含稀土元素的喷镀用粉末和覆膜、以及具备前述覆膜的构件制造技术

本发明专利技术的喷镀用粉末包含稀土元素和稀释元素，所述稀释元素为除稀土元素以外且除氧以外的元素，例如为选自锌、硅、硼、磷、钛、钙、锶和镁中的一种以上的元素。稀释元素的单一氧化物的烧结体在特定的蚀刻条件下的侵蚀速率为相同蚀刻条件下的氧化钇烧结体的侵蚀速率的5倍以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含稀土元素的喷镀用粉末和覆膜、以及具备前述覆膜的构件
[0001 ] 本专利技术涉及含稀土元素的喷镀(thermal spray )用粉末。本专利技术还涉及含稀土元素的覆膜、以及具备这种覆膜的构件。
技术介绍
在半导体设备制造领域中，有时利用作为干式蚀刻的一种的等离子体蚀刻进行硅晶圆等半导体基板的微细加工。该蚀刻处理时，存在暴露于反应性等离子体的半导体设备制造装置中的构件受到侵蚀(损伤)而产生颗粒的担心。若产生的颗粒堆积在半导体基板上，则依照设计的微细加工的实施变得困难，或由于颗粒中所含的元素而使半导体基板被污染。于是，一直以来进行如下的措施:在蚀刻处理时暴露于反应性等离子体的构件上设置含稀土元素的喷镀覆膜，由此保护该构件免受等离子体侵蚀(例如，参见专利文献I)。然而，即使是含稀土元素的喷镀覆膜也无法完全地抑制颗粒的产生。为了尽可能地减小由颗粒造成的不利 影响，减少堆积在半导体基板上的颗粒的数量是首要的，减小在喷镀覆膜受到等离子体侵蚀时产生的颗粒的尺寸对其是有效的。这是因为，尺寸小的颗粒容易在蚀刻处理中漂浮并受到由反应性等离子体引起的侵蚀最终气化从而消失，或者容易随着半导体设备制造装置内的气流被排出到外部，而不会堆积在半导体基板上。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2008-133528号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于，提供适于形成在受到等离子体侵蚀时不易产生尺寸大的颗粒的喷镀覆膜的喷镀用粉末。此外，本专利技术的另一个目的在于，提供在受到等离子体侵蚀时不易产生尺寸大的颗粒的覆膜、以及表面具备这种覆膜的构件。_9] 用于解决问题的方案为了达成上述目的，本专利技术的第一方案提供一种喷镀用粉末，其包含稀土元素和第一稀释元素，所述第一稀释元素为除稀土元素以外且除氧以外的元素。稀土元素和第一稀释元素例如以氧化物的形态被包含在喷镀用粉末中。第一稀释元素的单一氧化物的烧结体在如下的蚀刻条件下的侵蚀速率(erosion rate)为相同蚀刻条件下的氧化钇烧结体的侵蚀速率的5倍以上，所述蚀刻条件为在保持于133.3Pa的压力下的平行平板型等离子体蚀刻装置的腔室内、一边以1.055L/分钟的流量供给将四氟化碳、氩气和氧气以95:950:10的体积比混合而成的蚀刻气体，一边用20小时在13.56MHz下施加1300W的高频电力。第一稀释元素例如为选自锌、硅、硼、磷、钛、钙、锶、钡和镁中的一种以上的元素。喷镀用粉末还可以例如以氧化物的形态进一步包含第二稀释元素，所述第二稀释元素为除稀土元素和第一稀释元素以外且除氧以外的元素。第二稀释元素的单一氧化物的烧结体在上述蚀刻条件下的侵蚀速率为相同蚀刻条件下的氧化钇烧结体的侵蚀速率的1.5倍以上且不足5倍。第二稀释元素例如为选自铝、锆、铪、铌和钽中的一种以上的元素。本专利技术的第二方案提供一种覆膜，其是将第一方案的喷镀用粉末喷镀而得到的。本专利技术的第三方案提供一种覆膜，其包含稀土元素和第一稀释元素，所述第一稀释元素为除稀土元素以外且除氧以外的元素。第一稀释元素的单一氧化物的烧结体在上述蚀刻条件下的侵蚀速率为相同蚀刻条件下的氧化钇烧结体的侵蚀速率的5倍以上。覆膜还可以进一步包含第二稀释元素，所述第二稀释元素为除稀土元素和第一稀释元素以外且除氧以外的元素。第二稀释元素的单一氧化物的烧结体在上述蚀刻条件下的侵蚀速率为相同蚀刻条件下的氧化钇烧结体的侵蚀速率的1.5倍以上且不足5倍。本专利技术的第四方案提供一种构件，其表面具备第二方案或第三方案的覆膜。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供适于形成在受到等离子体侵蚀时不易产生尺寸大的颗粒的喷镀覆膜的喷镀用粉末。此外，根据本专利技术，还能够提供在受到等离子体侵蚀时不易产生尺寸大的颗粒的覆膜、以及表面具备这种覆膜的构件。【具体实施方式】以下，说明本专利技术的一个实施方式。需要说明的是，本专利技术并不限定于以下的实施方式，可以在不损害本专利技术的要旨的范围内适当变更。本实施方式的喷镀用粉末包含稀土元素和第一稀释元素，所述第一稀释元素为除稀土元素以外且除氧以外的元素。第一稀释元素为了降低喷镀用粉末中以及将喷镀用粉末喷镀而得到的覆膜中的稀土元素的含量的比率而使用。具体而言，稀土元素是指钪(元素符号Sc)、钇(元素符号Y)、镧(元素符号La)、铈(元素符号Ce)、镨(元素符号Pr)、钕(元素符号Nd)、钷(元素符号Pm)、钐(元素符号Sm)、铕(元素符号Eu)、钆(元素符号Gd)、铽(元素符号Tb)、镝(元素符号Dy)、钦(元素符号Ho)、铒(元素符号Er)、铥(元素符号Tm)、镱(元素符号Yb)和镥(元素符号Lu)。其中，地壳中较多存在的 Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Dy、Er 和 Yb、尤其是 Sc、Y、La、Ce 和 Nd 是适宜的。第一稀释元素是指，例如锌(元素符号Zn)、硅(元素符号Si)、硼(元素符号B)、磷(元素符号P)、钛(元素符号Ti)、钙(元素符号Ca)、锶(元素符号Sr)、钡(元素符号Ba)和镁(元素符号Mg)。作为这些元素的氧化物的Zn0、Si02、B203、P205、Ti02、Ca0、Sr0、Ba0和MgO的烧结体在以下说明的特定的蚀刻条件下的侵蚀速率(即，每单位时间内的侵蚀量)均为相同蚀刻条件下的氧化钇(Y2O3)烧结体的侵蚀速率的5倍以上。特定的蚀刻条件是指，在保持于133.3Pa (1000mTorr)的压力下的平行平板型等离子体蚀刻装置的腔室内、一边以1.055L/分钟(1055sccm)的流量供给将四氟化碳(CF4)、氩气和氧气以95:950:10的体积比混合而成的蚀刻气体，一边用20小时在13.56MHz下施加130W的高频电力。喷镀用粉末中的稀土元素的含量以氧化物换算计优选为20mol%以上、更优选为25mol%以上、进一步优选为30mol%以上、特别优选为35mol%以上。稀土元素氧化物等稀土元素的化合物的化学稳定性高，耐等离子体侵蚀性优异。因此随着喷镀用粉末中的稀土元素的含量变高，存在将喷镀用粉末喷镀而得到的覆膜的耐等离子体侵蚀性提高的倾向。另外，喷镀用粉末中的稀土元素的含量以氧化物换算计优选为90mol%以下、更优选为80mol%以下、进一步优选为70mol%以下、特别优选为60mol%以下。由于稀土元素昂贵，而且产地分布不均匀，因此稀土元素也存在供给不稳定的方面。在这方面，随着喷镀用粉末中的稀土元素的含量变低，存在喷镀用粉末的原料供给风险减少的优点。喷镀用粉末中的第一稀释元素的含量以氧化物换算计优选为5mol%以上、更优选为10mol%以上、进一步优选为15mol%、特别优选为20mol%以上。随着喷镀用粉末中的第一稀释元素的含量变高，将喷镀用粉末喷镀而得到的覆膜在受到等离子体侵蚀时产生的颗粒的尺寸变小。可以认为其原因是，与稀土元素的化合物相比，第一稀释元素的化合物的耐等离子体侵蚀性低，因此，通过该第一稀释元素的添加而使覆膜中容易受到由等离子体造成的攻击的弱点分散地存在。另一方面，覆膜中弱点没有分散时，由等离子体造成的攻击集中于覆膜中少数的弱点，作为其结果，可能产生尺寸大的颗粒。另外，喷镀用粉末中的第一稀释元素的含量以氧化物换算计优选为60mol%以下、更优选为50mol%以下、进一步优选为4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷镀用粉末，其包含稀土元素和第一稀释元素，所述第一稀释元素为除稀土元素以外且除氧以外的元素，其中，所述第一稀释元素的单一氧化物的烧结体在如下的蚀刻条件下的侵蚀速率为在相同蚀刻条件下的氧化钇烧结体的侵蚀速率的5倍以上，所述蚀刻条件为在保持于133.3Pa的压力下的平行平板型等离子体蚀刻装置的腔室内、一边以1.055L/分钟的流量供给将四氟化碳、氩气和氧气以95：950：10的体积比混合而成的蚀刻气体，一边用20小时在13.56MHz下施加1300W的高频电力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.26 JP 2011-2095641.一种喷镀用粉末，其包含稀土元素和第一稀释元素，所述第一稀释元素为除稀土元素以外且除氧以外的元素， 其中，所述第一稀释元素的单一氧化物的烧结体在如下的蚀刻条件下的侵蚀速率为在相同蚀刻条件下的氧化钇烧结体的侵蚀速率的5倍以上，所述蚀刻条件为在保持于133.3Pa的压力下的平行平板型等离子体蚀刻装置的腔室内、一边以1.055L/分钟的流量供给将四氟化碳、氩气和氧气以95:950:10的体积比混合而成的蚀刻气体，一边用20小时在13.56MHz下施加1300W的高频电力。2.根据权利要求1所述的喷镀用粉末，其中，所述第一稀释元素为选自锌、硅、硼、磷、钛、钙、锶、钡和镁中的一种以上的元素。3.根据权利要求1或2所述的喷镀用粉末，其中，以氧化物的形态包含所述稀土元素和所述第一稀释元素。4.根据权利要求1~3中任一项所述的喷镀用粉末，其中，还包含第二稀释元素，所述第二稀释元素为除稀土元素和所述第一稀释元素以外且除氧以外的元素，所述第二稀释元素的单一氧化物的烧结体在所述蚀刻条件下的侵蚀速率为相同蚀刻条件下的氧化钇烧结体的侵蚀速率的1.5倍以上且...

【专利技术属性】
技术研发人员：水野宏昭，北村顺也，小林义之，
申请(专利权)人：福吉米株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP