(57)【要約】  【課題】高い耐食性を有する耐食性部材およびこれを用いた半導体製造装置を提供することである。  【解決手段】基材と、その表面に形成されたＹ2Ｏ3膜とからなり、前記Ｙ2Ｏ3膜は、その表面に４００面に配向する結晶を有しており、前記Ｙ2Ｏ3膜表面をＥＢＳＤ法により測定して得られた方位マップにおける前記４００面付近に配向する結晶の割合が、５〜５０％となるようにした耐食性部材である。この耐食性部材を、腐食性ガスおよびそのプラズマに曝される部位に用いた半導体製造装置である。【選択図】図１
2010070854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、その表面に形成されたＹ2Ｏ3膜とからなり、
前記Ｙ2Ｏ3膜は、その表面に４００面に配向する結晶を有しており、
前記Ｙ2Ｏ3膜表面をＥＢＳＤ法により測定して得られた方位マップにおける前記４００面付近に配向する結晶の割合が、５〜５０％であることを特徴とする耐食性部材。
【請求項２】
前記Ｙ2Ｏ3膜は、更にその表面に２２２面に配向する結晶と、４４０面に配向する結晶とを有しており、
前記Ｙ2Ｏ3膜表面をＥＢＳＤ法により測定して得られた方位マップにおける前記２２２面，４４０面および４００面それぞれの面方位付近に配向する結晶の割合が、それぞれ２０〜４０％である請求項１に記載の耐食性部材。
【請求項３】
前記Ｙ2Ｏ3膜は、更にその表面に４４０面に配向する結晶を有しており、
前記Ｙ2Ｏ3膜のＸ線回折チャートにおける２θ＝４９°付近の４４０面帰属ピークをＩ440，２θ＝３４°付近の４００面帰属ピークをＩ400としたとき、Ｉ400／Ｉ440のピーク強度比が０．５〜６０である請求項１に記載の耐食性部材。
【請求項４】
前記Ｙ2Ｏ3膜をＸ線反射率法により測定して得られる膜密度が、４．５〜５．１ｇ／ｃｍ3である請求項１〜３のいずれかに記載の耐食性部材。
【請求項５】
前記Ｙ2Ｏ3膜表面における平均結晶粒径が、５μｍ以上である請求項１〜４のいずれかに記載の耐食性部材。
【請求項６】
前記Ｙ2Ｏ3膜の厚さが、１０〜１００μｍである請求項１〜５のいずれかに記載の耐食性部材。
【請求項７】
前記Ｙ2Ｏ3膜表面の算術平均高さ（Ｒａ）が、０．５μｍ以下である請求項１〜６のいずれかに記載の耐食性部材。
【請求項８】
前記Ｙ2Ｏ3膜は、レーザーＣＶＤ法により形成されるものである請求項１〜７のいずれかに記載の耐食性部材。
【請求項９】
前記レーザーＣＶＤ法に用いる光源が、半導体レーザーである請求項８に記載の耐食性部材。
【請求項１０】
前記基材が、石英、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素または窒化アルミニウムからなる請求項１〜９のいずれかに記載の耐食性部材。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の耐食性部材を、腐食性ガスおよびそのプラズマに曝される部位に用いたことを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐食性部材およびこれを用いた半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体製造装置の内壁材（チャンバー）のように、腐食性ガスやそのプラズマに曝される部位には、腐食に強いことが要求される。近時、耐食性に優れる部材として、Ｙ2Ｏ3（酸化イットリウム）が注目されている。例えば特許文献１には、基材表面にＹ2Ｏ3膜を有する耐プラズマ性部材が記載されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載されている部材では、十分な耐食性が得られない。すなわち、特許文献１では、前記Ｙ2Ｏ3膜が基材表面に垂直に配列された柱状組織からなると記載されている。通常、柱状組織間には多くの隙間が存在するので、該隙間から腐食性ガスが侵入して基材が腐食されてしまう。また、特許文献１では、前記Ｙ2Ｏ3膜をＣＶＤ（化学気相蒸着）法により成膜しているが、ＣＶＤ法による成膜は、成膜速度が遅い。
【０００４】
一方、非特許文献１には、Ｙ2Ｏ3膜をレーザーＣＶＤ法により成膜することが記載されている。レーザーＣＶＤ法によれば、成膜速度をＣＶＤ法より著しく向上させることができる。
【０００５】
しかしながら、非特許文献１に記載されているＹ2Ｏ3膜であっても、必ずしも十分な耐食性を得られていないのが現状であり、より高い耐食性を有する耐食性部材の開発が望まれている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４３７５８号公報
【非特許文献１】木村禎一、Ryan Banal、後藤孝、「レーザーＣＶＤ法による構造傾斜イットリア膜の合成」、粉体および粉末冶金、社団法人粉体粉末冶金協会、2005年11月、第52巻、第11号、ｐ845-850
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、高い耐食性を有する耐食性部材およびこれを用いた半導体製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、基材表面に形成されたＹ2Ｏ3膜表面に存在する結晶のうち、４００面付近に配向する結晶を特定の割合に制御する場合には、耐食性を向上することができるという新たな事実を見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
すなわち、本発明の耐食性部材およびこれを用いた半導体製造装置は、以下の構成からなる。
（１）基材と、その表面に形成されたＹ2Ｏ3膜とからなり、前記Ｙ2Ｏ3膜は、その表面に４００面に配向する結晶を有しており、前記Ｙ2Ｏ3膜表面をＥＢＳＤ法により測定して得られた方位マップにおける前記４００面付近に配向する結晶の割合が、５〜５０％であることを特徴とする耐食性部材。
（２）前記Ｙ2Ｏ3膜は、更にその表面に２２２面に配向する結晶と、４４０面に配向する結晶とを有しており、前記Ｙ2Ｏ3膜表面をＥＢＳＤ法により測定して得られた方位マップにおける前記２２２面，４４０面および４００面それぞれの面方位付近に配向する結晶の割合が、それぞれ２０〜４０％である前記（１）に記載の耐食性部材。
（３）前記Ｙ2Ｏ3膜は、更にその表面に４４０面に配向する結晶を有しており、前記Ｙ2Ｏ3膜のＸ線回折チャートにおける２θ＝４９°付近の４４０面帰属ピークをＩ440，２θ＝３４°付近の４００面帰属ピークをＩ400としたとき、Ｉ400／Ｉ440のピーク強度比が０．５〜６０である前記（１）に記載の耐食性部材。
（４）前記Ｙ2Ｏ3膜をＸ線反射率法により測定して得られる膜密度が、４．５〜５．１ｇ／ｃｍ3である前記（１）〜（３）のいずれかに記載の耐食性部材。
（５）前記Ｙ2Ｏ3膜表面における平均結晶粒径が、５μｍ以上である前記（１）〜（４）のいずれかに記載の耐食性部材。
（６）前記Ｙ2Ｏ3膜の厚さが、１０〜１００μｍである前記（１）〜（５）のいずれかに記載の耐食性部材。
（７）前記Ｙ2Ｏ3膜表面の算術平均高さ（Ｒａ）が、０．５μｍ以下である前記（１）〜（６）のいずれかに記載の耐食性部材。
（８）前記Ｙ2Ｏ3膜は、レーザーＣＶＤ法により形成されるものである前記（１）〜（７）のいずれかに記載の耐食性部材。
（９）前記レーザーＣＶＤ法に用いる光源が、半導体レーザーである前記（８）に記載の耐食性部材。
（１０）前記基材が、石英、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素または窒化アルミニウムからなる前記（１）〜（９）のいずれかに記載の耐食性部材。
（１１）前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の耐食性部材を、腐食性ガスおよびそのプラズマに曝される部位に用いたことを特徴とする半導体製造装置。
【００１０】
なお、本発明における前記「４００面に配向する結晶」は、４００面に配向する結晶のみに限定されるものではなく、本発明の効果を損なわない限りにおいて、４００面に配向する結晶およびそれに近い配向を示す結晶をも含む概念である。これと同様に、前記「２２２面に配向する結晶」は、２２２面に配向する結晶およびそれに近い配向を示す結晶をも含む概念であり、前記「４４０面に配向する結晶」は、４４０面に配向する結晶およびそれに近い配向を示す結晶をも含む概念である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基材表面に形成されたＹ2Ｏ3膜が、その表面に４００面に配向する結晶を有している。そして、このＹ2Ｏ3膜表面をＥＢＳＤ法により測定して得られた方位マップにおける前記４００面付近に配向する結晶の割合を、５〜５０％に制御している。これにより、Ｙ2Ｏ3膜に亀裂や破損が発生するのを抑制することができるとともに、Ｙ2Ｏ3膜を緻密化することができるので、高い耐食性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明のＥＢＳＤ法における方位マップを示すグラフである。
【図２】本発明にかかる耐食性部材のＹ2Ｏ3膜の形成に用いるレーザーＣＶＤ装置を示す概略説明図である。
【図３】本発明にかかる耐食性部材を用いた誘導結合型プラズマエッチング装置を示す概略説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の耐食性部材は、基材と、その表面に形成されたＹ2Ｏ3膜とからなる。前記基材としては、石英、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素または窒化アルミニウムからなるのが好ましい。すなわち、前記基材が石英からなると、耐食性部材を軽量化することができる。また、前記基材がアルミナまたは窒化珪素からなると、耐食性部材の機械的特性を向上させることができる。前記基材が炭化珪素または窒化アルミニウムからなると、耐食性部材の熱伝導率を向上させることができる。なお、本発明にかかる基材は、前記で例示したものに限定されるものではなく、用途に応じて所望の基材を採用することができる。
【００１４】
前記Ｙ2Ｏ3膜は、その表面に４００面に配向する結晶を有している。そして、このＹ2Ｏ3膜表面をＥＢＳＤ法により測定して得られた方位マップにおける前記４００面付近に配向する結晶の割合が、５〜５０％である。このように、Ｙ2Ｏ3膜表面における４００面付近に配向する結晶を特定の割合に制御することによって、耐食性を向上させることができる。なお、従来のＹ2Ｏ3膜は４４０面への配向が非常に強く、ＥＢＳＤ法により測定すると４００面付近に存在する結晶の割合は５％未満となる。
【００１５】
すなわち、前記４００面付近に配向する結晶の割合を５％以上にすると、Ｙ2Ｏ3膜を構成する柱状結晶間に、数ｎｍ〜１μｍ程度の微少隙間を形成することができる。これにより、膜形成時に発生する残留応力を前記微小隙間へ逃がして緩和することができるので、Ｙ2Ｏ3膜に亀裂や破損が発生するのを抑制することができる。
【００１６】
また、前記４００面付近に配向する結晶の割合を５０％以下にすると、基材表面に対して垂直（法線）方向へ成長する柱状結晶を、適当な割合で成長させることができる。これにより、基材表面に対して垂直方向へ成長する柱状結晶と、他の面方位に成長する柱状結晶との間の隙間が大きくなるのを抑制することができ、Ｙ2Ｏ3膜を緻密化することができる。なお、柱状結晶間の隙間が大きくなると、該隙間から腐食性ガスが侵入して基材が腐食されるのみならず、Ｙ2Ｏ3膜の腐食性ガスとの接触面積が増加するので、膜自体の耐食性も低下する。前記４００面付近に配向する結晶の割合のより好ましい範囲は１０〜４０％である。
【００１７】
前記Ｙ2Ｏ3膜は、その表面に、前記４００面に配向する結晶に加えて、２２２面に配向する結晶と、４４０面に配向する結晶とを有していてもよい。この場合には、前記Ｙ2Ｏ3膜表面をＥＢＳＤ法により測定して得られた方位マップにおける前記２２２面，４４０面および４００面それぞれの面方位付近に配向する結晶の割合が、それぞれ２０〜４０％であるのが好ましい。なお、従来のＹ2Ｏ3膜は４４０面への結晶配向が非常に強く、４４０面が９０％を超え、２２２面，４００面がそれぞれ５％未満となる。
【００１８】
これにより、結晶方位が多方向にわたることになり、膜形成時に発生する残留応力を、多方向に成長した柱状結晶の微少変形（伸縮）により相殺することができ、Ｙ2Ｏ3膜に亀裂や剥がれが生じるのを抑制することができる。また、発生する残留応力が少ないので、これを緩和するための柱状結晶間の微少隙間を極力少なくすることが可能であり、Ｙ2Ｏ3膜をより緻密化することができる。
【００１９】
前記ＥＢＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ＢａｃｋＳｃａｔｔｏｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  ｐａｔｔｅｒｎ）法は、試料表面に電子線を照射して結晶方位を解析する方法である。具体的に説明すると、まず、本発明にかかる耐食性部材から測定用の試料を適当な大きさに切り出す。試料の形状としては、幅５〜１５ｍｍ、長さ５〜１５ｍｍ、厚さ２〜１０ｍｍ程度である。前記試料の形状は、基材を含む形状である。
【００２０】
次いで、この試料の表面を鏡面加工する。該鏡面加工は、例えば１μｍ以下の微細な研磨砥粒が一定の時間間隔で吹き付け塗布されるセラミック製の研磨盤上に試料表面を押し付けて鏡面加工するラップ加工法やバフ研磨加工法等が好適である。
【００２１】
鏡面加工した試料を真空チャンバー内へ設置し、試料のエッチング表面に電子線を照射して、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：日本電子社製の「ＪＳＭ−７０００Ｆ」）にて試料表面の状態を倍率５００〜１５００００倍で観察・撮影する。
【００２２】
その後、同チャンバー内の試料に再び電子線を照射して、その後方散乱電子の回折パターンをＥＢＳＤ装置（Oxford Nordlys社製）に取り込み、結晶方位解析をしながら試料表面を走査する。これにより、各点での方位情報を得て、得られた方位情報をデータ処理によりマップ化して図１（ａ）に示すような方位マップを得て、この方位マップからＹ2Ｏ3膜表面の結晶方位の状態を確認する。
【００２３】
図１（ａ）に示す方位マップは、後方散乱電子の回折パターンをドット表示したものであり、各頂点はそれぞれミラー指数表示における００１面，０１０面，１１１面に相当し、００１面と０１０面とを結ぶ直線の中間点が１１０面に相当する。従って、これら頂点および前記中間点に近い領域にドット表示が多いほど、その方位への結晶配向性が強いことを表す。
【００２４】
この図１（ａ）に示す方位マップをＹ2Ｏ3膜表面に現れる結晶方位に置き換えて考えると、図１（ａ）中の各頂点は図１（ｂ）に示す結晶方位に相当し、２つの４００面を結ぶ直線の中間点が４４０面に相当する。そして、方位マップの全領域を４００面，４４０面，２２２面の３方位に分け、それぞれの面積が３等分となるように、方位マップの各頂点から所定の曲率半径で境界線を引き、４００面，４４０面，２２２面の３つの方位の領域に分割すると図１（ｃ）のように表される。これら各領域に存在するドット数の増減によって、Ｙ2Ｏ3膜が４００面，４４０面，２２２面のうち、いずれの方位への結晶配向性が強いかを確認することが可能となる。
【００２５】
ここで、本発明における前記４００面付近に配向する結晶とは、４００面の領域内に存在する結晶を意味する。これと同様に、４４０面付近に配向する結晶とは、４４０面の領域内に存在する結晶を、２２２面付近に配向する結晶とは、２２２面の領域内に存在する結晶をそれぞれ意味する。そして、各領域に存在するドット数を測定することにより、４００面，４４０面，２２２面の３つの結晶方位付近に存在する結晶の割合を算出することができる。具体例を挙げて説明すると、４００面付近に配向する結晶の割合は、下記式（Ｉ）により算出することができる。
【００２６】
【数１】
2010070854.tif 000003
【００２７】
なお、前記式（Ｉ）において、４４０面の領域内のドット数をａにあてはめると、４４０面付近に配向する結晶の割合を算出することができる。これと同様に、２２２面の領域内のドット数をａにあてはめると、２２２面付近に配向する結晶の割合を算出することができる。また、前記図１に示す方位マップを、ＥＢＳＤ装置を用いて、事前に観察・撮影した試料表面の結晶写真に３色に色分けした形で反映させることにより、結晶写真をカラーマップ化することも可能である。
【００２８】
なお、本発明にかかるＹ2Ｏ3膜の表面には、本発明の効果を損なわない限りにおいて、前記した４００面，４４０面，２２２面の各結晶方位付近に存在する結晶以外に、６００面，８００面，６６２面等の結晶方位を有する結晶を有していてもよい。
【００２９】
一方、前記Ｙ2Ｏ3膜のＸ線回折チャートにおける２θ＝４９°付近の４４０面帰属ピークをＩ440，２θ＝３４°付近の４００面帰属ピークをＩ400としたとき、Ｉ400／Ｉ440のピーク強度比が０．５〜６０であるのが好ましい。これにより、より柱状結晶間の隙間が小さく、緻密化されたＹ2Ｏ3膜にすることが可能となる。なお、従来のＹ2Ｏ3膜では、前記Ｉ400／Ｉ440のピーク強度比が０．５未満となる。
【００３０】
すなわち、Ｉ400／Ｉ440のピーク強度比を０．５以上にすると、４００面付近へ配向する柱状結晶の割合が少なくなりすぎるのを抑制することができる。４００面付近へ配向する柱状結晶の割合が少なくなりすぎると、柱状結晶間の隙間がなくなるために、Ｙ2Ｏ3膜を形成する際に膜内に発生する残留応力を緩和することができず、膜形成後にＹ2Ｏ3膜に亀裂が発生し易い。
【００３１】
また、Ｉ400／Ｉ440のピーク強度比を６０以下にすると、４００面付近へ配向する柱状結晶の割合が多くなりすぎるのを抑制することができる。４００面付近へ配向する柱状結晶の割合が多くなりすぎると、緻密化されたＹ2Ｏ3膜ではなくなり、耐食性が著しく低下する。前記Ｉ400／Ｉ440のピーク強度比のさらに好ましい範囲は１〜４５である。
【００３２】
前記Ｉ400／Ｉ440のピーク強度比は、以下のようにして算出される値である。すなわち、まず、本発明にかかる耐食性部材から測定用の試料を適当な大きさに切り出す。試料の形状としては、幅５〜２０ｍｍ、長さ５〜２０ｍｍ、厚さ１〜１０ｍｍ程度である。前記試料の形状は、基材を含む形状である。
【００３３】
次いで、試料表面の任意の箇所をＸ線回折装置によりその回折パターンを測定し、得られた回折パターンをチャートとして出力する。Ｘ線回折チャートには、縦軸にピーク強度、横軸に回折角度（２θ）が示されており、この回折チャートの２θ＝４９°付近のピークを４４０面帰属ピークＩ440，２θ＝３４°付近のピークを４００面帰属ピークＩ400としてピーク強度を読みとる。読みとった４４０面帰属ピークＩ440，４００面帰属ピークＩ400を、式：Ｉ400／Ｉ440に当てはめて、ピーク強度比を算出する。
【００３４】
前記Ｙ2Ｏ3膜は、該Ｙ2Ｏ3膜をＸ線反射率法により測定して得られる膜密度が、４．５〜５．１ｇ／ｃｍ3であるのが好ましい。これにより、Ｙ2Ｏ3膜を柱状結晶間に隙間の少ない緻密膜にすることができるので、腐食性ガスが隙間に侵入して、基材が腐食されるのを抑制することができる。
【００３５】
すなわち、前記膜密度を４．５ｇ／ｃｍ3以上にすると、柱状結晶間に隙間の多いＹ2Ｏ3膜となるのを抑制することができる。柱状結晶間に隙間の多いＹ2Ｏ3膜では、該隙間から腐食性ガスが侵入して基材が腐食されるとともに、腐食性ガスとＹ2Ｏ3膜との接触面積が増加して腐食されやすくなるため、耐食性が低下する。
【００３６】
また、前記膜密度を５．１ｇ／ｃｍ3以下にすると、Ｙ2Ｏ3膜を構成する柱状結晶間に隙間が殆どなくなるのを抑制することができる。柱状結晶間に隙間が殆どなくなると、該柱状結晶を微少変形させることができないため、膜形成時に発生した膜内の残留応力を柱状結晶の変形により緩和させることができず、Ｙ2Ｏ3膜に亀裂や破損を生じる。前記膜密度のさらに好ましい範囲は４．７〜５．１ｇ／ｃｍ3である。
【００３７】
前記Ｘ線反射率法は、Ｘ線の反射率によって膜密度を解析する方法である。具体的に説明すると、まず、本発明にかかる耐食性部材から測定用の試料を適当な大きさに切り出す。試料の形状としては、幅１０〜２０ｍｍ、長さ１０〜２０ｍｍ、厚さ１〜１０ｍｍ程度である。前記試料の形状は、基材を含む形状である。
【００３８】
次いで、この試料の表面、すなわちＹ2Ｏ3膜表面を研磨加工により鏡面とする。研磨加工の方法としては、例えば１μｍ以下の微細な研磨砥粒が一定の時間間隔で吹き付け塗布されるセラミック製の研磨盤上に試料表面を押し付けて鏡面加工するラップ加工法やバフ研磨加工法等を用いることができる。
【００３９】
試料表面を研磨加工により鏡面とした後、市販のＸ線回折装置（ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ社製の「Ｘ’Ｐｅｒｔ ＰＲＯ ＭＲＤ」）により、波長Ｃｕ Ｋ α１ のＸ線を電圧３０〜５０ｋＶ，電流２５〜５０ｍＡの条件で試料表面に照射し、入射角度などの諸条件からＸ線反射率法の解析原理に基づいて、Ｙ2Ｏ3膜の密度を算出する。
【００４０】
前記Ｙ2Ｏ3膜表面における平均結晶粒径としては、５μｍ以上、好ましくは５〜５０μｍであるのがよい。これにより、Ｙ2Ｏ3膜が直径の大きな柱状結晶で構成された耐食膜になるので、１つ１つの柱状結晶の強度が高く、しかも（ハロゲン系）腐食性ガスや、そのプラズマに曝される膜表面の結晶粒界を少なくすることが可能になり、Ｙ2Ｏ3膜の耐食性を向上することができる。
【００４１】
前記平均結晶粒径は、プラニメトリック法にて測定して得られる値である。すなわち、まず、Ｙ2Ｏ3膜表面をＳＥＭにより倍率１万倍にて写真撮影する。次いで、得られた写真上で面積が既知の円を描き、円内の粒子数および円周にかかる粒子数をカウントして、以下のように平均結晶粒径を算出する。
【００４２】
Ａを円の面積、Ｎｃを円内の粒子数、Ｎｊを円周にかかった粒子数、Ｍを倍率としたとき、単位面積当たりの粒子数Ｎｇは、（Ｎｃ＋（１／２）×Ｎｊ）／（Ａ／Ｍ2）で表されるため、円の面積Ａ、円内の粒子数Ｎｃ、円周にかかった粒子数Ｎｊ、および倍率Ｍを得ることにより、単位面積当たりの粒子数Ｎｇを得ることができる。
【００４３】
また、１個の粒子の占める面積は、１／Ｎｇで表されるため、単位面積当たりの粒子数Ｎｇを得ることにより、１個の粒子の占める面積を求めることができる。ここで、１／√(Ｎｇ)が平均結晶粒径に相当するため、単位面積当たりの粒子数Ｎｇを得ることにより、平均結晶粒径を求めることができる。
【００４４】
前記Ｙ2Ｏ3膜の厚さとしては、１０〜１００μｍであるのが好ましい。これにより、腐食による劣化で基材が腐食されることがなく、均質な耐食膜を形成することができる。すなわち、前記Ｙ2Ｏ3膜の厚さを１０μｍ以上にすると、腐食性ガスやそのプラズマにより早期にＹ2Ｏ3膜が腐食され、基材が露呈して腐食されるのを抑制することができる。また、前記Ｙ2Ｏ3膜の厚さを１００μｍ以下にすると、膜厚が厚くなりすぎて、膜厚，密度等が均質なＹ2Ｏ3膜を形成し難くなるのを抑制することができる。前記Ｙ2Ｏ3膜の厚さのさらに好ましい範囲は３０〜８０μｍである。
【００４５】
前記Ｙ2Ｏ3膜の厚さは、膜を基材ごと垂直方向に割断し、その断面を数倍の倍率の金属顕微鏡や数倍から数百倍の倍率により観察可能なＳＥＭにより観察して写真撮影した後、写真に写った断面において、数箇所の膜厚を任意に測定し、平均値を算出して得られる値である。
【００４６】
前記Ｙ2Ｏ3膜の表面は、算術平均高さ（Ｒａ）が、０．５μｍ以下であるのがよい。それにより、腐食性ガスやそのプラズマとＹ2Ｏ3膜の接触面積を少なくすることが可能となり、Ｙ2Ｏ3膜の耐食性をより向上させることが可能となる。なお、このＹ2Ｏ3膜表面の算術平均高さ（Ｒａ）については、レーザーＣＶＤ装置におけるレーザー出力，基材加熱温度などレーザーＣＶＤ法における各種条件を調整することによって実施可能である。Ｙ2Ｏ3膜表面の算術平均高さ（Ｒａ）は、市販の接触式または非接触式の表面粗さ計を用い、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１，ＪＩＳ  Ｂ  ０６３３−２００１，ＪＩＳ  Ｂ  ００３１−２００３  付属書Ｇ，Ｆ）に準拠して、例えば、算術平均高さＲａが０．１μｍより大きく２μｍ以下と推定されるときは、評価長さが４ｍｍ，カットオフ値（基準長さ）が０．８ｍｍの設定条件で測定することができる。
【００４７】
このようなＹ2Ｏ3膜を基材表面に形成する方法としては、柱状組織の得られる成膜方法が採用可能であり、例えばレーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、有機ＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法やＥＢ−ＰＶＤ（電子ビーム−物理気相蒸着）法等の各種ＰＶＤ法、スパッタリング法等が挙げられる。特に、Ｙ2Ｏ3膜を基材表面に効率よく且つ薄く形成できる上で、レーザーＣＶＤ法を採用するのが好ましい。
【００４８】
図２は、本発明にかかる耐食性部材のＹ2Ｏ3膜の形成に用いるレーザーＣＶＤ装置を示す概略説明図である。同図に示すように、このレーザーＣＶＤ装置１は、チャンバー２、このチャンバー２の下部一端に設けられた排気口３、チャンバー２の下部中央に設けられた試料台５、この試料台５を支持する支持台６、試料台５を加熱するヒーター７、チャンバー２の上部一端に設けられたレーザー８、チャンバー２の上部中央に設けられた原料ガス供給管１１、および酸素ガス供給管１４から構成されている。
【００４９】
このレーザーＣＶＤ装置１を用いて基材４表面にＹ2Ｏ3膜を形成するには、まず、試料台５の所定位置に基材４を載置する。次いで、この基材４を支持台６上に載置されたヒーター７付き試料台５により所定温度に加熱する。
【００５０】
基材４を所定温度に加熱した後、その表面に向けて予め所定温度に加熱した原料ガス１０を、原料ガス供給管１１を介して原料ガス噴出口１２から噴出する。原料ガス１０の原料としては、例えばＹ（イットリウム）の有機金属錯体等が挙げられる。
【００５１】
この原料ガス１０の噴出と同時に、酸素ガス１３を、酸素ガス供給管１４を介して酸素ガス噴出口１５から噴出する。これにより、原料ガス１０と酸素ガス１３との混合ガス１６が、基材４表面に吹き付けられる。
【００５２】
次いで、混合ガス１６の基材４表面への吹き付けと同時に、ＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｇａｒｎｅｔ）レーザー等のレーザー８を用いて、チャンバー２の窓部材２０を介してレーザー光９を基材４表面に照射する。レーザー光９が基材４表面に吹き付けられた混合ガス１６中の原料ガス１０に照射されると、基板４上の原料ガス１０が局所加熱により活性化されて基板４表面上で結晶化する。この結晶が成長することによって、基板４表面上に所定厚さでＹ2Ｏ3膜が形成される。チャンバー２内の余分な混合ガス１６は、排気口３から外部へ排気される。
【００５３】
ここで、レーザー光９の光源であるレーザー８としては、低波長域の半導体レーザー（レーザーダイオード）である、例えば８０８ｎｍの波長の半導体レーザーを用いれば、ネオジム添加ＹＡＧレーザーの波長（１０６４ｎｍ）と比較して短波長であることから、レーザー光９の光子エネルギーがアップし、低いレーザー出力でもＹＡＧレーザーと同等の成膜量を得ることができて、レーザー照射によって上昇する基材４の温度を低く抑えることができるので、基材４の劣化を抑制することができる。（以下、光子エネルギーの計算式を参照。）また、半導体レーザーを光源とすれば、レーザーＣＶＤ装置を小型化することが可能なため、よりコンパクト化できるとともに、消費電力も少ないためＹ2Ｏ3膜の製造コストを低減することが可能となる。
光子エネルギー（ｅＶ）＝ｈ・ｃ／λ
ｈ：ブランク定数
ｃ：真空中の光速度
λ：波長
このように、光源として半導体レーザーを用いれば、レーザー照射によって上昇する基材４の温度を低く抑えることができるので、金属（例えば融点が６００℃のアルミニウム）を基材４として用いることができる。金属は容易に加工できて、構造材料に必要な強度を有しているものの、半導体製造装置の構造材料として金属を用いたとき、金属が腐食性ガスやそのプラズマに曝されて腐食されると、例えばアルミニウムではＡｌ成分がパーティクルとして半導体に混入し、その機能を阻害する要因となり問題となる。この問題に対し、半導体レーザーを用いて金属の表面を耐食性の高いＹ2Ｏ3膜でコーティングすれば、半導体製造装置の構造材料として好適に用いることができる。
【００５４】
ここで、Ｙ2Ｏ3膜表面に存在する結晶のうち、４００面付近に配向する結晶を特定の割合に制御するには、例えば基材４の加熱温度、レーザー光９の出力、レーザー光９の照射径、チャンバー２の内圧（ガス圧）を適宜調節すればよい。
【００５５】
具体例を挙げると、以下の通りである。
基材４の加熱温度：室温〜１０００℃
レーザー光９の出力：５０〜３００Ｗ
レーザー光９の照射径：φ５〜５０ｍｍ程度
チャンバー２の内圧：１０〜２０００Ｐａ
基材４の加熱温度を高く、レーザー８の出力を高く、チャンバー２の内圧を低くすると、４００面付近に配向する結晶の割合が多くなる傾向にある。
【００５６】
本発明の耐食性部材は、高い耐食性を有していることから、例えば半導体・液晶製造装置を構成する内壁材（チャンバー）、マイクロ波導入窓、シャワーヘッド、フォーカスリング、シールドリング等に好適に用いることができる。また、半導体製造装置で高真空を得るために使用されるクライオポンプやターボ分子ポンプ等の構成部品としても使用することができる。
【００５７】
具体例を挙げて説明すると、図３は、本発明にかかる耐食性部材を用いた誘導結合型プラズマエッチング装置を示す概略説明図である。同図に示すように、このプラズマエッチング装置は、ドーム状の処理容器２１を備えている。この処理容器２１の内壁表面には、耐食膜２２が形成されている。そして、これら処理容器２１，耐食膜２２が、本発明にかかる耐食性部材からなる。すなわち、処理容器２１が基材４からなり、耐食膜２２が前記Ｙ2Ｏ3膜からなる。
【００５８】
一方、処理容器２１の下方には、金属製の下部チャンバー２３が処理容器２１に密着するように設けられている。下部チャンバー２３内の上部には、支持テーブル２４が配置され、その上に静電チャック２５が設けられており、この静電チャック２５上に半導体ウェハ２６が載置されている。静電チャック２５の電極には直流電源（不図示）が接続されており、これにより半導体ウェハ２６を静電吸着する。
【００５９】
また、支持テーブル２４には、ＲＦ電源（不図示）が接続されている。下部チャンバー２３の底部には、真空ポンプ２９が接続されており、下部チャンバー２３内を真空排気可能にしている。下部チャンバー２３の上部両端には、半導体ウェハ２６の上方にＣＦ4ガス等のエッチングガスを供給するガス供給ノズル２７，２７が設けられている。処理容器２１の周囲には、誘導コイル２８が設けられており、この誘導コイル２８にはＲＦ電源から例えば１３．５６ＭＨｚのマイクロ波が印加される。
【００６０】
このようなエッチング装置においては、まず、真空ポンプ２９により下部チャンバー２３内を所定の真空度まで排気する。次いで、静電チャック２５により半導体ウェハ２６を静電吸着した後、ガス供給ノズル２７からエッチングガスとして例えばＣＦ4ガスを供給しつつ、ＲＦ電源から誘導コイル２８に給電する。これにより、半導体ウェハ２６の上方部分にエッチングガスのプラズマが形成され、半導体ウェハ２６が所定パターンにエッチングされる。なお、高周波電源から支持テーブル２４に給電することにより、エッチングの異方性を高めることができる。
【００６１】
ここで、このようなエッチング処理の際には、処理容器２１，耐食膜２２はＳＦ6、ＣＦ4、ＣＨＦ3、ＣｌＦ3、ＮＦ3、Ｃ4Ｆ8、ＨＦ等のフッ素化合物であるフッ素系ガス、Ｃｌ2、ＨＣｌ、ＢＣｌ3、ＣＣｌ4等の塩素化合物である塩素系ガス、あるいはＢｒ2、ＨＢｒ、ＢＢｒ3等の臭素化合物である臭素系ガス等のハロゲン系腐食性ガスやそのプラズマによる腐食を受ける。従って、これら処理容器２１，耐食膜２２に耐食性に優れる本発明の耐食性部材を適用すれば、従来のアルミナの処理容器を用いた場合と比較して、容器寿命が長くなり好適である。
【００６２】
更には、下部チャンバー２３や、支持テーブル２４、静電チャック２５、あるいは半導体ウェハ２６を固定・保持するためのリング（不図示）等を構成する部材にも、本発明の耐食性部材を適用することができる。これらの部材に本発明の耐食性部材を適用すると、優れた耐食性と機械的特性とを示すようになるので、装置寿命が長くなり、メンテナンスを頻繁に実施して部材を交換する必要がなくなるため、半導体の製造コストを大幅に削減することが可能となる。
【００６３】
なお、本発明にかかる耐食性部材の用途としては、図３に示すプラズマエッチング装置の処理容器に限定されるものではなく、半導体製造装置やＣＶＤ成膜等の腐食性ガスを用いる処理用の部材として、あらゆる部分に適用することが可能である。
【００６４】
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００６５】
＜耐食性部材の作製＞
図２に示すレーザーＣＶＤ装置を用いて、本発明の耐食性部材を数個作製した。具体的には、まず、試料台５の所定位置に基材４を載置した。基材４としては、純度９９．５質量％以上、寸法が幅１０ｍｍ、長さ１０ｍｍ、厚さ３ｍｍのアルミナ基材を用いた。
【００６６】
次いで、この基材４を支持台６上に載置されたヒーター７付き試料台５により加熱した。基材４を６００〜８００℃に加熱した後、その表面に向けて、予め３５０℃に加熱した原料ガス１０を、ガス供給管１１を介して原料ガス噴出口１２から噴出した。原料ガス１０の原料としては、Ｙの有機金属錯体〔Ｙ（ＤＰＭ）3（Ｃ33Ｈ57Ｏ6Ｙ）〕を用いた。
【００６７】
この原料ガス１０の噴出と同時に、酸素ガス１３を、酸素ガス供給管１４を介して酸素ガス噴出口１５から噴出して、原料ガス１０と酸素ガス１３との混合ガス１６を基材４表面に吹き付けた。
【００６８】
次いで、混合ガス１６の基材４表面への吹き付けと同時に、レーザー光９（ＹＡＧレーザー）をレーザー出力２１０Ｗで、チャンバー２の窓部材２０を介して基材４表面に照射し、基材４表面に厚さ５０μｍのＹ2Ｏ3膜を形成して、本発明の耐食性部材を１０個得た。
【００６９】
なお、上記以外の成膜条件としては、以下の通りである。
レーザー光９の照射径：φ１５ｍｍ
チャンバー２内のガス圧：１８０Ｐａ
【００７０】
得られた試料１０個のうち、任意に選定した５個についてＹ2Ｏ3膜の結晶配向性を測定し、残りの５個について耐食性を評価した。測定条件、評価方法およびそれらの結果は、以下の通りである。
【００７１】
＜Ｙ2Ｏ3膜の結晶配向性の測定＞
任意に選定した５個の試料のＹ2Ｏ3膜について、ＳＥＭによる組織観察と、ＥＢＳＤ装置による結晶配向性の測定とを行った。まず、試料表面にラップ加工法により鏡面加工を施した。具体的には、円板状のセラミック研磨盤表面に、該研磨盤を回転数１００〜１０００ｒｐｍの範囲で回転させながら、１μｍ前後の微細なセラミック粒子を含む研磨液を吹き付けにより塗布した。そして、回転する該研磨盤表面に試料表面を押し付け、研磨盤表面と試料表面との間に入り込む研磨液中の微細なセラミック粒子の働きにより試料表面を鏡面加工した。
【００７２】
次いで、鏡面加工を施した試料を真空チャンバー内へ設置し、試料表面に電子線を照射して、ＳＥＭ（日本電子社製の「ＪＳＭ−７０００Ｆ」）にて試料表面の状態を３０００倍の倍率で観察し、結晶写真を撮影した。その後、同チャンバー内の試料に再び電子線を照射して、その後方散乱電子の電子回折パターンをＥＢＳＤ装置（Oxford Nordlys社製）に取り込み、結晶方位解析しながら試料表面を走査し、試料各点での方位情報を得て、得られた方位情報をデータ処理によりマップ化して方位マップを得た。
【００７３】
ＥＢＳＤ装置による詳細な分析条件は、以下の通りである。
加速電圧：１５ｋＶ
照射電流：１ｎＡ（ナノアンペア）
サンプリング点数：２５０×２５０（ドット数：６２５００個）
サンプリング間隔：０．２μｍ
【００７４】
得られた方位マップから、前記した方法に従って４００面付近の結晶方位に存在している結晶の割合を算出した（ｎ＝５）。その結果、４００面付近に配向する結晶の割合は、平均値で２０％であった。また、残りの８０％は、４４０面付近に配向する結晶と、２２２面付近に配向する結晶とから構成されていた。
【００７５】
＜耐食性評価＞
前記で得た５個の試料について、耐食性を評価した。まず、前記試料をＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｎｇ）装置にセットした。次いで、試料表面をＣｌ2ガス雰囲気下でプラズマ中に３時間曝露し、その前後の重量減少量から１分間当たりのエッチングレートを算出した。そして、基準試料として予め用意したアルミナ焼結体（アルミナ含有量９９．５質量％）のエッチングレートを１としたときの相対比較値を算出した（ｎ＝５）。その結果、本発明の耐食性部材は、前記相対比較値が平均値で０．４５であり、純度９９．５質量％以上、密度４．９ｇ／ｃｍ3のＹ2Ｏ3焼結体と同等以上の耐食性を有していた。
【実施例２】
【００７６】
実施例１と同様のレーザーＣＶＤ装置を用い、レーザー出力および基材加熱温度を表１に示す条件にして本発明の耐食性部材を作製して、以下の評価を行なった。
【００７７】
まず、各試料６枚準備した実施例１と同形状のアルミナ基材の表面に、実施例１と同様の装置を用いたレーザーＣＶＤ法により、レーザー出力および基材加熱温度を表１に示す値としてＹ2Ｏ3膜（膜厚３０μｍ）を形成した耐食性部材を得た。
そして、４００面付近に配向する結晶の割合、膜密度およびエッチングレート比をそれぞれの試料につき評価した。
【００７８】
４００面付近に配向する結晶の割合については、実施例１と同様のＥＢＳＤ装置（Oxford Nordlys社製）を用いて同様の分析条件にて測定して算出した（ｎ＝５）。
また、膜密度については、各試料の６個のうちの１個の表面をバフ研磨加工により鏡面加工した後、市販のＸ線回折装置（ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ社製の「Ｘ’Ｐｅｒｔ ＰＲＯ ＭＲＤ」）により、波長Ｃｕ Ｋ α１ のＸ線を電圧３０〜５０ｋＶ、電流２５〜５０ｍＡの条件で鏡面加工した表面に照射し、入射角度などの諸条件からＸ線反射率法の解析原理に基づいて算出した。
また、エッチングレート比については、ＥＢＳＤ装置により４００面付近に配向する結晶の割合を算出後の試料を用いて、実施例１と同様にＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｎｇ）装置にて、試料表面をＣｌ2ガス雰囲気下でプラズマ中に３時間曝露し、その前後の重量減少量から１分間当たりのエッチングレートを算出した。そして、基準試料として予め用意したアルミナ焼結体（アルミナ含有量９９．５質量％）のエッチングレートを１としたときの相対比較値をエッチングレート比として算出した。
なお、エッチングレート比の値については、０．７以下の数値を示したものを耐食性良好と判断した。
【００７９】
実施例２の結果を表１に示す。
【表１】
2010070854.tif 000004
【００８０】
表１に示すように、本発明の範囲外である試料Ｎｏ．１については、４００面付近に配向する結晶の割合が５％未満であるため、Ｙ2Ｏ3膜を構成する柱状結晶間に微少隙間の形成することが困難となり、Ｙ2Ｏ3膜の形成時に発生する残留応力を微小隙間へ逃がして緩和することができないため、Ｙ2Ｏ3膜に亀裂が生じる結果となった。また、試料Ｎｏ．７については、４００面付近に配向する結晶の割合が５０％を超えているために、Ｙ2Ｏ3膜を構成する柱状結晶間の隙間が大きくなりすぎて膜密度が低下し、これにより耐食性が低下した。
これと比較して、本発明の耐食性部材である試料Ｎｏ．２〜６については、４００面付近に配向する結晶の割合が５〜５０％の範囲内であることから、Ｙ2Ｏ3膜形成時に発生する残留応力を逃がすことができる微少隙間を有しつつ、腐食性ガスなどの侵入の少ない緻密膜が形成できているので、Ｙ2Ｏ3膜に亀裂の発生は見られず、良好な耐食性を示した。
【実施例３】
【００８１】
実施例１と同様のレーザーＣＶＤ装置を用い、レーザー出力および基材加熱温度を表２に示す条件として本発明の耐食性部材を作製して、以下の評価を行なった。
【００８２】
まず、各試料６枚準備した実施例１と同形状のアルミナ基材の表面に、実施例１と同様の装置を用いたレーザーＣＶＤ法により、レーザー出力および基材加熱温度を表２に示す値としてＹ2Ｏ3膜（膜厚３０μｍ）を形成した耐食性部材を得た。
そして、Ｙ2Ｏ3膜表面をＥＢＳＤ法により測定して得られた方位マップにおける２２２面，４４０面および４００面それぞれの面方位付近に配向する結晶の割合、膜密度、平均結晶粒径およびエッチングレート比をそれぞれの試料につき測定した。
２２２面，４４０面および４００面それぞれの面方位付近に配向する結晶の割合については、実施例１と同様のＥＢＳＤ装置（Oxford Nordlys社製）を用いて同様の分析条件にて測定して算出した（ｎ＝５）。
また、膜密度およびエッチングレート比についても、実施例２と同様の方法を用いて測定し、エッチングレート比は、０．７以下の数値を示したものを耐食性良好と判断した。
さらに、平均結晶粒径については、プラニメトリック法にて測定した。
【００８３】
実施例３の結果を表２に示す。
【表２】
2010070854.tif 000005
【００８４】
表２に示すように、本発明の耐食性部材である試料Ｎｏ．８〜１８は、エッチングレート比が０．７以下であり、良好な耐食性を示した。特に、Ｙ2Ｏ3膜表面をＥＢＳＤ法により測定して得られた方位マップにおける２２２面，４４０面および４００面それぞれの面方位付近に配向する結晶の割合が２０〜４０％の範囲内にある試料Ｎｏ．１０，１１，１３については、膜密度が５．０以上であり、平均結晶粒径が１０μｍと直径の大きな柱状結晶で構成されエッチングレート比が０．５未満の良好な数値を示した。
【実施例４】
【００８５】
実施例１と同様のレーザーＣＶＤ装置を用い、レーザー出力，基材加熱温度およびチャンバー内の圧力（ガス圧）を表３に示す条件として本発明の耐食性部材を作製して、以下の評価を行なった。
【００８６】
まず、各試料６枚準備した実施例１と同形状のアルミナ基材の表面に、実施例１と同様のＣＶＤ装置を用いたレーザーＣＶＤ法により、レーザー出力，基材加熱温度およびチャンバー内の圧力（ガス圧）を表３に示す値としてＹ2Ｏ3膜（膜厚３０μｍ）を形成した耐食性部材を得た。
そして、各試料のＹ2Ｏ3膜をＸ線回折測定して、Ｘ線回折チャートから、２θ＝４９°付近の４４０面帰属ピークをＩ440，２θ＝３４°付近の４００面帰属ピークをＩ400として算出し、Ｉ400／Ｉ440のピーク強度比を求めた。
【００８７】
各試料のＹ2Ｏ3膜のＸ線回折測定については、Ｘ線回折装置（ＢｒｕｋｅｒＡＸＳ社製  ＡＤＶＡＮＣＥ）を用いて、測定範囲２θ＝１０°〜９０°，ＣｕＫα測定の条件によりその回折パターンを測定し、得られた回折パターンの出力されたＸ線回折チャートには、縦軸にピーク強度、横軸に回折角度（２θ）が示されており、このＸ線回折チャートの２θ＝４９°付近のピークを４４０面帰属ピークＩ440，２θ＝３４°付近のピークを４００面帰属ピークＩ400としてピーク強度を読み取り、読み取った４４０面帰属ピークＩ440，４００面帰属ピークＩ400を、式：Ｉ400／Ｉ440に当てはめて、ピーク強度比を算出した。
また、算術平均高さ（Ｒａ）については、市販の非接触式の表面粗さ計を用い、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１）に準拠して測定した。
また、膜密度およびエッチングレート比については、実施例２と同様の方法にて測定を実施した。さらに、金属顕微鏡を用いてＹ2Ｏ3膜表面の観察を行った。
【００８８】
実施例４の結果を表３に示す。
【表３】
2010070854.tif 000006
【００８９】
表３に示すように、本発明の耐食性部材である試料Ｎｏ．１９〜２７は、エッチングレート比が０．７以下であり、良好な耐食性を示した。また、金属顕微鏡によるＹ2Ｏ3膜表面の観察において、Ｉ400／Ｉ440の値が０．３である試料Ｎｏ．１９は、４００面付近へ配向する結晶の割合が少なく、膜内の残留応力の緩和効果が働きにくいため、Ｙ2Ｏ3膜表面の端部数カ所に微細な亀裂の発生が見られた。また、Ｉ400／Ｉ440の値が０．５である試料Ｎｏ．２０については、Ｙ2Ｏ3膜表面の端部１ヶ所に非常に微細な亀裂が見られたものの、膜特性への影響はなかった。なお、試料Ｎｏ．２１〜２７のＹ2Ｏ3膜表面に亀裂は見られなかった。このＹ2Ｏ3膜表面の観察およびエッチングレート比の結果から、試料Ｎｏ．２１〜２５のように、Ｉ400／Ｉ440の値が１〜４５の範囲内であることによって、Ｙ2Ｏ3膜を形成する際に膜内に発生する残留応力を緩和し、良好な耐食性を示すことが分かった。
【実施例５】
【００９０】
半導体レーザーを光源としたレーザーＣＶＤ装置を用いて、本発明の耐食性部材を作製した。以下に詳細を示す。
【００９１】
＜耐食性部材の作製＞
まず、試料台５の所定位置に基材４を載置した。基材４としては、純度９９．５質量％以上、寸法が幅１０ｍｍ、長さ１０ｍｍ、厚さ３ｍｍのアルミナ基材を用いた。
次いで、この基材４を支持台６上に載置されたヒーター７付き試料台５により加熱した。基材４を１００℃に加熱した後、その表面に向けて予め２００℃に加熱した原料ガス１０を、ガス供給管１１を介して原料ガス噴出口１２から噴出した。原料ガス１０の原料としては、Ｙの有機金属錯体を用いた。
この原料ガス１０の噴出と同時に、酸素ガス１３を、酸素ガス供給管１４を介して酸素ガス噴出口１５から噴出して、原料ガス１０と酸素ガス１３との混合ガス１６を基材４表面に吹き付けた。
次いで、混合ガス１６の基材４表面への吹き付けと同時に、レーザー光９（半導体レーザー）をレーザー出力１５０Ｗで、チャンバー２の窓部材２０を介して基材４表面に照射し、基材４表面に厚さ５０μｍのＹ2Ｏ3膜を形成して、本発明の耐食性部材を１０個得た。
なお、上記以外の成膜条件としては、以下の通りである。
レーザー光９の照射径：φ１５ｍｍ
チャンバー２内のガス圧：１８０Ｐａ
得られた試料１０個のうち、任意に選定した５個についてＹ2Ｏ3膜の結晶配向性を測定し、残りの５個について耐食性を評価した。測定条件、評価方法およびそれらの結果は、以下の通りである。
【００９２】
＜Ｙ2Ｏ3膜の結晶配向性の測定＞
実施例１と同様の方法にて試料に加工を施し、結晶配向性の測定を実施した。その結果、４００面付近の結晶方位に存在している結晶の割合は平均で２０％であり、それ以外は４４０面付近に配向する結晶と、２２２面付近に配向する結晶とから構成されており、実施例１と同等のＹ2Ｏ3膜が形成されていることが確認された。
【００９３】
＜耐食性評価＞
前記で得た５個の試料について、実施例１と同様の方法を用いて耐食性を評価した。その結果、光源を半導体レーザーとしたレーザーＣＶＤ法によりＹ2Ｏ3膜を形成した本発明の耐食性部材は、相対比較値が平均値で０．４５であり、純度９９．５質量％以上、密度４．９ｇ／ｃｍ3のＹ2Ｏ3焼結体と同等以上の耐食性を有していた。
【実施例６】
【００９４】
実施例１のＹＡＧレーザーを光源としたレーザーＣＶＤ法と、実施例５の半導体レーザーを光源としたレーザーＣＶＤ法と同様の方法により、前記実施例で用いたアルミナ基材と同様の寸法のアルミニウム基材、ステンレス鋼基材へそれぞれＹ2Ｏ3膜を形成した。
その結果、ＹＡＧレーザーを光源としたレーザーＣＶＤ法においては、ステンレス鋼基材へのＹ2Ｏ3膜の形成は可能であったものの、アルミニウム基材へのＹ2Ｏ3膜の形成時にアルミニウム基材が溶融し、Ｙ2Ｏ3膜を形成することが困難であった。これに対し、半導体レーザーを光源としたレーザーＣＶＤ法においては、アルミニウム基材およびステンレス鋼基材ともにＹ2Ｏ3膜の形成が可能であり、加工が容易であり、構造材料に必要な強度を有しているアルミニウム基材やステンレス鋼基材等の金属を半導体製造装置の構造材料として好適に用いることができることが分かった。
【符号の説明】
【００９５】
１  レーザーＣＶＤ装置
２  チャンバー
３  排気口
４  基材
５  試料台
６  支持台
７  ヒーター
８  レーザー
９  レーザー光
１０  原料ガス
１１  原料ガス供給管
１２  原料ガス噴出口
１３  酸素ガス
１４  酸素ガス供給管
１５  酸素ガス噴出口
１６  混合ガス
２０  窓部材
２１  処理容器
２２  耐食膜
２３  下部チャンバー
２４  支持テーブル
２５  静電チャック
２６  半導体ウェハ
２７  ガス供給ノズル
２８  誘導コイル
２９  真空ポンプ
【図１】
2010070854.tif 000007
【図２】
2010070854.tif 000008
【図３】
2010070854.tif 000009