成膜用粉末以及成膜用材料制造技术

本发明专利技术的成膜用粉末是含有稀土类元素的氧氟化物Ln‑O‑F的成膜用粉末，其中，粉末的平均粒径D50为0.1μm以上且10μm以下，利用汞压入法测定的直径为10μm以下的细孔的容积为0.1cm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成膜用粉末以及成膜用材料
本专利技术涉及含有稀土类元素的成膜用粉末以及成膜用材料。
技术介绍
在制造半导体器件的蚀刻工序中使用卤素系气体。为了防止这些气体对蚀刻装置的腐蚀，在蚀刻装置的内部通常利用喷镀等各种成膜法涂覆有耐蚀性高的物质。作为这种物质之一，经常使用含有稀土类元素的材料。含有稀土类元素的成膜用材料通常进行造粒以制成流动性良好的颗粒的形态，但也研究了未经造粒的粉末的使用或者含有未经造粒的粉末的料浆的使用。作为含有稀土类元素的成膜用材料，例如已知有稀土类元素氧氟化物粒子的外形的长宽比为2以下、平均粒径为10μm以上且100μm以下、体积密度为0.8g/cm3以上且2g/cm3以下、碳含量为0.5质量％以下、氧含量为3质量％以上且15质量％以下的稀土类元素氧氟化物粉末喷镀材料，其可以通过造粒来制造(参照专利文献1)。另外还已知有平均粒径为3～100μm、分散指数为0.5以下、长宽比为2以下的多面体形的含稀土类元素化合物喷镀用粒子，其通过不进行造粒而可以防止铁等杂质的混入(参照专利文献2)。进而，作为成膜(涂覆)方法，也研究了喷镀以外的方法，还已知下述的耐蚀性部件的制造方法：其是在由例如陶瓷、石英或Si构成的基材的表面上形成由Y2O3构成的耐蚀膜而成的耐蚀性部件的制造方法，其中，利用离子镀法等Physicalvapordeposition(PVD，物理气相沉积)法在上述基材的表面上形成厚度为1μm以上且100μm以下的由Y2O3构成的耐蚀膜(参照专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：US2014057078A1专利文献2：US2002177014A1专利文献3：日本特开2005-97685号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题专利文献1的稀土类元素氧氟化物粉末喷镀材料中所得的喷镀膜的耐蚀性非常优异，但由于是通过造粒获得的颗粒，因此存在所得喷镀膜难以变得致密的问题。专利文献2的含稀土类元素化合物喷镀用粒子实质上由稀土类元素的氧化物构成，存在所得喷镀膜虽然对氟系等离子体的耐蚀性高、但是对氯系等离子体的耐蚀性容易变得不充分的问题。专利文献3的利用PVD法得到的耐蚀膜由于也是材质为氧化钇，因此存在虽然对氟系等离子体的耐蚀性高、但是对氯系等离子体的耐蚀性容易变得不充分的问题。因此，本专利技术的目的在于提供能够解决上述现有技术所具有的各种缺点的成膜用粉末、以及含有该成膜用粉末的成膜用材料。用于解决技术问题的手段为了解决上述技术问题，本专利技术人进行了潜心研究，结果惊人地发现一种含有稀土类元素的氧氟化物的成膜用粉末对氯系等离子体的耐蚀性高、而且可以获得非常致密且均匀的膜，该粉末具有特定的粒径，并且利用汞压入法测定的细孔容积为特定范围，从而完成了本专利技术。本专利技术基于上述发现而作出，提供一种成膜用粉末，其是含有稀土类元素的氧氟化物(Ln-O-F)的成膜用粉末，其中，粉末的平均粒径(D50)为0.1μm以上且10μm以下，利用汞压入法测定的直径10μm以下的细孔的容积为0.1cm3/g以上且0.5cm3/g以下，并且在粉末的使用Cu-Kα线或Cu-Kα1线的X射线衍射测定中，在2θ＝20度～40度的范围内观察到的稀土类元素的氧化物(LnxOy)的最大峰的强度(S0)与该范围内观察到的稀土类元素的氧氟化物(Ln-O-F)的最大峰强度(S1)之比(S0/S1)为1.0以下。另外，本专利技术提供一种成膜材料，其含有上述成膜用粉末。专利技术效果如果使用本专利技术的成膜用粉末以及含有该成膜用粉末的成膜用材料，可以获得致密且均匀、而且不仅对氟系等离子体的耐蚀性高、对氯系等离子体的耐蚀性也高、由等离子体蚀刻导致的颗粒的产生少的膜。附图说明图1为实施例3的成膜用粉末的利用X射线衍射测定得到的图表。图2为实施例10的成膜用粉末的利用X射线衍射测定得到的图表。图3为实施例15的成膜用粉末的利用X射线衍射测定得到的图表。具体实施方式以下基于优选实施方式对本专利技术进行说明。1.首先，对本专利技术的成膜用粉末(以下有时也仅称为“本专利技术的粉末”)进行说明。(1)稀土类元素的氧氟化物本专利技术的成膜用粉末的特征之一在于含有稀土类元素的氧氟化物(以下也记为“Ln-O-F”)。本专利技术中的稀土类元素的氧氟化物(Ln-O-F)是由稀土类元素(Ln)、氧(O)、氟(F)构成的化合物。作为Ln-O-F，可以是稀土类元素(Ln)、氧(O)、氟(F)的摩尔比为Ln：O：F＝1：1：1的化合物(LnOF)。或者Ln-O-F也可以是除上述的摩尔比为Ln：O：F＝1：1：1以外的化合物。例如Ln＝Y时，作为Ln-O-F，不仅包括YOF，还包括Y5O4F7、Y5O6F7、Y7O6F9、Y4O6F9、Y6O5F8、Y17O14F23以及(YO0.826F0.17)F1.174等，含有这些中1种以上的氧氟化物。从氧氟化合物的制造容易性、以及进一步发挥致密且均匀、而且耐蚀性高这一本专利技术的效果的观点出发，Ln-O-F优选由LnOxFy(0.3≤x≤1.7、0.1≤y≤1.9)表示。特别地，从上述的观点出发，上述式中更优选0.35≤x≤1.65、进一步优选0.4≤x≤1.6。另外，更优选0.2≤y≤1.8、进一步优选0.5≤y≤1.5。另外，上述式中，还优选满足2.3≤2x+y≤5.3、特别优选满足2.35≤2x+y≤5.1、尤其优选满足2x+y＝3。为了获得具有所希望的组成的Ln-O-F的成膜用粉末，在下述优选制造方法的第1工序中使用的原料中，对稀土类元素的氧化物或烧成时变为氧化物的稀土类元素的化合物(Ln＊)与稀土类元素的氟化物(LnF3)的摩尔比(LnF3/Ln＊摩尔比)、或第2工序的烧成条件等进行调整即可。作为稀土类元素(Ln)，可以列举出钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)以及镥(Lu)的16种元素。本专利技术的成膜用粉末含有这16种稀土类元素中的至少1种。从进一步提高使用该粉末或由该粉末得到的成膜用材料、通过后述的方法成膜而成的膜的耐热性、耐磨耗性以及耐蚀性等的观点出发，优选使用选自这些元素中的钇(Y)、铈(Ce)、钐(Sm)、钆(Gd)、镝(Dy)、铒(Er)以及镱(Yb)中的至少1种元素，尤其优选使用钇(Y)。(2)进一步含有稀土类元素的氟化物(LnF3)的情形含有Ln-O-F的本专利技术的粉末可以进一步含有稀土类元素的氟化物(LnF3)。如果考虑到均匀膜的形成、膜对氧自由基的耐蚀性等，则对于本专利技术的粉末，优选含有Ln-O-F的粒子仅由Ln-O-F构成，但在不有损本专利技术效果的范围内除了Ln-O-F以外还含有LnF3也是没有关系的。上述粒子中，Ln-O-F中含有LnF3的程度可以通过后述的本专利技术的成膜用粉末的制造方法中的第1工序的混合比率来进行控制。此外，准确地测定本专利技术的粉末中含有的氟量并不容易。于是，本专利技术中对本专利技术的粉末中含有的粒子进行X射线衍射测定，由LnF3的主峰相对于Ln-O-F主峰的相对强度的值来推定LnF3的含量。具体来说，在使用了Cu-Kα线或Cu-Kα1线的粒子的X射线衍射测定中，求出2θ＝20度～40度的范围内观察到的Ln-O-F本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成膜用粉末，其是含有稀土类元素的氧氟化物Ln‑O‑F的成膜用粉末，其中，粉末的平均粒径D50为0.1μm以上且10μm以下，利用汞压入法测定的直径为10μm以下的细孔的容积为0.1cm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.10 JP 2015-024627;2015.09.18 JP 2015-184841.一种成膜用粉末，其是含有稀土类元素的氧氟化物Ln-O-F的成膜用粉末，其中，粉末的平均粒径D50为0.1μm以上且10μm以下，利用汞压入法测定的直径为10μm以下的细孔的容积为0.1cm3/g以上且0.5cm3/g以下，并且，在粉末的使用Cu-Kα线或Cu-Kα1线的X射线衍射测定中，2θ＝20度～40度的范围内观察到的稀土类元素的氧化物LnxOy的最大峰的强度S0与该范围内观察到的稀土类元素的氧氟化物Ln-O-F的最大峰强度S1之比S0/S1为1.0以下。2.如权利要求1所述的成膜用粉末，其中，所述成膜用粉末的平均粒径D50为0.2μm以上且5μm以下，分散指数为0.7以下，并且长宽比为1.0以上且3.0以下。3.如权利要求1所述的成膜用粉末，其中，所述成膜用粉末的氟浓度为30质量％以下。4.如权利要求1～3中任一项所述的成膜用粉末，其中，利用汞压入法测定的细孔直径为10μm以下的细孔径分布的峰在0.1μm以上且5μm以下的范围内观察到，素数细孔径分布中横轴为细孔直径、纵轴为log微分细孔容积。5.如权利要求1～4中任一项所述的成膜用粉末，其中，粉末不仅含有稀土类元素的氧氟化物Ln-O-F，还含有稀土类元素的氟化物LnF3。6.如权利要求1、或权利要求3～5中任一项所述的成膜用粉末，其中，粉末的分散指数为0.7以下。7.如权利要求1～6中任一项所述的成膜用粉末，其中，在粉末的使用Cu-Kα线或Cu-Kα1线的X射线衍射测定中，2θ＝20度～40度的范围内观察到的稀土类元素的氧化物LnxOy的最大峰的强度S0与该范围内观察到的稀土类元素的氧氟化物Ln-O-F的最大峰强度S1之比S0/S1为0.10以下。8.如权利要求1～7中任一项所述的成膜用粉末，其中，每1kg粉末含有的氧元素O的摩尔数与稀土类元素Ln的摩尔数之比O/Ln摩尔比为0.03以上且1.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤龙一，深川直树，重吉勇二，松仓贤人，
申请(专利权)人：日本钇股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP