JP2016042496A - 放電空間を画成する部材およびその再生処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】再生処理時に発生する基材へのダメージを低減することができる放電空間を画成する部材および該部材の再生処理方法を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係るベルジャ１０４は、基材２０１と、基材２０１の放電空間側の表面に被覆されている第１の中間層２０２、第１の中間層２０２の表面に被覆されている第２の中間層２０３と、第２の中間層２０３の表面に被覆されているトップコート層２０４とを含む。第２の中間層はフッ酸に溶解し、かつ第１の中間層はフッ酸に溶解しないように構成されている。ベルジャの再生処理においては、フッ酸を用いて表面の付着物質ごと第２の中間層およびトップコート層を除去し、第１の中間層を残存させる。その結果、基材にフッ酸が接触してダメージを与えることを抑制することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、放電空間の少なくとも一部を画成する部材、および該部材の再生処理方法に関する。

様々な電子部品等の製造において、プラズマを用いた基板処理が行われている。このようなプラズマを用いた処理装置（以下、プラズマ処理装置という）としては、放電空間の外部に電力印加用のアンテナを設け、該アンテナに高周波電力を印加することによって該放電空間内部にプラズマを発生させる装置が一般に用いられている。プラズマ処理としては、例えばイオンビームエッチングや反応性イオンエッチングがある。

上述したプラズマ処理装置において、反応性イオンエッチングやイオンビームエッチング等のプラズマ処理を行うと、エッチングにより被エッチング部材から放出された物質は、放電空間に面する壁面等に付着する。そのような付着物質が後のプラズマ処理中に壁面から剥離、脱落すると、被エッチング部材の汚染の原因となる。また、壁面に対してもプラズマによるエッチングが発生し、該壁面から放出された物質が該壁面の別の部分に付着する。これに対処するため、付着物質の剥離、脱落がしづらく、かつエッチングによる壁面の摩耗を抑制するための被覆を、放電空間を画成する部材に設ける技術が用いられている。

このような構成において、放電空間を画成する部材に形成された被覆上に付着物質の堆積や被覆の摩耗が進行した場合には、該部材を再度利用可能にするために、付着物質を除去するとともに被覆の再形成を行う再生処理が行われる。

特許文献１に記載の部材においては、石英ガラス基材の上に塩酸または水酸化カリウム水溶液に溶解するＡｌ膜が形成され、その上にＡｌ_２Ｏ_３膜が形成されている。この構成により、付着物質が堆積した部材の再生処理を行う際には、該部材を塩酸または水酸化カリウム水溶液に浸漬することによって、Ａｌ膜を溶解させ、表面の付着物質ごとＡｌ_２Ｏ_３膜を剥離させることができる。

同様に、特許文献２に記載の部材においては、金属基材の上に該基材より無機酸に溶解しやすい金属膜が形成され、その上に多孔質性金属膜が形成されている。この構成により、付着物質が堆積した部材の再生処理を行う際には、該部材を無機酸に浸漬することによって、金属膜を溶解させ、表面の付着物質ごと多孔質性金属膜を除去することができる。

特開２００８−９５１３２号公報 特開平１１−１２４６６１号公報

特許文献１および２に記載の部材に対する再生処理では、被覆の除去に強酸、強塩基等の液体を用いており、該液体が基材に接触するため、該液体による基材へのダメージが発生する場合がある。また、被覆除去後に再度被覆を形成する際に、被覆の密着性を向上させるための粗面化処理や、高温の溶射処理によって基材にダメージが発生する場合がある。基材へのダメージによる部材の破損を抑制するため、また部材の再生可能な回数を増加させるため、部材再生処理時に発生する基材へのダメージを低減することが望ましい。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、再生処理時に発生する基材へのダメージを低減することができる放電空間を画成する部材および該部材の再生処理方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、放電空間の少なくとも一部を画成する部材であって、基材と、前記基材の前記放電空間側に被覆されている第１の中間層と、前記第１の中間層の上に被覆されている第２の中間層と、前記第２の中間層の上に被覆されているトップコート層と、を備え、前記第２の中間層の所定の液体に対する反応性が、前記第１の中間層の前記所定の液体に対する反応性よりも高いことを特徴とする。

本発明の第２の態様は、放電空間の少なくとも一部を画成し、基材と、前記基材の前記放電空間側に被覆されている第１の中間層と、前記第１の中間層の上に被覆されている第２の中間層と、前記第２の中間層の上に被覆されているトップコート層とを備える部材の処理方法であって、前記トップコート層にダメージを与える工程と、前記第２の中間層に対する反応性が前記第１の中間層に対する反応性よりも高い所定の液体を用いて、前記第２の中間層および前記トップコート層を除去する工程と、を有することを特徴とする。

本発明に係る放電空間を画成する部材よれば、再生処理時に発生するダメージを低減することができる。その結果、該部材を幾度も繰り返し使用することができるため、装置の維持コストを低減することができる。

本発明の一実施形態に係るイオンビームエッチング装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態に係るベルジャの断面図である。 本発明の一実施形態に係るベルジャの再生処理のフローチャートを示す図である。 本発明の一実施形態に係る反応性イオンエッチング装置の概略構成図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。なお、以下で説明する図面で、同機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略することもある。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る基板処理装置としてのイオンビームエッチング装置１の概略構成図である。イオンビームエッチング装置１は、処理空間を内部に有する処理容器としての処理室１０１と、該処理室１０１内にイオンビームを照射するように設けられたイオンビーム発生装置１００とを備える。すなわち、イオンビーム発生装置１００と処理室１０１とは連結されており、イオンビーム発生装置１００から発生されたイオンビームは処理室１０１内に導入される。

処理室１０１内には、基板１１１を保持可能な基板ホルダー１１０が、イオンビーム発生装置１００から照射されたイオンビームが入射されるように設けられている。また、処理室１０１には排気ポンプ１０３が設置されている。処理室１０１内にはニュートラライザー１１３が設けられており、ニュートラライザー１１３によりイオンビーム発生装置１００から導入されたイオンビームを電気的に中和することができる。よって、電気的に中和されたイオンビームを基板１１１に照射することができ、該基板１１１のチャージアップが抑制される。また処理室１０１にはガス導入部１１４が設けられており、処理室１０１内にプロセスガスを導入することができる。基板ホルダー１１０は、イオンビームに対して任意に傾斜することができる。また、基板ホルダーは、基板１１１をその面内方向に回転（自転）できる構造となっている。

イオンビーム発生装置１００は、放電空間を内部に有するプラズマ発生室１０２を備えている。プラズマ発生室１０２の一部は放電容器としてのベルジャ１０４によって画設されている。ベルジャ１０４はイオンビーム発生装置１００から取り外し可能に構成されている。

本実施形態では、放電容器（ベルジャ１０４）はベル形状の絶縁体からなる容器であるが、放電空間の少なくとも一部を画成するものであれば任意の形状の部材でよい。例えば、放電容器は放電空間の側面のみを覆う形状の部材であり、別途設けられた金属製の蓋が該放電空間の上面を覆うような構成でもよい。また、放電容器は放電空間の上面のみを覆う形状の部材であり、別途設けられた金属製の筒が該放電空間の側面を覆うような構成でもよい。

プラズマ発生室１０２には、ガス導入部１０５が設けられており、該ガス導入部１０５によりプラズマ発生室１０２にエッチングガスが導入される。また、高周波（ＲＦ）場を生成する電力供給手段としてのためのＲＦアンテナ１０６が、プラズマ発生室１０２内にプラズマ放電を生成するようにプラズマ発生室１０２（ベルジャ１０４）の周囲に配置されている。ＲＦアンテナ１０６は、整合器１０７を介して高周波電源１１２に接続されている。さらに、プラズマ発生室１０２の周囲にはプラズマ発生室１０２内に所定の磁界を生じさせる電磁コイル１０８が設けられている。このような構成において、ガス導入部１０５からエッチングガスを導入し、ＲＦアンテナ１０６に高周波電力を印加することでプラズマ発生室１０２内にエッチングガスのプラズマを発生させることができる。

イオンビーム発生装置１００は、処理室１０１とプラズマ発生室１０２との境界に設けられた、プラズマ発生室１０２にて発生したプラズマからイオンを引き出すための引き出し手段としてのグリッドアセンブリ１０９をさらに備えている。本実施形態では、該グリッドアセンブリ１０９に直流電圧を印加し、プラズマ発生室１０２内のイオンをビームとして引き出し、該引き出されたイオンビームを基板１１１に照射することで基板１１１の処理が行われる。なお、グリッド１０９アセンブリは図１においては不図示の締結部材により処理室１０１とプラズマ発生室１０２との境界に取り付けられている。

グリッドアセンブリ１０９は少なくとも３つの板状の電極（グリッド）を備え、不図示の連結部により各電極が連結されることにより構成されている。各電極はプラズマ発生室１０２にて発生したイオンを通過させるためのイオン通過孔を多数有する。これらグリッドアセンブリ１０９の構成要素である少なくとも３つの電極は互いに所定の間隔を有して離間して配列されている。

グリッドアセンブリ１０９に含まれる３つの板状の電極のうち、プラズマ発生室１０２側の電極には正の電圧が印加され、中央の電極には負の電圧が印加され、処理室１０１側の電極は接地される。このような構成により、プラズマ発生室１０２内で形成されたプラズマに含まれるイオンを加速および集束させ、イオンビームとして処理室１０１に入射させることができる。

図２は、本実施形態に係るベルジャ１０４の断面図である。ベルジャ１０４は、該ベルジャ１０４を形作る基材２０１と、基材２０１の放電空間側（すなわち、ベルジャ１０４の内壁側）の表面を被覆している第１の中間層２０２と、第１の中間層２０２の表面を被覆している第２の中間層２０３と、第２の中間層２０３の表面を被覆しているトップコート層２０４とを含む。

基材２０１は、石英（ＳｉＯ_２）を用いて形成される。基材２０１としては石英以外にも放電容器を構成可能な任意の材料を用いることができる。特に石英はフッ酸（フッ化水素酸）等に溶解する性質があるが、本発明に係る被覆を施すことによって、耐プラズマ性を高めるとともに、再生処理においてフッ酸等の石英を溶解する液体を利用することができるようになる。また、基材２０１として、複数の材料の複合体または積層体を用いてもよい。

第１の中間層２０２は、イットリア（Ｙ_２Ｏ_３）を用いて形成される。これに限らず、絶縁体または半導体であり、フッ酸に対する反応性が無いまたは低い材料、例えばイットリア、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のセラミック材料、またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）等の樹脂材料を用いて形成されてよい。また、それらの複合材や、異なる複数の材料の積層体を用いてもよい。第１の中間層２０２に半導体を用いる場合は、プラズマ発生室１０２でプラズマが生成されて温度が上昇した状態においても、ＲＦアンテナ１０６からの電力をベルジャ１０４の内部に十分に供給できるだけの抵抗値を有する材質の半導体を用いることが望ましい。

第２の中間層２０３は、石英を用いて形成される。これに限らず、絶縁体または半導体であり、フッ酸に対する反応性が高い材料、例えば石英、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミド、ポリアミドイミド等の樹脂材料を用いて形成されてよい。また、それらの複合材や、異なる複数の材料の積層体を用いてもよい。第２の中間層２０３に半導体を用いる場合は、プラズマ発生室１０２でプラズマが生成されて温度が上昇した状態においても、ＲＦアンテナ１０６からの電力をベルジャ１０４の内部に十分に供給できるだけの抵抗値を有する材質の半導体を用いることが望ましい。

ここでは、再生処理に用いる液体としてフッ酸を用いる場合における第１の中間層２０２および第２の中間層２０３の材料について説明したが、再生処理にはフッ酸以外の液体を用いてもよい。本発明おける重要な点は、再生処理において被覆を除去するための溶解液として所定の液体を用いる場合に、第２の中間層２０３が該所定の液体に溶解し、かつ第１の中間層２０２が該所定の液体に溶解しない、またはあまり溶解しないように構成することである。すなわち、第２の中間層２０３の該所定の液体に対する反応性（または、該所定の液体に溶解する速度）が、第１の中間層２０２の該所定の液体に対する反応性（または、該所定の液体に溶解する速度）よりも高いように構成すればよい。このような構成により、再生処理時に第１の中間層２０２が該所定の液体により除去されない、または除去されたとしてもその程度は低いため、再生処理時に基材２０１に該所定の液体が接触してダメージを与えることを抑制することができる。また、第２の中間層２０３およびトップコート層２０４の除去後に第１の中間層２０２が残存するため、第２の中間層２０３およびトップコート層２０４を溶射等により再形成する際に、基材２０１にダメージが発生することを抑制することができる。

所定の液体としてリン酸を用いる場合には、第１の中間層２０２は、リン酸に対する反応性が無いまたは低い材料、例えばアルミナ、炭化ケイ素等のセラミック材料、またはポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン等の樹脂材料を用いて形成することができる。また、それらの複合材や、異なる複数の材料の積層体を用いてもよい。
第２の中間層２０３は、リン酸に対する反応性が高い材料、例えば石英または石英を含む複合材や積層体を用いて形成することができる。

所定の液体として硝酸を用いる場合には、第１の中間層２０２は、硝酸に対する反応性が無いまたは低い材料、例えばアルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素等のセラミック材料、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン等の樹脂材料、または石英を用いて形成することができる。また、それらの複合材や、異なる複数の材料の積層体を用いてもよい。
第２の中間層２０３は、硝酸に対する反応性が高い材料、例えばイットリア、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）等のセラミック材料、またはポリイミド、ポリアミドイミド等の樹脂材料を用いて形成することができる。また、それらの複合材や、異なる複数の材料の積層体を用いてもよい。

所定の液体として塩酸を用いる場合には、第１の中間層２０２は、塩酸に対する反応性が無いまたは低い材料、例えばアルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素等のセラミック材料、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン等の樹脂材料、または石英を用いて形成することができる。また、それらの複合材や、異なる複数の材料の積層体を用いてもよい。
第２の中間層２０３は、塩酸に対する反応性が高い材料、例えば窒化ケイ素等のセラミック材料、またはそれを含む複合材や積層体を用いて形成することができる。

所定の液体として硫酸を用いる場合には、第１の中間層２０２は、硫酸に対する反応性が無いまたは低い材料、例えばアルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミック材料、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、ポリフェニレンサルファイド等の樹脂材料、または石英を用いて形成することができる。また、それらの複合材や、異なる複数の材料の積層体を用いてもよい。
第２の中間層２０３は、硫酸に対する反応性が高い材料、例えば酸化チタン（ＴｉＯ_２）等のセラミック材料、またはポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミド等の樹脂材料を用いて形成することができる。また、それらの複合材や、異なる複数の材料の積層体を用いてもよい。

また、所定の液体として、上述のフッ酸、リン酸、硝酸、塩酸、硫酸から選ばれる２以上の液体の混合液または混合水溶液を用いてもよい。その場合には、該混合液または混合水溶液に対する反応性が、第１の中間層２０２よりも第２の中間層２０３の方が高いように構成すればよい。

トップコート層２０４は、イットリアを用いて形成される。これに限らず、絶縁体または半導体であり、耐プラズマ性の高い材料、例えばイットリアまたはイットリアを含む複合材や積層体を用いて形成されてよい。イットリアを用いると堆積した付着膜が脱離しづらく、プラズマ処理時の被処理部材の汚染を低減できるため、好ましい。トップコート層２０４に半導体を用いる場合は、プラズマ発生室１０２でプラズマが生成されて温度が上昇した状態においても、ＲＦアンテナ１０６からの電力をベルジャ１０４の内部に十分に供給できるだけの抵抗値を有する材質の半導体を用いることが望ましい。

第１の中間層２０２、第２の中間層２０３およびトップコート層２０４は、溶射、蒸着、塗布、溶着、ＰＶＤ、ＣＶＤ等、任意の方法により形成される。特に溶射によって膜を形成する場合には、膜形成後の表面の面粗さが粗いため、該溶射によって形成された膜上に形成される膜との密着性が良好である。特にトップコート層２０４の表面には基板のエッチング処理等により飛散した被エッチング材が付着するため、被エッチング材との密着性を高めるためにトップコート層２０４は溶射により形成されることが望ましい。被エッチング材との密着性が低いと、堆積した被エッチング材が剥がれ、基板の汚染源となり得るためである。また、第１の中間層２０２、第２の中間層２０３に加えて、再生処理によって除去可能な追加の中間層を含んでもよい。

本実施形態では、第１の中間層２０２、第２の中間層２０３およびトップコート層２０４を含む被覆は、ベルジャ１０４の内壁全面に設けられているが、ベルジャ１０４の内壁の少なくとも一部に設けられてもよい。特にＲＦアンテナ１０６の近傍において壁面のエッチングが問題となるため、ベルジャ１０４の内壁のうち、少なくともＲＦアンテナ１０６が外側に延在する領域に該被覆が設けられることが望ましい。
また、ベルジャ１０４に連通する処理室１０１の内壁に設けられてもよい。その場合には、処理室１０１にも同様の再生処理を行うことができる。

図３は、本実施形態に係るベルジャ１０４に対する再生処理方法の例示的なフローチャートを示す図である。再生処理を行うにあたって、イオンビームエッチング装置１からベルジャ１０４を取り外す。そして、まず、ベルジャ１０４の内壁を、例えば硝酸で処理することによって、ベルジャ１０４の内壁の表面に堆積した付着物質を除去する（ステップＳ１）。ここでは、全ての付着物質を除去する必要はなく、後の工程でトップコート層２０４に液体が浸透できる程度に除去できればよい。したがって、付着物質が全て溶解するのを待つ必要がないため、処理時間を短縮することができる。付着物質を除去するために用いる薬液は、付着物質に応じて適宜変更してもよい。また、付着物質を除去せずにトップコート層２０４にダメージを与える事が可能な場合は、ステップＳ１における付着物質の除去を行うことなく以降の工程を行ってもよい。

次に、ベルジャ１０４の内壁を塩酸で処理することによって、トップコート層２０４にダメージを与える（ステップＳ２）。ここでは、トップコート層２０４に、後の工程で第２の中間層２０３に液体が浸透できる程度のダメージが与えられればよい。すなわち、トップコート層２０４にダメージを与えることによって、トップコート層２０４の少なくとも一部が除去され、第２の中間層２０３の少なくとも一部が露出する状態になればよい。特にトップコート層２０４にイットリアを用いる場合には、イットリアの付着強度が高いため、塩酸等によって完全に剥離させるには非常に時間を要する。しかしながら、本実施形態では、トップコート層２０４にダメージを与える程度にとどめているため、処理時間を短縮することができる。

本実施形態では、ステップＳ２においてトップコート層２０４にダメージを与えるために塩酸を用いたが、その他の強酸を用いてもよい。また、トップコート層２０４上の付着物質を除去しつつトップコート層にダメージを与えることができる強酸または混合液を用いて、ステップＳ１とステップＳ２を１つの工程で行ってもよい。また、アルミナブラストやＳｉＣブラストのような物理的な剥離方法によって、トップコート層２０４にダメージを与えてもよい。

その後、ベルジャ１０４をフッ酸に浸漬することによって、第２の中間層２０３およびトップコート層２０４を剥離させる（ステップＳ３）。浸漬は、基材２０１を溶解させないために、被覆が施されている部分（すなわち、ベルジャ１０４の内壁）にのみフッ酸が接触するように行う。例えば、ベル形状を有するベルジャ１０４の場合には、ベルジャ１０４を上下に反転させた状態でフッ酸を注ぎ入れることによって、容易に内壁のみを処理することができる。ここでは、既にステップＳ２でトップコート層２０４にダメージが与えられているため、フッ酸がトップコート層２０４から第２の中間層２０３に浸透することができる。第２の中間層２０３はフッ酸に溶解する材料を用いて形成されているため、フッ酸によって第２の中間層２０３が溶解され、第２の中間層２０３上に被覆されているトップコート層２０４も一緒に剥離される。その結果、トップコート層２０４の表面に堆積した付着物質も一緒に除去されるため、付着物質を全て溶解除去する場合に比べて、再生処理に要する時間を低減することができる。このとき、第１の中間層２０２はフッ酸に溶解しない、またはあまり溶解しない材料を用いて形成されているため残存し、その結果、第１の中間層２０２に被覆されている基材２０１に生じるダメージを抑制することができる。

ステップＳ３で用いる第２の中間層２０３およびトップコート層２０４を剥離させるための液体としては、フッ酸に限られず、第２の中間層２０３を溶解させ、第１の中間層２０２を溶解させない、またはあまり溶解させない任意の液体を用いることができる。

最後に、石英を溶射することによって第２の中間層２０３を再形成し（ステップＳ４）、イットリアを溶射することによってトップコート層２０４を再形成する（ステップＳ５）。このとき、第１の中間層２０２が基材２０１上に残存しているため、高温溶射される材料が基材２０１に直接触れることがなく、その結果基材２０１に生じるダメージを抑制することができる。以上の処理によって再生されたベルジャ１０４をイオンビームエッチング装置１に取り付ければ、またプラズマ処理を行うことができる。

本実施形態に係るベルジャおよびその再生処理方法によれば、最外面に位置する被覆層に耐プラズマ性の高い材料を用いているため、プラズマ処理時の該被覆層の摩耗を低減することができる。また、表面に堆積した付着物質を表面の被覆層ごと除去することができるため、再生処理に要する時間を低減することができる。また、基材に被覆層を除去するための液体が接触しないため、再生処理時の基材へのダメージを抑制することができる。また、外側の被覆層の除去後にも基材の上に内側の被覆層が残存するため、外側の被覆層を溶射等により再形成する際に、高温の溶射材料が基材に接触することがなく、基材へのダメージを抑制することができる。

（第２の実施形態）
図４は、本実施形態に係る反応性イオンエッチング装置４の概略構成図である。反応性イオンエッチング装置４は、真空容器４０１と、真空容器４０１に対して内部空間が連通するようにして気密に接続された放電容器としてのベルジャ４０４とを有する。真空容器４０１は内部が排気系４０３によって排気される。また、真空容器４０１には、不図示のゲートバルブから基板４１１が搬入され、基板ホルダー４１０に保持される。基板ホルダー４１０は温度制御機構４１５により所定温度に維持することが可能である。

真空容器４０１の側壁の外側には、多数の側壁用磁石４１６が多数並べて配置され、これによってカスプ磁場が真空容器４０１の側壁の内面に沿って形成される。このカスプ磁場によって真空容器４０１の側壁の内面へのプラズマの拡散が防止されている。

次に、エッチング実行時の動作について説明する。まず、ガスを溜めているボンベから配管、バルブ、及び、流量調整器を介して、所定の流量のエッチングガスをガス導入部４１４から真空容器４０１内へ導入する。導入されたエッチングガスは、真空容器４０１内を経由してベルジャ４０４内に拡散する。次にプラズマ源を動作させる。プラズマ源は、ベルジャ４０４内に誘導磁界を発生するＲＦアンテナ４０６と、ＲＦアンテナ４０６に整合器４０７を介して接続される高周波電源４１２と、ベルジャ４０４内に所定の磁界を生じさせる電磁コイル４０８とを有する。高周波電源４１２はＲＦアンテナ４０６に供給する高周波電力（ソース電力）を発生させる。高周波電源４１２が発生させた高周波電力によってＲＦアンテナ４０６に電流が流れ、ベルジャ４０４の内部にプラズマが形成される。

形成されたプラズマはベルジャ４０４から真空容器４０１内に拡散し、基板４１１の表面付近に達することで基板４１１の表面がエッチングされる。この時、同時に、バイアス用電源４１７を作動させて、基板４１１に負の直流電圧であるセルフバイアス電圧を与えることにより、プラズマから基板４１１の表面へのイオン入射エネルギーを制御している。

ベルジャ４０４は、第１の実施形態に係るベルジャ１０４と同様の構成を有しており、それと同様の再生処理方法を適用することができる。したがって、最外面に位置する被覆層に耐プラズマ性の高い材料を用いているため、プラズマ処理時の該被覆層の摩耗を低減することができる。また、表面に堆積した付着物質を表面の被覆層ごと除去することができるため、再生処理に要する時間を低減することができる。また、基材に被覆層を除去するための液体が接触しないため、再生処理時の基材へのダメージを抑制することができる。また、外側の被覆層の除去後にも基材の上に内側の被覆層が残存するため、外側の被覆層を溶射等により再形成する際に、高温の溶射材料が基材に接触することがなく、基材へのダメージを抑制することができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。本発明は、図１に示すイオンビームエッチング装置や図４に示す反応性イオンエッチング装置以外にも、放電現象を利用する様々な処理装置に適用が可能である。例えば、ＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）装置等の成膜装置にも好適に用いることができる。

１ イオンビームエッチング装置
１００ イオンビーム発生装置
１０１、４０１ 処理室
１０２ プラズマ発生室
１０３、４０３ 排気ポンプ
１０４、４０４ ベルジャ（放電容器）
１０５、１１４、４１４ ガス導入部
１０６、４０６ 高周波（ＲＦ）アンテナ
１０７、４０７ 整合器
１０８、４０８ 電磁コイル
１０９ グリッドアセンブリ
１１０、４１０ 基板ホルダー
１１１、４１１ 基板
１１２、４１２ 高周波電源
１１３ ニュートラライザー
２０１ 基材
２０２ 第１の中間層
２０３ 第２の中間層
２０４ トップコート層
４ 反応性イオンエッチング装置
４００ プラズマ源
４１５ 温度制御機構
４１６ 磁石
４１７ バイアス用電源

Claims (16)

1. 放電空間の少なくとも一部を画成する部材であって、
   基材と、
   前記基材の前記放電空間側に被覆されている第１の中間層と、
   前記第１の中間層の上に被覆されている第２の中間層と、
   前記第２の中間層の上に被覆されているトップコート層と、
   を備え、
   前記第２の中間層の所定の液体に対する反応性が、前記第１の中間層の前記所定の液体に対する反応性よりも高いことを特徴とする部材。
2. 前記第２の中間層が前記所定の液体に溶解する速度が、前記第１の中間層が前記所定の液体に溶解する速度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の部材。
3. 前記所定の液体は酸であり、
   前記第２の中間層の前記酸に対する反応性が、前記第１の中間層の前記酸に対する反応性よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の部材。
4. 前記所定の液体はフッ酸であり、
   前記第１の中間層は、アルミナ、イットリア、炭化ケイ素、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）の群から選ばれる１または２以上の材料を用いて形成されており、
   前記第２の中間層は、石英、ジルコニア、窒化ケイ素、酸化チタン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド、ポリアミドイミドの群から選ばれる１または２以上の材料を用いて形成されていることを特徴とする請求項３に記載の部材。
5. 前記所定の液体はリン酸であり、
   前記第１の中間層は、アルミナ、炭化ケイ素、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）の群から選ばれる１または２以上の材料を用いて形成されており、
   前記第２の中間層は、石英を用いて形成されていることを特徴とする請求項３に記載の部材。
6. 前記所定の液体は硝酸であり、
   前記第１の中間層は、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、石英の群から選ばれる１または２以上の材料を用いて形成されており、
   前記第２の中間層は、イットリア、窒化ケイ素、ポリイミド、ポリアミドイミドの群から選ばれる１または２以上の材料を用いて形成されていることを特徴とする請求項３に記載の部材。
7. 前記所定の液体は塩酸であり、
   前記第１の中間層は、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、石英の群から選ばれる１または２以上の材料を用いて形成されており、
   前記第２の中間層は、窒化ケイ素を用いて形成されていることを特徴とする請求項３に記載の部材。
8. 前記所定の液体は硫酸であり、
   前記第１の中間層は、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、石英の群から選ばれる１または２以上の材料を用いて形成されており、
   前記第２の中間層は、酸化チタン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド、ポリアミドイミドの群から選ばれる１または２以上の材料を用いて形成されていることを特徴とする請求項３に記載の部材。
9. 前記所定の液体は、フッ酸、リン酸、硝酸、塩酸、硫酸の群から選ばれる２以上の液体の混合液または混合水溶液であり、
   前記第２の中間層の前記混合液または混合水溶液に対する反応性が、前記第１の中間層の前記混合液または混合水溶液に対する反応性よりも高いことを特徴とする請求項３に記載の部材。
10. 前記トップコート層は、耐プラズマ性の材料を用いて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の部材。
11. 前記トップコート層は、イットリアを用いて形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の部材。
12. 前記基材は、石英を用いて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の部材。
13. 前記部材は、内部で放電が行われる放電容器であることを特徴とする請求項１に記載の部材。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の部材と、
    前記部材と面するように設けられ、前記放電空間の中に電力を供給するための電力供給手段と、
    前記放電空間と連通する処理空間を内部に有する処理容器と、
    前記処理空間の中に基板を保持するための基板ホルダーと、
    を備え、
    前記処理空間の中で反応性イオンエッチングおよびイオンビームエッチングの少なくとも一方を行うことを特徴とする基板処理装置。
15. 放電空間の少なくとも一部を画成し、基材と、前記基材の前記放電空間側に被覆されている第１の中間層と、前記第１の中間層の上に被覆されている第２の中間層と、前記第２の中間層の上に被覆されているトップコート層とを備える部材の処理方法であって、
    前記トップコート層にダメージを与える工程と、
    前記第２の中間層に対する反応性が前記第１の中間層に対する反応性よりも高い所定の液体を用いて、前記第２の中間層および前記トップコート層を除去する工程と、
    を有することを特徴とする処理方法。
16. 前記第２の中間層を除去した後の前記第１の中間層の上に、新たに第２の中間層を形成する工程と、
    前記新たな第２の中間層の上に新たにトップコート層を形成する工程と、
    を有することを特徴とする請求項１５に記載の処理方法。

Images