材 8 の上端面と静電チャ ッ ク 4 の側面と の間には絶縁リ ング 1 3 が配設されている。 また、 排気リ ング 1 2 の下 面には下方に延びた第 1 のべローズカバー 1 4 が固定され、 さ らに装置 本体 1 の内部底面には第 1 のべローズカバー 1 4 と一部が重な り合う よ う に第 2 のべローズカノ ー 1 5が立設されている。
また、 処理室 2 2 内の天井の近 く には、 導電性材料で形成された上部 電極 1 6 が前記下部電極 2 と対向して配設されている。 この上部電極 1 6 には多数のガス吐出孔 1 7が形成されてお り 、 装置本体 1 の上面に設 けられたガス供給口 1 8 から C F系ガスを含む処理ガスがガス吐出孔 1 7 を通 して処理室 2 2 に供給される。 このガス供給口 1 8 は、 ガス管 G に設けられた流量調整弁 1 9及び開閉弁 2 0 を介してガス供給源 2 1 に 接続されている。 従って、 ガス供給源 2 1 から供給される処理ガスは開 閉弁 2 0 及び流量調整弁 1 9 を介してガス供給口 1 8 に至り 、 ガス吐出 孔 1 7 から吐出されて処理室 2 2 に導入される。
装置本体 1 の底部には排出口 2 3 が形成されている。 この排出口 2 3 は真空ポンプ 2 4 に接続されている。 また、 装置本体 1 の下方側面には 被処理物搬送口 2 5が形成されてお り 、 この被処理物搬送口 2 5 を通し て半導体ウェハ 3 の搬入 ' 搬出が行なわれる。 被処理物搬送口 2 5 を通 して処理室 2 2 内に搬送される半導体ゥエフ 了 3 はマスキングされてお り 、 静電チャ ッ ク 4 によ って静電的に保持される。
装置本体 1 の外周には永久磁石 2 6 が対向 して配設されている。 この 永久磁石 2 6 によ って、 処理室 2 2 内には、 静電チャ ッ ク 4 に保持され た半導体ウェハ 3 の被処理面に対して平行な向き の磁場が生成される。 この よ う に構成されたプラズマエッチング装置においては、 不図示の 駆動機構によ り 昇降軸 5 を矢印 A方向に移動させて半導体ウェハ 3 の位 置調整を行う 。 昇降軸 5 は給電棒と しての作用をなすものであ り 、 高周 波電源 7 から、 例えば、 2 7 . 1 2 M H z の高周波電力を下部電極 2 に 印加でき る。 この高周波電力の印加によ って下部電極 2 と上部電極 1 6 との間にグロ一放電を生じさせる こ とができ る。 これによ り 、 電場と磁 場とが直交する直交電磁場が形成される。
処理室 2 2が真空ポンプ 2 4 によ り所定の真空雰囲気に減圧される と、 ガス供給源 2 1 から処理ガスが処理室 2 2 に供給される。 この処理ガス はプラズマ化し、 マスキ ングされている半導体ウェハ 3 の被処理面には 所望の微細加工が施される。
本実施の形態では、 上記の絶縁リ ング 1 3 、 電極保護部材 8 、 排気リ ング 1 2 、 及ぴ第 1 及ぴ第 2 のべローズカバー 1 4、 1 5等には高い耐 プラズマ性能が要求される。 本実施の形態では、 これらの高い耐プラズ マ性能を要求される部材 （耐プラズマ性部材） の少な く と も表面には、 Y F 3が形成されている。
すなわち、 耐プラズマ性部材の消耗度合を低減して耐久性向上を図る ためには耐プラズマ性部材から飛散する固体微粒子の発生を抑制する必 要がある。 このためには処理ガスである C F系ガス との間で化学反応の 起こ り 難い材料を耐プラズマ性部材の部品材料に選定する必要がある。
このよ う な観点からは、 例えば A 1 F 3 自体を耐プラズマ性部材の部 品材料と して選定する こ とが考え られる。 これは以下の理由によ る。 す なわち、 従来よ り 、 耐プラズマ性部材と してアルミ アルマイ ト ゃ A 1 2
0 3焼結体が使用されていたが、 これらアルミ アルマイ トゃ A 1 2· 0 3焼 結体は C F系ガス と反応する こ と によ り 、 A 1 F 3が生成される。 A 1 F 3は、 C F系ガス と アル ミ アルマイ トゃ A 1 2 0 3焼結体と の反応生成 物であるので、 アル ミ ア ルマイ ト ゃ A 1 2 0 3焼結体に比べる と C F系 ガス に対して化学的に安定した物質と考え られる。 したがって、 A 1 F 3 自体を耐プラズマ性部材と して使用する こ と は、 固体微粒子を効果的 に低減でき る こ と になる と考えられるからである。
しかしながら、 本発明者らの実験結果によ り 、 A 1 F 3はその蒸気圧 が高 く 、 プラズマエッチング装置の運転条件によ っては A 1 F 3の蒸気 圧が処理室内の圧力に近付き、 その結果 A 1 F 3製の耐プラズマ性部材 から A l F 3の固体微粒子が脱落し、 プラズマ雰囲気中を飛散し易 く な る とレ、う こ とが判明した。
一方、 Y 203溶射材を耐プラズマ性部材と して使用 した場合に Y 20 3 と C F系ガス との間で生成される反応生成物は Y F 3である。 したが つて Y F 3は Y 203に比べて化学的に安定した材料である。 Y F 3の蒸 気圧は A 1 F 3の蒸気圧よ り も低いので、 処理室内の圧力との圧力差が A 】 F 3の場合に比べて大き い。 こ のため、 Y F 3製の耐プラズマ性部 材の表層面から Y F 3の結晶粒子が脱落 し難 く 、 Y F 3の固体微粒子が プラズマ雰囲気中を飛散する こ と を抑制でき る こ とが判明した。
表 1 は Y F 3 と A 1 F 3 と室温 （ 2 0 ） 、 1 0 0 °C、 2 0 0 °Cにお ける各蒸気圧を示している。
表 1
Figure imgf000009_0001
この表 1 から明らかな よ う に A 1 F 3の蒸気圧は Y F 3の蒸気圧に比 ベて高 く 、 運転条件によ っ ては処理室 2 2 の圧力 （ 4 〜 5 X 1 0 — 2 P a ) に近付 く 。 このため、 八 1 ? 3の固体粒子が八 1 3製の耐プラズ マ性部材の表層部から脱落して飛散し易 く なる。 一方、 Y F 3の蒸気圧 は A 1 F 3の蒸気圧に比べて低く 、 処理室 2 2 との圧力差が大き い。 こ のため、 Y F 3製の耐プラズマ性部材は A 1 F 3製の耐プラズマ性部材 に比べて固体微粒子の発生が抑制され、 その結果、 固体微粒子のプラズ マ雰囲気中での飛散を低減する こ とができ る。
そこで、 本実施の形態では、 耐プラズマ性部材の部品材料と して、 A 1 F 3に比べて蒸気圧が低く 、 また Y 2 0 3 よ り も化学的に安定した Y F 3 を使用する こ と と し、 耐プラズマ性部材の消耗を極力回避して耐久性 向上を図っている。
このよ う に本実施の形態では、 耐プラズマ性部材を Y F 3によ つて形 成している ので、 耐プラズマ性部材からの固体微粒子の発生を低減させ る こ とができ、 耐プラズマ性部材の消耗度合を よ り一層に抑制する こ と ができ、 更なる耐久性向上を図る こ とができ る。
尚、 本発明は上記実施の形態に限定される も のではない。 上述した耐 プラズマ性部材は、 少な く と も表層面が Y F 3で形成されていればプラ ズマ雰囲気中での固体微粒子の発生を抑制する こ とができ、 所期の目的 を達成する こ とができ る。 したがって、 耐プラズマ性部材は、 A 1 等の 素材表面に Y F 3 を溶射した Y F 3溶射品でも よ く 、 或いは Y F 3の焼結 体で形成しても よい。
また、 上記実施の形態では装置本体 1 の外周に永久磁石 2 6 を配設し た磁場ア シス ト方式のプラズマエッ チング装置を例に説明したが、 他の 方式、 例えば、 永久磁石 2 6 を設ける代わ り に、 上部電極及び下部電極 の双方に高周波電力を印加してプラズマを発生させる イ オンア シス ト方 式のプラズマエ ッチング装置について も 同様に適用する こ とができ るの はいう までも ない。
次に、 本発明の実施例を具体的に説明する。
〔第 1 の実施例〕
本発明者らは、 Y 2 A 1 5 0 1 2 (イ ッ ト リ ウ ム 一 アル ミ ニ ウ ム 一 ガー ネ ッ ト ； 以下、 「Y A G」 という ） から成る試験片及ぴ焼結助剤 と して Y (イ ッ ト リ ウム） を添加した S i 3 Ν 4焼結体 （以下、 単に 「 S i 3 Ν 4」 と いう ） から成る試験片を準備し、 高周波電力 ： I 4 0 0 W, 処理室 内の圧力 5. 3 P a ( 4. 0 X 1 0 - 2 Torr) の下、 C F 4ガス を処理室 に供給して前記試験片にプラズマ照射を行い、 プラズマ照射前後の表面 組成を X線光電子分光法で測定した。
表 2 は Y A Gのブラズマ照射前後の表面元素の組成比を示し、 表 3 は S i 3 N 4のブラズマ照射前後の表面元素の組成比を示している。
表 2
Figure imgf000011_0001
表 2から明らかなよ う に、 プラズマ照射前後において、 A 1 成分は 1 6 %から 1 2 %まで減少しているのに対し、 Y成分は 1 2 %から 2 0 % まで増カロし、 F成分は 2 %から 4 7 %まで増加している。
すなわち、 A 1 F 3 は Y F 3 に比べて蒸気圧が高いので処理室内の圧 力 との圧力差が小さ く な り 、 その結果表層面の A 1 F 3が固体微粒子と なって飛散し、 A 1 成分の組成比の減少を招いている。
これに対し、 Y F 3は A 1 F 3に比べて蒸気圧が低いので処理室内 と の圧力差が十分にあ り 、 その結果、 表層面の Y F 3は固体微粒子と して， 飛散する こ とな く残存し、 プラズマ照射後に Y成分及び F成分が増加し ている。
また、 表 3 において も プラズマ照射前後で Y成分は 2 %から 8 %まで 増加してお り 、 F成分も 8 %から 4 6 %まで増加してお り 、 Y F 3が試 験片の表層面から脱落する こ とな く残存している こ とが分かる。
すなわち、 Y F 3の蒸気圧と処理室の圧力との間には十分な圧力差が あ り 、 Y F 3はプラズマ雰囲気中を固体微粒子と なつて飛散する こ と な く 試験片の表層面に残存している こ とが確認された。
〔第 2の実施例〕
本癸明者らは、 Y F 3、 Y 203、 及び S i 02の 3種類の各材料につ いて、 縦 2 0 mm、 横 2 0 mm、 厚さ 2 mmの試験片を作製し、 図 2 に 示すよ う に、 該試験片の外周部 3 0 をポリ イ ミ ドフ ィ ルム （デュポン社、 登録商標 「カプ ト ン」 ） でマス ク し、 中央部 3 1 に縦 1 0 mm、 横 1 0 mmの照射面を設け、 下記の放電条件でも ってプラズマを照射し、 表面 粗度計で X軸方向及び Y軸方向の削れ量を計測した。
〔放電条件〕
高周波電力 ： 1 4 0 0 W
電源周波数 ： 2 7. 1 2 MH z
処理室の圧力 ： 5. 3 2 P a ( 4 0 mTorr)
反応ガス種 ： C F 4 / A r / 02
運転時間 ： 2 0時間
表 4 は測定結果を示し、 図 3 は各種試験片の削れ量の平均値を棒グラ フ で示 している。 . 表 4
Figure imgf000013_0001
この表 4及び図 3 から明らかなよ う に、 S i 0 2は耐プラズマ性に劣 る ため削れ量が大きいが、 一方、 Y F 3は、 耐プラズマ性に優れている と される Y 2 0 3 と同等以上の耐プラズマ性を有してお り、 削れ量も少 な く 耐久性に優れている こ とが確認された。 産業上の利用性
以上詳述したよ う に本発明のプラズマエッ チング装置によれば、 装置 本体の内部に配設されている耐プラズマ性部材は、 少な く と も表面がフ ッ化イ ツ ト リ ウムで形成されているので、 耐プラズマ性部材の表面は処 理ガス （ C F系ガス） に対して化学的に安定したもの と な り 、 固体微粒 子の飛散が抑制され、 も って、 耐プラズマ性部材の消耗を低減させる こ とができ耐久性向上を図る こ とができ る。
また、 前記耐プラズマ性部材は、 素材表面にフ ッ化イ ッ ト リ ウム を溶 射して形成する こ とができ、 またフ ッ化イ ッ ト リ ウムの焼結体で形成す る こ と も でき、 いずれの方法で形成しても上記効果を容易に奏する こ と せでき る。

Claims

請 求 の 範 囲 1 . 中に置かれた被処理物にエッ チング処理を施して該被処理物の表面 を微細加工するための処理室と、
少な く と も表面がフ ッ化ィ ッ ト リ ウムで形成され、 処理室内に配設さ れた少な く と も 1 つの耐プラズマ性部材と、
を備える こ と を特徴とするプラズマ処理装置。
2 . 前記耐プラズマ性部材のフ ッ化イ ッ ト リ ウムの表面は、 フ ツイ匕イ ツ ト リ ウ ムの溶射によ つて形成されたこ と を特徴とする請求の範囲 1 記載 のプラズマ処理装置。
3 . 前記耐プラズマ性部材のフ ッ化イ ッ ト リ ウム の表面は、 フ ツイヒイ ツ ト リ ウムの焼結体によ って形成されたこ と を特徴とする請求の範囲 1記 載のブラズマ処理装置。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1249789C (zh) * 2002-11-28 2006-04-05 东京毅力科创株式会社 等离子体处理容器内部件
JP3894313B2 (ja) 2002-12-19 2007-03-22 信越化学工業株式会社 フッ化物含有膜、被覆部材及びフッ化物含有膜の形成方法
US7461614B2 (en) * 2003-11-12 2008-12-09 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for improved baffle plate
JP2007063070A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Toshiba Ceramics Co Ltd 耐プラズマ性イットリア焼結体の製造方法
JP4985928B2 (ja) * 2005-10-21 2012-07-25 信越化学工業株式会社 多層コート耐食性部材
JP4905697B2 (ja) * 2006-04-20 2012-03-28 信越化学工業株式会社 導電性耐プラズマ部材
JP4512603B2 (ja) * 2007-02-26 2010-07-28 トーカロ株式会社 耐ハロゲンガス性の半導体加工装置用部材
JP4591722B2 (ja) * 2008-01-24 2010-12-01 信越化学工業株式会社 セラミックス溶射部材の製造方法
JP5861612B2 (ja) * 2011-11-10 2016-02-16 信越化学工業株式会社 希土類元素フッ化物粉末溶射材料及び希土類元素フッ化物溶射部材
JP6034156B2 (ja) 2011-12-05 2016-11-30 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
WO2013114942A1 (ja) 2012-02-03 2013-08-08 トーカロ株式会社 白色フッ化物溶射皮膜の黒色化方法および表面に黒色層を有するフッ化物溶射皮膜被覆部材

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11229185A (ja) * 1998-02-13 1999-08-24 Kobe Steel Ltd 耐熱割れ性および耐食性に優れたＡｌ材料
JP2000219574A (ja) * 1999-01-27 2000-08-08 Taiheiyo Cement Corp 耐蝕性部材
JP2000252351A (ja) * 1999-02-26 2000-09-14 Taiheiyo Cement Corp 静電チャックおよびその製造方法
JP2000306845A (ja) * 1999-04-19 2000-11-02 Tokyo Electron Ltd マグネトロンプラズマ処理装置および処理方法
JP2002037683A (ja) * 2000-07-24 2002-02-06 Toshiba Ceramics Co Ltd 耐プラズマ性部材およびその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11229185A (ja) * 1998-02-13 1999-08-24 Kobe Steel Ltd 耐熱割れ性および耐食性に優れたＡｌ材料
JP2000219574A (ja) * 1999-01-27 2000-08-08 Taiheiyo Cement Corp 耐蝕性部材
JP2000252351A (ja) * 1999-02-26 2000-09-14 Taiheiyo Cement Corp 静電チャックおよびその製造方法
JP2000306845A (ja) * 1999-04-19 2000-11-02 Tokyo Electron Ltd マグネトロンプラズマ処理装置および処理方法
JP2002037683A (ja) * 2000-07-24 2002-02-06 Toshiba Ceramics Co Ltd 耐プラズマ性部材およびその製造方法

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