JP2009302134A - 放電処理装置の誘電体部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放電処理装置の電極に設けられる誘電体部材を容易かつ安価に製作し、しかも表層については品質を確保する。
【解決手段】アルミナ８５〜９８ｗｔ％、残部不純物からなる誘電体本体２５を用意し、この誘電体本体２５の表層の不純物をエッチングする。これにより、誘電体本体２５と、それよりアルミナ純度が高い表層２６とを積層した誘電体部材２０が形成される。
【選択図】図１

Description

この発明は、誘電体バリア放電等の放電により各種被処理物を表面処理する放電処理装置の電極に設けられる誘電体部材及びその製造方法に関する。

この種の誘電体部材の材料として代表的なものにアルミナが挙げられる。例えば特許文献２ではアルミナ純度を９９．６％以上にしている。高純度アルミナは、化学的に安定であり、十分な耐久性を有し、高いパワー密度でも破損しにくい。
特開平０２−２８１７３０号公報 特開平１１−１９１５００号公報

しかし、高純度アルミナの誘電体部材を製作するのは容易でなく、価格も高い。例えば純度９９．６％のアルミナと９６％のアルミナではおよそ１０倍の価格差がある。

上記課題を解決するため、本発明は、放電処理装置の電極に少なくとも一部が放電空間を画成するように設けられる誘電体部材であって、アルミナ純度が８５〜９８ｗｔ％の誘電体本体と、この誘電体本体に薄く積層された表層とを有し、前記表層が、前記誘電体本体よりアルミナ純度が高いことを特徴とする。
これによって、誘電体部材の表層については、全体を高純度アルミナで構成した誘電体部材と同程度の化学的安定性を確保でき、かつ誘電体部材を低廉化できる。アルミナ純度を８５ｗｔ％以上とするのは、誘電部材の強度が過度に低下しないようにするためである。アルミナ純度を９８ｗｔ％以下とするのは、９８ｗｔ％を越えていると、誘電部材の製作が困難で高価格になるからである。

前記表層のアルミナの稠密度（単位体積の表層中のアルミナの質量）が前記誘電体本体のアルミナの稠密度（単位体積の誘電体本体中のアルミナの質量）と略等しく、前記表層の不純物の稠密度（単位体積の表層中の不純物の質量）が前記誘電体本体の不純物の稠密度（単位体積の誘電体本体中の不純物の質量）より低いことが好ましい。
これによって、表層のアルミナ純度を誘電体本体より高くすることができる。

前記不純物は、酸化シリコンを含むことが好ましい。
これによって、表層の酸化シリコンをエッチング等で除去することによりアルミナ純度を高くすることができる。

前記放電空間を画成する部分の面積が、前記電極への供給電力を当該面積で除した電力密度が１．５Ｗ／ｃｍ^２以下になる大きさであることが好ましい。
これによって、誘電体本体が比較的低純度のアルミナ（８５〜９８ｗｔ％）で構成されていても、その内部に過度の熱応力が発生するのを抑えることができ、誘電体部材の破損を防止できる。
放電処理装置の処理ガスがヘリウムを含有する場合、処理ガス中のヘリウム濃度を１０ｖｏｌ％以下にすることが好ましい。これにより、電力密度１．５Ｗ／ｃｍ^２以下との条件と相俟って、アーク放電が発生するのを防止できる。

また、本発明方法は、放電処理装置の電極に少なくとも一部が放電空間を画成するように設けられる誘電体部材の製造方法であって、アルミナ８５〜９８ｗｔ％、残部不純物からなる誘電体本体を用意し、この誘電体本体の表層中の不純物をエッチングすることを特徴とする。
これによって、誘電体部材の表層を除く誘電体本体については、比較的低純度のアルミナ（８５〜９８ｗｔ％）のままであるが、表層については、不純物量を減少させ、相対的にアルミナ純度を高めることができ、全体を高純度アルミナで構成した誘電部材と同程度の科学的安定性を付与でき、かつ誘電体部材を容易に製作でき、誘電体部材を低廉化できる。誘電体本体のアルミナ純度を８５ｗｔ％以上とすることにより、表層から除去される不純物量が過度に多くならないようにでき、強度の劣化を防止できる。アルミナ純度を９８ｗｔ％以下とすることにより、誘電部材を確実に容易に製作でき、価格を確実に低廉化できる。

前記不純物が、酸化シリコンを含み、前記誘電体本体にフッ素系反応ガスを接触させて前記エッチングを行なうことが好ましい。
これによって、表層中の不純物量を確実に減らすことができ、表層のアルミナ純度を確実に高めることができる。

前記フッ素系反応ガスが、ＨＦを含むことが好ましい。
これによって、表層中の酸化シリコンを確実にエッチングできる。フッ素系反応ガスは、ＨＦの他、ＣＯＦ_２やフッ素ラジカル等を含んでいてもよい。

前記エッチングを、ＳｉＦ_４の発生量がエッチング開始時の１／１０以下になるまで行なうことが好ましい。
これによって、表層の不純物を十分に減らし、アルミナ純度を十分に高くすることができる。

前記エッチングを、ＳｉＦ_４の発生量がエッチング開始時の１／１００以下になるまで行なうことが好ましい。
これによって、表層の不純物を一層減らし、アルミナ純度を一層高くすることができる。

前記誘電体本体を前記放電処理装置に組み込んで前記放電空間を画成し、フッ素系原料ガスを前記放電空間に導入しプラズマ化して前記フッ素系反応ガスを生成することにより前記エッチングを行なうことにしてもよい。
これにより、放電処理装置を組み立てた状態でエイジング（空運転）して、誘電体部材の表層を高純度アルミナにすることができる。
前記エッチングのためのエイジングは、当該放電処理装置の正規の使用条件と略同じ条件下で行なうことが好ましい。これによって、誘電部材の破損を防止でき、かつエイジング時間をできる限り短くできる。正規の使用条件より厳しい条件下では誘電部材が破損するおそれがあり、正規の使用条件より緩い条件では表層を所望のアルミナ純度にするのに長時間を要する。ここで、正規の使用条件とは、当該放電処理装置で被処理物を実際に処理する際の諸処理条件（供給電力、周波数、ガス流量等）を言う。

前記放電処理装置とは別のプラズマエッチング装置を用意し、前記誘電体本体を前記プラズマエッチング装置の放電空間内に配置し、フッ素系原料ガスを前記プラズマエッチング装置の放電空間に導入しプラズマ化して前記フッ素系反応ガスを生成することにしてもよい。
これによって、誘電部材の放電空間を画成する部分は勿論、それ以外の部分についても、表層の不純物を確実にエッチングできる。

前記放電処理装置による被処理物の表面処理は、例えば大気圧近傍下でのプラズマ放電処理であり、前記表層を形成するためのエッチングは、例えば大気圧近傍下でのプラズマエッチングである。
ここで、大気圧近傍 とは、１．０１３×１０^４〜５０．６６３×１０^４Ｐａの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、１．３３３×１０^４〜１０．６６４×１０^４Ｐａが好ましく、９．３３１×１０^４〜１０．３９７×１０^４Ｐａがより好ましい。

本発明によれば、誘電体部材を容易かつ安価に製作でき、しかも、表層については、全体を高純度アルミナで構成した誘電体部材と化学的に同程度の品質を確保できる。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、放電処理装置１を示したものである。放電処理装置１は、処理ヘッド１０を備えている。処理ヘッド１０の下方に被処理物９が配置され、被処理物９の表面処理がなされるようになっている。被処理物９は、特に限定がなく、例えば液晶ディスプレイ用のガラス基板でもよく、半導体ウェハでもよく、柔軟な連続シートでもよい。処理内容には特に限定がなく、エッチング、成膜、洗浄、表面改質等の種々の表面処理に適用できる。

放電処理装置１は、一対の電極１１，１１と、各電極１１に対応する誘電体部材２０，２０を有している。電極１１，１１は、それぞれ垂直な板状をなし、互いに対向するように配置されている。電極１１，１１は、平行平板電極になっているが、これに限定されるものではなく、同心円筒状になっていてもよく、その他、種々の形状、構造になっていてもよい。一方（図１において右側）の電極１１は電源２に接続されている。他方（図１において左側）の電極１１は電気的に接地されている。

各電極１１に誘電体部材２０が設けられている。誘電体部材２０は、誘電体バリア板２１と底板２２を有している。誘電体バリア板２１は、対応電極１１の他方の電極１１との対向面に接し、該対向面の全体を覆っている。図２に示すように、誘電体バリア板２１の面積（高さ及び奥行き（図１の紙面と直交する方向の寸法））は、電極１１の対向面の面積（高さ及び奥行き）より大きい。誘電体バリア板２１の中央の電極１１を覆う部分が、誘電体バリア２１ａ（後記放電空間１３ａを画成する部分）となっている。誘電体バリア２１ａの面積（すなわち電極１１の面積）は、電力密度が１．５Ｗ／ｃｍ^２以下になる大きさになっている。電力密度は、電源１から電極１１への供給電力を誘電体バリア２１ａの面積で除した値である。誘電体バリア板２１の周縁部は、電極１１より突出している。誘電体バリア板２１の厚さは、例えば１ｍｍ程度である。（図面において、誘電体部材２０の厚さは誇張されている。）

図１に示すように、一対の誘電体バリア板２１，２１の対向面どうし間にスリット状のガス通路１３が形成されている。処理ガス源３から処理ガス供給ライン３ａが延び、この供給ライン３ａがスリット状ガス通路１３の上端部に接続されている。処理ガス源３は、処理内容に応じた処理ガスをガス通路１３に供給する。これと併行して、電源２からの電圧供給によって誘電体バリア板２１，２１間に電界が印加され、大気圧近傍の放電が起き、ガス通路１３の中央部分が放電空間１３ａとなる。これにより、処理ガスがプラズマ化（分解、励起、活性化、イオン化を含む）される。

底板２２は、電極１１から下に離れ、電極１１の下面を覆っている。誘電体バリア板２１の下端部が底板２２に突き当てられている。一対の底板２２，２２どうし間に吹出し口１４が形成されている。誘電体バリア板２１，２１間のガス通路１３の下端部が吹出し口１４に連なっている。底板２２の下面は、処理ヘッド１０の底面を画成している。底板２２より外側の処理ヘッド１０の底部には、吸込み口１５が形成されている。

ガス通路１３でプラズマ化された処理ガスが、吹出し口１４から下方へ吹き出され、被処理物９に吹き付けられる。これにより、被処理物９の表面処理がなされる。処理済みのガスは、吸込み口１５から吸引される。

誘電体部材２０の誘電体バリア板２１及び底板２２は、何れも誘電体本体２５と表層２６の積層構造になっている。誘電体本体２５は、誘電体部材２０の略全体を占めており、その厚さは誘電体部材２０の厚さと略等しい。誘電体本体２５は、アルミナを主成分とするセラミックで構成されている。誘電体本体２５のアルミナ純度は、例えば特許文献２のアルミナ純度（９９．６％）より低い８５〜９８ｗｔ％であり、好ましくは９０〜９５ｗｔ％である。誘電体本体２５中の不純物（アルミナを除いた残部）は、主に酸化シリコンである。

誘電体本体２５に表層２６が薄く積層されている。表層２６の厚さは、誘電体本体２５に比べ十分に小さく、例えば１０〜１００μｍ程度である。表層２６は、誘電体本体２５と同様に、アルミナを主成分とし、残部の不純物は主に酸化シリコンで構成されている。表層２６のアルミナ純度は、誘電体本体２５より高い。

表層２６と誘電体本体２５のアルミナ純度の違いは、不純物の稠密度（単位体積あたりの含有量）の違いに起因している。すなわち、表層２６のアルミナの稠密度は、誘電体本体２５のアルミナの稠密度と略等しい。一方、表層２６の主に酸化シリコンからなる不純物の稠密度は、誘電体本体２５の不純物の稠密度より低い。

以下、誘電体バリア板２１の誘電体本体２５及び表層２６と、底板２２の誘電体本体２５及び表層２６を互いに区別するときは、誘電体バリア板２１の誘電体本体２５及び表層２６については符号に「Ａ」を付し、底板２２の誘電体本体２５及び表層２６については符号に「Ｂ」を付す。

誘電体バリア板２１の表層２６Ａは、対応電極１１と接する側とは反対側（他方の電極１１の側）に向けられている。表層２６Ａは、スリット状ガス通路１３を画成し、ひいては放電空間１３ａを画成している。

底板２２の表層２６Ｂは、底板２２の内端面及び底面に形成されている。底板２２の内端面の表層２６Ｂは、吹出し口１４を画成している。底板２２の底面の表層２６Ｂは、処理ヘッド１０の底面を構成し、被処理物９と対向するようになっている。

誘電体部材２０の製造方法を、表層２６の形成方法を中心に説明する。
表層２６は、誘電体本体２５を表面処理することにより形成される。具体的には、誘電体本体２５の表面部分の酸化シリコン等の不純物をエッチングして除去することにより形成される。エッチングには、例えばフッ素系反応ガスが用いられる。このフッ素系反応ガスを誘電体本体２５の表面に接触させ、不純物のエッチングを行なう。以下、詳述する。

（１）誘電体部材２０の製造方法の第１態様
まず、表面に表層２６が形成されていない状態の誘電体本体２５を用意する。誘電体本体２５はアルミナ純度がそれほど高くないから（８５〜９８ｗｔ％）、容易かつ安価に得ることができる。図３に示すように、この誘電体本体２５を放電処理装置１に組み込む。すなわち、誘電体本体２５Ａのみ（表層２６Ａ未形成）の誘電体バリア板２１を各電極１１の対向面に設置する。誘電体本体２５Ｂのみ（表層２６Ｂ未形成）の底板２２を処理ヘッド１０の下部に設置する。処理ヘッド１０の下方には、被処理物９の代わりとなるダミー板９Ｘを配置する。ダミー板９Ｘは、フッ素系反応成分（ＨＦ等）との反応性を有さない材料で構成されていることが好ましい。

また、処理ガス源３に代えて、フッ素系原料ガス源４からのガス供給ライン４ａを処理ヘッド１０に接続する。フッ素系原料ガス源４は、フッ素系原料成分とキャリアガスとを混合し、この混合ガスに更にＨ_２Ｏを添加し、フッ素系原料ガスを得る。フッ素系原料成分としては、例えばＣＦ_４が用いられている。キャリアガスとしては、例えばＡｒが用いられている。
フッ素系原料成分として、ＣＦ_４に代えて、ＣＨＦ_３、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、ＳＦ_６、ＮＦ_３、ＸｅＦ_２などを用いてもよい。キャリアガスとして、Ａｒに代えて、ＨｅやＮ_２を用いてもよい。
放電処理装置１で被処理物９を処理する際に用いる処理ガス（プラズマ化前）がフッ素系原料ガスである場合、処理ガス源３をそのままフッ素系原料ガス源４として用いることができる。プラズマ化前処理ガスとしてフッ素系原料ガスを用いる処理としては、シリコンや酸化シリコンのエッチングが挙げられる。

そして、放電処理装置１をエイジング（空運転）する。すなわち、ガス源４のフッ素系原料ガス（ＣＦ_４＋Ａｒ＋Ｈ_２Ｏ）を供給ライン４ａを介しガス通路１３に供給する。併行して、電極１１，１１間に電界を印加し、ガス通路１３内に大気圧近傍プラズマを生成する。これにより、フッ素系原料ガスがプラズマ化され、ＨＦ、ＣＯＦ_２、フッ素ラジカル等のフッ素系反応成分を含むフッ素系反応ガスが生成される。投入電力、周波数、ガス流量等の処理条件は、実際に放電処理装置１を用いて被処理物９を処理する際の処理条件（正規の使用条件）と一致させることが好ましい。これによって、プラズマエネルギー等を適度な大きさにでき、誘電体本体２５の破損を防止しつつ、エイジング時間をなるべく短くできる。

ガス通路１３内で生成されたフッ素系反応ガスは、誘電体本体２５Ａに接触する。これによって、誘電体本体２５Ａの表層中の酸化シリコンがＨＦ等のフッ素系反応成分と反応し、ＳｉＦ_４になって揮発する。このため、誘電体本体２５Ａの表層の不純物の稠密度（含有量）が低下する。この結果、誘電体本体２５Ａの表層が高純度アルミナ層２６Ａとなる。

フッ素系反応ガスは、吹出し口１４から吹き出され、底板２２とダミー板９Ｘとの間を通過し、吸込み口１５から吸引される。この過程で、フッ素系反応ガス中に残存するＨＦ等のフッ素系反応成分が誘電体本体２５Ｂに接触する。これによって、誘電体本体２５Ｂの表面（内端面と底面）にも高純度アルミナ層２６Ｂを形成できる。

このようにして、誘電体部材２０の誘電体バリア板２１及び底板２２の表層２６については、全体を高純度アルミナで構成した誘電部材と同等の化学的安定性を付与できる。しかも、全体を高純度アルミナで形成するよりも誘電体部材２０を十分に安価かつ容易に製作できる。

エイジングは、ＳｉＦ_４の発生量がエイジング開始時の好ましくは１／１０以下になるまで行ない、より好ましくは１／１００以下になるまで行なう。ＳｉＦ_４の発生量が当初の１／１０以下になるまでエイジングすることにより、表層２６のアルミナ純度を十分に高めることができる。ＳｉＦ_４の発生量が当初の１／１００以下になるまでエイジングすることにより、表層２６のアルミナ純度を一層十分に高めることができる。
ＳｉＦ_４の発生量は、例えばＦＴＩＲ（フーリエ変換赤外分光分析器）を用いて測定することができる。

誘電体バリア板２１の場合、フッ素系反応成分が高活性の状態で接触するため、１時間程度のエイジングでＳｉＦ_４の発生量を当初の１／１０以下にすることができ、２時間程度のエイジングでＳｉＦ_４の発生量を当初の１／１００以下にすることができる。

底板２２の場合、多少減衰したフッ素系反応成分が接触するため、ＳｉＦ_４の発生量を当初の１／１０以下にするのに丸一日以上かかる。

（２）誘電体部材２０の製造方法の第２態様
そこで、図４に示すように、プラズマエッチング装置４０を別途用意することにしてもよい。プラズマエッチング装置４０は、一対の電極４１，４２を備えている。電極４１，４２は、それぞれ水平な板状をなし、互いに上下に対向して平行平板電極を構成している。上側電極４１と下側電極４２の間に電極間空間４３（放電空間）が形成されている。電極４１，４２の面積は、底板２２より十分に大きく、電極間空間４３は、底板２２を十分に収容可能になっている。上側電極４１には電源４４が接続されている。下側電極４２は電気的に接地されている。電極４１，４２のうち少なくとも一方（ここでは電極４１）の対向面には固体誘電体層４５が設けられている。フッ素系原料ガス源４から延びるガス供給ライン４ａが電極間空間４３に接続されている。

誘電体本体２５Ｂのみ（表層２６Ｂ未形成）の底板２２を電極間空間４３内に配置する。このとき、底板２２の底面を上に向けて下側電極４２に載置するとよい。そして、ガス源４からのフッ素系原料ガスを電極間空間４３に導入するとともに、電源４４からの電圧供給によって電極間空間４３内に大気圧近傍のプラズマ放電を生成する。これによって、フッ素系原料ガスがプラズマ化され、ＨＦ、ＣＯＦ_２等のフッ素系反応成分を含むフッ素系反応ガスとなる。このフッ素系反応ガスが底板２２に接触し、誘電体本体２５Ｂの表層中のＳｉＯ_２をエッチングする。これにより、誘電体本体２５Ｂの表層を高純度アルミナ層２６Ａにすることができる。放電空間４３内のフッ素系反応成分が高活性の状態で誘電体本体２５Ｂに接触するため、第１態様の誘電体バリア板２１と同様に、１時間程度でＳｉＦ_４の発生量を当初の１／１０以下にでき、２時間程度でＳｉＦ_４の発生量を当初の１／１００以下にでき、高純度のアルミナ層２６を得ることができる。

表層２６Ｂを形成した後の底板２２をプラズマエッチング装置４０から取り出し、放電処理装置１に組み込む。誘電体バリア板２１については、第１態様（図３）と同様に、放電処理装置１に誘電体本体２５Ａを組み込んだ状態で放電処理装置１をエイジングし、表層２６Ａを形成する。

（３）誘電体部材２０の製造方法の第３態様
図５に示すように、底板２２だけでなく誘電体バリア板２１の表層２６Ａについてもプラズマエッチング装置４０を用いて形成することにしてもよい。プラズマエッチング装置４０の電極４１，４２の面積は、誘電体バリア板２１より十分に大きく、電極間空間４３は、誘電体バリア板２１の全体を十分に収容可能になっている。この電極間空間４３内に誘電体本体２５Ａのみ（表層２６Ａ未形成）の誘電体バリア板２１を配置する。このとき、誘電体本体２５Ａは、ガス通路１３（図１参照）を画成すべき面を上にして下側電極４２に載置するとよい。

電極間空間４３内で生成されたフッ素系反応成分は、誘電体本体２５Ａの上面の全体に接触する。したがって、該誘電体本体２５Ａの上面の全体に表層２６Ａを短時間（１〜２時間程度）で確実に形成できる。特に、誘電体バリア２１ａ（図２参照）より外側の部分にも表層２６Ａを確実に形成できる。（図３に示した第１態様では、誘電体バリア２１ａより外側部分は、放電空間１３ａから外れているため表層２６Ａを形成しにくく、時間を要する。）さらに、誘電体本体２５Ａの外端面にも表層２６Ａを形成できる。

第３態様では、プラズマエッチング装置４０を用いて誘電体バリア板２１と底板２２にそれぞれ表層２６Ａ，２６Ｂを形成する。１つのプラズマエッチング装置４０で誘電体バリア板２１と底板２２の表層形成を順次行なってもよい。プラズマエッチング装置４０の放電空間４３が広い場合、誘電体バリア板２１と底板２２を放電空間４３内に並べて配置し、これら誘電体バリア板２１と底板２２の表層形成を同時に行なってもよい。誘電体バリア板２１用のプラズマエッチング装置４０と底板２２用のプラズマエッチング装置４０を別々に用意してもよい。
その後、これら誘電体バリア板２１及び底板２２を放電処理装置１に組み込む。

上記第１〜第３態様の何れかによって誘電体部材２０を製造し放電処理装置１を完成させた後、図１に示すように、放電処理装置１を用いて被処理物９を表面処理する。
このとき、電力密度（電極１１の単位面積当たりの投入電力）を１．５Ｗ／ｃｍ^２以下にする。これによって、誘電体部材２０の内部が低純度アルミナの誘電体本体２５で構成されていても、該誘電体本体２５内に生じる熱応力を低減でき、誘電体部材２０の破損を防止できる。
処理ガス源３の処理ガスがヘリウムを含有する場合、ヘリウム濃度は処理ガス全体の１０ｖｏｌ％以下にすることが好ましい。これにより、電力密度１．５Ｗ／ｃｍ^２以下との条件と相俟って、アーク放電が発生するのを防止できる。

電力密度を小さくする分、電極１１及び誘電体バリア板２１の面積を大きくする。例えば、従来、高さ４５ｍｍ、幅４２０ｍｍの全体が高純度アルミナ（純度９９．６％）からなる誘電体を使用し、かつ高さ３５ｍｍ、奥行き４００ｍｍの電極を使用し、供給電力３２０Ｗ、電力密度２．２８Ｗ／ｃｍ^２で運転していたとした場合、本発明装置１では、例えばアルミナ純度９６ｗｔ％の誘電体バリア板２１を用いたとして、その高さ（図１の上下方向の寸法）を６６ｍｍ、奥行き（図１の紙面直交方向の寸法）を４２０ｍｍとし、電極１１の高さを５６ｍｍ、奥行きを４００ｍｍとし、供給電力３２０Ｗ、電力密度１．４３Ｗ／ｃｍ^２で運転するとよい。これによって、従来装置と同等の処理能力を得ることができ、かつ誘電体バリア板２１の破損を防止できる。この例では、アルミナの量が従来の１．４６倍になるが、価格は１／１０程度にできる。電極１１の大型化に伴うコストアップを見込んでも、差し引きで十分にコストダウンできる。

この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をなすことができる。
例えば、実施形態の放電処理装置１は、電極１１，１１間の放電空間１３ａで処理ガスをプラズマ化して吹出し、放電空間１３ａの外部に配置された被処理物９に吹き付けて表面処理する所謂リモート式の大気圧プラズマ処理装置であったが、被処理物を放電空間の内部に配置し、プラズマを被処理物に直接的に接触させる所謂ダイレクト式の大気圧プラズマ処理装置であってもよい。
表層２６を形成するための誘電体本体２５の不純物のエッチングは、放電処理装置１又はプラズマエッチング装置４０による大気圧近傍のプラズマエッチングに限られず、低圧（真空）下でのプラズマエッチングでもよい。更にはプラズマエッチングに限られず、ＨＦ貯留部からのＨＦガスを誘電体本体２５に接触させてエッチングしてもよい。
放電処理装置１の放電形態は、大気圧グロー放電等の誘電体バリア放電に限られず、コロナ放電、その他の放電であってもよい。
誘電体部材２０の誘電体バリア板２１と底板２２は、実施形態では別体になっているが、一体に連なっていてもよい。
表層２６中のアルミナの稠密度が誘電体本体２５のアルミナの稠密度より高くなっていてもよい。

本発明は、例えば半導体装置の製造分野においてシリコンや酸化シリコンのエッチング等の表面処理に適用可能である。

本発明の第１実施形態に係る放電処理装置の断面図である。 上記放電処理装置の電極及び誘電体部材の斜視図である。 誘電体部材の製造方法の第１態様において、上記放電処理装置を用い、その誘電部材に高純度アルミナ表層を形成する状態を示す断面図である。 誘電体部材の製造方法の第２態様において、上記誘電部材の底板に高純度アルミナ表層を形成する様子を示すプラズマエッチング装置の断面図である。 誘電体部材の製造方法の第３態様において、上記誘電部材の誘電体バリア板に高純度アルミナ表層を形成する様子を示すプラズマエッチング装置の断面図である。

符号の説明

１ 放電処理装置
２ 電源
３ 処理ガス源
３ａ 処理ガス供給ライン
４ フッ素系原料ガス源
４ａ フッ素系原料ガス供給ライン
９ 被処理物
９Ｘ ダミー板
１０ 処理ヘッド
１１ 電極
１３ ガス通路
１３ａ 放電空間
１４ 吹出し口
１５ 吸込み口
２０ 誘電体部材
２１ 誘電体バリア板
２１ａ 誘電体バリア（放電空間を画成する部分）
２２ 底板
２５ 誘電体本体
２６ 表層
４０ プラズマエッチング装置
４１ 上側電極
４２ 下側電極
４３ 放電空間
４４ 電源
４５ 固体誘電体層

Claims (11)

1. 放電処理装置の電極に少なくとも一部が放電空間を画成するように設けられる誘電体部材であって、アルミナ純度が８５〜９８ｗｔ％の誘電体本体と、この誘電体本体に薄く積層された表層とを有し、前記表層が、前記誘電体本体よりアルミナ純度が高いことを特徴とする放電処理装置の誘電体部材。
2. 前記表層のアルミナの稠密度が前記誘電体本体のアルミナの稠密度と略等しく、前記表層の不純物の稠密度が前記誘電体本体の不純物の稠密度より低いことを特徴とする請求項１に記載の誘電体部材。
3. 前記不純物が、酸化シリコンを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の誘電体部材。
4. 前記放電空間を画成する部分の面積が、前記電極への供給電力を当該面積で除した電力密度が１．５Ｗ／ｃｍ^２以下になる大きさであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の誘電体部材。
5. 放電処理装置の電極に少なくとも一部が放電空間を画成するように設けられる誘電体部材の製造方法であって、アルミナ８５〜９８ｗｔ％、残部不純物からなる誘電体本体を用意し、この誘電体本体の表層中の不純物をエッチングすることを特徴とする放電処理装置の誘電体部材の製造方法。
6. 前記不純物が、酸化シリコンを含み、前記誘電体本体にフッ素系反応ガスを接触させて前記エッチングを行なうことを特徴とする請求項５に記載の誘電体部材の製造方法。
7. 前記フッ素系反応ガスが、ＨＦを含むことを特徴とする請求項６に記載の誘電体部材の製造方法。
8. 前記エッチングを、ＳｉＦ_４の発生量がエッチング開始時の１／１０以下になるまで行なうことを特徴とする請求項６又は７に記載の誘電体部材の製造方法。
9. 前記エッチングを、ＳｉＦ_４の発生量がエッチング開始時の１／１００以下になるまで行なうことを特徴とする請求項６又は７に記載の誘電体部材の製造方法。
10. 前記誘電体本体を前記放電処理装置に組み込んで前記放電空間を画成し、フッ素系原料ガスを前記放電空間に導入しプラズマ化して前記フッ素系反応ガスを生成することにより前記エッチングを行なうことを特徴とする請求項６〜９の何れかに記載の誘電体部材の製造方法。
11. 前記放電処理装置とは別のプラズマエッチング装置を用意し、前記誘電体本体を前記プラズマエッチング装置の放電空間内に配置し、フッ素系原料ガスを前記プラズマエッチング装置の放電空間に導入しプラズマ化して前記フッ素系反応ガスを生成することにより前記エッチングを行なうことを特徴とする請求項６〜９の何れかに記載の誘電体部材の製造方法。

Images