(57)【要約】      （修正有）【課題】プラズマに晒されても表面が削れないように加工されたプラズマ処理装置用のアルミナ部材を提供する。【解決手段】マイクロ波プラズマ処理装置は、内部にてプラズマが励起される処理容器１０と、前記処理容器内にプラズマを励起するために必要な電磁波を供給するマイクロ波源と、前記処理容器内に設けられたアルミナ部材３０と、を有し、前記アルミナ部材の少なくともプラズマに晒される表面は、窒化アルミニウムの膜にてコーティングされている。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にてプラズマが励起される処理容器と、前記処理容器内にプラズマ励起用の電磁波を供給する電磁波源と、を備えたプラズマ処理装置に用いられるアルミナ部材であって、
前記アルミナ部材は、アルミナ基材に窒化アルミニウムの膜がコーティングされているプラズマ処理装置用のアルミナ部材。
【請求項２】
トリメチルアルミニウムとアンモニアとを含んだ混合ガスの熱ＣＶＤ処理により、前記アルミナ基材を前記窒化アルミニウムの膜にてコーティングする請求項１に記載のプラズマ処理装置用のアルミナ部材。
【請求項３】
前記熱ＣＶＤ処理に使用される混合ガス中のトリメチルアルミニウムガスの流量に対するアンモニアガスの流量は、１０倍以上である請求項２に記載のプラズマ処理装置用のアルミナ部材。
【請求項４】
前記熱ＣＶＤ処理を施す熱ＣＶＤ処理装置の内部を４００℃以上に調温する請求項２又は３のいずれかに記載のプラズマ処理装置用のアルミナ部材。
【請求項５】
アレン・エヌ・メチルピロリジンとアンモニアとを含んだ混合ガスの熱ＣＶＤ処理により、前記アルミナ基材を前記窒化アルミニウムの膜にてコーティングする請求項１に記載のプラズマ処理装置用のアルミナ部材。
【請求項６】
前記窒化アルミニウムのコーティング膜は、１μｍ以下である請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置用のアルミナ部材。
【請求項７】
前記プラズマ処理装置用のアルミナ部材は、前記処理容器内に設けられ、プラズマ処理中に少なくともプラズマに晒されるアルミナ基材の表面に窒化アルミニウムの膜がコーティングされている請求項１〜６のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置用のアルミナ部材。
【請求項８】
前記プラズマ処理装置用のアルミナ部材は、前記処理容器の内側に面して設けられ、前記電磁波源から供給された電磁波を前記処理容器内に向けて透過させる誘電体窓である請求項１〜７のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置用のアルミナ部材。
【請求項９】
前記プラズマ処理装置用のアルミナ部材は、前記プラズマ処理装置から取り外して前記熱ＣＶＤ処理により前記窒化アルミニウムの膜をリコートした後、再度前記プラズマ処理装置に取り付けて再利用される請求項１〜８のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置用のアルミナ部材。
【請求項１０】
内部にてプラズマが励起される処理容器と、
前記処理容器内にプラズマを励起するために必要な電磁波を供給する電磁波源と、
前記処理容器内に設けられたアルミナ部材と、を備え、
前記アルミナ部材の少なくともプラズマに晒されるアルミナ基材の表面には、窒化アルミニウムの膜がコーティングされているプラズマ処理装置。
【請求項１１】
熱ＣＶＤ処理装置の内部を４００℃以上に調温する工程と、
前記熱ＣＶＤ処理装置にトリメチルアルミニウムとアンモニアとを含んだ混合ガスを供給する工程と、
前記混合ガスを使用した熱ＣＶＤ処理により、前記熱ＣＶＤ処理装置の内部にてアルミナ基材を窒化アルミニウムの膜にてコーティングする工程と、を含むプラズマ処理装置用のアルミナ部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置用のアルミナ部材、アルミナ部材を配設したプラズマ処理装置及びプラズマ処理装置用のアルミナ部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理装置では、電極部分、載置台、ガスのシャワーヘッド等、処理室内部のプラズマに晒される部分に多くの誘電体を使用する。たとえば、ＲＬＳＡ（Ｒａｄｉａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｓｌｏｔ  Ａｎｔｅｎｎａ）プラズマ処理装置やマイクロ波プラズマ処理装置では、処理室の天井面に誘電体窓を設けることによって処理室内の気密を保持するとともに、電磁波を誘電体窓に透過させて処理室内に供給し、電磁波の電界エネルギーによりプラズマを生成する（たとえば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
プラズマ処理装置に用いられる誘電体の材質としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）が多く用いられる。アルミナには、大面積でも比較的製造が容易であること、性能が安定していること、機械的強度が高いこと、コストが安いこと等、多くの利点が内在するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３８１６号公報
【特許文献２】特開２００８−９１５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、プラズマ処理中、アルミナのプラズマに晒される部分は、プラズマによりダメージを受けて削れてしまい、その剥離物が膜中に混入してプロセス性能を悪化させる場合がある。たとえば、水素プラズマ処理では、水素プラズマによりアルミナ表面がスパッタされるとともに酸化還元反応が生じる。アルミナ表面にてこのような物理的衝撃及び化学反応が起こると、アルミナ部材表面が損傷してアルミナからアルミニウムや酸素が飛び出して汚染源となり、それらが膜中に混入して膜質を悪くする。
【０００６】
これに対して、アルミナの替わりにプラズマに晒されてもダメージを受けない素材を使用することも考えられるが、上記に説明したアルミナの利点から、現時点ではプラズマ処理装置に用いる誘電体としてアルミナ部材は最も適した素材の一つである。
【０００７】
上記問題に鑑み、本発明は、プラズマに晒されても表面が削れないように加工されたプラズマ処理装置用のアルミナ部材、そのアルミナ部材を配置したプラズマ処理装置及びそのアルミナ部材を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、内部にてプラズマが励起される処理容器と、前記処理容器内にプラズマ励起用の電磁波を供給する電磁波源と、を有するプラズマ処理装置に用いられるアルミナ部材であって、前記アルミナ部材は、アルミナ基材に窒化アルミニウムの膜がコーティングされているプラズマ処理装置用のアルミナ部材が提供される。
【０００９】
これによれば、プラズマ処理装置に用いられるアルミナ部材であって、該アルミナ部材は、アルミナ基材に窒化アルミニウムの膜がコーティングされて構成されている。これにより、アルミナ部材が、プラズマに晒されても窒化アルミニウムのコーティングによりアルミナ部材の表面にて酸化還元反応は生じず、また、アルミナ部材の表面へのイオンアタックによるダメージも妨げられる。この結果、プラズマ処理中、アルミナ部材がプラズマに晒されても、アルミナ部材がダメージを受けて削れることはなく、アルミナ部材の削れによる処理室内の金属汚染やコンタミの問題を解消することができる。
【００１０】
トリメチルアルミニウム（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｉｕｍ，化学式Ａｌ（ＣＨ３）３，以降ＴＭＡと記す）とアンモニア（ＮＨ３）とを含んだ混合ガスの熱ＣＶＤ処理により、前記アルミナ基材を前記窒化アルミニウムの膜にてコーティングしてもよい。
【００１１】
前記熱ＣＶＤ処理に使用される混合ガス中のＴＭＡガスの流量に対するアンモニアガスの流量は、１０倍以上であってもよい。なお、本明細書中の流量は０℃かつ１気圧における体積で規格化された流量を意味する。
【００１２】
前記熱ＣＶＤ処理を施す熱ＣＶＤ処理装置の内部を４００℃以上に調温してもよい。
【００１３】
アレン・エヌ・メチルピロリジン（Ａｌａｎｅ−Ｎ−ｍｅｔｈｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｉｎｅ，化学式ＡｌＨ３：Ｎ（ＣＨ３）（ＣＨ２）４，以降ＭＰＡと記す）とアンモニアとを含んだ混合ガスの熱ＣＶＤ処理により、前記アルミナ基材を前記窒化アルミニウムの膜にてコーティングしてもよい。
【００１４】
前記窒化アルミニウムのコーティング膜は、１μｍ以下であってもよい。
【００１５】
前記プラズマ処理装置用のアルミナ部材は、前記処理容器内に設けられ、プラズマ処理中に少なくともプラズマに晒されるアルミナ基材の表面に窒化アルミニウムの膜がコーティングされていてもよい。
【００１６】
前記プラズマ処理装置用のアルミナ部材は、前記処理容器の内側に面して設けられ、前記電磁波源から供給された電磁波を前記処理容器内に向けて透過させる誘電体窓であってもよい。
【００１７】
前記プラズマ処理装置用のアルミナ部材は、前記プラズマ処理装置から取り外して前記熱ＣＶＤ処理により前記窒化アルミニウムの膜をリコートした後、再度前記プラズマ処理装置に取り付けて再利用されるようにしてもよい。
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、内部にてプラズマが励起される処理容器と、前記処理容器内にプラズマを励起するために必要な電磁波を供給する電磁波源と、前記処理容器内に設けられたアルミナ部材と、を有し、前記アルミナ部材の少なくともプラズマに晒されるアルミナ基材の表面には、窒化アルミニウムの膜がコーティングされているプラズマ処理装置が提供される。
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、熱ＣＶＤ処理装置の内部を４００℃以上に調温する工程と、前記熱ＣＶＤ処理装置にＴＭＡとアンモニアとを含んだ混合ガスを供給する工程と、前記混合ガスを使用した熱ＣＶＤ処理により、前記熱ＣＶＤ処理装置の内部にてアルミナ基材を窒化アルミニウムの膜にてコーティングする工程と、を含むプラズマ処理装置用のアルミナ部材の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、アルミナ基材を窒化アルミニウムの膜によってコーティングしたプラズマ処理装置用のアルミナ部材を用いることにより、プラズマの作用によってアルミナ部材の表面がダメージを受けて削れることを防ぎ、アルミナ部材中のアルミニウムや酸素による汚染を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るアルミナ部材を製造するための熱ＣＶＤ処理装置を模式的に示した図である。
【図２】同実施形態に係る熱ＣＶＤ処理装置での圧力と膜厚との関係を示したグラフである。
【図３】同実施形態に係る熱ＣＶＤ処理装置での圧力と膜中の組成比との関係を示したグラフである。
【図４】同実施形態に係る熱ＣＶＤ処理装置での温度と膜中のカーボン比との関係を示したグラフである。
【図５】ＴＭＡの熱分解特性を示したグラフである。
【図６】同実施形態に係る熱ＣＶＤ処理装置に供給するアンモニアガス濃度と膜中のカーボン比との関係を示したグラフである。
【図７】アンモニアの熱分解特性を示したグラフである。
【図８】同実施形態に係る熱ＣＶＤ処理装置での処理時間と膜厚との関係を示したグラフである。
【図９】同実施形態に係るアルミナ部材を設けたマイクロ波プラズマ処理装置の縦断面図である。
【図１０】同実施形態に係るマイクロ波プラズマ処理装置の天井面を示した図である。
【図１１】同実施形態に係るマイクロ波プラズマ処理装置に設置されたアルミナ部材の一部拡大図である。
【図１２】図１２（ａ）（ｂ）は、アルミナ部材（ＴＭＡコート）のプラズマ照射前後のアルミナ表層の組成比を示した図である。
【図１３】図１３（ａ）（ｂ）は、アルミナ部材（ＭＰＡコート）のプラズマ照射前後のアルミナ表層の組成比を示した図である。
【図１４】図１４（ａ）（ｂ）は、アルミナ基材（コートなし）のプラズマ照射前後のアルミナ表層の組成比を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。なお、以下の説明ではガスの流量をＳＣＣＭまたはＳＬＭの単位を用いて説明する。ＳＣＣＭとＳＬＭは温度が０℃かつ圧力が１ａｔｍつまり１０１３２５Ｐａで規格化した流量を表す。例えばｘＳＬＭは、温度が０℃かつ１ａｔｍつまり１０１３２５Ｐａにおいて体積がｘＬ（Ｌはリットル）となるガスと等しい質量を一分間当たりに流す流量を意味する。同様にｙＳＣＣＭは、温度が０℃かつ１ａｔｍつまり１０１３２５Ｐａにおいて体積がｙｃｃ（ｃｃはつまりｃｍ３）となるガスと等しい質量を一分間当たりに流す流量を意味する。前記から分かるようにＳＣＣＭとＳＬＭは、例えば１ＳＬＭは１０００ＳＣＣＭと等しい流量となる関係にある。
【００２３】
説明は、以下の順序で行う。
［１．アルミナ部材の製造方法］
（熱ＣＶＤ処理装置の構成）
（アルミナ部材の製造方法）
（プロセス条件）
［２．アルミナ部材を配置したプラズマ処理装置］
（マイクロ波プラズマ処理装置の構成）
［３．アルミナ部材のプラズマ耐性評価］
（プラズマ耐性評価  ＴＭＡコート）
（プラズマ耐性評価  ＭＰＡコート）
（プラズマ耐性評価  コートなし）
【００２４】
［１．アルミナ部材の製造方法］
まず、本発明の一実施形態に係るアルミナ部材の製造方法について説明する。このアルミナ部材はプラズマ処理装置用であり、プラズマ耐性を強化するために板状のアルミナ基材に以下の加工が施される。
【００２５】
（熱ＣＶＤ処理装置の構成）
本実施形態に係るアルミナ部材は、図１に示した熱ＣＶＤ処理装置１００にて熱ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学的気相成長）処理される。熱ＣＶＤ処理は、熱エネルギーによってガスを化学反応させ、薄膜を生成するものである。
【００２６】
熱ＣＶＤ処理装置１００は、チューブ状のリアクタ１０５を有し、リアクタ１０５内部にて板状のアルミナ基材３０ａに熱ＣＶＤ処理を行う。リアクタ１０５の外部には、赤外線ランプ１１０が装着されている。赤外線ランプ１１０の近傍にはニクロム線１１５が配されていて、各ニクロム線１１５は、温調器１２０に接続されている。リアクタ１０５はアルミナとステンレス（ＳＵＳ）により形成されているが、石英等を用いてもよい。また、赤外線ランプ１１０に変えて他のランプヒータを用いることができる。またニクロム線１１５に変えて他のヒータを用いることができる。
【００２７】
ガス系統について説明する。ガス系統は、主にガスラインＬ１、ガスラインＬ２及びガスラインＬ３を有している。ガスラインＬ１からは、パージガスとして窒素ガス（Ｎ２）がリアクタ１０５に供給される。なお、パージガスに使用されるガスは、不活性ガスであれば窒素ガスに限られない。ガスラインＬ２からは、アンモニア（ＮＨ３）ガス及びアルゴン（Ａｒ）ガスがリアクタ１０５に供給される。ガスラインＬ３からは、アルゴンガスをキャリアガスとしてトリメチルアルミニウム（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｉｕｍ，化学式Ａｌ（ＣＨ３）３，以降ＴＭＡと記す）がリアクタ１０５に供給される。ＴＭＡは、アルミニウム液体金属材料であり、原料容器１３５に収納されており、ガス化したＴＭＡガスをアルゴンガスにてキャリアするようになっている。なお、キャリアガスに使用されるガスは、不活性ガスであればアルゴンガスに限られない。
【００２８】
（アルミナ部材の製造方法：コーティング）
次にアルミナ部材の製造方法について、前工程、本工程の順に説明する。まず、アルミナ基材３０ａをコーティングする前工程では、温調器１２０の温度調整によりニクロム線１１５からの熱によって赤外線ランプ１１０を配管加熱し、リアクタ１０５内部を４００℃以上に調温する。バルブＶ１を開き、他のバルブを閉じてガスラインＬ１からパージガスの窒素ガスをリアクタ１０５内に供給する。図示しない排気装置によりリアクタ１０５の内部を所定の真空度まで排気する。前工程では、窒素ガスの流量を１ＳＬＭに調整しながら３０分間プリベークする。
【００２９】
前記プリベーク後、本工程である熱ＣＶＤ処理を開始する。本工程では、パージガスから実ガスに切り替える。すなわち、バルブＶ１を閉じて窒素ガスの供給を停止し、ガスラインＬ２、Ｌ３のバルブ群（Ｖ２〜Ｖ９）を適宜開いてＴＭＡガス、アンモニアガス及びアルゴンガスをリアクタ１０５に供給する。具体的には、バルブＶ２を開いてマスフローコントローラ１２５によりガス流量を調整しながらガスラインＬ２からアンモニアガスとアルゴンガスとの混合ガスをリアクタ１０５へ供給し、バルブＶ３〜Ｖ６を開いてマスフローコントローラ１３０によりガス流量を調整しながらガスラインＬ３からＴＭＡガスとアルゴンガスとの混合ガスをリアクタ１０５へ供給する。
その際、混合ガスの全ガス流量つまり、リアクタ１０５に供給される全ガス流量の和に対してアンモニアガス流量の割合が１０００ｐｐｍ（０．１％）になり、混合ガスの全ガス流量に対してＴＭＡガス流量の割合が１００ｐｐｍ（０．０１％）になるように、ガスラインＬ２から１ＳＣＣＭのアンモニアガスと４９９ＳＣＣＭのアルゴンガスとの混合ガスをリアクタ１０５に供給し、ガスラインＬ３から０．１ＳＣＣＭのＴＭＡガスと４９９．９ＳＣＣＭのアルゴンガスとの混合ガスをリアクタ１０５に供給する。
【００３０】
赤外線ランプ１１０の配管加熱により赤外線ランプ１１０から赤外線がリアクタ１０５内部に照射されると、その赤外線のエネルギーによってＴＭＡ及びアンモニアガスが熱分解して化学反応を起こし、その結果、アルミナ基材３０ａ全体に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の薄膜が成膜される。所定時間後、本工程を終了し、バルブＶ２〜Ｖ９等を適宜開閉しながら排気する。
【００３１】
なお、ＴＭＡの替わりにアレン・エヌ・メチルピロリジン（Ａｌａｎｅ−Ｎ−ｍｅｔｈｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｉｎｅ，化学式ＡｌＨ３：Ｎ（ＣＨ３）（ＣＨ２）４，以降ＭＰＡと記す）を用いて窒化アルミニウムのコーティング膜を成膜してもよい。その場合には、原料容器１３５にはＭＰＡが収納されていて、ガスラインＬ３からガス化したＭＰＡガスとアルゴンガスとの混合ガスが供給される。その際にも、全ガス流量（つまり、ガスラインＬ２からの混合ガスとガスラインＬ３からの混合ガスの流量の和）に対してＭＰＡガスの流量の割合が１００ｐｐｍ（０．０１％）になるように、ガスラインＬ３から０．１ＳＣＣＭのＭＰＡガスと４９９．９ＳＣＣＭのアルゴンガスとの混合ガスをリアクタ１０５に供給し、ガスラインＬ２から１ＳＣＣＭのアンモニアガスと４９９ＳＣＣＭのアルゴンガスとの混合ガスをリアクタ１０５に供給する。
【００３２】
（プロセス条件）
以上に説明した熱ＣＶＤ処理において、プロセス条件の最適化を図るとプラズマ耐性の高いコーティング膜が形成できる。換言すれば、プロセス条件の最適化を図らないと、窒化アルミニウム膜中にカーボン（Ｃ）が残留したり、酸素が混入したりしてプラズマ耐性が悪くなる。そこで、発明者らは、リアクタ１０５内の圧力や温度、熱ＣＶＤの処理時間等の適正化を図るための実験を行った。
【００３３】
（圧力条件）
まず、圧力を変化させて熱ＣＶＤ処理し、生成された窒化アルミニウム膜の膜質を調べた。熱ＣＶＤ処理時のプロセス条件は次の通りである。
【００３４】
プロセス条件
・ガス種、流量  ５００ＳＣＣＭの２０００ｐｐｍＮＨ３／Ａｒの混合ガス及び５００ＳＣＣＭの２００ｐｐｍＴＭＡ／Ａｒの混合ガスを供給する。すなわち、実験時のガスに関する条件は、アンモニアガス流量とＴＭＡガス流量とアルゴンガス流量の和が１ＳＬＭであり、前記流量の和に対してアンモニアガス流量が１０００ｐｐｍであり、前記流量の和に対してＴＭＡガス流量が１００ｐｐｍである。つまり、アンモニアガス流量が１ＳＣＣＭであり、ＴＭＡガス流量が０．１ＳＣＣＭであり、アンモニアガスとアルゴンガスとの混合ガス中のアルゴンガスとＴＭＡガスとアルゴンガスとの混合ガス中のアルゴンガスとを足した流量（つまりアルゴンガスの総流量）が９９８．９ＳＣＣＭである。
・温度          ６００℃
・処理時間      ３０分
・圧力          ＸＴｏｒｒ（可変）
【００３５】
実験の結果、圧力の変化に伴う窒化アルミニウム膜厚の変化を図２に示し、圧力の変化に伴う窒化アルミニウム膜中の窒素Ｎ及び酸素Ｏの組成比の変化を図３に示す。図２の実験結果によれば、圧力が低いほど窒化アルミニウム膜が厚くなることがわかる。また、図３の実験結果によれば、圧力が低いほど窒化アルミニウム膜の酸素含有率が低く、窒素含有率が高くなることがわかる。窒化アルミニウム膜中の酸素含有率が低くなるほどプラズマ耐性は向上するから、圧力を低くして酸素含有率を低下させるほうがよい。
【００３６】
（窒化アルミニウム膜厚）
ただし、アルミナ基材３０ａをコーティングする窒化アルミニウム膜は、１μｍ以下である必要がある。これは、窒化アルミニウム膜の厚さが１μｍを超えると、プラズマ処理時の熱膨張により窒化アルミニウム膜がひび割れる可能性が高くなるからである。コーティングされたアルミナ部材は、後述するようにプラズマ処理装置に設置されて、プラズマ処理中には高温にさらされ、基板の搬出時には冷却される。アルミナ基材の熱膨張係数は８．０×１０−６Ｋ−１、そのアルミナ基材をコーティングする窒化アルミニウムの熱膨張係数は４．９×１０−６Ｋ−１である。この熱膨張差が原因となって、１μｍを超える厚さの窒化アルミニウム膜では、プラズマ処理時のアルミナ部材の加熱と冷却の繰り返しによって窒化アルミニウム膜が割れてしまう。よって、本実施形態では、窒化アルミニウムのコーティング膜は、１μｍ以下に制御される。
【００３７】
（温度条件）
次に、温度を変化させて熱ＣＶＤ処理し、生成された窒化アルミニウム膜の膜質を調べた。熱ＣＶＤ処理時のプロセス条件は次の通りである。
【００３８】
プロセス条件
ガス種、流量は、５００ＳＣＣＭの２００ｐｐｍＮＨ３／Ａｒの混合ガスと、５００ＳＣＣＭの２００ｐｐｍＴＭＡ／Ａｒの混合ガスをリアクタ１０５へ供給する。これにより、リアクタ１０５に供給される全ガス流量の和に対して、アンモニアガス流量が１００ｐｐｍとなり、ＴＭＡガス流量が１００ｐｐｍとなる。すなわち、実験時の各ガスの流量に関する条件は、アンモニアガス流量とＴＭＡガス流量とアルゴンガス流量の和が１ＳＬＭで、アンモニアガス流量は０．１ＳＣＣＭ、ＴＭＡガス流量は０．１ＳＣＣＭ、アルゴンガス流量は９９９．８ＳＣＣＭである。
また、温度はＸ℃の可変であり、処理時間は３０分である。
【００３９】
実験の結果、温度の変化に伴う窒化アルミニウム膜中のカーボンの含有率を図４に示す。図４の実験結果によれば、温度が高くなるほど窒化アルミニウム膜中のカーボン含有率が高くなることがわかる。窒化アルミニウム膜にはなるべくカーボンが入らないほうがよい。なぜなら、カーボンは酸素（Ｏ）や水素（Ｈ）と反応しメチル化（ＣＨ３）して揮発する性質を有している。窒化アルミニウム膜中でこのような化学反応が起こると窒化アルミニウム膜の表層を平坦化できず、窒化アルミニウム膜表面に凹凸が生じて窒化アルミニウム膜表面の特に凸部に電界エネルギーが集中してその部分で剥離が起こり、コンタミの原因となるからである。よって、リアクタ１０５内の温度は、窒化アルミニウム膜中のカーボン含有率が４０％以下となる温度７００℃以下が望ましい。
【００４０】
図５に、アルミナパッシべーション膜（Ａｌ２Ｏ３−ＳＵＳ）表面でのＴＭＡの熱分解特性を示す。このときの条件は、
・ガス種、流量  ５ＳＣＣＭの１００ｐｐｍＴＭＡ／Ａｒの混合ガス、つまり０．０００５ＳＣＣＭのＴＭＡガスと４．９９９５ＳＣＣＭのアルゴンガスを供給する。
・プリベーク  ５００ＳＣＣＭのアルゴンガスを流しながら５００℃で１時間加熱する。
つまりこの熱分解特性の実験は、プリベークとして一分間に５００ＳＣＣＭのアルゴンガスを流しながら５００℃で１時間加熱し、その後アルゴンガスを流しながら温度が室温に安定するまで待ち、室温での温度安定をしばらく保持した後、０．０００５ＳＣＣＭのＴＭＡガスと４．９９９５ＳＣＣＭのアルゴンガスとの混合ガスを流しながら温度を２℃/ｍｉｎのレートで上昇させ、この温度を上昇させている最中に温度と排出されるガスの成分とを測定することにより行った。
【００４１】
この結果、温度が３５０℃以上でＴＭＡの熱分解が始まり、分解とともにメタン（ＣＨ４）が発生していることが分かる。温度が４００℃以上になると、ＴＭＡが安定して熱分解する。図４及び図５の結果から、熱ＣＶＤ処理の温度の下限は、ＴＭＡが安定して熱分解される４００℃以上である必要がある。また、熱ＣＶＤ処理の温度の上限は、窒化アルミニウム膜中に含まれるカーボンの比率を考慮して７００℃以下であることが好ましい。
【００４２】
（アンモニア濃度条件）
次に、アンモニア濃度を変化させて熱ＣＶＤ処理した場合に成膜された窒化アルミニウム膜を調べた。熱ＣＶＤ処理時のプロセス条件は次の通りである。
【００４３】
プロセス条件
この実験時のガスに関する条件は、リアクタ１０５内に供給される、アンモニアガス流量とＴＭＡガス流量とアルゴンガス流量との和を１ＳＬＭ（＝１０００ＳＣＣＭ）に固定し、前記流量の和に対してアンモニアガス濃度がＸ（可変）ｐｐｍとなるように、アンモニアガス流量をＸ×１０−６ＳＬＭ（＝Ｘ×１０−３ＳＣＣＭ）とし、ＴＭＡガス流量を０．１ＳＣＣＭ（つまり前記流量の和に対してＴＭＡガス濃度が１００ｐｐｍ）とし、アンモニアガスの流量を可変することに伴い総流量が１ＳＬＭとなるように、アルゴンガス流量を１０００−（Ｘ×１０−３）−（０．１）ＳＣＣＭとした。また、温度は６００℃、処理時間は３０分である。
【００４４】
実験の結果、アンモニアガス濃度の変化に伴う窒化アルミニウム膜中のカーボン含有率を図６に示す。図６の実験結果によれば、カーボン含有率は、アンモニアガス濃度が１０ｐｐｍと１００ｐｐｍとでは３８％前後となり、１０００ｐｐｍで０となる。つまりアンモニアガス濃度が１００ｐｐｍから１０００ｐｐｍの間にカーボン含有率が減り始めるポイントがあることが分かる。前述したように、カーボン（Ｃ）は酸素（Ｏ）や水素（Ｈ）と反応しメチル化（ＣＨ３）して揮発する性質を有しているため、窒化アルミニウム膜にはなるべくカーボンが入らないほうがよい。よって、アンモニアガス濃度は、窒化アルミニウム膜中のカーボン含有率が低い１０００ｐｐｍ以上が好ましく、下限は、カーボン含有率が減り始める１００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの間であるといえる。
なお、アンモニアガス濃度１００ｐｐｍは、ＴＭＡガス流量に対してアンモニアガス流量が１倍であり、アンモニアガス濃度１０００ｐｐｍは、ＴＭＡガス流量に対してアンモニアガス流量が１０倍である。
【００４５】
図７に、アルミナパッシべーション膜（Ａｌ２Ｏ３−ＳＵＳ）表面でのアンモニア（ＮＨ３）の熱分解特性を示す。このときの条件は、
・ガス種及び流量  １００ｐｐｍＮＨ３／Ａｒの混合ガスを５ＳＣＣＭ、つまり、０．０００５ＳＣＣＭのアンモニアガスと４．９９９５ＳＣＣＭのアルゴンガスを流す。
・プリベーク  一分間に５００ＳＣＣＭのアルゴンガスを流しながら５００℃で１時間加熱する。
つまりこの熱分解特性の実験は、プリベークとして一分間に５００ＳＣＣＭのアルゴンガスを流しながら５００℃で１時間加熱し、その後アルゴンガスを流しながら温度が室温に安定するまで待ち、室温での温度安定をしばらく保持した後０．０００５ＳＣＣＭのアンモニアガスと４．９９９５ＳＣＣＭのアルゴンガスとの混合ガスを流しながら温度を２℃/ｍｉｎのレートで上昇させ、この温度を上昇させている最中に温度と排出されるガスの成分とを測定することにより行った。
【００４６】
この結果、温度が３７０℃以上でアンモニアの熱分解が開始され、６００℃でほぼ完全に分解することが分かる。よって、窒化アルミニウム膜成膜時の温度条件としては、ＴＭＡが安定して熱分解される４００℃以上に設定すれば、アンモニアも十分に熱分解され、窒化アルミニウム膜成膜のための化学反応が促進されることがわかる。
【００４７】
（処理時間）
最後に、熱ＣＶＤの処理時間を変化させた場合の窒化アルミニウム膜の膜厚を調べた。その際のプロセス条件は次の通りである。
【００４８】
プロセス条件
実験時のガスに関する条件は、アンモニアガス流量とＴＭＡガス流量とアルゴンガス流量の和が１ＳＬＭであり、この流量の和に対してアンモニアガス流量が１０００ｐｐｍ、ＴＭＡガス流量が１００ｐｐｍである。つまり、アンモニアガスが１ＳＣＣＭでＴＭＡガスが０．１ＳＣＣＭでアルゴンガスが９９８．９ＳＣＣＭである。また、温度は６００℃、処理時間はＸ時間の可変である。
【００４９】
実験の結果、処理時間と窒化アルミニウム膜厚との関係を図８に示す。図８の実験結果によれば、３０分で１３５ｎｍ程度の膜厚になる。前述の通り、膜厚は１μｍ以下であればひび割れが生じない。よって、処理時間は３０分〜２時間のいずれでもよく、処理時間が３０分であっても、後述するようにプラズマ耐性があり、かつスループットが向上するので好ましい。
【００５０】
以上の結果から、熱ＣＶＤ処理装置（図１）における最適化されたプロセス条件は以下のとおりとなる。
プロセス条件
・ガス種及び流量
ガスラインＬ２  ２０００ｐｐｍＮＨ３／Ａｒの混合ガスを５００ＳＣＣＭ（アンモニアガスを１ＳＣＣＭ、アルゴンガスを４９９ＳＣＣＭ）供給
ガスラインＬ３  ２００ｐｐｍＴＭＡ／Ａｒ混合ガスを５００ＳＣＣＭ（ＴＭＡガスを０．１ＳＣＣＭ、アルゴンガスを４９９．９ＳＣＣＭ）供給
・温度            ４００℃以上（好ましくは５００℃〜７００℃）
・処理時間        ３０分
・圧力            特に限定なし（ただし、酸素含有量を低くするために低めがよい）
【００５１】
アンモニアガスの流量はＴＭＡガスの流量に対して、少なくとも１倍以上、好ましくは１０倍以上であることが好ましい。これにより、カーボン基がほとんど入らない窒化アルミニウム膜を成膜することができる。一方、たとえば、アンモニアガスの流量をＴＭＡガスの流量に対して１倍以下にすると窒化アルミニウム膜中にカーボン基が入り、必要なプラズマ耐性をもつコーティング膜を得られない。アンモニアガスの流量をＴＭＡガスの流量に対して少なくとも１０倍にすると、窒化アルミニウム膜中に入るカーボン基をとても少なくでき、良好なプラズマ耐性をもつコーティング膜を得られる。
【００５２】
以上、熱ＣＶＤ処理装置の内部を４００℃以上に調温する工程と、前記熱ＣＶＤ処理装置にＴＭＡとアンモニアとを所定比率含んだ混合ガスを供給する工程と、前記混合ガスを使用した熱ＣＶＤ処理により、アルミナ基材を窒化アルミニウムの膜にてコーティングする工程と、を含むプラズマ処理装置用のアルミナ部材の製造方法及び熱ＣＶＤ処理時のプロセス条件の最適化について説明した。次に、このようにして製造されたアルミナ部材を配置した本実施形態に係るプラズマ処理装置について、図９〜図１１を参照しながら説明する。本実施形態では、アルミナ部材３０をマイクロ波プラズマ処理装置の誘電体窓に用いた場合を例に挙げて説明する。
【００５３】
［２．アルミナ部材を配置したプラズマ処理装置］
（マイクロ波プラズマ処理装置の構成）
図９は、本実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置２００の縦断面図を模式的に示した図である。図１０は同装置の天井面を示す。以下の説明では、本実施形態にかかるマイクロ波プラズマ処理装置を用いて基板ＧにプラズマＣＶＤ処理を施す。
【００５４】
マイクロ波プラズマ処理装置２００は、処理容器１０と蓋体２０とを備えている。処理容器１０は、その上部が開口された有底立方体形状を有している。処理容器１０と蓋体２０とは、蓋体２０（蓋本体２１）と処理容器１０との接面に配設されたＯリング３２により密閉されていて、これにより、プラズマ処理を行う処理室Ｕが形成される。処理容器１０および蓋体２０は、たとえば、アルミニウム等の金属からなり、電気的に接地されている。
【００５５】
処理容器１０には、その内部にてガラス基板（以下「基板」という）Ｇを載置するためのサセプタ１１（載置台）が設けられている。サセプタ１１は、たとえば窒化アルミニウムからなり、その内部には、給電部１１ａおよびヒータ１１ｂが設けられている。
【００５６】
給電部１１ａには、整合器１２ａ（たとえば、コンデンサ）を介して高周波電源１２ｂが接続されている。また、給電部１１ａには、コイル１３ａを介して高圧直流電源１３ｂが接続されている。整合器１２ａ、高周波電源１２ｂ、コイル１３ａおよび高圧直流電源１３ｂは、処理容器１０の外部に設けられている。また、高周波電源１２ｂおよび高圧直流電源１３ｂは、接地されている。
【００５７】
給電部１１ａは、高周波電源１２ｂから出力された高周波電力により処理容器１０の内部に所定のバイアス電圧を印加するようになっている。また、給電部１１ａは、高圧直流電源１３ｂから出力された直流電圧により基板Ｇを静電吸着するようになっている。
【００５８】
ヒータ１１ｂには、処理容器１０の外部に設けられた交流電源１４が接続されていて、交流電源１４から出力された交流電圧により基板Ｇを所定の温度に保持するようになっている。
【００５９】
処理容器１０の底面は筒状に開口され、その底面周縁にはベローズ１５の一端が装着されている。また、ベローズ１５の他端は昇降プレート１６に固着されている。このようにして、処理容器１０底面の開口部分は、ベローズ１５および昇降プレート１６により密閉されている。
【００６０】
サセプタ１１は、昇降プレート１６上に配置された筒体１７に支持されていて、昇降プレート１６および筒体１７と一体となって昇降する。これにより、サセプタ１１は、処理プロセスに応じた高さに調整されるようになっている。また、サセプタ１１の周囲には、処理室Ｕのガスの流れを好ましい状態に制御するためのバッフル板１８が設けられている。
【００６１】
処理容器１０の底部には、処理容器１０の外部に設けられた真空ポンプ（図示せず）が備えられている。真空ポンプは、ガス排出管１９を介して処理容器１０内からガスを排出することにより、処理室Ｕを所望の真空度まで減圧するようになっている。
【００６２】
蓋体２０には、蓋本体２１、６本の導波管３３、スロットアンテナ３１及び複数枚のアルミナ部材３０が設けられている。６本の導波管３３は、その断面形状が矩形状であり、蓋本体２１の内部にて平行に並んで設けられている。その内部は、フッ素樹脂（たとえばテフロン（登録商標））、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、石英などの誘電部材３４で充填されていて、その誘電部材３４により、λｇ１＝λｃ／（ε１）１／２の式に従って各導波管３３の管内波長λｇ１が制御される。ここで、λｃは自由空間の波長、ε１は誘電部材３４の誘電率である。
【００６３】
スロットアンテナ３１は、蓋本体２１の下方にて蓋本体２１と一体的に形成されている。スロットアンテナ３１は、アルミニウムなどの非磁性体である金属から形成されている。スロットアンテナ３１には、各導波管３３の下面にて、図１０に示した１３個のスロット３７（開口）が、それぞれ直列に配置されている。各スロット３７の内部には、フッ素樹脂、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、石英などの誘電部材３８が充填されていて、その誘電部材３８により、λｇ２＝λｃ／（ε２）１／２の式に従って各スロット３７の管内波長λｇ２が制御される。ここで、λｃは自由空間の波長、ε２はスロット３７内部の誘電部材３８の誘電率である。
【００６４】
誘電体窓にはアルミナ部材３０が用いられている。図１１に一部拡大して示したように、アルミナ部材３０は、アルミナ基材３０ａに窒化アルミニウム膜３０ｂをコーティングした部材である。図１０に示したように、アルミナ部材３０はタイル状に形成され、処理容器１０の内側に面して均等に３９枚設置されている。１３枚の部材３０が、２本の導波管３３を跨ぐように同ピッチで３列に設けられている。６本の導波管３３は、２本ずつ組となってＹ分岐管４１を介して３つのマイクロ波源４０にそれぞれ接続されている。各アルミナ部材３０は、２つのスロット３７と隣接する。これにより、６本の導波管３３、複数のスロット３７および複数のアルミナ部材３０から構成されるマイクロ波の伝送経路が構築される。
【００６５】
このように、本実施形態に係るアルミナ部材３０は、処理容器１０の内側に面して設けられ、マイクロ波源４０から供給されたマイクロ波を処理容器内に向けて透過させる誘電体窓として機能する。なお、アルミナ部材３０は、処理容器１０内に設けられ、プラズマ処理中に少なくともプラズマに晒される表面が、窒化アルミニウムの膜にてコーティングされていればよく、必ずしもアルミナ基材のすべてをコーティングしていなくてもよい。
【００６６】
スロットアンテナ３１の下面には、図９〜図１１に示したように、３９枚のアルミナ部材３０を支持するために格子状に形成された梁２６が設けられている。梁２６は、アルミニウムなどの非磁性体にて形成されている。
【００６７】
再び図９に戻って説明を続ける。ガス供給源４３は、複数のバルブの開閉（図示せず）、および複数のマスフローコントローラ（図示せず）の開度をそれぞれ制御することにより、所望の濃度のガスを処理容器１０内にそれぞれ供給する。プラズマ耐性を評価する際には、水素ガス、アルゴンガスが供給される。ガス供給源４３から出力された所望のガスは、ガスライン４２を介して梁２６内を貫通したガス導入管２９に通され、ガス導入管２９の先端開口Ａから処理室内に導入される。
【００６８】
冷却水配管４４には、冷却水供給源４５が接続されていて、冷却水供給源４５から供給された冷却水が冷却水配管４４内を循環して冷却水供給源４５に戻ることにより、蓋本体２１は、所望の温度に保たれるようになっている。
【００６９】
以上に説明した構成により、図１０に示した３つのマイクロ波源４０から出力された、たとえば、２．４５ＧＨｚ×３のマイクロ波により、ガス供給源４３から出力された所望のガスが励起されてプラズマが生成され、プラズマの作用により基板Ｇにエッチングや成膜処理が施される。
【００７０】
［３．アルミナ部材のプラズマ耐性評価］
つぎに、上部電極及び下部電極を有する平行平板型プラズマ処理装置に載置されたアルミナ部材３０を用いて、アルミナ部材３０のプラズマ耐性を評価した。
【００７１】
（プラズマ耐性評価  ＴＭＡコート）
初めに、ＴＭＡコート（ＴＭＡを原料に用いた窒化アルミニウム膜によるコーティング）されたアルミナ部材３０を平行平板型プラズマ処理装置に載置して水素プラズマ処理を行った。プロセス条件は次の通りである。
【００７２】
プロセス条件
・高周波電力      １３．５６ＭＨｚ
・バイアス電圧    ５０Ｖ
・ガス種及び流量  水素（Ｈ２）ガス  ５ｓｃｃｍ、アルゴンガス  ４５ｓｃｃｍ
・圧力            ２０ｍＴｏｒｒ
・処理時間        １時間
【００７３】
この場合の水素プラズマ処理前及び処理後のアルミナ部材３０をＸ線光電子分光（Ｘ−ｒａｙ  ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）にて解析した結果を図１２に示す。図１２（ａ）は水素プラズマ照射前のアルミナ部材３０の表層部分の組成比を示し、図１２（ｂ）は水素プラズマ照射後のアルミナ部材３０の表層部分の組成比を示す。
【００７４】
グラフのアルミナ部材３０の最表層０ｎｍ〜１０ｎｍは、汚染されているため考察に使えない。上記水素プラズマ処理後、アルミナ部材３０を一度大気中に放出してからＸ線光電子分光による解析を行っているためである。よって、図１２（ａ）（ｂ）のアルミナ部材３０の表層１０ｎｍ〜１００ｎｍ付近を見てみると、酸素（Ｏ）はアルミナ基材（アルミナ部材の下地部分）を示しているのに対して、アルミニウム（Ａｌ）と窒素（Ｎ）は窒化アルミニウムのコーティング膜を示している。これによれば、アルミナ部材３０の表層１０ｎｍ〜１００ｎｍ付近のアルミニウムおよび窒素の組成比は変わっていない。
【００７５】
これにより、水素プラズマ照射によっても酸化還元反応は生じておらず、アルミナ部材３０の窒化アルミニウム膜は削れていないことがわかる。これにより、ＴＭＡコートしたアルミナ部材３０にはプラズマ耐性があることが証明された。なお、ＴＭＡコートによる窒化アルミニウム膜の表層１０ｎｍ以上の深さにはカーボンが存在していない。よって、形成されたＴＭＡコートによる窒化アルミニウム膜は、カーボンによるガス化も生じず、良質な膜となっている。
【００７６】
（プラズマ耐性評価  ＭＰＡコート）
次に、ＭＰＡコート（ＭＰＡを原料に用いた窒化アルミニウム膜によるコーティング）されたアルミナ部材３０を平行平板型プラズマ処理装置に載置して水素プラズマ処理を行った。プロセス条件は上記ＴＭＡコートの場合と同じである。
【００７７】
この場合の水素プラズマ処理前及び処理後のアルミナ部材３０をＸ線光電子分光にて解析した結果を図１３に示す。図１３（ａ）は水素プラズマ照射前のアルミナ部材３０の表層部分の組成比を示し、図１３（ｂ）は水素プラズマ照射後のアルミナ部材３０の表層部分の組成比を示す。
【００７８】
この場合にも汚染されていない窒化アルミニウム膜の表層１０ｎｍ〜１００ｎｍ付近を見てみると、アルミニウム（Ａｌ）と窒素（Ｎ）との組成比に大きな変化はない。これにより、ＭＰＡコートの場合にも水素プラズマ照射によって酸化還元反応は生じておらず、窒化アルミニウム膜は削れていないことがわかる。これにより、ＭＰＡコートしたアルミナ部材３０にはプラズマ耐性があることが証明された。なお、ＭＰＡコートによる窒化アルミニウム膜の表層１０ｎｍ以上の深さにもカーボン（Ｃ）が存在していない。よって、形成されたＭＰＡコートによる窒化アルミニウム膜は、カーボンによるガス化も生じず、良質な膜となっている。
【００７９】
（プラズマ耐性評価  コートなし）
最後に、窒化アルミニウム膜によりコーティングされていないアルミナ基材のみ（コートなし）を載置した平行平板型プラズマ処理装置を用いて水素プラズマ処理を行った。プロセス条件は上記ＴＭＡコートの場合と同じである。
【００８０】
この場合の水素プラズマ処理前及び処理後のアルミナ基材のみ（コートなし）をＸ線光電子分光にて解析した結果を図１４に示す。図１４（ａ）は水素プラズマ照射前のアルミナ基材の表層部分の組成比を示し、図１４（ｂ）は水素プラズマ照射後のアルミナ基材の表層部分の組成比を示す。
【００８１】
この場合にも汚染されていないアルミナ基材の表層１０ｎｍ〜１００ｎｍ付近を考察すると、アルミニウムが減っている。これによれば、アルミナ基材からアルミニウムが飛び出したと考えられる。この場合、飛び出したアルミニウムにより、処理室内は金属汚染され、膜中にアルミニウムが混入していると考えられる。これにより、コーティングされていないアルミナ基材にはプラズマ耐性がないのに比べて、ＴＭＡコート又はＭＰＡコートが施されているアルミナ部材３０にはプラズマ耐性があることが証明された。
【００８２】
（他の素材、他のコーティング膜）
以上の説明では、アルミナ基材に窒化アルミニウム膜をコーティングしてアルミナ部材を製造することによりプラズマ耐性を向上させた。
【００８３】
これに対して、窒化アルミニウム膜にてコーティングしたアルミナ部材の替わりに、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）膜にてコーティングしたアルミナ部材を用いることも考えられる。しかしながら、窒化アルミニウムのＡｌ−Ｎの結合の強さは、酸化アルミニウムのＡｌ−Ｏの結合の強さより大きい。ＩＲスペクトルによる各結合の伸縮振動を見ると、Ａｌ−Ｎ（ウルツ型）では、約６９１ｃｍ−１であるのに対して、Ａｌ−Ｏでは、約４６５ｃｍ−１であることから、Ａｌ−ＮのほうがＡｌ−Ｏより高い振動数を有する。つまり、Ａｌ−ＮのほうがＡｌ−Ｏより結合強度が大きい。このため、アルミナ基材を窒化アルミニウム膜にてコーティングする方がアルミナ基材を酸化アルミニウム膜にてコーティングするよりプラズマ耐性が強化され、成膜へのアルミニウムや酸素の混入がより低減される。よって、アルミナ基材を窒化アルミニウム膜にてコーティングする替わりに、アルミナ基材を酸化アルミニウム膜にてコーティングしてアルミナ部材を製造するのは得策でない。
【００８４】
また、アルミナ基材を窒化アルミニウム膜にてコーティングしてアルミナ部材を製造する替わりに、窒化アルミニウムだけでアルミナ部材を構成することも考えられる。しかしながら、窒化アルミニウムの誘電正接ｔａｎδは３．５×１０−３であり、アルミナの誘電正接ｔａｎδである１×１０−４に比べて一桁大きい。よって、窒化アルミニウム単体では、アルミナ基材に窒化アルミニウムをコーティングした場合よりマイクロ波伝送時のロスが大きくなってしまう。さらに、窒化アルミニウム単独の成膜では、プロセス条件を変えて適正化しても膜中にカーボンが残留したり、酸素が混入したりして、窒化アルミニウム単独の大面積の板を製造することが難しいことが実験により確認されている。対してアルミナ基材は大面積でも比較的製造が容易であること、コストが安いことなどから、アルミナ基材に窒化アルミニウムをコーティングした場合は大面積のものでも製造が容易で、コストが安いという利点がある。よって、アルミナ基材を窒化アルミニウム膜にてコーティングしてアルミナ部材を製造する替わりに、窒化アルミニウムだけでアルミナ部材を構成するのも得策ではない。
【００８５】
よって、アルミナ基材を窒化アルミニウム膜にてコーティングしてアルミナ部材を製造することが良策であるが、その際にも、前述したとおり窒化アルミニウム膜中にカーボンが残留したり、酸素が混入したりすることを防ぐために、上記適正化されたプロセス条件に基づいて窒化アルミニウム膜を成膜することが非常に大切である。すなわち、上記プロセス条件に基づいてアルミナ基材に窒化アルミニウム膜を成膜することにより、プラズマ耐性の高いプラズマ処理装置用のアルミナ部材３０を製造することができる。
【００８６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８７】
たとえば、本発明に係るプラズマ処理装置用のアルミナ部材は、マイクロ波プラズマ処理装置の誘電体窓だけでなく、種々のプラズマ処理装置の電極部分や載置台、ガスのシャワーヘッド等、プラズマに晒される誘電体部分に使用することができる。
【００８８】
また、例えば、本発明に係る熱ＣＶＤ処理装置は、ニクロム線と赤外線ランプに替えて、他のヒータや加熱方法を用いて熱ＣＶＤ処理を行うことができる。
【００８９】
また、本発明に係るプラズマ処理装置用のアルミナ部材は、プラズマ処理装置から取り外して熱ＣＶＤ処理により前記窒化アルミニウムの膜をリコートした後、再度前記プラズマ処理装置に取り付けて再利用することも可能である。これにより、部材の再利用が可能になり、コストを低減し、環境に配慮したプラズマ処理装置の一パーツを製造及び流通させることができる。
【００９０】
本発明に係るアルミナ部材が使用されるプラズマ処理装置は、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）プラズマ処理装置、ＲＬＳＡ（Ｒａｄｉａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｓｌｏｔ  Ａｎｔｅｎｎａ）プラズマ処理装置、ＭＳＥＰ（Ｍｅｔａｌ  Ｓｕｒｆａｃｅｗａｖｅ  Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ  Ｐｌａｓｍａ）プラズマ処理装置、平行平板型プラズマ処理装置等、基板やウエハ等の被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であればどんなプラズマ処理装置であってもよい。
【００９１】
本発明にかかるプラズマ処理装置が実行するプラズマ処理としては、ＣＶＤ、エッチング処理、アッシング処理などが挙げられる。
【００９２】
また、本発明に係る電磁波源は、マイクロ波源だけに限られず、高周波電源等、アルミナ部材が使用されるプラズマ処理装置の処理容器内にプラズマを励起するために必要な電磁波を供給する電源であればよい。
【００９３】
基板Ｇ（ガラス基板）のサイズは、たとえば、Ｇ３基板サイズで４００ｍｍ×５００ｍｍ（処理室内の寸法：７２０ｍｍ×７２０ｍｍ）、Ｇ４．５基板サイズで７３０ｍｍ×９２０ｍｍ（処理室内の寸法：１０００ｍｍ×１１９０ｍｍ）、Ｇ５基板サイズで１１００ｍｍ×１３００ｍｍ（処理室内の寸法：１４７０ｍｍ×１５９０ｍｍ）である。上記大きさの処理室内に１〜８Ｗ／ｃｍ２のパワーのマイクロ波が供給される。
【符号の説明】
【００９４】
１０              処理容器
２０              蓋体
２６              梁
３３              導波管
３０              アルミナ部材
３０ａ            アルミナ基材
３１              スロットアンテナ
３７              スロット
４０              マイクロ波源
１００            熱ＣＶＤ処理装置
１０５            リアクタ
１１０            赤外線ランプ
１１５            ニクロム線
１２０            温調器
１３５            原料容器
２００            マイクロ波プラズマ処理装置
【図１】
2011117054.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011117054.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011117054.tif 000012
【図１１】
2011117054.tif 000013
【図１２】
2011117054.tif 000014
【図１３】
2011117054.tif 000015
【図１４】
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