氮化铝膜及覆盖该膜的部件制造技术

技术编号:6822710 阅读:180 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种氮化铝膜及覆盖该膜的部件。提供一种很少发生颜色不均且很少受卤素气体腐蚀的氮化铝膜。本发明专利技术的氮化铝膜的特征在于其明度L*为60或小于60。比较理想的是:对波长0.35~2.5μm的透射率为15%或小于15%;A1以外的杂质浓度小于50ppm;经过1050℃~1400℃下的热处理;由CVD法进行成膜。并且,本发明专利技术的部件的特征在于:在由氮化物、氧化物、炭化物等的陶瓷或者钨、钼、钽等低热膨胀金属所组成的基材上,覆盖本发明专利技术的氮化铝膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉 及往半导体制造过程等所使用的部件上镀附的氮化铝膜。
技术介绍
在干法制造半导体的过程中,常常使用反应性较高的氟类、氯类等卤素类的腐蚀性气体作为刻蚀和净化用气体。对于与此类腐蚀性气体接触的部件,要求具有高的耐蚀性。以往,对于被处理对象以外的与此类腐蚀性气体相接触的部件,通常是采用不锈钢、铝等的耐蚀性金属材料。不过,近几年已得到确认,氧化铝和氮化铝尤其对于卤素类气体是耐蚀性很出色的材料。氮化铝膜本身,通常呈黄白色。但作为晶座(susc印tor)、接线夹环(cramp ring)、 加热器使用的基材以黑色较为理想。因为黑色比白色的辐射热量多,加热性能优越。此外, 在此类产品中,若做成黄白色的表面,还有因脏污等易造成颜色不均的缺点,所以需加以改进。目前为止,所知道的制造黑色氮化铝烧结体的方法,为了将氮化铝烧结体做成黑色,在原料粉末中添加适当的过渡金属元素,然后进行焙烧(参照专利文献1 3)。专利文献1公开了一种氮化铝陶瓷烧结体的制造技术,它是通过往氮化铝添加以金属换算在5% (重量)以上的Er (铒),将固溶于AlN结晶中的氧和存在于粒子表面的氧作为晶粒边界结晶加以俘获,从而抑制斑点和颜色不均的发生的。专利文献2公开了一种陶瓷基板的制造技术,它是通过让陶瓷基板中包含所规定量的碳,将陶瓷粉末和树脂加压成型,形成绿色体,进行脱脂、焙烧,降低其碳的结晶度,使红外线透射率达到0%或10%以下。再者,专利文献3公开了以下技术,为通过向难烧结性的AlN中添加氧化铝得到更为细致的烧结体,通过在其烧结时生成具有晶格缺陷的AlON相,使烧结体的颜色变黑,从而解决AlN的颜色不均的问题,并且,通过强化AlN粒子和AlON粒子的分散度,来提高烧结体的机械特性。但是,专利文献1中的黑色氮化铝烧结体,由于加入Er作为添加剂,成为半导体制造过程中的杂质,会给装置带来不好的影响。在专利文献2中,因烧结体中含有碳,由于碳在晶粒边界分离,所以会变得难以烧结,甚至会引起破裂强度的下降。在专利文献3中,因为没有特殊的添加剂,所以可认为其可用度是比较高的。不过,它的问题是在只添加氧化铝时,由于烧结时的液相生成温度上升和氧化铝的液相粘度高,导致需要更高温度的工艺。同时,因其难于致密化,所以只能通过热压等有限的制造方法进行制作。到目前为止,本专利技术者开发了使用CVD(化学气相淀积)法向晶座、接线夹环、加热器等半导体部件上镀附耐腐蚀性出色的氮化铝膜的技术(参照专利文献4)。而另一方面,通过CVD法制造的氮化铝膜,能够以需要1600°C以上的烧结体的一半左右的温度工艺进行制作。并且,金属杂质与氮化铝烧结体比较起来,浓度非常低。但是,通 过CVD法制造的氮化铝膜,由于其呈黄白色,故存在有辐射加热性能差, 易发生由脏污所引起的表面颜色不均等缺点。专利文献1 日本公布专利申请H06-116039专利文献2 日本专利第3618640号专利文献3 日本专利第4223043号专利文献4 日本公布专利申请2009-078193号
技术实现思路
专利技术要解决的问题鉴于以上情况,本专利技术的目的,是提供一种很少发生颜色不均且很少受卤素气体腐蚀的氮化铝膜,同时提供一种具有此膜的氮化铝部件。用于解决问题的方案本专利技术的目的可以通过以下技术方案来达到1. 一种氮化铝膜,其特征在于按照日本工业标准JIS Z8729所定义的明度L*为 60或小于60。2.上述1所述的氮化铝膜,其对于波长为0. 35 2. 5 μ m的可见光和近红外光的透射率为15%或小于15%。3.上述2所述的氮化铝膜,其中,除Al以外的杂质金属元素的浓度为50ppm或小于 50ppmo4. 一种制备氮化铝膜的方法,其中,具有按照日本工业标准JIS Z8729所定义的明度L*为60或小于60 ;对于波长为0. 35 2. 5 μ m的可见光和近红外光的透射率为15% 或小于15%;除Al以外的杂质金属元素的浓度为50ppm或小于50ppm,该方法包括(i)在具有低热膨胀系数的基材上用化学气体沉积法形成氮化铝膜,(ii)对所述膜在1050°C或高于该温度,但是在低于140(TC下进行热处理。5.上述4所述的制备氮化铝膜的方法,其中所述基材由选自氮化物、氧化物以及碳化物的陶瓷材料制成。6.上述4所述的制备氮化铝膜的方法,其中所述基材由选自钨、钼以及钽的金属来制成。7. 一种部件,包括由低热膨胀系数的基材与选自上述1-3所述的氮化铝膜构成。8.上述7所述的部件,其中所述基材由选自氮化物、氧化物以及碳化物的陶瓷材料制成。9.上述7所述的部件,其中所述基材由选自钨、钼以及钽的金属来制成。专利技术的效果通过将本专利技术的氮化铝膜镀附于部件之上,可提供一种即使在腐蚀性的卤素气体环境中也可使用,加热性能良好,且几乎没有表面颜色不均的半导体装置用部件。附图说明图1是表 示镀附了本专利技术的氮化铝膜的陶瓷部件的图。图2是表示热处理前后的明度L*变化的图。其中,纵轴为明度L*,横轴的左边为热处理前的数值,右边为热处理后的数值。一点与线段组成的线表示1000°C的情况(比较例);实线表示iioo°c的情况(实施例);线段构成的线表示1200°C的情况(实施例);两点与线段组成的线表示1300°C的情况(实施例)。图3是表示热处理前后的透射率变化的图。其中,横轴为波长(ym),纵轴为透射率(% )。粗实线表示处理前的情况(比较例);细实线表示1000°c的情况(比较例);一点与线段构成的线表示iioo°c的的情况(实施例);两点与线段组成的线表示1200°C的情况(实施例);点线表示1300°c的情况(实施例)。附图标记说明1 基材2:氮化铝膜具体实施例方式本专利技术者们,经过反复锐意的研究发现,呈黄白色的氮化铝膜通过高温处理能够使其黑色化,并能够得到一种可抑制表面的颜色不均,提高辐射加热特性能的氮化铝部件, 从而完成了本专利技术的完成。以下,对本专利技术的氮化铝膜进行说明。本专利技术的氮化铝膜,按日本工业标准Z8729所定义的明度L*为60或小于60,故呈黑蓝色,不易发生由脏污引起的表面颜色不均。同时,因为这种黑色类的膜具有难于让红外线透过的特性,所以加热性能好。更为理想的情况是明度为40或40以下。因为当波长为0. 35-2. 5 μ m的可见光和近红外光的透射率为15%或小于15%时, 根据维氏(WIEN)位移定律计算的红外辐射的峰值波长,在800°C时约为2.5μπι,所以,可以在800°C以上的高温生产工艺中,可作为辐射加热性能特别好的膜来使用。因为Al以外的杂质金属元素的浓度为50ppm或小于50ppm,所以,不象氮化铝烧结体,不含有碱土类、稀土元素等在半导体处理过程中成为杂质的烧结助剂,从而不会给装置带来坏影响。更为理想的情况为30ppm或是小于30ppm。作为这种高纯度的膜,通过CVD(Chemical VaporD印osition)(化学气体沉积法)、特别是MOCVD (Metal OrganicChemical Vapor D印osition)(化学有机气体沉积法)、 或者HVPE(Halide Vapor Phase Epitaxy)(卤素气体生成法)等方法制造的氮化铝膜可以适用。虽然黑色化的机理尚不清楚,但由MOCVD法或HVPE本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种氮化铝膜,其特征在于:按照日本工业标准JISZ8729所定义的明度L*为60或小于60。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:加藤公二狩野正树
申请(专利权)人:信越化学工业株式会社
类型:发明
国别省市:JP

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