(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造用ドライエッチング装置のチャンバー内ライナー内壁に装着される樹脂成形体において、前記樹脂成形体が、耐熱温度１００℃以上、引張り破断伸び率０．３％以上、曲げ弾性率１０，０００ｋｇ／ｃｍ2 以上の樹脂成形体であり、ライナーの内径に対して該樹脂成形体の外径が０〜０．３％大きく、肉厚が２ｍｍ以下であるシームレスの円環状成形体であり、樹脂成形体を撓ませておき、ライナー内で撓みをとくことによって装着できることを特徴とするライナー用樹脂成形体。
【請求項２】
半導体製造用ドライエッチング装置のチャンバー内ライナー内壁に装着される樹脂成形体において、前記樹脂成形体が、耐熱温度１００℃以上、引張り破断伸び率５％以上、曲げ弾性率１０，０００ｋｇ／ｃｍ2 〜１００，０００ｋｇ／ｃｍ2 の樹脂成形体であり、ライナーの内径に対して該樹脂成形体の外径が０．０１〜０．３％大きく、肉厚が２ｍｍ以下であるシームレスの円環状成形体であり、樹脂成形体を撓ませておき、ライナー内で撓みをとくことによって装着できることを特徴とするライナー用樹脂成形体。
【請求項３】
半導体製造用ドライエッチング装置のチャンバー内ライナー内壁に装着される樹脂成形体において、前記樹脂成形体が、ポリイミド樹脂粉末から成る成形体であり、ライナーの内径に対して該樹脂成形体の外径が０．０１〜０．３％大きく、肉厚が２ｍｍ以下であるシームレスの円環状成形体であり、樹脂成形体を撓ませておき、ライナー内で撓みをとくことによって装着できることを特徴とするライナー用樹脂成形体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造に使用されるドライエッチング装置のチャンバー内ライナー用円環状シームレス樹脂成形体、さらに詳しくは、ライナー内の重金属汚染や反応生成物汚染によるウェハに形成される回路へのダメージを長期にわたって削減することができ、装着方法も簡単な前記ライナー用樹脂成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体製造にはプラズマを利用したドライエッチングによる方法が用いられている。このプラズマドライエッチングは、反応しやすい気体をプラズマでイオン化して、エッチングしたい材料と化学反応を生じさせて気体とともに除去する方法であるが、エッチングされる方向が等方性を有している。そのためドライエッチング装置においては、チャンバー内に装着されているライナーがスパッタおよびエッチングされて生じる重金属によってウェハが汚染されるという問題があった。これを防止するために、従来、アルマイト処理したアルミニウム製のライナーが使用されていた。
【０００３】
しかしながら、プラズマ照射条件が厳しくなると、比較的短時間で、アルマイトの表面層が剥がれてしまい、アルミニウム系パーティクルによるウェハの汚染がさらに問題となっていた。
【０００４】
また、ドライエッチングにより生じた反応生成物のうち、ガスとして排気できずにライナー内に滞留している反応生成物のウェハへの付着を防止するために、ライナーを外側から加熱し、ライナーの内壁を所定の温度に保ち反応生成物の凝縮をコントロールすることによって、反応生成物をライナーの内壁に適度に堆積させる構造のライナーが使用されていたが、反応生成物によるウェハの汚染を十分に防止することができなかった。
【０００５】
そこで、アルミニウム系パーティクルおよび反応生成物によるウェハの汚染を防止するために、アルマイト処理したアルミニウム製のライナーの内壁に耐プラズマ性に優れているポリイミド前駆体の分散液をコーティングしたライナーが開発されたが、コーティング層の耐久性も耐プラズマ性も満足できるものではなく、厚塗りもできない。
【０００６】
また、ポリイミド前駆体に由来するポリイミドフィルムを装着したライナーも使用されているが、耐久性も耐プラズマ性も十分満足できるものではなく、また、フィルムの厚さも０．２５ｍｍ以上にすることはできない。さらに、継ぎ目に局部的に反応生成物が付着し、ライナーの内壁の温度をコントロールしても過度に堆積し、ひいては堆積物の剥離が生じてライナー内汚染の原因となってしまう。また、継ぎ目からフィルムの剥離が起こりやすい。さらに、ライナーの内壁に装着する際に接着剤を使用するため取り替えも簡単に行うことができない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、ライナー内の重金属汚染や反応生成物汚染によるウェハに形成された回路へのダメージを長期にわたって削減することができ、さらに簡単に着脱できるライナー用樹脂成形体の開発が望まれている。
【０００８】
本発明の課題は、耐プラズマ性および耐久性に優れ、装着および脱着が容易なライナー用樹脂成形体を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、このような課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、耐プラズマ性、耐熱性および可撓性を兼ね備え、所定の厚さを有する（円環状の）シームレスの樹脂成形体を、ライナーの内壁に装着することにより、ライナー内の重金属汚染や反応生成物汚染によるウェハに形成される回路へのダメージを長期にわたって削減できることを見出した。
【００１０】
本発明の第１の態様は、半導体製造用ドライエッチング装置のチャンバー内ライナー内壁に装着される樹脂成形体において、前記樹脂成形体が、耐熱温度１００℃以上、引張り破断伸び率０．３％以上、曲げ弾性率１０，０００ｋｇ／ｃｍ2 以上の樹脂成形体であり、ライナーの内径に対して該樹脂成形体の外径が０〜０．３％大きく、肉厚が２ｍｍ以下であるシームレスの円環状成形体であり、樹脂成形体を撓ませておき、ライナー内で撓みをとくことによって装着できるライナー用樹脂成形体に関するものである。
【００１１】
本発明の第２の態様は、前記樹脂成形体が、耐熱温度１００℃以上、引張り破断伸び率５％以上、曲げ弾性率１０，０００ｋｇ／ｃｍ2 〜１００，０００ｋｇ／ｃｍ2 の樹脂成形体であり、ライナーの内径に対して該樹脂成形体の外径が０．０１〜０．３％大きく、肉厚が２ｍｍ以下であるシームレスの円環状成形体であり、樹脂成形体を撓ませておき、ライナー内で撓みをとくことによって装着できるライナー用樹脂成形体に関するものである。
【００１２】
本発明の第３の態様は、半導体製造用ドライエッチング装置のチャンバー内ライナー内壁に装着される樹脂成形体において、前記樹脂成形体が、ポリイミド樹脂粉末から成る成形体であり、ライナーの内径に対して該樹脂成形体の外径が０．０１〜０．３％大きく、肉厚が２ｍｍ以下であるシームレスの円環状成形体であり、樹脂成形体を撓ませておき、ライナー内で撓みをとくことによって装着できるライナー用樹脂成形体に関するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
先ず図１について説明すると、図１（ａ）は本発明に使用することができる装着治具３であり、図１（ｂ）は本発明の円環状シームレス樹脂成形体２であり、図１（ｃ）は本発明で用いられるライナー１である。
【００１４】
本発明のライナー用樹脂成形体２（以下、必要のないところは符号１および２を省略する）は、耐熱温度１００℃以上、引張り破断伸び率は０．３％以上、曲げ弾性率は１０，０００ｋｇ／ｃｍ2 以上の特性を有する樹脂成形体である。
【００１５】
耐熱温度は、好ましくは１２０℃以上、さらに好ましくは１５０℃以上である。耐熱温度が１００℃より低いと、ドライエッチングプロセス温度が局部的に１００℃を超えるために、樹脂成形体の熱分解による脱ガスにより、ライナー内が汚染される。
【００１６】
樹脂成形体は円環状シームレスの成形体であり、ライナーの内径に対して樹脂成形体の外径が０〜０．３％大きく、肉厚が２ｍｍ以下である。ライナーの内径に対して０．３％より大きい外径を有する樹脂成形体は、装着時に局部的にストレスを生ぜしめるため、好ましくない。
【００１７】
前記樹脂成形体の肉厚は、好ましくは０．３ｍｍ〜１．５ｍｍであり、さらに好ましくは０．５ｍｍ〜１．０ｍｍである。２ｍｍより厚いと、ライナーを外側から加熱しても、当該樹脂成形体により断熱されてしまいライナーの内壁を所定の温度に保つことができずに、反応生成物をライナーの内壁に堆積させておくことができない。
【００１８】
また、前記樹脂成形体は、シームレスの円環状成形体でなければならない。継ぎ目があると、継ぎ目に局部的に反応生成物が付着し、ライナーの内壁の温度をコントロールしても過度に堆積し、ひいては堆積物の剥離が生じてライナー内汚染の原因となってしまう。また、シームレスでない場合は継ぎ目から樹脂成形体の剥離が起こりやすい。
【００１９】
本発明のライナー用樹脂成形体は、１００℃程度にアルミニウム製ライナーを加熱して膨張させることにより装着できる。また、引張り破断伸び率が５％以上、かつ曲げ弾性率が１０，０００〜１００，０００ｋｇ／ｃｍ2 であり、ライナーの内径に対する成形体の外径が０．０１〜０．３％大きい場合には常温常圧にて当該樹脂成形体の外周から１箇所以上に負荷を掛けて、樹脂成形体を撓ませ、ライナー内で撓みをとくことにより、ライナーの内壁に装着することができる。また、この場合は常温常圧にて圧入により装着することもできる。
【００２０】
常温常圧で前記のように当該樹脂成形体を撓ませて装着する場合、図１（ａ）に示されている装着治具３を用いることにより、装着時に破損が生じることなく、簡単に樹脂成形体２を装着することができる。
【００２１】
可撓性を利用して常温常圧にて装着する場合には、引張り破断伸び率は、好ましくは７％以上、さらに好ましくは１０％以上、曲げ弾性率は、好ましくは２０，０００〜６０，０００ｋｇ／ｃｍ2 、さらに好ましくは３０，０００〜４０，０００ｋｇ／ｃｍ2 である。また、ライナーの内径に対して樹脂成形体の外径が、０．０１％未満だけ大きい外径を有する該樹脂成形体は、ドライエッチングの際に真空下で高熱に曝されることにより樹脂成形体が脱水収縮してゆるくなってしまうため、接着剤を用いることなく、成形体の可撓性のみを利用した装着を行うことができない。好適な外径の大きさは、本発明の範囲内において、用いる樹脂の可撓性に応じて決定されなければならない。
【００２２】
本発明で用いられる耐熱温度１００℃以上、引張り破断伸び率０．３％以上、曲げ弾性率１０，０００ｋｇ／ｃｍ2 以上の樹脂成形体は、具体的には、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリベンゾイミダゾール、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリアリレート、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、芳香族ポリアミド、ポリエーテルスルホンおよびこれら２種以上の混合物などの樹脂粉末から成る成形体である。
【００２３】
接着剤を用いることなく樹脂成形体の可撓性のみを利用した装着を行うためには、引張り破断伸び率が５％以上、かつ曲げ弾性率で１０，０００〜１００，０００ｋｇ／ｃｍ2 でなければならず、具体的には、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリアリレート、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、芳香族ポリアミド、ポリエーテルスルホンおよびこれら２種以上の混合物などの樹脂粉末から成る成形体を挙げることができる。
【００２４】
この樹脂成形体は、用いる樹脂粉末に応じた公知の成形方法により製造することができ、具体的には、射出成形、圧縮成形などを挙げることができる。中でも、ポリイミド樹脂粉末は、純度が高く、耐真空特性、高周波絶縁特性、静電気特性にも特に優れているためポリイミド樹脂粉末を圧縮成形することにより製造された樹脂成形体が特に好適に使用される。
【００２５】
本発明で用いた樹脂成形体は、ライナー内の汚染原因とならない公知の添加剤を含有することができ、たとえば、フッ素樹脂、二硫化モリブデンなどを樹脂粉末と混合して成形することもできる。
【００２６】
【実施例】
（実施例１）
シームレスの円環金型にポリイミド樹脂粉末（デュポン社製ベスペル（登録商標）ＳＰ−１）を充填し、圧縮面圧４０，０００ｐｓｉ以上、温度３５０℃以上の条件下で圧縮し、耐熱温度３００℃、引張り破断伸び率７％、曲げ弾性率３０，０００ｋｇ／ｃｍ2 のポリイミド成形体を得た。切削加工により、得られた成形体の仕上がり肉厚を約１ｍｍとし、ライナーの内径に対して約０．２％大きい仕上がり外径にした樹脂成形体２を製造した。
【００２７】
得られた樹脂成形体２を装着治具３を用いて、常温常圧下で、アルマイト処理したアルミニウム製のライナー１の内壁に装着した。
【００２８】
樹脂成形体２を装着したライナー１内でフッ素プラズマを主に使用したドライエッチングを行った結果、１５０時間以上にわたってライナー１内の重金属汚染や反応生成物汚染によるウェハに形成された回路へのダメージを削減することができた。
【００２９】
（比較例１）
実施例１と同様のアルマイト処理したアルミニウム製のライナーの内壁に、ポリイミド前駆体分散液をスプレーガンを用いて塗布し、１０〜５０μｍの塗膜を形成し、３５０℃以上で焼成した。得られたライナー内で、実施例１と同一条件で、フッ素プラズマを主に使用したドライエッチングを行った結果、１５時間程度、ライナー内の重金属汚染や反応生成物汚染によるウェハに形成された回路へのダメージを削減することができた。
【００３０】
（比較例２）
実施例１と同様のアルマイト処理したアルミニウム製のライナーの内壁に、約０．２５ｍｍのポリイミドフィルムを、アクリル系接着剤を介して装着した。得られたライナー内で、実施例１と同一条件で、フッ素プラズマを主に使用したドライエッチングを行った結果、３０時間程度、ライナー内の重金属汚染や反応生成物汚染によるウェハに形成された回路へのダメージを削減することができた。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の特有の円環状シームレス樹脂成形体は、ライナー内の重金属汚染や反応生成物汚染によるウェハのダメージを長期にわたって削減することができ、具体的には、従来のコーティングを施したライナーと比較して１０倍以上、フィルムを装着したライナーと比較して５倍程度の耐久性を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いるライナー、樹脂成形体および本発明の樹脂成形体をライナーの内壁に装着する際に用いることのできる装着治具を示す図であり、（ａ）は装着治具３、（ｂ）は樹脂成形体２および（ｃ）はライナー１をそれぞれ示す図である。
【符号の説明】
１  ライナー
２  樹脂成形体
３  装着治具
【図１】
0003748712.tif 000002