TWI775987B - 電漿處理裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之電漿處理裝置抑制因電漿引起之保護對象構件之損耗。
電漿處理裝置1具有：處理容器，其產生電漿；及接合層70，其配置於處理容器內，作為因電漿引起之損耗之保護對象。接合層70於表面設置有包含鋁碳酸鎂之保護層71。
Description
本發明之各種態樣及實施形態係關於一種電漿處理裝置。
先前，有於基台(susceptor)與靜電吸盤之間具有接合基台與靜電吸盤之接合層的電漿處理裝置。此種電漿處理裝置中因電漿而使接合層自側面損耗。於電漿處理裝置中，若接合層損耗而使側面減少，則會產生空間，變得無法充分地控制產生空間之部分之溫度，蝕刻速率之面內之均勻性下降。因此，電漿處理裝置係以覆蓋基台及接合層之露出面之方式設置與靜電吸盤之下部接觸的O環而使電漿無法到達來保護接合層(例如，參照下述專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2014-53482號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，O環價格較高，電漿處理裝置之製造成本增加。又，因電漿而使O環損耗，更換費工夫。
再者，因電漿引起之損耗之問題並不限定於接合層，其係為了避免因電漿引起之損耗而應保護的之所有保護對象構件均會發生之問題。
[解決問題之技術手段]
於一實施態樣中，揭示之電漿處理裝置具有處理容器、及保護對象構件。處理容器產生電漿。保護對象構件係配置於處理容器內，作為因電漿引起之損耗之保護對象。保護對象構件含有具有取入自由基及陰離子中之至少一者之特性之材料，或於表面設置有包含材料之保護層。
[發明之效果]
根據揭示之電漿處理裝置之一態樣，發揮可抑制保護對象構件因電漿產生損耗之效果。
以下，參照圖式，詳細地對本案揭示之電漿處理裝置之實施形態進行說明。再者，於各圖式中，對相同或相似之部分標註相同之符號。又，揭示之發明並不受本實施形態之限定。各實施形態可於不使處理內容產生矛盾之範圍內適當地組合。
(第1實施形態)
[電漿處理裝置之構成]
首先，對實施形態之電漿處理裝置之概略構成進行說明。電漿處理裝置係對半導體晶圓(以下，稱為晶圓)等被處理體進行電漿處理之系統。於本實施形態中，以進行電漿蝕刻作為電漿處理之情形為例進行說明。圖1係表示第1實施形態之電漿處理裝置之概略構成之剖視圖。
電漿處理裝置1具有金屬製、例如鋁或不鏽鋼製之電性接地之密閉構造之呈圓筒型的處理室10。於該處理室10內配設有載置作為被處理基板之晶圓W之圓柱形狀之載置台(下部電極)11。該載置台11具備：載置台本體12，其包含例如鋁等導電性材料；及靜電吸盤13，其配置於載置台本體12之上部，用以吸附晶圓W且包含例如Al2
O3
等絕緣材料。載置台11與靜電吸盤13係藉由接合層70接合。載置台本體12係介隔絕緣材而支持於自處理室10之底部向垂直上方延伸之筒狀支持部15。
於處理室10之側壁與筒狀支持部15之間形成有排氣通路16，連通於該排氣通路16之底部之排氣管17連接於排氣裝置18。排氣裝置18具有真空泵，將處理室10內減壓至特定之真空度為止。又，排氣管17具有作為可變式蝶形閥的自動壓力控制閥(automatic pressure control valve)19，藉由該自動壓力控制閥19控制處理室10內之壓力。
於載置台本體12，經由整合器22及饋電棒23電性連接有施加用於電漿產生及離子提取之高頻電壓之高頻電源21。該高頻電源21係將特定之高頻、例如60 MHz之高頻電力施加至載置台11。再者，高頻電源21亦可設置複數個，向載置台11供給頻率不同之複數個高頻。例如，高頻電源21亦可設置複數個，向載置台11供給電漿產生用高頻電力、及用以向晶圓W提取離子之高頻電力。
於處理室10之頂壁，配設有作為接地電極之簇射頭24。藉由上述高頻電源21對載置台11與簇射頭24之間施加高頻電壓。簇射頭24具有：下表面之電極板26，其具有多個氣體通氣孔25；及電極支持體27，其支持電極板26使之可裝卸。又，於電極支持體27之內部設置有緩衝室28，於該緩衝室28之氣體導入口29連接有來自處理氣體供給部30之氣體供給配管31。
於載置台本體12之內部，例如設置有配置於圓周方向上之環狀之冷媒室35。自冷卻器單元36經由配管37、38向該冷媒室35循環供給特定溫度之冷媒、例如冷卻水。藉此，載置台本體12冷卻至特定之溫度。
配置於載置台本體12之上部之靜電吸盤13呈具有適當之厚度之圓板形狀，於靜電吸盤13之內部嵌埋有包含鎢等導電材料之電極板40。於電極板40電性連接有直流電源41。而且，靜電吸盤13能夠藉由自直流電源41對電極板40施加直流電壓而以庫倫力吸附保持晶圓W。
如上所述般冷卻至特定之溫度之載置台本體12之熱係經由該靜電吸盤13傳遞至吸附於靜電吸盤13的上表面的晶圓W。於該情形時，為了即便處理室10內減壓亦使熱高效率地傳遞至晶圓W，自第1熱傳遞用氣體供給部52，經由第1氣體供給線46向吸附於靜電吸盤13之上表面之晶圓W之背面供給He等熱傳遞用氣體。
又，如上所述，載置台本體12之熱係經由靜電吸盤13傳遞至晶圓W，但此時存在如下情形：因溫度變化而使靜電吸盤13發生變形，從而靜電吸盤13之上表面之平面度劣化。若靜電吸盤13之上表面之平面度劣化，則無法確實地吸附晶圓W。因此，較理想的是藉由調整接合層70之厚度，由接合層70吸收因溫度變化發生之靜電吸盤13之變形，防止此種靜電吸盤13之上表面之平面度之劣化。為此，較佳為例如於晶圓W之直徑為200 mm之情形時，將接合層70之厚度設為60 μm以上，於晶圓W之直徑為300 mm之情形時，將接合層70之厚度設為90～150 μm。
載置台11之上部配置包圍靜電吸盤13之環狀之聚焦環60。又，於處理室10之側壁安裝有開閉晶圓W之搬入搬出口62之閘閥63。又，於處理室10之周圍配置有以環狀或同心狀延伸之磁鐵64。
又，於構成載置台11之載置台本體12、接合層70及靜電吸盤13，設置貫通孔65。於貫通孔65之內部設置經由電阻或電感電性接地之頂推銷66。再者，於圖1中圖示有1個貫通孔65及頂推銷66，但貫通孔65及頂推銷66係於載置台11之圓周方向上以均等間隔設置3個以上。頂推銷66係經由使處理室10成為氣密狀態並且可伸縮之波紋管67分別連接於氣缸68。頂推銷66係自加載互鎖真空室之搬送裝置進行晶圓W之交接，於使晶圓W與靜電吸盤13相接/分離時，藉由氣缸68進行上下移動。對將晶圓W交付至處理室10內之情形時之搬入動作進行說明。打開閘閥63，搬送裝置自搬入搬出口62將晶圓W搬入至處理室10內。其次，頂推銷66經由貫通孔65上升，支持晶圓W之背面，自搬送裝置抬升晶圓W。此後，搬送裝置自搬入搬出口62返回至加載互鎖真空室，頂推銷66經由貫通孔65下降，藉此晶圓W載置至靜電吸盤13上。最後，關閉閘閥63，藉此晶圓W交付至處理室10內。對自處理室10內取出晶圓W時之搬出動作進行說明。打開閘閥63，頂推銷66經由貫通孔65上升，藉此晶圓W自靜電吸盤13上抬升。搬送裝置自搬入搬出口62進入至處理室10內，到達支持於頂推銷66上之晶圓W之下側為止。其次，頂推銷66經由貫通孔65下降，晶圓W載置至搬送裝置。此後，搬送裝置自搬入搬出口62返回至加載互鎖真空室，晶圓W自腔室內搬出。
於電漿處理裝置之處理室10內，藉由磁鐵64形成朝一方向之水平磁場，並且藉由施加於載置台11與簇射頭24之間之高頻電壓形成鉛垂方向之RF(Radio Frequency，射頻)電場，藉此，於處理室10內進行經由處理氣體之磁控放電，於載置台11之表面附近，自處理氣體產生高密度之電漿。
電漿處理裝置1之各構成要素、例如排氣裝置18、高頻電源21、處理氣體供給部30、靜電吸盤13用直流電源41及第1熱傳遞用氣體供給部52等係藉由控制部69控制動作。
[載置台11及靜電吸盤13之一部分之主要部分之構成]
其次，對載置台11及靜電吸盤13之一部分之主要部分之構成進行說明。圖2係表示基台及靜電吸盤之主要部分之構成之一例的概略剖視圖。
載置台11具備：載置台本體12，其包含例如鋁等導電性材料；及靜電吸盤13，其配置於載置台本體12之上部，用以吸附晶圓W且包含例如Al2
O3
等絕緣材料。載置台本體12呈底面朝上下方向之大致圓柱狀，上側之底面之中央部分12a形成為高度高於周邊部分12b。中央部分12a係設為與晶圓W相同程度之尺寸。
於載置台11之中央部分12a之上部設置有靜電吸盤13。載置台11與靜電吸盤13係藉由接合層70接合。接合層70發揮緩和靜電吸盤13與載置台11之應力之作用，並且接合載置台11與靜電吸盤13。接合層70係例如使用矽酮樹脂、丙烯酸系樹脂、環氧樹脂等彈性體形成。
此處，電漿處理裝置1係於已進行電漿蝕刻之情形時，藉由自由基或陰離子攻擊構成接合層70之彈性體之鏈狀鍵結鍵。藉此，電漿處理裝置1中進行彈性體之低分子化，接合層70自側面損耗。於電漿處理裝置1中，若接合層70損耗而使側面減小，則於接合層70之側面之部分會產生空間。而且，於電漿處理裝置1中，變得無法充分地控制產生空間之部分之靜電吸盤13之溫度，蝕刻速率之面內之均勻性下降。
因此，先前電漿處理裝置1係定期地進行保養。例如，電漿處理裝置1係進行如下等保養：根據接合層70之損耗而更換靜電吸盤13，再形成接合層70。於電漿處理裝置1中，若變得需以短期間進行保養，則保養之工夫增多，電漿處理裝置1之維護費用亦變高。又，於電漿處理裝置1中，若變得需以短期間進行保養，則無法實施電漿處理之停工時間變多，生產性亦下降。
因此，電漿處理裝置1係使配置於處理室10內之作為因電漿引起之損耗之保護對象的保護對象構件含有具有取入自由基及陰離子中之至少一者之特性之材料，或於保護對象構件之表面設置包含該材料之保護層71。作為具有取入自由基及陰離子中之至少一者之特性之材料，例如可列舉鋁碳酸鎂、無機奈米薄片、層狀鈮-鈦酸鹽、具有離子吸附性之礦物等。
實施形態之電漿處理裝置1係於接合層70之側面側之表面設置包含鋁碳酸鎂之保護層71。保護層71係例如使用於矽酮樹脂中添加有鋁碳酸鎂之材料形成。鋁碳酸鎂之添加量係例如以體積百分比濃度計為0.5～90 vol%之範圍即可，較佳為0.5～40 vol%之範圍，進而較佳為5～15 vol%之範圍。
鋁碳酸鎂係例如以下述式(1)表示之化合物。
Mg1 － x
Alx
(OH)2
(Cl)x － ny
·(An-
)y
·mH2
O (1)
(於式中，x為滿足0.15＜x＜0.34之正數，An-
為除Cl-
以外之n價之陰離子，y為正數，m為滿足0.1＜m＜0.7之正數。)
圖3係模式性地表示鋁碳酸鎂之結構之圖。鋁碳酸鎂係Mg/Al系層狀化合物，具有層狀結構，具有將陰離子取入至層間之性質。例如，鋁碳酸鎂具有如下性質：例如，於已將CHF3
、CF4
等處理氣體電漿化之情形時吸附F，不釋出暫時吸附之F。有關鋁碳酸鎂之詳細內容係例如記載於日本專利特開2009-178682號公報。
實施形態之電漿處理裝置1係於接合層70之側面側之表面設置包含鋁碳酸鎂之保護層71，藉此可抑制接合層70之損耗。認為其原因在於：鋁碳酸鎂吸附F，因此接合層70之側面附近之F之密度減小，損耗之推進速度下降。
[實施例]
以下，為了說明上述效果，對本發明者實施之評估實驗之具體例進行說明。首先，對進行矽酮樹脂之損耗之抑制效果之確認的評估實驗之具體例進行說明。於評估實驗中，準備僅為矽酮樹脂之評估試料A、及含有鋁碳酸鎂之評估試料B該兩種評估試料。評估試料B係於矽酮樹脂中含有10 vol%之鋁碳酸鎂。兩種評估試料A、B之尺寸係設為30 mm見方。於評估實驗中，準備複數個評估試料A、B，改變處理氣體之濃度而進行電漿蝕刻之電漿處理。作為電漿蝕刻之處理氣體，使用CF4
/O2
之混合氣體，並改變CF4
與O2
之流量比。
圖4係表示電漿處理前後之重量變化之圖。於圖4中，表示有評估試料A及評估試料B之電漿處理前後之重量變化。如圖4所示，於CF4
之流量比為5%之情形時，藉由含有鋁碳酸鎂而將重量變化抑制成1/10左右。又，於CF4
之流量比為85%之情形時，藉由含有鋁碳酸鎂而將重量變化抑制成1/2左右。
如上所述，可確認到電漿處理係藉由含有鋁碳酸鎂而使矽酮樹脂之損耗得到抑制。
其次，對確認鋁碳酸鎂對F之吸附效果之評估實驗的具體例進行說明。於評估實驗中，準備僅為矽酮樹脂(無鋁碳酸鎂)之評估試料A、含有鋁碳酸鎂之評估試料B、及於表面塗佈有鋁碳酸鎂之評估試料C該等三種評估試料。評估試料B係於矽酮樹脂中含有10 vol%之鋁碳酸鎂。三種評估試料A～C之尺寸係設為5 mm見方。於評估實驗中，使用形成有氧化膜之毯覆式晶圓作為晶圓W，將三種評估試料A～C配置於晶圓W之表面進行電漿蝕刻。作為電漿蝕刻之處理氣體，使用CF4
/Ar/O2
之混合氣體。
圖5A係表示半導體晶圓上之蝕刻速率之測定結果之圖。於圖5A中，改變圖案來表示晶圓W之各位置之蝕刻速率(E/R)。又，於圖5A中，表示有晶圓W上之配置有評估試料A之測定點PA、配置有評估試料B之測定點PB、配置有評估試料C之測定點PC之位置。配置有評估試料A之測定點PA之附近之蝕刻速率與周圍為相同程度。評估試料A係僅由矽酮樹脂形成。根據該情形，可確認到於僅為矽酮樹脂時，蝕刻速率之變動較小。另一方面，配置有評估試料B之測定點PB及配置有評估試料C之測定點PC之附近之蝕刻速率低於周圍。評估試料B及評估試料C係於矽酮樹脂中含有或塗佈有鋁碳酸鎂。根據該情形，可確認到鋁碳酸鎂降低蝕刻速率。
圖5B及圖5C係表示蝕刻速率之變化之曲線圖。圖5B係將晶圓W之中心設為零而表示沿圖5A之Y軸之蝕刻速率的變化。圖5B係將晶圓W之中心設為零而表示沿圖5A之X軸之蝕刻速率的變化。再者，X軸係自配置有評估試料A之測定點PA略微偏移。
於圖5B及圖5C中，將評估試料A～C配置於晶圓W之表面進行電漿蝕刻時之蝕刻速率表示為「本次之測試」。又，於圖5B及圖5C中，不配置評估試料A～C而對晶圓W進行相同之電漿蝕刻時之蝕刻速率表示為「Ref(無評估試料)」。
如圖5B所示，配置有含有鋁碳酸鎂之評估試料B之測定點PB之位置的附近(+110 mm之附近)之蝕刻速率大幅下降。蝕刻速率之下降係於60～75 mm之寬度發生。
又，如圖5C所示，配置有僅為矽酮樹脂之評估試料A之測定點PA之位置的附近(-110 mm之附近)之蝕刻速率略微下降。蝕刻速率之下降係於45 mm之寬度發生。又，配置有於表面塗佈有鋁碳酸鎂之評估試料C之測定點PC之位置的附近(+110 mm之附近)之蝕刻速率大幅下降。蝕刻速率之下降係於130 mm之寬度發生。
根據圖5A～5C，可確認到評估試料B及評估試料C之附近係因鋁碳酸鎂吸附F而使蝕刻速率下降。
其次，使用聚矽氧樹脂之晶圓W作為晶圓W，將三種評估試料A～C配置於晶圓W之表面進行電漿蝕刻。使用CF4
/O2
之混合氣體作為電漿蝕刻之處理氣體。
圖6A係表示半導體晶圓上之蝕刻速率之測定結果之圖。於圖6A中，改變圖案來表示聚矽氧樹脂之晶圓W之各位置之蝕刻速率(E/R)。又，於圖6A中，表示有晶圓W上之配置有評估試料A之測定點PA、配置有評估試料B之測定點PB、配置有評估試料C之測定點PC之位置。配置有評估試料A之測定點PA之附近之蝕刻速率與周圍為相同程度。評估試料A係僅由矽酮樹脂形成。根據該情形，可確認到於聚矽氧樹脂中，在僅為矽酮樹脂時，蝕刻速率之變動亦較小。另一方面，配置有評估試料B之測定點PB及配置有評估試料C之測定點PC之附近之蝕刻速率低於周圍。評估試料B及評估試料C係於矽酮樹脂含有或塗佈有鋁碳酸鎂。根據該情形，可確認到於聚矽氧樹脂中，鋁碳酸鎂亦降低蝕刻速率。
圖6B及圖6C係表示蝕刻速率之變化之曲線圖。圖6B係將晶圓W之中心設為零而表示沿圖6A之Y軸之蝕刻速率的變化。圖6B係將晶圓W之中心設為零而表示沿圖6A之X軸之蝕刻速率的變化。
於圖6B及圖6C中，將評估試料A～C配置於晶圓W之表面進行電漿蝕刻時之蝕刻速率表示為「本次之測試」。又，於圖6B及圖6C中，不配置評估試料A～C而對晶圓W進行相同之電漿蝕刻時之蝕刻速率表示為「Ref(無評估試料)」。
如圖6B所示，配置有含有鋁碳酸鎂之評估試料B之測定點PB之位置的附近(+110 mm之附近)之蝕刻速率大幅下降。蝕刻速率之下降係於45 mm之寬度發生。
又，如圖6C所示，配置有僅為矽酮樹脂之評估試料A之測定點PA之位置的附近(-110 mm之附近)之蝕刻速率略微下降。蝕刻速率之下降係於30 mm之寬度發生。又，配置有於表面塗佈有鋁碳酸鎂之評估試料C之測定點PC之位置的附近(+110 mm之附近)之蝕刻速率大幅降低。蝕刻速率之降低係於60～75 mm之寬度發生。
根據圖6A～6C，亦可確認到評估試料B及評估試料C之附近係因鋁碳酸鎂吸附F而使蝕刻速率下降。
其次，對確認包含鋁碳酸鎂之保護層71對接合層70之保護效果的評估實驗之具體例進行說明。於評估實驗中，將載置台11及靜電吸盤13之側面(周面)分為大致一半之範圍，於各個範圍之接合層70之表面形成不包含鋁碳酸鎂之保護層71a、及包含鋁碳酸鎂之保護層71b該等兩種保護層71而確認保護效果。保護層71b係於矽酮樹脂中含有10 vol%之鋁碳酸鎂。
圖7係表示形成有兩種保護層之範圍之圖。於圖7中，表示有自上方觀察載置台11及靜電吸盤13之俯視圖。於圖7中，於載置台11及靜電吸盤13之側面，表示有形成有不包含鋁碳酸鎂之保護層71a之範圍80a、及形成有包含鋁碳酸鎂之保護層71b之範圍80b。例如，如圖7所示，以將相對於載置台11及靜電吸盤13之中心位於下部之位置設為0°時之、相對於中心所形成之角度θ來表示載置台11及靜電吸盤13的側面之位置。於該情形時，保護層71a係形成於角度θ＝0°～180°之範圍。保護層71b係形成於角度θ＝180°～360°之範圍。
此處，對形成保護層71之順序進行說明。圖8係表示形成保護層之順序之一例之圖。例如，於保護層71之厚度為200 μm之情形時，在接合層70之側面，以400 μm之寬度、80 μm之厚度形成保護層71。再者，保護層71之寬度及厚度為一例，並不限定於此。保護層71之寬度大於接合層70之寬度，形成為可覆蓋接合層70之寬度。保護層71之厚度係形成為於進行電漿處理之期間可充分地維持取入F之特性的厚度。
所形成之保護層71之側面亦存在如下情形：不像圖8(A)般呈無階差之平坦之狀態，而實際上如圖8(B)般呈接合層70之部分凹陷之狀態。
於評估實驗中，使用形成有此種保護層71之電漿處理裝置1反覆進行電漿處理而對保護層71之變化進行評估。圖9係表示於評估實驗中實施之電漿處理之流程之圖。於評估實驗中，使用形成有嶄新之保護層71之電漿處理裝置1進行合計162小時之電漿處理。於評估實驗中，以保護層71為嶄新之狀態(0 h)、及實施142小時之電漿處理之狀態(142 h)測量保護層71之厚度。圖10係說明測量保護層之厚度之圖。於評估實驗中，測量以靜電吸盤13之側面為基準(高度0)之保護層71之表面的高度作為保護層71之厚度。又，於評估實驗中，以保護層71為嶄新之狀態(0 h)、及分別實施22小時(22 h)、67小時(67 h)、142小時(142 h)之電漿處理之狀態測量蝕刻速率、污染量、粒子等。
圖11係表示保護層之高度之變化之圖。表示有於角度θ之位置對保護層71為嶄新之狀態(0 h)、及實施142小時之電漿處理的狀態(142 h)進行測量所得之保護層71之高度。
於0 h之狀態下，在形成有不包含鋁碳酸鎂之保護層71a之角度θ＝0°～180°、及形成有包含鋁碳酸鎂之保護層71b的角度θ＝180°～360°內，保護層71之高度無較大之差異。即，當保護層71為嶄新之狀態時，保護層71a與保護層71b之高度相同之狀態。
另一方面，於142 h之狀態下，在形成有不包含鋁碳酸鎂之保護層71a之角度θ＝0°～180°內，高度大幅減小，平均之高度成為-170 μm。又，於形成有包含鋁碳酸鎂之保護層71b之角度θ＝180°～360°內，高度之減小幅度較小，平均之高度成為-90 μm。再者，於角度θ＝180°～360°之範圍內，亦存在高度大幅減小之位置，認為其原因在於，鋁碳酸鎂不均勻，存在鋁碳酸鎂較少之位置。
根據該圖11，可確認到包含鋁碳酸鎂之保護層71b可抑制接合層70之減少。
圖12A係表示蝕刻速率之變化之曲線圖。於圖12A中，表示有分別進行0小時(0 h)、67小時(67 h)、142小時(142 h)之電漿處理時，晶圓W之角度θ及距中心149 mm之半徑上之位置的蝕刻速率。角度θ＝0°～180°之範圍係形成有不包含鋁碳酸鎂之保護層71a。角度θ＝180°～360°之範圍係形成有包含鋁碳酸鎂之保護層71b。如圖12A所示，蝕刻速率(E/R)係於0小時、67小時、142小時之條件下分別大致固定。
圖12B係表示蝕刻速率相對於電漿處理時間之變化之曲線圖。於圖12B中，形成有包含鋁碳酸鎂之保護層71b之範圍之半徑149 mm的位置之蝕刻速率之平均表示為「有鋁碳酸鎂」。又，形成有不包含鋁碳酸鎂之保護層71a之範圍之半徑149 mm的位置之蝕刻速率之平均表示為「無鋁碳酸鎂」。再者，於圖12B中，無鋁碳酸鎂與有鋁碳酸鎂之曲線圖呈重疊之狀態。
根據圖12A及圖12B，適當地設置距晶圓之距離，藉此不對蝕刻速率造成影響。即，鋁碳酸鎂對流程無影響，可有助於接合層70之長壽命化。
圖13係表示污染量相對於電漿處理時間之變化之曲線圖。於圖13中，表示有彙總以分別實施22小時、67小時、142小時之電漿處理之狀態測量Mg、Al、Ca、Fe、Ni之金屬污染量的結果之曲線圖。又，於圖13之左側，作為「參考資料」表示有僅形成不包含鋁碳酸鎂之保護層71a時之Mg、Al、Ca、Fe、Ni之金屬污染量。關於因形成包含鋁碳酸鎂之保護層產生之金屬污染量，各元素均大致與參考資料為等同之數值。
根據圖13，可確認即便將鋁碳酸鎂添加至保護層71，金屬污染量亦為可應用於電漿處理裝置1之位準。
圖14係表示粒子量相對於電漿處理時間之變化之曲線圖。於圖14中，表示有彙總以分別實施22小時、67小時、142小時之電漿處理之狀態測量晶圓W上之粒子的個數之結果之曲線圖。再者，作為粒子，測量直徑為60 nm以上者。於圖14中，將直徑60 nm以上者為50個以下表示為基準。於各電漿處理中，粒子量均大致為基準以下或與基準相同程度之數值。
根據圖14，可確認到即便將鋁碳酸鎂添加至保護層71，對粒子之影響亦較少。
如上所述，實施形態之電漿處理裝置1具有：處理容器(處理室10)，其產生電漿；及接合層70，其配置於處理容器內，作為因電漿引起之損耗之保護對象。接合層70係於表面設置有包含鋁碳酸鎂之保護層71。藉此，電漿處理裝置1可抑制因電漿引起之接合層70之損耗。其結果，電漿處理裝置1可減少接合層70之保養之工夫，可降低電漿處理裝置1之維護費用。又，電漿處理裝置1中無法實施電漿處理之停工時間亦變少，可抑制生產性下降。
又，能夠以低價購得鋁碳酸鎂。藉此，可不大幅增加製造成本而製造電漿處理裝置1。
(其他實施形態)
以上，對第1實施形態之電漿處理裝置及控制方法進行了說明，但並不限定於此。以下，對其他實施形態進行說明。
例如，於電漿處理裝置1中，係以於接合層70之側面之表面設置保護層71而抑制因電漿引起之接合層70的損耗之情形為例進行了說明，但並不限定於此。於實施形態之一例中，電漿處理裝置1亦可不於接合層70之側面之表面設置保護層71而使接合層70含有鋁碳酸鎂來形成。於該情形時，電漿處理裝置1中，接合層70中所含有之鋁碳酸鎂吸附F，藉此亦可抑制因電漿引起之接合層70之損耗。又，電漿處理裝置1可藉由使接合層70含有鋁碳酸鎂而抑制因不僅進入至側面而且進入至為了收納頂推銷66而形成於載置台11之貫通孔65等之電漿引起之接合層70的損耗。又，電漿處理裝置1係只要以於接合層70中含有鋁碳酸鎂之材料形成接合層70即可，故而可減少於形成保護層71之作業中所費之工夫。又，於保養既有之電漿處理裝置1時，藉由以含有鋁碳酸鎂之材料形成接合層70，亦可對既有之電漿處理裝置1抑制因電漿引起之接合層70之損耗。
又，於實施形態之一例中，電漿處理裝置1係以將接合層70作為保護對象構件之情形為例進行了說明，但並不限定於此。保護對象構件只要為需保護其免受因電漿引起之損耗之影響之構件，則可為任一種。例如，保護對象構件亦可為為了阻斷電漿而設置之O環、於電漿處理裝置1內使用之聚醚醚酮(PEEK)、矽酮樹脂、丙烯酸系樹脂、環氧樹脂等彈性體。又，保護對象構件亦可為使晶圓W升降之頂推銷66等襯套零件、銷零件。又，保護對象構件亦可為為了保護零件免受電漿之影響而形成於表面之熔射膜等表面塗層。保護對象構件可含有鋁碳酸鎂，或亦可於表面設置包含鋁碳酸鎂之保護層。例如，亦能夠以含有鋁碳酸鎂之材料形成O環等彈性體。又，於保護對象構件之表面形成熔射膜之情形時，亦可利用包含鋁碳酸鎂之熔射材料於保護對象構件之表面形成包含鋁碳酸鎂之熔射膜。
(基台)
又，例如，於第1實施形態中，係使用以熱膨脹率低於鋁之材料形成載置台11之情形進行了說明，但並不限定於此。載置台11係例如亦可作為下部電極而以鋁等導電性構件(Al之線熱膨脹率：大致23.5×10-6
(cm/cm/度))形成。
1‧‧‧電漿處理裝置
10‧‧‧處理室
11‧‧‧載置台
12‧‧‧載置台本體
12a‧‧‧中央部分
12b‧‧‧周邊部分
13‧‧‧靜電吸盤
15‧‧‧筒狀支持部
16‧‧‧排氣通路
17‧‧‧排氣管
18‧‧‧排氣裝置
19‧‧‧自動壓力控制閥
21‧‧‧高頻電源
22‧‧‧整合器
23‧‧‧饋電棒
24‧‧‧簇射頭
25‧‧‧氣體通氣孔
26‧‧‧電極板
27‧‧‧電極支持體
28‧‧‧緩衝室
29‧‧‧氣體導入口
30‧‧‧處理氣體供給部
31‧‧‧氣體供給配管
35‧‧‧冷媒室
36‧‧‧冷卻器單元
37‧‧‧配管
38‧‧‧配管
40‧‧‧電極板
41‧‧‧直流電源
46‧‧‧第1氣體供給線
52‧‧‧第1熱傳遞用氣體供給部
60‧‧‧聚焦環
62‧‧‧搬入搬出口
63‧‧‧閘閥
64‧‧‧磁鐵
65‧‧‧貫通孔
66‧‧‧頂推銷
67‧‧‧波紋管
68‧‧‧氣缸
69‧‧‧控制部
70‧‧‧接合層
71‧‧‧保護層
80a‧‧‧範圍
80b‧‧‧範圍
PA‧‧‧測定點
PB‧‧‧測定點
PC‧‧‧測定點
W‧‧‧晶圓
X‧‧‧軸
Y‧‧‧軸
θ‧‧‧角度
圖1係表示第1實施形態之電漿處理裝置之概略構成之剖視圖。
圖2係表示基台及靜電吸盤之主要部分之構成之一例的概略剖視圖。
圖3係模式性地表示鋁碳酸鎂之結構之圖。
圖4係表示電漿處理前後之重量變化之圖。
圖5A係表示半導體晶圓上之蝕刻速率之測定結果之圖。
圖5B係表示蝕刻速率之變化之曲線圖。
圖5C係表示蝕刻速率之變化之曲線圖。
圖6A係表示半導體晶圓上之蝕刻速率之測定結果之圖。
圖6B係表示蝕刻速率之變化之曲線圖。
圖6C係表示蝕刻速率之變化之曲線圖。
圖7係表示形成兩種保護層之範圍之圖。
圖8係表示形成保護層之順序之一例之圖。
圖9係表示於評估實驗中實施之電漿處理之流程之圖。
圖10係說明保護層之厚度之測量之圖。
圖11係表示保護層之高度之變化之圖。
圖12A係表示蝕刻速率之變化之曲線圖。
圖12B係表示蝕刻速率相對於電漿處理時間之變化之曲線圖。
圖13係表示污染量相對於電漿處理時間之變化之曲線圖。
圖14係表示粒子量相對於電漿處理時間之變化之曲線圖。
11‧‧‧載置台
12‧‧‧載置台本體
12a‧‧‧中央部分
12b‧‧‧周邊部分
13‧‧‧靜電吸盤
70‧‧‧接合層
71‧‧‧保護層
Claims (5)
- 一種電漿處理裝置，其特徵在於具有：處理容器，其產生電漿；及保護對象構件，其配置於上述處理容器內，作為因電漿引起之損耗之保護對象，含有鋁碳酸鎂，或於表面設置有包含鋁碳酸鎂之保護層。
- 如請求項1之電漿處理裝置，其中上述保護對象構件以體積百分比濃度計以0.5~90vol%之範圍含有鋁碳酸鎂，或於表面設置有以體積百分比濃度計以0.5~90vol%之範圍含有鋁碳酸鎂之保護層。
- 如請求項1或2之電漿處理裝置，其中上述保護對象構件為彈性體。
- 如請求項3之電漿處理裝置，其中上述彈性體為PEEK、矽酮樹脂、丙烯酸系樹脂、環氧樹脂中之任一種。
- 如請求項1或2之電漿處理裝置，其中上述保護對象構件為O環、襯套零件、銷零件、表面塗層中之任一種。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent |