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(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】P2024122862
(43)【公開日】2024-09-09
(54)【発明の名称】プラズマ処理装置用部品
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20240902BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 101G
H01L21/302 101H
H01L21/302 101M
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023216429
(22)【出願日】2023-12-22
(31)【優先権主張番号】P 2023030542
(32)【優先日】2023-02-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000006264
【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100101465
【弁理士】
【氏名又は名称】青山 正和
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 峻平
(72)【発明者】
【氏名】野中 荘平
(72)【発明者】
【氏名】歳森 悠人
【テーマコード（参考）】
5F004
【Ｆターム（参考）】
5F004AA13
5F004BA04
5F004BB13
5F004BB22
5F004BB23
5F004BB29
5F004BC03
5F004CA03
5F004CB02
5F004DA00
5F004DA02
(57)【要約】
【課題】フルオロカーボン膜やその堆積物の除去を容易に行えるプラズマ処理装置用部品を提供する。
【解決手段】フルオロカーボンプラズマでプラズマ処理を行うプラズマ処理装置用の部品２０であって、無機材料から成る被膜層２２を備え、被膜層最表面２３の酸化膜２２２が２０．０ｎｍ以下である。酸素を含む酸化膜２２２の厚さが２０．０ｎｍ以下に形成されているため、フルオロカーボン膜が形成されても、フルオロカーボンと酸素とが強く結合する相の形成を抑えることができる。被膜層２２の厚さは例えば５００．０ｎｍ以上である。プラズマ処理装置用部品は例えば排気管２０である。フルオロカーボンと酸化膜の酸素とが強く結合する相の形成を抑えることで、フルオロカーボン膜やその堆積物を拭き取りなどによって容易に除去することができる。
【選択図】図２
【解決手段】フルオロカーボンプラズマでプラズマ処理を行うプラズマ処理装置用の部品２０であって、無機材料から成る被膜層２２を備え、被膜層最表面２３の酸化膜２２２が２０．０ｎｍ以下である。酸素を含む酸化膜２２２の厚さが２０．０ｎｍ以下に形成されているため、フルオロカーボン膜が形成されても、フルオロカーボンと酸素とが強く結合する相の形成を抑えることができる。被膜層２２の厚さは例えば５００．０ｎｍ以上である。プラズマ処理装置用部品は例えば排気管２０である。フルオロカーボンと酸化膜の酸素とが強く結合する相の形成を抑えることで、フルオロカーボン膜やその堆積物を拭き取りなどによって容易に除去することができる。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
フルオロカーボンプラズマでプラズマ処理を行うプラズマ装置用の部品であって、
シリコン及びタングステンの一方を少なくとも含む被膜層を備え、
被膜層最表面の酸化膜が２０．０ｎｍ以下であることを特徴とする、プラズマ処理装置用部品。
シリコン及びタングステンの一方を少なくとも含む被膜層を備え、
被膜層最表面の酸化膜が２０．０ｎｍ以下であることを特徴とする、プラズマ処理装置用部品。
【請求項2】
フルオロカーボンプラズマでプラズマ処理を行うプラズマ装置用の部品であって、
シリコン及びタングステンの一方を少なくとも含む被膜層を備え、
被膜層最表面が酸素を含まないことを特徴とする、プラズマ処理装置用部品。
シリコン及びタングステンの一方を少なくとも含む被膜層を備え、
被膜層最表面が酸素を含まないことを特徴とする、プラズマ処理装置用部品。
【請求項3】
前記被膜層が無機材料からなることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のプラズマ処理装置用部品。
【請求項4】
前記被膜層の厚さが５００．０ｎｍ以上５０００．０ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項３に記載のプラズマ処理装置用部品。
【請求項5】
前記プラズマ処理装置用部品は、プラズマ処理用ガス又はプラズマ処理の廃ガスが流れる管材であることを特徴とする、請求項４に記載のプラズマ処理装置用部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はフルオロカーボンプラズマでプラズマ処理を行うプラズマ装置用の部品である。
【背景技術】
【0002】
半導体を製造する際のケイ素（Ｓｉ）や窒化ケイ素（ＳｉＮ）のドライエッチングでは、ボッシュプロセスと呼ばれるプラズマによる異方性のエッチングが行われている。特許文献１に開示の異方性のエッチングでは、六フッ化硫黄（ＳＦ６）とアルゴン（Ａｒ）との混合物を用いたプラズマによるエッチングステップと、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）とアルゴン（Ａｒ）からなる混合物を用いたプラズマによるパッシベーションステップとが交互に行われている。また、特許文献１には四フッ化炭素（ＣＦ４）をエッチングガスとして用いることが開示されている。
【0003】
特許文献２には、シリコンのドライエッチング方法が開示されており、各サイクルのデポ工程の前にアッシング工程を導入することで、サイクル毎に不要なフルオロカーボン等のポリマーからなるデポジション（デポ層）を除去している。デポ層の形成に、六フッ化エタン（Ｃ２Ｆ６），四フッ化エチレン（Ｃ２Ｆ４），八フッ化シクロブタン（Ｃ４Ｆ８）などのフルオロカーボンを用いてプラズマ処理が行われている。
【0004】
フルオロカーボンから構成されるフルオロカーボン膜は被加工膜の保護膜として機能するが、逆に高エネルギーのイオンが入射した際に、エッチングに寄与する場合があるため、特許文献３では、ギ酸等の還元ガスを導入し、フルオロカーボン膜中のフッ素原子を水素原子に置換して、エッチングへの寄与を減少させている。
【0005】
特許文献４には、四フッ化炭素（ＣＦ４）やトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）などのフッ素含有ガスを用いて、エッチングを行うことが開示されている。
【0006】
ところで、上記特許文献１～４におけるエッチング処理では、フルオロカーボン膜がプラズマ処理の対象物の表面に堆積するだけでは留まらず、ドライエッチング装置の内部に堆積することになり得る。例えば排気管にフルオロカーボン膜が堆積することで詰りの原因となり、定期的にフルオロカーボン膜を除去するためのメンテナンス作業が必要である。
【0007】
特許文献５には高温の窒素ガスを導入してチャンバー内部に付着している反応生成物を除去することが開示されており、特許文献６にもフッ素含有ガスを用いて配管の表面に付着している付着物を除去することが開示されており、特許文献７にはアンモニア水溶液を用いて排気管の内部に付着した付着物を除去することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特許第４０９０４９２号公報
【特許文献2】特開２０２２－２９８４７号公報
【特許文献3】特開２０２２－４５１７８号公報
【特許文献4】特開２００７－２１４２９９号公報
【特許文献5】特開２００６－２３７３６０号公報
【特許文献6】特許第６２１００３９号公報
【特許文献7】特許第３５８２５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
上記特許文献５～７のように特殊な薬液を用いたり、クリーニングガスを導入したりすることで一度堆積したフルオロカーボン膜を除去すること、また配管を加熱することでフルオロカーボン膜の付着を多少抑制させることも可能ではあるが、クリーニングガスを導入するための作業や薬液を用いた洗浄はいずれも煩雑であり、例えばメンテナンス作業の都度、プラズマ処理装置を停止させ、プラズマ処理装置から配管などのプラズマ処理装置用の部品を取り外し、装置メーカーに送付してフルオロカーボン膜などの除去を行うため、経済的損失が大きいものである。
【0010】
さらに、配管などのプラズマ処理装置用の部品を加熱する温度制御の対処方法は、近年装置内部を冷却してプロセスを進めるニーズがあり、よりフルオロカーボン膜の堆積が増加する可能性があるため、採用することは難しいと考えられる。
【0011】
そこで、フルオロカーボン膜やその堆積物の除去を容易に行えるプラズマ処理装置用部品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】
【0012】
本発明のプラズマ処理装置用部品は、フルオロカーボンプラズマでプラズマ処理を行うプラズマ装置用の部品であって、シリコン及びタングステンの一方を少なくとも含む被膜層を備え、被膜層最表面の酸化膜が２０．０ｎｍ以下である。
なお、被膜層最表面とは、被膜層のうち、外に表れる面を意味する。
被膜層最表面の酸化膜が薄く２０．０ｎｍ以下に形成されているため、該部品にフルオロカーボン膜が形成されても、フルオロカーボンと酸素とが強く結合する相の形成を抑えることができる。
なお、被膜層最表面とは、被膜層のうち、外に表れる面を意味する。
被膜層最表面の酸化膜が薄く２０．０ｎｍ以下に形成されているため、該部品にフルオロカーボン膜が形成されても、フルオロカーボンと酸素とが強く結合する相の形成を抑えることができる。
【0013】
前記被膜層がシリコン又はタングステンで構成されることで、酸化膜が薄いためフルオロカーボンと酸素とが強く結合する相の形成を抑えることができる。
【0014】
本発明のプラズマ処理装置用部品は、フルオロカーボンプラズマでプラズマ処理を行うプラズマ装置用の部品であって、シリコン及びタングステンの一方を少なくとも含む被膜層を備え、被膜層最表面が酸素を含まない。
被膜層最表面が、酸素を含まない被膜層で構成されると、フルオロカーボンと反応した相の形成を抑えて、膜の剥離が容易となる。
被膜層最表面が、酸素を含まない被膜層で構成されると、フルオロカーボンと反応した相の形成を抑えて、膜の剥離が容易となる。
【0015】
本発明のプラズマ処理装置用部品は、好ましくは前記被膜層の厚さは５００．０ｎｍ以上５０００．０ｎｍ以下である。
前記被膜層の厚さが５００．０ｎｍ以上であると、フルオロカーボンなどに対してプラズマ処理装置用部品を保護することができる。また、５０００．０ｎｍより厚くなると、密着性の低下やひずみで剥離が生じる恐れがある。
前記被膜層の厚さが５００．０ｎｍ以上であると、フルオロカーボンなどに対してプラズマ処理装置用部品を保護することができる。また、５０００．０ｎｍより厚くなると、密着性の低下やひずみで剥離が生じる恐れがある。
【0016】
本発明のプラズマ処理装置用部品は、例えばプラズマ処理用ガス又はプラズマ処理の廃ガスが流れる管材であり、フルオロカーボンと酸化膜の酸素とが強く結合する相の形成を抑えることができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、フルオロカーボンと酸化膜の酸素とが強く結合する相の形成を抑えて、フルオロカーボン膜やその堆積物を容易に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の実施形態に係るプラズマエッチング装置の断面図である。
【図2】（ａ）は本発明の実施形態に係るプラズマエッチング装置の排気管の断面の一部を拡大した図であり、（ｂ）は（ａ）の排気管の第一変形例を示す断面図である。
【図4】発明実施例をＸ線光電子分光法（Ｘ－ｒａｙ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：以下、ＸＰＳと称す。）によって分析した結果を示すグラフである。
【図5】（ａ）は比較例１をグロー放電発光分光分析方法（ｇｌｏｗ－ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｏｐｔｉｃａｌ－ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：以下、ＧＤ－ＯＥＳ測定と称す。）によって分析した結果を示すグラフであり、（ｂ）はフルオロカーボン層が形成された比較例１の断面の走査型電子顕微鏡（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ： 以下ＳＥＭと称す。）画像である。
【図6】（ａ）及び（ｂ）は比較例２，３をＧＤ－ＯＥＳ測定によって分析した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
図１に示すように、本発明の第一実施形態に係るプラズマエッチング装置１は、真空チャンバー２内の上部に、上部電極となる電極板３が設けられると共に、下部に、下部電極となる上下動可能な架台４が電極板３と相互間隔をおいて平行に設けられている。
図１に示すように、本発明の第一実施形態に係るプラズマエッチング装置１は、真空チャンバー２内の上部に、上部電極となる電極板３が設けられると共に、下部に、下部電極となる上下動可能な架台４が電極板３と相互間隔をおいて平行に設けられている。
【0020】
上部の電極板３は、絶縁体５により真空チャンバー２の壁に対して絶縁状態に支持されているとともに、架台４の上には、静電チャック６と、その周りを囲むシリコン製の支持リング７とが設けられており、静電チャック６の上に、支持リング７により周縁部を支持した状態でウエハ（被処理基板）８を載置するようになっている。また、真空チャンバー２の上部にはエッチングガス供給管９が設けられ、このエッチングガス供給管９から送られたエッチングガスは拡散部材１０で拡散された後に、冷却板１４に設けられた上流ガス流路１５と電極板３に設けられた下流ガス流路１１とを流れて、ウエハ８に向う。
【0021】
このプラズマエッチング装置１では、電極板３と架台４との間に高周波電圧を印加する高周波電源１３を設けている。エッチングガスが電極板３と架台４との間に放出された状態で、高周波電源１３から高周波電圧が印加されると、エッチングガスがプラズマとなってウエハ８に当たる。このプラズマによるスパッタリングすなわち物理反応と、エッチングガスの化学反応とにより、ウエハ８の表面がエッチングされる。
【0022】
また、ウエハ８の均一なエッチングを行う目的で、発生したプラズマをウエハ８の中央部に集中させ、外周部へ拡散するのを阻止して電極板３とウエハ８との間に均一なプラズマを発生させるために、通常、プラズマ発生領域１６がシリコン製のシールドリンク１７で囲われた状態とされている。
【0023】
さらに、プラズマエッチング装置１では、エッチングガスがフルオロカーボン（Ｃｘ１Ｆｘ２；ｘ１＝１，２，３，４等、ｘ２＝４，６，８等）を含み、フルオロカーボンのプラズマをプラズマ発生領域１６で発生させて対象物を処理する。ここで、フルオロカーボンは、例えば（ｘ１，ｘ２）＝（２，４）の四フッ化エチレン（Ｃ２Ｆ４），（ｘ１，ｘ２）＝（２，６）の六フッ化エタン（Ｃ２Ｆ６），（ｘ１，ｘ２）＝（４，８）のＣ４Ｆ８（八フッ化シクロブタン）である。
【0024】
真空チャンバー２の内部のフルオロカーボンを含む廃ガスは、排出口１２から排気管２０を経て排気される。図２（ａ）は排気管２０の断面の一部を拡大した図であり、排気管２０は、筒状に形成された本体部２１と、本体部２１の内周面側に形成された被膜層２２と、を備えている。
【0025】
基材としての排気管２０の本体部２１は、材料は限定されるものではなく、例えば純度９９質量％以上の純アルミニウム（例えばＪＩＳ規格では１０００番台の純アルミニウム），Ａ５０５２（ＪＩＳ Ｈ ４０００：２０１４）系等のアルミニウム合金（以下、純アルミニウムとアルミニウム合金とを総称する場合、アルミニウムと称す。），シリコン，ステンレス鋼などからなる。
【0026】
アルミニウムからなる筒状の本体部２１は、一般的な手法で内周面にアルマイト処理を施して、多孔質のアルミナ（Ａｌ２０３）からなるアルマイト膜が形成されていると共に多孔質のアルミナ（Ａｌ２０３）の封孔の処理が施されたものでもよい。このように、アルマイト膜を備えたアルミニウムを基材として用いる場合、被膜層２２は酸化膜（アルマイト膜）の上に形成されている。
【0027】
また基材がステンレス鋼であれば、被膜層２２はステンレス鋼の表面を構成する厚さが１ｎｍ～３ｎｍの酸化膜（不動態皮膜）の上に形成されている。
【0028】
被膜層２２は例えば無機材料からなり、無機材料はシリコン（Ｓｉ）又は／及びタングステン（Ｗ）を含んでおり、好ましくは無機材料はシリコン（Ｓｉ）又は／及びタングステン（Ｗ）で構成され、より好ましくは無機材料は表面酸化の少ないシリコン（Ｓｉ）からなる。
【0029】
図２（ａ）に示す被膜層２２は、本体部２１の内周面に形成された無機材料からなる被膜材料層２２１と、被膜材料層２２１の本体部２１とは反対側の面に形成された酸化膜２２２と、を備えている。例えば被膜材料層２２１はシリコンからなるＳｉ層（単層）として形成される。ここで、一層に含まれる不純物濃度は、好ましくは０．１質量％以下とする。
【0030】
酸化膜２２２は、管内に露呈して最表面２３を構成し、酸化膜２２２の厚さｔ１は例えば２０．０ｎｍ以下、好ましくは１０．０ｎｍ以下、さらに好ましくは５．０ｎｍ以下に設定されている。また、厚さｔ１は０．１ｎｍ以上である。この酸化膜２２２は、被膜材料層２２１の管内に露呈する面側が自然酸化した自然酸化膜で、又は酸化処理して構成されている。以下、酸化膜２２２が自然酸化膜である場合を前提に説明する。
【0031】
被膜層２２の厚さｔ２は、限定されるものではないが、好ましくは被膜層２２を基材（排気管２０の本体部２１）に設ける際、基材の表面の最大高さ粗さＲｚ（ＪＩＳＢ０６０１）に対して被膜層２２は、特に被膜材料層２２１が３倍以上の厚さｔ３を有することで、基材の表面を露出させずに基材の表面が被膜材料層２２１で被覆されている。前記の排気管２０で言えば、最大高さ粗さＲｚの本体部２１の内周面の全体を被膜材料層２２１で覆い、本体部２１の露出を無くす。また基材がアルマイト膜を備えたアルミニウムやステンレス鋼であれば、これらの酸化膜の最大高さ粗さＲｚに対して被膜材料層２２１が３倍以上の厚さで形成される。最大高さ粗さＲｚは、触針式表面形状測定器にて被膜層２２を設ける前の基材（本体部２１）の表面の長さ１ｍｍ以上の範囲で任意の箇所を３点測定し、これら測定した値のうち、最も大きな値とする。被膜材料層２２１の厚さｔ３は例えば５００．０ｎｍ以上５０００．０ｎｍ以下、好ましくは１０００．０ｎｍ以下に設定される。以下、１０．０ｎｍ、２０．０ｎｍ、５００．０ｎｍ、５０００．０ｎｍをそれぞれ１０ｎｍ、２０ｎｍ、５００ｎｍ、５０００ｎｍと表す。
被膜材料層２２１は一例としてスパッタリングにて成膜することが可能であり、そのスパッタレートと成膜時間から厚さｔ２，ｔ３を制御することが可能である。
被膜層２２の厚さｔ２、特に被膜材料層２２１の厚さｔ３は、透過電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：以下、ＴＥＭと称す。）による断面観察で厚さｔ２，ｔ３を実測することが可能である。加えて、ＸＰＳやＧＤ－ＯＥＳの深さ方向分析において、エッチングレートと時間から厚さｔ２，ｔ３を算出することも可能である。例として、ＧＤ－ＯＥＳで正確に５００ｎｍ±１０％と規定されたＳｉＯ２層をエッチングした場合、１４９秒の時間を要した。この事から、エッチングレートは３．３６ｎｍ／秒となる。当然材質によってエッチングレートは変化するが、概ねこの程度の値になると想定し、被膜層２２や被膜材料層２２１のエッチングに要した時間にエッチングレートを乗じることで、被膜層２２の厚さｔ２や被膜材料層２２１の厚さｔ３を見積る事ができる。
被膜材料層２２１は一例としてスパッタリングにて成膜することが可能であり、そのスパッタレートと成膜時間から厚さｔ２，ｔ３を制御することが可能である。
被膜層２２の厚さｔ２、特に被膜材料層２２１の厚さｔ３は、透過電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：以下、ＴＥＭと称す。）による断面観察で厚さｔ２，ｔ３を実測することが可能である。加えて、ＸＰＳやＧＤ－ＯＥＳの深さ方向分析において、エッチングレートと時間から厚さｔ２，ｔ３を算出することも可能である。例として、ＧＤ－ＯＥＳで正確に５００ｎｍ±１０％と規定されたＳｉＯ２層をエッチングした場合、１４９秒の時間を要した。この事から、エッチングレートは３．３６ｎｍ／秒となる。当然材質によってエッチングレートは変化するが、概ねこの程度の値になると想定し、被膜層２２や被膜材料層２２１のエッチングに要した時間にエッチングレートを乗じることで、被膜層２２の厚さｔ２や被膜材料層２２１の厚さｔ３を見積る事ができる。
【0032】
酸化膜２２２で構成される最表面２３の算術平均粗さＲａは数百ｎｍ程に設定されている。なお、被膜層２２の厚さｔ２はスパッタリング工程の成膜時間で調整可能である。被膜層２２の実測定の条件はＴＥＭによる断面観察が最も有効であり、それは酸化膜２２２が非常に薄いため、他の方法での計測が困難なためである。特にエネルギー分散型分光分析（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：以下、ＥＤＸと称す。）による元素分析を通じて、被膜材料層２２１や酸化膜２２２（自然酸化膜）を同定できる。このＴＥＭ－ＥＤＸ観察では、最小の測定寸法が０．１ｎｍである。
【0033】
また、図２（ｂ）に示す変形例の排気管２０Ａの断面構造を示しており、排気管２０Ａでは、被膜層２２Ａが酸化膜２２２を設けず（酸化膜２２２の厚さｔ１が０ｎｍ）に被膜材料層２２１だけで構成されていて、最表面２３Ａが酸素を含まない無機材料で構成されている。排気管２０Ａの被膜材料層２２１の厚さｔ４は、限定されるものではないが、好ましくは排気管２０Ａの本体部２１の内周面の最大高さ粗さＲｚ（ＪＩＳＢ０６０１）の３倍以上の厚さを有し、例えば５００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下、より好ましくは１０００ｎｍ以下に設定され、被膜材料層２２１で構成される最表面２３Ａの算術平均粗さＲａは数百ｎｍ程に設定されている。なお、無機材料としてシリコン（Ｓｉ）だけを用いる場合には、被膜層２２Ａ（被膜材料層２２１）はシリコンからなるＳｉ層として形成される。
【0034】
（製造）
排気管２０の製造方法は、基材として筒状に形成された本体部２１を用意し、この本体部２１の内側の面に被膜層２２，２２Ａを形成する形成工程と、を備えている。
形成工程は、ＣＶＤやスパッタ法などによって本体部２１の上に、被膜層２２，２２Ａの被膜材料層２２１を形成する。被膜材料層２２１のコーティングの条件として、被膜材料層２２１の膜密度が９０％以上とする必要があり、且つ、Ｎａ，Ｋ等のアルカリ金属やＣｕ，Ｆｅ等の遷移金属の不純物濃度の合計が０．１質量％以下とする必要がある。
形成工程を経て、排気管２０Ａが完成する。なお、被膜材料層２２１を形成した後、被膜材料層２２１の管内に露呈する面側が大気中に放置されると、数秒程度の短時間で自然酸化が進行することで酸化膜２２２が形成されて、被膜層２２が構成される。本実施形態における自然酸化膜の厚さは２０ｎｍ以下であり、被膜材料層２２１が大気中に長く放置されても自然酸化膜の厚さは大きく変化はしない。
排気管２０の製造方法は、基材として筒状に形成された本体部２１を用意し、この本体部２１の内側の面に被膜層２２，２２Ａを形成する形成工程と、を備えている。
形成工程は、ＣＶＤやスパッタ法などによって本体部２１の上に、被膜層２２，２２Ａの被膜材料層２２１を形成する。被膜材料層２２１のコーティングの条件として、被膜材料層２２１の膜密度が９０％以上とする必要があり、且つ、Ｎａ，Ｋ等のアルカリ金属やＣｕ，Ｆｅ等の遷移金属の不純物濃度の合計が０．１質量％以下とする必要がある。
形成工程を経て、排気管２０Ａが完成する。なお、被膜材料層２２１を形成した後、被膜材料層２２１の管内に露呈する面側が大気中に放置されると、数秒程度の短時間で自然酸化が進行することで酸化膜２２２が形成されて、被膜層２２が構成される。本実施形態における自然酸化膜の厚さは２０ｎｍ以下であり、被膜材料層２２１が大気中に長く放置されても自然酸化膜の厚さは大きく変化はしない。
【0035】
（作用）
プラズマエッチング装置１では、エッチングガス（例えばＣ４Ｆ８：八フッ化シクロブタン）が冷却板１４に設けられた上流ガス流路１５と電極板３に設けられた下流ガス流路１１とを経てプラズマ発生領域１６に導入され、フルオロカーボンのプラズマが生成され、対象物のプラズマ処理に供される。
プラズマエッチング装置１では、エッチングガス（例えばＣ４Ｆ８：八フッ化シクロブタン）が冷却板１４に設けられた上流ガス流路１５と電極板３に設けられた下流ガス流路１１とを経てプラズマ発生領域１６に導入され、フルオロカーボンのプラズマが生成され、対象物のプラズマ処理に供される。
【0036】
フルオロカーボンのプラズマによる生成物として、排気管２０，２０Ａの内周面には、フルオロカーボンからなる膜（フルオロカーボン膜）が形成される。また、プラズマ処理を複数行うことで、フルオロカーボン膜が排気管２０，２０Ａの内周面に堆積することになり、以下の説明では、フルオロカーボン膜とその堆積物とを総称してフルオロカーボン層３０と称す。
【0037】
本実施形態の排気管２０，２０Ａによれば、フルオロカーボン層３０を排気管２０の内周面から拭き取りによって短時間で容易に取り除くことができる。
これは、フルオロカーボン層３０のフルオロカーボンが酸素との結合が高いことから、図２（ａ）に示す最表面２３が酸化膜２２２（自然酸化膜）で構成される排気管２０では、図３（ａ）に示すように、フルオロカーボン層３０のフルオロカーボンが酸素と結合してなる相（以下、反応相と称す。）３１が経時的に形成されるが、排気管２０の酸化膜２２２（自然酸化膜）の厚さが２０ｎｍ以下に薄く形成されていることで、反応相３１を厚く形成することを抑えることができるため（厚さｔ５：１００．０ｎｍ以下）、フルオロカーボン層３０を容易に剥がすことができる。
これは、フルオロカーボン層３０のフルオロカーボンが酸素との結合が高いことから、図２（ａ）に示す最表面２３が酸化膜２２２（自然酸化膜）で構成される排気管２０では、図３（ａ）に示すように、フルオロカーボン層３０のフルオロカーボンが酸素と結合してなる相（以下、反応相と称す。）３１が経時的に形成されるが、排気管２０の酸化膜２２２（自然酸化膜）の厚さが２０ｎｍ以下に薄く形成されていることで、反応相３１を厚く形成することを抑えることができるため（厚さｔ５：１００．０ｎｍ以下）、フルオロカーボン層３０を容易に剥がすことができる。
【0038】
また、図２（ｂ）に示す酸化膜２２２を設けていない排気管２０Ａでは、図３（ｂ）に示すように、酸素との結合が高いフルオロカーボン層３０が被膜層２２Ａの上に形成されるが、被膜層２２Ａの最表面２３Ａが酸素を含まない被膜層２２で構成されていることから、フルオロカーボン層３０を容易に剥がすことができる。
【0039】
このように、本実施形態の排気管２０，２０Ａの被膜層２２，２２Ａは、フルオロカーボン層との様々な材質の接合状態を確認し、剥離が容易な材質を選定して構成されており、特に排気管２０Ａの最表面２３Ａとして、表面酸化が少ないシリコン（Ｓｉ）で形成されていると共に酸素を含まない被膜層２２Ａを本体部２１の内周面に設けた場合、フルオロカーボン層３０を最も剥離しやすいことが認められた。これら被膜層２２，２２Ａにより拭き取りやテープ剥離の様な簡便な方法で一層容易にフルオロカーボン層３０の剥離が可能となった。
【0040】
排気管２０，２０Ａの本体部２１の内周面の最大高さ粗さＲｚが１００．０ｎｍ以下であれば、被膜層２２（被膜材料層２２１）の厚さが５００ｎｍ以上を有することで、排気管２０，２０Ａの本体部２１の表面（内周面）の全体を覆い、本体部２１の露出を無くして、フルオロカーボンと排気管２０，２０Ａとの結合を抑えることができる。厚さが５００ｎｍ未満であるとフルオロカーボンと排気管２０，２０Ａとの結合が生じる恐れがあり、また厚さが５０００ｎｍを超えると密着性の低下やひずみで剥離が生じる恐れがある。
【0041】
従来のプラズマ処理装置では、排気管の内面がアルマイト処理によってアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）で形成されていると、フルオロカーボン層が強固に付着し、溶剤を塗布して除去する作業などが必要であったが、本発明の実施形態によれば、プラズマエッチング装置１のユーザー側で溶剤を用いずに拭き取りで排気管２０，２０Ａの内周面からフルオロカーボン層３０を取り除くことができる。これにより従来の溶剤を用いた煩雑な作業が不要になり、プラズマエッチング装置１に対するメンテナンスの作業が容易になる。
【0042】
本発明は、前記の実施形態の説明や図示例に限らず実施をすることができる。
被膜材料層２２１は、無機材料に限らず、Ｓｉ化合物又はＷ化合物であってもよい。被膜材料層２２１は、例えばＳｉＣやＷＣなどで構成されたものも用いることができる。また被膜材料層２２１は単層に限らず、複数の層で形成されたものでもよい。
前記実施形態では、フルオロカーボン層が形成されるプラズマ処理装置用部品として、排気管２０，２０Ａを挙げたが、排気管２０，２０Ａ以外のプラズマ処理装置用部品、アルミニウム合金製の部品でとしてバッフルプレート等に適用することができ、シリコン製の部品として真空チャンバー２の内壁面のライナー、フォーカスリング等に適用することができる。またエッチングガスなどのプラズマ処理用ガスの供給管９、拡散部材１０、冷却板１４などでも、プラズマ生成前のフルオロカーボンを含むエッチングガスが触れる最表面を、被膜層２２で構成することもできる。
被膜材料層２２１は、無機材料に限らず、Ｓｉ化合物又はＷ化合物であってもよい。被膜材料層２２１は、例えばＳｉＣやＷＣなどで構成されたものも用いることができる。また被膜材料層２２１は単層に限らず、複数の層で形成されたものでもよい。
前記実施形態では、フルオロカーボン層が形成されるプラズマ処理装置用部品として、排気管２０，２０Ａを挙げたが、排気管２０，２０Ａ以外のプラズマ処理装置用部品、アルミニウム合金製の部品でとしてバッフルプレート等に適用することができ、シリコン製の部品として真空チャンバー２の内壁面のライナー、フォーカスリング等に適用することができる。またエッチングガスなどのプラズマ処理用ガスの供給管９、拡散部材１０、冷却板１４などでも、プラズマ生成前のフルオロカーボンを含むエッチングガスが触れる最表面を、被膜層２２で構成することもできる。
【0043】
予め被膜層２２が形成されたものではないが、使用によりフルオロカーボン層が形成された部品は、フルオロカーボン層の除去を行った後に、プラズマ処理の反応ガスやその生成物のフルオロカーボンに接する予定の最表面を被膜層２２で形成することで、プラズマ処理装置用部品として再度利用することもできる。
【実施例0044】
板状の基材の一方の面に被膜層を形成したものと、板状の基材の一方の面に被膜層を形成していないものとを試料として、各試料の被膜層或いは一方の面にフルオロカーボン膜を形成し、フルオロカーボン膜が形成された試料の物性値の測定と、試料からフルオロカーボン膜を剥離する剥離実験とを、基板を構成する物質を変えて、また被膜層を構成するためのコーティング材を変えて四つの試料を対象に行った。四つの試料のうち、一つが本発明を適用した発明実施例であり、三つが比較例１～３である。
【0045】
各試料をプラズマ処理装置（住友精密工業株式会社製 ＭＵＣ２１ ＡＳＥ－ＨＲＭＸ）に投入し、以下の条件で、１サイクルを約１５秒として１００サイクルのフルオロカーボン膜を形成するプロセスを実施して、試料に約１μｍのフルオロカーボン膜を形成した。
（フルオロカーボン膜形成の条件）
基板サイズ ： φ１００ｍｍ、厚さ５００μｍ
チャンバー内の圧力 ： ５Ｐａ
反応ガスの組成 ： Ｃ４Ｆ８ １４０ｓｃｃｍ
プラズマ出力 ： ８００Ｗ
なお、ｓｃｃｍとは、ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｃ／ｍｉｎの略であり、１ａｔｍ（大気圧１０１３Ｐａ）で、０℃あるいは２５℃などの一定温度で規格化された１分間あたりの流量（ｃｃ）をいう。
（フルオロカーボン膜形成の条件）
基板サイズ ： φ１００ｍｍ、厚さ５００μｍ
チャンバー内の圧力 ： ５Ｐａ
反応ガスの組成 ： Ｃ４Ｆ８ １４０ｓｃｃｍ
プラズマ出力 ： ８００Ｗ
なお、ｓｃｃｍとは、ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｃ／ｍｉｎの略であり、１ａｔｍ（大気圧１０１３Ｐａ）で、０℃あるいは２５℃などの一定温度で規格化された１分間あたりの流量（ｃｃ）をいう。
【0046】
（発明実施例）
発明実施例は、基材としてアルミニウム合金からなるアルミニウム基板を用意し、さらにアルミニウム基板の一面側にコーティング処理を施して、被膜層付きアルミニウム基板を作製し、これを試料として用いた。アルミニウム合金はＡ５０５２（ＪＩＳ Ｈ ４０００：２０１４）であり、Ｍｇや微量のＣｒやＳｉやＦｅを含んでいる。コーティング処理としてスパッタリング法を行い、アルミニウム基板上にシリコン（Ｓｉ）からなるＳｉ層（被膜材料層）を形成した。このＳｉ層の表面側のＳｉが自然酸化して、試料の最表面は自然酸化膜（酸化膜）で構成される。このように、発明実施例では、基板を覆う被膜層が、Ｓｉ層（被膜材料層）と自然酸化膜（酸化膜）とからなる。Ｓｉ層の厚さは約５００ｎｍであり、自然酸化膜の厚さは２０ｎｍ以下である。
発明実施例は、基材としてアルミニウム合金からなるアルミニウム基板を用意し、さらにアルミニウム基板の一面側にコーティング処理を施して、被膜層付きアルミニウム基板を作製し、これを試料として用いた。アルミニウム合金はＡ５０５２（ＪＩＳ Ｈ ４０００：２０１４）であり、Ｍｇや微量のＣｒやＳｉやＦｅを含んでいる。コーティング処理としてスパッタリング法を行い、アルミニウム基板上にシリコン（Ｓｉ）からなるＳｉ層（被膜材料層）を形成した。このＳｉ層の表面側のＳｉが自然酸化して、試料の最表面は自然酸化膜（酸化膜）で構成される。このように、発明実施例では、基板を覆う被膜層が、Ｓｉ層（被膜材料層）と自然酸化膜（酸化膜）とからなる。Ｓｉ層の厚さは約５００ｎｍであり、自然酸化膜の厚さは２０ｎｍ以下である。
【0047】
自然酸化膜の厚さの測定の条件はＴＥＭによる断面観察であり、それは自然酸化膜が非常に薄いため、他の方法での計測が困難なためである。特にＥＤＸによる元素分析を通じて、Ｓｉ元素のみが検出される層がＳｉ層、Ｓｉ元素と共にО元素が検出される層が自然酸化膜と同定できる。
【0048】
（比較例１）
比較例１は、被膜層付きＳｉ基板を試料として用いた。この被膜層付きＳｉ基板は、基材としてシリコンからなるＳｉ基板と、このＳｉ基板の一面側に形成された厚さが約５００ｎｍの被膜層と、を備えている。被膜層は、熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）からなる。なお、比較例１の試料として、一般に販売されているウェハを用いており、被膜層としての熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）の厚さは、正確に５００ｎｍ±１０％と規定されている。
最表面が熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）で構成されている。
比較例１は、被膜層付きＳｉ基板を試料として用いた。この被膜層付きＳｉ基板は、基材としてシリコンからなるＳｉ基板と、このＳｉ基板の一面側に形成された厚さが約５００ｎｍの被膜層と、を備えている。被膜層は、熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）からなる。なお、比較例１の試料として、一般に販売されているウェハを用いており、被膜層としての熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）の厚さは、正確に５００ｎｍ±１０％と規定されている。
最表面が熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）で構成されている。
【0049】
（比較例２）
比較例２は、基材がアルミナ基板であり、このアルミナ基板に対しては別途、被膜を形成するためのコーティング処理を施さずに、アルミナ基板を試料として用いた。アルミナ基板は、アルミニウム合金からなるアルミニウム板の一面側に酸化膜が形成されている。酸化膜の厚さは約５００ｎｍである。アルミニウム合金はＡ５０５２（ＪＩＳ Ｈ ４０００：２０１４）であり、Ｍｇや微量のＣｒやＳｉやＦｅを含んでいる。酸化膜は、ＡｌとＯが定比で３：２となっていることを確認できていないので、ＡｌＯｘ膜と記載する。ＡｌＯｘ膜の厚さはＧＤ－ОＥＳでのエッチング時間からの換算である。このＧＤ－ОＥＳは、Ｎｅガスを圧力１２００Ｐａで使用しており、電力３５Ｗ、周波数１０００Ｈｚで実施した。なお、電極サイズは４ｍｍφである。酸素ピークは約１５０秒の幅を有している。比較例１の５００ｎｍの熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）のエッチングに１４９秒の時間を要している事から、エッチングレートは３．３６ｎｍ／秒と算出できる。当然材質によってエッチングレートは変化するが、概ねこの程度の値になると想定し、この値で酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の厚さを見積っている。すなわち、比較例２の酸化膜（ＡｌＯｘ膜）も５００ｎｍの厚さと算出できる。
比較例２は、基材がアルミナ基板であり、このアルミナ基板に対しては別途、被膜を形成するためのコーティング処理を施さずに、アルミナ基板を試料として用いた。アルミナ基板は、アルミニウム合金からなるアルミニウム板の一面側に酸化膜が形成されている。酸化膜の厚さは約５００ｎｍである。アルミニウム合金はＡ５０５２（ＪＩＳ Ｈ ４０００：２０１４）であり、Ｍｇや微量のＣｒやＳｉやＦｅを含んでいる。酸化膜は、ＡｌとＯが定比で３：２となっていることを確認できていないので、ＡｌＯｘ膜と記載する。ＡｌＯｘ膜の厚さはＧＤ－ОＥＳでのエッチング時間からの換算である。このＧＤ－ОＥＳは、Ｎｅガスを圧力１２００Ｐａで使用しており、電力３５Ｗ、周波数１０００Ｈｚで実施した。なお、電極サイズは４ｍｍφである。酸素ピークは約１５０秒の幅を有している。比較例１の５００ｎｍの熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）のエッチングに１４９秒の時間を要している事から、エッチングレートは３．３６ｎｍ／秒と算出できる。当然材質によってエッチングレートは変化するが、概ねこの程度の値になると想定し、この値で酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の厚さを見積っている。すなわち、比較例２の酸化膜（ＡｌＯｘ膜）も５００ｎｍの厚さと算出できる。
【0050】
（比較例３）
比較例３は、比較例２の試料と同じアルミナ基板を基材として用意し、このアルミナ基板の酸化膜（ＡｌＯｘ膜）に対してコーティング処理を施して、被膜層付きアルミナ基板を作製し、これを試料として用いた。この比較例３は、酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の上に、スパッタリング法によって厚さが約１００ｎｍでありシリコン（Ｓｉ）からなるＳｉ層を設けている。このように、比較例３では、アルミナ基板の酸化膜（ＡｌＯｘ膜）を覆う被膜層がＳｉ層からなる。ただし、アルミナ基板の酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の最大高さ粗さＲｚが大きいために、１００ｎｍのＳｉ層では酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の凹凸状の面の一部を覆うだけであり、最表面の大部分は酸化膜（ＡｌＯｘ膜）で形成されており、約５００ｎｍの酸素を含む層が形成されていることに等しい。なお、酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の厚さは比較例２と同様にＧＤ－ОＥＳのエッチングレートが３．３６ｎｍ／秒であり、Ｓｉピークが検出されるエッチング時間から換算できる。または比較例３ではスパッタ装置のＳｉスパッタレートを０．０５７１ｎｍ／秒で２９分行っていることから、コーティング厚さは１００ｎｍである。
比較例３は、比較例２の試料と同じアルミナ基板を基材として用意し、このアルミナ基板の酸化膜（ＡｌＯｘ膜）に対してコーティング処理を施して、被膜層付きアルミナ基板を作製し、これを試料として用いた。この比較例３は、酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の上に、スパッタリング法によって厚さが約１００ｎｍでありシリコン（Ｓｉ）からなるＳｉ層を設けている。このように、比較例３では、アルミナ基板の酸化膜（ＡｌＯｘ膜）を覆う被膜層がＳｉ層からなる。ただし、アルミナ基板の酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の最大高さ粗さＲｚが大きいために、１００ｎｍのＳｉ層では酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の凹凸状の面の一部を覆うだけであり、最表面の大部分は酸化膜（ＡｌＯｘ膜）で形成されており、約５００ｎｍの酸素を含む層が形成されていることに等しい。なお、酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の厚さは比較例２と同様にＧＤ－ОＥＳのエッチングレートが３．３６ｎｍ／秒であり、Ｓｉピークが検出されるエッチング時間から換算できる。または比較例３ではスパッタ装置のＳｉスパッタレートを０．０５７１ｎｍ／秒で２９分行っていることから、コーティング厚さは１００ｎｍである。
【0051】
（フルオロカーボン膜の剥離の評価方法）
フルオロカーボン膜の剥離を、フルオロカーボン膜を各試料に形成した後、２５度の環境（保存の条件）の下、フルオロカーボン膜を形成した日を含めて１０日に保存した後、１１日目に行った。
フルオロカーボン膜の剥離は、縦横１．５ｃｍ角（面積２．２５０ｃｍ２）のセロテープ（登録商標：ニチバン株式会社製ＣＴ４０５ＡＰ－１５）を各試料のフルオロカーボン膜の表面に手で押し付けて貼付した後に、セロテープ（登録商標）を剥がし、フルオロカーボン膜が各試料に残るか確認した。セロテープ（登録商標）を剥がした際に、各試料でセロテープ（登録商標）を貼付していた箇所（縦横１．５ｃｍ角：面積２．２５０ｃｍ２）の面積のうち、９０％以上（つまり２．０２５ｃｍ２以上）においてフルオロカーボン膜が剥離していて試料が現れていることが肉眼で確認できるものを「良」とし、９０％未満のものを「不良」とした。
各試料の剥離実験の結果を表１に示す。
フルオロカーボン膜の剥離を、フルオロカーボン膜を各試料に形成した後、２５度の環境（保存の条件）の下、フルオロカーボン膜を形成した日を含めて１０日に保存した後、１１日目に行った。
フルオロカーボン膜の剥離は、縦横１．５ｃｍ角（面積２．２５０ｃｍ２）のセロテープ（登録商標：ニチバン株式会社製ＣＴ４０５ＡＰ－１５）を各試料のフルオロカーボン膜の表面に手で押し付けて貼付した後に、セロテープ（登録商標）を剥がし、フルオロカーボン膜が各試料に残るか確認した。セロテープ（登録商標）を剥がした際に、各試料でセロテープ（登録商標）を貼付していた箇所（縦横１．５ｃｍ角：面積２．２５０ｃｍ２）の面積のうち、９０％以上（つまり２．０２５ｃｍ２以上）においてフルオロカーボン膜が剥離していて試料が現れていることが肉眼で確認できるものを「良」とし、９０％未満のものを「不良」とした。
各試料の剥離実験の結果を表１に示す。
【0052】
【表1】
【0053】
（発明実施例）
剥離実験では、セロテープ（登録商標）を貼付していた試料の貼付箇所において、９０％以上の面積の割合でフルオロカーボン膜が試料から剥がれてテープ側に貼りつき、試料側ではシリコンからなるＳｉ基板の表面が現れた。これにより、フルオロカーボン膜の除去が簡易に行えることを確認した。なお、剥離用テープはセロテープ（登録商標）に限らず、カプトンテープ（登録商標）などを利用することもできる。
剥離実験では、セロテープ（登録商標）を貼付していた試料の貼付箇所において、９０％以上の面積の割合でフルオロカーボン膜が試料から剥がれてテープ側に貼りつき、試料側ではシリコンからなるＳｉ基板の表面が現れた。これにより、フルオロカーボン膜の除去が簡易に行えることを確認した。なお、剥離用テープはセロテープ（登録商標）に限らず、カプトンテープ（登録商標）などを利用することもできる。
【0054】
図４に、ＸＰＳによってフルオロカーボン膜が付着した試料を深さ方向に元素分析した結果を示す。この図４で、フルオロカーボン膜とＳｉ層との界面の酸素に着目すると、表面分析の開始から５秒を経過する時点で酸素の強度が分析開始時より大きく減少し、また５秒経過以降では酸素の強度の変化が小さくなっており、表面分析でのスパッタレートが約１ｎｍ／分であることを考慮すると、酸化膜の厚さは約５ｎｍ以下であると考えられる。最表面より約５ｎｍより深くなると、酸素がほぼ存在していないと言える。
このように、厚さを２０ｎｍ以下の自然酸化膜で最表面を構成することで、フルオロカーボンと酸素原子とに基づく反応相の形成を抑えることができ、フルオロカーボン膜を容易に剥がすことができる。
このように、厚さを２０ｎｍ以下の自然酸化膜で最表面を構成することで、フルオロカーボンと酸素原子とに基づく反応相の形成を抑えることができ、フルオロカーボン膜を容易に剥がすことができる。
【0055】
（比較例１）
剥離実験ではフルオロカーボン膜を試料から剥がすことはできなかった。
図５（ａ）は、ＧＤ－ＯＥＳ測定による試料の深さ方向元素分析の結果を示しており、フルオロカーボン膜が接合する基板の熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）の酸素に起因する鋭いピークが検出された。
図５（ｂ）は、フルオロカーボン膜が形成された試料の断面のＳＥＭ画像であり、シリコンからなるＳｉ基板と熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）とを区切る第一界面は明瞭に表れているが、フルオロカーボン膜と熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）とを区切る第二界面は第一界面に比べると不明瞭であるが、存在している。第一界面よりフルオロカーボン膜側の領域では、フルオロカーボンが熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）の酸素を取り込んで、厚みが増大した反応相が形成されていると考えられる。この反応相の厚さが約４００ｎｍであることをＳＥＭ画像で確認できる。従って、フルオロカーボンが酸素を介して強固に結合していることとなり、フルオロカーボン膜の付着強度が強いと言える。
剥離実験ではフルオロカーボン膜を試料から剥がすことはできなかった。
図５（ａ）は、ＧＤ－ＯＥＳ測定による試料の深さ方向元素分析の結果を示しており、フルオロカーボン膜が接合する基板の熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）の酸素に起因する鋭いピークが検出された。
図５（ｂ）は、フルオロカーボン膜が形成された試料の断面のＳＥＭ画像であり、シリコンからなるＳｉ基板と熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）とを区切る第一界面は明瞭に表れているが、フルオロカーボン膜と熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）とを区切る第二界面は第一界面に比べると不明瞭であるが、存在している。第一界面よりフルオロカーボン膜側の領域では、フルオロカーボンが熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）の酸素を取り込んで、厚みが増大した反応相が形成されていると考えられる。この反応相の厚さが約４００ｎｍであることをＳＥＭ画像で確認できる。従って、フルオロカーボンが酸素を介して強固に結合していることとなり、フルオロカーボン膜の付着強度が強いと言える。
【0056】
（比較例２）
剥離実験ではフルオロカーボン膜を試料から剥がすことはできなかった。
図６（ａ）は、ＧＤ－ＯＥＳ測定による試料の深さ方向元素分析の結果を示しており、フルオロカーボン膜が接合するアルミニウム板の酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の酸素に起因する鋭いピークが検出された。
比較例１と同様に比較例２の試料においても、フルオロカーボンが酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の酸素を取り込んで反応相が形成されていると考えられ、酸素との強固な結合により、フルオロカーボン膜の付着強度が強いと言える。
剥離実験ではフルオロカーボン膜を試料から剥がすことはできなかった。
図６（ａ）は、ＧＤ－ＯＥＳ測定による試料の深さ方向元素分析の結果を示しており、フルオロカーボン膜が接合するアルミニウム板の酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の酸素に起因する鋭いピークが検出された。
比較例１と同様に比較例２の試料においても、フルオロカーボンが酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の酸素を取り込んで反応相が形成されていると考えられ、酸素との強固な結合により、フルオロカーボン膜の付着強度が強いと言える。
【0057】
（比較例３）
剥離実験ではフルオロカーボン膜を試料から剥がすことはできなかった。
図６（ｂ）は、ＧＤ－ＯＥＳ測定による試料の深さ方向元素分析の結果を示しており、フルオロカーボン膜が接合するアルミニウム板の酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の酸素に起因する鋭いピークが検出された。
比較例３では、酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の表面粗さが大きいために、スパッタリングで１００ｎｍのＳｉ層を形成しても、Ｓｉ層では酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の凹状の面の一部を覆うだけであり、最表面の大部分は酸化膜（ＡｌＯｘ膜）で形成されており、フルオロカーボンが酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の酸素を取り込んで反応相が形成されていると考えられる。このように酸素との強固な結合により、フルオロカーボン膜の付着強度が強いと言える。なお、比較例３の基板の最大高さ粗さＲｚは、触針式表面形状測定器にて基板表面の長さ１ｍｍ以上の範囲で任意の箇所を３点測定し、測定した値のうち、最も大きな値とし、最大高さ粗さＲｚは８００ｎｍ程であった。触針式表面形状測定器としては、株式会社アルバック製の触針式表面形状測定器（Ｄｅｋｔａｋ）を用いた。
剥離実験ではフルオロカーボン膜を試料から剥がすことはできなかった。
図６（ｂ）は、ＧＤ－ＯＥＳ測定による試料の深さ方向元素分析の結果を示しており、フルオロカーボン膜が接合するアルミニウム板の酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の酸素に起因する鋭いピークが検出された。
比較例３では、酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の表面粗さが大きいために、スパッタリングで１００ｎｍのＳｉ層を形成しても、Ｓｉ層では酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の凹状の面の一部を覆うだけであり、最表面の大部分は酸化膜（ＡｌＯｘ膜）で形成されており、フルオロカーボンが酸化膜（ＡｌＯｘ膜）の酸素を取り込んで反応相が形成されていると考えられる。このように酸素との強固な結合により、フルオロカーボン膜の付着強度が強いと言える。なお、比較例３の基板の最大高さ粗さＲｚは、触針式表面形状測定器にて基板表面の長さ１ｍｍ以上の範囲で任意の箇所を３点測定し、測定した値のうち、最も大きな値とし、最大高さ粗さＲｚは８００ｎｍ程であった。触針式表面形状測定器としては、株式会社アルバック製の触針式表面形状測定器（Ｄｅｋｔａｋ）を用いた。
【符号の説明】
【0058】
１ プラズマエッチング装置
２０，２０Ａ 排気管（プラズマ処理装置用部品）
２１ 本体部
２２，２２Ａ 被膜層
２２１ 被膜材料層
２２２ 酸化膜
２３，２３Ａ 最表面（被膜層最表面）
３０ フルオロカーボン層
３１ 反応相
２０，２０Ａ 排気管（プラズマ処理装置用部品）
２１ 本体部
２２，２２Ａ 被膜層
２２１ 被膜材料層
２２２ 酸化膜
２３，２３Ａ 最表面（被膜層最表面）
３０ フルオロカーボン層
３１ 反応相
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
