專利名稱：基板處理裝置用部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基板處理裝置用部件及其制造方法，特別涉及在消耗環(huán)境下使用的基板處理裝置用部件及其制造方法。
背景技術(shù)：
通常，對作為基板的半導(dǎo)體晶片(以下，稱為“晶片”)實施蝕刻處理的基板處理裝置，具有收容晶片的收容室(以下，稱為“腔室”)。在該基板處理裝置中，向腔室內(nèi)施加高頻電力，由CF4類氣體等處理氣體生成等離子體，利用該生成的等離子體對晶片表面實施蝕刻處理。
用于將等離子體的狀態(tài)維持在期望狀態(tài)的多種部件被配置在腔室內(nèi)，作為這樣的部件之一，已知有聚焦環(huán)。聚焦環(huán)為圓環(huán)狀的部件，在腔室內(nèi)被配置成包圍圓盤形的晶片的周邊。為了有效地將腔室內(nèi)的等離子體引導(dǎo)給晶片，聚焦環(huán)必須具有與晶片相同的電特性，例如導(dǎo)電性。因此，現(xiàn)有的聚焦環(huán)由硅(Si)制成。
但是，由于硅被等離子體侵蝕，在腔室內(nèi)，聚焦環(huán)在短時間內(nèi)消耗變形。因為若聚焦環(huán)變形則晶片上的等離子體的狀態(tài)會發(fā)生變化，所以，在使用由硅制成的聚焦環(huán)的情況下，必須在短時間內(nèi)更換聚焦環(huán)。
因此，近年來，使用由已知的作為難以被等離子體侵蝕的材料碳化硅(SiC)制成的聚焦環(huán)。由于碳化硅有與晶片幾乎相同的導(dǎo)電性、在等離子體氣氛中不會發(fā)生金屬污染，因此，適宜作為腔室內(nèi)的部件。
作為碳化硅，已知有由燒結(jié)法形成的燒結(jié)碳化硅和由CVD法形成的CVD碳化硅，它們各自因等離子體產(chǎn)生的消耗量，相對于硅因等離子體產(chǎn)生的消耗量，前者減少約15％，后者減少約50％。
但是，由于已知燒結(jié)碳化硅易產(chǎn)生微粒，所以，有建議將由燒結(jié)碳化硅形成的聚焦環(huán)的表面使用難以產(chǎn)生微粒的CVD碳化硅覆膜(例如，參照專利文獻1)。由此，可以抑制由聚焦環(huán)產(chǎn)生的微粒。
專利文獻1特開平10-135093號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，CVD碳化硅可以通過向被配置在高溫氣氛中的石墨基材的周圍導(dǎo)入材料氣體，在該石墨基材的表面形成碳化硅的厚膜，切掉形成的該厚膜而得到。另外，由于切掉后的CVD碳化硅的表面粗糙，所以，為了防止因改善外觀和表面圓滑化而產(chǎn)生的微粒飛散，對聚焦環(huán)實施研磨加工。因此，CVD碳化硅的聚焦環(huán)有制造困難的問題。
另外，雖然CVD碳化硅難以產(chǎn)生微粒，但是依然會產(chǎn)生一些微粒，特別是，在聚焦環(huán)更換后的初期的蝕刻處理，具體地說，在高頻電力的施加時間達到120小時的時候，會產(chǎn)生大量的微粒。因此，使用CVD碳化硅聚焦環(huán)時，聚焦環(huán)更換后，為了使腔室內(nèi)的環(huán)境氣體穩(wěn)定，需要長時間進行氣候(seasoning)處理，還存在基板處理裝置的運轉(zhuǎn)率下降的問題。
本發(fā)明的目的在于提供抑制微粒的產(chǎn)生，同時可以防止基板處理裝置的運轉(zhuǎn)率下降，并且可以容易制造的基板處理裝置用部件及其制造方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明的第一方面所述的是配置在收容基板的基板處理裝置的收容室內(nèi)的基板處理裝置用部件的制造方法，其特征在于，包括缺陷存在比降低步驟，使上述基板處理裝置用部件的表面附近存在的空孔狀缺陷的存在比降低。
本發(fā)明的第二方面所述的基板處理裝置用部件的制造方法，其特征在于在本發(fā)明的第一方面所述的基板處理裝置用部件的制造方法中，所述缺陷存在比降低步驟將不純物質(zhì)導(dǎo)入所述缺陷。
本發(fā)明的第三方面所述的基板處理裝置用部件的制造方法，其特征在于在本發(fā)明的第二方面所述的基板處理裝置用部件的制造方法中，所述不純物質(zhì)由含氟氣體、含碳氣體及含氧氣體中的至少一種氣體生成的等離子體形成。
本發(fā)明的第四方面所述的基板處理裝置用部件的制造方法，其特征在于在本發(fā)明的第一方面所述的基板處理裝置用部件的制造方法中，所述缺陷存在比降低步驟對所述基板處理裝置用部件進行熱處理。
本發(fā)明的第五方面所述的基板處理裝置用部件的制造方法，其特征在于在本發(fā)明的第四方面所述的基板處理裝置用部件的制造方法中，所述缺陷存在比降低步驟在惰性氣體的氣氛中將所述基板處理裝置用部件的溫度設(shè)定為1200℃～1600℃。
本發(fā)明的第六方面所述的基板處理裝置用部件的制造方法，其特征在于在本發(fā)明的第一～第五方面中任一方面所述的基板處理裝置用部件的制造方法中，其特征在于具有通過正電子湮沒法檢查所述基板處理裝置用部件的表面附近的檢查步驟。
為了達到上述目的，本發(fā)明的第七方面所述的是配置在收容基板的基板處理裝置的收容室內(nèi)的基板處理裝置用部件，其特征在于表面附近存在的空孔狀缺陷的存在比，比由CVD法形成的碳化硅的表面附近存在的空孔狀缺陷的存在比低。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面所述的基板處理裝置用部件的制造方法，基板處理裝置用部件的表面附近存在的空孔狀缺陷的存在比降低。若空孔狀缺陷的存在比降低，則初期的蝕刻處理過程中的微粒的產(chǎn)生率就會下降。因此，可抑制由基板處理裝置用部件產(chǎn)生的微粒，同時，由于不需要長時間的氣候處理，所以，可以防止基板處理裝置的運轉(zhuǎn)率下降。另外，不需要以防止微粒飛散為目的的研磨加工，而且，即使在使用由制造比較容易的燒結(jié)法形成的碳化硅的情況下，因為可以降低初期的蝕刻處理中的微粒產(chǎn)生率，因此，可以容易地制造基板處理裝置用部件。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面所述的基板處理裝置用部件的制造方法，由于向基板處理裝置用部件的表面附近存在的空孔狀缺陷導(dǎo)入不純物質(zhì)，因此，確實可以使該缺陷的存在比降低。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面所述的基板處理裝置用部件的制造方法，不純物質(zhì)由含氟氣體、含碳氣體及含氧氣體中的至少一種氣體生成的等離子體形成，因此，可以容易地向表面附近存在的缺陷進行導(dǎo)入。而且，這些等離子體在蝕刻處理過程中也產(chǎn)生，所以，在蝕刻處理過程中，可以繼續(xù)向缺陷導(dǎo)入由這些等離子體形成的不純物質(zhì)。因此，可以繼續(xù)降低缺陷的存在比。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面所述的基板處理裝置用部件的制造方法，由于基板處理裝置用部件被熱處理，使表面附近存在的空孔狀缺陷消失，確實可以降低缺陷的存在比。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面所述的基板處理裝置用部件的制造方法，由于在惰性氣體氣氛中基板處理裝置用部件的溫度被設(shè)定為1200℃～1600℃，因此，可以促進熱處理，同時可以抑制基板處理裝置用部件的構(gòu)成材料的蒸發(fā)。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面所述的基板處理裝置用部件的制造方法，基板處理裝置用部件的表面附近通過正電子湮沒法檢查。正電子湮沒法可以容易地檢查出基板處理裝置用部件的表面附近存在的空孔狀缺陷的存在比。因此，可以容易地判定基板處理裝置用部件有無產(chǎn)生微粒，進而可以容易地制造基板處理裝置用部件。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面所述的基板處理裝置用部件，表面附近存在的空孔狀缺陷的存在比，比由CVD法形成的碳化硅的表面附近存在的空孔狀缺陷的存在比低。如果空孔狀缺陷的存在比，比由CVD法形成的碳化硅的空孔狀缺陷的存在比低，則初期的蝕刻處理過程中的微粒產(chǎn)生率降低。因此，可以抑制由基板處理裝置用部件產(chǎn)生的微粒，同時，由于不需要長時間的氣候處理，因此，可以防止基板處理裝置的運轉(zhuǎn)率降低。另外，不需要以防止微粒飛散為目的的研磨加工，而且，即使在使用由制造比較容易的燒結(jié)法形成的碳化硅的情況下，也可以降低初期的蝕刻處理時的微粒產(chǎn)生率，因此，可以容易地制造基板處理裝置用部件。


圖1為表示使用作為本發(fā)明的第一實施方式的基板處理裝置用部件的聚焦環(huán)的基板處理裝置的概略構(gòu)造的截面圖。
圖2為表示在初期的蝕刻處理中微粒產(chǎn)生的機理的圖。
圖3為作為本實施方式的基板處理裝置用部件的制造方法的部件制造處理的流程圖。
圖4為表示圖3中步驟S32的不純物質(zhì)導(dǎo)入過程的圖。
圖5為表示圖3中步驟S32的不純物質(zhì)導(dǎo)入結(jié)果的圖像。
圖6為表示碳化硅的制造方法與缺陷存在比之間的關(guān)系的圖像。
圖7為作為本發(fā)明的第二實施方式的基板處理裝置用部件的制造方法的部件制造處理的流程圖。
圖8為表示圖7中步驟S72的熱處理的結(jié)果的圖像。
符號說明W 半導(dǎo)體晶片1 蝕刻處理裝置2 腔室3 下部電極4 絕緣材料5 支撐體6 噴頭7 上室8 下室9 偶極環(huán)形磁鐵(dipole ring magnet)10 閘閥11 高頻電源12 匹配器13 靜電吸盤14 電極板15 直流電源16 聚焦環(huán)17 阻流板18 排氣系統(tǒng)19 滾珠絲杠20 波紋管21 波紋管護蓋(bellows cover)22 推送銷釘(pusher pin)23 制冷劑室24 配管25 傳熱氣體供給管線26 傳熱氣體供給部
27 緩沖室28 處理氣體導(dǎo)入管29 MFC具體實施方式
下面，參照

本發(fā)明的實施方式。
首先，說明本發(fā)明的第一實施方式的基板處理裝置用部件及其制造方法。
圖1為表示使用作為本發(fā)明的第一實施方式的基板處理裝置用部件的聚焦環(huán)的基板處理裝置的概略構(gòu)造的截面圖。
圖1中，構(gòu)成為基板處理裝置的蝕刻處理裝置1具有例如鋁制圓筒型腔室2；例如被配置在該腔室2內(nèi)的、隔著絕緣材料4支撐載置直徑為200mm的半導(dǎo)體晶片W的下部電極3的自由升降的支撐體5；以及與下部電極3相對地配置在腔室2內(nèi)的上方作為上部電極的噴頭6。
腔室2上部形成為直徑較小的上室7，下部形成為直徑較大的下室8。偶極環(huán)形磁鐵9被配置在上室7的周圍，該偶極環(huán)形磁鐵9在上室7內(nèi)形成指向一個方向的一樣的水平磁場。在下室8的側(cè)面上部安裝開閉半導(dǎo)體晶片W的輸入輸出口的閘閥10，蝕刻處理裝置1通過該閘閥10與鄰接的負載鎖定室(未圖示)等連接。
高頻電源11通過匹配器12與下部電極3連接，高頻電源11將規(guī)定的高頻電力施加給下部電極3。由此，下部電極3作為下部電極發(fā)揮作用。
在下部電極3的上面，配置有用于以靜電吸附力吸附半導(dǎo)體晶片W的靜電吸盤(ESC)13。由導(dǎo)電膜構(gòu)成的圓盤形的電極板14被配置在該靜電吸盤13的內(nèi)部，直流電源15與該電極板14電連接。半導(dǎo)體晶片W通過由直流電源15施加給電極板14的直流電壓產(chǎn)生的庫侖力等被吸附保持在靜電吸盤13的上面。
在靜電吸盤13的周圍配置有圓環(huán)狀的聚焦環(huán)16。因此，聚焦環(huán)16將被吸附在靜電吸盤13上的半導(dǎo)體晶片W的周邊包圍。另外，聚焦環(huán)16因為由碳化硅制成，所以具有與半導(dǎo)體晶片W幾乎相同的導(dǎo)電性。由此，聚焦環(huán)16可以將在腔室2內(nèi)產(chǎn)生的后述等離子體有效地引導(dǎo)給半導(dǎo)體晶片W。在這里，聚焦環(huán)16通過后述的本實施方式的基板處理裝置用部件的制造方法制造，表面附近存在的空孔狀的缺陷的存在比(以下，稱為“缺陷存在比”)，被設(shè)定成比由CVD法形成的碳化硅的表面附近存在的缺陷存在比低。
在上室7的側(cè)壁與下部電極3之間，形成將下部電極3的上方的氣體向腔室2的外部排出的排氣通路，在該排氣通路的中途，配置有環(huán)狀的阻流板17。排氣通路的阻流板17下面的空間(下室8的內(nèi)部空間)與排氣系統(tǒng)18連通，該排氣系統(tǒng)不僅進行腔室2內(nèi)的壓力控制，而且將腔室2內(nèi)減壓至幾乎真空狀態(tài)。
在下部電極3的下方，配置有由從該支撐體5的下部向下方延伸設(shè)置的滾珠絲杠19構(gòu)成的下部電極升降機構(gòu)。該下部電極升降機構(gòu)通過支撐體5支撐下部電極3，通過未圖示的電動機等使?jié)L珠絲杠19旋轉(zhuǎn)，由此使作為GAP的下部電極3升降。該下部電極升降機構(gòu)通過被配置在其周圍的波紋管20及被配置在該波紋管20周圍的波紋管護蓋21與腔室2內(nèi)的環(huán)境氣體隔斷。
另外，在下部電極3上，配置有從該靜電吸盤13的上表面自由突出的多個推送銷釘22。這些推送銷釘22在圖中上下方向移動。
在該蝕刻處理裝置1中，在輸出輸入半導(dǎo)體晶片W時，下部電極3下降至半導(dǎo)體晶片W的輸出輸入位置，同時，推送銷釘22從靜電吸盤13的上表面突出，使半導(dǎo)體晶片W離開下部電極3，將其向上方提升。另外，在蝕刻處理半導(dǎo)體晶片W時，下部電極3上升到半導(dǎo)體晶片W的處理位置，同時，推送銷釘22收入下部電極3內(nèi)，靜電吸盤13吸附保持半導(dǎo)體晶片W。
另外，在下部電極3的內(nèi)部，設(shè)置有例如在圓周方向上延伸的環(huán)狀的制冷劑室23。從冷卻裝置(未圖示)通過配管24向該制冷劑室23循環(huán)供應(yīng)規(guī)定溫度的制冷劑，例如冷卻水，通過該制冷劑的溫度控制載置在下部電極3上的半導(dǎo)體晶片W的處理溫度。
在靜電吸盤13的上面配置有多個傳熱氣體供給孔及傳熱氣體供給槽(未圖示)。這些傳熱氣體供給孔等通過配置在下部電極3內(nèi)部的傳熱氣體供給管線25與傳熱氣體供給部26連接，該傳熱氣體供給部26向靜電吸盤13與半導(dǎo)體晶片W之間的間隙供給傳熱氣體，例如He氣。該傳熱氣體供給部26構(gòu)成為能夠?qū)㈧o電吸盤13與半導(dǎo)體晶片W之間的間隙抽成真空。
配置在腔室2的頂部的噴頭6接地(地線)，噴頭6起接地電極的作用。另外，在噴頭6的上面設(shè)置緩沖室27，該緩沖室27與來自處理氣體供給部(未圖示)的處理氣體導(dǎo)入管28連接。在該處理氣體導(dǎo)入管28的中途配置有MFC(Mass Flow Controller質(zhì)量流量控制器)29。該MFC29通過緩沖室27和噴頭6，將規(guī)定的氣體例如處理氣體或者N2氣供給到腔室2內(nèi)，同時，控制該氣體的流量，與上述排氣系統(tǒng)18協(xié)作，將腔室2的壓力控制在期望的值。
在該蝕刻處理裝置1的腔室2內(nèi)，如上所述，對下部電極3施加高頻電力，通過該施加的高頻電力，在下部電極3與噴頭6之間，由處理氣體產(chǎn)生高密度的等離子體，生成離子等。
在蝕刻處理裝置1中，進行蝕刻處理時，首先使閘閥10處于打開狀態(tài)，將作為加工對象的半導(dǎo)體晶片W輸入到腔室2內(nèi)。然后，從噴頭6將處理氣體(例如，由規(guī)定流量比例的四氟化碳氣體(CF4)及氧氣(O2)中的至少一種構(gòu)成的混合氣體)以規(guī)定的流量和流量比導(dǎo)入腔室2內(nèi)，通過排氣系統(tǒng)18等使腔室2內(nèi)的壓力達到規(guī)定值。接下來，由高頻電源11向下部電極3施加高頻電力，由直流電源15向電極板14施加直流電壓，將半導(dǎo)體晶片W吸附在下部電極3上。然后，使從噴頭6吐出的處理氣體如上述那樣等離子化。該等離子體通過聚焦環(huán)16聚集在半導(dǎo)體晶片W的表面，通過該等離子體生成的離子例如氟離子和氧離子等將半導(dǎo)體晶片W的表面物理蝕刻。
如上所述，由碳化硅形成聚焦環(huán)16時，作為碳化硅可以使用由燒結(jié)法形成的碳化硅(以下，稱為“燒結(jié)碳化硅”)和由CVD法形成的碳化硅(以下，稱為“CVD碳化硅”)中的任一種，但是，一直以來眾所周知，在使用燒結(jié)碳化硅和使用CVD碳化硅的任一情況下，在初期的蝕刻處理中，聚焦環(huán)16都會產(chǎn)生微粒。
關(guān)于在初期的蝕刻處理中產(chǎn)生微粒的機理，難以明確地說明，因此，本發(fā)明人為了類推該機理的假說，制作由碳化硅構(gòu)成的聚焦環(huán)，將該聚焦環(huán)配置在蝕刻處理裝置中的腔室內(nèi)，對相對于蝕刻處理時間的由聚焦環(huán)產(chǎn)生的微粒(碳化硅微粒)的數(shù)量以及相對于蝕刻處理時間的聚焦環(huán)的消耗量，進行了觀察。
其結(jié)果，本發(fā)明人確認在高頻電力的施加時間為15分鐘時，腔室2內(nèi)產(chǎn)生大量的微粒，微粒中約1/3為由聚焦環(huán)產(chǎn)生的微粒，聚焦環(huán)幾乎沒有發(fā)生消耗。另外，本發(fā)明人確認在高頻電力的施加時間為80小時的時候，腔室內(nèi)的微粒減少，微粒中約1/10為由聚焦環(huán)產(chǎn)生的微粒，聚焦環(huán)已發(fā)生消耗。
即，本發(fā)明人確認伴隨著聚焦環(huán)的消耗，由聚焦環(huán)產(chǎn)生的微粒數(shù)量減少。由此，關(guān)于在初期的蝕刻處理過程中產(chǎn)生微粒的機理，本發(fā)明人類推出如圖2所示的以下的假說。
在由碳化硅制成的聚焦環(huán)的表面近旁大量存在碳或硅脫落形成的空孔狀的缺陷(圖中用“○”表示)，其存在比越靠近表面越高。因此，可認為在聚焦環(huán)的表面形成脆性層(圖2(A))。
在初期的蝕刻處理過程中，如圖中箭頭所示，若離子等碰撞該脆性層，則離子的動能傳遞給脆性層，脆性層中的碳化硅分子飛散，該飛散的碳化硅分子成為微粒(圖2(B))。
如果對半導(dǎo)體晶片W實施長時間的蝕刻處理，那么，由于配置成包圍該半導(dǎo)體晶片W的周邊的聚焦環(huán)也長時間暴露于等離子體中，脆性層消耗，脆性層下面的比較致密的層(以下稱為“致密層”)露出。如圖中箭頭所示，即使離子等碰撞該致密層，由于致密層中碳化硅的分子間力大，因此，脆性層中的碳化硅分子不會飛散，其結(jié)果，也幾乎不產(chǎn)生微粒(圖2(C))。
也就是說，缺陷存在比與微粒的產(chǎn)生量有密切的關(guān)系，在缺陷的存在比低時，微粒的產(chǎn)生量減少。
根據(jù)該假說，在本發(fā)明的第一實施方式的基板處理裝置用部件的制造方法中，可使由碳化硅構(gòu)成的、作為基板處理裝置用部件的聚焦環(huán)的表面附近的缺陷存在比降低。
圖3是作為本發(fā)明的第一實施方式的基板處理裝置用部件的制造方法的部件制造處理的流程圖。
在圖3中，首先，通過燒結(jié)法或者CVD法形成期望大小的碳化硅，通過切削加工將該形成的碳化硅成形為聚焦環(huán)(步驟S31)。
然后，使成形的聚焦環(huán)暴露在生成不純物質(zhì)的由四氟化碳氣體及氧氣中的至少一種氣體生成的等離子體中，將由等離子體產(chǎn)生的不純物質(zhì)例如氟離子和氧離子等導(dǎo)入到聚焦環(huán)的表面附近存在的空孔狀的缺陷(缺陷存在比降低步驟)(步驟S32)。
在步驟S32中，首先，如圖中涂了陰影的箭頭所示，向成形的聚焦環(huán)表面照射等離子體，通過滲透(dope)或離子注入將等離子中的氟離子和氧離子等作為不純物質(zhì)導(dǎo)入到缺陷中(圖4(A))。導(dǎo)入該缺陷的氟離子和氧離子等可提高面向缺陷的碳化硅彼此之間的電結(jié)合力(分子間力)。而且，被導(dǎo)入缺陷的氟離子和氧離子等停留在缺陷中(在圖中以涂了陰影的圓表示)，由此，聚焦環(huán)的表面附近存在的缺陷存在比降低，聚焦環(huán)的表層成為比較致密的層(以下，稱為“不純物質(zhì)導(dǎo)入層”)(圖4(B))。
此時，因為氟離子和氧離子等只導(dǎo)入聚焦環(huán)的表面附近的缺陷，所以，不純物質(zhì)導(dǎo)入層的厚度薄，將具有該不純物質(zhì)導(dǎo)入層的聚焦環(huán)配置在腔室內(nèi)進行蝕刻處理時，由于蝕刻，不純物質(zhì)導(dǎo)入層有可能提前消耗。
但是，即使在蝕刻處理過程中，由于聚焦環(huán)被暴露在由四氟化碳氣體和氧氣中的至少一種氣體構(gòu)成的處理氣體生成的等離子體中(圖中以空白箭頭表示)，例如，即使不純物質(zhì)導(dǎo)入層消耗了，不純物質(zhì)導(dǎo)入層消耗后，等離子體中的不純物質(zhì)，例如氟離子和氧離子等被繼續(xù)導(dǎo)入暴露在等離子體中的新表面的附近的缺陷中。即，即使在新的表面的附近，缺陷的存在比也繼續(xù)降低，形成新的不純物質(zhì)導(dǎo)入層(圖4(C))。
因此，步驟S32不純物質(zhì)導(dǎo)入時使用的等離子體優(yōu)選與蝕刻處理時使用的等離子體為同一種。
圖5為表示圖3中步驟S32的不純物質(zhì)導(dǎo)入的結(jié)果的圖。
在圖5中，縱軸為各原子的密度，橫軸為距聚焦環(huán)表面的深度。該圖表示對由燒結(jié)碳化硅制成的聚焦環(huán)實施不純物質(zhì)導(dǎo)入，通過SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry二次離子質(zhì)譜)法對實施了該不純物質(zhì)導(dǎo)入的聚焦環(huán)進行分析的結(jié)果。
如圖所示，在被暴露在等離子體中的聚焦環(huán)中，距表面深度2μm左右的位置存在氟原子和氧原子。因此，通過不純物質(zhì)導(dǎo)入，等離子體中的氟離子和氧離子被導(dǎo)入到存在于深度2μm的缺陷中。由此，在實施了不純物質(zhì)導(dǎo)入的聚焦環(huán)中，形成有厚度為大約2μm的不純物質(zhì)導(dǎo)入層。
燒結(jié)碳化硅聚焦環(huán)與CVD碳化硅聚焦環(huán)都在表面附近具有多個空孔狀的缺陷，但是，因為上述的不純物質(zhì)導(dǎo)入可以向任何一個聚焦環(huán)實施，所以，不論碳化硅的制造方法是哪種，都可以降低聚焦環(huán)的表面附近的缺陷存在比。
圖6為表示碳化硅的制造方法與缺陷存在比之間關(guān)系的圖表。
圖6中，縱軸為與缺陷存在比對應(yīng)的S參數(shù)，橫軸為與距聚焦環(huán)表面的深度對應(yīng)的正電子能量。該圖表示通過正電子湮沒法測定由各種碳化硅制成的聚焦環(huán)的表面附近的缺陷存在比的結(jié)果。
正電子湮沒法是將由鈉放射性同位素放出的正電子射入碳化硅，通過監(jiān)測該射入的正電子與碳化硅內(nèi)的電子例如內(nèi)核電子或自由電子之間的偶湮沒產(chǎn)生的能量，從而測定缺陷存在比的方法。
在正電子湮沒法中，在缺陷存在比低的情況下，正電子侵入形成碳化硅的各原子的晶格間，與各原子的內(nèi)核電子發(fā)生偶湮沒的比例(以下稱為“湮沒比例”)增高。另一方面，在缺陷存在比較高的情況下，正電子侵入各缺陷，與缺陷中的自由電子之間的湮沒比例增高。
通常，內(nèi)核電子的動能比自由電子的動能大，因此，正電子和內(nèi)核電子偶湮沒時產(chǎn)生的能量，比正電子和自由電子偶湮沒時產(chǎn)生的能量大。所以，通過監(jiān)測偶湮沒能量，可以測定缺陷存在比。例如，在測定的偶湮沒能量大的情況下，可認為缺陷存在比低。
另外，S參數(shù)是與自由電子等具有較小的動能的電子之間的湮沒比例，S參數(shù)越小，與動能大的電子即與內(nèi)核電子之間的湮沒比例越多。因此，在圖6的圖中，S參數(shù)越小，表示缺陷存在比越低。
另外，射入碳化硅的正電子的能量越大，正電子侵入碳化硅的深度越深。因此，在圖6的圖中，橫軸的正電子能量越大，表示距碳化硅的表面的深度越深。
在圖6的圖中，“●”表示燒結(jié)碳化硅，“▲”表示低電阻的CVD碳化硅，“”表示高電阻的CVD碳化硅，“○”表示實施了不純物質(zhì)導(dǎo)入的燒結(jié)碳化硅，“△”表示實施了不純物質(zhì)導(dǎo)入的低電阻CVD碳化硅，“”表示實施了不純物質(zhì)導(dǎo)入的高電阻CVD碳化硅。在這里，高電阻CVD碳化硅的電阻值例如為10000Ωcm，低電阻CVD碳化硅的電阻值例如為0.01～0.1Ωcm。
如圖6的圖所示，未實施不純物質(zhì)導(dǎo)入的燒結(jié)碳化硅、低電阻CVD碳化硅及高電阻CVD碳化硅的正電子的能量為0，即，碳化硅的表面的S參數(shù)互不相同，燒結(jié)碳化硅的S參數(shù)最大，低電阻CVD碳化硅的S參數(shù)最小。因此，在未實施不純物質(zhì)導(dǎo)入的情況下，燒結(jié)碳化硅的缺陷存在比最高，低電阻CVD碳化硅的缺陷存在比最低。
如果對各碳化硅實施不純物質(zhì)導(dǎo)入，不論碳化硅的制造方法是哪種，S參數(shù)都變小。例如，實施了不純物質(zhì)導(dǎo)入的燒結(jié)碳化硅的S參數(shù)比未實施不純物質(zhì)導(dǎo)入的低電阻CVD碳化硅的S參數(shù)小。即，例如，即使是使用燒結(jié)碳化硅作為聚焦環(huán)的材料的情況下，通過實施不純物質(zhì)導(dǎo)入，也可以比未實施不純物質(zhì)導(dǎo)入的低電阻CVD碳化硅的缺陷存在比小。
因此，即使在使用燒結(jié)碳化硅作為聚焦環(huán)的材料的情況下，通過實施不純物質(zhì)導(dǎo)入，也可以使初期的蝕刻處理中的微粒的產(chǎn)生率比未實施不純物質(zhì)導(dǎo)入的低電阻CVD碳化硅的產(chǎn)生率低。
另外，實施了不純物質(zhì)導(dǎo)入的燒結(jié)碳化硅、低電阻CVD碳化硅及高電阻CVD碳化硅，在碳化硅的表面表示相同的S參數(shù)，因此，通過實施不純物質(zhì)導(dǎo)入，不論碳化硅的制造方法是哪種，都可以將缺陷存在比降低至相同的低水平。
因此，即使在使用燒結(jié)碳化硅作為聚焦環(huán)的材料的情況下，通過實施不純物質(zhì)導(dǎo)入，也可以將初期的蝕刻處理時的微粒產(chǎn)生率降低到與實施了不純物質(zhì)導(dǎo)入的CVD碳化硅的產(chǎn)生率相同的低水平。
回到圖3，接下來，在導(dǎo)入了不純物質(zhì)的聚焦環(huán)的表面附近射入正電子，利用正電子湮沒法檢查聚焦環(huán)表面附近的缺陷存在比(檢查步驟)(步驟S33)。在檢查出的缺陷存在比降低到規(guī)定的數(shù)值時，將該聚焦環(huán)配置在腔室內(nèi)，在檢查出的缺陷存在比未降低到規(guī)定的數(shù)值時，不將該聚焦環(huán)配置在腔室內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的基板處理裝置用部件及其制造方法，由于不純物質(zhì)被導(dǎo)入到作為基板處理裝置用部件的由碳化硅制成的聚焦環(huán)的表面存在的空孔狀的缺陷中，所以，聚焦環(huán)的表面附近的缺陷存在比降低。具體地說，聚焦環(huán)的表面附近的缺陷存在比，比未實施不純物質(zhì)導(dǎo)入的CVD碳化硅的表面附近的缺陷存在比降低。如果表面附近的缺陷存在比降低，則初期的蝕刻處理時的微粒產(chǎn)生率降低。因此，可以抑制由聚焦環(huán)產(chǎn)生的微粒，同時，由于不需要長時間的氣候處理，因此，可以防止蝕刻處理裝置的運轉(zhuǎn)率降低。另外，不需要以防止微粒飛散為目的的研磨加工，而且，即使在使用制造比較容易的燒結(jié)碳化硅的情況下，也可以降低初期的蝕刻處理時的微粒產(chǎn)生率，因此，可以容易地制造聚焦環(huán)。
另外，在上述本實施方式中，即使在蝕刻處理過程中，聚焦環(huán)暴露在由四氟化碳氣體和氧氣中的至少一種氣體構(gòu)成的處理氣體生成的等離子體中，因此，該等離子體中的氟離子和氧離子被作為不純物質(zhì)導(dǎo)入缺陷中。因此，可以容易地進行向表面附近存在的缺陷導(dǎo)入不純物質(zhì)，另外，即使聚焦環(huán)的不純物質(zhì)導(dǎo)入層消耗，該不純物質(zhì)導(dǎo)入層消耗后，等離子體中的氟離子和氧離子等也被繼續(xù)導(dǎo)入到暴露在等離子體中的新表面的附近的缺陷中。即，即使在新表面的附近，也可以使缺陷的存在比繼續(xù)降低，并可以繼續(xù)形成新的不純物質(zhì)導(dǎo)入層。
另外，在上述本實施方式中，將正電子射入向表面附近存在的空孔狀的缺陷導(dǎo)入不純物質(zhì)的聚焦環(huán)的表面附近，通過正電子湮沒法檢查聚焦環(huán)的表面附近的缺陷存在比。正電子湮沒法可以容易地檢查出由碳化硅構(gòu)成的聚焦環(huán)的表面附近的缺陷存在比。因此，可以不進行長時間的實物評價就容易地判定有無微粒從聚焦環(huán)產(chǎn)生，進而可以容易地制造聚焦環(huán)。
其次，對本發(fā)明的第二實施方式的基板處理裝置用部件及其制造方法進行說明。
本實施方式的構(gòu)造、作用與上述的第一實施方式基本相同，在基板處理裝置用部件的制造方法中，不是上述的不純物質(zhì)導(dǎo)入，僅在使用熱處理這點上不同。因此，省略對于重復(fù)的構(gòu)造、作用的說明，下面，對不同的構(gòu)造、作用進行說明。
作為本實施方式的基板處理裝置用部件的聚焦環(huán)，與上述聚焦環(huán)16同樣地，表面附近存在的缺陷存在比被設(shè)定為比CVD碳化硅的表面附近的缺陷存在比更低。本實施方式的聚焦環(huán)，在通過后述的本實施方式的基板處理裝置用部件的制造方法制造這點上，與聚焦環(huán)16不同。
下面，對本實施方式的基板處理裝置用部件的制造方法進行說明。該制造方法，與上述的初期蝕刻處理中微粒產(chǎn)生的機理的假設(shè)對應(yīng)，與第一實施方式的基板處理裝置用部件的制造方法同樣地，使由碳化硅構(gòu)成的、作為基板處理裝置用部件的聚焦環(huán)的表面附近存在的缺陷存在比降低。
圖7為作為本發(fā)明的第二實施方式的基板處理裝置用部件的制造方法的部件制造處理的流程圖。另外，圖7的處理中的步驟S31及S33，與圖3的處理中的步驟S31及S33相同。
圖7中，在步驟S31之后，在惰性氣體的氣氛中，使成形的聚焦環(huán)的溫度上升到1200℃，進行聚焦環(huán)的熱處理(退火)(缺陷存在比降低步驟)(步驟S72)。
具體地說，在步驟S72中，將聚焦環(huán)置在氬氣氣氛中，將該聚焦環(huán)的溫度在1200℃維持20分鐘以上。此時，熱熔融的碳化硅的分子等流動，從而使聚焦環(huán)的表面附近的空孔狀缺陷填滿、消失。由此，聚焦環(huán)的表面附近存在的缺陷存在比降低。
圖8為表示圖7中的步驟S72的熱處理結(jié)果的圖。
圖8中，縱軸表示與缺陷存在比對應(yīng)的S參數(shù)，橫軸表示與距聚焦環(huán)表面的深度對應(yīng)的正電子能量。
該圖表示，將聚焦環(huán)在1400℃下熱處理的情況下利用正電子湮沒法測定缺陷存在比的結(jié)果。如圖所示，S參數(shù)在距表面200nm(0.2μm)的深度時，急劇地變小。即，聚焦環(huán)的表面附近的缺陷存在比降低。該趨勢在燒結(jié)碳化硅和CVD碳化硅中都沒有變化。
另外，若聚焦環(huán)的溫度達到1400℃以上，則碳化硅開始蒸發(fā)，若達到1600℃以上，則該蒸發(fā)變得強烈，因此，在步驟S72的熱處理中，可以將聚焦環(huán)的溫度設(shè)定為1200℃～1600℃，優(yōu)選1200℃～1400℃。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的基板處理裝置用部件及其制造方法，因為作為基板處理裝置用部件的由碳化硅構(gòu)成的聚焦環(huán)進行熱處理，所以，表面附近存在的空孔狀的缺陷消失，聚焦環(huán)的表面附近的缺陷存在比降低。如果表面附近的缺陷存在比降低，則初期的蝕刻處理中微粒的產(chǎn)生率下降。因此，可以抑制由聚焦環(huán)產(chǎn)生微粒，同時，由于不需要長時間的氣候處理，因此，可以防止蝕刻處理裝置的運轉(zhuǎn)率降低。而且，由于不需要以防止微粒飛散為目的的研磨加工，因此，可以容易地制造聚焦環(huán)。
另外，在步驟S72的熱處理中，因為聚焦環(huán)的溫度被設(shè)定為1200℃～1600℃，所以熱處理得到促進，同時，可以抑制聚焦環(huán)的碳化硅的蒸發(fā)。
在上述實施方式中，對將本發(fā)明應(yīng)用于作為基板處理裝置用部件的聚焦環(huán)的情況進行了說明，但是，本發(fā)明可以適用的基板處理裝置用部件不限于聚焦環(huán)。例如，只要是在上部電極或排氣整流環(huán)、屏蔽環(huán)等消耗環(huán)境下使用的基板處理裝置用部件，就可以應(yīng)用本發(fā)明。
另外，本發(fā)明的制造方法不僅適用于基板處理裝置用部件，也可以適用于與基板處理裝置用部件同樣地在消耗環(huán)境下使用的例如負載鎖定室等的輸送裝置的構(gòu)造部件。
在上述實施方式中，被處理基板為半導(dǎo)體晶片，但是，被處理基板不限于此，例如，也可以是LCD(Liquid Crystal Display液晶顯示器)和FPD(Flat Panel Display平板顯示器)等玻璃基板。
權(quán)利要求
1.一種配置在收容基板的基板處理裝置的收容室內(nèi)的基板處理裝置用部件的制造方法，其特征在于，包括缺陷存在比降低步驟，使所述基板處理裝置用部件的表面附近存在的空孔狀缺陷的存在比降低。
2.如權(quán)利要求1所述的基板處理裝置用部件的制造方法，其特征在于所述缺陷存在比降低步驟將不純物質(zhì)導(dǎo)入所述缺陷。
3.如權(quán)利要求2所述的基板處理裝置用部件的制造方法，其特征在于所述不純物質(zhì)由含氟氣體、含碳氣體及含氧氣體中的至少一種氣體生成的等離子體形成。
4.如權(quán)利要求1所述的基板處理裝置用部件的制造方法，其特征在于所述缺陷存在比降低步驟對所述基板處理裝置用部件進行熱處理。
5.如權(quán)利要求4所述的基板處理裝置用部件的制造方法，其特征在于所述缺陷存在比降低步驟在惰性氣體氣氛中將所述基板處理裝置用部件的溫度設(shè)定為1200℃～1600℃。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項所述的基板處理裝置用部件的制造方法，其特征在于具有通過正電子湮沒法檢查所述基板處理裝置用部件的表面附近的檢查步驟。
7.一種配置在收容基板的基板處理裝置的收容室內(nèi)的基板處理裝置用部件，其特征在于表面附近存在的空孔狀缺陷的存在比，比由CVD法形成的碳化硅的表面附近存在的空孔狀缺陷的存在比低。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可抑制微粒的產(chǎn)生、同時可以防止基板處理裝置的運轉(zhuǎn)率下降、并且可以容易制造的基板處理裝置用部件的制造方法。通過對由燒結(jié)法或CVD法形成的碳化硅進行切削加工以成形為聚焦環(huán)(步驟S31)，將該成形的聚焦環(huán)暴露在作為不純物質(zhì)的由四氟化碳氣體和氧氣中的至少一種氣體生成的等離子體中，將不純物質(zhì)導(dǎo)入聚焦環(huán)的表面附近存在的空孔狀缺陷中(步驟S32)，將正電子射入導(dǎo)入了該不純物質(zhì)的聚焦環(huán)的表面附近，利用正電子湮沒法檢查聚焦環(huán)的表面附近的缺陷存在比(步驟S33)。
文檔編號C23F4/00GK1790615SQ20051011778
公開日2006年6月21日 申請日期2005年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月10日
發(fā)明者守屋剛, 三橋康至, 上殿明良 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社