JP2001031484A - 耐食性複合部材 - Google Patents
耐食性複合部材Info
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- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハロゲン系腐蝕ガスまたはハロゲンガスプラ
ズマに対する耐性が高く、しかも大型部品に適した耐食
性複合部材を提供すること。 【解決手段】 熱膨張率が７×１０−６〜１２×１０
−６で誘電損失が５×１０ −３以下の支持体と、その上
に形成され、希土類酸化物を５０重量％以上含む耐食性
層とにより複合部材を構成する。そして、その耐食性膜
がハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプラズマに曝さ
れる部位を構成する。
ズマに対する耐性が高く、しかも大型部品に適した耐食
性複合部材を提供すること。 【解決手段】 熱膨張率が７×１０−６〜１２×１０
−６で誘電損失が５×１０ −３以下の支持体と、その上
に形成され、希土類酸化物を５０重量％以上含む耐食性
層とにより複合部材を構成する。そして、その耐食性膜
がハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプラズマに曝さ
れる部位を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス製
造工程および液晶表示装置製造工程に好適な、ハロゲン
系腐蝕ガスまたはハロゲンガスプラズマに対する耐性の
高い耐食性複合部材に関する。
造工程および液晶表示装置製造工程に好適な、ハロゲン
系腐蝕ガスまたはハロゲンガスプラズマに対する耐性の
高い耐食性複合部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイス製造工程に代表される化
学的腐蝕性の高い環境下で用いられる部材には、石英ガ
ラスやセラミックス焼結体が多く用いられている。この
ような部材としては、例えば、ベルジャー、チャンバ
ー、サセプター、クランプリング、フォーカスリング等
を挙げることができ、これらは例えば腐蝕性の高いハロ
ゲン系ガスによるドライエッチング工程で使用される。
学的腐蝕性の高い環境下で用いられる部材には、石英ガ
ラスやセラミックス焼結体が多く用いられている。この
ような部材としては、例えば、ベルジャー、チャンバ
ー、サセプター、クランプリング、フォーカスリング等
を挙げることができ、これらは例えば腐蝕性の高いハロ
ゲン系ガスによるドライエッチング工程で使用される。
【０００３】ところで、半導体デバイスおよび液晶表示
装置の製造工程においては、コスト低減の観点から、基
板の大型化が図られ、半導体ウエハでは３００ｍｍφ、
液晶表示装置基板では１ｍ□という極めて大型のものへ
の対応が要望され、これに伴って製造装置の大型化が必
要になってきている。
装置の製造工程においては、コスト低減の観点から、基
板の大型化が図られ、半導体ウエハでは３００ｍｍφ、
液晶表示装置基板では１ｍ□という極めて大型のものへ
の対応が要望され、これに伴って製造装置の大型化が必
要になってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来使
用されてきた石英ガラスでは強度、剛性率の点から大型
部品への対応は制限されざるを得ない。また、アルミナ
セラミックスの大型部品製造では粗大ポアに代表される
組織の不均一が問題であり、特に腐蝕性の高い環境下で
はこのポアが腐蝕起点になるため、パーティクル発生お
よび腐蝕の促進等の問題が懸念される。特に耐腐蝕性の
高い材料としてサファイアがあるが、これも単結晶製造
サイズの問題から上記大型部品への対応には限度があ
る。
用されてきた石英ガラスでは強度、剛性率の点から大型
部品への対応は制限されざるを得ない。また、アルミナ
セラミックスの大型部品製造では粗大ポアに代表される
組織の不均一が問題であり、特に腐蝕性の高い環境下で
はこのポアが腐蝕起点になるため、パーティクル発生お
よび腐蝕の促進等の問題が懸念される。特に耐腐蝕性の
高い材料としてサファイアがあるが、これも単結晶製造
サイズの問題から上記大型部品への対応には限度があ
る。
【０００５】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、ハロゲン系腐蝕ガスまたはハロゲンガスプラ
ズマに対する耐性が高く、しかも大型部品に適した耐食
性複合部材を提供することを目的とする。
であって、ハロゲン系腐蝕ガスまたはハロゲンガスプラ
ズマに対する耐性が高く、しかも大型部品に適した耐食
性複合部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】上記課題を解決するため
に、本発明は、熱膨張率が７×１０−６〜１２×１０
−６で誘電損失が５×１０−３以下の支持体と、その上
に形成され、希土類酸化物を５０重量％以上含み、ハロ
ゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプラズマに曝される部
位を構成する耐食性膜とを有することを特徴とする耐食
性複合部材を提供する。
に、本発明は、熱膨張率が７×１０−６〜１２×１０
−６で誘電損失が５×１０−３以下の支持体と、その上
に形成され、希土類酸化物を５０重量％以上含み、ハロ
ゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプラズマに曝される部
位を構成する耐食性膜とを有することを特徴とする耐食
性複合部材を提供する。
【０００７】本発明によれば、熱膨張率が７×１０−６
〜１２×１０−６で比較的小さく、かつ誘電損失が５×
１０−３以下の支持体を用い、その上に希土類酸化物を
５０重量％以上含む耐食性膜を形成して、その耐食性膜
をハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプラズマに曝さ
れる部位とするので、ハロゲン系腐蝕ガスまたはハロゲ
ンガスプラズマに対する耐性が高く、しかも大型化した
場合でも熱膨張差や誘電損失が大きいことに起因するク
ラックや膜の剥がれが生じ難い。
〜１２×１０−６で比較的小さく、かつ誘電損失が５×
１０−３以下の支持体を用い、その上に希土類酸化物を
５０重量％以上含む耐食性膜を形成して、その耐食性膜
をハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプラズマに曝さ
れる部位とするので、ハロゲン系腐蝕ガスまたはハロゲ
ンガスプラズマに対する耐性が高く、しかも大型化した
場合でも熱膨張差や誘電損失が大きいことに起因するク
ラックや膜の剥がれが生じ難い。
【０００８】
【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。本発明の耐食性複合部材は、熱膨張率が７×１
０−６〜１２×１０−６で誘電損失が５×１０−３以下
の支持体と、その上に形成され、希土類酸化物を５０重
量％以上含み、ハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプ
ラズマに曝される部位を構成する耐食性膜とを有する。
明する。本発明の耐食性複合部材は、熱膨張率が７×１
０−６〜１２×１０−６で誘電損失が５×１０−３以下
の支持体と、その上に形成され、希土類酸化物を５０重
量％以上含み、ハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプ
ラズマに曝される部位を構成する耐食性膜とを有する。
【０００９】希土類酸化物を５０重量％以上含む材料
は、ハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプラズマに対
する耐性が高いため、このような材料からなる膜でハロ
ゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプラズマに曝される部
位を構成する。希土類酸化物の量が５０重量％未満であ
ると耐食性が不十分である。希土類酸化物としては、Ｙ
２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３等を挙げることができ
る。これらの中ではＹ２Ｏ３が好ましい。耐食性膜はこ
のような希土類酸化物単独であってもよいし、他の成分
を含んでいてもよい。また、２成分以上の酸化物を含む
場合にはＸ線的に複合酸化物を形成していることが好ま
しい。このような複合酸化物としては、Ｙ ２Ｏ３−Ａｌ
２Ｏ３系のものが好ましく、例えばＹＡｌＯ３、Ｙ４Ａ
ｌ２Ｏ９、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（イットリウム−アルミニ
ウム−ガーネット）等を挙げることができる。
は、ハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプラズマに対
する耐性が高いため、このような材料からなる膜でハロ
ゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプラズマに曝される部
位を構成する。希土類酸化物の量が５０重量％未満であ
ると耐食性が不十分である。希土類酸化物としては、Ｙ
２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３等を挙げることができ
る。これらの中ではＹ２Ｏ３が好ましい。耐食性膜はこ
のような希土類酸化物単独であってもよいし、他の成分
を含んでいてもよい。また、２成分以上の酸化物を含む
場合にはＸ線的に複合酸化物を形成していることが好ま
しい。このような複合酸化物としては、Ｙ ２Ｏ３−Ａｌ
２Ｏ３系のものが好ましく、例えばＹＡｌＯ３、Ｙ４Ａ
ｌ２Ｏ９、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（イットリウム−アルミニ
ウム−ガーネット）等を挙げることができる。
【００１０】耐食性膜の形成方法は、溶射法やスパッタ
リング法等の従来から用いられている成膜技術を採用す
ることができ、特に限定されるものではないが、溶射法
で成膜する場合には、減圧下で原料および成膜装置の水
分パージを十分に行うことが望ましい。これにより気孔
率の少ない膜を形成することができる。
リング法等の従来から用いられている成膜技術を採用す
ることができ、特に限定されるものではないが、溶射法
で成膜する場合には、減圧下で原料および成膜装置の水
分パージを十分に行うことが望ましい。これにより気孔
率の少ない膜を形成することができる。
【００１１】耐食性膜を支持する支持体は、熱膨張率が
７×１０−６〜１２×１０−６で誘電損失が５×１０
−３以下であれば、その材料は特に限定されないが、ア
ルミナ、ジルコニア等のセラミックス焼結体が好適であ
る。支持体の熱膨張率を７×１０−６〜１２×１０−６
としたのは、この範囲外であると耐食性膜との熱膨張差
により膜の剥がれ、クラック等が発生しやすくなるから
である。また、支持体の誘電損失を５×１０−３以下と
したのは、これ以上であるとＧＨｚ帯域での使用に際し
て支持体が発熱し、支持体と耐食性膜との間で熱応力に
よる剥がれやクラックが生じやすくなるからである。
７×１０−６〜１２×１０−６で誘電損失が５×１０
−３以下であれば、その材料は特に限定されないが、ア
ルミナ、ジルコニア等のセラミックス焼結体が好適であ
る。支持体の熱膨張率を７×１０−６〜１２×１０−６
としたのは、この範囲外であると耐食性膜との熱膨張差
により膜の剥がれ、クラック等が発生しやすくなるから
である。また、支持体の誘電損失を５×１０−３以下と
したのは、これ以上であるとＧＨｚ帯域での使用に際し
て支持体が発熱し、支持体と耐食性膜との間で熱応力に
よる剥がれやクラックが生じやすくなるからである。
【００１２】支持体の耐食性膜を形成する側の表面粗さ
は特に限定されないが、中心線平均表面粗さＲａが２μ
ｍ以上であることが望ましい。これにより、より強固な
接合界面を得ることができる。さらに好ましくはＲａが
５μｍ以上である。
は特に限定されないが、中心線平均表面粗さＲａが２μ
ｍ以上であることが望ましい。これにより、より強固な
接合界面を得ることができる。さらに好ましくはＲａが
５μｍ以上である。
【００１３】以上のように、熱膨張率が７×１０−６〜
１２×１０−６で誘電損失が５×１０−３以下の支持体
の上に、希土類酸化物を５０重量％以上含む耐食性膜を
形成して、その膜がハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれら
のプラズマに曝される部位を構成することにより、ハロ
ゲン系腐蝕ガスまたはハロゲンガスプラズマに対する耐
性が高く、しかも大型部品に適した耐食性複合部材が得
られる。
１２×１０−６で誘電損失が５×１０−３以下の支持体
の上に、希土類酸化物を５０重量％以上含む耐食性膜を
形成して、その膜がハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれら
のプラズマに曝される部位を構成することにより、ハロ
ゲン系腐蝕ガスまたはハロゲンガスプラズマに対する耐
性が高く、しかも大型部品に適した耐食性複合部材が得
られる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。純
度９９．９％の酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）と純度９
９．９％以上の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を用
い、プラズマ溶射装置により１５０ｍｍ□のセラミック
ス支持体の表面に厚さ１００μｍ程度の耐腐食性膜を成
膜し、表１のＮｏ．１〜５の複合部材を得た。支持体と
しては、Ｎｏ．１，２，３，５では熱膨張率が８×１０
−６／℃の酸化アルミニウム（アルミナ）を用い、Ｎ
ｏ．４では熱膨張率が５×１０−６／℃のムライトを用
いた。Ｎｏ．５の支持体は原料としてアルカリ金属を多
く含む低純度品を用いて誘電損失を大きくした。また、
耐食性膜としては、Ｎｏ．１，４ではＹ２Ｏ３のみ、Ｎ
ｏ．２，５ではイットリウム−アルミニウム−ガーネッ
ト（ＹＡＧ）、Ｎｏ．３ではＹ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混
合物（Ｙ２Ｏ３３０％）を用いた。
度９９．９％の酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）と純度９
９．９％以上の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を用
い、プラズマ溶射装置により１５０ｍｍ□のセラミック
ス支持体の表面に厚さ１００μｍ程度の耐腐食性膜を成
膜し、表１のＮｏ．１〜５の複合部材を得た。支持体と
しては、Ｎｏ．１，２，３，５では熱膨張率が８×１０
−６／℃の酸化アルミニウム（アルミナ）を用い、Ｎ
ｏ．４では熱膨張率が５×１０−６／℃のムライトを用
いた。Ｎｏ．５の支持体は原料としてアルカリ金属を多
く含む低純度品を用いて誘電損失を大きくした。また、
耐食性膜としては、Ｎｏ．１，４ではＹ２Ｏ３のみ、Ｎ
ｏ．２，５ではイットリウム−アルミニウム−ガーネッ
ト（ＹＡＧ）、Ｎｏ．３ではＹ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の混
合物（Ｙ２Ｏ３３０％）を用いた。
【００１５】このようにして得られた複合部材を平行平
板型ＲＩＥエッチング装置のチャンバー内に装入し、Ｃ
Ｆ４＋Ｏ２のプラズマによる腐蝕試験を行った。その
際、研磨面の一部をポリイミドテープでマスクし、マス
クのある部分とない部分の段差を測定することによりエ
ッチング速度を算出した。表１にこれらの結果を示す。
板型ＲＩＥエッチング装置のチャンバー内に装入し、Ｃ
Ｆ４＋Ｏ２のプラズマによる腐蝕試験を行った。その
際、研磨面の一部をポリイミドテープでマスクし、マス
クのある部分とない部分の段差を測定することによりエ
ッチング速度を算出した。表１にこれらの結果を示す。
【００１６】表１に示すように、本発明の範囲内の実施
例であるＮｏ．１，２は、エッチング速度が３ｎｍ／ｍ
ｉｎと極めて小さな値を示し、支持体と耐食性膜との界
面の異常も発生しなかった。
例であるＮｏ．１，２は、エッチング速度が３ｎｍ／ｍ
ｉｎと極めて小さな値を示し、支持体と耐食性膜との界
面の異常も発生しなかった。
【００１７】これに対して、耐食性膜の希土類元素（Ｙ
２Ｏ３）含有率を本発明の範囲外としたＮｏ．３ではエ
ッチング速度が８ｎｍ／ｍｉｎと耐エッチング性（耐食
性）が低下した。また、支持体の熱膨張率が本発明の範
囲から外れるＮｏ．４は、支持体と耐食性膜との界面で
クラックが確認された。さらに、支持体の誘電損失が本
発明の範囲を外れるＮｏ．５は、同様に支持体と耐食性
膜との界面でクラックが確認された。
２Ｏ３）含有率を本発明の範囲外としたＮｏ．３ではエ
ッチング速度が８ｎｍ／ｍｉｎと耐エッチング性（耐食
性）が低下した。また、支持体の熱膨張率が本発明の範
囲から外れるＮｏ．４は、支持体と耐食性膜との界面で
クラックが確認された。さらに、支持体の誘電損失が本
発明の範囲を外れるＮｏ．５は、同様に支持体と耐食性
膜との界面でクラックが確認された。
【００１８】次に、酸化アルミニウム（アルミナ）から
なる内径４００ｍｍの半球状ドーム形状品を作製し、こ
れを支持体としてその内面にプラズマ溶射法によりＹＡ
Ｇ層をコーティングして、上記Ｎｏ．２と同様の組合せ
の複合部材評価品を得た。この複合部材評価品をプラズ
マチャンバー内にセッティングし、上述の実施例と同様
にしてプラズマによるエッチングテストを行った。その
結果、エッチング速度は４ｎｍ／ｍｉｎであり、支持体
と耐食膜との界面には異常は観察されなかった。
なる内径４００ｍｍの半球状ドーム形状品を作製し、こ
れを支持体としてその内面にプラズマ溶射法によりＹＡ
Ｇ層をコーティングして、上記Ｎｏ．２と同様の組合せ
の複合部材評価品を得た。この複合部材評価品をプラズ
マチャンバー内にセッティングし、上述の実施例と同様
にしてプラズマによるエッチングテストを行った。その
結果、エッチング速度は４ｎｍ／ｍｉｎであり、支持体
と耐食膜との界面には異常は観察されなかった。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱膨張率が７×１０−６〜１２×１０ −６で誘電損失が
５×１０−３以下の支持体と、その上に形成され、希土
類酸化物を５０重量％以上含む耐食性膜を形成し、この
膜がハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプラズマに曝
される部位を構成するので、ハロゲン系腐蝕ガスまたは
ハロゲンガスプラズマに対する耐性が高く、しかも大型
部品に適した耐食性複合部材を得ることができる。
熱膨張率が７×１０−６〜１２×１０ −６で誘電損失が
５×１０−３以下の支持体と、その上に形成され、希土
類酸化物を５０重量％以上含む耐食性膜を形成し、この
膜がハロゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプラズマに曝
される部位を構成するので、ハロゲン系腐蝕ガスまたは
ハロゲンガスプラズマに対する耐性が高く、しかも大型
部品に適した耐食性複合部材を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 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 Ｆターム(参考） 4K057 DD01 DE01 DE06 DE11 DM01 DM35 DM40 DN01 5F004 AA16 BB29
Claims (1)
- 【請求項１】 熱膨張率が７×１０−６〜１２×１０
−６で誘電損失が５×１０−３以下の支持体と、その上
に形成され、希土類酸化物を５０重量％以上含み、ハロ
ゲン系腐蝕ガスあるいはそれらのプラズマに曝される部
位を構成する耐食性膜とを有することを特徴とする耐食
性複合部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20716199A JP2001031484A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 耐食性複合部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20716199A JP2001031484A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 耐食性複合部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001031484A true JP2001031484A (ja) | 2001-02-06 |
Family
ID=16535245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20716199A Pending JP2001031484A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 耐食性複合部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001031484A (ja) |
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002097154A1 (en) * | 2001-05-25 | 2002-12-05 | Tokyo Electron Limited | Plasma treatment container internal member, and plasma treatment device having the plasma treatment container internal member |
| US6783863B2 (en) | 1999-12-10 | 2004-08-31 | Tocalo Co., Ltd. | Plasma processing container internal member and production method thereof |
| WO2005021830A3 (en) * | 2003-08-22 | 2005-07-14 | Saint Gobain Ceramics | Ceramic article having corrosion-resistant layer and method for forming same |
| JP2006144123A (ja) * | 2004-10-18 | 2006-06-08 | Nihon Ceratec Co Ltd | 耐食性部材およびその製造方法 |
| US7137353B2 (en) | 2002-09-30 | 2006-11-21 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for an improved deposition shield in a plasma processing system |
| US7147749B2 (en) | 2002-09-30 | 2006-12-12 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for an improved upper electrode plate with deposition shield in a plasma processing system |
| US7163585B2 (en) | 2002-09-30 | 2007-01-16 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for an improved optical window deposition shield in a plasma processing system |
| US7166200B2 (en) | 2002-09-30 | 2007-01-23 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for an improved upper electrode plate in a plasma processing system |
| US7166166B2 (en) | 2002-09-30 | 2007-01-23 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for an improved baffle plate in a plasma processing system |
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