等离子体装置用部件及其制造方法制造方法及图纸

一种等离子体装置用部件，其是由基材和形成于该基材上的最表面的氮化铝覆膜构成的、且具有通过冲击烧结法而形成的包含粒径为1μm以下的微小粒子的氮化铝覆膜的等离子体装置用部件，上述基材由金属或陶瓷构成，上述等离子体装置用部件的特征在于，上述氮化铝覆膜的厚度为10μm以上，膜密度为90％以上，氮化铝覆膜的单位面积20μm×20μm中存在的能够确认晶界的氮化铝粒子的面积率为0～90％，而不能确认晶界的氮化铝粒子的面积率为10～100％。根据上述构成，能够提供具有对等离子体攻击及自由基攻击具有强耐受性的氮化铝覆膜的等离子体装置用部件及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】等离子体装置用部件及其制造方法
本专利技术涉及对卤素系腐蚀性气体或等离子体的耐腐蚀性优异、可以适宜用于在半导体、液晶制造用等中被使用的等离子体处理装置的被氮化铝膜覆盖的等离子体装置用部件及其制造方法。
技术介绍
半导体制造装置中的等离子体工艺为主体的蚀刻工序、CVD成膜工序、除去抗蚀剂的灰化工序中的装置用部件被暴露于反应性高的氟、氯等卤素系腐蚀性气体。因此，对于在上述那样的工序中被暴露于卤素等离子体的部件来说，使用氧化铝、氮化铝、氧化钇、YAG等陶瓷作为构成材料。特别是陶瓷中，若考虑性能与成本的平衡，热导率高、耐腐蚀性也优异的氮化铝是优选的。作为这样的以往的陶瓷制的等离子体装置用部件，例如有专利文献1中公开的静电卡盘，在氮化铝的内部埋设有金属电极，通过使设置于晶片与内部电极之间的介电层的体积固有电阻率为108～1012Ω·cm，从而在低温度下产生提高了晶片的吸附力的所谓约翰逊-拉别克(Johnson-Rahbeck)力而使晶片吸附。然而，由于氮化铝为难烧结性材料，所以在氮化铝原料粉末中添加烧结助剂来实施烧结。烧结的机理是：通过添加烧结助剂，在晶界中产生低熔点的反应产物而发生液相化，介由该液相来进行氮化铝的物质移动。因此，在烧结体的粒子间存在许多晶界层，在应力集中的情况下破坏从晶界进行，发生粒子的脱落。因此，在等离子体装置用部件(静电卡盘)的情况下，反复发生晶片的吸附和脱离，所以在吸附面产生应力而由氮化铝构成的等离子体装置用部件中存在下述问题：因脱粒而产生颗粒，污染晶片。由此，在专利文献1中，提出了使用控制烧结助剂、从而抑制了容易成为颗粒产生源的晶界破坏的氮化铝的等离子体装置用部件(静电卡盘)。此外，还提出了使用了通过添加氮化钛等而抑制了颗粒产生的氮化铝的等离子体装置用部件(静电卡盘)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-133196号公报像专利文献1那样在使用了氮化铝作为原材料的等离子体装置用部件(静电卡盘)中，起因于晶界破坏的颗粒成为大的问题。因此，进行了烧结助剂的种类和添加量的调节，但是若减少烧结助剂的添加量则烧结变得不完全，控制作为静电卡盘的功能的重要的体积电阻率变得困难。此外，添加氮化钛而抑制了颗粒的产生，但是近年来颗粒的降低要求变得严格，仅添加氮化钛时并不充分，颗粒产生量的降低变得困难。进而，由于存在晶界层，即使实施研磨加工等，也会在表面残留不规则的凹凸，此外，在蚀刻等处理时存在于介电层的表面的粒子发生脱粒，起因于它们的颗粒的产生成为问题。进而，在氮化铝中添加氧化铝、氮化钛时，就暴露于卤素气体等腐蚀性气体或等离子体中的等离子体装置用部件(静电卡盘)而言，由于要求高的耐腐蚀性，所以伴随着所形成的晶界层、存在耐腐蚀性降低而诱发颗粒产生的问题。在近来的半导体元件中，为了达成高集成度，开展了布线宽度的窄小化(例如24nm至19nm)。在像这样窄小化的布线或具有其的元件中，即使混入例如直径为40nm左右的极微小粒子(微小颗粒)，也会引起布线不良(导通不良)或元件不良(短路)等缺陷，所以强烈期望更进一步严格地抑制起因于装置构成部件的微细颗粒的产生。
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题本专利技术是为了应对这样的课题而完成的，目的是提供一种能够使下述内容成为可能的等离子体装置用部件及不会因再生处理中的试剂处理或喷砂处理而对构件造成腐蚀或变形等损伤的等离子体装置用部件及其制造方法：在蚀刻工序中使覆膜自身的耐等离子体性及耐腐蚀性提高而稳定且有效地抑制粒子脱落等颗粒的产生，抑制伴随装置清洗或部件的更换等的生产率的降低、蚀刻或成膜成本的增加，同时防止膜剥离，抑制微细颗粒的产生，防止因杂质而产生的污染。用于解决技术问题的方法本专利技术的具有通过冲击烧结法而形成的氮化铝覆膜的等离子体装置用部件的特征在于，在氮化铝(AlN)覆膜中含有氮化铝粒子，覆膜的厚度为10μm以上，覆膜的密度为90％以上，覆膜组织的单位面积20μm×20μm中存在的能够确认晶界的氮化铝粒子的面积率为0～90％，而不能确认晶界的氮化铝粒子的面积率为10～100％。氮化铝覆膜优选膜厚为10～200μm并且覆膜的密度为99％以上且100％以下。上述氮化铝粒子优选包含1μm以下的微粒且上述能够确认晶界的氮化铝粒子的平均粒径为2μm以下。另外，氮化铝粒子的整体的平均粒径优选为5μm以下。在上述氮化铝覆膜中，当对覆膜进行XRD分析时，AlN的最强峰Im相对于Al2O3的最强峰Ic之比(Im/Ic)优选为8以上。优选：上述氮化铝覆膜通过研磨处理而使其表面粗糙度Ra为0.5μm以下。本专利技术的通过冲击烧结法而形成有氮化铝覆膜的等离子体装置用部件的制造方法的特征在于，其具备以下工序：将包含氮化铝粒子的浆料供给至燃烧火焰的工序；和将氮化铝粒子的喷射速度调节为400～1000m/秒而喷射到基材上的工序。氮化铝粒子的平均粒径优选为0.05～5μm。氮化铝覆膜的厚度优选为10μm以上。此外，优选将包含氮化铝粒子的浆料供给至燃烧火焰的中心。通过将这样的氮化铝覆膜施加于利用等离子体放电的等离子体装置用部件，能够提高部件的耐等离子体性，能够大幅地抑制颗粒的产生量或杂质污染量，同时不会因再生处理中的试剂处理或喷砂处理而对构件造成腐蚀或变形等损伤，所以能够大幅地减少装置清洗或部件更换的次数。颗粒产生量的降低大大有助于会进行等离子体处理的各种薄膜、进而使用了其的元件或部件的成品率提高。此外，装置清洗或部件更换次数的降低大大有助于生产率的提高以及蚀刻成本或成膜成本的削减。根据本专利技术，能够提供下述等离子体装置用部件及其制造方法：由部件产生的微细颗粒的产生得到稳定且有效的抑制，能够抑制伴随频繁的装置清洗或部件的更换等的生产率的降低或部件成本的增加，还能够应用于高集成化的半导体元件的制造，通过等离子体装置的运转率的改善还能够实现蚀刻或成膜成本的降低等。附图说明图1是概略地图示本专利技术的等离子体装置用部件的截面结构的截面图。图2是表示氮化铝覆膜的一个例子的显微镜组织图。具体实施方式以下，对用于实施本专利技术的方式进行说明。本专利技术的在基材表面上具有通过冲击烧结法而形成的氮化铝覆膜的等离子体装置用部件的特征在于，在氮化铝覆膜中含有氮化铝粒子，覆膜的厚度为10μm以上，覆膜的密度为90％以上，覆膜组织的单位面积20μm×20μm中存在的能够确认晶界的氮化铝粒子的面积率为0～90％，而不能确认晶界的氮化铝粒子的面积率为10～100％。图1中示出本专利技术的等离子体装置用部件的一个实施例。图中，符号1为等离子体装置用部件，3为基材，2为与基材3的表面一体形成的氮化铝覆膜。作为上述覆膜构成材料，优选对等离子体攻击或自由基攻击(例如活泼性的F自由基或Cl自由基)及特别是对氯系等离子体或氟系等离子体具有强耐受性的氮化铝(AlN)。能够确认晶界的氮化铝粒子可以通过覆膜组织的放大照片来确认。例如通过扫描型电子显微镜照片来拍摄5000倍的放大照片。图2中示出表示氮化铝覆膜的一个例子的组织图(放大照片)。图中，符号4为不能确认晶界的氮化铝粒子，5为能够确认晶界的氮化铝粒子。对于“能够确认晶界的氮化铝粒子”来说，各个粒子的晶界能够以对比度的差来确认。另一方面，对于“不能确认晶界的氮化铝粒子”来说，因相邻的AlN粒子彼此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体装置用部件，其是由基材和形成于该基材上的最表面的氮化铝覆膜构成的等离子体装置用部件，所述基材由金属或陶瓷构成，所述等离子体装置用部件的特征在于，所述氮化铝覆膜的厚度为10μm以上，膜密度为90％以上，氮化铝覆膜的单位面积20μm×20μm中存在的能够确认晶界的氮化铝粒子的面积率为0～90％，而不能确认晶界的氮化铝粒子的面积率为10～100％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.29 JP 2013-2482361.一种等离子体装置用部件，其是由基材和形成于该基材上的表面的氮化铝覆膜构成的等离子体装置用部件，所述基材由金属或陶瓷构成，所述等离子体装置用部件的特征在于，所述氮化铝覆膜的厚度为10μm以上，膜密度为90％以上，氮化铝覆膜的单位面积20μm×20μm中存在的能够确认晶界的氮化铝粒子的面积率为0～90％，而不能确认晶界的氮化铝粒子的面积率为10～100％，当对所述氮化铝覆膜进行XRD分析时，AlN的最强峰Im相对于Al2O3的最强峰Ic之比Im/Ic为8以上。2.根据权利要求1所述的等离子体装置用部件，其特征在于，所述基材由将金属电极埋设在内部的陶瓷构成，在该基材上的表面具有所述氮化铝覆膜。3.根据权利要求1至2中任一项所述的等离子体装置用部件，其特征在于，所述氮化铝覆膜为通过冲击烧结法而形成的氮化铝覆膜。4.根据权利要求1或2所述的等离子体装置用部件，其特征在于，形成所述氮化铝覆膜的粒子整体的平均粒径为5μm以下。5.根据权利要求1或2所述的等离子体装置用部件，其特征在于，形成所述氮化铝覆膜的粒子包含粒径为1μm以下的微粒。6.根据权利要求1或2所述的等离子体装置用部件，其特征在于，所述氮化铝覆膜的膜厚为10～200μm并且膜密度为99％以上且100％以下。7.根据权利要求1或2所述的等离子体装置用部件，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤道雄，日野高志，中谷仁，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝高新材料公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP