[发明专利]喷涂涂层、制造喷涂涂层的方法、喷涂的部件及喷涂材料

说明书

本发明涉及一种喷涂涂层、制造喷涂涂层的方法、喷涂的部件及喷涂材料。具体涉及一种具有多层结构的喷涂涂层，其包含下层和表层，所述下层由含有稀土氧化物的喷涂涂层制成，所述表层由含有稀土氟化物和/或稀土氟氧化物的另外喷涂涂层制成，该多层的喷涂涂层具有23℃下的体积电阻率和200℃下的体积电阻率，23℃下的体积电阻率为1×10supgt;9/supgt;Ω·cm至1×10supgt;12/supgt;Ω·cm，由200℃下的体积电阻率与23℃下的体积电阻率之比限定的体积电阻率的温度指数为0.1至10。

相关申请的交叉引用

本非临时申请根据35U.S.C.§119(a)要求2018年8月15日在日本提交的专利申请No.2018-152883的优先权，其全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及适用于诸如在半导体制造工艺的静电吸盘或等离子蚀刻装置中的零件或部件上形成的耐腐蚀性涂层的喷涂涂层。本发明还涉及制造该喷涂涂层的方法、形成有该喷涂涂层的喷涂的部件以及适于形成该喷涂涂层的喷涂材料。

背景技术

根据材料之间的不同，用于半导体制造装置中的下部电极的静电吸盘一般分为库仑力型(Coulomb force type)静电吸盘和约翰逊-拉贝克力型(Johnson-Rahbek forcetype)静电吸盘两种。对于库仑力型静电吸盘，通常使用诸如具有高纯度的氧化铝和氮化铝的烧结陶瓷，使得介电层部分的体积电阻率超过1×10¹⁵Ω·cm。因此，这种类型存在生产成本高的问题。进一步，库仑力型静电吸盘必须施加约2000V至3000V的高压，以确保足够的吸附功率，因为在库仑力型静电吸盘中很少发生电荷转移。

对于约翰逊-拉贝克力型静电吸盘，通常使用诸如氧化铝和氮化铝(其中使用掺杂金属氧化物等添加剂)的烧结陶瓷，使得介电层部分的体积电阻率为约1×10⁹Ω·cm至1×10¹²Ω·cm。这种类型也存在生产成本高的问题。进一步，在约翰逊-拉贝克力型静电吸盘中，由于吸附性能取决于体积电阻率，因此要求材料具有低的温度依赖性。

另外，在等离子刻蚀装置中，在高腐蚀性卤素系气体气氛下对处理对象(半导体)进行处理。采用氟系气体和氯系气体作为处理气体。氟系气体的实例包括SF₆、CF₄、CHF₃、ClF₃、HF及NF₃，氯系气体的实例包括Cl₂、BCl₃、HCl、CCl₄及SiCl₄。

在组成等离子蚀刻装置的零件或部件的表面上，通常通过大气等离子喷涂(APS)形成耐腐蚀性涂层，该喷涂以粒料形式提供稀土化合物作为原料。进一步，在通过清洗溶液去除由于卤素系气体等离子而沉积或附着在部件表面上的反应产物的情况下，专利文件1建议通过具有多层结构的涂层抑制由于产生自反应产物与清洗溶液的反应的酸的渗透而导致的基材溶解量。作为另一个问题，喷涂颗粒的平均颗粒尺寸优选为10μm以上，以便以粒料的形式喷涂。如果尺寸小于该范围，颗粒的流动性可能变低，导致供应管被喷涂材料堵塞，或火焰中引入的颗粒可能蒸发，导致工艺收率下降(专利文件2)。因此，通过利用具有大平均颗粒尺寸的颗粒的热喷涂获得的喷涂涂层，由于颗粒的激冷薄片直径(splatdiameter)大，因此会导致许多裂纹和大孔隙。因此，不能获得致密的涂层，在蚀刻过程中从涂层中不利地产生颗粒。例如，当通过APS形成对卤素系气体等离子具有良好耐腐蚀性的氟化钇系喷涂涂层时，与通过APS形成的氧化钇喷涂涂层相比，初始颗粒的产生受到抑制。然而，氟化钇系喷涂涂层的维氏硬度为350至470，孔隙率为约2％(专利文件3中)，这并不一定意味着足够的性能。