JP2002134481A - 真空処理装置用部材 - Google Patents
真空処理装置用部材Info
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- JP2002134481A JP2002134481A JP2000326148A JP2000326148A JP2002134481A JP 2002134481 A JP2002134481 A JP 2002134481A JP 2000326148 A JP2000326148 A JP 2000326148A JP 2000326148 A JP2000326148 A JP 2000326148A JP 2002134481 A JP2002134481 A JP 2002134481A
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 デポジションの剥離によるパーティクルの問
題が生じ難い真空処理装置用部材を提供すること。 【解決手段】 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
充填材とを有する真空処理装置用部材において、該真空
処理装置用部材の表面を、表面粗さ（Ｒmax）が１０〜
１００μｍとなるように加工する。
題が生じ難い真空処理装置用部材を提供すること。 【解決手段】 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
充填材とを有する真空処理装置用部材において、該真空
処理装置用部材の表面を、表面粗さ（Ｒmax）が１０〜
１００μｍとなるように加工する。
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、静電チャック等に関する。
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、静電チャック等に関する。
【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】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。また、真空雰囲気下における溶
射膜の気孔等からの脱ガスの問題および真空度の低下な
どの問題が生じる。
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。また、真空雰囲気下における溶
射膜の気孔等からの脱ガスの問題および真空度の低下な
どの問題が生じる。
【０００５】このような不都合を回避する技術として、
本出願人は先行する特願２０００−２７００７７号にお
いて、溶射にて形成された膜の気孔を、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充填して封孔
することを提案し、真空雰囲気下における溶射膜の気孔
等からの脱ガスの問題および真空度の低下などの問題に
対応している。
本出願人は先行する特願２０００−２７００７７号にお
いて、溶射にて形成された膜の気孔を、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充填して封孔
することを提案し、真空雰囲気下における溶射膜の気孔
等からの脱ガスの問題および真空度の低下などの問題に
対応している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、デポジションの剥離によ
るパーティクルの問題が生じ難い真空処理装置用部材を
提供することを目的とする。
鑑みてなされたものであって、デポジションの剥離によ
るパーティクルの問題が生じ難い真空処理装置用部材を
提供することを目的とする。
【０００７】
【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、被覆層に存在する、気
孔および欠陥を無機材料または、無機材料と有機材料で
封孔処理した後において、さらに被覆層の加工を行い、
その表面を任意の面粗さにすることによって、デポジシ
ョンの剥離を抑制することが可能であり、パーティクル
の問題が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、被覆層に存在する、気
孔および欠陥を無機材料または、無機材料と有機材料で
封孔処理した後において、さらに被覆層の加工を行い、
その表面を任意の面粗さにすることによって、デポジシ
ョンの剥離を抑制することが可能であり、パーティクル
の問題が生じ難いことを見出した。
【０００８】すなわち本発明は、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真空処理装置用部材
であって、該真空処理装置用部材の表面の表面粗さ（Ｒ
max）が１０〜１００μｍであることを特徴とする真空
処理装置用部材を提供するものである。
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真空処理装置用部材
であって、該真空処理装置用部材の表面の表面粗さ（Ｒ
max）が１０〜１００μｍであることを特徴とする真空
処理装置用部材を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明の真空処理装置用部材は、基材と、その
上を被覆する無機材料からなる被覆層と、この被覆層の
表面の気孔を充填する、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。
明する。本発明の真空処理装置用部材は、基材と、その
上を被覆する無機材料からなる被覆層と、この被覆層の
表面の気孔を充填する、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。
【００１０】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。
【００１１】被覆層を構成する無機材料は、Ａｌ2Ｏ3、
ＺｒＯ2、ＺｒＳｉＯ4等の酸化物、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4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とし
て用いることができる。
ＺｒＯ2、ＺｒＳｉＯ4等の酸化物、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4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とし
て用いることができる。
【００１２】被覆層は、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。
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。
【００１３】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、Ｃ
ｒ、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、被覆層を形成する。なお、アンダーコートは、基材
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、Ｃ
ｒ、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、被覆層を形成する。なお、アンダーコートは、基材
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。
【００１４】このような溶射皮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
充填材により充填する。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
充填材により充填する。ただし、溶射の場合に特に気孔
が多く存在するので、充填材により気孔を充填する効果
が特に大きい。
【００１５】充填材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。充填材に用いる無機材料は、被覆層を構成する無機
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、被覆層と同様、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＺｒＳｉＯ4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ＭｇＦ2、ＡｌＦ3
等の各種フッ化物やＭｇＯ、ＭｇＡｌ2Ｏ4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、充填材は無機材
料のみで構成されていることが好ましい。
よいし、無機材料と有機材料とで構成されていてもよ
い。充填材に用いる無機材料は、被覆層を構成する無機
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、被覆層と同様、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＺｒＳｉＯ4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ＭｇＦ2、ＡｌＦ3
等の各種フッ化物やＭｇＯ、ＭｇＡｌ2Ｏ4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、充填材は無機材
料のみで構成されていることが好ましい。
【００１６】被覆層と充填材との好ましい組み合わせと
しては、ＭｇＡｌ2Ｏ4、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯのいずれかの
組み合わせが挙げられる。
しては、ＭｇＡｌ2Ｏ4、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯのいずれかの
組み合わせが挙げられる。
【００１７】このような充填材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、上記スラリーを被覆層表面か
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、耐熱性が高いものを用い
ることが好ましい。
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、上記スラリーを被覆層表面か
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、耐熱性が高いものを用い
ることが好ましい。
【００１８】以上のようにして得た真空処理装置用部材
の被覆層表面を、表面粗さＲmaxが１０〜１００μｍと
なるように加工する。
の被覆層表面を、表面粗さＲmaxが１０〜１００μｍと
なるように加工する。
【００１９】ここで、Ｒmaxを１０μｍ以上とする理由
は、それより小さいとデポジション物質とのアンカー効
果が少なく剥離が起きやすくなり、一方Ｒmaxを１００
μｍ以下とする理由は、１００μｍを越えると、後述す
るようにデポジション物質の剥離が発生しやすくなって
くるためである。以下、実施例を挙げて説明する。
は、それより小さいとデポジション物質とのアンカー効
果が少なく剥離が起きやすくなり、一方Ｒmaxを１００
μｍ以下とする理由は、１００μｍを越えると、後述す
るようにデポジション物質の剥離が発生しやすくなって
くるためである。以下、実施例を挙げて説明する。
【００２０】
【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％Ｎ
ｉ−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％Ｎ
ｉ−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）
【００２１】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、加工を行い、被覆層
の表面粗さＲmaxを１０〜１００μｍ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デポ
ジション物質の脱落特性を測定した。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、および充
填材による封孔処理を行った上で表面粗さＲmaxを１０
〜１００μｍの範囲外となるように加工したものも同様
に試験した。その結果を表１に示す。デポジション物質
の脱落の評価は、スパッタリング装置を用いて行い、ス
パッタリング圧力２×１０-2Ｔｏｒｒ、酸素分圧２×１
０-5Ｔｏｒｒ、ＲＦ電源出力３００Ｗで一定時間成膜を
行った後、チャンバーを大気解放し、試験片からの膜の
剥離が発生しているか否かを目視で行った。膜の剥離が
発生する膜厚が１００μｍ以上のものを○と記述し、そ
れ以下のものを×と記述した。
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、加工を行い、被覆層
の表面粗さＲmaxを１０〜１００μｍ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デポ
ジション物質の脱落特性を測定した。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、および充
填材による封孔処理を行った上で表面粗さＲmaxを１０
〜１００μｍの範囲外となるように加工したものも同様
に試験した。その結果を表１に示す。デポジション物質
の脱落の評価は、スパッタリング装置を用いて行い、ス
パッタリング圧力２×１０-2Ｔｏｒｒ、酸素分圧２×１
０-5Ｔｏｒｒ、ＲＦ電源出力３００Ｗで一定時間成膜を
行った後、チャンバーを大気解放し、試験片からの膜の
剥離が発生しているか否かを目視で行った。膜の剥離が
発生する膜厚が１００μｍ以上のものを○と記述し、そ
れ以下のものを×と記述した。
【００２２】表１から明らかなように、封孔処理なし、
封孔処理ありにかかわらず、試料表面の表面粗さＲmax
が１０〜１００μｍの範囲外の試料については、膜厚が
１００μｍに達する前に剥離が観察された。
封孔処理ありにかかわらず、試料表面の表面粗さＲmax
が１０〜１００μｍの範囲外の試料については、膜厚が
１００μｍに達する前に剥離が観察された。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、デポジションの剥離に
よるパーティクルの問題が生じ難い真空処理装置用部材
を提供でき、製品の歩留まりを向上させることができ
る。
よるパーティクルの問題が生じ難い真空処理装置用部材
を提供でき、製品の歩留まりを向上させることができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K029 CA01 CA05 JA01 4K030 FA10 KA47 5F004 AA16 BB22 BB30 5F045 AA03 BB15 EB03 EC05 EM05 EM09 5F103 AA04 AA08 BB27 BB33 RR05
Claims (1)
- 【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
充填材とを有する真空処理装置用部材であって、 該真空処理装置用部材の表面の表面粗さ（Ｒmax）が１
０〜１００μｍであることを特徴とする真空処理装置用
部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000326148A JP2002134481A (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 真空処理装置用部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000326148A JP2002134481A (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 真空処理装置用部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002134481A true JP2002134481A (ja) | 2002-05-10 |
Family
ID=18803388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000326148A Pending JP2002134481A (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 真空処理装置用部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002134481A (ja) |
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