TWI821963B

TWI821963B - 附有膜之構件及具備其之電漿處理裝置

Info

Publication number: TWI821963B
Application number: TW111112138A
Authority: TW
Inventors: 石川和洋
Original assignee: 日商京瓷股份有限公司
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2023-11-11
Also published as: WO2022210575A1; TW202248181A; JPWO2022210575A1; US20240343657A1

Abstract

本發明之附有膜之構件設為如下構成：具備基材、及存在於該基材上之至少一部分之稀土類元素之氧化物、氟化物、氟氧化物或氮化物之膜，於波長700 nm下之膜之反射率大於50%，於波長400 nm下之膜之反射率小於50%。

Description

附有膜之構件及具備其之電漿處理裝置

本發明係關於一種附有膜之構件及具備其之電漿處理裝置。

先前技術之附有膜之構件例如記載於專利文獻1、2中。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平8-165167號公報 [專利文獻2]日本專利特開2006-118053號公報

本發明之附有膜之構件設為如下構成：具備包含陶瓷之基材、及存在於該基材上之至少一部分之稀土類元素之氧化物、氟化物、氟氧化物或氮化物，於波長700 nm下之上述膜之反射率大於50%，於波長400 nm下之上述膜之反射率小於50%。

本發明之電漿處理裝置具備上述附有膜之構件。 [發明之效果]

本發明之附有膜之構件可長時間維持對基材之高密接強度。

本發明之電漿處理裝置之可靠性優異。

本發明之目的、特色及優點根據下述詳細說明及圖式而更加明確。

首先，對以本發明之實施方式之附有膜之構件為基礎之構成進行闡述。先前，氧化鋁陶瓷因耐蝕性、耐磨性及比模數較高，故一直用作半導體製造裝置用構件。於製作氧化鋁陶瓷之情形時，氧化鋁原料中混入之微量雜質、製造過程中混入之不可避免之雜質成為著色之主要原因，尤其懷疑經時性變色與材料劣化有關，成為商品價值下降之主要原因。

為了解決此種問題，例如於上述專利文獻1中，提出有如下方法：對氧化鋁燒結體照射可見光、紫外線、X射線、γ射線等光或電磁波，於氧化氣氛下進行熱處理。

又，作為可於電漿氣氛下使用之半導體製造裝置用構件，例如於上述專利文獻2中，記載有於基材上形成有氧化釔(Y ₂O ₃)之熔射覆膜之半導體製造裝置用構件，據記載，該熔射覆膜通常與氧化鋁(Al ₂O ₃)同樣為白色系。其原因在於，認為作為金屬元素之鋁(Al)或釔(Y)均對氧具有極強之化學親和力，即便於高溫電漿環境中亦不會失去氧，因此即便在成為熔射覆膜後，仍維持粉末材料時之氧化鋁(Al ₂O ₃)及氧化釔(Y ₂O ₃)之特性。

關於專利文獻1中提出之氧化鋁燒結體，由於當在電漿環境下使用時，對電漿之耐蝕性(耐電漿性)不充分，故存在無法長時間使用之問題。又，若紫外線之反射率較高，則存在如下問題：當照射至氧化鋁燒結體之表面、或被該表面反射之紫外線入射至置於其周邊之構件時，該構件之劣化加速進行。

相反，若紅外線之反射率較低，則膜表面之溫度上升，因此於膜表面容易浮動亦被稱為電漿之沈積物之反應生成物。若浮動之反應生成物(沈積物)變多，半導體晶圓之被處理基板上反應生成物之附著增加，則存在被處理基板容易產生缺陷之問題。

以下，參照圖式，對本發明之附有膜之構件之實施方式進行詳細說明。

如圖1A～圖1C所示，本發明之實施方式之附有膜之構件10具備包含陶瓷之基材5、及存在於基材5之至少一部分之稀土類元素之氧化物、氟化物、氟氧化物或氮化物之膜3。並且，圖1B表示基材5之一個表面5a由覆膜3所被覆之例。圖1C表示膜3具備位於基材5上之第1層(下層)1、及位於第1層(下層)1上之第2層(上層)2之例。第1層1之厚度t1與第2層2之厚度t2之比t1：t2例如為4～6：6～4。於波長700 nm下之膜3之反射率大於50%，於波長400 nm下之膜3之反射率小於50%。於另一實施方式中，於波長700 nm下之膜3之反射率可為67%以上，於波長400 nm下之膜3之反射率可為45%以下。

又，對表示波長區域400 nm～700 nm中每20 nm間隔之波長與膜3之反射率之關係的曲線進行二項式近似或對數近似所得之曲線之相關係數可為0.94以上。此種相關係數意味著於0.1%之顯著水準下檢驗是顯著的，並且正相關極高，反射率隨著波長增加而幾乎不斷增加，其增加於波長740 nm附近放緩。藉由具有此種特徵，膜3之色不均得到抑制。尤其是，上述相關係數宜為0.96以上。

再者，於對波長區域400 nm～700 nm內之每20 nm間隔之波長與反射率之關係進行對數近似之情形時，使用自然對數。

膜3之反射率可從波長400 nm向波長700 nm逐漸增加。與反射率在波動之同時不斷增加之情形相比，逐漸增加、即相對單調遞增之情形更不容易產生色不均。

基材5具有未形成膜3之非被覆區域，該非被覆區域之於波長400 nm下之反射率可為於波長700 nm下之反射率之0.9倍以下。藉由此種構成，非被覆區域表面之紫外線吸收率提高，紫外線向置於周邊之構件之入射得到抑制，因此該構件之因紫外線所引起之劣化減少。

上述實施方式之膜3於波長700 nm下之反射率大於50%，於波長400 nm下之上述膜之反射率小於50%。於另一實施方式中，於波長700 nm下之膜3之反射率可為67%以上，於波長400 nm下之膜3之反射率可為45%以下。

於波長400 nm～700 nm下之反射率係只要使用分光色差計(日本電色工業(股)製造之NF777或其後續型號)，作為測定條件，將光源設定為CIE標準光源D65，將視角設定為2°而求得即可。於計算上述相關係數之情形時，成為獨立變數之波長之樣品數量為16，自由度為15。

根據本發明之附有膜之構件10，耐電漿性提高，並且膜3表面之紫外線吸收率提高，紫外線向置於周邊之構件之入射得到抑制，因此該構件之因紫外線所引起之劣化減少。

又，根據本發明之附有膜之構件10，於電漿空間內向膜3之表面照射之大部分熱線(紅外線)被反射，因此膜表面之溫度上升得到抑制，於膜表面不容易浮動電漿之反應生成物(亦稱為「沈積物質」)。

進而，根據本發明之附有膜之構件10，非被覆區域表面之紫外線吸收率提高，紫外線向置於周邊之構件之入射得到抑制，因此該構件之因紫外線所引起之劣化減少。

本實施方式之附有膜之構件10之膜3之表面與位於膜3之相反側之基材5之背面的色差ΔE ^*ab可為15以上。若色差ΔE ^*ab為15以上，則於膜3因電漿而消失之情形時，可藉由目視確認消失，因此可容易地掌握附有膜之構件10之適當之更換時間。

色差ΔE ^*ab由以下式(A)所表示，係表示CIE1976L ^*a ^*b ^*色空間中作為測定對象之2點間之顏色差異之數值。本發明中之2點係膜3之表面及基材5之背面。

△E ^*ab＝((△L ^*) ²＋(△a ^*) ²＋(△b ^*) ²)) ^1/2・・・(A) (△L ^*：2點間之亮度指數L ^*之差、 △a ^*：2點間之色度指數a ^*之差、 △b ^*：2點間之色度指數b ^*之差)

亮度指數L ^*及色度指數a ^*、b ^*之值可依據JIS Z 8722：2009求得。例如，只要使用分光色差計(日本電色工業(股)製造之NF777或其後續型號)，作為測定條件，將光源設定為CIE標準光源D65，將視角設定為2°即可。

進而，根據本發明之附有膜之構件10，即便於反覆進行升溫、降溫之環境中使用附有膜之構件10，表面內之收縮及膨脹亦不顯示出各向異性，因此可長時間使用附有膜之構件10。

附有膜之構件10於膜3之暴露於電漿中之表面內產生之壓縮應力σ11與在表面內與壓縮應力σ11垂直之方向產生之壓縮應力σ22之比σ22/σ11為5以下。

若比σ22/σ11處於上述範圍，則即便於反覆進行升溫、降溫之環境中使用，表面內之收縮及膨脹亦不顯示出各向異性，因此可長時間使用。

尤其是，比σ22/σ11宜為0.1以上1.5以下，進而宜為1.1以上1.4以下。

又，壓縮應力σ11及壓縮應力σ22之算術平均可為200 MPa以上1000 MPa以下。若上述算術平均為200 MPa以上，則可維持硬度，因此即便受到於電漿處理裝置內浮動之微粒之衝擊，從膜3脫離之粒子成為微粒而污染電漿處理裝置內之虞亦會降低。另一方面，若上述算術平均為1000 MPa以下，則可耐受上述環境中於膜3之內部產生之拉伸應力，可抑制膜3破損之虞。

又，壓縮應力σ11及壓縮應力σ22之變動係數可為0.5以下。若上述變動係數為0.5以下，則即便於上述環境中使用亦不易產生局部應變，因此膜3不易從基材5剝離。

尤其是，上述變動係數宜為0.3以下。

壓縮應力σ11及壓縮應力σ22之各者之值可使用X射線繞射裝置並藉由2D法求得，比σ22/σ11、算術平均及變動係數只要根據求得之值算出即可。

暴露於電漿中之膜3之表面(圖1B、圖1C中之上表面，以下有時僅記為表面)之算術平均粗糙度Ra為0.01 μm以上0.1 μm以下。又，於表面具有複數個氣孔4。

圖1A示出了具有複數個氣孔4a、4b、・・・之例。再者，暴露於電漿中之膜3之表面包括暴露於電漿中，膜3之厚度減少而新露出之面。又，示出了於膜3之內部具有複數個封閉之氣孔(閉孔)6之例。

算術平均粗糙度Ra只要依據JIS B 0601-2013進行測定即可。具體而言，只要使用(股)小阪研究所製造之表面粗糙度測定機(Surfcorder)SE500，將觸針之半徑設為5 μm，將測定長度設為2.5 mm，將臨界值設為0.8 mm即可。

再者，圖1B、圖1C係為了明確膜3之存在而記載者，並未忠實地表示基材5及膜3之厚度之關聯。

並且，膜3係稀土類元素之氧化物、氟化物、氟氧化物或氮化物(以下將氧化物、氟化物、氟氧化物及氮化物總稱為化合物)，作為稀土類元素，可例舉：釔(Y)、鈰(Ce)、釤(Sm)、釓(Gd)、鏑(Dy)、鉺(Er)及鐿(Yb)等。此處，當稀土類元素為釔時，耐蝕性優異，並且較其他稀土類元素低價，故成本效益較高。

釔之化合物之組成式例如可例舉：Y ₂O ₃ _－ _x(0≦x≦1)、YF ₃、YOF、Y ₅O ₄F ₇、Y ₅O ₆F ₇、Y ₆O ₅F ₈、Y ₇O ₆F ₉、Y ₁₇O ₁₄F ₂₃或YN。構成膜3之成分之鑑定只要使用薄膜X射線繞射裝置來進行即可。

再者，膜3並非僅包含稀土類元素之化合物，根據形成膜3時使用之靶之純度及裝置構成等，有時除包含稀土類元素以外，還包含氟(F)、鈉(Na)、鎂(Mg)、鋁(Al)、矽(Si)、磷(P)、硫(S)、氯(Cl)、鉀(K)、鈣(Ca)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鍶(Sr)等。

關於基材5，例如可例舉：石英、透光性陶瓷、純度為99.999%(5 N)以上之鋁、鋁6061合金等鋁合金、氮化鋁質陶瓷、氧化鋁質陶瓷等。所謂氮化鋁質陶瓷或氧化鋁質陶瓷，例如若為氧化鋁質陶瓷，則係指於構成基材5之成分之合計100質量%中，將Al換算為Al ₂O ₃所得之值即氧化鋁之含量為90質量%以上之陶瓷。

再者，氧化鋁質陶瓷除氧化鋁以外，有時還包括氧化鎂、氧化鈣及氧化矽等。於基材5包含石英或透光性陶瓷之情形時，鋰(Li)、鉀(K)、鈉(Na)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)之各含量為0.01質量ppm以下。透光性陶瓷之主成分例如為氧化鋁或釔鋁複合氧化物。

並且，膜3具有複數個氣孔4，相鄰之氣孔4彼此之重心間距離之平均值減去氣孔4之圓相當徑之平均值所得之值A為28 μm以上48 μm以下。

值A為28 μm以上48 μm以下意味著氣孔4之數量較少，氣孔4較小，氣孔4分散存在。因此，滿足上述構成之附有膜之構件10從氣孔4之內部產生之微粒之個數較少。又，即便產生以氣孔4為起點之微裂縫，由於以可藉由附近之氣孔4阻攔微裂縫之延展之程度分散存在，因此伴隨微裂縫之延展而產生之微粒之個數亦較少。

又，於本發明之實施方式之附有膜之構件10中，膜3中之複數個氣孔4之面積佔有率可為1.5面積%以上6面積%以下。當氣孔4之面積佔有率為1.5面積%以上6面積%以下時，即便於暴露在電漿中之表面(包括暴露於電漿中，膜之厚度減少而新露出之面)產生微裂縫，由於可藉由氣孔4阻攔微裂縫之延展，故伴隨微裂縫產生之微粒之個數亦較少。又，由於暴露在電漿中之表面之氣孔4之面積佔有率較低，故從氣孔4之內部產生之微粒之個數更少。

又，於本發明之實施方式之附有膜之構件10中，膜3中之氣孔4之球化率之平均值可為60%以上。當氣孔4之球化率處於該範圍時，殘留應力不易聚集於氣孔4之周邊部，因此於暴露在電漿中時，不易從氣孔4之周邊部產生微粒。

此處，氣孔4之球化率係轉用了石墨面積法所規定之比率，由以下數式(1)規定。

氣孔之球化率(%)＝ {(氣孔之實際面積)/(氣孔之最小外接圓之面積)}×100…(1)

尤其是，氣孔4之球化率之平均值宜為62%以上。

又，氣孔4彼此之重心間距離之平均值、氣孔4之圓相當徑之平均值、面積佔有率及球化率可藉由以下方法求得。

首先，使用數位顯微鏡以100倍之倍率對膜3之表面進行觀察，例如，可將利用CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合元件)攝影機對面積為7.68 mm ²(橫向長度為3.2 mm、縱向長度為2.4 mm)之範圍進行拍攝所得之觀察圖像作為對象，使用圖像解析軟體「A-ZOU KUN(ver2.52)」(註冊商標，Asahi Kasei Engineering(股)製造，再者，以下記為圖像解析軟體「A-ZOU KUN」時，表示Asahi Kasei Engineering(股)製造之圖像解析軟體)，藉由分散度測量之重心間距離法之方法求出氣孔4之重心間距離之平均值。

又，使用與上述觀察圖像相同之觀察圖像，藉由利用圖像解析軟體「A-ZOU KUN」所進行之粒子解析之方法進行解析，藉此可求得氣孔4之圓相當徑之平均值、面積佔有率及球化率。

作為重心間距離法及粒子解析之設定條件，例如只要將作為表示圖像之明暗之指標的閾值設為140，將亮度設為暗，將小圖形去除面積設為1 μm ²，且設為具有雜訊去除濾波器即可。再者，於上述測定時，雖將閾值設為140，但只要根據觀察圖像之亮度來調整閾值即可，於將亮度設為暗，將二值化之方法設為手動，將小圖形去除面積設為1 μm ²及設為具有雜訊去除濾波器後，調整閾值以使觀察圖像中大小根據閾值而變化之標記物與氣孔4之形狀一致即可。

又，於本發明之附有膜之構件10中，膜3中之複數個氣孔4之圓相當徑之峰度Ku可為0.5以上2以下。當氣孔4之圓相當徑之峰度Ku處於該範圍時，氣孔4之圓相當徑之分佈較窄，並且異常地大之圓相當徑之氣孔4較少，因此具有抑制微裂縫延展之效果，且從氣孔4之內部產生之微粒之個數較少，耐電漿性優異。又，於成膜後進行研磨之情形時，滿足上述構成之膜3之磨耗不均較少，因此能以最小研磨量形成所需之表面性狀。尤其是，峰度Ku宜為1.3以上1.9以下。

此處，峰度Ku係表示分佈之波峰及下端與常態分佈之差異程度之指標(統計量)，於峰度Ku＞0之情形時，成為具有尖銳之波峰及長而粗之下端的分佈，於峰度Ku＝0之情形時，成為常態分佈，於峰度Ku＜0之情形時，分佈成為具有帶弧度之波峰及短而細之尾部的分佈。再者，氣孔4之圓相當徑之峰度Ku係只要使用Excel(註冊商標，Microsoft Corporation)所具備之函數Kurt來求得即可。

又，於本發明之實施方式之附有膜之構件10中，膜3中之複數個氣孔4之圓相當徑之偏度Sk可為3以上5.6以下。當氣孔4之圓相當徑之偏度Sk處於該範圍時，氣孔4之圓相當徑之平均值較小，並且異常地大之圓相當徑之氣孔4較少，因此具有抑制微裂縫延展之效果，且從氣孔4之內部產生之微粒之個數較少，耐電漿性優異。又，於成膜後進行研磨之情形時，滿足上述構成之膜3之磨耗不均較少，因此能以最小研磨量形成所需之表面性狀。尤其是，偏度Sk宜為3.2以上5.3以下。

此處，偏度Sk係表示分佈相對於常態分佈之變形程度、即分佈之左右對稱性之指標(統計量)，於偏度Sk＞0之情形時，分佈之下端偏向右側，於偏度Sk＝0之情形時，分佈成為左右對稱，於偏度Sk＜0之情形時，分佈之下端偏向左側。再者，氣孔4之圓相當徑之偏度Sk係只要使用Excel(註冊商標，Microsoft Corporation)所具備之函數SKEW來求得即可。

又，膜3之相對密度可為98%以上，特佳為99%以上。當相對密度處於該範圍時，膜3為緻密質，故即便暴露於電漿中，膜3之厚度減少，亦可抑制微粒之產生。膜3之相對密度係只要首先使用薄膜X射線繞射裝置藉由X射線反射率測定法(XRR)求得實測密度，並求出實測密度相對於理論密度之比率即可。

又，膜3具備自位於基材5之與膜3對向之面之凹部7沿厚度方向延伸之空隙部8，空隙部8之前端可封閉於膜3內。此處，凹部7係指基材5之與膜3對向之面中之氣孔或空隙，於膜3形成之前係基材5之正面。

當膜3具備空隙部8時，即便反覆進行升溫及降溫，亦可抑制殘留應力之聚集，並且由於空隙部8不與外部連通，因此處於空隙部8內之微粒不會被排出至膜3外。

又，沿膜3之厚度方向進行剖面觀察時，空隙部8之膜3之表面側之寬度較基材5之凹部7側之寬度窄。當為此種構成時，即便膜3暴露於電漿中，膜厚減少，空隙部8之前端開口，與膜3之表面側之寬度大於基材5之凹部7側之寬度時相比，處於空隙部8內之微粒亦不易排出至膜3外。

接下來，對本發明之實施方式之附有膜之構件之製造方法進行說明。

首先，對基材之製造方法進行說明。

準備平均粒徑為0.4 μm～0.6 μm之氧化鋁(Al ₂O ₃)A粉末及平均粒徑為1.2 μm～1.8 μm左右之氧化鋁B粉末。又，準備氧化矽(SiO ₂)粉末作為Si源，準備碳酸鈣(CaCO ₃)粉末作為Ca源。再者，氧化矽粉末係準備平均粒徑為0.5 μm以下之細粉末。又，為了得到包含Mg之氧化鋁質陶瓷，使用氫氧化鎂粉末。再者，於以下記載中，將氧化鋁A粉末及氧化鋁B粉末以外之粉末總稱為第1副成分粉末。

並且，分別秤量特定量之第1副成分粉末。其次，以使質量比率成為40：60～60：40，並且使構成所得之氧化鋁質陶瓷之成分100質量%中，將Al換算為Al ₂O ₃所得之含量為99.4質量%以上之方式，秤量氧化鋁A粉末及氧化鋁B粉末，從而製成氧化鋁調製粉末。又，對於第1副成分粉末，適合首先確定氧化鋁調製粉末中之Na量，根據將製成氧化鋁質陶瓷之情形時之Na量換算為Na ₂O，以該換算值與將構成第1副成分粉末之成分(於該例中為Si或Ca等)換算為氧化物所得之值的比為1.1以下之方式進行秤量。

然後，相對於氧化鋁調製粉末及第1副成分粉末之合計100質量份，將1～1.5質量份之PVA(聚乙烯醇)等黏合劑、100質量份之溶劑、及0.1～0.55質量份之分散劑加入攪拌裝置中進行混合、攪拌，得到漿料。

其後，於對漿料進行噴霧造粒而得到顆粒後，藉由粉末加壓成形裝置、均壓加壓成形裝置等將該顆粒成形為特定形狀，並且視需要實施切削加工，而得到基板狀之成形。

其次，可將煅燒溫度設為1500℃以上1700℃以下，將保持時間設為4小時以上6小時以下進行煅燒後，使用平均粒徑為1 μm以上5 μm以下之金剛石研磨粒、及包含錫之研磨盤對形成膜之側之表面進行研磨，藉此得到基材。

其次，使用圖2對膜之形成方法進行說明。圖2係表示濺鍍裝置20之模式圖，濺鍍裝置20具備：腔室15；氣體供給源13，其連接於腔室15內；陽極14及陰極12，其等位於腔室15內；以及靶11，其連接於陰極12側。

作為膜之形成方法，將藉由上述方法所得之基材5設置於腔室15內之陽極14側。又，於腔室15內之相反側設置稀土類元素，此處係將以金屬釔為主成分之靶11設置於陰極12側。於該狀態下，利用排氣泵使腔室15內成為減壓狀態，從氣體供給源13供給氬及氧作為氣體G。此處，供給之氬氣之壓力設為0.1 Pa以上2 Pa以下，氧氣之壓力設為1 Pa以上5 Pa以下。

此處，為了得到壓縮應力σ11及壓縮應力σ22之算術平均為200 MPa以上1000 MPa以下之附有膜之構件10，只要將供給之氬氣之壓力設為0.1 Pa以上1 Pa以下，將氧氣之壓力設為1 Pa以上5 Pa以下即可。

又，為了得到壓縮應力σ11及壓縮應力σ22之變動係數為0.5以下之附有膜之構件10，只要將供給之氬氣之壓力設為0.1 Pa以上0.5 Pa以下，將氧氣之壓力設為1 Pa以上5 Pa以下即可。

並且，利用電源在陽極14與陰極12之間施加電場，使電漿P ₁產生並濺射，藉此於基材5之表面形成金屬釔膜。再者，1次形成之厚度為次奈米。其次，產生電漿P ₂，使金屬釔膜氧化。然後，交替地進行金屬釔膜之形成與氧化步驟並積層，以使膜之厚度合計成為10 μm以上200 μm以下，藉此可得到具備釔之氧化物膜之本發明之實施方式的附有膜之構件10。

電漿P ₁中，電漿P ₁之分光光譜中強度最高之第1光譜位於波長390 nm～430 nm，其他分光光譜(強度由高到低依次為第2光譜、第3光譜及第4光譜)位於波長300 nm～700 nm。

電漿P ₂中，電漿P ₂之分光光譜中強度最高之第1光譜位於波長500 nm～550 nm，其他分光光譜(強度由高到低依次為第2光譜、第3光譜及第4光譜)位於波長380 nm～820 nm。

藉由產生上述電漿P ₁ _、P ₂，可得到具備於波長700 nm下之反射率大於50%且於波長400 nm下之反射率小於50%之膜的附有膜之構件。

又，為了得到複數個氣孔之面積佔有率為1.5面積%以上6面積%以下之附有膜之構件10，只要預先將與膜對向之基材正面之氣孔之面積佔有率設為1面積%以上5面積%以下即可。

又，為了得到複數個氣孔之球化率之平均值為60%以上之附有膜之構件10，只要預先將與膜對向之基材正面之氣孔之球化率之平均值設為62%以上即可。

又，為了得到複數個氣孔之圓相當徑之峰度Ku為0.5以上2以下之附有膜之構件10，只要預先將與膜對向之基材正面之氣孔之圓相當徑之峰度Ku設為0.6以上1.8以下即可。

又，為了得到複數個氣孔之圓相當徑之偏度Sk為3以上5.6以下之附有膜之構件10，只要預先將與膜對向之基材正面之氣孔之圓相當徑之偏度Sk設為3.1以上5.4以下即可。

為了得到空隙部之前端封閉於膜內之附有膜之構件10，首先，將藉由上述製造方法所得之釔之氧化物之膜作為第1層，將形成有第1層之基材從腔室中取出，對第1層之成膜面進行平滑化處理。此處，平滑化處理例如為研磨，只要使用平均粒徑為1 μm以上5 μm以下之金剛石研磨粒、及包含錫之研磨盤，對第1層之成膜面進行研磨，製成處理面(研磨面)即可。

再者，為了得到具備從位於基材之與膜對向之面之凹部沿厚度方向延伸之空隙部，並且空隙部之前端封閉於膜內之附有膜之構件10，只要準備與膜對向之面中之氣孔之平均直徑為1 μm以上8 μm以下之基材，以使氣孔之平均直徑達到0.1 μm以上5 μm以下之方式對第1層21之成膜面進行研磨即可。

又，若使用與膜對向之面中之氣孔之平均直徑為1 μm以上8 μm以下之基材，利用濺鍍裝置20來形成膜，則沿膜之厚度方向進行剖面觀察時，空隙部之膜之表面側之寬度較基材之凹部側之寬度窄，若以使氣孔之平均直徑達到0.1 μm以上5 μm以下之方式對第1層之成膜面進行研磨，而形成下述第2層，則空隙部會封閉於膜內。

然後，藉由與得到第1層之方法相同之方法，於第1層之處理面上形成以氧化釔為主成分之第2層，藉此可得到附有膜之構件10。

又，為了形成釔之氟化物之膜，只要將氧化步驟替換為氟化步驟即可。

又，為了形成釔之氟氧化物之膜，只要依序交替地進行金屬釔膜之形成、氧化步驟及氟化步驟並積層即可。

又，為了形成釔之氮化物之膜，只要將氧化步驟替換為氮化步驟即可。

再者，自電源輸入之電力可為高頻電力及直流電力中之任一者。

由於藉由上述製造方法所得之本發明之附有膜之構件10可減少從氣孔4之內部產生之微粒及伴隨微裂縫之延展而產生之微粒兩者之個數，故其亦可為例如使用以產生電漿之高頻透過之高頻透過用窗構件、用以分配電漿生成用氣體之簇射板、用以載置半導體晶圓之基座等。

本案發明人為了確認附有膜之構件10之反射率，而使用包含純度分別為99.7質量%、99.08質量%之釔之靶，藉由上述方法，製作於包含氧化鋁質陶瓷之基材上之一部分具備氧化釔之膜的試樣1、2。又，作為比較例，藉由專利文獻2之實施例所記載之方法，製作於包含氧化鋁質陶瓷之基材上之一部分具備氧化釔之白色熔射皮膜的比較例之試樣。使用分光色差計(日本電色工業(股)製造)NF777)，作為測定條件，將光源設定為CIE標準光源D65，將視角設定為2°，分別測定於波長400 nm、700 nm下之膜3之反射率。將反射率之測定結果示於以下表1。圖5係表示波長與反射率之關係之圖表。

[表1]

	反射率(%)
波長	試樣1	試樣2	比較例
400	41.75	25.58	68.04
420	44.2	27.44	68.97
440	47.47	30.63	69.58
460	50.46	33.74	70.19
480	55.22	38.42	72.03
500	59.46	42.29	73.36
520	63.14	45.86	74.93
540	66.12	48.6	76.28
560	67.62	51.21	76.41
580	69.77	54.62	77.14
600	70.27	56.04	76.98
620	70.45	57.42	76.89
640	71.41	59.63	77.13
660	71.35	60.42	76.97
680	71.43	62.15	76.45
700	72.12	63.88	76.85

如表1所示，試樣1之相對於波長400 nm之反射率為41.75%，相對於波長700 nm之反射率為72.12%。試樣2之相對於波長400 nm之反射率為25.58%，相對於波長700 nm之反射率為63.88%。與此相對，比較例之相對於波長400 nm之反射率為68.04%，相對於波長700 nm之反射率為76.85%。藉此，對於試樣1及試樣2，確認到氧化釔之膜3於波長700 nm下之反射率大於50%，膜3於波長400 nm下之反射率小於50%，紫外線之反射得到抑制，紫外線之吸收特性優異。另一方面，由於大部分紅外線被反射，故可以說膜表面之溫度上升得到抑制，沈積物質變得不易於膜表面附近浮動。其他稀土類元素之氧化物、氟化物、氟氧化物及氮化物之膜亦可得到與此種結果相同之結果。

本案發明人為了確認附有膜之構件10之色調，而對上述試樣1及試樣2之亮度L ^*及色度指數a ^*、b ^*進行了測定。測定時使用手持型分光色差計NF777(日本電色工業(股)製造)。將氧化釔膜之表面(成膜面)及基材背面之亮度L ^*、色度指數a ^*、b ^*之測定值示於表2。又，將表面與背面之測定值之差(ΔL、Δa、Δb)及色差ΔE ^*ab示於以下表3。

[表2]

樣品No.	氧化釔膜之表面(成膜面)	基材之背面
L1*	a1*	b1*	L2*	a2*	b2*
試樣1	83.92	-1.88	15.61	91.87	-0.69	2.68
試樣2	75.84	0.27	20.78	91.87	-0.69	2.68

[表3]

樣品No.	△L (L1－L2)	△a (al－a2)	△b (bl－b2)	∆E*ab
試樣1	-7.95	-1.19	12.93	15.2
試樣2	-16.04	0.96	18.10	24.2

如表3所示，根據本發明之附有膜之構件10，ΔE ^*ab為15以上，因此於膜3因電漿而消失之情形時，可藉由目視確認膜3之消失，從而可容易地掌握附有膜之構件10之適當之更換時間。

本發明之附有膜之構件10發揮可長時間維持對基材5之高密接強度之效果。

本發明之電漿處理裝置發揮可靠性優異之效果。

本發明可於不脫離其精神或主要特徵之情況下，以其他各種形態實施。因此，上述實施方式於所有方面僅為例示，本發明之範圍由申請專利範圍示出，不受說明書正文任何約束。進而，屬於申請專利範圍之變化或變更全部在本發明之範圍內。

以上，對本發明之實施方式詳細地進行了說明，又，本發明並不限定於上述實施方式，於不脫離本發明之主旨之範圍內，可進行各種變更、改良等。當然，可將分別構成上述各實施方式之全部或一部分適當地於不矛盾之範圍內進行組合。

1:第1層 2:第2層 3:膜 4:氣孔 4a,4b,4c,4d,4e:氣孔 5:基材 5a:基材5之一個表面 6:氣孔(閉孔) 7:凹部 8:空隙部 10:附有膜之構件 11:靶 12:陰極 13:氣體供給源 14:陽極 15:腔室 20:濺鍍裝置 G:氣體 P:電漿 t1:第1層1之厚度 t2:第2層2之厚度

圖1A係利用光學顯微鏡拍攝本發明之實施方式之附有膜之構件中膜之暴露於電漿中之表面所得的照片。圖1B係表示基材之一個上表面覆膜所被覆之例之剖視圖。圖1C係表示膜具備位於基材上之第1層(下層)、及位於第1層(下層)上之第2層(上層)之例的剖視圖。圖2係表示用以得到本發明之實施方式之附有膜之構件之濺鍍裝置的模式圖。圖3係表示使膜3位於上方之試樣1、2之外觀之立體圖。圖4係表示使膜3位於下方之試樣1、2之外觀之立體圖。圖5係表示波長與反射率之關係之圖表。

3:膜

4:氣孔

4a,4b,4c,4d,4e:氣孔

5:基材

5a:基材5之一個表面

6:氣孔(閉孔)

10:附有膜之構件

Claims

一種附有膜之構件，其具備：包含石英、透光性陶瓷、氮化鋁質陶瓷或氧化鋁質陶瓷之基材、及存在於該基材上之至少一部分之Y₂O₃-_x(0≦x≦1)、YF₃、YOF、Y₅O₄F₇、Y₅O₆F₇、Y₆O₅F₈、Y₇O₆F₉、Y₁₇O₁₄F₂₃或YN之膜，該膜之厚度合計為10μm以上200μm以下，且於波長700nm下之上述膜之反射率大於50%，於波長400nm下之上述膜之反射率小於50%，上述膜具有暴露於電漿中之表面，於該表面內產生之壓縮應力σ11與在上述表面內與上述壓縮應力σ11垂直之方向產生之壓縮應力σ22之比σ22/σ11為5以下，上述壓縮應力σ11及上述壓縮應力σ22之算術平均為200MPa以上1000MPa以下。
一種附有膜之構件，其具備：包含石英、透光性陶瓷、氮化鋁質陶瓷或氧化鋁質陶瓷之基材、及存在於該基材上之至少一部分之Y₂O₃-_x(0≦x≦1)、YF₃、YOF、Y₅O₄F₇、Y₅O₆F₇、Y₆O₅F₈、Y₇O₆F₉、Y₁₇O₁₄F₂₃或YN之膜，該膜之厚度合計為10μm以上200μm以下，且於波長700nm下之上述膜之反射率大於50%，於波長400nm下之上述膜之反射率小於50%，上述膜具有暴露於電漿中之表面，於該表面內產生之壓縮應力σ11與在上述表面內與上述壓縮應力σ11垂直之方向產生之壓縮應力σ22之比σ22/σ11為5以下，上述壓縮應力σ11及上述壓縮應力σ22之變動係數為0.5以下。
一種附有膜之構件，其具備：包含石英、透光性陶瓷、氮化鋁質陶瓷或氧化鋁質陶瓷之基材、及存在於該基材上之至少一部分之Y₂O₃-_x(0≦x≦1)、YF₃、YOF、Y₅O₄F₇、Y₅O₆F₇、Y₆O₅F₈、Y₇O₆F₉、Y₁₇O₁₄F₂₃或YN之膜，該膜之厚度合計為10μm以上200μm以下，且於波長700nm下之上述膜之反射率大於50%，於波長400nm下之上述膜之反射率小於50%，上述膜具備從位於上述基材之與上述膜對向之面之凹部沿厚度方向延伸之空隙部，上述空隙部之前端封閉於上述膜內。
如請求項1至3中任一項之附有膜之構件，其中上述膜於波長700nm下之上述膜之反射率為67%以上，於波長400nm下之上述膜之反射率為45%以下。
如請求項1至3中任一項之附有膜之構件，其中上述基材具有未形成上述膜之非被覆區域，該非被覆區域於波長400nm下之反射率係於波長700nm下之反射率之0.9倍以下。
如請求項3之附有膜之構件，其中上述膜具有暴露於電漿中之表面，於該表面內產生之壓縮應力σ11與在上述表面內與上述壓縮應力σ11垂直之方向產生之壓縮應力σ22之比σ22/σ11為5以下。
如請求項6之附有膜之構件，其中上述壓縮應力σ11及上述壓縮應力σ22之算術平均為200MPa以上1000MPa以下。
如請求項6或7之附有膜之構件，其中上述壓縮應力σ11及上述壓縮應力σ22之變動係數為0.5以下。
如請求項1、2或6之附有膜之構件，其中上述膜之暴露於電漿中之表面之算術平均粗糙度Ra為0.01μm以上0.1μm以下，於上述表面具有複數個氣孔，相鄰之上述氣孔彼此之重心間距離之平均值減去上述氣孔之圓相當徑之平均值所得之值為28μm以上48μm以下。
如請求項9之附有膜之構件，其中複數個上述氣孔之面積佔有率為1.5面積%以上6面積%以下。
如請求項9之附有膜之構件，其中複數個上述氣孔之球化率之平均值為60%以上。
如請求項9之附有膜之構件，其中複數個上述氣孔之圓相當徑之峰度Ku為0.5以上2以下。
如請求項9之附有膜之構件，其中複數個上述氣孔之圓相當徑之偏度Sk為3以上5.6以下。
如請求項1或2之附有膜之構件，其中上述膜具備從位於上述基材之與上述膜對向之面之凹部沿厚度方向延伸之空隙部，上述空隙部之前端封閉於上述膜內。
如請求項3之附有膜之構件，其中沿上述膜之厚度方向進行剖面觀察時，上述空隙部之上述膜之表面側之寬度較上述基材之凹部側之寬度窄。
如請求項14之附有膜之構件，其中沿上述膜之厚度方向進行剖面觀察時，上述空隙部之上述膜之表面側之寬度較上述基材之凹部側之寬度窄。
如請求項1至3中任一項之附有膜之構件，其中上述膜之表面與位於上述膜之相反側之上述基材之背面的色差△E^*ab為15以上。
一種電漿處理裝置，其具備如請求項1至17中任一項之附有膜之構件。