CN1792474B - 陶瓷喷涂构件的清洁方法 - Google Patents

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Abstract

一种可以可靠地抑制水的解吸附和附着的陶瓷喷涂构件-清洁方法。陶瓷喷涂构件的表面与水彼此化学结合，从而使水稳定。物理吸附在陶瓷喷涂构件表面上的水被脱附。

Description

陶瓷喷涂构件的清洁方法
技术领域
本发明涉及陶瓷喷涂构件-清洁方法、执行该方法的程序、储存该程序的存储介质和陶瓷喷涂构件，更特别地涉及清洁陶瓷喷涂构件如在由处理气体形成的等离子体气氛的室中使用的电极、聚焦环和静电夹盘和在向处理装置输送基底等的传送器中使用的传送臂的陶瓷喷涂构件-清洁方法、执行该方法的程序、储存该程序的存储介质和陶瓷喷涂构件。
背景技术
传统地，在基底如半导体晶片上进行预定等离子体处理的等离子体处理装置通常包括容纳基底的室。在这种处理装置中，在其上热喷涂有陶瓷如三氧化二钇(Y2O3)(即氧化钇)或氧化铝(Al2O3)的构件用作室的内壁、上电极等。通常，陶瓷倾向与空气中的水具有高反应性，因此，当为了定期检查将室敞开时或当室进行湿法清洗时，大量水会附着到由陶瓷喷涂构件形成的室的内壁、上电极等。
水从室内壁的解吸附和对室内壁的附着会引起问题，如增加室抽真空的时间，这导致处理装置的运转率降低，在形成金属膜中形成不正常的膜，在蚀刻氧化物膜等中蚀刻速度不稳定，粒子分离，以及在产生等离子体中不正常放电。
为了解决这些问题，已经提出真空室作为上述室，也就是提供一种在将非反应性气体引入真空室之前，将非反应性气体如氩加热至不低于预定温度的温度的加热器，和一种能向真空室施加额外热量的室加热器，由此清除其中的杂质或污染物(参见日本特许公开的专利公告(公开)No.H07-78775)。
在这种真空室中，在处理操作期间由加热器加热的非反应性气体经过真空室预定时间后，停止向真空室的加热的非反应性气体流，并且检查真空室内的压力。进一步，将真空室抽真空至约6.7×10-5Pa(5.0×10-7Torr)，同时真空室仍是热的，并且如果在抽真空的真空室中非反应性气体的压力高于出先前进行实验所获得的真空室中的压力，则估计真空室中有泄漏，由此可以采取措施来解决该问题。
此外，已经提出ECR(电子回旋共振)等离子体蚀刻装置，它包括室、在室的一端形成向室中引入微波的微波引入口、围绕微波引入口或部分室放置的励磁线圈、向室中引入预定量气体的气体引入系统和将室抽至高真空的抽真空系统(参见日本特许公开的专利公告(公开)No.H08-181117)。
在这种ECR等离子蚀刻装置中，用抽真空系统以低速将室抽真空，通过气体引入系统将Ar气引入室中，并且经过微波引入口提供微波。此外，向励磁线圈通电从而在室中产生等离子体。产生的等离子体与室的内壁表面之间的接触提高了室的内壁表面的温度，由此附着在内壁表面的水分子被蒸发。
此外，已经提出超高真空装置，它包括作为抽至超高真空的气密容器的生长室、作为一种容纳在生长室中的构件的基底操纵器、设置在基底操作器较低端的基底支架和作为在基底操作器相对侧水平设置的内部加热装置的加热器部分(参见日本特许公开的专利公告(公开)No.2000-294508)。
在这种超高真空装置中，外部加热生长室同时操作真空泵将生长室抽真空至超高真空，而且通过生长室内的加热器部分加热基底操纵器和基底支架，同时对生长室抽真空以使生长室内保持超高真空。从而，完成生长室的除气。
此外，已经提出等离子体处理装置，它包括在其中具有开口的底部构件、经过绝缘构件从下面安装在开口处的电极、置于电极上的盒形盖子、作为由盖子、底部构件和电极围成的空间而形成的真空室、安装在盖子上表面用于加热真空室内壁的加热器和控制加热器的控制部分(参见日本特许公开的专利公告(公布)No.H11-54484)。
在这种等离子体处理装置中，当进行等离子体处理时，用控制部分控制加热器以便真空室内壁的温度保持在预定温度范围内。这不但可以降低吸附在真空室内壁的水和有机物质的量，而且可以快速蒸发掉水和有机物质。而且，也可以显著缩短抽真空所需的时间。
此外，已经提出等离子清洁装置，它包括由底板和盖子定义的真空室、穿过底板安装的电极、安装在真空室顶板表面的可更换的防护构件和连接于真空计的控制部分，且具有用于储存给真空室设定的一组真空度和一组室抽真空的时间周期的存储部分，以及计时器(参见日本特许公开的专利公告(公开)No.H11-54487)。
在这种等离子清洁装置中，从计时器读取当前时间t1以便测定室抽真空的时间周期。然后，真空计给出真空测量数据，并且当真空度达到设定的真空度时读取时间t2。此外，如果从时间t1和时间t2确定的室抽真空的时间周期T在设定的时间周期T0内，则驱动气体供应设备向真空室引入产生等离子体的气体。接着，驱动高频电源向电极施加高频电压，从而产生用于等离子清洁的等离子体，并且因此进行等离子清洁。结果，可以将抽真空时间周期的增加抑制到预定的极限以保持操作时间。
还已经提出另一种类似于上述等离子清洁装置的装置(参见日本特许公开的专利公告(公开)No.2002-124503)。
然而，在任何一种已提出的装置中，在室中使用在其表面上热喷涂有陶瓷的构件的情况下，去除水的效果受到限制，以致于不可能可靠地抑制水从陶瓷喷涂构件的解吸附和向陶瓷喷涂构件的附着。
发明内容
本发明的目的是提供一种陶瓷喷涂构件-清洁方法和执行该方法的程序，它们可以可靠地抑制水的解吸附和附着，储存该程序的存储介质和陶瓷喷涂构件。
为了达到上述目的，本发明的第一方面提供一种清洁在其表面上热喷涂有预定陶瓷材料的陶瓷喷涂构件的方法，包括使陶瓷喷涂构件表面和水彼此化学结合以稳定水的稳定化步骤和脱附物理吸附在陶瓷喷涂构件表面的水的脱附步骤。
优选地，稳定化步骤包括进行将陶瓷喷涂构件暴露在高压、高湿和高温环境下的水合处理。
优选地，稳定化步骤包括在陶瓷喷涂构件的表面上形成主要由陶瓷的氢氧化物组成的层。
优选地，脱附步骤包括加热陶瓷喷涂构件。
优选地，该方法进一步包括在实施稳定化步骤之前，除去附着于陶瓷喷涂构件的沉积物的去除步骤。
更优选地，去除步骤包括将陶瓷喷涂构件至少浸泡在有机溶剂或酸中。
优选地，陶瓷材料包括稀土金属氧化物。
更优选地，稀土金属氧化物包括氧化钇。
优选地，该陶瓷喷涂构件用于处理基底的处理室。
为了达到上述目的，本发明的第二方面提供了一种陶瓷喷涂构件，它包括基底材料，将预定的陶瓷材料热喷涂到基底材料表面上而形成的表面层，表面层含有具有羟基的化合物，其中物理吸附在表面层的表面上的水已被脱附。
为了达到上述目的，本发明的第三方面提供了一种陶瓷喷涂构件，它包括基底材料，将预定的陶瓷材料热喷涂到基底材料表面而形成的表面层，表面层含有具有羟基的化合物，其中在室温下通过进行预定时间的抽真空而从表面层释放的水量不大于1.0×1016/cm2。
为了达到上述目的，本发明的第四方面提供了一种陶瓷喷涂构件，它包括基底材料，将预定的陶瓷材料热喷涂到基底材料表面而形成的表面层，表面层含有具有羟基的化合物，其中从表面层检测不到H2O结构中的O-H键。
优选地，具有羟基的化合物是预定陶瓷材料的氢氧化物。
优选地，该陶瓷包括稀土金属氧化物。
更优选地，稀土金属氧化物包括氧化钇。
优选地，陶瓷喷涂构件用于处理基底的处理室。
为了达到上述目的，本发明的第五方面提供了一种使计算机执行一种清洁在其表面上热喷涂有预定陶瓷材料的陶瓷喷涂构件的方法的计算机可读程序，包括使陶瓷喷涂构件表面和水彼此化学结合以稳定水的稳定化模块；和脱附物理吸附于陶瓷喷涂构件表面上的水的脱附模块。
优选地，稳定化模块执行将陶瓷喷涂构件暴露在高压、高湿和高温环境下的水合处理。
优选地，稳定化模块在陶瓷喷涂构件的表面上形成主要由陶瓷的氢氧化物组成的层。
优选地，脱附模块加热陶瓷喷涂构件。
优选地，该程序进一步包括除去附着于陶瓷喷涂构件的沉积物的去除模块，稳定化模块形成主要由陶瓷喷涂构件表面上的陶瓷的氢氧化物组成的层。
更优选地，去除模块执行将陶瓷喷涂构件至少浸泡在有机溶剂或酸中。
为了达到上述目的，本发明的第六方面提供一种储存计算机可读程序的存储介质。
根据本发明，使陶瓷喷涂构件表面和水彼此化学结合来使水稳定，并且物理吸附在陶瓷喷涂构件表面的水被脱附。因此，当使用陶瓷喷涂构件时，可以可靠地抑制水从陶瓷喷涂构件的解吸附和向陶瓷喷涂构件的附着。
此外，由于水合处理是通过把陶瓷喷涂构件暴露在高压、高湿和高温环境下而进行的，可以进一步稳定化学结合到陶瓷喷涂构件表面的水，从而更可靠地抑制水从陶瓷喷涂构件的解吸附和向陶瓷喷涂构件的附着。
此外，由于加热陶瓷喷涂构件，可以促进物理吸附在陶瓷喷涂构件表面的水的解吸附，这在使用陶瓷喷涂构件时可以可靠地抑制水从陶瓷喷涂构件的解吸附和向陶瓷喷涂构件的附着。
本发明的上述和其它目的、特征和优点将在下面结合所附的附图所做的详细说明中更为清楚。
附图说明
图1是示意性说明等离子体处理装置构造的横截面图，其中使用了根据本发明实施方式的陶瓷喷涂构件；
图2是示意性说明根据实施方式的陶瓷喷涂构件的结构的横截面图；
图3是用于说明根据实施方式的陶瓷喷涂构件-清洁方法的流程图；
图4是示意性说明用于执行图3中步骤S36的水合处理的加压的加热炉的横截面图；
图5是说明从陶瓷喷涂构件释放的水的量的图表。
具体实施方式
现在参照显示其优选实施方式的附图详细描述本发明。
图1是示意性说明等离子体处理装置构造的横截面图，其中使用了根据本发明的实施方式的陶瓷喷涂构件。
参照图1，作为用于在晶片上进行蚀刻的蚀刻装置的等离子体处理装置1在其中形成由金属例如铝或不锈钢形成的圆柱形室(处理室)10。置于室10内的是圆柱形基座11，其上放置直径例如300mm的晶片W。
在室10的内侧壁和基座11之间形成的是排气道12，作为在基座11上将气体排出室10的流路。环形挡板13置于排气道12的中间部分。在挡板13下游的排气道12部分与由可调节的蝶形阀执行的自动压力控制阀(下文中称为“APC”)14相连。APC14与作为抽真空的真空泵的涡轮分子泵(下文中称为“TMP”)15相连。而且，APC14经过TMP15与作为真空泵的干燥泵(下文中称为“DP”)16相连。由APC14、TMP15和DP16形成的抽真空流路在下文中称为“主抽空线”。该主抽空线不仅用APC14控制室10的压力，而且用TMP15和DP16将室10基本上减压至真空。
此外，在挡板13下游的排气道12部分与除了主抽空线外提供的另一排气道(下文中称为“粗抽空线”)相连。粗抽空线由用于连通上述空间和DP16之间直径如25mm的抽真空管17和设置在抽真空管17的中间部分的阀V2组成。阀V2可以切断空间和DP16之间的连通。粗抽空线使用DP16将气体排出室10。
与基座11相连的是用于向基座11提供预定的高频电力的高频电源18。在基座11内的上部，放置由导电膜形成的圆盘形电极板20，通过静电引力吸引晶片W。DC电源22与电极板20电连接。晶片W通过由从DC电源22施加到电极板20的DC电压而产生的库仑力或Johnson-Rahbek力被吸引和保持在基座11的上表面。当不需要吸引晶片W时，电极板20与DC电源22断开，从而晶片W处于浮动状态。进一步，由例如硅(Si)形成的环形聚焦环24将基座11上方产生的等离子体会聚于晶片W。
在基座11的内部形成沿着基座11的周围延伸的环形制冷室25。从未显示的冷却器单元，经过管26向制冷室25提供预定温度下的冷却剂，如冷却水，用于循环。基座11上表面上的半导体晶片W的处理温度通过冷却剂的温度来控制。
多个热传递气体供应孔27和热传递气体供应槽(未显示)置于基座11上表面的部分(下文中称为“固定表面(holding surface)”)，半导体晶片W通过吸力被保持在这里。经由设置在基座11的传热气体供应线28，热传递气体供应孔27等与装有阀V3的热传递气体供应管29相连，以便供给热传递气体，如He气，该气体从未显示的热传递气体供应部分供应，与传热气体供应管29相连，进入固定表面和晶片W的背面之间的间隙。因此，改善了晶片W和基座11之间的导热性。阀V3可以切断热传递气体供应孔27和热传递气体供应部分之间的联系。
此外，多个推动销30作为可以从基座11的上表面伸出的提升销置于固定表面上。随着发动机(未显示)的旋转运动通过球形螺旋等转变为直线运动，推动销30如图1所示上下运动。当半导体晶片W通过吸力被保持在固定表面上时，推动销30缩进基座11内。然后，完成包括蚀刻的等离子体处理后，从室10输送晶片W时，移动推动销30从基座11的上表面伸出，以使半导体晶片W与基座11分离并向上提升半导体晶片W。
喷头33置于室10的顶部。高频电源52与喷头33相连并向喷头33施加高频电力。因此，喷头33起上电极的作用。
喷头33包括置于其下表面具有许多气体出口34的电极板35，和可拆开地支撑电极板35的电极支架36。缓冲室37设置在电极支架36内，并且从处理气体供应单元(未显示)延伸的处理气体供应管38与缓冲室37相连。阀V1置于气体供应管38的中途。阀V1可以切断缓冲室37和处理气体供应部分之间的联系。设置基座11和喷头33之间的电极间距离D例如不短于27±1mm。
闸阀32安装在室10的侧壁上，用于打开和关闭晶片W的入口/出口31。如上所述，在等离子体处理装置1的室10的内部，向基座11和喷头33供应高频电力，以便通过基座11和喷头33在室10的内部施加高频电力，导致从基座11和喷头33之间的空间S中的处理气体产生高密度等离子体，从而产生离子和自由基。
此外，等离子体处理装置1在其内部或外部装有CPU53。CPU53与阀V1、V2、V3、APC  14、TMP15、DP16、高频电源18和52以及DC电源22电连接，以控制每个组成元件响应用户指令或预定制成配方(process recipes)。
用等离子体处理装置1，在蚀刻处理中，首先，打开闸阀32，并把要被处理的晶片W送入室10中，并且固定在基座11上。处理气体(例如其中具有预定流速比的由C4H8气、O2气和Ar气组成的混合气体)以预定流速和预定流速比从喷头33引入室10，并用APC14等将室10内的压力设置到预定值。接着，从高频电源52向喷头33施加高频电力，并且从高频电源18向基座11施加高频电力。此外，从DC电源22向电极板20施加DC电压，从而晶片W被吸引到基座11上。然后，从喷头33放出的处理气体如上所述转变为等离子体。由该等离子体产生的自由基和离子通过聚焦环24会聚到晶片W的表面，从而物理或化学蚀刻晶片W的表面。
作为用于蚀刻的处理气体，除了上述混合气体外，还使用含任何卤素的化合物如氟化物、氯化物和溴化物的气体，因而在室10内产生高腐蚀环境。为了阻止室组成部件在腐蚀环境中的腐蚀，将陶瓷材料，例如如三氧化二钇(Y2O3)(下文中称为“氧化钇”)或氧化铝(Al2O3)，热喷涂到包括聚焦环24、喷头33和基座11的组成部件以及室10的内壁上。简而言之，在室10中使用的所有组成部件和室10的内壁相应于本发明的陶瓷喷涂构件。
图2是示意性说明根据本实施方式的陶瓷喷涂构件的结构的横截面图。
参照图2，陶瓷喷涂构件200由基底材料210和热喷涂膜(表面层)220组成。热喷涂膜220包括其外表面主要由陶瓷的氢氧化物组成的水合层221。例如热喷涂膜220具有10至500μm的厚度，而水合层221具有约100μm的厚度。
作为基底材料210，优选使用任何钢包括不锈钢(SUS)、Al和Al基合金、W和W基合金、Ti和Ti基合金、Mo和Mo基合金、碳和氧化物基或非氧化物基陶瓷烧结体以及含碳材料。
热喷涂膜220由含有属于周期表的第三(IIIA)族的元素(下文中简单称为“3a族元素”)的陶瓷组成。更具体地，热喷涂膜220优选由包括3a族元素的氧化物的稀土金属氧化物组成。进一步，关于稀土金属氧化物，优选使用氧化钇、Sc2O3、Ce2O3和Nd2O3。特别地，优选通常被广泛使用的氧化钇。使用上述任何材料可以抑制热喷涂膜220由于室10内的高腐蚀环境的腐蚀。热喷涂膜220不但可以通过热喷涂方法形成，而且可以通过薄膜形成技术如PVD法或CVD法形成。
水合层221例如通过热喷涂膜220与热喷涂膜220周围的蒸汽或高温水反应的水合反应而在热喷涂膜220外表面上形成。当选自上述陶瓷的氧化钇作为热喷涂膜220的材料时，发生由下式(1)表达的反应：
Y2O3+H2O→Y2O3·(H2O)n→2(YOOH)→Y(OH)3…(1)
在式(1)中，没有考虑化合价。
如式(1)所示，通过水合处理最终形成氧化钇的氢氧化物。在其它3a族元素的情况下，通过类似反应形成氢氧化物。关于氢氧化物，优选Y(OH)3、Sc(OH)3、Ce(OH)3和Nd(OH)3。
3a族元素的氢氧化物非常稳定，并且显示出抑制化学吸附的水的解吸附和来自外部水的吸附的特性(疏水性)。因此，通过在热喷涂膜220的外表面形成主要由上述氢氧化物之一组成的水合层221，可以抑制水从陶瓷喷涂构件200的解吸附和外部水对陶瓷喷涂构件200的附着。
通过下文描述的方法清洁上述构造的陶瓷喷涂构件。例如，在等离子体处理装置1开始蚀刻后经过预定时间，为了维护当将陶瓷喷涂构件从室10中移走时进行该清洁过程。
图3是用于说明根据本实施方式的陶瓷喷涂构件-清洁方法的流程图。在下面，将描述清洁在其上具有形成的氧化钇热喷涂薄膜的陶瓷喷涂构件的方法。
如图3所示，首先，在室温下将陶瓷喷涂构件200浸泡在丙酮基或氟基溶剂中(步骤S31)。此时，将整个构件200浸泡在溶剂中。结果，附着在陶瓷喷涂构件200的沉积物被除去。这样，引起颗粒产生的沉积物可以被可靠地去除。根据在陶瓷喷涂构件200上沉积物附着的量和程度，浸泡时间设定为1小时至12小时范围内的最佳值。此外，关于氟基溶剂，优选使用HFE7100、HFE711PA(由SUMITOMO 3M Ltd．制造)、GALDEN HT70(由AUSIMONT S.p.A.制造)等。将陶瓷喷涂构件200取出之后，将漂浮在溶剂中的沉积物全部除去，以防止漂浮沉积物当另一陶瓷喷涂构件200浸泡时附着在其上。
然后，使用空气枪向整个陶瓷喷涂构件200鼓风(步骤S32)，以去除附着在陶瓷喷涂构件200的沉积物。用于鼓风的空气具有0.2至0.5MPa的压力，并从位于离陶瓷喷涂构件200的10cm或更远处的空气枪喷嘴吹出。持续鼓风直到视觉上可辨认的可除出的沉积物消失。用于鼓风的气体可以是氮气。
当沉积物甚至在实施鼓风之后仍保留在陶瓷喷涂构件200上时，向陶瓷喷涂构件200施加压力不高于0.4MPa和干冰颗粒尺寸为0.3至0.6mm的CO2气流，或气压不高于0.2MPa和水压不高于7.0MPa的气泡喷射(注册商标)。CO2气流或气泡喷射从位于离陶瓷喷涂构件200的15cm或更远处的喷嘴向陶瓷喷涂构件施加，同时不断地移动喷嘴以防止CO2气流或气泡喷射在陶瓷喷涂构件一点上浓缩。这可以去除附着在陶瓷喷涂构件200表面的沉积物，从而抑制由与沉积物化学反应所引起的颗粒的产生。
接着，使用浸渍少量纯度不低于99％醇，如乙醇或异丙醇的擦拭工具擦拭整个陶瓷喷涂构件200，用擦拭工具覆盖陶瓷喷涂构件200(步骤S33)。持续擦拭直到擦拭工具被弄脏为止。这样，附着在陶瓷喷涂构件200表面的有机物质等被除去。
然后，通过施加频率不低于20kHZ且向纯水浴的输出范围为1000至2400W的超声波来使用超声波清洗陶瓷喷涂构件200约10分钟，同时将陶瓷喷涂构件200浸泡在纯水中(步骤S34)。优选用于清洁的纯水具有15MΩ或更大的体积电阻率。此后，从浴中取出陶瓷喷涂构件200并使用类似上述纯水的纯水均匀地洗涤。
此外，使用空气枪对整个陶瓷喷涂构件200鼓风(步骤S35)，以除去附着在陶瓷喷涂构件200上的水。用于鼓风的空气具有0.2至0.5MPa的压力，并从位于离陶瓷喷涂构件200不小于10cm处的空气枪的喷嘴吹出。持续鼓风直到水被完全除去。如果水仍残留在陶瓷喷涂构件200上，则热喷涂膜220显示为灰色，因此优选持续鼓风直至热喷涂膜220明显失去灰色。用于鼓风的气体可以是氮气。
接着，如图4所示，制造加压的加热炉60，其由用于加热炉60内的内部空间和置于内部空间的陶瓷喷涂构件200的加热器61，和用于向炉60内部空间引入蒸汽的蒸汽引入口组成。将陶瓷喷涂构件200放置在加压的加热炉60中并加热，例如，在压力不低于202.65kPa(2.0atm)和相对湿度不低于90％的环境下于100至300℃的温度范围内加热1至24小时。也就是，将陶瓷喷涂构件200暴露于高压、高湿和高温的环境中，从而使热喷涂膜220的外表面水合(稳定化步骤)(步骤S36)。结果，水合层221在热喷涂膜220的外表面上形成。在水合层221中，经过水合反应的氧化钇将与水化学结合并被稳定化，因此可以抑制水从陶瓷喷涂构件200的解吸附和在实施清洁的过程中室的温度附近外部水的附着。
在它用于等离子体处理装置1之前，水合层221已经在陶瓷喷涂构件200的表面上形成。然而，水合层221在蚀刻过程中受到损坏，因此水合层221在清洁过程再次形成。
当相对湿度或加热温度低时，不得不延长加热基底材料的时间。为了有效地进行水合处理，要求在高温和高压的环境下进行水合处理。基本上，然而，在氧化钇表面上的水合反应可以甚至在室温下进行到充分的程度，例如，在长时间进行水合处理，并且因而在热喷涂膜220外表面上进行水合处理的上述条件不是限制性的。
然后，在其上形成水合层221的陶瓷喷涂构件200在干燥炉中在101.3kPa(1.0atm)的压力下，在至少70℃，优选约100℃的温度下加热约2小时或更长(脱附步骤)(步骤S37)，以便通过干燥除去附着在水合层221或热喷涂膜220的水。这样，陷在水合层221表面细孔中的水，也就是，物理吸附在水合层221的水被脱附。此外，用与水具有高反应性的气体吹扫干燥炉，终止本过程。
接着，将说明进行图3的清洁过程的陶瓷喷涂构件200上的水分子的吸附特性。
首先，将经受图3的清洁过程的陶瓷喷涂构件200在大气中长时间暴露并置于室10中，然后将室10抽真空约2小时。然后，测定从室10抽出的排气中含有的水分子的量(下文中称为“水含量”)。同样，将经受图3的清洁过程的陶瓷喷涂构件200在具有增湿器的高湿环境(相对湿度不低于90％)下暴露预定时间。然后，将陶瓷喷涂构件200置于室10中，接着将室10抽真空约2小时。然后，测定从室10抽出的排气中的水含量。
将仅使用有机溶剂或酸进行清洁过程的另一陶瓷喷涂构件200在大气中长时间暴露并置于室10中，然后将室10抽真空约2小时，并测定从室10抽出的排气中的水含量。将仅使用有机溶剂或酸进行清洁过程的另一陶瓷喷涂构件200在上述具有增湿器的高湿环境下暴露预定时间，并置于室10中，然后在室温如20℃下将室10抽真空约2小时，并测定从室10中抽出的排气中的水含量。这些测量结果如图5所示。
图5是显示从陶瓷喷涂构件释放的水量的图。图5纵坐标上的值“1.00E+16”说明从其中没有放置构件的室10中抽出的排气的水含量(/cm2)(下文中称为“参考水含量”)。
如图5所示，陶瓷喷涂构件在大气中长时间暴露的情况下，在实施图3中的清洁过程之后测定的排气中的水含量比没有进行清洁过程所测定的小很多，并呈现出基本上等于参考水含量的值。因此，在大气中暴露之后，从经受了图3中清洁过程的陶瓷喷涂构件200上脱附的水分子的量基本等于0。类似地，在陶瓷喷涂构件在高湿环境下暴露预定时间的情况下，在实施图3的清洁过程之后测定的排气中的水含量比没有实施清洁过程的小很多，并呈现出基本上等于参考水含量的值。因此，在高湿环境下暴露后，从实施了图3中清洁过程的陶瓷喷涂构件200上脱附的水分子的量基本等于0。这些结果显示在大气或高湿环境下在陶瓷喷涂构件200上水分子的吸附可以通过对陶瓷喷涂构件200实施图3的清洁过程而抑制。
如上所述，根据本实施方式，热喷涂膜220的外表面被水合从而使化学吸附在陶瓷喷涂构件200表面的水稳定化(步骤S36)，并且物理吸附在陶瓷喷涂构件200的水合层221的水被脱附(步骤S37)。结果，当使用陶瓷喷涂构件200时，可以可靠地抑制水从陶瓷喷涂构件200的解吸附和水对其的附着。
此外，根据本实施方式，由于在压力不低于202.65kPa(2.0atm)、相对湿度不低于90％且温度范围在100至300℃的环境下进行水合处理，可以将化学吸附在陶瓷喷涂构件200表面的水与相同表面达到更稳定的结合。
而且，根据本实施方式，由于加热陶瓷喷涂构件200，可以加速物理吸附在陶瓷喷涂构件200表面的水的解吸附，这可以进一步可靠地抑制水从陶瓷喷涂构件200的解吸附和水对其的附着。
虽然在本实施方式中，通过水合处理形成水合层221，这不是限制性的，而是可以使用任何其它适合的方法，只要它能最终形成主要由陶瓷的氢氧化物组成的层。
虽然在本实施方式中，在其上形成水合层221的陶瓷喷涂构件200在干燥炉中于101.3kPa的压力、约100℃的温度下加热大约不短于2小时，这不是限制性的，但是当干燥炉减压时，甚至可以在不高于100℃的温度下加热陶瓷喷涂构件200。进一步，甚至当在压力为101.3kPa的环境下干燥炉的温度不足够高时，可以通过将其保持在干燥炉中长时间来充分干燥陶瓷喷涂构件200，由此附着在水合层221的水可以被脱附。
进一步，在本实施方式中，含有离子的水，如pH高于7的离子化水可以用于水合处理，以便增强步骤S36中水合处理的效果。这可以提高水合层221的疏水性。
在本实施方式中，可以向干燥炉中引入与水具有高反应性的气体，以增强步骤S37中加热处理的效果。例如，可以引入甲基硅烷化合物如三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷、一甲基三氯硅烷或四氯化硅，或水-反应性氧/卤素化合物如二氯丙烷、二溴丙烷、亚硝酰氯、碳酰氯(光气)、碳酰氟、乙硼烷、氯、氟、亚硫酰溴、碘甲基丙烷、乙酰氯、二甲氧基丙烷(acetone dimethyl acetal)、一氧化碳、氯化氢或三氯化硼。可选地，可以向干燥炉中引入任何其它基本上与水具有高反应性的气体。
虽然在本实施方式中，陶瓷喷涂构件200使用加压的加热炉60水合，这不是限制性的，而是可以使用例如通常的HIP(热等静压)炉，或可选地，可以使用任何合适的装置，只要它向水合陶瓷喷涂构件200提供高温和高压的环境。
虽然在本实施方式中，步骤S36中的水合处理通过将陶瓷喷涂构件200暴露在高压、高湿和高温的环境中进行，这不是限制性的，而是可以通过将陶瓷喷涂构件200浸泡在水中进行水合处理。
虽然在本实施方式中，通过等离子体处理装置1开始蚀刻后经过了预定时间时为了维护而去除的陶瓷喷涂构件进行清洁，这不是限制性的，而是可以在用于等离子体处理装置1之前清洁陶瓷喷涂构件。
进一步，将通过根据本实施方式的清洁方法清洗的陶瓷喷涂构件进行水合处理，并因此具有含陶瓷氢氧化物的水合层221。因此，作为确定室组成部件是否经受了根据本实施方式的清洁方法的方法，优选使用高分辨电子能量损失谱检测部件表面的羟基的方法。进一步，由于根据本实施方式的清洁方法清洗的陶瓷喷涂构件具有含陶瓷氢氧化物的水合层221，当陶瓷喷涂构件的表面层的结合状态使用高分辨电子能量损失谱分析时，从表面层上不能检测到H2O结构中的O-H键。因此，当分析结果是从表面层上不能检测到H2O结构中的O-H键时，可以确定室内的部件已经实行了根据本实施方式的清洁方法。
进一步，由于水合层221具有疏水性，室部件是否实行了根据本实施方式的清洁方法可以例如通过用预定树脂涂覆部件的水合层221表面，然后切割部件以分析树脂在部件中的浸渍程度，例如部件横截面的变白程度来确定。更具体地，如果横截面变白，则可以确定部件没有实行根据本实施方式的清洁方法，相反如果横截面没有变白，则可以确定部件已经实行了清洁方法。这是因为当部件实行了本清洁方法，水合层221的疏水性阻止了树脂向部件的渗透。
虽然在本实施方式中，陶瓷喷涂构件200用在等离子体处理装置1的室10中，这不是限制性的，而是陶瓷喷涂构件200可以用在除了等离子体处理装置以外的处理装置，用于将基底等传送到处理装置的装填闭锁室，或传送机，如大气传送模块。
虽然在本实施方式中，通过等离子处理装置1处理的目标是晶片W，这不是限制性的，目标还可以是玻璃基底如用于包括LCD(液晶显示器)的FPD(平板显示器)。
此外，只要涉及根据本实施方式的陶瓷喷涂构件-清洁方法，在由例如构件浸泡设备、用于向构件吹气的鼓风设备、用于擦拭构件的擦拭设备、加压的加热炉和干燥炉组成的陶瓷喷涂构件-清洁系统中，清洁方法可以通过例如设置在清洁系统中的计算机来执行的、用来控制清洁系统中组成元件的操作的控制器来执行。
进一步，应该理解：同样可以通过提供具有存储介质的系统或装置并引发系统或装置的计算机(或CPU或MPU)读取和执行储存在存储介质中的程序代码实现本发明的目的，在该存储介质中储存实现上述实施方式功能的软件程序代码。
在这种情况下，本身从存储介质读取的程序代码实现上述实施方式的功能，并因此程序代码和储存程序代码的存储介质构成本发明。
提供程序代码的存储介质的例子包括软盘(注册商标)、硬盘、磁-光盘、光盘如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW和DVD+RW、磁带、永久性记忆卡和ROM。可选地，程序可以通过网络从与Internet、商业网、局域网等相连未显示的另一计算机、数据库等下载。
进一步，应该理解上述实施方式的功能不仅可以通过执行计算机读取的程序编码，而且通过使计算机上操作的OS(操作系统)等根据程序代码的指令执行部分或全部的实际操作来实现。
进一步，应该理解上述实施方式的功能可以通过将从存储介质读取的程序代码写入插入计算机的扩充板的存储器或与计算机相连的扩展元件的存储器，并且然后使在扩充板或扩展元件中的CPU等根据程序代码的指令执行部分或全部的实际操作来实现。

Claims (8)

1.一种用于清洁表面热喷涂有预定陶瓷材料的陶瓷喷涂构件的方法，其包括：
使所述陶瓷喷涂构件的表面与水彼此化学结合使水稳定的稳定化步骤；和
将物理吸附在所述陶瓷喷涂构件表面上的水进行脱附的脱附步骤，
其中，所述稳定化步骤包括在所述陶瓷喷涂构件的表面上形成主要由陶瓷的氢氧化物组成的层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述的稳定化步骤包括将所述陶瓷喷涂构件暴露在高压、高湿和高温环境下进行水合处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述的脱附步骤包括加热所述陶瓷喷涂构件。
4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在实施所述的稳定化步骤之前，除去附着在所述陶瓷喷涂构件上的沉积物的去除步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述的去除步骤包括将所述陶瓷喷涂构件至少浸泡在有机溶剂或酸中。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述陶瓷材料包括稀土金属氧化物。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述稀土金属氧化物包括氧化钇。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述陶瓷喷涂构件用于处理基底的处理室。
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Granted publication date: 20101013

Termination date: 20161108