專利名稱：半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件及其制法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體制造中實施干燥エ序和等離子體噴涂等時所利用的半導(dǎo)體制造裝置中，作為蝕刻、清洗用，使用的是反應(yīng)性高的F、C1系等離子體。因此，用于此種裝置的構(gòu)件必須有高耐腐蝕性，對于靜電卡盤和加熱器等與Si晶片接觸的構(gòu)件，需要更高耐腐蝕。作為應(yīng)對此種需求的耐腐蝕性構(gòu)件，專利文獻(xiàn)I中公開了通過PVD法形成的Yb2O3和Dy2O3的薄膜。這些薄膜，在等離子體中的腐蝕速率較之于氧化鋁燒結(jié)體等非常小。專利文獻(xiàn)I :日本專利特開2002-222803號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，由于薄膜在成膜時內(nèi)部易出現(xiàn)氣孔和裂紋，因此等離子體易造成腐蝕，再由干與基材性質(zhì)的差異和附著性問題造成的腐蝕以及重復(fù)使用所伴隨的剝離等，可能對設(shè)備特性造成影響，用于靜電卡盤等時存在問題。這些構(gòu)件適宜使用燒結(jié)體，但上述的專利文獻(xiàn)I中，雖然對通過PVD法形成的Yb2O3和Dy2O3的薄膜進(jìn)行了評價，但沒有對燒結(jié)體進(jìn)行評價。此外，作為耐腐蝕性構(gòu)件，雖然所知的有Y2O3和Al2O3的燒結(jié)體，但需要開發(fā)可以將腐蝕速率抑制得更小的燒結(jié)體材料。本發(fā)明為解決此種課題，主要目的是提供較之于傳統(tǒng)產(chǎn)品，腐蝕速率可抑制得更小的半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件。本發(fā)明者們著眼于以三氧化ニ釔為首的稀土類氧化物的高耐腐蝕性，追求更高耐腐蝕性，探索稀土類化合物后發(fā)現(xiàn)，2A族金屬(除Mg以タ卜)與稀土類元素(除La以タ卜)的復(fù)合氧化物的耐腐蝕性極高，從而完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件，由主晶相為2A族元素(除Mg以外)與3A族元素(除La以外)的復(fù)合氧化物構(gòu)成。此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件的制法是，將含有2A族元素(除Mg以外)與3A族元素(除La以外)的粉末成形為目標(biāo)半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件的形狀，通過將該成形體熱壓燒成，得到主晶相為上述2A族元素與上述3A族元素的復(fù)合氧化物構(gòu)成的耐腐蝕性構(gòu)件。根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件，較之于傳統(tǒng)產(chǎn)品的三氧化ニ釔和氧化鋁，可將腐蝕速率抑制得更小，因此耐腐蝕性構(gòu)件的發(fā)塵量減少，可長期承受半導(dǎo)體制造過程中使用的反應(yīng)性高的F、C1系等離子。此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件的制法適宜制造此種耐腐蝕性構(gòu)件。
具體實施例方式本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件，含有2A族元素(除Mg以外)與3A族元素(除La以外)的復(fù)合氧化物的晶相。本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件中，上述復(fù)合氧化物的晶相可以是主晶相。此外，作為復(fù)合氧化物中的2A族元素，基于容易制作復(fù)合氧化物的觀點，優(yōu)選Ca、Sr，特別優(yōu)選Sr。此外，作為復(fù)合氧化物中的3A族元素，基于耐腐蝕性和容易制作復(fù)合氧化物的觀點，優(yōu)選Y、Yb、Ho、Dy、Er。另外，Mg與3A族元素的復(fù)合氧化物和2A族元素與La的復(fù)合氧化物目前并未所知。本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件中，除上述復(fù)合氧化物以外，也可存在3A族元素的氧化物的晶相。此種3A族元素的氧化物，不僅耐腐蝕性高，由于具有抑制上述復(fù)合氧化物的粒生長的效果，得到的耐腐蝕性構(gòu)件的強(qiáng)度會提升。此種3A族元素的氧化物，優(yōu)選為選自氧化鐿、氧化欽、氧化釔、氧化鉺以及氧化鏑構(gòu)成的群的至少I種。本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件中，優(yōu)選開孔率在0. 1%以下。開孔率是 以純水為介質(zhì)通過阿基米德法測定的值。開孔率超過0. 1%的話，腐蝕速率變高、強(qiáng)度下降，因此不理想。開孔率優(yōu)選盡可能接近零。因此，并不特別存在下限值。本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件的制法是，將含有2A族元素(除Mg以夕卜)與3A族元素(除La以外)的粉末成形為目標(biāo)半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件的形狀，通過對該成形體進(jìn)行熱壓燒成，得到主晶相為上述2A族元素與上述3A族元素的復(fù)合氧化物構(gòu)成的上述耐腐蝕性構(gòu)件。該制法適宜得到本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件。該制法中，上述粉末中，含有的3A族元素(除La以外)可以多于其與2A族元素(除Mg以外)反應(yīng)形成復(fù)合氧化物的化學(xué)計量。這樣，可以得到含有復(fù)合氧化物的晶相，還含有3A族元素的氧化物的晶相的耐腐蝕性構(gòu)件。此處，熱壓燒成優(yōu)選在惰性氣氛下進(jìn)行。惰性氣氛指的是不對氧化物原料的燒成產(chǎn)生影響的氣氛即可，可舉出例如，氮氣氛和氬氣氛、氦氣氛等。此外，熱壓時的燒成溫度以及沖壓壓力，只要是可以得到致密的燒結(jié)體的溫度以及壓カ即可，可根據(jù)氧化物原料的種類適當(dāng)設(shè)定。例如，燒成溫度可設(shè)定為150(Tl800°C間,沖壓壓カ可設(shè)定為10(T300kgf/cm2間。成形時的壓カ并無特別限制，適當(dāng)設(shè)定為可保持形狀的壓カ即可。另外，也可在令含有2A族元素(除Mg以外)與3A族元素(除La以外)的粉末中含有燒結(jié)助劑后，成形為規(guī)定的形狀，將該成形體熱壓燒成。此時，較之于沒有使用燒結(jié)助劑的情況，可以降低燒成溫度，因此可以降低制造成本。但是，對耐腐蝕性有影響的助劑并不理想，理想的是例如，選自Mg、Ca以及Sr構(gòu)成的群的至少I種的元素的氟化物，其耐腐蝕性高。實施例以下說明本發(fā)明的適宜的實施例。Yb203、Ho203、Y2O3原料使用純度99. 9%以上、平均粒徑I U m以下的市售粉末。SrCO3原料使用純度99. 9%以上、平均粒徑I y m以下的市售粉末。Al2O3原料使用純度99. 5%以上的平均粒徑0. 5 ii m的市售粉末。[實施例1 8]首先，調(diào)制合成原料粉末。S卩，秤量表I所示的稀土類氧化物與碳酸鍶為表I所示的摩爾比，以異丙醇為溶劑，使用尼龍制的罐、的球石進(jìn)行4小時濕式混合。取出混合后漿料，于氮氣流中以110°C干燥。然后通過30目的篩網(wǎng)，制為調(diào)合粉末。接著，將該調(diào)合粉末以120kgf/cm2的壓カ進(jìn)行單軸加壓成形,制作950mm、厚20mm左右的圓盤狀成形體。將成形體在大氣氣氛中于1000 1200で下熱處理12小吋，除去CO2成分并進(jìn)行復(fù)合氧化物的合成。將合成的復(fù)合氧化物用研缽粗粉碎，根據(jù)需要濕式粉碎至平均粒徑Ium以下。濕式粉碎的溶劑為異丙醇，用一般的罐式球磨機(jī)粉碎。將粉碎后取出的漿料于氮氣流中以
11(TC干燥，通過30目的篩網(wǎng)，制為合成原料粉末。接著，將合成原料粉末成形為規(guī)定形狀。即，將合成原料粉末以200kgf/cm2的壓力單軸加壓成形，制作<p50mm、厚IOmm左右的圓盤狀成形體。最后，將得到的成形體燒成，得到半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件。S卩，將圓盤狀成形體裝入燒成用石墨鑄模，以規(guī)定的燒成溫度燒成。燒成使用熱壓法。沖壓壓カ為200kgf/cm2、燒成終結(jié)為止為Ar氣氛。燒成溫度(最高溫度)下的保持時間為4小吋。[比較例1、2]比較例I中使用Al2O3原料粉末、比較例2中使用Y2O3原料粉末替代實施例f 8的合成原料粉末，進(jìn)行成形 燒成。另外，比較例I中燒成溫度為1700°C、比較例2中燒成溫 度為 1500。。。[評價方法]將得到的各燒結(jié)體加工為各種評價用，進(jìn)行以下評價。各評價結(jié)果如表I所示。(I)開孔率 體積密度以純水為介質(zhì)通過阿基米德法測定。試料形狀使用加工為3mmX4mmX40mm的。(2)晶相評價將燒結(jié)體用研缽粉碎，通過X射線衍射裝置鑒定晶相。測定條件為CuK a，40kV,40mA, 2 0 = 10-70。，使用封入管式X射線衍射裝置(ブルカー ユイユツクスユス制D8ADVANCE)。(3)腐蝕速率對各燒結(jié)體表面進(jìn)行鏡面研磨，使用ICP等離子體耐腐蝕試驗裝置進(jìn)行下述條件的耐腐蝕試驗。通過將表面粗糙度計測定的非暴露面與暴露面的差除以試驗時間，算出各材料的腐蝕速率。ICP 800ff,偏壓450W，導(dǎo)入氣體NF3/02/Ar = 75/35/100sccm 0. 05Torr,暴露時間IOh，試料溫度室溫(4)強(qiáng)度根據(jù)JISR1601，進(jìn)行4點彎曲試驗，算出強(qiáng)度。(5)體積電阻率根據(jù)JISC2141的方法,于室溫大氣中測定。試驗片形狀為(p50mm、厚1mm、主電極直徑為20mm、保護(hù)電極內(nèi)徑為30mm、保護(hù)電極外徑為40mm、外加電極直徑為40mm，用銀漿料形成各電極。施加電壓為500V/mm，讀取電壓施加后I分鐘時的電流，算出體積電阻率。表I
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件，含有除Mg以外的2A族元素和除La以外的3A族元素的復(fù)合氧化物的晶相。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件，其中，所述復(fù)合氧化物的晶相為主晶相。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件，其中，除所述復(fù)合氧化物以外，還存在3A族元素的氧化物的晶相。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu) 件，其中，所述3A族元素的氧化物為選自氧化鐿、氧化欽、氧化釔、氧化鉺以及氧化鏑構(gòu)成的群的至少I種。
5.根據(jù)權(quán)利要求f4任意一項所述的半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件，其中，開孔率在0. 1%以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求f5任意一項所述的半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件，其中，所述復(fù)合氧化物中的2A族元素為Sr，所述復(fù)合氧化物中的3A族元素為選自Y、Yb、Ho、Er以及Dy構(gòu)成的群的I種。
7.一種半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件的制法，將含有除Mg以外的2A族元素和除La以外的3A族元素的粉末成形為目標(biāo)半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件的形狀，通過將該成形體熱壓燒成，得到主晶相由所述2A族元素和所述3A族元素的復(fù)合氧化物構(gòu)成的所述耐腐蝕性構(gòu)件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件的制法，其中，所述粉末中，含有的所述除La以外的3A族元素多于其與所述除Mg以外的2A族元素反應(yīng)形成所述復(fù)合氧化物的化學(xué)計量。
全文摘要
秤量Yb2O3與SrCO3為摩爾比1:1，調(diào)制調(diào)合粉末。將該調(diào)合粉末單軸加壓成形，制作為圓盤狀成形體。將成形體在大氣氣氛中進(jìn)行熱處理，合成復(fù)合氧化物。將合成的復(fù)合氧化物用研缽粗粉碎，進(jìn)行濕式粉碎。將粉碎后取出的漿料在氮氣流中干燥，制為合成原料粉末。將該合成原料粉末單軸加壓成形，制作為圓盤狀成形體。將得到的成形體用熱壓法燒成，得到半導(dǎo)體制造裝置用耐腐蝕性構(gòu)件。該耐腐蝕性構(gòu)件，由SrYb2O4晶相構(gòu)成，開孔率為0.1%，NF3腐蝕速率值小于由Y2O3的晶相構(gòu)成的。
文檔編號H01L21/683GK102822116SQ20118001591
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者渡邊守道, 勝田祐司, 早瀨徹 申請人:日本礙子株式會社