特許ウォッチ

公開番号2024006589
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-01-17
出願番号2022107631
出願日2022-07-04
発明の名称プラズマ処理装置用の電極板と電極構造
出願人三菱マテリアル株式会社
代理人個人
主分類C23C 16/44 20060101AFI20240110BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】プラズマ処理装置の機能を向上させる、プラズマ処理装置用の電極板を提供する。
【解決手段】冷却板14の電極接触面側に配置され、冷却板14の一方の面から電極接触面に貫通する上流ガス流路15と連通する下流ガス流路11を設けた電極板3であって、冷却板14の上流ガス流路15を流れるプロセスガスに対する耐腐食膜210が、下流ガス流路11の入口111を設けて冷却板14と接触する第一面31側に形成されている。プロセスガスが電極板3と冷却板14の隙間に入り込んで滞留したとしても、プロセスガスによって電極板3が腐食することを防止することができる。耐腐食膜210は好ましくはフッ化物膜、C含有膜、貴金属膜の何れかである。耐腐食膜210の膜厚は、好ましくは30nm以上5000nm以下である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
冷却板の電極接触面側に配置され、前記冷却板の一方の面から前記電極接触面に貫通する上流ガス流路と連通する下流ガス流路を設けた電極板であって、
前記冷却板の前記上流ガス流路を流れるプロセスガスに対する耐腐食膜が、前記下流ガス流路の入口を設けて前記冷却板と接触する第一面側に形成されていることを特徴とする、プラズマ処理装置用の電極板。
続きを表示（約 640 文字）【請求項２】
前記耐腐食膜がフッ化物膜、Ｃ含有膜、貴金属膜の何れかであることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ処理装置用の電極板。
【請求項３】
前記フッ化物膜は、Ａｌ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｅ、Ａｇ、Ｙ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉの何れかの元素を含み、
前記Ｃ含有膜は、Ｃのみから成り、或いは、ＣとＳｉとを含み、
前記貴金属膜はＡｇ合金を含むことを特徴とする、請求項２に記載のプラズマ処理装置用の電極板。
【請求項４】
前記耐腐食膜の膜厚が３０ｎｍ以上５０００ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ処理装置用の電極板。
【請求項５】
前記第一面と前記耐腐食膜との間に下地膜を有することを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ処理装置用の電極板。
【請求項６】
前記耐腐食膜が、加熱処理されていることを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ処理装置用の電極板。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れかに記載のプラズマ処理装置用の電極板と、
前記上流ガス流路の出口を設けて前記電極板の前記第一面と接触する電極接触面を有する前記冷却板と、を備えていることを特徴とする、プラズマ処理装置用の電極構造。
【請求項８】
前記耐腐食膜が、前記冷却板の前記電極接触面にも形成されていることを特徴とする、請求項７に記載のプラズマ処理装置用の電極構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置用の電極板とプラズマ処理装置用の電極構造とに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造プロセスに使用されるプラズマエッチング装置や、プラズマＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置では、チャンバー内に、高周波電源に接続される上部電極と下部電極とを上下に対向配置し、下部電極の上に被処理基板を配置した状態として、上部電極に形成した貫通孔からプラズマ生成用のプロセスガスを被処理基板に向かって流通させながら、両電極間に高周波電圧を印加することによりプラズマを発生させ、被処理基板にエッチング等の処理を行う構成とされている。
【０００３】
従来、プラズマ処理装置では、プロセスガスによる部材の腐食を抑えるために、該装置を構成する部材の表面に耐腐食の処理を施している。
特許文献１では、プラズマ処理装置のチャンバーの内部に上部電極や下部電極等を配置した状態で、保護膜形成用ガスをプロセスガスの導入口からチャンバー内に導入し、また保護膜形成用ガスをプロセスガスの排気口からチャンバーの外に出して、プラズマ処理装置のチャンバー内で、処理ガスが触れる箇所に保護膜を形成している。
特許文献２では、プラズマ処理装置で、処理ガスが触れる箇所に溶射膜を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２００６／１３７５４１号
特開２００６－２６５６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の保護膜の形成方法によれば、保護膜形成用ガスをチャンバー内に導入することで、保護膜が上部電極板に形成される。この保護膜の形成方法を、例えばアルミニウム製の冷却板を上部電極板に重ねるように組み立てたプラズマエッチング装置に適用した場合では、チャンバー内に保護膜形成用ガスを導入することで、保護膜が上部電極板と冷却板とに形成されるかもしれないがパーティクル発生が多くなる恐れがある。
【０００６】
また、特許文献２の溶射膜の形成方法では、溶射膜を形成する前に基材との密着性を向上させるために、基材の表面を粗くする処理を行う必要があるが、このような粗面処理を行うと基材の表面にクラックが形成され、これがプラズマ処理装置におけるパーティクル発生の原因となり、好ましくない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の課題を解決するために創作されたものであり、プラズマ処理装置の機能を向上させる、プラズマ処理装置用の電極板と、プラズマ処理装置用の電極構造と、を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、冷却板の電極接触面側に配置され、前記冷却板の一方の面から前記電極接触面に貫通する上流ガス流路と連通する下流ガス流路を設けた電極板であって、前記冷却板の前記上流ガス流路を流れるプロセスガスに対する耐腐食膜が、前記下流ガス流路の入口を設けて前記冷却板と接触する第一面側に形成されている。
【０００９】
本発明の電極板は、前記第一面と、この第一面とは反対に位置する第二面とを有しており、第一面と第二面の内、耐腐食膜を第一面側に形成している。ここで、「第一面側に形成」とは、耐腐食膜が電極板の第一面に直に形成されている場合と、耐腐食膜が電極板の第一面との間に後述の下地膜を介在させて第一面に形成されている場合と、を含む。
本発明の電極板は、好ましくは、前記耐腐食膜がフッ化物膜、Ｃ含有膜、貴金属膜の何れかである。前記フッ化物膜は、Ａｌ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｅ、Ａｇ、Ｙ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉのいずれかの元素を含み、前記Ｃ含有膜は、Ｃのみから成り、或いは、ＣとＳｉとを含み、前記貴金属膜はＡｇ合金を含む。
【００１０】
本発明の電極板は、好ましくは、前記耐腐食膜の膜厚が３０ｎｍ以上５０００ｎｍ以下である。
膜厚が３０ｎｍより薄い場合、耐腐食膜がピンホールなどの欠陥を多く含むようになり、その部分が腐食して剥落しパーティクルとなるおそれがあるため、膜厚は３０ｎｍ以上であることが望ましい。膜厚が５０００ｎｍより厚い場合、膜応力が大きくなり広範囲に耐腐食膜の剥離が生じるおそれがあるため膜厚は５０００ｎｍ以下であることが望ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許