JP2004241203A - プラズマ処理室壁処理方法 - Google Patents

プラズマ処理室壁処理方法 Download PDF

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    • C23C4/11—Oxides

Abstract

【課題】プラズマ処理装置において、プラズマ処理室からの金属汚染及び異物を防止するとともにプラズマに晒される面の割れをなくす。
【解決手段】プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材２の表面に、母材とプラズマ接触面を構成する材の熱膨張係数の差を緩和する傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層３を設け、接合層３の上にＬａ２Ｏ３、ＬａＡｌＯ３、ＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９、Ｌａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合物のいずれかから選択した少なくともＬａとＯを含む金属酸化物を溶射によって成膜してプラズマ接触面１とした。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ処理装置のプラズマ処理室壁処理方法に係り、特にプラズマ接触面で耐プラズマ特性を有するために好適なプラズ処理装置のプラズマ処理室壁処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプラズマエッチング装置の表面処理方法として、プラズマ処理室内面をＹ２Ｏ３で溶射することにより耐プラズマ性を向上させること、Ｎｉ−Ａｌ等の材料でアンダーコートすることによりトップコートであるＹ２Ｏ３皮膜を強固にすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、上記従来技術では処理室内面の加熱に関しては検討されておらず、処理室内面に熱サイクルが加えられた場合、溶射膜が割れることがある。すなわち、処理室内面にコーティングする材料の熱膨張率と処理室の熱膨張率は大きく異なっており、その中間部分に熱応力を緩和するような傾斜材料が使用されていない。
【０００４】
また、低金属汚染の基板処理用部品材として、処理室表面を９９．５％以上のＹ２Ｏ３として金属汚染を防止するという提案がなされているが、プラズマ中で使用した場合は熱サイクルによりクラックが発生するという問題を有している。その結果、母材である処理室材料がプラズマに接触し、ウエハ等をプラズマ処理すると汚染を防止することは困難である（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
上記従来技術は、プラズマ処理室の表面処理方法に関しては、母材と中間層および表面層の熱応力に関する整合性が検討されていなかった。すなわち、エッチング処理室容器の温度は１００℃以下であるが、プラズマ接触面との温度差を考慮していない点に問題がある。エッチング処理室が従来のアルミチャンバの場合、一般的な表面処理はアルマイト処理である。この容器をプラズマに接触させた場合、母材であるアルミ材と表面に形成しているアルマイト層との間の熱膨張率の差が著しいため、アルミアルマイト表面には割れが生じる。その結果、アルマイトの割れ部分を通してプロセスガスが母材であるアルミ材に接触し、アルミ材とアルマイト材の界面に腐食が進行する。腐食が進行すると、アルマイト層が剥離し異物となるため、デバイスの欠陥を引き起こしてしまうという問題がある。
【０００６】
これを防止するために、上記特許文献１に記載された従来技術のように、プラズマ処理室の内壁面にＹ２Ｏ３からなる膜を、溶射やスパッタ、ＣＶＤ等で形成する事が提案されている。これらの方法で形成した膜は、耐熱性を有しているが熱膨張率は母材のアルミ材に比較して非常に小さい。特許文献１に記載の場合は、Ｙ２Ｏ３層とアルミ母材との間にＮｉ−Ａｌ等の材料でアンダーコートする中間層を設ける方法を採用しているが、プラズマからの加熱による熱膨張を緩和するまでにはいたっていない。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１６４３５４号公報
【特許文献２】
特開２００１−１７９０８０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題に鑑み、本発明は、プラズマ処理室表面からの金属汚染を防止するために、プラズマ接触面にＬａ２Ｏ３を含む材からなる膜を形成すること、このＬａ２Ｏ３を含む材からなる膜に割れが生じないようにアンダーコートの熱膨張率をＬａ２Ｏ３とアルミ材の間で徐々に変化するようにしたことが特徴であり、プラズマ処理によって汚染の発生しない処理室表面を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、プラズマ接触面にＬａ２Ｏ３を含む材からなる膜を形成することによって達成される。さらに上記目的は、プラズマ接触面であるＬａ２Ｏ３膜もしくはＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合物からなる膜と母材であるアルミ材の間に熱膨張率の中間的な材料の層を配置することにより達成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、プラズマ処理室内のプラズマ接触表面を、Ｌａ２Ｏ３膜もしくはＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合物からなる膜で覆うことにより、保護膜自体がプラズマで削れることで異物及び汚染量が増加するという不良は減少する。上記プラズマ処理室のプラズマ接触面を構成するＬａ２Ｏ３膜もしくはＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合物からなる膜の熱膨張率と、アルミ材やＳＵＳ材からなる母材の熱膨張率は大きく異なっている。
【００１１】
本発明のプラズマ処理装置では、プラズマ処理室表面に生成するＬａ２Ｏ３膜もしくはＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合物からなる膜と母材との間に中間層を設けることで、Ｌａ２Ｏ３膜もしくはＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合物からなる膜に割れの発生を防止することが出来る。
【００１２】
本発明のプラズマ処理装置では、処理室の内面を下記の実施例１〜３８に示す構造とすることで、Ｌａ２Ｏ３膜もしくはＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合物からなる膜に、割れの発生を防止することが可能となり、処理室の母材にプロセスガスが接触することが出来ないため、異物や汚染が発生するということがなくなる。
【００１３】
以下に、本発明にかかるプラズマ処理室壁処理方法およびこの処理方法によって得たプラズマ接触膜の構造を説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］この実施の形態は、図１に示すように、プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材２の表面に、少なくともＬａとＯを含む金属酸化物を溶射によって成膜してプラズマ接触面１とした。すなわち、この実施の形態においては、プラズマ接触面１は、Ｌａ２Ｏ３、ＬａＡｌＯ３、ＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９、Ｌａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合物のいずれかから選択され、母材２は、アルミニウムを用いることができる。
【００１５】
実施例１．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面にＬａ２Ｏ３を溶射によって成膜してプラズマ接触面とした。Ｌａ２Ｏ３膜は単層で、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００１６】
実施例２．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面にＬａＡｌＯ３を溶射によって成膜してプラズマ接触面とした。ＬａＡｌＯ３膜は単層で、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００１７】
実施例３．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面にＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を溶射によって成膜してプラズマ接触面とした。ＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９膜は単層で、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００１８】
実施例４．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面にＬａ２Ｏ３とＡｌＯ３を混合して溶射してＬａ２Ｏ３とＡｌＯ３の混合膜を成膜してプラズマ接触面とした。Ｌａ２Ｏ３とＡｌＯ３の混合膜は単層で、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００１９】
［第２の実施の形態］この実施の形態は、図２に示すように、プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材２の表面に、母材とプラズマ接触面を構成する材の熱膨張係数の差を緩和する傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層３を設け、接合層３の上に少なくともＬａとＯを含む金属酸化物を溶射によって成膜してプラズマ接触面１とした。すなわち、この実施の形態においては、プラズマ接触面１は、Ｌａ２Ｏ３、ＬａＡｌＯ３、ＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９、Ｌａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合物のいずれかから選択され、接合層３は、傾斜金属または傾斜合金材料から選択され、母材２は、アルミニウムを用いることができる。ここで、傾斜金属または傾斜合金の熱膨張率は、母材とコーティング材の中間的な値である。
【００２０】
実施例５．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＬａ２Ｏ３を溶射によって成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、例えばＺｒＯ２を含む合金などＡｌと熱膨張率が近い材料から構成される。Ｌａ２Ｏ３から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００２１】
実施例６．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＬａＡｌＯ３を溶射によって成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。ＬａＡｌＯ３から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００２２】
実施例７．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を溶射によって成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。ＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００２３】
実施例８．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＬａ２Ｏ３とＡｌＯ３を混合して溶射してＬａ２Ｏ３とＡｌＯ３の混合膜を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。Ｌａ２Ｏ３とＡｌＯ３の混合膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００２４】
［第３の実施の形態］この実施の形態は、図３に示すように、プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材２の表面に、傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層３を設け、接合層３の上にＭｇＡｌ２Ｏ４とＬａＡｌＯ３の混合物、ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３の混合物、ＬａＡｌＯ３またはＭｇＡｌ２Ｏ４からなる中間層４を設けこの上に少なくともＬａとＯを含む金属酸化物を溶射によって成膜してプラズマ接触面１とした。すなわち、この実施の形態においては、プラズマ接触面１は、Ｌａ２Ｏ３、ＬａＡｌＯ３、ＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９、Ｌａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合物のいずれかから選択され、接合層３は、傾斜金属または傾斜合金材料から選択され、中間層４は、ＭｇＡｌ２Ｏ４とＬａＡｌＯ３の混合物、ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３の混合物、ＬａＡｌＯ３またはＭｇＡｌ２Ｏ４のいずれかから選択され、母材２は、アルミニウムを用いることができる。
【００２５】
実施例９．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＭｇＡｌ２Ｏ４とＬａＡｌＯ３を混合して溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定した中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａ２Ｏ３を溶射してＬａ２Ｏ３膜を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。Ｌａ２Ｏ３から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００２６】
実施例１０．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＭｇＡｌ２Ｏ４とＬａＡｌＯ３を混合して溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定した中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａＡｌＯ３を溶射してＬａＡｌＯ３膜を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。ＬａＡｌＯ３から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００２７】
実施例１１．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＭｇＡｌ２Ｏ４とＬａＡｌＯ３を混合して溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定した中間層を設け、さらにこの中間層の上にＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を溶射してＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９膜を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。ＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００２８】
実施例１２．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＭｇＡｌ２Ｏ４とＬａＡｌＯ３を混合して溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定した中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３とを混合して溶射してＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３との混合膜を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。Ｌａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３との混合膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００２９】
実施例１３．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３を混合して溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定した中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａ２Ｏ３を溶射してＬａ２Ｏ３を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。Ｌａ２Ｏ３から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００３０】
実施例１４．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３を混合して溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定した中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａＡｌＯ３を溶射してＬａＡｌＯ３を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。ＬａＡｌＯ３から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００３１】
実施例１５．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３を混合して溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定した中間層を設け、さらにこの中間層の上にＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を溶射してＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層である。ＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００３２】
実施例１６．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３を混合して溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定した中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を混合して溶射してＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合膜を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。Ｌａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００３３】
実施例１７．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＬａＡｌＯ３を溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定した中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａ２Ｏ３を溶射してＬａ２Ｏ３を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。Ｌａ２Ｏ３膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００３４】
実施例１８．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＬａＡｌＯ３を溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定した中間層を設け、さらにこの中間層の上にＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を溶射してＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。ＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００３５】
実施例１９．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＬａＡｌＯ３を溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定した中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を混合して溶射してＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合膜を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。Ｌａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００３６】
実施例２０．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＭｇＡｌ２Ｏ４を溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定した中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａ２Ｏ３を溶射してＬａ２Ｏ３を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。Ｌａ２Ｏ３膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００３７】
実施例２１．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＭｇＡｌ２Ｏ４を溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定した中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａＡｌＯ３を溶射してＬａＡｌＯ３を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。ＬａＡｌＯ３膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００３８】
実施例２２．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＭｇＡｌ２Ｏ４を溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定した中間層を設け、さらにこの中間層の上にＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を溶射してＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。ＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００３９】
実施例２３．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＭｇＡｌ２Ｏ４を溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定した中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を混合して溶射してＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合膜を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。Ｌａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００４０】
実施例２４．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＭｇＡｌ２Ｏ４とＬａＡｌＯ３を混合して溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定した中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａ２Ｏ３を溶射してＬａ２Ｏ３を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。Ｌａ２Ｏ３膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００４１】
実施例２５．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＭｇＡｌ２Ｏ４とＬａＡｌＯ３を混合して溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定したＭｇＡｌ２Ｏ４とＬａＡｌＯ３の混合膜からなる中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａＡｌＯ３を溶射してＬａＡｌＯ３を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。ＬａＡｌＯ３膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００４２】
実施例２６．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＭｇＡｌ２Ｏ４とＬａＡｌＯ３を混合して溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定したＭｇＡｌ２Ｏ４とＬａＡｌＯ３の混合膜からなる中間層を設け、さらにこの中間層の上にＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を溶射してＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。ＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００４３】
実施例２７．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面に５〜１５０μｍの傾斜金属もしくは傾斜合金材料からなる接合層を溶射によって設け、この表面にＭｇＡｌ２Ｏ４とＬａＡｌＯ３を混合して溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定したＭｇＡｌ２Ｏ４とＬａＡｌＯ３の混合膜からなる中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を混合して溶射してＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合膜を成膜してプラズマ接触面とした。接合層は、母材と表面層との密着強度を向上させるための層であり、熱膨張率が母材と表面層の中間的な値である、例えばＺｒＯ２を含むような層から構成される。Ｌａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００４４】
［第４の実施の形態］この実施の形態は、図４に示すように、プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材２の表面にＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３の混合物、ＭｇＡｌ２Ｏ４とＬａＡｌＯ３の混合物、ＬａＡｌＯ３またはＭｇＡｌ２Ｏ４からなる中間層４を設け、この上に少なくともＬａとＯを含む金属酸化物を溶射によって成膜してプラズマ接触面１とした。すなわち、この実施の形態においては、プラズマ接触面１は、Ｌａ２Ｏ３、ＬａＡｌＯ３、ＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９、Ｌａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合物のいずれかから選択され、中間層４は、ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３の混合物、ＭｇＡｌ２Ｏ４とＬａＡｌＯ３の混合物、ＬａＡｌＯ３またはＭｇＡｌ２Ｏ４いずれかから選択され、母材２は、アルミニウムを用いることができる。
【００４５】
実施例２８．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面にＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３を混合して溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定したＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３との混合膜からなる中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａ２Ｏ３を溶射してＬａ２Ｏ３を成膜してプラズマ接触面とした。Ｌａ２Ｏ３膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００４６】
実施例２９．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面にＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３を混合して溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定したＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３との混合膜からなる中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａＡｌＯ３を溶射してＬａＡｌＯ３を成膜してプラズマ接触面とした。ＬａＡｌＯ３膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００４７】
実施例３０．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面にＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３を混合して溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定したＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３との混合膜からなる中間層を設け、さらにこの中間層の上にＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を溶射してＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を成膜してプラズマ接触面としたＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００４８】
実施例３１．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面にＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３を混合して溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定したＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３との混合膜からなる中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を混合して溶射してＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合膜を成膜してプラズマ接触面とした。Ｌａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００４９】
実施例３２．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面にＬａＡｌＯ３を溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定したＬａＡｌＯ３膜からなる中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａ２Ｏ３を溶射してＬａ２Ｏ３を成膜してプラズマ接触面とした。Ｌａ２Ｏ３膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００５０】
実施例３３．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面にＬａＡｌＯ３を溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定したＬａＡｌＯ３膜からなる中間層を設け、さらにこの中間層の上にＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を溶射してＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を成膜してプラズマ接触面とした。ＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００５１】
実施例３４．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面にＬａＡｌＯ３を溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定したＬａＡｌＯ３膜からなる中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を混合して溶射してＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合膜を成膜してプラズマ接触面とした。Ｌａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００５２】
実施例３５．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面にＭｇＡｌ２Ｏ４を溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定したＭｇＡｌ２Ｏ４膜からなる中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａ２Ｏ３を溶射してＬａ２Ｏ３を成膜してプラズマ接触面とした。Ｌａ２Ｏ３膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００５３】
実施例３６．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面にＭｇＡｌ２Ｏ４を溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定したＭｇＡｌ２Ｏ４膜からなる中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａＡｌＯ３を溶射してＬａＡｌＯ３を成膜してプラズマ接触面とした。ＬａＡｌＯ３膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００５４】
実施例３７．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面にＭｇＡｌ２Ｏ４を溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定したＭｇＡｌ２Ｏ４膜からなる中間層を設け、さらにこの中間層の上にＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を溶射してＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を成膜してプラズマ接触面とした。ＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００５５】
実施例３８．プラズマ処理装置のプラズマ処理室チャンバを構成するアルミニウム母材の表面にＭｇＡｌ２Ｏ４を溶射して膜厚が５〜２０００μｍで気孔率が０．１〜１５％に設定したＭｇＡｌ２Ｏ４膜からなる中間層を設け、さらにこの中間層の上にＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を混合して溶射してＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合膜を成膜してプラズマ接触面とした。Ｌａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混合膜から成る単層のプラズマ接触面は、膜厚を５〜３０００μｍに、気孔率を１５〜５０％に設定した。
【００５６】
上記実施例１，５，９，１３，１７，２０，２４，２８，３２，３５に示した溶射によるＬａ２Ｏ３膜構造は、９７％以上の純度を有するようにした。
【００５７】
また、上記実施例１，５，９，１３，１７，２０，２４，２８，３２，３５に示した溶射によるＬａ２Ｏ３膜構造を、９７％以上の純度を有しているＬａＦ３の膜とすることができる。
【００５８】
本発明における溶射プロセスは、不活性ガス中もしくは真空中で行わなければならない。また、溶射される母材は鉄鋼材料にのみに限定されず、ステンレス、アルミ合金、アルミアルマイト合金、遷移金属材料、カーボンセラミックス、窒化セラミックス、酸化セラミックス、非酸化セラミックス等からなる母材であってよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、プラズマ処理室表面を溶射等によってコーティングした際、プラズマが表面に接触してもクラックが発生せず、母材がプロセスガスに接触することはない。その結果、プラズマ処理を繰り返してもプラズマ処理室には汚染及び異物は増加しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態にかかるプラズマ処理室の表面構造を示す断面図。
【図２】本発明の第二の実施の形態にかかるプラズマ処理室の表面構造を示す断面図。
【図３】本発明の第三の実施の形態にかかるプラズマ処理室の表面構造を示す断面図。
【図４】本発明の第四の実施の形態にかかるプラズマ処理室の表面構造を示す断面図。
【符号の説明】
１…プラズマ接触面、２…母材、３…接合層、４…中間層

Claims (16)

  1. プラズマ処理室壁処理方法において、プラズマ処理室基材にＬａ２Ｏ３を溶射してプラズマ接触面をコーティングしたことを特徴とするプラズマ処理室壁処理方法。
  2. プラズマ処理室壁処理方法において、プラズマ処理室基材にＬａＡｌＯ３を溶射してプラズマ接触面をコーティングしたことを特徴とするプラズマ処理室壁処理方法。
  3. プラズマ処理室壁処理方法において、プラズマ処理室基材にＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を溶射してプラズマ接触面をコーティングしたことを特徴とするプラズマ処理室壁処理方法。
  4. プラズマ処理室壁処理方法において、プラズマ処理室基材にＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を混合し、溶射してプラズマ接触面をコーティングしたことを特徴とするプラズマ処理室壁処理方法。
  5. プラズマ処理室壁処理方法において、プラズマ処理室基材を傾斜材料で被覆し、この傾斜材料の上にＬａ２Ｏ３を溶射してプラズマ接触面をコーティングしたことを特徴とするプラズマ処理室壁処理方法。
  6. プラズマ処理室壁処理方法において、プラズマ処理室基材を傾斜材料で被覆し、この傾斜材料の上にＬａＡｌＯ３を溶射してプラズマ接触面をコーティングしたことを特徴とするプラズマ処理室壁処理方法。
  7. プラズマ処理室壁処理方法において、プラズマ処理室基材を傾斜材料で被覆し、この傾斜材料の上にＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９を溶射してプラズマ接触面をコーティングしたことを特徴とするプラズマ処理室壁処理方法。
  8. プラズマ処理室壁処理方法において、プラズマ処理室基材を傾斜材料で被覆し、この傾斜材料の上にＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を混合して溶射してプラズマ接触面をコーティングしたことを特徴とするプラズマ処理室壁処理方法。
  9. プラズマ処理室壁処理方法において、プラズマ処理室基材を傾斜材料で被覆し、この傾斜材料の上にＭｇＡｌ２Ｏ４とＬａＡｌＯ３を混合して溶射して中間層を形成し、中間層の上にＬａ２Ｏ３またはＬａＡｌＯ３またはＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９のいずれかを溶射するかもしくはＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を混合して溶射してプラズマ接触面をコーティングしたことを特徴とするプラズマ処理室壁処理方法。
  10. プラズマ処理室壁処理方法において、プラズマ処理室基材を傾斜材料で被覆し、この傾斜材料の上にＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３を混合して溶射することで中間層を形成し、中間層の上にＬａ２Ｏ３またはＬａＡｌＯ３またはＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９のいずれかを溶射するかもしくはＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を混合して溶射してプラズマ接触面をコーティングしたことを特徴とするプラズマ処理室壁処理方法。
  11. プラズマ処理室壁処理方法において、プラズマ処理室基材を傾斜材料で被覆し、この傾斜材料の上にＬａＡｌＯ３をして溶射して中間層を形成し、中間層の上にＬａ２Ｏ３またはＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９のいずれかを溶射するかもしくはＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を混合して溶射し、プラズマ接触面をコーティングしたことを特徴とするプラズマ処理室壁処理方法。
  12. プラズマ処理室壁処理方法において、プラズマ処理室基材を傾斜材料で被覆し、この傾斜材料の上にＭｇＡｌ２Ｏ４を溶射して中間層を形成し、中間層の上にＬａ２Ｏ３またはＬａＡｌＯ３またはＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９のいずれかを溶射するかもしくはＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を混合して溶射し、プラズマ接触面をコーティングしたことを特徴とするプラズマ処理室壁処理方法。
  13. プラズマ処理室壁処理方法において、プラズマ処理室基材を傾斜材料で被覆し、この傾斜材料の上にＭｇＡｌ２Ｏ４とＬａＡｌＯ３を混合して溶射して中間層を形成し、中間層の上にＬａ２Ｏ３またはＬａＡｌＯ３またはＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９のいずれかを溶射するかもしくはＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を混合して溶射し、プラズマ接触面をコーティングしたことを特徴とするプラズマ処理室壁処理方法。
  14. プラズマ処理室壁処理方法において、プラズマ処理室基材にＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３を混合して溶射して中間層を形成し、中間層の上にＬａ２Ｏ３またはＬａＡｌＯ３またはＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９のいずれかを溶射するかもしくはＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を混合して溶射し、プラズマ接触面をコーティングしたことを特徴とするプラズマ処理室壁処理方法。
  15. プラズマ処理室壁処理方法において、プラズマ処理室基材にＬａＡｌＯ３を溶射して中間層を形成し、中間層の上にＬａ２Ｏ３またはＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９のいずれかを溶射するかもしくはＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を混合して溶射し、プラズマ接触面をコーティングしたことを特徴とするプラズマ処理室壁処理方法。
  16. プラズマ処理室壁処理方法において、プラズマ処理室基材にＭｇＡｌ２Ｏ４を溶射して中間層を形成し、中間層の上にＬａ２Ｏ３またはＬａＡｌＯ３またはＭｇＬａＡｌ１１Ｏ１９のいずれかを溶射するかもしくはＬａ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３を混合して溶射し、プラズマ接触面をコーティングしたことを特徴とするプラズマ処理室壁処理方法。
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