岛状突起修饰部件及其制造方法和采用它的装置的制作方法

专利名称：岛状突起修饰部件及其制造方法和采用它的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于半导体等的制造中的薄膜形成装置、等离子体处 理装置(等离子体蚀刻装置、等离子体清洗装置)的岛状突起修饰部 件，在用于这些装置的场合，提供来自该部件的脱气少并没有尘埃排 放的部件。
背景技术：
在半导体等的制造中，多晶硅、氧化硅、氮化硅等的CVD成膜主 要采用耐热性优良并且加工容易的玻璃部件，比如，石英玻璃、耐热 玻璃制的反应管、钟罩。在这些成膜中，不仅在所需的成膜基板上， 而且在反应管、钟罩等的部件上附着有物质。其结果是，具有下述问 题，即，因重复成膜操作，附着于反应管、钟罩上的膜状物质变厚， 因该物质与石英玻璃的热膨胀率的差，在反应管、钟罩上产生裂缝， 膜状物质剥离，造成粉尘排放，将成膜基板污染。另外，在氮化钛、 氮化钽等的PVD成膜中，具有下述问题，即采用金属、陶瓷制的屏蔽 部件，因重复成膜操作，附着于屏蔽部件上的膜状物质变厚，剥离而 造成粉尘排放，将成膜基板污染。另外，同样在等离子体蚀刻装置， 等离子体清洗装置中具有下述问题，即附着于装置部件上的膜状物质 变厚，剥离而造成粉尘排放，将处理基板污染。
作为解决这样的问题的方法，人们提出比如，对被处理体施加负 偏压而进行等离子体清洗处理的装置(比如，参照专利文献1)。但是， 同样在这样的等离子体清洗装置中，伴随被处理体的蚀刻而飞散的颗 粒呈膜状附着于装置内，伴随处理数量的增加而堆积的膜状物质剥离， 造成处理制品的污染。
作为提高膜状物质的保持性的方法，人们提出了下述方法等，该
方法指通过在部件的表面上，形成Mo、 W、 Al、 WC等的等离子体喷 涂膜，由此，实现附着的膜状物质的内部应力的分散和接合面的增加， 防止膜状物质的剥离的方法。(比如，参照专利文献2、 3)另外，公 开有下述方法，其中，在石英玻璃部件的表面，形成比石英对等离子 体还具有较高耐腐蚀性的绝缘膜，特别是通过剧烈喷涂，形成致密的 氧化铝类的陶瓷。(比如，参照专利文献4)但是，在石英玻璃部件上 覆盖石英玻璃以外的表面膜(Mo、 W、 Al、 WC、氧化铝等)的方式 中，由于石英玻璃与表面膜的热膨胀率不同，故具有表面膜本身容易 剥离的问题。
另一方面，作为解决附着于薄膜形成装置、等离子体蚀刻装置、 等离子体清洗装置的部件上的膜状物质的剥离问题的方法，人们提出 有通过喷丸处理而实现表面粗糙化的石英玻璃部件，或在喷丸处理后， 进行酸蚀刻处理的石英玻璃部件(比如，参照专利文献5)。但是，具 有下述问题，即，在通过喷丸法处理的石英玻璃部件中，在经加工的 粗糙面下，产生微小裂缝，碎片在装置内部，形成尘埃(异物)的问 题。另外，具有产生微小裂缝的部件的机械强度降低，部件的寿命縮 短的问题。此外，如果杂质浸入到微小裂缝中，则还具有部件的透明 性消失的问题。通过在喷丸处理后，进行酸蚀刻处理，另外，进行加 热的表面熔化处理，在某种程度上减小碎片造成的尘埃(异物)的问 题，但是该减小程度尚不充分(比如，参照专利文献6， 7)。另外， 如果对于经喷丸处理的石英玻璃部件，反复进行硝化氢氟酸清洗等处 理，以便去除附着的膜状物质，则具有部件表面的粗糙面平缓，附着 于这样的表面上的膜状物质容易剥离，形成颗粒的问题。
此外，人们提出有仅仅通过不依赖机械加工的化学处理，形成石 英玻璃部件表面的粗糙面(凹凸部)形状的方法。(比如，参照专利 文献8、 9)在该化学处理法中，由于在部件表面上，没有微小裂缝， 故没有其所造成的污染，但是所获得的表面的凹凸部较小，已附着的 膜状物质的剥离防止程度不充分。另外，在该化学处理法中，由于伴 随处理次数的增加，处理剂的性能随时间而变化，故难于稳定地制造
该部件。
另外，针对玻璃的表面形状，人们提出有在玻璃的表面上，均匀
地分布宽度在70 1000um的范围内，高度在10 100"m的小突起 物的玻璃样板。(比如，参照专利文献10)对于通过该方法获得的表 面形状，在突起物的表面，产生龟裂，只获得在看上去较大的突起物 的表面上，形成较小的突起物的形状。由于这样的突起物通过借助含 氟酸的酸的溶解的化学处理法形成，故容易形成较大的突起本身平缓 的形状，附着的膜状物质的剥离防止程度不一定是充分的。另外，由 于位于突起物表面上的微小突起或突起物的龟裂是造成等离子体的电 场集中、或脱离的原因，故其本身容易形成颗粒。特别是，在使用后 进行酸清洗，然后再次利用时，具有微小突起部分受到蚀刻而剥离， 越反复进行清洗，越产生剥离物造成的颗粒的问题。
专利文献1:
US5460689号公报
专利文献2:
JP特开昭60—120515号公报
专利文献3:
JP特开平4一268065号公报 专利文献4:
JP特开平8—339895号公报 专利文献5:
JP特开平10—59744号公报 专利文献6:
JP特开平09—202630号公报
专利文献7:
JP特开2003—212598号公报 专利文献8:
JP特开平11—106225号公报 专利文献9:
JP特开平2002—068766号公报
专利文献10:
9
JP特开2002—110554号公报
在薄膜形成装置、或等离子体处理装置的使用中，防止附着于装 置内的部件上的膜状物质的剥离造成的尘埃(异物)、颗粒的发生是 本发明的技术领域中的极重要的课题。本发明涉及在成膜或等离子体 处理中，膜状物质的剥离和颗粒发生的防止性能优良、脱气少、没有 加热造成的与基材的剥离的、通过喷涂膜修饰的部件及其制造方法以 及采用它的装置。

发明内容
本发明人针对上述那样的现状，进行了深入的研究，其结果发现， 在基材上，具有由玻璃形成的岛状突起的岛状突起修饰部件中，特别 是在通过等离子体喷涂法形成的岛状突起物中，在岛状突起为球状， 或吊钟形的岛状突起玻璃修饰部件中，相对该突起物，脱气少，没有 加热造成的与基材的剥离，不产生颗粒，堆积于玻璃部件表面上的膜 状物质的保持性提高。另外发现，该部件即使在部件使用后，进行酸 洗处理的情况下，仍保持表面的突起状态，维持颗粒发生的抑制和膜 状物质的保持效果。此外发现，这样的岛状突起玻璃修饰部件通过下
述方式获得通过使等离子体喷涂法供给的玻璃原料相对基材表面积
而在20mg/cm2以下而获得。
另外，本发明人发现，在基材上，由陶瓷和/或金属形成的岛状突 起修饰部件中，在通过等离子体喷涂法形成的岛状突起物的突起形状 为吊钟形的岛状突起玻璃修饰部件中，相对该突起物，脱气少，没有 加热造成的与基材的剥离，不产生颗粒，堆积于玻璃部件表面上的膜 状物质的保持性提高。另外发现这样的岛状突起修饰部件通过下述方
式获得，该方式为使喷涂粉末在处于半熔化状态下与基材相撞，或
按照熔点较小的材料包围熔点较大的材料的方式形成喷涂粉末，在喷 涂时，完全使熔点较小的材料熔化，熔点较大的材料处于未熔化或半 熔化的状态，使该粉末与基材相撞。
此外发现，在采用本发明的岛状突起修饰部件的薄膜形成装置、 等离子体蚀刻装置、等离子体清洗装置中，防止颗粒的发生，由此完 成本发明。 下面对本发明进行具体描述。
本发明的岛状突起修饰部件的特征在于这是一种在基材上具有岛 状突起的岛状突起修饰部件，或是一种在形成有玻璃的喷涂膜的基材 上，具有岛状突起的岛状突起修饰部件。


图1为表示本发明的岛状突起修饰部件的示意图。
图2为通过实施例1获得的试样的扫描型显微镜的顶面观察结果。
图3为通过实施例1获得的试样的扫描型显微镜的截面观察结果。
图4为表示本发明的岛状突起修饰部件的结构的示意图。
图5为通过实施例3获得的试样的扫描型显微镜的顶面观察结果。
图6为通过实施例3获得的试样的扫描型显微镜的截面观察结果。
图7为表示本发明的玻璃修饰部件的结构的示意图。
图8为表示一般的等离子体喷涂装置的一个实例的图。
图9为表示多吹口型等离子体喷涂装置的一个实例的图。
图IOA、 IOB为表示本发明的岛状突起修饰部件的结构的示意图。
图11为表示盘状的岛状突起修饰部件的结构的示意图。
图12为表示在歪斜度为负值的基材上形成吊钟形岛状突起的本发
明的岛状突起修饰部件的结构的示意图。
图13为表示在歪斜度为正值的基材上形成吊钟形岛状突起的本发
明的岛状突起修饰部件的结构的示意图。
图14为表示作为在岛状突起中，熔点较小的材料包围熔点较大的
材料的结构的，呈吊钟形的本发明的岛状突起修饰部件的结构的示意图。
图15为表示本发明的吊钟形岛状突起修饰部件的制造方法的示意图。
标号说明IO基材；ll表面修饰层；12球状突起；40基材；41
表面修饰层；42吊钟形突起；70基材；71玻璃喷涂基底层；72表面 修饰层；80阴极；81阳极；82等离子体气体；83喷涂粉末(供给口) 84喷涂距离；85基材；86玻璃喷涂膜；87电源；90阴极；91阳极；
92等离子体气体(供给口) ； 93喷涂粉末(供给口) 94喷涂距离；95
基材；96玻璃喷涂膜；97等离子体气体(供给口) ； 98主电源；99 辅助电源；100基材；101上部呈半球状的吊钟形岛状突起；102上部 带球体而突出的吊钟形岛状突起；103吊钟形岛状突起的宽度；104吊 钟形岛状突起的高度；110基材；lll盘状岛状突起；112盘状岛状突 起的宽度；113盘状岛状突起的高度；120粗糙部的歪斜度为负值的基 材；121吊钟形岛状突起；130粗糙部的歪斜度为正值的基材；131吊 钟形岛状突起；132吊钟形岛状突起的一部分弹起的部分；133气孔； 140基材；141熔点高的材料；142熔点低的材料；143吊钟形岛状突 起；150喷涂枪；151喷涂火焰；152喷涂粉末；153飞行喷涂粒子中 的未熔化部分；154飞行喷涂粒子中的熔化部分；155由飞行喷涂粒子 中的未熔化部分形成的吊钟形岛状突起的核芯；156由飞行喷涂粒子中 的熔化部分形成的吊钟形岛状突起的表面；157基材；158喷涂距离。
具体实施例方式
图1和图4表示在基材上具有由玻璃形成的岛状突起的玻璃修饰 部件的示意图。本发明的岛状突起修饰部件在平滑的玻璃基材10或40 上，具有由玻璃形成的球状的岛状突起或吊钟形的突起。按照本发明， 这些突起分别呈岛状独立或几个岛状突起也可重合，但是，通过将球 状或吊钟形的突起相互连接，其整体不形成膜。
在这里，"球状的岛状突起"不限于精确的球形，其指图1中的 标号12表示的球残缺的形状、半球状、带球体的变形的形状，另外， 包括几个突起相重合的形状。另外，吊钟形的岛状突起也象图4中的 标号42所示的那样，指上部为半球状，底部的宽度为宽于上部的山形 的形状或几个突起重合的形状。另外，按照本发明，这些球状或吊钟 形的岛状突起既可混合，也可重合，优选采用没有通过几个重合而被 封闭的空洞的场合。
在本发明的球状、吊钟形的岛状突起中，其整体形状带有球，特 别是优选没有锐角部分。这样做的原因在于如果在突起的形状部具 有锐角部分，则等离子体中的电场集中于锐角部分，有选择地进行蚀 刻，成为产生颗粒的原因。
本发明的每个岛状突起的尺寸优选是这样的，其宽度在5 300u
m的范围内，其高度在2 200um的范围内。对于宽度小于5um、高 度小于2Pm的矮瘪的突起物，附着物的保持性降低。另一方面，如果 宽度超过300um、高度超过200um，虽然附着物的保持性提高，但 是，该部分因等离子体的作用而局部地受到蚀刻，容易产生颗粒。根 据上面所述，岛状突起的特别优选的尺寸为对于每个突起的尺寸， 其宽度在10 150"m的范围内，其高度在5 100um的范围内，其 中尤其是优选其宽度在10 80um的范围内，其高度在5 100ym的 范围内。宽度定义为将从正上方看到的岛状突起视为椭圆时的短轴的 长度。而且，高度为从底部到顶部的高度。
对于本发明的岛状突起的数量，每lmm2的单位面积的个数在20 5000个的范围内，特别是优选在50 1000个/mn^的范围内。如果小 于20个/mm2，则附着物的保持性降低，如果超过5000个/mm2，则岛 状突起重合而形成膜，容易生成闭气的孔，因此作为突起的效果降低， 容易形成颗粒。
由于对于本发明的岛状突起所形成的表面层的突起，与比如JP特 开2003—212598号公报，JP特开平11—106225号公报中所公开的那 样的利用化学处理而获得的凹凸部相比较，高低差较大，故即使在对 部件进行酸清洗的情况下，仍容易保持表面的凹凸部，可在不使附着 物的保持性降低的情况下，再次利用。在通过现有的化学处理而获得 的突起物，比如JP特开2002^68766号公报等的表面上，产生微小的 小突起或龟裂，其本身造成颗粒的产生，但是，由于在本发明的岛状 突起的表面上没有微小突起，故显著降低颗粒的发生。
本发明的突起的形状、尺寸、突起表面的状态可通过扫描型显微 镜等确认玻璃修饰部件的截面或上部。
另外，本发明的再一岛状突起修饰部件为下述部件，其中，在基 材的表面上，形成玻璃的基底层，在其上，形成上述的岛状突起物。 图7表示其示意图。在基材70上，形成由玻璃形成的基底层71，另外， 在上述基底层上，形成岛状突起的表面修饰层72。如果象这样，在基 材表面上，形成玻璃基底层，则可防止来自基材的杂质扩散，另外， 在基材的表面有损伤的场合，对上述基底层中的孔进行填埋处理，使 其平滑，由此，还可防止颗粒的发生。
优选，基底的玻璃层的膜厚在100 1000um的范围内，特别是该 膜是致密的，没有100um以上的空洞，是平滑的。如果基底表面的平 滑性较低，则具有通过形成于其上的岛状突起而形成的高低差利用基 底的凹凸部吸收的情况。优选，作为基底表面的平滑性，比如，表面 粗糙度Ra在1 5um的范围内。
本发明的基材也可为玻璃，但是，还可采用金属、陶瓷等。在本 发明的部件中，特别是在基材上，形成由玻璃喷涂膜形成的基底膜， 没有来自基材的杂质混入的问题，可获得与玻璃基材相同的性能。
作为本发明的岛状突起修饰部件所采用的玻璃材料，可采用石英
玻璃、维科尔高硼硅酸耐热玻璃(Vycor)(注册商标)、氧化铝硅酸 玻璃、硅酸硼玻璃等的非碱性玻璃等的耐热玻璃、在氧化硅中添加2a、 3a族元素等的抵抗等离子体性能的玻璃等。特别是在采用本发明的岛 状突起修饰部件的技术领域，由于要求耐热冲击性、高纯度，故优选 采用热膨胀率为5X10—6/K以下的玻璃，另外采用高纯度的石英玻璃。
岛状突起、基底层、基材既可为相同的材质，也可为分别不同的 材料。在这里，在采用不同的材质的场合，优选，相应的材质的热膨 胀率的差在5X1(TVK以内，以便抑制热冲击造成的开裂。
另外，本发明的岛状突起修饰部件的特征在于在基材上，具有由 陶瓷和/或金属形成的岛状突起，该岛状突起呈吊钟形。
图IOA、 10B表示本发明的岛状突起修饰部件的示意图。在本发 明的岛状突起修饰部件中，在基材100上，具有由陶瓷和/或金属形成 的吊钟形的突起。按照本发明，这些突起呈岛状而各自独立，几个岛 状突起也可重合，但是，吊钟形的突起相互连接，作为整体不形成膜。 由于通过采用这样的方式，可几乎消除封闭于岛状突起中的空穴，故 与连续的喷涂的方式相比较，脱气大幅度地减少。另外，即使在加热 的场合，由于岛状突起分别独立，故与加热造成的线膨胀的基材的差 值保持在岛状突起的尺寸的范围内，由此，难于相对基材剥离。
在这里，吊钟形的岛状突起指象图IOA所示的那样，上部为半球 状，底部的宽度大于上部的山形的形状、象图IOB所示的那样，上部 带有球体而突出，底部的宽度大于上部的山形的形状、它们几个重合 的形状。 在本发明中，对于由各种材料形成的岛状突起的高度104和宽度 103的比值，优选，其平均值在0.3以上、1.5以下。如果不到0.3，则 附着物的保持性降低，如果超过1.5，则岛状突起与基材的粘附性降低。 高度与宽度的比是在岛状突起含有20 200个的领域内的条件下测定 而得到的平均值，另外，在3个以上的部位的区域进行该测定，对其 进行平均化处理。该测定可采用激光共同焦点显微镜、扫描型显微镜 等的能同时实现图象的观察与宽度、高度的测量的装置。在这里，宽 度定义为将从正上方看到的岛状突起视为椭圆时的短轴的长度。另外， 高度指从底部到顶上的高度。
优选，对于形成本发明的岛状突起的基底的基材表面，其表面粗 糙度Ra在5^m以下，粗糙部的歪斜度为负值。在粗糙部的歪斜度的 测定中，按照符合JIS或ANSI的表面粗糙度的测定规格的长度，采用 表面粗糙度仪，测定基材的粗糙部外形，如果取RMS表面粗糙度Rq 和在各测定点的高度与中心线高度的差的三次方的值的测定范围内的 平均值由Rtp表示，则歪斜度Rsk由下述的公式(1)表示。
<formula>formula see original document page 15</formula> (公式l)
在这里， 一般，在歪斜度为正值的场合，凸部变窄，而凹部加宽， 平滑性变差，在歪斜度为负值的场合，凸部的部分宽于凹部，平滑性 良好。图12表示其示意图，由于歪斜度为负值，故在喷涂的过程中熔 化的喷涂粉末在基材上顺利地扩展，其周围呈平滑的圆盘状，形成中 间部抬起的吊钟形的岛状突起121。表面粗糙度Ra大于5Pm，或者 在歪斜度为正值的场合，象图13的示意图所示的那样，在喷涂的过程 中熔化的喷涂粉末在基材上扩展时，弹起(132)，容易形成周围呈锯 齿状而具有气孔133的岛状突起。
本发明的基材可采用玻璃、金属、陶瓷等的任何的材料。岛状突 起、基材既可为相同的材料，也可分别为不同的材质。
作为构成本发明的岛状突起的金属或陶瓷的材料，对于金属，可 为Al、 Ti、 Cu、 Mo、 W等的任何的材料，对于陶瓷，可为氧化铝、 氧化锆、二氧化钛、尖晶石、锆石等的任何的材料，但是在为熔点较 高的材料的场合，容易在喷涂过程中，对高度与宽度的比进行控制。
在本发明的又一岛状突起修饰部件中，可通过熔点较小的材料包
围熔点较大的材料这样的结构形成岛状突起，使岛状突起呈吊钟形。
图14表示其示意图。在基材140上，形成熔点较小的材料142包围熔 点较大的材料141这样的结构的岛状突起143。优选，熔点较小的材料 142和熔点较大的材料141的熔点的差在40(TC以上。由于通过这样的 方式，可由熔点较大的材料141的高度，控制岛状突起143的高度， 故可以更加良好的再现性形成岛状突起。作为熔点较小的材料和熔点 较大的材料的组合的实例，在金属的场合，例举有Al与Mo、 Cu与W 等，在陶瓷的场合，例举有氧化铝与氧化锆、堇青石与氧化铝等。另 外，还可将金属与陶瓷组合，也可为Al与氮化硼，Co与碳化钨这样 的组合。
下面对本发明的玻璃岛状突起修饰部件的制造方法进行描述。
本发明的岛状突起修饰部件是，在通过等离子体喷涂法在基材上 形成岛状突起的方法中，伴随所采用的原料玻璃的种类，其适合度是 不同的，但是可通过使玻璃原料供给量相对基材的表面积而在l 20mg/cm2的范围内的方式制造。
对于等离子体喷涂法，在相对基材的表面积的原料供给量超过 20mg/cn^的场合，岛状突起重合，容易形成不同于本发明的形状的膜。 另一方面，在不到lmg/cm2的原料供给量的场合，所获得的岛状突起 较小，另外，其形成速度较慢，故优选不采用该方式。作为原料供给 量，特别是优选在5 10mg/cm2的范围内。
岛状突起的形成可相对基材分几次进行喷涂处理，但是优选通过1 次的喷涂而形成。如果分几次进行喷涂，由于岛状突起重合，容易形 成膜，故必须使粉末给速度小于1次的场合。另一方面，为了在形成 岛状突起后，将表面的附着微小粒子去除，或为了提高岛状突起相对 基材的粘附性，优选不供给原料，而对基材表面照射等离子体射束。
本发明的岛状突起修饰部件中的岛状突起形成可采用火焰喷涂 法、等离子体喷涂法等的各种喷涂法，但是优选采用等离子体喷涂法， 在利用等离子体射束而使基材或基材上的玻璃基底层的表面熔融的条 件下制造。在使基材或等离子体基底层的表面熔融的同时，供给原料 粉末，进行喷涂处理，由此，可提高岛状突起与基材，或玻璃基底层 的粘附性。另外，如果一旦在形成岛状突起后，接着，照射等离子体
射束，使该表面熔化，则具有提高岛状突起与基材的粘附性的效果。
对基材照射等离子体射束的等离子体枪与基材的距离伴随所采用
的装置而不同，但是，比如，在图8所示的那样的普通的等离子体喷 涂装置的场合，可例举基材与位于喷涂枪前端的粉末供给口的喷涂距 离为50mm左右、喷涂功率在35kW以上的条件。另一方面，如果采 用减压等离子体喷涂法，则基材与喷涂枪之间的距离也可在100mm以 上，以便等离子体射束的形状较长。
特别是在制造大型的玻璃修饰部件的场合，即使在等离子体喷涂 法的过程中，优选采用多吹口型等离子体喷涂装置(参照JP特公平 6—22719，喷涂技术Vol.ll， No.l， p.1 8 (1991年))，通过层流 的等离子体射束，进行喷涂。图9表示多吹口型等离子体喷涂装置。 在该多吹口型等离子体喷涂装置中，由于可形成长度为数百mm的层 流火炎等离子体(通常，在紊流状态，为50mm左右)，故即使在喷 涂距离大于100mm的情况下，仍可形成本发明的岛状突起。
优选，用于岛状突起的制造的玻璃、陶瓷或金属等的粉末的粒径 中的平均粒径在10Pm以上100!xm以下，特别是优选该平均粒径在 10um以上50um以下。由于在平均粒径未达到10u m时，原料粉末 本身不具有足够的流动性，故难于均匀地将原料送入到等离子体中。 另一方面，如果平均粒径超过100nm，则喷涂颗粒的熔化不均匀，所 获得的岛状突起相对基材的粘附性容易变差。另外，喷涂所采用的颗 粒的大小尽可能地一致，这样可使岛状突起的形状均匀，提高附着膜 的保持性。
按照本发明，优选预先对基材表面进行预热。预先对基材表面进 行预热，这样有效地获得与基材的粘附性较高的岛状突起。如果未对 基材进行预热，则岛状突起的粘附性降低，在使用后，通过酸蚀刻液 去除附着物时，岛状突起容易剥离。预热温度也伴随所采用的基材的 种类而不同，但是，比如，在石英玻璃基材的场合，优选该温度在700 150(TC的范围内，特别是优选在800 120(TC的范围内。如果过大地提 高预热温度，则玻璃产生结晶，透明性消失，形状发生变化，故该方 式是不好的。
本发明的岛状突起修饰部件也可为在基材上形成玻璃的基底层的
类型。形成玻璃的基底层的基材不仅为玻璃基材，也可为金属、陶瓷 的基材。形成这样的基底层的方法不受到特别限制，但是同样在这里， 可适合采用等离子体喷涂法。
作为采用等离子体喷涂法而形成基底层的方法，对于比如图8或 图9所例举的装置和条件，除了使原料粉末的供给量在20mg/cm2以上， 反复几次进行喷涂以外，可按照与上述岛状突起形成相同的条件形成。 由于优选基底层的表面是平滑的，故优选在形成基底层后，不供给原 料粉末，照射等离子体射束，对基底层表面进行熔化处理。
另外，作为岛状突起的形成方法，也可按照将采用硅的醇盐溶液 的溶胶一凝胶法与等离子体喷涂法组合的方式进行。比如，通过在硅 的醇盐溶液中，分散数^m 数百Pm的氧化硅颗粒，预先制备形成氧 化硅的基底层与岛状突起，接着，对该表面照射等离子体喷涂法的等 离子体射束，由此，可获得同样的玻璃修饰表面。在采用带棱角的氧 化硅颗粒的场合，必须采用等离子体喷涂法的照射。其原因在于如 果不进行照射，则本发明的特征的球状或吊钟形的岛状突起，即必须 是突起本身的表面构成带球体的、非锐角的突起。另外，即使在采用 球状的氧化硅颗粒的场合，通过进行等离子体喷涂法的照射，可充分 地提高岛状突起相对基材的粘附性。
本发明的岛状突起修饰部件也可通过在岛状突起形成后进行酸清 洗的方式，将已附着的微小颗粒去除。本发明的玻璃修饰部件中的岛 状突起可通过等离子体喷涂法的操作而在岛状突起本身的表面上没有 微小的突起物的情况下形成，但是，在仅仅进行等离子体喷涂的操作 的场合，具有眼睛难于看到的微小附着物残留于岛状突起的表面的情 况。在残留这样的微小附着物的状态，在部件的使用过程中，它们脱 落，形成颗粒、异物。于是，如果在通过等离子体喷涂法，形成岛状 突起后，通过酸进行清洗，则可完全地去除这样的附着物。在这里， 优选，酸清洗通过利用氟酸、硝酸的清洗液进行。
另外，本发明的岛状突起修饰部件可通过喷涂法，在基材上形成 岛状突起的方式制造，但是，为了形成岛状突起，按照岛状突起重合 而不形成连续膜的方式，通过普通的喷涂，减少喷涂粉末的供给量。 此外，可在喷涂时，在半熔化状态使喷涂粉末与该基材相撞，由此，
可制造周围为圆盘状且中间部抬起的吊钟形的岛状突起。对于所采用 的喷涂法，例举有等离子体喷涂法、火焰喷涂法等，但是，在喷涂时， 使熔化粉末处于半熔化状态，即通过调整喷涂功率、火焰的火力等，
象图15所示的那样，粉末的中心附近处于未熔融状态(153)，周围
处于熔融状态(154)。在这里，如果增强喷涂功率、火焰的火力，则
喷涂粉末的整体熔化，形成图11所示的那样的盘状的岛状突起111，
附着膜的保持性降低。
作为本发明的另一岛状突起修饰部件的制造方法，按照熔点较小
的材料包围熔点较大的材料的方式形成喷涂粉末，在喷涂时，使熔点 较小的材料完全熔化，熔点较大的材料处于未熔化，或半熔化状态， 使该粉末与基材相撞。
象前述那样，优选，构成本发明的岛状突起的基底的基材表面的 表面粗糙度Ra在5nm以下，歪斜度为负值。为了实现表面粗糙度Ra 在5um以下，歪斜度为负值，采用粗糙的研磨剂，通过磨床、研磨机 等进行研磨，或采用喷丸法，在已平滑地研磨好的基材上，稍微地形 成凹凸部，或采用喷丸法，形成凹凸部，接着，通过磨床，研磨机等 进行轻轻研磨，以便消除相对中心线显著伸出的突起。
基材的表面粗糙度越大，岛状突起相对基材的粘附性越高，但是， 象前述那样，在喷涂的过程中，经喷涂的喷涂粉末在基材上扩展时弹 起，周围呈锯齿状，容易形成包含气孔的岛状突起。通过预先对基材 表面进行预先加热，在喷涂的过程中熔化的喷涂粉末容易顺利地扩展， 岛状突起相对基材的粘附性也提高。预热温度伴随所采用的基材的种 类、喷涂材料而不同，但是，比如，在对不锈钢基材进行金属喷涂处 理的场合，优选上述温度在100 50(TC的范围内，特别是优选在200 40(TC的范围内。如果过大地提高预热温度，由于基材发生变形，产生 开裂，故不优选采用该方式。
优选在利用喷涂法在基材上形成岛状突起后，进行热处理。在这 样的场合，可制造相对表面粗糙度较小且平滑的基材而具有较高的粘 附性的岛状突起的岛状突起修饰部件。热处理的温度为在不超过基材 的耐热温度、岛状突起的熔点的范围内，优选尽可能高的温度。
另外，本发明还提供一种采用上面给出的岛状突起修饰部件的薄
膜形成装置。
本发明的薄膜形成装置的成膜方法是不限定的，但是，可例举有
CVD法(Chemical Vapor Deposition)、溅射法等。作为岛状突起修饰 部件的使用方法，优选，除了在该装置内形成膜的制品基板以外，用 作用于膜状物质堆积的部分的部件。比如，例举用作反应管、或钟罩 的场合。特别是在于600 100(TC的高温下形成多晶硅、氧化硅、氮化 硅等的膜的CVD薄膜形成装置中，如果使用由石英玻璃形成本发明的 表面修饰层或基地层的石英制的反应管或钟罩，则可形成没有因基材 的石英玻璃与基地层、修饰层的热膨胀率差造成的开裂、剥离，不产 生因附着的膜状物质的剥离造成的颗粒的发生，可得到可长时间连续 成膜的装置。
此外，本发明提供一种采用具有上述的玻璃表面修饰层的岛状突 起修饰部件的等离子体蚀刻装置和等离子体清洗装置。对于岛状突起 修饰部件的使用方法，优选用于这些装置中的附着膜状物质的部位、 或与等离子体接触而部件表面容易剥离的部位，比如，例举用作环状 聚焦部件、或钟罩的场合。
另外，作为岛状突起修饰部件的使用方法，除了在该装置内形成 膜的制品基板以外，优选作为用于膜状物质堆积的部分的部件。比如， 例举用作钟罩、或屏蔽部件的场合。特别是在钨、钛的CVD薄膜形成 装置或氮化钛的溅射装置中，如果将本发明的岛状突起修饰层用于钟 罩或屏蔽部件，则可形成没有因基材与修饰层的热膨胀率造成的开裂、 剥离，没有因附着的膜状物质剥离造成的颗粒的发生，可得到可长时 间连续成膜的装置。
还有，本发明还提供采用具有上述所示的岛状突起修饰层的岛状 突起修饰部件的等离子体蚀刻装置与等离子体清洗装置。对于岛状突 起修饰部件的使用方法，优选用于在这些装置中附着膜状物质的部位 或与等离子体接触而部件表面容易剥离的部位，比如，例举有用作环 状夹紧部件或屏蔽部件。
等离子体蚀刻装置、等离子体清洗装置指对设置于装置内的制品， 照射等离子体，使制品的表面剥离或对其进行清洗的装置。
在这里，等离子体蚀刻装置中的膜堆积的部分指的是，当在该等
离子体蚀刻装置的内部对制品照射等离子体而将制品表面剥离时，已 剥离的物质飞散开而附着于装置内的部分。本发明所说的通过等离子 体蚀刻的部分指在装置内的制品以外的部分，等离子体接触而受到蚀 刻的部分。本来在这些装置中，对制品照射等离子体，将该制品表面 剥离，但是，难于有选择地仅仅对制品照射等离子体，等离子体还与 装置内的制品周边的装置部件接触，使该部分的表面剥离。如果这样 的部分的部件采用本发明的部件，则难于受到等离子体的蚀刻，很少 产生颗粒。
此外，在等离子体清洗装置中所谓膜堆积的部分指的是，当在等 离子体清洗装置内对制品照射等离子体而进行反溅射，即对制品表面 进行清洗时，通过清洗而去除的物质飞散而附着于装置内的部分。在 这里，无论是在等离子体蚀刻装置中，还是在等离子体清洗装置中， 通过等离子体将制品表面剥离的原理是基本相同的。本发明所说的通 过等离子体清洗而受到反溅射的部分指等离子体与制品以外的部件接 触而进行反溅射(蚀刻的清洗)的部分。本来，在这些装置中，对制 品照射等离子体，对该制品表面进行清洗，但是，难于有选择地仅仅 对制品照射等离子体，等离子体还与装置内的制品周边的装置部件接 触，还对该部分的表面进行清洗。
采用本发明的岛状突起修饰部件的装置可实现下述效果，即，在 初期不产生颗粒，通过等离子体处理而堆积的附着物的保持性提高， 附着物的剥离造成的颗粒减少，装置的连续使用期间增加。
本发明的岛状突起修饰部件，以及采用它的装置具有下述的效果。
(1) 由于堆积于部件上的附着物的保持性较高，故在用于薄膜形 成装置、等离子体处理装置时，附着物不剥离，没有粉尘排放、颗粒 的发生。
(2) 由于部件上的岛状突起呈球状或吊钟形，故在用于薄膜形成 装置、等离子体处理装置的场合，不在该部件上因等离子体电场集中 而造成颗粒的发生。
(3) 由于在玻璃部件上的由玻璃形成的岛状突起上，没有微小突 起，故即使在对部件进行酸洗后，仍不产生因表面的突起物的剥离而 造成的颗粒，并且容易保持形状，可反复几次地使用。
(4)由于部件上的岛状突起分别在基材上孤立，故在热负荷作用 于部件上的场合，岛状突起与基材的热膨胀率的差造成的应力较小， 不产生剥离，另外由于几乎没有封闭气孔，故脱气也少。
(实施例)
下面根据实施例，对本发明进行更加具体地描述，但是，本发明 不仅仅限于这些实施例。 实施例1
采用图9所示的那样多吹口型等离子体喷涂装置，作为等离子体 气体92的氮按照5SLM的流速(Standard Litter per Minute)流动，在 不供给粉末93的情况下，喷涂距离94为80mm，按照80mm/秒的速 度，使喷涂枪移动，同时，按照20kW的功率产生热等离子体，对平 滑的石英玻璃基材面95预热1次。在这里，热等离子体的长度为 300mm，等离子体处于层流状态。等离子体加热后的预热温度为820 °C。接着，在平均粒径为50Pm的石英玻璃粉末的粉末供给量为lg/ 分，速度为100mm/秒，4mm的间距的条件下，使喷涂枪移动，同时， 热喷射处理1次，形成具有岛状突起的表面层。此场合的基材表面的 原料粉末的供给量相当于5mg/cm2。之后，在已形成的岛状突起上，在 不供给石英玻璃粉末的情况下，按照120mm/秒的速度，使喷涂枪喷涂 1次，使岛状突起与基材表面熔化，岛状突起表面的附着物的再次熔化， 并且岛状突起与石英玻璃基材的粘附性提高。接着，将其浸泡于氟酸 浓度为5%的水溶液中达30分钟，接着，利用超纯水进行清洗，通过 清洗干燥器，进行干燥。通过显微镜，观察表面，其结果是，象图2 和图3所示的那样，在表面层上确认有球状的岛状突起，每个突起的 尺寸为宽度在5 50"m的范围内，高度在5 60um的范围内，高 度与宽度的比的平均值为1.0，突起的数量为180个/mm2。另外，通过 触针式的表面粗糙度仪测定的表面粗糙度Ra为12 u m。
实施例2
在除了采用平均粒径为20um的石英玻璃粉末以外，其它的方面 与实施例1相同的条件下实施该实施例。通过显微镜，观察表面，其 结果是，在表面层上，确认有球状的岛状突起，每个突起的尺寸为 宽度在5 20iim的范围内，高度在2 40um的范围内，突起的数量
为3000个/mm2。另外，通过触针式的表面粗糙度仪测定的表面粗糙度 Ra为5 m。 实施例3
将进行了研磨加工的石英玻璃预热到85(TC，然后，在使石英玻璃 粉末的粉末供给量为2g/分，喷涂距离为80mm，速度为80mm/秒，4mm 的间距的情况下，使喷涂枪移动，反复进行6次喷涂，由此，在石英 玻璃基材上，形成石英玻璃喷涂膜的基底层。
接着，在不供给石英玻璃粉末的情况下，按照80mm秒的速度， 使喷涂枪热喷射1次，再次使基底层的表面熔化，形成表面是平滑的 且膜厚约为300um的石英喷涂膜。在粉末供给量为2g/分，按照作为 表面层喷涂后的再次熔化条件，除了喷涂枪按照100mm/秒的速度动作 以外，其它的方面与实施例1相同的条件下，在平滑的基底层上，形 成具有岛状突起的表面层。
此时对基材表面的原料粉末的供给量在基底层形成时相当于 60mg/cm2，在形成岛状突起时为10mg/cm2。利用显微镜观察表面的结 果是，如图5及6所示的那样，确认表面层为多个球状和吊钟状的突 起混合存在于表面层，每一个突起的大小是宽度在10 150um、高度 在10 100um，高宽比的平均值为0.6，突起的个数是150个/mm2。利 用触针式的表面粗糙度仪测定的表面粗糙度Ra为20 u m。
实施例4
按照除了基材采用锆石(Zr02*Si02)以外，其它的方面与实施例 3相同的方法，形成石英玻璃基底层和岛状突起。通过显微镜观察表面， 其结果是，基底的膜厚为280"m。另外，在表面层上，确认有混合有 多个球状和吊钟形的突起的表面层，每个突起的尺寸为宽度在10 150um的范围内，高度在10 100um的范围内，高度与宽度的比的 平均值为0.7，突起的数量为170个/mm2。另外，通过触针式的表面粗 糙度仪测定的表面粗糙度Ra为25 u m。
实施例5
按照除了基材采用不锈钢板以外，其它的方面与实施例3相同的 方法，形成石英玻璃基底层和岛状突起。通过显微镜观察表面，其结 果是，基底的膜厚为320um。另外，在表面层上，确认混合有多个球状和吊钟形的突起的表面层，每个突起的尺寸为宽度在20 160um 的范围内，高度在20 100nm的范围内，高度与宽度的比的平均值为 0.6，突起的数量为200个/mm2。另外，通过触针式的表面粗糙度仪测 定的表面粗糙度Ra为23 P m。 实施例6
在除了玻璃基材和喷涂粉末材料采用高硼硅酸耐热玻璃(Vycor glass)以外，其它的方面在与实施例1相同的条件下实施该实施例。 通过显微镜观察表面，其结果是，在表面层上，确认有球状的岛状突 起，每个突起的尺寸为宽度在5 50um的范围内，高度在5 55u m的范围内，高度与宽度的比的平均值为1.1，突起的数量为200个 /mm2。另外，通过触针式的表面粗糙度仪测定的表面粗糙度Ra为10 ti m。
实施例7
玻璃基材和喷涂粉末材料采用氧化铝硅酸玻璃，作为表面层的喷 涂条件，按照在不供给粉末的情况下，在使喷涂距离为120mm、速度 为100mm/秒、4mm的间距的条件，使喷涂枪移动，同时，利用20kW 的功率，产生热等离子体，对平滑的氧化铝硅酸玻璃基材面预热1次。 等离子体加热后的预热温度为500°C。
接着，使平均粒径为50um的氧化铝硅酸玻璃粉末的粉末供给量 为lg/分，按照120mm/秒的速度，使喷涂枪移动，同时喷涂1次，形 成岛状突起。然后，按照140mm/秒的速度，在不供给氧化铝硅酸玻璃 粉末的情况下，使喷涂枪喷涂1次，再次使基材和岛状突起的表面熔 化。接着，将其浸泡于氟酸浓度为5%的水溶液中达30分钟，然后， 通过超纯水进行清洗，通过清洗干燥器，进行干燥。通过显微镜观察 表面，其结果是，在表面层上，确认有混合有球状的岛状突起和吊钟 形的突起的表面层，每个突起的尺寸为宽度在5 30"m的范围内， 高度在5 40um的范围内，高度与宽度的比的平均值为1.0，突起的 数量为140个/lmm2。另外，通过触针式的表面粗糙度仪测定的表面粗 糙度Ra为8" m。
实施例8
在平滑的石英玻璃基材表面上，通过溶胶-凝胶法，预先制备岛状
突起，通过等离子体喷涂法，进行加热熔融，使该预先制备突起物呈 平滑的球状或吊钟形。首先，调制硅的醇盐一Si (OC2H5) 4、乙醇
—C2H5OH、水一1120、盐酸一HC1的混合液。在该混合溶液中，良好 地混合搅拌相对溶液的重量为5%重量的平均粒径为30 um的石英粉 末，将其静置。在粘度达到15厘泊的时刻，进一步进行搅拌，使石英 粉末均匀分散。接着，将石英玻璃基材浸泡于该溶液中，按照2mm/ 秒的速度将其上提，使其干燥。石英粉末以均匀地分散的方式附着于 基材表面上。在该基材表面上，采用相同的等离子体喷涂装置，在不 供给粉末的情况下，按照喷涂距离为80mm、喷涂枪的速度为100mm/ 秒、4mm的间距的条件，使喷涂枪移动，同时，通过20kW的功率， 产生热等离子体，对石英玻璃基材表面照射2次。接着，将其浸泡于 氟酸浓度为5%的水溶液中，然后，通过超纯水，对其进行清洗，通过 清洗干燥器，使其干燥。表面层的膜厚为40um。通过显微镜观察表 面，其结果是，在表面层上，确认有混合有球状的岛状突起和吊钟形 的突起的表面层，每个突起的尺寸为宽度在5 50um的范围内，高 度在5 40um的范围内，高度与宽度的比的平均值为0.9，突起的数 量为250个/lmm2。另外，通过触针式的表面粗糙度仪测定的表面粗糙 度Ra为8"m。 比较例1
禾U用白色氧化铝賴0的颗粒，在0.5MPa的压力下，对研磨石英基 板表面进行喷丸处理，接着，将其浸泡于氟酸浓度为5%的水溶液中， 利用超纯水进行清洗，通过清洗干燥器进行干燥。通过显微镜观察表 面，其结果是，确认有带棱角的粗糙面，通过截面观察，确认有许多 微小裂缝。另外，通过触针式的表面粗糙度仪测定的表面粗糙度Ra为 13 U m。
比较例2
在除了玻璃基材采用高硼硅酸耐热玻璃(Vycor glass)、氧化铝硅 酸玻璃以外，其它的方面在与比较例l相同的条件下，实施该实施例。 通过显微镜观察表面，其结果是，确认有与比较例1相同的带棱角的 粗糙面和微小裂缝。另外，通过触针式的表面粗糙度仪测定的表面粗 糙度Ra为15y m。
比较例3
将对表面进行了研磨加工的石英玻璃基材浸泡于将氟化氢水溶 液、氟化铵、乙酸水溶液混合而形成的处理液中。进行了化学液处理
的石英玻璃的表面粗糙度Ra为1.5 "m。观察其表面，其结果是，未
确认有微小裂缝。 实施例9
为了对下面获得的试样的附着物的保持性进行评价，采用溅射法， 在实施例1 实施例8以及比较例1 比较例3的试样中，直接形成氮 化硅膜，针对附着性，进行试验。进行抽真空，直至达到5X10_5Pa 的预定真空度，采用硅的靶(夕一^:y卜)，将氩气与氮气的混合气 体送入，直至达到0.3Pa的压力，在室温下，氮化硅的膜厚为150um。 在形成膜后，返回到大气，放置1天后，通过显微镜，对各试样进行 检查，此时，在实施例1 实施例8中，完全看不到剥离或颗粒的发生， 而在比较例1 比较例3中，确认有剥离。
实施例10
在实施例1 实施例3和实施例6到8，以及比较例1 比较例3 的条件下，试制附着有堆积膜的LPCVD薄膜形成装置的石英管内壁、 以及等离子体蚀刻装置的聚焦环、等离子体清洗装置的石英制钟罩， 将其用于成膜和等离子体处理。在采用于比较例1 比较例3的条件下 试制的钟罩的场合，从处理开始初期，便确认有颗粒，特别是在比较 例3中，在使用过程中，确认有附着物的剥离。另一方面，在实施例l 实施例3，以及实施例6到实施例8的条件下，即使在200小时以上的 连续使用的情况下，仍未发现有附着物的剥离、颗粒的发生。
实施例11
针对实施例1 实施例3，以及比较例1 比较例3的试样，进行 耐酸洗的评价。将实施例1 实施例3、以及比较例1 比较例3的试 样浸泡于按照1: 1的比例使硝酸(浓度为61%)和氢氟酸(浓度为46%) 混合而形成的硝氟酸清洗液中。在3个小时后，在实施例1 实施例3 的试样中，喷涂膜表面的中心受到蚀刻，但是表面的凹凸部保持在与 浸泡前相同的程度。比较例l、比较例2的试样的表面平缓。在比较例 3的试样中，表面粗糙度Ra降低到1.0 u m。
接着，实际上将通过相同条件而处理的石英管、聚焦环和石英钟
罩用作LPCVD薄膜形成装置的石英管内壁、等离子体蚀刻装置中的聚 焦环、等离子体清洗装置中的石英制的钟罩。对于在比较例1、比较例 2条件下制造的制品，从开始初期，便确认有颗粒，在比较例3的条件 下，在附着物堆积的部分，附着物的保持性降低，确认有剥离造成的 颗粒。在实施例1 实施例3的条件下，即使在200小时以上的连续使 用的情况下，仍未看到附着物的剥离、颗粒的发生。 实施例12
采用图8所示的那样的等离子体喷涂装置，作为等离子体气体82 的氩按照35SLM的流速(Standard Litter per Minute)流动，氢按照 10SLM的流速流动，在不供给粉末83的情况下，喷涂距离84为OOmm， 按照400mm/秒的速度，以4mm的间距使喷涂枪移动，同时，按照25kW 的功率，产生热等离子体，对预先通过研磨而其表面粗糙度调整到0.5 U m、歪斜度调整到一0.3的氧化铝陶瓷基材85预热2次。等离子体加 热后的预热温度为200°C。接着，在平均粒径为20"m的氧化铝粉末 的粉末供给量为8g/分、速度为400mm/秒、4mm的间距的条件下，使 喷涂枪移动，同时，按照25kW的功率，热喷涂处理1次，形成具有 岛状突起物的表面层。在喷涂后，将基材放入到热处理炉中，在1300 'C的温度下对其进行加热1个小时。在这里，表面层在热处理前，通 过借助镊子按压的方式剥离，但是，在热处理后，不发生剥离，实现 良好的粘附。利用纯水对已制造的试样进行超声波清洗，在干燥后， 利用显微镜观察表面，其结果是，在表面层上确认有吊钟形的岛状突 起，每个突起的尺寸为宽度在10 40um的范围内、高度在4 30 Um的范围内，高度与宽度的比的平均值为0.4，突起的数量为1800 个/mm2。另夕卜，通过触针式的表面粗糙度仪测定的表面粗糙度Ra为4 ^m。在进行研磨利用偏振光显微镜观察岛状突起的截面时，在大部分 的岛状突起的中间部，呈现核芯这样的部分，喷涂粉末的周边部熔化， 中心部未熔化，在该状态进行喷涂。
比较例4
在除了喷涂功率为35kW、预热温度为25(TC以外，其它的方面在 与实施例12相同的条件下，形成表面层。利用显微镜观察表面，其结
果是，在表面层上，确认有扁平的岛状突起，每个突起的尺寸为宽
度在15 80um的范围内，高度在2 20tim的范围内，高度与宽度 的比的平均值为O.l，突起的数量为3500个/mm2。另外，通过触针式 的表面粗糙度仪测定的表面粗糙度Ra为3 u m。在对岛状突起的截面 进行研磨并利用偏振光显微镜观察时可知道，在大部分的岛状突起处, 未呈现核芯，喷涂粉末的中心熔化，在这样的状态，进^1喷涂。 比较例5
在除了氧化铝粉末的粉末供给量为30g/分，以25kW的功率，进 行2次的喷涂以外，其它的方面与实施例12相同的条件下，进行喷涂， 形成膜厚为140Pm的连续的喷涂膜。在喷涂后，将基材放入到热处理 炉中，在1300'C的温度加热1个小时，此时喷涂膜发生变形， 一部分 产生较大的开裂。
实施例13
在除了喷涂功率为30kW，预热温度为22(TC以外，采用平均粒径 为60Pm的氧化铝粉末以外，其它的方面与实施例12相同的条件下， 制作试样。通过显微镜，观察表面，其结果是，在表面层上，确认有 吊钟形的岛状突起，每个突起的尺寸为宽度在30 100Pm的范围内， 高度在20 120ixm的范围内，高度与宽度的比的平均值为1.0，突起 的数量为300个/mm2。另外，通过触针式的表面粗糙度仪测定的表面 粗糙度Ra为10u m。在对岛状突起的截面进行研磨并通过偏振光显微 镜观察时可知道，在大部分的岛状突起的中间部，呈现核芯这样的部 分，喷涂粉末的中心部未熔化，在这样的状态，进行喷涂。
实施例14
按照除了下述方面以外，其它方面与实施例12相同的条件下，制 作试样，该下述方面指在通过磨床，按照表面粗糙度Ra为1 " m、歪 斜度为一0.5的程度而抛光的不锈钢基材上，喷涂功率为27kW，预热 温度为200'C，采用平均粒径为30um的锆石粉末。通过显微镜，观 察表面，其结果是，在表面层上，确认有吊钟形的岛状突起，每个突 起的尺寸为宽度在15 60um的范围内，高度在6 45um的范围 内，高度与宽度的比的平均值为0.5，突起的数量为900个/mm2。另外， 通过触针式的表面粗糙度仪测定的表面粗糙度Ra为6um。在对岛状
突起的截面进行研磨并通过偏振光显微镜观察时可知道，在大部分的 岛状突起的中间部，呈现有核芯这样的部分，喷涂粉末的中心部未熔 化，在这样的状态，进行喷涂。
实施例15
采用图8所示的那样的等离子体喷涂装置，作为等离子体气体82 的氩按照50SLM的流速流动，在不供给粉末83的情况下，喷涂距离 84为100mm，按照400mm/秒的速度、以4mm的间距使喷涂枪移动， 同时，按照20kW的功率，产生热等离子体，对预先通过研磨，按照 表面粗糙度为0.3 li m、歪斜度为一0.2的方式调整的不锈钢基材面85 预热2次。等离子体加热后的预热温度为17(TC。接着，在使平均粒径 为40txm的钼粉末的粉末供给量为10g/分、速度为400mm/秒、4mm 的间距的条件下，使喷涂枪移动，同时，按照20kW的功率，进行喷 涂1次，形成具有岛状突起物的表面层。在喷涂后，将基材放入到热 处理炉中，在60(TC的温度下加热1小时。通过纯水对己形成的试样进 行超声波清洗，在干燥后，通过显微镜观察表面，其结果是，在表面 层上，确认有吊钟形的岛状突起，每个突起的尺寸为宽度在30 80 ym的范围内，高度在10 70um的范围内，高度与宽度的比的平均 值为0.7，突起的数量为800个/mm2。另外，通过触针式的表面粗糙度 仪测定的表面粗糙度Ra为m。在对岛状突起的截面进行研磨并通 过偏振光显微镜观察时可知道，在大部分的岛状突起的中间部，呈现 核芯这样的部分，喷涂粉末的中心部未熔化，在这样的状态，进行喷 涂。
比较例6
在除了喷涂功率为30kW，预热温度为20(TC以外，其它的方面与 实施例15相同的条件下，形成表面层。通过显微镜观察表面，其结果 是，在表面层上，确认有扁平的岛状突起，每个突起的尺寸为宽度 在50 150um的范围内，高度在5 15um的范围内，高度与宽度的 比的平均值为O.l，突起的数量为1200个/mm2。另外，通过触针式的 表面粗糙度仪测定的表面粗糙度Ra为3 u m。在对岛状突起的截面进 行研磨并通过偏振光显微镜观察时可知道，在大部分的岛状突起处， 未看到核芯，喷涂粉末熔化到中心处，进行喷涂。
比较例7
在除了钼粉末的粉末供给量为30g/分，按照20kW的功率，进行2 次喷涂以外，其它的方面与实施例15相同的条件下，进行喷涂，形成 膜厚为160iim的连续的喷涂膜。
实施例16
采用图8所示的等离子体喷涂装置，作为等离子体气体82的氩按 照50SLM的流速流动，在不供给粉末83的情况下，在喷涂距离84为 80mm、以400mm/秒的速度，在4mm的间距的条件下，使喷涂枪移动， 同时，按照25kW的功率，产生热等离子体，对预先通过研磨(表面 粗糙度为0.1 " m)的不锈钢基材面85预热2次。等离子体加热后的预 热温度为20(TC。
接着，采用在平均粒径为30um的碳化钨球状烧结颗粒的周围， 涂敷了 20wt。/。的Co的粉末，在粉末供给量为10g/分、速度为400mm/ 秒、4mm的间距的条件下，使喷涂枪移动，同时，按照22kW的功率， 喷涂1次，形成具有岛状突起物的表面层。在喷涂后，将基材放入热 处理炉中，在60(TC的温度下，加热1个小时。通过纯水对已形成的试 样进行超声波清洗，在干燥后，通过显微镜，观察表面，其结果是， 在表面层上，确认有吊钟形的岛状突起，每个突起的尺寸为宽度在 30 90um的范围内，高度在15 90um的范围内，高度与宽度的比 的平均值为0.8，突起的数量为600个/mm2。另外，通过触针式的表面 粗糙度仪测定的表面粗糙度Ra为7um。在对岛状突起的截面进行研 磨并通过偏振显微镜观察时可知道，在大部分的岛状突起的中间部， 呈现核芯这样的部分，在喷涂粉末的中心部的碳化钨颗粒未热化的状 态，进行喷涂。
实施例17
为了对下面获得的试样的附着物的保持性进行评价，采用溅射法， 在实施例12 实施例16以及比较例4 比较例5的试样上，直接形成 氮化硅膜，对附着性进行试验。进行抽真空，直至达到5X10—spa的预 定真空度，采用硅的靶，将氩气与氮气的混合气体送入，直至达到0.3Pa 的压力，在室温下，形成膜厚为100um的氮化硅。在形成膜后，返回 到大气，放置1天后，在60(TC的温度下对各试样进行加热1小时，在
返回到室温后，通过显微镜，对各试样进行检查，此时，在实施例12
实施例16中，完全看不到剥离、颗粒的发生，而在比较例4和6的试 样中，确认有剥离。 实施例18
在实施例12和实施例13以及比较例4和比较例5的条件下，试 制附着有堆积膜的等离子体清洗装置的石英制的钟罩，将其用于等离 子体处理。在实施例12和比较例5中，对抽真空时间进行比较，此时， 在实施例12中，按照比较例5的2/3的时间，达到预定真空度。另一 方面，与比较例5相比较，在实施例12和实施例13中，在装置中开 始使用钟罩后，到堆积膜开始剥离时的时间为2倍以上的时间。
实施例19
在实施例14-16和比较例6到7的条件下，试制附着有TiN的堆 积膜的PVD装置的上部屏蔽部件，将其用于晶片的成膜。在通过实施 例15和比较例7，对抽真空时间进行比较后，在实施例15中，以比较 例7的一半的时间，到达预定真空度。另一方面，与比较例6相比较， 在实施例14-16，在装置中开始使用上部屏蔽部件后，到堆积膜开始剥 离时的时间为2倍以上的时间。
权利要求
1.一种岛状突起修饰部件，用于成膜装置或者等离子体处理装置，其中，在部件的基材上，具有宽度在5～300μm的范围内、高度在2～200μm的范围内的岛状突起，该岛状突起由玻璃形成，其形状呈球状、球残缺的形状、半球状、吊钟形，或山形状，或者这些形状的两种以上的混合，该岛状突起的整体形状带有球体，各突起在基材上孤立，没有通过相互连接整体上形成膜，并且岛状突起的个数在20～5000个/mm2的范围内。
2. 根据权利要求l所述的岛状突起修饰部件，其特征在于， 形成岛状突起的玻璃为石英玻璃。
3. 根据权利要求l所述的岛状突起修饰部件，其特征在于， 岛状突起利用喷涂法形成。
4. 根据权利要求l所述的岛状突起修饰部件，其特征在于， 岛状突起没有锐角部分。
5. 根据权利要求1所述的岛状突起修饰部件，其特征在于， 岛状突起的大小为宽度在10 150"m、高度在5 100um。
6. 根据权利要求l所述的岛状突起修饰部件，其特征在于， 岛状突起的大小为宽度在10 80um、高度在5 100um。
7. 根据权利要求l所述的岛状突起修饰部件，其特征在于， 岛状突起的个数是50 1000个/mm2。
8. 根据权利要求1所述的岛状突起修饰部件，其特征在于， 岛状突起的高度和宽度的比的平均值为0.3 1.5。
9. 根据权利要求1所述的岛状突起修饰部件，其特征在于，岛状突起形成于在基材上形成的玻璃喷涂膜上。
10. 根据权利要求9所述的岛状突起修饰部件，其特征在于， 玻璃喷涂膜的膜厚是100 1000um。
11. 根据权利要求9所述的岛状突起修饰部件，其特征在于， 玻璃喷涂膜没有100ix m以上的空洞，而且玻璃喷涂膜的表面粗糙度Ra为1 5um。
12. 根据权利要求9所述的岛状突起修饰部件，其特征在于， 玻璃喷涂膜是石英玻璃。
13. 根据权利要求l所述的岛状突起修饰部件，其特征在于， 形成有岛状突起的表面是暴露于成膜气氛或者等离子体处理气氛的表面。
14. 一种权利要求1 13中的任何一项所述的岛状突起修饰部件 的制造方法，其特征在于，相对基材或形成于基材上的玻璃喷涂膜的 表面，按照突起形成原料供给量相对该表面的表面积而在1 20mg/cm2 的范围内的方式，进行等离子体喷涂，从而设置岛状突起。
15. 根据权利要求14所述的岛状突起修饰部件的制造方法，其特 征在于，突起形成原料供给量相对该表面的表面积而在5 10mg/cm2。
16. 根据权利要求14所述的岛状突起修饰部件的制造方法，其特 征在于，突起形成原料粉末的粒径是平均粒径为10 100um。
17. 根据权利要求14所述的岛状突起修饰部件的制造方法，其特 征在于，在将突起形成原料粉末供给到在基材或者基材上形成有的玻璃喷 涂膜的表面之前，预热该表面。
18. 根据权利要求14所述的岛状突起修饰部件的制造方法，其特 征在于，形成岛状突起后进行热处理。
19. 根据权利要求14所述的岛状突起修饰部件的制造方法，其特 征在于，形成岛状突起后进行酸清洗。
20. —种薄膜形成装置，其特征在于，采用权利要求1 13中的任 何一项所述的岛状突起修饰部件。
21. —种等离子体蚀刻装置，其特征在于，将通过权利要求1 13 中的任何一项所述的岛状突起修饰部件用于因进行等离子体蚀刻而膜 进行堆积或被蚀刻的部分。
22. —种等离子体清洗装置，其特征在于，将权利要求1 13中的 任何一项所述的岛状突起修饰部件用于因反溅射处理而膜进行堆积或 被蚀刻的部分。
23. —种岛状突起修饰部件，用于成膜装置或者等离子体处理装 置，其中，在部件的基材上，具有宽度在5 300"m的范围内、高度 在2 200u m的范围内的岛状突起，该岛状突起由陶瓷和/或者金属形 成，其形状呈山形和/或吊钟形，该岛状突起的整体形状带有球体，各 突起在基材上孤立，没有通过相互连接整体上形成膜，并且岛状突起 的个数在20 5000个/mm2的范围内。
24. 根据权利要求23所述的岛状突起修饰部件，其特征在于， 岛状突起利用喷涂法形成。
25. 根据权利要求23所述的岛状突起修饰部件，其特征在于， 岛状突起没有锐角部分。
26. 根据权利要求23所述的岛状突起修饰部件，其特征在于， 岛状突起的高度和宽度的比的平均值为0.3 1.5。
27. 根据权利要求23所述的岛状突起修饰部件，其特征在于， 形成有岛状突起的基材表面的表面粗糙度Ra在5 li m以下，粗糙度的歪斜度为负。
28. 根据权利要求23所述的岛状突起修饰部件，其特征在于， 岛状突起由熔点不同的材料形成，该突起按照熔点小的材料包围熔点大的材料的方式形成。
29. 根据权利要求23所述的岛状突起修饰部件，其特征在于， 形成有岛状突起的表面是暴露于成膜气氛或者等离子体处理气氛的表面。
30. —种如权利要求23 29中的任何一项所述的岛状突起修饰部 件的制造方法，其特征在于，按照下述方式设置突起相对基材表面， 使突起形成原料粉末在半熔融状态，以相对该表面积而在1 20mg/cm2 的供给量与基材相撞。
31. —种如权利要求23 29中的任何一项所述的岛状突起修饰部 件的制造方法，其特征在于，作为喷涂粉末调制以熔点较小的材料包 围熔点较大材料的粉末，在喷涂时，使熔点较小的材料完全熔化，使 熔点较大的材料以未熔化或半熔化状态，通过喷涂法，与基材相撞。
32. 根据权利要求30所述的岛状突起修饰部件的制造方法，其特 征在于，在将原料粉末供给到基材表面之前，预热基材表面。
33. 根据权利要求31所述的岛状突起修饰部件的制造方法，其特征在于，在将喷涂粉末供给到基材表面之前，预热基材表面。
34. 根据权利要求30所述的岛状突起修饰部件的制造方法，其特 征在于，在基材上形成岛状突起后，还进行热处理。
35. 根据权利要求31所述的岛状突起修饰部件的制造方法，其特 征在于，在通过喷涂法在基材上形成岛状突起后，还进行热处理。
36. —种薄膜形成装置，其特征在于，在因PVD或CVD而堆积膜 的部分，采用了权利要求23 29中的任何一项所述的部件。
37. —种等离子体蚀刻装置，其特征在于，将权利要求23 29中 的任何一项所述的部件用于因进行等离子体蚀刻处理而膜进行堆积或 被蚀刻的部分。
38. —种等离子体清洗装置，其特征在于，将权利要求23 29中 的任何一项所述的部件用于因反溅射而膜进行堆积或被蚀刻的部分。
全文摘要
本发明在于在成膜装置、等离子体处理装置中，为防止因膜状物质剥离而造成膜或等离子体处理的制品的污染以及必须频繁地更换用于该装置的部件，提供一种岛状突起修饰部件及其制造方法和采用它的装置。该岛状突起修饰部件，用于成膜装置或者等离子体处理装置，其中，在部件的基材上，具有宽度在5～300μm的范围内、高度在2～200μm的范围内的岛状突起，该岛状突起由玻璃形成，其形状呈球状、球残缺的形状、半球状、吊钟形，或山形状，或者这些形状的两种以上的混合，该岛状突起的整体形状带有球体，各突起在基材上孤立，没有通过相互连接整体上形成膜，并且岛状突起的个数在20～5000个/mm²的范围内。
文档编号C23C28/00GK101174553SQ20071019335
公开日2008年5月7日 申请日期2003年10月31日 优先权日2002年10月31日
发明者向后雅则, 松永修, 高桥小弥太 申请人:东曹株式会社