成膜用材料及皮膜制造技术

本发明专利技术的成膜用材料包含钇的氧氟化物，且费氏径为1.0μm～10μm，振实法表观堆密度TD与静置法表观堆密度AD的比率即TD/AD为1.6～3.5。成膜用材料通过水银压入法测定的直径为100μm以下的细孔的容积优选为1.0cm

Film-forming materials and skin film

The film-forming material of the invention comprises yttrium oxide, and the Feldspar diameter is 1.0 to 10 microns. The ratio of apparent reactor density TD of vibration compaction method to apparent reactor density AD of static method is 1.6 to 3.5. The optimum volume of fine pore with diameter less than 100 um determined by mercury indentation method is 1.0 cm.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成膜用材料及皮膜
本专利技术涉及包含钇的氧氟化物的成膜用材料及皮膜。
技术介绍
在半导体器件的制造中的等离子体蚀刻等蚀刻工序中，有时会使用氟系气体或氯系气体等卤素气体。为了防止由这些气体引起的蚀刻装置的腐蚀，蚀刻装置的内部一般涂敷有耐蚀性高的物质。作为这样的物质，经常使用含有以钇为代表的稀土类元素的材料。在专利文献1中记载了一种成膜用粉末，其含有稀土类元素的氧氟化物(Ln-O-F)，其中，粉末的平均粒径(D50)为0.1μm～10μm，通过水银压入法测定的直径为10μm以下的细孔的容积为0.1～0.5mL/g，并且在粉末的使用Cu-Kα射线或Cu-Kα1射线而进行的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)与在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。专利文献1中记载了将该粉末作为成膜用材料并通过PVD法进行成膜。另外，专利文献1中记载了含有稀土类元素的氧氟化物(Ln-O-F)的成膜用烧结体，记载了将该烧结体作为成膜用材料并通过PVD法进行成膜。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开2016/129457号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题专利文献1中记载了通过使用上述成膜用粉末及烧结体可得到高的等离子体耐受性。但是，半导体制造装置等中的对于等离子体耐蚀性的要求近年来越发提高，这对于包含钇的氧氟化物的材料也不例外。关于这一点，以专利文献1中记载的粉末或烧结体作为成膜用材料、并通过PVD法(物理蒸镀法)进行成膜而得到的膜在得到比以往更高的等离子体耐受性的方面还有改善的余地。本专利技术的课题在于提供可消除上述的以往技术所具有的各种缺点的成膜用材料。用于解决课题的手段本专利技术的专利技术者们为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现下述事项，从而实现了本专利技术：包含钇的氧氟化物、且将费氏径、振实法堆密度TD与静置法堆密度AD之比(TD/AD)设定为特定值的成膜用材料如果通过PVD法进行成膜，则可得到包含钇的氧氟化物的特定硬度的皮膜；该皮膜对于氟系等离子体或氯系等离子体等各种等离子体的耐蚀性优异。本专利技术是基于该见解的专利技术，其提供一种成膜用材料，其包含钇的氧氟化物，且费氏径为1.0μm～10μm，振实法表观堆密度TD与静置法表观堆密度AD的比率即TD/AD为1.6～3.5。另外，本专利技术提供一种皮膜，其包含钇的氧氟化物，且维氏硬度为200HV0.01以上。附图说明图1是表示将实施例1中得到的成膜用材料供于粉末X射线衍射测定而得到的结果的图表。图2(a)及(b)是实施例1中得到的成膜用材料的扫描型电子显微镜图像。图3是实施例1中得到的皮膜的光学显微镜图像。图4是比较例1中得到的皮膜的光学显微镜图像。图5是表示突起物的一个例子的扫描型电子显微镜图像。图6是表示将实施例1中得到的皮膜供于X射线衍射测定而得到的结果的图表。具体实施方式以下基于本专利技术的成膜用材料(以下，有时也简称为“本专利技术的材料”)的优选的实施方式对其进行说明。本实施方式的成膜用材料的特征之一是含有钇的氧氟化物。钇的氧氟化物一般以YOXFY(0<X、并且0<Y)表示。本实施方式的成膜用材料优选为粉末状。YOXFY是包含钇(Y)、氧(O)、氟(F)的化合物。从提高得到硬的且耐等离子体性高的膜的效果的观点出发，优选为0.04≤X≤1.00，更优选为0.10≤X≤1.00，进一步优选为0.30≤X≤1.00，更进一步优选为0.50≤X≤1.00。作为代表性的YOXFY的例子，可列举出Y1O1F1、Y5O4F7、Y5O6F7、Y7O6F9、Y17O14F23、(YO0.826F0.17)F1.174。它们可以使用1种或组合使用2种以上。以下，在本说明书中，将“YOXFY”也简记为“YOF”。在PVD法中，通过在真空中使成膜用材料蒸发或升华、其蒸气到达被加工物并进行沉积从而形成膜。为了得到硬的膜，要求成膜用材料在成膜装置中以粉末的状态高效地熔融、蒸发或升华。从该观点出发，本实施方式的成膜用材料的粒径比以往的包含钇的氧氟化物的成膜用材料大。具体而言，本实施方式的成膜用材料通过费氏径为1.0μm以上，可防止粉末的扬起，能够抑制膜表面的突起物的产生。另一方面，通过费氏径为10μm以下，能够以一定速度以上进行熔融、蒸发或升华从而进行稳定的成膜。从这些观点出发，成膜用材料的费氏径优选为1.3μm～8μm，更优选为1.5μm～6μm。费氏径可以通过后述的实施例中记载的方法来测定。本实施方式的成膜用材料的特征之一还有：振实法表观堆密度TD与静置法表观堆密度AD的比率即TD/AD为特定范围。本专利技术的专利技术者们对包含钇的氧氟化物的粉末的物性与由其通过PVD法而得到的膜的硬度的关系进行了深入研究，结果发现：该TD/AD是为了得到硬的膜而重要的要素。通过将包含钇的氧氟化物的成膜用材料的TD/AD设定为一定范围，使得所得到的皮膜会变得足够硬。另外，通过将成膜用材料的TD/AD设定为一定范围，则在成膜装置内防止成膜用材料的扬起的方面也变得优异。具体而言，TD/AD为1.6～3.5，优选为1.7～3.2，进一步优选为1.8～3.0。TD/AD可以通过后述的实施例中记载的方法来测定。为了得到更进一步硬、耐等离子体性高的膜，本实施方式的成膜用材料的振实法表观堆密度TD优选为1.0g/cm3～2.0g/cm3，进一步优选为1.2g/cm3～1.8g/cm3。本实施方式的成膜用材料优选的是，利用水银压入法得到的细孔直径为100μm以下的细孔容积为特定范围。对于上述的细孔容积，不仅会受到成膜用材料的粒径的影响，还会受到成膜用材料的构成粒子的形状等影响。因此，即使是粒径相同的粉末，上述的细孔容积也未必会变得相同。具体而言，本实施方式的成膜用材料优选上述的细孔容积为1.0cm3/g以下。通过细孔容积为该范围，从而通过PVD法能够形成更硬的且耐等离子体性高的膜。为了使所得到的膜变得更硬，本专利技术的成膜用材料的上述细孔容积更优选为0.9cm3/g以下，进一步优选为0.8cm3/g以下。细孔容积的下限值没有特别规定，但通常为0.1cm3/g以上。细孔容积可以通过后述的实施例中记载的方法来测定。本实施方式的成膜用材料优选休止角为一定以上。休止角大的材料由于流动性少，所以在PVD法中，能够进行稳定的成膜，由此在硬度及断裂韧性的方面是优选的，另外带来容易得到突起物少的膜这样的优点。本实施方式的成膜用材料的休止角优选为40°以上，更优选为43°以上，进一步优选为45°以上。休止角的上限值没有特别限制，通常为60°以下。休止角可以通过后述的实施例中记载的方法来测定。将费氏径、振实法堆密度TD与静置法堆密度AD之比(TD/AD)、细孔容积及休止角设定为特定值的成膜用材料可以通过利用后述的本实施方式的适宜的制造方法来制造成膜用材料来获得。为了得到等离子体耐蚀性更高的膜，成膜用材料的氧含量优选为0.3质量％～13质量％，更优选为3质量％～13质量％，进一步优选为6质量％～13质量％。氧含量可以通过后述的实施例中记载的方法来测定。本实施方式的成膜用材料在将其供于X射线衍射测定时，会观察到YOF的X射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成膜用材料，其包含钇的氧氟化物，且费氏径为1.0μm～10μm，振实法表观堆密度TD与静置法表观堆密度AD的比率即TD/AD为1.6～3.5。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.02 JP 2016-2156151.一种成膜用材料，其包含钇的氧氟化物，且费氏径为1.0μm～10μm，振实法表观堆密度TD与静置法表观堆密度AD的比率即TD/AD为1.6～3.5。2.根据权利要求1所述的成膜用材料，其通过水银压入法测定的直径为100μm以下的细孔的容积为1.0cm3/g以下。3.根据权利要求1或2所述的成膜用材料，其休止角为40°以上。4.一种皮膜，其包含钇的氧氟化物，且维氏硬度为200HV0.01以上。5.根据权利要求4所述的皮膜，其中，所述皮膜的断裂韧性为1.0×102Pa·m1/2以上。6.根据权利要求4或5所述的皮膜，其中，每1.0cm×1.0cm的面积的突起物的个数为10个以下。7.根据权利要求4～6中任一项所述的皮膜，其膜厚为3μm以上...

【专利技术属性】
技术研发人员：深川直树，佐藤龙一，
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