專利名稱：表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)適用于基板處理裝置的處理室內(nèi)的構(gòu)成部件的表面進(jìn)行處理的表 面處理方法。
背景技術(shù)：
作為基板處理裝置，公知有使用等離子體對(duì)基板進(jìn)行處理的等離子體處理裝置。 等離子體處理裝置具備能夠減壓的處理室(腔室)，該處理室在內(nèi)部產(chǎn)生等離子體并收容 作為被處理基板的晶片，在腔室內(nèi)配置有載置晶片的載置臺(tái)(基座)；按照與基座相對(duì)的 方式配置在其上方的、向腔室內(nèi)導(dǎo)入處理氣體的噴淋頭(上部電極板)；和配置在基座的外 周邊部的、包圍被處理基板的聚焦環(huán)(F/R)等各種部件(以下成為“構(gòu)成部件”)。聚焦環(huán)使腔室內(nèi)的等離子體分布區(qū)域不只是在晶片上，而是擴(kuò)大到聚焦環(huán)上，將 晶片的周邊部上的等離子體密度維持在與晶片的中央部上的等離子體密度相同的程度，由 此，確保對(duì)晶片的整個(gè)面實(shí)施的等離子體處理的均勻性。在對(duì)晶片實(shí)施等離子體處理的腔室內(nèi)，為提高晶片的成品率，需要消除成為污染 源的顆粒的產(chǎn)生。因此，優(yōu)選用致密的材料構(gòu)成腔室內(nèi)的構(gòu)成部件。因?yàn)槭褂肅VD(ChemiCal Vapor Deposition 化學(xué)氣相沉積)法能夠生成致密的構(gòu)成材料，所以例如優(yōu)選的是，通過(guò) 從利用CVD法生成的構(gòu)成材料的塊狀體(塊(bulk)材料)切割并成型來(lái)制造聚焦環(huán)。另一方面，一般來(lái)說(shuō)，作為構(gòu)成部件的構(gòu)成材料，能夠列舉硅(Si)、碳化硅(SiC) 等，但Si不適應(yīng)于CVD法，不能夠生成致密的塊材料。因此，作為由致密的塊材料制造聚焦 環(huán)的情況下的該聚焦環(huán)的構(gòu)成材料，可適當(dāng)?shù)貞?yīng)用能夠適用CVD法的SiC。另外，作為SiC 的成型法可列舉燒結(jié)法，但燒結(jié)法難以形成像CVD法那樣的致密結(jié)構(gòu)的塊材料，若在腔室 內(nèi)應(yīng)用將通過(guò)燒結(jié)法生成的塊材料切割成型而得到的構(gòu)成部件，則會(huì)導(dǎo)致顆粒的產(chǎn)生。因此，近年來(lái)，作為聚焦環(huán)等的構(gòu)成部件的構(gòu)成材料，適當(dāng)?shù)厥褂肧iC(例如專利 文獻(xiàn)1)。作為其成型法應(yīng)用CVD法，通過(guò)CVD法生成的塊材料與通過(guò)燒結(jié)法生成的塊材料 相比更為致密，作為抑制顆粒的產(chǎn)生的構(gòu)成部件的構(gòu)成材料較為合適。但是，在從通過(guò)CVD法生成的SiC的塊材料切割而得到的例如聚焦環(huán)的表面，由于 成型時(shí)產(chǎn)生的微裂縫而形成有厚度20 μ m左右的破碎層，該破碎層成為腔室內(nèi)的顆粒的產(chǎn) 生原因。即，存在如下問(wèn)題若將具有破碎層的聚焦環(huán)維持原狀應(yīng)用于等離子體處理裝置的 腔室內(nèi)，則該破碎層引起的顆粒會(huì)一直產(chǎn)生直到破碎層消失，由此造成晶片的成品率降低 的問(wèn)題。另外，微裂縫導(dǎo)致的破碎層常見(jiàn)于硅(Si)、石英、氧化鋁陶瓷等的脆性材料。因此，對(duì)消除在以聚焦環(huán)為首的等離子體處理裝置的構(gòu)成部件的表面形成的破碎 層的表面處理方法進(jìn)行了各種研究。不過(guò)，即使應(yīng)用例如氫氟酸、硝酸等藥液進(jìn)行濕處理，因?yàn)镾iC相對(duì)于各種藥液穩(wěn) 定所以并不適用。另外，雖然使用研磨件的機(jī)械研磨能夠應(yīng)用于聚焦環(huán)的背面或側(cè)面等平 面部，但存在如下問(wèn)題，即，不能夠很好地適用于臺(tái)階部的角落部等，而目前狀況下，需要專 門的人手通過(guò)研磨作業(yè)除去破碎層，研磨所需要的時(shí)間較長(zhǎng)，成本變高。
3
本發(fā)明的目的在于提供一種表面處理方法，該方法能夠容易地消除在由碳化硅 (SiC)構(gòu)成的各種構(gòu)成部件的表面形成的破碎層，特別是形成在臺(tái)階部的破碎層。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2005-064460號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一方面的表面處理方法是表面具有破碎層的由碳 化硅形成的部件的表面處理方法，其特征在于將由上述破碎層構(gòu)成的部件表面改性為致 密層，使在將上述部件應(yīng)用于等離子體處理裝置時(shí)從上述部件表面釋放出的粒子數(shù)減少。本發(fā)明的第二方面的表面處理方法的特征在于，在第一方面所述的表面處理方法 中，加熱上述破碎層，使上述部件表面的碳化硅重結(jié)晶。本發(fā)明的第三方面的表面處理方法的特征在于，在第二方面所述的表面處理方法 中，照射電子束加熱上述破碎層，使該破碎層的碳化硅重結(jié)晶。本發(fā)明的第四方面的表面處理方法的特征在于，在第二方面所述的表面處理方法 中，使用等離子體噴槍加熱上述破碎層，使該破碎層的碳化硅重結(jié)晶。本發(fā)明的第五方面的表面處理方法的特征在于，在第一方面所述的表面處理方法 中，在氧等離子體中加熱上述破碎層，使上述部件表面的碳化硅進(jìn)行SiOxCy化之后，對(duì)該進(jìn) 行了 SiOxCy化的部件表面進(jìn)行氫氟酸處理使其溶析。本發(fā)明的第六方面的表面處理方法的特征在于，在第五方面所述的表面處理方法 中，將使上述部件表面的碳化硅進(jìn)行SiOxCy化的處理、和對(duì)該SiOxCy化的部件表面進(jìn)行的氫 氟酸處理分別反復(fù)進(jìn)行多次。本發(fā)明的第七方面的表面處理方法的特征在于，在第二方面所述的表面處理方法 中，將上述部件收容在加熱爐中，以碳化硅的重結(jié)晶溫度進(jìn)行退火處理。本發(fā)明的第八方面的表面處理方法的特征在于，在第一方面至第七方面所述的表 面處理方法中，上述部件是使用在具備處理室的上述等離子體處理裝置的上述處理室內(nèi)的 構(gòu)成部件，其中，上述處理室在內(nèi)部產(chǎn)生等離子體、對(duì)被處理基板實(shí)施等離子體處理，而且 上述處理室能夠減壓。本發(fā)明的第九方面的表面處理方法的特征在于，在第八方面所述的表面處理方法 中，上述構(gòu)成部件是在載置被處理基板的載置臺(tái)的周邊部所設(shè)置的聚焦環(huán)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的表面處理方法，對(duì)由破碎層構(gòu)成的部件表面進(jìn)行改性， 所以能夠可靠地消除以臺(tái)階部的破碎層為首的形成在部件表面的所有的破碎層。另外，由 此能夠使在將部件應(yīng)用于等離子體處理裝置時(shí)從部件表面釋放出的粒子數(shù)減少。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的表面處理方法，加熱破碎層，使部件表面的碳化硅重結(jié) 晶，所以即使是臺(tái)階部的破碎層也能夠可靠地消除，由此能夠?qū)⒉考砻娓男詾橹旅軐?。根?jù)本發(fā)明的第三方面的表面處理方法，照射電子束加熱破碎層，使該破碎層的 碳化硅重結(jié)晶，因此即使是具有臺(tái)階部的部件，也能夠可靠地將其表面改性為致密層。根據(jù)本發(fā)明的第四方面的表面處理方法，使用等離子體噴槍加熱破碎層，使該破 碎層的碳化硅重結(jié)晶，所以能夠消除破碎層生成致密層。根據(jù)本發(fā)明的第五方面的表面處理方法，在氧等離子體中加熱破碎層，使部件表 面的碳化硅(SiC)進(jìn)行SiOxCy化之后，對(duì)該已進(jìn)行了 SiOxCy化的部件表面進(jìn)行氫氟酸處理使其溶析，所以能夠消除部件表面的破碎層，形成致密層。根據(jù)本發(fā)明的第六方面的表面處理方法，將使部件表面的碳化硅(SiC)進(jìn)行 SiOxCy化的處理、和對(duì)該已進(jìn)行了 SiOxCy化的部件表面進(jìn)行的氫氟酸處理分別反復(fù)進(jìn)行多 次，所以能夠可靠地消除破碎層，將部件表面改性為致密層。根據(jù)本發(fā)明的第七方面的表面處理方法，將部件收容在加熱爐中，以碳化硅的重 結(jié)晶溫度進(jìn)行退火處理，所以能夠使破碎層部分的SiC重結(jié)晶而形成致密層。根據(jù)本發(fā)明的第八方面的表面處理方法，部件是使用在具備處理室的等離子體處 理裝置的處理室內(nèi)的構(gòu)成部件，其中，該處理室在內(nèi)部產(chǎn)生等離子體、對(duì)被處理基板實(shí)施等 離子體處理，而且該處理室能夠減壓。所以將表面處理后的部件應(yīng)用于等離子體處理裝置 的腔室內(nèi)，能夠抑制破碎層造成的顆粒的產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的第九方面的表面處理方法，構(gòu)成部件是在載置被處理基板的載置臺(tái) 的周邊部所設(shè)置的聚焦環(huán)，所以將該聚焦環(huán)應(yīng)用于等離子體處理裝置的腔室中，也能夠抑 制顆粒的產(chǎn)生。


圖1是大致地表示使用適用于本發(fā)明的實(shí)施方式的表面處理方法的各種構(gòu)成部 件的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖2是表示圖1的聚焦環(huán)的放大圖，圖2(A)是俯視圖，圖2(B)是沿著圖2(A)的 線II-II的截面圖。圖3是表示形成在圖2的聚焦環(huán)的表面的臺(tái)階部的破碎層的截面圖。圖4是表示適用于本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電子束照射裝置的大致結(jié)構(gòu)的圖。圖5是表示適用于本發(fā)明的第二實(shí)施方式的等離子體噴槍的大致結(jié)構(gòu)的圖。圖6是表示適用于本發(fā)明的第四實(shí)施方式的退火處理裝置的大致結(jié)構(gòu)的截面圖。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的表面處理方法中的表面處理的流程圖。圖8是表示上部電極的結(jié)構(gòu)的圖，圖8(A)是俯視圖，圖8(B)是沿著圖8(A)的線 VIII-VIII的截面圖。符號(hào)說(shuō)明10、等離子體處理裝置25、聚焦環(huán)31、上部電極40、電子束產(chǎn)生裝置50、等離子體噴槍60、退火處理裝置
具體實(shí)施例方式以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1是大致地表示使用適用于本發(fā)明的實(shí)施方式的表面處理方法的各種構(gòu)成部 件的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。該等離子體處理裝置對(duì)作為基板的半導(dǎo)體器件用 的晶片(以下簡(jiǎn)稱為“晶片”)實(shí)施等離子體蝕刻處理。
在圖1中，等離子體處理裝置10具有收容晶片W的腔室11，在腔室11內(nèi)配置有載 置晶片W的圓柱狀的基座12。在該等離子體處理裝置10中，由腔室11的內(nèi)側(cè)壁和基座12 的側(cè)面形成側(cè)方排氣通路13。側(cè)方排氣通路13的途中配置有排氣板14。排氣板14是具有大量貫通孔的板狀部件，作為將腔室11的內(nèi)部分隔為上部和 下部的分隔板發(fā)揮功能。在由排氣板14分隔的腔室11的內(nèi)部的上部(以下稱為“處 理室”)15，如后文所述產(chǎn)生等離子體。另外，在腔室11內(nèi)部的下部(以下稱為“排氣室 (manifold:歧管)”)16與排出腔室11內(nèi)的氣體的排氣管17連接。排氣板14捕捉或反射 處理室15中產(chǎn)生的等離子體，防止向歧管16泄漏。排氣管17 與 TMP (Turbo Molecular Pump 渦輪分子泵)和 DP (Dry Pump 干式真 空泵)(均省略圖示)連接，這些泵對(duì)腔室11內(nèi)抽真空，減壓至規(guī)定的壓力。另外，腔室11 內(nèi)的壓力由APC閥門(省略圖示)控制。在腔室11內(nèi)的基座12，經(jīng)由第一匹配器19連接有第一高頻電源18，并且經(jīng)由第 二匹配器21連接有第二高頻電源20，第一高頻電源18向基座12施加相對(duì)較低的頻率例 如2MHz的偏置用的高頻電力，第二高頻電源20向基座12施加相對(duì)較高的頻率例如60MHz 的等離子體生成用的高頻電力。由此，基座12作為電極發(fā)揮功能。另外，第一匹配器19和 第二匹配器21降低來(lái)自基座12的高頻電力的反射，以使高頻電力向基座12的施加效率最 大。在基座12的上部，配置有內(nèi)部具有靜電電極板22的靜電卡盤23。靜電卡盤23具 有臺(tái)階，由陶瓷形成。靜電電極板22與直流電源24連接，當(dāng)正的直流電壓被施加在靜電電極板 22時(shí)，在晶片W的靜電卡盤23側(cè)的面(以下稱為“背面”)產(chǎn)生負(fù)電位，在靜電電極 板22與晶片W的背面之間產(chǎn)生電位差，通過(guò)該電位差引起的庫(kù)侖力或約翰遜·拉別克 (Johnson-Rahbeck)力，晶片W被吸附保持在靜電卡盤23。另外，在靜電卡盤23，按照將所吸附保持的晶片W包圍的方式，聚焦環(huán)25被載置在 靜電卡盤23的臺(tái)階的水平部。聚焦環(huán)25由碳化硅(SiC)形成。在基座12的內(nèi)部，設(shè)置有例如在圓周方向上延伸的環(huán)狀的致冷劑室26。低溫的致 冷劑例如冷卻水或GALDEN(注冊(cè)商標(biāo))被從致冷設(shè)備(chilling unit)經(jīng)由致冷劑用配管 27向致冷劑室26循環(huán)供給。被致冷劑冷卻的基座12經(jīng)由靜電卡盤23冷卻晶片W和聚焦 環(huán)25。在靜電卡盤23的吸附保持有晶片W的部分(以下稱為“吸附面”)，開(kāi)口有多個(gè)傳 熱氣體供給孔28。傳熱氣體供給孔28經(jīng)由傳熱氣體供給管29與傳熱氣體供給部(省略圖 示)連接，傳熱氣體供給部將作為傳熱氣體的He (氦)氣體經(jīng)由傳熱氣體供給孔28供給到 吸附面與晶片W的背面的間隙中。供給到吸附面與晶片W的背面的間隙中的He氣體，有效 地將晶片W的熱傳遞到靜電卡盤23。在腔室11的頂部，按照與基座12相對(duì)應(yīng)的方式配置有噴淋頭30。噴淋頭30具 有上部電極板31、將該上部電極板31可裝卸地懸掛的冷卻板32、和覆蓋冷卻板32的蓋體 33。上部電極板31由具有在厚度方向上貫通的多個(gè)氣體孔34的圓板狀部件構(gòu)成，由作為 半導(dǎo)體的碳化硅形成。另外，在冷卻板32的內(nèi)部設(shè)置有緩沖室35，緩沖室35與氣體導(dǎo)入管 36連接。
另外，在噴淋頭30的上部電極板31連接有直流電源37，向上部電極板31施加負(fù) 的直流電壓。這時(shí)，上部電極板31釋放出二次電子，防止處理室15內(nèi)部的晶片W上的電子 密度降低。釋放出的二次電子從晶片W上流向接地電極(ground ring:接地環(huán))38，該接地 電極按照在側(cè)方排氣通路13中包圍基座12的側(cè)面的方式設(shè)置，由作為半導(dǎo)體的碳化硅或 硅形成。在等離子體處理裝置10中，從處理氣體導(dǎo)入管36向緩沖室35供給的處理氣體經(jīng) 由氣體孔34向處理室15內(nèi)部導(dǎo)入，通過(guò)從第二高頻電源20經(jīng)由基座12向處理室15內(nèi)部 施加的等離子體生成用的高頻電力，激發(fā)被導(dǎo)入的處理氣體而形成等離子體。通過(guò)第一高 頻電源18對(duì)基座12施加的偏置用的高頻電力，等離子體中的離子被向晶片W吸引，實(shí)施晶 片W的等離子體蝕刻處理。上述等離子體處理裝置10的各構(gòu)成部件的動(dòng)作，由等離子體處理裝置10所具備 的控制部(省略圖示)的CPU按照與等離子體蝕刻處理相對(duì)應(yīng)的程序進(jìn)行控制。圖2是表示圖1的聚焦環(huán)的放大圖，圖2㈧是俯視圖，圖2(B)是沿著圖2(A)的 線II-II的截面圖。在圖2(A)和(B)中，聚焦環(huán)25由在內(nèi)周部具有臺(tái)階25a的環(huán)狀部件構(gòu)成，如上所 述，由碳化硅單體形成。臺(tái)階25a與晶片W的外周部對(duì)應(yīng)而形成。如上所述，這樣的聚焦環(huán)25是從由CVD法生成的SiC的塊材料切割而成型的，所 以其表面形成有由微裂縫造成的破碎層，特別是通過(guò)研磨處理也不能完全消除的臺(tái)階25a 附近的破碎層，成為顆粒的產(chǎn)生原因。圖3是表示在圖2的聚焦環(huán)的表面的臺(tái)階部形成的破碎層的截面圖。在圖3中，聚焦環(huán)25的上表面25d和下表面25e以及側(cè)面25g、25f能夠機(jī)械研磨。 而相對(duì)的，臺(tái)階25a的水平部25b和角落部25c不能夠適用機(jī)械研磨，需要專門的人工技能 來(lái)研磨。本發(fā)明者對(duì)用于消除在聚焦環(huán)的制造過(guò)程中產(chǎn)生的破碎層的表面處理方法進(jìn)行 了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)加熱聚焦環(huán)的表面使SiC重結(jié)晶，或在實(shí)施規(guī)定的前處理后實(shí) 施藥液處理，能夠消除破碎層，由此能夠避免聚焦環(huán)的破碎層造成的顆粒的產(chǎn)生，完成本發(fā) 明。圖4是表示適用于本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電子束照射裝置的大致結(jié)構(gòu)的圖。在圖4中，該電子束照射裝置40主要包括具有沿著電子束照射方向排列的陰極 42和陽(yáng)極43的電子槍41、配置在該電子槍41的前端部附近的聚焦線圈44。電子槍41的陰極42例如由燈絲(filament)構(gòu)成，加熱燈絲產(chǎn)生熱電子。通過(guò)對(duì) 陰極42和陽(yáng)極43施加例如60kV 150kV的電壓，將產(chǎn)生的熱電子加速而形成電子束45。 電子束45被聚焦線圈44聚束，照射到載置于載置臺(tái)46的被加熱體47。使用這樣的電子束照射裝置40，在載置臺(tái)46載置聚焦環(huán)25，對(duì)該聚焦環(huán)25的表 面的破碎層25h照射電子束，將破碎層25h加熱到例如1100°C 1300°C。這時(shí)，被加熱的 破碎層25h的SiC發(fā)生重結(jié)晶，成為致密層。根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)對(duì)聚焦環(huán)25的破碎層25h照射電子束加熱至重結(jié)晶溫度， 能夠?qū)⑵扑閷?5h改性為致密層。因此，即使是由機(jī)械或人力研磨的聚焦環(huán)25的表面的破 碎層25h、特別是難以研磨的臺(tái)階部分的破碎層25h也能夠容易地改性為致密層，由此能夠防止在將聚焦環(huán)25應(yīng)用于等離子體處理裝置的腔室內(nèi)的情況下破碎層25h造成的顆粒的產(chǎn)生。圖5是表示適用于本發(fā)明的第二實(shí)施方式的等離子體噴槍(torch)的大致結(jié)構(gòu)的 圖。在圖5中，該等離子體噴槍50主要包括噴嘴主體51、在該噴嘴主體51的大致中央沿 著等離子體噴流58的照射方向設(shè)置的陰極52、按照包圍陰極52的方式設(shè)置在其外周部的 陽(yáng)極53。陰極52例如由鎢形成，陽(yáng)極53例如由銅形成。陰極52和陽(yáng)極53具有例如連通 的外套(jacket)結(jié)構(gòu)，等離子體噴槍50通過(guò)在外套結(jié)構(gòu)內(nèi)流動(dòng)的冷卻水54冷卻。在噴嘴主體51，設(shè)置有等離子體生成用的工作氣體導(dǎo)入管55。另外，在噴嘴主體 51，設(shè)置有作為等離子體原料的粉末材料的導(dǎo)入管56，粉末材料被向噴嘴主體51的等離子 體噴流58的出口附近導(dǎo)入。作為等離子體生成氣體，使用例如氦(He)氣體。He氣體經(jīng)由工作氣體導(dǎo)入管55 向陰極52供給。因?yàn)镠e氣體的激發(fā)、離子化能量較大，而質(zhì)量數(shù)較小，所以產(chǎn)生的氦等離 子體能夠激發(fā)作為粉末材料應(yīng)用的所有元素使其離子化。作為粉末材料，能夠適當(dāng)?shù)厥褂?例如陶瓷、金屬陶瓷、金屬等。在等離子體噴槍50中，通過(guò)在陰極52和陽(yáng)極53之間形成的直流弧光放電，向陰 極52導(dǎo)入的He氣體被激發(fā)成等離子體。產(chǎn)生的氦等離子體將經(jīng)由粉末材料的導(dǎo)入管56 導(dǎo)入的等離子體原料激發(fā)而離子化，同時(shí)作為等離子體噴流58朝向被處理體57照射，在被 處理體57的表面形成噴鍍覆膜59。使用這樣結(jié)構(gòu)的等離子體噴槍50，若不供給粉末材料而僅將氦等離子體向聚焦環(huán) 25表面的破碎層25h照射，則破碎層25h被加熱到例如1100°C 1300°C，該部分的SiC重 結(jié)晶，成為致密層。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠使用等離子體噴槍50對(duì)聚焦環(huán)25表面的破碎層25h加熱， 使其重結(jié)晶。于是，能夠消除聚焦環(huán)25的表面的破碎層25h，改性為致密層。在本實(shí)施方式中，將等離子體噴槍50固定在規(guī)定位置，使聚焦環(huán)25旋轉(zhuǎn)，由此聚 焦環(huán)25的破碎層25h依次通過(guò)等離子體噴槍50的等離子體照射位置從而能夠?qū)嵤┑入x子 體處理。另外，也可以固定聚焦環(huán)25，使等離子體噴槍50的等離子體照射位置沿著聚焦環(huán) 25表面的破碎層25h依次移動(dòng)。在本實(shí)施方式中，也能夠進(jìn)行下述過(guò)程導(dǎo)入SiC作為等離子體生成用的粉末，將 該SiC等離子體化，使已等離子體化的SiC轟擊聚焦環(huán)25的表面，在該表面以不使聚焦環(huán) 25的尺寸發(fā)生變化的程度形成新的SiC薄膜。由此能夠在聚焦環(huán)25的表面形成更為致密 的致密層。接著說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式。本實(shí)施方式能夠使用與第二實(shí)施方式相同的等 離子體噴槍進(jìn)行實(shí)施。在圖5的等離子體噴槍50中，對(duì)聚焦環(huán)25表面的破碎層25h照射使用O2氣體作 為工作氣體的氧等離子體。照射了氧等離子體的聚焦環(huán)25表面的破碎層25h在氧等離子 體中被加熱，該部分的SiC被氧自由基氧化，改性為SiOxCy。之后，對(duì)于所生成的SiOxCy實(shí) 施氫氟酸處理而使其溶析，由此使聚焦環(huán)25表面成為致密層。根據(jù)本實(shí)施方式，對(duì)由相對(duì)于氫氟酸和硝酸穩(wěn)定的SiC形成的聚焦環(huán)25照射氧等 離子體，從而將聚焦環(huán)25的表面改性為可溶于酸的SiOxCy，之后進(jìn)行藥液處理使SiOxCy溶析，所以即使是難以進(jìn)行研磨處理的臺(tái)階部的破碎層25h，也能夠容易地消除，能夠使聚焦 環(huán)25的表面改性為致密層。在本實(shí)施方式中，優(yōu)選的是將利用氧等離子體進(jìn)行的SiC的氧化處理、和利用氫 氟酸使通過(guò)該氧化處理得到的SiOxCy層溶析的藥液處理反復(fù)進(jìn)行多次。一次處理難以使破 碎層25h的全部SiC完全氧化、溶析，而通過(guò)反復(fù)多次，例如2次 10次，能夠使由破碎層 25h構(gòu)成的表面完全改性為致密層。以下對(duì)本發(fā)明的第四實(shí)施方式的表面處理方法進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式將聚焦環(huán)加 熱到規(guī)定溫度并實(shí)施退火處理。圖6是表示適用于本發(fā)明的第四實(shí)施方式的退火處理裝置的大致結(jié)構(gòu)的截面圖。在圖6中，該退火裝置60包括處理室容器61、設(shè)置在該處理室容器61內(nèi)的載置 臺(tái)62、和內(nèi)置于該載置臺(tái)62的加熱器63。載置臺(tái)62載置作為被處理體的聚焦環(huán)25，聚焦 環(huán)25通過(guò)加熱器63加熱到規(guī)定溫度。處理室容器61具備用于形成退火氣氛的氣體導(dǎo)入 機(jī)構(gòu)64和將處理室容器61內(nèi)調(diào)整為規(guī)定壓力的減壓機(jī)構(gòu)65。另外，在處理室容器61的側(cè) 壁，設(shè)置有被處理體的搬入和搬出用的閘閥66。在這樣構(gòu)成的退火處理裝置60中，按照下述方式執(zhí)行本實(shí)施方式的表面處理方法。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的表面處理方法中的表面處理的流程的圖。在圖7 中，在對(duì)聚焦環(huán)25實(shí)施表面處理的情況下，首先，利用省略圖示的搬送裝置將具有破碎層 的聚焦環(huán)(F/R) 25經(jīng)由閘閥66搬入處理室容器61內(nèi)，載置在載置臺(tái)62上(步驟Si)。接著，關(guān)閉閘閥66，從氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)64導(dǎo)入用于退火的氣體，例如N2氣體，同時(shí)利 用減壓機(jī)構(gòu)65將處理室容器61內(nèi)減壓，以N2氣體置換處理室內(nèi)氣體(步驟S2)。接著，使 加熱器63動(dòng)作，將聚焦環(huán)25以例如1100°C 1300°C加熱1小時(shí)(步驟S3)。這時(shí)，聚焦環(huán) 25的表面發(fā)生重結(jié)晶而改性為致密層，破碎層25h消除。在破碎層消除后，停止加熱器63的加熱，使聚焦環(huán)25降溫(步驟S4)。在聚焦環(huán) 25的降溫結(jié)束后，將聚焦環(huán)25從處理室容器61搬出，結(jié)束退火處理。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠使在聚焦環(huán)25的整個(gè)表面形成的破碎層25h部分的SiC重 結(jié)晶，從而改性為致密層。這時(shí)，即使在聚焦環(huán)25存在臺(tái)階25a，也因?yàn)榕_(tái)階25a部分的SiC 與臺(tái)階25a以外的表面的SiC同樣地發(fā)生重結(jié)晶而成為致密層，所以能夠使所有的破碎層 一律消除。因此，即使在等離子體處理裝置10的腔室11內(nèi)使用退火處理后的聚焦環(huán)25，也 能夠避免破碎層25h引起的顆粒的產(chǎn)生。根據(jù)本實(shí)施方式，表面粗糙度被改善為與機(jī)械研磨的情況下相同的程度或其以 上，在不實(shí)施圖7的表面處理的情況下，每單位面積產(chǎn)生2201個(gè)0. 12 μ m以上的顆粒，而在 實(shí)施圖7的表面處理的情況下，則減少為18個(gè)。在本實(shí)施方式中，聚焦環(huán)的加熱溫度優(yōu)選為1100 1300°C。若為該溫度，則能夠 在保持聚焦環(huán)25的形態(tài)的同時(shí)使表面的破碎層25h重結(jié)晶從而改性為致密層。這時(shí)處理室 容器61內(nèi)的壓力為例如1. 3Pa (IOmTorr) 1. 3 X IO3Pa (IOTorr)，加熱時(shí)間例如為0. 5 3小時(shí)。接著，對(duì)本發(fā)明的第五實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式是用于消除破碎層的表面處理方法，適用熱CVD處理，其中，上述破碎層在研磨工序時(shí)形成在等離子體處理裝置的構(gòu)成部件例如聚焦環(huán)25的表面，該構(gòu)成部件 從通過(guò)CVD法生成的SiC塊材料切割而得到。即，在從SiC塊材料切割而得到的聚焦環(huán)25 的表面，使用包含SiC的原料氣體實(shí)施熱CVD處理，由此破碎層25h被加熱到SiC的重結(jié)晶 溫度從而成為致密層，并且在該致密層上形成有由SiC構(gòu)成的新的CVD膜。根據(jù)本實(shí)施方式，與上述各實(shí)施方式同樣地，能夠使聚焦環(huán)25的表面的破碎層消 除而形成致密層，并且能夠使部件的表面美觀。在本實(shí)施方式中，新的CVD膜的膜厚優(yōu)選為不使聚焦環(huán)25的尺寸變化的程度，例 如10 μ m以下。在上述各實(shí)施方式中，作為表面處理方法被實(shí)施的部件使用聚焦環(huán)25，但處理對(duì) 象部件并不限定于聚焦環(huán)25，以圖8所示的在等離子體處理裝置的腔室內(nèi)應(yīng)用的上部電極 板為首，能夠適用于由SiC形成的所有構(gòu)成部件。圖8是表示上部電極板的結(jié)構(gòu)的圖，圖8(A)是俯視圖，圖8(B)是沿著圖8(A)的 線VIII-VIII的截面圖。在圖8中，上部電極板31具有在厚度方向上貫通的多個(gè)氣體孔34，與聚焦環(huán)25相 同地從SiC塊材料切割成型而得。因此，在側(cè)面31a、下表面31b、上表面31c和氣體孔內(nèi)側(cè) 面31d形成有因微裂縫造成的破碎層31e，有可能成為引起顆粒產(chǎn)生的原因。因此，優(yōu)選對(duì)上部電極板31也實(shí)施與聚焦環(huán)25相同的表面處理，由此，能夠?qū)⒂?破碎層31e構(gòu)成的表面改性為致密層，消除顆粒的產(chǎn)生原因。特別地，上部電極板31的氣 體孔34周邊部難以實(shí)施研磨處理，而通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的表面處理方法，能夠容易地將由破 碎層31e構(gòu)成的上部電極板31的表面改性為致密層。
權(quán)利要求
一種表面具有破碎層的由碳化硅形成的部件的表面處理方法，其特征在于將由所述破碎層構(gòu)成的部件表面改性為致密層，使在將所述部件應(yīng)用于等離子體處理裝置時(shí)從所述部件表面釋放出的粒子數(shù)減少。
2.如權(quán)利要求1所述的表面處理方法，其特征在于 加熱所述破碎層，使所述部件表面的碳化硅重結(jié)晶。
3.如權(quán)利要求2所述的表面處理方法，其特征在于 照射電子束加熱所述破碎層，使該破碎層的碳化硅重結(jié)晶。
4.如權(quán)利要求2所述的表面處理方法，其特征在于使用等離子體噴槍加熱所述破碎層，使該破碎層的碳化硅重結(jié)晶。
5.如權(quán)利要求1所述的表面處理方法，其特征在于在氧等離子體中加熱所述破碎層，使所述部件表面的碳化硅進(jìn)行SiOxCy化之后，對(duì)該 進(jìn)行了 SiOxCy化的部件表面進(jìn)行氫氟酸處理使其溶析。
6.如權(quán)利要求5所述的表面處理方法，其特征在于將使所述部件表面的碳化硅進(jìn)行SiOxCy化的處理、和對(duì)該SiOxCy化的部件表面進(jìn)行的 氫氟酸處理分別反復(fù)進(jìn)行多次。
7.如權(quán)利要求2所述的表面處理方法，其特征在于將所述部件收容在加熱爐中，以碳化硅的重結(jié)晶溫度進(jìn)行退火處理。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的表面處理方法，其特征在于所述部件是使用在具備處理室的所述等離子體處理裝置的所述處理室內(nèi)的構(gòu)成部件， 其中，所述處理室在內(nèi)部產(chǎn)生等離子體、對(duì)被處理基板實(shí)施等離子體處理，而且所述處理室 能夠減壓。
9.如權(quán)利要求8所述的表面處理方法，其特征在于所述構(gòu)成部件是在載置被處理基板的載置臺(tái)的周邊部所設(shè)置的聚焦環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠容易地消除形成在部件表面特別是臺(tái)階部的破碎層的表面處理方法。對(duì)表面具有破碎層25h的由碳化硅形成的聚焦環(huán)25，向表面照射電子束45，或使用等離子體噴槍50加熱表面，或?qū)⑵涫杖萦谕嘶鹛幚硌b置60進(jìn)行加熱，從而將聚焦環(huán)25的表面加熱到碳化硅的重結(jié)晶溫度，例如1100℃～1300℃，使該部分的碳化硅重結(jié)晶從而改性為致密層，使當(dāng)將聚焦環(huán)25應(yīng)用于等離子體處理裝置10時(shí)的從聚焦環(huán)25的表面釋放出的粒子數(shù)減少。
文檔編號(hào)H01L21/302GK101950721SQ20101022690
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者佐藤直行, 長(zhǎng)久保啟一, 長(zhǎng)山將之 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社