烧结体及其制造方法技术

本发明专利技术提供烧结体及其制造方法，所述烧结体对卤素类腐蚀性气体和它们的等离子体的耐腐蚀性和导热性优良，并且导电性也优良，而且即使在应用于各种真空处理装置中使用的构件时，设计上的制约也少，应用范围也广泛，且通用性优良。另外，本发明专利技术提供高频透射材料，所述材料具有用于抑制等离子体电位变化的对直流电流的导电性和能够使激发等离子体所需的高频功率透射的电容性，不用担心使试样受到金属污染，并且具有等离子体耐腐蚀性。另外，本发明专利技术提供烧结体及其制造方法，所述烧结体对卤素类腐蚀性气体和它们的等离子体具有优良的耐腐蚀性，施加高频时无频率依赖性，能够表现出等离子体的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，更详细而言，本专利技术涉及适合作为半导体和液晶显示器等的制造工艺中使用的蚀刻装置、溅射装置、CVD装置等真空处理装置的构成构件使用的、对卤素类腐蚀性气体和它们的等离子体的耐腐蚀性和导热性优良并且导电性也优良的。另外，本专利技术涉及高频透射材料，更详细而言，本专利技术涉及适合用于半导体装置等的制造工艺中使用的利用高频的等离子体处理装置等的、伴随对试样施加高频而产生的等离子体的稳定性优良的高频透射材料。另外，本专利技术涉及，更详细而言，本专利技术涉及对卤素类腐蚀性气体和它们的等离子体的耐腐蚀性优良并且具有高导电性、施加高频时电特性(阻抗角)无频率依赖性、而且适合用于像半导体装置和液晶显示器等的制造工艺中使用的蚀刻装 置、溅射装置、CVD装置等真空处理装置的构成材料这样暴露于卤素类腐蚀性气体和它们的等离子体中的构件或施加高频用构件的。本申请主张基于2010年2月9日在日本提出的日本特愿2010-026817号、2010年6月30日在日本提出的日本特愿2010-149324号、2011年I月18日在日本提出的日本特愿2011-007809号、2011年I月25日在日本提出的日本特愿2011-012861号的优先权，将其内容援引加入本说明书中。
技术介绍
以往，1C、LSI、VLSI等半导体装置的制造线中，作为在暴露于例如氯、氟等卤素类腐蚀性气体和它们的等离子体中这样的严苛条件下使用的构件，广泛使用由氧化铝等陶瓷构成的构件或部件。例如，作为半导体制造装置内的陶瓷部件，可以列举静电卡盘、锁紧圈、聚焦环、蚀刻电极等。作为构成这些部件的材料，提出了使耐腐蚀性改良的陶瓷材料(例如参考专利文献1、2)。另外，在使用上述的卤素类腐蚀性气体和它们的等离子体的工序中，使用蚀刻电极或聚焦环这样要求耐腐蚀性以及导电性的构件。作为这样的构件，提出了例如在氧化铝等绝缘性陶瓷中添加碳纳米管而得到的构件、或者在氮化铝中添加碳化硅而得到的构件(例如参考专利文献3、4)。在添加碳化硅作为导电性物质的情况下，碳化硅本身对卤素类等离子体的耐腐蚀性不充分，而且碳化硅的粒子形状为球形，因此，为了表现出导电性，需要使碳化硅的含有率相对于作为基材的氮化铝100体积％为20体积％以上。但是，碳化硅的含有率为20体积％以上时，存在如下问题由氮化铝和碳化硅构成的复合材料对卤素类腐蚀性气体和它们的等离子体的耐腐蚀性显著降低。另外，在绝缘性陶瓷中添加有碳纳米管的情况下，碳纳米管的分散性差，因此，存在对卤素类等离子体的耐腐蚀性和导电性降低的问题。因此，为了解决上述问题，提出了一种烧结体，所述烧结体含有氧化钇或钇-铝复合氧化物和纤维状碳，所述纤维状碳在该氧化钇或钇-铝复合氧化物的晶界处呈三维分散，并且，所述纤维状碳的聚集直径为10 以下(专利文献5)。该烧结体在卤素类等离子体气氛下可以抑制耐腐蚀性和导电性的降低。另外，以往，IC、LSI、VLSI等半导体装置的制造线中使用的等离子体处理装置的构件中，功率导入窗、气体扩散板、晶片保持电极等构件需要透射供给来自电源的高频功率。因此，这些构件由对直流电流表现为绝缘体的材料即电介质构成。作为该电介质，从对晶片的污染少并且对等离子体的耐 腐蚀性优良的角度出发，可以使用氧化铝、碳化硅等陶瓷。近年来，作为对氟类等离子体的耐腐蚀性优良的材料，氧化钇一直受到关注。另一方面，半导体制造工艺中的蚀刻处理中，一般使用在反应性气体的等离子体的基础上对处理晶片施加高频作为偏压功率的方法。该方法中，通过将等离子体的功率与偏压功率重叠，使等离子体的电位以直流方式发生变化，但是，由于装置材料对于直流而言是绝缘材料，因此这种等离子体的电位变化不会被缓和，因此，在处理晶片面内产生电场，从而破坏形成在晶片上的电路，结果，可能会使制品的不合格率增大。因此，为了抑制这样的等离子体的电位变化，提出了一种等离子体处理装置，其中，在反应室内壁用电介质覆盖等离子体正对的表面部，并在该电介质覆盖部的一部分设置导电部，在该导电部设置有DC接地线(专利文献6)。该DC接地线可以使用铝合金、不锈钢等。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开平11-246263号公报专利文献2 :日本特开2002-255647号公报专利文献3 日本特开2004-244273号公报专利文献4 :日本特开2003-152062号公报专利文献5 :日本特开2009-184881号公报专利文献6 日本特开2005-183833号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，对于上述的使纤维状碳在晶界处呈三维分散的烧结体而言，体积固有电阻率高达IOQ -cm以上，因此，在各种真空处理装置中的各种条件下使用的情况下，需要与同时使用的真空处理装置用构件具有电学相容性，因而存在设计上有制约的问题。另外，该烧结体能够应用的装置和应用范围受到限制，从而难以具有通用性。另外，该烧结体的制造方法中，不能得到体积固有电阻率为IOQ cm以下的烧结体,因此,不能得到对卤素类腐蚀性气体和它们的等离子体的耐腐蚀性和导热性优良、体积固有电阻率为IOQ cm以下的导电性也优良的烧结体。另一方面，就上述现有的在导电部设置有DC接地线的等离子体处理装置而言，存在如下问题构成DC接地线的铝合金、不锈钢等金属与反应性气体接触而在装置内产生金属离子，该金属离子污染晶片而增大制品的不合格率。另外，在长期使用该DC接地线的情况下，存在如下问题由于该DC接地线的表面受到腐蚀而使对直流电流的导电性变差，结果，抑制等离子体电位变化的效果降低。另外，将上述的使纤维状碳在晶界处呈三维分散的烧结体用于半导体制造工艺的蚀刻处理的情况下，使用在反应性气体的等离子体的基础上通过该烧结体对作为处理对象的晶片施加高频作为偏压的方法，但是，在使高频的频率发生变化时，若烧结体的电特性即电容性、电阻性、电感性等发生变化，则有可能使等离子体的稳定性显著降低。另外，在不能得到与蚀刻装置内的其他构件的电学相容性的情况下，例如，在不能得到阻抗匹配的情况下，存在如下问题设计上有制约，使用装置和使用范围受到限定，从而缺乏通用性。另外，制造该烧结体时，需要在对将氧化钇浆料和纤维状碳浆料混合而得到的混合浆料进行喷雾干燥后，将所得到的颗粒在IMPa以上且20MPa以下的加压下进行煅烧，但是，例如，在需要应对伴随蚀刻处理装置大型化等而来的构件大型化的新要求的情况下，存在如下问题上述烧结体的制造工序中使用的加压煅烧装置的大型化存在限制，因此，难以应对新要求。本专利技术鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种，所述烧结体对卤素类腐蚀性气体和它们的等离子体的耐腐蚀性和导热性优良，并且导电性也优良，而且在应用于各种真空处理装置中使用的构件时，设计上的制约少，应用范围也广泛，且通用性优良。另外，本专利技术的目的在于提供一种高频透射材料，所述材料具有用于抑制等离子体电位变化的对直流电流的导电性和能够使激发等离子体所需的高频功率透射的电容性， 不用担心使试样受到金属污染，并且具有等离子体耐腐蚀性。另外，本专利技术的目的在于提供一种，所述烧结体在作为半导体装置或液晶显示器等的制造工艺的制造装置用构件使用时，具有通用性高的导电性，特别是在作为等离子体处理装置用构件使用时，对卤素类腐蚀性气体和它们的等离子体具有优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安藤和人，林慎太郎，钉本弘训，石塚雅之，
申请(专利权)人：住友大阪水泥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：