耐等离子体部件、耐等离子体部件的制造方法以及耐等离子体部件的制造中使用的膜沉积装置制造方法及图纸

本发明专利技术的一个实施方式涉及耐等离子体部件以及耐等离子体部件的制造方法，其中，所述等离子体部件的氧化物覆盖膜是0.05～3μm的微小粒子彼此之间在部件基材表面烧结结合而成为多晶粒子、进而以该多晶粒子的聚集体的形式形成的氧化物沉积覆盖膜，膜厚为10μm～200μm，膜密度为90％以上。根据上述构成，可以得到能够稳定且有效地抑制源于覆盖膜的颗粒的发生、进而在再生处理中难以受到腐蚀或变形等损害的耐等离子体部件以及耐等离子体部件的制造方法。

Plasma resistant member, method for producing plasma resistant member, and film deposition apparatus for use in the manufacture of a plasma resistant member

One embodiment of the present invention relates to a method for manufacturing a plasma resistant and resistant parts, parts of the plasma, the plasma components of the oxide covered membrane is 0.05 ~ oxide deposition of 3 m particles between each other in the surface of the substrate and then become part of sintered polycrystalline particles, and the formation of the polycrystalline aggregates of particles the form of the film, the film thickness is 10 m ~ 200 m, the film density is above 90%. According to the above constitution, can be stably and effectively suppressed due to the film covering the occurrence of particles, and is subjected to corrosion or deformation damage in the regeneration treatment in a plasma resistant member and manufacturing method of plasma resistant member.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式涉及耐等离子体部件、耐等离子体部件的制造方法以及耐等离子体部件的制造中使用的膜沉积装置。
技术介绍
以前，在半导体装置和液晶显示装置等的制造工序的微细加工工艺中，通常利用由溅射装置或CVD装置进行的SiO2等绝缘膜的成膜、和由蚀刻装置进行的Si和SiO2的各向同性蚀刻以及各向异性蚀刻而形成微细布线和电极等。一般地说，这些装置为了提高成膜速度和蚀刻性，一般利用等离子体放电。例如，作为上述蚀刻装置，一般使用RIE(ReactiveIonEtching：反应离子蚀刻)装置之类的等离子体蚀刻装置。RIE装置使腔室内处于低压状态，向腔室内导入氟系气体或氯系气体并使其等离子体化，从而实施蚀刻。以前，在等离子体蚀刻装置中，设法使腔室等照射等离子体的部件不会生成反应产物，而且部件因曝露于等离子体中而容易腐蚀，所以在基材表面形成耐等离子体性以及耐蚀性较高的覆盖膜正在广泛地进行。作为该覆盖膜，为人所知的有由氧化钇(Y2O3)或氧化铝(Al2O3)构成的氧化物覆盖膜。这些氧化物覆盖膜在抑制反应产物的生成、和防止因等离子体浸蚀产生的部件的损伤方面发挥效果。例如，在日本专利第4084689号说明书(专利文献1)中，记载着通过对涂布于基材上的Y(OH)3溶胶液进行热处理而形成的Y2O3膜，在日本特开2006-108178号公报(专利文献2)中，记载着Al2O3喷镀覆盖膜。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4084689号说明书专利文献2：日本特开2006-108178号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，采用以前的喷镀法而形成的氧化钇或氧化铝等喷镀氧化物覆盖膜是氧化钇或氧化铝等氧化物粒子沉积而成的覆盖膜，该粒子是熔融的氧化钇或氧化铝的氧化物粒子与基材表面碰撞并骤冷凝固而形成的。再者，以前的喷镀法中使用的氧化物粉末的粒径较大，为5～45μm左右。因此，采用以前的喷镀法而形成的氧化钇或氧化铝等的喷镀氧化物覆盖膜存在的技术问题是：因内部和表面的热膨胀差而容易产生许多微裂纹，应变容易残留，从而耐久性并不充分。也就是说，通过喷镀热源而熔融的氧化钇或氧化铝等的氧化物粒子与基材表面碰撞，从而容易变形为在垂直于基材表面的方向上厚度缩小、且在平行的方向上粒子伸长的所谓扁平形状，然后骤冷凝固而成为偏平形状的粒子(以下称之为“熔融扁平粒子”)。此时，在氧化物粉末粒子的平均粒径较大而为5μm以上的情况下，于熔融扁平粒子的表面产生主要在垂直于基材表面的厚度方向上可以看到的裂纹(以下称之为“微裂纹”)，从而应变在熔融扁平粒子的内部残留下来。上述所谓扁平形状，是指由在垂直于基材表面的方向上的粒子的厚度(t)、和在平行于基材表面的方向上的粒子的长度(L)计算纵横尺寸比(L/t)时，该纵横尺寸比为1.5以上的形状。而且如果对处于这样的状态下的氧化钇覆盖膜或氧化铝覆盖膜照射因等离子体放电而产生的活性自由基，则活性自由基浸蚀所述微裂纹而使微裂纹扩大，同时内部应变得以释放，此时微裂纹传播开来。其结果是，喷镀覆盖膜缺损而使来源于喷镀覆盖膜的颗粒变得容易产生，同时附着于喷镀覆盖膜上面的反应产物剥离而使来源于反应产物的颗粒变得容易产生。而且颗粒的产生将导致微细布线等的短路或断线而使半导体装置等的产品成品率降低，同时使等离子体装置用部件的清洗和部件的更换变得频繁，从而招致生产率的降低和成膜成本的上升。另外，以前的喷镀法中使用的氧化物粉末的粒径较大，为5～45μm左右，因而在形成的喷镀覆盖膜中，气孔(孔隙)率较高，为15％左右，气孔大量产生，而且喷镀覆盖膜表面的粗糙度以平均粗糙度Ra计，粗达6～10μm左右。所述气孔(孔隙)与粒子间的间隙相当，所述微裂纹表示熔融扁平粒子发生了开裂的表面形状。如果使用形成了这样的气孔较多且表面的粗糙度较粗的喷镀覆盖膜的等离子体装置部件，则产生的问题是：通过气孔而进行基材的等离子体蚀刻，从而使等离子体装置部件的寿命缩短，而且等离子体放电集中于喷镀覆盖膜的凸部而使喷镀覆盖膜变脆，从而颗粒的发生量增多。再者，例如在最近的半导体元件中，为了实现高集成度，正在进行布线宽度的狭小化。布线宽度的狭小化例如甚至到达32nm、19nm，进而甚至到达15nm以下。在这样狭小化的布线或具有该布线的元件中，即使在混入例如直径为0.2μm左右的极微小的颗粒的情况下，也会产生布线不良或元件不良等。因此，近年来，即便是极微小的颗粒，也一直强烈要求尽量抑制其发生。另外，在形成以前的喷镀覆盖膜的情况下，作为覆盖膜形成的前处理，通常在高压下进行将磨粒等与小硬粒一起向基材表面喷吹的喷射处理。但是，如果这样地进行喷射处理，则在基材表面存在喷射材料即磨粒的残留片，或者因喷射而在基材表面形成破碎层。而且如果在残存有这样的喷射材料或者形成有破碎层的基材表面形成以前的喷镀覆盖膜，则在因等离子体放电的温度变化所产生的膜的热应力的作用下，应力作用于基材与喷镀覆盖膜的界面，从而整个喷镀覆盖膜容易产生膜剥离。特别地，在增大喷射处理的压力或磨粒尺寸的情况下，膜剥离的发生变得显著。因此，以前的喷镀覆盖膜的寿命因喷射处理条件的不同也有很大的变化。这样一来，在等离子体装置用部件的基材表面形成以前的喷镀覆盖膜的方法存在如下的问题：喷镀覆盖膜容易成为颗粒的发生源，容易使产品成品率降低，而且喷镀覆盖膜的寿命随着喷射处理的情况的变化而变化，从而每个部件的品质的偏差增大。再者，在将氧化钇等覆盖膜再次形成于等离子体装置用部件的内壁或内部构成部件上的再生处理中，剥离采用喷镀形成的氧化钇等覆盖膜时使用的药液处理或喷射处理存在的问题是：对部件产生腐蚀或变形等损害。作为对于这种问题的改善对策，有这样一种冲击烧结法：对于以前的喷镀，采用调整为低于熔点的温度的燃烧火焰之类的高温气体使粒子以高速进行喷射，从而使粒子几乎不会熔融而形成皮膜，借助于该形成皮膜的方法，形成使对于等离子体的耐蚀性比以前的喷镀法形成的覆盖膜更为提高的覆盖膜。然而，在未熔融而沉积的粒子状部中，存在所述熔融扁平粒子中未观察到的、未熔融而沉积为粒状的粒子彼此之间的间隙即气孔(孔隙)。因此，难以更加致密化，进而耐蚀性的更加提高是困难的。再者，在将氧化钇等覆盖膜再次形成于等离子体装置用部件的内壁或内部构成部件上的再生处理中，剥离采用所述冲击烧结法形成的氧化钇等氧化物覆盖膜时使用的药液处理或喷射处理在所述粒子彼此之间的间隙即气孔(孔隙)中，虽然损害比以前的喷镀法少，但还是存在产生腐蚀或变形等损害的问题。本专利技术的一个实施方式是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供耐等离子体部件、耐等离子体部件的制造方法以及耐等离子体部件的制造中使用的膜沉积装置，该耐等离子体部件能够降低覆盖膜的气孔率，从而提高耐蚀性和强度，并且稳定且有效地抑制源于覆盖膜的颗粒的发生和覆盖膜的剥离，进而在再生处理中，剥离覆盖膜时使用的药液处理、喷射处理等难以对构件产生腐蚀或变形等损害。用于解决课题的手段本专利技术为了在基材的表面，覆盖与由粉末烧结而形成的烧结体同样、使粒子彼此之间烧结结合在一起的致密的多晶粒子的聚集体的覆盖膜以代替用以前的喷镀法形成的喷镀覆盖膜，对其形成方法、条件进行了潜心的研究和调查，结果终于作为技术见解发现了该方法，并以该见解为基础而完成了本专利技术。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐等离子体部件，其特征在于：在使用于等离子体装置的部件中，在部件的基材表面的至少一部分上形成有氧化物覆盖膜，所述氧化物覆盖膜是平均粒径为0.05～3μm的微小粒子彼此之间通过烧结结合而成为多晶粒子、进而以该多晶粒子的聚集体的形式形成的氧化物沉积覆盖膜，其膜厚为10μm～200μm，膜密度为90％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 JP 2014-0739591.一种耐等离子体部件，其特征在于：在使用于等离子体装置的部件中，在部件的基材表面的至少一部分上形成有氧化物覆盖膜，所述氧化物覆盖膜是平均粒径为0.05～3μm的微小粒子彼此之间通过烧结结合而成为多晶粒子、进而以该多晶粒子的聚集体的形式形成的氧化物沉积覆盖膜，其膜厚为10μm～200μm，膜密度为90％以上。2.根据权利要求1所述的耐等离子体部件，其特征在于：形成所述氧化物沉积覆盖膜的多晶粒子是在对氧化物沉积覆盖膜的与基材面垂直的断面进行显微镜观察时，其平均粒径为0.5～10μm的多晶粒子。3.根据权利要求1或2所述的耐等离子体部件，其特征在于：所述氧化物沉积覆盖膜在多晶粒子内不存在微裂纹。4.根据权利要求1～3中任一项所述的耐等离子体部件，其特征在于：存在于所述氧化物沉积覆盖膜中的粒径为3μm以下的微小粒子在对氧化物沉积覆盖膜的与基材面垂直的断面进行显微镜观察时，以面积率计为10％以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的耐等离子体部件，其特征在于：存在于所述氧化物沉积覆盖膜中的熔融扁平粒子在对氧化物沉积覆盖膜的与基材面垂直的断面进行显微镜观察时，以面积率计为10％以下。6.根据权利要求1～5中任一项所述的耐等离子体部件，其特征在于：所述氧化物覆盖膜由形成于基材上的作为基底层的氧化物喷镀覆盖膜、和在该基底层的表面形成的氧化物沉积覆盖膜这样的两层结构形成；所述氧化物喷镀覆盖膜和氧化物沉积覆盖膜的合计膜厚为20μm～300μm，所述氧化物沉积覆盖膜的膜厚为10μm～200μm。7.根据权利要求1～6中任一项所述的耐等离子体部件，其特征在于：所述氧化物覆盖膜由对基材表面进行氧化处理而形成的氧化膜、在该氧化膜的表面上形成的作为基底层的氧化物喷镀覆盖膜、以及在该氧化物喷镀覆盖膜上面形成的氧化物沉积覆盖膜这样的三层结构形成；所述氧化膜、作为基底层的氧化物喷镀覆盖膜和氧化物沉积覆盖膜的合计膜厚为20μm～300μm，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤道雄，日野高志，中谷仁，中村隆，
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