特表 2022-535145 耐薬品性を有する表面を備えたＲＦ構成要素

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-08-04

(54)【発明の名称】耐薬品性を有する表面を備えたＲＦ構成要素

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/06 20060101AFI20220728BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20220728BHJP

   F16J 15/08 20060101ALI20220728BHJP

【ＦＩ】

C23C16/06

C23C16/44 B

F16J15/08 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021572845

(86)(22)【出願日】2020-06-08

(85)【翻訳文提出日】2022-02-03

(86)【国際出願番号】 US2020036584

(87)【国際公開番号】W WO2020251881

(87)【国際公開日】2020-12-17

(31)【優先権主張番号】62/859,100

(32)【優先日】2019-06-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】スリニバサン， スワミナタン

(72)【発明者】

【氏名】スブラマニ， アナンタ ケー．

(72)【発明者】

【氏名】ジャナキラマン， カーティック

(72)【発明者】

【氏名】ソマーズ， ジョセフ エフ．

【テーマコード（参考）】

3J040

4K030

【Ｆターム（参考）】

3J040EA18

3J040EA19

3J040EA47

3J040FA02

3J040HA07

3J040HA15

4K030BA01

4K030BA02

4K030CA02

4K030DA03

4K030KA46

4K030KA47

(57)【要約】

耐薬品性を改善し、処理チャンバ内の金属汚染を低減するために変性表面材料を有するＲＦ構成要素がここに記載される。また、ここに開示されるのは、それを製造及び使用する方法である。本開示のいくつかの実施形態は、７５ＧＰａ以上のヤング率を有するベース材料を含む。本開示のいくつかの実施形態は、アルミニウム、ランタン、及びマグネシウムの１つ又は複数の含む変性表面材料を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アルミニウム、ランタン、又はマグネシウムの１つ又は複数を含む変性表面材料と共に、約７５ＧＰａ以上のヤング率を有するベース材料を含み、前記変性表面材料は前記ベース材料とは異なる、ＲＦガスケット及びＲＦループから選択されるＲＦ構成要素。

【請求項2】

前記ベース材料がステンレス鋼を含む、請求項１に記載のＲＦ構成要素。

【請求項3】

前記ベース材料が約１５０ＧＰａ以上のヤング率を有する、請求項１に記載のＲＦ構成要素。

【請求項4】

前記変性表面材料が本質的に単一の元素からなる、請求項１に記載のＲＦ構成要素。

【請求項5】

前記変性表面材料が金属合金を含む、請求項１に記載のＲＦ構成要素。

【請求項6】

前記ＲＦ構成要素が洗浄試薬による腐食に耐性である、請求項１に記載のＲＦ構成要素。

【請求項7】

前記洗浄試薬がフッ素ラジカルを含む、請求項６に記載のＲＦ成分。

【請求項8】

前記フッ素ラジカルが遠隔により又はマイクロ波によって生成されたものである、請求項７に記載のＲＦ構成要素。

【請求項9】

前記フッ素ラジカルがＮＦ_３プラズマ中に存在している、請求項７に記載のＲＦ構成要素。

【請求項10】

前記変性表面材料が拡散している、請求項１に記載のＲＦ構成要素。

【請求項11】

前記変性表面材料が、電気めっき、粉体塗装、物理気相堆積、化学気相堆積、又はイオン注入のうちの１つ又は複数によって形成されている、請求項１に記載のＲＦ構成要素。

【請求項12】

前記変性表面材料が形成される前に、前記ベース材料が洗浄されている、請求項１１に記載のＲＦ構成要素。

【請求項13】

請求項１に記載のＲＦ構成要素を１つ又は複数含む化学気相堆積チャンバ。

【請求項14】

約７５ＧＰａ以上のヤング率を有するベース材料と、アルミニウム、ランタン、又はマグネシウムの１つ又は複数を含む変性表面材料とを有し、前記変性表面材料は前記ベース材料とは異なるＲＦ構成要素を備えた堆積チャンバ内で、基板上に材料を堆積することと；
前記堆積チャンバを洗浄試薬で洗浄することとを含み、
前記洗浄試薬は、前記ＲＦ構成要素に曝されたときに、前記堆積チャンバ内に金属汚染を生成しない、化学気相堆積の方法。

【請求項15】

前記ベース材料がステンレス鋼を含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記洗浄試薬が、フッ素ラジカル、塩素又は酸素を含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項17】

前記フッ素ラジカルがＮＦ_３プラズマ中に存在している、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

約７５ＧＰａ以上のヤング率を有するベース材料の露出面を洗浄することと；
アルミニウム、ランタン又はマグネシウムの１つ又は複数を含み、前記ベース材料とは異なる変性表面材料を、前記ベース材料上に堆積することとを含む、ＲＦ構成要素を形成するための方法。

【請求項19】

前記変性表面材料が、電気めっき、粉体塗装、物理気相堆積、化学気相堆積、又はイオン注入のうちの１つ又は複数によって堆積される、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記変性表面材料が拡散結合ＣＶＤによって堆積される、請求項１８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

技術分野
本開示の実施形態は、概して、堆積チャンバ用のＲＦ構成要素のコーティングに関する。より詳細には、いくつかの実施形態は、構成要素、構成要素を作製する方法、及び構成要素を使用する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

背景
対称性ＲＦアクティブ接地を提供する方法には、導電性ガスケット、ループ、及び／又はその他の構造構成要素が含まれ得る。従来、ＲＦプラズマは物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバで使用されてきた。実施者がＲＦプラズマの使用を化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバなどに拡大しようとしているのに伴い、金属汚染に関する懸念が生じている。ＲＦ構成要素を形成するほとんどの材料は、ＣＶＤチャンバに使用されるチャンバ洗浄化学物質（フッ素含有ラジカルなど）に耐性がない。

【0003】

アルミニウム構成要素は、フッ素含有ラジカル、特にＮＦ_３ガスに作用するＲＰＳソースから生成されたラジカルを含むＣＶＤチャンバ洗浄環境で良好に動作することが期待されている。しかしながら、アルミニウム構成要素は、特に高温で、ＣＶＤチャンバで長期間使用するのに十分な機械的弾性を備えていない。

【0004】

それゆえ、当技術分野では、高い弾性、耐薬品性、及び合理的なコストを組み合わせた新規の材料又は材料コーティングが必要とされている。

【発明の概要】

【0005】

概要
本開示の１つ又は複数の実施形態は、アルミニウム、ランタン、又はマグネシウムの１つ又は複数を含む変性表面材料と共に、約７５ＧＰａ以上のヤング率を有するベース材料を含むＲＦ構成要素に関する。変性表面材料は、ベース材料とは異なる。ＲＦ構成要素は、ＲＦガスケット及びＲＦループから選択される。

【0006】

本開示の追加の実施形態は、約７５ＧＰａ以上のヤング率を有するベース材料と、アルミニウム、ランタン、又はマグネシウムの１つ又は複数を含む変性表面材料とを有するＲＦ構成要素を備えた堆積チャンバ内の基板上に、材料を堆積することを含む化学蒸着の方法に関する。変性表面材料は、ベース材料とは異なる。堆積チャンバは、洗浄試薬で洗浄される。洗浄試薬は、ＲＦ構成要素に曝されたときに堆積チャンバ内に金属汚染を生成しない。

【0007】

本開示のさらなる実施形態は、ＲＦ構成要素を形成する方法に関する。本方法は、約７５ＧＰａ以上のヤング率を有するベース材料の露出面を洗浄することを含む。変性表面材料はベース材料上に堆積される。変性表面材料は、アルミニウム、ランタン、又はマグネシウムのうちの１つ又は複数を含む。変性表面材料は、ベース材料とは異なる。

【0008】

図面の簡単な説明
本開示の上記の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明は、実施形態を参照することによって得ることができ、そのいくつかは添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、その範囲を限定すると見なされるべきではないことに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1A】本開示の１つ又は複数の実施形態による処理前の例示的な構成要素の一部の断面図を示す。

【図1B】本開示の１つ又は複数の実施形態による、ベース材料上に変性表面材料を形成した後の、図１Ａに示される例示的な基板の部分を示す。

【図2】本開示の１つ又は複数の実施形態による化学気相堆積の方法の例示的なプロセスフローを示す。

【図3】本開示の１つ又は複数の実施形態による、ＲＦ構成要素を形成する方法の例示的なプロセスフローを示している。

【発明を実施するための形態】

【0010】

詳細な説明
本開示のいくつかの例示的な実施形態を説明する前に、本開示は、以下の説明に記載される構成又はプロセスステップの詳細に限定されないことを理解されたい。本開示は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施又は実行することができる。

【0011】

この明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、「基板」という用語は、プロセスが作用する表面又は表面の一部を指す。文脈が明らかに他のことを示さない限り、基板への言及はまた、基板の一部のみを指すことができることも当業者によって理解されるであろう。

【0012】

ここで使用される「基板」は、製造プロセス中にフィルム処理が実行される任意の基板又は基板上に形成された材料表面を指す。例えば、加工を行うことができる基板表面には、用途に応じて、金属、金属合金、及び他の導電性材料などの材料が含まれる。基板を、前処理プロセスに曝して、基板表面を研磨、エッチング、還元、酸化、ヒドロキシル化、アニーリング、ＵＶ硬化、電子ビーム硬化、及び／又はベークすることができる。基板自体の表面上で直接フィルム処理することに加えて、本開示では、開示されるフィルム処理ステップのいずれも、以下により詳細に開示されるように、基板上に形成された下層上で実行され得、また、「基板表面」という用語は、文脈が示すような下層を含むことが企図されている。したがって、例えば、フィルム／層又は部分的なフィルム／層が基板表面上に堆積された場合、新たに堆積されたフィルム／層の露出面は、さらなる処理ステップのための基板表面になり得る。

【0013】

本開示の実施形態は、十分に高い弾性を有しながら、チャンバの化学物質にも耐性であるＲＦ構成要素（ループ、ガスケット）に関する。本開示のいくつかの実施形態は、ＲＦ構成要素に関する。本開示のいくつかの実施形態は、チャンバの化学物質に耐性であるＲＦ構成要素を形成するための方法に関する。いくつかの実施形態は、チャンバの化学物質に耐性であるＲＦ構成要素を含む、チャンバ内での堆積及び洗浄の方法に関する。

【0014】

本開示のいくつかの実施形態は、チャンバ内に金属汚染を生じさせることなくチャンバの洗浄化学物質に耐えることができるＲＦ構成要素を提供する。本開示のいくつかの実施形態は、フッ素含有ラジカルを含む洗浄化学物質を用いてチャンバ環境内で利用することができるステンレス鋼または他の高弾性材料を含むＲＦ構成要素を有利に提供する。本開示のいくつかの実施形態は、改善されたＲＦ分配機能を提供するために、ステンレス鋼及び他の高弾性材料の豊富な使用を有利に提供する。本開示のいくつかの実施形態は、チャンバ内に金属汚染を生じさせることなく所定の電気的機能を提供するためにさもなければ必要とされるであろうパージ及び／又はシールド機構の複雑さを有利に低減する。

【0015】

図１Ａは、本開示の１つ又は複数の実施形態による処理前の例示的なＲＦ構成要素の一部を示している。ここで使用される場合、ＲＦ構成要素は、処理チャンバ内に露出されたＲＦプラズマシステムの任意の構成要素を指し得る。いくつかの実施形態では、ＲＦ構成要素は、ＲＦループ又はＲＦガスケットから選択される。図１Ａは、ベース材料１１０を含む構成要素１００を示している。構成要素は、追加の材料を含み得るが、構成要素１００の少なくとも一部の露出面１１２は、ベース材料１１０を含む。

【0016】

ベース材料１１０は、十分に高い弾性を有する任意の適切な材料であり得る。いくつかの実施形態では、ベース材料は、約７５ＧＰａ以上、約１００ＧＰａ以上、約１５０Ｇｐａ以上、又は約２００ＧＰａ以上のヤング率を有する。いくつかの実施形態では、ベース材料はステンレス鋼を含む。

【0017】

図１Ｂは、構成要素１５０を形成するための本開示の１つ又は複数の実施形態による処理後の、図１Ａに示される構成要素１００の同じ部分を示す。図１Ｂに示されるように、ベース材料の露出された表面は、変性表面１２０を形成するように処理されている。変性表面１２０は、変性表面材料の露出表面１１２への添加によって形成される。

【0018】

いくつかの実施形態では、変性表面材料は、ベース材料内に拡散している。上記のように、変性表面材料は、ベース材料の表面を変性する。いくつかの実施形態では、変性表面材料は、ベース材料上に連続層として堆積される。いくつかの実施形態では、変性表面材料は、ベース材料上に不連続層として堆積される。連続性に関係なく、変性表面材料は、原子組成の勾配を生成し、変性表面材料の濃度は、構成要素の表面（変性表面１２０）で最も高く、ベース材料の露出表面から離れるにつれてゆっくりと減少する。図１Ｂに示されるように、黒（高濃度の変性表面材料）から灰色から白（高濃度のベース材料）への濃度の勾配は、緩やかであると予想される。勾配は緩やかであると予想されるが、図１Ｂに示される線形勾配は単なる例示であり、限定することを意図するものではない。

【0019】

変性表面材料によって提供される化学的保護は、ベース材料上に変性表面材料の連続層を必要としない。したがって、本開示のいくつかの実施形態は、化学耐性を失うことなく機械的摩擦に耐えることができる構成要素を有利に提供する。別の言い方をすれば、十分な量の変性表面材料が部品のベース材料内に拡散しているため、変性表面材料からの外側層の損失は、必ずしも部品全体の化学耐性に悪影響を与えるとは限らない。

【0020】

本開示のいくつかの実施形態は、純粋な変性表面材料の多くが摩擦によって侵食された場合でも、ベース材料の表面の少なくとも部分的な被覆を提供する拡散変性表面材料を有利に提供する。この拡散により、「コーティング」は本質的に堅牢になり、摩擦に対するコンポーネントの耐用年数が長くなる。

【0021】

変性表面材料は、ベース材料１１０をチャンバの化学物質から保護する任意の適切な材料であり得る。変性表面材料は、ベース材料とは異なる。いくつかの実施形態では、変性表面材料は、アルミニウム、ランタン、及びマグネシウムの１つ又は複数を含む。

【0022】

いくつかの実施形態では、変性表面材料は、本質的に単一の元素からなる。いくつかの実施形態では、変性表面材料は本質的にアルミニウムからなる。この点に関して使用されるように、「本質的に単一の元素からなる」変性表面材料は、１つの金属元素のみを添加することによってベース材料を変性する。

【0023】

いくつかの実施形態では、変性表面材料は金属合金を含む。いくつかの実施形態では、変性材料表面は、マグネシウム－アルミニウム合金を含む。

【0024】

いくつかの実施形態では、図１Ｂに示される構成要素１５０は、洗浄試薬による腐食に対して耐性である。いくつかの実施形態において、洗浄試薬はフッ素ラジカルを含む。いくつかの実施形態では、フッ素ラジカルは、遠隔（ＲＰＳ）により、又はマイクロ波によって生成される。いくつかの実施形態では、フッ素ラジカルは、ＮＦ_３プラズマ中に存在し得る。いくつかの実施形態において、洗浄試薬は、塩素又は酸素原子を含む。

【0025】

変性表面材料は、任意の適切なプロセスによって、ベース材料１１０の露出表面１１２上に形成され得る。いくつかの実施形態では、変性表面材料は、電気めっき、粉体塗装、物理気相堆積、化学気相堆積（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、又はイオン注入のうちの１つ又は複数によって形成される。いくつかの実施形態では、変性表面材料は、拡散結合されたＣＶＤ又はＡＬＤによって形成される。拡散結合ＣＶＤ又はＡＬＤを利用するこれらの実施形態では、形成の温度を制御して、ベース材料内の変性表面材料の拡散のレベルに影響を与えることができる。

【0026】

いくつかの実施形態において、ベース材料の露出された表面は、変性表面材料の形成の前に洗浄され得る。

【0027】

本開示のいくつかの実施形態は、本開示の１つ又は複数の実施形態によるＲＦ構成要素を形成する方法に関する。図２を参照すると、例示的な方法２００は、ベース材料の露出面を洗浄することによって２１０から始まる。ベース材料は上記のとおりである。いくつかの実施形態では、ベース材料は、約７５ＧＰａ以上のヤング率を有する。

【0028】

方法２００は、ベース材料上に変性表面材料を堆積又は形成することによって、２２０で継続する。変性表面材料は上で説明されている。変性表面材料は、ベース材料とは異なる。いくつかの実施形態では、変性表面材料は、アルミニウム、ランタン、又はマグネシウムの１つ又は複数を含む。

【0029】

本開示のいくつかの実施形態は、本開示の１つ又は複数の実施形態による、ＲＦ構成要素を含む化学気相堆積チャンバに関する。

【0030】

本開示のいくつかの実施形態は、化学気相堆積の方法に関する。図３を参照すると、例示的な方法３００は、堆積チャンバ内の基板上に材料を堆積することによって３１０から始まる。堆積チャンバは、ここに記載の１つ又は複数の実施形態によるＲＦ構成要素を含む。

【0031】

方法３００は、洗浄試薬で堆積チャンバを洗浄することにより、３２０で継続する。洗浄試薬は前述している。いくつかの実施形態では、ＲＦ構成要素は、洗浄試薬による腐食に対して耐性である。いくつかの実施形態では、洗浄試薬は、ＲＦ成分に曝されたときに、堆積チャンバ内に金属汚染を生じさせない。

【0032】

この明細書全体を通して、「一実施形態」、「特定の実施形態」、「１つ又は複数の実施形態」又は「実施」とは、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、材料、又は特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、この明細書全体の様々な場所での「１つ又は複数の実施形態において」、「特定の実施形態において」、「一実施形態において」または「実施形態において」などの句の出現は、必ずしも本開示の同じ実施形態を指すとは限らない。さらに、特定の特徴、構造、材料、又は特性は、１つ又は複数の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせることができる。

【0033】

ここの開示は特定の実施形態を参照して説明してきたが、当業者は、説明された実施形態が本開示の原理および適用の単なる例示であることを理解するであろう。本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本開示の方法及び装置に様々な修正並びに変形を加えることができることは、当業者には明らかであろう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内にある修正並びに変形を含むことができる。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】