TW201621065A - 電漿處理裝置用的零件及該零件的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題係抑制由氟化釔製之熱熔射皮膜產生粒子。 本發明之解決手段係提供在電漿處理裝置內暴露於電漿之零件。該零件具有基材及皮膜。基材係例如由鋁、或鋁合金製成。在基材之表面可形成有防蝕鋁膜。皮膜係藉由在包含基材或設於該基材上之層的基底的表面上熱熔射氟化釔而形成。該零件之皮膜內的孔隙率係4%以下,且該皮膜之表面的算術平均粗度(Ra)係4.5µm以下。
Description
本發明之實施形態係關於電漿處理裝置用的零件及該零件的製造方法。
在半導體裝置之類的電子裝置的製造中,可將電漿蝕刻應用於被處理體。電漿蝕刻所要求之精度隨著電子裝置之微細化逐年增高。為實現電漿蝕刻之高精度化,必須抑制粒子之產生。
使用此種電漿蝕刻的電漿處理裝置的處理容器係由鋁之類的金屬構成。處理容器之內壁面暴露於電漿。因此,在電漿處理裝置中,沿處理容器之內壁設有耐電漿製的皮膜。此種皮膜一般使用氧化釔製之膜。
氧化釔製之皮膜若暴露於氟碳化物系之氣體的電漿,則會與該電漿中之氟之類的活性種反應。結果,氧化釔製之皮膜會消耗。因此,有人嘗試由氟化釔構成皮膜。氟化釔製之皮膜係,如專利文獻1記載地,藉由熱熔射形成。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2013-140950號公報
[發明所欲解決的問題]
隨著電漿蝕刻所要求之精度提高,亦會要求抑制以往不成問題之尺寸的粒子。因此,必須進一步抑制由氟化釔製之熱熔射皮膜產生粒子。 [解決問題的手段]
在一態樣中,提供在電漿處理裝置內暴露於電漿之零件。該零件具有基材及皮膜。基材係例如由鋁,或鋁合金製成。在基材之表面可形成有防蝕鋁膜。皮膜係藉由在包含基材或設於該基材上之層的基底的表面上熱熔射氟化釔而形成。該零件之皮膜內的孔隙率係4%以下,且該皮膜之表面的算術平均粗度(Ra)係4.5µm以下。該算術平均粗度(Ra)係依據JIS B0601 1994規定者。
在上述零件中被覆基材之皮膜係氟化釔熱熔射皮膜,並且係孔隙率小且比表面積小之緻密皮膜。因此,因暴露於電漿而產生之表面變動小,且製程性能之變動小。因此,可抑制由該皮膜產生粒子。
一實施形態之零件可在基材與皮膜之間更具有第1中間層,且該第1中間層係由藉由大氣壓電漿熱熔射法形成之氧化釔皮膜構成。雖然有時電漿處理裝置內之零件要求高崩潰電壓,但氟化釔熱熔射皮膜之崩潰電壓比較低。藉由該實施形態,可設置由氧化釔熱熔射皮膜構成之第1中間層,作為皮膜之基底層,因此可在基材上提供包含皮膜及第1中間層,並具有高崩潰電壓之多層膜。
在一實施形態中,皮膜可不形成在包含第1中間層之邊緣的區域上,而是形成在該區域內側之第1中間層上。氟化釔製之皮膜對基材之附著力比較低。藉由該實施形態,由於皮膜在其邊緣不接觸基材,可抑制邊緣之皮膜的剝離。
在一實施形態中,零件可在第1中間層與皮膜之間更具有第2中間層。在一實施形態中,第2中間層可具有在第1中間層之線膨脹係數與皮膜之線膨脹係數間的線膨脹係數。藉由該實施形態,可抑制皮膜因第1中間層與皮膜之線膨脹係數差異而剝離。在一例中,第2中間層可由藉由大氣壓電漿熱熔射法形成之釔穩定化氧化鋯熱熔射皮膜或鎂橄欖石熱熔射皮膜構成。在另一實施形態中,第2中間層亦可由藉由大氣壓電漿熱熔射法形成之氧化鋁熱熔射皮膜或灰氧化鋁熱熔射皮膜構成。藉由該實施形態,可在基材上提供包含皮膜、第1中間層及第2中間層,並具有高崩潰電壓之多層膜。
在一實施形態中,零件可在基材與第1中間層之間更具有另一中間層。另一中間層係,例如,可由藉由大氣壓電漿熱熔射法形成之氧化鋁熱熔射皮膜或灰氧化鋁熱熔射皮膜構成。藉由該實施形態,可在基材上提供包含皮膜、第1中間層及另一中間層,並具有高崩潰電壓之多層膜。
另一方面,提供適合製造電漿處理裝置用的上述零件的製造方法。該製造方法包含以下步驟:進行藉熱熔射形成皮膜之基底表面的表面調整,且該基底表面包含基材之表面、或形成在該基材之表面上之層的表面;及在前述表面上藉由熱熔射氟化釔而形成皮膜(以下,稱為皮膜形成步驟)。在皮膜形成步驟中,在沿在高速火焰熱熔射法中射出火焰之熱熔射槍噴嘴、或在大氣壓電漿熱熔射法中射出電漿噴射流之熱熔射槍噴嘴的中心軸線的方向上,在遠離該熱熔射槍之噴嘴的下游側位置或該熱熔射槍之噴嘴的前端位置,供給包含具有1µm以上、8µm以下之平均粒徑的氟化釔粒子的漿液。
在該製造方法中,由於在經表面調整之基底的表面上形成皮膜,該皮膜之表面粗度小。由於該皮膜具有小的比表面積,因暴露於電漿而產生之表面變動小,且製程性能之變動小。因此,可抑制由該皮膜產生粒子。此外,由於漿液包含之粒子的平均粒徑為1µm以上、8µm以下,可抑制粒子互相凝集,並形成均一之皮膜。另外,由於漿液包含之粒子的平均粒徑為1µm以上、8µm以下,可形成粒子間結合力高之皮膜。再者,由於在上述位置供給漿液,可抑制熱熔射材料對熱熔射槍之噴嘴內壁的附著。結果,可抑制噴渣之產生。因此,藉由該製造方法,可形成具有低孔隙率且具有小的比表面積之皮膜,即,緻密之皮膜。此外,由於形成之皮膜緻密,故具有高的斷面硬度。因此,藉由該製造方法,可提供能抑制產生粒子之皮膜。
在一實施形態之皮膜形成步驟中,使用高速火焰熱熔射法,且供給漿液之位置係在沿前述中心軸線之方向上距離熱熔射槍之噴嘴前端0mm以上、100mm以下之範圍的位置。
在一實施形態之皮膜形成步驟中,使用大氣壓電漿熱熔射法,且供給漿液之位置係在沿前述中心軸線之方向上距離熱熔射槍之噴嘴前端0mm以上、30mm以下之範圍的位置。
在一實施形態中,供給漿液之漿液供給用噴嘴的中心軸線相對於熱熔射槍之噴嘴的中心軸線,在該熱熔射槍之前端側形成的角度係45度以上、135度以下。
在一實施形態之皮膜形成步驟中,基材之溫度設定為100℃以上、300℃以下之溫度。由於氟化釔具有大的熱膨脹係數,若氟化釔之熱熔射粒子附著在基底之表面上,該熱熔射粒子會急速地冷卻而凝固。因此,有在形成之皮膜上產生裂縫之情形。藉由該實施形態,由於基材之溫度設定為100℃以上、300℃以下之溫度,可抑制皮膜產生裂縫。
在一實施形態中,製造方法可更包含在基材與皮膜之間形成氧化釔製之第1中間層的步驟。第1中間層可藉由熱熔射形成。
在一實施形態中,製造方法可更包含遮蔽包含第1中間層之邊緣的區域的步驟,並在遮蔽步驟中遮蔽包含邊緣之區域的狀態下,進行皮膜形成步驟。藉由該形態,可只在由第1中間層之邊緣後退的該第1中間層的區域上形成皮膜。
在一實施形態中,製造方法可更包含在第1中間層與前述皮膜之間形成第2中間層的步驟。第2中間層可為具有前述第1中間層之線膨脹係數與前述皮膜之線膨脹係數間的線膨脹係數的層。例如,第2中間層可由釔穩定化氧化鋯熱熔射皮膜或鎂橄欖石熱熔射皮膜構成。或者,第2中間層可由氧化鋁熱熔射皮膜或灰氧化鋁熱熔射皮膜構成。由該等材料中之任一材料構成的第2中間層可藉由熱熔射形成。
在一實施形態中,製造方法可更包含在基材與第1中間層之間,形成另一中間層的步驟。另一中間層可由氧化鋁熱熔射皮膜或灰氧化鋁熱熔射皮膜構成。由該等材料中之任一材料構成的另一中間層可藉由熱熔射形成。
在一實施形態中,製造方法可更包含在基材之表面形成防蝕鋁膜的步驟。 [發明的功效]
如以上說明地,可抑制由氟化釔製之皮膜產生粒子。
以下,參照圖式詳細說明各種實施形態。此外,在各圖中對相同或對應之部分附上相同之符號。
首先,說明各種實施形態之使用具有具耐電漿性之被覆物的零件的電漿處理裝置之一例。圖1係顯示電漿處理裝置之一例的圖。圖1所示之電漿處理裝置10係電容耦合型電漿蝕刻裝置,並具有處理容器12。處理容器12具有大略圓筒形狀。處理容器12係,例如,由鋁構成,且在其內壁面已實施陽極氧化處理。該處理容器12已安全接地。
處理容器12之底部上,設有大略圓筒狀之支持部14。支持部14係,例如,由絕緣材料構成。支持部14在處理容器12內,由處理容器12之底部朝鉛直方向延伸。此外,在處理容器12內設有載置台PD。載置台PD係由支持部14支持。
載置台PD在其上面固持晶圓W。載置台PD具有下部電極LE及靜電卡盤ESC。下部電極LE包含第一板18a及第二板18b。第一板18a及第二板18b係,例如,由鋁之類的金屬構成,且作成大略圓盤狀。第二板18b設在第一板18a上,且電性連接於第一板18a。
在第二板18b上設有靜電卡盤ESC。靜電卡盤ESC具有在一對絕緣層或絕緣片之間配置作為導電膜之電極的構造。靜電卡盤ESC之電極透過開關23電性連接直流電源22。該靜電卡盤ESC係藉由利用來自直流電源22之直流電壓產生的庫侖力等的靜電力來吸附晶圓W。藉此,靜電卡盤ESC可固持晶圓W。
在第二板18b之周緣部上,以包圍晶圓W之邊緣及靜電卡盤ESC之方式配置有聚焦環FR。聚焦環FR係為提高蝕刻之均一性而設。聚焦環FR係由依蝕刻對象膜之材料而適當選擇的材料構成,例如,可由石英構成。
第二板18b之內部設有冷媒流道24。冷媒流道24構成調溫機構。冷媒流道24係由設於處理容器12外部之冷卻單元透過配管26a供給冷媒。供給至冷媒流道24之冷媒透過配管26b返回冷卻單元。如此,冷媒以循環之方式供給至冷媒流道24。藉由控制該冷媒之溫度,可控制由靜電卡盤ESC支持之晶圓W的溫度。
此外,在電漿處理裝置10中設有氣體供給線28。氣體供給線28將來自傳熱氣體供給機構之傳熱氣體,例如He氣供給至靜電卡盤ESC之上面與晶圓W之背面間。
另外,在電漿處理裝置10中設有作為加熱元件之加熱器HT。加熱器HT埋入,例如,第二板18b內。加熱器HT連接於加熱器電源HP。藉由從加熱器電源HP供給電力至加熱器HT,可調整載置台PD之溫度,以調整載置在該載置台PD上之晶圓W的溫度。再者,加熱器HT亦可內建於靜電卡盤ESC中。
此外,電漿處理裝置10具有上部電極30。上部電極30在載置台PD之上方,與該載置台PD對向配置。下部電極LE及上部電極30係設置成互相大略平行。在該等上部電極30與下部電極LE之間,提供用以對晶圓W進行電漿處理之處理空間S。
上部電極30透過絕緣性遮蔽構件32被支持在處理容器12之上部。在一實施形態中,上部電極30可組配成相對載置台PD之上面,即,晶圓載置面在鉛直方向上的距離是可變的。上部電極30可包含電極板34及電極支持體36。電極板34面對處理空間S,且在該電極板34中設有多數氣體吐出孔34a。該電極板34係具有耐電漿性之零件的一例。
電極支持體36可自由裝卸地支持電極板34,且可由例如鋁之類的導電性材料構成。該電極支持體36可具有水冷構造。在電極支持體36之內部設有氣體擴散室36a。連通於氣體吐出孔34a之多數氣體流通孔36b由該氣體擴散室36a朝下方延伸。此外,在電極支持體36中形成有將處理氣體引導至氣體擴散室36a的氣體導入口36c,且該氣體導入口36c連接氣體供給管38。
氣體供給管38透過閥群42及流量控制器群44連接氣體源群40。氣體源群40具有多數氣體源。多數氣體源係不同種類之氣體的來源。閥群42包含多數閥,且流量控制器群44包含質量流控制器之類的多數流量控制器。氣體源群40之多數氣體源分別透過閥群42之對應閥及流量控制器群44之對應流量控制器,連接於氣體供給管38。
此外,在電漿處理裝置10中,沿處理容器12之內壁可自由裝卸地設有沈積物屏蔽(Deposhield)46。沈積物屏蔽46亦設於支持部14之外周。沈積物屏蔽46可防止蝕刻副產物(沈積物)附著在處理容器12上,且係具有耐電漿性之零件的一例。
在處理容器12之底部側,且,支持部14與處理容器12之間設有排氣板48。排氣板48可,例如,藉由在鋁材上被覆Y2
O3
等之陶瓷而構成。在該排氣板48之下方,且,處理容器12設有排氣口12e。排氣口12e透過排氣管52連接排氣裝置50。排氣裝置50具有渦輪分子泵等之真空泵,且可將處理容器12之空間減壓至所希望的真空度。此外,在處理容器12之側壁中設有晶圓W之搬入出口12g,且該搬入出口12g可藉由閘閥54開閉。
另外,電漿處理裝置10更具有第1射頻電源62及第2射頻電源64。第1射頻電源62係產生電漿生成用之第1射頻電力的電源,且產生27至100MHz之頻率,而在一例中為40MHz之射頻電力。第1射頻電源62係透過匹配器66連接下部電極LE。匹配器66係用以匹配第1射頻電源62之輸出阻抗及負載側(下部電極LE側)之輸入阻抗的電路。此外,第1射頻電源62亦可透過匹配器66連接上部電極30。
第2射頻電源64係產生用以將離子引入晶圓W之第2射頻電力,即產生射頻偏壓電力的電源,且產生400kHz至13.56MHz之範圍內的頻率,而在一例中為3.2MHz的射頻偏壓電力。第2射頻電源64透過匹配器68連接下部電極LE。匹配器68係用以匹配第2射頻電源64之輸出阻抗及負載側(下部電極LE側)之輸入阻抗的電路。
在該電漿處理裝置10中,由在氣體源群40之多數氣體源中選擇之氣體源供給氣體至處理容器12內。此外,處理容器12內之空間藉由排氣裝置50減壓至預定壓力。另外,藉由第1射頻電源62供給之射頻電力所產生的射頻電場,在處理容器12內生成電漿。界定處理容器12內之空間的內壁面暴露於生成之電漿。因此,在沈積物屏蔽46及電極板34上施加具有耐電漿性之被覆物。
以下,說明具有耐電漿性之零件的各種實施形態。圖2係放大顯示一實施形態之電漿處理裝置用的零件的一部分的剖面圖。圖2所示之零件100,例如,可作為上述沈積物屏蔽46使用。
零件100具有基材102及皮膜104。基材102可由鋁、鋁合金構成。例如,基材102係A5052之板狀體。此外,基材102亦可由氧化鋁(Al2
O3
)、碳化矽、氧化矽、矽、不鏽鋼、碳、或該等之複合材料(例如,Si-SiC、或氧化鋁-碳化矽)構成。
在一實施形態中,基材102可包含形成在其一主面側的防蝕鋁膜106。防蝕鋁膜106係藉由基材102之陽極處理而形成。在一實施形態中,防蝕鋁膜106只形成在包含該基材102之邊緣的一部分區域的表面部分上。
此外,在一實施形態中,基材102之一主面具有預定值以下之表面粗度。如後述地,形成在基材102之一主面上的皮膜的表面粗度(算術平均粗度:Ra)係4.5µm。由於皮膜的表面粗度可反映基材102之表面粗度,基材102之表面粗度可調整至預定值以下。例如,基材102之算術平均粗度Ra可調整至4.5µm以下。另外,算術平均粗度(Ra)係依據JIS B0601 1994規定者。
在基材102上形成有皮膜104。皮膜104係由氟化釔製成,且藉由熱熔射形成。皮膜104具有0.01%以上、4%以下之孔隙率。在該孔隙率之皮膜104中,粒子間結合力大,因此,可抑制由該皮膜104產生粒子。此外,孔隙率係規定為藉由以下說明之孔隙率測量方法測量的值。
[孔隙率測量方法] 在孔隙率測量方法中使用HITACHI HIGHTECH公司製場發射掃描式電子顯微鏡SU8200。測量條件設定為加速電壓係1kV、發射電流係20µA、工作距離係8mm。而且,按照以下之(1)至(5)之順序測量孔隙率。 (1)切斷具有皮膜之初期樣本。 (2)藉由離子蝕刻(ion milling,請參照關於離子蝕刻之以下說明)使切斷面平滑化及清淨化。 (3)將場發射掃描式電子顯微鏡之倍率設定為1000倍,並將焦點對準切斷面。 (4)設定場發射掃描式電子顯微鏡,使獲得之像的亮度及對比每次均相同,並取得切斷面之後方散射電子像(BEI像)。 (5)使用影像處理軟體(MITANI COOPERATION公司Win Roof V50)藉閾值175將BEI像2進制化,獲得2進制影像。在2進制影像內氣孔部分之面積佔切斷面之全區域面積的比率為孔隙率。
[離子蝕刻] (1)樣本切出 藉精密切斷機由初期之樣本切出1cm見方之樣本。 (2)樹脂包埋 製作環氧樹脂,並將皮膜面浸漬於該環氧樹脂中,進行真空脫泡。 (3)研磨 藉由耐水研磨紙(#1000)研磨樣本,使觀察目的部與樣本上面之距離在100至500µm以內的範圍內。 藉由耐水研磨紙(#1000)研磨樣本,使觀察目的部與樣本上面之距離為大約50µm。 藉由耐水研磨紙(#400)研磨基材部,使其相對於樣本上面為平行。 (4)離子束照射 將樣本固定在裝置上,並對觀察目的部由樣本上面垂直地照射離子束,以加工斷面。 (條件:加速電壓6[kV]、放電電壓1.5[kV]、氣體流量0.07至0.1[cm3
/mi]、時間4小時)
此外,皮膜104具有4.5µm以下之算術平均粗度Ra的表面粗度。藉由具有該表面粗度之皮膜104,可抑制粒子之產生。
在一實施形態中,皮膜104可具有10µm以上、200µm以下之膜厚。藉由具有10µm以上之膜厚的皮膜104,即使該皮膜104在電漿環境下消耗,亦可防止該皮膜104之基底露出。此外,藉由具有200µm以下之膜厚的皮膜104,可維持該皮膜104與基底之附著力。
在一實施形態中,可在基材102上只直接形成單層之皮膜104。在另一實施形態中,例如,如圖2所示地,亦可在基材102上形成包含皮膜104之多層膜ML。
在圖2所示之實施形態中,多層膜ML,除了皮膜104以外,更具有中間層108。中間層108係由氧化釔構成,且藉由大氣壓電漿熱熔射之類的熱熔射形成。在一實施形態中,中間層108形成在基材102之無垢表面上及連接該無垢表面之防蝕鋁膜106的一部分區域上。即,中間層108不形成在包含基材102之邊緣的區域上。
在此,氟化釔製之膜對基材102的附著力係8.8MPa,而氧化釔製之膜對基材102的附著力係12.8MPa。因此,藉由使中間層108中介於基材102與皮膜104之間,可提高多層膜ML對基材102之附著力。此外,中間層108可具有,例如,3%至10%之孔隙率。另外,中間層108可具有,例如,10µm以上、200µm以下之膜厚。藉由該膜厚之中間層108,可維持上述附著力。
此外,構成皮膜104之氟化釔具有比較低之崩潰電壓。另一方面,構成中間層108之氧化釔具有比較高之崩潰電壓。藉由使該中間層108中介於皮膜104與基材102之間,可提高包含該中間層108及皮膜104之多層膜ML的崩潰電壓。
另外,在一實施形態中,皮膜104及中間層108之各膜厚可為100µm以上。藉由包含該膜厚之皮膜104及中間層108的多層膜ML,即使在高溫環境下亦可獲得崩潰電壓。
在一實施形態中,皮膜104不形成在包含中間層108之邊緣的區域R1上,而是形成在區域R1內側的區域R2上。由於包含邊緣之區域R1在熱熔射時容易產生皮膜之破裂,藉由不在區域R1上形成皮膜104,可防止皮膜104之破裂。
圖3係放大顯示另一實施形態之電漿處理裝置用的零件的一部分的剖面圖。圖3所示之零件100A可作為例如上述電極板34使用。因此,圖3所示之零件100A之基材102形成有對應於氣體吐出孔34a之孔HL。孔HL具有在其開口端附近越靠近該開口端越寬的錐形。
零件100A之基材102在界定孔HL之表面部分及與該表面部分連接之一部分區域形成有防蝕鋁膜106。此外,在零件100A中,中間層108形成在基材102之無垢表面上及防蝕鋁膜106上。另外,在零件100A中,中間層108延伸至孔HL之內部。再者,皮膜104不形成在孔HL之附近,即包含中間層108之邊緣的區域R1上,而是形成在中間層108之平坦區域R2上。由於零件100A之區域R1在熱熔射時容易產生皮膜之破裂,藉由不在區域R1上形成皮膜,可防止皮膜104之破裂。
以下,參照圖4,說明又一實施形態之零件。圖4係放大顯示又一實施形態之電漿處理裝置用的零件的一部分的剖面圖。在圖4(a)所示之零件100B中,多層膜ML更具有中間層110。中間層110係設於皮膜104與中間層108之間。中間層110可藉由熱熔射形成。中間層110,為了其附著性,可具有,例如,10µm以上、500µm以下之膜厚。
在一例中,中間層110係由釔穩定化氧化鋯(YSZ)、或鎂橄欖石構成。中間層110可藉由大氣壓電漿熱熔射法形成。在此,皮膜104之線膨脹係數係大約14´10-6
K-1
。此外,中間層108之線膨脹係數係大約7.3´10-6
K-1
。YSZ之線膨脹係數係9´10-6
K-1
。鎂橄欖石之線膨脹係數係10´10-6
K-1
。即,由YSZ或鎂橄欖石構成之中間層110具有在皮膜104之線膨脹係數與中間層108之線膨脹係數間的線膨脹係數。因此,藉由使中間層110中介於皮膜104與中間層108之間,可抑制皮膜104因皮膜104與中間層108之線膨脹係數差異而剝離。
在另一例中,中間層110亦可由氧化鋁熱熔射皮膜或灰氧化鋁(氧化鋁-大約2.5%氧化鈦)熱熔射皮膜構成。藉由該中間層110,可在基材102上提供包含皮膜104、中間層108及中間層110且具有高崩潰電壓之多層膜ML。
在圖4(b)所示之零件100C中,多層膜ML更具有中間層112。中間層112係中介於基材102與中間層108之間。中間層112,為了其附著性,可具有,例如,10µm以上、500µm以下之膜厚。中間層112可由氧化鋁熱熔射皮膜或灰氧化鋁(氧化鋁-大約2.5%氧化鈦)熱熔射皮膜構成。該中間層112可藉由大氣壓電漿熱熔射法形成。藉由該中間層112,可在基材102上提供包含皮膜104、中間層108及中間層112且具有高崩潰電壓之多層膜ML。
以下,說明適於製造上述各種實施形態之零件的製造方法。圖5係顯示一實施形態之製造方法的流程圖。圖6及圖7係顯示在圖5所示之製造方法的各步驟中製造的產物的圖。
圖5所示之製造方法PM由步驟S1開始。在步驟S1中,進行基材102之防蝕鋁處理(陽極氧化處理)。在步驟S1中,如圖6(a)所示,在基材102上設置遮罩MK1。遮罩MK1設於基材102上,只使適用防蝕鋁處理之區域露出。接著,藉由進行防蝕鋁處理,如圖6(b)所示,形成防蝕鋁膜106。
接著,如圖5所示,進行步驟S2。在步驟S2中,進行基材102之表面的表面調整。步驟S2之表面調整可採用使用鑽石磨石、SiC磨石、鑽石膜等之表面調整,或,拋光表面調整。或者,步驟S2之表面調整可採用CO2
噴擊、使用氧化鋁或SiC之噴擊。在該步驟S2中,表面調整基材102之表面,使表面粗度(算術平均粗度Ra)在單層時Ra為4.5µm以下,而有中間層時Ra為5.5µm以下。
接著在步驟S3中,形成中間層。作成零件100及零件100A時,形成中間層108。作成零件100B時,形成中間層108及中間層110。作成零件100C時,形成中間層112及中間層108。步驟S3之各中間層的形成係進行使用包含構成各中間層之材料粒子的漿液的熱熔射。熱熔射可使用大氣壓電漿熱熔射(APS)法或高速火焰熱熔射(HVOF)法之類的各種熱熔射法。此外,中間層108之形成可使用包含粒徑10µm以上、35µm以下之粒子的漿液。包含該粒徑之粒子的漿液可以低成本準備。
圖7(a)及(b)顯示在形成零件100之中間層108時作成的產物。在一實施形態中,如圖7(a)所示地,在使形成中間層之區域露出的遮罩MK2形成在基材102上。接著,藉由熱熔射形成中間層。例如,如圖7(b)所示地,藉由熱熔射形成中間層108。
接著在步驟S4中,進行最上層之中間層的基底的表面調整。步驟S4之表面調整可採用使用鑽石磨石、SiC磨石、鑽石膜等之表面調整,或,拋光表面調整。或者,步驟S4之表面調整可採用CO2
噴擊、使用氧化鋁或SiC之噴擊。在該步驟S4中,表面調整基底之表面,使表面粗度(算術平均粗度Ra)為4.5µm以下。此外,皮膜104直接形成在基材102上時,不需要步驟S3及步驟S4。
接著在步驟S5中,形成皮膜104。在步驟S5中,如圖7(c)所示地,形成使在其上形成皮膜104之基底的區域(例如,區域R2)露出的遮罩MK3。接著,藉由使用包含氟化釔粒子之漿液的熱熔射,如圖7(d)所示地,形成皮膜104。
圖8係說明一實施形態之高速火焰熱熔射法的圖。圖9係說明一實施形態之大氣壓電漿熱熔射法的圖。步驟S5之熱熔射可使用圖8所示之高速火焰熱熔射(HVOF)法,或圖9所示之大氣壓電漿熱熔射(APS)法。
如圖8所示地,在皮膜104形成用之HVOF法中使用之熱熔射裝置SA1具有熱熔射槍SG1及漿液供給用噴嘴SN。熱熔射槍SG1具有:界定燃燒室BS之燃燒容器部BC、連接於該燃燒容器部BC之噴嘴NG1、及點火裝置ID。在熱熔射槍SG1中,包含高壓氧及燃料之氣體可供給至燃燒室BS,接著點火裝置ID點燃該氣體。然後,在燃燒室BS產生之火焰(燃燒火焰)藉由噴嘴NG1集中,並由該噴嘴NG1射出火焰。藉由對如此射出之火焰由噴嘴SN供給漿液,漿液中之粒子成為熔融或半熔融狀體,並熱熔射在欲形成皮膜104之產物WP上。
在藉HVOF法形成皮膜104時,如圖8所示地,漿液在沿熱熔射槍SG1之噴嘴NG1的中心軸線AX1的方向上,供給至遠離噴嘴NG1之前端的位置,或噴嘴NG1之前端位置。即,由噴嘴NG1之前端到漿液之供給位置的距離X設定為0mm以上。
如圖9所示地,在皮膜104形成用之APS法中使用之熱熔射裝置SA2具有熱熔射槍SG2及漿液供給用噴嘴SN。熱熔射槍SG2具有:界定電漿生成空間PS之容器部PC、連接於該容器部PC之噴嘴NG2、及電極ET。容器部PC係由絕緣體構成,而噴嘴NG2係由導電體構成。電極ET設於容器部PC內。在熱熔射槍SG2中,作動氣體供給至容器部PC內,並在電極ET與噴嘴NG2間施加電壓。藉此,生成作動氣體之電漿,並由噴嘴NG2射出該電漿。藉由對如此射出之電漿由噴嘴SN供給漿液,漿液中之粒子成為熔融或半熔融狀體,並熱熔射在欲形成皮膜104之產物WP上。
在藉APS法形成皮膜104時,如圖9所示地,漿液在沿熱熔射槍SG2之噴嘴NG2的中心軸線AX1的方向上,供給至遠離噴嘴NG2之前端的位置,或噴嘴NG2之前端位置。即,由噴嘴NG2之前端到漿液之供給位置的距離X設定為0mm以上。
此外,在使用HVOF法及APS法中任一方法之步驟S5中,漿液都可包含氟化釔之粒子、分散媒、及有機系分散劑。分散媒係水或醇。在該漿液中,以5至40%之質量比包含氟化釔粒子。此外,氟化釔粒子之粒徑係1µm以上、8µm以下。另外,粒子之平均粒徑定義為藉由雷射繞射、散射(微徑跡法)測得之粒徑。
藉由以上說明之熱熔射形成皮膜104,接著,若去除遮罩MK2及遮罩MK3,則完成零件,且製造方法PM結束。
在該製造方法PM中,由於皮膜104形成在經表面調整之基底的表面上,該皮膜104之表面粗度小。由於該皮膜104具有小的比表面積,可抑制由該皮膜104產生粒子。此外,由於漿液包含之粒子的平均粒徑係1µm以上、8µm以下,可抑制粒子互相凝集,並形成均一之皮膜104。另外,由於漿液包含之粒子的平均粒徑為1µm以上、8µm以下,可形成粒子間結合力高之皮膜。再者,由於在上述位置供給漿液,可抑制熱熔射材料對熱熔射槍之噴嘴內壁等的附著。結果,可抑制噴渣之產生。因此,藉由該製造方法PM,可形成具有低孔隙率且具有小的比表面積之皮膜,即,緻密之皮膜104。藉由該皮膜104,因暴露於電漿而產生之表面變動可變小,且製程性能之變動可變小。因此,藉由該製造方法,可提供能抑制粒子產生之皮膜。
在一實施形態之步驟S5中使用HVOF法時,供給漿液之位置係在沿中心軸線AX1之方向上距離熱熔射槍SG1之噴嘴NG1前端0mm以上、100mm以下之範圍的位置。即,圖8所示之X係0mm以上、100mm以下之範圍內的距離。此外,在一實施形態之步驟S5中,使用APS法時,供給漿液之位置係在沿中心軸線AX1之方向上距離熱熔射槍SG2之噴嘴NG2前端0mm以上、30mm以下之範圍的位置。即,圖9所示之X係0mm以上、30mm以下之範圍內的距離。
另外,在步驟S5中使用之熱熔射法不論是HVOF法及APS法中的哪一種方法,圖8及圖9所示之角度q都是0度,或45度以上、135度以下之範圍內的角度。此外,角度q係噴嘴SN之中心軸線AX2相對於中心軸線AX1在熱熔射槍之噴嘴之前端側形成的角度。
另外,在一實施形態之步驟S5中,在熱熔射中包含基材102之產物WP的溫度設定為100℃以上、300℃以下之溫度。由於氟化釔具有大的熱膨脹係數,若氟化釔之熱熔射粒子附著在基底之表面上,該熱熔射粒子會急速地冷卻而凝固。因此,有在形成之皮膜上產生裂縫之情形。藉由該實施形態,由於包含基材102之產物WP的溫度設定為100℃以上、300℃以下之溫度,可抑制皮膜104產生裂縫。
此外,在步驟S5中使用HVOF法時,氧燃比係設定為比燃料完全燃燒所需之理論氧燃比高的氧燃比。藉此,可防止因不完全燃燒產生煙灰,以防止煙灰混入皮膜104內。
以上,雖然說明了各種實施形態,可不限於上述實施形態地構成各種變形態樣。例如,使用具有上述耐電漿性之零件的電漿處理裝置不限於電容耦合型之電漿處理裝置。具有上述耐電漿性之零件可使用於感應耦合型之電漿處理裝置,或藉由微波生成電漿之電漿處理裝置之類的任意種類之電漿處理裝置。
以下,說明為評價製造方法PM及皮膜104而進行之實驗。
<關於製造方法PM之步驟S5的熱熔射中X及q的評價>
使用HVOF法及APS法,多樣地變更圖8及圖9所示之X及q,作成氟化釔製之熱熔射皮膜。熱熔射皮膜之作成係使用以35%之質量比包含1.5µm平均粒徑之氟化釔粒子的漿液。此外,在熱熔射時,熱熔射對象,即包含基材之產物的溫度設定為250℃。
而且,依據以下說明之評價項目評價作成之熱熔射皮膜。此外,在以下之評價項目中,「電漿處理後」意味將熱熔射皮膜形成後之樣本配置在電漿處理裝置10內,並將包含CF4
、Ar及O2
之氣體供給至處理容器12內,接著將樣本之熱熔射皮膜暴露於藉由將第1射頻電源62之第1射頻電力設定為1500W而產生之電漿中10小時後的情形。
<評價項目> [消耗] 藉由段差計測量樣本之熱熔射皮膜遮蔽區域與未遮蔽區域間的電漿處理後的段差,並在確認有熱熔射皮膜之膜厚以上的段差時,判定為消耗。 [破裂、裂縫] 藉由外觀目視,在熱熔射皮膜上產生明顯筋狀或網狀裂縫時,評價為「有破裂」,或,「有裂縫」。此外,藉由熱熔射皮膜斷面之SEM觀察,看見在熱熔射皮膜之厚度方向上貫穿之裂縫,或長度為30µm以上之連續裂縫時,判定為「有破裂」,或,「有裂縫」。 [剝離] 藉由外觀目視明顯看到熱熔射皮膜之剝離時,或在熱熔射皮膜與基底間看見間隙時判斷為熱熔射皮膜剝離。此外,在熱熔射皮膜斷面之SEM觀察中在熱熔射皮膜與基底之界面看見長度連續50µm以上之間隙時,判定為熱熔射皮膜剝離。 [附著率] 藉由計算求得熱熔射皮膜之重量對使用粒子之重量的比例,並在該比例為1%以下時,判定為「附著率低」。 [熱熔射槍之噴嘴上的材料附著] 藉由熱熔射槍之噴嘴內壁及該噴嘴出口附近的外觀目視,觀察到熔融粒子附著在熱熔射槍上時,判斷為粒子熔融附著。 [粒子評價] 將碳帶放在電漿處理後之熱熔射皮膜上,並在該碳帶上載置重量26g之聚四氟乙烯製的錘。接著,移除錘後,剝離碳帶並對該碳帶進行SEM觀察。接著,算出轉印物面積佔SEM像中之碳帶全面積的比例。以此作為轉印率。然後,具有比按照X=5mm、q=90度之設定,使用包含平均粒徑50µm氟化釔粒子之漿液而藉由APS法作成之熱熔射皮膜的轉印率大的轉印率時,判定為評價對象之熱熔射皮膜為「粒子不良」。
表1顯示X及q之值、及作成之熱熔射皮膜的評價結果。此外,在評價結果中,「良好」意味熱熔射皮膜對全部上述評價項目均具有良好之特性。
[表1]
如表1所示地,在HVOF法中,X為130mm時,判定為「粒子不良」。在HVOF法中,X為負值時,觀察到粒子熔融附著於熱熔射槍之噴嘴內壁。此外,在HVOF法中,X為0mm以上、100mm以下時,確認製得良好之熱熔射皮膜。此外,在HVOF法中,q為30度時判定為「附著率低」。另外,q為150度時觀察到粒子熔融附著於熱熔射槍之噴嘴出口附近。再者,q為45度以上、135度以下時,確認可形成良好之熱熔射皮膜。
此外,在APS法中,X為40mm時,判定為「粒子不良」。在APS法中,X為負值時,觀察到粒子對熱熔射槍之噴嘴的熔融附著。此外,在APS法中,X為0mm以上、30mm以下時,確認可形成良好之熱熔射皮膜。此外,在APS法中,q為30度時判定為「附著率低」。另外,q為150度時觀察到粒子熔融附著於熱熔射槍之噴嘴出口附近。因此,q為45度以上、135度以下時,確認可形成良好之熱熔射皮膜。
<關於製造方法PM之步驟S5的熱熔射中基材溫度的評價>
使用HVOF法及APS法,多樣地變更包含基材之產物的溫度,作成氟化釔製之熱熔射皮膜。熱熔射皮膜之作成係使用以35%之質量比包含1.5µm平均粒徑之氟化釔粒子的漿液。此外,在HVOF法中,設定為X=50mm、q=90度。在APS法中,設定為X=15mm、q=90度。而且,由上述評價項目之裂縫及基材變形之觀點評價作成之熱熔射皮膜。評價結果顯示於表2中。
[表2]
如表2所示地,包含基材之產物的溫度為48℃時,在熱熔射皮膜上產生裂縫,且該溫度為350℃時在基材上產生比較大之變形。此外,該溫度為100℃以上、300℃以下時,未產生裂縫,且亦未產生基材之變形。由此可確認若熱熔射時之基材溫度為100℃以上、300℃以下,在熱熔射皮膜上不產生裂縫,且亦不產生基材之變形。
<關於製造方法PM之步驟S5的熱熔射中漿液中之粒子粒徑的評價>
使用HVOF法及APS法,多樣地變更氟化釔粒子之平均粒徑,作成氟化釔製之熱熔射皮膜。熱熔射皮膜之作成係使用以35%之質量比包含氟化釔粒子的漿液。此外,在HVOF法中,設定為X=50mm、q=90度。在APS法中,設定為X=15mm、q=90度。另外,包含基材之產物的溫度設定為250℃。而且,依據上述評價項目評價作成之熱熔射皮膜。再者,求得作成之熱熔射皮膜的孔隙率及膜厚。評價結果顯示於表3中。
[表3]
如表3所述地,漿液中之粒子的平均粒徑為15µm時判定為「粒子不良」,且為0.82µm時在熱熔射皮膜上觀察到破裂。此外,平均粒徑為1µm以上、8µm以下時,製得良好之熱熔射皮膜。由此可確認若漿液中之粒子的平均粒徑為1µm以上、8µm以下,可形成良好之熱熔射皮膜。此外,作成之熱熔射皮膜的孔隙率為4.4%時判定為「粒子不良」,且孔隙率為4%以下時確認無關於粒子之不良。由此可確認若孔隙率為4%以下,可抑制粒子之產生。此外,作成之熱熔射皮膜的膜厚為5µm時,判定為電漿處理後之消耗大。另外,作成之熱熔射皮膜的膜厚為250µm時,觀察到剝離。由此可確認若熱熔射皮膜之膜厚為10µm以上、200µm以下,即使有因電漿處理產生之消耗,亦可維持熱熔射皮膜,且,可防止熱熔射皮膜之剝離。
<關於表面粗度之評價>
藉由調整基底之表面粗度作成具有不同表面粗度之氟化釔製的熱熔射皮膜。此外,熱熔射使用HVOF法。另外,熱熔射使用以35%之質量比包含1.5µm平均粒徑之氟化釔粒子的漿液。再者,在HVOF法中,設定為X=50mm、q=90度。然後,進行上述評價項目之粒子評價,結果Ra為4.8µm時,判定為「粒子不良」,且Ra為4.5µm及3.5µm時,未觀察到粒子不良。由此可確認若為具有Ra為4.5µm以下之表面粗度的熱熔射皮膜,可抑制粒子之產生。
<關於崩潰電壓之評價>
多樣地變更皮膜之膜厚,在基材上作成氟化釔製之單層皮膜。此外,作成多層膜,該多層膜包含氧化釔製之100µm膜厚的中間層及氟化釔製之100µm膜厚的皮膜。然後,一面變更溫度一面測量作成之單層皮膜及多層膜的崩潰電壓。圖10顯示單層皮膜之崩潰電壓。在圖10中,縱軸係崩潰電壓,沿橫軸顯示之上段數值係單層皮膜之膜厚(µm),而下段數值係測量崩潰電壓時之皮膜溫度(℃)。此外,「RT」表示室溫。另外,圖11顯示多層膜之崩潰電壓。在圖11中,縱軸係崩潰電壓,沿橫軸顯示之數值係測量崩潰電壓時之多層膜溫度(℃)。
如圖10所示地,雖然氟化釔製之單層皮膜具有的膜厚越大,具有的崩潰電壓越高,但確認在高溫環境下崩潰電壓降低。如圖11所示地,確認藉由使100µm之膜厚的氧化釔製中間層中介於皮膜與基材之間,即使在高溫環境下亦可抑制多層膜之崩潰電壓的降低。
<包括具有皮膜及中間層之電極板34的電漿處理裝置中藉由電漿處理產生之粒子個數的評價>
準備具有電極板34(請參照圖3之零件100A)之電漿處理裝置10(以下,稱為「具有皮膜1之電漿處理裝置10」),該電極板34在鋁製基材上,具有膜厚150µm之氧化釔製的中間層,且在中間層上具有膜厚50µm、表面粗度(算術平均粗度Ra)1.43µm、孔隙率2.39%之氟化釔製皮膜(以下,稱為「皮膜1」),接著在該電漿處理裝置10之載置台PD上載置晶圓,並進行電漿處理。在電漿處理中,以總流量425sccm供給包含C4
F8
氣體、C4
F6
氣體、CF4
氣體、Ar氣體、O2
氣體、及CH4
氣體之混合氣體至處理容器12內,並將第1射頻電源62之射頻電力及第2射頻電源64之射頻電力的合計電力設定為5000W。然後,求得電漿處理之處理時間與在晶圓上產生之粒子個數的關係。此外,粒子個數之測量係使用KLA-Tencor公司製Surfscan SP2,測量尺寸45nm以上的粒子個數。
此外,準備具有電極板34之電漿處理裝置10(以下,稱為「具有皮膜2之電漿處理裝置10」),該電極板34具有膜厚150µm之氧化釔製的中間層,且在中間層上具有膜厚50µm、表面粗度(算術平均粗度Ra)5.48µm、孔隙率5.21%之氟化釔製皮膜(以下,稱為「皮膜2」),接著在該電漿處理裝置10之載置台PD上載置晶圓,並進行與使用具有皮膜1之電漿處理裝置時的電漿處理同樣的電漿處理。然後,與使用具有皮膜1之電漿處理裝置的情形同樣地,求得電漿處理之處理時間與在晶圓上產生之粒子個數的關係。
在圖12之圖中,顯示電漿處理之處理時間與粒子之個數的關係。在圖12中橫軸表示電漿處理之處理時間(h),而縱軸表示粒子之個數。此外,圖內之實線表示使用具有皮膜1之電漿處理裝置10時分別在多數處理時間產生之粒子個數的回歸直線,且圖內之虛線表示使用具有皮膜2之電漿處理裝置10時分別在多數處理時間產生之粒子個數的回歸直線。如圖12所示地,藉由具有皮膜1之電漿處理裝置10的電漿處理產生的粒子個數比藉由具有皮膜2之電漿處理裝置10的電漿處理產生的粒子個數少很多。即,確認藉由具有電極板34之電漿處理裝置,且該電極板34包括具有4%以下之孔隙率及4.5µm以下之表面粗度(算術平均粗度Ra)的皮膜,可抑制電漿處理之粒子產生。
10‧‧‧電漿處理裝置
12‧‧‧處理容器
12e‧‧‧排氣口
12g‧‧‧搬入出口
14‧‧‧支持部
18a‧‧‧第一板
18b‧‧‧第二板
22‧‧‧直流電源
23‧‧‧開關
24‧‧‧冷媒流道
26a‧‧‧配管
26b‧‧‧配管
28‧‧‧氣體供給線
30‧‧‧上部電極
32‧‧‧絕緣性遮蔽構件
34‧‧‧電極板
34a‧‧‧氣體吐出孔
36‧‧‧電極支持體
36a‧‧‧氣體擴散室
36b‧‧‧氣體流通孔
36c‧‧‧氣體導入口
38‧‧‧氣體供給管
40‧‧‧氣體源群
42‧‧‧閥群
44‧‧‧流量控制器群
46‧‧‧沈積物屏蔽
48‧‧‧排氣板
50‧‧‧排氣裝置
52‧‧‧排氣管
54‧‧‧閘閥
62‧‧‧第1射頻電源
64‧‧‧第2射頻電源
66‧‧‧匹配器
68‧‧‧匹配器
100‧‧‧零件
100A‧‧‧零件
100B‧‧‧零件
100C‧‧‧零件
102‧‧‧基材
104‧‧‧皮膜
106‧‧‧防蝕鋁膜
108‧‧‧中間層
110‧‧‧中間層
112‧‧‧中間層
AX1‧‧‧中心軸線
AX2‧‧‧中心軸線
BC‧‧‧燃燒容器部
BS‧‧‧燃燒室
ESC‧‧‧靜電卡盤
ET‧‧‧電極
FR‧‧‧聚焦環
HL‧‧‧孔
HP‧‧‧加熱器電源
HT‧‧‧加熱器
ID‧‧‧點火裝置
LE‧‧‧下部電極
MK1‧‧‧遮罩
MK2‧‧‧遮罩
MK3‧‧‧遮罩
ML‧‧‧多層膜
NG1‧‧‧噴嘴
NG2‧‧‧噴嘴
PC‧‧‧容器部
PD‧‧‧載置台
PM‧‧‧製造方法
PS‧‧‧電漿生成空間
R1‧‧‧區域
R2‧‧‧區域
S‧‧‧處理空間
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟
S5‧‧‧步驟
SA1‧‧‧熱熔射裝置
SA2‧‧‧熱熔射裝置
SG1‧‧‧熱熔射槍
SG2‧‧‧熱熔射槍
SN‧‧‧漿液供給用噴嘴
W‧‧‧晶圓
WP‧‧‧產物
X‧‧‧距離
q‧‧‧角度
12‧‧‧處理容器
12e‧‧‧排氣口
12g‧‧‧搬入出口
14‧‧‧支持部
18a‧‧‧第一板
18b‧‧‧第二板
22‧‧‧直流電源
23‧‧‧開關
24‧‧‧冷媒流道
26a‧‧‧配管
26b‧‧‧配管
28‧‧‧氣體供給線
30‧‧‧上部電極
32‧‧‧絕緣性遮蔽構件
34‧‧‧電極板
34a‧‧‧氣體吐出孔
36‧‧‧電極支持體
36a‧‧‧氣體擴散室
36b‧‧‧氣體流通孔
36c‧‧‧氣體導入口
38‧‧‧氣體供給管
40‧‧‧氣體源群
42‧‧‧閥群
44‧‧‧流量控制器群
46‧‧‧沈積物屏蔽
48‧‧‧排氣板
50‧‧‧排氣裝置
52‧‧‧排氣管
54‧‧‧閘閥
62‧‧‧第1射頻電源
64‧‧‧第2射頻電源
66‧‧‧匹配器
68‧‧‧匹配器
100‧‧‧零件
100A‧‧‧零件
100B‧‧‧零件
100C‧‧‧零件
102‧‧‧基材
104‧‧‧皮膜
106‧‧‧防蝕鋁膜
108‧‧‧中間層
110‧‧‧中間層
112‧‧‧中間層
AX1‧‧‧中心軸線
AX2‧‧‧中心軸線
BC‧‧‧燃燒容器部
BS‧‧‧燃燒室
ESC‧‧‧靜電卡盤
ET‧‧‧電極
FR‧‧‧聚焦環
HL‧‧‧孔
HP‧‧‧加熱器電源
HT‧‧‧加熱器
ID‧‧‧點火裝置
LE‧‧‧下部電極
MK1‧‧‧遮罩
MK2‧‧‧遮罩
MK3‧‧‧遮罩
ML‧‧‧多層膜
NG1‧‧‧噴嘴
NG2‧‧‧噴嘴
PC‧‧‧容器部
PD‧‧‧載置台
PM‧‧‧製造方法
PS‧‧‧電漿生成空間
R1‧‧‧區域
R2‧‧‧區域
S‧‧‧處理空間
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟
S5‧‧‧步驟
SA1‧‧‧熱熔射裝置
SA2‧‧‧熱熔射裝置
SG1‧‧‧熱熔射槍
SG2‧‧‧熱熔射槍
SN‧‧‧漿液供給用噴嘴
W‧‧‧晶圓
WP‧‧‧產物
X‧‧‧距離
q‧‧‧角度
[圖1]係顯示電漿處理裝置之一例的圖。 [圖2]係放大顯示一實施形態之電漿處理裝置用的零件的一部分的剖面圖。 [圖3]係放大顯示另一實施形態之電漿處理裝置用的零件的一部分的剖面圖。 [圖4](a)~(b)係放大顯示又一實施形態之電漿處理裝置用的零件的一部分的剖面圖。 [圖5]係顯示一實施形態之製造方法的流程圖。 [圖6] (a)~(b)係顯示在圖5所示之製造方法的各步驟中製造的產物的圖。 [圖7] (a)~(d)係顯示在圖5所示之製造方法的各步驟中製造的產物的圖。 [圖8]係說明一實施形態之高速火焰熱熔射法的圖。 [圖9]係說明一實施形態之大氣壓電漿熱熔射法的圖。 [圖10]係顯示皮膜之崩潰電壓的圖。 [圖11]係顯示多層膜之崩潰電壓的圖。 [圖12]係顯示電漿處理之處理時間與粒子之個數的關係的圖。
100‧‧‧零件
102‧‧‧基材
104‧‧‧皮膜
106‧‧‧防蝕鋁膜
108‧‧‧中間層
ML‧‧‧多層膜
R1‧‧‧區域
R2‧‧‧區域
Claims (25)
- 一種零件,其係電漿處理裝置用的零件,且包含: 基材; 皮膜,其藉由在包含該基材或設於該基材上之層的基底的表面上熱熔射氟化釔而形成, 該皮膜內的孔隙率係4%以下, 該皮膜之表面的算術平均粗度係4.5µm以下。
- 如申請專利範圍第1項之零件,其中在該基材與該皮膜之間更具有第1中間層,且該第1中間層係由藉由大氣壓電漿熱熔射法形成之氧化釔皮膜構成。
- 如申請專利範圍第2項之零件,其中該皮膜不形成在包含該第1中間層之邊緣的區域上,而是形成在該區域內側之該第1中間層上。
- 如申請專利範圍第2項之零件,其中在該第1中間層與該皮膜之間更具有第2中間層。
- 如申請專利範圍第4項之零件,其中該第2中間層具有在該第1中間層之線膨脹係數與該皮膜之線膨脹係數間的線膨脹係數。
- 如申請專利範圍第5項之零件,其中該第2中間層係由藉由大氣壓電漿熱熔射法形成之釔穩定化氧化鋯熱熔射皮膜或鎂橄欖石熱熔射皮膜構成。
- 如申請專利範圍第5項之零件,其中該第2中間層係由藉由大氣壓電漿熱熔射法形成之氧化鋁熱熔射皮膜或灰氧化鋁熱熔射皮膜構成。
- 如申請專利範圍第2項之零件,其中在該基材與該第1中間層之間更具有另一中間層。
- 如申請專利範圍第8項之零件,其中該另一中間層係由藉由大氣壓電漿熱熔射法形成之氧化鋁熱熔射皮膜或灰氧化鋁熱熔射皮膜構成。
- 如申請專利範圍第1至4項任一項或第8項之零件,其中該基材之表面形成有防蝕鋁膜。
- 如申請專利範圍第1至4項任一項或第8項之零件,其中該基材係由鋁或鋁合金構成。
- 一種製造方法,其係電漿處理裝置用的零件的製造方法,且包含以下步驟: 進行藉熱熔射形成皮膜之基底表面的表面調整,且該基底表面包含基材之表面、或形成在該基材之表面上之層的表面;及 在該表面上藉由熱熔射氟化釔而形成皮膜, 在該形成皮膜之步驟中,在沿在高速火焰熱熔射法中射出火焰之熱熔射槍噴嘴、或在大氣壓電漿熱熔射法中射出電漿噴射流之熱熔射槍噴嘴的中心軸線的方向上,在遠離該熱熔射槍之噴嘴的下游側位置或該熱熔射槍之噴嘴的前端位置,供給包含具有1µm以上、8µm以下之平均粒徑的氟化釔粒子的漿液。
- 如申請專利範圍第12項之製造方法,其中, 在該形成皮膜之步驟中,使用高速火焰熱熔射法, 該供給漿液之位置係在沿該中心軸線之方向上距離該噴嘴之前端0mm以上、100mm以下之範圍的位置。
- 如申請專利範圍第12項之製造方法,其中, 在該形成皮膜之步驟中,使用大氣壓電漿熱熔射法, 該供給漿液之位置係在沿該中心軸線之方向上距離該噴嘴之前端0mm以上、30mm以下之範圍的位置。
- 如申請專利範圍第12至14項中任一項之製造方法,其中該供給漿液之漿液供給用噴嘴的中心軸線相對於該熱熔射槍之噴嘴的該中心軸線,在該熱熔射槍之前端側形成的角度係45度以上、135度以下。
- 如申請專利範圍第12至14項中任一項之製造方法,其中在該形成皮膜之步驟中,該基材之溫度設定為100℃以上、300℃以下之溫度。
- 如申請專利範圍第12至14項中任一項之製造方法,其中更包含在該基材與該皮膜之間形成氧化釔製之第1中間層的步驟。
- 如申請專利範圍第17項之製造方法,其中更包含遮蔽包含該第1中間層之邊緣的區域的步驟, 在該遮蔽步驟中遮蔽該包含邊緣之區域的狀態下,進行形成該皮膜之該步驟。
- 如申請專利範圍第17項之製造方法,其中更包含在該第1中間層與該皮膜之間形成第2中間層的步驟。
- 如申請專利範圍第19項之製造方法,其中該第2中間層具有該第1中間層之線膨脹係數與該皮膜之線膨脹係數間的線膨脹係數。
- 如申請專利範圍第20項之製造方法,其中該第2中間層係由釔穩定化氧化鋯熱熔射皮膜或鎂橄欖石熱熔射皮膜構成。
- 如申請專利範圍第19項之製造方法,其中該第2中間層係由氧化鋁熱熔射皮膜或灰氧化鋁熱熔射皮膜構成。
- 如申請專利範圍第17項之製造方法,其中更包含在該基材與該第1中間層之間,形成另一中間層的步驟。
- 如申請專利範圍第23項之製造方法,其中該另一中間層係由氧化鋁熱熔射皮膜或灰氧化鋁熱熔射皮膜構成。
- 如申請專利範圍第12至14項中任一項、第18項、第19項或第23項之製造方法,其中更包含在該基材之表面形成防蝕鋁膜的步驟。
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