JP3164559B2 - 処理容器用部材 - Google Patents
処理容器用部材Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハー
の成膜やエッチングによる微細加工等の腐食性ガスによ
る処理を行う処理容器に用いられる処理容器用部材に関
する。
の成膜やエッチングによる微細加工等の腐食性ガスによ
る処理を行う処理容器に用いられる処理容器用部材に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、半導体ウェーハーの成膜やエ
ッチングによる微細加工等を行うための処理容器として
は石英製のものが用いられている。すなわち、石英ガラ
スで製造された処理容器の中にシリコンウェーハーを設
置し、ウェーハー上に化学気相成長（ＣＶＤ）で薄膜を
形成したり、その中にプラズマ化されたフッ化物ガスな
どを導入し、薄膜をプラズマによりエッチングする方法
が採用されてきた。
ッチングによる微細加工等を行うための処理容器として
は石英製のものが用いられている。すなわち、石英ガラ
スで製造された処理容器の中にシリコンウェーハーを設
置し、ウェーハー上に化学気相成長（ＣＶＤ）で薄膜を
形成したり、その中にプラズマ化されたフッ化物ガスな
どを導入し、薄膜をプラズマによりエッチングする方法
が採用されてきた。
【０００３】しかしながら、石英ガラスとフッ化物ガス
が反応して生成されるフッ化ケイ素は、常温で容易に蒸
発するためプラズマによる腐食が著しく、その結果、処
理室部材の寿命が短く長期間にわたり連続で生産するこ
とができないという問題があった。
が反応して生成されるフッ化ケイ素は、常温で容易に蒸
発するためプラズマによる腐食が著しく、その結果、処
理室部材の寿命が短く長期間にわたり連続で生産するこ
とができないという問題があった。
【０００４】一方、フッ素系プラズマに対する耐食性が
石英よりも優れる耐食性部材として特開平１０−４５４
６１号公報には、周期律表第２ａ族、第３ａ族元素のう
ち少なくとも１種を含む化合物を主体とし、その表面粗
さ（Ｒａ）が１μｍ以下、気孔率が３％以下のセラミッ
クス焼結体が開示されており、また特開平１０−４５４
６１号公報には、周期律表３ａ族金属と、Ａｌ及び／又
はＳｉを含む複合酸化物が開示されている。そして、こ
れらの実施例の中には、このような材料としてイットリ
ウム−アルミニウム−ガーネットが含まれている。ま
た、特開平１０−２３６８７１号公報には、フッ素系や
塩素系などのハロゲン系腐食性ガス雰囲気下でプラズマ
に曝される表面を、気孔率が３％以下のイットリウム−
アルミニウム−ガーネット焼結体により形成するととも
に、その表面を中心線平均粗さ（Ｒａ）１μｍ以下とし
た耐プラズマ部材が開示されている。また、このような
焼結体において、周期律表２ａ族元素の酸化物及び酸化
珪素の含有量を１５００ｐｐｍ以下とすることが開示さ
れている。
石英よりも優れる耐食性部材として特開平１０−４５４
６１号公報には、周期律表第２ａ族、第３ａ族元素のう
ち少なくとも１種を含む化合物を主体とし、その表面粗
さ（Ｒａ）が１μｍ以下、気孔率が３％以下のセラミッ
クス焼結体が開示されており、また特開平１０−４５４
６１号公報には、周期律表３ａ族金属と、Ａｌ及び／又
はＳｉを含む複合酸化物が開示されている。そして、こ
れらの実施例の中には、このような材料としてイットリ
ウム−アルミニウム−ガーネットが含まれている。ま
た、特開平１０−２３６８７１号公報には、フッ素系や
塩素系などのハロゲン系腐食性ガス雰囲気下でプラズマ
に曝される表面を、気孔率が３％以下のイットリウム−
アルミニウム−ガーネット焼結体により形成するととも
に、その表面を中心線平均粗さ（Ｒａ）１μｍ以下とし
た耐プラズマ部材が開示されている。また、このような
焼結体において、周期律表２ａ族元素の酸化物及び酸化
珪素の含有量を１５００ｐｐｍ以下とすることが開示さ
れている。
【０００５】イットリウム−アルミニウム−ガーネット
が耐食性に優れていることは、従来から知られている
が、上記技術ではイットリウム−アルミニウム−ガーネ
ット等において、上述したように、気孔率や表面粗さを
小さくしたり、酸化珪素等の量を極少なくすることによ
り、特にフッ化物系ガスのプラズマに対する耐食性が高
いものが得られるとしている。
が耐食性に優れていることは、従来から知られている
が、上記技術ではイットリウム−アルミニウム−ガーネ
ット等において、上述したように、気孔率や表面粗さを
小さくしたり、酸化珪素等の量を極少なくすることによ
り、特にフッ化物系ガスのプラズマに対する耐食性が高
いものが得られるとしている。
【０００６】上記公報において、気孔率や面粗さを小さ
くするのは、面粗さＲａが大きいとプラズマに曝される
接触面積が増大し、凹凸の凸部にプラズマが集中し、ま
た気孔率が大きいと気孔部分が選択的に腐食されること
などにより耐食性が低下するためとしている。このた
め、上記特開平１０−４５４６１号公報および特開平１
０−２３６８７１号公報では、Ｒａが１μｍの範囲内で
も、特に鏡面処理によってＲａを著しく小さくしたもの
がより良好な耐食性を示すことが記載されている。
くするのは、面粗さＲａが大きいとプラズマに曝される
接触面積が増大し、凹凸の凸部にプラズマが集中し、ま
た気孔率が大きいと気孔部分が選択的に腐食されること
などにより耐食性が低下するためとしている。このた
め、上記特開平１０−４５４６１号公報および特開平１
０−２３６８７１号公報では、Ｒａが１μｍの範囲内で
も、特に鏡面処理によってＲａを著しく小さくしたもの
がより良好な耐食性を示すことが記載されている。
【０００７】しかしながら、これら公報に記載されたイ
ットリウム−アルミニウム−ガーネット系耐食部材は気
孔率および表面粗さを小さくすることによって確かにプ
ラズマに対する耐食性は増大するものの、上述のような
半導体ウェーハーの成膜やエッチングによる微細加工等
の腐食性ガスによる処理を行う処理容器として用いよう
とすると、以下のような問題点がある。
ットリウム−アルミニウム−ガーネット系耐食部材は気
孔率および表面粗さを小さくすることによって確かにプ
ラズマに対する耐食性は増大するものの、上述のような
半導体ウェーハーの成膜やエッチングによる微細加工等
の腐食性ガスによる処理を行う処理容器として用いよう
とすると、以下のような問題点がある。
【０００８】すなわち、上述したような半導体ウェーハ
ーの成膜やエッチングによる微細加工等を行うための処
理容器においては、これらの処理によって生成したフッ
化物等の反応ガス成分や、反応生成物がその内面に付着
または析出するが、上記公報に開示された耐食部材のよ
うに気孔率および表面粗さがいずれも小さい部材で処理
容器を形成した場合には、成膜やエッチング等により生
じたフッ化物膜や、付着物・析出物がその内面に強固に
付着することができず、これら付着物や析出物の膜厚が
増してくると膜ごと脱落してしまい、処理に悪影響を及
ぼすおそれがある。その結果、連続生産性に制約を与え
るという問題点を有する。
ーの成膜やエッチングによる微細加工等を行うための処
理容器においては、これらの処理によって生成したフッ
化物等の反応ガス成分や、反応生成物がその内面に付着
または析出するが、上記公報に開示された耐食部材のよ
うに気孔率および表面粗さがいずれも小さい部材で処理
容器を形成した場合には、成膜やエッチング等により生
じたフッ化物膜や、付着物・析出物がその内面に強固に
付着することができず、これら付着物や析出物の膜厚が
増してくると膜ごと脱落してしまい、処理に悪影響を及
ぼすおそれがある。その結果、連続生産性に制約を与え
るという問題点を有する。
【０００９】また元来、イットリウム−アルミニウム−
ガーネット系のセラミックスは熱膨張係数が大きいた
め、僅かな温度差で亀裂が発生するといういわゆる耐熱
衝撃性の低い材料のため、プラズマ雰囲気が形成される
処理容器のような温度差が発生する用途に適用すること
は困難である。
ガーネット系のセラミックスは熱膨張係数が大きいた
め、僅かな温度差で亀裂が発生するといういわゆる耐熱
衝撃性の低い材料のため、プラズマ雰囲気が形成される
処理容器のような温度差が発生する用途に適用すること
は困難である。
【００１０】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであって、腐食性ガス雰囲気、特にフッ化物ガスおよ
びそのプラズマに対して、十分な耐食性を有し、付着物
が脱落しにくい処理容器用部材を提供することを目的と
する。また、このようなことに加え、熱衝撃に強い処理
容器用部材を提供することを目的とする。
のであって、腐食性ガス雰囲気、特にフッ化物ガスおよ
びそのプラズマに対して、十分な耐食性を有し、付着物
が脱落しにくい処理容器用部材を提供することを目的と
する。また、このようなことに加え、熱衝撃に強い処理
容器用部材を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、イットリウム-アルミ
ニウム-ガーネットを主要成分とし、従来の知見とは異
なり処理容器の内面に対応する部分の面粗さを粗くする
ことにより、腐食性ガス、特にフッ化物ガスおよびその
プラズマに対して十分な耐食性を維持しつつ、そのアン
カー効果により、付着物が脱落しにくい処理容器用部材
が得られることを知見した。
を解決すべく鋭意検討した結果、イットリウム-アルミ
ニウム-ガーネットを主要成分とし、従来の知見とは異
なり処理容器の内面に対応する部分の面粗さを粗くする
ことにより、腐食性ガス、特にフッ化物ガスおよびその
プラズマに対して十分な耐食性を維持しつつ、そのアン
カー効果により、付着物が脱落しにくい処理容器用部材
が得られることを知見した。
【００１２】また、イットリウム−アルミニウム−ガー
ネットは耐熱衝撃性が低いが、部材の形状を工夫するこ
とで部材内に発生する熱応力を小さくすることができ、
処理容器用部材として十分な耐熱衝撃性が得られること
を知見した。
ネットは耐熱衝撃性が低いが、部材の形状を工夫するこ
とで部材内に発生する熱応力を小さくすることができ、
処理容器用部材として十分な耐熱衝撃性が得られること
を知見した。
【００１３】本発明はこのような知見に基づいてなされ
たものであり、第１発明は、その中で腐食性ガスによる
処理を行う容器に用いられる処理容器用部材であって、
イットリウム−アルミニウム−ガーネットを主要成分と
する多結晶セラミックスからなり、かつその容器内面に
相当する部分が付着物を保持するアンカー効果を発揮す
るように、その面粗さＲａが３〜５００μｍであること
を特徴とする処理容器用部材を提供するものである。
たものであり、第１発明は、その中で腐食性ガスによる
処理を行う容器に用いられる処理容器用部材であって、
イットリウム−アルミニウム−ガーネットを主要成分と
する多結晶セラミックスからなり、かつその容器内面に
相当する部分が付着物を保持するアンカー効果を発揮す
るように、その面粗さＲａが３〜５００μｍであること
を特徴とする処理容器用部材を提供するものである。
【００１４】これにより、腐食性ガス、特にフッ化物ガ
スおよびそのプラズマに対して十分な耐食性を維持しな
がら、面粗さが粗いことにより発揮されるアンカー効果
により付着物の脱落を発生しにくくすることができる。
スおよびそのプラズマに対して十分な耐食性を維持しな
がら、面粗さが粗いことにより発揮されるアンカー効果
により付着物の脱落を発生しにくくすることができる。
【００１５】また、第２発明は、その中で腐食性ガスに
よる処理を行う容器に用いられる処理容器用部材であっ
て、イットリウム−アルミニウム−ガーネットを主要成
分とする多結晶セラミックスからなり、かつその容器内
面に相当する部分が付着物を保持するアンカー効果を発
揮するように、その面粗さＲａが１μｍ超えであり、曲
率半径Ｒ１が３００ｍｍ以上の第１の球面部と、この第
１の部分の端部に連続し、かつ曲率半径Ｒ２が１０ｍｍ
以上の第２の球面部とからなる曲面形状部を主体とし、
前記第１の球面部および第２の球面部のいずれか一方が
他方に内接しており、この曲面形状部の肉厚が５〜１５
ｍｍの範囲にあることを特徴とする処理容器用部材を提
供するものである。
よる処理を行う容器に用いられる処理容器用部材であっ
て、イットリウム−アルミニウム−ガーネットを主要成
分とする多結晶セラミックスからなり、かつその容器内
面に相当する部分が付着物を保持するアンカー効果を発
揮するように、その面粗さＲａが１μｍ超えであり、曲
率半径Ｒ１が３００ｍｍ以上の第１の球面部と、この第
１の部分の端部に連続し、かつ曲率半径Ｒ２が１０ｍｍ
以上の第２の球面部とからなる曲面形状部を主体とし、
前記第１の球面部および第２の球面部のいずれか一方が
他方に内接しており、この曲面形状部の肉厚が５〜１５
ｍｍの範囲にあることを特徴とする処理容器用部材を提
供するものである。
【００１６】このような形状を採用することにより、部
材内の熱応力を極力小さくすることができ、処理容器用
部材として十分な耐熱衝撃性を得ることができる。
材内の熱応力を極力小さくすることができ、処理容器用
部材として十分な耐熱衝撃性を得ることができる。
【００１７】第３発明は、その中で腐食性ガスによる処
理を行う容器に用いられる処理容器用部材であって、イ
ットリウム−アルミニウム−ガーネットを主要成分とす
る多結晶セラミックスからなり、かつその容器内面に相
当する部分が付着物を保持するアンカー効果を発揮する
ように、その面粗さＲａが１μｍ超えであり、前記多結
晶セラミックスのＳｉＯ２含有量を、０．１５重量％超
え２重量％以下の範囲とすることを特徴とする処理容器
用部材を提供するものである。
理を行う容器に用いられる処理容器用部材であって、イ
ットリウム−アルミニウム−ガーネットを主要成分とす
る多結晶セラミックスからなり、かつその容器内面に相
当する部分が付着物を保持するアンカー効果を発揮する
ように、その面粗さＲａが１μｍ超えであり、前記多結
晶セラミックスのＳｉＯ２含有量を、０．１５重量％超
え２重量％以下の範囲とすることを特徴とする処理容器
用部材を提供するものである。
【００１８】第４発明は、上記いずれかの構成におい
て、１ＭＨｚ〜１０ＧＨｚでの誘電損失が２００×１０
−４以下であることを特徴とする処理容器用部材を提供
するものである。
て、１ＭＨｚ〜１０ＧＨｚでの誘電損失が２００×１０
−４以下であることを特徴とする処理容器用部材を提供
するものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。本発明の処理容器用部材は、イットリウム−ア
ルミニウム−ガーネットを主要成分とする多結晶セラミ
ックスからなり、かつその容器内面に対応する部分が付
着物を保持するアンカー効果を発揮するように、その面
粗さＲａが１μmを超えるものであり、これによって、
長期間の連続運転を可能とするものである。本発明の処
理容器用部材は、処理容器の全部を構成するものであっ
てもよいし、処理容器の一部を構成するものであっても
よい。
明する。本発明の処理容器用部材は、イットリウム−ア
ルミニウム−ガーネットを主要成分とする多結晶セラミ
ックスからなり、かつその容器内面に対応する部分が付
着物を保持するアンカー効果を発揮するように、その面
粗さＲａが１μmを超えるものであり、これによって、
長期間の連続運転を可能とするものである。本発明の処
理容器用部材は、処理容器の全部を構成するものであっ
てもよいし、処理容器の一部を構成するものであっても
よい。
【００２０】一般にプラズマエッチングによる耐食性
は、表面の一部をポリイミドテープ、テフロンテープ等
でマスキングした小片サンプルに上方からプラズマを照
射し、エッチング後にマスキングを剥がし、生じた段差
や面粗さなどの測定によってエッチング速度として評価
される。こういった評価の場合、面粗さＲａが大きいと
耐食性が低下することは上述した通りである。
は、表面の一部をポリイミドテープ、テフロンテープ等
でマスキングした小片サンプルに上方からプラズマを照
射し、エッチング後にマスキングを剥がし、生じた段差
や面粗さなどの測定によってエッチング速度として評価
される。こういった評価の場合、面粗さＲａが大きいと
耐食性が低下することは上述した通りである。
【００２１】しかし、本発明が対象とする処理容器の場
合、上記の評価試験とは異なり、その内面は下向きまた
は垂直であるため、例えばフッ素系のプラズマにより部
材内面に生じるフッ化物膜、あるいは付着物・析出物
は、運転の期間中常に膜の自重を受けることになる。こ
のため連続生産性のためには、エッチング速度もさるこ
とながら形成されたフッ化物膜、あるいは付着物・析出
物がどれだけ強固に付着しているかが重要な問題とな
る。
合、上記の評価試験とは異なり、その内面は下向きまた
は垂直であるため、例えばフッ素系のプラズマにより部
材内面に生じるフッ化物膜、あるいは付着物・析出物
は、運転の期間中常に膜の自重を受けることになる。こ
のため連続生産性のためには、エッチング速度もさるこ
とながら形成されたフッ化物膜、あるいは付着物・析出
物がどれだけ強固に付着しているかが重要な問題とな
る。
【００２２】すなわち、従来技術のようにＲａが小さい
と確かに耐食性は増すが、一方、このような部材で処理
容器を構成した場合、フッ化物膜や付着物・析出物が強
固に付着しないため、運転中に膜ごと脱落する危険性が
大きく、その結果、連続運転が難しいため生産性が大き
く低下する原因となる。
と確かに耐食性は増すが、一方、このような部材で処理
容器を構成した場合、フッ化物膜や付着物・析出物が強
固に付着しないため、運転中に膜ごと脱落する危険性が
大きく、その結果、連続運転が難しいため生産性が大き
く低下する原因となる。
【００２３】これに対し、本発明のようにＲａが１μm
を超える範囲では、ほどよい面粗さが膜に対するアンカ
ー効果をもたらすため、膜は強固に付着し、これにより
連続運転中の脱落も無く良好な結果が得られる。一方、
このようにＲａが１μｍを超えても、イットリウム−ア
ルミニウム−ガーネットが材料として良好な耐食性を有
していることから、実際には処理容器として十分な耐食
性が得られることが判明した。この点が上記先行技術に
おける知見とは異なっており、本発明者らが初めて知見
したことである。
を超える範囲では、ほどよい面粗さが膜に対するアンカ
ー効果をもたらすため、膜は強固に付着し、これにより
連続運転中の脱落も無く良好な結果が得られる。一方、
このようにＲａが１μｍを超えても、イットリウム−ア
ルミニウム−ガーネットが材料として良好な耐食性を有
していることから、実際には処理容器として十分な耐食
性が得られることが判明した。この点が上記先行技術に
おける知見とは異なっており、本発明者らが初めて知見
したことである。
【００２４】Ｒａが１μｍに満たない場合、耐食性は向
上するものの、アンカー効果が小さく、膜の付着が弱く
なるため連続生産が困難となり、処理容器用部材として
は不適当である。
上するものの、アンカー効果が小さく、膜の付着が弱く
なるため連続生産が困難となり、処理容器用部材として
は不適当である。
【００２５】Ｒａのより好ましい範囲は３〜５００μｍ
である。５００μｍを超える場合、アンカー効果は十分
であるが、エッチング速度が大きくなり、耐食性が多少
低下するため好ましくない。
である。５００μｍを超える場合、アンカー効果は十分
であるが、エッチング速度が大きくなり、耐食性が多少
低下するため好ましくない。
【００２６】なお、Ｒａを１μｍ超えにする方法として
は、ブラストを始めとする各種加工処理があげられる
が、最も好ましいのは焼結体焼き放し面で１μm超えに
する場合である。焼き放しで１μｍ超えにならない場合
は、成形体の段階で加工処理を施して、焼結後に１μｍ
を超えるようにすればよい。焼き放し面が好ましい理由
は、焼結体に加工処理して１μｍ超えにした場合、焼結
体表面にマイクロクラックが誘起され、このクラックに
プラズマ処理の際の電界が集中し、耐食性が低下するた
めである。したがって、焼結体加工でＲａ１μｍ超えを
得ようとする場合は、加工後に焼結体を加熱しクラック
を閉塞させる、あるいは鈍化させるなどの熱処理を行う
ことが好ましい。
は、ブラストを始めとする各種加工処理があげられる
が、最も好ましいのは焼結体焼き放し面で１μm超えに
する場合である。焼き放しで１μｍ超えにならない場合
は、成形体の段階で加工処理を施して、焼結後に１μｍ
を超えるようにすればよい。焼き放し面が好ましい理由
は、焼結体に加工処理して１μｍ超えにした場合、焼結
体表面にマイクロクラックが誘起され、このクラックに
プラズマ処理の際の電界が集中し、耐食性が低下するた
めである。したがって、焼結体加工でＲａ１μｍ超えを
得ようとする場合は、加工後に焼結体を加熱しクラック
を閉塞させる、あるいは鈍化させるなどの熱処理を行う
ことが好ましい。
【００２７】本発明に係る処理容器部材は、曲面形状部
を主体とする。その理由としては、上述したようにイッ
トリウム−アルミニウム−ガーネット系のセラミックス
は耐熱衝撃性が低いため、例えば処理容器部材形状がシ
ャープなエッジを有するような場合、熱応力がエッジ部
に集中し、そこから破壊が生じる可能性が高いからであ
る。このような熱応力破壊を回避するには、処理容器部
材が曲面形状部を主体とし、その形状が曲率半径が３０
０ｍｍ以上（曲率半径が無限大の場合、すなわち平面の
場合も含む）の第１の球面部と、曲率半径が１０ｍｍ以
上の第２の球面部とからなり、これら第１の球面部およ
び第２の球面部のいずれか一方が他方に内接しているこ
とが望ましい。
を主体とする。その理由としては、上述したようにイッ
トリウム−アルミニウム−ガーネット系のセラミックス
は耐熱衝撃性が低いため、例えば処理容器部材形状がシ
ャープなエッジを有するような場合、熱応力がエッジ部
に集中し、そこから破壊が生じる可能性が高いからであ
る。このような熱応力破壊を回避するには、処理容器部
材が曲面形状部を主体とし、その形状が曲率半径が３０
０ｍｍ以上（曲率半径が無限大の場合、すなわち平面の
場合も含む）の第１の球面部と、曲率半径が１０ｍｍ以
上の第２の球面部とからなり、これら第１の球面部およ
び第２の球面部のいずれか一方が他方に内接しているこ
とが望ましい。
【００２８】具体的には、図１に示すように、処理容器
部材１における第１の球面部２の曲率半径Ｒ１を３００
ｍｍ以上（無限大も含む）、第２の球面部３の曲率半径
Ｒ２を１０ｍｍ以上にし、これら球面部２，３のいずれ
か一方が他方に内接していることが望ましい。
部材１における第１の球面部２の曲率半径Ｒ１を３００
ｍｍ以上（無限大も含む）、第２の球面部３の曲率半径
Ｒ２を１０ｍｍ以上にし、これら球面部２，３のいずれ
か一方が他方に内接していることが望ましい。
【００２９】Ｒ１を３００ｍｍ以上としたのは、３００
ｍｍ未満の場合、応力集中が生じやすい傾向があり、曲
面にした効果が少なくなるからである。また、Ｒ２を１
０ｍｍ以上としたのは、１０ｍｍ未満の場合、やはり応
力集中が生じやすくなるためである。Ｒ２が１０ｍｍ未
満にした際に生じる応力集中は、特にＲ１が無限大の時
に顕著である。第１の球面部および第２の球面部のいず
れか一方が他方に内接していることとしたのは、このよ
うにすることによりシャープなエッジが生じないからで
ある。
ｍｍ未満の場合、応力集中が生じやすい傾向があり、曲
面にした効果が少なくなるからである。また、Ｒ２を１
０ｍｍ以上としたのは、１０ｍｍ未満の場合、やはり応
力集中が生じやすくなるためである。Ｒ２が１０ｍｍ未
満にした際に生じる応力集中は、特にＲ１が無限大の時
に顕著である。第１の球面部および第２の球面部のいず
れか一方が他方に内接していることとしたのは、このよ
うにすることによりシャープなエッジが生じないからで
ある。
【００３０】また、この曲面部分の肉厚は５〜１５ｍｍ
であることが好ましい。５ｍｍ未満の場合、耐熱衝撃性
の観点からは望ましいが、イットリウム−アルミニウム
−ガーネットセラミックスの機械的強度は必ずしも大き
くないので、部材としての構造健全性に問題が残る。特
に大型の処理容器部材の場合にはある程度の肉厚を有し
ていないと強度不足が問題となるし、また熱膨張係数が
大きいため、温度差によって生じる固定部分などの熱応
力が破壊の原因となる危険が大きいからである。一方、
１５ｍｍを超える場合は、逆に機械的強度は十分である
が厚肉になっただけ耐熱衝撃性が低下し、熱応力による
破壊が生じ易くなるためやはり好ましくない。
であることが好ましい。５ｍｍ未満の場合、耐熱衝撃性
の観点からは望ましいが、イットリウム−アルミニウム
−ガーネットセラミックスの機械的強度は必ずしも大き
くないので、部材としての構造健全性に問題が残る。特
に大型の処理容器部材の場合にはある程度の肉厚を有し
ていないと強度不足が問題となるし、また熱膨張係数が
大きいため、温度差によって生じる固定部分などの熱応
力が破壊の原因となる危険が大きいからである。一方、
１５ｍｍを超える場合は、逆に機械的強度は十分である
が厚肉になっただけ耐熱衝撃性が低下し、熱応力による
破壊が生じ易くなるためやはり好ましくない。
【００３１】本発明において、多結晶セラミックス中に
含有されるＳｉＯ２の量は０．１５重量％超え２重量％
以下であることが好ましい。この範囲であれば部材の耐
食性の低下は認められない。一般に不純物、焼結助剤は
結晶粒界にガラス相として偏析するため、耐食性の劣る
ＳｉＯ２などは選択的に腐食され、脱粒、パーティクル
発生の原因となるが、本発明のようにイットリウム−ア
ルミニウム−ガーネット系のセラミックスにおいて形成
される粒界相はＳｉＯ２相単体ではなく、耐プラズマ性
を有することが知られているイットリア−アルミナ−シ
リカ系の相になっていると考えられ、そのため耐食性が
低下しないと推定される。
含有されるＳｉＯ２の量は０．１５重量％超え２重量％
以下であることが好ましい。この範囲であれば部材の耐
食性の低下は認められない。一般に不純物、焼結助剤は
結晶粒界にガラス相として偏析するため、耐食性の劣る
ＳｉＯ２などは選択的に腐食され、脱粒、パーティクル
発生の原因となるが、本発明のようにイットリウム−ア
ルミニウム−ガーネット系のセラミックスにおいて形成
される粒界相はＳｉＯ２相単体ではなく、耐プラズマ性
を有することが知られているイットリア−アルミナ−シ
リカ系の相になっていると考えられ、そのため耐食性が
低下しないと推定される。
【００３２】ＳｉＯ２の量を０．１５重量％超えとした
のは、ＳｉＯ２が０．１５重量％以下の場合には、焼結
温度を上げないと緻密化を図ることができず、焼き上が
りの寸法精度低下の問題が生じるからである。一方、Ｓ
ｉＯ２の量を２重量％以下としたのは、ＳｉＯ２の量が
２重量％を超えると、上記のイットリア−アルミナ−シ
リカ系の相以外にＳｉＯ２の相が形成されるため、耐食
性が低下するからである。
のは、ＳｉＯ２が０．１５重量％以下の場合には、焼結
温度を上げないと緻密化を図ることができず、焼き上が
りの寸法精度低下の問題が生じるからである。一方、Ｓ
ｉＯ２の量を２重量％以下としたのは、ＳｉＯ２の量が
２重量％を超えると、上記のイットリア−アルミナ−シ
リカ系の相以外にＳｉＯ２の相が形成されるため、耐食
性が低下するからである。
【００３３】本発明の処理容器用部材は、１ＭＨｚ〜１
０ＧＨｚでの誘電損失が２００×１０−４以下であるこ
とが好ましい。その理由は、誘電損失が２００×１０
−４を大きく超えると処理室部材が蓄熱し熱応力により
亀裂が発生して破損にいたる可能性があるからである。
また、部材の温度上昇は例えばフッ化物ガスなどによる
浸食を促進し、結果として耐食性に劣るからである。
０ＧＨｚでの誘電損失が２００×１０−４以下であるこ
とが好ましい。その理由は、誘電損失が２００×１０
−４を大きく超えると処理室部材が蓄熱し熱応力により
亀裂が発生して破損にいたる可能性があるからである。
また、部材の温度上昇は例えばフッ化物ガスなどによる
浸食を促進し、結果として耐食性に劣るからである。
【００３４】次に、本発明の処理容器用部材の適用例に
ついて説明する。図２は本発明の処理容器部材が適用さ
れた誘導結合型プラズマエッチング装置を示す断面図で
ある。図中参照符号１０が本発明に係る処理容器部材で
ある。この処理容器用部材１０はドーム状をなし、その
下に金属製の下部チャンバー１１が処理容器用部材１０
に密着するように設けられており、これらによりチャン
バー１２が構成されている。下部チャンバー１１内の上
部には支持テーブル１３が配置され、その上に静電チャ
ック１４が設けられており、静電チャック１４上に半導
体ウェーハー１５が載置される。静電チャック１４の電
極には直流電源１６が接続されており、これにより半導
体ウェーハ１５を静電吸着する。また、支持テーブル１
３にはＲＦ電源１７が接続されている。一方、下部チャ
ンバー１１の底部には真空ポンプ１８が接続されてお
り、チャンバー１１内を真空排気可能となっている。ま
た、下部チャンバー１１の上部には半導体ウェーハーの
上方にエッチングガス例えばＣＦ４ガスを供給するガス
供給ノズル１９が設けられている。処理容器用部材１０
の周囲には誘導コイル２０が設けられており、この誘導
コイル２０にはＲＦ電源２１から例えば４００ｋＨｚの
高周波が印加される。
ついて説明する。図２は本発明の処理容器部材が適用さ
れた誘導結合型プラズマエッチング装置を示す断面図で
ある。図中参照符号１０が本発明に係る処理容器部材で
ある。この処理容器用部材１０はドーム状をなし、その
下に金属製の下部チャンバー１１が処理容器用部材１０
に密着するように設けられており、これらによりチャン
バー１２が構成されている。下部チャンバー１１内の上
部には支持テーブル１３が配置され、その上に静電チャ
ック１４が設けられており、静電チャック１４上に半導
体ウェーハー１５が載置される。静電チャック１４の電
極には直流電源１６が接続されており、これにより半導
体ウェーハ１５を静電吸着する。また、支持テーブル１
３にはＲＦ電源１７が接続されている。一方、下部チャ
ンバー１１の底部には真空ポンプ１８が接続されてお
り、チャンバー１１内を真空排気可能となっている。ま
た、下部チャンバー１１の上部には半導体ウェーハーの
上方にエッチングガス例えばＣＦ４ガスを供給するガス
供給ノズル１９が設けられている。処理容器用部材１０
の周囲には誘導コイル２０が設けられており、この誘導
コイル２０にはＲＦ電源２１から例えば４００ｋＨｚの
高周波が印加される。
【００３５】このようなエッチング装置においては、真
空ポンプ１８によりチャンバー１２内を所定の真空度ま
で排気し、静電チャック１４により半導体ウェーハー１
５を静電吸着した後、ノズル１９からエッチングガスと
して例えばＣＦ４ガスを供給しつつ、ＲＦ電源２１から
コイル２０に給電することにより、半導体ウェーハー１
５の上方部分にエッチングガスのプラズマが形成され、
半導体ウェーハー１５が所定のパターンにエッチングさ
れる。なお、高周波電源１７から支持テーブル１３に給
電することにより、エッチングの異方性を高めることが
できる。
空ポンプ１８によりチャンバー１２内を所定の真空度ま
で排気し、静電チャック１４により半導体ウェーハー１
５を静電吸着した後、ノズル１９からエッチングガスと
して例えばＣＦ４ガスを供給しつつ、ＲＦ電源２１から
コイル２０に給電することにより、半導体ウェーハー１
５の上方部分にエッチングガスのプラズマが形成され、
半導体ウェーハー１５が所定のパターンにエッチングさ
れる。なお、高周波電源１７から支持テーブル１３に給
電することにより、エッチングの異方性を高めることが
できる。
【００３６】このようなエッチング処理の際、処理容器
用部材１０の内面はプラズマアタックを受けるととも
に、フッ化物膜等が付着する。しかしながら、処理容器
用部材１０は上述した本発明の部材で構成されているた
め、プラズマに対する耐食性が高いとともに、付着物が
落下しにくい。
用部材１０の内面はプラズマアタックを受けるととも
に、フッ化物膜等が付着する。しかしながら、処理容器
用部材１０は上述した本発明の部材で構成されているた
め、プラズマに対する耐食性が高いとともに、付着物が
落下しにくい。
【００３７】本発明の処理容器用部材は、図２のような
装置に限らず、図３に示すエッチング装置にも適用可能
である。図３中、図２と同じものには同じ符号を付して
説明を省略する。ここでは、処理容器用部材１０の天壁
中央部に、上方に延びるセラミック製のサブチャンバー
２２が設けられている。このサブチャンバー２２の上部
にはガス導入部２５が設けられており、このガス導入部
２３からエッチングガスがサブチャンバー２２へ導入さ
れる。サブチャンバー２２の周囲には誘導コイル２４が
巻回されており、この誘導コイル２４にはＲＦ電源２５
から高周波が供給される。したがって、エッチングガス
をガス導入部２３からサブチャンバー２２に導入すると
ともに、誘導コイル２４に高周波を供給することによ
り、サブチャンバー２２内でエッチングガスのプラズマ
が形成され、そのプラズマが半導体ウェーハ１５に供給
されてエッチングされる。
装置に限らず、図３に示すエッチング装置にも適用可能
である。図３中、図２と同じものには同じ符号を付して
説明を省略する。ここでは、処理容器用部材１０の天壁
中央部に、上方に延びるセラミック製のサブチャンバー
２２が設けられている。このサブチャンバー２２の上部
にはガス導入部２５が設けられており、このガス導入部
２３からエッチングガスがサブチャンバー２２へ導入さ
れる。サブチャンバー２２の周囲には誘導コイル２４が
巻回されており、この誘導コイル２４にはＲＦ電源２５
から高周波が供給される。したがって、エッチングガス
をガス導入部２３からサブチャンバー２２に導入すると
ともに、誘導コイル２４に高周波を供給することによ
り、サブチャンバー２２内でエッチングガスのプラズマ
が形成され、そのプラズマが半導体ウェーハ１５に供給
されてエッチングされる。
【００３８】なお、本発明の処理容器用部材が適用され
る処理容器としては、エッチング用のものに限らず、Ｃ
ＶＤ成膜等、腐食性ガスを用いる処理に用いられるもの
であればよい。また、必ずしも半導体製造装置用の処理
容器に限らない。
る処理容器としては、エッチング用のものに限らず、Ｃ
ＶＤ成膜等、腐食性ガスを用いる処理に用いられるもの
であればよい。また、必ずしも半導体製造装置用の処理
容器に限らない。
【００３９】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 （第１の実施例）まず、イットリア（純度９９．９％）
３７．５モル％とアルミナ（純度９９．９９％）６２．
５モル％に対し、酸化珪素を内割で０．２重量％、イオ
ン交換水、分散剤を加え、ポットミル中で混合した。こ
のスラリーをスプレードライヤーにて造粒し、ＣＩＰ成
形にて成形体を作製した。次に、この成形体を処理容器
用部材形状に加工し、１７５０℃で焼成し、図１のＲ１
＝３００ｍｍ、Ｒ２＝２０ｍｍ、ｔ＝７ｍｍの処理容器
部材を得た。同時に作製したサンプル焼結体より結晶相
を確認したところ、イットリウム−アルミニウム−ガー
ネット（ＹＡＧ）であった。このような処理容器用部材
製造の際、成形体段階での内面加工、および焼結後のブ
ラスト処理により種々の内面の面粗さを有する処理容器
用部材を製造した。また、他の材料（アルミナ９９．５
％、石英）についても同様に、Ｒ１＝３００ｍｍ、Ｒ２
＝２０ｍｍ、ｔ＝７ｍｍで内面の面粗さを変化させた処
理容器用部材を製造した。
３７．５モル％とアルミナ（純度９９．９９％）６２．
５モル％に対し、酸化珪素を内割で０．２重量％、イオ
ン交換水、分散剤を加え、ポットミル中で混合した。こ
のスラリーをスプレードライヤーにて造粒し、ＣＩＰ成
形にて成形体を作製した。次に、この成形体を処理容器
用部材形状に加工し、１７５０℃で焼成し、図１のＲ１
＝３００ｍｍ、Ｒ２＝２０ｍｍ、ｔ＝７ｍｍの処理容器
部材を得た。同時に作製したサンプル焼結体より結晶相
を確認したところ、イットリウム−アルミニウム−ガー
ネット（ＹＡＧ）であった。このような処理容器用部材
製造の際、成形体段階での内面加工、および焼結後のブ
ラスト処理により種々の内面の面粗さを有する処理容器
用部材を製造した。また、他の材料（アルミナ９９．５
％、石英）についても同様に、Ｒ１＝３００ｍｍ、Ｒ２
＝２０ｍｍ、ｔ＝７ｍｍで内面の面粗さを変化させた処
理容器用部材を製造した。
【００４０】これらの処理容器部材を組み込んだ図２に
示す装置を用い、ガス供給ノズル１９からＣＦ４および
Ｏ２を４：１の割合でチャンバー内に導入し、ＲＦ電源
２１から誘導コイル２０に４００ｋＨｚの高周波を印加
してプラズマを形成し、支持テーブル１３にＲＦ電源１
７から１３．５６ＭＨｚの高周波を印加しながらエッチ
ング処理を行い、本発明の処理容器部材の評価を行っ
た。
示す装置を用い、ガス供給ノズル１９からＣＦ４および
Ｏ２を４：１の割合でチャンバー内に導入し、ＲＦ電源
２１から誘導コイル２０に４００ｋＨｚの高周波を印加
してプラズマを形成し、支持テーブル１３にＲＦ電源１
７から１３．５６ＭＨｚの高周波を印加しながらエッチ
ング処理を行い、本発明の処理容器部材の評価を行っ
た。
【００４１】表１に用いた材料、表面粗さ、処理容器部
材としての評価結果を示す。処理容器部材としての評価
は、耐食性と連続運転性とによって行った。耐食性の評
価基準は、腐食速度が１８ｎｍ／ｍｉｎ以下を○（良
好）とし、１８ｎｍ／ｍｉｎを超えたものは×（不可）
とした。連続運転性の評価基準は、５００ｈｒを超えて
膜の脱落の生じないものを○（良好）とし、５００ｈｒ
に至らず膜の脱落の生じたものは×（不可）とした。
材としての評価結果を示す。処理容器部材としての評価
は、耐食性と連続運転性とによって行った。耐食性の評
価基準は、腐食速度が１８ｎｍ／ｍｉｎ以下を○（良
好）とし、１８ｎｍ／ｍｉｎを超えたものは×（不可）
とした。連続運転性の評価基準は、５００ｈｒを超えて
膜の脱落の生じないものを○（良好）とし、５００ｈｒ
に至らず膜の脱落の生じたものは×（不可）とした。
【００４２】
【表１】
【００４３】表１に示すように、イットリウム−アルミ
ニウム−ガーネット（ＹＡＧ）を用い、容器内面に相当
する部分の面粗さＲａが１μm超えである実施例１〜４
は、耐食性および連続運転性のいずれも良好であった。
ニウム−ガーネット（ＹＡＧ）を用い、容器内面に相当
する部分の面粗さＲａが１μm超えである実施例１〜４
は、耐食性および連続運転性のいずれも良好であった。
【００４４】これに対し、イットリウム−アルミニウム
−ガーネットであっても、内面の面粗さＲａが１μｍ以
下の比較例１は、耐食性は良好であったが、連続運転性
が劣っていた。また、材料としてアルミナ９９．５％、
石英を用いたものは、内面の面粗さにかかわらず、耐食
性に劣っていた。
−ガーネットであっても、内面の面粗さＲａが１μｍ以
下の比較例１は、耐食性は良好であったが、連続運転性
が劣っていた。また、材料としてアルミナ９９．５％、
石英を用いたものは、内面の面粗さにかかわらず、耐食
性に劣っていた。
【００４５】（第２の実施例）ここでは、処理容器部材
の形状、ＳｉＯ２量等を変化させて、上で説明したよう
な製造方法でイットリウム−アルミニウム−ガーネット
製の処理容器用部材を製造した。
の形状、ＳｉＯ２量等を変化させて、上で説明したよう
な製造方法でイットリウム−アルミニウム−ガーネット
製の処理容器用部材を製造した。
【００４６】このような処理容器用部材を組み込んだ図
２に示す装置を用い、ガス供給ノズル１９からＣＦ４お
よびＯ２を４：１の割合でチャンバー内に導入し、ＲＦ
電源２１から誘導コイル２０に４００ｋＨｚの高周波を
印加してプラズマを形成し、支持テーブル１３にＲＦ電
源１７から１３．５６ＭＨｚの高周波を印加しながらエ
ッチング処理を行い、各処理容器部材の評価を行った。
２に示す装置を用い、ガス供給ノズル１９からＣＦ４お
よびＯ２を４：１の割合でチャンバー内に導入し、ＲＦ
電源２１から誘導コイル２０に４００ｋＨｚの高周波を
印加してプラズマを形成し、支持テーブル１３にＲＦ電
源１７から１３．５６ＭＨｚの高周波を印加しながらエ
ッチング処理を行い、各処理容器部材の評価を行った。
【００４７】表２に処理容器用部材の形状、表面粗さ、
ＳｉＯ２含有量、誘電正接、および処理容器部材として
の評価結果を示す。処理容器用部材としての評価は、連
続運転性と亀裂の有無（耐熱衝撃性）によって行った。
連続運転性は第１の実施例と同様に評価した。なお、誘
電正接は同時に作製したサンプル焼結体で１ＭＨｚ〜１
０ＧＨｚの範囲で評価しており、全ての実施例を通じて
１ＭＨｚにおける値の方が大きかったため、表中には１
ＭＨｚにおける値のみ記している。
ＳｉＯ２含有量、誘電正接、および処理容器部材として
の評価結果を示す。処理容器用部材としての評価は、連
続運転性と亀裂の有無（耐熱衝撃性）によって行った。
連続運転性は第１の実施例と同様に評価した。なお、誘
電正接は同時に作製したサンプル焼結体で１ＭＨｚ〜１
０ＧＨｚの範囲で評価しており、全ての実施例を通じて
１ＭＨｚにおける値の方が大きかったため、表中には１
ＭＨｚにおける値のみ記している。
【００４８】試験例１は、Ｒ１＝３００ｍｍ、Ｒ２＝２
０ｍｍ、ｔ＝７ｍｍで内面の面粗さＲａ＝１．５μｍ、
ＳｉＯ２量を０．２重量％としたものであり、連続運転
性が良好であり、亀裂も発生しなかった。
０ｍｍ、ｔ＝７ｍｍで内面の面粗さＲａ＝１．５μｍ、
ＳｉＯ２量を０．２重量％としたものであり、連続運転
性が良好であり、亀裂も発生しなかった。
【００４９】試験例２は、成形体段階で旋盤による内面
加工した以外は試験例１と同様にして焼結体を得た結
果、内面の面粗さＲａ＝３．４μｍであった。この試験
例についても連続運転性が良好であり、亀裂も発生しな
かった。
加工した以外は試験例１と同様にして焼結体を得た結
果、内面の面粗さＲａ＝３．４μｍであった。この試験
例についても連続運転性が良好であり、亀裂も発生しな
かった。
【００５０】試験例３は、ＳｉＯ２量を０．５重量％と
し、成形体段階で加工条件を変えて旋盤により内面を加
工した以外は試験例１と同様の条件で焼結体を得た。内
面の面粗さＲａ＝１１３μｍであった。試験例１同様の
形状の処理容器用部材で評価を行った結果、連続運転性
および耐熱衝撃性に問題はなかった。
し、成形体段階で加工条件を変えて旋盤により内面を加
工した以外は試験例１と同様の条件で焼結体を得た。内
面の面粗さＲａ＝１１３μｍであった。試験例１同様の
形状の処理容器用部材で評価を行った結果、連続運転性
および耐熱衝撃性に問題はなかった。
【００５１】試験例４は、ブラスト処理により焼結体内
面のＲａを５０μｍとした以外は試験例１と同様にし
て、試験例１と同一形状の処理容器用部材を製造し、評
価した結果、連続運転性および耐熱衝撃性に問題はなか
った。
面のＲａを５０μｍとした以外は試験例１と同様にし
て、試験例１と同一形状の処理容器用部材を製造し、評
価した結果、連続運転性および耐熱衝撃性に問題はなか
った。
【００５２】試験例５は、Ｒ１＝∞、Ｒ２＝２５０ｍ
ｍ、ｔ＝１４ｍｍとした以外は試験例１と同様にして処
理容器用部材を製造し、評価を行った。その結果、連続
運転性および耐熱衝撃性のいずれも良好であった。
ｍ、ｔ＝１４ｍｍとした以外は試験例１と同様にして処
理容器用部材を製造し、評価を行った。その結果、連続
運転性および耐熱衝撃性のいずれも良好であった。
【００５３】試験例６は、Ｒ２＝１０ｍｍとした以外は
試験例１と同様にして処理容器用部材を製造し、評価を
行った。その結果、連続運転性および耐熱衝撃性のいず
れも良好であった。
試験例１と同様にして処理容器用部材を製造し、評価を
行った。その結果、連続運転性および耐熱衝撃性のいず
れも良好であった。
【００５４】試験例７は、Ｒ１＝∞、Ｒ２＝０ｍｍとし
た以外は試験例１と同様にして処理容器用部材を製造
し、評価を行った。その結果、運転中にコーナエッジ部
（図１における第１の部分２と第２の部分３との境界）
から亀裂が発生した。
た以外は試験例１と同様にして処理容器用部材を製造
し、評価を行った。その結果、運転中にコーナエッジ部
（図１における第１の部分２と第２の部分３との境界）
から亀裂が発生した。
【００５５】試験例８は、ｔ＝４ｍｍとした以外は試験
例１と同様にして処理容器用部材を製造し、評価を行っ
た。その結果、運転中の熱膨張係数の増大による熱応力
により亀裂が発生した。
例１と同様にして処理容器用部材を製造し、評価を行っ
た。その結果、運転中の熱膨張係数の増大による熱応力
により亀裂が発生した。
【００５６】試験例９は、ＳｉＯ２量を１．９重量％と
し、成形体段階での加工で寸法を変えたこと、内面を加
工したこと以外は試験例１と同様の条件で焼結体を得
た。また、処理容器用部材の形状は、試験例１と異な
り、Ｒ１＝８００ｍｍ、Ｒ２＝５０ｍｍ、ｔ＝７ｍｍと
した。内面の面粗さＲａ＝１０．６μｍであった。その
結果、誘電正接がやや大きく、部材温度が上昇したが、
連続運転性および耐熱衝撃性に問題はなかった。
し、成形体段階での加工で寸法を変えたこと、内面を加
工したこと以外は試験例１と同様の条件で焼結体を得
た。また、処理容器用部材の形状は、試験例１と異な
り、Ｒ１＝８００ｍｍ、Ｒ２＝５０ｍｍ、ｔ＝７ｍｍと
した。内面の面粗さＲａ＝１０．６μｍであった。その
結果、誘電正接がやや大きく、部材温度が上昇したが、
連続運転性および耐熱衝撃性に問題はなかった。
【００５７】試験例１０は、ＳｉＯ２の含有量を２．５
重量％とした以外は試験例１と同様にして処理容器用部
材を製造した。その結果、焼結体の誘電正接が大きく運
転中の温度差による熱応力により亀裂が発生した。
重量％とした以外は試験例１と同様にして処理容器用部
材を製造した。その結果、焼結体の誘電正接が大きく運
転中の温度差による熱応力により亀裂が発生した。
【００５８】
【表２】
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
イットリウム−アルミニウム−ガーネットを主要成分と
する多結晶セラミックスからなり、かつその容器内面に
相当する部分が付着物を保持するアンカー効果を発揮す
るように、その面粗さＲａを３〜５００μｍとしたの
で、腐食性ガス、特にフッ化物ガスおよびそのプラズマ
に対して十分な耐食性を維持しながら、アンカー効果に
より付着物の脱落を発生しにくくすることができる。ま
た、イットリウム−アルミニウム−ガーネットを主要成
分とする多結晶セラミックスからなり、かつその容器内
面に相当する部分が付着物を保持するアンカー効果を発
揮するように、その面粗さＲａが１μｍ超えであり、こ
れに加えて曲率半径Ｒ１が３００ｍｍ以上の第１の球面
部と、この第１の部分の端部に連続し、かつ曲率半径Ｒ
２が１０ｍｍ以上の第２の球面部とからなる曲面形状部
を主体とし、第１の球面部および第２の球面部のいずれ
か一方が他方に内接するようにし、この曲面形状部の肉
厚を５〜１５ｍｍの範囲としたので、腐食性ガス、特に
フッ化物ガスおよびそのプラズマに対して十分な耐食性
を維持しながら、アンカー効果により付着物の脱落を発
生しにくくすることができるとともに、部材内の熱応力
を極力小さくすることができ、処理容器用部材として十
分な耐熱衝撃性を得ることができるといった効果が付加
される。
イットリウム−アルミニウム−ガーネットを主要成分と
する多結晶セラミックスからなり、かつその容器内面に
相当する部分が付着物を保持するアンカー効果を発揮す
るように、その面粗さＲａを３〜５００μｍとしたの
で、腐食性ガス、特にフッ化物ガスおよびそのプラズマ
に対して十分な耐食性を維持しながら、アンカー効果に
より付着物の脱落を発生しにくくすることができる。ま
た、イットリウム−アルミニウム−ガーネットを主要成
分とする多結晶セラミックスからなり、かつその容器内
面に相当する部分が付着物を保持するアンカー効果を発
揮するように、その面粗さＲａが１μｍ超えであり、こ
れに加えて曲率半径Ｒ１が３００ｍｍ以上の第１の球面
部と、この第１の部分の端部に連続し、かつ曲率半径Ｒ
２が１０ｍｍ以上の第２の球面部とからなる曲面形状部
を主体とし、第１の球面部および第２の球面部のいずれ
か一方が他方に内接するようにし、この曲面形状部の肉
厚を５〜１５ｍｍの範囲としたので、腐食性ガス、特に
フッ化物ガスおよびそのプラズマに対して十分な耐食性
を維持しながら、アンカー効果により付着物の脱落を発
生しにくくすることができるとともに、部材内の熱応力
を極力小さくすることができ、処理容器用部材として十
分な耐熱衝撃性を得ることができるといった効果が付加
される。
【図１】本発明の処理容器用部材の一実施形態を示す断
面図。
面図。
【図２】本発明の処理容器用部材を用いたプラズマエッ
チング装置の一例を示す図。
チング装置の一例を示す図。
【図３】本発明の処理容器用部材を用いたプラズマエッ
チング装置の他の例を示す図。
チング装置の他の例を示す図。
１，１０；処理容器用部材 ２；第１の球面部 ３：第２の球面部 １２；チャンバー １３；支持テーブル １４；静電チャック １５；半導体ウェーハー １９；ガス供給ノズル ２０，２４；誘導コイル １７，２１，２５；高周波電源 ２３；ガス導入部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 英二 東京都江東区清澄一丁目２番23号 太平 洋セメント株式会社 研究本部内 (72)発明者 和田 千春 東京都江東区清澄一丁目２番23号 太平 洋セメント株式会社 研究本部内 (72)発明者 岸 幸男 宮城県仙台市泉区明通三丁目５番 株式 会社日本セラテック本社工場内 (72)発明者 大滝 浩通 宮城県仙台市泉区明通三丁目５番 株式 会社日本セラテック本社工場内 (72)発明者 鈴木 敦 宮城県仙台市泉区明通三丁目５番 株式 会社日本セラテック本社工場内 (56)参考文献 特開 平10−236871（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−45461（ＪＰ，Ａ) Ｒ．Ｄ．Ｓｈａｎｎｏｎ，ｅｔ ａ ｌ．「Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓ ｔａｎｔｓ ｏｆ ｙｔｔｒｉｕｍ ａ ｎｄ ｒａｒｅ−ｅａｒｔｈ ｇａｒｎ ｅｔｓ，ｔｈｅ ｐｏｌａｒｉｚａｂｉ ｌｉｔｙ ｏｆ ｇａｌｌｉｕｍ ｏｘ ｉｄｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｘｉｄｅ ａｄｄｉｔｉｖｉｔｙ ｒｕｌｅ」，Ｊ ｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＡＰＰＬＩＥＤ ＰＨＹＳＩＣＳ，（1990），第67巻，第 ８号，第3798−3802頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/44 ＣＡ（ＳＴＮ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
Claims (4)
- 【請求項１】 その中で腐食性ガスによる処理を行う容
器に用いられる処理容器用部材であって、イットリウム
−アルミニウム−ガーネットを主要成分とする多結晶セ
ラミックスからなり、かつその容器内面に相当する部分
が付着物を保持するアンカー効果を発揮するように、そ
の面粗さＲａが３〜５００μｍであることを特徴とする
処理容器用部材。 - 【請求項２】 その中で腐食性ガスによる処理を行う容
器に用いられる処理容器用部材であって、イットリウム
−アルミニウム−ガーネットを主要成分とする多結晶セ
ラミックスからなり、かつその容器内面に相当する部分
が付着物を保持するアンカー効果を発揮するように、そ
の面粗さＲａが１μｍ超えであり、曲率半径Ｒ１が３０
０ｍｍ以上の第１の球面部と、この第１の部分の端部に
連続し、かつ曲率半径Ｒ２が１０ｍｍ以上の第２の球面
部とからなる曲面形状部を主体とし、前記第１の球面部
および第２の球面部のいずれか一方が他方に内接してお
り、この曲面形状部の肉厚が５〜１５ｍｍの範囲にある
ことを特徴とする処理容器用部材。 - 【請求項３】 その中で腐食性ガスによる処理を行う容
器に用いられる処理容器用部材であって、イットリウム
−アルミニウム−ガーネットを主要成分とする多結晶セ
ラミックスからなり、かつその容器内面に相当する部分
が付着物を保持するアンカー効果を発揮するように、そ
の面粗さＲａが１μｍ超えであり、前記多結晶セラミッ
クスのＳｉＯ２含有量を、０．１５重量％超え２重量％
以下の範囲とすることを特徴とする処理容器用部材。 - 【請求項４】 １ＭＨｚ〜１０ＧＨｚでの誘電損失が２
００×１０−４以下であることを特徴とする請求項１な
いし請求項３のいずれか１項に記載の処理容器用部材。
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