悬浮等离子体热喷涂用浆料、稀土类氧氟化物热喷涂膜的形成方法和热喷涂构件技术

悬浮等离子体热喷涂用浆料，是用于包含含氧气体的气氛下的悬浮等离子体热喷涂的热喷涂材料，含有5质量％以上且40质量％以下的最大粒径(D100)为12μm以下的稀土类氟化物粒子，以选自水和有机溶剂中的1种或2种以上作为溶剂。能够在包含含氧气体的气氛下、采用悬浮等离子体热喷涂在基材上稳定地形成工艺偏移和颗粒的产生少的包含稀土类氧氟化物的热喷涂膜。具备该热喷涂膜的热喷涂构件对于卤素系气体等离子体的耐蚀性优异。

Formation of slurry and rare earth oxyfluoride thermal spraying film for suspension plasma thermal spraying and thermal spraying components

The slurry for suspension plasma thermal spraying is a thermal spraying material for suspension plasma thermal spraying in the atmosphere containing oxygen gas. It contains rare earth fluoride particles with maximum particle size (D100) of less than 5% and 40% of mass and less than 12 micron. One or more rare earth fluoride particles selected from water and organic solvents are used as solvents. The thermal spraying film containing rare earth oxyfluoride can be formed steadily on the substrate by suspension plasma thermal spraying in the atmosphere containing oxygen gas and with less particle production. The thermal spraying component with the thermal spraying film has excellent corrosion resistance to halogen gas plasma.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】悬浮等离子体热喷涂用浆料、稀土类氧氟化物热喷涂膜的形成方法和热喷涂构件
本专利技术涉及在半导体制造中的蚀刻工序等中适合作为暴露于卤素系气体等离子体气氛中的构件等的热喷涂构件、用于其制造的悬浮等离子体热喷涂用浆料和使用了该浆料的稀土类氧氟化物热喷涂膜的形成方法。
技术介绍
在半导体制造中，在蚀刻工序(蚀刻器工序)中用腐蚀性高的卤素系气体等离子体气氛进行处理。已知通过在金属铝或氧化铝等陶瓷的表面对氧化钇(专利文献1：日本特开2002-080954号公报、专利文献2：日本特开2007-308794号公报)、氟化钇(专利文献3：日本特开2002-115040号公报、专利文献4：日本特开2004-197181号公报)进行大气压等离子体热喷涂从而形成了它们的膜的构件成为耐腐蚀性优异的构件，在蚀刻装置(蚀刻器)的与卤素系气体等离子体接触的部分采用了这样的热喷涂构件。在半导体制品的制造工序中使用的卤素系腐蚀气体中，作为氟系气体，使用SF6、CF4、CHF3、ClF3、HF等，另外，作为氯系气体，使用Cl2、BCl3、HCl等。对氧化钇进行等离子体热喷涂而制造的氧化钇成膜构件的技术问题少，早就已作为半导体用热喷涂构件实用化。但是，在氧化钇的成膜构件中存在如下问题：在蚀刻工序的工序初期，最表面的氧化钇与氟化物反应，蚀刻装置内的氟气浓度变化，蚀刻工序不稳定。该问题被称为工艺偏移。为了应对该问题，研究了采用氟化钇的成膜构件。但是，氟化钇与氧化钇相比，虽然是少许，但倾向于在卤素系气体等离子体气氛中的耐蚀性低。另外，氟化钇热喷涂膜与氧化钇热喷涂膜相比，也具有表面的裂缝多、颗粒的产生多的问题。因此，作为热喷涂材料，着眼于具有氧化钇和氟化钇这两者的性质的氧氟化钇，近年来，开始进行使用氧氟化钇的研究(专利文献5：日本特开2014-009361号公报)。但是，氧氟化钇成膜构件在将氧氟化钇作为热喷涂材料进行大气等离子体热喷涂时，由于氧化，氟减少而氧增加，组成偏移，生成了氧化钇，因此难以使热喷涂膜作为氧氟化钇稳定地成膜。另一方面，作为替代在固体的状态下供给热喷涂材料的等离子体热喷涂(以下简称为等离子体热喷涂)的成膜技术，开发了悬浮等离子体热喷涂(SPS)。悬浮等离子体热喷涂是以浆料供给热喷涂材料的方法，与等离子体热喷涂相比，具有能够形成表面的裂缝少的热喷涂膜的特征。在研究将采用悬浮等离子体热喷涂的热喷涂构件应用于半导体制造用蚀刻装置、CVD装置的与卤素系气体等离子体接触的构件。例如，提出了使用了氧化钇的浆料材料(专利文献6：日本特开2010-150617号公报)、氧氟化钇的浆料材料(专利文献7：国际公开第2015/019673号)的悬浮等离子体热喷涂。但是，在使用了氧氟化钇的浆料材料的情况下，尽管是悬浮等离子体热喷涂，也与等离子体热喷涂同样地难以使热喷涂膜作为氧氟化钇稳定地成膜。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-080954号公报专利文献2：日本特开2007-308794号公报专利文献3：日本特开2002-115040号公报专利文献4：日本特开2004-197181号公报专利文献5：日本特开2014-009361号公报专利文献6：日本特开2010-150617号公报专利文献7：国际公开第2015/019673号
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术鉴于上述实际情况而完成，目的在于提供悬浮等离子体热喷涂用浆料、使用了浆料的稀土类氧氟化物热喷涂膜的形成方法和采用使用了浆料的悬浮等离子体热喷涂适当制造的热喷涂构件，由于得到与氧化钇热喷涂膜、氟化钇热喷涂膜相比工艺偏移、颗粒的发生少的稀土类氧氟化物热喷涂膜，因此该悬浮等离子体热喷涂用浆料能够采用悬浮等离子体热喷涂稳定地形成稀土类氧氟化物热喷涂膜。用于解决课题的手段本专利技术人为了解决上述课题反复认真研究，结果发现：通过将含有5质量％以上且40质量％以下的最大粒径(D100)为12μm以下的稀土类氟化物粒子、以选自水和有机溶剂中的1种或2种以上作为溶剂的浆料作为热喷涂材料，在包含含氧气体的气氛下采用悬浮等离子体热喷涂形成热喷涂膜，从而能够稳定地形成工艺偏移、颗粒的发生少的包含稀土类氧氟化物的热喷涂膜，在基材上具备使用这样的浆料形成的热喷涂膜的热喷涂构件包含稀土类氧氟化物，对于卤素系气体等离子体的耐蚀性优异，完成了本专利技术。因此，本专利技术提供下述的悬浮等离子体热喷涂用浆料、稀土类氧氟化物热喷涂膜的形成方法和热喷涂构件。[1]悬浮等离子体热喷涂用浆料，是用于包含含氧气体的气氛下的悬浮等离子体热喷涂的热喷涂材料，其特征在于，含有5质量％以上且40质量％以下的最大粒径(D100)为12μm以下的稀土类氟化物粒子，以选自水和有机溶剂中的1种或2种以上作为溶剂。[2][1]所述的悬浮等离子体热喷涂用浆料，其特征在于，还含有3质量％以下的由有机化合物构成的防凝聚剂。[3][1]或[2]所述的悬浮等离子体热喷涂用浆料，其特征在于，还含有5质量％以下的选自稀土类氧化物、稀土类氢氧化物和稀土类碳酸盐中的1种或2种以上的微粒添加剂。[4][1]至[3]中任一项所述的悬浮等离子体热喷涂用浆料，其特征在于，稀土元素为选自钇(Y)、钆(Gd)、钬(Ho)、铒(Er)、镱(Yb)和镥(Lu)中的1种或2种以上。[5][1]至[4]中任一项所述的悬浮等离子体热喷涂用浆料，其特征在于，所述悬浮等离子体热喷涂为大气悬浮等离子体热喷涂。[6]稀土类氧氟化物热喷涂膜的形成方法，其特征在于，包含如下工序：以[1]至[4]中任一项所述的浆料作为热喷涂材料，在包含含氧气体的气氛下采用悬浮等离子体热喷涂在基材上形成热喷涂膜。[7][6]所述的形成方法，其特征在于，所述悬浮等离子体热喷涂为大气悬浮等离子体热喷涂。[8][6]或[7]所述的形成方法，其特征在于，所述热喷涂膜包含稀土类氧氟化物作为主相。[9][6]至[8]中任一项所述的形成方法，其特征在于，所述稀土类氧氟化物包含选自ReOF、Re5O4F7、Re6O5F8和Re7O6F9(Re表示稀土元素)中的1种或2种以上的稀土类氧氟化物。[10][6]至[9]中任一项所述的形成方法，其特征在于，所述热喷涂膜为稀土类氧氟化物、稀土类氧化物和稀土类氟化物的混合物。[11]热喷涂构件，其特征在于，具备：包含稀土类氧氟化物作为主相的热喷涂膜和形成有热喷涂膜的基材。[12][11]所述的热喷涂构件，其特征在于，稀土元素为选自钇(Y)、钆(Gd)、钬(Ho)、铒(Er)、镱(Yb)和镥(Lu)中的1种或2种以上。[13][11]或[12]所述的热喷涂构件，其特征在于，所述稀土类氧氟化物包含选自ReOF、Re5O4F7、Re6O5F8和Re7O6F9(Re表示稀土元素)中的1种或2种以上的稀土类氧氟化物。[14][11]至[13]中任一项所述的热喷涂构件，其特征在于，所述热喷涂膜为稀土类氧氟化物、稀土类氧化物和稀土类氟化物的混合物。[15][11]至[14]中任一项所述的热喷涂构件，其特征在于，所述热喷涂膜的厚度为10μm以上且150μm以下。[16][11]至[15]中任一项所述的热喷涂构件，其特征在于，所述热喷涂膜的气孔率为1％以下。专利技术的效果通过使用本专利技术的悬浮等离子体热喷涂用浆料，从而能够在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.悬浮等离子体热喷涂用浆料，是用于包含含氧气体的气氛下的悬浮等离子体热喷涂的热喷涂材料，其特征在于，含有5质量％以上且40质量％以下的最大粒径(D100)为12μm以下的稀土类氟化物粒子，以选自水和有机溶剂中的1种或2种以上作为溶剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.14 JP 2016-1390901.悬浮等离子体热喷涂用浆料，是用于包含含氧气体的气氛下的悬浮等离子体热喷涂的热喷涂材料，其特征在于，含有5质量％以上且40质量％以下的最大粒径(D100)为12μm以下的稀土类氟化物粒子，以选自水和有机溶剂中的1种或2种以上作为溶剂。2.根据权利要求1所述的悬浮等离子体热喷涂用浆料，其特征在于，还含有3质量％以下的由有机化合物构成的防凝聚剂。3.根据权利要求1或2所述的悬浮等离子体热喷涂用浆料，其特征在于，还含有5质量％以下的选自稀土类氧化物、稀土类氢氧化物和稀土类碳酸盐中的1种或2种以上的微粒添加剂。4.根据权利要求1～3中任一项所述的悬浮等离子体热喷涂用浆料，其特征在于，稀土元素为选自钇(Y)、钆(Gd)、钬(Ho)、铒(Er)、镱(Yb)和镥(Lu)中的1种或2种以上。5.根据权利要求1～4中任一项所述的悬浮等离子体热喷涂用浆料，其特征在于，所述悬浮等离子体热喷涂为大气悬浮等离子体热喷涂。6.稀土类氧氟化物热喷涂膜的形成方法，其特征在于，包含如下工序：以根据权利要求1～4中任一项所述的浆料作为热喷涂材料，在包含含氧气体的气氛下采用悬浮等离子体热喷涂在基材上形成热喷涂膜。7.根据权利要求6所述的形成方法，其特征在于，所述悬浮等离子体热喷涂为大气悬浮等离子体热喷涂。8.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：高井康，浜谷典明，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP