[发明专利]干式蚀刻用腔内部件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在干式蚀刻用腔内的部件(以下称为干式蚀刻用腔内部 件或腔内部件)上形成氧化钇涂层的干式蚀刻用腔内部件的制造方法。

背景技术

在半导体器件制造时使用的干式蚀刻装置中，向腔内填充氟化氯等 的卤素气体，在腔内产生卤素气体的等离子体，进行硅晶片表面的蚀刻。 虽然腔的内壁或气体供给部、屏蔽件等的腔内部件通常情况下由铝或铝 合金等的金属材料制造，但是金属材料会被卤素气体的等离子体腐蚀。

为了防止腔内部件的腐蚀，如专利文献1所示，公知有通过热喷涂 在腔内部件的表面形成氧化钇的涂层。根据专利文献1的方法，能够获 得气孔率为从5％到10％的热喷涂涂层。此外，在第0018段中，记载了 难以利用空气热喷涂法制造气孔率为5％以下的热喷涂涂层。

另一方面，在专利文献2中，记载了用表面粗糙度(Ra)为1μm 以下、气孔率为3％以下的陶瓷烧结体构成暴露在氟类或氯类等的卤素腐 蚀性气体或者这些的等离子体中的部位。在实施例1中，记载了通过使 表1中记载的金属微粉末成形、在1300～1800℃下烧结而形成陶瓷烧结 体。在第0012段中，通过将Ra设为1μm以下能够防止电场集中而抑 制腐蚀的进行；在第0013段中，记载了通过使气孔率在3％以下，能够 防止气孔部的腐蚀导致的表面性状的劣化、和伴随表面积增加的耐腐蚀 性的降低。而且，在表1中，虽然记载有气孔率为0％、2％、或4％的氧 化钇烧结体，但没有对通过热喷涂法形成这样的气孔率的涂层的方法进 行记载。

在专利文献3中，公开了在热喷涂后状态中表面粗糙度为Ra5μm 以下、Rmax35μm以下的耐等离子体部件。但是，没有对进行热喷涂时 相对于氢气使氩气的流量增加进行记载。

现有技术文献

专利文献1：日本特许第3510993号公报

专利文献2：日本特开平10－45461号公报

专利文献3：日本特开2004－332081号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

如上所述，已公知有通过减小氧化钇涂层的表面的气孔率以及Ra 来提高对卤素气体的耐腐蚀性。但是，还未实现用热喷涂法形成气孔率 小、且耐腐蚀性优良的热喷涂涂层。

本发明提供一种干式蚀刻用腔内部件的制造方法，通过能够简便地 实施的热喷涂法，能够在干式蚀刻用腔内部件上形成气孔率小且耐腐蚀 性高的热喷涂涂层。

用于解决技术课题的技术手段

为通过热喷涂法形成气孔率小的热喷涂涂层，本申请发明者们反复 研究了：1)通过使用氢气以及氩气作为工作气体、相对于氢气使氩气 的流量增加，使等离子体射流的速度上升且使等离子体射流的温度降低； 2)通过对该等离子体射流投入作为原料粉末的粒径为10～20μm的氧 化钇微粉末，发现获得了热喷涂涂层的气孔率小、且耐腐蚀性优良的热 喷涂涂层而完成本申请发明。在一般的氧化钇的热喷涂法中，使用具有 超过20μm且在60μm以下的粒径的氧化钇粉末。在本发明中，作为等 离子体热喷涂的原料粉末，特别地使用粒径为10～20μm的微粉末。粒 径为10～20μm的微粉末，是指具有10μm以上且20μm以下的范围内 的粒度分布以及其峰值的粉末。

认为通过使用上述粒径的微粉末，能够使成膜的氧化钇涂层致密而 提高耐腐蚀性。但是，本发明者们进行了实验，发现若使用微粉末作为 热喷涂的原料粉末，则会降低对卤素气体等的耐腐蚀性。考虑这是因为： 由于粒径减小，微粉末过热至熔点以上，氧化钇(Y₂O₃)中生成了Y₂O₂或Y₂O等的氧缺陷。具有这些氧缺陷的氧化钇不能完全发挥原本的耐腐 蚀性。因而，本发明者们在使用粒径为10～20μm的微粉末作为原料粉 末的情况下，有意使氩气的供给量比以往方法增加，发现氧化钇涂层致 密化、对卤素气体等的耐腐蚀性变高。考虑这是因为由于氩气的流量的 增加，生成了未完全变为等离子态的氩气，降低了等离子体的温度，有 效地防止了上述氧缺陷的发生。