JP4920202B2 - 半導体加工キャリア部材の表面処理方法及びその物品 - Google Patents
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Description
[特許文献1]特開2000−96233号公報にプラズマCVD法において、プラズマ生成方法や印加電圧、ガス組成などを工夫して、出来るだけ低温加工が可能なプラズマCVD装置を開発して、セラミックスやプラスチック成形品表面にもダイヤモンドライクカーボン膜(以下、DLC膜とも記す)を成膜する方法が提案され、さらにカメラ用オーリングや自動車用ワイパーゴムなどに利用することが提案されている。しかしながらこれらのプラズマCVD法は、導入したガスを高周波でプラズマ化させて、活性化したカーボン元素を部品表面で化学的に反応し堆積させる手法であるため、部材表面とDLC膜層との化学的結合力が弱く密着性に乏しいことがある。
先ず、本発明に係る実施例に用いたプラズマ表面処理装置の概略構成を図1に基づいて説明する。この装置は、半導体加工キャリア部材1をセットするセット架台2を内蔵する真空チャンバー3を具えている。セット架台2は高周波電力及び負のパルス電圧を印加するための電極を兼ねている。真空チャンバー3は、排気装置4により内部を所定の真空度に保持することができる。この装置は、所定の炭化水素系ガスを導入する炭化水素ガス導入口5、また必要に応じてDLC膜の密着性を向上させるため金属系元素をイオン注入するための有機金属ガス導入口6を備えている。
以下実施例に基づき説明する。
図1に示すプラズマ表面処理装置を用いて、図中のA展開図に示すように半導体加工キャリア部材1に設けられた開口部aの近傍に、分析用試験片b及びcを複数個貼り付け、分析評価に用いた。実験は次の条件でプラズマを発生させ、カーボンイオン注入+DLC膜の成膜を行い評価した。
使用ガス種:メタンガス/アセチレン混合ガス
ガス混合比:メタンガス50/アセチレン50
注入・成膜時圧力:0.5Pa〜1.0Pa
注入時負電圧パルス:10kV、20kV、30kV
成膜時負電圧パルス:10kV→2kV
注入時間:30分
炭素膜成膜時間:180分
印加周波数:2000Hz
図1に示すプラズマ表面処理装置を用いて、図中のA展開図に示すようにチタン合金半導体加工キャリア部材1に設けられた開口部aの近傍に、分析用試験片b及びcを複数個貼り付け、分析評価用に用いた。実験は次の条件でプラズマを発生させ、カーボンイオン注入+DLC膜の成膜を行い評価した。
使用ガス種:アセチレン/トルエン混合ガス
ガス混合比:アセチレン70/トルエン30
注入・成膜時圧力:0.5Pa〜1.0Pa
注入時負電圧パルス:10kV、20kV、30kV
成膜時負電圧パルス:10kV→2kV
注入時間:30分
炭素膜成膜時間:180分
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さらに、DLC膜厚の均一性を評価した結果、図5に示すように6枚の半導体加工キャリア部材についてそれぞれ9ケ所測定した結果、平均2μmの膜厚に対して、±0.3μmの誤差範囲でDLC成膜が出来ることが判った。
2 セット架台
3 真空チャンバー
4 排気装置
5 炭化水素ガス導入口
6 有機金属ガス導入口
7 高電圧負パルス電源
8 高周波(RF)電源
9 高電圧用フィードスルー
10 絶縁碍子
11 重畳装置
12 シールドカバー
Claims (6)
- 金属部材と、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ナイロン樹脂、ガラス繊維強化エポキシ樹脂及びカーボン繊維強化エポキシ樹脂の中から選ばれる少なくとも1種の樹脂部材とからなる半導体加工キャリア部材をプラズマ表面処理装置内に設置し、前記プラズマ表面処理装置内に炭化水素系ガスを導入して、そのガス圧力を0.1〜10Paに保持し、前記半導体加工キャリア部材に高周波電力を給電して放電プラズマを発生させ、前記半導体加工キャリア部材にパルス電圧1〜50kV、周波数100〜5000サイクルの負の高電圧パルスを印加して、前記半導体加工キャリア部材の表面にカーボンイオンを注入し、その表面にダイヤモンドライクカーボン層を形成することを特徴とする半導体加工キャリア部材の表面処理方法。
- 前記炭化水素系ガスとして、メタン、アセチレン、ベンゼン、トルエン、シクロヘキサン、クロロベンゼン、二フッ化炭素、四フッ化炭素からなるガス群から選択される少なくとも1種類のガスを使用してカーボンイオンを注入し、その表面にダイヤモンドライクカーボン層を形成することを特徴とする請求項1に記載の半導体加工キャリア部材の表面処理方法。
- 前記半導体加工キャリア部材へ印加する前記負の高電圧パルスの電圧が10kV〜30kVであって、カーボンイオン注入時間が30〜120分であることを特徴とする請求項1及び2に記載の半導体加工キャリア部材の表面処理方法。
- 前記金属部材が、ステンレス鋼又はチタン合金であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の半導体加工キャリア部材の表面処理方法。
- 前記半導体加工キャリア部材表面にカーボンイオン注入後、継続して少なくとも厚さ1μmのダイヤモンドライクカーボン層を形成し、その表面の摩擦係数を0.18以下にしたことを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の半導体加工キャリア部材の表面処理方法。
- 請求項1から5のいずれかに記載の表面処理方法を用いて製造した半導体加工キャリア物品。
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