[发明专利]氟化物喷涂覆膜的形成方法及氟化物喷涂覆膜覆盖部件

说明书

技术领域

本发明涉及一种氟化物喷涂覆膜的形成方法及氟化物喷涂覆膜覆盖部件。本发明特别提出一种在强腐蚀性气体的环境下实施等离子蚀刻加工的半导体加工装置用部件等的表面上，通过碳化物金属陶瓷形成氟化物喷涂覆膜的方法、以及通过实施该方法而得到的氟化物喷涂覆膜覆盖部件。

背景技术

作为形成于半导体加工装置用部件的表面的耐蚀性覆膜，喷涂覆膜是有用的。例如，前述部件在卤素或卤素化合物的存在下进行等离子处理时、或在需要清洗去除由等离子处理所产生的微细颗粒的半导体加工装置的领域中使用时，需实施进一步的表面处理，由此提出几项现有技术。

关于使用于半导体加工工序或液晶制造工序的干式蚀刻器、CVD、PVD等装置的加工环境，为了提高伴随在硅或玻璃等基板形成的电路的高集成化的微细加工的精度，而要求高清洁性。然而，在微细加工用的各种工序中，由于使用以氟化物、氯化物为首的腐蚀性强的气体或水溶液，因而加速配置于前述装置的部件类的腐蚀损耗，结果，可能因腐蚀生成物而造成二次环境污染。

半导体装置的制造、加工步骤采用以由Si或Ga、As、P等所构成的化合物半导体为主体的物质，属于在真空中或减压环境中进行处理的所谓“干式制程”。作为此类干式制程中所使用的装置/ 部件，有氧化炉、CVD装置、PVD装置、外延生长装置、离子注入装置、扩散炉、反应性离子蚀刻装置及附属于这些装置的配管、给排气风扇、真空泵、阀类等部件、零件。且，公知这些装置类采用BF₃、PF₃、PF₆、NF₃、WF₃、HF等氟化物；BCl₃、PCl₃、PCl₅、POCl₃、AsCl₃、SnCl₄、TiCl₄、SiH₂Cl₂、SiCl₄、HCl、Cl₂等氯化物；HBr等溴化物；NH₃、CH₃F等腐蚀性强的试剂及气体。

此外，在使用卤化物的前述干式制程中，为提高反应的活性化和加工精度，经常采用等离子体(低温等离子体)。在使用等离子体的环境中，各种卤化物会形成腐蚀性强的原子状或离子化的F、Cl、Br、I，而对半导体材质的微细加工发挥极大效果。但是，另一方面，从被等离子处理(特别是等离子刻蚀处理)后的半导体材质的表面通过蚀刻处理而被剥除的微细SiO₂、Si₃N₄、Si、W等颗粒会浮游于处理环境中，而有这些颗粒附着于加工中或加工后的装置的表面而导致其质量显著降低的问题。

作为针对这些问题的对策之一，在过去具有对半导体制造、加工装置用部件的表面以铝阳极氧化物(防蚀铝)而实施表面处理的方法。其它还有将以Al₂O₃、Al₂O₃·Ti₂O₃、Y₂O₃等氧化物为首的周期表IIIa族金属的氧化物利用喷涂法或沉积法(CVD法、PVD法)等覆盖该部件的表面、并将这些用作烧结体的技术(专利文献1～5)。

更进一步，近来也出现了如下技术：对Y₂O₃、Y₂O₃-Al₂O₃喷涂覆膜的表面照射激光束或电子束，从而使该喷涂覆膜的表面再熔融，由此提升耐等离子腐蚀性(专利文献6～9)。

另外，在高性能半导体加工领域中，作为谋求该加工环境的洁净化的手段，且作为超越Y₂O₃喷涂覆膜的耐等离子腐蚀性能的材料，有在成膜状态下使用YF₃(氟化钇)的方法的提案。例如，提 出如下方案：在以YAG等烧结体为首的周期表IIIa族元素的氧化物的表面覆盖YF₃膜(专利文献10～11)或者以Y₂O₃或Yb₂O₃、YF₃等混合物为成膜材料的方法(专利文献12～13)，或者将YF₃本身作为成膜材料并以喷涂法覆盖形成的方法(专利文献14～15)等。

现有技术文献