JP3855451B2 - フルオロカーボン膜の成膜方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フルオロカーボン膜の成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩの微細化、高集積化は止まるところを知らず、０．１３μｍルールのデバイスの量産も目前に迫りつつある。このような次世代以降のＬＳＩ製造プロセスにおいては、デバイスの性能向上のために、新規のプロセスや材料の開発、適用が不可欠である。絶縁膜への低誘電率材料の適用もその１つであり、低誘電率の絶縁膜を用いることによって、配線間の容量や絶縁膜間の容量の低減を図ることができる。それ故、次世代以降のＬＳＩにおける絶縁膜に対して、誘電率ｋ（＝ε／ε₀）が２．５以下の絶縁膜の実用化が期待されている。
【０００３】
低誘電率の絶縁膜は、例えば、有機系材料を塗布することによって成膜する方法、あるいはＣＶＤ法によって成膜する方法等が知られている。ところで、前者の方法は、所謂ウエットプロセスであること、有機溶剤を使用すること等から余り好ましい方法ではなく、所謂ドライプロセスである後者のＣＶＤ法にて成膜することが望ましい。
【０００４】
中でも、低誘電率材料として、フルオロカーボンが、誘電率ｋが２．５程度であり、しかも、プラズマＣＶＤ法にて低温で成膜が可能であるといった理由から、着目されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
プラズマＣＶＤ法においては、高密度プラズマの基体（例えば半導体基板）への照射等に起因して、プラズマから基体ヘ大きな入熱が生じる。その結果、例えば、基体の温度がプラズマ発生前に比べて４０゜Ｃ程度乃至１００゜Ｃ程度以上も上昇してしまうことがある。従って、基体を保持する基体載置ステージ（例えばウエハステージ）によって基体を加熱し、高温下でプラズマＣＶＤ法にて成膜を行う場合、プラズマから基体ヘの入熱の影響を抑え、基体を高い精度で設定温度に制御する技術が重要である。
【０００６】
基体上にプラズマＣＶＤ法にてフルオロカーボン膜を成膜する場合、成膜プロセスにおける正確な温度制御を行わないと、例えば成膜開始時と成膜完了時でのフルオロカーボンの特性に変動が生じる。即ち、フルオロカーボン膜の膜厚方向の特性にバラツキが生じる。その結果、フルオロカーボン膜の成膜後、フルオロカーボン膜の緻密化のために、また、後の熱処理プロセスでフルオロカーボン膜が分解することを防止するために、４００゜Ｃ前後でアニール処理を行うと、フルオロカーボン膜からフッ素が脱離してしまう。それ故、プラズマＣＶＤ法にてフルオロカーボン膜を成膜する場合、成膜プロセスにおいて正確な温度制御を行い、フルオロカーボン膜の膜厚方向の特性にバラツキが発生することを抑制することが不可欠である。
【０００７】
成膜プロセスにおける正確な温度制御を行う場合、例えば半導体基板を基体載置ステージに十分に密着させる必要がある。そのための簡便な手段としてクランプがあるが、クランプを使用した場合、クランプと接する部分の半導体基板上にフルオロカーボン膜を成膜することができない。また、半導体基板の周辺部のみにおいて半導体基板を基体載置ステージに押し付けるため、半導体基板の大口径化に伴い、半導体基板の中央部と周辺部とでの均一なる基体載置ステージへの密着が難しいといった問題を有する。
【０００８】
半導体基板を基体載置ステージに十分に密着させる別の手段として、静電チャックがある。この静電チャックは、文字通り、静電吸着によって半導体基板を基体載置ステージに吸着するための装置である。即ち、静電チャックは、通常、基体載置ステージの表面に設けられた誘電体部材から成り、この誘電体部材に直流電圧を印加することによって誘電体部材に静電吸着力を生じさせる。静電チャックを使用すれば、クランプを使用した場合と異なり、半導体基板の全面を基体載置ステージに確実に密着させることができる。
【０００９】
ところで、従来の静電チャックを備えた基体載置ステージを高温に加熱すると、基体載置ステージの線膨張率と誘電体部材の線膨張率との相違に起因して、誘電体部材にクラックが発生してしまい、静電チャックとしての機能が失われてしまう。このような問題を解決する手段が、例えば、特開平１０−３２２３９号公報に開示されている。この特許公開公報に開示された静電チャックステージは、静電チャック用セラミックス焼結体プレートと、セラミックとアルミニウムとの複合プレートとを接合して成る。この静電チャックステージを使用することによって、高温でも基体載置ステージに半導体基板を確実に密着させることが可能である。しかしながら、この特許公開公報には、具体的なフルオロカーボン膜のプラズマＣＶＤ法による成膜について記載も示唆もなされていない。
【００１０】
従って、本発明の目的は、成膜プロセスにおける正確な温度制御下、プラズマＣＶＤ法にてフルオロカーボン膜を成膜する方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、セラミックス部材の組織中にアルミニウム系材料が充填された母材と、該母材の表面に設けられたセラミックス層とから成る複合材料から構成され、静電チャック機能を有し、且つ、温度制御手段を備えた基体載置ステージに基体を載置した状態で、基体上にフルオロカーボン膜をプラズマＣＶＤ法にて成膜することを特徴とする本発明のフルオロカーボン膜の成膜方法によって達成することができる。
【００１２】
ここでフルオロカーボンとは、一般に、（−ＣＦ₂−）_nで表されるＣＦ系の材料である。フルオロカーボン膜をプラズマＣＶＤ法にて成膜するための原料ガスとして、Ｃ₂Ｆ₄、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₄Ｆ₈、Ｃ₆Ｆ₆、ＣＨ₂Ｆ₂、ＣＨＦ₃等を挙げることができる。成膜されたフルオロカーボン膜中には、一部、水素が含まれていてもよい。プラズマＣＶＤ法にてフルオロカーボン膜を成膜する際の基体温度は、３００乃至５００゜Ｃとすることが好ましい。基体として、基板、基板上に設けられた絶縁層、基板や絶縁層上に形成された配線層を挙げることができる。基体を構成する基板としては、シリコン半導体基板、ＧａＡｓ基板等の化合物半導体若しくは半絶縁性基板、ＳＯＩ構造を有する半導体基板、絶縁性基板を挙げることができる。また、基体を構成する絶縁層しては、フルオロカーボン膜だけでなく、ＳｉＯ₂、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、ＳｂＳＧ、ＮＳＧ、ＳＯＧ、ＬＴＯ（Low Temperature Oxide、低温ＣＶＤ−ＳｉＯ₂）、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ等の公知の材料、あるいはこれらの材料を積層したものを例示することができる。
【００１３】
本発明のフルオロカーボン膜の成膜方法においては、基体載置ステージを電極として用い、セラミックス層は静電チャック機能としての機能を発揮させることが好ましい。尚、基体載置ステージには温度制御手段が配設され、この温度制御手段はヒータから構成されていることが好ましい。ヒータを複合材料の外部に配設してもよいし、母材の内部に配設してもよく、後者の場合、母材の線膨張率をα₁［単位：１０^-6／Ｋ］としたとき、ヒータを構成する材料の線膨張率α_H［単位：１０^-6／Ｋ］は（α₁−３）≦α_H≦（α₁＋３）の関係を満足することが好ましい。ここで、ヒータを構成する材料とは、母材と接するヒータの部分（例えば鞘管）を構成する材料を意味する。以下においても同様である。あるいは又、基体載置ステージには温度制御手段が配設され、この温度制御手段を、母材の内部に配設された温度制御用熱媒体を流す配管から構成することもでき、この場合、母材の線膨張率をα₁［単位：１０^-6／Ｋ］としたとき、配管の線膨張率α_P［単位：１０^-6／Ｋ］は（α₁−３）≦α_P≦（α₁＋３）の関係を満足することが好ましい。尚、一般に、線膨張率αは、物体の長さをＬ、０゜Ｃにおける物体の長さをＬ₀、θを温度としたとき、α＝（ｄＬ／ｄθ）／Ｌ₀で表すことができ、単位はＫ^-1（１／Ｋ）であるが、本明細書では、１０^-6／Ｋを単位として線膨張率を表現している。以下、線膨張率を説明するとき、単位を省略して説明する場合もある。
【００１４】
母材の線膨張率α₁とヒータを構成する材料や配管の線膨張率α_H，α_Pとがこれらの関係を満足することによって、セラミックス層に損傷が発生することを効果的に防止することができる。
【００１５】
また、母材の線膨張率をα₁［単位：１０^-6／Ｋ］としたとき、セラミックス層の線膨張率α₂［単位：１０^-6／Ｋ］は（α₁−３）≦α₂≦（α₁＋３）の関係を満足することが好ましい。これによって、例えば５００゜Ｃ程度の高温にて使用しても、母材の線膨張率α₁とセラミックス層の線膨張率α₂の差に起因したセラミックス層の損傷発生をほぼ確実に防止することが可能となる。
【００１６】
尚、このような母材は、例えば、（Ａ）セラミックス部材の組織中にアルミニウム系材料を充填し、以て、セラミックス部材の組織中にアルミニウム系材料が充填された母材を作製する工程と、（Ｂ）この母材の表面にセラミックス層を設ける工程に基づき作製することができる。
【００１７】
この場合、母材を構成するセラミックス部材の組成をコージエライトセラミックスとし、母材を構成するアルミニウム系材料の組成をアルミニウム（Ａｌ）及びケイ素（Ｓｉ）とし、セラミックス層を構成する材料をＡｌ₂Ｏ₃やＡｌＮとすることができる。尚、セラミックス層を構成する材料には、セラミックス層の線膨張率や電気特性を調整するために、例えば、ＴｉＯ₂を添加してもよい。（α₁−３）≦α₂≦（α₁＋３）の関係を満足するように、コージエライトセラミックスとアルミニウム系材料との容積比を決定することが望ましい。あるいは又、コージエライトセラミックス／アルミニウム系材料の容積比を、２５／７５乃至７５／２５、好ましくは２５／７５乃至５０／５０とすることが望ましい。このような容積比にすることによって、母材の線膨張率の制御だけでなく、母材は、純粋なセラミックスの電気伝導度や熱伝導度よりも金属に近づいた値を有するようになる。その結果、このような母材には、電圧の印加は勿論のこと、バイアスの印加も可能となる。更には、アルミニウム系材料を基準としたとき、アルミニウム系材料には、ケイ素が１２乃至３５体積％、好ましくは１６乃至３５体積％、一層好ましくは２０乃至３５体積％含まれていることが、（α₁−３）≦α₂≦（α₁＋３）の関係を満足する上で望ましい。尚、実際には、コージエライトセラミックスから成るセラミックス部材の組織中に、アルミニウム（Ａｌ）及びケイ素（Ｓｉ）が充填され、アルミニウム（Ａｌ）中にケイ素（Ｓｉ）が含まれているわけではないが、アルミニウム系材料におけるアルミニウム（Ａｌ）とケイ素（Ｓｉ）の容積比を表すために、アルミニウム系材料にはケイ素が含まれているという表現を用いる。以下においても同様である。
【００１８】
母材を構成するセラミックス部材の組成をコージエライトセラミックスとし、母材を構成するアルミニウム系材料の組成をアルミニウム（Ａｌ）及びケイ素（Ｓｉ）とする場合、上記の工程（Ａ）は、容器の中に多孔質のコージエライトセラミックスを組成としたセラミックス部材を配し、容器内に溶融したアルミニウムとケイ素とを組成としたアルミニウム系材料を流し込み、高圧鋳造法にてセラミックス部材中にアルミニウム系材料を充填する工程から成ることが好ましい。この場合、セラミックス部材は、例えば、金型プレス成形法、静水圧成形法（ＣＩＰ法あるいはラバープレス成形法とも呼ばれる）、鋳込み成形法（スリップキャスティング法とも呼ばれる）、あるいは泥漿鋳込み成形法によってコージエライトセラミックスを成形した後、焼成（焼結）を行うことによって得ることができる。
【００１９】
尚、セラミックス部材を、コージエライトセラミックス粉末を成形した後、焼成することにより作製することができるが、コージエライトセラミックス粉末とコージエライトセラミックス繊維との混合物を焼成（焼結）することにより作製することが、多孔質のセラミックス部材を得る上で、また、母材作製の際にセラミックス部材に損傷が発生することを防ぐ上で、好ましい。後者の場合、焼成体（焼結体）におけるコージエライトセラミックス繊維の割合は、１乃至２０体積％、好ましくは１乃至１０体積％、一層好ましくは１乃至５体積％であることが望ましい。また、コージエライトセラミックス粉末の平均粒径は１乃至１００μｍ、好ましくは５乃至５０μｍ、一層好ましくは５乃至１０μｍであり、コージエライトセラミックス繊維の平均直径は２乃至１０μｍ、好ましくは３乃至５μｍであり、平均長さは０．１乃至１０ｍｍ、好ましくは１乃至２ｍｍであることが望ましい。更には、コージエライトセラミックス粉末とコージエライトセラミックス繊維との混合物を８００乃至１２００゜Ｃ、好ましくは８００乃至１１００゜Ｃにて焼成（焼結）することが望ましい。また、セラミックス部材の空孔率は２５乃至７５％、好ましくは５０乃至７５％であることが望ましい。
【００２０】
また、容器内に溶融したアルミニウム系材料を流し込む際のセラミックス部材の温度を５００乃至１０００゜Ｃ、好ましくは７００乃至８００゜Ｃとし、容器内に溶融したアルミニウム系材料を流し込む際のアルミニウム系材料の温度を７００乃至１０００゜Ｃ、好ましくは７５０乃至９００゜Ｃとし、高圧鋳造法にてセラミックス部材中にアルミニウム系材料を充填する際に加える絶対圧を２００乃至１５００ｋｇｆ／ｃｍ²、好ましくは８００乃至１０００ｋｇｆ／ｃｍ²とすることが望ましい。
【００２１】
あるいは又、母材を構成するセラミックス部材の組成を窒化アルミニウム（ＡｌＮ）とし、母材を構成するアルミニウム系材料の組成をアルミニウム（Ａｌ）あるいはアルミニウム（Ａｌ）とケイ素（Ｓｉ）とし、セラミックス層を構成する材料をＡｌ₂Ｏ₃やＡｌＮとすることができる。尚、セラミックス層を構成する材料には、セラミックス層の線膨張率や電気特性を調整するために、例えば、ＴｉＯ₂やＹ_xＯ_yを添加してもよい。この場合、（α₁−３）≦α₂≦（α₁＋３）の関係を満足するように、窒化アルミニウムとアルミニウム系材料との容積比を決定することが好ましい。あるいは又、窒化アルミニウム／アルミニウム系材料の容積比を、４０／６０乃至８０／２０、好ましくは６０／４０乃至７０／３０とすることが望ましい。このような容積比にすることによって、母材の線膨張率の制御だけでなく、母材は、純粋なセラミックスの電気伝導度や熱伝導度よりも金属に近づいた値を有するようになり、このような母材には電圧の印加は勿論のこと、バイアスの印加も可能となる。
【００２２】
母材を構成するセラミックス部材の組成を窒化アルミニウム（ＡｌＮ）とし、母材を構成するアルミニウム系材料の組成をアルミニウム（Ａｌ）とした場合、前述の工程（Ａ）は、非加圧金属浸透法に基づき、窒化アルミニウム粒子から成形されたセラミックス部材に溶融したアルミニウムを組成としたアルミニウム系材料を非加圧状態にて浸透させる工程から成ることが好ましい。尚、セラミックス部材は、例えば、金型プレス成形法、静水圧成形法、鋳込み成形法、あるいは泥漿鋳込み成形法によって成形した後、５００乃至１０００゜Ｃ、好ましくは８００乃至１０００゜Ｃの温度で焼成（焼結）を行うことによって得ることができる。この場合、窒化アルミニウム粒子の平均粒径は１０乃至１００μｍ、好ましくは１０乃至５０μｍ、一層好ましくは１０乃至２０μｍであることが望ましい。
【００２３】
あるいは又、母材を構成するセラミックス部材の組成を炭化ケイ素（ＳｉＣ）とし、母材を構成するアルミニウム系材料の組成をアルミニウム（Ａｌ）又はアルミニウム（Ａｌ）とケイ素（Ｓｉ）とし、セラミックス層を構成する材料をＡｌ₂Ｏ₃又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）とすることができる。尚、セラミックス層を構成する材料には、セラミックス層の線膨張率や電気特性を調整するために、例えば、ＴｉＯ₂を添加してもよい。この場合、（α₁−３）≦α₂≦（α₁＋３）を満足するように、炭化ケイ素とアルミニウム系材料との容積比を決定することが好ましい。あるいは又、炭化ケイ素／アルミニウム系材料の容積比を、４０／６０乃至８０／２０、好ましくは６０／４０乃至７０／３０とすることが望ましい。このような容積比にすることによって、母材の線膨張率の制御だけでなく、母材は、純粋なセラミックスの電気伝導度や熱伝導度よりも金属に近づいた値を有するようになり、このような母材には電圧の印加は勿論のこと、バイアスの印加も可能となる。尚、母材を構成するアルミニウム系材料の組成をアルミニウム及びケイ素とする場合、アルミニウム系材料にはケイ素が１２乃至３５体積％、好ましくは１６乃至３５体積％、一層好ましくは２０乃至３５体積％含まれていることが、（α₁−３）≦α₂≦（α₁＋３）を満足する上で望ましい。
【００２４】
セラミックス層は、溶射法にて母材の表面に形成されており、あるいは又、ロウ付け法にて母材の表面に取り付けられていることが好ましい。ここで、ロウ材の線膨張率［単位：１０^-6／Ｋ］も、母材の線膨張率をα₁［単位：１０^-6／Ｋ］としたとき、（α₁−３）以上、（α₁＋３）以下の範囲内にあることが望ましい。
【００２５】
このような複合材料から基体載置ステージを作製することによって、母材はセラミックス部材とアルミニウム系材料との中間的な性質を有するものとなり、例えば線膨張率に関してもこれらの中間的な値に調整することが可能となる。それ故、母材とセラミックス層との熱膨張に起因したセラミックス層の損傷発生を回避でき、複合材料から作製された基体載置ステージを高温で確実に使用することが可能となる。しかも、母材は高い熱伝導率を有しているので、基体載置ステージによって基体を効率良く加熱することができる。これによって、基体載置ステージの有する静電チャック機能によって確実に基体を基体載置ステージに載置した状態で、成膜プロセスにおける正確な温度制御下、プラズマＣＶＤ法にてフルオロカーボン膜を成膜することが可能となる。更には、セラミックス層が設けられているので、金属汚染の発生を防止することができるし、ハロゲン系ガスによる複合材料の腐蝕を効果的に防止することができる。
【００２６】
プラズマＣＶＤ法によって基体上にフルオロカーボン膜を成膜する際、ＣＶＤ装置のチャンバー側壁や天板にフルオロカーボンが堆積し、その結果、この堆積物がパーティクル源となってしまう虞がある。このような場合には、ＣＶＤ装置のチャンバー側壁や天板の温度を所定の温度（好ましくは１００乃至５００゜Ｃ、一層好ましくは２００乃至５００゜Ｃ）に保持した状態でプラズマＣＶＤを行うことが望ましい。
【００２７】
そして、チャンバー側壁や天板は、セラミックス部材の組織中にアルミニウム系材料が充填された母材と、この母材の表面に設けられたセラミックス層とから成る複合材料から作製されていることが好ましい。尚、複合材料には温度制御手段が配設され、この温度制御手段はヒータから構成されていることが好ましい。ヒータを複合材料の外部に配設してもよいし、母材の内部に配設してもよく、後者の場合、母材の線膨張率をα₁［単位：１０^-6／Ｋ］としたとき、ヒータを構成する材料の線膨張率α_H［単位：１０^-6／Ｋ］は（α₁−３）≦α_H≦（α₁＋３）の関係を満足することが好ましい。
【００２８】
また、チャンバー側壁や天板を、セラミックス部材の組織中にアルミニウム系材料が充填された母材と、この母材の表面に設けられたセラミックス層とから成る複合材料から作製すれば、チャンバー側壁や天板にフルオロカーボンが堆積することを防止する十分に高い温度にチャンバー側壁や天板を保持しても、セラミックス層に損傷が生じることが無い。更には、セラミックス層が設けられているので、金属汚染の発生を防止することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、発明の実施の形態（以下、実施の形態と略称する）に基づき本発明を説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
実施の形態１での使用に適したバイアスＣＶＤ装置２０（以下、単にＣＶＤ装置２０と略称する）の概念図を図１に示す。ＣＶＤ装置２０のチャンバー２１内には、シリコン半導体基板４０を保持・固定するための基体載置ステージ１０が配設されている。実施の形態１における基体載置ステージ１０の模式的な断面図を、図２の（Ａ）に示す。この基体載置ステージ１０は複合材料１１から構成されている。複合材料１１は、セラミックス部材の組織中にアルミニウム系材料が充填された母材１２（温度調節ジャケットに相当する）と、この母材１２の表面に設けられたセラミックス層１３とから成る。この基体載置ステージ１０は、静電チャック機能を有し、且つ、温度制御手段を備えている。具体的には、誘電体層であるセラミックス層１３は静電チャック機能を有する。また、母材１２の下面には、温度制御手段として、ＰＢＮヒータ（パイロリティック・ボロン・ナイトライド・パイロリティック・グラファイト・ヒータ）から成るヒータ１４が取り付けられている。尚、基体載置ステージ１０には、セラミックス層１３上に載置、保持された例えばシリコン半導体基板４０を押し上げるためのプッシャーピン（図示せず）が埋設されている。また、このプッシャーピンには、プッシャーピンをセラミックス層１３の頂面上に突出させあるいは頂面下に埋没させる機構（図示せず）が取り付けられている。
【００３１】
実施の形態１における複合材料１１は、具体的には、コージエライトセラミックスから成るセラミックス部材の組織中に、アルミニウム（Ａｌ）及びケイ素（Ｓｉ）から成るアルミニウム系材料が充填された母材１２と、この母材１２の表面（チャンバー２１側の面及び側面）に設けられたＡｌ₂Ｏ₃から成るセラミックス層１３とから構成されている。また、アルミニウム系材料を基準として、アルミニウム系材料にはケイ素が２０体積％含まれている。母材１２の形状は円盤状である。ここで、コージエライトセラミックスとは、ＭｇＯが約１３重量％、ＳｉＯ₂が約５２重量％、Ａｌ₂Ｏ₃が約３５重量％となる組成比に調整されたセラミックスである。コージエライトセラミックスの線膨張率は０．１×１０^-6／Ｋである。
【００３２】
セラミックス部材は、コージエライトセラミックス粉末とコージエライトセラミックス繊維との混合物の焼成体（焼結体）であり、この焼成体におけるコージエライトセラミックス繊維の割合を５体積％とした。ここで、コージエライトセラミックス粉末の平均粒径は１０μｍであり、コージエライトセラミックス繊維の平均直径は５μｍであり、平均長さは２ｍｍである。セラミックス部材の空孔率は約５０％であり、空孔径は約１乃至２μｍである。従って、コージエライトセラミックス／アルミニウム系材料の容積比は約１／１である。このような構成の母材１２の線膨張率は、１００〜３００゜Ｃにおける平均値で、約１０．６×１０^-6／Ｋである。即ち、α₁＝１０．６である。また、コージエライトセラミックス／アルミニウム系材料の容積比は約１／１であるが故に、母材１２は、純粋なセラミックスの電気伝導度や熱伝導度よりも金属に近づいた値を有する。従って、このような母材１２から作製された基体載置ステージ１０は、セラミックスのみから作製された基体載置ステージよりも高い熱伝導性を有するし、電圧の印加は勿論のこと、バイアスの印加も可能である。
【００３３】
セラミックス層１３を構成する材料を、ＴｉＯ₂が約２．５重量％添加されたＡｌ₂Ｏ₃とした。厚さ約０．２ｍｍのセラミックス層１３は、溶射法にて母材１２の表面に形成されている。このような組成のセラミックス層１３の線膨張率は、１００〜３００゜Ｃにおける平均値で、約９×１０^-6／Ｋである。従って、α₂は約９であり、セラミックス層１３の線膨張率α₂は（α₁−３）≦α₂≦（α₁＋３）の関係を満足している。尚、Ａｌ₂Ｏ₃それ自体の線膨張率は約８×１０^-6／Ｋである。
【００３４】
Ａｌ₂Ｏ₃にＴｉＯ₂を約２．５重量％添加することによって、セラミックス層１３の体積固有抵抗値を１０¹¹Ω／□オーダーに調整することができる。これによって、セラミックス層１３は誘電体として作用し、静電チャックとしての機能を発揮することができる。このように体積固有抵抗値を調整する理由は、セラミックス層１３が１０¹¹Ω／□オーダーを越えると、静電チャックとして用いた場合にセラミックス層１３の吸着力が弱くなりすぎ、シリコン半導体基板４０をセラミックス層１３に充分吸着させることが困難になる虞があるからである。一方、セラミックス層１３が１０¹¹Ω／□オーダーを下回ると、基体載置ステージ１０を高温で用いた際、セラミックス層１３の抵抗値が更に低くなり、シリコン半導体基板４０とセラミックス層１３との界面で電流が生じる虞がある。尚、使用条件によるが、一般的には、ＴｉＯ₂を０〜約１０重量％添加することによって、セラミックス層の体積固有抵抗値を１０¹¹〜１０¹⁶Ω／□とすることが望ましい。
【００３５】
複合材料１１によって構成される基体載置ステージ１０の作製方法を、以下、説明する。複合材料１１は、（Ａ）セラミックス部材の組織中にアルミニウム系材料を充填し、以て、セラミックス部材の組織中にアルミニウム系材料が充填された母材を作製する工程と、（Ｂ）母材の表面にセラミックス層を設ける工程から作製される。具体的には、この工程（Ａ）は、容器の中に多孔質のコージエライトセラミックスを組成としたセラミックス部材を配し、容器内に溶融したアルミニウムとケイ素とを組成としたアルミニウム系材料を流し込み、高圧鋳造法にてセラミックス部材中にアルミニウム系材料を充填する工程から成る。
【００３６】
多孔質のコージエライトセラミックスを組成としたセラミックス部材は、セラミックス部材を作製する際の焼結過程において多孔質化される。実施の形態１においては、多孔質のコージエライトセラミックスとして、コージエライトセラミックス粉体とコージエライトセラミックス繊維とを焼結して得られる焼結体である多孔質のコージエライトセラミックス・ファイバーボード（以下、ファイバーボードと略称する）を用いた。一般的な粉体焼結セラミックスが約１２００゜Ｃで高温焼結されるのに対して、ファイバーボードは約８００゜Ｃで低温焼結されたものであり、コージエライトセラミックス繊維の周りにコージエライトセラミックス粉体がバインダーを介して密着するように焼結され、多孔質化されている。従って、例えば、コージエライトセラミックス粉体とコージエライトセラミックス繊維との容積比を変えることによって、得られる多孔質のコージエライトセラミックスを組成としたセラミックス部材の空孔率や空孔径を調整することが可能である。
【００３７】
基体載置ステージ１０を作製するには、先ず、所定の円盤形状に成形されたファイバーボードを用意する。そして、容器（鋳型）の底部にファイバーボードを配置する。尚、ファイバーボードには、プッシャーピン等を埋設するための孔を予め加工しておく。
【００３８】
次いで、ファイバーボードから成るセラミックス部材を約８００゜Ｃに予備加熱しておき、続いて、容器（鋳型）内に約８００〜８５０゜Ｃに加熱して溶融状態としたアルミニウム系材料（Ａｌ８０体積％−Ｓｉ２０体積％）を流し込む。そして、容器（鋳型）内に約１トン／ｃｍ²の高圧を加える高圧鋳造法を実行する。その結果、多孔質のファイバーボードには、即ち、セラミックス部材の組織中には、アルミニウム系材料が充填される。そして、アルミニウム系材料を冷却・固化させることによって、母材１２が作製される。
【００３９】
次に、母材１２の上面、即ち、ヒータ側の頂面、及び側面を研磨する。その後、この研磨面に、Ａｌ₂Ｏ₃にＴｉＯ₂を約２．５重量％混合した粒径が約１０μｍの混合粉末を真空溶射法によって溶融状態で吹き付け、固化させる。これによって、体積固有抵抗値が１０¹¹Ω／□オーダーの厚さ約０．２ｍｍのセラミックス層１３を溶射法にて形成することができる。尚、セラミックス層１３の形成の前に、溶射下地層として例えばアルミニウムを約５重量％含んだニッケル（Ｎｉ−５重量％Ａｌ）を溶射しておき、この溶射下地層上にセラミックス層１３を溶射法にて形成してもよい。その後、母材１２の下面、即ちセラミックス層１３が設けられた面と反対側の面にＰＢＮヒータから成るヒータ１４を取り付け、基体載置ステージ１０を得る。
【００４０】
このようにして得られた基体載置ステージ１０は、多孔質のコージエライトセラミックス・ファイバーボードから成るセラミックス部材にＡｌ８０体積％−Ｓｉ２０体積％のアルミニウム系材料を充填して得られた母材（温度調節ジャケット）１２によって構成されており、母材１２の線膨張率α₁はセラミックス層１３の線膨張率α₂に近い値となっている。従って、基体載置ステージ１０の加熱・冷却による母材１２とセラミックス層１３の伸縮の度合いは殆ど同じである。それ故、これらの材料間の線膨張率α₁，α₂の差に起因して、高温加熱時や、高温から常温に基体載置ステージ１０を戻したときに、セラミックス層１３に割れ等の損傷が発生することを確実に回避することができる。
【００４１】
また、基体載置ステージ１０の作製方法にあっては、特に、多孔質のコージエライトセラミックス・ファイバーボードを用いているが、高圧鋳造時にアルミニウム系材料がその空孔内に入り込む際の衝撃にファイバーボードは耐え得る。その結果、ファイバーボードに割れが生じることを抑制することができる。即ち、通常の粉末焼結法によって得られる多孔質のコージエライトセラミックスから成るセラミックス部材においては、高圧鋳造時に割れが起こり易い。然るに、多孔質のコージエライトセラミックス・ファイバーボードを用いることによって、高圧鋳造時におけるセラミックス部材の割れ発生を抑えることができる。
【００４２】
そして、高圧鋳造時にファイバーボードに割れ等が発生することを回避できるので、母材の表面に設けられたセラミックス層にクラック等の損傷が生じることを一層確実に防止することができる。即ち、ファイバーボードに割れが発生したとしても、ファイバーボードから成るセラミックス部材の組織中にアルミニウム系材料を充填したとき、アルミニウム系材料が一種の接着材として働く結果、母材を得ることはできる。しかしながら、このようにして得られた母材においては、ファイバーボードに発生した割れ等の隙間にアルミニウム系材料から成る層が形成されてしまう。その結果、母材の表面に設けられたセラミックス層が、基体載置ステージ１０の使用時、温度変化に追従できなくなり、セラミックス層に割れが生じ易くなる。つまり、セラミックス層は、粒径が約１０μｍの混合粉末が溶射されそして母材と同化されているので、ファイバーボードにおける１〜２μｍの空孔内に充填されたアルミニウム系材料そのものの熱膨張からは殆ど影響を受けない。しかしながら、ファイバーボードの割れた部分の隙間に存在するアルミニウム系材料から成る層は、セラミックス層を形成する粒子の径より大きい長さや幅を有する。従って、アルミニウム系材料から成るかかる層の熱膨張によるセラミックス層への影響は無視できないものとなり、セラミックス層１３に割れが発生する確率が高くなる。
【００４３】
また、セラミックス層を母材上に溶射法にて形成するので、母材１２とセラミックス層１３とがより一層一体化する。これによって、母材１２とセラミックス層１３との間の応力緩和が図れると共に、母材１２からセラミックス層１３への熱伝導が速やかとなり、基体載置ステージ１０を構成するセラミックス層１３に保持・固定された基体の温度制御を迅速に且つ確実に行うことが可能となる。
【００４４】
尚、図２の（Ｂ）の模式的な断面図に示すように、セラミックス層を溶射法でなくロウ付け法によって母材１２の表面（必要に応じて、更に側面）に設けてもよい。この場合には、焼結法にて作製されたＡｌ₂Ｏ₃製セラミックス板から成るセラミックス層１６を、例えば、約６００゜Ｃの温度にてＡｌ−Ｍｇ−Ｇｅ系のロウ材１７を用いたロウ付け法にて母材１２の表面に取り付ければよい。尚、ロウ材としては、その他、チタン、錫、アンチモン、マグネシウムから成る合金を挙げることができる。必要に応じて、基体載置ステージ１０の側面にセラミックス材料から成る環状のカバーを取り付けてもよい。
【００４５】
実施の形態１のＣＶＤ装置２０は、更に、チャンバー２１と誘導結合コイル２４を備えている。チャンバー２１は、石英製の側壁２２と、複合材料から作製された天板２３から構成されている。尚、天板２３の作製方法は後述する。
【００４６】
チャンバー２１内には、シリコン半導体基板４０を保持・固定するための基体載置ステージ１０（図２参照）が配設されている。基体載置ステージ１０には、シリコン半導体基板４０への入射イオンエネルギーを制御するための高周波電源２５が接続され、更には、誘電体部材であるセラミックス層１３に静電吸着力を発揮させるための直流電源２６が接続されている。また、基体載置ステージ１０のヒータ１４は、電源２７に接続されている。更には、シリコン半導体基板４０の温度を計測するための蛍光ファイバ温度計２８が、ＣＶＤ装置２０には備えられている。尚、基体載置ステージ１０の温度制御は、蛍光ファイバ温度計２８で検知された温度を制御装置（ＰＩＤコントローラ）２９で検出し、ヒータ１４へ電力を供給するための電源２７を制御することによって行うことができる。図１において、ＣＶＤ用原料ガス導入部、ゲートバルブ等のＣＶＤ装置の細部については、その図示を省略した。
【００４７】
次に、ＣＶＤ装置２０を用いたプラズマＣＶＤ法に基づくフルオロカーボン膜の成膜方法を、図３の（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。
【００４８】
先ず、シリコン半導体基板４０の上に形成されたＳｉＯ₂から成る下地絶縁層（基体）４１の上に、アルミニウム系材料から成る配線を形成する。具体的には、先ず、シリコン半導体基板４０の上に公知のＣＶＤ法で形成された下地絶縁層４１の上に、密着層としてＴｉＮ／Ｔｉ膜４２をスパッタ法によって形成する。尚、図においては、このＴｉＮ／Ｔｉ膜４２を１層で表した。また、ＴｉＮが上層であり、Ｔｉが下層である。続いて、ＴｉＮ／Ｔｉ膜４２の上にスパッタ法によってアルミニウム系配線材料層４３を形成し、更にその上にエッチング用マスクを形成し、更に公知のリソグラフィ技術及びエッチング技術によってアルミニウム系配線材料層４３及びＴｉＮ／Ｔｉ膜４２をパターニングする。この状態を、図３の（Ａ）の模式的な一部断面図に示す。
【００４９】
次いで、配線を形成したシリコン半導体基板４０を図１に示したＣＶＤ装置２０内の基体載置ステージ１０上に載置し、セラミックス層１３に静電吸着力を発揮させてシリコン半導体基板４０を基体載置ステージ１０上に保持・固定する。そして、ヒータ１４の作動によって基体載置ステージ１０の温度制御を行い、シリコン半導体基板４０を以下の表１に示す設定温度に調整する。
【００５０】
そして、プラズマＣＶＤ法にて全面にフルオロカーボン膜４４を成膜する。この状態を、図３の（Ｂ）の模式的な一部断面図に示す。
【００５１】
【表１】
使用ガス ：Ｃ₄Ｆ₈／Ｈ₂＝５０／５０sccm
圧力 ：１．３Ｐａ
ＲＦパワー ：２．５ｋＷ
ＲＦバイアス：５００Ｗ（１．８ＭＨｚ）
基板温度 ：４００゜Ｃ
【００５２】
プラズマＣＶＤ法に基づくフルオロカーボン膜の成膜時、プラズマの発生によってシリコン半導体基板に大きな入熱がある。しかしながら、蛍光ファイバ温度計２８で検知された温度を制御装置（ＰＩＤコントローラ）２９で検出し、この検出値に基づいてヒータ１４を制御することによって、シリコン半導体基板４０の温度を設定温度（表１の基板温度）に維持する。このように、シリコン半導体基板４０の温度を高精度で安定させることができるため、膜厚方向に特性変動の無い安定した膜質のフルオロカーボン膜を成膜することができる。
【００５３】
（実施の形態２）
実施の形態２での使用に適したバイアスＣＶＤ装置２０Ａの概念図を図４に示す。実施の形態２においては、基体載置ステージ１０Ａの模式的な断面図を図５の（Ａ）に示すように、温度制御手段を、母材１２Ａの内部に配設されたヒータ１４Ａ、及び母材１２Ａの内部に配設された温度制御用熱媒体を流す配管１５Ａから構成した。ヒータ１４Ａとして、母材１２Ａの面積（底面積）に応じた大型で大容量のシーズヒータを使用した。ヒータ１４Ａは、ヒータ本体（図示せず）と、ヒータ本体の外側に配設されそしてヒータ本体を保護する鞘管（図示せず）から構成された公知のヒータである。ヒータ１４Ａは、配線を介して電源２７（図４参照）に接続されている。ヒータ１４Ａの熱膨張は、基体載置ステージ１０Ａに影響を与える。従って、母材１２Ａやセラミックス層１３Ａの線膨張率α₁，α₂に近い値を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、チタンやステンレススチール等、線膨張率が９×１０^-6／Ｋ〜１２×１０^-6／Ｋの材料から作製された鞘管を用いることが好ましい。即ち、ヒータ１４Ａを構成する材料（母材１２Ａと接する鞘管の材料）の線膨張率α_H［単位：１０^-6／Ｋ］は、（α₁−３）≦α_H≦（α₁＋３）の関係を満足することが好ましい。尚、ヒータ１４Ａの本体の線膨張率は、基体載置ステージ１０Ａに影響を与えることがないので、特に制限されない。
【００５４】
基体載置ステージ１０Ａの母材１２Ａ内に配設された配管１５Ａは、配管３０Ａ，３０Ｂを介して温度制御用熱媒体供給装置３２（図４参照）に接続されている。そして、金属あるいは合金から作製されている。温度制御用熱媒体供給装置３２から供給された温度制御用熱媒体を基体載置ステージ１０Ａ内の配管１５Ａに流すことによって、基体載置ステージ１０Ａの温度制御を行うことができる。配管１５Ａの熱膨張も、基体載置ステージ１０Ａに影響を与える。従って、母材１２Ａやセラミックス層１３Ａの線膨張率α₁，α₂に近い値を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、チタンやステンレススチール等、線膨張率が９×１０^-6／Ｋ〜１２×１０^-6／Ｋの材料から作製された配管１５Ａを用いることが好ましい。即ち、配管１５Ａを構成する材料の線膨張率α_P［単位：１０^-6／Ｋ］は、（α₁−３）≦α_P≦（α₁＋３）の関係を満足することが好ましい。
【００５５】
温度制御用熱媒体供給装置３２は、例えば、フロンガス等の低温（例えば０゜Ｃ）の温度制御用熱媒体（冷媒）を供給するチラーから構成されている。そして、温度制御用熱媒体供給装置３２は、フロンガス等の低温（例えば０゜Ｃ）の温度制御用熱媒体（冷媒）（場合によってはシリコンオイル等の温度制御用熱媒体）を、配管３０Ａを介して基体載置ステージ１０Ａの配管１５Ａに供給し、配管３０Ｂを介して配管１５Ａから送り出された温度制御用熱媒体を受け入れ、更に、この温度制御用熱媒体を所定温度に冷却する。このように、温度制御用熱媒体を配管１５Ａ内に循環させることによって、基体載置ステージ１０Ａ上に保持・固定された基体の温度制御を行うことができる。温度制御用熱媒体供給装置３２に接続された配管３０Ａには、高温での動作が可能な制御バルブ３１が配設されている。一方、配管３０Ａと配管３０Ｂとの間のバイパス配管３０Ｃにも制御バルブ３１が配設されている。そして、このような構成のもと、制御バルブ３１の開閉度を制御することによって、配管１５Ａへの温度制御用熱媒体の供給量を制御する。また、蛍光ファイバ温度計２８で検知された温度を制御装置（ＰＩＤコントローラ）２９で検出し、予め設定された基体の温度との差から、予め実験や計算によって決定された供給量となるように、温度制御用熱媒体の供給量が制御装置２９によって決定される。
【００５６】
図５の（Ａ）に示した基体載置ステージ１０Ａにおいては、基体の設定温度にも依るが、通常は、ヒータ１４Ａによる加熱によって主たる温度制御がなされる。そして、温度制御用熱媒体による基体載置ステージ１０Ａの温度制御は、基体の温度安定のための補助的な温度制御である。即ち、プラズマＣＶＤ法にてフルオロカーボン膜を成膜する場合、プラズマからの入熱をシリコン半導体基板４０が受ける結果、ヒータ１４Ａによる加熱だけではシリコン半導体基板４０を設定温度に維持しておくことが困難となる場合がある。このような場合、ヒータ１４Ａの加熱に加えて、シリコン半導体基板４０を設定温度に保つべくプラズマからの入熱を相殺するように設定温度より低い温度（例えば０゜Ｃ）の温度制御用熱媒体を配管１５Ａに流す。これによって、シリコン半導体基板４０を一層確実に設定温度に安定させることができる。
【００５７】
複合材料１１Ａによって構成される基体載置ステージ１０Ａの作製方法を、以下、説明する。複合材料１１Ａも、（Ａ）セラミックス部材の組織中にアルミニウム系材料を充填し、以て、セラミックス部材の組織中にアルミニウム系材料が充填された母材を作製する工程と、（Ｂ）母材の表面にセラミックス層を設ける工程から作製される。具体的には、この工程（Ａ）は、容器の中に多孔質のコージエライトセラミックスを組成としたセラミックス部材を配し、容器内に溶融したアルミニウムとケイ素とを組成としたアルミニウム系材料を流し込み、高圧鋳造法にてセラミックス部材中にアルミニウム系材料を充填する工程から成る。
【００５８】
基体載置ステージ１０Ａを作製するには、先ず、所定の円盤形状に成形された第１のファイバーボードを用意する。尚、第１のファイバーボードには、ヒータ１４Ａを配設するための溝を加工しておく。また、第１のファイバーボードとは別の第２のファイバーボードを用意する。この第２のファイバーボードには、配管１５Ａを配設するための溝を加工しておく。そして、容器（鋳型）の底部に第１のファイバーボードを配し、更に、第１のファイバーボードに設けられた溝内にヒータ１４Ａを配置する。次に、第１のファイバーボード上に第２のファイバーボードを乗せ、第２のファイバーボードに設けられた溝内に配管１５Ａを配置する。そして、更に、この第２のファイバーボード上に第３のファイバーボードを乗せる。尚、これらのファイバーボードには、プッシャーピン等を埋設するための孔を予め加工しておく。
【００５９】
次いで、これらのファイバーボードから成るセラミックス部材を約８００゜Ｃに予備加熱しておき、続いて、容器（鋳型）内に約８００〜８５０゜Ｃに加熱して溶融状態としたアルミニウム系材料（Ａｌ８０体積％−Ｓｉ２０体積％）を流し込む。そして、容器（鋳型）内に約１トン／ｃｍ²の高圧を加える高圧鋳造法を実行する。その結果、多孔質のファイバーボードには、即ち、セラミックス部材の組織中には、アルミニウム系材料が充填される。そして、アルミニウム系材料を冷却・固化させることによって、母材１２Ａが作製される。
【００６０】
次に、母材１２Ａの上面、即ち、ヒータ側の面を研磨する。その後、この研磨面に、Ａｌ₂Ｏ₃にＴｉＯ₂を約２．５重量％混合した粒径が約１０μｍの混合粉末を真空溶射法によって溶融状態で吹き付け、固化させる。
【００６１】
この基体載置ステージ１０Ａを用いたプラズマＣＶＤ法に基づくフルオロカーボン膜の成膜方法は、実施の形態１にて説明した方法と実質的には同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【００６２】
尚、図５の（Ｂ）の模式的な断面図に示すように、基体載置ステージ１０Ｂにおいては、セラミックス層を溶射法でなくロウ付け法によって母材１２Ａの表面に設けている。この場合には、焼結法にて作製されたＡｌ₂Ｏ₃製セラミックス板から成るセラミックス層１６Ａを、例えば、約６００゜Ｃの温度にてＡｌ−Ｍｇ−Ｇｅ系のロウ材１７Ａを用いたロウ付け法にて母材１２Ａの表面に取り付ければよい。必要に応じて、基体載置ステージ１０Ｂの側面にセラミックス材料から成る環状のカバーを取り付けてもよい。また、場合によっては、図５の（Ｃ）の模式的な断面図に示す基体載置ステージ１０Ｃのように、配管１５Ａを省略してもよいし、ヒータ１４Ａを省略して配管１５Ａのみとしてもよい。更には、ヒータを母材１２Ａに埋設する代わりに、母材の下面に取り付けてもよい。
【００６３】
（実施の形態３）
実施の形態３も、実施の形態１の変形である。実施の形態３が実施の形態１と相違する点は、複合材料における母材を構成するセラミックス部材の組成を窒化アルミニウム（ＴｉＮ）とし、母材を構成するアルミニウム系材料の組成をアルミニウム（Ａｌ）とした点にある。尚、実施の形態３における基体載置ステージ１０の構造は、図１の（Ａ）に模式的な断面図を示したと同様である。
【００６４】
実施の形態３においては、母材１２を構成するセラミックス部材の組成を窒化アルミニウム（ＡｌＮ）とした。尚、窒化アルミニウムの線膨張率は５．１×１０^-6／Ｋであり、熱伝導率は０．２３５ｃａｌ／ｃｍ・秒・Ｋである。また、母材を構成するアルミニウム系材料の組成をアルミニウム（Ａｌ）とした。（α₁−３）≦α₂≦（α₁＋３）の関係を満足するように窒化アルミニウムとアルミニウムとの容積比は決定されており、具体的には、窒化アルミニウム／アルミニウムの容積比は７０／３０である。尚、母材１２の線膨張率は、１００〜３００゜Ｃにおける平均値で８．７×１０^-6／Ｋである。即ち、α₁は８．７である。セラミックス層１３を構成する材料を、ＴｉＯ₂が約２．５重量％添加されたＡｌ₂Ｏ₃とした。セラミックス層１３は、溶射法にて母材１２の表面に形成されている。Ａｌ₂Ｏ₃にＴｉＯ₂を添加することによって、その線膨張率は、１００〜３００゜Ｃにおける平均値で約９×１０^-6／Ｋ（α₂＝約９）となり、母材１２の線膨張率α₁とほぼ同じ値となる。これによって、母材１２の高温加熱などによる温度変化によってもセラミックス層１３に割れ等の損傷が発生することを効果的に防止し得る。また、Ａｌ₂Ｏ₃にＴｉＯ₂を添加することにより、セラミックス層１３の体積固有抵抗値を１０¹¹Ω／□のオーダーに調整することができる。これによって、セラミックス層１３が静電チャックとしての機能を効果的に発揮する。即ち、基体載置ステージ１０の母材１２に配線（図示せず）を介して直流電圧を電源から印加すれば、母材１２を電極として用いることができ、セラミックス層１３が静電チャックとして機能する。尚、この基体載置ステージ１０には、セラミックス層１３上に載置・保持された例えばシリコン半導体基板を押し上げるためのプッシャーピン（図示せず）が埋設されている。また、このプッシャーピンには、プッシャーピンをセラミックス層１３の頂面上に突出させあるいは頂面下に埋没させる機構（図示せず）が取り付けられている。
【００６５】
実施の形態３におけるヒータ１４も、５００゜Ｃ以上の加熱が可能なＰＢＮヒータである。ヒータ１４を母材１２の外側表面に取り付けることにより、母材１２を常温から５００゜Ｃ以上までの範囲内で温度制御することが可能となる。
【００６６】
複合材料１１によって構成される基体載置ステージ１０の作製方法を、以下、説明する。複合材料１１は、基本的には、実施の形態１と同様に、（Ａ）セラミックス部材の組織中にアルミニウム系材料を充填し、以て、セラミックス部材の組織中にアルミニウム系材料が充填された母材を作製する工程と、（Ｂ）母材の表面にセラミックス層を設ける工程から作製される。実施の形態３においては、この工程（Ａ）は、非加圧金属浸透法に基づき、窒化アルミニウム粒子から成形されたセラミックス部材に溶融したアルミニウムを組成としたアルミニウム系材料を非加圧状態にて浸透させる工程から成る。
【００６７】
具体的には、平均粒径１０μｍのＡｌＮ粒子を泥漿鋳込み成形法にて成形した後、約１０００゜Ｃの温度で焼成（焼結）を行うことによって、ＡｌＮ粒子を成形したプリフォームであるセラミックス部材を作製した。そして、このセラミックス部材を約８００゜Ｃに予備加熱しておき、約８００゜Ｃに加熱して溶融したアルミニウムを非加圧でセラミックス部材に浸透させる。これによって、ＡｌＮ７０体積％−Ａｌ体積３０％の構成の母材１２を作製することができる。次いで、母材１２を成形加工して円盤状とする。次いで、このようにして得られた母材１２の頂面及び側面を研磨する。その後、この研磨面に、Ａｌ₂Ｏ₃にＴｉＯ₂を約２．５重量％混合した粒径が約１０μｍの混合粉末を真空溶射法によって溶融状態で吹き付け、固化させる。その後、母材１２の下面、即ちセラミックス層１３が設けられた面と反対側の面にＰＢＮヒータから成るヒータ１４を取り付け、基体載置ステージ１０を得る。尚、セラミックス層１３の形成の前に、溶射下地層として例えばアルミニウムを約５重量％含んだニッケル（Ｎｉ−５重量％Ａｌ）を溶射しておき、この溶射下地層上にセラミックス層１３を溶射法にて形成してもよい。
【００６８】
このようにして作製された基体載置ステージ１０にあっては、セラミックス層１３の線膨張率α₂が母材１２の線膨張率α₁とほぼ同じ値となっている。それ故、母材１２の高温加熱などによる温度変化によっても、セラミックス層１３に割れ等の損傷は発生しない。また、窒化アルミニウムとアルミニウムとの容積比を調整することによって、更には、必要に応じて、Ａｌ₂Ｏ₃から成るセラミックス層１３におけるＴｉＯ₂の添加率を調整することによって、母材１２の線膨張率α₁とセラミックス層１３の線膨張率α₂を、（α₁−３）≦α₂≦（α₁＋３）の関係を満足する関係とすることができる。その結果、基体載置ステージ１０の温度変化に起因するセラミックス層１３の割れ等の損傷発生を、効果的に防止することができる。
【００６９】
また、セラミックス層１３を母材１２上に溶射法にて形成するので、母材１２とセラミックス層１３とがより一層一体化する。これによって、母材１２とセラミックス層１３との間の応力緩和が図れると共に、母材１２からセラミックス層１３への熱伝導が速やかとなる。
【００７０】
複合材料１１によって構成される基体載置ステージ１０を備えた実施の形態３のプラズマＣＶＤ装置は、実施の形態１にて説明したプラズマＣＶＤ装置と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。また、実施の形態３におけるプラズマＣＶＤ法に基づくフルオロカーボン膜の成膜方法は、実質的には、実施の形態１にて説明したプラズマＣＶＤ法に基づくフルオロカーボン膜の成膜方法と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。尚、基体載置ステージ１０の温度制御は、蛍光ファイバ温度計２８で検知された温度を制御装置（ＰＩＤコントローラ）２９で検出し、ヒータ１４へ電力を供給するための電源２７を制御することによって行うことができる。
【００７１】
図２の（Ｂ）の模式的な断面図に示したと同様に、セラミックス層を溶射法でなくロウ付け法によって母材１２の表面（必要に応じて、更に側面）に設けてもよい。この場合には、焼結法にて作製されたＡｌ₂Ｏ₃製セラミックス板から成るセラミックス層１６を、例えば、約６００゜Ｃの温度にてＡｌ−Ｍｇ−Ｇｅ系のロウ材１７を用いたロウ付け法にて母材１２の表面に取り付ければよい。必要に応じて、基体載置ステージ１０の側面にセラミックス材料から成る環状のカバーを取り付けてもよい。あるいは又、実施の形態２における基体載置ステージと同様の温度制御手段とすることもできる。
【００７２】
尚、母材を構成するアルミニウム系材料の組成をアルミニウムとしたが、その代わりに、母材を構成するアルミニウム系材料の組成をアルミニウム及びケイ素（例えば、Ａｌ８０体積％−Ｓｉ２０体積％）とすることができる。アルミニウム系材料の組成をアルミニウム及びケイ素とすることによって、母材の線膨張率をα₁を制御することが可能となり、一層セラミックス層の線膨張率α₂との差を小さくすることが可能となる。また、セラミックス層をＡｌ₂Ｏ₃から構成する代わりに、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から構成してもよい。
【００７３】
（実施の形態４）
実施の形態４も実施の形態１の変形である。実施の形態４が実施の形態１と相違する点は、複合材料における母材を構成するセラミックス部材の組成を炭化ケイ素（ＳｉＣ）とし、母材を構成するアルミニウム系材料の組成をアルミニウム（Ａｌ）とした点にある。
【００７４】
実施の形態４における基体載置ステージ１０の構造は、図２の（Ａ）に模式的な断面図を示したと同様である。
【００７５】
実施の形態４においては、母材１２を構成するセラミックス部材の組成を炭化ケイ素（ＳｉＣ）とした。尚、炭化ケイ素の線膨張率は４×１０^-6／Ｋであり、熱伝導率は０．３５８ｃａｌ／ｃｍ・秒・Ｋ（１５０Ｗ／ｍ・Ｋ）である。また、母材を構成するアルミニウム系材料の組成をアルミニウム（Ａｌ）とした。（α₁−３）≦α₂≦（α₁＋３）を満足するように炭化ケイ素とアルミニウムとの容積比は決定されており、具体的には、炭化ケイ素／アルミニウムの容積比は７０／３０である。尚、母材１２の線膨張率は、１００〜３００゜Ｃにおける平均値で、６．２×１０^-6／Ｋである。即ち、α₁＝６．２である。セラミックス層１３を構成する材料を、ＴｉＯ₂が約１．５重量％添加されたＡｌ₂Ｏ₃とした。セラミックス層１３は、溶射法にて母材１２の頂面及び側面に形成されている。Ａｌ₂Ｏ₃は本来その線膨張率が約８×１０^-6／Ｋであるが、Ａｌ₂Ｏ₃にＴｉＯ₂を添加することによって、その線膨張率は、１００〜３００゜Ｃにおける平均値で、約８〜９×１０^-6／Ｋ（α₂は約８〜９）となり、母材１２の線膨張率α₁とセラミックス層１３の線膨張率α₂の関係は、（α₁−３）≦α₂≦（α₁＋３）を満足する。これによって、母材１２の高温加熱などによる温度変化によってもセラミックス層１３に割れ等の損傷が発生することを効果的に防止し得る。また、Ａｌ₂Ｏ₃にＴｉＯ₂を添加することにより、セラミックス層１３の体積固有抵抗値を１０¹¹Ω／□のオーダーに調整することができる。これによって、セラミックス層１３が静電チャックとしての機能を効果的に発揮する。
【００７６】
ヒータ１４は、実施の形態１と同様に、ＰＢＮヒータである。ヒータ１４を母材１２である温度調節ジャケットの裏面に取り付けることにより、母材１２を常温から約４００゜Ｃまでの範囲内で温度制御することが可能となる。あるいは又、実施の形態２における基体載置ステージと同様の温度制御手段とすることもできる。そして、基体載置ステージ１０の母材１２に配線（図示せず）を介して直流電圧を印加すれば、母材１２を電極として用いることができ、セラミックス層１３が静電チャックとして機能する。尚、この基体載置ステージ１０には、セラミックス層１３上に載置、保持された例えばシリコン半導体基板を押し上げるためのプッシャーピン（図示せず）が埋設されている。また、このプッシャーピンには、プッシャーピンをセラミックス層１３の頂面上に突出させあるいは頂面下に埋没させる機構（図示せず）が取り付けられている。
【００７７】
基体載置ステージ１０の作製方法を、以下、説明する。複合材料１１は、基本的には、実施の形態１と同様に、（Ａ）セラミックス部材の組織中にアルミニウム系材料を充填し、以て、セラミックス部材の組織中にアルミニウム系材料が充填された母材を作製する工程と、（Ｂ）母材の表面にセラミックス層を設ける工程から作製される。実施の形態４においては、この工程（Ａ）は、非加圧金属浸透法に基づき、炭化ケイ素粒子から成形されたセラミックス部材に溶融したアルミニウムを組成としたアルミニウム系材料を非加圧状態にて浸透させる工程から成る。
【００７８】
具体的には、平均粒径１５μｍのＳｉＣ粒子と平均粒径６０μｍのＳｉＣ粒子とを容積比で１：４にて混合したものを鋳込み泥漿成形法にて成形した後、約８００゜Ｃの温度で焼成を行うことによって、ＳｉＣ粒子を成形したプリフォームであるセラミックス部材を作製した。そして、このセラミックス部材を約８００゜Ｃに予備加熱しておき、約８００゜Ｃに加熱して溶融したアルミニウムを非加圧でセラミックス部材に浸透させる。これによって、ＳｉＣ７０体積％−Ａｌ３０体積％の構成の母材１２を作製することができる。次いで、母材１２を成形加工して円盤状の温度調節ジャケットの形状とする。尚、この母材１２には、プッシャーピン等を埋設するための孔も予め加工しておく。次いで、このようにして得られた母材１２の頂面及び側面を研磨する。その後、この研磨面に、Ａｌ₂Ｏ₃にＴｉＯ₂を約１．５重量％混合した粒径が約１０μｍの混合粉末を真空溶射法によって溶融状態で吹き付け、固化させる。これによって、体積固有抵抗値が１０¹¹Ω／□オーダーの厚さ約０．２ｍｍのセラミックス層１３を形成することができる。その後、母材１２の底面、即ちセラミックス層１３が設けられた頂面と反対側の面にＰＢＮヒータから成るヒータ１４を取り付け、基体載置ステージ１０を得る。尚、セラミックス層１３の形成の前に、溶射下地層として例えばアルミニウムを約５重量％含んだニッケル（Ｎｉ−５重量％Ａｌ）を溶射しておき、この溶射下地層上にセラミックス層１３を溶射法にて形成してもよい。
【００７９】
尚、基体載置ステージ１０の作製方法は、上述の方法に限定されない。上述の工程（Ａ）を、実施の形態１と同様に、容器（鋳型）の中に炭化ケイ素を組成としたセラミックス部材を配し、この容器（鋳型）内に溶融したアルミニウムを組成としたアルミニウム系材料を流し込み、高圧鋳造法にてセラミックス部材中にアルミニウム系材料を充填する工程から構成することもできる。即ち、基体載置ステージ１０を作製するには、先ず、所定の円盤形状に成形されたＳｉＣから成るプリフォームを用意する。尚、プリフォームには、プッシャーピン等を埋設するための孔を予め加工しておく。次いで、プリフォームから成るセラミックス部材を約８００゜Ｃに予備加熱しておき、続いて、容器（鋳型）内に約８００゜Ｃに加熱して溶融状態としたアルミニウムを流し込む。そして、容器（鋳型）内に約１トン／ｃｍ²の高圧を加える高圧鋳造法を実行する。その結果、セラミックス部材の組織中には、アルミニウムが充填される。そして、アルミニウムを冷却・固化させることによって、母材１２が作製される。以下、先に述べたと同様の方法で基体載置ステージ１０を作製すればよい。
【００８０】
このようにして作製された基体載置ステージ１０にあっては、母材１２の高温加熱などによる温度変化によっても、セラミックス層１３に割れ等の損傷は発生しない。また、炭化ケイ素とアルミニウム系材料との容積比を調整することによって、更には、必要に応じて、Ａｌ₂Ｏ₃から成るセラミックス層１３におけるＴｉＯ₂の添加率を調整することによって、母材１２の線膨張率α₁とセラミックス層１３の線膨張率α₂を、（α₁−３）≦α₂≦（α₁＋３）を満足する関係とすることができる。その結果、基体載置ステージ１０の温度変化に起因するセラミックス層１３の割れ等の損傷発生を、効果的に防止することができる。
【００８１】
また、セラミックス層１３を母材１２上に溶射法にて形成するので、母材１２とセラミックス層１３とがより一層一体化する。これによって、母材１２とセラミックス層１３との間の応力緩和が図れると共に、母材１２からセラミックス層１３への熱伝導が速やかとなり、セラミックス層１３に保持・固定された基体（例えばシリコン半導体基板）の温度制御を迅速に且つ確実に行うことが可能となる。
【００８２】
図２の（Ｂ）の模式的な断面図に示すように、セラミックス層を溶射法でなくロウ付け法によって母材１２の頂面（必要に応じて、更に側面）に設けてもよい。この場合には、焼結法にて作製されたＡｌ₂Ｏ₃製セラミックス板から成るセラミックス層１６を、例えば、約６００゜Ｃの温度にてＡｌ−Ｍｇ−Ｇｅ系のロウ材１７を用いたロウ付け法にて母材の頂面に取り付ければよい。
【００８３】
尚、母材を構成するアルミニウム系材料の組成をアルミニウムとしたが、その代わりに、母材を構成するアルミニウム系材料の組成をアルミニウム及びケイ素（例えば、Ａｌ８０体積％−Ｓｉ２０体積％）とすることができる。アルミニウム系材料の組成をアルミニウム及びケイ素とすることによって、母材の線膨張率α₁を制御することが可能となり、一層セラミックス層の線膨張率α₂との差を小さくすることが可能となる。また、セラミックス層をＡｌ₂Ｏ₃から構成する代わりに、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から構成してもよい。
【００８４】
（実施の形態５）
実施の形態５においては、プラズマＣＶＤ装置として、図６に概念図を示すバイアスＥＣＲ ＣＶＤ装置を用いた。
【００８５】
このバイアスＥＣＲ ＣＶＤ装置２０Ｂ（以下、ＣＶＤ装置２０Ｂと略称する）には、複合材料から側壁５１Ａが作製されたチャンバー５１と、図２の（Ａ）に示した基体載置ステージ（ウエハステージ）１０が備えられている。基体載置ステージ１０はチャンバー５１の底部に配置されている。
【００８６】
チャンバー５１の頂面には石英製の窓５１Ｂが設けられている。この窓５１Ｂの上方にはマイクロ波発生手段５２が配設されている。また、側壁５１Ａの外周面にはヒータ５３が設けられており、これによってチャンバー５１内を所定温度に加熱することができる。更に、チャンバー５１の上部側周辺部にはソレノイドコイル５４が配置されている。また、チャンバー５１の排気側にはポンプ５５が設置されている。基体載置ステージ１０には、ＲＦバイアス電源５６が接続されている。また、母材１２に相当する温度調節ジャケットにはセラミックス層１３に静電吸着力を発揮させるための直流電源５７が接続されている。更に、母材１２内に配設されたヒータ１４は電源５８に接続されている。蛍光ファイバ温度計２８や制御装置（ＰＩＤコントローラ）２９の図示は省略した。尚、実施の形態２における基体載置ステージと同様の温度制御手段とすることもできる。
【００８７】
このような構成のＣＶＤ装置２０Ｂにあっては、マイクロ波発生手段５２から窓５１Ｂを通じて供給されたマイクロ波と、ソレノイドコイル５４による磁場の共鳴作用によってＥＣＲ放電が生じ、ここで生成するイオンが基体載置ステージ１０上の基体（例えばシリコン半導体基板４０）に入射する。従って、このような機構によって、ＣＶＤ装置２０Ｂにおいては高精度のギャップフィルを実現することができる。尚、ＣＶＤ装置２０Ｂには、ＣＶＤ処理用の原料ガスをチャンバー５１に供給するための配管（図示せず）が設けられている。
【００８８】
ＣＶＤ装置２０Ｂを用いたプラズマＣＶＤ法に基づくフルオロカーボン膜の成膜方法は、実質的に、実施の形態１にて説明したプラズマＣＶＤ法に基づくフルオロカーボン膜の成膜方法と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。尚、プラズマＣＶＤの条件を、以下の表２に例示する。
【００８９】
【表２】
使用ガス ：Ｃ₄Ｆ₈／Ｈ₂＝５０／５０sccm
圧力 ：１．３Ｐａ
マイクロ波パワー：１．５ｋＷ
ＲＦバイアス ：５００Ｗ（８００ｋＨｚ）
基板温度 ：４００゜Ｃ
【００９０】
プラズマＣＶＤ法に基づくフルオロカーボン膜の成膜時、プラズマの発生によってシリコン半導体基板に大きな入熱がある。しかしながら、蛍光ファイバ温度計２８で検知された温度を制御装置（ＰＩＤコントローラ）２９で検出し、この検出値に基づいてヒータ１４を制御することによって、シリコン半導体基板４０の温度を設定温度（表２の基板温度）に維持する。このように、シリコン半導体基板４０の温度を高精度で安定させることができるため、膜厚方向に特性変動の無い安定した膜質のフルオロカーボン膜を成膜することができる。
【００９１】
実施の形態１及び実施の形態５にて成膜されたフルオロカーボン膜に対して、ＴＤＳ（Thermal Desorption Spectroscopy）を用いて脱ガスを評価したところ、従来、ＴＤＳ測定温度３００゜Ｃ以下で脱離していたフッ素がＴＤＳ測定温度４００゜Ｃでも脱離せず、安定した低誘電率絶縁膜を形成することができることが確認できた。
【００９２】
以上、本発明を、発明の実施の形態に基づき説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。発明の実施の形態にて説明した、プラズマＣＶＤ装置の構造は例示であり、適宜設計変更することができる。また、発明の実施の形態にて説明した各種の加工条件も例示であり、適宜変更することができる。更には、複合材料の組成やコージエライトセラミックス・ファイバーボードの物性も例示であり、適宜変更することができる。
【００９３】
発明の実施の形態においては、専ら、一体的に形成された母材から基体載置ステージを作製したが、基体載置ステージは、例えばアルミニウム材料と母材との組み合わせから作製することもできる。このような基体載置ステージの模式的な断面図を図７及び図８に示す。基体載置ステージ１１０は、アルミニウム製の円盤状部材１１８に複合材料１１１をロウ付け法又はビス止めにて固定して作製されている。尚、ロウ材あるいはビスは図７、図８及び後述する図１１〜図１３には図示していない。図７に示す構造においては、基体載置ステージ１１０の頂面はセラミックス層１１３にて被覆されている。尚、必要に応じて、基体載置ステージ１１０の側面をセラミックス層１１３にて被覆しておいてもよい。一方、図８に示す構造においては、基体載置ステージ１１０の頂面には、例えばＡｌ₂Ｏ₃製セラミックス板から成るセラミックス層１１６がロウ材１１７によって取り付けられている。図７の（Ａ）あるいは図８の（Ａ）においては、アルミニウム製の円盤状部材１１８の内部に配管１１５が配設されている。また、母材１１２が円盤状部材１１８の上面及び下面に固定されている。円盤状部材１１８の上面に固定された複合材料１１１の構造、及び円盤状部材１１８の下面に固定された母材１１２の構成は、実施の形態１〜実施の形態４にて説明した複合材料の構造、母材の構成と同様とすることができる。図７の（Ｂ）あるいは図８の（Ｂ）においては、アルミニウム製の円盤状部材１１８の下面には母材が省略されている。図７の（Ｃ）あるいは図８の（Ｃ）においては、アルミニウム製の円盤状部材１１８の下面にＰＢＮヒータ１１４が取り付けられている。そして、複合材料１１１が円盤状部材１１８の上面に固定されている。
【００９４】
プラズマＣＶＤ装置のチャンバー側壁５１Ａあるいは天板２３は、複合材料から作製されていることが好ましい。図６に示したプラズマＣＶＤ装置２０Ｂにおけるチャンバー５１のチャンバー側壁５１Ａの模式的な一部断面図を、図９〜図１３に示す。このチャンバー側壁５１Ａは、セラミックス部材の組織中にアルミニウム系材料が充填された母材２１２と、この母材２１２の表面に設けられたセラミックス層２１３とから成る複合材料２１１から作製されている。
【００９５】
チャンバー側壁５１Ａの内部には、公知のシーズヒータから成るヒータ２１４が配設されている（図９の（Ａ）及び（Ｂ）参照）。ヒータ２１４は、ヒータ本体（図示せず）と、ヒータ本体の外側に配設されそしてヒータ本体を保護する鞘管（図示せず）から構成されている。そして、ヒータ２１４は、配線を介して電源（図示せず）に接続されている。ヒータ２１４の熱膨張は、チャンバー側壁５１Ａに影響を与える。従って、母材２１２やセラミックス層２１３の線膨張率α₁，α₂に近い値を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、チタンやステンレススチール等、線膨張率が９×１０^-6／Ｋ〜１２×１０^-6／Ｋの材料から作製された鞘管を用いることが好ましい。即ち、ヒータ２１４を構成する材料（母材２１２と接する鞘管の材料）の線膨張率α_H［単位：１０^-6／Ｋ］は、（α₁−３）≦α_H≦（α₁＋３）の関係を満足することが好ましい。尚、ヒータ２１４の本体の線膨張率は、チャンバー側壁５１Ａに影響を与えることがないので、特に制限されない。場合によっては、ヒータ２１４を配設すると同時に、先に説明した配管１５Ａと同様の構造の配管をチャンバー側壁５１Ａの内部に配設してもよいし、ヒータ２１４を配設する代わりに、配管をチャンバー側壁５１Ａの内部に配設してもよい。
【００９６】
あるいは又、図９の（Ｂ）の模式的な断面図に示すように、チャンバー側壁５１Ａにおいては、セラミックス層２１６を溶射法でなくロウ付け法によって母材２１２の表面に設けてもよい。この場合には、焼結法にて作製されたＡｌ₂Ｏ₃製セラミックス環状部材から成るセラミックス層２１６を、例えば、約６００゜Ｃの温度にてＡｌ−Ｍｇ−Ｇｅ系のロウ材２１７を用いたロウ付け法にて母材２１２の表面に取り付ければよい。尚、ロウ材としては、その他、チタン、錫、アンチモン、マグネシウムから成る合金を挙げることができる。
【００９７】
あるいは又、図１０の（Ａ）や（Ｂ）の模式的な断面図に示すように、ヒータ２１４を母材２１２に埋設する代わりに、チャンバー側壁５１Ａの外面（チャンバー５１と面する面とは反対側の面）に、例えば、ＰＢＮヒータから成るヒータ２１４Ａを取り付けてもよい。
【００９８】
図１１〜図１３には、ステンレススチール製あるいはアルミニウム製の中空円筒部材２１８に複合材料２１１をロウ付け法又はビス止めにて固定して作製されたＣＶＤ装置の側壁の模式的な断面図を示す。図１１の（Ａ）あるいは（Ｂ）においては、中空円筒部材２１８の内部にヒータ２１４（配管であってもよい）が配設されている。母材２１２は中空円筒部材２１８の内面及び外面に固定されている。中空円筒部材２１８の内面（チャンバー５１側）に固定された複合材料２１１の構造は、実施の形態にて説明した複合材料と同様の構造を有する。図１２の（Ａ）あるいは（Ｂ）においては、中空円筒部材２１８の外面の母材２１２が省略されている。図１３の（Ａ）あるいは（Ｂ）においては、中空円筒部材２１８の外面にＰＢＮヒータ２１４Ｂが取り付けられている。そして、複合材料２１１が中空円筒部材２１８の内面に固定されている。
【００９９】
プラズマＣＶＤ装置の天板２３も同様の構造とすればよい。尚、これらのプラズマＣＶＤ装置のチャンバー側壁５１Ａあるいは天板２３は、実施の形態１〜実施の形態４にて説明した複合材料の製造方法と同様の方法に基づき作製することができるので、詳細な説明は省略する。
【０１００】
【発明の効果】
本発明のフルオロカーボン膜の成膜方法によれば、フルオロカーボン膜の成膜時の膜厚方向の特性変動を抑制することができ、フルオロカーボン膜の成膜後、フルオロカーボン膜の緻密化のために、また、後の熱処理プロセスでフルオロカーボン膜が分解することを防止するために、４００゜Ｃ前後でアニール処理を行っても、フルオロカーボン膜からフッ素が脱離してしまうといった現象を回避することができ、安定した膜質のフルオロカーボン膜を成膜することができる。
【０１０１】
また、複合材料を母材とセラミックス層とから構成するので、母材はセラミックス部材とアルミニウム系材料との中間的な性質を有するものとなり、例えば線膨張率に関してもこれらの中間的な値に調整が可能となる。それ故、母材とセラミックス層との熱膨張に起因したセラミックス層の損傷発生を回避でき、複合材料を高温で確実に使用することが可能となる。しかも、母材は高い熱伝導率を有しているので、基体を効率よく加熱することが可能であるし、例えば温度制御手段によって効率よく複合材料を加熱することができる。また、従来の技術では、セラミックス層の割れ等が原因で行うことができなかった高温加熱時における高精度の温度制御を行うことができ、これにより、プラズマＣＶＤ処理といった半導体装置の製造プロセスを高い精度で安定して実行することができる。また、例えば、３００ｍｍ程度の大径の基体載置ステージも実現可能となり、これにより将来のウエハの大径化にも十分対応が可能となる。更には、セラミックス層が設けられているので、金属汚染の発生防止やハロゲン系ガスによる複合材料の腐蝕を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１での使用に適したヘリコン波プラズマＣＶＤ装置の概念図である。
【図２】発明の実施の形態１における基体載置ステージの模式的な断面図である。
【図３】本発明のフルオロカーボン膜の成膜方法を説明するための半導体基板等の模式的な一部断面図である。
【図４】発明の実施の形態２での使用に適したヘリコン波プラズマＣＶＤ装置の概念図である。
【図５】発明の実施の形態２における基体載置ステージの模式的な断面図である。
【図６】バイアスＥＣＲ ＣＶＤ装置の概念図である。
【図７】基体載置ステージの別の形態の模式的な断面図である。
【図８】基体載置ステージの別の形態の模式的な断面図である。
【図９】チャンバー側壁の模式的な一部断面図である。
【図１０】チャンバー側壁の模式的な一部断面図である。
【図１１】チャンバー側壁の模式的な一部断面図である。
【図１２】チャンバー側壁の模式的な一部断面図である。
【図１３】チャンバー側壁の模式的な一部断面図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１１０・・・基体載置ステージ、１１，１１Ａ，１１１，２１１・・・複合材料、１２，１２Ａ，１１２，２１２・・・母材、１３，１３Ａ，１１３，２１３・・・セラミックス層、１４，１４Ａ，１１４，２１４，２１４Ａ，２１４Ｂ・・・ヒータ、１５Ａ，１１５・・・配管、１６，１６Ａ，１１６，２１６・・・セラミックス層、１７，１７Ａ，１１７，２１７・・・ロウ材、１１８・・・円盤状部材、２１８・・・中空円筒部材、２０，２０Ａ，２０Ｂ・・・ＣＶＤ装置、２１・・・チャンバー、２２・・・側壁（チャンバー側壁）、２３・・・天板、２４・・・誘導結合コイル、２５・・・高周波電源、２６・・・直流電源、２７・・・電源、２８・・・蛍光ファイバ温度計、２９・・・制御装置、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ・・・配管、３１・・・制御バルブ、３２・・・温度制御用熱媒体供給装置、４０・・・シリコン半導体基板、４１・・・下地絶縁層、４２・・・ＴｉＮ／Ｔｉ膜、４３・・・銅薄膜、４４・・・マスクパターン、５１・・・チャンバー、５１Ａ・・・チャンバー側壁、５１Ｂ・・・石英製の窓、５２・・・マイクロ波発生手段、５３・・・ヒータ、５４・・・ソレノイドコイル、５５・・・ポンプ、５６・・・ＲＦバイアス電源、５７・・・直流電源、５８・・・電源

Claims (11)

1. セラミックス部材の組織中にアルミニウム系材料が充填された母材と、該母材の表面に設けられたセラミックス層とから成る複合材料から構成され、静電チャック機能を有し、且つ、温度制御手段を備えた基体載置ステージに基体を載置した状態で、基体上にフルオロカーボン膜をプラズマＣＶＤ法にて成膜することを特徴とするフルオロカーボン膜の成膜方法。
2. 基体載置ステージを電極として用い、セラミックス層は静電チャック機能を有することを特徴とする請求項１に記載のフルオロカーボン膜の成膜方法。
3. 基体載置ステージには温度制御手段が配設され、該温度制御手段はヒータから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のフルオロカーボン膜の成膜方法。
4. ヒータは母材の内部に配設されており、
   母材の線膨張率をα₁［単位：１０^-6／Ｋ］としたとき、ヒータを構成する材料の線膨張率α_H［単位：１０^-6／Ｋ］は（α₁−３）≦α_H≦（α₁＋３）を満足することを特徴とする請求項３に記載のフルオロカーボン膜の成膜方法。
5. 基体載置ステージには温度制御手段が配設され、該温度制御手段は、母材の内部に配設された温度制御用熱媒体を流す配管から構成されており、
   母材の線膨張率をα₁［単位：１０^-6／Ｋ］としたとき、配管の線膨張率α_P［単位：１０^-6／Ｋ］は（α₁−３）≦α_P≦（α₁＋３）を満足することを特徴とする請求項１に記載のフルオロカーボン膜の成膜方法。
6. 母材の線膨張率をα₁［単位：１０^-6／Ｋ］としたとき、セラミックス層の線膨張率α₂［単位：１０^-6／Ｋ］は（α₁−３）≦α₂≦（α₁＋３）を満足することを特徴とする請求項１に記載のフルオロカーボン膜の成膜方法。
7. 母材を構成するセラミックス部材の組成はコージエライトセラミックスであり、母材を構成するアルミニウム系材料の組成はアルミニウムとケイ素であり、セラミックス層を構成する材料はＡｌ₂Ｏ₃であることを特徴とする請求項６に記載のフルオロカーボン膜の成膜方法。
8. 母材を構成するセラミックス部材の組成は窒化アルミニウムであり、母材を構成するアルミニウム系材料の組成はアルミニウム又はアルミニウムとケイ素であり、セラミックス層を構成する材料はＡｌ₂Ｏ₃又は窒化アルミニウムであることを特徴とする請求項６に記載のフルオロカーボン膜の成膜方法。
9. 母材を構成するセラミックス部材の組成は炭化ケイ素であり、母材を構成するアルミニウム系材料の組成はアルミニウム又はアルミニウムとケイ素であり、セラミックス層を構成する材料はＡｌ₂Ｏ₃又は窒化アルミニウムであることを特徴とする請求項６に記載のフルオロカーボン膜の成膜方法。
10. セラミックス層は、溶射法にて母材の表面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフルオロカーボン膜の成膜方法。
11. セラミックス層は、ロウ付け法にて母材の表面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のフルオロカーボン膜の成膜方法。

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