等离子体处理装置用陶瓷制造方法及图纸

本发明专利技术涉及等离子体处理装置用陶瓷。本发明专利技术提供对于卤类腐蚀性气体、等离子体等的耐腐蚀性优异，实现低电阻化，且即使在卤等离子体工序中也可以抑制该陶瓷的构成原料引起的杂质金属污染，可以适合用于半导体、液晶制造用的等离子体处理装置的构成部件中的等离子体处理装置用陶瓷。使用向氧化钇中添加相对于氧化钇为３重量％～３０重量％的二氧化铈、相对于氧化钇为３重量％～５０重量％的五氧化铌，并在还原氛围气体中烧结而成的开孔率为１．０％以下的陶瓷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及等离子体处理装置用陶瓷，该陶瓷适合用在用于制造半导体或液晶的蚀刻器(工、乂于卞一)、CVD装置等等离子体处理装置的构成部件中。
技术介绍
半导体制造装置中，以等离子体工艺为主流的蚀刻工序、CVD成膜工序、除去抗蚀剂的灰化工序中的装置的部件暴露在反应性高的氟、氯等囟类腐蚀性气体中。因此，上述工序中，暴露在卣等离子体中的部件使用高純度氧化铝、氮化铝、氧化钇、YAG等陶瓷。其中，等离子体处理装置中，作为对卣素气体等腐蚀性气体或等离子体的耐腐蚀性高的材料，特别是使用氧化钇或YAG等陶瓷，例如，广泛使用在铝或氧化铝陶瓷上形成氧化钇喷镀膜而成的部件等表面的耐腐蚀性提高的部件。氧化钇与氟气反应，主要生成YF3(熔点1152°C)，此外与氯类气体反应生成YCb(熔点680'C)。这些卣化物，和通过与迄今半导体制造装置部件中使用的材质即石英玻璃、氧化铝、氮化铝等反应生成的SiF熔点-90'C)、 SiCU(熔点-70'C)、 A1F熔点1040。C)、 AlCl3(熔点178'C)等囟化物相比，熔点高。因此，氧化钇即使在暴露在卣类腐蚀性气体或其等离子体中的情况下，也表现出稳定的高耐腐蚀性。但是，通常的陶瓷由于体积电阻率都高、为10f2.cm以上，容易带电，所以存在吸引反应产物、成为产生颗粒的原因，或引起异常放电等问题。对此，为了降低氧化钇陶瓷的体积电阻率，认为存在添加金属或表现出导电性的氧化钛、氧化钨等金属氧化物，氮化钛等金属氮化物，碳化钛、碳化鴒、碳化硅等金属碳化物等的方法(例如参照日本特开2007-217217号公报)。但是，添加有上述金属的陶瓷，耐等离子性差。此外，用作等离子体处理装置的部件时，含有在半导体制造工序中形成污染源的元素，所以在某些使用条件也存在不优选的情况。进一步地，近年来，随着装置的高性能化和微细化，高真空高密度等离子体的使用得到发展，耐等离子体性或抑制污染物的要求也进一步严格。金属元素的污染物是可以在半导体中形成污染源的物质，其影响程度根据元素不同而不同。例如，Zr、 Ta等，容许范围为10个原子/cm2数量级以下，Na、 Mg、 Ca、 Ti、 Fe、 Ni、 Cu、 Zn、 Al等，容许范围为101()个原子/(:1112数量级以下。Y(钇)因工艺不同，有时为规定元素，或有时变成仅Y特别多的趋势而不优选e
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述技术问题而提出的，其目的在于，提供下迷等离子体处理装置用陶资，其对卣类腐蚀性气体、等离子体等的耐腐蚀性优异，实现低电阻化，且即使在卣等离子体工艺中也可以抑制因该陶瓷的构成原料引起的杂质金属污染，可以适合用在用于制造半导体、液晶等的等离子体处理装置的构成部件中。本专利技术涉及的等离子体处理装置用陶瓷的特征在于，是向氧化钇中添加相对于氧化钇为3重量％ ~ 30重量％的二氧化铈、相对于氧化钇为3重量％~50重量％的五氧化铌，并在还原氛围气体中烧制(焼成)而成的陶瓷，开孔率为1.0%以下。如此，通过向氧化钇陶乾中添加二氧化铈和五氧化铌，可以维持耐等离子体性，同时实现低电阻化，且可以抑制因该陶瓷的构成原料引起的杂质金属污染。上述陶瓷优选在25'C下的体积电阻率为5xl()UQ，cm以下。若为这种低电阻陶瓷，则可以更有效地抑制因等离子体工艺中的带电所导致的颗粒的产生。本专利技术涉及的等离子体处理装置用陶瓷，由于对卤类气体或它们的等离子体等的耐腐蚀性优异，实现低电阻化，且即使在卤等离子体工艺中也可以因抑制该陶资的构成原料引起的杂质污染，所以可以适合用于半导体或液晶等的制造工序中的等离子体处理装置的构成部件中，并且可以有助于提高后续步骤中制造的半导体芯片等的成品率。4以下对本专利技术进行更具体的说明。本专利技术涉及的等离子体处理装置用陶瓷的特征在于，是向氧化钇中添加二氧化铈和五氧化铌，并在还原氛围气体中烧制而成的陶资，开孔率为1.0%以下。上述二氧化铈的添加量相对于氧化钇为3重量％~30重量％，此外，上述五氧化铌的添加量相对于氧化钇为3重量％~ 50重量0/。。即，本专利技术涉及的陶瓷是向具有耐等离子体性的氧化钇中添加规定量的二氧化铈(Ce02)和五氣化铌(Nb20s)而成的陶瓷烧结体。为了得到耐等离子体性优异的陶资，添加到氧化钇中的添加剂不能损害氧化钇具有的优异的耐等离子体性或含有半导体制造上不好的杂质元素。具体地说，K、 Na等碱金属元素，Ni、 Cu、 Fe等重金属为半导体的污染物质，所以不优选。与此相对地，添加二氧化铈和五氧化铌实现氧化钇陶资的体积电阻率的降低，此外，即使在卣等离子体工艺中，在抑制因该陶瓷的构成原料引起的杂质金属污染方面也是有效的。此外，通过添加氧化钇和五氧化铌，在囟等离子体工艺中，可以抑制对于被处理半导体的Y的突出的污染，此外，还可以控制Y、 Ce和Nb各污染物的量。上述五氧化铌的添加量相对于氧化钇为3重量％ ~ 50重量％。上迷添加量超过50重量％时，耐等离子体性显著降低，在用于等离子体处理装置的部件中时，因陶瓷的消耗所导致的颗粒的产生增多。另一方面，上迷添加量小于3重量％时，不能充分得到体积电阻率的降低效果。上迷添加量若为15重量％以上，则由于在X射线衍射测定(XRD)中检出Nb的峰、促进体积电阻率的降低，所以更优选。此外，通过向上述陶资中添加二氧化铈，烧制时控制粒子生长，降低熔点，可以得到致密的烧结体。上述二氧化铈的添加量优选为3重量％~30重量％。上迷添加量小于3重量％时，不能充分得到通过添加上述二氧化铈实现的效果。另一方面，上述添加量超过30重量％时，不能得到控制粒子生长的效果，在陶瓷中产生二氧化铈的偏析，该偏析部易被等离子体选择性地蚀刻，导致耐等离子体性的降低。本专利技术涉及的陶瓷例如通过在氢气氛围气体或含5vol。/。氪气的氮气氛围气体等还原氛围气体中烧制来得到。通过在还原氛围气体中的烧制，五氧化铌在烧制中被还原，以金属铌的形式存在于烧制体中，有助于低电阻化。此外，上述陶资优选开孔率为1.0%以下。上述开孔率超过1.0%时，将该陶瓷用于等离子体处理装置的部件中时，加速因气孔所导致的蚀刻的进行，易产生颗粒。此外，上迷陶乾优选在25'C下的体积电阻率为5xl0Q.cm以下。上述体积电阻率超过5xlOQ，cm时，该陶资易带电，在用于等离子体处理装置的部件中时，难以防止等离子体处理装置中等离子体的产生被阻碍或不均匀，此外还不能充分抑制颗粒的产生。上述本专利技术涉及的陶瓷可以通过向纯度为99%以上的氧化钇粉末中添加相对于上述氧化钇粉末为3重量％~30重量％的纯度为99%以上的二氧化铈粉末、相对于上述氧化钇粉末为3重量％~ 50重量％的纯度为99%以上的五氧化铌粉末，成型后，在还原氛围气体中烧制来得到。具体的制造方法如下迷实施例所述。作为本专利技术涉及的陶瓷的组成成分的氧化钇、二氧化铈和五氧化铌各原料都优选使用纯度为99%以上的高純度的粉末。純度小于99%时，不能得到充分致密化的陶瓷，此外，在用于等离子体处理装置的部件中时，有可能因原料中的杂质导致颗粒的产生。而且，根据需要，还可以往上述原料粉末中添加粘合剂等烧结助剂。此外，烧制温度优选为1600 ~ 1900'C，更优选为1700~ 1850°C。上述烧制温度小于1600'C时，在陶瓷中残留许多气孔，不本文档来自技高网...

【技术保护点】
等离子体处理装置用陶瓷，其特征在于，是向氧化钇中添加相对于氧化钇为３重量％～３０重量％的二氧化铈、相对于氧化钇为３重量％～５０重量％的五氧化铌，并在还原氛围气体中烧制而成的陶瓷，开孔率为１．０％以下。

【技术特征摘要】
JP 2008-9-12 2008-2345521.等离子体处理装置用陶瓷，其特征在于，是向氧化钇中添加相对于氧化钇为3重量％～30重量％的二氧化铈、相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边敬祐，村田征隆，松本慎太郎，
申请(专利权)人：科发伦材料株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]