[发明专利]氟化钇喷涂涂层、用于其的喷涂材料以及包括喷涂涂层的抗腐蚀涂层

说明书

本发明为氟化钇喷涂涂层、用于其的喷涂材料以及包括喷涂涂层的抗腐蚀涂层。将具有10‑500μm的厚度、1‑6wt％的氧浓度和350‑470HV的硬度的氟化钇喷涂涂层沉积在基材表面上。氟化钇喷涂涂层显示出在卤素系气体气氛或卤素系气体等离子体气氛中的优异的抗腐蚀性，起保护基材免受在酸清洁期间的酸侵入损害的作用并且使来自反应产物和由于从涂层剥离的颗粒产生最小化。

相关申请的交叉引用

本非临时申请在美国法典第35卷第119节(a)款下要求2016年4月12日于日本提交的第2016-079258号专利申请的优先权，所述专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及适合用作部件上的低粉化抗腐蚀涂层的氟化钇喷涂涂层，所述部件暴露至腐蚀性等离子体气氛，如制造半导体器件、液晶器件、有机EL器件和无机EL器件的过程中的腐蚀性卤素系气体，和涉及包括所述氟化钇喷涂涂层的多层结构的抗腐蚀涂层。

背景技术

在现有技术中，使用用于制造半导体器件、介电膜蚀刻系统、门蚀刻系统、CVD系统等的方法。因为涉及微图案化的方法的高度集成技术经常利用等离子体，所以腔构件必须具有在等离子体中的抗腐蚀性。另外，为防止杂质污染，该构件由高纯度材料形成。

用于半导体器件制造方法的典型的处理气体为卤素系气体，例如氟系气体如SF₆、CF₄、CHF₃、ClF₃、HF和NF₃与氯系气体如Cl₂、BCl₃、HCl、CCl₄和SiCl₄。将卤素系气体引入腔室，在腔室施加高频率能量如微波以由所述气体产生等离子体，采用等离子体进行处理。要求暴露至等离子体的腔室构件具有抗腐蚀性。

用于等离子体处理的设备典型地包括在它们的表面上提供有抗腐蚀涂层的部件或组件。例如，已知具有通过将氧化钇(专利文献1)和氟化钇(专利文献2和3)喷涂至基材表面而在其上形成有涂层的金属铝基材或氧化铝陶瓷基材的部件或构件是完全抗腐蚀的并且在实践中使用。用于保护暴露至等离子体的腔室构件的内壁的材料的实例包括陶瓷如石英和氧化铝，表面阳极氧化的铝，和陶瓷基材上的喷涂涂层。此外，专利文献4公开了抗等离子体构件，所述构件在暴露至腐蚀性气体中的等离子体的表面区域中包括(元素周期表中)第3A族金属的层。金属层典型地具有50至200μm的厚度。

然而，陶瓷构件遇到包括高加工成本和粉化的问题，即，如果将构件长时间暴露至腐蚀性气体气氛中的等离子体，则反应性气体导致从表面发生腐蚀，由此使构成表面的晶粒剥落，产生颗粒。剥落的颗粒沉积在半导体晶片或更低的电极上，负面地影响蚀刻步骤的生产率。因此有必要除去导致颗粒污染的反应产物。即使当构件表面由抗等离子体腐蚀性材料形成时，仍然有必要防止金属污染基材。另外在阳极氧化的铝和喷涂涂层的情况下，如果待涂覆的基材为金属，则被所述金属污染可能负面地影响蚀刻步骤的品质收率。

另一方面，一旦在等离子体影响下将反应产物沉积在腔室的内壁上，则有必要通过清洁除去反应产物。反应产物与空气中的水分或在水性清洁的情况下的水反应，从而产生酸，所述酸进而侵入喷涂涂层与金属基材之间的界面，导致对基材界面的损害。这可以降低界面处的粘合强度并导致涂层剥脱，减损重要的抗等离子体性。

在半导体器件制造方法中，在发展图案尺寸减小和晶片直径放大。特别在干蚀刻方法中，腔室构件的抗等离子体能力具有显著影响。与腔室构件的腐蚀和来自反应产物的颗粒产生有关或由于从涂层剥落的金属污染物成为问题。