JPH11209182A - プラズマ耐食部材 - Google Patents
プラズマ耐食部材Info
- Publication number
- JPH11209182A JPH11209182A JP10010145A JP1014598A JPH11209182A JP H11209182 A JPH11209182 A JP H11209182A JP 10010145 A JP10010145 A JP 10010145A JP 1014598 A JP1014598 A JP 1014598A JP H11209182 A JPH11209182 A JP H11209182A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma
- aluminum nitride
- corrosion resistance
- nitride sintered
- surface roughness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマエッチング装置、プラズマアッシン
グ装置、プラズマＣＶＤ装置等に使用される部材のプラ
ズマに対する耐食性を向上させる。 【解決手段】 該部材を、平均結晶粒径が１μｍから２
０μｍの窒化アルミニウム焼結体から構成し、かつ、該
部材のプラズマに接触すべき表面の平均表面粗さを０．
５μｍ以下とする。
グ装置、プラズマＣＶＤ装置等に使用される部材のプラ
ズマに対する耐食性を向上させる。 【解決手段】 該部材を、平均結晶粒径が１μｍから２
０μｍの窒化アルミニウム焼結体から構成し、かつ、該
部材のプラズマに接触すべき表面の平均表面粗さを０．
５μｍ以下とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマに対して
耐食性を有する部材に関し、特に、プラズマエッチング
装置、プラズマアッシング装置、プラズマＣＶＤ装置等
の、半導体装置や液晶表示装置等を製造する装置内に用
いられる部材、たとえばマイクロ波導入窓用部材、ウエ
ハクランパ、静電チャック、保護プレート等として用い
られる部材に関する。
耐食性を有する部材に関し、特に、プラズマエッチング
装置、プラズマアッシング装置、プラズマＣＶＤ装置等
の、半導体装置や液晶表示装置等を製造する装置内に用
いられる部材、たとえばマイクロ波導入窓用部材、ウエ
ハクランパ、静電チャック、保護プレート等として用い
られる部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラズマエッチング装置、プラズマアッ
シング装置、プラズマＣＶＤ装置等のプラズマを用いて
処理を行なう装置は、低温で効率よく必要な処理を行な
うことができ、処理の制御も比較的簡単であり、半導体
基板等の材料にダメージを与える恐れが少ないという点
から、高集積半導体装置、液晶表示装置等の製造におい
て欠くことができないものとなっている。
シング装置、プラズマＣＶＤ装置等のプラズマを用いて
処理を行なう装置は、低温で効率よく必要な処理を行な
うことができ、処理の制御も比較的簡単であり、半導体
基板等の材料にダメージを与える恐れが少ないという点
から、高集積半導体装置、液晶表示装置等の製造におい
て欠くことができないものとなっている。
【０００３】これらの装置では、真空近くに減圧した処
理を行なうべき容器内に、反応ガスを導入し、高周波や
マイクロ波を印加してガス放電を起こさせてプラズマを
生成させる。図１は、この種のプラズマ処理装置の一例
を模式的に示したものである。この装置において、たと
えば、試料台２３上に載置され、そのまわりを保護プレ
ート２４で囲まれ、かつクランパ２５によって保持され
た材料の表面にプラズマ処理を施す場合、排気口１４か
ら排気を行なって反応容器１１内を所定の真空度に設定
した後、ガス供給管１３からプラズマ生成室２０内にＣ
Ｆ4 、Ｃ3 Ｆ8、Ｃｌ2 、ＨＢｒ、Ａｒ、Ｏ2 等の反応
性ガスを供給する。装置の作動中、冷却水が冷却水流通
室１８に流され、反応容器１１の周辺は冷却される。マ
イクロ波は、マイクロ波発振器１６から導波管１５を介
して誘電体線路１２に導入される。これにより誘電体線
路１２下方に電界が形成され、形成された電界がマイク
ロ波導入窓２２を通過してプラズマ生成室２０内に導入
される。ガス供給管１３から供給されたガスは、プラズ
マ生成室２０内に導入され、マイクロ波の照射によりプ
ラズマ化される。プラズマのうち電気的に中性のラジカ
ルが主にメッシュ状の仕切り板１７を通過して反応室２
１内に広がり、材料の表面に到達し、プラズマ処理が施
される。またこのような装置において、プラズマ処理す
べき材料を保持する治具として、静電チャックが用いら
れる。
理を行なうべき容器内に、反応ガスを導入し、高周波や
マイクロ波を印加してガス放電を起こさせてプラズマを
生成させる。図１は、この種のプラズマ処理装置の一例
を模式的に示したものである。この装置において、たと
えば、試料台２３上に載置され、そのまわりを保護プレ
ート２４で囲まれ、かつクランパ２５によって保持され
た材料の表面にプラズマ処理を施す場合、排気口１４か
ら排気を行なって反応容器１１内を所定の真空度に設定
した後、ガス供給管１３からプラズマ生成室２０内にＣ
Ｆ4 、Ｃ3 Ｆ8、Ｃｌ2 、ＨＢｒ、Ａｒ、Ｏ2 等の反応
性ガスを供給する。装置の作動中、冷却水が冷却水流通
室１８に流され、反応容器１１の周辺は冷却される。マ
イクロ波は、マイクロ波発振器１６から導波管１５を介
して誘電体線路１２に導入される。これにより誘電体線
路１２下方に電界が形成され、形成された電界がマイク
ロ波導入窓２２を通過してプラズマ生成室２０内に導入
される。ガス供給管１３から供給されたガスは、プラズ
マ生成室２０内に導入され、マイクロ波の照射によりプ
ラズマ化される。プラズマのうち電気的に中性のラジカ
ルが主にメッシュ状の仕切り板１７を通過して反応室２
１内に広がり、材料の表面に到達し、プラズマ処理が施
される。またこのような装置において、プラズマ処理す
べき材料を保持する治具として、静電チャックが用いら
れる。
【０００４】このようなプラズマ処理装置において、マ
イクロ波導入窓、保護プレート、クランパ、静電チャッ
ク等はプラズマに晒される。したがって、これらの部材
は、プラズマに対して耐食性を有する必要がある。
イクロ波導入窓、保護プレート、クランパ、静電チャッ
ク等はプラズマに晒される。したがって、これらの部材
は、プラズマに対して耐食性を有する必要がある。
【０００５】たとえば、比較的化学的に安定で耐熱性を
有する材料として、石英ガラスおよびアルミナセラミッ
クスがある。たとえば、これらの材料は、プラズマ処理
装置において、マイクロ波導入窓等として用いられてき
た。
有する材料として、石英ガラスおよびアルミナセラミッ
クスがある。たとえば、これらの材料は、プラズマ処理
装置において、マイクロ波導入窓等として用いられてき
た。
【０００６】しかし、石英ガラスは、フッ化物系の反応
ガスに対する耐食性に劣っている。また、石英ガラス
は、放射熱を透過しやすく、反応室内に生成したプラズ
マによる放射熱を、装置の他の部分に伝えやすい。ま
た、石英は、失透して強度が低下する問題も有してい
る。
ガスに対する耐食性に劣っている。また、石英ガラス
は、放射熱を透過しやすく、反応室内に生成したプラズ
マによる放射熱を、装置の他の部分に伝えやすい。ま
た、石英は、失透して強度が低下する問題も有してい
る。
【０００７】一方、アルミナセラミックスは、フッ化物
系の反応ガスに対して耐食性を有する。しかし、アルミ
ナセラミックスは、比較的熱伝導率が低く、熱膨張係数
が大きい材料である。このため、プラズマによる熱等の
ため、アルミナセラミックスからなる部材の温度は上昇
しやすく、そこに熱応力が発生しやすい。比較的大きな
熱応力が繰返し発生すると、割れ等の破損につながるた
め、アルミナセラミックス部材はそれほど長い寿命を望
むことができない。
系の反応ガスに対して耐食性を有する。しかし、アルミ
ナセラミックスは、比較的熱伝導率が低く、熱膨張係数
が大きい材料である。このため、プラズマによる熱等の
ため、アルミナセラミックスからなる部材の温度は上昇
しやすく、そこに熱応力が発生しやすい。比較的大きな
熱応力が繰返し発生すると、割れ等の破損につながるた
め、アルミナセラミックス部材はそれほど長い寿命を望
むことができない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した材料に対し、
窒化アルミニウムがプラズマに対して耐食性を有する材
料として候補に挙がっている。窒化アルミニウムは、ア
ルミナよりも熱伝導率が顕著に高く、熱膨張係数の低い
材料である。このため、窒化アルミニウムでは、アルミ
ナのような熱応力の発生が起こりにくいと考えられる。
窒化アルミニウムがプラズマに対して耐食性を有する材
料として候補に挙がっている。窒化アルミニウムは、ア
ルミナよりも熱伝導率が顕著に高く、熱膨張係数の低い
材料である。このため、窒化アルミニウムでは、アルミ
ナのような熱応力の発生が起こりにくいと考えられる。
【０００９】本発明の目的は、このような窒化アルミニ
ウムを用いてプラズマに対する耐食性がより優れた部材
を提供することにある。
ウムを用いてプラズマに対する耐食性がより優れた部材
を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、窒化アルミ
ニウム焼結体からなる部材の耐食性（エッチング速度）
が、部材の表面粗さに関係があることを見出し、その表
面粗さと耐食性との関係ついて詳細に検討した結果、平
均表面粗さを０．５μｍ以下にしておくと、プラズマに
対する耐食性が顕著に高くなることを見出した。さらに
本発明者は、プラズマによるエッチングの進行を低減す
るため、部材を構成する窒化アルミニウム焼結体の平均
結晶粒径をある程度大きくし、１〜２０μｍの範囲内と
することで、プラズマに対する耐食性に優れかつ高い強
度を維持する部材が得られることを見出した。
ニウム焼結体からなる部材の耐食性（エッチング速度）
が、部材の表面粗さに関係があることを見出し、その表
面粗さと耐食性との関係ついて詳細に検討した結果、平
均表面粗さを０．５μｍ以下にしておくと、プラズマに
対する耐食性が顕著に高くなることを見出した。さらに
本発明者は、プラズマによるエッチングの進行を低減す
るため、部材を構成する窒化アルミニウム焼結体の平均
結晶粒径をある程度大きくし、１〜２０μｍの範囲内と
することで、プラズマに対する耐食性に優れかつ高い強
度を維持する部材が得られることを見出した。
【００１１】すなわち、本発明によって、プラズマが使
用されるべき環境に設けられ、プラズマに対して耐食性
を有する部材が提供され、この部材は、平均結晶粒径が
１μｍから２０μｍの窒化アルミニウム焼結体からな
り、かつプラズマに接触すべき表面の平均表面粗さが
０．５μｍ以下であることを特徴とする。
用されるべき環境に設けられ、プラズマに対して耐食性
を有する部材が提供され、この部材は、平均結晶粒径が
１μｍから２０μｍの窒化アルミニウム焼結体からな
り、かつプラズマに接触すべき表面の平均表面粗さが
０．５μｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明において、窒化アルミニウ
ム焼結体は、通常の方法により得ることができる。たと
えば、窒化アルミニウム粉末に、必要に応じてＹ2 Ｏ3
等の希土類元素酸化物、ＣａＯ等のアルカリ土類金属酸
化物、ＹＦ3 等の希土類元素ハロゲン化物などからなる
焼結助剤を添加し、さらに、有機バインダや有機溶媒等
の媒質等を添加してスラリーを調製する。この場合、窒
化アルミニウム粉末として、金属不純物の総量が１００
０ｐｐｍ以下の高純度のＡｌＮ粉末が好ましく用いられ
る。焼結助剤は、添加してもよいし、添加しなくともよ
い。焼結助剤を添加する場合、その添加量は、窒化アル
ミニウム粉末と助剤との合計重量に対し、たとえば０．
１〜１０重量％、好ましくは１〜７重量％とすることが
できる。得られたスラリーは、スプレードライヤ等を用
いて造粒し、乾燥することにより造粒粉末とすることが
好ましい。得られた造粒粉末を金型成形、静水圧プレス
成形（ＣＩＰ成形）等により成形する。静水圧プレスを
用いることにより、より緻密な成形体を得ることができ
る。得られた成形体を加熱して脱脂を行なった後、焼結
を行ない、用途に応じて必要な形状を有する窒化アルミ
ニウム焼結体が得られる。焼結助剤を用いる場合、焼結
温度は、たとえば１６５０℃〜１９００℃とすることが
できる。一方、焼結助剤を用いない場合、それよりも高
い温度たとえば１９００℃〜２１００℃の温度が用いら
れる。焼結助剤の種類、温度、時間等の焼結条件等を調
整することによって、所望の平均結晶粒径を有する窒化
アルミニウム焼結体を得ることができる。
ム焼結体は、通常の方法により得ることができる。たと
えば、窒化アルミニウム粉末に、必要に応じてＹ2 Ｏ3
等の希土類元素酸化物、ＣａＯ等のアルカリ土類金属酸
化物、ＹＦ3 等の希土類元素ハロゲン化物などからなる
焼結助剤を添加し、さらに、有機バインダや有機溶媒等
の媒質等を添加してスラリーを調製する。この場合、窒
化アルミニウム粉末として、金属不純物の総量が１００
０ｐｐｍ以下の高純度のＡｌＮ粉末が好ましく用いられ
る。焼結助剤は、添加してもよいし、添加しなくともよ
い。焼結助剤を添加する場合、その添加量は、窒化アル
ミニウム粉末と助剤との合計重量に対し、たとえば０．
１〜１０重量％、好ましくは１〜７重量％とすることが
できる。得られたスラリーは、スプレードライヤ等を用
いて造粒し、乾燥することにより造粒粉末とすることが
好ましい。得られた造粒粉末を金型成形、静水圧プレス
成形（ＣＩＰ成形）等により成形する。静水圧プレスを
用いることにより、より緻密な成形体を得ることができ
る。得られた成形体を加熱して脱脂を行なった後、焼結
を行ない、用途に応じて必要な形状を有する窒化アルミ
ニウム焼結体が得られる。焼結助剤を用いる場合、焼結
温度は、たとえば１６５０℃〜１９００℃とすることが
できる。一方、焼結助剤を用いない場合、それよりも高
い温度たとえば１９００℃〜２１００℃の温度が用いら
れる。焼結助剤の種類、温度、時間等の焼結条件等を調
整することによって、所望の平均結晶粒径を有する窒化
アルミニウム焼結体を得ることができる。
【００１３】本発明による部材は、このようにして得ら
れる窒化アルミニウム焼結体について、使用時にプラズ
マに晒されることになる表面を、０．５μｍ以下の平均
表面粗さに仕上げることによって得られる。そのように
極めて平滑な表面を得るため、本発明において、通常、
研削加工および／または研磨加工が用いられる。研削お
よび研磨に用いられる砥粒には、ダイヤモンド、ｃＢ
Ｎ、ＳｉＣ等を用いることができる。加工砥石は、樹脂
ボンドのもの、ビトリファイドボンドのもの等のものを
適宜選択して用いればよい。加工液等の他の条件につい
ては、セラミックスの表面加工に用いられる通常の条件
に従うことができる。主に砥石による加工によって、所
望の平滑な表面を得たい場合、♯６００以上の番数の砥
粒を仕上げのため用いることが好ましい。また、最終的
に研磨によって表面を仕上げる場合、１０μｍ以下、好
ましくは３μｍ以下の粒径の砥粒を用いることにより仕
上げを行なうことができる。一般に、番数の低い砥粒を
用いた研削砥石により粗加工を行ない、次いで番数の高
い砥石で仕上げ加工を行ない、さらに必要に応じて細か
い砥粒を用いた研磨加工を行なうことができる。このよ
うな場合、粗加工には、♯１４０〜♯４００の砥粒を用
い、仕上げ加工には、♯６００以上の砥粒を用いること
ができる。また、仕上げのための研磨には１０μｍ以
下、好ましくは３μｍ以下の粒径の砥粒を用いることが
できる。部材の用途および形状に応じて、これらの加工
方法は適宜選択することができる。
れる窒化アルミニウム焼結体について、使用時にプラズ
マに晒されることになる表面を、０．５μｍ以下の平均
表面粗さに仕上げることによって得られる。そのように
極めて平滑な表面を得るため、本発明において、通常、
研削加工および／または研磨加工が用いられる。研削お
よび研磨に用いられる砥粒には、ダイヤモンド、ｃＢ
Ｎ、ＳｉＣ等を用いることができる。加工砥石は、樹脂
ボンドのもの、ビトリファイドボンドのもの等のものを
適宜選択して用いればよい。加工液等の他の条件につい
ては、セラミックスの表面加工に用いられる通常の条件
に従うことができる。主に砥石による加工によって、所
望の平滑な表面を得たい場合、♯６００以上の番数の砥
粒を仕上げのため用いることが好ましい。また、最終的
に研磨によって表面を仕上げる場合、１０μｍ以下、好
ましくは３μｍ以下の粒径の砥粒を用いることにより仕
上げを行なうことができる。一般に、番数の低い砥粒を
用いた研削砥石により粗加工を行ない、次いで番数の高
い砥石で仕上げ加工を行ない、さらに必要に応じて細か
い砥粒を用いた研磨加工を行なうことができる。このよ
うな場合、粗加工には、♯１４０〜♯４００の砥粒を用
い、仕上げ加工には、♯６００以上の砥粒を用いること
ができる。また、仕上げのための研磨には１０μｍ以
下、好ましくは３μｍ以下の粒径の砥粒を用いることが
できる。部材の用途および形状に応じて、これらの加工
方法は適宜選択することができる。
【００１４】窒化アルミニウム焼結体からなる部材のプ
ラズマに対する耐食性（エッチング速度）は、以下の実
施例に示すとおり、その平均表面粗さを０．５μｍ以下
にすることによって顕著に向上する。プラズマイオンの
衝撃によるエッチングは、照射面へのプラズマイオンの
衝突角度に依存する。最大のエッチングは、約４５°の
入射時に起こり、垂直時（９０°）に比較し２倍以上と
なる。表面の粗さは、ミクロで見るとプラズマイオンに
対して角度を持つことになる。理想的には完全平面で、
９０°にプラズマが照射されれば、均一にエッチングが
進行することとなる。しかし実際には、平面粗さによ
り、局所的にエッチングが進行するところができ、不均
一な減り方（凹凸の激しい減り方）になる。本発明で
は、このような影響を、プラズマに接触すべき表面の平
均表面粗さを０．５μｍ以下にすることによって顕著に
低減している。
ラズマに対する耐食性（エッチング速度）は、以下の実
施例に示すとおり、その平均表面粗さを０．５μｍ以下
にすることによって顕著に向上する。プラズマイオンの
衝撃によるエッチングは、照射面へのプラズマイオンの
衝突角度に依存する。最大のエッチングは、約４５°の
入射時に起こり、垂直時（９０°）に比較し２倍以上と
なる。表面の粗さは、ミクロで見るとプラズマイオンに
対して角度を持つことになる。理想的には完全平面で、
９０°にプラズマが照射されれば、均一にエッチングが
進行することとなる。しかし実際には、平面粗さによ
り、局所的にエッチングが進行するところができ、不均
一な減り方（凹凸の激しい減り方）になる。本発明で
は、このような影響を、プラズマに接触すべき表面の平
均表面粗さを０．５μｍ以下にすることによって顕著に
低減している。
【００１５】また、同一の研磨状態であっても、ピット
状のエッチングは、粒界部、特に三重点を中心として進
行する。そこで本発明では、三重点を低減するため、窒
化アルミニウム焼結体における平均結晶粒径を１μｍ以
上とし、エッチングが進行しにくく耐食性が優れた焼結
組織としている。一方、平均結晶粒径が２０μｍを超え
ると、良好な耐食性は得られるが、部材の強度が低下
し、構造部材として信頼性に欠けるようになる。したが
って、本発明では、優れた耐食性および強度を得るた
め、窒化アルミニウム焼結体における平均結晶粒径を１
〜２０μｍの範囲としている。このような範囲の結晶粒
径は、焼結体を製造するためのＡｌＮ粉末の粒度、焼結
助剤の種類および量、温度、時間等の焼結条件等を調節
することによって得ることができる。一般に、適当な添
加量の焼結助剤を用いて１７５０℃〜１８５０℃の温度
での焼結により所望の平均結晶粒径を有する焼結組織を
得ることができる。一方、焼結助剤を用いない場合、１
９００℃〜２０００℃程度の焼結温度を用いることが好
ましい。粒成長の結果得られる平均粒径が１〜２０μｍ
の範囲内に入るよう、焼結の温度および時間を調節する
ことができる。
状のエッチングは、粒界部、特に三重点を中心として進
行する。そこで本発明では、三重点を低減するため、窒
化アルミニウム焼結体における平均結晶粒径を１μｍ以
上とし、エッチングが進行しにくく耐食性が優れた焼結
組織としている。一方、平均結晶粒径が２０μｍを超え
ると、良好な耐食性は得られるが、部材の強度が低下
し、構造部材として信頼性に欠けるようになる。したが
って、本発明では、優れた耐食性および強度を得るた
め、窒化アルミニウム焼結体における平均結晶粒径を１
〜２０μｍの範囲としている。このような範囲の結晶粒
径は、焼結体を製造するためのＡｌＮ粉末の粒度、焼結
助剤の種類および量、温度、時間等の焼結条件等を調節
することによって得ることができる。一般に、適当な添
加量の焼結助剤を用いて１７５０℃〜１８５０℃の温度
での焼結により所望の平均結晶粒径を有する焼結組織を
得ることができる。一方、焼結助剤を用いない場合、１
９００℃〜２０００℃程度の焼結温度を用いることが好
ましい。粒成長の結果得られる平均粒径が１〜２０μｍ
の範囲内に入るよう、焼結の温度および時間を調節する
ことができる。
【００１６】
【実施例】比表面積が２．４〜３．０ｍ2 ／ｇであり、
金属不純物の総量が１０００ｐｐｍ以下の高純度ＡｌＮ
粉末に、必要に応じて焼結助剤を表１に示すように添加
し、さらにアルコール系有機溶媒中でポリビニルアルコ
ール系のバインダを添加してスラリーを調製した。得ら
れたスラリーをスプレードライヤを用いて造粒した。造
粒粉を金型で１２０ｍｍ×１２０ｍｍ×１０ｍｍに成形
し、さらにＣＩＰ成形した。得られた成形体をＮ2 雰囲
気中１６５０〜２０５０℃で焼成し、窒化アルミニウム
焼結体を得た。
金属不純物の総量が１０００ｐｐｍ以下の高純度ＡｌＮ
粉末に、必要に応じて焼結助剤を表１に示すように添加
し、さらにアルコール系有機溶媒中でポリビニルアルコ
ール系のバインダを添加してスラリーを調製した。得ら
れたスラリーをスプレードライヤを用いて造粒した。造
粒粉を金型で１２０ｍｍ×１２０ｍｍ×１０ｍｍに成形
し、さらにＣＩＰ成形した。得られた成形体をＮ2 雰囲
気中１６５０〜２０５０℃で焼成し、窒化アルミニウム
焼結体を得た。
【００１７】得られた焼結体について、まず平面研削盤
にて平行面加工を行なった。加工砥石は、♯１７０の樹
脂ボンドのダイヤモンド砥石であり、これにより粗加工
を行なった。次いで、♯６００の同様の砥石を用いて仕
上げ加工を行なった。表１に示す実施例１〜５および比
較例１〜３は、いずれも、以上に示す工程を経ている。
そこにおいて、焼結助剤の種類および添加量、焼結温度
は表１に示すとおりである。その後、ラップ盤にて鋳鉄
製定盤を用いて１０μｍの粒径のダイヤモンド砥粒、３
μｍの粒径のダイヤモンド砥粒で研磨を行ない、さらに
研磨精度を上げるため、銅定盤を用いて、１〜０．５μ
ｍの砥粒で仕上げを行なった。実施例１〜４ならびに比
較例１および２では、このようなラップ盤による研磨を
最後まで行なった。一方、実施例５では、ラップ盤によ
る研磨を、３μｍのダイヤモンド砥粒を用いた研磨を行
なった段階で終了した。また比較例３では、ラップ盤に
よる研磨を１０μｍのダイヤモンド砥粒を用いた研磨の
段階で終了した。以上の工程により、平均表面粗さおよ
び焼結組織の結晶粒径がそれぞれ異なる窒化アルミニウ
ム焼結体の部材が得られた。
にて平行面加工を行なった。加工砥石は、♯１７０の樹
脂ボンドのダイヤモンド砥石であり、これにより粗加工
を行なった。次いで、♯６００の同様の砥石を用いて仕
上げ加工を行なった。表１に示す実施例１〜５および比
較例１〜３は、いずれも、以上に示す工程を経ている。
そこにおいて、焼結助剤の種類および添加量、焼結温度
は表１に示すとおりである。その後、ラップ盤にて鋳鉄
製定盤を用いて１０μｍの粒径のダイヤモンド砥粒、３
μｍの粒径のダイヤモンド砥粒で研磨を行ない、さらに
研磨精度を上げるため、銅定盤を用いて、１〜０．５μ
ｍの砥粒で仕上げを行なった。実施例１〜４ならびに比
較例１および２では、このようなラップ盤による研磨を
最後まで行なった。一方、実施例５では、ラップ盤によ
る研磨を、３μｍのダイヤモンド砥粒を用いた研磨を行
なった段階で終了した。また比較例３では、ラップ盤に
よる研磨を１０μｍのダイヤモンド砥粒を用いた研磨の
段階で終了した。以上の工程により、平均表面粗さおよ
び焼結組織の結晶粒径がそれぞれ異なる窒化アルミニウ
ム焼結体の部材が得られた。
【００１８】得られたそれぞれの部材において、加工面
の一部をフッ素樹脂系テープでマスクして、プラズマ照
射に供した。プラズマ装置には、平行平板式ＲＩＥ（リ
アクティブイオンエッチング）装置を用いた。１３．５
６ＭＨｚの高周波、出力０．８ｋＷ、ＣＦ4 のエッチン
グガス、ならびに圧力５Ｐａの条件下において、窒化ア
ルミニウム焼結体のそれぞれの部材に１時間プラズマを
照射した。プラズマ照射後、サンプル表面のマスクテー
プを除去した。照射部と未照射部との間に発生した段差
を触針式表面粗さ計で測定し、さらにエッチング面の凹
凸を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定し、両者の合
計より５０×５０μｍの領域でのエッチング体積を求め
た。
の一部をフッ素樹脂系テープでマスクして、プラズマ照
射に供した。プラズマ装置には、平行平板式ＲＩＥ（リ
アクティブイオンエッチング）装置を用いた。１３．５
６ＭＨｚの高周波、出力０．８ｋＷ、ＣＦ4 のエッチン
グガス、ならびに圧力５Ｐａの条件下において、窒化ア
ルミニウム焼結体のそれぞれの部材に１時間プラズマを
照射した。プラズマ照射後、サンプル表面のマスクテー
プを除去した。照射部と未照射部との間に発生した段差
を触針式表面粗さ計で測定し、さらにエッチング面の凹
凸を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定し、両者の合
計より５０×５０μｍの領域でのエッチング体積を求め
た。
【００１９】上述した製造工程によりそれぞれ得られる
窒化アルミニウム焼結体の部材の平均表面粗さ、強度、
およびその部材についてプラズマを照射した後のエッチ
ング体積を、製造条件とともに表１に示す。表に示すと
おり、平均表面粗さが０．５μｍ以下であり、さらに平
均結晶粒径が１〜２０μｍの範囲にある実施例１〜５
は、比較的高い強度を有するとともに、エッチング体積
が小さく、プラズマに対する耐食性が顕著に優れたもの
となっている。
窒化アルミニウム焼結体の部材の平均表面粗さ、強度、
およびその部材についてプラズマを照射した後のエッチ
ング体積を、製造条件とともに表１に示す。表に示すと
おり、平均表面粗さが０．５μｍ以下であり、さらに平
均結晶粒径が１〜２０μｍの範囲にある実施例１〜５
は、比較的高い強度を有するとともに、エッチング体積
が小さく、プラズマに対する耐食性が顕著に優れたもの
となっている。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、プラズマに対する耐食
性に優れかつ比較的高い強度を有する部材を提供するこ
とができる。本発明による部材は、窒化アルミニウム焼
結体からなるものであるため、大きな熱応力が発生しに
くく、また上述したような優れた耐食性を有するため、
従来よりもより長い寿命を有することができる。本発明
によるプラズマ耐食部材は、エッチング装置、アッシン
グ装置、ＣＶＤ装置等の、半導体装置、液晶表示装置等
を製造する装置に用いられる部材、たとえばマイクロ波
導入窓、ウエハクランパ、静電チャック、保護プレート
等として有用である。
性に優れかつ比較的高い強度を有する部材を提供するこ
とができる。本発明による部材は、窒化アルミニウム焼
結体からなるものであるため、大きな熱応力が発生しに
くく、また上述したような優れた耐食性を有するため、
従来よりもより長い寿命を有することができる。本発明
によるプラズマ耐食部材は、エッチング装置、アッシン
グ装置、ＣＶＤ装置等の、半導体装置、液晶表示装置等
を製造する装置に用いられる部材、たとえばマイクロ波
導入窓、ウエハクランパ、静電チャック、保護プレート
等として有用である。
【図１】プラズマ処理装置の一例を模式的に示す断面図
である。
である。
２２ マイクロ波導入窓 ２４ 保護プレート ２５ クランパ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/68 Ｃ０４Ｂ 35/58 １０４Ｙ // Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ
Claims (1)
- 【請求項１】 プラズマが使用されるべき環境に設けら
れ、前記プラズマに対して耐食性を有する部材であっ
て、 平均結晶粒径が１μｍから２０μｍの窒化アルミニウム
焼結体からなり、かつ前記プラズマに接触すべき表面の
平均表面粗さが０．５μｍ以下であることを特徴とす
る、プラズマ耐食部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10010145A JPH11209182A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | プラズマ耐食部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10010145A JPH11209182A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | プラズマ耐食部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11209182A true JPH11209182A (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=11742128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10010145A Pending JPH11209182A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | プラズマ耐食部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11209182A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001240474A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-04 | Kyocera Corp | 耐プラズマ部材及びその製造方法及びプラズマ装置 |
| US6834613B1 (en) * | 1998-08-26 | 2004-12-28 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Plasma-resistant member and plasma treatment apparatus using the same |
| JP2005191561A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-07-14 | Tokyo Electron Ltd | 静電チャック |
| US7211216B2 (en) | 2004-06-18 | 2007-05-01 | Ngk Insulators, Ltd. | Aluminum nitride ceramic, semiconductor manufacturing member, and manufacturing method for aluminum nitride ceramic |
| JP2007258240A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Tokyo Electron Ltd | 表面処理方法 |
| JP2007254190A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Ngk Insulators Ltd | 窒化アルミニウム焼結体、窒化アルミニウム焼結体の製造方法、及び部材 |
| JP2008244356A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体ウェハのチップ化処理方法 |
| CN110944962A (zh) * | 2017-07-28 | 2020-03-31 | 京瓷株式会社 | 等离子体处理装置用构件 |
| JPWO2018190220A1 (ja) * | 2017-04-14 | 2020-05-14 | 住友電気工業株式会社 | シャワーヘッド |
| JP2021015937A (ja) * | 2019-07-16 | 2021-02-12 | 日本特殊陶業株式会社 | 加熱部材 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07153821A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Kyocera Corp | 半導体製造用サセプタ及びその製造方法 |
| JPH07297265A (ja) * | 1994-04-26 | 1995-11-10 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 静電チャック |
| JPH09213777A (ja) * | 1996-01-31 | 1997-08-15 | Kyocera Corp | 静電チャック |
| JPH09213774A (ja) * | 1996-01-30 | 1997-08-15 | Kyocera Corp | ウェハ保持部材及びその製造方法 |
| JPH09315867A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-12-09 | Ngk Insulators Ltd | 窒化アルミニウム焼結体、金属埋設品、電子機能材料および静電チャック |
| JPH10275524A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Kyocera Corp | 耐プラズマ部材 |
-
1998
- 1998-01-22 JP JP10010145A patent/JPH11209182A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07153821A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Kyocera Corp | 半導体製造用サセプタ及びその製造方法 |
| JPH07297265A (ja) * | 1994-04-26 | 1995-11-10 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 静電チャック |
| JPH09213774A (ja) * | 1996-01-30 | 1997-08-15 | Kyocera Corp | ウェハ保持部材及びその製造方法 |
| JPH09213777A (ja) * | 1996-01-31 | 1997-08-15 | Kyocera Corp | 静電チャック |
| JPH09315867A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-12-09 | Ngk Insulators Ltd | 窒化アルミニウム焼結体、金属埋設品、電子機能材料および静電チャック |
| JPH10275524A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Kyocera Corp | 耐プラズマ部材 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6834613B1 (en) * | 1998-08-26 | 2004-12-28 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Plasma-resistant member and plasma treatment apparatus using the same |
| JP4651148B2 (ja) * | 2000-02-29 | 2011-03-16 | 京セラ株式会社 | 耐プラズマ部材及びプラズマ装置 |
| JP2001240474A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-04 | Kyocera Corp | 耐プラズマ部材及びその製造方法及びプラズマ装置 |
| JP2005191561A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-07-14 | Tokyo Electron Ltd | 静電チャック |
| JP4674792B2 (ja) * | 2003-12-05 | 2011-04-20 | 東京エレクトロン株式会社 | 静電チャック |
| US7211216B2 (en) | 2004-06-18 | 2007-05-01 | Ngk Insulators, Ltd. | Aluminum nitride ceramic, semiconductor manufacturing member, and manufacturing method for aluminum nitride ceramic |
| US7605102B2 (en) | 2004-06-18 | 2009-10-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Aluminum nitride ceramic and semiconductor manufacturing member |
| JP2007258240A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Tokyo Electron Ltd | 表面処理方法 |
| JP2007254190A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Ngk Insulators Ltd | 窒化アルミニウム焼結体、窒化アルミニウム焼結体の製造方法、及び部材 |
| JP2008244356A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体ウェハのチップ化処理方法 |
| JPWO2018190220A1 (ja) * | 2017-04-14 | 2020-05-14 | 住友電気工業株式会社 | シャワーヘッド |
| CN110944962A (zh) * | 2017-07-28 | 2020-03-31 | 京瓷株式会社 | 等离子体处理装置用构件 |
| JP2021015937A (ja) * | 2019-07-16 | 2021-02-12 | 日本特殊陶業株式会社 | 加熱部材 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6641697B2 (en) | Substrate processing using a member comprising an oxide of a group IIIB metal | |
| CN100545304C (zh) | 用于半导体处理设备的陶瓷件 | |
| JP4213790B2 (ja) | 耐プラズマ部材およびそれを用いたプラズマ処理装置 | |
| JP4037956B2 (ja) | チャンバー内壁保護部材 | |
| WO1998016347A1 (fr) | Appareil ebarbeur pour tampon de polissage de substrat semi-conducteur, son procede de fabrication et procede de polissage chimico-mecanique au moyen dudit appareil ebarbeur | |
| US20040173313A1 (en) | Fire polished showerhead electrode | |
| EP0846667B1 (en) | Ceramic parts and a producing process thereof | |
| JPH11209182A (ja) | プラズマ耐食部材 | |
| KR20220002943A (ko) | 에칭 적용을 위한 제어된 다공성 산화이트륨 | |
| JPH11310451A (ja) | プラズマ耐食性に優れたアルミナセラミックス材料およびその製造方法 | |
| JP2000256094A (ja) | シリコンエピタキシャル成長ウェーハ製造方法およびその装置 | |
| CN110303383A (zh) | 一种磁流变辅助大气等离子体抛光硅基元件方法 | |
| US7358465B2 (en) | Method for restoring ceramic heater | |
| JPH1161451A (ja) | プラズマエッチング装置のフォーカスリング及びプラズマエッチング装置 | |
| JP4623794B2 (ja) | アルミナ質耐食部材及びプラズマ装置 | |
| JP2001233676A (ja) | プラズマ耐食部材及びその製造方法 | |
| JP2000247728A (ja) | 耐食性に優れたアルミナセラミックス焼結体 | |
| JP3362062B2 (ja) | 半導体製造装置用セラミック部材及びその製造方法 | |
| JP2002068864A (ja) | 耐プラズマ性部材およびその製造方法 | |
| JP4021325B2 (ja) | プラズマ処理装置用部品の製造方法 | |
| JP2002029831A (ja) | 耐プラズマ性部材およびその製造方法 | |
| JPH11278919A (ja) | 耐プラズマ部材 | |
| JPH0722385A (ja) | Ｒｉｅ用電極およびその製造方法 | |
| Sun | Development of plasma-based nano-precision | |
| JP2000164568A (ja) | プラズマエッチング電極の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040921 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070719 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070807 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071204 |