JP2005217351A - 耐プラズマ性を有する半導体製造装置用部材およびその作製方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明では、半導体製造装置用部材のプラズマに曝される面側に形成するイットリア多結晶体から成る層状構造物において、その層状構造物表面のポア占有率を0.1面積%未満にすることにより、プラズマ雰囲気に曝されてもポアを起点にした腐食が進行することなく、また、それに伴う脱粒を抑制・低減できることを可能とした。
【選択図】 図1
Description
しかし、焼結体や溶射膜には数〜数10ミクロン以上のポアや粒界層が存在し、プラズマ雰囲気に曝されるとポアや粒界層を起点に腐食が進行し、ポアの大きさが大きくなり、また表面に亀裂が発生する。これらの腐食の進行に伴う脱粒が半導体製造装置内を飛散し、半導体デバイスを汚染し半導体の性能や信頼性を損ねたり、耐プラズマ性部材自身の表面を削りとってしまい更なる脱粒を引き起こしてしまうという問題があった。
(多結晶)
本発明において多結晶とは、結晶子が接合・集積してなる構造体を言う。結晶子は実質的にそれひとつで結晶を構成し、その径は通常5nm以上である。ただし、微粒子が破砕されずに構造物中に取り込まれるなどの場合がまれに生じるが、実質的には多結晶である。
(ポア占有率)
本発明においてポア占有率とは、試料表面を走査型電子顕微鏡(日立製作所製/S4100)により観察し画像をデジタル化し、画像処理ソフト(Media Cybernetics社製/Image−Pro PLUS)を用いて、観察視野の一定面積におけるポア占有面積を測定・算出し面積百分率で示した値を言う。
(形成高さ)
本発明において形成高さとは、日本真空技術株式会社製の触針式表面形状測定器Dektak3030による測定に基づく。
(界面)
本発明において界面とは、結晶子同士の境界を構成する領域を言う。
(粒界層)
本発明において粒界層とは、界面あるいは焼結体で言う粒界に位置する厚み(通常数nm〜数μm)を持つ層を言い、通常結晶粒内の結晶構造とは異なるアモルファス構造をとり、また場合によっては不純物の偏析を伴う。
(平均結晶粒径)
本発明において平均結晶粒径とは、X線回折法におけるScherrerの方法によって算出される結晶子のサイズを言い、マックサイエンス社製MXP−18を使用して
測定・算出する。
(アンカー部)
本発明においてアンカー部とは、基材と脆性材料構造物の界面に形成された凹凸を言い、特に、予め基材に凹凸を形成させるのではなく、脆性材料の構造物を形成させる時に、元の基材の表面精度を変化させて形成される凹凸を言う。
(微粒子)
本発明において微粒子とは、一次粒子が緻密質粒子である場合は、粒度分布測定や走査型電子顕微鏡で同定される平均粒径が5ミクロン以下であるものを言う。また一次粒子が衝撃によって破砕されやすい多孔質粒子である場合は、平均粒径が50ミクロン以下であるものを言う。粉体とは上述の微粒子が自然凝集した状態を言う。
(エアロゾル)
本発明においてエアロゾルとは、ヘリウム、窒素、アルゴン、酸素、乾燥空気、これらの混合ガスなどのガス中に前述の微粒子を分散させたものであり、一次粒子が分散している状態が望ましいが、通常はこの一次粒子が凝集した凝集粒を含む。
(常温)
本発明において常温とは、セラミックスの焼結温度に対して著しく低い温度で、実質的には0℃〜100℃の室温環境を言う。
701…ガスボンベ
702…ガス搬送管
703…エアロゾル発生器
704…エアロゾル搬送管
705…形成室
706…ノズル
707…XYステージ
708…基材
709…真空ポンプ
Claims (9)
- 耐プラズマ性が必要とされる半導体製造装置用部材において、少なくともプラズマに曝される面側に、イットリア多結晶体から成る層状構造物が形成されており、前記層状構造物表面のポア占有率が0.1面積%未満であることを特徴とする半導体製造装置用部材。
- 請求項1に記載のイットリア多結晶体から成る層状構造物において、前記層状構造物の形成高さが1μm以上であることを特徴とする半導体製造装置用部材。
- 請求項1または2に記載のイットリア多結晶体から成る層状構造物において、イットリア多結晶体を構成する結晶同士の界面には、ガラス質からなる粒界層が実質的に存在しないことを特徴とする半導体製造装置用部材。
- 請求項1乃至3に記載のイットリア多結晶体から成る層状構造物において、前記イットリア多結晶体の平均結晶粒径が70nm未満であることを特徴とする半導体製造装置用部材。
- 請求項1乃至3に記載のイットリア多結晶体から成る層状構造物において、前記イットリア多結晶体の平均結晶粒径が50nm未満であることを特徴とする半導体製造装置用部材。
- 請求項1乃至3に記載のイットリア多結晶体から成る層状構造物において、前記イットリア多結晶体の平均結晶粒径が30nm未満であることを特徴とする半導体製造装置用部材。
- 請求項1乃至6に記載の半導体製造装置用部材において、基材表面に前記層状構造物を構成しているイットリア多結晶体の一部が食い込むアンカー部が形成されていることを特徴とする半導体製造装置用部材。
- イットリア微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを、基材に向けてノズルより噴射し、前記エアロゾルを前記基材表面に衝突させ、この衝突の衝撃により前記イットリア微粒子を破砕・変形させて接合させ、イットリア多結晶体から成る層状構造物を前記基材上に形成させる工程からなる半導体製造装置用部材の作製方法。
- 請求項8に記載の半導体製造装置用部材の作製方法において、前記イットリア多結晶体から成る層状構造物を形成する工程が、常温環境下で行われることを特徴とする半導体製造装置用部材の作製方法。
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