(57)【要約】【課題】パーティクルを低減させることができ、チャンバーコンディションを安定的に維持することができる耐プラズマ性部材を提供することを目的とする。【解決手段】基材と、前記基材の表面にエアロゾルデポジション法により形成されたイットリア多結晶体を含み耐プラズマ性を有する層状構造物とを備え、前記層状構造物を構成するイットリア多結晶体の結晶構造は、立方晶と単斜晶とが混在し、立方晶に対する単斜晶の比が６０％以下であり、前記層状構造物を構成するイットリア多結晶体の結晶子サイズが５０ｎｍ以下であることを特徴とする耐プラズマ性部材が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材の表面にエアロゾルデポジション法により形成されたイットリア多結晶体を含み耐プラズマ性を有する層状構造物とを備え、前記層状構造物を構成するイットリア多結晶体の結晶構造は、立方晶と単斜晶とが混在し、立方晶に対する単斜晶の比が６０％以下であり、前記層状構造物を構成するイットリア多結晶体の結晶子サイズが５０ｎｍ以下であることを特徴とする耐プラズマ性部材。
【請求項２】
前記層状構造物を構成するイットリア多結晶体は、酸素欠損量が３０％未満であることを特徴とする請求項１に記載の耐プラズマ性部材。
【請求項３】
前記層状構造物を構成するイットリア多結晶体は、粒子間の空隙が１０ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１または２に記載の耐プラズマ性部材。
【請求項４】
前記層状構造物を構成するイットリア多結晶体は、イットリア粒子表面のＯＨ基を介して結合していることを特徴とする請求項３に記載の耐プラズマ性部材。
【請求項５】
前記層状構造物は、結晶粒子サイズが原料粒子サイズに比べて小さいイットリア多結晶体であり、前記層状構造物の表面の一部に形成され結晶粒子の集団が脱落した空隙を有する第１の凹凸構造と、前記層状構造物の表面の全体において前記第１の凹凸構造に重畳して形成され前記第１の凹凸構造よりも微細な凹凸であって前記結晶粒子の大きさの微細な凹凸を有する第２の凹凸構造とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の耐プラズマ性部材。
【請求項６】
前記層状構造物の表面の算術平均Ｓａは、０．０２６μｍ以上０．０７５μｍ以下であり、前記層状構造物の表面の負荷曲線から求められるコア部の実体体積Ｖｍｃは、０．０３μｍ３／μｍ２以上０．０７９μｍ３／μｍ２以下であり、前記層状構造物の表面の負荷曲線から求められるコア部の中空体積Ｖｖｃは、０．０３６μｍ３／μｍ２以上０．１μｍ３／μｍ２以下であり、前記層状構造物の表面の界面の展開面積率Ｓｄｒは、３．４以上２８以下であることを特徴とする請求項５に記載の耐プラズマ性部材。
【請求項７】
前記第１の凹凸構造および前記第２の凹凸構造は、化学的処理が施されることにより形成されたことを特徴とする請求項５または６に記載の耐プラズマ性部材。
【請求項８】
面解析におけるカットオフが０．８μｍである場合において、前記層状構造物の表面の算術平均Ｓａは、０．０１０μｍ以上０．０３３μｍ以下であり、前記層状構造物の表面の負荷曲線から求められるコア部の実体体積Ｖｍｃは、０．０１μｍ３／μｍ２以上０．０３４μｍ３／μｍ２以下であり、前記層状構造物の表面の負荷曲線から求められるコア部の中空体積Ｖｖｃは、０．０１２μｍ３／μｍ２以上０．０４５μｍ３／μｍ２以下であり、前記層状構造物の表面の界面の展開面積率Ｓｄｒは、１．１以上１５以下であり、前記層状構造物の表面の二乗平均平方根傾斜ＳΔｑは、０．１５以上０．５７以下であることを特徴と請求項５に記載のする耐プラズマ性部材。
【請求項９】
前記層状構造物は、前記イットリア多結晶体の粗密構造を有することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１つに記載の耐プラズマ性部材。
【請求項１０】
前記粗密構造のうちの粗の部分は、前記層状構造物の表面の層から前記表面の層よりも深い層へ向かうと小さくなることを特徴とする請求項９に記載の耐プラズマ性部材。
【請求項１１】
前記粗密構造は、密の部分の中に密度が前記密の部分の密度よりも小さい粗の部分が三次元的に分布したことを特徴とする請求項９に記載の耐プラズマ性部材。
【請求項１２】
前記層状構造物は、加熱処理が施されることにより形成されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の耐プラズマ性部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、一般的に、耐プラズマ性部材に関し、具体的にはチャンバー内でドライエッチング、アッシング、スパッタリングおよびＣＶＤ等の処理を行う半導体製造装置に使用される耐プラズマ性部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造プロセスにおいては、製造されるデバイスの不具合の低減による歩留まりの向上と、歩留まりの安定性が求められている。
【０００３】
これに対して、チャンバーの天井部が石英ガラスにより構成され、天井部の内面に形成された微小凹凸部の平均表面粗さが０．２〜５μｍである電子デバイスの製造装置がある（特許文献１）。また、ポアや粒界層が存在せず、耐プラズマ性部材からの脱粒の発生を抑制・低減する耐プラズマ性部材がある（特許文献２）。
【０００４】
半導体の製造プロセス中では、製造されるデバイスの不具合の低減による歩留まりの向上のために、チャンバーの内壁に耐プラズマ性に優れたイットリア膜をコーティングし、パーティクルの発生を低減させている。さらに昨今では、半導体デバイスの微細パターン化が進み、ナノレベルでのパーティクルの安定的なコントロールが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２５１２１５号公報
【特許文献２】特許第３８６４９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
パーティクルを低減させることができ、チャンバーコンディションを安定的に維持することができる耐プラズマ性部材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】
【０００７】
第１の発明は、基材と、前記基材の表面にエアロゾルデポジション法により形成されたイットリア多結晶体を含み耐プラズマ性を有する層状構造物とを備え、前記層状構造物を構成するイットリア多結晶体の結晶構造は、立方晶と単斜晶とが混在し、立方晶に対する単斜晶の比が６０％以下であり、前記層状構造物を構成するイットリア多結晶体の結晶子サイズが５０ｎｍ以下であることを特徴とする耐プラズマ性部材である。
【０００８】
この耐プラズマ性部材によれば、層状構造物は、イットリア焼成体やイットリア溶射膜などと比較すると緻密な構造を有する。これにより、耐プラズマ性部材の耐プラズマ性は、焼成体や溶射膜などの耐プラズマ性よりも高い。また、耐プラズマ性部材がパーティクルの発生源になる確率は、焼成体や溶射膜などがパーティクルの発生源になる確率よりも低い。これにより、耐プラズマ性部材の耐プラズマ性を維持するとともに、パーティクルを低減することができる。また、層状構造物を構成するイットリア多結晶体の結晶子サイズが５０ｎｍ以下と非常に小さいため、半導体の製造プロセス中にチャンバー内で発生するパーティクルを低減させることができる。層状構造物を構成するイットリア多結晶体の結晶子サイズは２０ｎｍ以上３５ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは８ｎｍ以上２５ｎｍ以下である。
また、立方晶に対する単斜晶の比を６０％以下にすることにより、層状構造物の表面粗さのばらつきを小さくすることができる。立方晶に対する単斜晶の比は２０％以上４０％以下が好ましく、より好ましくは０％以上５％以下である。チャンバー内に搭載される耐プラズマ性部材の表面粗さのばらつきを小さくすることにより、チャンバー内に発生させるプラズマの状態を安定化させることがきる。これにより、半導体の製造プロセス中に発生するパーティクルを低減させることができ、チャンバーコンディションを安定的に維持することができる。ここで、表面粗さのばらつきとは、耐プラズマ性部材ごとの表面粗さのばらつき、および、耐プラズマ性部材の面内における表面粗さのばらつきを指す。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記層状構造物を構成するイットリア多結晶体は、酸素欠損量が３０％未満であることを特徴とする耐プラズマ性部材である。
【００１０】
この耐プラズマ性部材によれば、層状構造物を構成するイットリア多結晶体の結晶子サイズを微細な大きさで維持しながら、層状構造物の表面粗さのばらつきをより小さくすることができる。これにより、半導体の製造プロセス中に発生するパーティクルを低減させることができ、チャンバーコンディションを安定的に保持することができる。
【００１１】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記層状構造物を構成するイットリア多結晶体は、粒子間の空隙が１０ｎｍ未満であることを特徴とする耐プラズマ性部材である。
【００１２】
この耐プラズマ性部材によれば、層状構造物の微細構造がより明確となる。層状構造物を構成するイットリア多結晶体は、粒子間の空隙が１０ｎｍ未満と非常に小さく、腐食の起点となる空隙が非常に小さいため、パーティクルを低減することができる。また、緻密な構造であるため、層状構造物の表面粗さのばらつきをより小さくすることができる。これにより、半導体の製造プロセス中に発生するパーティクルを低減させることができ、チャンバーコンディションを安定的に維持することができる。
【００１３】
第４の発明は、第３の発明において、前記層状構造物を構成するイットリア多結晶体は、イットリア粒子表面のＯＨ基を介して結合していることを特徴とする耐プラズマ性部材である。
【００１４】
この耐プラズマ性部材によれば、イットリア粒子間の結合がより強固になるため、パーティクルを低減することができる。また、より緻密な構造であるため、層状構造物の表面粗さのばらつきをより小さくすることができる。これにより、半導体の製造プロセス中に発生するパーティクルを低減させることができ、チャンバーコンディションを安定的に維持することができる。
【００１５】
第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記層状構造物は、結晶粒子サイズが原料粒子サイズに比べて小さいイットリア多結晶体であり、前記層状構造物の表面の一部に形成され結晶粒子の集団が脱落した空隙を有する第１の凹凸構造と、前記層状構造物の表面の全体において前記第１の凹凸構造に重畳して形成され前記第１の凹凸構造よりも微細な凹凸であって前記結晶粒子の大きさの微細な凹凸を有する第２の凹凸構造とを有することを特徴とする耐プラズマ性部材である。
【００１６】
この耐プラズマ性部材によれば、層状構造物は、第２の微細な凹凸構造が第１の凹凸構造に重畳して形成された構造を有する。半導体デバイスの製造プロセス中で生成される反応生成物やパーティクルは、微細な凹凸構造により高く安定した密着強度で確実に捕獲し、安定した密着強度を得ることができる。これにより、半導体の製造プロセス中に発生するパーティクルを低減させることができる。
【００１７】
第６の発明は、第５の発明において、前記層状構造物の表面の算術平均Ｓａは、０．０２６μｍ以上０．０７５μｍ以下であり、前記層状構造物の表面の負荷曲線から求められるコア部の実体体積Ｖｍｃは、０．０３μｍ３／μｍ２以上０．０７９μｍ３／μｍ２以下であり、前記層状構造物の表面の負荷曲線から求められるコア部の中空体積Ｖｖｃは、０．０３６μｍ３／μｍ２以上０．１μｍ３／μｍ２以下であり、前記層状構造物の表面の界面の展開面積率Ｓｄｒは、３．４以上２８以下であることを特徴とする耐プラズマ性部材である。
【００１８】
この耐プラズマ性部材によれば、層状構造物の表面の３次元表面性状がより明確となる。これにより、半導体デバイスの製造プロセス中で生成される反応生成物やパーティクルは、微細な凹凸構造により高く安定した密着強度で確実に捕獲し、安定した密着強度を得ることができる。これにより、半導体の製造プロセス中に発生するパーティクルを低減させることができる。
【００１９】
第７の発明は、第５または第６の発明において、前記第１の凹凸構造および前記第２の凹凸構造は、化学的処理が施されることにより形成されたことを特徴とする耐プラズマ性部材である。
【００２０】
この耐プラズマ性部材によれば、半導体デバイスの製造プロセス中で生成される反応生成物やパーティクルは、微細な凹凸構造により高く安定した密着強度で確実に捕獲し、安定した密着強度を得ることができる。これにより、半導体の製造プロセス中に発生するパーティクルを低減させることができる。
【００２１】
第８の発明は、第５の発明において、面解析におけるカットオフが０．８μｍである場合において、前記層状構造物の表面の算術平均Ｓａは、０．０１０μｍ以上０．０３３μｍ以下であり、前記層状構造物の表面の負荷曲線から求められるコア部の実体体積Ｖｍｃは、０．０１μｍ３／μｍ２以上０．０３４μｍ３／μｍ２以下であり、前記層状構造物の表面の負荷曲線から求められるコア部の中空体積Ｖｖｃは、０．０１２μｍ３／μｍ２以上０．０４５μｍ３／μｍ２以下であり、前記層状構造物の表面の界面の展開面積率Ｓｄｒは、１．１以上１５以下であり、前記層状構造物の表面の二乗平均平方根傾斜ＳΔｑは、０．１５以上０．５７以下であることを特徴とする耐プラズマ性部材である。
【００２２】
この耐プラズマ性部材によれば、半導体デバイスの製造プロセス中で生成される反応生成物やパーティクルは、微細な凹凸構造により高く安定した密着強度で確実に捕獲し、安定した密着強度を得ることができる。これにより、半導体の製造プロセス中に発生するパーティクルを低減させることができる。
【００２３】
第９の発明は、第５〜第８のいずれか１つの発明において、前記層状構造物は、前記イットリア多結晶体の粗密構造を有することを特徴とする耐プラズマ性部材である。
【００２４】
この耐プラズマ性部材によれば、層状構造物がイットリア多結晶体の粗密構造を有するため、第１の凹凸構造と、第２の凹凸構造と、が生じやすい。すなわち、第１の凹凸構造は、密度が粗の部分において形成されやすい。そのため、第２の凹凸構造が第１の凹凸構造に重畳して形成されやすいと考えられる。これにより、半導体デバイスの製造プロセス中で生成される反応生成物やパーティクルは、微細な凹凸構造により高く安定した密着強度で確実に捕獲し、安定した密着強度を得ることができ、半導体の製造プロセス中に発生するパーティクルを低減させることができる。
【００２５】
第１０の発明は、第９の発明において、前記粗密構造のうちの粗の部分は、前記層状構造物の表面の層から前記表面の層よりも深い層へ向かうと小さくなることを特徴とする耐プラズマ性部材である。
【００２６】
この耐プラズマ性部材によれば、粗密構造のうちの粗の部分は、層状構造物の表面の層から表面の層よりも深い層へ向かうと小さくなる。そのため、微細な凹凸構造の凹部が層状構造物の表面の層よりも深い層において形成されやすい。これにより、アンカー効果が得られ、半導体デバイスの製造プロセス中で生成される反応生成物やパーティクルは、微細な凹凸構造により高く安定した密着強度で確実に捕獲し、安定した密着強度を得ることができ、半導体の製造プロセス中に発生するパーティクルを低減させることができる。
【００２７】
第１１の発明は、第９の発明において、前記粗密構造は、密の部分の中に密度が前記密の部分の密度よりも小さい粗の部分が三次元的に分布したことを特徴とする耐プラズマ性部材である。
【００２８】
この耐プラズマ性部材によれば、粗密構造は、層状構造物の表面および厚さ方向（深さ方向）に三次元的に分布している。そのため、半導体デバイスの製造プロセス中で生成される反応生成物やパーティクルは、微細な凹凸構造により高く安定した密着強度で確実に捕獲し、安定した密着強度を得ることができ、半導体の製造プロセス中に発生するパーティクルを低減させることができる
【００２９】
第１２の発明は、第１〜第１１のいずれか１つの発明において、前記層状構造物は、加熱処理が施されることにより形成されることを特徴とする耐プラズマ性部材である。
【００３０】
この耐プラズマ性部材によれば、半導体の製造プロセス中に発生するパーティクルを低減させることができ、チャンバーコンディションを安定的に維持することができるためのより好ましい層状構造物を得ることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の態様によれば、パーティクルを低減させることができ、チャンバーコンディションを安定的に維持することができる耐プラズマ性部材が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態にかかる耐プラズマ性部材を備えた半導体製造装置を表す模式的断面図である。
【図２】耐プラズマ性部材の表面に形成された層状構造物の表面を表す写真図である。
【図３】耐プラズマ性部材の表面に形成された層状構造物の立方晶に対する単斜晶の比および結晶子サイズと表面粗さＳａのばらつきを表した表である。
【図４】３次元表面性状パラメータを説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。  
図１は、本発明の実施の形態にかかる耐プラズマ性部材を備えた半導体製造装置を表す模式的断面図である。  
【００３４】
図１に表した半導体製造装置１００は、チャンバー１１０と、耐プラズマ性部材１２０と、静電チャック１６０と、を備える。耐プラズマ性部材１２０は、例えば天板などと呼ばれ、チャンバー１１０の内部における上部に設けられている。静電チャック１６０は、チャンバー１１０の内部における下部に設けられている。つまり、耐プラズマ性部材１２０は、チャンバー１１０の内部において静電チャック１６０の上に設けられている。ウェーハ２１０等の被吸着物は、静電チャック１６０の上に載置される。
【００３５】
耐プラズマ性部材１２０は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を含む基材の表面にイットリア（Ｙ２Ｏ３）多結晶体を含む層状構造物１２３が形成された構造を有する。イットリア多結晶体の層状構造物１２３は、「エアロゾルデポジション法」により形成されている。なお、基材の材料は、アルミナなどのセラミックスに限定されず、石英、アルマイト、金属あるいはガラスなどであってもよい。
【００３６】
「エアロゾルデポジション法」は、脆性材料を含む微粒子をガス中に分散させた「エアロゾル」をノズルから基材に向けて噴射し、金属やガラス、セラミックスやプラスチックなどの基材に微粒子を衝突させ、この衝突の衝撃により脆性材料微粒子に変形や破砕を起させしめてこれらを接合させ、基材上に微粒子の構成材料からなる層状構造物（膜状構造物ともいう）１２３をダイレクトに形成させる方法である。この方法によれば、特に加熱手段や冷却手段などを必要とせず、常温で層状構造物１２３の形成が可能であり、焼成体と同等以上の機械的強度を有する層状構造物１２３を得ることができる。また、微粒子を衝突させる条件や微粒子の形状、組成などを制御することにより、層状構造物１２３の密度や機械強度、電気特性などを多様に変化させることが可能である。
【００３７】
なお、本願明細書において「多結晶」とは、結晶粒子が接合・集積してなる構造体をいう。結晶粒子は、実質的にひとつで結晶を構成する。結晶粒子の径は、通常５ナノメートル（ｎｍ）以上である。但し、微粒子が破砕されずに構造物中に取り込まれる場合には、結晶粒子は、多結晶である。
【００３８】
また、本願明細書において「微粒子」とは、一次粒子が緻密質粒子である場合には、粒度分布測定や走査型電子顕微鏡などにより同定される平均粒径が５マイクロメータ（μｍ）以下のものをいう。一次粒子が衝撃によって破砕されやすい多孔質粒子である場合には、平均粒径が５０μｍ以下のものをいう。
【００３９】
また、本願明細書において「エアロゾル」とは、ヘリウム、窒素、アルゴン、酸素、乾燥空気、これらを含む混合ガスなどのガス中に前述の微粒子を分散させた固気混合相体を指し、一部「凝集体」を含む場合もあるが、実質的には微粒子が単独で分散している状態をいう。エアロゾルのガス圧力と温度は任意であるが、ガス中の微粒子の濃度は、ガス圧を１気圧、温度を摂氏２０度に換算した場合に、吐出口から噴射される時点において０.０００３ｍＬ／Ｌ〜５ｍＬ／Ｌの範囲内であることが層状構造物１２３の形成にとって望ましい。
【００４０】
エアロゾルデポジションのプロセスは、通常は常温で実施され、微粒子材料の融点より十分に低い温度、すなわち摂氏数１００度以下で層状構造物１２３の形成が可能であるところにひとつの特徴がある。  
なお、本願明細書において「常温」とは、セラミックスの焼結温度に対して著しく低い温度で、実質的には０〜１００℃の室温環境をいう。
【００４１】
層状構造物１２３の原料となる粉体を構成する微粒子は、セラミックスや半導体などの脆性材料を主体とし、同一材質の微粒子を単独であるいは粒径の異なる微粒子を混合させて用いることができるほか、異種の脆性材料微粒子を混合させたり、複合させて用いることが可能である。また、金属材料や有機物材料などの微粒子を脆性材料微粒子に混合したり、脆性材料微粒子の表面にコーティングさせて用いることも可能である。これらの場合でも、層状構造物１２３の形成の主となるものは、脆性材料である。  
なお、本願明細書において「粉体」とは、前述した微粒子が自然凝集した状態をいう。
【００４２】
この手法によって形成される複合構造物において、結晶性の脆性材料微粒子を原料として用いる場合、複合構造物の層状構造物１２３の部分は、その結晶粒子サイズが原料微粒子のそれに比べて小さい多結晶体であり、その結晶は実質的に結晶配向性がない場合が多い。また、脆性材料結晶同士の界面には、ガラス層からなる粒界層が実質的に存在しない。また多くの場合、複合構造物の層状構造物１２３部分は、基材の表面に食い込む「アンカー層」を形成する。このアンカー層が形成されている層状構造物１２３は、基材に対して極めて高い強度で強固に付着して形成される。
【００４３】
エアロゾルデポジション法において、飛来してきた脆性材料微粒子が基材の上で破砕・変形を起していることは、原料として用いる脆性材料微粒子と、形成された脆性材料構造物の結晶子（結晶粒子）サイズとをＸ線回折法などで測定することにより確認できる。すなわち、エアロゾルデポジション法で形成された層状構造物１２３の結晶子サイズは、原料微粒子の結晶子サイズよりも小さい。微粒子が破砕や変形をすることで形成される「ずれ面」や「破面」には、もともとの微粒子の内部に存在し別の原子と結合していた原子が剥き出しの状態となった「新生面」が形成される。表面エネルギーが高く活性なこの新生面が、隣接した脆性材料微粒子の表面や同じく隣接した脆性材料の新生面あるいは基材の表面と接合することにより層状構造物１２３が形成されるものと考えられる。
【００４４】
半導体製造装置１００では、高周波電力が供給され、図１に表した矢印Ａ１のように例えばハロゲン系ガスなどの原料ガスがチャンバー１１０の内部に導入される。すると、チャンバー１１０の内部に導入された原料ガスは、静電チャック１６０と耐プラズマ性部材１２０との間の領域１９１においてプラズマ化する。
【００４５】
耐プラズマ性部材１２０は、高密度プラズマを発生させるための重要な部材の１つである。ここで、チャンバー１１０の内部において発生したパーティクル２２１がウェーハ２１０に付着すると、製造された半導体デバイスに不具合が発生する場合がある。すると、半導体デバイスの歩留まりおよび生産性が低下する場合がある。そのため、耐プラズマ性部材１２０には、耐プラズマ性が要求される。
【００４６】
本実施形態の耐プラズマ性部材１２０は、イットリア多結晶体を含む層状構造物１２３がアルミナを含む基材の表面にエアロゾルデポジション法により形成された構造を有する。エアロゾルデポジション法により形成されたイットリア多結晶体の層状構造物１２３は、イットリア焼成体やイットリア溶射膜などと比較すると緻密な構造を有する。これにより、本実施形態の耐プラズマ性部材１２０の耐プラズマ性は、焼成体や溶射膜などの耐プラズマ性よりも高い。また、本実施形態の耐プラズマ性部材１２０がパーティクルの発生源になる確率は、焼成体や溶射膜などがパーティクルの発生源になる確率よりも低い。また、イットリア多結晶体を含む層状構造物１２３を緻密化させるために、製膜補助粒子として機能する微粒子を使用してもよい。ここで、製膜補助粒子とは、イットリア微粒子を変形あるいは破砕せしめて新生面を生じさせるためのもので、衝突後は反射し、不可避的に混入するものを除いて直接層状構造物の構成材料にはならない。
【００４７】
さらに、本実施形態の耐プラズマ性部材１２０は、図２に示すように粗面化された表面を有する。これによれば、本発明者は、耐プラズマ性部材１２０の耐プラズマ性を維持しつつ、パーティクルを低減することができる知見を得た。  以下、本実施形態の耐プラズマ性部材１２０の表面に形成された層状構造物１２３について、図面を参照しつつ説明する。
【００４８】
本発明者は、耐プラズマ性部材１２０の表面に形成された層状構造物に加熱処理を施した後、化学的処理を施し層状構造物１２３の表面を粗面化した。加熱処理が施される層状構造物は緻密な構造を有している。
本願明細書において「加熱処理」とは、乾燥器、オーブン、焼成炉、レーザー、電子ビーム、イオンビーム、分子ビーム、原子ビーム、高周波、プラズマなどを用いて物体を加熱処理することを言う。また、加熱処理は層状構造物を作製するプロセス途中であっても作製後であってもよい。
また、本願明細書において本願明細書において「化学的処理」とは、水溶液中で水素イオンを生成するものを用いて物体の表面を処理することをいう。例えば、化学的処理としては、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸、過塩素酸、硫酸、フルオロスルホン酸、硝酸、塩酸、リン酸、ヘキサフルオロアンチモン酸、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロリン酸、クロム酸、ホウ酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、酢酸、クエン酸、ギ酸、グルコン酸、乳酸、シュウ酸、酒石酸、フッ化水素酸、炭酸および硫化水素の少なくともいずれかを含む水溶液を用いた表面処理が挙げられる。  
あるいは、本願明細書において「化学的処理」とは、水溶液中で水酸化物イオンを生成するものを用いて物体の表面を処理することをいう。例えば、化学的処理としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化銅、水酸化アルミニウムおよび水酸化鉄の少なくともいずれかを含む水溶液を用いた表面処理が挙げられる。
そして、本発明者は、加熱処理を施した後、化学的処理を施した層状構造物１２３の表面を観察した。その写真図は図２に示した通りである。
【００４９】
図３は、層状構造物１２３の加熱処理温度と立方晶に対する単斜晶の比および結晶子サイズと表面粗さＳａのばらつきの関係を示した表である。立方晶に対する単斜晶の比が０％以上６０％以下の時、表面粗さのばらつきを０．２μｍ以下と小さくすることができ、チャンバーコンディションを安定的に維持することができる。また、加熱処理を施しても結晶子サイズは５０ｎｍ以下と非常に小さいため、パーティクルを低減することができる。
【００５０】
ここで、結晶子サイズおよび立方晶に対する単斜晶の比は、ＸＲＤを用いて測定した。立方晶に対する単斜晶の比は、２θ＝２９°近傍の立方晶に起因する最強ピーク強度と２θ＝３０°近傍の単斜晶に起因する最強ピーク強度から算出した。尚、立方晶に対する単斜晶の割合は、ピーク強度比でなくとも、ピーク面積比より算出してもよい。ＸＲＤとしては「Ｘ‘ＰｅｒｔＰＲＯ／パナリティカル製」を使用した。管電圧４５ｋＶ、管電流４０ｍＡ、スキャンステップ０．０１７°を使用した。
尚、結晶子サイズの測定はＴＥＭ観察などの画像から算出してもよい。
【００５１】
本発明者は、耐プラズマ性部材１２０の表面に形成された層状構造物１２３の表面粗さＳａのばらつきを、レーザ顕微鏡を用いて測定した。レーザー顕微鏡としては、「ＯＬＳ４０００／オリンパス製」を使用した。対物レンズの倍率は５０倍、ズームは１倍を使用した。カットオフについては８０μｍに設定した。
【００５２】
高さ方向の振幅平均（算術平均）Ｓａとは、２次元の算術平均粗さＲａを３次元に拡張したものであり、３次元粗さパラメータ（３次元高さ方向パラメータ）である。具体的には、算術平均Ｓａは、表面形状曲面と平均面とで囲まれた部分の体積を測定面積で割ったものである。平均面をｘｙ面、縦方向をｚ軸とし、測定された表面形状曲線をｚ（ｘ、ｙ）とすると、算術平均Ｓａは、次式で定義される。ここで、式（１）の中の「Ａ」は、測定面積である。
【００５３】
【数１】
2016008352.tif 000003
【００５４】
次に、本発明者は、算術平均Ｓａ、コア部の実体体積Ｖｍｃ、コア部の中空体積Ｖｖｃ、界面の展開面積率Ｓｄｒ、および二乗平均平方根傾斜ＳΔｑにより、耐プラズマ性部材１２０の表面に形成された層状構造物１２３の表面状態を、層状構造物１２３の表面の全体を網羅した形で表現し評価できると判断した。
図４は、３次元表面性状パラメータを説明する模式図である。なお、図４（ａ）は、高さ方向の振幅平均（算術平均）Ｓａを説明するグラフ図である。図４（ｂ）は、コア部の実体体積Ｖｍｃおよびコア部の中空体積Ｖｖｃを説明するグラフ図である。図４（ｃ）は、定義したセグメンテーション内での突起（あるいは穴）密度を説明する模式的平面図である。
【００５５】
本発明者は、レーザー顕微鏡を用いて層状構造物の表面状態を調べた。レーザ顕微鏡としては、「ＯＬＳ４０００／オリンパス製」を使用した。対物レンズの倍率は、１００倍である。ズームは、５倍である。カットオフについては、２．５μｍあるいは０．８μｍに設定した。
【００５６】
負荷曲線から求めるコア部の実体体積Ｖｍｃおよびコア部の中空体積Ｖｖｃに関するパラメータは、図４（ｂ）に表したグラフ図のように定義され、３次元体積パラメータである。すなわち、負荷面積率が１０％のときの高さが、山部の実体体積Ｖｍｐと、コア部の実体体積Ｖｍｃおよびコア部の中空体積Ｖｖｃと、の境界となる。負荷面積率が８０％のときの高さが、谷部の中空体積Ｖｖｖと、コア部の実体体積Ｖｍｃおよびコア部の中空体積Ｖｖｃと、の境界となる。山部の実体体積Ｖｍｐ、コア部の実体体積Ｖｍｃ、コア部の中空体積Ｖｖｃおよび谷部の中空体積Ｖｖｖは、単位面積あたりの体積（単位：ｍ３／ｍ２）を表す。
【００５７】
界面の展開面積率Ｓｄｒは、サンプリング面に対する界面の増加割合を示すパラメータである。界面の展開面積率Ｓｄｒは、四点で形成される小さな界面の展開面積の総和を測定面積で割った値であり、次式で定義される。ここで、式（２）の中の「Ａ」は、定義したセグメンテーションの面積を表す。
【００５８】
【数２】
2016008352.tif 000004
【００５９】
二乗平均平方根傾斜ＳΔｄは、サンプリング面での二次元の二乗平均傾斜角Δｑを表す。あらゆる点において、表面傾斜は、次式で表される。
【００６０】
【数３】
2016008352.tif 000005
したがって、二乗平均平方根傾斜ＳΔｑは、次式で表される。
【００６１】
【数４】
2016008352.tif 000006
【００６２】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、半導体製造装置１００などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや耐プラズマ性部材１２０および静電チャック１６０の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。  
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６３】
１００ 半導体製造装置、  １１０ チャンバー、  １２０ 耐プラズマ性部材、  １２３ 層状構造物、  １６０ 静電チャック、  １９１ 領域、    ２１０ ウェーハ、  ２２１ パーティクル
【図３】
2016008352.tif 000007
【図１】
2016008352.tif 000008
【図２】
2016008352.tif 000009
【図４】
2016008352.tif 000010