CN101920256B - 等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够消除浪费的等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法。通过CVD层叠碳化硅生成碳化硅块(41)，加工碳化硅块(41)制造聚焦环(25)，在将所制造的聚焦环(25)安装到等离子体处理装置(10)之后，等离子体蚀刻处理反复规定的次数，对在等离子体蚀刻处理中消耗的聚焦环(25’)的表面进行酸清洗，向被清洗的聚焦环(25)的表面通过CVD层叠碳化硅生成碳化硅块(42)，加工碳化硅块(42)再制造聚焦环(25”)，在将再制造的聚焦环(25”)安装到等离子体处理装置(10)之后，等离子体蚀刻处理反复规定的次数。

Description

等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法
技术领域
本发明涉及等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法。
背景技术
对作为基板的晶片实施规定的等离子体处理的等离子体处理装置，包括：作为收容该晶片的减压室的腔室；向该腔室内导入处理气体的喷淋头；和在腔室内与喷淋头相对配置的、载置晶片并对腔室内施加高频电力的基座。导入到腔室内的处理气体被高频电力激发，成为等离子体。
基座具有包围被载置的晶片的周边的环状的聚焦环。聚焦环与晶片相同地由硅(Si)形成，将腔室内的等离子体的分布区域扩大至该聚焦环上而不只是在该晶片上，将晶片的周边部上的等离子体的密度维持在与该晶片的中央部上的等离子体的密度相同的程度。由此，能够确保对晶片整个面实施的等离子体处理的均匀性(例如，参照专利文献1)。
在等离子体处理的期间，聚焦环被等离子体中的阳离子溅射而产生消耗。若聚焦环产生消耗，则聚焦环的上表面会低于晶片的表面，因而晶片上的等离子体的分布形态发生变化，其结果为，难以确保对晶片整个面实施的等离子体处理的均匀性。因此，当聚焦环产生了某种程度的消耗时需进行更换。更换下来的聚焦环直接进行报废处理。
另外，等离子体处理装置除了聚焦环之外还有由硅形成的消耗部件，这些之中会对等离子体处理产生影响的消耗部件与聚焦环相同地，当产生了某种程度的消耗时需进行更换，更换下来的消耗部件直接进行报废处理。
但是，聚焦环等由硅形成的消耗部件是从硅的块体(bulk：块材)中切割出来而制造的，所以制造非常麻烦。因此，在消耗部件每次产生某种程度的消耗就将该消耗部件报废处理，是非常浪费的。
专利文献1：日本特开2005-64460号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供能够消除浪费的等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法。
为达到上述目的，本发明的第一方面的等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法的特征在于，包括：碳化硅块生成步骤，通过CVD(Chemical Vapor Depostion：化学气相沉积)来层叠碳化硅，生成碳化硅块；消耗部件制造步骤，加工所述碳化硅块，制造规定的形状的等离子体处理装置用的消耗部件；第一等离子体处理步骤，使用所述被制造的消耗部件对基板实施等离子体处理；表面清洗步骤，对由于经过规定时间的所述等离子体处理而消耗的所述消耗部件的表面进行清洗；碳化硅层叠步骤，通过CVD向所述清洗的消耗部件的表面层叠碳化硅；消耗部件再制造步骤，加工表面层叠有所述碳化硅的消耗部件，再制造所述规定的形状的消耗部件；和第二等离子体处理步骤，使用所述再制造的消耗部件对基板实施等离子体处理。
本发明的第二方面的等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法的特征在于，在本发明的第一方面所述的再利用方法中，上述碳化硅块生成步骤在核的表面通过CVD来层叠碳化硅从而生成碳化硅块，上述消耗部件制造步骤按照不包含上述核的方式加工上述碳化硅块，制造上述消耗部件。
本发明的第三方面的等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法的特征在于，在本发明的第一或二方面所述的再利用方法中，依次反复进行上述表面清洗步骤、上述碳化硅层叠步骤、上述消耗部件再制造步骤和上述第二等离子体处理步骤。
本发明的第四方面的等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法的特征在于，在本发明的第一至第三方面中任一方面所述的再利用方法中，还具有表面处理步骤，在上述消耗部件再制造步骤之后、并且在上述第二等离子体处理步骤之前，将上述再制造的消耗部件置于高温气氛中，向该高温气氛供给碳化硅的原料气体。
本发明的第五方面的等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法的特征在于，在本发明的第一至第四方面中任一方面所述的再利用方法中，在上述表面清洗步骤中，使用药液清洗上述消耗部件的表面。
本发明的第六方面的等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法的特征在于，在本发明的第一至第四方面中任一方面所述的再利用方法中，在上述表面清洗步骤中，使用等离子体溅射上述消耗部件的表面。
本发明的第七方面的等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法的特征在于，在本发明的第一至第六方面中任一方面所述的再利用方法中，上述消耗部件是聚焦环或具有贯通的多个气体孔的电极板。
根据本发明的等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法，利用CVD向由于经过规定时间的等离子体处理而消耗的消耗部件的表面层叠碳化硅，加工表面层叠有碳化硅的消耗部件，再制造规定的形状的消耗部件，因此，即使加工碳化硅块而制造的消耗部件产生消耗，也能够不报废处理该产生消耗的消耗部件而进行再利用，因此能够消除浪费。另外，因为在利用CVD层叠碳化硅之前，产生消耗的消耗部件的表面被清洗，所以能够从该表面除去杂质，因此能够可靠地利用CVD进行碳化硅的层叠，并能够维持再制造的消耗部件的品质。
附图说明
图1是大致地表示使用了消耗部件的等离子体处理装置的结构的概略截面图，该消耗部件应用了本发明的实施方式的再利用方法。
图2是表示图1的聚焦环的放大图，图2(A)是俯视图，图2(B)是沿着图2(A)的线II-II的截面图。
图3是表示图1中的上部电极板的放大图，图3(A)是俯视图，图3(B)是沿着图3(A)的线III-III的截面图。
图4是表示聚焦环的再利用方法的工序图。
图5是表示上部电极板的再利用方法的工序图。
图6是表示包含CVD-SiC层的第一层叠层和第二层叠层的边界部分的矩形的试验片的示意性俯视图。
图7是表示消耗量超过由CVD层叠的SiC层的厚度的聚焦环的图。
符号说明
10、等离子体处理装置
25、聚焦环
31、上部电极
38、接地电极
39、外环(outer ring)
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
图1是大致地表示使用了消耗部件的等离子体处理装置的结构的截面图，该消耗部件应用了本发明的实施方式的再利用方法。该等离子体处理装置对作为基板的半导体器件用的晶片(以下仅称为“晶片”)实施等离子体蚀刻处理。
在图1中，等离子体处理装置10具有收容例如直径为300mm的晶片W的腔室11，该腔室11内配置有载置晶片W的圆柱状的基座12。在该等离子体处理装置10中，由腔室11的内侧壁和基座12的侧面形成侧向排气通路13。该侧向排气通路13的途中配置有排气板14。
排气板14是具有大量贯通孔的板状部件，作为将腔室11的内部分隔为上部和下部的分隔板发挥功能。在被排气板14分隔的腔室11的内部的上部(以下称为“处理室”)15，如后面所述产生等离子体。另外，腔室11内部的下部(以下称为“排气室(manifold：歧管)”)16与将腔室11内的气体排出的排气管17连接。排气板14捕捉或反射处理室15内产生的等离子体，防止向歧管16泄漏。
排气管17与TMP(Turbo Molecular Pump：涡轮分子泵)和DP(Dry Pump：干式真空泵)(均省略图示)连接，这些泵对腔室11内抽真空来进行减压。具体而言，DP将腔室11内从大气压减压至中真空状态(例如，1.3×10Pa(0.1Torr)以下)，TMP与DP协作，将腔室11内减压至比中真空状态更低压力的高真空状态(例如，1.3×10-3Pa(1.0×10-5Torr)以下)。另外，腔室11内的压力由APC阀门(省略图示)控制。
在腔室11内的基座12，经由第一匹配器19连接有第一高频电源18，并且经由第二匹配器21连接有第二高频电源20，第一高频电源18向基座12施加相对较低的频率例如2MHz的离子引入用的高频电力，第二高频电源20向基座12施加相对较高的频率例如60MHz的等离子体生成用的高频电力。由此，基座12作为电极发挥功能。另外，第一匹配器19和第二匹配器21降低来自基座12的高频电力的反射，以使高频电力向基座12的施加效率最大。
在基座12的上部，配置有内部具有静电电极板22的静电卡盘23。静电卡盘23由于是在具有某直径的下部圆板状部件之上重叠直径比该下部圆板状部件小的上部圆板状部件而形成，因此在周边部具有台阶。另外，静电卡盘23由陶瓷形成。
静电电极板22与直流电源24连接，当正的直流电压被施加在静电电极板22时，在晶片W的静电卡盘23侧的面(以下称为“背面”)产生负电位，在静电电极板22与晶片W的背面之间产生电位差，由于该电位差引起的库仑力或约翰逊·拉贝克(Johnson-Rahbeck)力，晶片W被吸附保持在静电卡盘23的上部圆板状部件上。
另外，在静电卡盘23，按照将吸附保持的晶片W包围的方式，聚焦环25被载置在静电卡盘23的台阶的水平部。聚焦环25由碳化硅(SiC)形成。即，聚焦环25由半导体构成，所以使等离子体的分布区域扩大至聚焦环25上而不仅在晶片W上，使得晶片W的周边部上的等离子体的密度维持在与该晶片W的中央部上的等离子体的密度相同的程度。由此，确保对晶片W的整个面实施的等离子体蚀刻处理的均匀性。
在基座12的内部，设置有例如在圆周方向上延伸的环状的致冷剂室26。经由致冷剂用配管27，低温的致冷剂例如冷却水或GALDEN(注册商标)被从冷却装置(chiller unit)(未图示)向致冷剂室26循环供给。被该低温的致冷剂冷却的基座12经由静电卡盘23冷却晶片W和聚焦环25。另外，也可以在聚焦环25的背面设置提高热传导性的片材。这样，从聚焦环25向已被冷却的基座12的热传导得到改善，其结果为，能够有效地冷却聚焦环25。
在静电卡盘23的上部圆板状部件的上表面的吸附保持有晶片W的部分(以下称为“吸附面”)，开口有多个传热气体供给孔28。这些多个传热气体供给孔28经由传热气体供给管29与传热气体供给部(未图示)连接，该传热气体供给部将作为传热气体的He(氦)气体经由传热气体供给孔28供给到吸附面与晶片的背面的间隙中。供给到吸附面与晶片W的背面的间隙中的氦气体，有效地将晶片W的热传递到静电卡盘23。
在腔室11的顶部，按照与基座12相对的方式配置有喷淋头30。喷淋头30具有上部电极板31(电极板)、将该上部电极板31可装卸地悬挂的冷却板32、和覆盖该冷却板32的盖体33。上部电极板31由具有在厚度方向上贯通的多个气体孔34的圆板状部件构成，由作为半导体的碳化硅形成。另外，在冷却板32的内部设置有缓冲室35，该缓冲室35与处理气体导入管36连接。
另外，在喷淋头30的上部电极板31连接有直流电源37，向上部电极板31施加负的直流电压。这时，上部电极板31释放二次电子，防止处理室15内部的晶片W上电子密度的降低。被释放的二次电子从晶片W上流向接地电极(ground ring：接地环)38，该接地电极按照在侧向排气通路13中包围基座12的侧面的方式设置，由作为半导体的碳化硅或硅形成。
在等离子体处理装置10中，从处理气体导入管36向缓冲室35供给的处理气体经由气体孔34向处理室15内部导入，被导入的处理气体通过从第二高频电源20经由基座12向处理室15内部施加的等离子体生成用的高频电力而被激发，成为等离子体。由于第一高频电源18对基座12施加的离子引入用的高频电力，该等离子体中的离子被向晶片W吸引，对该晶片W实施等离子体蚀刻处理。
上述等离子体处理装置10的各构成部件的动作，由等离子体处理装置10所具备的控制部(未图示)的CPU按照与等离子体蚀刻处理相对应的程序进行控制。
图2是表示图1的聚焦环的放大图，图2(A)是俯视图，图2(B)是沿着图2(A)的线II-II的截面图。
在图2(A)和(B)中，聚焦环25由在内周部具有台阶25a的环状部件构成，如上所述，由碳化硅单体形成。台阶25a对应晶片W的外周部而形成，当晶片W被吸附保持在吸附面时，台阶25a的水平部25b被晶片W的外周部覆盖，但该台阶25a的角落部25c不被晶片W覆盖。
在等离子体蚀刻处理中，聚焦环25的角落部25c、上表面25d暴露在等离子体中，被等离子体中的阳离子溅射。
图3是表示图1的上部电极板的放大图，图3(A)是俯视图，图3(B)是沿着图3(A)的III-III线的截面图。
在图3(A)和(B)中，上部电极板31由厚度约10mm的圆板状部件构成。在上部电极板31中，等间距地配置有在厚度方向上贯通该上部电极板31的多个气体孔34。各气体孔34的直径例如为0.5mm，通过切削钻等来形成。
当将上部电极板31作为喷淋头30的一部分安装到等离子体处理装置10时，上部电极板31的侧面31a被由碳化硅、石英、硅等构成的环状部件即外环39覆盖(参照图1)，但下表面31b暴露在处理室15内的空间中。即，在等离子体蚀刻处理中，下表面31b暴露在等离子体中，被等离子体中的阳离子溅射。
如上所述，聚焦环25、上部电极板31被阳离子溅射，因而逐渐消耗。在本实施方式中，为加以应对，聚焦环25、上部电极板31由碳化硅而不是硅构成。因为碳化硅能够通过CVD来层叠，所以如后文所述，能够将已消耗的聚焦环25、上部电极板31通过基于CVD的碳化硅的层叠复元为原来的形状(再制造)从而使其能够再利用。
以下，对本实施方式的再利用方法进行说明。
图4是表示聚焦环25的再利用方法的工序图。
首先，以环状的石墨部件40为核，在该石墨部件40的周围通过CVD层叠碳化硅，生成环状的碳化硅块41(图4(A))(碳化硅生成步骤)。另外，图4(A)表示环状的碳化硅块41的纵截面。在CVD中，碳化硅相对于石墨部件40各向同性地层叠，但为了在碳化硅块41中不包含石墨部件40地切出聚焦环25，持续层叠碳化硅直至碳化硅块41的从石墨部件40到该碳化硅块41的表面的厚度比聚焦环25的厚度大。
接着，按照不包含石墨部件40的方式从碳化硅块41切出聚焦环25而进行制造(图4(B))(消耗部件制造步骤)，安装到等离子体处理装置10内的基座12。之后，当在等离子体处理装置10中晶片W的等离子体蚀刻处理反复了规定的次数时(第一等离子体处理步骤)，聚焦环25消耗。如上所述，因为聚焦环25的上表面25d和角落部25c未被晶片W覆盖，所以主要是上表面25d和角落部25c消耗(图4(C))。
接着，将消耗的聚焦环25’(以下称“消耗聚焦环25’”)从等离子体处理装置10取出，清洗该消耗聚焦环25’的表面(表面清洗步骤)。
表面清洗步骤例如由碱清洗步骤、酸清洗步骤、纯水超声波清洗步骤构成。即消耗聚焦环25’，首先，通过使用苛性苏打或NaOH溶液的碱清洗，清洗除去附着在其表面的通过酸清洗不能除去的例如油分等杂质。接着，对碱清洗后的消耗聚焦环25’实施使用氢氟酸(HF)、硫酸(H2SO4)的酸清洗，由此清洗除去通过碱清洗不能够除去的例如硅石、金属等杂质。之后，酸清洗后的消耗聚焦环25’被搬入装满纯水的水槽，实施使用超声波的纯水清洗。
另外，在表面清洗步骤中，作为碱清洗步骤的前工序，也可以执行同时使用或者不同时使用超声波的纯水清洗步骤，另外，能够执行碱清洗步骤、酸清洗步骤、纯水清洗步骤和纯水超声波清洗步骤中的任意一个，或者将2个以上的步骤任意组合。这时，在需要将清洗步骤中的药水洗掉的情况下，作为最终清洗步骤，优选采用纯水超声波清洗步骤。
另外，在消耗聚焦环25’的污染严重的情况下，为实现清洗效率的提高或清洗时间的缩短，能够配合CO2喷射、SiC喷射等的喷射，等离子体的溅射、或机械研磨。这种情况下，优选在上述碱清洗步骤、酸清洗步骤、纯水清洗步骤、或纯水超声波清洗步骤之前进行。
另外，如上所述，在向聚焦环25的背面设置有提高热传导性的片材的情况下，在该表面清洗步骤中需要除去该片材。因此，例如能够在碱清洗、酸清洗、纯水超声波清洗之外，为了除去片材，同时能够使用将消耗聚焦环25’加热到例如300～400℃而使片材消失的热处理、CO2喷射、SiC喷射等喷射、基于等离子体的溅射等。另外，也可以在对消耗聚焦环25’执行碱清洗步骤、酸清洗步骤等时，同时除去该片材。
之后，向结束表面清洗步骤的消耗聚焦环25’的表面通过CVD层叠碳化硅，生成新的碳化硅块42(图4(D))。这时，碳化硅的层叠一直持续直至碳化硅块42变得比聚焦环25大(碳化硅层叠步骤)。
接着，加工碳化硅块42再制造聚焦环25”(图4(E))(消耗部件再制造步骤)，之后，根据需要将再制造的聚焦环25”(以下称“再制造聚焦环25””)置于退火炉内的高温气氛中，向退火炉内供给碳化硅的原料气体，例如硅烷类气体和碳类气体的混合气体。这时原料气体由于热而分解，附着、凝固在再制造聚焦环25”的表面，形成厚度为数微米的碳化硅薄膜(图4(F))(表面处理步骤)。该碳化硅薄膜将出现在再制造聚焦环25”的表面的消耗聚焦环25’与层叠在消耗聚焦环25’的表面的碳化硅部的边界线25e遮盖。由此，能够使边界线25e不再显眼，从而能够使再制造聚焦环25”的外观更美观。而且，表面处理步骤也可以省略。
接着，将表面形成有碳化硅薄膜的再制造聚焦环25”安装到等离子体处理装置10内的基座12。之后，在等离子体处理装置10内，晶片W的等离子体蚀刻处理反复规定的次数(第二等离子体处理步骤)。
接着，依次反复：消耗聚焦环25’的表面清洗步骤、利用CVD进行的新的碳化硅块42的生成(图4(D))、基于加工进行的聚焦环25”的再制造(图4(E))、再制造聚焦环25”的表面的碳化硅薄膜的形成(图4(F))、安装再制造聚焦环25”后的等离子体蚀刻处理。
图5是表示上部电极31的再利用方法的工序图。
首先，与图4的处理相同地，在圆板状的石墨部件43的周围通过CVD层叠碳化硅，生成碳化硅块44(图5(A))(碳化硅块生成步骤)。为了在碳化硅块44中也不包含石墨部件43地切出上部电极板31，碳化硅的层叠一直持续直至碳化硅块44的从石墨部件43到该碳化硅块44的表面的厚度比上部电极板31的厚度大。
接着，从碳化硅块44切出规定的大小的圆板状部件，在该切出的圆板状部件通过加工形成多个气体孔34从而制造上部电极板31(图5(B))(消耗部件制造步骤)，并作为喷淋头30的一部分向等离子体处理装置10安装。之后，当在等离子体处理装置10中晶片W的等离子体蚀刻处理反复了规定的次数时(第一等离子体处理步骤)，上部电极板31消耗。如上所述，因为上部电极板31的下表面31b未被外环39覆盖，所以主要是下表面31b消耗(图5(C))。另外，因为上部电极板31的上表面31d与冷却板32相接，所以在等离子体蚀刻处理中不发生消耗。
接着，将消耗的上部电极板31’(以下称“消耗上部电极板31’”)从等离子体处理装置10取出，与图4的处理同样地，对该消耗上部电极板31’的表面使用例如碱、酸、纯水等进行清洗(表面清洗步骤)，之后，使两个消耗上部电极31’按照各自的上表面31d彼此相接的方式密接，并进一步向密接的两个消耗上部电极板31’的表面通过CVD层叠碳化硅，生成新的碳化硅块45(图5(D))。这时，碳化硅的层叠一直持续直至碳化硅块45变得比按照上表面31d彼此相接的方式密接的两个上部电极板31大(碳化硅层叠步骤)。
接着，加工碳化硅块45，再制造两个上部电极板31”(图5(E))(消耗部件再制造步骤)，之后，在再制造的上部电极板31”(以下称“再制造上部电极板31””)的表面，根据需要使用高温气氛和碳化硅的原料气体形成厚度为数微米的碳化硅薄膜(图5(F))(表面处理步骤)。该碳化硅薄膜将出现在再制造上部电极板31”的表面的消耗上部电极板31’与层叠在消耗上部电极板31’的表面的碳化硅部的边界线31c遮盖。由此，能够使边界线31c不再显眼，从而能够使再制造上部电极板31”的外观更美观。另外，表面处理步骤也可以省略。
接着，将表面形成有碳化硅薄膜的再制造上部电极板31”作为喷淋头30的一部分向等离子体处理装置10安装。之后，在等离子体处理装置10中，晶片W的等离子体蚀刻处理反复规定的次数(第二等离子体处理步骤)。
接着，依次反复：消耗上部电极板31’的表面清洗步骤、基于CVD进行的新的碳化硅块45的生成(图5(D))、通过加工进行的上部电极板31”的再制造(图5(E))、再制造上部电极板31”的表面的碳化硅薄膜的形成(图5(F))、安装再制造上部电极板31”后的等离子体蚀刻处理。
根据图4的聚焦环25的再利用方法和图5的上部电极板31的再利用方法，向由于反复规定的次数的等离子体蚀刻处理而消耗的聚焦环25或消耗的上部电极板31的表面通过CVD层叠碳化硅，生成碳化硅块42、45，对碳化硅块42、45进行加工，再制造聚焦环25”或上部电极板31”，所以即使聚焦环25或上部电极板31消耗，也能够不被报废处理而能够进行再利用，因此能够避免浪费。
根据上述再利用方法，依次反复：消耗聚焦环25’或消耗上部电极板31’的表面清洗、通过CVD进行的新的碳化硅块42、45的生成、通过加工进行的聚焦环25”或上部电极板31”的再制造、根据需要实施的再制造聚焦环25”或再制造上部电极板31”的表面的碳化硅薄膜的形成、安装再制造聚焦环25”或再制造上部电极板31”后的等离子体蚀刻处理，因此，能够长时间再利用聚焦环25、上部电极板31，因此能够可靠地避免浪费。
另外，根据上述再利用方法，在通过CVD层叠碳化硅之前，消耗聚焦环25’、消耗上部电极板31’的表面被清洗。由于在等离子体蚀刻处理中因氟离子或氧离子而产生的、并且附着在聚焦环25等的表面的杂质的厚度至多为1μm左右，所以能够通过上述清洗从表面充分地去除杂质，因此，能够可靠地进行通过在此之后的CVD进行的碳化硅的层叠，并且，能够维持再制造聚焦环25”或再制造上部电极板31”的品质。另外，因为碱清洗、酸清洗等能够方便地进行，所以能够容易地进行聚焦环25”或上部电极板31”的再制造。
根据上述再利用方法，聚焦环25、上部电极板31得到再利用。而因为聚焦环25或上部电极板31只要稍微消耗就需要更换(例如，上部电极板31在厚度方向上消耗1～2mm左右就需要更换)，所以通过将它们再利用，能够有效地避免浪费。
根据上述再利用方法，消耗聚焦环25’、消耗上部电极板31’的表面被进行碱清洗、酸清洗等，但在等离子体蚀刻处理中，形成配线层等的铜(Cu)被蚀刻，铜离子飞散，铜或铜化合物向聚焦环25或上部电极板31的表面粘着，这种情况下，在碱清洗、酸清洗之前，使用等离子体对消耗聚焦环25’、消耗上部电极板31’的表面进行溅射。另外，若作为处理气体使用含氟气体或含氧气体，则结果是在氟离子或氧离子被射进聚焦环25等的表层内从而掺杂了杂质的情况下，在碱清洗、酸清洗等之前通过CO2喷射、SiC喷射等的喷射或机械研磨，对消耗聚焦环25’或消耗上部电极板31’的表面进行磨削。由此，能够物理性地削除粘着在表面的铜或铜化合物、掺杂有杂质的表层，因此能够可靠地维持再制造的聚焦环25”、再制造的上部电极板31”的品质。
另外，因为如果是高电阻部件，则允许含有少许杂质，所以若聚焦环25或上部电极板31为高电阻，则即使表层掺杂有杂质也没有必要使用等离子体溅射表面，只要对表面进行碱清洗、酸清洗等即可。
在上述再利用方法中，聚焦环25、上部电极板31得到了再利用，但只要是能够从通过利用CVD层叠而生成的碳化硅块切出的消耗部件就能够适用。例如，由碳化硅形成的接地电极38或由碳化硅形成的外环39都能够通过上述再利用方法进行再利用。
另外，在上述再利用方法中，从仅通过基于CVD的碳化硅的层叠而生成的碳化硅块切出聚焦环25等，但例如也能够以碳化硅的烧结材料或石墨(碳)为核，通过基于CVD的碳化硅的层叠而生成碳化硅块，从该碳化硅块以包含烧结材料、石墨的状态切出聚焦环。但是，例如烧结材料比通过基于CVD的层叠而形成的部件更粗糙，容易由于阳离子的溅射引起颗粒飞散，因此当在等离子体蚀刻处理中聚焦环等产生消耗而碳化硅的烧结材料露出的情况下，可能会产生颗粒。
图7是表示上述担忧点的图，是表示消耗量超过了通过CVD层叠的SiC层的厚度的聚焦环的截面的图。
在图7中，聚焦环70中，在等离子体蚀刻处理时没有被晶片覆盖的上表面70a和台阶的角落部70c发生消耗，该部分的通过CVD层叠的SiC层72消耗，由此，作为核的例如烧结SiC71露出。像这样，若烧结SiC71露出，则颗粒飞散，腔室内被污染。
另外，通过CVD层叠的SiC层72的厚度例如为100μm左右，存在消耗部件的更换间隔较短的问题。
另一方面，为了避免由于作为核的烧结SiC71的露出而造成的颗粒的产生，与此同时进行高效的等离子体蚀刻处理，需要在通过CVD层叠的SiC层72即将完全消耗之前停止等离子体蚀刻处理并更换消耗部件，需要正确管理消耗部件的更换时刻这一烦杂的操作。
因此，在从以碳化硅的烧结材料、石墨为核生成的碳化硅块切出聚焦环的情况下，需要不包含碳化硅的烧结材料、石墨地切出该聚焦环。即，包含碳化硅的烧结材料、石墨的聚焦环不适于等离子体蚀刻处理，因此需要仅从通过CVD形成的碳化硅的层叠部切出聚焦环。
根据上述再利用方法，碳化硅块生成步骤是在核的表面通过CVD层叠碳化硅而生成碳化硅块，消耗部件制造步骤是将通过碳化硅块生成步骤所生成的碳化硅块以不包含核的方式进行加工而制造消耗部件，因此，不会因消耗而发生作为核的石墨部件40露出的情况。因此，即使是多层层叠CVD-SiC层的消耗部件(再制造聚焦环25”)，也能够避免颗粒的产生和由此引起的腔室内污染。
另外，根据上述再利用方法，因为消耗部件不包含核，所以表面的允许消耗量为例如5mm左右，与最大也只是100μm左右的现有部件相比，允许消耗量增大。因此，能够减少消耗部件的更换频率。另外，不需要在作为核的石墨部件40即将露出之前停止等离子体蚀刻处理这样烦杂的控制，能够实现处理效率的提高。另外，因为不包含核，所以与包含核的现有消耗部件相比，再制造时的形状不受制约，与消耗前消耗部件的形状相比，对于再制造消耗部件的形状，能够进行使其直径缩小、或部分地使倾斜角度变更、或使倒角部分变更等的变更，对于形状的灵活性提高。例如，能够再制造处理厚度4mm的聚焦环从而制造厚度3mm的再制造聚焦环，或再制造处理直径380mm的聚焦环从而制造直径360mm的再制造聚焦环。
另外，一直以来，在再利用作为核的石墨部件40的情况下，必须除去残存在核的表面的SiC，但在上述再利用方法中，还具有不需要这样的操作的优点。
在上述实施方式中，被实施等离子体蚀刻处理的基板并不限定于半导体设备用的晶片，可以是包含LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)等的FPD(Flat Panel Display：平板显示器)等所使用的各种基板、光掩模、CD基板、印刷基板等。
在上述再利用方法中，反复进行：等离子体处理步骤造成的消耗部件的消耗、利用碳化硅层叠步骤进行的SiC的层叠、和通过消耗部件再制造步骤进行的消耗部件的再制造，所以，再制造聚焦环25”和再制造上部电极板31”形成为依次层叠有通过CVD层叠的SiC层(以下称“CVD-SiC层”)的多层结构。
因此，确认具有层叠有CVD-SiC层的多层结构的消耗部件的作为腔室内的构成部件的恰当性。
即，切出包含块材中的CVD-SiC层的第一层叠层与第二层叠层的边界部分的矩形的试验片(图6)，在对该试验片进行等离子体照射试验后，使用高低差计调查第一层叠层与第二层叠层之间的台阶的有无，其中，该块材通过在作为核的烧结SiC的表面形成多层CVD-SiC层而得到，该等离子体照射试验使用图1的等离子体处理装置在规定的条件下照射等离子体。
另外，这时的等离子体照射条件是，使腔室内压力为20mTorr(2.66Pa)，使等离子体生成用的激发功率为500W、偏置功率为3000W、使用140sccm的C4F8气体、40sccm的CO气体、600sccm的Ar气体的混合气体作为处理气体产生等离子体，使等离子体照射时间为60sec。另外，这时，使流通基板12的多个传热气体供给孔28的作为传热气体的He气体的压力，在中央部分为30Torr(3.99kPa)，在边缘部分为10Torr(1.33kPa)。
等离子体照射试验之后，在第一层叠层与第二层叠层的边界部不能够确认台阶。由此，能够确认第一层叠层与第二层叠层的消耗率是相同的。
另外，对于等离子体照射试验后的CVD-SiC层的第一层叠层与第二层叠层，分别拍摄SEM照片，对其表面的构造进行观察，确认两者没有差异，表面状态相同。即，可知CVD-SiC层的第一层叠层和第二层叠层对等离子体的消耗特性没有差别。
接着，使用图4的聚焦环25的再利用方法再制造再制造聚焦环25”，求取该再制造聚焦环25”的再生率。此处，再生率表示再制造聚焦环25”的在再制造时层叠的CVD-SiC层的体积相对于整个体积的百分率。
即，消耗前的聚焦环25(图4(B))的体积为例如147857mm3，消耗聚焦环25’(图4(C))的体积为例如102087mm3。而且，因为利用消耗部件再制造步骤以成为与消耗前的聚焦环25的体积相同的方式进行再制造而获得再制造聚焦环25”，所以再生率R成为
R＝[1-(102087/147857)]×100＝31.0(％)。
物理上来说，聚焦环的再生率R能够在0.1％～90％之间实现。但考虑到实际的等离子体蚀刻处理时的生产性等，再生率R优选为15％～40％左右，更优选为20％～35％左右。
接着，使用分别应用再制造聚焦环25”和消耗前的聚焦环25的图1的等离子体处理装置，在相同的条件下对任意的试样晶片的TEOS膜分别执行等离子体蚀刻处理，对这种情况下的处理前后的蚀刻率(E/R)、附着在试样晶片表面的0.1μm以上的颗粒的数量、和TEOS膜表面的污染情况进行观察，观察两聚焦环的消耗形态造成的影响。
结果表示在图1中。另外，等离子体处理条件与使用了上述试验片的等离子体照射试验相同。
表1
Figure BSA00000148749100151
※E/R的单位是(μm/min)，颗粒为0.1μm以上。
在表1中，消耗前的聚焦环25的消耗(处理)前后的E/R分别为412.9(μm/min)和427.9(μm/min)，再制造聚焦环25”的消耗前后的E/R分别为414.2(μm/min)和428.4(μm/min)，并未发现两者存在有意义的差异。另外，再制造聚焦环25”的消耗前后的颗粒附着数同为标准值以内(スペツクイン、spec in)，未发现再制造引起的特别的不良影响。
根据以上的结果，在上述的再利用方法中，能够确认：对再制造消耗部件与消耗前消耗部件间的消耗率、消耗后的表面状态以及消耗引起的E/R和对腔室内气氛没有不良影响，将再制造消耗部件作为腔室内部件再利用不会造成不良状况。

Claims (7)

1.一种等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法，其特征在于，包括：
碳化硅块生成步骤，通过CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)来层叠碳化硅，生成碳化硅块；
消耗部件制造步骤，加工所述碳化硅块，制造规定的形状的等离子体处理装置用的消耗部件；
第一等离子体处理步骤，使用所述被制造的消耗部件对基板实施等离子体处理；
表面清洗步骤，对由于经过规定时间的所述等离子体处理而消耗的所述消耗部件的表面进行清洗；
碳化硅层叠步骤，通过CVD向所述清洗的消耗部件的表面层叠碳化硅；
消耗部件再制造步骤，加工表面层叠有所述碳化硅的消耗部件，再制造所述规定的形状的消耗部件；和
第二等离子体处理步骤，使用所述再制造的消耗部件对基板实施等离子体处理。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法，其特征在于：
所述碳化硅块生成步骤在核的表面通过CVD来层叠碳化硅从而生成碳化硅块，所述消耗部件制造步骤按照不包含所述核的方式加工所述碳化硅块，制造所述消耗部件。
3.如权利要求1或2所述的等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法，其特征在于：
依次反复进行所述表面清洗步骤、所述碳化硅层叠步骤、所述消耗部件再制造步骤和所述第二等离子体处理步骤。
4.如权利要求1或2所述的等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法，其特征在于：
还具有表面处理步骤，在所述消耗部件再制造步骤之后、并且在所述第二等离子体处理步骤之前，将所述再制造的消耗部件置于高温气氛中，向该高温气氛供给碳化硅的原料气体。
5.如权利要求1或2所述的等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法，其特征在于：
在所述表面清洗步骤中，使用药液清洗所述消耗部件的表面。
6.如权利要求1或2所述的等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法，其特征在于：
在所述表面清洗步骤中，使用等离子体溅射所述消耗部件的表面。
7.如权利要求1或2所述的等离子体处理装置用的消耗部件的再利用方法，其特征在于：
所述消耗部件是聚焦环或具有贯通的多个气体孔的电极板。
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