JPH0995766A - 耐ハロゲン系ガス腐食性及び耐ハロゲン系プラズマ腐食性に優れたコーティング膜並びに該コーティング膜を施した積層構造体 - Google Patents
耐ハロゲン系ガス腐食性及び耐ハロゲン系プラズマ腐食性に優れたコーティング膜並びに該コーティング膜を施した積層構造体Info
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- JPH0995766A JPH0995766A JP25658395A JP25658395A JPH0995766A JP H0995766 A JPH0995766 A JP H0995766A JP 25658395 A JP25658395 A JP 25658395A JP 25658395 A JP25658395 A JP 25658395A JP H0995766 A JPH0995766 A JP H0995766A
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Abstract
るマイクロ波導入用の窓材について透明性や耐熱性を損
なうことなく耐弗素プラズマ性を改善する。特に常に安
定して優れた耐ハロゲン系ガス腐食性及び耐ハロゲン系
プラズマ腐食性を発揮することのできるコーティング膜
または積層構造体の提供を目的とする。 【解決手段】 溶融石英ガラス製等の透明セラミックス
製窓材のチャンバー内側となる面、或はその他種々の基
材上に形成され得るＡｌの酸化物薄膜であり、該薄膜層
がＸ線回折において半値幅５°以下のピークを有しない
ものである。この様な特性を示すのは、該Ａｌ酸化物が
実質的に非晶質であることを意味する。
Description
たはプラズマに対して強い抵抗性を示すコーティング膜
及び積層構造体に関し、詳細には、塩素，臭素，弗素等
のハロゲンまたは該ハロゲン含有化合物ガス（以下ハロ
ゲン系ガスと言う）、更には該ハロゲン系ガス雰囲気で
形成されたハロゲン系プラズマに対して優れた耐食性を
示すコーティング膜及びこのコーティング膜を施した積
層構造体に関するものである。
化が進み、配線間隔はサブミクロン単位の高精度化が要
求される様になってきた。一方この様な素子では微粒子
や細菌が付着することによる短絡は製品不良の直接的原
因となる為、半導体製造プロセスで使用されるガスや洗
浄水は夫々超高純度であることが要求されている。その
ため真空チャンバー内壁、電極などの反応室構成材料、
或はガス導入配管等についても、不純物ガスや微粒子を
極力発生させることがない様な工夫を払うことが必要に
なっている。
食性が優れている点などから、ステンレス鋼やアルミニ
ウム合金が賞用されているが、この様な素材であって
も、反応ガスやエッチングガスとして汎用されるハロゲ
ン系ガス或はこれに由来するハロゲン系プラズマによる
腐食は避け難く、例えばこれらの腐食環境に対して優れ
た耐食性を示すＴｉＮ，ＡｌＮ，Ａｌ2 Ｏ3 等の皮膜を
形成することが提案されている（実公昭６１−１３５５
５、特開平１−３１２０８８、特公平５−５３８７
１）。またステンレス鋼について見ると、例えばオース
テナイト系ステンレス鋼を電解研磨した後、酸化性ガス
雰囲気中で加熱することによって非晶質酸化皮膜を形成
し、表面からのガス放出量を抑制すること（特開昭６４
−８７７６０）や、微粒子の発生源になったり不純物の
吸着・放出サイトともなる非金属介在物の量を可及的に
少なくすること（特開昭６３−１６１１４５）などが知
られている。
Ｏ3 等の皮膜は膜質によって耐ハロゲン系ガス腐食性に
大きな差が現われ、特に、より腐食性の強い塩化水素ガ
スや弗化水素ガス、更にはハロゲン系プラズマに対して
常に良好な耐食性を発揮させるということはできない様
である。またステンレス鋼についての上記改質技術も上
記の様な強い腐食環境の中では耐食効果が安定しない様
である。そして腐食が始まると腐食生成物がガスの吸着
・放出サイトとなってガス純度の維持が困難になるだけ
でなく、腐食生成物自身が微粒子となって、例えば装置
の内面或は試料表面に付着して汚染する等、種々の不都
合を招く。
に着目してなされたものであって、常に安定して優れた
耐ハロゲン系ガス腐食性及び耐ハロゲン系プラズマ腐食
性を発揮することのできるコーティング膜並びに該コー
ティング膜を施した積層構造体の提供を目的とするもの
である。
とは、Ａｌの酸化物薄膜で構成され、該薄膜層がＸ線回
折において半値幅５°以下のピークを有しないものであ
る。この様な特性を示すという事実は該Ａｌ酸化物が実
質的に非晶質であることを意味する。本発明のコーティ
ング膜は厚さ０．１〜２０μｍであることが望ましく、
またその製造方法の一例としては、任意の基材上に、ス
パッタリング法で形成することが最適方法として説明さ
れる。
の保護皮膜として利用することは、既述の如く公知であ
る（実公昭６１−１３５５５等）が、先に述べた様に膜
質によって耐食性が左右されるという問題があったた
め、膜質と耐食性の関係について種々検討した。その結
果耐ハロゲン系ガス腐食性及び耐ハロゲン系プラズマ腐
食性を安定して有効に発揮させるためには、アルミニウ
ム酸化物薄膜の膜質としては、Ｘ線回折において半値幅
５°以下のピークを有しない（図１参照）、即ち実質的
に非晶質であることが必要であることを見出した。これ
に対し全体が結晶質且つ多結晶体である様な膜、或は図
２に示す如く結晶質の部分と非晶質の部分が混在する様
な膜では、結晶質同士の粒界或は結晶質と非結晶質の界
面部分がハロゲン系ガスやハロゲン系プラズマによって
選択的に腐食され、クラックやピンホールを生じ、やが
ては保護すべき基板のダメージを招く。
形成したときは上記の様な選択的腐食は回避できるが、
全体が非晶質であるものに比べると、耐弗素プラズマ性
が総体的に劣る他、成膜時の残留膜応力が大きい為、使
用前（コーティング直後）及び使用中にコーティング層
の剥離や割れを生じ易い。従って全体を実質的に非晶質
とすることがもっとも有利であることが確認された。
明を制限しないが、０．１μｍ未満であると、基板表面
を完全に被覆することが困難で、被覆欠陥を内在して基
板に部分的な腐食を招くので、０．１μｍ以上が好まし
い。より好ましくは０．５μｍ以上である。一方上限に
ついては、膜厚の増大に伴って耐食効果が向上する反
面、膜にかかる絶対的な応力が増加してコーティング層
の剥離や割れを招き易くなるので、安全性という観点か
らは２０μｍ以下とすることが望まれる。
しては、特に制限される訳ではないが、スパッタリング
法または真空蒸着法が特に好ましく、この方法であれ
ば、成膜条件を制御することにより、非晶質アルミニウ
ム酸化物膜を均一に形成して良好な耐弗素プラズマ性を
享受することができる。尚スパッタリング法としても特
に制限されないが、代表的にはＲＦ（高周波）マグネト
ロンスパッタリング法が、また真空蒸着法としては特に
イオンアシスト真空蒸着法を採用することが望まれる。
これに対しイオンプレーティング法や化学蒸着法等を採
用すると結晶性アルミニウム酸化物膜が生成し易く、ま
た組成ズレ等の問題を生じる恐れがあって好ましくない
場合がある。
って被覆することが望まれる基材については一切制限し
ないが、代表的なものを示すと、Ａｌ，Ｍｇ，鋼などの
各種金属材料の他、Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ等の酸化物，炭化
物，窒化物，ほう化物などのセラミックス類、更にはプ
ラスチックス類などが挙げられる。またその形状も板，
棒，線，管など、目的・用途に応じて広範な適用が可能
である。
ミニウムの酸化物被覆層を形成した。また、比較のため
無処理材も供試した。被覆材についてはＸ線回折法によ
り結晶構造を調査した。これら材料の耐ハロゲン系ガス
腐食性を評価するため、５％塩素−アルゴン混合ガス
中、４００℃、２４０分のガス腐食試験を行ない、試験
後の外観により耐食性を評価した。また、４８５℃、Ｒ
Ｆ出力３００ＷでのＮＦ3 プラズマ照射試験を延べ５０
０分行ない、試験後の外観により耐プラズマ腐食性を評
価した。評価結果を表１に示す。
すべて満たすＮｏ．１〜８の実施例では、いずれの腐食
試験でも優れた耐食性を示している。Ｎｏ．６について
は基板材料が低合金鋼であり、被覆膜厚が薄いため、ま
たＮｏ．８についてはイオンプレーティング法による成
膜であるため、夫々若干耐食性は劣るものの、総合的に
は、十分な耐食性を有している。
膜厚が少ないため、Ｎｏ．１０〜１３については結晶質
が混在するため夫々耐食性は不十分であり、Ｎｏ．１
４、１５の無処理材は特にプラズマ中での耐食性が極め
て劣っている。
り、ハロゲン系ガス、ハロゲン系プラズマに対して優れ
た耐食性を示すコーティング膜構成及び当該膜の施され
た積層構造体が提供された。
パターン。
パターン。
Claims (4)
- 【請求項１】 Ａｌの酸化物薄膜で構成され、該薄膜層
がＸ線回折において半値幅５°以下のピークを有しない
ものであることを特徴とする耐ハロゲン系ガス腐食性及
び耐ハロゲン系プラズマ腐食性に優れたコーティング
膜。 - 【請求項２】 前記コーティング膜の厚さが０．１〜２
０μｍである請求項１に記載のコーティング膜。 - 【請求項３】 前記コーティング膜は、基板上にスパッ
タリング法で形成されたものである請求項１または２に
記載のコーティング膜。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載したコー
ティング膜を基材上に形成したものであることを特徴と
する積層構造体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25658395A JP3634461B2 (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | 耐ハロゲン系ガス腐食性及び耐ハロゲン系プラズマ腐食性に優れたコーティング膜並びに該コーティング膜を施した積層構造体 |
| US08/849,123 US6027792A (en) | 1995-10-03 | 1996-10-03 | Coating film excellent in resistance to halogen-containing gas corrosion and halogen-containing plasma corrosion, laminated structure coated with the same, and method for producing the same |
| PCT/JP1996/002887 WO2004076711A1 (ja) | 1995-10-03 | 1996-10-03 | 耐ハロゲン系ガス腐食性及び耐ハロゲン系プラズマ腐食性に優れたコーティング膜、該コーティング膜を施した積層構造体並びにそれらの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25658395A JP3634461B2 (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | 耐ハロゲン系ガス腐食性及び耐ハロゲン系プラズマ腐食性に優れたコーティング膜並びに該コーティング膜を施した積層構造体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0995766A true JPH0995766A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3634461B2 JP3634461B2 (ja) | 2005-03-30 |
Family
ID=17294653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25658395A Expired - Lifetime JP3634461B2 (ja) | 1995-10-03 | 1995-10-03 | 耐ハロゲン系ガス腐食性及び耐ハロゲン系プラズマ腐食性に優れたコーティング膜並びに該コーティング膜を施した積層構造体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3634461B2 (ja) |
-
1995
- 1995-10-03 JP JP25658395A patent/JP3634461B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3634461B2 (ja) | 2005-03-30 |
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