JP2009242951A - Member for semiconductor processing apparatus, and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that a member in a semiconductor processing container is subjected to corrosion damages in an early state when it is plasma-etching processed in the environment containing halogen gas, very fine particles are generated to pollute the inside of the processing container, and the semiconductor processing production capacity is considerably degraded. <P>SOLUTION: In the member for the semiconductor processing apparatus, super-fine solid particles mainly consisting of carbon and hydrogen are allowed to enter an undercoat layer in a surface of a base material having the undercoat layer composed of a plating film, a PVD film or the like, and a film consisting of the aggregate of the super-fine solid particles is formed to cover a surface of the undercoat layer. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、半導体加工装置用部材およびその製造方法に関し、とくにハロゲンやハロゲン化合物が存在するような環境下でプラズマ処理したり、プラズマ処理によって発生する微細なパーティクルを洗浄除去することが必要な半導体加工装置の分野で用いて有効な技術についての提案である。   The present invention relates to a member for a semiconductor processing apparatus and a method for manufacturing the same, and in particular, a semiconductor that needs to be plasma-treated in an environment where halogen or a halogen compound is present, or fine particles generated by the plasma treatment need to be cleaned and removed. This is a proposal for an effective technique used in the field of processing equipment.

半導体の製造および加工のプロセスにおいては、各工程で弗化物、塩化物をはじめとする腐食性の強い有害ガスあるいは水溶液を用いるため、これらのプロセスで用いられる材料は腐食損耗が激しいという問題があった。   In semiconductor manufacturing and processing processes, highly corrosive harmful gases such as fluorides and chlorides or aqueous solutions are used in each process, so the materials used in these processes have a problem of severe corrosion wear. It was.

特に、半導体デバイスは、その素材がSiやGa、As、Pなどからなる化合物半導体を主体としたものであり、その製造工程では、成膜、不純物の注入、エッチング、アッシング、洗浄等の処理が行われるが、その多くは、真空もしくは減圧中で処理するいわゆるドライプロセスによる処理である。   In particular, semiconductor devices are mainly composed of compound semiconductors whose materials are Si, Ga, As, P, etc. In the manufacturing process, processes such as film formation, impurity implantation, etching, ashing, and cleaning are performed. Most of the processes are performed by a so-called dry process in which processing is performed in vacuum or reduced pressure.

このドライプロセスに属する装置としては、酸化炉、CVD装置、エピタキシャル成長装置、イオン注入装置.拡散炉、反応性イオンエッチング装置、プラズマエッチング装置などおよびこれらの装置に付属している配管、給・排気ファン、真空ポンプ、バルブ類などの部材、部品等がある。   As an apparatus belonging to this dry process, an oxidation furnace, a CVD apparatus, an epitaxial growth apparatus, an ion implantation apparatus, and the like. There are members and parts such as diffusion furnaces, reactive ion etching apparatuses, plasma etching apparatuses and the like, piping, supply / exhaust fans, vacuum pumps, valves and the like attached to these apparatuses.

そして、これらの装置類については、次のような腐食性ガス種を用いることが知られている。例えば、BFやPF、PF、NF、WF、HFなどの弗化物、BClやPCl、PCl、POCl、AsCl、SnClTiCl、SiHCl、SiCl、HCl、Clなどの塩化物、HBrなどの臭化物、その他、NHやClFなどである。 For these devices, it is known to use the following corrosive gas species. For example, fluorides such as BF 3 , PF 3 , PF 6 , NF 3 , WF 3 , HF, BCl 3 , PCl 3 , PCl 5 , POCl 3 , AsCl 3 , SnCl 4 TiCl 4 , SiH 2 Cl 2 , SiCl 4 , HCl, Cl 2 and other chlorides, HBr and other bromides, and NH 3 and Cl 3 F.

ところで、これらのハロゲン化物を用いるドライプロセスでは、反応の活性化を図るため、プラズマ(低温プラズマ)が用いられる。こうしたプラズマ使用環境では、腐食性の強い原子状またはイオン化したF、Cl、Br、Iなどのハロゲン化物となる他、プラズマエッチング時などには、気相中にSiO、Si、Si、Wなどのパーティクルと呼ばれる微粉末状固形物が生成することから、それへの対策が必要であった。 By the way, in the dry process using these halides, plasma (low temperature plasma) is used to activate the reaction. In such a plasma use environment, it becomes a highly corrosive atomic or ionized halide such as F, Cl, Br, I, etc. In addition, during plasma etching, SiO 2 , Si 3 N 4 , Si Since fine powdery solids called particles such as W and W are produced, it is necessary to take measures against them.

例えば、その対策の1つに、アルミニウム陽極酸化物(アルマイト)による表面処理がある。その他、AlやAl・TiO、Yなどのアルカリ土類金属、IIIa族金属の酸化物を、溶射法や蒸着法などによって部材表面に被覆したり、焼結する技術がある(特許文献1〜4)。 For example, one of the countermeasures is a surface treatment with aluminum anodic oxide (alumite). In addition, Al 2 O 3 , Al 2 O 3 .TiO 2 , Y 2 O 3 and other alkaline earth metals, Group IIIa metal oxides are coated on the surface of the member by spraying or vapor deposition, or sintered. There are techniques to do (Patent Documents 1 to 4).

さらに、最近では、Y溶射皮膜をレーザ照射や電子ビーム照射して該溶射皮膜の表面を再溶融することによって、耐食性や耐プラズマエロージョン性を向上させる技術(特許文献5)もある。 Furthermore, recently, by re-melting the surface of the Y 2 O 3 the sprayed coating by laser irradiation or electron beam irradiation solution morphism coating technique for improving the corrosion resistance and resistance to plasma erosion resistance (Patent Document 5) also.

一方、防食目的ではないが、ハロゲン系ガスを含む環境で使用される静電チャックにおいて、エッチング加工用のSi薄膜をジョンソンラーベック力を利用して吸着するのに適したダイヤモンドライク・カーボン(DLC)を電極表面に形成する表面処理技術も提案されている(特許文献6〜10参照)。
特公平6−036583号公報 特開平9−69554号公報 特開2001−164354号公報 特開平11−80925号公報 特開2005−256098号公報 特開平5−144929号公報 特開2002−246455号公報 特開平10−158815号公報 特開平10−64986号公報 特開平6−200377号公報
On the other hand, diamond-like carbon (DLC) suitable for adsorbing Si thin films for etching using the Johnson Rabeck force in electrostatic chucks that are not intended for anticorrosion but are used in environments containing halogen-based gases. ) Has also been proposed (see Patent Documents 6 to 10).
Japanese Examined Patent Publication No. 6-036583 JP-A-9-69554 JP 2001-164354 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-80925 JP 2005-256098 A JP-A-5-144929 JP 2002-246455 A JP-A-10-158815 JP-A-10-64986 Japanese Patent Laid-Open No. 6-200377

最近の半導体加工技術の分野では、より高度で高い精密度を目指すという観点から、半導体加工装置あるいはそれの部材、部品を、各種のハロゲンやハロゲン化合物による厳しい腐食環境に曝すことが多い。このような装置等では、プラズマエッチング時に発生する腐食性の強いハロゲンイオンの存在によって、使用環境がより厳しいものになる。さらに、高精密加工が要求される最近の半導体加工装置用部材については、環境汚染物質(パーティクル)でさえも、忌避されるようになってきた。   In the field of recent semiconductor processing technology, semiconductor processing equipment or its members and parts are often exposed to severe corrosive environments caused by various halogens and halogen compounds from the viewpoint of aiming for higher precision and high precision. In such an apparatus or the like, the use environment becomes more severe due to the presence of highly corrosive halogen ions generated during plasma etching. Furthermore, recent semiconductor processing apparatus members that require high-precision processing have been repelled even with environmental pollutants (particles).

発明者らの研究によると、前記環境汚染物質(パーティクル)の主成分は、半導体加工装置内に配設されている部材およびその表面に被覆されている表面処理皮膜の構成成分であることがわかってきた。従って、現在、耐ハロゲン腐食用部材あるいは耐プラズマエロ一ジョン用表面処理皮膜として用いられている部材および皮膜についてはもっと改良が必要であると考えられる。即ち、最近の研究対象となっている各種の半導体デバイス加工用装置では、薄膜成分中のSi以外の元素、金属、非金属化合物類等はすべて汚染物質であると考えられている状況である。   According to the inventors' research, it is found that the main component of the environmental pollutant (particle) is a constituent component of the member disposed in the semiconductor processing apparatus and the surface treatment film coated on the surface thereof. I came. Accordingly, it is considered that further improvements are required for members and coatings currently used as halogen corrosion resistant members or plasma erosion resistant surface treatment coatings. In other words, in various semiconductor device processing apparatuses that have recently been studied, elements other than Si, metals, non-metallic compounds, etc. in thin film components are all considered to be pollutants.

したがって、特許文献1〜4に開示されているような各種の耐食・耐プラズマエロージョン用皮膜、およびSi薄膜の吸・脱着用の静電チャック部材を構成する酸化物、珪化物、窒化物などの皮膜や焼結体は、現在ではむしろ汚染源の一つとして考えられている。   Therefore, various corrosion-resistant / plasma-erosion-resistant coatings as disclosed in Patent Documents 1 to 4, and oxides, silicides, nitrides and the like constituting electrostatic chuck members for absorption / desorption of Si thin films Films and sintered bodies are now considered as a source of contamination rather.

また、特許文献6〜10に開示されている炭素と水素を主成分とするDLCおよびその皮膜は、金属成分を含まない非金属材料で形成されているため、ハロゲンおよびハロゲン化合物に対しても十分な耐食性を発揮する。しかし、このDLCおよびその皮膜は、静電チャックの電極面にSi薄膜を吸・脱着することを目的として開発され、硬質で高い電気抵抗率(10〜1013Ωcm)が付与されているため、損傷や剥離が発生しやすく、これを半導体加工装置用各部材に使用することには多くの問題があった。 In addition, since the DLC mainly composed of carbon and hydrogen and the coating film disclosed in Patent Documents 6 to 10 are formed of a non-metallic material that does not include a metal component, they are sufficient for halogens and halogen compounds. Exhibits excellent corrosion resistance. However, this DLC and its coating were developed for the purpose of adsorbing and desorbing the Si thin film on the electrode surface of the electrostatic chuck, and are hard and have high electrical resistivity (10 8 to 10 13 Ωcm). Damage and peeling easily occur, and there are many problems in using this for each member for a semiconductor processing apparatus.

即ち、本発明は、従来技術が抱えている以下に示すような問題点を解決することを目的として開発された技術を提案する。
(1)DLCは、非常に硬く(特に電気抵抗率が10〜1013Ωcmと高いものについて)延性に乏しいため、基材が加熱されるような環境では、基材とDLCとの間に大きな熱応力が発生して容易に剥離する。即ち、僅かな熱的・機械的衝撃や曲げ応力がかかっても剥離する他、時として室内に放置しただけでも室温の変化などによって剥離する。とくに、電気抵抗率の高いDLCは、皮膜中に大きな残留応力をもつため、厚膜にすることが困難であると同時に、多くのピンホールもある。従って、DLC自体は腐食性に優れた材料であったとしても、薄膜しかできないこと及びピンホールから侵入する腐食成分によって、基材が容易に腐食される。
(2)DLC自体は、耐ハロゲン腐食性に優れているものの、プラズマエッチング処理を受けると、簡単に剥離するのみならず、DLCが残留応力の影響を受けて丸い小さな筒状片となって周囲に飛散し、これが環境汚染源となる。そして、このような原因で剥離したDLCは、酸、アルカリ、ハロゲンなどによって腐食されず、また、蒸気化もしないために、HF、ClFなどの薬液による装置の洗浄技術では除去できず、このことが、却って環境汚染源となる。
(3)また、先行特許文献6〜10などに開示されている従来のDLC形成方法では、10μm厚さ以上の形成が困難で、複雑な形状の部材表面に均等な厚さのDLCを形成することができなし、溶射皮膜や気孔を有するセラミック焼結体のような基材上への形成技術としては不十分である。
That is, the present invention proposes a technique developed for the purpose of solving the following problems of the prior art.
(1) DLC is very hard (especially having a high electrical resistivity of 10 8 to 10 13 Ωcm) and has low ductility. Therefore, in an environment where the substrate is heated, the DLC is between the substrate and the DLC. Large thermal stress is generated and easily peels off. In other words, it peels even when a slight thermal / mechanical impact or bending stress is applied, and sometimes peels due to a change in room temperature even if it is left in the room. In particular, DLC having a high electrical resistivity has a large residual stress in the film, so that it is difficult to make it thick, and there are many pinholes. Therefore, even if DLC itself is a material having excellent corrosiveness, the base material is easily corroded by the fact that only a thin film can be formed and the corrosive component entering from the pinhole.
(2) DLC itself is excellent in halogen corrosion resistance, but when subjected to plasma etching treatment, DLC itself is not only easily peeled off but also becomes a small round cylindrical piece under the influence of residual stress. This is a source of environmental pollution. The DLC peeled off due to such a cause is not corroded by acid, alkali, halogen or the like, nor is it vaporized, so it cannot be removed by the apparatus cleaning technique using a chemical such as HF or Cl 3 F. This is a source of environmental pollution.
(3) In addition, in the conventional DLC forming method disclosed in the prior patent documents 6 to 10 and the like, it is difficult to form a thickness of 10 μm or more, and a DLC having a uniform thickness is formed on the surface of a member having a complicated shape. However, it is insufficient as a technique for forming on a substrate such as a ceramic sintered body having a sprayed coating or pores.

本発明は、上述した問題点を解決することを目的として開発されたものであって、めっき皮膜、PVD皮膜、CVD皮膜、陽極酸化皮膜および再溶融処理皮膜のうちから選ばれるいずれか1種以上からなるアンダーコート層を有する基材に対し、そのアンダーコート層中に、炭素含有量85〜50原子%、水素含有量15〜50原子%の超微小固体粒子を侵入充填してなると共に、該アンダーコート層の表面に、炭素含有量85〜50原子%、水素含有量15〜50原子%の超微小固体粒子の堆積層からなるアモルファス状炭素水素固形物層が形成されてなる半導体加工装置用部材である。   The present invention was developed for the purpose of solving the above-described problems, and is one or more selected from a plating film, a PVD film, a CVD film, an anodized film, and a remelted film. In addition to the base material having an undercoat layer consisting of ultrafine solid particles having a carbon content of 85 to 50 atomic% and a hydrogen content of 15 to 50 atomic% intruded and filled in the undercoat layer, Semiconductor processing in which an amorphous carbon hydrogen solid layer composed of a deposited layer of ultrafine solid particles having a carbon content of 85 to 50 atomic% and a hydrogen content of 15 to 50 atomic% is formed on the surface of the undercoat layer This is a device member.

本発明に係る上記部材構成のうち、前記アンダーコート層表面のアモルファス状炭素水素固形物層は、80μm以下の厚さを有する層であり、硬さHv:500〜2300、電気抵抗率が10〜10Ωcmの特性を有するものである。アンダーコート層の表面は、その表面が高エネルギー照射処理によって生成する2次再結晶層であるものであることが好ましい。 Among the above-described member configurations according to the present invention, the amorphous carbon hydrogen solid layer on the surface of the undercoat layer is a layer having a thickness of 80 μm or less, hardness Hv: 500 to 2300, and electric resistivity of 10 5. It has a characteristic of -10 8 Ωcm. The surface of the undercoat layer is preferably a secondary recrystallized layer that is generated by high energy irradiation treatment.

また、本発明は、排気した反応容器内に、表面にめっき皮膜、PVD皮膜、CVD皮膜、陽極酸化皮膜および再溶融処理皮膜のうちから選ばれるいずれか1種以上からなるアンダーコート層を有する被処理基材を保持するとともに炭化水素系ガスを導入し、その基材に高周波電力と高電圧パルスとを重畳印加してその導入炭化水素系ガスのプラズマを発生させると同時に、該基材を負の電位に保持することによって、炭素含有量85〜50原子%、水素含有量15〜50原子%の1×10−9m以下の超微小固体粒子を、気相析出させて該アンダーコート層中に侵入充填すると共に、該アンダーコート層表面にも炭素含有量85〜50原子%、水素含有量15〜50原子%の1×10−9m以下の超微小固体粒子の集合体からなるアモルファス状炭素水素固形物を堆積させて被覆することを特徴とする半導体加工装置用部材の製造方法を提案する。 The present invention also provides an undercoat layer having at least one selected from a plating film, a PVD film, a CVD film, an anodized film, and a remelted film in the exhausted reaction vessel. While holding the treated substrate and introducing a hydrocarbon gas, a high frequency power and a high voltage pulse are superimposed and applied to the substrate to generate plasma of the introduced hydrocarbon gas, and at the same time, the substrate is negatively charged. By maintaining the potential of the undercoat layer, ultrafine solid particles of 1 × 10 −9 m or less having a carbon content of 85 to 50 atomic% and a hydrogen content of 15 to 50 atomic% are vapor-phase precipitated to form the undercoat layer. The undercoat layer surface is composed of aggregates of ultrafine solid particles of 1 × 10 −9 m or less having a carbon content of 85 to 50 atomic% and a hydrogen content of 15 to 50 atomic%. Amorph The scan carbon hydrogen solid was deposited proposes a method for manufacturing a semiconductor processing device member, characterized in that the coated.

かかる本発明の製造方法において、前記アンダーコート層表面のアモルファス状炭素水素固形物によって形成される層は、80μm以下の厚さを有し、硬さHv:500〜2300、電気抵抗率が10〜10Ωcmの特性を有するものである。アンダーコート層の表面には、その表面が高エネルギー照射処理によって生成する2次再結晶層を形成するものであることが好ましい。 In the production method of the present invention, the layer formed of the amorphous carbon hydrogen solid on the surface of the undercoat layer has a thickness of 80 μm or less, hardness Hv: 500 to 2300, and electric resistivity of 10 5. It has a characteristic of -10 8 Ωcm. It is preferable to form a secondary recrystallized layer formed on the surface of the undercoat layer by high energy irradiation treatment.

(1)本発明によれば、高周波電力と高電圧パルスとを重畳するプラズマCVD法の処理によって、被処理基材の表面部に、アモルファス状の炭素と水素を主成分とする微小固体粒子を、その表面に被覆するのみならず気孔中にも侵入充填させることにより、被処理基材の欠陥を補修するとともにアモルファス状炭素水素固形物の層を一定の厚さに容易に形成することができる。
(2)本発明によれば、被処理基材に負電圧を印加することによって、正に帯電したイオン、ラジカル状態の炭素と水素を主成分とする微小固体粒子を、この基材のあらゆる表面部分に均等に吸着・成長させることができるため、複雑な形状をした該基材のあらゆる部分、とくに隠れた部分にも、また微小な気孔内に対しても、均等な膜を形成することができる他、開気孔内に侵入してこれを確実に封孔することができるようになる。
(3)本発明によれば、基材表面に被覆されたアモルファス状の炭素水素固形物の層(皮膜)は、緻密で密着性に優れるほか、成膜時の残留応力が小さく、化学的にも安定しているため、海水、酸、アルカリ、有機溶剤に冒されず化学的に安定しており、基材の封孔と耐食被覆を同時に実現できる。
(4)本発明によれば、硬度が比較的低く電気抵抗率が10Ωcm未満であることから、延性を有するため、基材に熱的・機械的な曲げ変形が加わっても剥離するようなことがない。
(5)本発明によれば、基材表面に被覆したアモルファス状炭素水素固形物の膜が80μm以下(好ましくは0.5μm〜50μm)の厚さに成膜した場合であっても、耐剥離性に優れた皮膜を形成することができる。
(6)本発明によれば、前記アモルファス状炭素水素固形物層は、硬さHv:500〜2300、電気抵抗率:10〜10Ωcmの特性を示すものの、密着性および延性に優れる他、ハロゲンガス雰囲気中におけるプラズマエッチング作用によって分解した場合に、特に酸素が含まれていると大部分がC、CO、CO、H、HOなどのガス体となって排出されるため、パーティクルの発生源とならない。
(7)本発明によれば、アモルファス状炭素水素固形物層がハロゲンガスやハロゲン化合物による化学的腐食作用に対して優れた耐食性を発揮するため、パーティクルの発生源となる腐食生成物の発生を根絶させることができる。
(1) According to the present invention, fine solid particles mainly composed of amorphous carbon and hydrogen are formed on the surface portion of the substrate to be processed by a plasma CVD process in which high-frequency power and high voltage pulses are superimposed. In addition to covering the surface and infiltrating and filling the pores, the defects of the substrate to be treated can be repaired and the amorphous carbon hydrogen solid layer can be easily formed to a certain thickness. .
(2) According to the present invention, by applying a negative voltage to the substrate to be treated, fine solid particles mainly composed of positively charged ions and radical carbon and hydrogen are formed on any surface of the substrate. Since it can be adsorbed and grown evenly on the part, it is possible to form a uniform film on every part of the substrate having a complicated shape, especially on a hidden part, and even in minute pores. In addition to this, it is possible to enter the open pores and securely seal them.
(3) According to the present invention, the amorphous carbon hydrogen solid layer (film) coated on the surface of the substrate is dense and excellent in adhesion, and has a small residual stress at the time of film formation. Therefore, it is chemically stable without being affected by seawater, acids, alkalis and organic solvents, and the sealing of the base material and the corrosion-resistant coating can be realized at the same time.
(4) According to the present invention, since the hardness is relatively low and the electrical resistivity is less than 10 8 Ωcm, it has ductility, so that it peels even if the substrate is subjected to thermal and mechanical bending deformation. There is nothing.
(5) According to the present invention, even if the amorphous carbon hydrogen solid film coated on the substrate surface is formed to a thickness of 80 μm or less (preferably 0.5 μm to 50 μm), the film is resistant to peeling. A film having excellent properties can be formed.
(6) According to the present invention, the amorphous carbon-hydrogen solid layer exhibits properties of hardness Hv: 500-2300 and electrical resistivity: 10 5 to 10 8 Ωcm, but has excellent adhesion and ductility. , when decomposed by plasma etching action in the halogen gas atmosphere, in particular a large part of oxygen is included C n H m, CO 2, CO, and gas material such as H 2, H 2 O emissions Therefore, it does not become a source of particles.
(7) According to the present invention, since the amorphous carbon hydrogen solid layer exhibits excellent corrosion resistance against chemical corrosion action by halogen gas or halogen compound, the generation of corrosion products that are the source of particles is prevented. Can be eradicated.

従って、上述したアモルファス状炭素水素固形物層を有する本発明に係る半導体加工処理装置では、反応容器内部が常に清浄な環境に維持されるため、高度かつ高精密な半導体加工処理を長時間にわたって効率よく行うことができるようになる。   Therefore, in the semiconductor processing apparatus according to the present invention having the above-described amorphous carbon hydrogen solid layer, since the inside of the reaction vessel is always maintained in a clean environment, high-precision and high-precision semiconductor processing can be efficiently performed over a long period of time. You can do well.

TおよびS字型をした溶射皮膜試験片に対して形成された本発明に係わるアモルファス状炭素水素固形物膜の分布状況の略線図である。It is an approximate line figure of the distribution situation of the amorphous carbon hydrogen solid film concerning the present invention formed with respect to the sprayed-coating test piece which carried out T and S character type. アモルファス状炭素水素固形物を析出させるための装置の略線図である。It is a basic diagram of the apparatus for depositing an amorphous carbon hydrogen solid. ハロゲン化合物を含むガスを用いた腐食試験装置の略線図である。It is a basic diagram of the corrosion test apparatus using the gas containing a halogen compound.

本発明に係る半導体加工装置用部材は、上述したように、表面処理層(アンダーコート層)を有する被処理基材の表層部分が、炭素および水素を主成分とする微小固体粒子(ナノオーダの超微粒子で、1×10−9m程度以下の大きさである)が堆積して形成されたアモルファス状炭素水素固形物層、とくに水素含有量の多い(15原子%以上)固形物によって被覆されていることを特徴としている。本発明において重要なことは、炭素と水素とを主成分とするアモルファス状炭素水素固形物を、半導体加工装置用部材の表面に、誘引吸着させて成膜することにある。 As described above, the member for a semiconductor processing apparatus according to the present invention is such that the surface layer portion of the substrate to be treated having the surface treatment layer (undercoat layer) is a fine solid particle (nano-order super particle) mainly composed of carbon and hydrogen. Amorphous carbon hydrogen solids layer formed by depositing fine particles (with a size of about 1 × 10 −9 m or less), particularly coated with a solid with a high hydrogen content (more than 15 atomic%) It is characterized by being. What is important in the present invention is that an amorphous carbon-hydrogen solid containing carbon and hydrogen as main components is attracted and adsorbed onto the surface of a member for a semiconductor processing apparatus.

本発明における前記アモルファス状炭素水素固形物の侵入、堆積によって基材のアンダーコート層中およびその表面に形成される層は、後で詳述するように、炭化水素系ガスプラズマ発生下において、高周波電圧と高電圧パルスとを重畳印加して被処理部材である基材を負の電位にすることにより、この雰囲気中に気相析出した炭素と水素を主成分とするアモルファス状微小固体粒子をこの基材表面に誘引吸着させる方法によって形成される。このような成膜環境は、成膜材料源としての炭化水素系ガスが、プラズマによって容易に分解するとともに、活性化された炭化水素をはじめ炭素や水素のイオンやラジカルを発生し、これが基材の表面欠陥層内部にまでも侵入するだけでなく、その表面を一定の厚さで被覆するものとなる。例えば、アンダーコートの微小な開気孔中にもアモルファス状の前記微小固体粒子が侵入して封孔し、あるいはその表面に堆積して成膜となる。   The layer formed in and under the undercoat layer of the base material by the penetration and deposition of the amorphous carbon hydrogen solid material in the present invention is a high frequency in the generation of hydrocarbon-based gas plasma, as will be described in detail later. By applying a voltage and a high voltage pulse in a superimposed manner to make the substrate, which is a member to be processed, have a negative potential, amorphous fine solid particles mainly composed of carbon and hydrogen deposited in this atmosphere are vaporized. It is formed by the method of attracting and adsorbing to the substrate surface. In such a film-forming environment, the hydrocarbon-based gas as a film-forming material source is easily decomposed by plasma, and activated hydrocarbons and other ions and radicals of carbon and hydrogen are generated. In addition to intruding into the surface defect layer, the surface is covered with a certain thickness. For example, the amorphous fine solid particles invade into minute open pores of the undercoat and seal or deposit on the surface to form a film.

本発明の上記プラズマCVD法では、炭化水素系ガスのプラズマによって分解生成した低分子の炭化水素をはじめ炭素や水素のイオンやラジカルは、気相状態のまま(雲状ないし霧状となって)基材全体を覆うように発生し、そして、これらがアンダーコートの表面に誘引吸着され、侵入し充填され、やがて気相析出したこれらのアモルファス状の前記微小固体粒子は、処理時間の経過に伴って、アンダーコート層表面にも堆積して、全面を被覆するようになる。発明者らの実験によると、膜厚は80μm程度までに形成することが可能である。   In the above-described plasma CVD method of the present invention, low molecular weight hydrocarbons decomposed and generated by the plasma of hydrocarbon-based gas, carbon and hydrogen ions and radicals remain in a gas phase state (in the form of clouds or mist). These amorphous fine solid particles that are generated so as to cover the entire base material, and are attracted and adsorbed on the surface of the undercoat, penetrated, filled, and eventually vapor-deposited, with the passage of processing time. Thus, it also deposits on the surface of the undercoat layer to cover the entire surface. According to the experiments by the inventors, it is possible to form the film up to about 80 μm.

以下、この高周波電圧と高電圧パルスとを重畳したプラズマCVD法の処理について、図面に基づいて説明する。この方法において、被処理基材2は、反応容器1内で負の電位(負電圧)が印加されており、それ故に、プラズマによって励起されプラスに帯電した炭化水素系ガスのイオンやラジカルは、雲状あるいは霧状となって負電圧下のアンダーコート層を有する被処理基材2の全面を覆うように発生し、該基材2表面において炭素と水素を主成分とするアモルファス状の微小固体粒子の放電析出を繰り返して吸着されていく。従って、たとえ基材2の形状が複雑であったとしても、封孔と被覆が比較的均等に行われる特徴がある。例えば、図1に示すようなTおよびS字型をした基材に対しても、正にその基材部分のみに、つまり基材のある部分のみに、アモルファス状炭素水素の固形物を吸着(負電位をもたない部分は吸着作用が生じない)させることができる。このように、基材を負の電位にして、上記の封孔、被覆の両処理ができ、しかも、どの部分も均等に成膜できるという特徴がある。この点、負電位を印加せずに単に炭化水素系ガスのプラズマ放電を行うと、形成されるアモルファス状炭素水素固形物からなる皮膜の厚さは、均等になることはない。その理由は、プラズマエネルギーのみの場合は、炭化水素系ガス濃度によってガスの分解効率が変化するとともに、前掲のTおよびS字型試料の形、位置によって、ガス濃度自体が変化するためである。   Hereinafter, the plasma CVD process in which the high frequency voltage and the high voltage pulse are superimposed will be described with reference to the drawings. In this method, a negative potential (negative voltage) is applied to the substrate 2 to be treated in the reaction vessel 1, and therefore, ions and radicals of hydrocarbon gas excited by plasma and positively charged are: An amorphous micro-solid formed mainly on carbon and hydrogen on the surface of the base material 2 which is generated in a cloud or mist form so as to cover the entire surface of the substrate 2 having an undercoat layer under a negative voltage. The particles are adsorbed by repeated discharge deposition. Therefore, even if the shape of the base material 2 is complicated, there is a feature that sealing and covering are performed relatively evenly. For example, even for a T-shaped and S-shaped substrate as shown in FIG. 1, the amorphous carbon hydrogen solid is adsorbed only on the substrate portion, that is, only on the portion with the substrate ( The portion having no negative potential can be prevented from adsorbing). In this way, the substrate can be made to have a negative potential, and both the sealing and covering processes can be performed, and any part can be formed evenly. In this regard, when a plasma discharge of a hydrocarbon gas is simply performed without applying a negative potential, the thickness of the film made of the amorphous carbon hydrogen solid formed is not uniform. The reason is that, in the case of only plasma energy, the gas decomposition efficiency varies depending on the hydrocarbon gas concentration, and the gas concentration itself varies depending on the shape and position of the T and S-shaped samples described above.

また、本発明の上記高周波電圧と高電圧パルスとを重畳したプラズマCVD法の処理では、炭化水素系ガスを成膜原料として生成したアモルファス状炭素水素固形物からなる層を、疎水性にすることができる。その結果、基材のアンダーコート層がたとえ、腐食性水溶液と接するような場合があっても、その水溶液との濡れ性を低下させて、腐食反応が物理的に起こり難い表面に仕上げることができるようになる。その一方で、親油性のアモルファス状炭素水素固形物の成膜時または成膜後に、雰囲気ガス中にNやSiOを含むガスを用いて処理すると、親水性に変化させることが可能である。従って、本発明で形成する上記皮膜は、界面特性に応じて適宜に変化させることができる。 Further, in the plasma CVD process in which the high-frequency voltage and the high-voltage pulse of the present invention are superimposed, a layer made of amorphous carbon hydrogen solid produced using a hydrocarbon-based gas as a film forming raw material is made hydrophobic. Can do. As a result, even if the undercoat layer of the base material may come into contact with a corrosive aqueous solution, the wettability with the aqueous solution can be reduced, and the surface can be finished where the corrosion reaction is difficult to occur physically. It becomes like this. On the other hand, when a film containing N 2 or SiO 2 is used in the atmosphere gas during or after the film formation of the lipophilic amorphous carbon hydrogen solid, it can be changed to hydrophilic. . Therefore, the film formed by the present invention can be appropriately changed according to the interface characteristics.

上述したアモルファス状炭素水素固形物の層は、この層の炭素と水素の含有量を、成膜用の炭化水素系ガスの種類を変化させることによって、制御することができる。例えば、炭化水素系ガス成分のC/H比が大きいほど、形成されるアモルファス状炭素水素固形物層中の炭素含有量が高くなる。ただし、この場合、膜の硬さが高く、かつ電気抵抗率の高い層となるので、耐摩耗性は向上するものの延性に乏しく内部応力も大きくなり、厚膜の形成が難しいという問題がある他、多数の微小気孔も生じやすくなる。従って、アモルファス状炭素水素固形物からなる膜自体は、耐食性には優れるものの、環境の腐食成分がこうした気孔から浸入し、基材を腐食させることによって、皮膜の剥離を促すという問題がある。
上記の問題を克服するために、本発明においては、該アモルファス状炭素水素固形物層の炭素含有量は、85原子%未満を上限として含有させることにした。
The layer of amorphous carbon hydrogen solids described above can control the carbon and hydrogen content of this layer by changing the type of hydrocarbon-based gas for film formation. For example, the larger the C / H ratio of the hydrocarbon gas component, the higher the carbon content in the formed amorphous carbon hydrogen solid layer. However, in this case, since the film has a high hardness and a high electrical resistivity, the wear resistance is improved, but the ductility is poor and the internal stress is large, and there is a problem that it is difficult to form a thick film. Many micropores are also easily generated. Therefore, although the film itself made of amorphous carbon hydrogen solids is excellent in corrosion resistance, there is a problem in that peeling of the film is promoted by the corrosive components of the environment entering through these pores and corroding the base material.
In order to overcome the above problem, in the present invention, the carbon content of the amorphous carbon-hydrogen solid layer is set to be less than 85 atomic%.

一方、本発明において、前記アモルファス状炭素水素固形物の水素含有量は15原子%以上を含有させる。この理由は、アモルファス状炭素水素固形物層の残留応力を小さくして厚膜の形成が可能となるので、曲げ変形に対する抵抗、耐食性を向上させるという観点からは、水素の含有量が多い方が有利だからである。ただし、この水素の含有量が50原子%を超えると、膜の形成が困難となるので好ましくない。   On the other hand, in the present invention, the hydrogen content of the amorphous carbon hydrogen solid is 15 atomic% or more. The reason for this is that a thick film can be formed by reducing the residual stress of the amorphous carbon-hydrogen solid layer, and therefore, from the viewpoint of improving resistance to bending deformation and corrosion resistance, a higher hydrogen content is preferable. Because it is advantageous. However, when the hydrogen content exceeds 50 atomic%, it is not preferable because it is difficult to form a film.

即ち、本発明では、成膜用の炭化水素系ガス中のC/H比を小さく(水素含有比率を15原子%以上50原子%未満と大きくする)すること、即ち、アモルファス状炭素水素固形物層中の水素含有量を多くすることにより、基材の曲げ変形に対する抵抗力が大きくなり、生成した皮膜の剥離も起りにくくした点に特徴がある。このように、水素含有量を多くしたアモルファス状炭素水素固形物の皮膜は、硬さHvが500〜2300、電気抵抗率が10Ωcm未満の特性を示すようになり、これは一般のDLCに比較すると極めて低い物性値と言えるものである。しかも、得られる皮膜の内部応力値も小さいため、最高膜厚80μmのアモルファス状炭素水素固形物層の形成も可能である。
このような理由により、アモルファス状炭素水素固形物層は、炭素含有量:85〜50原子%、水素含有量:15〜50原子%とした。好ましくは、炭素含有量:84〜68原子%、水素含有量:16〜32原子%がよい。
That is, in the present invention, the C / H ratio in the hydrocarbon-based gas for film formation is reduced (the hydrogen content ratio is increased to 15 atomic percent or more and less than 50 atomic percent), that is, amorphous carbon hydrogen solids By increasing the hydrogen content in the layer, the resistance to bending deformation of the base material is increased, and the generated film is less likely to be peeled off. As described above, the amorphous carbon hydrogen solid film having an increased hydrogen content exhibits the characteristics that the hardness Hv is 500 to 2300 and the electrical resistivity is less than 10 8 Ωcm. It can be said that the physical property values are extremely low by comparison. In addition, since the internal stress value of the obtained film is small, it is possible to form an amorphous carbon hydrogen solid layer having a maximum film thickness of 80 μm.
For these reasons, the amorphous carbon hydrogen solid layer has a carbon content of 85 to 50 atomic% and a hydrogen content of 15 to 50 atomic%. Preferably, the carbon content is 84 to 68 atomic% and the hydrogen content is 16 to 32 atomic%.

以下、本発明において最も特徴的な構成である上記アモルファス状炭素水素固形物層の特徴についてまとめると、以下のとおりである。
a.アモルファス状炭素水素固形物の主成分は、炭素と水素から構成されている。従って、海水、各種の酸、アルカリ、有機溶剤にも冒されず、化学的に安定である。
b.炭化水素系ガスのプラズマ活性分解反応によって生成する、炭素と水素を主成分とするアモルファス状微小固体粒子(ナノオーダの超微粒子で、1×10−9m程度以下の大きさである)の集合体は、各粒子および粒子堆積層がアモルファス状態を呈しているため、欠陥のできやすい粒界というものがなく、緻密で優れた密着性を有し、基材等から剥離することがない。
c.アモルファス状炭素水素固形物の層(皮膜)は、平滑(Ra:0.5μm以下)で、耐摩耗性に優れ(摩擦係数μ:0.11〜0.2)るため、異物が付着しにくい。
d.アモルファス状炭素水素固形物層は、成膜時に炭化水素ガス中にNやSiを共存させて、成膜後にその表面にSiを注入するなどの方法によって、親油性(疎水性)、親水性のいずれにも制御することができるため、界面特性が重要視される産業分野への展開が可能である。
e.半導体加工装置用部材は、ハロゲンガス環境でプラズマエッチング作用を受けると部材の表面が破壊されることが知られているが、本発明のアモルファス状炭素水素固形物層、とくに水素含有量が15〜50原子%と多い層は、分解時にC、H、HOなどの気体となるものが多く、環境汚染源のパーティクルが発生しにくい。
Hereinafter, the characteristics of the amorphous carbon-hydrogen solid layer, which is the most characteristic configuration in the present invention, are summarized as follows.
a. The main component of the amorphous carbon hydrogen solid is composed of carbon and hydrogen. Therefore, it is not affected by seawater, various acids, alkalis and organic solvents, and is chemically stable.
b. Aggregates of amorphous fine solid particles (nano-order ultrafine particles with a size of about 1 × 10 −9 m or less) mainly composed of carbon and hydrogen, produced by plasma activated decomposition reaction of hydrocarbon-based gas Since each particle and the particle deposition layer are in an amorphous state, there is no grain boundary that is prone to defects, a dense and excellent adhesion, and no peeling from the substrate or the like.
c. Amorphous carbon hydrogen solid layer (film) is smooth (Ra: 0.5 μm or less) and has excellent wear resistance (friction coefficient μ: 0.11 to 0.2), so foreign matter is difficult to adhere. .
d. The amorphous carbon hydrogen solid layer is made lipophilic (hydrophobic) and hydrophilic by a method such as coexisting N 2 or Si in a hydrocarbon gas during film formation and injecting Si into the surface after film formation. Therefore, it can be applied to industrial fields where interface characteristics are regarded as important.
e. It is known that the surface of a member for a semiconductor processing apparatus is destroyed when subjected to a plasma etching action in a halogen gas environment, but the amorphous carbon-hydrogen solid layer of the present invention, particularly the hydrogen content is 15 to Many layers of 50 atomic% often become gases such as C m H n , H 2 , and H 2 O at the time of decomposition, and particles of environmental pollution are less likely to be generated.

次に、上記アモルファス状炭素水素固形物層の形成装置について説明する。図2は、表面処理した基材2の表面に、アモルファス状炭素水素固形物層を形成するための装置を示している。この装置は、主として、接地された反応容器1と、該反応容器1内の所定の位置に配設される被処理体2に接続された導体3に、この反応容器1内に成膜用の有機系ガス導入装置(図示せず)や反応容器を真空引きする真空装置(図示せず)等を介して、高電圧パルスを印加するための高電圧パルス発生電源4とを備えている。   Next, an apparatus for forming the amorphous carbon hydrogen solid layer will be described. FIG. 2 shows an apparatus for forming an amorphous carbon hydrogen solid layer on the surface of the surface-treated substrate 2. This apparatus mainly uses a reaction vessel 1 connected to a ground and a conductor 3 connected to a target object 2 disposed at a predetermined position in the reaction vessel 1 for film formation in the reaction vessel 1. A high voltage pulse generating power source 4 for applying a high voltage pulse is provided through an organic gas introducing device (not shown), a vacuum device (not shown) for evacuating the reaction vessel, and the like.

その他、上記の装置には、被処理体2の周囲に炭化水素系ガスプラズマを発生させるためのプラズマ発生用電源5が配設されている他、前記導体3および被処理体2に、高電圧パルスおよび高周波電圧の両方を同時に印加するために、高電圧パルス発生電源4およびプラズマ発生用電源5との間に重畳装置6が介装されている。なお、ガス導入装置および真空装置は、それぞれバルブ7aと7bを介して反応容器1に接続され、導体3は高電圧導入部を介して重畳装置6に接続されている。   In addition, the above apparatus is provided with a plasma generating power source 5 for generating a hydrocarbon-based gas plasma around the object to be processed 2, and a high voltage is applied to the conductor 3 and the object to be processed 2. In order to apply both the pulse and the high-frequency voltage simultaneously, a superimposing device 6 is interposed between the high voltage pulse generation power source 4 and the plasma generation power source 5. The gas introduction device and the vacuum device are connected to the reaction vessel 1 through valves 7a and 7b, respectively, and the conductor 3 is connected to the superposition device 6 through a high voltage introduction unit.

上記装置を用い、被処理基材の表面処理皮膜の表面に、アモルファス状炭素水素固形物層を形成するには、被処理体2を反応容器1内の所定の位置に設置し、真空装置を稼動させて該反応容器1中の空気を排出して脱気したあと、ガス導入装置によって有機系の炭化水素系ガスを該反応容器1内に導入する。次いで、プラズマ発生用電源5からの高周波電力を被処理体2に印加する。反応容器1は、アース線8によって電気的に中性状態にあるため、被処理体は、相対的に負の電位を有することになる。このため印加によって発生する、導入ガスのプラズマ中のプラスイオンは、負に帯電した被処理体2の形状に沿って発生するようになる。   In order to form an amorphous carbon hydrogen solid layer on the surface of the surface treatment film of the substrate to be treated using the above apparatus, the object to be treated 2 is placed at a predetermined position in the reaction vessel 1, and a vacuum apparatus is used. After operating and exhausting the air in the reaction vessel 1 and degassing, an organic hydrocarbon gas is introduced into the reaction vessel 1 by a gas introduction device. Next, high frequency power from the plasma generating power source 5 is applied to the object 2 to be processed. Since the reaction vessel 1 is in an electrically neutral state by the ground wire 8, the object to be processed has a relatively negative potential. For this reason, the positive ions in the plasma of the introduced gas generated by the application are generated along the shape of the object 2 to be negatively charged.

そして、高電圧パルス発生電源4からの高電圧パルス(負の高電圧パルス)を被処理体2に印加し、炭化水素系ガスプラズマ中のプラスイオンを被処理体2の表面に誘引吸着させる。この処理によって、被処理体2のアンダーコート層表面に厚膜のアモルファス状の前記皮膜を均等に形成することができる。この炭化水素系ガスプラズマ中では、次に示すような現象が発生し、最終的には炭素と水素を主成分とするアモルファス状炭素水素固形物が気相析出して被処理体2の表層部および気孔内に侵入ないし該表面を被覆するように生成して皮膜を形成するものと考えられる。   Then, a high voltage pulse (negative high voltage pulse) from the high voltage pulse generating power source 4 is applied to the object to be processed 2, and positive ions in the hydrocarbon gas plasma are attracted and adsorbed on the surface of the object to be processed 2. By this treatment, the thick amorphous film can be uniformly formed on the surface of the undercoat layer of the workpiece 2. In the hydrocarbon-based gas plasma, the following phenomenon occurs, and finally, an amorphous carbon hydrogen solid containing carbon and hydrogen as main components is vapor-deposited to form a surface layer portion of the workpiece 2 It is considered that the film penetrates into the pores or is formed so as to cover the surface to form a film.

即ち、アモルファス状炭素水素固形物層は、次のようなプロセス(イ)〜(ニ)に従って形成されているものと推定している。
(イ)導入された炭化水素系ガスのイオン化(ラジカルと呼ばれる活性な中性粒子も存在する)が起り、
(ロ)炭化水素系ガスから変化したイオンおよびラジカルは、負の電圧が印加された被処理体の面に衝撃的に衝突し、
(ハ)衝突時のエネルギーによって、結合エネルギーの小さいC−H間が切断され、その後、活性化されたCとHが重合反応を繰り返して高分子化し、炭素と水素を主成分とするアモルファス状の炭素水素固形物を気相析出し、
(ニ)そして、上記(ハ)の反応が被処理体(基材、アンダーコート溶射皮膜等)の気孔内で起こると、該気孔内がアモルファス状炭素水素固形物の微小固体粒子で充填され、一方、その表面で行われるとアモルファス炭素水素固形物皮膜を形成することとなる。
In other words, it is presumed that the amorphous carbon hydrogen solid layer is formed according to the following processes (a) to (d).
(I) Ionization of the introduced hydrocarbon gas (there are active neutral particles called radicals)
(B) Ions and radicals that have changed from the hydrocarbon-based gas collide impactively with the surface of the object to which a negative voltage is applied,
(C) C—H having a low binding energy is cut by the energy at the time of collision, and then activated C and H are polymerized by repeating the polymerization reaction to form an amorphous state mainly composed of carbon and hydrogen. Vapor deposition of carbon hydrogen solids of
(D) When the reaction (c) occurs in the pores of the object to be treated (base material, undercoat sprayed coating, etc.), the pores are filled with fine solid particles of amorphous carbon hydrogen solids, On the other hand, if it is carried out on the surface, an amorphous carbon hydrogen solid film is formed.

なお、この装置では、高電圧パルス発生電源4の出力電圧を下記(a)〜(d)のように変化させることによって、被処理体2に対して金属をふくめたイオン注入を実施することもできる。
(a)イオン注入を重点的に行う場合:10〜40kV
(b)イオン注入と皮膜形成の両方を行う場合:5〜20kV
(c)皮膜形成のみを行う場合:数百V〜数kV
(d)スパッタリングなどで重点的に行う場合:数百V〜数kV
In this apparatus, by changing the output voltage of the high voltage pulse generating power source 4 as shown in the following (a) to (d), ion implantation including metal may be performed on the object 2 to be processed. it can.
(A) When ion implantation is focused on: 10 to 40 kV
(B) When performing both ion implantation and film formation: 5 to 20 kV
(C) When only film formation is performed: several hundred V to several kV
(D) When focused on sputtering, etc .: several hundred V to several kV

なお、高電圧パルス発生電源4では、
パルス幅:1μsec〜10msec、
パルス数:1〜複数回のパルスを繰り返すことも可能である。
また、プラズマ発生用電源5の高周波電力の出力周波数は数十kHzから数GHzの範囲で変化させることができる。
In the high voltage pulse generation power source 4,
Pulse width: 1 μsec to 10 msec,
Number of pulses: It is also possible to repeat one to a plurality of pulses.
Further, the output frequency of the high frequency power of the plasma generating power source 5 can be changed in the range of several tens of kHz to several GHz.

反応容器1内に導入する成膜用有機ガスとしては、炭素と水素からなる有機系の炭化水素系ガスおよびこれにBやSi、O、Clなどが添加したものなどである。
(イ)常温(18℃)で気相状態のもの
CH、CHCH、C、CHCHCH、CHCHCHCH
(ロ)常温で液相状態のもの
CH、CCHCH、C(CH、CH(CHCH、C12、CCl
(ハ)有機Si化合物(液相)
(CO)Si、(CHO)Si、[(CHSi]
Examples of the film forming organic gas introduced into the reaction vessel 1 include an organic hydrocarbon gas composed of carbon and hydrogen, and those added with B, Si, O, Cl, or the like.
(A) Gas phase state at room temperature (18 ° C.) CH 4 , CH 2 CH 2 , C 2 H 2 , CH 3 CH 2 CH 3 , CH 3 CH 2 CH 2 CH 3
(B) Liquid phase at room temperature C 6 H 5 CH 3 , C 6 H 5 CH 2 CH, C 6 H 4 (CH 3 ) 2 , CH 3 (CH 2 ) 4 CH 3 , C 6 H 12 , C 6 H 5 Cl
(C) Organic Si compound (liquid phase)
(C 2 H 5 O) 4 Si, (CH 3 O) 4 Si, [(CH 3 ) 4 Si] 2 O

上記の反応容器内への導入ガスは、常温で気相状態のものは、そのままの状態で反応容器1内に導入できるが、液相状態の化合物はこれを加熱してガス化させ、そのガス(蒸気)を反応容器内に供給する。有機Si化合物を用いてアモルファス状固形物の皮膜を形成すると、皮膜中にSiが混入することがあるが、Siは炭素と強く結合しているので、本発明の目的の妨げとなることはない。   The gas introduced into the reaction vessel in the gas phase at normal temperature can be introduced into the reaction vessel 1 as it is, but the compound in the liquid phase is heated to gasify the gas. (Steam) is fed into the reaction vessel. When an amorphous solid film is formed using an organic Si compound, Si may be mixed into the film, but since Si is strongly bonded to carbon, the object of the present invention is not hindered. .

本発明に係るアモルファス状炭素水素固形物層の形状に適した基材質および表面処理皮膜(アンダーコート)としては、以下のものを例示することができる。
(イ)金属基材:Al、Ti、Ni、Cr、No、Ta、Nb、Siおよびこれらの合金類
(ロ)非金属基材:プラスチック、焼結材料、石英、硝子
(ハ)アンダーコート層(表面処理皮膜)
(a)PVD、CVD皮膜:金属(合金を含む)、酸化物.珪化物、硼化物、窒化物、炭化物等
(b)金属めっき皮膜:Ni、Cr、Al、Fe等
(c)高エネルギー照射処理皮膜:上記PVD皮膜、CVD皮膜の表面をレーザーや電子ビームなどの高エネルギー照射処理することによって、表面層を再溶融処理(2次再結晶層)を形成した皮膜等
Examples of the base material and the surface treatment film (undercoat) suitable for the shape of the amorphous carbon hydrogen solid layer according to the present invention include the following.
(B) Metal substrate: Al, Ti, Ni, Cr, No, Ta, Nb, Si and their alloys (b) Non-metal substrate: Plastic, sintered material, quartz, glass (c) undercoat layer (Surface treatment film)
(A) PVD, CVD film: metal (including alloy), oxide. Silicides, borides, nitrides, carbides, etc. (b) Metal plating films: Ni, Cr, Al, Fe, etc. (c) High energy irradiation treatment films: The surface of the PVD film or CVD film is a laser or electron beam. Film with surface layer remelted (secondary recrystallized layer) by high energy irradiation treatment

基材上の表面処理皮膜の表面状態は、基本的にはそのまま、上述したアモルファス状炭素水素固形物層を形成することができるが、このアンダーコート層の表面を機械的に研削・研磨したり、電子ビーム照射処理やレーザー照射処理して、表面膜を再溶融処理した後に成膜したものであってもよい。   The surface state of the surface treatment film on the substrate can basically form the amorphous carbon hydrogen solid layer as described above, but the surface of the undercoat layer can be mechanically ground and polished. The film may be formed after the surface film is remelted by electron beam irradiation or laser irradiation.

また、被処理体2の表面には、上述した方法の他、予めCrやSi、Ta、Nb、Tiなどの炭素と化学的親和力の強い金属イオンや金属の薄膜を形成したあと、その上に、本発明のアモルファス状の炭素水素固形物が堆積した皮膜を形成することも可能である。   In addition to the method described above, a metal ion or metal thin film having a strong chemical affinity with carbon such as Cr, Si, Ta, Nb, Ti, etc. is formed on the surface of the object 2 in advance. It is also possible to form a film in which the amorphous carbon hydrogen solid of the present invention is deposited.

(参考例1)
この参考例では、Al基材の表面に形成したアモルファス状炭素水素固形物層(膜)の水素含有量と基材の曲げ変形に対する抵抗およびその後の耐食性の変化について調査した。
(1)供試基材および試験片
供試基材は、Al(JIS−H4000規定の1085)とし、この基材から、寸法:幅15mm×長さ70m×厚さ1.8mmの試験片を作製した。
(2)アモルファス状炭素水素固形物層の形成方法およびその性状
試験片の全面にわたって、アモルファス状炭素水素固形物の膜を1.5μmm厚さに形成した。このとき、アモルファス状炭素水素固形物膜中の水素含有量を5原子%〜50原子%(残部は炭素)の範囲に制御したものを用いた。
(3)試験方法およびその条件
アモルファス状炭素水素固形物の膜を形成した試験片を、90°に曲げ変形を与え、曲げ部のアモルファス状炭素水素固形物の膜の外観状況を20倍の拡大鏡で観察した。また、JIS−Z2371に規定された塩水噴霧試験に供し、96時間曝露した。
(4)試験結果
表1に試験結果を示した。この試験結果から明らかなように、アモルファス状炭素水素固形物膜中の水素含有量は少なく、炭素含有量の多いもの(No.1〜3)では、90°の曲げ変形を与えると、膜が剥離もしくは局部的に剥離した。一方、これらの剥離試験片を塩水噴霧試験に供すると、基材にAlが腐食され、多量の白さびが発生し、耐食性を完全に消失していることが判明した。これに対して、水素含有量が15原子%以上〜50原子%(No.4〜8)のアモルファス状炭素水素固形物膜は、曲げ変形によっても剥離せず、塩水噴霧試験にもよく耐え、優れた耐食性を継持していることが確認された。
(Reference Example 1)
In this reference example, the hydrogen content of the amorphous carbon hydrogen solid layer (film) formed on the surface of the Al base material, the resistance to bending deformation of the base material, and the subsequent change in corrosion resistance were investigated.
(1) Test base material and test piece The test base material is Al (JIS-H4000 stipulated 1085), and from this base material, a test piece of dimensions: width 15 mm × length 70 m × thickness 1.8 mm is used. Produced.
(2) Method for forming amorphous carbon hydrogen solid layer and its properties An amorphous carbon hydrogen solid film was formed to a thickness of 1.5 μm over the entire surface of the test piece. At this time, the hydrogen content in the amorphous carbon hydrogen solid film was controlled in the range of 5 atomic% to 50 atomic% (the balance was carbon).
(3) Test Method and Conditions The test piece on which the amorphous carbon hydrogen solid film was formed was subjected to bending deformation at 90 °, and the appearance of the amorphous carbon hydrogen solid film at the bent portion was enlarged 20 times. Observed with a mirror. Moreover, it used for the salt spray test prescribed | regulated to JIS-Z2371, and was exposed for 96 hours.
(4) Test results Table 1 shows the test results. As is clear from this test result, when the hydrogen content in the amorphous carbon hydrogen solid film is small and the carbon content (No. 1 to 3) is large, when the bending deformation of 90 ° is given, the film Peeling or peeling locally. On the other hand, when these peel test pieces were subjected to a salt spray test, it was found that Al was corroded on the substrate, a large amount of white rust was generated, and the corrosion resistance was completely lost. On the other hand, the amorphous carbon hydrogen solid film having a hydrogen content of 15 atomic% to 50 atomic% (No. 4 to 8) does not peel even by bending deformation, and well withstands the salt spray test, It was confirmed that it had excellent corrosion resistance.

Figure 2009242951
Figure 2009242951

(実施例1)
この実施例では、半導体加工プロセス用装置に使用されている各種の基材およびアンダーコート層(表面処理皮膜)に対する本発明のアモルファス状炭素水素固形物層の形成の有無を調査した。
(1)供試基材および表面処理皮膜
(a)石英
(b)ソーダ硝子
(c)焼結材料(SiO、Al、AlN)
(d)ポリカボネート(有機高分子材料)
(e)PVD法(Al、TiN、TiC厚さ1.5μm)
(f)CVD法(Al、TiC厚さ1.8μm)
(g)陽極酸化アルミニウム(Al、8μm)
(2)アモルファス状炭素水素固形物膜の形成方法および膜厚
アモルファス状炭素水素固形物膜の形成方法は、参考例1と同じである。但し、アモルファス状炭素水素固形物膜の水素含有量は22原子%とし、膜厚は5μmとした。
(3)試験結果
表2に試験結果を示した。この試験結果から明らかなように、本発明に係るアモルファス状炭素水素固形物膜は、石英、硝子、ポリカーボネートなどの非金属材料はもとより、焼結体、PVD、CVD、陽極酸化膜などに対しても良好な密着性を示すことが確認され、これらの基材の保護皮膜として有利であることが確認された。
Example 1
In this example, the presence or absence of the formation of the amorphous carbon hydrogen solid material layer of the present invention on various base materials and undercoat layers (surface treatment films) used in semiconductor processing apparatus was investigated.
(1) Test substrate and surface treatment film (a) Quartz (b) Soda glass (c) Sintered material (SiO 2 , Al 2 O 3 , AlN)
(D) Polycarbonate (organic polymer material)
(E) PVD method (Al 2 O 3 , TiN, TiC thickness 1.5 μm)
(F) CVD method (Al 2 O 3 , TiC thickness 1.8 μm)
(G) Anodized aluminum (Al 2 O 3 , 8 μm)
(2) Method for Forming Amorphous Carbon Hydrogen Solid Film and Film Thickness The method for forming the amorphous carbon hydrogen solid film is the same as in Reference Example 1. However, the hydrogen content of the amorphous carbon-hydrogen solid film was 22 atomic%, and the film thickness was 5 μm.
(3) Test results Table 2 shows the test results. As is apparent from the test results, the amorphous carbon hydrogen solid film according to the present invention is not limited to non-metallic materials such as quartz, glass, and polycarbonate, but also to sintered bodies, PVD, CVD, anodized films, and the like. In addition, it was confirmed that the film exhibited good adhesion, and it was confirmed that it was advantageous as a protective film for these substrates.

Figure 2009242951
Figure 2009242951

(参考例2)
この参考例では、本発明に係わるアモルファス状炭素水素固形物膜の基本的な防食性能を調査するため、基材として汎用度の高いSS400鋼とAlを用い、これにアモルファス状炭素水素固形物膜を直接膜厚0.5〜50μmに形成させた。また防食性の環境として(a)高湿度、(b)塩水噴霧、(c)5%HSO、(d)5%NaOHなど腐食特性の異なる雰囲気中に曝露して、耐食性を調査した。
(Reference Example 2)
In this reference example, in order to investigate the basic anticorrosion performance of the amorphous carbon hydrogen solid film according to the present invention, a highly versatile SS400 steel and Al are used as a base material, and the amorphous carbon hydrogen solid film is used for this. Was directly formed to a film thickness of 0.5 to 50 μm. In addition, corrosion resistance was investigated by exposing to an environment with different corrosion characteristics such as (a) high humidity, (b) salt spray, (c) 5% H 2 SO 4 , and (d) 5% NaOH as an anticorrosive environment. .

(1)基材および試験片寸法
基材としてSS400鋼とAlの2種類を用い、それぞれから幅30mm×長さ50m×厚さ2mmの試験片を作製した。
(2)アモルファス状炭素水素固形物膜とその厚さ
前掲の装置を用いアモルファス状炭素水素固形物膜を試験片の全面にわたって0.5〜50μmの厚さに形成したものを準備した(水素含有量22〜26原子%)。
(3)腐食試験条件
腐食試験条件として、次に示す条件を選択した。
(イ)高湿度雰囲気:恒温恒湿槽を用いて、30℃,相対湿度90%雰囲気中に試験片を1000時間曝露した。
(ロ)塩水噴霧:JISZ2371規定の塩水噴霧試方法によって96時間の試験を行った。
(ハ)5%HSO浸漬:5%HSO水溶液中(20〜25℃)に100時間浸漬した。
(ニ)5%NaOH浸漬:5%NaOH水溶液中(30〜35℃)に100h浸漬した。
(4)評価方法
腐食試験結果の評価は、試験前後における試験片表面の変化およびHSO,NaOH水溶液中の色調の変化を目視観察により実施した。なお、比較用の試験片として無処理状態のSS400鋼とAlを同じ条件で腐食試験に供した。
(5)腐食試験結果
表3に腐食試験結果を示した。この試験結果から明らかなように、無処理のSS400鋼試験片は、5%NaOH浸漬を除くすべての試験雰囲気(No.1、3、5)において、赤さびを発生したり、また溶解(No.5)した。また、Alの無処理試験片(No.2、4、6、8)では、高湿度雰囲気中以外の条件で白さびを発生(No.4)するとともに、酸(No.6)、アルカリ(No.8)によっても水素ガスを発生しながら溶解した。
これに対して、アモルファス状炭素水素固形物膜を形成した試験片では、基材質の種類に関係なく優れた耐食性を発揮し、膜厚1μm以上ではすべての腐食環境において十分な耐食抵抗を示した。ただ、膜厚0.5μmでは、高湿度雰囲気およびアルカリ水溶液(5%NaOH)浸漬では赤さびの発生を抑制するが、塩水噴霧,硫酸浸漬では僅かに赤さびや白さびの発生が認められた。
(1) Base material and test piece dimension Two types, SS400 steel and Al, were used as a base material, and a test piece having a width of 30 mm, a length of 50 m, and a thickness of 2 mm was produced from each.
(2) Amorphous carbon hydrogen solid film and its thickness Using the above-mentioned apparatus, an amorphous carbon hydrogen solid film formed to a thickness of 0.5 to 50 μm over the entire surface of the test piece was prepared (hydrogen-containing Amount 22-26 atomic%).
(3) Corrosion test conditions The following conditions were selected as the corrosion test conditions.
(I) High humidity atmosphere: Using a constant temperature and humidity chamber, the test piece was exposed to an atmosphere of 30 ° C. and 90% relative humidity for 1000 hours.
(B) Salt spray: A 96-hour test was conducted by the salt spray test method defined in JISZ2371.
(C) 5% H 2 SO 4 immersion: It was immersed in a 5% H 2 SO 4 aqueous solution (20 to 25 ° C.) for 100 hours.
(D) 5% NaOH immersion: immersed in a 5% NaOH aqueous solution (30 to 35 ° C.) for 100 hours.
(4) Evaluation method The evaluation of the corrosion test results was carried out by visual observation of changes in the surface of the test piece before and after the test and changes in the color tone in the aqueous solution of H 2 SO 4 and NaOH. In addition, as a test piece for comparison, untreated SS400 steel and Al were subjected to a corrosion test under the same conditions.
(5) Corrosion test results Table 3 shows the corrosion test results. As is apparent from the test results, the untreated SS400 steel test piece generates red rust or dissolves (No. 1) in all test atmospheres (No. 1, 3, 5) except 5% NaOH immersion. 5) Moreover, in the Al non-processed test piece (No. 2, 4, 6, 8), while generating white rust (No. 4) under conditions other than in a high-humidity atmosphere, the acid (No. 6), alkali ( No. 8) also dissolved while generating hydrogen gas.
On the other hand, the test piece formed with the amorphous carbon hydrogen solid film exhibited excellent corrosion resistance regardless of the type of the base material, and showed sufficient corrosion resistance in all corrosive environments at a film thickness of 1 μm or more. . However, when the film thickness was 0.5 μm, the occurrence of red rust was suppressed in a high humidity atmosphere and an alkaline aqueous solution (5% NaOH) immersion, but slight red rust and white rust were observed in salt spray and sulfuric acid immersion.

以上の結果から、アモルファス状炭素水素固形物膜の有効防食作用は、膜厚0.5〜50μmの範囲において認められ、特に1〜50μmの範囲が好適であることが判明した。   From the above results, it was found that the effective anticorrosive action of the amorphous carbon-hydrogen solid film was observed in the film thickness range of 0.5 to 50 μm, particularly in the range of 1 to 50 μm.

Figure 2009242951
Figure 2009242951

(参考例3)
この参考例では、酸化物セラミック溶射皮膜の表面を電子ビームおよびレーザーなどの高エネルギーを照射して、皮膜表面の成膜粒子を溶融させたものに対するアモルファス状炭素水素固形物膜の防食効果について調査した。
(1)基材および試験片寸法
SS400鋼を用い、幅20mm×長さ30m×厚さ3.2mmの試験片を採取した。
(2)溶射皮膜の種類と溶射法
溶射皮膜の種類:Y
大気プラズマ溶射法を用いて膜厚80μmに形成した。
(3)高エネルギー照射の種類とその条件
(a)電子ビーム照射:下記仕様の電子ビーム照射装置を用い、皮膜表面深さ3μmを再溶融した。
照射雰囲気:1×10−1〜5×10−3MPa
照射出力:10〜30KeV
照射速度:1〜20mm/s
(b)レーザー照射:下記仕様のレーザー照射装置を用い、皮膜表面から10μm再溶融した。
レーザー出力:2〜4kw
ビーム面積:5〜10mm
ビーム走査速度:5〜20mm/s
(4)アモルファス状炭素水素固形物膜の形成と膜厚
参考例1と同じ方法で膜厚3μmにした(水素含有量26〜38原子%)。
(5)腐食試験条件
(イ)塩水噴霧試験:JISZ−2371規定により96時間の試験実施
(ロ)活性ハロゲンガス試験:この試験には、図3に示す装置を用い、試験片31を電気炉32の中心部に設けられたステンレス鋼管33の内部の設置台36上に静置した後、腐食性のガス34を左側から流し、そして、配管途中に設けた石英放電管35に出力600Wのマイクロ波を負荷させて、腐食性ガスの活性化を促した。このような装置を用いた試験では、活性化した腐食性のガスが電気炉中に導かれ、試験片31を腐食した後、右側から系外に放出される。このような腐食試験装置を用い、試験片温度180℃、腐食性ガスCFを150ml/min、Oを75ml/minを流しつつ10時間の腐食試験を行った。
(ハ)HCl蒸気試験:化学実験用デシケーターの底部に30%HCl水溶液を入れ、その上部に多孔質ガラス板を配設した後、そのガラス板の上に試験片を静置し、この環境では蒸気圧の大きいHCl溶液から多量のHCl蒸気が発生し、SS400鋼は1hの曝露によって全面赤さびが発生する。
(6)腐食試験結果
表4に腐食試験結果を示した。この試験結果から明らかなように、Y溶射皮膜をビームおよびレーザ照射しても、そのままの状態の皮膜(No.2、6)では、すべての腐食試験において局部的な赤さびの発生が認められ、腐食成分の内部侵入を完全に防ぐことができない。この原因を解明するため、電子ビームおよびレーザ照射した溶射皮膜の表面を拡大鏡で観察すると、溶射膜特有の気孔は溶融現象によって消失しているが、微小な割れが多数発生していることが判明した。これらの割れは、高エネルギー照射を行い、皮膜(No.4、8)ではすべての腐食試験において多量の赤さびが発生しているのに比較すると、高エネルギー照射の効果が認められるものの十分な対策とはなっていない。
これに対して、アモルファス状炭素水素固形物膜を被覆した皮膜(No.1、3、5、7)では、高エネルギー照射の有無に関係なく、腐食成分の侵入を完全に防ぎ赤さびの発生は全く認められなかった。
(Reference Example 3)
In this reference example, the surface of an oxide ceramic sprayed coating is irradiated with high energy such as an electron beam and a laser to investigate the anticorrosive effect of the amorphous carbon hydrogen solid film on the melted film-forming particles on the coating surface. did.
(1) Base material and test piece dimension The test piece of width 20mm * length 30m * thickness 3.2mm was extract | collected using SS400 steel.
(2) Types of thermal spray coating and types of thermal spray coating: Y 2 O 3
The film was formed to a thickness of 80 μm using an atmospheric plasma spraying method.
(3) Types and conditions of high energy irradiation (a) Electron beam irradiation: Using an electron beam irradiation apparatus having the following specifications, a film surface depth of 3 μm was remelted.
Irradiation atmosphere: 1 × 10 −1 to 5 × 10 −3 MPa
Irradiation output: 10-30 KeV
Irradiation speed: 1 to 20 mm / s
(B) Laser irradiation: Using a laser irradiation apparatus having the following specifications, 10 μm was melted again from the surface of the film.
Laser power: 2-4kw
Beam area: 5-10 mm 2
Beam scanning speed: 5 to 20 mm / s
(4) Formation of Amorphous Carbon Hydrogen Solid Film and Film Thickness The film thickness was 3 μm by the same method as in Reference Example 1 (hydrogen content: 26 to 38 atomic%).
(5) Corrosion test conditions (a) Salt spray test: 96 hours test conducted in accordance with JISZ-2371 (b) Active halogen gas test: In this test, the test piece 31 was replaced with an electric furnace. After standing on the installation base 36 inside the stainless steel tube 33 provided at the center of 32, a corrosive gas 34 is allowed to flow from the left side, and a micro discharge with an output of 600 W is supplied to the quartz discharge tube 35 provided in the middle of the piping. Waves were loaded to promote activation of corrosive gases. In a test using such an apparatus, the activated corrosive gas is introduced into the electric furnace, and after corroding the test piece 31, it is discharged out of the system from the right side. Using such a corrosion test apparatus, a 10-hour corrosion test was performed while flowing a test piece temperature of 180 ° C., 150 ml / min of corrosive gas CF 4 , and 75 ml / min of O 2 .
(C) HCl vapor test: A 30% HCl aqueous solution is placed at the bottom of a chemical experiment desiccator, a porous glass plate is placed on the top, and a test piece is placed on the glass plate. A large amount of HCl vapor is generated from an HCl solution having a high vapor pressure, and SS400 steel undergoes red rust on the entire surface when exposed to 1 h.
(6) Corrosion test results Table 4 shows the corrosion test results. As is apparent from this test result, even if the Y 2 O 3 sprayed coating is irradiated with a beam and a laser, the coating as it is (Nos. 2 and 6) does not cause local red rust in all corrosion tests. Recognized and cannot completely prevent internal entry of corrosive components. In order to elucidate the cause, when the surface of the sprayed coating irradiated with an electron beam and laser is observed with a magnifying glass, the pores peculiar to the sprayed coating have disappeared due to the melting phenomenon, but there are many small cracks. found. These cracks are irradiated with high energy, and compared with the fact that a lot of red rust is generated in all the corrosion tests in the coatings (No. 4 and 8), the effect of high energy irradiation is recognized but sufficient countermeasures It is not.
On the other hand, in the film (No. 1, 3, 5, 7) coated with the amorphous carbon hydrogen solid film, the intrusion of the corrosive component is completely prevented regardless of the presence or absence of high energy irradiation, and red rust is not generated. It was not recognized at all.

Figure 2009242951
Figure 2009242951

本発明の技術は、デポシールド、バッフルプレート、フォーカスリング、インシュレータリング、シールドリング、ベローズカバー、電極などの半導体加工装置用部材として用いられる。その他、本発明は、Si薄膜やSi薄膜の加工品などの搬送用部材の耐摩耗性および加工品に対する疵付き防止用の表面処理技術としても有用であり、また、液晶デバイスなどのプラズマ処理容器内部材、部品に対しても適用が可能である。   The technology of the present invention is used as a member for a semiconductor processing apparatus such as a deposition shield, a baffle plate, a focus ring, an insulator ring, a shield ring, a bellows cover, and an electrode. In addition, the present invention is also useful as a surface treatment technology for preventing wear of a conveying member such as a Si thin film or a processed product of the Si thin film and preventing wrinkles on the processed product, and a plasma processing container such as a liquid crystal device. The present invention can also be applied to inner members and parts.

1 反応容器
2 被処理体(基材)
3 導体
4 高電圧パルス発生電源
5 プラズマ発生用電源
6 重畳装置
7 反応容器内の空気を除去するための真空装置に接続されたバルブ
8 アース線
9 高電圧導入部
1 Reaction vessel 2 Object to be treated (base material)
3 Conductor 4 High-voltage pulse generating power source 5 Plasma generating power source 6 Superimposing device 7 Valve connected to a vacuum device for removing air in the reaction vessel 8 Ground wire 9 High-voltage introduction part

Claims (8)

めっき皮膜、PVD皮膜、CVD皮膜、陽極酸化皮膜および再溶融処理皮膜のうちから選ばれるいずれか1種以上からなるアンダーコート層を有する基材に対し、そのアンダーコート層中に、炭素含有量85〜50原子%、水素含有量15〜50原子%の超微小固体粒子を侵入充填してなると共に、該アンダーコート層の表面に、炭素含有量85〜50原子%、水素含有量15〜50原子%の超微小固体粒子の堆積層からなるアモルファス状炭素水素固形物層が形成されてなる半導体加工装置用部材。 Carbon content 85 in the undercoat layer with respect to a substrate having an undercoat layer composed of any one or more selected from a plating film, a PVD film, a CVD film, an anodized film and a remelted film Intruded and filled with ultrafine solid particles having a hydrogen content of 15 to 50 atomic% and a carbon content of 85 to 50 atomic% and a hydrogen content of 15 to 50 on the surface of the undercoat layer. A member for a semiconductor processing apparatus, in which an amorphous carbon-hydrogen solid layer composed of a deposition layer of ultrafine solid particles of atomic% is formed. 前記アンダーコート層表面のアモルファス状炭素水素固形物層は、80μm以下の厚さを有する層であることを特徴とする請求項1に記載の半導体加工装置用部材。 2. The member for a semiconductor processing apparatus according to claim 1, wherein the amorphous carbon hydrogen solid layer on the surface of the undercoat layer is a layer having a thickness of 80 μm or less. 前記アモルファス状炭素水素固形物層は、硬さHv:500〜2300、電気抵抗率が10〜10Ωcmの特性を有することを特徴とする請求項1または2に記載の半導体加工装置用部材。 3. The member for a semiconductor processing apparatus according to claim 1, wherein the amorphous carbon-hydrogen solid layer has characteristics of hardness Hv: 500 to 2300 and electrical resistivity of 10 5 to 10 8 Ωcm. . 前記アンダーコート層の表面は、その表面が高エネルギー照射処理によって生成した2次再結晶層であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載の半導体加工装置用部材。 4. The member for a semiconductor processing apparatus according to claim 1, wherein the surface of the undercoat layer is a secondary recrystallized layer generated by a high energy irradiation process. 5. 排気した反応容器内に、表面にめっき皮膜、PVD皮膜、CVD皮膜、陽極酸化皮膜および再溶融処理皮膜のうちから選ばれるいずれか1種以上からなるアンダーコート層を有する被処理基材を保持するとともに炭化水素系ガスを導入し、その基材に高周波電力と高電圧パルスとを重畳印加してその導入炭化水素系ガスのプラズマを発生させると同時に、該基材を負の電位に保持することによって、炭素含有量85〜50原子%、水素含有量15〜50原子%の1×10−9m以下の超微小固体粒子を、気相析出させて該アンダーコート層中に侵入充填すると共に、該アンダーコート層表面にも炭素含有量85〜50原子%、水素含有量15〜50原子%の1×10−9m以下の超微小固体粒子の集合体からなるアモルファス状炭素水素固形物を堆積させて被覆することを特徴とする半導体加工装置用部材の製造方法。 A substrate to be treated having an undercoat layer made of any one or more selected from a plating film, a PVD film, a CVD film, an anodized film, and a remelted film is held in the exhausted reaction vessel. In addition, a hydrocarbon gas is introduced, and a plasma of the introduced hydrocarbon gas is generated by superimposing and applying high frequency power and a high voltage pulse to the base material, and at the same time holding the base material at a negative potential By vapor deposition of ultrafine solid particles having a carbon content of 85 to 50 atomic% and a hydrogen content of 15 to 50 atomic% of 1 × 10 −9 m or less and intruding and filling the undercoat layer. , carbon content in the undercoat layer surface 85-50 atomic%, the amorphous carbon hydrogen solid comprising an aggregate of 1 × 10 -9 m or less of the super-fine solid particles of the hydrogen content of 15 to 50 atomic% The method of manufacturing a semiconductor processing device member, characterized in that the coating is deposited things. 前記アンダーコート層表面のアモルファス状炭素水素固形物によって形成される層は、80μm以下の厚さを有する層であることを特徴とする請求項5に記載の半導体加工装置用部材の製造方法。 6. The method for manufacturing a member for a semiconductor processing apparatus according to claim 5, wherein the layer formed of the amorphous carbon hydrogen solid on the surface of the undercoat layer is a layer having a thickness of 80 [mu] m or less. 前記アモルファス状炭素水素固形物によって形成される層は、硬さHv:500〜2300、電気抵抗率が10〜10Ωcmの特性を有することを特徴とする請求項5または6に記載の半導体加工装置用部材の製造方法。 7. The semiconductor according to claim 5, wherein the layer formed of the amorphous carbon-hydrogen solid has characteristics of hardness Hv: 500 to 2300 and electric resistivity of 10 5 to 10 8 Ωcm. Manufacturing method of member for processing apparatus. 前記アンダーコート層の表面には、その表面が高エネルギー照射処理によって生成する2次再結晶層を形成することを特徴とする請求項5〜7のいずれか1に記載の半導体加工装置用部材の製造方法。 8. The member for a semiconductor processing apparatus according to claim 5, wherein a secondary recrystallized layer formed on the surface of the undercoat layer by high energy irradiation treatment is formed on the surface of the undercoat layer. Production method.
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