JP2002083861A - 真空処理装置用部材および静電チャック - Google Patents
真空処理装置用部材および静電チャックInfo
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- JP2002083861A JP2002083861A JP2000270077A JP2000270077A JP2002083861A JP 2002083861 A JP2002083861 A JP 2002083861A JP 2000270077 A JP2000270077 A JP 2000270077A JP 2000270077 A JP2000270077 A JP 2000270077A JP 2002083861 A JP2002083861 A JP 2002083861A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐熱性が低いことによる特性劣化の問題や脱
ガスの問題が生じ難い真空処理装置用部材および静電チ
ャックを提供すること。 【解決手段】 基材１と、その上を被覆する無機材料か
らなる被覆層２と、被覆層２の表面に連通する気孔を充
填する、被覆層２を構成する無機材料と同一または異な
る無機材料、またはこの無機材料と有機材料とからなる
充填材３とにより真空処理装置用部材が構成される。
ガスの問題が生じ難い真空処理装置用部材および静電チ
ャックを提供すること。 【解決手段】 基材１と、その上を被覆する無機材料か
らなる被覆層２と、被覆層２の表面に連通する気孔を充
填する、被覆層２を構成する無機材料と同一または異な
る無機材料、またはこの無機材料と有機材料とからなる
充填材３とにより真空処理装置用部材が構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体デバ
イスや光学薄膜等の製造工程におけるプラズマエッチン
グ、スパッタリング、化学蒸着（ＣＶＤ）、分子線エピ
タキシー（ＭＢＥ）等の真空処理装置に用いられる部
材、例えば真空容器、防着板、被処理体を載置する支持
台等の真空処理装置用部材、およびこのような真空処理
装置において、または常圧雰囲気において、被処理体を
静電吸着する静電チャックに関する。
イスや光学薄膜等の製造工程におけるプラズマエッチン
グ、スパッタリング、化学蒸着（ＣＶＤ）、分子線エピ
タキシー（ＭＢＥ）等の真空処理装置に用いられる部
材、例えば真空容器、防着板、被処理体を載置する支持
台等の真空処理装置用部材、およびこのような真空処理
装置において、または常圧雰囲気において、被処理体を
静電吸着する静電チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスや光学薄膜の製造におい
ては、真空蒸着による成膜やプラズマによるドライエッ
チング等の真空処理が行われている。これらの製造プロ
セスのうち、例えば真空蒸着においては、蒸着膜の形成
過程において、真空蒸着装置の真空容器内壁面にも蒸着
物が付着し、次第に成長して剥落し、真空容器内を汚染
させ半導体デバイスの歩留まりを低下させる要因となっ
ていた。また、プラズマによるドライエッチング装置の
真空容器内には、プラズマエッチングによって生じる反
応生成物を付着させるための防着板が設けられている
が、反応生成物であるデポジション物質の付着・堆積の
進行により、デポジションの剥離によるパーティクルが
発生し、そのパーティクルが半導体ウエハに付着してや
はり半導体デバイスの歩留まりを低下させる要因となっ
ていた。
ては、真空蒸着による成膜やプラズマによるドライエッ
チング等の真空処理が行われている。これらの製造プロ
セスのうち、例えば真空蒸着においては、蒸着膜の形成
過程において、真空蒸着装置の真空容器内壁面にも蒸着
物が付着し、次第に成長して剥落し、真空容器内を汚染
させ半導体デバイスの歩留まりを低下させる要因となっ
ていた。また、プラズマによるドライエッチング装置の
真空容器内には、プラズマエッチングによって生じる反
応生成物を付着させるための防着板が設けられている
が、反応生成物であるデポジション物質の付着・堆積の
進行により、デポジションの剥離によるパーティクルが
発生し、そのパーティクルが半導体ウエハに付着してや
はり半導体デバイスの歩留まりを低下させる要因となっ
ていた。
【０００３】このような不都合を回避する技術として、
蒸着物等が付着する真空容器の内壁面に溶射膜を形成す
る方法が提案されている（例えば、特開昭６１−５６２
７７号公報および特開昭６１−８７８６１号公報）。
蒸着物等が付着する真空容器の内壁面に溶射膜を形成す
る方法が提案されている（例えば、特開昭６１−５６２
７７号公報および特開昭６１−８７８６１号公報）。
【０００４】一方、半導体デバイス等の製造過程におけ
る薄膜形成またはドライエッチング工程においては、半
導体ウエハ等の平板状の被処理体に所要の成膜処理また
はエッチング処理を施すために、被処理体を載置する載
置台上にウエハを確実に密着させる必要がある。このよ
うな要求を満たす保持機構として、静電作用を利用して
被処理体を載置台上に密着・保持する静電チャックが広
く用いられている。
る薄膜形成またはドライエッチング工程においては、半
導体ウエハ等の平板状の被処理体に所要の成膜処理また
はエッチング処理を施すために、被処理体を載置する載
置台上にウエハを確実に密着させる必要がある。このよ
うな要求を満たす保持機構として、静電作用を利用して
被処理体を載置台上に密着・保持する静電チャックが広
く用いられている。
【０００５】このような静電チャックとしては、金属円
板電極にアルミナのようなセラミック粉末をプラズマ溶
射する方法によって絶縁膜を被覆して構成されるものが
知られている。このような静電チャックは、少ない工程
で製造することができ、また耐熱性および耐久性が高い
という利点がある。
板電極にアルミナのようなセラミック粉末をプラズマ溶
射する方法によって絶縁膜を被覆して構成されるものが
知られている。このような静電チャックは、少ない工程
で製造することができ、また耐熱性および耐久性が高い
という利点がある。
【０００６】しかしながら、溶射膜は多くの微小な気孔
が存在する多孔質状になっているため、真空容器の内壁
等に溶射膜を形成すると、付着物がその気孔内に入り込
み、内壁の付着物を除去した後も残存し、処理に悪影響
を及ぼすおそれがある。
が存在する多孔質状になっているため、真空容器の内壁
等に溶射膜を形成すると、付着物がその気孔内に入り込
み、内壁の付着物を除去した後も残存し、処理に悪影響
を及ぼすおそれがある。
【０００７】また、静電チャックの絶縁膜を溶射膜とし
た場合には、絶縁膜が多孔質状となることから絶縁膜の
耐電圧が低く、したがって被吸着体の保持力が低いとい
う問題がある。また、気孔を介して試料と金属円板電極
との間で放電が生じる危険性がある。
た場合には、絶縁膜が多孔質状となることから絶縁膜の
耐電圧が低く、したがって被吸着体の保持力が低いとい
う問題がある。また、気孔を介して試料と金属円板電極
との間で放電が生じる危険性がある。
【０００８】このような不都合を回避する技術として、
溶射にて形成された絶縁膜の気孔に樹脂を含浸させるも
のが知られている（特開平６−１９６５４８号公報）。
溶射にて形成された絶縁膜の気孔に樹脂を含浸させるも
のが知られている（特開平６−１９６５４８号公報）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、真空蒸
着装置やドライエッチング装置においては、真空容器内
にプラズマが形成され、比較的高温となっている一方、
含浸させた樹脂は耐熱性が低いため、静電チャックの絶
縁膜に用いた場合には耐電圧や吸着力などの静電チャッ
クとしての性能が低下する危険性がある。また、水分を
始めとする大気中のガス成分を容易に吸着するため、真
空雰囲気下における脱ガスの問題および真空度の低下な
どの問題が生じる。
着装置やドライエッチング装置においては、真空容器内
にプラズマが形成され、比較的高温となっている一方、
含浸させた樹脂は耐熱性が低いため、静電チャックの絶
縁膜に用いた場合には耐電圧や吸着力などの静電チャッ
クとしての性能が低下する危険性がある。また、水分を
始めとする大気中のガス成分を容易に吸着するため、真
空雰囲気下における脱ガスの問題および真空度の低下な
どの問題が生じる。
【００１０】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、耐熱性が低いことによる特性劣化の問題や脱
ガスの問題が生じ難い真空処理装置用部材および静電チ
ャックを提供することを目的とする。
であって、耐熱性が低いことによる特性劣化の問題や脱
ガスの問題が生じ難い真空処理装置用部材および静電チ
ャックを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく検討を重ねた結果、被覆膜に従来のように
被覆膜表面の気孔に樹脂を含浸させるのではなく、適宜
の方法で無機材料または無機材料と有機材料とからなる
充填材を表面に連通する気孔に注入することにより十分
に気孔を埋めることができ、しかも充分な耐熱性を有
し、かつ脱ガスの問題も生じ難いことを見出した。
を解決すべく検討を重ねた結果、被覆膜に従来のように
被覆膜表面の気孔に樹脂を含浸させるのではなく、適宜
の方法で無機材料または無機材料と有機材料とからなる
充填材を表面に連通する気孔に注入することにより十分
に気孔を埋めることができ、しかも充分な耐熱性を有
し、かつ脱ガスの問題も生じ難いことを見出した。
【００１２】本発明はこのような知見に基づいて完成さ
れたものであり、以下の（１）〜（５）を提供するもの
である。
れたものであり、以下の（１）〜（５）を提供するもの
である。
【００１３】（１）基材と、その上を被覆する無機材料
からなる被覆層と、前記被覆層の表面に連通する気孔を
充填する、前記被覆層を構成する無機材料と同一または
異なる無機材料、またはこの無機材料と有機材料とから
なる充填材とを有することを特徴とする真空処理装置用
部材。
からなる被覆層と、前記被覆層の表面に連通する気孔を
充填する、前記被覆層を構成する無機材料と同一または
異なる無機材料、またはこの無機材料と有機材料とから
なる充填材とを有することを特徴とする真空処理装置用
部材。
【００１４】（２）上記（１）において、前記被覆層が
溶射および／または蒸着により形成されることを特徴と
する真空処理装置用部材。
溶射および／または蒸着により形成されることを特徴と
する真空処理装置用部材。
【００１５】（３）上記（１）または（２）において、
前記基材は導電体からなり、前記被覆層の表面が被吸着
体載置面であり、前記導電体に電圧を印加して前記被覆
層の表面に被吸着体を静電吸着させることを特徴とする
真空処理装置用部材。
前記基材は導電体からなり、前記被覆層の表面が被吸着
体載置面であり、前記導電体に電圧を印加して前記被覆
層の表面に被吸着体を静電吸着させることを特徴とする
真空処理装置用部材。
【００１６】（４）導電体と、その上を被覆する無機材
料からなる被覆層と、前記導電体に電圧を印加して前記
被覆層表面に被吸着体を静電吸着する静電チャックであ
って、前記被覆層の表面に連通する気孔が、前記被覆層
を構成する無機材料と同一または異なる無機材料、また
はこの無機材料と有機材料とからなる充填材により充填
されていることを特徴とする静電チャック。
料からなる被覆層と、前記導電体に電圧を印加して前記
被覆層表面に被吸着体を静電吸着する静電チャックであ
って、前記被覆層の表面に連通する気孔が、前記被覆層
を構成する無機材料と同一または異なる無機材料、また
はこの無機材料と有機材料とからなる充填材により充填
されていることを特徴とする静電チャック。
【００１７】（５）上記（４）において、前記被覆層が
溶射および／または蒸着により形成されることを特徴と
する静電チャック。
溶射および／または蒸着により形成されることを特徴と
する静電チャック。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
について具体的に説明する。図１は、本発明の真空処理
装置用部材を模式的に示す断面図である。この真空処理
装置用部材は、基材１と、その上を被覆する無機材料か
らなる被覆層２と、この被覆層２の表面の気孔を充填す
る、被覆層２を構成する無機材料と同一または異なる無
機材料、またはこの無機材料と有機材料とからなる充填
材３とを有する。
について具体的に説明する。図１は、本発明の真空処理
装置用部材を模式的に示す断面図である。この真空処理
装置用部材は、基材１と、その上を被覆する無機材料か
らなる被覆層２と、この被覆層２の表面の気孔を充填す
る、被覆層２を構成する無機材料と同一または異なる無
機材料、またはこの無機材料と有機材料とからなる充填
材３とを有する。
【００１９】このような真空処理装置用部材としては、
真空容器、防着板、被処理体を載せる支持台、静電チャ
ック等がある。
真空容器、防着板、被処理体を載せる支持台、静電チャ
ック等がある。
【００２０】静電チャックに適用される場合には、図２
に示すように、基材１として電極板となる導電体を用
い、この導電体からなる基材１を少なくとも表面が絶縁
体からなる基台４の上に設け、誘電層として機能する被
覆層２が基材１上に被覆される。この被覆層２の表面は
被吸着体５が載置される載置面となる。一方、導電体か
らなる基材１には、直流電源６が接続され、この直流電
源から基材１に給電されることにより被吸着体５が被覆
層２の表面にクーロン力またはジョンセン・ラーベック
力により静電吸着される。なお、静電チャックは真空処
理装置用部材として用いられる他、常圧においても用い
ることができる。
に示すように、基材１として電極板となる導電体を用
い、この導電体からなる基材１を少なくとも表面が絶縁
体からなる基台４の上に設け、誘電層として機能する被
覆層２が基材１上に被覆される。この被覆層２の表面は
被吸着体５が載置される載置面となる。一方、導電体か
らなる基材１には、直流電源６が接続され、この直流電
源から基材１に給電されることにより被吸着体５が被覆
層２の表面にクーロン力またはジョンセン・ラーベック
力により静電吸着される。なお、静電チャックは真空処
理装置用部材として用いられる他、常圧においても用い
ることができる。
【００２１】被覆層２を構成する無機材料は、Ａｌ２Ｏ
３、ＺｒＯ２、ＺｒＳｉＯ４等の酸化物、ＡｌＮ、Ｓｉ
３Ｎ４等の非酸化物等、従来から広く使用されているセ
ラミックスを用いることができる。また、特に耐プラズ
マ性などの耐食性が必要とされる場合には、ＭｇＦ２、
ＡｌＦ３等の各種フッ化物やＭｇＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４等
が好適である。また、真空処理装置用部材が静電チャッ
クの場合には、吸着力を制御する目的で、上記材料に導
電性物質、例えばＴｉＮ、ＴｉＯ２を含有させたものを
被覆層２として用いることができる。
３、ＺｒＯ２、ＺｒＳｉＯ４等の酸化物、ＡｌＮ、Ｓｉ
３Ｎ４等の非酸化物等、従来から広く使用されているセ
ラミックスを用いることができる。また、特に耐プラズ
マ性などの耐食性が必要とされる場合には、ＭｇＦ２、
ＡｌＦ３等の各種フッ化物やＭｇＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４等
が好適である。また、真空処理装置用部材が静電チャッ
クの場合には、吸着力を制御する目的で、上記材料に導
電性物質、例えばＴｉＮ、ＴｉＯ２を含有させたものを
被覆層２として用いることができる。
【００２２】被覆層２は、溶射や蒸着等の種々の成膜法
により形成することが可能である。蒸着としては、真空
蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等種々のものが適用可能
である。
により形成することが可能である。蒸着としては、真空
蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ等種々のものが適用可能
である。
【００２３】これらの成膜法中でも溶射は、比較的容易
に厚い膜を形成することができるので最も好適である。
溶射により成膜する場合には、以下のようにして行うこ
とができる。まず、基材１の表面をＡｌ２Ｏ３、ＳｉＣ
等のブラスト材料を用いて均一に粗面化するとともに清
浄化する。次いで、アンダーコートとしてＮｉ、Ａｌ、
Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｏ等の金属またはこれら金属を含む合金
をアーク溶射またはプラズマ溶射によって形成する。そ
の後、トップコートとして上記無機材料をプラズマ溶射
し、被覆層２を形成する。なお、アンダーコートは、基
材１とトップコートとの密着力を高めるために形成する
ものである。
に厚い膜を形成することができるので最も好適である。
溶射により成膜する場合には、以下のようにして行うこ
とができる。まず、基材１の表面をＡｌ２Ｏ３、ＳｉＣ
等のブラスト材料を用いて均一に粗面化するとともに清
浄化する。次いで、アンダーコートとしてＮｉ、Ａｌ、
Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｏ等の金属またはこれら金属を含む合金
をアーク溶射またはプラズマ溶射によって形成する。そ
の後、トップコートとして上記無機材料をプラズマ溶射
し、被覆層２を形成する。なお、アンダーコートは、基
材１とトップコートとの密着力を高めるために形成する
ものである。
【００２４】このような溶射被膜は一般に気孔を多数含
む多孔質膜である。したがって、溶射により形成された
被覆層２にはその表面に連通する多数の気孔が存在して
いる。また、蒸着等によって成膜した場合にもその表面
には気孔が存在している。したがって、その表面の気孔
を充填材３により充填する。また、蒸着等により成膜す
る場合にも表面に気孔が存在するので充填材３により気
孔を充填する。ただし、溶射の場合に特に気孔が多く存
在するので、充填材３により気孔を充填する効果が特に
大きい。
む多孔質膜である。したがって、溶射により形成された
被覆層２にはその表面に連通する多数の気孔が存在して
いる。また、蒸着等によって成膜した場合にもその表面
には気孔が存在している。したがって、その表面の気孔
を充填材３により充填する。また、蒸着等により成膜す
る場合にも表面に気孔が存在するので充填材３により気
孔を充填する。ただし、溶射の場合に特に気孔が多く存
在するので、充填材３により気孔を充填する効果が特に
大きい。
【００２５】充填材３は無機材料のみで構成されていて
もよいし、無機材料と有機材料とで構成されていてもよ
い。充填材３に用いる無機材料は、被覆層２を構成する
無機材料と同一であっても、また異なる材料であっても
構わず、被覆層２と同様、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｚｒ
ＳｉＯ４等の酸化物、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４等の非酸化物
等、耐プラズマ性などの耐食性が優れたものとしてＭｇ
Ｆ２、ＡｌＦ３等の各種フッ化物やＭｇＯ、ＭｇＡｌ２
Ｏ４等を好適に用いることができ、真空処理装置用部材
が静電チャックの場合には、吸着力を制御する目的で、
上記材料に導電性物質、例えばＴｉＮ、ＴｉＯ２を含有
させたものを用いることができる。耐食性を考慮する
と、充填材３は無機材料のみで構成されていることが好
ましい。
もよいし、無機材料と有機材料とで構成されていてもよ
い。充填材３に用いる無機材料は、被覆層２を構成する
無機材料と同一であっても、また異なる材料であっても
構わず、被覆層２と同様、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｚｒ
ＳｉＯ４等の酸化物、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４等の非酸化物
等、耐プラズマ性などの耐食性が優れたものとしてＭｇ
Ｆ２、ＡｌＦ３等の各種フッ化物やＭｇＯ、ＭｇＡｌ２
Ｏ４等を好適に用いることができ、真空処理装置用部材
が静電チャックの場合には、吸着力を制御する目的で、
上記材料に導電性物質、例えばＴｉＮ、ＴｉＯ２を含有
させたものを用いることができる。耐食性を考慮する
と、充填材３は無機材料のみで構成されていることが好
ましい。
【００２６】被覆層２と充填材３との好ましい組み合わ
せとしては、ＭｇＡｌ２Ｏ４、Ａｌ ２Ｏ３、ＭｇＯのい
ずれかの組み合わせが挙げられる。
せとしては、ＭｇＡｌ２Ｏ４、Ａｌ ２Ｏ３、ＭｇＯのい
ずれかの組み合わせが挙げられる。
【００２７】このような充填材３を表面の気孔に充填さ
せる方法としては、シリカゾル、アルミナゾル等のコロ
イダル状のスラリー、あるいは、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ等の
金属アルコキシド系ポリマー、またはこれらポリマーと
メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フッ素
樹脂、アクリル樹脂等の各種樹脂とを含有するスラリー
を用い、あらかじめ被覆層を形成した部材を真空デシケ
ーター中で真空吸引した後、上記スラリーを絶縁層表面
から含浸させる方法を採用することができる。なお、有
機材料は上記樹脂に限らないが、絶縁破壊強度および耐
熱性が高いものを用いることが好ましい。
せる方法としては、シリカゾル、アルミナゾル等のコロ
イダル状のスラリー、あるいは、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ等の
金属アルコキシド系ポリマー、またはこれらポリマーと
メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フッ素
樹脂、アクリル樹脂等の各種樹脂とを含有するスラリー
を用い、あらかじめ被覆層を形成した部材を真空デシケ
ーター中で真空吸引した後、上記スラリーを絶縁層表面
から含浸させる方法を採用することができる。なお、有
機材料は上記樹脂に限らないが、絶縁破壊強度および耐
熱性が高いものを用いることが好ましい。
【００２８】その後、必要に応じて表面の研削加工、ラ
ッピングを行い、所望の表面粗さとする。静電チャック
の場合には、このような加工により表面粗さＲａを０．
１〜２．０μｍとする。
ッピングを行い、所望の表面粗さとする。静電チャック
の場合には、このような加工により表面粗さＲａを０．
１〜２．０μｍとする。
【００２９】以上のように、本発明の真空処理装置用部
材は、被覆層の気孔を、被覆層を構成する無機材料と同
一または異なる無機材料、またはこの無機材料と有機材
料とからなる充填材で充填するので、樹脂を含浸させた
場合のような耐熱性による特性劣化の問題および脱ガス
の問題が生じない。例えば、静電チャックの場合には、
このような充填材を用いて気孔を封止することにより、
誘電膜として機能する被覆層の耐電圧が飛躍的に向上
し、高電圧を印加して被吸着体の吸着保持力を高めるこ
とができ、また被吸着体と導電体との間の放電が生じず
被吸着体を保持できなくなる危険性を著しく小さくする
ことができる。
材は、被覆層の気孔を、被覆層を構成する無機材料と同
一または異なる無機材料、またはこの無機材料と有機材
料とからなる充填材で充填するので、樹脂を含浸させた
場合のような耐熱性による特性劣化の問題および脱ガス
の問題が生じない。例えば、静電チャックの場合には、
このような充填材を用いて気孔を封止することにより、
誘電膜として機能する被覆層の耐電圧が飛躍的に向上
し、高電圧を印加して被吸着体の吸着保持力を高めるこ
とができ、また被吸着体と導電体との間の放電が生じず
被吸着体を保持できなくなる危険性を著しく小さくする
ことができる。
【００３０】
【実施例】基材として純アルミニウム板（寸法１１０×
１００×５ｍｍ）を用い、Ａｌ２Ｏ３粒子（＃６０）を
使用して基材に対して粗面化処理および清浄化処理を施
した。次に、アンダーコート溶射皮膜として９０ｗｔ％
Ｎｉ−１０ｗｔ％Ａｌを１００μｍの厚さで形成した。
さらに表１に示す無機材料をトップコート溶射皮膜（被
覆層）として４００μｍの厚さで形成した。この際の溶
射条件をＡｌ２Ｏ３の場合を例にとって以下に示す。 プラズマ作動ガス： 空気 １０Ｌ／ｍｉｎ Ａｒ ４Ｌ／ｍｉｎ 電流／電圧： １８０Ａ／１６４Ｖ（２９．５ｋＷ）
１００×５ｍｍ）を用い、Ａｌ２Ｏ３粒子（＃６０）を
使用して基材に対して粗面化処理および清浄化処理を施
した。次に、アンダーコート溶射皮膜として９０ｗｔ％
Ｎｉ−１０ｗｔ％Ａｌを１００μｍの厚さで形成した。
さらに表１に示す無機材料をトップコート溶射皮膜（被
覆層）として４００μｍの厚さで形成した。この際の溶
射条件をＡｌ２Ｏ３の場合を例にとって以下に示す。 プラズマ作動ガス： 空気 １０Ｌ／ｍｉｎ Ａｒ ４Ｌ／ｍｉｎ 電流／電圧： １８０Ａ／１６４Ｖ（２９．５ｋＷ）
【００３１】その後、溶射皮膜からなる被覆層への封孔
処理を実施した。封孔処理は、表１に示すような無機材
料および一部は有機材料を用い、スラリー化して上記方
法で被覆層へ含浸させた。乾燥後、研削加工およびラッ
ピングを行い、被覆層の表面粗さＲａを０．１〜２．０
μｍとし、厚さを３００μｍとした。次いで、このよう
にして溶射後加工して形成された被覆層の２５℃および
１５０℃における絶縁破壊電圧および２５℃における印
加電圧５．０ｋＶでのリーク電流を測定した。なお、比
較のために充填材による封孔処理を行わなかったもの、
および有機材料のみを含浸させたものも同様に試験し
た。その結果を表１に示す。絶縁破壊電圧の評価はその
値が１５ｋＶ／ｍｍ以上のものを良好として○と記載
し、それ未満のものを不良として×と記載するとともに
その値を併記した。
処理を実施した。封孔処理は、表１に示すような無機材
料および一部は有機材料を用い、スラリー化して上記方
法で被覆層へ含浸させた。乾燥後、研削加工およびラッ
ピングを行い、被覆層の表面粗さＲａを０．１〜２．０
μｍとし、厚さを３００μｍとした。次いで、このよう
にして溶射後加工して形成された被覆層の２５℃および
１５０℃における絶縁破壊電圧および２５℃における印
加電圧５．０ｋＶでのリーク電流を測定した。なお、比
較のために充填材による封孔処理を行わなかったもの、
および有機材料のみを含浸させたものも同様に試験し
た。その結果を表１に示す。絶縁破壊電圧の評価はその
値が１５ｋＶ／ｍｍ以上のものを良好として○と記載
し、それ未満のものを不良として×と記載するとともに
その値を併記した。
【００３２】表１から明らかなように、本発明に従って
無機材料または無機材料と有機材料とからなる充填材に
より封孔処理したものはいずれも２５℃および１５０℃
ともに絶縁破壊電圧が１５ｋＶ／ｍｍ以上と良好な値を
示し、リーク電流も小さかった。これに対し、封孔処理
なしのものは温度にかかわらず絶縁破壊電圧が１０ｋＶ
／ｍｍ程度と低い値を示した。また、有機材料のみで封
孔処理を行った場合には、２５℃では１５ｋＶ／ｍｍ以
上と高い絶縁破壊電圧を示し、リーク電流も小さかった
が、１５０℃では絶縁破壊電圧が低下した。また、真空
下における脱ガスも観察された。以上の結果から、本発
明の効果が確認された。
無機材料または無機材料と有機材料とからなる充填材に
より封孔処理したものはいずれも２５℃および１５０℃
ともに絶縁破壊電圧が１５ｋＶ／ｍｍ以上と良好な値を
示し、リーク電流も小さかった。これに対し、封孔処理
なしのものは温度にかかわらず絶縁破壊電圧が１０ｋＶ
／ｍｍ程度と低い値を示した。また、有機材料のみで封
孔処理を行った場合には、２５℃では１５ｋＶ／ｍｍ以
上と高い絶縁破壊電圧を示し、リーク電流も小さかった
が、１５０℃では絶縁破壊電圧が低下した。また、真空
下における脱ガスも観察された。以上の結果から、本発
明の効果が確認された。
【００３３】次に、本発明にしたがって封孔処理したサ
ンプルの耐プラズマ性を評価した。耐プラズマ性は、上
記サンプルをＲＩＥプラズマエッチング装置のチャンバ
ー内にセットし、ＣＦ４−２０％Ｏ２ガスをトータル
０．０５Ｌ／ｍｉｎの流量でチャンバー内へ供給し、チ
ャンバー内圧力を６．６５Ｐａ（５０ｍＴｏｒｒ）にし
て、電極に１０００Ｗの高周波電力を印加することによ
り上記ガスのプラズマを形成して、これらサンプルを１
２０ｍｉｎの間プラズマ中に曝し、腐食速度を面粗さか
ら算出することによって評価した。その結果を表１に併
記する。表１に示すように、本発明の範囲内の中でも溶
射材料がＭｇＡｌ２Ｏ４系、ＭｇＯ系、ＭｇＦ２系が良
好な耐プラズマ性を示し、特に、ＭｇＡｌ２Ｏ４系、Ｍ
ｇＯ系の溶射材料に、Ｍｇ系金属アルコキシドで封孔処
理したもの（試料Ｎｏ．９，１１）について腐食速度が
３ｎｍ／ｍｉｎ未満という優れた耐プラズマ性が得られ
た。
ンプルの耐プラズマ性を評価した。耐プラズマ性は、上
記サンプルをＲＩＥプラズマエッチング装置のチャンバ
ー内にセットし、ＣＦ４−２０％Ｏ２ガスをトータル
０．０５Ｌ／ｍｉｎの流量でチャンバー内へ供給し、チ
ャンバー内圧力を６．６５Ｐａ（５０ｍＴｏｒｒ）にし
て、電極に１０００Ｗの高周波電力を印加することによ
り上記ガスのプラズマを形成して、これらサンプルを１
２０ｍｉｎの間プラズマ中に曝し、腐食速度を面粗さか
ら算出することによって評価した。その結果を表１に併
記する。表１に示すように、本発明の範囲内の中でも溶
射材料がＭｇＡｌ２Ｏ４系、ＭｇＯ系、ＭｇＦ２系が良
好な耐プラズマ性を示し、特に、ＭｇＡｌ２Ｏ４系、Ｍ
ｇＯ系の溶射材料に、Ｍｇ系金属アルコキシドで封孔処
理したもの（試料Ｎｏ．９，１１）について腐食速度が
３ｎｍ／ｍｉｎ未満という優れた耐プラズマ性が得られ
た。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被覆層の表面に連通する気孔を、被覆層を構成する無機
材料と同一または異なる無機材料、またはこの無機材料
と有機材料とからなる充填材で充填したので、耐熱性が
低いことによる特性劣化、および脱ガスの問題を生じさ
せることなく、所望の特性の真空処理装置用部材を得る
ことができる。特に、静電チャックの場合には、このよ
うな充填材を用いて気孔を封止することにより、誘電膜
として機能する被覆層の耐電圧が飛躍的に向上し、高電
圧を印加して被吸着体の吸着保持力を高めることがで
き、また被吸着体と導電体との間の放電が生じず被吸着
体を保持できなくなる危険性を著しく小さくすることが
できる。
被覆層の表面に連通する気孔を、被覆層を構成する無機
材料と同一または異なる無機材料、またはこの無機材料
と有機材料とからなる充填材で充填したので、耐熱性が
低いことによる特性劣化、および脱ガスの問題を生じさ
せることなく、所望の特性の真空処理装置用部材を得る
ことができる。特に、静電チャックの場合には、このよ
うな充填材を用いて気孔を封止することにより、誘電膜
として機能する被覆層の耐電圧が飛躍的に向上し、高電
圧を印加して被吸着体の吸着保持力を高めることがで
き、また被吸着体と導電体との間の放電が生じず被吸着
体を保持できなくなる危険性を著しく小さくすることが
できる。
【図１】本発明の真空処理装置用部材を模式的に示す断
面図。
面図。
【図２】本発明の静電チャックを模式的に示す断面図。
１；基材 ２；被覆層 ３；充填材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/205 Ｈ０１Ｌ 21/205 ５Ｆ１０３ 21/3065 Ｂ２３Ｑ 3/15 Ｄ // Ｂ２３Ｑ 3/15 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ Ｆターム(参考） 3C016 GA10 4K029 CA01 DA10 JA01 5F004 BB22 5F031 CA02 CA05 HA02 HA03 HA10 HA16 HA17 MA28 MA29 MA32 PA26 5F045 EM05 5F103 AA04 AA08 BB33
Claims (5)
- 【請求項１】 基材と、その上を被覆する無機材料から
なる被覆層と、前記被覆層の表面に連通する気孔を充填
する、前記被覆層を構成する無機材料と同一または異な
る無機材料、またはこの無機材料と有機材料とからなる
充填材とを有することを特徴とする真空処理装置用部
材。 - 【請求項２】 前記被覆層が溶射および／または蒸着に
より形成されることを特徴とする請求項１に記載の真空
処理装置用部材。 - 【請求項３】 前記基材は導電体からなり、前記被覆層
の表面が被吸着体載置面であり、前記導電体に電圧を印
加して前記被覆層の表面に被吸着体を静電吸着させるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空処
理装置用部材。 - 【請求項４】 導電体と、その上を被覆する無機材料か
らなる被覆層と、前記導電体に電圧を印加して前記被覆
層表面に被吸着体を静電吸着する静電チャックであっ
て、 前記被覆層の表面に連通する気孔が、前記被覆層を構成
する無機材料と同一または異なる無機材料、またはこの
無機材料と有機材料とからなる充填材により充填されて
いることを特徴とする静電チャック。 - 【請求項５】 前記被覆層が溶射および／または蒸着に
より形成されることを特徴とする請求項４に記載の静電
チャック。
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|---|---|
| JP2002083861A true JP2002083861A (ja) | 2002-03-22 |
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-
2000
- 2000-09-06 JP JP2000270077A patent/JP4523134B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US11955360B2 (en) | 2020-12-24 | 2024-04-09 | Tocalo Co., Ltd. | Electrostatic chuck and processing apparatus |
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