半導体製造用セラミックス部品の製造方法及び装着方法
【課題】減圧環境下で使用されるセラミックス部品において、処理物への汚染の少ないセラミックス部品の装着方法および有機物の汚染の少ない半導体製造装置用セラミックス部品の製造方法を提供する。
【解決手段】Ｘ線光電子分光法で表面の深さ方向の測定をし、表面から５ｎｍ以深の深さで検出される炭素量が５ｍａｓｓ％以下である状態で半導体製造装置に装着することを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法である。
【解決手段】Ｘ線光電子分光法で表面の深さ方向の測定をし、表面から５ｎｍ以深の深さで検出される炭素量が５ｍａｓｓ％以下である状態で半導体製造装置に装着することを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス部品の製造方法及び装着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置や液晶パネルをはじめとするフラットパネルディスプレイ製造装置は、減圧下の激しい腐食環境の工程や、高真空での工程で使用される。これらの工程で使用される装置部品は、耐食性や低脱ガス性が求められる。セラミックスは金属や樹脂類と比較して、これらの性能に優れることから、半導体製造装置や液晶パネルをはじめとするフラットパネルディスプレイ製造装置、化学薬品処理装置用部品に使用されることが多い。
【０００３】
耐食性や低脱ガス性が求められる理由は、部品が腐食されるたり、部品から放出ガスが発生すると、処理室の中に異質の物質を放出することになり、製品を汚染してしまい、製品の歩留まり低下を引き起こすからである。
【０００４】
近年、デバイスのデザインルールの微細化に伴い、処理室内により清浄な高真空の環境が、特に望まれるようになってきた。この様な環境下において使用される装置部品にセラミックスを用いることは好適である。しかしながら、セラミックスをこの様な環境下で使用したとき、セラミックス部品表面の清浄度が十分でなく、処理物の歩留まり低下を生ずることがあり、上記環境下で使用可能なセラミックス部品を製造し、これを半導体製造装置に装着する方法がなかった。金属汚染を検査するために、セラミックスを構成する金属原子を除く金属汚染を部品の表面を混酸によって処理し、誘導結合プラズマ−質量分析する例（特開２００５−２７６８９１）が示されているが、表面の深さ方向の炭素の存在に関する状態分析には、不適である。また、炭素元素は、非破壊分析である蛍光Ｘ分析では、感度が低く、炭素の微量の状態分析には、不適であり、本方法の製造、装着方法への適用は困難であるとおもわれる。
【特許文献１】特開２００５−２７６８９１号公報
【０００５】
更に、特開２００２−３５６３８７号公報には、耐プラズマ性部材をアルミナ系基材と中間層と気孔率が０．１％以下の表面層からなる積層形焼結体）から形成し、表面層に研磨を行って表面粗さ（Ｒａ）０．０１μｍ以下に加工したものであって、焼結後に焼結体を４００℃に加熱保持された大気炉の中に１０分間入れることも記載されている。 しかし、これを減圧環境下の半導体製造装置用セラミックス部品として装着して用いることができるかについては、性能の確認ができず、汚染面からの品質保証ができなかった。また、品質面での保証を与える前記セラミックス部品の製造方法も確立していなかった。
【特許文献２】特開２００２−３５６３８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、減圧環境下で使用されるセラミックス部品であって、有機物の汚染の少ない半導体製造装置用セラミックス部品を製造し、これを装着することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本課題を解決するために、Ｘ線光電子分光法（以下、ＥＳＣＡ）による表面から５ｎｍ以深で検出される炭素量が５ｍａｓｓ％以下である状態で半導体製造装置に装着することを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法、を提供する。
【０００８】
焼結体密度９８％以上のセラミックス焼結体からなり、半導体製造装置の処理室内で曝露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法、を提供する。
【０００９】
又、焼結体密度９８％以上のセラミックス焼結体からなり、少なくとも半導体製造装置の処理室内で暴露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下である半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の製造方法であって、表面付着物を洗浄する洗浄工程と、４００〜７００℃に加熱処理する工程と、を含む工程により、ＥＳＣＡによる表面から５ｎｍ以深での深さで検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下とすることを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の製造方法、を提供する。
【００１０】
さらに、焼結体密度９８％以上のセラミックス焼結体からなり、少なくとも半導体製造装置の処理室内で暴露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下である半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法であって、表面付着物を洗浄する洗浄工程と、４００〜７００℃に加熱処理する工程と、真空中または不活性ガスを充填した密閉容器内で保存する工程と、を含む工程により、ＥＳＣＡによる表面から５ｎｍ以深での深さで検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下の状態を保持した後、半導体製造装置に装着することを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法、を提供する。
【００１１】
さらに又、焼結体密度９８％以上のセラミックス焼結体からなり、少なくとも半導体製造装置の処理室内で暴露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下である半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法であって、表面付着物を洗浄する洗浄工程と、４００〜７００℃に加熱処理する工程と、真空中または不活性ガスを充填した密閉容器内で保存する工程と、クラス１０００以上の清浄度を有するクリーンルームで開封される工程と、含む工程により、ＥＳＣＡによる表面から５ｎｍ以深での深さで検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下の状態を保持した後、半導体製造装置に装着することを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法、を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、減圧環境下で飛散炭素量が少ない半導体製造装置用セラミックス部品を製造する方法、及び、これを装着する方法が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。ＥＳＣＡで表面の深さ方向の測定をし、表面から５ｎｍ以深の深さで検出される炭素量が５ｍａｓｓ％以下である状態で半導体製造装置に装着することを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法、半導体製造装置の処理室内で曝露される主面の表面粗さが、表面平滑度でＲａ１μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法、を提供する。
【００１４】
減圧環境下で使用されるセラミックス部品において、処理物への汚染の原因は、セラミックスの表面に存在する有機物成分が原因であり、具体的には、セラミックスを減圧環境におくことで、表面に存在する有機物成分が処理室内に飛散する現象が汚染を引き起こす。特に、高温であるほど飛散しやすくなる。これは、処理室内が減圧であることから、セラミックス表面から飛散した有機物をトラップする障害が少なくなるため、処理室内の処理物に付着しやすくなるからである。有機物が処理物に付着してしまうと、微細な配線の形成に支障をきたす恐れがある。
【００１５】
従来、これら多様な製造方法の効果を迅速、確実に判断し、半導体製造装置に装着できる手段がなかった。焼結体密度、表面平滑性が製造の中間工程で所定の値を有するセラミックス部品であっても、その後の洗浄工程等で適否が変化するからである。しかし、所定の製造方法あるいは装着方法によって、セラミックス表面の有機物の付着量を少なくし、その有機物に共通に含まれる炭素を、表面からの深さ方向で特定することで適切に製造、装着することができる。
【００１６】
セラミックス表面の有機物の付着量は、ＥＳＣＡにより５ｎｍ以深で検出される炭素量で評価した。５ｎｍ以深としたのは、表面で検出される炭素量は、ＥＳＣＡ測定時に測定室に存在する有機物が測定試料に付着することがあり、それを加えた値となりやすく、正確な付着量の測定値とならないからである。５ｎｍ以深でも炭素が５ｍａｓｓ％以上検出されるようなセラミックス部品は、半導体製造装置に装着すると、デバイスの汚染を引き起こす。つまり、それだけ飛散の恐れのある有機物が堆積しているということができる。一方、ＥＳＣＡで測定した場合に、５ｎｍ以深で検出される有機物由来の炭素量が５ｍａｓｓ％以下のセラミックス部品ならば、半導体製造装置用部品として汚染に対して安全に使用できる。
【００１７】
有機物由来の炭素は、５ｎｍより浅い表面極近傍では、さまざまな分布をするが、５ｎｍ以深では、減衰するか、一定値を示す。各種窒化アルミニウム焼結体試料（焼結体密度９８％以上）につき、ＥＳＣＡによる深さ方向の炭素検出量を測定した結果、５ｎｍ深さまでは、有機物付着の多寡に拘らず、検出炭素量は、増加したり、減少したり、様々に変化する。これは、ＥＳＣＡ測定時に測定室に存在する有機物が測定試料に付着し、表面から５ｎｍまでは、有機物の付着状態がさまざまであることを反映している。しかし、処理室内を汚染するおそれの少ない非汚染性の試料は、５ｎｍ以深の炭素量が５ｍａｓｓ％以下であり、その値を保持または減衰しており、増加する試料は認められなかった。一方、汚染のおそれのある試料は、５ｎｍ以深での炭素量が５ｍａｓｓ％より大であることが判明した。
【００１８】
ここに、ＥＳＣＡとは、超高真空下におかれた固体表面に軟Ｘ線を照射し、光電効果により表面から放出される光電子の運動エネルギーを測定する分析手法である。光電子の脱出深さが数ｎｍであることから、固体最表面に近い層を構成する原子や分子に関する情報が得られる。
【００１９】
本発明に用いたＸ線光電子分光装置の主要な仕様は、Ｘ線源として、 ＭｇＫα，ＡｌＫα，単色化Ｘ線（Ａｌ）が用いられ、試料の分析面積が、直径３ｍｍ円領域で測定できる測定室を有するものを用いた。検出元素は、炭素（１ｓ軌道）である。
【００２０】
炭素測定方法は、アルゴンイオンを併用するイオンエッチング法で深さ方向の分析をおこなった。深さの算出は、イオンエッチング速度、時間で検量した。吸着炭素濃度（ｍａｓｓ％）の算出は、結合エネルギー２８４ｅＶ近辺の位置から有機物由来の炭素元素を特定し、半定量分析によった。有機物由来の炭素は、隣接元素（炭素、水素、酸素等）を勘案して、帰属する。具体的には、帰属、特定した炭素のピークの面積を計算し、標準元素のピーク面積との比をとる。標準として内部標準又は外部標準法を用いることができる。例えば、既知量のイットリウムのピーク面積を基準とした比率を計算し、相対感度係数を乗ずる方法によった。
【００２１】
本発明は、炭化物セラミックス部品にも応用できる。例えば炭化珪素製部品のバルクの炭素と有機物由来の炭素は、結合エネルギーが隣接原子の元素や数により相違するので、シグナルにケミカルシフトを生じる。そこで、炭素シグナルのピークを電気的シグナル処理やカーブリゾルバー等で有機物由来のピークとして分離し、そのピークの面積測定が可能だからである。
【００２２】
セラミックス部品としては、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、コーディエライト、酸化イットリウム、ＹＡＧ等が好ましい。また、これらのいずれかを主成分とし、緻密化のための焼結助剤や、体積抵抗、誘電率等の電気的特性を適正化するため副成分を添加したものであっても良い。
焼結方法は、原料粉末に適合する公知の方法、例えば、大気または雰囲気焼成、ホットプレス焼成、ＨＩＰ等より選択することができる。焼結体は、セラミックス単体のものでも、静電チャックやヒータのようなセラミックスに金属を埋設したものでもよい。
【００２３】
セラミックス部品の焼結体密度（相対密度）は９８％以上が望ましく、半導体製造装置の処理室内で曝露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下であることが望ましい。焼結体密度９８％を満たしていないセラミックス部品は、汚染源となりうる有機物が気孔等に蓄積され易く、また、気孔等に蓄積して強固に固着した有機物は加熱によっても完全に除去し難いため、半導体装置用部品として不適である。さらに、半導体製造装置の処理室内で曝露される主面の表面粗さが、Ｒａ１μｍ以下であると、有機物が付着し難く、洗浄も容易となり、また、加熱時に有機物を除去しやすくなる。その結果、有機物がすくなく、有機物の脱離による汚染の恐れの少ない部品が実現する。
【００２４】
表面付着物を洗浄する洗浄工程は、芳香族炭化水素系化合物および／または非イオン系界面活性剤を用いた洗浄液に浸漬するものである。表面付着物とは、主として有機成分であり、研削油や加工時に部材を固定するための接着剤が挙げられる。
【００２５】
使用される洗浄液は芳香族炭化水素系化合物および／または非イオン系界面活性剤を用いたものである。一般的にセラミックスの洗浄液として、陰イオン系界面活性剤が用いられている。しかしながら、本発明者らの検討によれば、陰イオン系界面活性剤のような親水性の物質は表面に残りやすいことが分かっている。これは、セラミックス表面の親水基に陰イオン系界面活性剤が結合するためである。セラミックス部材のうち、酸化物セラミックスではもちろんのこと、非酸化物セラミックスにおいても表面近傍は通常酸化されており、親水性によりＯＨ基が形成されている。そのためＯＨ基と陰イオン系界面活性剤が結びつき、有機成分の残渣として残り、この残渣が製造装置内で汚染物質となる。
【００２６】
一方、本発明の芳香族炭化水素系化合物および非イオン系界面活性剤は、セラミックス表面の親水基と結合することがないため、残渣として残り難く、しかも、その後の加熱工程を経ることにより効果的に有機成分を除去することができる。
【００２７】
芳香族炭化水素系化合物としては、単環又は２環の芳香族化合物、及びこれらのアルキル置換体を含む化合物であり、アルキルベンゼン、ナフタレン、アルキルナフタレン、インダン、アルキルインダンなどが挙げられる。なかでも、アルキルベンゼン、ナフタレン及びアルキルナフタレンが好ましい。これらを単独または、必要に応じて２種以上を適宜に選択して組み合わせて使用できる。
【００２８】
非イオン系界面活性剤の具体例としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンフェノールエーテルなどのポリアルキレングリコールエーテル型非イオン系界面活性剤、ポリアルキレングリコールモノエステル、ポリアルキレングリコールジエステルなどのポリアルキレングリコールエステル型非イオン系界面活性剤、脂肪酸アミドのアルキレンオキサイド付加物、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステルなどの多価アルコール型非イオン系界面活性剤、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシアルキレンアルキルアミンなどをあげることができる。これらを単独または２種以上を混合して用いても良い。
【００２９】
洗浄液としては、芳香族炭化水素系化合物または非イオン系界面活性剤のいずれか一方、もしくは両者を混合したものを希釈せずに、または、水もしくはアルコール等で希釈して使用することができる。ただし、芳香族炭化水素系化合物または非イオン系界面活性剤単独では、セラミックス表面に残存する可能性があるので、希釈して用いることが望ましい。洗浄液の濃度は、芳香族炭化水素系化合物は５〜１０質量％、非イオン系界面活性剤は１０〜２０質量％であることが好ましい。上限値以上であると洗浄液が残存する可能性が高く、下限値以下であると洗浄効果が期待できない。
【００３０】
また、洗浄工程内において酸洗浄することも好ましい。酸の種類はフッ酸、硝酸、硫酸など特に限定しない。酸の濃度としては３〜７質量％が最適な量である。
【００３１】
大気加熱は４００〜７００℃で行うことが好ましく、より好ましくは５００〜７００℃で行うことが望ましい。４００℃または５００℃より低温では、分子量が大きな有機物は炭化して飛散しにくいからである。加熱処理の温度を例えば４００℃または５００℃よりも低温にすると、有機成分や金属成分を十分に除去することはできないし、洗浄しきれずに残存している有機成分が加熱により色シミになるなどの問題が生じる。また、洗浄工程を経ずに加熱処理のみを行っても有機成分を十分に除去することは困難である。したがって、先述の洗浄工程において、固着した有機成分を除去し、さらに加熱工程を経ることによって、ＥＳＣＡによる表面から５ｎｍ以深で検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下とすることができる。
【００３２】
５００℃を越える温度での処理については、大気加熱をすることでセラミックスの表面が改質しない温度であることが望ましい。大気加熱により、表面改質を望むのであればその改質が損なわれない限度の処理温度が上限となる。通常、７００℃が上限となる。また、加熱時間は、３０分以上であることが好ましい。３０分未満であると、気化温度としては、十分であっても、表面の吸着エネルギーを上回る運動エネルギーを供給できない場合がある。また、表面近傍の気孔を有する構造に再トラップされる恐れもある。減圧下での加熱も時間短縮には、有効である。
【００３３】
このようなセラミックス部品の洗浄工程および加熱工程を経て、ＥＳＣＡによる表面から５ｎｍ以深での深さで検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下とすることにより、減圧環境下で飛散炭素量が少ない半導体製造装置用セラミックス部品を製造する方法が実現する。
【００３４】
加熱処理の後、試料の保管のためには、含有水分が１０ｍｇ／ｍ３以下の密閉雰囲気内において保管することが望ましい。セラミックス部品に水分が付着し、ウエハに水分が転移すると半導体製造における微細加工処理に影響があるためである。
【００３５】
不活性ガスとしてはアルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、窒素を用いることができるが、取扱いやコストの点で、窒素またはアルゴンが好ましい。酸素のような活性ガスでは吸着面の素材と反応して搬送中に化学変化を起こす可能性が考えられる。また不活性ガスがこれらの混合ガス、特に窒素とアルゴンの混合ガスでも良い。
【００３６】
不活性ガスの純度は９９．５％以上が好ましい。ガスの純度が９９．５％より低い場合、不純物に含まれる水分や有機物の影響を受けることがあるが、９９．５％以上であれば、不純物の影響によるセラミックス部品の特性劣化は生じない。ただし不活性ガスの純度は高い程よく、９９．９％以上がより望ましい。そのため封入する不活性ガスは液体窒素など高純度のガスを封入するのがより好ましいが、半導体用ガス等のボンベから供給されるガスでも上記条件を満たしていれば問題ない。
【００３７】
密閉容器としては、オーリングを組み込んだアクリル板を容器形状にくみ上げたもの、もしくは水分や有機物の透過性の低いガスバリア袋を用いることができる。接着材によって接合した容器では密閉度が低く、不活性ガスで封入しても大気中の水分や有機物が混入してしまう場合がある。また、通常市販されているポリエチレンやナイロン系の袋では水分や有機物の透過性が高く、同様に大気中の水分等が混入してしまうおそれがある。そのためこれらの透過性の低いガスバリア袋を用いることが望ましい。ただし、水分や有機物の混入を防ぐことができれば良いので、これらの容器に限定されるものではない。水分に対しては容器内部にシリカゲルなどの吸湿材を入れるとより効果的である。
【００３８】
従来の袋内を真空状態にする方法は、真空度を十分に高めることができないため水分や有機物が残留したり、透湿性を考慮した袋を用いていなかったため有機物等が混入したりという問題があった。真空状態で残存する有機分子は微量であるが、袋内に存在する有機分子以外の分子も少ないため障害物が少なく、分子の平均自由行程が伸び、有機分子のセラミックス部品への付着が大気圧下以上に起こりやすくなる。したがって、真空状態よりも不活性ガスの封入が望ましい。
【００３９】
試料の開放は、密閉された、クラス１０００以上の清浄度を有し、温度が１９〜２５℃、湿度が６５％以下のクリーンルームでおこなわれることが望ましい。特に湿度が、６５％を越えると、収納容器で保持した水分の条件が崩れてしまい、汚染を助長する素地をつくるおそれがある。
【００４０】
このようなセラミックス部品の保存工程および開封工程を経ることにより、ＥＳＣＡによる表面から５ｎｍ以深での深さで検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下の状態を保持した状態で、半導体製造装置に装着することができ、減圧環境下で飛散炭素量が少ない半導体製造装置用セラミックス部品を装着する方法が実現する。
【００４１】
以下、試験例を示して説明する。
焼結体密度（相対密度）９８％以上の炭化珪素、アルミナ、窒化アルミニウム、酸化イットリウム、ＹＡＧ焼結体について、水と研削油を混合した研削液を用いての平面研削加工、油性スラリーを用いてのラップ加工を行って表面粗さＲａ１．０μｍ以下の表面を形成した。寸法はそれぞれ、５０×５０×５ｍｍとし焼結体の表面粗さの測定はＪＩＳＢ０６０１に基づいて行った。
【００４２】
加工後の洗浄は、以下の方法を用いて行った。それぞれ、（Ａ）〜（Ｅ）とする。
（Ａ）メタノールによる超音波洗浄を１０分行った後、キシレン系の芳香族炭化水素系化合物を用いた洗浄液で３０分浸漬洗浄を行った。次にメタノールによる浸漬洗浄を３０分行い、硝酸（２％）洗浄を１分、超純水による洗い流しを５分行い、乾燥機で乾燥させた。
（Ｂ）脂肪酸アルカノールアミド型の非イオン系界面活性剤を用い、浸漬洗浄時間を４０分にした以外は（Ａ）と同様の方法で洗浄を行った。
（Ｃ）ポリオキシエチレンアルキルエーテル型の非イオン系界面活性剤を用い、浸漬洗浄時間を２０分にした以外は（Ａ）と同様の方法で洗浄を行った。
（Ｄ）キシレン系の芳香族炭化水素系化合物および脂肪酸アルカノールアミド型の非イオン系界面活性剤を２：１で混合した洗浄剤を用い、浸漬洗浄時間を３０分にした以外は（Ａ）と同様の方法で洗浄を行った。
（Ｅ）直鎖アルキルベンゼン系の陰イオン系界面活性剤を用い、浸漬洗浄時間を３０分にした以外は（Ａ）と同様の方法で洗浄を行った。
【００４３】
上記洗浄後、加熱処理を行い、ＥＳＣＡによる試料表面から５μｍ以深の炭素量の測定を行った。
さらに、Ｓｉウエハを置いた真空チャンバー内に入れ、Ｓｉウエハへの汚染度を測定した。即ち、試料を、真空チャンバー内のセラミックス製ヒータの上に置き、試料の横にはＳｉウエハを置いた。この状態で、試料とＳｉウエハを、真空度１×１０-1Ｐａで２００℃、６ｈｒ加熱し、処理したＳｉウエハ表面をＥＳＣＡで分析し、吸着有機物由来の炭素量を測定した。減圧状態の半導体製造工程を模擬したものである。なお、Ｓｉウエハ表面に付着した炭素量についても表面から５ｎｍ以深で評価し、比較として未処理のベアウエハの測定も行った。炭素量の測定は、試料およびウエハについて、それぞれ１０ヶ所測定し、平均を算出した。ウエハに付着した有機物の評価はベアウエハの炭素量を１としたときの相対値で、１以上３未満を○、３以上１０未満を△、１０以上を×とした。
【００４４】
【表１】
【００４５】
洗浄方法としてＡ〜Ｄを用い、５００℃で加熱処理した試験例では、アルミナ、炭化珪素、窒化アルミニウム、酸化イットリウム、ＹＡＧのいずれにおいても、炭素量が少なく、ウエハの汚染も少なかった。洗浄方法Ｅを用いた試験例では、炭素量が比較的多く、ウエハが汚染されていた。洗浄方法にＤを用い、焼成温度４００℃、７００℃とした試験例では、４００℃では、５００℃に比べて、炭素量がやや多く、非汚染性は十分でなかった。７００℃処理では、炭素量が少なく、ウエハの汚染も少なかった。
【００４６】
次に、上記試験により良好な評価が得られたもののうち、試験例４、１１、１８、２５、３２の洗浄、加熱工程を経たものについて、保管、開封試験を行った。洗浄、加熱処理を行った後、（イ）窒素ガスを封入した密閉容器中で保管した後、クラス１０００以上、温度が１９〜２５℃、湿度が６５％以下の清浄度を有するクリーンルームで開封したもの、（ロ）温度湿度を制御していない室内環境で開封した以外は（イ）と同様のもの、（ハ）温度湿度を制御していない室内環境に放置したもの、の三通り（表２において、それぞれ開封条件イ〜ハと表記）で開封した後、表１に示したＥＳＣＡ測定と同様にして炭素量の測定を行った。なお、保管または放置時間は１０日間とした。
【００４７】
【表２】
【００４８】
密閉容器に試料を入れ、窒素ガスを封入して保管した後、クリーンルームで開封した条件イの試料については、アルミナ、炭化珪素、窒化アルミニウム、酸化イットリウム、ＹＡＧのいずれでも炭素量が少なく保持されており、ウエハを汚染しなかった。条件ロおよびハでは、いずれも炭素量も多く、特に室内に放置した条件ハではウエハの汚染が著しかった。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、減圧環境下で利用される半導体製造用セラミックス部品の製造方法及び装着方法に好適である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス部品の製造方法及び装着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置や液晶パネルをはじめとするフラットパネルディスプレイ製造装置は、減圧下の激しい腐食環境の工程や、高真空での工程で使用される。これらの工程で使用される装置部品は、耐食性や低脱ガス性が求められる。セラミックスは金属や樹脂類と比較して、これらの性能に優れることから、半導体製造装置や液晶パネルをはじめとするフラットパネルディスプレイ製造装置、化学薬品処理装置用部品に使用されることが多い。
【０００３】
耐食性や低脱ガス性が求められる理由は、部品が腐食されるたり、部品から放出ガスが発生すると、処理室の中に異質の物質を放出することになり、製品を汚染してしまい、製品の歩留まり低下を引き起こすからである。
【０００４】
近年、デバイスのデザインルールの微細化に伴い、処理室内により清浄な高真空の環境が、特に望まれるようになってきた。この様な環境下において使用される装置部品にセラミックスを用いることは好適である。しかしながら、セラミックスをこの様な環境下で使用したとき、セラミックス部品表面の清浄度が十分でなく、処理物の歩留まり低下を生ずることがあり、上記環境下で使用可能なセラミックス部品を製造し、これを半導体製造装置に装着する方法がなかった。金属汚染を検査するために、セラミックスを構成する金属原子を除く金属汚染を部品の表面を混酸によって処理し、誘導結合プラズマ−質量分析する例（特開２００５−２７６８９１）が示されているが、表面の深さ方向の炭素の存在に関する状態分析には、不適である。また、炭素元素は、非破壊分析である蛍光Ｘ分析では、感度が低く、炭素の微量の状態分析には、不適であり、本方法の製造、装着方法への適用は困難であるとおもわれる。
【特許文献１】特開２００５−２７６８９１号公報
【０００５】
更に、特開２００２−３５６３８７号公報には、耐プラズマ性部材をアルミナ系基材と中間層と気孔率が０．１％以下の表面層からなる積層形焼結体）から形成し、表面層に研磨を行って表面粗さ（Ｒａ）０．０１μｍ以下に加工したものであって、焼結後に焼結体を４００℃に加熱保持された大気炉の中に１０分間入れることも記載されている。 しかし、これを減圧環境下の半導体製造装置用セラミックス部品として装着して用いることができるかについては、性能の確認ができず、汚染面からの品質保証ができなかった。また、品質面での保証を与える前記セラミックス部品の製造方法も確立していなかった。
【特許文献２】特開２００２−３５６３８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、減圧環境下で使用されるセラミックス部品であって、有機物の汚染の少ない半導体製造装置用セラミックス部品を製造し、これを装着することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本課題を解決するために、Ｘ線光電子分光法（以下、ＥＳＣＡ）による表面から５ｎｍ以深で検出される炭素量が５ｍａｓｓ％以下である状態で半導体製造装置に装着することを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法、を提供する。
【０００８】
焼結体密度９８％以上のセラミックス焼結体からなり、半導体製造装置の処理室内で曝露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法、を提供する。
【０００９】
又、焼結体密度９８％以上のセラミックス焼結体からなり、少なくとも半導体製造装置の処理室内で暴露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下である半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の製造方法であって、表面付着物を洗浄する洗浄工程と、４００〜７００℃に加熱処理する工程と、を含む工程により、ＥＳＣＡによる表面から５ｎｍ以深での深さで検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下とすることを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の製造方法、を提供する。
【００１０】
さらに、焼結体密度９８％以上のセラミックス焼結体からなり、少なくとも半導体製造装置の処理室内で暴露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下である半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法であって、表面付着物を洗浄する洗浄工程と、４００〜７００℃に加熱処理する工程と、真空中または不活性ガスを充填した密閉容器内で保存する工程と、を含む工程により、ＥＳＣＡによる表面から５ｎｍ以深での深さで検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下の状態を保持した後、半導体製造装置に装着することを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法、を提供する。
【００１１】
さらに又、焼結体密度９８％以上のセラミックス焼結体からなり、少なくとも半導体製造装置の処理室内で暴露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下である半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法であって、表面付着物を洗浄する洗浄工程と、４００〜７００℃に加熱処理する工程と、真空中または不活性ガスを充填した密閉容器内で保存する工程と、クラス１０００以上の清浄度を有するクリーンルームで開封される工程と、含む工程により、ＥＳＣＡによる表面から５ｎｍ以深での深さで検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下の状態を保持した後、半導体製造装置に装着することを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法、を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、減圧環境下で飛散炭素量が少ない半導体製造装置用セラミックス部品を製造する方法、及び、これを装着する方法が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。ＥＳＣＡで表面の深さ方向の測定をし、表面から５ｎｍ以深の深さで検出される炭素量が５ｍａｓｓ％以下である状態で半導体製造装置に装着することを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法、半導体製造装置の処理室内で曝露される主面の表面粗さが、表面平滑度でＲａ１μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法、を提供する。
【００１４】
減圧環境下で使用されるセラミックス部品において、処理物への汚染の原因は、セラミックスの表面に存在する有機物成分が原因であり、具体的には、セラミックスを減圧環境におくことで、表面に存在する有機物成分が処理室内に飛散する現象が汚染を引き起こす。特に、高温であるほど飛散しやすくなる。これは、処理室内が減圧であることから、セラミックス表面から飛散した有機物をトラップする障害が少なくなるため、処理室内の処理物に付着しやすくなるからである。有機物が処理物に付着してしまうと、微細な配線の形成に支障をきたす恐れがある。
【００１５】
従来、これら多様な製造方法の効果を迅速、確実に判断し、半導体製造装置に装着できる手段がなかった。焼結体密度、表面平滑性が製造の中間工程で所定の値を有するセラミックス部品であっても、その後の洗浄工程等で適否が変化するからである。しかし、所定の製造方法あるいは装着方法によって、セラミックス表面の有機物の付着量を少なくし、その有機物に共通に含まれる炭素を、表面からの深さ方向で特定することで適切に製造、装着することができる。
【００１６】
セラミックス表面の有機物の付着量は、ＥＳＣＡにより５ｎｍ以深で検出される炭素量で評価した。５ｎｍ以深としたのは、表面で検出される炭素量は、ＥＳＣＡ測定時に測定室に存在する有機物が測定試料に付着することがあり、それを加えた値となりやすく、正確な付着量の測定値とならないからである。５ｎｍ以深でも炭素が５ｍａｓｓ％以上検出されるようなセラミックス部品は、半導体製造装置に装着すると、デバイスの汚染を引き起こす。つまり、それだけ飛散の恐れのある有機物が堆積しているということができる。一方、ＥＳＣＡで測定した場合に、５ｎｍ以深で検出される有機物由来の炭素量が５ｍａｓｓ％以下のセラミックス部品ならば、半導体製造装置用部品として汚染に対して安全に使用できる。
【００１７】
有機物由来の炭素は、５ｎｍより浅い表面極近傍では、さまざまな分布をするが、５ｎｍ以深では、減衰するか、一定値を示す。各種窒化アルミニウム焼結体試料（焼結体密度９８％以上）につき、ＥＳＣＡによる深さ方向の炭素検出量を測定した結果、５ｎｍ深さまでは、有機物付着の多寡に拘らず、検出炭素量は、増加したり、減少したり、様々に変化する。これは、ＥＳＣＡ測定時に測定室に存在する有機物が測定試料に付着し、表面から５ｎｍまでは、有機物の付着状態がさまざまであることを反映している。しかし、処理室内を汚染するおそれの少ない非汚染性の試料は、５ｎｍ以深の炭素量が５ｍａｓｓ％以下であり、その値を保持または減衰しており、増加する試料は認められなかった。一方、汚染のおそれのある試料は、５ｎｍ以深での炭素量が５ｍａｓｓ％より大であることが判明した。
【００１８】
ここに、ＥＳＣＡとは、超高真空下におかれた固体表面に軟Ｘ線を照射し、光電効果により表面から放出される光電子の運動エネルギーを測定する分析手法である。光電子の脱出深さが数ｎｍであることから、固体最表面に近い層を構成する原子や分子に関する情報が得られる。
【００１９】
本発明に用いたＸ線光電子分光装置の主要な仕様は、Ｘ線源として、 ＭｇＫα，ＡｌＫα，単色化Ｘ線（Ａｌ）が用いられ、試料の分析面積が、直径３ｍｍ円領域で測定できる測定室を有するものを用いた。検出元素は、炭素（１ｓ軌道）である。
【００２０】
炭素測定方法は、アルゴンイオンを併用するイオンエッチング法で深さ方向の分析をおこなった。深さの算出は、イオンエッチング速度、時間で検量した。吸着炭素濃度（ｍａｓｓ％）の算出は、結合エネルギー２８４ｅＶ近辺の位置から有機物由来の炭素元素を特定し、半定量分析によった。有機物由来の炭素は、隣接元素（炭素、水素、酸素等）を勘案して、帰属する。具体的には、帰属、特定した炭素のピークの面積を計算し、標準元素のピーク面積との比をとる。標準として内部標準又は外部標準法を用いることができる。例えば、既知量のイットリウムのピーク面積を基準とした比率を計算し、相対感度係数を乗ずる方法によった。
【００２１】
本発明は、炭化物セラミックス部品にも応用できる。例えば炭化珪素製部品のバルクの炭素と有機物由来の炭素は、結合エネルギーが隣接原子の元素や数により相違するので、シグナルにケミカルシフトを生じる。そこで、炭素シグナルのピークを電気的シグナル処理やカーブリゾルバー等で有機物由来のピークとして分離し、そのピークの面積測定が可能だからである。
【００２２】
セラミックス部品としては、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、コーディエライト、酸化イットリウム、ＹＡＧ等が好ましい。また、これらのいずれかを主成分とし、緻密化のための焼結助剤や、体積抵抗、誘電率等の電気的特性を適正化するため副成分を添加したものであっても良い。
焼結方法は、原料粉末に適合する公知の方法、例えば、大気または雰囲気焼成、ホットプレス焼成、ＨＩＰ等より選択することができる。焼結体は、セラミックス単体のものでも、静電チャックやヒータのようなセラミックスに金属を埋設したものでもよい。
【００２３】
セラミックス部品の焼結体密度（相対密度）は９８％以上が望ましく、半導体製造装置の処理室内で曝露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下であることが望ましい。焼結体密度９８％を満たしていないセラミックス部品は、汚染源となりうる有機物が気孔等に蓄積され易く、また、気孔等に蓄積して強固に固着した有機物は加熱によっても完全に除去し難いため、半導体装置用部品として不適である。さらに、半導体製造装置の処理室内で曝露される主面の表面粗さが、Ｒａ１μｍ以下であると、有機物が付着し難く、洗浄も容易となり、また、加熱時に有機物を除去しやすくなる。その結果、有機物がすくなく、有機物の脱離による汚染の恐れの少ない部品が実現する。
【００２４】
表面付着物を洗浄する洗浄工程は、芳香族炭化水素系化合物および／または非イオン系界面活性剤を用いた洗浄液に浸漬するものである。表面付着物とは、主として有機成分であり、研削油や加工時に部材を固定するための接着剤が挙げられる。
【００２５】
使用される洗浄液は芳香族炭化水素系化合物および／または非イオン系界面活性剤を用いたものである。一般的にセラミックスの洗浄液として、陰イオン系界面活性剤が用いられている。しかしながら、本発明者らの検討によれば、陰イオン系界面活性剤のような親水性の物質は表面に残りやすいことが分かっている。これは、セラミックス表面の親水基に陰イオン系界面活性剤が結合するためである。セラミックス部材のうち、酸化物セラミックスではもちろんのこと、非酸化物セラミックスにおいても表面近傍は通常酸化されており、親水性によりＯＨ基が形成されている。そのためＯＨ基と陰イオン系界面活性剤が結びつき、有機成分の残渣として残り、この残渣が製造装置内で汚染物質となる。
【００２６】
一方、本発明の芳香族炭化水素系化合物および非イオン系界面活性剤は、セラミックス表面の親水基と結合することがないため、残渣として残り難く、しかも、その後の加熱工程を経ることにより効果的に有機成分を除去することができる。
【００２７】
芳香族炭化水素系化合物としては、単環又は２環の芳香族化合物、及びこれらのアルキル置換体を含む化合物であり、アルキルベンゼン、ナフタレン、アルキルナフタレン、インダン、アルキルインダンなどが挙げられる。なかでも、アルキルベンゼン、ナフタレン及びアルキルナフタレンが好ましい。これらを単独または、必要に応じて２種以上を適宜に選択して組み合わせて使用できる。
【００２８】
非イオン系界面活性剤の具体例としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンフェノールエーテルなどのポリアルキレングリコールエーテル型非イオン系界面活性剤、ポリアルキレングリコールモノエステル、ポリアルキレングリコールジエステルなどのポリアルキレングリコールエステル型非イオン系界面活性剤、脂肪酸アミドのアルキレンオキサイド付加物、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステルなどの多価アルコール型非イオン系界面活性剤、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシアルキレンアルキルアミンなどをあげることができる。これらを単独または２種以上を混合して用いても良い。
【００２９】
洗浄液としては、芳香族炭化水素系化合物または非イオン系界面活性剤のいずれか一方、もしくは両者を混合したものを希釈せずに、または、水もしくはアルコール等で希釈して使用することができる。ただし、芳香族炭化水素系化合物または非イオン系界面活性剤単独では、セラミックス表面に残存する可能性があるので、希釈して用いることが望ましい。洗浄液の濃度は、芳香族炭化水素系化合物は５〜１０質量％、非イオン系界面活性剤は１０〜２０質量％であることが好ましい。上限値以上であると洗浄液が残存する可能性が高く、下限値以下であると洗浄効果が期待できない。
【００３０】
また、洗浄工程内において酸洗浄することも好ましい。酸の種類はフッ酸、硝酸、硫酸など特に限定しない。酸の濃度としては３〜７質量％が最適な量である。
【００３１】
大気加熱は４００〜７００℃で行うことが好ましく、より好ましくは５００〜７００℃で行うことが望ましい。４００℃または５００℃より低温では、分子量が大きな有機物は炭化して飛散しにくいからである。加熱処理の温度を例えば４００℃または５００℃よりも低温にすると、有機成分や金属成分を十分に除去することはできないし、洗浄しきれずに残存している有機成分が加熱により色シミになるなどの問題が生じる。また、洗浄工程を経ずに加熱処理のみを行っても有機成分を十分に除去することは困難である。したがって、先述の洗浄工程において、固着した有機成分を除去し、さらに加熱工程を経ることによって、ＥＳＣＡによる表面から５ｎｍ以深で検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下とすることができる。
【００３２】
５００℃を越える温度での処理については、大気加熱をすることでセラミックスの表面が改質しない温度であることが望ましい。大気加熱により、表面改質を望むのであればその改質が損なわれない限度の処理温度が上限となる。通常、７００℃が上限となる。また、加熱時間は、３０分以上であることが好ましい。３０分未満であると、気化温度としては、十分であっても、表面の吸着エネルギーを上回る運動エネルギーを供給できない場合がある。また、表面近傍の気孔を有する構造に再トラップされる恐れもある。減圧下での加熱も時間短縮には、有効である。
【００３３】
このようなセラミックス部品の洗浄工程および加熱工程を経て、ＥＳＣＡによる表面から５ｎｍ以深での深さで検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下とすることにより、減圧環境下で飛散炭素量が少ない半導体製造装置用セラミックス部品を製造する方法が実現する。
【００３４】
加熱処理の後、試料の保管のためには、含有水分が１０ｍｇ／ｍ３以下の密閉雰囲気内において保管することが望ましい。セラミックス部品に水分が付着し、ウエハに水分が転移すると半導体製造における微細加工処理に影響があるためである。
【００３５】
不活性ガスとしてはアルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、窒素を用いることができるが、取扱いやコストの点で、窒素またはアルゴンが好ましい。酸素のような活性ガスでは吸着面の素材と反応して搬送中に化学変化を起こす可能性が考えられる。また不活性ガスがこれらの混合ガス、特に窒素とアルゴンの混合ガスでも良い。
【００３６】
不活性ガスの純度は９９．５％以上が好ましい。ガスの純度が９９．５％より低い場合、不純物に含まれる水分や有機物の影響を受けることがあるが、９９．５％以上であれば、不純物の影響によるセラミックス部品の特性劣化は生じない。ただし不活性ガスの純度は高い程よく、９９．９％以上がより望ましい。そのため封入する不活性ガスは液体窒素など高純度のガスを封入するのがより好ましいが、半導体用ガス等のボンベから供給されるガスでも上記条件を満たしていれば問題ない。
【００３７】
密閉容器としては、オーリングを組み込んだアクリル板を容器形状にくみ上げたもの、もしくは水分や有機物の透過性の低いガスバリア袋を用いることができる。接着材によって接合した容器では密閉度が低く、不活性ガスで封入しても大気中の水分や有機物が混入してしまう場合がある。また、通常市販されているポリエチレンやナイロン系の袋では水分や有機物の透過性が高く、同様に大気中の水分等が混入してしまうおそれがある。そのためこれらの透過性の低いガスバリア袋を用いることが望ましい。ただし、水分や有機物の混入を防ぐことができれば良いので、これらの容器に限定されるものではない。水分に対しては容器内部にシリカゲルなどの吸湿材を入れるとより効果的である。
【００３８】
従来の袋内を真空状態にする方法は、真空度を十分に高めることができないため水分や有機物が残留したり、透湿性を考慮した袋を用いていなかったため有機物等が混入したりという問題があった。真空状態で残存する有機分子は微量であるが、袋内に存在する有機分子以外の分子も少ないため障害物が少なく、分子の平均自由行程が伸び、有機分子のセラミックス部品への付着が大気圧下以上に起こりやすくなる。したがって、真空状態よりも不活性ガスの封入が望ましい。
【００３９】
試料の開放は、密閉された、クラス１０００以上の清浄度を有し、温度が１９〜２５℃、湿度が６５％以下のクリーンルームでおこなわれることが望ましい。特に湿度が、６５％を越えると、収納容器で保持した水分の条件が崩れてしまい、汚染を助長する素地をつくるおそれがある。
【００４０】
このようなセラミックス部品の保存工程および開封工程を経ることにより、ＥＳＣＡによる表面から５ｎｍ以深での深さで検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下の状態を保持した状態で、半導体製造装置に装着することができ、減圧環境下で飛散炭素量が少ない半導体製造装置用セラミックス部品を装着する方法が実現する。
【００４１】
以下、試験例を示して説明する。
焼結体密度（相対密度）９８％以上の炭化珪素、アルミナ、窒化アルミニウム、酸化イットリウム、ＹＡＧ焼結体について、水と研削油を混合した研削液を用いての平面研削加工、油性スラリーを用いてのラップ加工を行って表面粗さＲａ１．０μｍ以下の表面を形成した。寸法はそれぞれ、５０×５０×５ｍｍとし焼結体の表面粗さの測定はＪＩＳＢ０６０１に基づいて行った。
【００４２】
加工後の洗浄は、以下の方法を用いて行った。それぞれ、（Ａ）〜（Ｅ）とする。
（Ａ）メタノールによる超音波洗浄を１０分行った後、キシレン系の芳香族炭化水素系化合物を用いた洗浄液で３０分浸漬洗浄を行った。次にメタノールによる浸漬洗浄を３０分行い、硝酸（２％）洗浄を１分、超純水による洗い流しを５分行い、乾燥機で乾燥させた。
（Ｂ）脂肪酸アルカノールアミド型の非イオン系界面活性剤を用い、浸漬洗浄時間を４０分にした以外は（Ａ）と同様の方法で洗浄を行った。
（Ｃ）ポリオキシエチレンアルキルエーテル型の非イオン系界面活性剤を用い、浸漬洗浄時間を２０分にした以外は（Ａ）と同様の方法で洗浄を行った。
（Ｄ）キシレン系の芳香族炭化水素系化合物および脂肪酸アルカノールアミド型の非イオン系界面活性剤を２：１で混合した洗浄剤を用い、浸漬洗浄時間を３０分にした以外は（Ａ）と同様の方法で洗浄を行った。
（Ｅ）直鎖アルキルベンゼン系の陰イオン系界面活性剤を用い、浸漬洗浄時間を３０分にした以外は（Ａ）と同様の方法で洗浄を行った。
【００４３】
上記洗浄後、加熱処理を行い、ＥＳＣＡによる試料表面から５μｍ以深の炭素量の測定を行った。
さらに、Ｓｉウエハを置いた真空チャンバー内に入れ、Ｓｉウエハへの汚染度を測定した。即ち、試料を、真空チャンバー内のセラミックス製ヒータの上に置き、試料の横にはＳｉウエハを置いた。この状態で、試料とＳｉウエハを、真空度１×１０-1Ｐａで２００℃、６ｈｒ加熱し、処理したＳｉウエハ表面をＥＳＣＡで分析し、吸着有機物由来の炭素量を測定した。減圧状態の半導体製造工程を模擬したものである。なお、Ｓｉウエハ表面に付着した炭素量についても表面から５ｎｍ以深で評価し、比較として未処理のベアウエハの測定も行った。炭素量の測定は、試料およびウエハについて、それぞれ１０ヶ所測定し、平均を算出した。ウエハに付着した有機物の評価はベアウエハの炭素量を１としたときの相対値で、１以上３未満を○、３以上１０未満を△、１０以上を×とした。
【００４４】
【表１】
【００４５】
洗浄方法としてＡ〜Ｄを用い、５００℃で加熱処理した試験例では、アルミナ、炭化珪素、窒化アルミニウム、酸化イットリウム、ＹＡＧのいずれにおいても、炭素量が少なく、ウエハの汚染も少なかった。洗浄方法Ｅを用いた試験例では、炭素量が比較的多く、ウエハが汚染されていた。洗浄方法にＤを用い、焼成温度４００℃、７００℃とした試験例では、４００℃では、５００℃に比べて、炭素量がやや多く、非汚染性は十分でなかった。７００℃処理では、炭素量が少なく、ウエハの汚染も少なかった。
【００４６】
次に、上記試験により良好な評価が得られたもののうち、試験例４、１１、１８、２５、３２の洗浄、加熱工程を経たものについて、保管、開封試験を行った。洗浄、加熱処理を行った後、（イ）窒素ガスを封入した密閉容器中で保管した後、クラス１０００以上、温度が１９〜２５℃、湿度が６５％以下の清浄度を有するクリーンルームで開封したもの、（ロ）温度湿度を制御していない室内環境で開封した以外は（イ）と同様のもの、（ハ）温度湿度を制御していない室内環境に放置したもの、の三通り（表２において、それぞれ開封条件イ〜ハと表記）で開封した後、表１に示したＥＳＣＡ測定と同様にして炭素量の測定を行った。なお、保管または放置時間は１０日間とした。
【００４７】
【表２】
【００４８】
密閉容器に試料を入れ、窒素ガスを封入して保管した後、クリーンルームで開封した条件イの試料については、アルミナ、炭化珪素、窒化アルミニウム、酸化イットリウム、ＹＡＧのいずれでも炭素量が少なく保持されており、ウエハを汚染しなかった。条件ロおよびハでは、いずれも炭素量も多く、特に室内に放置した条件ハではウエハの汚染が著しかった。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、減圧環境下で利用される半導体製造用セラミックス部品の製造方法及び装着方法に好適である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線光電子分光法による表面から５ｎｍ以深で検出される炭素量が５ｍａｓｓ％以下である状態で半導体製造装置に装着することを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法。
【請求項２】
焼結体密度９８％以上のセラミックス焼結体からなり、半導体製造装置の処理室内で曝露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法。
【請求項３】
焼結体密度９８％以上のセラミックス焼結体からなり、少なくとも半導体製造装置の処理室内で暴露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下である半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の製造方法であって、
表面付着物を洗浄する洗浄工程と、
４００〜７００℃に加熱処理する工程と、
を含む工程により、Ｘ線光電子分光法による表面から５ｎｍ以深での深さで検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下とすることを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の製造方法。
【請求項４】
焼結体密度９８％以上のセラミックス焼結体からなり、少なくとも半導体製造装置の処理室内で暴露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下である半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法であって、
表面付着物を洗浄する洗浄工程と、
４００〜７００℃に加熱処理する工程と、
真空中または不活性ガスを充填した密閉容器内で保存する工程と、
を含む工程により、Ｘ線光電子分光法による表面から５ｎｍ以深での深さで検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下の状態を保持した後、半導体製造装置に装着することを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法。
【請求項５】
焼結体密度９８％以上のセラミックス焼結体からなり、少なくとも半導体製造装置の処理室内で暴露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下である半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法であって、
表面付着物を洗浄する洗浄工程と、
４００〜７００℃に加熱処理する工程と、
真空中または不活性ガスを充填した密閉容器内で保存する工程と、
クラス１０００以上の清浄度を有するクリーンルームで開封される工程と、
含む工程により、Ｘ線光電子分光法による表面から５ｎｍ以深での深さで検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下の状態を保持した後、半導体製造装置に装着することを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法。
【請求項１】
Ｘ線光電子分光法による表面から５ｎｍ以深で検出される炭素量が５ｍａｓｓ％以下である状態で半導体製造装置に装着することを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法。
【請求項２】
焼結体密度９８％以上のセラミックス焼結体からなり、半導体製造装置の処理室内で曝露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法。
【請求項３】
焼結体密度９８％以上のセラミックス焼結体からなり、少なくとも半導体製造装置の処理室内で暴露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下である半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の製造方法であって、
表面付着物を洗浄する洗浄工程と、
４００〜７００℃に加熱処理する工程と、
を含む工程により、Ｘ線光電子分光法による表面から５ｎｍ以深での深さで検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下とすることを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の製造方法。
【請求項４】
焼結体密度９８％以上のセラミックス焼結体からなり、少なくとも半導体製造装置の処理室内で暴露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下である半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法であって、
表面付着物を洗浄する洗浄工程と、
４００〜７００℃に加熱処理する工程と、
真空中または不活性ガスを充填した密閉容器内で保存する工程と、
を含む工程により、Ｘ線光電子分光法による表面から５ｎｍ以深での深さで検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下の状態を保持した後、半導体製造装置に装着することを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法。
【請求項５】
焼結体密度９８％以上のセラミックス焼結体からなり、少なくとも半導体製造装置の処理室内で暴露される主面の表面粗さがＲａ１μｍ以下である半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法であって、
表面付着物を洗浄する洗浄工程と、
４００〜７００℃に加熱処理する工程と、
真空中または不活性ガスを充填した密閉容器内で保存する工程と、
クラス１０００以上の清浄度を有するクリーンルームで開封される工程と、
含む工程により、Ｘ線光電子分光法による表面から５ｎｍ以深での深さで検出される炭素量を５ｍａｓｓ％以下の状態を保持した後、半導体製造装置に装着することを特徴とする半導体製造装置用非汚染性セラミックス部品の装着方法。
【公開番号】特開２００８−２９７１３６（Ｐ２００８−２９７１３６Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４２４７９（Ｐ２００７−１４２４７９）
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【出願人】（３９１００５８２４）株式会社日本セラテック (200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（００００００２４０）太平洋セメント株式会社 (1,449)
【出願人】（３９１００５８２４）株式会社日本セラテック (200)
【Ｆターム（参考）】
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