CN113302721A - 等离子体处理装置的部件的制造方法以及部件的检查方法 - Google Patents

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Abstract

提供等离子体处理装置的部件的制造方法以及部件的检查方法，使处理的成品率提升。部件配置于等离子体处理装置的处理室内部，在表面具备具有对等离子体的耐性的材料的被膜，方法具备如下工序：沿着部件的表面使枪移动给定距离并喷溅该材料来形成被膜，并在枪所移动的距离的范围内配置具备具有模拟部件的表面形状的形状的表面的试验片，在该试验片的表面形成所述材料的被膜；和基于检测该试验片的表面的所述被膜的结晶的大小、残留应力或有无含有污染元素的结果来调节所述枪形成所述部件的表面的被膜的条件。

Description

等离子体处理装置的部件的制造方法以及部件的检查方法
技术领域
本发明涉及制造构成等离子体处理装置的处理室内部的构件的方法以及该部件的检查方法，其中该等离子体处理装置在真空容器内部的处理室内形成等离子体并对配置在该处理室内的处理对象的半导体晶片等的样品进行处理，涉及在构成处理室的内壁的该构件的表面形成具有耐等离子体性的被膜来制造该构件的方法以及该部件的检查方法。
背景技术
在电子器件、磁存储器的制造中，在微细加工中运用等离子体蚀刻。对等离子体蚀刻要求的加工精度伴随器件的高集成化而年年变高。为了实现等离子体蚀刻装置的成品率提升，需要抑制异物的产生。
等离子体蚀刻中所用的等离子体处理装置的处理室由于配置于真空容器内部，因此由铝、不锈钢等金属构成。该处理室的内壁表面暴露于等离子体，在其表面制膜耐等离子体性的保护被膜。作为这样的保护被膜，一般使用氧化钇制的被膜。
一直以来已知，这样的含氧化钇作为材料的被膜一般使用等离子体喷涂、SPS喷涂、爆炸喷涂、减压喷涂等来制膜。例如是如下那样的技术：在大气等离子体喷涂法中，将10～60μm尺寸的原料粉与输送气体一起导入到等离子体焰，使成为熔融、半熔融状态的原料粒子喷射而附着于基材表面，从而形成膜。另一方面，该等离子体喷涂法存在如下等的课题：表面凹凸大；或者在膜的内部形成大量气孔，进入到这些气孔内部的粒子与膜自身、其他构件发生反应而成为使膜消耗或发生腐蚀的原因。
对于这样的课题，一直以来研讨了其解决方法。例如若氧化钇制的被膜暴露于氟系气体的等离子体，就会与等离子体中的氟等反应而气化，消耗被膜。为此，一直以来已知将氟化钇作为材料，通过大气等离子体喷涂来形成被膜的技术。作为这样的技术，例如一直以来已知日本特开2013-140950号公报(专利文献1)中公开的方案。
另一方面，配置于等离子体处理装置的处理室内部的构件在处理室内的压力的增减、形成等离子体而进行的半导体晶片等的样品的处理时，面向等离子体而重复收到热、粒子的碰撞、附着等的相互作用。处理室内部的部件要求即使在如此地条件变动的环境下也尽可能抑制被膜损伤或劣化，从而能够保持部件的长寿命。为此，在制造部件的过程中，需要在被膜的形成后以更高的精度检查形状、性能是否处于所期望的规格的容许范围内。
例如，在等离子体处理装置的处理室内部构成内壁的构件的表面，根据上述的课题而形成耐等离子体性卓越的被膜，来进行保护。但随着所需的加工精度提高，在处理室内部产生的异物的尺寸也变小，要求抑制它们的产生。据此，一直以来，对构成处理室的内壁的构件的表面的被膜检测该膜的形成后或后处理后的该被膜的气孔率、表面粗糙度(Ra)、微晶的尺寸、相比率等值，将它们与预先确定的规格的容许范围比较，来进行评价。作为这样的技术的一例，已知日本特开2017-190475号公报(专利文献2)。
另外，一直以来已知如下方法：通过喷涂在某种类的构件多个表面形成被膜的情况下，为了在任意的1个构件和其他构件尽可能形成具有相同性能、形状等特性的被膜，将构件的一部分切出而用于检查，或者将多个制作的制品的1个用于检查。作为这样的技术的示例，已知在日本特开平8-20858号公报(专利文献3)、日本特开平9-61318号公报(专利文献4)公开的方案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-140950号
专利文献2：日本特开2017-190475号
专利文献3：日本特开平8-20858号
专利文献4：日本特开平9-61318号
发明内容
发明要解决的课题
但在上述现有技术中，关于如下方面考虑不充分，因此产生了问题。
即，在配置于等离子体处理装置的处理室的内部并构成其内壁的构件的表面形成具有耐等离子体性或耐热性的被膜的情况下，一般在设定了形成膜的装置的动作、膜的形成率等条件后，形成被膜，进而实施后处理。但在现有技术中，未在形成内部用构件的表面的被膜后关于其气孔率、表面粗糙度(Ra～算数平均粗糙度)、微晶尺寸、相比率等膜的特性与给定的容许范围比较并进行评价，例如该构件的检查仅停留在外观的检查。另一方面，由于在处理室的内壁有凹凸、开口部，进而有端部，因此形成于构成内壁的构件的表面的被膜在构件各自所配置的部位，并不明确是否具有所期望的特性、性能(上述气孔率、表面粗糙度、残留应力、微晶尺寸、相比率等)。
如专利文献3那样，在从处理室的内部的构件切出其一部分来进行上述检查的情况下，在将进行检查的对象的构件的一部分从构件切断后，需要将该部分清洗等作业。为此，成为检查的对象的部分的被膜不仅不再是在与相同种类的其他构件的被膜相同过程中形成的被膜，还会在进行切断的工序中，在成为检查的对象的被膜的表面产生异物，有可能有损检查的精度。
另外，如专利文献4那样，对构成处理室的内壁的1个种类的构件的多个以相同的给定条件、规格形成被膜，将这当中1个用于检查的情况下，构件的尺寸变大，尤其如近年的等离子体处理装置那样由一个构件构成处理室的内壁部分整体的主要部分的结构的情况下，构件的单价大，为了实施检查而有可能会使等离子体处理装置的制造成本大幅增大。如以上那样，在现有技术中，在等离子体处理装置中，配置于其处理室的内部并构成内壁的构件的被膜的性能、进而等离子体处理装置的性能的偏差变大，会有损等离子体处理装置的可靠性、处理的成品率。另外，并未考虑制造的成本变大这样的问题。
本发明的目的在于，提供使处理的成品率提升、可靠性提升的等离子体处理装置的部件的制造方法以及该部件的检查方法。
用于解决课题的手段
上述目的通过部件的制造方法而达成，所述部件配置于等离子体处理装置的处理室内部，所述等离子体处理装置对载置于配置在真空容器内部的处理室内的处理对象的晶片使用形成于该处理室内的等离子体来进行处理，所述部件在表面具备具有对所述等离子体的耐性的材料的被膜，其中，所述部件的制造方法具备如下工序：沿着所述部件的表面使枪移动给定距离并将所述材料喷溅到该表面，来形成所述被膜，并且在所述枪所移动的距离的范围内配置具备具有模拟所述部件的表面形状的形状的表面的试验片，在该试验片的表面形成所述材料的被膜；和基于检测该试验片的表面的所述被膜的结晶的大小、残留应力或有无含有污染元素的结果来调节所述枪形成所述部件的表面的被膜的条件。
更详细地，与在构成配置于等离子体处理装置内的真空容器内部且在内侧的空间形成等离子体的处理室的内壁表面的绕圆筒或环形的接地电极的中心轴的内壁表面，使制膜用的枪沿着沿该中心轴的方向以及绕轴的给定路径移动，从而形成被膜的工序并行地，在接地电极上端或下部的终止部、接地电极的开口部等枪移动的路径上设置的1个以上的试片的表面，也在试片形成被膜。进而，基于对该试片表面的被膜的给定项目进行检查的结果，来判定接地电极的品质。试片的形状的特征在于：(1)设为与开口部端部相同形状，具有在第1面带有被膜但在第2面不带有被膜的被膜边界部；(2)具有与制膜枪的喷射方向和接地电极的表面不垂直的斜面相同的形状；(3)与接地电极端部相同地具有在内周表面-端部前端部-外周表面制膜了被膜的端部；(4)在1个试片上具有所述(1)～(3)的形状。
发明效果
根据本发明，提供使处理的成品率提升、可靠性提升的等离子体处理装置的部件的制造方法以及该部件的检查方法。
附图说明
图1是示意性表示本发明的实施例所涉及的等离子体处理装置的结构的概略的纵剖视图。
图2是示意性表示构成图1所示的接地电极的部件的结构的概略的立体图。
图3是示意性表示图2所示的环形的接地电极的一部分和具有与其近似的表面的形状的试片的沿着上下方向的中心轴的纵截面的形状的剖视图。
图4是示意性表示图2所示的环形的接地电极的一部分和具有与其近似的表面的形状的试片的沿着上下方向的中心轴的纵截面的形状的剖视图。
图5是示意性表示从图3的(b)所示的实施例所涉及的试片分割而形成的试片的形状的概略的立体图。
图6是示意性表示从图4的(b)所示的实施例所涉及的试片分割而形成的试片的形状的概略的立体图。
图7是示意性表示在图2所示的本实施例所涉及的接地电极的内侧侧壁形成被膜的工序中配置了接地电极和图3到6所示的试片的状态的立体图。
图8是示意性表示将图5所示的实施例的试片安装于夹具的状态的立体图。
图9是示意性表示将图8所示的本实施例所涉及的试片安装于试片设置夹具的状态的立体图。
图10是示意性表示图7所示的实施例的变形例所涉及的试片设置夹具的立体图以及剖视图。
图11是示意性表示在图7所示的实施例的其他变形例所涉及的接地电极的内侧侧壁形成被膜的工序中安装试片的状态的立体图。
图12是示意性表示在图11所示的变形例所涉及的试片设置夹具安装试片的状态的立体图。
图13是表示图3所示的本实施例所涉及的试片的检查面上的被膜的平均微晶尺寸与异物产生数的相关的图表。
图14是表示图3所示的本实施例所涉及的试片的检查面上的被膜的六方晶比率与异物产生数的相关的图表。
图15是表示相对于在图3所示的试片的检查面上形成被膜时的基材的温度的变动的被膜的平均微晶尺寸以及六方晶的相比率的变化的图表。
图16是表示图3的实施例所涉及的试片的检查面上的异物的产生数不同的被膜与残留应力的深度分布的相关的图表。
具体实施方式
使用图1到16来说明本发明的实施例。
实施例1
图1是示意性表示本发明的实施例所涉及的等离子体处理装置的结构的概略的纵剖视图。本图所示的等离子体处理装置是等离子体蚀刻装置，在真空容器内部的处理室内形成等离子体，使用等离子体对配置在该处理室内的半导体晶片等的样品的具有预先形成于表面的掩模层以及其下方的处理对象的膜层的膜结构进行蚀刻处理。
图1所示的实施例的等离子体处理装置100大致划分而具备：一部分具有圆筒形的金属制的真空容器1；等离子体形成部，其配置于真空容器1的上部，具有发生用于在真空容器1内部的被减压的空间形成等离子体的电场或磁场的生成器，将发生的电场或磁场提供到内部空间；和排气部，其配置于真空容器1下部与其连接，具有将真空容器1内部的空间排气而减压的真空泵。另外，真空容器1将其外侧的侧壁与其他真空容器1的运送容器连结，该运送容器在被减压的内部的运送用的空间中运送作为处理对象的样品的晶片。在真空容器1的侧壁具备门，门是将该侧壁在水平方向上贯通来将真空容器1内部和外部连通的通路，使晶片穿过内侧而运送，在将该门的外侧的开口部的外周包围的真空容器1的侧壁的部位，连结运送容器而构成为能将真空容器1的内部的空间和运送容器内部的空间连通。
真空容器1在内部具有配置处理对象的样品、形成等离子体的空间即处理室7，处理室7配置有放电部，放电部配置于上部，具有圆筒形，形成等离子体15，在与放电部连通的下部的空间内配置有具有圆筒形的样品台即载置台6。在载置台6具有载置成为被处理基板的晶片4的面即圆形的上表面，在其内部配置加热晶片4的加热器和在内部通流进行冷却的冷媒的冷媒流路，并且在载置台6的圆形的上表面与放在该上表面的晶片4的背面之间具备用于提供作为传热气体的氦(He)气体的管路。
进而，在载置台6的内部配置金属制的电极，经由阻抗匹配器13而电连接高频电源14，高频电源14在利用等离子体15的晶片4的处理中将用于在晶片4上形成电位的高频电力提供给该电极。通过在等离子体15的形成中由于高频电力而形成于晶片4上的偏置电位与等离子体的电位差，在晶片4的表面引发晶片4内部的离子等带电粒子，促进蚀刻处理。在本实施例中，在载置台6的内部配置具有圆筒或圆板形状的金属制的基材，该基材与上述高频电源4连接，并且在基材的内部内置加热器、冷媒流路，贯通基材而配置有提供He气体用的管路。
晶片4在被放在配置于运送容器内部的运送用的空间内的机械臂等运送装置(未图示)的臂的前端部而运送到处理室7后，被载置于载置台6上。在构成载置台6的晶片4的载置面并覆盖基材的上表面而配置的电介质制的被膜内部配置用于被提供直流电力而静电吸附晶片4的未图示的电极。载置于载置台6的晶片4被通过对静电吸附用的电极施加直流电压而发生的静电力吸附保持在电介质制的被膜上表面。进而，在该状态下，在晶片4背面与载置台6载置面即电介质制的被膜上表面的间隙通过基材内部的管路来提供He气体，来促进在晶片4与流过基材的内部的冷媒流路内的冷媒之间的热传递，调节晶片4的温度。
在包围真空容器1的放电部的圆筒形的侧壁构件的上端部的上方，夹着环状的构件而载置有具有圆板形状的簇射板2以及窗构件3。窗构件3和放电部外周的侧壁构件41一起构成真空容器1，在外周缘部的下表面、侧壁构件的上端部上表面和配置于它们之间的环状构件彼此之间，夹着O环等密封构件将这些构件连接，将真空容器1内部的处理室7和外部的大气压的气氛之间气密地区划。
窗构件3如后述那样，是由用于形成等离子体15的微波的电场透过的陶瓷(本实施例中是石英)构成的圆板状的构件，在其下方空开给定大小的间隙8而配置有在中央部具备多个贯通孔9的簇射板2。簇射板2面向处理室7的内部而构成其顶部面，由气体流量控制单元(未图示)将流量调节成给定值的处理气体被导入间隙8内部，在间隙8内扩散后通过贯通孔从上方导入处理室7内部。另外，将配置于与环状构件连接的处理气体提供配管50上的阀51打开，将处理气体导入间隙8。
另外，在真空容器1的底部具备通路，通路将处理室7内部和外部连通，将处理室7内部的等离子体15、在晶片4的处理中生成的生成物、处理气体的粒子排出，通路的处理室7内侧的圆形的开口作为排气口在配置于上方的载置台6的正下方配置于使得中心轴彼此从上方来看是相同的位置。在真空容器1底面连结构成排气部的真空泵的涡轮分子泵12以及配置于涡轮分子泵12的下游侧的干式泵11。进而，涡轮分子泵12的入口用排气配管与排气口连接。
在将涡轮分子泵12与干式泵11之间连结的排气配管上配置有阀18，在阀18与干式泵11之间的排气配管的部位连接有与真空容器1的底面连接并与处理室7的底部连通的其他排气配管10。该其他排气配管10连接成在其中途分岔成2个管路后再度汇流成1个，在各个分岔部上配置有阀17、19。阀17和阀19当中的阀17是用于将处理室7用干式泵11从大气压慢慢排气成真空的慢排气用的阀，阀19是用于用干式泵11高速排气的主排气用的阀。
在处理室7中具备用于检测其内部的压力的压力传感器75。在本实施例的排气口的上方的与载置台6的底面之间的处理室7的下部的空间配置有压力调整板16，其在该空间内在上下方向上移动来将排气口开闭，并使排气口的开口面积增减并调节排气的流量或其速度，具有圆板形状。处理室7内的压力根据经过簇射板2的贯通孔即气体导入口导入处理室7内的处理气体或其他气体与来自排气口的排气的流量或速度的平衡而增减。例如，使流量或速度成为与晶片4的处理的条件相应的给定值来将气体从簇射板2导入处理室7内，并通过使压力调整板16调整上下方向的位置来调节排气的流量或速度，使得实现与该处理的条件相应的处理室7的压力。
在包围真空容器1上部的处理室7的放电部外周的金属制的侧壁以及窗构件3的上方和外周侧的部位配置有等离子体形成部。等离子体形成部具有：输出用于形成等离子体15的微波的电场的磁控振荡器20；和用于使微波传播到处理室7的波导管21。波导管21具有向水平方向(图上左右方向)延伸且截面具有矩形或方形的方形部、以及与方形部的一端部连接且向上下方向延伸并具有圆筒形状的圆形部，在方形部的另一端部配置有磁控振荡器20。
圆形部的下端与圆筒形的空洞部的上端连接，该空洞部配置于窗构件3的上方，具有视作与比圆形部的直径大的窗构件3相同程度的近似的大小的直径。进而，在空洞部的上方、和在包围其外周侧以及放电部的真空容器1的侧壁的外周侧包围处理室7的放电部的部位具备提供直流电力来产生磁场的单元即环状的螺线线圈22和螺线线圈23。
处理室7的侧壁构件41的内侧的壁面是暴露于在放电部内形成的等离子体15的面，但为了使等离子体15的电位稳定，需要在处理室7内具有作为接地发挥功能的部件。在本实施例中，在放电部内作为接地发挥功能的环状的接地电极40在载置台6的上方配置为包围载置台6上表面。接地电极40将不锈钢合金、铝合金等金属制的构件作为母材而构成。接地电极40由于暴露于等离子体15，因此受到与等离子体15内的反应性、腐蚀性高的粒子的相互作用，很有可能会成为生成的生成物引起的腐蚀、金属污染、异物的产生源。
为此，为了抑制这样的问题，如图1的左下部分放大所示的剖视图中示意性示出的那样，本在实施例的接地电极40的表面，将表面覆盖地配置由耐等离子体性高的材料构成的内壁材被膜42。通过内壁材被膜42覆盖表面，接地电极40作为接地维持功能，并能抑制等离子体给接地电极40带来的腐蚀等损害。另外，被膜42也可以是层叠膜。
另一方面，本实施例的包围真空容器1的放电部的侧壁构件41由不锈钢合金、铝合金等金属制的基材构成，但并没有作为接地的功能。为了抑制侧壁构件41暴露于等离子体15而产生腐蚀、金属污染、异物的情况，在侧壁构件41的内侧表面实施了钝化处理、喷涂、PVD、CVD等表面处理。另外，为了防止侧壁构件41的基材直接暴露于等离子体15，可以在具有圆筒形状的侧壁构件41的内侧侧壁面与处理室7的放电部之间，沿着内侧侧壁面配置具有环状或圆筒形状的例如氧化钇、石英等陶瓷制的部件，使得针对等离子体15将该内侧壁面覆盖。通过侧壁构件41与等离子体15之间的该部件阻碍了侧壁41与等离子体15的接触，抑制了等离子体15所引起的被表面处理的侧壁构件41的消耗。
从运送容器内部的运送用的空间(运送室)放在机械臂的臂前端部并穿过真空容器1的侧壁的门49而被运送到处理室7内的晶片4被放在载置台6的载置面上，若机械臂退出到处理室7外，则门49的开口被配置于真空容器1的外侧的门阀50气密地闭塞，从而将处理室7内部密封。若晶片4静电吸附保持在载置台6的载置面，就从簇射板2导入处理气体，并通过压力调整板16的动作调节来自排气口的排气量，使处理室7内的压力成为适合处理的给定压力。
从磁控振荡器20振荡的微波的电场在波导管21内传播，并透过石英制的窗构件3以及其下方的石英制的簇射板2而辐射到处理室7。通过微波的电场与在螺线线圈22、23生成的磁场的相互作用而形成电子回旋共振(ECR：Electron Cyclotron Resonance)，从簇射板2的气体导入口导入处理室7的处理气体的原子或分子被激发，进行电离、解离而在放电部内生成等离子体15。
若形成等离子体15，就从高频电源14对载置台6的基材提供高频电力，在晶片4上形成基于高频电力的偏置电位，沿着形成于晶片4上的膜结构的掩模层的处理图案来开始处理对象的膜层的蚀刻处理。若由未图示的处理的终点判定器检测到蚀刻处理的终点或到达给定的剩余膜厚，就停止高频电力、微波电场、磁场的提供，熄灭等离子体，结束蚀刻处理。另外，在停止处理气体的提供的基础上，进行将处理室7内部排气(高真空排气)直到到达高的真空度的处理。
图2是示意性表示构成图1所示的接地电极的部件的结构的概略的立体图。在本图中，示出从斜下侧的部位向上侧观察图1所示的具有环状或圆筒形状的接地电极40的情况的图。
如本图所示那样，接地电极40具备整体有给定厚度的圆筒形，绕着上下方向的中心轴而具有各自有相同值的内径的内侧侧壁和外侧侧壁。进而，接地电极40具备圆筒形的主侧壁部分和配置于主侧壁部分的上端起进一步上方的环形的电极部，电极部的外周壁面使上下方向的中心轴起的半径位置比下方的主侧壁部分要小。在圆筒形的主侧壁部分的上下方向的中段部分配置有构成门49的贯通孔的矩形状的开口部43。
在接地电极40安装于处理室7内部的状态下，接地电极40配置于内侧侧壁与处理室7之间，具有如下那样的上下方向的长度：下部针对等离子体15而覆盖在载置台6的外周侧包围其的真空容器1的侧壁构件41的内侧壁面，上部配置于包围放电部的侧壁构件41的内侧而针对等离子体15覆盖该侧壁构件41的内侧壁面。通过该形状，从等离子体15的相互作用保护侧壁构件41。
进而，真空容器1的具有圆筒形状的侧壁构件41关于上下的轴方向而上部的内径比下部小，配合这样的形状，构成接地电极40的上部来针对等离子体15覆盖包围放电部的侧壁构件41的上部的内侧侧壁的内表面的电极部的外径配置在比下方的主侧壁部分的外形更靠中心侧，换言之构成小径部。进而，接地电极40如后述那样，在上部的电极部与下部的主侧壁部分之间具有级差部，伴随从中心轴的从上到下方向，内侧侧壁的表面具有向外周侧凹陷的形状，在这点上，接地电极40可以说其下部具有大径部。
使用图3以及图4，来说明图2所示的接地电极40的一部分的形状和与该部分对应并具有近似的形状的试片的结构。图3以及图4是示意性表示图2所示的环形的接地电极的一部分和具有与其近似的表面的形状的试片的沿着上下方向的中心轴的纵截面的形状的剖视图。各图的(a)是表示接地电极40的一部分的截面形状的图，各图的(b)是表示具有与(a)所示的接地电极40的一部分的形状近似的表面的形状的试片52a、52b的截面形状的图。
如上述那样，本实施例的接地电极40具有铝合金制的母材和其表面的有耐等离子体性的被膜42。另外，上部的环状的电极部的内侧壁面以及上端部在配置于处理室7内部的状态下是若在放电部形成等离子体15就面对等离子体15的部位，由于等离子体15有可能会进入电极部与侧壁构件41之间的间隙并蔓延到电极部的外侧壁面，因此在从电极部的上端部延续到外侧壁面的部位也配置被膜42，使得覆盖该部位。另一方面，接地电极40的下端部由于在安装于处理室7内部的状态下位于比载置台6的上表面更靠下方并与等离子体15空开距离而配置，因此在外侧壁面不配置被膜42。
接下来说明在制造本实施例的接地电极40的工序中所用的试片。本实施例的试片具有安装于夹具时与该夹具相接的安装面和在其相反侧形成检查中所用的被膜的检查面即被膜对象面46，检查面48具有与图2所示的环形的接地电极40的内壁面的一部分的形状近似的形状。特别是构成检查面48的一部分的平坦的面以及与其相连的弯曲的面具有与沿着接地电极40的旋转轴的截面的形状近似的截面形状，在本实施例所涉及的制造方法中，在接地电极40的表面形成被膜42的工序时，将这样的试片和接地电极40并排配置，与向接地电极40的母材的表面上形成被膜42并行地，在与该被膜42的情况相同的形成条件下，在试片的检查面48表面形成测试用的被膜42。
本实施例的试片52具备：与接地电极40的内壁面当中在上下方向上有中心轴的圆筒形以及圆锥形的侧壁的形状的一部分对应的多个平面的部分；和在这些平面当中上下2个平面的部分彼此间相连的至少1个弯曲的面。即，在图3的(b)所示的试片52a的图上左侧的表面具备与包含图3的(a)所示的接地电极40的上部的电极部以及开口部43的部分的内壁面的形状近似的形状，作为检查面48。
在图3的(a)所示的接地电极40的电极部的开口部43的上方的部分，表面具有中心轴起相同半径位置的圆筒形的部位是其纵截面在上下方向上成为直线的部分。试片52a在上部具备各自具有20mm的上下方向的宽度并相连的平坦的2个面71、72，作为与被膜对象的面即图上左侧的侧壁面上的这些部分近似的形状。
进而，接地电极40在图3的(a)所示的开口部43的下方的部分具有如下形状：是表面具有中心轴起相同半径位置的圆筒形的侧壁面和在其下侧随着前往下方而向圆筒的中心轴的侧半径变小的圆锥形的侧壁的形状的部分，表示纵截面的内壁面的线随着前往下方而在上下方向上从直线状的部位向中心的侧(图上左侧)改变朝向，作为直线而伸长。图3的(b)的试片52a具有上下方向的宽度为20mm的上方以及下方的2个平坦的面73、74，作为与这样的图3的(a)所示的接地电极40的下部的形状对应的检查面48的部分，下方的平坦的面74在从图上左侧来看该面的情况下，构成倾斜成随着前往下侧而向近前侧(图上左侧)突出的面。
关于本例的试片52a，由于上述倾斜的面74的相反侧(图上右侧)的安装面的部位由图上上下方向上没有倾斜度的垂直的面构成，因此包含面74的试片52a的下部具有图上左右方向的构件的厚度随着前往下方而单调变大的锥形形状。在面73、74之间，配置以曲率半径200mm弯曲的面75来构成检查面48，弯曲的面75将上下端部的各端部和面73、74的下端以及上端部的各端部平滑地相连，其中，面75是与水平方向(图上与图面垂直的方向)上有中心轴并具有给定半径R的圆筒形的侧壁的一部分相同形状的在上下方向上弯曲的面。
另外，关于接地电极40的开口部43，在试片有贯通孔的情况下，其处置变难。为此，试片52a在上下方向的中段的部位具备：深度与开口部43的接地电极40的主侧壁部分的厚度相同、开口的形状被设为与开口部43相同的矩形状的凹陷部76。该凹陷部76的内侧表面除了凹陷部76的开口的端缘部分以外都不构成检查面48，未形成被膜42，但将开口的端缘部分倒角为相对于周围的面倾斜的面，或者设为弯曲的形状，来构成检查面48。
在试片52a的检查面71到75如后述那样配置被膜42，使得将与被膜42相同材料在相同条件下成为相同厚度。如后述那样，在向接地电极40的表面形成被膜42的工序中，将接地电极40和试片52a并列配置，在接地电极40的内壁表面和试片52a的检查面并行地使用相同被膜形成用的装置来进行向这样的检查面48上的被膜42的形成。
在试片52a的上端部，作为与接地电极40的电极部的内侧壁面和外侧壁面对应的部位，上端面和与其相连的下方的检查面48以及安装面的侧的两面(这些)构成检查面48。在该外侧壁面，将检查面从上端部的前端配置到下方的平坦的面上的10mm的位置，形成被膜42。
图4的(a)示出图3的(a)所示的接地电极40的部分的下方的部分的内壁面的形状。本图所示的部分也与图3的(a)同样地，上下具有多个表面具备圆筒形的侧壁面的形状的部位，但下方的部位的圆筒形的侧壁面的半径比上方的半径大，在这些上下的部位之间具有表面有圆锥台形的侧壁面的形状的部位，并且具有这3个部位之间经由弯曲的面而相连的所谓半径方向的级差，在这点上与图3的(a)不同。
在构成具有与这样的接地电极40的内壁面的形状近似的形状的试片52b的图上左侧的侧壁面的检查面48具有：在上下空开距离配置的各自上下方向的宽度(长度)为20mm的平坦的面81、83；以及配置于这些面81、83之间，随着前往下方而不断接近构成图上右侧的侧壁面的检查面一侧的平坦的面82。在这些平坦的面81、82、83彼此间配置上下弯曲的面84、85来构成检查面48，平坦的面81、82、83的相邻并平行的端部彼此平滑地相连，其中，该面84、85是与在水平方向(图上与图面垂直的方向)有中心轴并具有给定半径(曲率半径)R的圆筒形的侧壁的一部分相同的形状。
弯曲的面75、84、85形状相当于以这些面的各自固定了曲率半径以及中心轴的圆筒形的侧壁的一部分。进而，这些弯曲的面75以及84、85和相邻的平坦的面73、75或81、82、83构成为与相接而相连的上下的端缘的部位没有级差地相连，相互的切线一致。另外，若将包含在其间夹着弯曲的面75、84、85的各个面而相邻的上下的平坦的面73、75以及81、82、83的各个面的平面所相交的角度设为5度以下，在从相交的部位到弯曲的面的上下的端缘的距离成为17.5mm以下。
使用图5、6来进一步详细说明图3、4所示的实施例所涉及的试片的形状。图5是示意性表示从图3的(b)所示的实施例所涉及的试片分割而形成的试片的形状的概略的立体图。图6是示意性表示从图4的(b)所示的实施例所涉及的试片分割而形成的试片的形状的概略的立体图。
如这些图所示那样，将试片52a、52b进一步上下分割成3部分以及2部分。试片52a在上部被在水平方向上穿过面71、72之间的面上下分割，进而将在面72、73之间穿过凹陷部76的内侧的水平方向的面作为截面而被上下分割，形成各个前端部形状试片53、凹型形状试片55、开口部形状试片56。进而，试片52b在面82、85之间被上下分割，被分割成凸型倾斜形状试片54、凹型形状试片55。各试片53到56具有长度40mm以内、宽度20mm以内的尺寸。
这样的试片的大小能配合对应于检查被膜42的检查装置的规格求得的样品尺寸来变更，但由于周围2.5mm在将试片取下时易于受到外力的影响，因此根据条件，不作为分析区域为好。为此，试片的大小期望比测定尺寸大5mm以上。
在本实施例中使用与接地电极40相同材质且图5、6所示的形状的试片53到56，但也可以使构成凸型倾斜形状试片54的检查面48的平坦的面81、82的至少任意一方的上下方向的长度(宽度)缩短到5mm左右。另外，在本实施例中，将试片52a、52b上下分割成多个部分，但也可以将宽度20～40mm的试片52a或试片52b用于检中，用1个试片来评价多个形状的检查面48上的被膜42的状态。进而，实施例中作为试片52a、52b的母材而使用铝合金，但还能使用SUS、防蚀铝、石英、碳化硅、烧结氧化钇，还能通过使用与用在接地电极40的构件相同的构件来提高检查的精度。
使用图7来说明本实施例的将试片和接地电极40一起配置并在它们的表面并行形成被膜42的工序。图7是示意性表示在图2所示的本实施例所涉及的接地电极的内侧侧壁形成被膜的工序中配置了接地电极和图3到6所示的试片的状态的立体图。在本图中，示出对接地电极40的内侧侧壁和上端部通过大气等离子体喷涂(APS)法来形成具有耐等离子体性的被膜42的情况下的接地电极40以及试片45的配置。
APS法是在被设为大气压的气氛中在对象物的表面通过喷涂来形成被膜42的方法，用在大气中形成的等离子体使原料粉熔融，将熔融或半熔融状态的原料喷溅到对象物表面并使之层叠，来形成膜。这时，由于在表面形成有被膜的对象物的构件(母材)的温度被调节在给定范围内，不仅从喷溅而固着的被膜的材料的粒子移动的热量大，还经过大气压的气氛从母材或被膜进行散热，因此在被喷涂而形成被膜的对象物的表面，该区域中的热的移动的历史、基于此的温度和其分布的变化变得复杂，在试片的检查面48，不仅需要在使对象物表面近似上下功夫，还需要在使被膜的形成中和其后的上述热的移动、温度近似上下工夫。
为此在本实施例中，对于具有环形或圆筒形并具有绕着上下方向的中心轴而轴对称的截面的接地电极40，在被膜42蔓延到内侧壁面以及外侧壁面而形成的接地电极40的终止部(图1的情况是上端部)的外侧壁面配置图5、6所示的试片53到56当中至少1个种类的试片45，使得在试片的检查面48和接地电极40的内侧侧壁构件的表面，上述热的移动、温度和其变化等更加近似。进而，在接地电极40与试片45之间夹入热传导性高的薄片(未图示)，使用掩蔽带来将试片45固定在接地电极40。另外，也可以在接地电极40与试片45之间夹入热传导性高的双面胶带来进行固定。
在接地电极40上端部的外侧壁面，使用掩蔽带来确定覆盖未形成被膜42的范围而形成的范围。通过用掩蔽带来覆盖接地电极40的外侧壁面的设置试片的区域以外的区域，来抑制被膜42形成在接地电极40的预先确定的部位以外。如本图所示那样，将喷涂枪46插入接地电极40的内周侧，在将喷涂枪46的喷出原材料的圆筒形的喷出口保持成在内壁面成为给定角度(本实施例中，将原材料的粒子向周围对对象喷出的喷出口的轴和接地电极40的中心轴所成的角度是90度)的状态下，如图中的箭头那样，将原材料喷溅到内侧壁面并使之固着，并且在中心轴起的给定半径位置绕着轴以及在轴方向上移动，来形成被膜42。进而，在上端部，在外侧使喷涂枪46移动，从上端折回到外周侧，在中心轴起的给定半径位置绕着轴以及在轴方向上移动，并在接地电极40的上端面以及外侧壁面的预先确定的区域和试片45的检查面48表面形成被膜42。
配置于环状的接地电极40的侧面的开口部43的内周壁面以及门阀50的O环等密封构件所抵接的接地电极40的外侧壁面的开口部43的周围的部位由于不形成被膜42，因此在被掩蔽带覆盖的状态下进行上述的在接地电极40形成被膜42的工序。在本实施例中，在开口部43的内侧配置成为其盖的开口部用试片设置夹具47，并使用掩蔽带相对于接地电极40将位置固定，和接地电极40一起在试片45上的检查面48也形成被膜42。
在将使用热传导性高的双面胶带将试片45连接并将位置固定的开口部用试片设置夹具47插入开口部43内后，使用掩蔽带相对于接地电极40固定，然后在与开口部43的周围的内侧壁面同样的路径使喷涂枪46移动并喷涂原材料，来在接地电极40的内侧壁面和开口部用试片设置夹具47以及试片45的表面形成被膜42。即，就像是在接地电极40的内侧壁面没有开口部43那样，喷涂枪46在沿着接地电极40的内周方向以及上下的中心轴的方向上移动，以与开口部43的周围的内侧壁面相同条件继续喷涂而喷出原材料，并使其通过开口部43，来对开口部43内部的开口部用试片设置夹具47以及试片45表面进行喷涂。
进而，在未将被膜42形成至外侧壁面的接地电极40下端部安装环状的试片设置夹具44，在其内周面配置图5、6所示的试片53到56当中至少1个种类的试片45，以与上方的接地电极40的内侧壁面相同条件在该试片45上表面的检查面48形成被膜42。也可以如接地电极40的上端部那样，在试片设置夹具44的下端使喷涂枪46从内周侧折回到外周侧而移动，将被膜42喷涂形成至外周侧的外侧壁面。在该情况下，作为试片45，能对在环状构件的终止部分在终止部以及其内侧以及外侧壁面都有检查面48的试片45也形成被膜42，进行检查。
使用图8来说明安装本实施例的试片的夹具的结构。图8是示意性表示将图5所示的实施例的试片安装于夹具的状态的立体图。
如上述那样，在接地电极40的表面形成具有耐等离子体性的被膜42的工序中，前端形状试片53、凸型倾斜形状试片54、凹型形状试片55等试片45与接地电极40并列配置，并行地在检查面48形成被膜42。在使各试片的检查面48的各面与它们所对应的接地电极40的部位的表面的朝向一致的情况下，在这些试片当中，有安装面与接地电极40的中心轴不平行的试片。对于这样的试片，在倾斜试片安装夹具57安装试片，在该状态下进一步安装到夹具。安装于夹具的试片的相对于喷涂枪46的喷出口的轴的表面的角度与该试片的检查面48的形状所对应的接地电极40的内侧侧壁的部位处的相对于喷涂枪46的喷出口的轴的表面的角度近似。
如图8的(a)中剖视图所示那样，凸型倾斜形状试片54用公螺丝或螺栓固定在倾斜试片安装夹具57的倾斜的平面即试片面57a的表面。公螺丝或螺栓从在倾斜试片安装夹具57的试片面57a有开口的贯通孔的试片面57a的相反侧的开口插入，被拧入在凸型倾斜形状试片54的安装面有开口的内螺纹的孔，凸型倾斜形状试片54在倾斜试片安装夹具57的试片面57a上被位置固定。
另外，倾斜试片安装夹具57的配置螺丝或螺栓的贯通孔的试片面57a的相反侧的开口的平面是使用双面胶带、掩蔽带来与接地电极40的外侧壁面或试片设置夹具47、开口部用试片设置夹具47连接的连接面57b。如图8的(b)所示那样，凹型形状试片55也连接在倾斜试片安装夹具57的倾斜的平坦的面即试片面57a上，使用从安装面57b上的开口插入贯通孔内的公螺丝或螺栓来固定。
另外，如图8的(c)所示那样，在前端形状试片53的情况下，检查面48不仅是一方的面，还需要从前端面延伸到其背面，将被膜48形成在这些表面。为此，前端形状试片53构成为能将与前端部相反的端部插入形成于前端形状试片安装夹具58的孔的内部，并能拆下，设为在插入前端形状试片安装夹具58的安装用的孔的状态下拧入螺丝或螺栓来固定的结构。
作为这些试片45在接地电极40的表面形成被膜时并设配置的部位，考虑开口部43。
使用图9来说明将本实施例的试片45安装于夹具的状态。图9是示意性表示将图8所示的本实施例所涉及的试片安装于夹具的状态的立体图。
如图9的(a)所示那样，本实施例的试片45在由与接地电极40相同材料构成的开口部用设置夹具47的内侧壁面上所配置的多个试片安装部60上夹着热传导性高的薄片来安装，使用从开口部用设置夹具47的外侧壁面侧插入的公螺丝或螺栓来将位置固定。也可以取代热传导性高的薄片而使用以它们为主材的双面胶带来固定试片45。
图上，如左端以及中央的箭头所示的示例那样，在试片45是凸型倾斜形状试片54、凹型形状试片55那样的形状的情况下，在开口部用试片设置夹具47与试片45之间夹着倾斜试片安装夹具57来安装在开口部用设置夹具47的内侧壁面上。凸型倾斜形状试片54、凹型形状试片55以连接到倾斜试片安装夹具57的倾斜的平坦的试片面57a上的状态被从相反侧的安装面57b插入的公螺丝或螺栓紧固，从而被位置固定，在该状态下，安装面57b被连接到试片用安装部60，被位置固定。
另一方面，如图上右端的箭头所示的示例那样，在开口部形状试片56那样接地电极40的中心轴或喷涂枪46的旋转轴与开口部形状试片56的安装面平行的情况下，可以将开口部形状试片56不夹着其他夹具地连接到开口部用试片设置夹具47的试片用安装部60，并用螺丝固定，或者用胶带固定。
另外，图9的(b)表示在接地电极40的下端面安装与该接地电极40相同内径、外径的试片设置夹具44、在其内周面配置了多个试片45的状态。在该示例中，试片设置夹具44的内周壁面从上方来看，成为与接地电极40的内周壁面一致的绕着上下方向的轴为相同半径位置的圆筒形状，与此相对，试片45的安装面由平坦的面构成。为此，在将试片45的安装面直接连接到试片设置轴44的内周壁面的状态下，会在两者之间出现间隙。
在本实施例中，在将由与接地电极40相同材料构成的垫片安装于试片45的安装面的状态下将垫片、试片56固定。进而，如凸型倾斜形状试片54、凹型形状试片55那样，使检查面48相对于接地电极40的中心轴或喷涂枪46的移动方向、喷出口的轴方向的倾斜的大小、角度与接地电极40的对应的部位近似的试片使用倾斜试片安装夹具57连接到试片设置夹具44，进行固定。
喷涂枪46构成为能从使喷出口朝向连接到接地电极40的下端部的试片设置夹具44的内周的侧壁面的状态起经过下端折回到朝向外周侧的侧壁面的位置而移动，或向其反向移动。进而，在试片设置夹具44的下部具备从内周侧壁面向外周侧以及从下端面向上方侧凹陷的凹陷部，在该凹陷部，从下方嵌入前端形状试片安装夹具58和前端形状试片53，使它们连接到试片设置夹具44并使用螺丝或螺栓、或者掩蔽带进行固定。
另外，试片设置夹具44具备使半径方向的厚度比安装于其上端上方并连接的接地电极40的侧壁部分的厚度大而壁厚的形状，通过在上述凹陷部嵌入倾斜试片安装夹具57、前端形状试片安装夹具58进行连接，能抑制从试片向试片设置夹具44的散热，能更加减低试片45和接地电极40的热的移动、温度和其分布、进而它们的历史的偏离。
使用图10，来进一步说明使试片45和接地电极40的被膜42的热、温度的值、其变化的差更加减低的试片设置夹具61的示例。图10是示意性表示图7所示的实施例所涉及的试片设置夹具的其他示例的立体图以及剖视图。
图10的(a)所示的试片设置夹具61是在一部分具有圆筒形状并由与接地电极40相同材料构成的构件，图10的(b)所示的截面62至少内周侧壁面的形状具有与试片52相同形状。进而，关于沿着试片设置夹具61的上下方向的中心轴的方向，从该轴到内周侧壁面以及外周侧壁面的距离具有与接地电极40相同值，试片设置夹具61将其内径、外径设为接地电极40的内径、外径。
本图所示的试片设置夹具61表示在使与接地电极40上端部对应的部位为下端的状态下，即，使上下的位置颠倒，来从与中心轴在水平方向上空开距离的位置仰视斜上方。进而，试片设置夹具61具有至少1个从内周表面向外周侧凹陷给定尺寸的凹陷部，在该凹陷部内嵌入安装试片45并固定。在将两者连接并固定的状态下，试片45的检查面48被设为和其周围的试片设置夹具61的内壁表面距中心轴的距离一致、或者接近于能视作在端部处的高度没有级差的程度的形状。
在将试片45例如前端形状试片53、凹型形状试片55、开口部形状试片56直接或以安装于倾斜试片安装夹具57的状态嵌入凹陷部内的状态下，从试片设置夹具61的外周侧壁侧插入公螺丝或螺栓进行紧固，来将位置固定。将该状态的试片设置夹具61与接地电极40并排设置，在与接地电极40的表面形成被膜40的工序并行地进行在试片设置夹具61的内侧壁面形成被膜42的工序，由此在试片45的具有各种形状的检查面48，以与接地电极40的内侧壁面的被膜相同的条件形成被膜42。
另外，还能使用如下检查用的构件作为试片：具有与接地电极40相同直径的环形或圆筒形，由相同材料、材质构成，沿着中心轴的纵截面的形状具有与试片52相同或能视作相同程度地近似的形状。该情况下的具有环形或圆筒形的检查用的构件具有与试片设置夹具61相同形状。
也可以将这样的环形或圆筒形的试片取代试片设置夹具44而配置于接地电极40下端，并将位置固定，在接地电极40和试片并行地形成被膜42。之后，从检查用的环状或圆筒形状的试片如图5、6所示那样切断并取出包含检查的对象的形状的一部分，作为试片45，来进行被膜42的检查。在该情况下，考虑切断的作业的容易度，作为具有环形或圆筒形的试片的基材，优选铝合金、SUS、防蚀铝。
在将与试片设置夹具44、试片设置夹具61或试片设置夹具61相同形状的试片配置在接地电极40端部、图2所示的接地电极40中配置在下部终止部的情况下，在形成被膜42的工序中，空开间隙，使得试片设置夹具44或61或与其相同形状的试片不会通过喷涂的原材料而与接地电极40相连，由此，抑制了在形成被膜42的工序后将它们从接地电极40分离时给其他的部位的被膜42给予不需要的外力，在提升检查的精度上是重要。
在上述的实施例中，说明了通过大气等离子体喷涂(APS)法来形成被膜42的示例。作为形成被膜42的其他喷涂的技术，有减压喷涂(LPPS、VPS)、SPS喷涂、爆炸喷涂等现有技术。在这些技术中，在喷涂时的气氛、等离子体焰的做法、原料粉的提供法等中存在差异，但在具有如下工序的方面处于相同的技术范围内：使高温下熔融的原料粉载于气体的喷流而喷溅到基材的表面的对象的部位，并使之沉积来形成膜。本实施例中，在形成被膜42的工序中，替代大气等离子体喷涂法而使用上述减压喷涂(LPPS、VPS)等技术，也能起到同等的效果。
接下来使用图11、12来说明使用气溶胶沉积(AD)法、冷喷涂法(CS)、溅射制膜(PVD)等来在处理室的内侧侧壁形成被膜42的示例。图11是示意性表示图7所示的实施例的变形例所涉及的在接地电极的内侧侧壁形成被膜的工序中安装了试片的状态的立体图。图12是示意性表示在图11所示的变形例所涉及的试片设置夹具安装了试片的状态的立体图。
AD法是在真空中形成被膜的技术，已知将基材的温度调节成适合的温度并进行被膜的形成，形成中的热的移动比较小。在这样的AD法的情况下，与APS法等基于喷涂的技术相比，在试片形成被膜42时的检查面48处的热的历史与接地电极40的内侧壁面的热的历史的差小。
为此，在接地电极40的内侧侧壁面形成被膜42的工序中，在接地电极40的端部(图11的情况下是上端部)的外侧侧壁上配置试片45。在该上端部，使制膜枪63除了移动到接地电极40的内侧侧壁的内侧以外，还移动到上端上方和外周侧，来在内侧侧壁、上端上表面以及外侧侧壁形成被膜42。
另一方面，用掩蔽带来规定形成外周侧壁上的被膜42的区域，掩蔽带将比配置试片45的区域大的范围的外侧侧壁被覆，使得不会在接地电极40外侧侧壁的没有需要的场所形成被膜42。未被其覆盖的区域的表面暴露于来自制膜枪63的被膜42材料的提供下，形成被膜42。
试片45固定在覆盖接地电极40的外侧侧壁上的掩蔽带上，或者在其间夹着热传导性高的双面胶带而固定。制膜枪63与上下方向的中心轴并行或绕着轴地沿着内侧侧壁移动，从而从喷出口对接地电极40的内侧壁面喷出提供原材料，来形成被膜42，进而在上端部，从上端面的上方移动到外侧，折回并与中心轴并行或在沿着外侧壁面的周向上移动，包括试片45的检查面48在这些表面上形成被膜42。
在用气溶胶沉积(AD)法形成被膜的情况下，在制膜枪63中使用AD制膜枪。在使用冷喷涂法(CS)的情况下，作为制膜枪63而使用冷喷涂枪，在溅射制膜(PVD)的情况下，作为制膜枪63而使用离子束溅射枪。
进而，配置于接地电极40的侧壁的开口部43的内周壁面上被掩蔽带被覆，使得不会形成被膜42。利用该被掩蔽带被覆的部位，将成为开口部43的盖的开口部用试片设置夹具47插入开口部43内部，使用掩蔽带与接地电极40连结，从而将位置固定。在试片45以及开口部用试片设置夹具47相对于接地电极40将位置固定的状态下，制膜枪63在预先确定的部位向确定的方向移动并将原材料向接地电极40的表面喷溅，在接地电极40形成被膜42。
在本例中，也在接地电极40的内侧侧面形成被膜42的工序中，制膜枪63在其移动的路径交叉开口部43时也继续对开口部43的周围的壁面以同样的条件继续原材料的喷出，在试片45的检查面48也形成被膜42。
在本例的接地电极40的下端部，将被膜42形成至内侧壁面的最下端，另一方面，制膜枪63不移动到下端面以及与其相连的外侧侧壁的面，不在这些部位上形成被膜42。为此，可以构成为将图9所示的环状的试片设置夹具44、图10所示的试片设置夹具61安装于接地电极40的下端部，在内侧侧壁(内周壁面)配置试片45。在该情况下，能在这些夹具安装前端形状试片53，如接地电极40的上端部那样，若在接地电极40、与其下端下方空开间隙设置的夹具的内侧侧面以及安装于其的试片45的检查面48上形成被膜42，则能够将制膜枪63在移动到夹具的下端下方后移动到外侧侧壁的外周侧并进行折返，沿着外侧侧壁而移动，并且和该侧壁面一起，在包括夹具上的前端形状试片53在内的试片45上的检查面48也形成被膜42。
在使用AD法、CP法、PVD法等的情况下，由于形成被膜42的部位的温度的变化相对平稳，因此能使用图12所示那样的简易的环状的试片设置夹具64。试片设置夹具64构成为与接地电极40的下部端相同内径，外形更小，具有上下方向的长度比试片设置夹具44小的环形，能在其内周壁面上安装拆下多个试片45。
与上述的示例同样地，本图所示的试片设置夹具64的环形的内周侧壁面具有圆筒形状，关于其周向而弯曲，与此相对，试片45或倾斜试片安装夹具57的安装面由平坦的面构成，因此在将两者连接的状态下在两者之间产生的间隙，用与接地电极相同材质构成填埋间隙的垫片(未图示)，将其夹在试片45或倾斜试片安装夹具57与试片设置夹具64的内周壁面之间，进行固定。特别在凸型倾斜形状试片54、凹型倾斜形状试片55那样需要带倾斜来设置的情况下，使用倾斜试片安装夹具57来固定于试片设置夹具64。
本例的试片设置夹具64能将试片45固定，使得从其下端超出。构成为能配置从试片设置夹具64的下端部向上方凹陷的凹陷部，将试片45插入，并使用螺丝、螺栓进行固定。通过在凹陷部嵌入前端形状试片安装夹具58和前端形状试片53，并用螺丝、螺栓或掩蔽带进行固定，能对预先设定于从试片设置夹具64的下端部向下方突出的前端形状试片53的前端部(图上下端部)的检查面48，遍及试片设置夹具64或接地电极40的内周侧以及前端、外周侧地使制膜枪63移动，来形成被膜42。
在图12所示的示例中，具有如下结构：在接地电极40的下端安装试片设置夹具64，试片45从试片设置夹具64下端部向下方使前端突出来配置，并进行固定。由此，能使利用与在内周侧以及外周侧具有形成被膜42的部位的接地电极40的上端部近似的前端形状试片53的检查面48的形成、和该前端部的被膜42的检查的精度提升。
在本例中，将试片设置夹具64相对于接地电极40的端部(上述的示例中，下端部)在它们之间空开间隙，将相对的配置的位置固定来进行安装。由此，能够抑制在膜的形成中、拆下时对被膜42施加不必要的外力从而被膜42的状态与用于接地电极40的量产的制造的工序时的状态不同，这点与上述的示例同样。其中，在本例中，能以与利用APS法的被膜42的形成的情况相比更小的间隙设置试片设置夹具64。
接下来，在图13到16中示出检查的实施例。在本实施例中，将通过上述的工序形成于试片45的检查面48上的被膜42作为对象，对特定的项目进行检查。作为项目，在制膜后以及后处理后检测气孔率、表面粗糙度(Ra)、污染物(污染元素)、微晶尺寸、相比率、残留应力，判定检测结果是否是预先确定的容许范围内。
在本例中，通过液体含浸法来检测气孔率。另外，关于表面粗糙度(Ra)，根据由Z行程长的原子力显微镜(AFm)或光学式表面性状测定机(ZYGO)得到的结果来算出算术平方根，从而进行检测。另外，关于污染元素，通过荧光X射线分析来检测Y、O、F、C以外的污染元素的有无。
另一方面，关于相比率，使用X射线衍射来检测。对于X射线衍射，将入射角固定在1°，将2θ设为15°～40°的范围，来检测来自各结晶相的衍射X射线的积分强度。使用求得的积分强度，用RIR(Reference Intensity Ratio，参考强度比值)法来检测相比率。平均微晶尺寸也同样使用X射线衍射来检测。将入射角固定在1.5°，将2θ设为10°～100°的范围，从各结晶相检测X射线衍射。进行各衍射峰的指数化来求取半值宽度，通过Hall法来求取平均微晶尺寸。对于残留应力，使用利用了X射线的残留应力测定法即2θ-Sin2ψ法。
如此，以下使用图13对求得的检查项目的结果的示例进行说明。
在本例中，在任意的试片45的检查面48形成平均微晶尺寸不同的被膜42，检测各自的平均微晶尺寸，研讨与异物产生数的相关。在图13示出其结果。图13是表示图3所示的本实施例所涉及的试片的检查面上的被膜的平均微晶尺寸与异物产生数的相关的图表。在本图的示例中，示出随着平均微晶尺寸变小而异物产生数也变小的关系，这表示，通过减小形成被膜42的材料的平均微晶尺寸，抑制了从该被膜42的异物的产生。
另一方面，图14是表示图3所示的本实施例所涉及的试片的检查面上的被膜的六方晶比率与异物产生数的相关的图表。在本图中，示出在任意的试片45的检查面48上形成六方晶相比率不同的被膜42并研讨各自的六方晶相比率与异物产生数的相关的示例。在本例中也示出了随着六方晶比率变低而异物产生数也减少的相关。如上述那样，根据图13、图14所示的结果可知，试片45的被膜42的微晶尺寸、以及伴随形成时的温度变高而变大的六方晶比率(高温相比率)是与实际配置于处理室7内部的接地电极40的膜42相同的状态。
图15是表示相对于在图3所示的试片的检查面上形成被膜时的基材的温度的变动的、被膜的平均微晶尺寸以及六方晶的相比率的变化的图表。在本图中，平均微晶尺寸在左轴用●的记号示出，六方晶的相比率在右轴用■的记号示出。
如本图所示那样，示出伴随基材的表面的温度的变化而平均微晶尺寸、高温相比率明显变化。根据本图的结果和图13、图14的结果，启发了：在形成被膜42时，表面的温度发生变化的部位其异物产生数不同于温度的值或其变化不同的其他场所。即，在凸型倾斜形状试片54、凹型倾斜形状试片55中，设想异物的产生数与具有平坦的形状的例如前端形状试片53的被膜42不同。
这是因为，虽然喷涂枪46的照射方向与接地电极40表面的法线的角度能通过喷涂枪的多轴控制而某种程度进行控制，但由于喷涂枪46沿着接地电极40的中心轴(或设想沿着其的轴)移动来形成被膜42，因此在接地电极40的表面的法线与该中心轴的角度发生变化的区域，例如具有凸形状、凹形状的部位的表面，使喷涂枪46与接地电极40所成的角、距离与法线垂直于其他中心轴的部位同用、恒定是非常困难的，为此，在这样的部位，难以与其他部位同等地调节被膜42的形成时的表面温度。
另外，在凸型倾斜形状试片54的凸部、开口部形状试片56的开口部端，被膜42的形成时的散热与其他部位相比相对变多，存在表面的温度小的倾向。反之，在凹部倾斜形状试片55的凹部、前端形状试片53的前端部，由于热集中而表面温度有与其他部位相比更易变高的倾向。在这样的部位，如图15所示那样，设想异物的产生数与其他部位相比显著不同。
使用将接地电极40整体大的区域近似的平板的试片来再现标准的条件下的被膜42的形成，这在进行检查、管理上是重要。但在抑制制造半导体器件的等离子体处理装置100的处理室7内部的异物的产生上，即使接地电极40在整体的面积当中所占的比例小，也在被膜42的端部、折回而形成被膜42的接地电极40的前端部、具有凸部或凹部形状而相对于接地电极40的中心轴的表面(的法线)的角度与沿着中心轴的方向的部位不同、异物的产生数也不同的部位，成为用于预测或降低异物的产生数的重要的检查、管理点。
图16是表示图3的实施例所涉及的试片的检查面上的异物的产生数不同的被膜与残留应力的深度分布的相的图表。在本例中，对于残留应力，使用利用了X射线的残留应力的测定法即2θ-Sin2ψ法。在通常的2θ-Sin2ψ法中，由于若改变ψ，X射线的侵入深度就改变，所以调整X射线的入射角、样品的倾斜角以使X射线的侵入深度变得恒定，来进行检测。
本图的纵轴表示压缩残留应力的大小，横轴是测定的条件下的X射线的侵入深度。分别将异物的产生多的被膜42的数据用●的记号表示，将异物的产生少的被膜42的数据用■的记号表示，将异物的产生为中等程度的被膜42的数据用◇的记号表示。
如本图所示那样，可知，异物的产生数少的被膜42与其他示例比较而具有相对大的残留压缩应力。特别是被膜42的表面的近旁的部位处的残留应力的大小的差异更明确地呈现。
虽然已知以APS喷涂制膜的被膜42的残留应力一般较小，但与形成于平坦的部位的表面的情况不同，在凸部倾斜形状试片54的凸部、凹部倾斜形状试片55的凹部、前端形状试片53的前端部，对应于被膜42的形成后的温度的变化(例如冷却)，压缩残留应力减少，或成为拉伸残留应力的状态。复杂的形状的部位处的被膜42的残留应力由于成为与平坦的形状的部位处的残留应力不同的残留应力状态，因此检查表面残留应力在检查内壁材被膜的异物产生的品质上是重要的。
另外，通过对这样的残留应力不同的被膜42的部位对被膜42的表面实施化学研磨处理等，能给予压缩残留应力。
如上述实施例那样，针对与在接地电极40的表面形成被膜42的工序并行地形成于试片45的检查面48上的被膜42，检测气孔率、表面粗糙度(Ra)、微晶尺寸、相比率、残留应力等检查项目即参数，并判定这些结果的值是否处于容许范围内，在成为容许范围外的工序中形成的接地电极40不作为处理室7的构件来使用。或者，能调节被膜42的形成的条件使得检查项目成为容许范围内的值，将其用作之后的接地电极40的被膜42的形成的条件，由此管理形成于接地电极40的表面的被膜42的品质。通过使用这样的接地电极40和其制造的工序，能抑制等离子体处理装置100的处理室7内的异物的产生，使晶片4的处理的成品率提升。大量形成的接地电极40通过将各个检查的结果1对1对应，来检测具有异物产生多的被膜42的接地电极40并将其挑出，实现了高的精度的品质管理。
附图标记说明
1…真空容器
2…簇射板
3…窗构件
4…晶片
7…处理室
6…载置台
8…间隙
9…贯通孔
11…干式泵
12…作为排气单元的涡轮分子泵
13…阻抗匹配器
14…高频电源
15…等离子体
16…压力调整单元
17…阀
18…阀
19…阀
20…磁控振荡器
21…波导管
22…螺线线圈
23…螺线线圈
40…接地基材
41…侧壁构件
42…被膜
43…开口部
44…试片设置夹具
45…试片
46…喷涂枪
47…开口部用试片设置夹具
48…检查面
50…处理气体提供配管
51…阀
52…将接地形状试片化的截面
53…前端形状试片
54…凸型倾斜形状试片
55…凹型倾斜形状试片
56…开口部形状试片
57…倾斜试片安装夹具
58…前端形状试片安装夹具
60…垫上导电性高的薄片的试片安装部
61…试片设置夹具
62…试片设置夹具的截面形状
63…制膜枪
64…简易的环状的试片设置夹具
75…压力传感器。

Claims (10)

1.一种部件的制造方法，所述部件配置于等离子体处理装置的处理室内部，所述等离子体处理装置对载置于配置在真空容器内部的处理室内的处理对象的晶片使用形成于该处理室内的等离子体来进行处理，所述部件在表面具备具有对所述等离子体的耐性的材料的被膜，
其中，所述部件的制造方法具备如下工序：
沿着所述部件的表面使枪移动给定距离并将所述材料喷溅到该表面，来形成所述被膜，并且在所述枪所移动的距离的范围内配置具备具有模拟所述部件的表面形状的形状的表面的试验片，在该试验片的表面形成所述材料的被膜；和
基于检测该试验片的表面的所述被膜的结晶的大小、残留应力或有无含有污染元素的结果来调节所述枪形成所述部件的表面的被膜的条件。
2.根据权利要求1所述的部件的制造方法，其中，
关于所述枪的移动方向从所述部件的端部空开间隙来配置所述试验片。
3.根据权利要求1或2所述的部件的制造方法，其中，
所述试验片的表面具备如下形状：模拟了所述部件的开口部、端部或相对于所述枪的移动方向而该部件的表面的倾斜的角度发生变化的部位的形状。
4.根据权利要求1或2所述的部件的制造方法，其中，
所述试验片的表面具备如下形状：模拟了所述部件的表面当中不与所述枪喷溅所述材料的方向垂直的部位的表面的形状。
5.根据权利要求1或2所述的部件的制造方法，其中，
在所述部件以及试验片的表面形成所述被膜，所述部件在其周围同心状等距离地配置所述表面，具有中心轴，所述枪沿着所述中心轴的方向移动并绕着所述中心轴旋转。
6.一种部件的检查方法，
所述部件配置于等离子体处理装置的处理室内部，所述等离子体处理装置对载置于配置在真空容器内部的处理室内的处理对象的晶片使用形成于该处理室内的等离子体来进行处理，所述部件在表面具备具有对所述等离子体的耐性的材料的被膜，
其中，所述部件的检查方法具备如下工序：
沿着所述部件的表面使枪移动给定距离移动并将所述材料喷溅到该表面，来形成所述被膜，并且在所述枪所移动的距离的范围内配置具备具有模拟所述部件的表面形状的形状的表面的试验片，在该试验片的表面形成所述材料的被膜；和
基于检测该试验片的表面的所述被膜的结晶的大小、残留应力或有无含有污染元素的结果来检查所述枪所进行的所述部件的表面的被膜的形成。
7.根据权利要求6所述的部件的检查方法，其中，
关于所述枪的移动方向从所述部件的端部空开间隙来配置所述试验片。
8.根据权利要求6或7所述的部件的检查方法，其中，
所述试验片的表面具备如下形状：模拟了所述部件的开口部、端部或相对于所述枪的移动方向而该部件的表面的倾斜的角度发生变化的部位的形状。
9.根据权利要求6或7所述的部件的检查方法，其中，
所述试验片的表面具备如下形状：模拟了所述部件的表面当中不与所述枪喷溅所述材料的方向垂直的部位的表面的形状。
10.根据权利要求6或7所述的部件的检查方法，其中，
在所述部件以及试验片的表面形成所述被膜，所述部件在其周围同心状等距离地配置所述表面，具有中心轴，所述枪沿着所述中心轴的方向移动并绕着所述中心轴旋转。
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