特開 2023-5174 消耗部材、プラズマ処理装置及び消耗部材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023005174

(43)【公開日】2023-01-18

(54)【発明の名称】消耗部材、プラズマ処理装置及び消耗部材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20230111BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101G

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021106925

(22)【出願日】2021-06-28

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】茂山 和基

(72)【発明者】

【氏名】長山 将之

(72)【発明者】

【氏名】三浦 衛

【テーマコード（参考）】

5F004

【Ｆターム（参考）】

5F004BA09

5F004BB12

5F004BB13

5F004BB18

5F004BB22

5F004BB23

5F004BB25

5F004BB26

5F004BB28

5F004BB29

5F004CA06

(57)【要約】

【課題】本開示は、プラズマ処理装置に用いる消耗部材を安価に製造する技術を提供する。
【解決手段】石英又はセラミックスのいずれかの材料により形成されるプラズマ処理装置に用いられる消耗部材であって、第１純度の前記材料により形成されたコア部と、前記コア部の周囲における前記プラズマ処理装置におけるプラズマにより損耗される部分に設けられ、前記第１純度より高い第２純度の前記材料で形成された保護部と、を有する消耗部材。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

石英又はセラミックスのいずれかの材料により形成されるプラズマ処理装置に用いられる消耗部材であって、
第１純度の前記材料により形成されたコア部と、
前記コア部の周囲における前記プラズマ処理装置におけるプラズマにより損耗される部分に設けられ、前記第１純度より高い第２純度の前記材料で形成された保護部と、
を有する、
消耗部材。

【請求項2】

前記消耗部材は、エッジリング、カバーリング、静電チャックの側面に設けられる絶縁リング、シャワーヘッドの天井面に設けられる上部電極カバー、当該上部電極カバーを押さえるシールドリング又はシャワーヘッドを支える支持部材の少なくともいずれかである、
請求項１に記載の消耗部材。

【請求項3】

前記保護部は、前記コア部の周囲にスラリキャスト法によって形成される、
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の消耗部材。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の消耗部材を備える、
プラズマ処理装置。

【請求項5】

石英又はセラミックスのいずれかの材料により形成されるプラズマ処理装置に用いられる消耗部材の製造方法であって、
（ａ）第１純度の前記材料により形成されたコア部を型に載置する工程と、
（ｂ）前記型に前記第１純度より高い第２純度の前記材料のスラリを供給する工程と、
（ｃ）前記型に供給された前記スラリを焼成して保護部を形成する工程と、
を含む、
消耗部材の製造方法。

【請求項6】

石英又はセラミックスのいずれかの材料により形成されるプラズマ処理装置に用いられる消耗部材の製造方法であって、
（ａ）第１純度の前記材料により形成されたコア部を型に載置する工程と、
（ｂ）前記型に前記第１純度より高い第２純度の前記材料のスラリを供給する工程と、
（ｃ）前記型に供給された前記スラリを焼成して拡張保護部を形成する工程と、
（ｄ）前記拡張保護部を加工して保護部を形成する工程と、
を含む、
消耗部材の製造方法。

【請求項7】

前記（ａ）の前に、コア部用型に前記第１純度の前記材料の第２スラリを供給し、前記コア部用型に供給された前記第２スラリを焼成して前記コア部を形成する工程、
を更に備える、
請求項５又は請求項６のいずれかに記載の消耗部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、消耗部材、プラズマ処理装置及び消耗部材の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ドライエッチング装置等のプラズマ処理装置において、プラズマにさらされることで消耗する消耗部材が用いられる。消耗部材として石英を用いた部材が用いられる（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－２２０５００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、プラズマ処理装置に用いる消耗部材を安価に製造する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示は、石英又はセラミックスのいずれかの材料により形成されるプラズマ処理装置に用いられる消耗部材であって、第１純度の前記材料により形成されたコア部と、前記コア部の周囲における前記プラズマ処理装置におけるプラズマにより損耗される部分に設けられ、前記第１純度より高い第２純度の前記材料で形成された保護部と、を有する消耗部材である。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、プラズマ処理装置に用いる消耗部材を安価に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態のプラズマ処理システムの一例を示す図である。

【図2】図２は、本実施形態のプラズマ処理装置に用いる消耗部材の一例の上面図である。

【図3】図３は、本実施形態のプラズマ処理装置に用いる消耗部材の一例の断面図である。

【図4】図４は、第１実施形態の消耗部材の製造方法を説明するフローチャートである。

【図5】図５は、第１実施形態の消耗部材の製造方法を説明する図である。

【図6】図６は、第１実施形態の消耗部材の製造方法を説明する図である。

【図7】図７は、第１実施形態の消耗部材の製造方法を説明する図である。

【図8】図８は、第１実施形態の消耗部材の製造方法を説明する図である。

【図9】図９は、第１実施形態の消耗部材の製造方法を説明する図である。

【図10】図１０は、第１実施形態の消耗部材の製造方法を説明する図である。

【図11】図１１は、第１実施形態の消耗部材の製造方法を説明する図である。

【図12】図１２は、第１実施形態の消耗部材の製造方法を説明する図である。

【図13】図１３は、第２実施形態の消耗部材の製造方法を説明するフローチャートである。

【図14】図１４は、第２実施形態の消耗部材の製造方法を説明する図である。

【図15】図１５は、第２実施形態の消耗部材の製造方法を説明する図である。

【図16】図１６は、第２実施形態の消耗部材の製造方法を説明する図である。

【図17】図１７は、第２実施形態の消耗部材の製造方法を説明する図である。

【図18】図１８は、第２実施形態の消耗部材の製造方法を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。

【0009】

〔プラズマ処理装置〕
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。

【0010】

プラズマ処理システムは、容量結合プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。容量結合プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓに供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口とを有する。側壁１０ａは接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０筐体とは電気的に絶縁される。

【0011】

基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板（ウェハ）Ｗを支持するための中央領域（基板支持面）１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域（リング支持面）１１１ｂとを有する。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。一実施形態において、本体部１１１は、基台及び静電チャックを含む。基台は、導電性部材を含む。基台の導電性部材は下部電極として機能する。静電チャックは、基台の上に配置される。静電チャックの上面は、基板支持面１１１ａを有する。リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。１又は複数の環状部材のうち少なくとも１つはエッジリングである。また、図示は省略するが、基板支持部１１は、静電チャック、リングアセンブリ１１２及び基板のうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と基板支持面１１１ａとの間に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。

【0012】

シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、導電性部材を含む。シャワーヘッド１３の導電性部材は上部電極として機能する。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。

【0013】

ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する１又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。

【0014】

電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のような少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ処理チャンバ１０において１又はそれ以上の処理ガスからプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を基板支持部１１の導電性部材に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。

【0015】

一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１３ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給される。第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。

【0016】

また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。一実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、基板支持部１１の導電性部材に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のバイアスＤＣ信号は、基板支持部１１の導電性部材に印加される。一実施形態において、第１のＤＣ信号が、静電チャック内の電極のような他の電極に印加されてもよい。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、シャワーヘッド１３の導電性部材に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、シャワーヘッド１３の導電性部材に印加される。種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。なお、第１及び第２のＤＣ生成部３２ａ，３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。

【0017】

排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。

【0018】

制御部２は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部２は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部２の一部又は全てがプラズマ処理装置１に含まれてもよい。制御部２は、例えばコンピュータ２ａを含んでもよい。コンピュータ２ａは、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２ａ１、記憶部２ａ２、及び通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部２ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１との間で通信してもよい。

【0019】

＜プラズマ処理装置に用いる消耗部材＞
ドライエッチング装置等のプラズマ処理装置１のプラズマ処理チャンバ１０内で用いられる部材は、プラズマにさらされる。ドライエッチング装置等のプラズマ処理装置１のプラズマ処理チャンバ１０内で用いられるプラズマにさらされて損耗する部材は、消耗部材として定期的に交換される。

【0020】

消耗部材としては、例えば、リングアセンブリ１１２の環状部材（エッジリング、カバーリング）、静電チャックの側面に設けられる絶縁リング、シャワーヘッド１３の天井面に設けられる上部電極カバー、当該上部電極カバーを押さえるシールドリング又はシャワーヘッド１３を支える支持部材等が挙げられる。

【0021】

消耗部材は、例えば、石英、セラミックス等により形成される。消耗部材の損耗個所、損耗個所ごとの損耗深さは、使用条件等に応じて予想できる。損耗個所は、処理基板への汚染を防ぐ目的で、高純度の材料を用いて形成することが望ましい。一方、消耗部材において、消耗しない部分は、部材の体積に多くを占める。消耗しない部分は、処理基板に影響を与えないので、純度の低い材料を用いることができる。

【0022】

そこで、本実施形態に係るプラズマ処理装置に用いられる消耗部材は、損耗しない範囲を安価な低純度材料で製作して、損耗する部分を高純度なスラリ材によりモールドで成形する。

【0023】

＜エッジリング１１５＞
消耗部材の一例として、リングアセンブリ１１２の環状部材であるエッジリング１１５を例に説明する。なお、ここでは、消耗部材として、エッジリング１１５について説明するが、消耗部材としては、エッジリングに限らない。消耗部材は、例えば、カバーリング、静電チャックの側面に設けられる絶縁リング、シャワーヘッド１３の天井面に設けられる上部電極カバー、当該上部電極カバーを押さえるシールドリング又はシャワーヘッド１３を支える支持部材等でもよい。

【0024】

また、ここでは、エッジリング１１５の材料について石英について説明するが、消耗部材の材料にセラミックスを用いてもよい。

【0025】

図２は、本実施形態に係る消耗部材の一例であるエッジリング１１５の上面図である。図３は、本実施形態に係る消耗部材の一例であるエッジリング１１５の断面図である。具体的には、図３は、図２のＩ－Ｉ断面図である。なお、以下に示す断面図においては、図３の断面に対応する断面の断面図を示す。

【0026】

エッジリング１１５は、リングアセンブリ１１２の環状部材の一つである。エッジリング１１５は、基板Ｗの周囲に配置される。エッジリング１１５は、石英により形成される。エッジリング１１５は、コア部１１５ｃと、保護部１１５ｓと、を有する。

【0027】

コア部１１５ｃは、プラズマ処理装置１で使用中にプラズマにより損耗されず、プラズマに露出されない部分に設けられる。コア部１１５ｃは、保護部１１５ｓを構成する石英に対して低い純度の石英で構成される。コア部１１５ｃは、後述するようにスラリキャスト法により形成してもよいし、溶融石英を固化して形成してもよい。

【0028】

保護部１１５ｓは、プラズマ処理装置１で使用中にプラズマにより損耗される部分に設けられる。また、保護部１１５ｓは、プラズマ処理装置１で使用中に、プラズマによりコア部１１５ｃが損耗されないように、少なくとも一定の厚さでコア部１１５ｃのプラズマにより損耗される可能性がある部分に設けられる。保護部１１５ｓは、高純度の石英で構成される。保護部１１５ｓは、プラズマ処理装置１で使用中にプラズマにより損耗される可能性があることから、処理基板を汚染しないように高純度の石英により構成される。

【0029】

コア部１１５ｃと保護部１１５ｓは、純度の異なる同じ材料で形成することが望ましい。エッジリング１１５は、プラズマにさらされて高温になる。異なる材料で形成した場合には、エッジリング１１５が高温になったときに、熱膨張率の差により、材料が割れたり剥がれたりする場合がある。エッジリング１１５は、コア部１１５ｃと保護部１１５ｓとを同じ材料で形成することから、温度を高くなったときに割れや剥がれを防止できる。

【0030】

例えば、プラズマ処理装置１において、ｔ１時間程度プラズマを生成すると、エッジリング１１５は、場所によってΔＴミリメートル程度損耗するとする。保護部１１５ｓの損耗する部分の厚さは、使用予定時間をｔ２時間とすると、少なくともΔＴ×ｔ２／ｔ１ミリメートルとする。保護部１１５ｓの損耗する部分の厚さは、例えば、０．２から２ミリメートルである。

【0031】

＜第１実施形態＞
次に、消耗部材の一例としてエッジリング１１５を用いて、製造方法について説明する。図４は、第１実施形態に係る消耗部材の製造方法を説明するフローチャートである。

【0032】

最初に、コア部１１５ｃを形成する工程について説明する。コア部１１５ｃは、スラリキャスト法により形成する。コア部１１５ｃをスラリキャスト法により形成するために、第１スラリ１２０を用意する。第１スラリ１２０は、コア部１１５ｃを構成する石英の原料粉と、水又はアルコール等の液体とを調合して作成される。第１スラリ１２０の原料粉の純度は、標準的な純度とする。

【0033】

第１純度の第１スラリ１２０をコア部用型１１６に供給する（ステップＳ１０、第１純度の材料の第１スラリをコア部用型に供給する工程）。図５は、コア部用型１１６の断面図である。コア部用型１１６は、基部１１６ａと、蓋部１１６ｂと、を備える。基部１１６ａは、溝部１１６ｇを有する。基部１１６ａの上に、蓋部１１６ｂを載置して、溝部１１６ｇに第１スラリ１２０を図示しない導入口から供給する。

【0034】

なお、溝部１１６ｇの寸法は、第１スラリ１２０を焼成することにより最終的に縮むことを考慮して、コア部１１５ｃの寸法より若干大きく形成されている。図６は、コア部用型１１６の溝部１１６ｇに第１スラリ１２０を供給した状態を示す断面図である。

【0035】

第１スラリ１２０は、標準的な純度の石英を形成するためのスラリである。後述する第２スラリ１２５と比較すると原料粉の石英の純度が低い。コア部１１５ｃは、プラズマにより損耗されない部分であることから、標準的な純度である第１スラリ１２０を用いて形成する。

【0036】

次に、コア部用型１１６に供給された第１スラリ１２０を焼成してコア部１１５ｃを形成する（ステップＳ２０、コア部用型に供給された第１スラリを焼成してコア部を形成する工程）。図７は、コア部用型１１６に供給された第１スラリ１２０を焼成してコア部１１５ｃを形成した状態を示す断面図である。

【0037】

次に、形成したコア部１１５ｃをコア部用型１１６から取り外す。図８は、コア部用型１１６から取り外したコア部１１５ｃを示す上面図である。図９は、コア部用型１１６から取り外したコア部１１５ｃを示す断面図である。なお、図８及び図９においては、最終的に形成するエッジリング１１５を仮想エッジリング１１５ｆとして点線で示す。

【0038】

次に、保護部１１５ｓを形成する工程について説明する。保護部１１５ｓは、スラリキャスト法により形成する。保護部１１５ｓをスラリキャスト法により形成するために、第２スラリ１２５を用意する。第２スラリ１２５は、保護部１１５ｓを構成する石英の原料粉と、水又はアルコール等の液体とを調合して作成される。第２スラリ１２５の原料粉の純度は、第１スラリ１２０の原料粉の純度より高い純度とする。

【0039】

コア部１１５ｃをエッジリング用型１１７に載置する（ステップＳ３０、コア部をエッジリング用型に載置する工程）。図１０は、エッジリング用型１１７にコア部１１５ｃを載置した状態を示す断面図である。

【0040】

エッジリング用型１１７は、基部１１７ａと、蓋部１１７ｂと、を備える。基部１１７ａの上に蓋部１１７ｂを載置すると、溝部１１７ｇが形成される。なお、溝部１１７ｇの寸法は、第２スラリ１２５を焼成することにより最終的に縮むことを考慮して、保護部１１５ｓの寸法より若干大きくなっている。

【0041】

蓋部１１７ｂを基部１１７ａに載置する前に、コア部１１５ｃを基部１１７ａに載置する。そして、蓋部１１７ｂを基部１１７ａに載置する。蓋部１１７ｂを基部１１７ａに載置すると、コア部１１５ｃは、溝部１１７ｇの内部に位置する。

【0042】

次に、コア部１１５ｃが載置されたエッジリング用型１１７に、第１純度より高い第２純度の第２スラリ１２５を、エッジリング用型１１７に供給する（ステップＳ４０、エッジリング用型に第１純度より高い第２純度の材料の第２スラリを供給する工程）。

【0043】

溝部１１７ｇに第２スラリ１２５を図示しない導入口から供給する。図１１は、エッジリング用型１１７の溝部１１７ｇに第２スラリ１２５を供給した状態を示す断面図である。

【0044】

エッジリング１１５の保護部１１５ｓは、プラズマによって損耗される可能性がある部分に設けられる。したがって、保護部１１５ｓは、高純度の石英により形成する。保護部１１５ｓを高純度の石英により形成するために、第１純度より高い第２純度の第２スラリ１２５を用いて、保護部１１５ｓを形成する。

【0045】

次に、エッジリング用型１１７に供給された第２スラリ１２５を焼成して保護部１１５ｓを形成する（ステップＳ５０、エッジリング用型に供給された第２スラリを焼成して保護部を形成する工程）。図１２は、エッジリング用型１１７に供給された第２スラリ１２５を焼成して保護部１１５ｓを形成した状態を示す断面図である。

【0046】

最後に、エッジリング用型１１７からエッジリング１１５を取り外す。上述の工程により、図２及び図３に示すエッジリング１１５を製造する。

【0047】

［作用・効果］
第１実施形態に係る消耗部材の製造方法によれば、プラズマに損耗される部分を高純度の石英で形成するとともに、プラズマに損耗されない部分を高純度の石英より純度の低い石英で形成できる。

【0048】

プラズマに露出されない部分を高純度の石英より純度の低い石英で形成することにより、消耗部材のコストを抑えることができる。また、高純度の石英材料は、入手性に課題があるが、高純度の石英材料の部分を減らすことにより、高純度の石英材料を使用する量を低減できる。

【0049】

また、高純度のスラリの原料粉は、低純度のスラリの原料粉から高純度化することにより得ることができる。したがって、スラリキャスト法で消耗部材を製造することにより、スラリの原料粉の入手性を向上できる。

【0050】

なお、本実施形態に係る消耗部材の製造方法では、コア部１１５ｃをスラリキャスト法で形成したが、コア部１１５ｃはスラリキャスト法以外の手法を用いて形成してもよい。

【0051】

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る消耗部材の製造方法について説明する。第２実施形態に係る石英材料の製造方法は、第１実施形態に係る消耗部材の製造方法に対して、最終工程において削り加工を行って、最終的な製品形状を作成する点が異なる。

【0052】

図１３は、第２実施形態に係る消耗部材の製造方法を説明するフローチャートである。ステップＳ１０及びステップＳ２０については、第２実施形態に係る消耗部材の製造方法と同じであることから説明を省略する。

【0053】

ステップＳ２０の次に、コア部１１５ｃを中間加工物用型１１８に載置する（ステップＳ３５、コア部を中間加工物用型に載置する工程）。図１４は、中間加工物用型１１８にコア部１１５ｃを載置した状態を示す断面図である。

【0054】

中間加工物用型１１８は、基部１１８ａと、蓋部１１８ｂと、を備える。基部１１８ａの上に蓋部１１８ｂを載置すると、溝部１１８ｇが形成される。なお、溝部１１８ｇの寸法は、エッジリング１１５より削り代を含めて大きくなっている。図１４において、最終的に形成するエッジリング１１５を仮想エッジリング１１５ｆとして点線で示す。

【0055】

蓋部１１８ｂを基部１１８ａに載置する前に、コア部１１５ｃを基部１１８ａに載置する。そして、蓋部１１８ｂを基部１１８ａに載置する。蓋部１１８ｂを基部１１８ａに載置すると、コア部１１５ｃが溝部１１８ｇの内部に位置する。

【0056】

次に、コア部１１５ｃが載置された中間加工物用型１１８に、第１純度より高い第２純度の第２スラリ１２５を、中間加工物用型１１８に供給する（ステップＳ４５、中間加工物用型に第１純度より高い第２純度の第２スラリを供給する工程）。

【0057】

溝部１１８ｇに第２スラリ１２５を図示しない導入口から供給する。図１５は、中間加工物用型１１８の溝部１１８ｇに第２スラリ１２５を供給した状態を示す断面図である。

【0058】

エッジリング１１５の保護部１１５ｓは、プラズマに露出される部分に設けられる。したがって、保護部１１５ｓは、高純度の石英により形成する。保護部１１５ｓを高純度の石英により形成するために、第１純度より高い第２純度の材料の第２スラリ１２５を用いて、保護部１１５ｓを形成する。

【0059】

次に、中間加工物用型１１８に供給された第２スラリ１２５を焼成して拡張保護部１１５ｔを形成する（ステップＳ５５、中間加工物用型に供給された第２スラリを焼成して拡張保護部を形成する工程）。図１６は、中間加工物用型１１８に供給された第２スラリ１２５を焼成して拡張保護部１１５ｔを形成した状態を示す断面図である。

【0060】

次に、拡張保護部１１５ｔを削り加工して保護部１１５ｓを形成する（ステップＳ６５拡張保護部を加工して保護部を形成する工程）。図１７は、ステップＳ５５で拡張保護部１１５ｔを形成して、中間加工物用型１１８から取り外した中間加工物１１５ｍの上面図である。図１８は、ステップＳ５５で拡張保護部１１５ｔを形成して、中間加工物用型１１８から取り外した中間加工物１１５ｍの断面図である。図１７及び図１８において、最終的に形成するエッジリング１１５を仮想エッジリング１１５ｆとして点線で示す。

【0061】

中間加工物１１５ｍは、最終的なエッジリング１１５より拡張保護部１１５ｔの部分が大きくなっている。ステップＳ６５において、中間加工物１１５ｍを削り加工して、エッジリング１１５を作成する。

【0062】

［作用・効果］
第２実施形態に係る消耗部材の製造方法によれば、第１実施携帯に係る消耗部材の製造方法の効果に加えて、最終的な消耗部材を高い寸法精度で形成できる。

【0063】

＜変形例＞
エッジリング用型１１７又は中間加工物用型１１８に載置するコア部１１５ｃについては、コア部１１５ｃのみに限らない。例えば、一度使用したエッジリング１１５を再生するために、保護部１１５ｓの一部がコア部１１５ｃに残留しているものでもよい。

【0064】

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

【符号の説明】

【0065】

１ プラズマ処理装置
２ 制御部
１０ プラズマ処理チャンバ
１１ 基板支持部
１３ シャワーヘッド
１１１ 本体部
１１１ａ 基板支持面
１１１ａ 中央領域（基板支持面）
１１１ｂ 環状領域（リング支持面）
１１２ リングアセンブリ
１１５ エッジリング
１１５ｃ コア部
１１５ｓ 保護部
１１５ｔ 拡張保護部
１１６ コア部用型
１１７ エッジリング用型
１１８ 中間加工物用型
１２０ 第１スラリ
１２５ 第２スラリ
Ｗ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】