【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适于半导体制造中使用的等离子体蚀刻装置用构件等的成膜材料、使用了成膜材料的成膜方法、等离子体蚀刻装置的制造方法、以及成膜材料的制造方法。
技术介绍
1、半导体制造中的等离子体蚀刻在对晶圆制作电路的步骤中采用。在开始等离子体蚀刻之前，晶圆被光致抗蚀剂或硬掩模(通常氧化物或氮化物)涂覆，在此后的光刻的工序中符合电路图案来曝光(图案形成工序)。等离子体蚀刻中，对图案形成后的晶圆实施等离子体蚀刻，由此选择性地将被蚀刻材料去除(蚀刻工序)。
2、这种图案形成工序和蚀刻工序在半导体制造工序中重复多次。需要说明的是，等离子体蚀刻中，不仅是物理的溅射效果，也将使用了氟系、氯系等卤素系气体的等离子体照射到晶圆，合并化学的溅射效果而将被蚀刻材料去除。
3、等离子体蚀刻中，随着形成高集成度的半导体电路，需要制作大致垂直的轮廓，因此由等离子体释放高能量且高密度的离子、自由基。因此，不仅是作为蚀刻对象的晶圆，构成进行蚀刻的腔的内表面的材料也受到等离子体照射的影响而消耗。而如此产生的颗粒附着于晶圆的电路上，从而成为使半导体芯片制造的成品率降低的原因之一。
4、通常构成进行等离子体蚀刻的腔的材料为铝合金等金属材料，对于卤素系气体等离子体的暴露的耐性不高。因此，在腔覆盖耐等离子体性材料、抑制由于等离子体而腔被削刨、产生颗粒。作为覆盖于腔的耐等离子体性材料，可列举出例如陶瓷材料。金属氧化物等陶瓷材料由于晶体结构复杂、化学的稳定性也高，因此对于等离子体的暴露表现出良好的耐久性
5、陶瓷材料之中，特别是氧
6、另外，专利文献2中提出了，对半导体处理装置等的表面，通过火焰喷镀、热喷镀、或等离子体喷镀而喷镀覆盖通过喷镀工艺形成含y2o3的固溶体覆膜的前体氧化物，得到具有耐等离子体性并且具有低电阻的覆膜的方法。并且提出了，作为此时的前体氧化物，使用y2o3、和选自由zro2、ceo2、hfo2、nb2o5、sc2o3、nd2o3、sm2o3、yb2o3、er2o3及它们的组合组成的组中的至少一种的其他氧化物的至少2种的混合氧化物。
7、现有技术文献
8、专利文献
9、专利文献1：日本特开2001-164354号公报
10、专利文献2：日本特表2010-535288号公报
技术实现思路
1、专利技术要解决的问题
2、近年，如众所周知那样，供于尖端
的半导体日益高集成化，形成于芯片的电路的线宽要求20nm以下。因此，在等离子体蚀刻中，以前不会成为问题的数十nm左右的尺寸的微小颗粒也成为问题，与以前相比对耐等离子体性的要求水平变得严格。
3、但是，本专利技术人等进行研究的结果，专利文献1中记载的材料不能说充分满足近年的耐等离子体性的高的要求水平。
4、另外，利用专利文献2中记载的喷镀法形成的含y2o3的固溶体覆膜，其改善目的在于，作为覆膜所具有的电特性的低的电阻率，覆膜的耐等离子体性与y2o3相同、没有特别改善。这由专利文献2可知。即，专利文献2中报告了，表示“表1”中的含y2o3的固溶体试样1～4所具有的耐等离子体性的侵蚀速度示于其附图5，这些试样1～4的耐等离子体性与作为以往的材料的al2o3、aln、zro2等相比良好，但是与纯粹的y2o3相同。
5、本专利技术是在这种状况下提出的专利技术，其目的在于，提供作为半导体制造工序等的等离子体蚀刻装置用构件等合适的、耐等离子体性自身的特性更高的优异的含y2o3的固溶体成膜材料、使用了该成膜材料的成膜方法、等离子体蚀刻装置用构件的制造方法、以及成膜材料的制造方法。
6、用于解决问题的方案
7、本专利技术人等为了达成上述课题而对含有y2o3的成膜材料所具有的耐等离子体性进行了研究，结果发现，为包含含有y2o3、和特定的金属氧化物的固溶体的成膜材料，特定的金属氧化物为zro2、hfo2或nb2o5，固溶体中含有的这些金属氧化物的含量分别处于特定范围内，该固溶体所具有的晶体结构具有y2o3的正六面体晶体结构的情况下，该含y2o3的材料的耐等离子体特性改善、侵蚀(消耗)速度降低。
8、本专利技术基于上述新的发现，具有下述方式。
9、(1)一种成膜材料，其特征在于，其为含有固溶体的成膜材料，所述固溶体包含y2o3、和仅含有zro2、hfo2或nb2o5的金属氧化物，在前述金属氧化物为zro2的情况下，zro2的含量为2～12摩尔％，在前述金属氧化物为hfo2的情况下，hfo2的含量为4～24摩尔％，在前述金属氧化物为nb2o5的情况下，nb2o5的含量为1～8摩尔％，并且，该固溶体的晶体结构具有y2o3的正六面体晶体结构。
10、(2)根据上述(1)所述的成膜材料，其中，在前述金属氧化物为zro2的情况下，zro2的含量为7～12摩尔％。
11、(3)根据上述(1)所述的成膜材料，其中，在前述金属氧化物为hfo2的情况下，hfo2的含量为8～20摩尔％。
12、(4)根据上述(1)所述的成膜材料，其中，在前述金属氧化物为nb2o5的情况下，nb2o5的含量为3～7摩尔％。
13、(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的成膜材料，其中，前述固溶体中含有的zr、hf或nb原子相对于y原子的比率如下：在成膜材料所含有的固溶体的随机选择的5点中，其相对于绝对值为±5％以内。
14、(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的成膜材料，其中，前述固溶体在x射线衍射(xrd)中仅产生y2o3的正六面体晶体结构的峰。
15、(7)一种成膜方法，其使用上述(1)～(6)中任一项所述的成膜材料进行喷镀。
16、(8)一种成膜方法，其使用上述(1)～(6)中任一项所述的成膜材料进行物理蒸镀。
17、(9)一种等离子体蚀刻装置用构件的制造方法，其利用上述(7)或(8)所述的成膜方法在基材上形成保护覆膜。
18、(10)一种成膜材料的制造方法，其特征在于，其为上述(1)～(9)中任一项所述的成膜材料的制造方法，
19、对混合粉末进行热处理来形成固溶体，所述混合粉末为y2o3粉末、和仅含有zro2、hfo2或nb2o5的金属氧化物粉末的混合粉末，在前述金属氧化物为zro2的情况下，将zro2的含量为2～12摩尔％的混合粉末在1000～1600℃下进行热处理来形成固溶体，在前述金属氧化物为hfo2的情况下，将hfo2的含量为4～24摩尔％的混合粉末在1200～1600℃下进行热处理来形成固溶体，在前述金属氧化物为nb2o5的情况下，将nb2o5的含量为1～8摩尔％的混合粉末在1200～本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种成膜材料，其特征在于，其为含有固溶体的成膜材料，所述固溶体包含Y2O3、和仅含有ZrO2、HfO2或Nb2O5的金属氧化物，在所述金属氧化物为ZrO2的情况下，ZrO2的含量为2～12摩尔％，在所述金属氧化物为HfO2的情况下，HfO2的含量为4～24摩尔％，在所述金属氧化物为Nb2O5的情况下，Nb2O5的含量为1～8摩尔％，并且，该固溶体的晶体结构具有Y2O3的正六面体晶体结构。
2.根据权利要求1所述的成膜材料，其中，在所述金属氧化物为ZrO2的情况下，ZrO2的含量为7～12摩尔％。
3.根据权利要求1所述的成膜材料，其中，在所述金属氧化物为HfO2的情况下，HfO2的含量为8～20摩尔％。
4.根据权利要求1所述的成膜材料，其中，在所述金属氧化物为Nb2O5的情况下，Nb2O5的含量为3～7摩尔％。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的成膜材料，其中，所述固溶体中含有的Zr、Hf或Nb原子相对于Y原子的比率如下：在成膜材料所含有的固溶体的随机选择的5点中，其相对于绝对值为±5％以内。
6.根据权利要求1
7.一种成膜方法，其使用权利要求1～6中任一项所述的成膜材料进行喷镀。
8.一种成膜方法，其使用权利要求1～6中任一项所述的成膜材料进行物理蒸镀。
9.一种等离子体蚀刻装置用构件的制造方法，其利用权利要求7或8所述的成膜方法在基材上形成保护覆膜。
10.一种成膜材料的制造方法，其特征在于，其为权利要求1～9中任一项所述的成膜材料的制造方法，
11.根据权利要求10所述的成膜材料的制造方法，其中，在形成所述固溶体后，造粒为具有15～40μm的平均粒径的颗粒，在1200～1500℃的温度下进行热处理。
12.一种成膜材料的制造方法，其特征在于，其为权利要求1～9中任一项所述的成膜材料的制造方法，
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种成膜材料，其特征在于，其为含有固溶体的成膜材料，所述固溶体包含y2o3、和仅含有zro2、hfo2或nb2o5的金属氧化物，在所述金属氧化物为zro2的情况下，zro2的含量为2～12摩尔％，在所述金属氧化物为hfo2的情况下，hfo2的含量为4～24摩尔％，在所述金属氧化物为nb2o5的情况下，nb2o5的含量为1～8摩尔％，并且，该固溶体的晶体结构具有y2o3的正六面体晶体结构。
2.根据权利要求1所述的成膜材料，其中，在所述金属氧化物为zro2的情况下，zro2的含量为7～12摩尔％。
3.根据权利要求1所述的成膜材料，其中，在所述金属氧化物为hfo2的情况下，hfo2的含量为8～20摩尔％。
4.根据权利要求1所述的成膜材料，其中，在所述金属氧化物为nb2o5的情况下，nb2o5的含量为3～7摩尔％。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的成膜材料，其中，所述固溶体中含有的zr、hf或nb原子相对于y原子的比率如...
【专利技术属性】
技术研发人员：浜岛和雄，矢野步，森笹真司，
申请(专利权)人：东华隆株式会社，
类型：发明
国别省市：
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