JPH11158628A - 成膜及び触刻装置用セラミック素材 - Google Patents

成膜及び触刻装置用セラミック素材

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JPH11158628A
JPH11158628A JP9332914A JP33291497A JPH11158628A JP H11158628 A JPH11158628 A JP H11158628A JP 9332914 A JP9332914 A JP 9332914A JP 33291497 A JP33291497 A JP 33291497A JP H11158628 A JPH11158628 A JP H11158628A
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JP
Japan
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ceramic material
film
ceramic
irregularities
base material
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JP9332914A
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English (en)
Inventor
Isao Kubo
勲 久保
Takashi Nakada
孝 中田
Kanji Yamazaki
完治 山崎
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ASUZAKKU KK
Original Assignee
ASUZAKKU KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基材表面に異物が付着しにくく、かつ基材表
面に付着した膜物質を剥離、脱落しにくくすることによ
って高度の清浄度、真空度を維持可能とする。 【解決手段】 チャンバ内で使用する成膜及び触刻装置
用セラミック素材10であって、前記セラミック素材1
0の基材が、気孔率が低く、緻密に焼成されて成るとと
もに、該基材の表面に、成膜及び触刻時に基材表面に被
着する膜物質12をアンカー作用により支持する凹凸1
4が形成されたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は成膜及び触刻装置の
チャンバ内で使用するセラミック素材に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体チップの製造工程ではシリコンウ
エハの表面に成膜して所定の回路等を形成する加工工程
と逆に部分的に触刻して回路を形成する加工工程とがあ
る。この加工工程では真空チャンバ内にシリコンウエハ
をセットして所要の薄膜処理を行うが、この薄膜処理で
は被加工品であるシリコンウエハを支持したり操作した
りするための支持部品、あるいは他の支持体部、電極の
絶縁体部等にセラミック素材が使われている。セラミッ
ク素材は耐熱性、耐薬品性にすぐれ、高真空度が維持で
きる点で真空チャンバ内で使用する素材として有用であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、成膜及び触
刻装置ではチャンバ内で膜物質が飛散し、チャンバ内の
支持体等に付着する。これらの支持体等に付着した膜物
質は、付着後に支持体等から剥離して脱落する場合があ
り、脱落して被処理物の表面等に付着すると回路破損等
を生じさせ製品不良となるから、チャンバ内の部品ある
いは支持体等に付着した膜物質の剥離、脱落を防止する
ことが重要となっている。
【0004】成膜及び触刻装置でチャンバ内の支持部品
等に使用されるセラミック素材には従来、多結晶セラミ
ックスが使用されている。しかし、多結晶セラミックス
を使用した場合は、セラミック粒の境界に気孔が存在
し、この気孔内にもともと存在した異物が加工処理中に
脱落し、また気孔周辺の素材が部分的に脱落し、被処理
物の表面に付着して不良原因になるという問題があっ
た。
【0005】本発明は、このような高度の清浄度が必要
とされる成膜及び触刻装置で異物の付着がなく、また膜
物質の剥離、脱落を防止して製品の不良発生を防止し、
チャンバ内で使用する支持部品、支持体等の素材として
好適に使用できるセラミック素材を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために次の構成を備える。すなわち、チャンバ内
で使用する成膜及び触刻装置用セラミック素材であっ
て、前記セラミック素材の基材が、気孔率が低く、緻密
に焼成されて成るとともに、該基材の表面に、成膜及び
触刻時に基材表面に被着する膜物質をアンカー作用によ
り支持する凹凸が形成されたことを特徴とする。また、
前記凹凸が逆止形状に形成されたものであることを特徴
とする。逆止形状に形成したものは、基材表面に付着し
た膜物質の剥離、脱落を防止するとともに、洗浄等の際
には膜物質の除去を容易にする。また、前記凹凸が、焼
成前に表面に凹凸を形成したセラミックの成形品を焼成
して形成されたことを特徴とする。また、前記凹凸が、
前記基材を焼成後に、研削、研磨、ブラスト処理、レー
ザ加工、化学的あるいは熱的なエッチングを施して形成
されたものであることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る成膜及び触刻
装置用セラミック素材の好適な実施形態について説明す
る。本発明に係る成膜及び触刻装置用セラミック素材
は、まず素材自体として異物を取り込みにくい形態とす
るため、できるだけ気孔のない緻密なセラミック素材と
して構成する。通常のセラミック素材の気孔率は最低で
0.3%程度であるが、本実施形態では気孔率を0.1
〜0.2%程度とする。
【0008】図4は従来の多結晶体セラミックス5の表
面の性状を説明的に示す。このようにセラミック素材の
表面に気孔6があると、気孔内に異物7が侵入しやす
く、気孔内に残った異物7が処理工程中に剥離して被加
工品に付着することが起きる。また、逆に、いったん気
孔内に侵入した異物は除去され難いことからチャンバの
清浄度、真空度を低下させる原因になる。
【0009】これに対し、セラミック素材の気孔率を下
げると、異物が侵入する気孔が減少して異物がセラミッ
ク素材に付着しにくくなりセラミック素材から異物が脱
落するといったことをなくすことができる。また、セラ
ミック素材自体に異物が残留することがなくなるから、
アウトガスの発生を防止してチャンバの清浄度、真空度
を高めることが可能になる。
【0010】セラミック素材の気孔率を下げて緻密に形
成する方法としては、成型時の圧力を大きくして強制的
に気孔をつぶすように成型してから焼成する方法があ
る。通常の成型圧力は1〜1.5ton/cm2 であるが、成
型圧力を2〜3ton/cm2 程度とすることで緻密化させる
ことができる。また、焼成時に、成形圧を高く保ったま
ま加熱焼成する(HIP法)ことによって気孔率を下げ
ることもできる。
【0011】上記のように、セラミック素材の気孔率を
下げるとセラミック素材への異物の付着が防止でき、成
膜及び触刻装置の清浄度を高めることができる。しかし
ながら、セラミック素材の気孔率を下げると、逆の作用
として、成膜及び触刻時にセラミック素材の表面に付着
した膜物質が剥離して脱落しやすくなるという問題があ
る。すなわち、成膜及び触刻時に飛散する膜物質はセラ
ミック素材の気孔あるいは凹凸のアンカー作用によって
付着する。したがって、セラミック素材の気孔率を下
げ、セラミック素材の表面を円滑にすると、セラミック
素材に付着した膜物質に対してはアンカー作用が弱まり
剥離しやすくなる。
【0012】図3は気孔率を下げたセラミック素材10
の表面に膜物質12が付着し、膜物質12が表面から剥
離して脱落する様子を示す。セラミック素材10の表面
に付着した膜物質12はある程度の厚さになると表面か
ら剥離、脱落する。その原因はセラミック素材10と膜
物質12との熱膨張差によるものと考えられている。膜
物質12は機械的なアンカー効果によって表面に付着し
ているから、表面への付着力が弱まると、必然的に剥
離、脱落しやすくなる。
【0013】前述したように、セラミック素材10の表
面に付着した膜物質12が剥離、脱落して被加工品の表
面に付着したりすると、製品不良を招くから、セラミッ
ク素材10の表面から膜物質12が剥離しやすくなるこ
とは確実に防止しなければならない。そこで、本実施形
態ではセラミック素材10として気孔率を下げた緻密な
素材を使用するとともにセラミック素材の表面に人為的
に凹凸を形成して、膜物質12を支持するアンカー作用
が作用するようにした。
【0014】図1は表面に凹凸14を形成したセラミッ
ク素材10に膜物質12が付着した状態の断面図を示
す。膜物質12がセラミック素材10の表面に形成した
凹凸14に入り込むことにより、アンカー作用によって
膜物質12が支持される。これにより、気孔率の小さい
セラミック素材10を用いた場合に膜物質12が剥離し
やすくなることを防止し、成膜及び触刻処理中に膜物質
12が脱落して不良の発生原因となることを好適に防止
することができる。
【0015】図2はセラミック素材10の表面に形成す
る凹凸14の形状を示す。凹凸14の形状としては、図
2(a) 、(b) のように逆止形状としたものが、アンカー
効果が有効に作用して好適である。
【0016】このように気孔率の小さいセラミック素材
10でその表面にアンカー作用を発揮させる凹凸14を
形成する方法としては、セラミック素材を焼成する前に
処理する方法と、焼成後に処理する方法がある。焼成前
に処理する方法としては、セラミック素材を焼成用に成
形した成形品の表面に凹凸を形成することによってセラ
ミック素材10の表面に凹凸14を設けることができ
る。セラミック素材10の成形方法にはプレス、鋳込
み、自硬、射出、押し出し法等がある。成形型の表面に
微小な凹凸を形成して成形することにより、成形品の表
面に凹凸を形成することができ、成形品を焼成すること
によってアンカー作用を奏する凹凸14が設けられたセ
ラミック素材10が得られる。
【0017】また、焼成後のセラミック素材10に加工
処理を施すことによって表面に凹凸14を形成する方法
としては、研削、研磨、摩耗加工、ブラスト処理によっ
て凹凸を形成する方法、レーザ加工によって凹凸を形成
する方法、化学的あるいは熱的なエッチングにより凹凸
を形成する方法がある。セラミックの化学的エッチング
は弗酸、強アルカリ等によってなされる。エッチングに
よる場合は、セラミック素材10の表面が多孔質状にな
る。また、焼成後のセラミック素材10の表面に蒸着、
スパッタリング等により膜付けする方法、溶射によって
凹凸を形成する方法がある。
【0018】本実施形態のセラミック素材10は基材と
して気孔率が低く、緻密なセラミック材を使用するとと
もに、その極く表面層に、成膜及び触刻時にセラミック
素材の表面に被着する膜物質をアンカー作用によって支
持する凹凸14を形成したことを特徴とする。この構成
により、セラミック素材への異物の付着が防止できて清
浄度を高めることができるとともに、セラミック素材に
被着した膜物質についてはアンカー作用によって容易に
セラミック素材から剥離、脱落することを防止し、成膜
及び触刻装置用のセラミック素材として好適に使用する
ことができる。
【0019】また、上記のようなセラミック素材は、使
用後に洗浄して膜物質を取り除いて再使用することがあ
る。このような洗浄の場合には、セラミック素材から膜
物質が容易に剥離、除去できることが望ましい。上記実
施形態のように表面層に凹凸を形成したセラミック素材
の場合は、表面層の凹凸は人為的に単純な形状に形成さ
れるから、膜物質を洗浄除去するといった場合は、容易
に除去することができ、この点からも有用である。
【0020】
【発明の効果】本発明に係る成膜及び触刻装置用セラミ
ック素材によれば、上述したように、チャンバ内で使用
するセラミック素材として、異物が付着しにくく、また
一方、成膜及び触刻時に被着される膜物質が表面から剥
離、脱落することを防止して好適な清浄度を維持し、か
つ被加工品への異物の付着等を防止することができる。
これにより、成膜及び触刻装置に使用して、高品質の製
品を確実に得ることができ、製品の歩留りを向上させる
ことができる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】表面に凹凸を形成したセラミック素材に膜物質
が被着された状態の断面図である。
【図2】セラミック素材の表面に形成する凹凸の例を示
す説明図である。
【図3】緻密に焼成したセラミック素材の表面に膜物質
が被着された状態の断面図である。
【図4】従来の多結晶セラミックスの断面図である。
【符号の説明】
5 多結晶セラミックス 7 異物 10 セラミック素材 12 膜物質 14 凹凸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C23C 16/44 C23F 4/00 Z C23F 4/00 H01L 21/205 H01L 21/205 21/68 N 21/3065 C04B 35/00 H 21/68 H01L 21/302 A

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チャンバ内で使用する成膜及び触刻装置
    用セラミック素材であって、 前記セラミック素材の基材が、気孔率が低く、緻密に焼
    成されて成るとともに、該基材の表面に、成膜及び触刻
    時に基材表面に被着する膜物質をアンカー作用により支
    持する凹凸が形成されたことを特徴とする成膜及び触刻
    装置用セラミック素材。
  2. 【請求項2】 前記凹凸が逆止形状に形成されたもので
    あることを特徴とする請求項1記載の成膜及び触刻装置
    用セラミック素材。
  3. 【請求項3】 前記凹凸が、焼成前に表面に凹凸を形成
    したセラミックの成形品を焼成して形成されたことを特
    徴とする請求項1または2記載の成膜及び触刻装置用セ
    ラミック素材。
  4. 【請求項4】 前記凹凸が、前記基材を焼成後に、研
    削、研磨、ブラスト処理、レーザ加工、化学的あるいは
    熱的なエッチングを施して形成されたものであることを
    特徴とする請求項1記載の成膜及び触刻装置用セラミッ
    ク素材。
JP9332914A 1997-12-03 1997-12-03 成膜及び触刻装置用セラミック素材 Pending JPH11158628A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006505687A (ja) * 2002-04-08 2006-02-16 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 基板処理チャンバ用の要素及びその製造方法
JP2008205387A (ja) * 2007-02-22 2008-09-04 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd サポートプレートの処理方法
JP2012156553A (ja) * 2012-05-10 2012-08-16 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd サポートプレートの処理方法
JP2012227271A (ja) * 2011-04-18 2012-11-15 Cmk Corp パワーモジュール用絶縁放熱基板

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