JPH01312088A - ドライエッチング装置およびｃｖｄ装置用電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ドライエツチング装置およびＣＶＤ装置の
電極の製造方法に関する。

この明細書において、「アルミニウム」という語には「
アルミニウム合金」を含むものとする。

従来の技術 従来、ドライエツチング装置およびＣＶＤ装置用電極と
しては、ステンレス鋼製のものが知られている。

発明が解決しようとする課題 ステンレス鋼製電極には、重金属汚染の問題かあった。

すなわち、ドライエンチングを施すべき材料またはＣＶ
Ｄ法により形成すべき薄膜が、ステンレス鋼中に含まれ
ているＮ１　％　Ｃｒ等により汚染されるという問題が
あった。

そこで、この問題を解決するために、上記電極としてア
ルミニウム製のものを用いることが考えられた。しかし
ながら、アルミニウム製電極には次のような問題かある
ことが判明している。

■ドライエツチングに使用されるエツチングガスのプラ
ズマおよびプラズマＣＶＤ法に使用されるプラズマに対
するスパッタ効率が大きく、電極の消耗が激しくなる。

■ドライエツチングに使用されるエツチングガスのプラ
ズマおよびプラズマＣＶＤ法に使用されるプラズマに対
するスパッタ効率が大きく、スパッタされた粒子が、ド
ライエツチングを施すべき材料またはＣＶＤ法により形
成すべき薄膜中に混入し、これらを汚染する。

■ドライエツチングに使用されるエツチングガスおよび
ＣＶＤ法に使用されるガスとして、塩素を含むものを用
いた場合に、電極か腐食される。

この発明の目的は、」二記問題を一挙に解決しうるドラ
イエツチング装置およびＣＶＤ装置用電極の製造方法を
提供することにある。

課題を解決するだめの手段 この発明の第１のドライエツチング装置およびＣＶＤ装
置用電極の製造方法は、ドライエツチング装置およびＣ
ＶＤ装置用アルミニウム製電極の表面に、陽極酸化処理
を施すことを特徴とするものである。

上記において、陽極酸化皮膜としては、耐熱性および熱
サイクル性を考慮すればシュウ酸皮膜が好ましい。耐熱
性および熱サイクル性に優れていれば、ドライエツチン
グ装置およびＣ■Ｄ装置を作動させるさい毎にベーキン
グ処理を実施しても、皮膜が割れたり、剥れたりするの
を防止することができる。皮膜が割れたり剥れたりする
と、電極かガスにより腐食されたり、プラズマによりス
パッタリングされたりすることになる。ところが、シュ
ウ酸皮膜はポーラス型なので吸着水分量がバリア型の陽
極酸化皮膜よりも多くなる。したがって吸着水分量を考
慮すれば、バリア型のホウ酸皮膜が好ましい。また、硫
酸皮膜でもよい。ところか、シュウ酸皮膜の場合、吸着
水分量が多くても後工程の加熱乾燥処理を倉入りに行な
えば問題はない。また、陽極酸化皮膜の厚さは０．　５
〜２０／７７７１の範囲内にあることが好ましい。その
理由は、膜厚が屹５μｍ未満であると、ドライエ・ンチ
ングおよびＣＶＤ法に使用するガスに対する皮膜の耐食
性が十分てはなく、２０μｍを越えると、使用した場合
にガス放出量か多くなるとともに、熱サイクル性が低下
してベーキングを繰返したさいに皮膜が割れやすくなる
おそれかあるからである。

また、上記において、加熱乾燥処理は１００〜１５０°
Ｃで５〜２０時間実施することが好ましい。温度および
時間かそれぞれ上記下限値未満であれば、吸着水分量か
充分に減少せず、その結果ドライエツチングおよびＣＶ
Ｄ法の実施時のガス放出量が少なくならす、上記上限値
を越えると陽極酸化皮膜にクラックが発生するおそれが
あるからである。また、この処理は真空中で行なうこと
が望ましい。

この発明の第２のドライエツチング装置およびＣＶＤ装
置用電極の製造方法は、ドライエツチング装置およびＣ
ＶＤ装置用アルミニウム製電極の表面に、セラミックス
を塗布してセラミックス塗膜を形成することを特徴とす
るものである。

上記において、セラミックスの塗布は、たとえばアルキ
ルンリケードを塗布した後その加水分解による縮合反応
によりゲル状物質を生成させ、これを加熱して酸化物ガ
ラスとすることにより行われる。酸化物ガラスとしては
、ＳｉＯ２、Ａ　、１１’　２０３　、Ｆ　ｅ　２０３
　、Ｍ　ｎ　Ｏ２、Ｍ　ｇ０、ＴｉＯ２等か用いられる
。これらの形成は、たとえば次式で表される。

加水分解 Ｓ　ｉ　　（ＯＣＲ２’　Ｎ５　）　４　　　□ゲル状
物質加熱 →５１０２ また、２種以上の金属アルコラードを塗布した後その加
水分解による縮合反応によりゲル状物質を生成させ、こ
れを加熱して金属ケイ酸塩とすることにより行われる。

たとえば次式で表される。

Ｓ　ｉ　　（ＯＣ２Ｎ５　）　４　＋Ｎａ　　（ＯＣＨ
３）加水分解　　　　　加熱 一一−→ゲル状物質−＋　Ｓ　ｉ　０２−Ｎａ２Ｏ系ガ
ラス Ｓ　　ｉ　　（ＯＣ２Ｎ５　　）　　＜　　＋Ａ、ｌＪ
　　（ＯＣ４Ｎ９　　）　　３加水分解　　　　　加熱 □ゲル状物質→Ｓ　ｉ　０２−ＡΩ２０３系ガラス Ｓ　ｉ　（ＯＣ２Ｎ５　）　４　＋Ｔｉ　（ＯＣ３Ｎ７
　）　４加水分解　　　　　加熱 一一一ゲル状物質→５ｉ０２−Ｔｉ０２系ガラス 一３ｉ　（ＯＣ２Ｈ５）４＋Ｚｒ　（ＯＣ３Ｈ７）４加
水分解　　　　　加熱 一一−−−→ゲル状物質−＋　Ｓ　１０２−Ｚｒ０２系
ガラス 上記において、金属アルコラードとしては、重金属を含
まないものを用いるのがよい。また、これらの方法で形
成するセラミックス塗膜の熱さは１〜２０μｍの範囲内
にあることが好ましい。

その理由は、１μｍ未満であると、ドライエツチングや
ＣＶＤ法の実施時に使用するガスに対する耐食性か十分
ではなく、２０ＩＩＢを越えると、熱サイクル性が低下
してベーキングを繰返したさいに皮膜が割れやすくなる
おそれがあるからである。

この発明の第３のドライエツチング装置およびＣＶＤ装
置用電極の製造方法は、ドライエツチング装置およびＣ
ＶＤ装置用アルミニウム製電極の表面に、イオンプレー
ティング法によって、ドライエツチングに使用されるエ
ツチングガスのプラズマおよびプラズマＣＶＤ法に使用
されるプラズマに対するスパッタ効率の小さい皮膜を形
成することを特徴とするものである。

上記において、ドライエツチングに使用されるエツチン
グガスのプラズマに対するスパッタ効率の小さい皮膜と
しては、Ｔ　ｉＮ　％　Ｔ　ｉＣｓＡｌ、Ｎ、ＡＩ　Ｃ
５Ａｌ２０３　、ＣｒＮ等が挙げられる。ＴｉＮ５ＡＩ
ＮおよびＣｒＮからなる皮膜は、Ｎ２ガスを反応性ガス
として使用し、蒸発金属としてＴｉ、ＡＩまたはＣｒを
使用してイオンプレーティングを行なうことにより形成
される。ＴｉＣおよびＡＩＣからなる皮膜は、アセチレ
ンを反応性ガスとして使用し、蒸発金属としてＴｉまた
はＡＩを使用してイオンプレーティングを行なうことに
より形成される。Ａｌ２Ｏ３からなる皮膜は、酸素含有
ガスを反応性ガスとして使用し、蒸発金属としてＡＩを
使用してイオンプレーティングを行なうことにより形成
される。このような皮膜の膜厚は１〜２０例の範囲内に
あることが好ましい。その理由は、膜厚が１切未満であ
ると、皮膜の耐食性が十分ではなく、２０贋を越えると
イオンプレーティングに要する処理時間が長くなってコ
スト高につながるとともに、ドライエツチングおよびＣ
ＶＤ法の実施時のベーキングを繰返したさいに皮膜が割
れやすくなるおそれがあるからである。上記膜厚の制御
は、イオンプレーティングのさいの処理時間、反応性ガ
スの流量および流速、蒸着速度等を制御することによっ
て行なう。

この発明の第４のドライエツチング装置およびＣＶＤ装
置用電極の製造方法は、ドライエツチング装置およびＣ
ＶＤ装置用アルミニウム製電極の表面に、プラズマ溶射
法によって、ドライエツチングに使用されるエツチング
ガスのプラズマおよびプラズマＣＶＤ法に使用されるプ
ラズマに対するスパッタ効率の小さい皮膜を形成するこ
とを特徴とするものである。

上記において、ドライエツチングに使用されるエツチン
グガスのプラズマおよびプラズマＣＶＤ法に使用される
プラズマに対するスパッタ効率の小さい皮膜としては、
ＳｉＯ，、、Ａｇ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｍｇ
Ｏ１Ｔ１０２等からなるものが用いられる。このような
皮膜の膜厚は５〜５０切の範囲内にあることが好ましい
。その理由は、膜厚が５ｍ未満であると、ドライエツチ
ングおよびＣＶＤ法に使用するガスに対する皮膜の耐食
性が十分ではなく、５０鍋を越えると、使用した場合に
ガス放出量が多くなるとともに、熱サイクル性が低下し
てベーキングを繰返したさいに皮膜が割れやすくなるお
それがあるからである。

」−記第３および第４の発明において、ドライエツチン
グに使用されるエツチングガスのプラズマおよびプラズ
マＣＶＤ法に使用されるプラズマに対するスパッタ効率
は０．５以下であることか好ましい。

実　　施　　例 以下、この発明の実施例を比較例とともに示す。

実施例］ まず、アルミニウム材からドライエツチング装置用電極
を形成した。ついで、この電極に、１５％Ｈ２ＳＯ４溶
液からなる液温２０°Ｃ電解液中で、電圧１５Ｖ１電流
密度１．３Ａ／　ｄボの直流電解により２５分間陽極酸
化処理を施して厚さ９鍋の硫酸陽極酸化皮膜を形成した
。その後、この本体および蓋体を真空中において１３０
℃で１５時間加熱し、硫酸皮膜に吸着している水分を除
去した。

実施例２ 一］］− まず、アルミニウム材からドライエツチング装置用電極
を形成した。ついで、この電極に、２％（ＣＯＯＨ）２
溶液からなる液温３５°Ｃの電解液中で、電圧５０Ｖ１
電流密度２．５Ａ／ｄｒｒｌ”の交流電解により７０分
間陽極酸化処理を施して厚さ９１ｍのシュウ酸陽極酸化
皮膜を形成した。その後、本体および蓋体を真空中にお
いて１４０℃で１２時間加熱し、ンユウ酸皮膜に吸着し
ている水分を除去した。

実施例３ まず、アルミニウム材からドライエツチング装置用電極
を形成した。ついで、この電極に、アルミニウムアルコ
ラ−１・を塗布した後その加水分解による縮合反応によ
りゲル状物質を生成させ、これを加熱して八Ω２０３と
することにより厚さ１５μｍのセラミックス皮膜を形成
した。

実施例４ ます、アルミニウム材からドライエツチング装置用電極
を形成した。ついで、この電極に、シリコンアルコラー
ドを塗布した後その加水分解による縮合反応によりゲル
状物質を生成させ、これを加熱してＳｉＯ，、とするこ
とにより厚さ１０μｍのセラミックス皮膜を形成した。

実施例５ まず、アルミニウム材からドライエツチング装置用電極
を形成した。ついで、この電極の表面にスパッタクリー
ニングを施した後、反応性ガスとしてＮ２ガスおよび蒸
発金属としてＴｉをそれぞれ用いてイオンプレーティン
グを行ない、膜厚５ｐのＴｉＮ皮膜を形成した。上記に
おいて、イオンプレーティングのさいのＮ２ガスの圧力
はＩ　Ｔｏｒｒ、電極の温度は２００　℃としておいた
。

比較例 アルミニウム材からドライエツチング装置用電極を形成
した。この電極には、表面処理を何も施さなかった。

評価試験 」二記実施例および比較例で得られた電極の性能を評価
するために、耐食性、スパッタ効率およびガス放出率を
調べた。耐食性は、上記電極を、５ｉＣ１４ガスプラズ
マ中に１０００時間放置して調べた。スパッタ効率は、
上記電極に、１ｋｅＶのＡｒ＋を衝突させることにより
調べた。ガス放出率は、上記電極を真空チャンバ内に配
置し、常温で真空チャンバ内を１０時間排気した後、調
べた。これらの結果を下表にまとめて示す。

（以下余白） 上表から明らかなように、この発明の方法で製造された
電極は、表面処理が何も施されていない電極に比べて、
耐食性およびスパッタ効率が優れている。

発明の効果 この発明の方法によれば、従来のステンレス鋼製のもの
に比べて軽量で、かつ重金属汚染の問題のないドライエ
ツチング装置およびＣＶＤ装置用電極を簡単に製造する
ことができる。

また、この発明の方法で製造された電極は、ドライエツ
チングに使用されるエツチングガスのプラズマおよびプ
ラズマＣＶＤ法に使用されるプラズマに対するスパッタ
効率が小さく、電極の消耗が少なくて寿命が著しくのび
る。また、ドライエツチングに使用されるエツチングガ
スのプラズマおよびプラズマＣＶＤ法に使用されるプラ
ズマに対するスパッタ効率が小さいので、スパッタされ
た粒子のドライエツチングを施すべき材料およびＣＶＤ
法で形成すべき薄膜中への混入による汚染を防止するこ
とができる。さらに、ドライエツチングに使用されるエ
ツチングガスおよびＣＶＤ法に使用されるガスとして、
塩素を含むものを用いた場合にも、電極が腐食される心
配はない。

以　　上 特許出願人　昭和アルミニウム株式会社代　理　人　岸
本瑛之助（外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ドライエッチング装置およびＣＶＤ装置用アルミニ
   ウム製電極の表面に、陽極酸化処理を施すことを特徴と
   するドライエッチング装置およびＣＶＤ装置用電極の製
   造方法。 ２、ドライエッチング装置およびＣＶＤ装置用アルミニ
   ウム製電極の表面に、セラミックスを塗布してセラミッ
   クス塗膜を形成することを特徴とするドライエッチング
   装置およびＣＶＤ装置用電極の製造方法。 ３、ドライエッチング装置およびＣＶＤ装置用アルミニ
   ウム製電極の表面に、イオンプレーティング法によって
   、ドライエッチングに使用されるエッチングガスのプラ
   ズマおよびプラズマＣＶＤ法に使用されるプラズマに対
   するスパッタ効率の小さい皮膜を形成することを特徴と
   するドライエッチング装置およびＣＶＤ装置用電極の製
   造方法。 ４、ドライエッチング装置およびＣＶＤ装置用アルミニ
   ウム製電極の表面に、プラズマ溶射法によって、ドライ
   エッチングに使用されるエッチングガスのプラズマおよ
   びプラズマＣＶＤ法に使用されるプラズマに対するスパ
   ッタ効率の小さい皮膜を形成することを特徴とするドラ
   イエッチング装置およびＣＶＤ装置用電極の製造方法。