專利名稱：島狀突起修飾部件及其制造方法和采用它的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于半導體等的制造中的薄膜形成裝置、等離子體處 理裝置(等離子體蝕刻裝置、等離子體清洗裝置)的島狀突起修飾部 件，在用于這些裝置的場合，提供來自該部件的脫氣少并沒有塵埃排 放的部件。
背景技術：
在半導體等的制造中，多晶硅、氧化硅、氮化硅等的CVD成膜主 要采用耐熱性優良并且加工容易的玻璃部件，比如，石英玻璃、耐熱 玻璃制的反應管、鐘罩。在這些成膜中，不僅在所需的成膜基板上， 而且在反應管、鐘罩等的部件上附著有物質。其結果是，具有下述問 題，即，因重復成膜操作，附著于反應管、鐘罩上的膜狀物質變厚， 因該物質與石英玻璃的熱膨脹率的差，在反應管、鐘罩上產生裂縫， 膜狀物質剝離，造成粉塵排放，將成膜基板污染。另外，在氮化鈦、 氮化鉭等的PVD成膜中，具有下述問題，即采用金屬、陶瓷制的屏蔽 部件，因重復成膜操作，附著于屏蔽部件上的膜狀物質變厚，剝離而 造成粉塵排放，將成膜基板污染。另外，同樣在等離子體蝕刻裝置， 等離子體清洗裝置中具有下述問題，即附著于裝置部件上的膜狀物質 變厚，剝離而造成粉塵排放，將處理基板污染。
作為解決這樣的問題的方法，人們提出比如，對被處理體施加負 偏壓而進行等離子體清洗處理的裝置(比如，參照專利文獻1)。但是， 同樣在這樣的等離子體清洗裝置中，伴隨被處理體的蝕刻而飛散的顆 粒呈膜狀附著于裝置內，伴隨處理數量的增加而堆積的膜狀物質剝離， 造成處理制品的污染。
作為提高膜狀物質的保持性的方法，人們提出了下述方法等，該
方法指通過在部件的表面上，形成Mo、 W、 Al、 WC等的等離子體噴 涂膜，由此，實現附著的膜狀物質的內部應力的分散和接合面的增加， 防止膜狀物質的剝離的方法。(比如，參照專利文獻2、 3)另外，公 開有下述方法，其中，在石英玻璃部件的表面，形成比石英對等離子 體還具有較高耐腐蝕性的絕緣膜，特別是通過劇烈噴涂，形成致密的 氧化鋁類的陶瓷。(比如，參照專利文獻4)但是，在石英玻璃部件上 覆蓋石英玻璃以外的表面膜(Mo、 W、 Al、 WC、氧化鋁等)的方式 中，由于石英玻璃與表面膜的熱膨脹率不同，故具有表面膜本身容易 剝離的問題。
另一方面，作為解決附著于薄膜形成裝置、等離子體蝕刻裝置、 等離子體清洗裝置的部件上的膜狀物質的剝離問題的方法，人們提出 有通過噴丸處理而實現表面粗糙化的石英玻璃部件，或在噴丸處理后， 進行酸蝕刻處理的石英玻璃部件(比如，參照專利文獻5)。但是，具 有下述問題，即，在通過噴丸法處理的石英玻璃部件中，在經加工的 粗糙面下，產生微小裂縫，碎片在裝置內部，形成塵埃(異物)的問 題。另外，具有產生微小裂縫的部件的機械強度降低，部件的壽命縮 短的問題。此外，如果雜質浸入到微小裂縫中，則還具有部件的透明 性消失的問題。通過在噴丸處理后，進行酸蝕刻處理，另外，進行加 熱的表面熔化處理，在某種程度上減小碎片造成的塵埃(異物)的問 題，但是該減小程度尚不充分(比如，參照專利文獻6， 7)。另外， 如果對于經噴丸處理的石英玻璃部件，反復進行硝化氫氟酸清洗等處 理，以便去除附著的膜狀物質，則具有部件表面的粗糙面平緩，附著 于這樣的表面上的膜狀物質容易剝離，形成顆粒的問題。
此外，人們提出有僅僅通過不依賴機械加工的化學處理，形成石 英玻璃部件表面的粗糙面(凹凸部)形狀的方法。(比如，參照專利 文獻8、 9)在該化學處理法中，由于在部件表面上，沒有微小裂縫， 故沒有其所造成的污染，但是所獲得的表面的凹凸部較小，已附著的 膜狀物質的剝離防止程度不充分。另外，在該化學處理法中，由于伴 隨處理次數的增加，處理劑的性能隨時間而變化，故難于穩定地制造
該部件。
另外，針對玻璃的表面形狀，人們提出有在玻璃的表面上，均勻
地分布寬度在70 1000um的范圍內，高度在10 100"m的小突起 物的玻璃樣板。(比如，參照專利文獻10)對于通過該方法獲得的表 面形狀，在突起物的表面，產生龜裂，只獲得在看上去較大的突起物 的表面上，形成較小的突起物的形狀。由于這樣的突起物通過借助含 氟酸的酸的溶解的化學處理法形成，故容易形成較大的突起本身平緩 的形狀，附著的膜狀物質的剝離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龜裂是造成等離子體的電 場集中、或脫離的原因，故其本身容易形成顆粒。特別是，在使用后 進行酸清洗，然后再次利用時，具有微小突起部分受到蝕刻而剝離， 越反復進行清洗，越產生剝離物造成的顆粒的問題。
專利文獻1:
US5460689號公報
專利文獻2:
JP特開昭60—120515號公報
專利文獻3:
JP特開平4一268065號公報 專利文獻4:
JP特開平8—339895號公報 專利文獻5:
JP特開平10—59744號公報 專利文獻6:
JP特開平09—202630號公報
專利文獻7:
JP特開2003—212598號公報 專利文獻8:
JP特開平11—106225號公報 專利文獻9:
JP特開平2002—068766號公報
專利文獻10:
9
JP特開2002—110554號公報
在薄膜形成裝置、或等離子體處理裝置的使用中，防止附著于裝 置內的部件上的膜狀物質的剝離造成的塵埃(異物)、顆粒的發生是 本發明的技術領域中的極重要的課題。本發明涉及在成膜或等離子體 處理中，膜狀物質的剝離和顆粒發生的防止性能優良、脫氣少、沒有 加熱造成的與基材的剝離的、通過噴涂膜修飾的部件及其制造方法以 及采用它的裝置。

發明內容
本發明人針對上述那樣的現狀，進行了深入的研究，其結果發現， 在基材上，具有由玻璃形成的島狀突起的島狀突起修飾部件中，特別 是在通過等離子體噴涂法形成的島狀突起物中，在島狀突起為球狀， 或吊鐘形的島狀突起玻璃修飾部件中，相對該突起物，脫氣少，沒有 加熱造成的與基材的剝離，不產生顆粒，堆積于玻璃部件表面上的膜 狀物質的保持性提高。另外發現，該部件即使在部件使用后，進行酸 洗處理的情況下，仍保持表面的突起狀態，維持顆粒發生的抑制和膜 狀物質的保持效果。此外發現，這樣的島狀突起玻璃修飾部件通過下
述方式獲得通過使等離子體噴涂法供給的玻璃原料相對基材表面積
而在20mg/cm2以下而獲得。
另外，本發明人發現，在基材上，由陶瓷和/或金屬形成的島狀突 起修飾部件中，在通過等離子體噴涂法形成的島狀突起物的突起形狀 為吊鐘形的島狀突起玻璃修飾部件中，相對該突起物，脫氣少，沒有 加熱造成的與基材的剝離，不產生顆粒，堆積于玻璃部件表面上的膜 狀物質的保持性提高。另外發現這樣的島狀突起修飾部件通過下述方
式獲得，該方式為使噴涂粉末在處于半熔化狀態下與基材相撞，或
按照熔點較小的材料包圍熔點較大的材料的方式形成噴涂粉末，在噴 涂時，完全使熔點較小的材料熔化，熔點較大的材料處于未熔化或半 熔化的狀態，使該粉末與基材相撞。
此外發現，在采用本發明的島狀突起修飾部件的薄膜形成裝置、 等離子體蝕刻裝置、等離子體清洗裝置中，防止顆粒的發生，由此完 成本發明。 下面對本發明進行具體描述。
本發明的島狀突起修飾部件的特征在于這是一種在基材上具有島 狀突起的島狀突起修飾部件，或是一種在形成有玻璃的噴涂膜的基材 上，具有島狀突起的島狀突起修飾部件。


圖1為表示本發明的島狀突起修飾部件的示意圖。
圖2為通過實施例1獲得的試樣的掃描型顯微鏡的頂面觀察結果。
圖3為通過實施例1獲得的試樣的掃描型顯微鏡的截面觀察結果。
圖4為表示本發明的島狀突起修飾部件的結構的示意圖。
圖5為通過實施例3獲得的試樣的掃描型顯微鏡的頂面觀察結果。
圖6為通過實施例3獲得的試樣的掃描型顯微鏡的截面觀察結果。
圖7為表示本發明的玻璃修飾部件的結構的示意圖。
圖8為表示一般的等離子體噴涂裝置的一個實例的圖。
圖9為表示多吹口型等離子體噴涂裝置的一個實例的圖。
圖IOA、 IOB為表示本發明的島狀突起修飾部件的結構的示意圖。
圖11為表示盤狀的島狀突起修飾部件的結構的示意圖。
圖12為表示在歪斜度為負值的基材上形成吊鐘形島狀突起的本發
明的島狀突起修飾部件的結構的示意圖。
圖13為表示在歪斜度為正值的基材上形成吊鐘形島狀突起的本發
明的島狀突起修飾部件的結構的示意圖。
圖14為表示作為在島狀突起中，熔點較小的材料包圍熔點較大的
材料的結構的，呈吊鐘形的本發明的島狀突起修飾部件的結構的示意圖。
圖15為表示本發明的吊鐘形島狀突起修飾部件的制造方法的示意圖。
標號說明IO基材；ll表面修飾層；12球狀突起；40基材；41
表面修飾層；42吊鐘形突起；70基材；71玻璃噴涂基底層；72表面 修飾層；80陰極；81陽極；82等離子體氣體；83噴涂粉末(供給口) 84噴涂距離；85基材；86玻璃噴涂膜；87電源；90陰極；91陽極；
92等離子體氣體(供給口) ； 93噴涂粉末(供給口) 94噴涂距離；95
基材；96玻璃噴涂膜；97等離子體氣體(供給口) ； 98主電源；99 輔助電源；100基材；101上部呈半球狀的吊鐘形島狀突起；102上部 帶球體而突出的吊鐘形島狀突起；103吊鐘形島狀突起的寬度；104吊 鐘形島狀突起的高度；110基材；lll盤狀島狀突起；112盤狀島狀突 起的寬度；113盤狀島狀突起的高度；120粗糙部的歪斜度為負值的基 材；121吊鐘形島狀突起；130粗糙部的歪斜度為正值的基材；131吊 鐘形島狀突起；132吊鐘形島狀突起的一部分彈起的部分；133氣孔； 140基材；141熔點高的材料；142熔點低的材料；143吊鐘形島狀突 起；150噴涂槍；151噴涂火焰；152噴涂粉末；153飛行噴涂粒子中 的未熔化部分；154飛行噴涂粒子中的熔化部分；155由飛行噴涂粒子 中的未熔化部分形成的吊鐘形島狀突起的核芯；156由飛行噴涂粒子中 的熔化部分形成的吊鐘形島狀突起的表面；157基材；158噴涂距離。
具體實施例方式
圖1和圖4表示在基材上具有由玻璃形成的島狀突起的玻璃修飾 部件的示意圖。本發明的島狀突起修飾部件在平滑的玻璃基材10或40 上，具有由玻璃形成的球狀的島狀突起或吊鐘形的突起。按照本發明， 這些突起分別呈島狀獨立或幾個島狀突起也可重合，但是，通過將球 狀或吊鐘形的突起相互連接，其整體不形成膜。
在這里，"球狀的島狀突起"不限于精確的球形，其指圖1中的 標號12表示的球殘缺的形狀、半球狀、帶球體的變形的形狀，另外， 包括幾個突起相重合的形狀。另外，吊鐘形的島狀突起也象圖4中的 標號42所示的那樣，指上部為半球狀，底部的寬度為寬于上部的山形 的形狀或幾個突起重合的形狀。另外，按照本發明，這些球狀或吊鐘 形的島狀突起既可混合，也可重合，優選采用沒有通過幾個重合而被 封閉的空洞的場合。
在本發明的球狀、吊鐘形的島狀突起中，其整體形狀帶有球，特 別是優選沒有銳角部分。這樣做的原因在于如果在突起的形狀部具 有銳角部分，則等離子體中的電場集中于銳角部分，有選擇地進行蝕 刻，成為產生顆粒的原因。
本發明的每個島狀突起的尺寸優選是這樣的，其寬度在5 300u
m的范圍內，其高度在2 200um的范圍內。對于寬度小于5um、高 度小于2Pm的矮癟的突起物，附著物的保持性降低。另一方面，如果 寬度超過300um、高度超過200um，雖然附著物的保持性提高，但 是，該部分因等離子體的作用而局部地受到蝕刻，容易產生顆粒。根 據上面所述，島狀突起的特別優選的尺寸為對于每個突起的尺寸， 其寬度在10 150"m的范圍內，其高度在5 100um的范圍內，其 中尤其是優選其寬度在10 80um的范圍內，其高度在5 100ym的 范圍內。寬度定義為將從正上方看到的島狀突起視為橢圓時的短軸的 長度。而且，高度為從底部到頂部的高度。
對于本發明的島狀突起的數量，每lmm2的單位面積的個數在20 5000個的范圍內，特別是優選在50 1000個/mn^的范圍內。如果小 于20個/mm2，則附著物的保持性降低，如果超過5000個/mm2，則島 狀突起重合而形成膜，容易生成閉氣的孔，因此作為突起的效果降低， 容易形成顆粒。
由于對于本發明的島狀突起所形成的表面層的突起，與比如JP特 開2003—212598號公報，JP特開平11—106225號公報中所公開的那 樣的利用化學處理而獲得的凹凸部相比較，高低差較大，故即使在對 部件進行酸清洗的情況下，仍容易保持表面的凹凸部，可在不使附著 物的保持性降低的情況下，再次利用。在通過現有的化學處理而獲得 的突起物，比如JP特開2002^68766號公報等的表面上，產生微小的 小突起或龜裂，其本身造成顆粒的產生，但是，由于在本發明的島狀 突起的表面上沒有微小突起，故顯著降低顆粒的發生。
本發明的突起的形狀、尺寸、突起表面的狀態可通過掃描型顯微 鏡等確認玻璃修飾部件的截面或上部。
另外，本發明的再一島狀突起修飾部件為下述部件，其中，在基 材的表面上，形成玻璃的基底層，在其上，形成上述的島狀突起物。 圖7表示其示意圖。在基材70上，形成由玻璃形成的基底層71，另外， 在上述基底層上，形成島狀突起的表面修飾層72。如果象這樣，在基 材表面上，形成玻璃基底層，則可防止來自基材的雜質擴散，另外， 在基材的表面有損傷的場合，對上述基底層中的孔進行填埋處理，使 其平滑，由此，還可防止顆粒的發生。
優選，基底的玻璃層的膜厚在100 1000um的范圍內，特別是該 膜是致密的，沒有100um以上的空洞，是平滑的。如果基底表面的平 滑性較低，則具有通過形成于其上的島狀突起而形成的高低差利用基 底的凹凸部吸收的情況。優選，作為基底表面的平滑性，比如，表面 粗糙度Ra在1 5um的范圍內。
本發明的基材也可為玻璃，但是，還可采用金屬、陶瓷等。在本 發明的部件中，特別是在基材上，形成由玻璃噴涂膜形成的基底膜， 沒有來自基材的雜質混入的問題，可獲得與玻璃基材相同的性能。
作為本發明的島狀突起修飾部件所采用的玻璃材料，可采用石英
玻璃、維科爾高硼硅酸耐熱玻璃(Vycor)(注冊商標)、氧化鋁硅酸 玻璃、硅酸硼玻璃等的非堿性玻璃等的耐熱玻璃、在氧化硅中添加2a、 3a族元素等的抵抗等離子體性能的玻璃等。特別是在采用本發明的島 狀突起修飾部件的技術領域，由于要求耐熱沖擊性、高純度，故優選 采用熱膨脹率為5X10—6/K以下的玻璃，另外采用高純度的石英玻璃。
島狀突起、基底層、基材既可為相同的材質，也可為分別不同的 材料。在這里，在采用不同的材質的場合，優選，相應的材質的熱膨 脹率的差在5X1(TVK以內，以便抑制熱沖擊造成的開裂。
另外，本發明的島狀突起修飾部件的特征在于在基材上，具有由 陶瓷和/或金屬形成的島狀突起，該島狀突起呈吊鐘形。
圖IOA、 10B表示本發明的島狀突起修飾部件的示意圖。在本發 明的島狀突起修飾部件中，在基材100上，具有由陶瓷和/或金屬形成 的吊鐘形的突起。按照本發明，這些突起呈島狀而各自獨立，幾個島 狀突起也可重合，但是，吊鐘形的突起相互連接，作為整體不形成膜。 由于通過采用這樣的方式，可幾乎消除封閉于島狀突起中的空穴，故 與連續的噴涂的方式相比較，脫氣大幅度地減少。另外，即使在加熱 的場合，由于島狀突起分別獨立，故與加熱造成的線膨脹的基材的差 值保持在島狀突起的尺寸的范圍內，由此，難于相對基材剝離。
在這里，吊鐘形的島狀突起指象圖IOA所示的那樣，上部為半球 狀，底部的寬度大于上部的山形的形狀、象圖IOB所示的那樣，上部 帶有球體而突出，底部的寬度大于上部的山形的形狀、它們幾個重合 的形狀。 在本發明中，對于由各種材料形成的島狀突起的高度104和寬度 103的比值，優選，其平均值在0.3以上、1.5以下。如果不到0.3，則 附著物的保持性降低，如果超過1.5，則島狀突起與基材的粘附性降低。 高度與寬度的比是在島狀突起含有20 200個的領域內的條件下測定 而得到的平均值，另外，在3個以上的部位的區域進行該測定，對其 進行平均化處理。該測定可采用激光共同焦點顯微鏡、掃描型顯微鏡 等的能同時實現圖象的觀察與寬度、高度的測量的裝置。在這里，寬 度定義為將從正上方看到的島狀突起視為橢圓時的短軸的長度。另外， 高度指從底部到頂上的高度。
優選，對于形成本發明的島狀突起的基底的基材表面，其表面粗 糙度Ra在5^m以下，粗糙部的歪斜度為負值。在粗糙部的歪斜度的 測定中，按照符合JIS或ANSI的表面粗糙度的測定規格的長度，采用 表面粗糙度儀，測定基材的粗糙部外形，如果取RMS表面粗糙度Rq 和在各測定點的高度與中心線高度的差的三次方的值的測定范圍內的 平均值由Rtp表示，則歪斜度Rsk由下述的公式(1)表示。
<formula>formula see original document page 15</formula> (公式l)
在這里， 一般，在歪斜度為正值的場合，凸部變窄，而凹部加寬， 平滑性變差，在歪斜度為負值的場合，凸部的部分寬于凹部，平滑性 良好。圖12表示其示意圖，由于歪斜度為負值，故在噴涂的過程中熔 化的噴涂粉末在基材上順利地擴展，其周圍呈平滑的圓盤狀，形成中 間部抬起的吊鐘形的島狀突起121。表面粗糙度Ra大于5Pm，或者 在歪斜度為正值的場合，象圖13的示意圖所示的那樣，在噴涂的過程 中熔化的噴涂粉末在基材上擴展時，彈起(132)，容易形成周圍呈鋸 齒狀而具有氣孔133的島狀突起。
本發明的基材可采用玻璃、金屬、陶瓷等的任何的材料。島狀突 起、基材既可為相同的材料，也可分別為不同的材質。
作為構成本發明的島狀突起的金屬或陶瓷的材料，對于金屬，可 為Al、 Ti、 Cu、 Mo、 W等的任何的材料，對于陶瓷，可為氧化鋁、 氧化鋯、二氧化鈦、尖晶石、鋯石等的任何的材料，但是在為熔點較 高的材料的場合，容易在噴涂過程中，對高度與寬度的比進行控制。
在本發明的又一島狀突起修飾部件中，可通過熔點較小的材料包
圍熔點較大的材料這樣的結構形成島狀突起，使島狀突起呈吊鐘形。
圖14表示其示意圖。在基材140上，形成熔點較小的材料142包圍熔 點較大的材料141這樣的結構的島狀突起143。優選，熔點較小的材料 142和熔點較大的材料141的熔點的差在40(TC以上。由于通過這樣的 方式，可由熔點較大的材料141的高度，控制島狀突起143的高度， 故可以更加良好的再現性形成島狀突起。作為熔點較小的材料和熔點 較大的材料的組合的實例，在金屬的場合，例舉有Al與Mo、 Cu與W 等，在陶瓷的場合，例舉有氧化鋁與氧化鋯、堇青石與氧化鋁等。另 外，還可將金屬與陶瓷組合，也可為Al與氮化硼，Co與碳化鎢這樣 的組合。
下面對本發明的玻璃島狀突起修飾部件的制造方法進行描述。
本發明的島狀突起修飾部件是，在通過等離子體噴涂法在基材上 形成島狀突起的方法中，伴隨所采用的原料玻璃的種類，其適合度是 不同的，但是可通過使玻璃原料供給量相對基材的表面積而在l 20mg/cm2的范圍內的方式制造。
對于等離子體噴涂法，在相對基材的表面積的原料供給量超過 20mg/cn^的場合，島狀突起重合，容易形成不同于本發明的形狀的膜。 另一方面，在不到lmg/cm2的原料供給量的場合，所獲得的島狀突起 較小，另外，其形成速度較慢，故優選不采用該方式。作為原料供給 量，特別是優選在5 10mg/cm2的范圍內。
島狀突起的形成可相對基材分幾次進行噴涂處理，但是優選通過1 次的噴涂而形成。如果分幾次進行噴涂，由于島狀突起重合，容易形 成膜，故必須使粉末給速度小于1次的場合。另一方面，為了在形成 島狀突起后，將表面的附著微小粒子去除，或為了提高島狀突起相對 基材的粘附性，優選不供給原料，而對基材表面照射等離子體射束。
本發明的島狀突起修飾部件中的島狀突起形成可采用火焰噴涂 法、等離子體噴涂法等的各種噴涂法，但是優選采用等離子體噴涂法， 在利用等離子體射束而使基材或基材上的玻璃基底層的表面熔融的條 件下制造。在使基材或等離子體基底層的表面熔融的同時，供給原料 粉末，進行噴涂處理，由此，可提高島狀突起與基材，或玻璃基底層 的粘附性。另外，如果一旦在形成島狀突起后，接著，照射等離子體
射束，使該表面熔化，則具有提高島狀突起與基材的粘附性的效果。
對基材照射等離子體射束的等離子體槍與基材的距離伴隨所采用
的裝置而不同，但是，比如，在圖8所示的那樣的普通的等離子體噴 涂裝置的場合，可例舉基材與位于噴涂槍前端的粉末供給口的噴涂距 離為50mm左右、噴涂功率在35kW以上的條件。另一方面，如果采 用減壓等離子體噴涂法，則基材與噴涂槍之間的距離也可在100mm以 上，以便等離子體射束的形狀較長。
特別是在制造大型的玻璃修飾部件的場合，即使在等離子體噴涂 法的過程中，優選采用多吹口型等離子體噴涂裝置(參照JP特公平 6—22719，噴涂技術Vol.ll， No.l， p.1 8 (1991年))，通過層流 的等離子體射束，進行噴涂。圖9表示多吹口型等離子體噴涂裝置。 在該多吹口型等離子體噴涂裝置中，由于可形成長度為數百mm的層 流火炎等離子體(通常，在紊流狀態，為50mm左右)，故即使在噴 涂距離大于100mm的情況下，仍可形成本發明的島狀突起。
優選，用于島狀突起的制造的玻璃、陶瓷或金屬等的粉末的粒徑 中的平均粒徑在10Pm以上100!xm以下，特別是優選該平均粒徑在 10um以上50um以下。由于在平均粒徑未達到10u m時，原料粉末 本身不具有足夠的流動性，故難于均勻地將原料送入到等離子體中。 另一方面，如果平均粒徑超過100nm，則噴涂顆粒的熔化不均勻，所 獲得的島狀突起相對基材的粘附性容易變差。另外，噴涂所采用的顆 粒的大小盡可能地一致，這樣可使島狀突起的形狀均勻，提高附著膜 的保持性。
按照本發明，優選預先對基材表面進行預熱。預先對基材表面進 行預熱，這樣有效地獲得與基材的粘附性較高的島狀突起。如果未對 基材進行預熱，則島狀突起的粘附性降低，在使用后，通過酸蝕刻液 去除附著物時，島狀突起容易剝離。預熱溫度也伴隨所采用的基材的 種類而不同，但是，比如，在石英玻璃基材的場合，優選該溫度在700 150(TC的范圍內，特別是優選在800 120(TC的范圍內。如果過大地提 高預熱溫度，則玻璃產生結晶，透明性消失，形狀發生變化，故該方 式是不好的。
本發明的島狀突起修飾部件也可為在基材上形成玻璃的基底層的
類型。形成玻璃的基底層的基材不僅為玻璃基材，也可為金屬、陶瓷 的基材。形成這樣的基底層的方法不受到特別限制，但是同樣在這里， 可適合采用等離子體噴涂法。
作為采用等離子體噴涂法而形成基底層的方法，對于比如圖8或 圖9所例舉的裝置和條件，除了使原料粉末的供給量在20mg/cm2以上， 反復幾次進行噴涂以外，可按照與上述島狀突起形成相同的條件形成。 由于優選基底層的表面是平滑的，故優選在形成基底層后，不供給原 料粉末，照射等離子體射束，對基底層表面進行熔化處理。
另外，作為島狀突起的形成方法，也可按照將采用硅的醇鹽溶液 的溶膠一凝膠法與等離子體噴涂法組合的方式進行。比如，通過在硅 的醇鹽溶液中，分散數^m 數百Pm的氧化硅顆粒，預先制備形成氧 化硅的基底層與島狀突起，接著，對該表面照射等離子體噴涂法的等 離子體射束，由此，可獲得同樣的玻璃修飾表面。在采用帶棱角的氧 化硅顆粒的場合，必須采用等離子體噴涂法的照射。其原因在于如 果不進行照射，則本發明的特征的球狀或吊鐘形的島狀突起，即必須 是突起本身的表面構成帶球體的、非銳角的突起。另外，即使在采用 球狀的氧化硅顆粒的場合，通過進行等離子體噴涂法的照射，可充分 地提高島狀突起相對基材的粘附性。
本發明的島狀突起修飾部件也可通過在島狀突起形成后進行酸清 洗的方式，將已附著的微小顆粒去除。本發明的玻璃修飾部件中的島 狀突起可通過等離子體噴涂法的操作而在島狀突起本身的表面上沒有 微小的突起物的情況下形成，但是，在僅僅進行等離子體噴涂的操作 的場合，具有眼睛難于看到的微小附著物殘留于島狀突起的表面的情 況。在殘留這樣的微小附著物的狀態，在部件的使用過程中，它們脫 落，形成顆粒、異物。于是，如果在通過等離子體噴涂法，形成島狀 突起后，通過酸進行清洗，則可完全地去除這樣的附著物。在這里， 優選，酸清洗通過利用氟酸、硝酸的清洗液進行。
另外，本發明的島狀突起修飾部件可通過噴涂法，在基材上形成 島狀突起的方式制造，但是，為了形成島狀突起，按照島狀突起重合 而不形成連續膜的方式，通過普通的噴涂，減少噴涂粉末的供給量。 此外，可在噴涂時，在半熔化狀態使噴涂粉末與該基材相撞，由此，
可制造周圍為圓盤狀且中間部抬起的吊鐘形的島狀突起。對于所采用 的噴涂法，例舉有等離子體噴涂法、火焰噴涂法等，但是，在噴涂時， 使熔化粉末處于半熔化狀態，即通過調整噴涂功率、火焰的火力等，
象圖15所示的那樣，粉末的中心附近處于未熔融狀態(153)，周圍
處于熔融狀態(154)。在這里，如果增強噴涂功率、火焰的火力，則
噴涂粉末的整體熔化，形成圖11所示的那樣的盤狀的島狀突起111，
附著膜的保持性降低。
作為本發明的另一島狀突起修飾部件的制造方法，按照熔點較小
的材料包圍熔點較大的材料的方式形成噴涂粉末，在噴涂時，使熔點 較小的材料完全熔化，熔點較大的材料處于未熔化，或半熔化狀態， 使該粉末與基材相撞。
象前述那樣，優選，構成本發明的島狀突起的基底的基材表面的 表面粗糙度Ra在5nm以下，歪斜度為負值。為了實現表面粗糙度Ra 在5um以下，歪斜度為負值，采用粗糙的研磨劑，通過磨床、研磨機 等進行研磨，或采用噴丸法，在已平滑地研磨好的基材上，稍微地形 成凹凸部，或采用噴丸法，形成凹凸部，接著，通過磨床，研磨機等 進行輕輕研磨，以便消除相對中心線顯著伸出的突起。
基材的表面粗糙度越大，島狀突起相對基材的粘附性越高，但是， 象前述那樣，在噴涂的過程中，經噴涂的噴涂粉末在基材上擴展時彈 起，周圍呈鋸齒狀，容易形成包含氣孔的島狀突起。通過預先對基材 表面進行預先加熱，在噴涂的過程中熔化的噴涂粉末容易順利地擴展， 島狀突起相對基材的粘附性也提高。預熱溫度伴隨所采用的基材的種 類、噴涂材料而不同，但是，比如，在對不銹鋼基材進行金屬噴涂處 理的場合，優選上述溫度在100 50(TC的范圍內，特別是優選在200 40(TC的范圍內。如果過大地提高預熱溫度，由于基材發生變形，產生 開裂，故不優選采用該方式。
優選在利用噴涂法在基材上形成島狀突起后，進行熱處理。在這 樣的場合，可制造相對表面粗糙度較小且平滑的基材而具有較高的粘 附性的島狀突起的島狀突起修飾部件。熱處理的溫度為在不超過基材 的耐熱溫度、島狀突起的熔點的范圍內，優選盡可能高的溫度。
另外，本發明還提供一種采用上面給出的島狀突起修飾部件的薄
膜形成裝置。
本發明的薄膜形成裝置的成膜方法是不限定的，但是，可例舉有
CVD法(Chemical Vapor Deposition)、濺射法等。作為島狀突起修飾 部件的使用方法，優選，除了在該裝置內形成膜的制品基板以外，用 作用于膜狀物質堆積的部分的部件。比如，例舉用作反應管、或鐘罩 的場合。特別是在于600 100(TC的高溫下形成多晶硅、氧化硅、氮化 硅等的膜的CVD薄膜形成裝置中，如果使用由石英玻璃形成本發明的 表面修飾層或基地層的石英制的反應管或鐘罩，則可形成沒有因基材 的石英玻璃與基地層、修飾層的熱膨脹率差造成的開裂、剝離，不產 生因附著的膜狀物質的剝離造成的顆粒的發生，可得到可長時間連續 成膜的裝置。
此外，本發明提供一種采用具有上述的玻璃表面修飾層的島狀突 起修飾部件的等離子體蝕刻裝置和等離子體清洗裝置。對于島狀突起 修飾部件的使用方法，優選用于這些裝置中的附著膜狀物質的部位、 或與等離子體接觸而部件表面容易剝離的部位，比如，例舉用作環狀 聚焦部件、或鐘罩的場合。
另外，作為島狀突起修飾部件的使用方法，除了在該裝置內形成 膜的制品基板以外，優選作為用于膜狀物質堆積的部分的部件。比如， 例舉用作鐘罩、或屏蔽部件的場合。特別是在鎢、鈦的CVD薄膜形成 裝置或氮化鈦的濺射裝置中，如果將本發明的島狀突起修飾層用于鐘 罩或屏蔽部件，則可形成沒有因基材與修飾層的熱膨脹率造成的開裂、 剝離，沒有因附著的膜狀物質剝離造成的顆粒的發生，可得到可長時 間連續成膜的裝置。
還有，本發明還提供采用具有上述所示的島狀突起修飾層的島狀 突起修飾部件的等離子體蝕刻裝置與等離子體清洗裝置。對于島狀突 起修飾部件的使用方法，優選用于在這些裝置中附著膜狀物質的部位 或與等離子體接觸而部件表面容易剝離的部位，比如，例舉有用作環 狀夾緊部件或屏蔽部件。
等離子體蝕刻裝置、等離子體清洗裝置指對設置于裝置內的制品， 照射等離子體，使制品的表面剝離或對其進行清洗的裝置。
在這里，等離子體蝕刻裝置中的膜堆積的部分指的是，當在該等
離子體蝕刻裝置的內部對制品照射等離子體而將制品表面剝離時，已 剝離的物質飛散開而附著于裝置內的部分。本發明所說的通過等離子 體蝕刻的部分指在裝置內的制品以外的部分，等離子體接觸而受到蝕 刻的部分。本來在這些裝置中，對制品照射等離子體，將該制品表面 剝離，但是，難于有選擇地僅僅對制品照射等離子體，等離子體還與 裝置內的制品周邊的裝置部件接觸，使該部分的表面剝離。如果這樣 的部分的部件采用本發明的部件，則難于受到等離子體的蝕刻，很少 產生顆粒。
此外，在等離子體清洗裝置中所謂膜堆積的部分指的是，當在等 離子體清洗裝置內對制品照射等離子體而進行反濺射，即對制品表面 進行清洗時，通過清洗而去除的物質飛散而附著于裝置內的部分。在 這里，無論是在等離子體蝕刻裝置中，還是在等離子體清洗裝置中， 通過等離子體將制品表面剝離的原理是基本相同的。本發明所說的通 過等離子體清洗而受到反濺射的部分指等離子體與制品以外的部件接 觸而進行反濺射(蝕刻的清洗)的部分。本來，在這些裝置中，對制 品照射等離子體，對該制品表面進行清洗，但是，難于有選擇地僅僅 對制品照射等離子體，等離子體還與裝置內的制品周邊的裝置部件接 觸，還對該部分的表面進行清洗。
采用本發明的島狀突起修飾部件的裝置可實現下述效果，即，在 初期不產生顆粒，通過等離子體處理而堆積的附著物的保持性提高， 附著物的剝離造成的顆粒減少，裝置的連續使用期間增加。
本發明的島狀突起修飾部件，以及采用它的裝置具有下述的效果。
(1) 由于堆積于部件上的附著物的保持性較高，故在用于薄膜形 成裝置、等離子體處理裝置時，附著物不剝離，沒有粉塵排放、顆粒 的發生。
(2) 由于部件上的島狀突起呈球狀或吊鐘形，故在用于薄膜形成 裝置、等離子體處理裝置的場合，不在該部件上因等離子體電場集中 而造成顆粒的發生。
(3) 由于在玻璃部件上的由玻璃形成的島狀突起上，沒有微小突 起，故即使在對部件進行酸洗后，仍不產生因表面的突起物的剝離而 造成的顆粒，并且容易保持形狀，可反復幾次地使用。
(4)由于部件上的島狀突起分別在基材上孤立，故在熱負荷作用 于部件上的場合，島狀突起與基材的熱膨脹率的差造成的應力較小， 不產生剝離，另外由于幾乎沒有封閉氣孔，故脫氣也少。
(實施例)
下面根據實施例，對本發明進行更加具體地描述，但是，本發明 不僅僅限于這些實施例。 實施例1
采用圖9所示的那樣多吹口型等離子體噴涂裝置，作為等離子體 氣體92的氮按照5SLM的流速(Standard Litter per Minute)流動，在 不供給粉末93的情況下，噴涂距離94為80mm，按照80mm/秒的速 度，使噴涂槍移動，同時，按照20kW的功率產生熱等離子體，對平 滑的石英玻璃基材面95預熱1次。在這里，熱等離子體的長度為 300mm，等離子體處于層流狀態。等離子體加熱后的預熱溫度為820 °C。接著，在平均粒徑為50Pm的石英玻璃粉末的粉末供給量為lg/ 分，速度為100mm/秒，4mm的間距的條件下，使噴涂槍移動，同時， 熱噴射處理1次，形成具有島狀突起的表面層。此場合的基材表面的 原料粉末的供給量相當于5mg/cm2。之后，在已形成的島狀突起上，在 不供給石英玻璃粉末的情況下，按照120mm/秒的速度，使噴涂槍噴涂 1次，使島狀突起與基材表面熔化，島狀突起表面的附著物的再次熔化， 并且島狀突起與石英玻璃基材的粘附性提高。接著，將其浸泡于氟酸 濃度為5%的水溶液中達30分鐘，接著，利用超純水進行清洗，通過 清洗干燥器，進行干燥。通過顯微鏡，觀察表面，其結果是，象圖2 和圖3所示的那樣，在表面層上確認有球狀的島狀突起，每個突起的 尺寸為寬度在5 50"m的范圍內，高度在5 60um的范圍內，高 度與寬度的比的平均值為1.0，突起的數量為180個/mm2。另外，通過 觸針式的表面粗糙度儀測定的表面粗糙度Ra為12 u m。
實施例2
在除了采用平均粒徑為20um的石英玻璃粉末以外，其它的方面 與實施例1相同的條件下實施該實施例。通過顯微鏡，觀察表面，其 結果是，在表面層上，確認有球狀的島狀突起，每個突起的尺寸為 寬度在5 20iim的范圍內，高度在2 40um的范圍內，突起的數量
為3000個/mm2。另外，通過觸針式的表面粗糙度儀測定的表面粗糙度 Ra為5 m。 實施例3
將進行了研磨加工的石英玻璃預熱到85(TC，然后，在使石英玻璃 粉末的粉末供給量為2g/分，噴涂距離為80mm，速度為80mm/秒，4mm 的間距的情況下，使噴涂槍移動，反復進行6次噴涂，由此，在石英 玻璃基材上，形成石英玻璃噴涂膜的基底層。
接著，在不供給石英玻璃粉末的情況下，按照80mm秒的速度， 使噴涂槍熱噴射1次，再次使基底層的表面熔化，形成表面是平滑的 且膜厚約為300um的石英噴涂膜。在粉末供給量為2g/分，按照作為 表面層噴涂后的再次熔化條件，除了噴涂槍按照100mm/秒的速度動作 以外，其它的方面與實施例1相同的條件下，在平滑的基底層上，形 成具有島狀突起的表面層。
此時對基材表面的原料粉末的供給量在基底層形成時相當于 60mg/cm2，在形成島狀突起時為10mg/cm2。利用顯微鏡觀察表面的結 果是，如圖5及6所示的那樣，確認表面層為多個球狀和吊鐘狀的突 起混合存在于表面層，每一個突起的大小是寬度在10 150um、高度 在10 100um，高寬比的平均值為0.6，突起的個數是150個/mm2。利 用觸針式的表面粗糙度儀測定的表面粗糙度Ra為20 u m。
實施例4
按照除了基材采用鋯石(Zr02*Si02)以外，其它的方面與實施例 3相同的方法，形成石英玻璃基底層和島狀突起。通過顯微鏡觀察表面， 其結果是，基底的膜厚為280"m。另外，在表面層上，確認有混合有 多個球狀和吊鐘形的突起的表面層，每個突起的尺寸為寬度在10 150um的范圍內，高度在10 100um的范圍內，高度與寬度的比的 平均值為0.7，突起的數量為170個/mm2。另外，通過觸針式的表面粗 糙度儀測定的表面粗糙度Ra為25 u m。
實施例5
按照除了基材采用不銹鋼板以外，其它的方面與實施例3相同的 方法，形成石英玻璃基底層和島狀突起。通過顯微鏡觀察表面，其結 果是，基底的膜厚為320um。另外，在表面層上，確認混合有多個球狀和吊鐘形的突起的表面層，每個突起的尺寸為寬度在20 160um 的范圍內，高度在20 100nm的范圍內，高度與寬度的比的平均值為 0.6，突起的數量為200個/mm2。另外，通過觸針式的表面粗糙度儀測 定的表面粗糙度Ra為23 P m。 實施例6
在除了玻璃基材和噴涂粉末材料采用高硼硅酸耐熱玻璃(Vycor glass)以外，其它的方面在與實施例1相同的條件下實施該實施例。 通過顯微鏡觀察表面，其結果是，在表面層上，確認有球狀的島狀突 起，每個突起的尺寸為寬度在5 50um的范圍內，高度在5 55u m的范圍內，高度與寬度的比的平均值為1.1，突起的數量為200個 /mm2。另外，通過觸針式的表面粗糙度儀測定的表面粗糙度Ra為10 ti m。
實施例7
玻璃基材和噴涂粉末材料采用氧化鋁硅酸玻璃，作為表面層的噴 涂條件，按照在不供給粉末的情況下，在使噴涂距離為120mm、速度 為100mm/秒、4mm的間距的條件，使噴涂槍移動，同時，利用20kW 的功率，產生熱等離子體，對平滑的氧化鋁硅酸玻璃基材面預熱1次。 等離子體加熱后的預熱溫度為500°C。
接著，使平均粒徑為50um的氧化鋁硅酸玻璃粉末的粉末供給量 為lg/分，按照120mm/秒的速度，使噴涂槍移動，同時噴涂1次，形 成島狀突起。然后，按照140mm/秒的速度，在不供給氧化鋁硅酸玻璃 粉末的情況下，使噴涂槍噴涂1次，再次使基材和島狀突起的表面熔 化。接著，將其浸泡于氟酸濃度為5%的水溶液中達30分鐘，然后， 通過超純水進行清洗，通過清洗干燥器，進行干燥。通過顯微鏡觀察 表面，其結果是，在表面層上，確認有混合有球狀的島狀突起和吊鐘 形的突起的表面層，每個突起的尺寸為寬度在5 30"m的范圍內， 高度在5 40um的范圍內，高度與寬度的比的平均值為1.0，突起的 數量為140個/lmm2。另外，通過觸針式的表面粗糙度儀測定的表面粗 糙度Ra為8" m。
實施例8
在平滑的石英玻璃基材表面上，通過溶膠-凝膠法，預先制備島狀
突起，通過等離子體噴涂法，進行加熱熔融，使該預先制備突起物呈 平滑的球狀或吊鐘形。首先，調制硅的醇鹽一Si (OC2H5) 4、乙醇
—C2H5OH、水一1120、鹽酸一HC1的混合液。在該混合溶液中，良好 地混合攪拌相對溶液的重量為5%重量的平均粒徑為30 um的石英粉 末，將其靜置。在粘度達到15厘泊的時刻，進一步進行攪拌，使石英 粉末均勻分散。接著，將石英玻璃基材浸泡于該溶液中，按照2mm/ 秒的速度將其上提，使其干燥。石英粉末以均勻地分散的方式附著于 基材表面上。在該基材表面上，采用相同的等離子體噴涂裝置，在不 供給粉末的情況下，按照噴涂距離為80mm、噴涂槍的速度為100mm/ 秒、4mm的間距的條件，使噴涂槍移動，同時，通過20kW的功率， 產生熱等離子體，對石英玻璃基材表面照射2次。接著，將其浸泡于 氟酸濃度為5%的水溶液中，然后，通過超純水，對其進行清洗，通過 清洗干燥器，使其干燥。表面層的膜厚為40um。通過顯微鏡觀察表 面，其結果是，在表面層上，確認有混合有球狀的島狀突起和吊鐘形 的突起的表面層，每個突起的尺寸為寬度在5 50um的范圍內，高 度在5 40um的范圍內，高度與寬度的比的平均值為0.9，突起的數 量為250個/lmm2。另外，通過觸針式的表面粗糙度儀測定的表面粗糙 度Ra為8"m。 比較例1
禾U用白色氧化鋁賴0的顆粒，在0.5MPa的壓力下，對研磨石英基 板表面進行噴丸處理，接著，將其浸泡于氟酸濃度為5%的水溶液中， 利用超純水進行清洗，通過清洗干燥器進行干燥。通過顯微鏡觀察表 面，其結果是，確認有帶棱角的粗糙面，通過截面觀察，確認有許多 微小裂縫。另外，通過觸針式的表面粗糙度儀測定的表面粗糙度Ra為 13 U m。
比較例2
在除了玻璃基材采用高硼硅酸耐熱玻璃(Vycor glass)、氧化鋁硅 酸玻璃以外，其它的方面在與比較例l相同的條件下，實施該實施例。 通過顯微鏡觀察表面，其結果是，確認有與比較例1相同的帶棱角的 粗糙面和微小裂縫。另外，通過觸針式的表面粗糙度儀測定的表面粗 糙度Ra為15y m。
比較例3
將對表面進行了研磨加工的石英玻璃基材浸泡于將氟化氫水溶 液、氟化銨、乙酸水溶液混合而形成的處理液中。進行了化學液處理
的石英玻璃的表面粗糙度Ra為1.5 "m。觀察其表面，其結果是，未
確認有微小裂縫。 實施例9
為了對下面獲得的試樣的附著物的保持性進行評價，采用濺射法， 在實施例1 實施例8以及比較例1 比較例3的試樣中，直接形成氮 化硅膜，針對附著性，進行試驗。進行抽真空，直至達到5X10_5Pa 的預定真空度，采用硅的靶(夕一^:y卜)，將氬氣與氮氣的混合氣 體送入，直至達到0.3Pa的壓力，在室溫下，氮化硅的膜厚為150um。 在形成膜后，返回到大氣，放置1天后，通過顯微鏡，對各試樣進行 檢查，此時，在實施例1 實施例8中，完全看不到剝離或顆粒的發生， 而在比較例1 比較例3中，確認有剝離。
實施例10
在實施例1 實施例3和實施例6到8，以及比較例1 比較例3 的條件下，試制附著有堆積膜的LPCVD薄膜形成裝置的石英管內壁、 以及等離子體蝕刻裝置的聚焦環、等離子體清洗裝置的石英制鐘罩， 將其用于成膜和等離子體處理。在采用于比較例1 比較例3的條件下 試制的鐘罩的場合，從處理開始初期，便確認有顆粒，特別是在比較 例3中，在使用過程中，確認有附著物的剝離。另一方面，在實施例l 實施例3，以及實施例6到實施例8的條件下，即使在200小時以上的 連續使用的情況下，仍未發現有附著物的剝離、顆粒的發生。
實施例11
針對實施例1 實施例3，以及比較例1 比較例3的試樣，進行 耐酸洗的評價。將實施例1 實施例3、以及比較例1 比較例3的試 樣浸泡于按照1: 1的比例使硝酸(濃度為61%)和氫氟酸(濃度為46%) 混合而形成的硝氟酸清洗液中。在3個小時后，在實施例1 實施例3 的試樣中，噴涂膜表面的中心受到蝕刻，但是表面的凹凸部保持在與 浸泡前相同的程度。比較例l、比較例2的試樣的表面平緩。在比較例 3的試樣中，表面粗糙度Ra降低到1.0 u m。
接著，實際上將通過相同條件而處理的石英管、聚焦環和石英鐘
罩用作LPCVD薄膜形成裝置的石英管內壁、等離子體蝕刻裝置中的聚 焦環、等離子體清洗裝置中的石英制的鐘罩。對于在比較例1、比較例 2條件下制造的制品，從開始初期，便確認有顆粒，在比較例3的條件 下，在附著物堆積的部分，附著物的保持性降低，確認有剝離造成的 顆粒。在實施例1 實施例3的條件下，即使在200小時以上的連續使 用的情況下，仍未看到附著物的剝離、顆粒的發生。 實施例12
采用圖8所示的那樣的等離子體噴涂裝置，作為等離子體氣體82 的氬按照35SLM的流速(Standard Litter per Minute)流動，氫按照 10SLM的流速流動，在不供給粉末83的情況下，噴涂距離84為OOmm， 按照400mm/秒的速度，以4mm的間距使噴涂槍移動，同時，按照25kW 的功率，產生熱等離子體，對預先通過研磨而其表面粗糙度調整到0.5 U m、歪斜度調整到一0.3的氧化鋁陶瓷基材85預熱2次。等離子體加 熱后的預熱溫度為200°C。接著，在平均粒徑為20"m的氧化鋁粉末 的粉末供給量為8g/分、速度為400mm/秒、4mm的間距的條件下，使 噴涂槍移動，同時，按照25kW的功率，熱噴涂處理1次，形成具有 島狀突起物的表面層。在噴涂后，將基材放入到熱處理爐中，在1300 'C的溫度下對其進行加熱1個小時。在這里，表面層在熱處理前，通 過借助鑷子按壓的方式剝離，但是，在熱處理后，不發生剝離，實現 良好的粘附。利用純水對已制造的試樣進行超聲波清洗，在干燥后， 利用顯微鏡觀察表面，其結果是，在表面層上確認有吊鐘形的島狀突 起，每個突起的尺寸為寬度在10 40um的范圍內、高度在4 30 Um的范圍內，高度與寬度的比的平均值為0.4，突起的數量為1800 個/mm2。另夕卜，通過觸針式的表面粗糙度儀測定的表面粗糙度Ra為4 ^m。在進行研磨利用偏振光顯微鏡觀察島狀突起的截面時，在大部分 的島狀突起的中間部，呈現核芯這樣的部分，噴涂粉末的周邊部熔化， 中心部未熔化，在該狀態進行噴涂。
比較例4
在除了噴涂功率為35kW、預熱溫度為25(TC以外，其它的方面在 與實施例12相同的條件下，形成表面層。利用顯微鏡觀察表面，其結
果是，在表面層上，確認有扁平的島狀突起，每個突起的尺寸為寬
度在15 80um的范圍內，高度在2 20tim的范圍內，高度與寬度 的比的平均值為O.l，突起的數量為3500個/mm2。另外，通過觸針式 的表面粗糙度儀測定的表面粗糙度Ra為3 u m。在對島狀突起的截面 進行研磨并利用偏振光顯微鏡觀察時可知道，在大部分的島狀突起處, 未呈現核芯，噴涂粉末的中心熔化，在這樣的狀態，進^1噴涂。 比較例5
在除了氧化鋁粉末的粉末供給量為30g/分，以25kW的功率，進 行2次的噴涂以外，其它的方面與實施例12相同的條件下，進行噴涂， 形成膜厚為140Pm的連續的噴涂膜。在噴涂后，將基材放入到熱處理 爐中，在1300'C的溫度加熱1個小時，此時噴涂膜發生變形， 一部分 產生較大的開裂。
實施例13
在除了噴涂功率為30kW，預熱溫度為22(TC以外，采用平均粒徑 為60Pm的氧化鋁粉末以外，其它的方面與實施例12相同的條件下， 制作試樣。通過顯微鏡，觀察表面，其結果是，在表面層上，確認有 吊鐘形的島狀突起，每個突起的尺寸為寬度在30 100Pm的范圍內， 高度在20 120ixm的范圍內，高度與寬度的比的平均值為1.0，突起 的數量為300個/mm2。另外，通過觸針式的表面粗糙度儀測定的表面 粗糙度Ra為10u m。在對島狀突起的截面進行研磨并通過偏振光顯微 鏡觀察時可知道，在大部分的島狀突起的中間部，呈現核芯這樣的部 分，噴涂粉末的中心部未熔化，在這樣的狀態，進行噴涂。
實施例14
按照除了下述方面以外，其它方面與實施例12相同的條件下，制 作試樣，該下述方面指在通過磨床，按照表面粗糙度Ra為1 " m、歪 斜度為一0.5的程度而拋光的不銹鋼基材上，噴涂功率為27kW，預熱 溫度為200'C，采用平均粒徑為30um的鋯石粉末。通過顯微鏡，觀 察表面，其結果是，在表面層上，確認有吊鐘形的島狀突起，每個突 起的尺寸為寬度在15 60um的范圍內，高度在6 45um的范圍 內，高度與寬度的比的平均值為0.5，突起的數量為900個/mm2。另外， 通過觸針式的表面粗糙度儀測定的表面粗糙度Ra為6um。在對島狀
突起的截面進行研磨并通過偏振光顯微鏡觀察時可知道，在大部分的 島狀突起的中間部，呈現有核芯這樣的部分，噴涂粉末的中心部未熔 化，在這樣的狀態，進行噴涂。
實施例15
采用圖8所示的那樣的等離子體噴涂裝置，作為等離子體氣體82 的氬按照50SLM的流速流動，在不供給粉末83的情況下，噴涂距離 84為100mm，按照400mm/秒的速度、以4mm的間距使噴涂槍移動， 同時，按照20kW的功率，產生熱等離子體，對預先通過研磨，按照 表面粗糙度為0.3 li m、歪斜度為一0.2的方式調整的不銹鋼基材面85 預熱2次。等離子體加熱后的預熱溫度為17(TC。接著，在使平均粒徑 為40txm的鉬粉末的粉末供給量為10g/分、速度為400mm/秒、4mm 的間距的條件下，使噴涂槍移動，同時，按照20kW的功率，進行噴 涂1次，形成具有島狀突起物的表面層。在噴涂后，將基材放入到熱 處理爐中，在60(TC的溫度下加熱1小時。通過純水對己形成的試樣進 行超聲波清洗，在干燥后，通過顯微鏡觀察表面，其結果是，在表面 層上，確認有吊鐘形的島狀突起，每個突起的尺寸為寬度在30 80 ym的范圍內，高度在10 70um的范圍內，高度與寬度的比的平均 值為0.7，突起的數量為800個/mm2。另外，通過觸針式的表面粗糙度 儀測定的表面粗糙度Ra為m。在對島狀突起的截面進行研磨并通 過偏振光顯微鏡觀察時可知道，在大部分的島狀突起的中間部，呈現 核芯這樣的部分，噴涂粉末的中心部未熔化，在這樣的狀態，進行噴 涂。
比較例6
在除了噴涂功率為30kW，預熱溫度為20(TC以外，其它的方面與 實施例15相同的條件下，形成表面層。通過顯微鏡觀察表面，其結果 是，在表面層上，確認有扁平的島狀突起，每個突起的尺寸為寬度 在50 150um的范圍內，高度在5 15um的范圍內，高度與寬度的 比的平均值為O.l，突起的數量為1200個/mm2。另外，通過觸針式的 表面粗糙度儀測定的表面粗糙度Ra為3 u m。在對島狀突起的截面進 行研磨并通過偏振光顯微鏡觀察時可知道，在大部分的島狀突起處， 未看到核芯，噴涂粉末熔化到中心處，進行噴涂。
比較例7
在除了鉬粉末的粉末供給量為30g/分，按照20kW的功率，進行2 次噴涂以外，其它的方面與實施例15相同的條件下，進行噴涂，形成 膜厚為160iim的連續的噴涂膜。
實施例16
采用圖8所示的等離子體噴涂裝置，作為等離子體氣體82的氬按 照50SLM的流速流動，在不供給粉末83的情況下，在噴涂距離84為 80mm、以400mm/秒的速度，在4mm的間距的條件下，使噴涂槍移動， 同時，按照25kW的功率，產生熱等離子體，對預先通過研磨(表面 粗糙度為0.1 " m)的不銹鋼基材面85預熱2次。等離子體加熱后的預 熱溫度為20(TC。
接著，采用在平均粒徑為30um的碳化鎢球狀燒結顆粒的周圍， 涂敷了 20wt。/。的Co的粉末，在粉末供給量為10g/分、速度為400mm/ 秒、4mm的間距的條件下，使噴涂槍移動，同時，按照22kW的功率， 噴涂1次，形成具有島狀突起物的表面層。在噴涂后，將基材放入熱 處理爐中，在60(TC的溫度下，加熱1個小時。通過純水對已形成的試 樣進行超聲波清洗，在干燥后，通過顯微鏡，觀察表面，其結果是， 在表面層上，確認有吊鐘形的島狀突起，每個突起的尺寸為寬度在 30 90um的范圍內，高度在15 90um的范圍內，高度與寬度的比 的平均值為0.8，突起的數量為600個/mm2。另外，通過觸針式的表面 粗糙度儀測定的表面粗糙度Ra為7um。在對島狀突起的截面進行研 磨并通過偏振顯微鏡觀察時可知道，在大部分的島狀突起的中間部， 呈現核芯這樣的部分，在噴涂粉末的中心部的碳化鎢顆粒未熱化的狀 態，進行噴涂。
實施例17
為了對下面獲得的試樣的附著物的保持性進行評價，采用濺射法， 在實施例12 實施例16以及比較例4 比較例5的試樣上，直接形成 氮化硅膜，對附著性進行試驗。進行抽真空，直至達到5X10—spa的預 定真空度，采用硅的靶，將氬氣與氮氣的混合氣體送入，直至達到0.3Pa 的壓力，在室溫下，形成膜厚為100um的氮化硅。在形成膜后，返回 到大氣，放置1天后，在60(TC的溫度下對各試樣進行加熱1小時，在
返回到室溫后，通過顯微鏡，對各試樣進行檢查，此時，在實施例12
實施例16中，完全看不到剝離、顆粒的發生，而在比較例4和6的試 樣中，確認有剝離。 實施例18
在實施例12和實施例13以及比較例4和比較例5的條件下，試 制附著有堆積膜的等離子體清洗裝置的石英制的鐘罩，將其用于等離 子體處理。在實施例12和比較例5中，對抽真空時間進行比較，此時， 在實施例12中，按照比較例5的2/3的時間，達到預定真空度。另一 方面，與比較例5相比較，在實施例12和實施例13中，在裝置中開 始使用鐘罩后，到堆積膜開始剝離時的時間為2倍以上的時間。
實施例19
在實施例14-16和比較例6到7的條件下，試制附著有TiN的堆 積膜的PVD裝置的上部屏蔽部件，將其用于晶片的成膜。在通過實施 例15和比較例7，對抽真空時間進行比較后，在實施例15中，以比較 例7的一半的時間，到達預定真空度。另一方面，與比較例6相比較， 在實施例14-16，在裝置中開始使用上部屏蔽部件后，到堆積膜開始剝 離時的時間為2倍以上的時間。
權利要求
1.一種島狀突起修飾部件，用于成膜裝置或者等離子體處理裝置，其中，在部件的基材上，具有寬度在5～300μm的范圍內、高度在2～200μm的范圍內的島狀突起，該島狀突起由玻璃形成，其形狀呈球狀、球殘缺的形狀、半球狀、吊鐘形，或山形狀，或者這些形狀的兩種以上的混合，該島狀突起的整體形狀帶有球體，各突起在基材上孤立，沒有通過相互連接整體上形成膜，并且島狀突起的個數在20～5000個/mm2的范圍內。
2. 根據權利要求l所述的島狀突起修飾部件，其特征在于， 形成島狀突起的玻璃為石英玻璃。
3. 根據權利要求l所述的島狀突起修飾部件，其特征在于， 島狀突起利用噴涂法形成。
4. 根據權利要求l所述的島狀突起修飾部件，其特征在于， 島狀突起沒有銳角部分。
5. 根據權利要求1所述的島狀突起修飾部件，其特征在于， 島狀突起的大小為寬度在10 150"m、高度在5 100um。
6. 根據權利要求l所述的島狀突起修飾部件，其特征在于， 島狀突起的大小為寬度在10 80um、高度在5 100um。
7. 根據權利要求l所述的島狀突起修飾部件，其特征在于， 島狀突起的個數是50 1000個/mm2。
8. 根據權利要求1所述的島狀突起修飾部件，其特征在于， 島狀突起的高度和寬度的比的平均值為0.3 1.5。
9. 根據權利要求1所述的島狀突起修飾部件，其特征在于，島狀突起形成于在基材上形成的玻璃噴涂膜上。
10. 根據權利要求9所述的島狀突起修飾部件，其特征在于， 玻璃噴涂膜的膜厚是100 1000um。
11. 根據權利要求9所述的島狀突起修飾部件，其特征在于， 玻璃噴涂膜沒有100ix m以上的空洞，而且玻璃噴涂膜的表面粗糙度Ra為1 5um。
12. 根據權利要求9所述的島狀突起修飾部件，其特征在于， 玻璃噴涂膜是石英玻璃。
13. 根據權利要求l所述的島狀突起修飾部件，其特征在于， 形成有島狀突起的表面是暴露于成膜氣氛或者等離子體處理氣氛的表面。
14. 一種權利要求1 13中的任何一項所述的島狀突起修飾部件 的制造方法，其特征在于，相對基材或形成于基材上的玻璃噴涂膜的 表面，按照突起形成原料供給量相對該表面的表面積而在1 20mg/cm2 的范圍內的方式，進行等離子體噴涂，從而設置島狀突起。
15. 根據權利要求14所述的島狀突起修飾部件的制造方法，其特 征在于，突起形成原料供給量相對該表面的表面積而在5 10mg/cm2。
16. 根據權利要求14所述的島狀突起修飾部件的制造方法，其特 征在于，突起形成原料粉末的粒徑是平均粒徑為10 100um。
17. 根據權利要求14所述的島狀突起修飾部件的制造方法，其特 征在于，在將突起形成原料粉末供給到在基材或者基材上形成有的玻璃噴 涂膜的表面之前，預熱該表面。
18. 根據權利要求14所述的島狀突起修飾部件的制造方法，其特 征在于，形成島狀突起后進行熱處理。
19. 根據權利要求14所述的島狀突起修飾部件的制造方法，其特 征在于，形成島狀突起后進行酸清洗。
20. —種薄膜形成裝置，其特征在于，采用權利要求1 13中的任 何一項所述的島狀突起修飾部件。
21. —種等離子體蝕刻裝置，其特征在于，將通過權利要求1 13 中的任何一項所述的島狀突起修飾部件用于因進行等離子體蝕刻而膜 進行堆積或被蝕刻的部分。
22. —種等離子體清洗裝置，其特征在于，將權利要求1 13中的 任何一項所述的島狀突起修飾部件用于因反濺射處理而膜進行堆積或 被蝕刻的部分。
23. —種島狀突起修飾部件，用于成膜裝置或者等離子體處理裝 置，其中，在部件的基材上，具有寬度在5 300"m的范圍內、高度 在2 200u m的范圍內的島狀突起，該島狀突起由陶瓷和/或者金屬形 成，其形狀呈山形和/或吊鐘形，該島狀突起的整體形狀帶有球體，各 突起在基材上孤立，沒有通過相互連接整體上形成膜，并且島狀突起 的個數在20 5000個/mm2的范圍內。
24. 根據權利要求23所述的島狀突起修飾部件，其特征在于， 島狀突起利用噴涂法形成。
25. 根據權利要求23所述的島狀突起修飾部件，其特征在于， 島狀突起沒有銳角部分。
26. 根據權利要求23所述的島狀突起修飾部件，其特征在于， 島狀突起的高度和寬度的比的平均值為0.3 1.5。
27. 根據權利要求23所述的島狀突起修飾部件，其特征在于， 形成有島狀突起的基材表面的表面粗糙度Ra在5 li m以下，粗糙度的歪斜度為負。
28. 根據權利要求23所述的島狀突起修飾部件，其特征在于， 島狀突起由熔點不同的材料形成，該突起按照熔點小的材料包圍熔點大的材料的方式形成。
29. 根據權利要求23所述的島狀突起修飾部件，其特征在于， 形成有島狀突起的表面是暴露于成膜氣氛或者等離子體處理氣氛的表面。
30. —種如權利要求23 29中的任何一項所述的島狀突起修飾部 件的制造方法，其特征在于，按照下述方式設置突起相對基材表面， 使突起形成原料粉末在半熔融狀態，以相對該表面積而在1 20mg/cm2 的供給量與基材相撞。
31. —種如權利要求23 29中的任何一項所述的島狀突起修飾部 件的制造方法，其特征在于，作為噴涂粉末調制以熔點較小的材料包 圍熔點較大材料的粉末，在噴涂時，使熔點較小的材料完全熔化，使 熔點較大的材料以未熔化或半熔化狀態，通過噴涂法，與基材相撞。
32. 根據權利要求30所述的島狀突起修飾部件的制造方法，其特 征在于，在將原料粉末供給到基材表面之前，預熱基材表面。
33. 根據權利要求31所述的島狀突起修飾部件的制造方法，其特征在于，在將噴涂粉末供給到基材表面之前，預熱基材表面。
34. 根據權利要求30所述的島狀突起修飾部件的制造方法，其特 征在于，在基材上形成島狀突起后，還進行熱處理。
35. 根據權利要求31所述的島狀突起修飾部件的制造方法，其特 征在于，在通過噴涂法在基材上形成島狀突起后，還進行熱處理。
36. —種薄膜形成裝置，其特征在于，在因PVD或CVD而堆積膜 的部分，采用了權利要求23 29中的任何一項所述的部件。
37. —種等離子體蝕刻裝置，其特征在于，將權利要求23 29中 的任何一項所述的部件用于因進行等離子體蝕刻處理而膜進行堆積或 被蝕刻的部分。
38. —種等離子體清洗裝置，其特征在于，將權利要求23 29中 的任何一項所述的部件用于因反濺射而膜進行堆積或被蝕刻的部分。
全文摘要
本發明在于在成膜裝置、等離子體處理裝置中，為防止因膜狀物質剝離而造成膜或等離子體處理的制品的污染以及必須頻繁地更換用于該裝置的部件，提供一種島狀突起修飾部件及其制造方法和采用它的裝置。該島狀突起修飾部件，用于成膜裝置或者等離子體處理裝置，其中，在部件的基材上，具有寬度在5～300μm的范圍內、高度在2～200μm的范圍內的島狀突起，該島狀突起由玻璃形成，其形狀呈球狀、球殘缺的形狀、半球狀、吊鐘形，或山形狀，或者這些形狀的兩種以上的混合，該島狀突起的整體形狀帶有球體，各突起在基材上孤立，沒有通過相互連接整體上形成膜，并且島狀突起的個數在20～5000個/mm²的范圍內。
文檔編號C23C28/00GK101174553SQ20071019335
公開日2008年5月7日 申請日期2003年10月31日 優先權日2002年10月31日
發明者向后雅則, 松永修, 高橋小彌太 申請人:東曹株式會社