JP6526568B2 - Parts for plasma apparatus and method for manufacturing the same - Google Patents

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Description

本発明は、ハロゲン系腐食性ガスやプラズマに対する耐食性に優れ、半導体・液晶製造用等のプラズマ装置用部品に好適に用いることができる、酸化物膜で被覆されたプラズマ装置用部品に関する。   The present invention relates to an oxide film-coated plasma device component which is excellent in corrosion resistance to a halogen-based corrosive gas and plasma and can be suitably used for a plasma device component for semiconductor / liquid crystal production or the like.

半導体製造装置のうち、プラズマプロセスが主流であるエッチング工程、CVD成膜工程、レジストを除去するアッシング工程における装置用部品は、反応性が高いフッ素、塩素等のハロゲン系腐食性ガスに曝される。   Among semiconductor manufacturing equipment, parts for equipment in the etching process, the CVD film formation process, and the ashing process for removing the resist, in which the plasma process is mainstream, are exposed to halogen-based corrosive gases such as highly reactive fluorine and chlorine. .

このため、上記のような工程においてハロゲンプラズマに曝される部品の構成材料としては、アルミナ(酸化アルミニウム)、窒化アルミニウム、イットリア(酸化イットリウム)、YAG等のセラミックス材料が広く用いられている。   Therefore, ceramic materials such as alumina (aluminum oxide), aluminum nitride, yttria (yttrium oxide) and YAG are widely used as constituent materials of parts exposed to halogen plasma in the above-described steps.

例えば、特許文献1には、基材が金属または金属電極を備えたセラミックスからなり、前記基材上の最表面には、酸化イットリウムに対して5重量%以上60重量%未満のタングステンまたはモリブデンが分散し、気孔率が5%以下である酸化イットリウム系プラズマ溶射被膜を形成することにより、安定した低い体積抵抗率の誘電層を有するプラズマ装置用部品(静電チャック)が得られることが記載されている。   For example, in Patent Document 1, the base material is made of a metal or a ceramic provided with a metal electrode, and the outermost surface on the base material is 5% by weight or more and less than 60% by weight of tungsten or molybdenum based on yttrium oxide. It is described that parts for plasma apparatus (electrostatic chuck) having a stable low volume resistivity dielectric layer can be obtained by dispersing and forming a yttrium oxide based plasma spray coating having a porosity of 5% or less. ing.

また、特許文献2には、酸化アルミニウム等のセラミックス基材表面に、大気プラズマ溶射法により、主成分の酸化アルミニウムと、酸化チタンおよび5A族金属を含む抵抗率調整成分とからなる誘電層を形成することにより、安定した低い体積抵抗率の誘電層を有するプラズマ装置用部品(静電チャック)が得られることが記載されている。   Further, in Patent Document 2, a dielectric layer composed of aluminum oxide as a main component and a resistivity adjusting component containing titanium oxide and a group 5A metal is formed on the surface of a ceramic substrate such as aluminum oxide by air plasma spraying. It is described that by doing so, a component for plasma apparatus (electrostatic chuck) having a stable low volume resistivity dielectric layer is obtained.

特開2011−60826号公報JP, 2011-60826, A 特開2003−282693号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-282693

しかしながら、上記溶射法によって形成された酸化イットリウムや酸化アルミニウムなどの被膜は、酸化イットリウムや酸化アルミニウムなどの原料粉末を溶融状態で堆積して形成されているため、溶射熱源によって溶融粒子が急冷凝固して付着した際、偏平状態となって堆積した粒子にマイクロクラックが多数発生し、さらに急冷凝固によって発生した歪が各偏平粒子内に残留した状態となって被膜が形成されている。このような状態で酸化イットリウムや酸化アルミニウムなどの皮膜にプラズマ放電で発生した活性ラジカルが照射された場合には、マイクロクラックに活性ラジカルがアタックして、クラックを進展させ、さらに内部歪の開放とともに、さらにクラックが伝播して溶射被膜が欠損してパーティクルの発生を引き起す問題がある。   However, since the coating such as yttrium oxide or aluminum oxide formed by the thermal spraying method is formed by depositing the raw material powder such as yttrium oxide or aluminum oxide in the molten state, the molten particles are rapidly solidified by the thermal spraying heat source At the time of adhesion, a large number of micro cracks are generated in the particles deposited in a flat state, and further, a strain generated by rapid cooling and solidification remains in each flat particle, and a film is formed. When active radicals generated by plasma discharge are irradiated to a film such as yttrium oxide or aluminum oxide in such a state, the active radicals attack the microcracks to propagate the cracks and further release the internal strain. Further, there is a problem that the crack propagates and the thermal spray coating is broken to cause generation of particles.

また、セラミックス溶射被膜を有するプラズマ装置用部品は、偏平粒子が堆積した構造から成るため、研磨仕上げ等を実施しても、表面に不規則な凹凸が残存し、また、エッチング等の処理時に誘電層の表面に存在する粒子が脱粒し、これらに起因するパーティクルの発生が懸念される。   In addition, since parts for plasma apparatus having a ceramic spray-coated film have a structure in which flat particles are deposited, irregular irregularities remain on the surface even when polishing and the like are performed, and dielectrics are generated during processing such as etching. The particles present on the surface of the layer fall off, and there is a concern about the generation of particles resulting from these.

上記のように、溶射処理によって形成した酸化イットリウムや酸化アルミニウムなどの被膜は、溶融状態での堆積膜であるため、パーティクルの発生源となり易く、製品歩留りの低下を引き起すため、溶射処理による被膜形成では問題を生じ易い。   As described above, since a coating such as yttrium oxide or aluminum oxide formed by thermal spraying is a deposited film in a molten state, it tends to be a source of generation of particles and causes a decrease in product yield. Formation is prone to problems.

さらに、溶射被膜を構成部品に形成する場合、砥粒等を高圧粒体と共に基材表面に吹き付けるブラスト処理を事前に行った表面に溶射被膜を堆積するため、ブラスト処理を実施した構成部品表面にブラスト材(砥粒)の残留片が存在したり、部品表面にブラストによって脆弱な破砕層が形成されたりする。このように部品表面に溶射被膜が堆積しているため、プラズマ放電による温度変化により発生する熱応力により、部品と溶射被膜との界面に応力が作用し、溶射被膜ごと膜剥離が発生し易くなる。特に、ブラスト処理の圧力や砥粒サイズを大きくした場合には、膜剥離の発生が顕著となる。そのため、溶射被膜の寿命は、溶射被膜自体の構成の他に、このブラスト処理の条件によって大きく左右される要因となる。   Furthermore, in the case of forming a thermal spray coating on a component, in order to deposit a thermal spray coating on the surface previously subjected to a blasting treatment that sprays abrasive grains and the like on the substrate surface together with high pressure particles, Remaining pieces of the blast material (abrasive) may be present, or a fragile fractured layer may be formed on the surface of the part by blasting. As described above, since the thermal spray coating is deposited on the surface of the component, a stress acts on the interface between the component and the thermal spray coating due to the thermal stress generated by the temperature change due to the plasma discharge, and the thermal spray coating easily causes film peeling. . In particular, when the pressure for blasting and the abrasive grain size are increased, the occurrence of film peeling becomes remarkable. Therefore, the life of the thermal spray coating is a factor which is greatly influenced by the conditions of the blast treatment in addition to the configuration of the thermal spray coating itself.

上述したように、溶射法で形成した酸化イットリウム被膜中及び部品との界面に欠陥が存在するために、耐プラズマ性や耐食性を有する酸化イットリウム被膜でも溶射法で形成した被膜の長寿命化の観点から大きな問題がある。   As described above, since there are defects in the yttrium oxide coating formed by the thermal spraying method and at the interface with the parts, even a yttrium oxide coating having plasma resistance and corrosion resistance can be extended in life of the coating formed by the thermal spraying method There is a big problem from

また、プラズマ溶射の場合、原料として供給される酸化イットリウム粉末の粒径が10〜45μm程度と大きいため、形成された溶射被膜中に気孔(ボイド)が最大15%程度発生すると共に、溶射表面の粗さが算術平均粗さRa基準で6〜10μm程度と粗大になり、研磨処理による平面化に長時間を要する難点がある。そのような溶射被膜が形成された静電チャックを使用した場合、気孔を通じてプラズマエッチングが進行する。さらに、表面粗さが大きいと、プラズマ放電が溶射面の凸部に集中して叩かれる。このように内部欠陥にプラズマアタックが集中するのに加えて、表面欠陥で溶射被膜が脆くなっているため、溶射被膜の損耗によるパーティクルの発生量が多くなり、プラズマ装置用部品の使用寿命の低下を招く問題点もあった。   Further, in the case of plasma spraying, the particle diameter of the yttrium oxide powder supplied as a raw material is as large as about 10 to 45 μm, so pores (voids) of up to about 15% occur in the formed sprayed coating and The roughness is coarsened to about 6 to 10 μm on the basis of the arithmetic average roughness Ra, and there is a problem that it takes a long time to planarize by polishing treatment. When using such an electrostatic chuck on which a thermal spray coating has been formed, plasma etching proceeds through the pores. Furthermore, when the surface roughness is large, the plasma discharge is struck on the convex portion of the sprayed surface in a concentrated manner. Thus, in addition to the concentration of plasma attack on internal defects, the thermal spray coating becomes brittle due to surface defects, so the amount of particles generated due to the wear of the thermal spray coating increases and the service life of parts for plasma apparatus decreases. There was also a problem that

すなわち、耐プラズマ性と耐食性との両耐性が必要とされるプラズマ装置用部品においては、溶射法で形成した酸化イットリウム被膜でも被膜欠陥を起因としてパーティクルが発生し易く、装置用部品の交換頻度の増加による生産性の低下やエッチングコストの増加などを招いている。   That is, in parts for plasma apparatus where both plasma resistance and corrosion resistance are required, particles are easily generated even in the yttrium oxide film formed by the thermal spraying method, and film replacement defects occur. The increase leads to a decrease in productivity and an increase in etching cost.

最近の半導体素子においては、特に高集積度を達成するために、配線幅の狭小化(例えば24nm、19nm)が進行している。このように狭小化された配線やそれを有する素子においては、例えば直径40nm程度の極微小粒子(微小パーティクル)が混入しても、配線不良(断線)や素子不良(短絡)などを引起す原因になるため、装置構成部品に起因する微細なパーティクルの発生をより一層厳格に抑制することが強く要求されている。   In recent semiconductor devices, narrowing (for example, 24 nm, 19 nm) of the line width has progressed in order to achieve a particularly high degree of integration. In such a narrowed wiring and an element having the same, for example, even if very fine particles (fine particles) having a diameter of about 40 nm are mixed, causes of wiring defects (breaks), element defects (shorts), etc. Therefore, it is strongly required to more strictly suppress the generation of fine particles resulting from the device components.

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、エッチング工程中に被膜自体の耐プラズマ性及び耐食性を向上させてパーティクルの発生を安定かつ有効に抑制し、装置クリーニングや部品の交換などに伴う生産性の低下やエッチングや成膜コストの増加を抑制するとともに、膜剥離を防止し、微細なパーティクルの発生を効果的に抑制して、不純物による汚染を防止することを可能にしたプラズマ装置用部品および再生処理での薬液処理やブラスト処理で部材に腐食や変形等のダメージを与えないプラズマ装置用部品およびその製造方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and improves plasma resistance and corrosion resistance of the coating film itself during the etching step to stably and effectively suppress the generation of particles, and can be used for apparatus cleaning and parts. It is possible to prevent film peeling and effectively suppress the generation of fine particles and to prevent contamination by impurities, while suppressing the decrease in productivity and the increase in etching and film formation costs associated with replacement and the like. It is an object of the present invention to provide a component for a plasma device, a component for a plasma device that does not cause damage such as corrosion or deformation to a member by chemical treatment or blast treatment in regeneration treatment, and a method of manufacturing the same.

本発明の衝撃焼結法により形成された酸化イットリウム被膜を有するプラズマ装置用部品は、基材が金属またはセラミックスから成り、この基材上の最表面には、膜厚が10〜200μmであり、膜密度が90%以上であり、単位面積20μm×20μm中に存在する粒界が確認できる粒子の面積率が5〜80%である一方、粒界が確認できない粒子の面積率が20〜95%であるランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜を有しており、この酸化イットリウム被膜は、La,Ce,Sm,Dy,Gd,Er,Ybから成るランタノイド系元素から選択された少なくとも1種を酸化物換算で1〜8質量%含有し、上記ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜をXRD分析したとき、立方晶の最強ピークIcに対する単斜晶の最強ピークImの比(Im/Ic)が0.2〜0.6であり、上記ランタノイド系元素の酸化物粒子の平均粒径及び上記ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子の平均粒径が0.05〜5μmであることを特徴とするものである。
In the plasma device component having the yttrium oxide film formed by the impact sintering method of the present invention, the substrate is made of metal or ceramic, and the outermost surface on this substrate has a film thickness of 10 to 200 μm, While the film density is 90% or more and the area ratio of particles in which grain boundaries can be confirmed in a unit area of 20 μm × 20 μm is 5 to 80%, the area ratio of particles in which grain boundaries can not be confirmed is 20 to 95% An yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element, and the yttrium oxide film is at least one selected from lanthanoid elements consisting of La, Ce, Sm, Dy, Gd, Er, and Yb. the containing 1-8 wt% in terms of oxide, upon XRD analysis of the yttrium oxide coating containing an oxide of the lanthanoid elements, pairs strongest peak Ic cubic Yttrium oxide having a ratio (Im / Ic) of the strongest peak Im of monoclinic crystals of 0.2 to 0.6, an average particle diameter of the oxide particle of the lanthanoid element and an oxide of the lanthanoid element It is characterized in that the average particle diameter of the particles is 0.05 to 5 μm .

ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜は膜厚が10〜200μmであり、被膜の密度が99%以上100%以下であることが好ましい。前記の酸化イットリウムおよびランタノイド系元素の酸化物粒子は、粒径が1μm以下の微粒子を含み、前記の粒界が確認できる酸化イットリウム粒子は平均粒径2μm以下であることが好ましい。なお、酸化イットリウムおよびランタノイド系元素の酸化物粒子の全体の平均粒径は5μm以下であることが好ましい。   The yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element preferably has a thickness of 10 to 200 μm, and a density of the film of 99% to 100%. The above-mentioned oxide particles of yttrium oxide and lanthanoid elements contain fine particles having a particle diameter of 1 μm or less, and the yttrium oxide particles capable of confirming the grain boundaries preferably have an average particle diameter of 2 μm or less. In addition, it is preferable that the average particle diameter of the whole of the oxide particle of a yttrium oxide and a lanthanoid type element is 5 micrometers or less.

また、前記ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜をXRD分析したとき、立方晶の最強ピークIcに対する単斜晶の最強ピークImの比(Im/Ic)が0.2〜0.6であることが好ましい。さらに、前記ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜は研磨処理によって表面粗さRaが0.5μm以下とすることが好ましい。   In addition, when the yttrium oxide film containing an oxide of the lanthanoid element is subjected to XRD analysis, the ratio (Im / Ic) of the strongest peak Im of monoclinic crystal to the strongest peak Ic of cubic crystal is 0.2 to 0.6. Is preferred. Furthermore, it is preferable that the yttrium oxide film containing an oxide of the lanthanoid element have a surface roughness Ra of 0.5 μm or less by polishing treatment.

本発明の衝撃焼結法によりランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜を形成したプラズマ装置用部品の製造方法は、燃焼フレーム炎に酸化物粒子を含むスラリーを供給する工程と、酸化イットリウム粒子及びランタノイド系元素の酸化物粒子を噴射速度を400〜1000m/secにして基材上に噴射させる工程とを具備することを特徴とする製造方法である。   A method of manufacturing a component for a plasma device having an yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element formed by the impact sintering method of the present invention comprises: supplying a slurry containing oxide particles to a combustion flame; And a step of spraying oxide particles of a lanthanoid element at a spraying speed of 400 to 1000 m / sec onto the base material.

ここで、酸化イットリウム粒子及びランタノイド系元素の酸化物粒子の平均粒径は0.05〜5μmであることが好ましい。ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜の膜厚は10μm以上であることが好ましい。酸化イットリウム粒子及びランタノイド系元素の酸化物粒子を含むスラリーを燃焼フレーム炎の中心に供給することが好ましい。   Here, the average particle diameter of the yttrium oxide particles and the oxide particles of the lanthanoid element is preferably 0.05 to 5 μm. The film thickness of the yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element is preferably 10 μm or more. It is preferable to supply a slurry containing yttrium oxide particles and oxide particles of lanthanoid elements to the center of the combustion flame.

本発明のように、被膜形成時に平均粒径が5μm以下であって粒径が1μm以下である微粒子を含む供給粉末を溶融せずに堆積した衝撃焼結法を用いたランタン系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜によると、偏平状の溶融粒子が生じ難く、粒径が1μm以下の微粒子も堆積させることになり、微小空孔を減らし表面欠陥を低減することができる。   As in the present invention, an oxide of a lanthanum-based element using impact sintering, which is deposited without melting a supplied powder containing fine particles having an average particle size of 5 μm or less and a particle size of 1 μm or less at the time of film formation. According to the yttrium oxide film containing the above, it is difficult to form flat molten particles and to deposit fine particles having a particle size of 1 μm or less, thereby reducing microvoids and reducing surface defects.

被膜にLa,Ce,Sm,Dy,Gd,Er,Ybのランタノイド系元素の酸化物を含有した酸化イットリウム被膜は、酸化イットリウム単独の被膜に比べて、高密度化と表面の平滑化とを図ることができるため、被膜の内部欠陥を少なくすることができる。これにより、酸化イットリウム単独で構成される被膜に比べて膜の緻密化を向上させ、被膜を構成する酸化物の結晶構造の安定性が高くなるため、被膜の化学的安定性を向上することができ、耐プラズマ性及び耐食性を向上させることができる。   Yttrium oxide coatings containing oxides of lanthanide series elements such as La, Ce, Sm, Dy, Gd, Er, and Yb in the coating achieve higher density and surface smoothing than coatings with yttrium oxide alone As a result, internal defects in the coating can be reduced. As a result, the densification of the film is improved and the stability of the crystal structure of the oxide constituting the film is enhanced as compared with the film composed of yttrium oxide alone, so that the chemical stability of the film can be improved. It is possible to improve plasma resistance and corrosion resistance.

上記ランタノイド元素は金属単体、酸化物、Yとの複合酸化物、いずれででも好適に使用できる。好ましくは、酸化物または複合酸化物である。酸化物または複合酸化物であれば、より耐食性を向上させることが可能になる。The above-mentioned lanthanoid element can be suitably used in any of a simple metal, an oxide, and a composite oxide with Y 2 O 3 . Preferably, it is an oxide or a composite oxide. An oxide or a composite oxide can further improve the corrosion resistance.

このような酸化物被膜を、プラズマ放電を利用するプラズマ装置用部品に施すことによって、部品の耐プラズマ性を向上させることができ、パーティクルの発生量や不純物汚染量を抑制することができると共に、再生処理での薬液処理やブラスト処理で部材に腐食や変形等のダメージを与えないため、装置クリーニングや部品交換の回数を大幅に減らすことができる。パーティクル発生量の低減は、プラズマエッチング処理する各種の薄膜、さらにはそれを用いた素子や部品の歩留り向上に大きく寄与する。また、装置クリーニングや部品交換回数の低減は、生産性の向上ならびにエッチングコストや成膜コストの削減に大きく寄与する。   By applying such an oxide film to a plasma device component utilizing plasma discharge, the plasma resistance of the component can be improved, and the amount of particle generation and the amount of impurity contamination can be suppressed. The number of times of device cleaning and parts replacement can be significantly reduced because the members are not damaged by corrosion, deformation or the like in the chemical treatment or the blast treatment in the regeneration treatment. The reduction of the particle generation amount greatly contributes to the improvement of the yield of various thin films to be subjected to plasma etching, and elements and parts using the thin films. In addition, the reduction of the number of times of device cleaning and part replacement greatly contributes to the improvement of the productivity and the reduction of the etching cost and the film forming cost.

本発明によれば、部品から発生する微細なパーティクルの発生が安定的にかつ効果的に抑制され、頻繁な装置クリーニングや部品の交換などに伴う生産性の低下や部品コストの増加を抑制することができ、高集積化された半導体素子の製造にも適用可能であり、稼働率の改善によりエッチングや成膜コストの低減などを図ることも可能であるプラズマ装置用部品およびその製造方法を提供することができる。   According to the present invention, the generation of fine particles generated from parts is stably and effectively suppressed, and the reduction in productivity and the increase in parts cost accompanying frequent device cleaning, parts replacement, etc. are suppressed. A component for a plasma device, which is applicable to the manufacture of highly integrated semiconductor devices, and can also reduce the cost of etching and film formation by improving the operation rate, and a method of manufacturing the same. be able to.

本発明のプラズマ装置用部品の断面構造を概略的に図示した断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a cross-sectional structure of a plasma device component of the present invention. ランタノイド系酸化物を含む酸化イットリウム被膜の一例を示す顕微鏡組織図である。FIG. 5 is a microscopic view showing an example of a yttrium oxide film containing a lanthanoid oxide.

以下、本発明を実施するための形態について説明する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.

本発明の衝撃焼結法により形成された酸化イットリウム被膜を有するプラズマ装置用部品は、酸化イットリウム被膜に1〜8質量%のLa,Ce,Sm,Dy,Gd,Er,Ybから選択されたランタノイド系元素の酸化物を含有した被膜を有し、被膜の厚さが10μm以上であり、被膜の密度は90%以上であり、被膜の単位面積20μm×20μm中に存在する粒界が確認できる粒子の面積率が0〜80%である一方、粒界が確認できない粒子の面積率が20〜100%であることを特徴とするものである。   The component for a plasma device having an yttrium oxide film formed by the impact sintering method of the present invention is a lanthanoid selected from La, Ce, Sm, Dy, Gd, Er, Yb and 1 to 8% by mass on the yttrium oxide film. A film containing an oxide of a base element, having a film thickness of 10 μm or more, a film density of 90% or more, and particles in which grain boundaries present in a film unit area of 20 μm × 20 μm can be confirmed The area ratio of is 0 to 80%, while the area ratio of particles in which grain boundaries can not be confirmed is 20 to 100%.

図1に本発明に係るプラズマ装置用部品としての静電チャック用部品の一構成例を示す。図中、符号1はプラズマ装置用部品であり、2はランタノイド系元素の酸化物を含有した酸化イットリウム被膜、3は基材である。   FIG. 1 shows an example of the configuration of an electrostatic chuck component as a component for a plasma apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a component for a plasma apparatus, 2 is a yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element, and 3 is a substrate.

酸化イットリウムは単独でも塩素系プラズマアタック、フッ素系プラズマアタック、ラジカルアタック(例えば、活性なFラジカルやClラジカル)に強い耐性を有するが、耐食性を有するLa,Ce,Sm,Dy,Gd,Er,Ybから選択されるランタノイド系元素の酸化物を酸化イットリウムに1〜8質量%の割合で含有させた場合には、さらに耐食性を向上させることができる。   Yttrium oxide alone has strong resistance to chlorine-based plasma attack, fluorine-based plasma attack, and radical attack (for example, active F radical and Cl radical), but has corrosion resistance La, Ce, Sm, Dy, Gd, Er, When an oxide of a lanthanoid element selected from Yb is contained in yttrium oxide in a proportion of 1 to 8% by mass, the corrosion resistance can be further improved.

これらランタノイド系酸化物粒子は酸化イットリウム粒子を結合して粒子界強度を向上させるとともに、研磨仕上げ等において粒子段差を解消する効果を示し、また、被膜の体積抵抗率の調整も可能となる。このランタノイド系元素の酸化物の添加量が1質量%未満の場合、前記効果が十分に発揮されない。一方、添加量が8質量%を超えると、粒界層が厚くなり、被膜強度の低下を招くとともに、粒子段差が顕著となる。より好ましい添加量は2〜6質量%である。   These lanthanoid-based oxide particles bind yttrium oxide particles to improve the strength at the grain boundary, exhibit an effect of eliminating the particle level difference in polishing finish and the like, and it becomes possible to adjust the volume resistivity of the film. When the addition amount of the oxide of the lanthanoid element is less than 1% by mass, the above effect is not sufficiently exhibited. On the other hand, when the addition amount exceeds 8% by mass, the grain boundary layer becomes thick, which leads to a decrease in the film strength, and the particle level difference becomes remarkable. A more preferable addition amount is 2 to 6% by mass.

ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜は、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を有している。例えば、一般的な溶射法で成膜するとランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を溶かした状態で成膜される。そのため、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子は偏平状になっている。それに対し、本発明では被膜組織の単位面積20μm×20μm中に存在する粒界が確認できる粒子の面積率が0〜80%である一方、粒界が確認できない粒子の面積率が20〜100%であることを特徴としている。   The yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element has yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element. For example, when a film is formed by a general thermal spraying method, the film is formed in a state in which yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element are dissolved. Therefore, yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element are flat. On the other hand, in the present invention, while the area ratio of particles in which grain boundaries can be identified in a unit area of 20 μm × 20 μm of the coating structure is 0 to 80%, the area ratio of particles in which grain boundaries can not be identified is 20 to 100% It is characterized by being.

上記粒界が確認できるランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子は拡大写真により確認できる。例えば、走査型電子顕微鏡写真により5000倍の拡大写真を撮る。   The yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element which can confirm the grain boundaries can be confirmed by a magnified photograph. For example, a scanning electron micrograph is taken at 5000 × magnification.

図2にランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜の一例を示す図(拡大写真)を示した。図中、符号4は粒界が確認できない粒子であり、5は粒界が確認できる粒子である。 The figure (enlarged photograph) which shows an example of the yttrium oxide film containing the oxide of a lanthanoid type element in FIG. 2 was shown. In the figure, reference numeral 4 is a particle whose grain boundary can not be confirmed, and 5 is a particle whose grain boundary can be confirmed.

「粒界が確認できる粒子」は、個々の粒子の粒界がコントラストの差で確認できる。一方、「粒界が確認できない粒子」は、隣り合う粒子同士が結合して個々の粒子の粒界が確認できない。被膜組織の単位面積は20μm×20μmとした。また、この単位面積について任意の3ヵ所測定し、その平均値を「粒界が確認できる粒子」および「粒界が確認できないランタノイド系元素の酸化物を含む粒子」の面積率とする。図2では「粒界が確認できる粒子」の粒子群と「粒界が確認できない粒子」の粒子群が混在している状態である。   In the "particles whose grain boundaries can be identified", the grain boundaries of individual particles can be identified by the difference in contrast. On the other hand, in the “particles in which grain boundaries can not be confirmed”, adjacent particles are bonded to each other, and grain boundaries of individual particles can not be confirmed. The unit area of the coated tissue was 20 μm × 20 μm. Also, the unit area is measured at any three points, and the average value is defined as the area ratio of "particles whose grain boundaries can be confirmed" and "particles containing oxides of lanthanoid elements whose grain boundaries can not be confirmed". In FIG. 2, the particle group of "particles whose grain boundaries can be confirmed" and the particle group of "particles whose grain boundaries can not be confirmed" are mixed.

衝撃焼結法は、燃焼フレーム炎により粒子を噴射して成膜する被膜方法であり、粒子が高速度で衝突し、その衝突による粒子の破砕熱で焼結結合して被膜を形成する方法である。そのため、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜中の酸化イットリウム粒子は原料粉末の粒形状より破砕形状となった被膜が形成し易くなる傾向がある。   The impact sintering method is a coating method in which particles are jetted to form a film by a combustion flame, and the particles collide at a high speed, and sinter bond by the heat of crushing of the particles due to the collision to form a film. is there. Therefore, the yttrium oxide particles in the yttrium oxide coating containing the oxide of the lanthanoid element tend to form a coating having a fractured shape more easily than the particle shape of the raw material powder.

また、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子の噴射速度を高速度に制御し粒子が堆積し始める臨界速度以上に加速することにより、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を溶融させずに成膜することができ、原料粉末の粒形状をほぼ維持した膜密度の高いランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜を得ることができる。衝撃焼結法は、高速噴射が可能であるため、「粒界が確認できる粒子」と「粒界が確認できない粒子」が混在した組織が得やすい。   In addition, the yttrium oxide particles containing the oxide of the lanthanoid element are melted by controlling the injection speed of the yttrium oxide particles containing the oxide of the lanthanoid element to a high speed and accelerating the particle velocity to a critical speed or more at which the particle starts to deposit. It is possible to obtain a yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid-based element with a high film density, which can maintain the particle shape of the raw material powder without forming a film. In the impact sintering method, since high-speed injection is possible, it is easy to obtain a structure in which "particles whose grain boundaries can be confirmed" and "particles whose grain boundaries can not be confirmed" are mixed.

「粒界が確認できる粒子」と「粒界が確認できない粒子」との面積率の合計を100%としたとき、「粒界が確認できる粒子」の面積率が0〜80%である一方、「粒界が確認できない粒子」の面積率が20〜100%であることが重要である。   Assuming that the total of the area ratio of "particles whose grain boundaries can be confirmed" and "particles whose grain boundaries can not be confirmed" is 100%, while the area ratio of "particles whose grain boundaries can be confirmed" is 0 to 80%, It is important that the area ratio of "particles whose grain boundaries can not be confirmed" is 20 to 100%.

衝撃焼結法は、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を高速噴射し、基材に衝突する際の破壊熱で粒子を堆積していく成膜方法である。破壊熱による堆積の際にランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子が熱により結合することにより粒界が確認できないランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子が形成される。   The impact sintering method is a film forming method in which yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element are jetted at high speed, and the particles are deposited by destructive heat when colliding with a substrate. Yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element are thermally bonded during deposition by heat of destruction, whereby yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element whose grain boundaries can not be identified are formed.

また、高速噴射を実施することにより、溶射のように原料粉末を溶解して噴射しないため、原料粉末としてのランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子の粉末形状を維持した状態で堆積できる。そのため、膜内部の応力が発生せず、緻密で結合力が強い被膜を形成することができる。   In addition, since the raw material powder is melted and not jetted by performing high-speed injection, deposition can be performed while maintaining the powder shape of yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element as the raw material powder. Therefore, no stress is generated inside the film, and a dense film having a strong bonding force can be formed.

「粒界が確認できる粒子」の面積率が80%を超えると、衝撃による破壊熱が不十分であるため、堆積において急激な冷却状態となり膜の低密度化や結合力が低下し、場合によってはクラックが発生する。「粒界が確認できる粒子」の面積率は0〜50%が好ましい。このことは、「粒界が確認できない粒子」の面積率が50〜100%の範囲が好ましいことを意味する。   If the area ratio of "particles whose grain boundaries can be confirmed" exceeds 80%, the heat of destruction due to impact is insufficient, and the deposition is rapidly cooled during deposition, resulting in a decrease in film density and bonding strength, and in some cases Cracks occur. The area ratio of "particles whose grain boundaries can be confirmed" is preferably 0 to 50%. This means that the area ratio of "particles whose grain boundaries can not be confirmed" is preferably in the range of 50 to 100%.

また、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜の厚さは10μm以上が必要である。被膜厚さが10μm未満では、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜を設ける効果が十分得られず、却って膜はがれの原因となる恐れがある。   Further, the thickness of the yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element is required to be 10 μm or more. If the film thickness is less than 10 μm, the effect of providing a yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element can not be sufficiently obtained, and on the contrary, the film may be a cause of peeling.

上記ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜の厚さの上限は特に限定されるものではないが、過度に厚くしてもそれ以上の効果が得られず、またコストアップの要因ともなる。そのため、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜の厚さは10〜200μmの範囲であり、より好ましい範囲は50〜150μmである。   The upper limit of the thickness of the yttrium oxide film containing an oxide of the above-mentioned lanthanoid element is not particularly limited, but even if it is excessively thick, no further effect can be obtained, and it also causes a cost increase. Therefore, the thickness of the yttrium oxide film containing the oxide of the lanthanoid element is in the range of 10 to 200 μm, and the more preferable range is 50 to 150 μm.

また、被膜の密度は90%以上が必要である。被膜の密度とは気孔率の反対の用語であり、密度が90%以上とは、気孔率が10%以下と同じ意味である。   Also, the density of the coating needs to be 90% or more. The density of the film is the opposite term of the porosity, and the density of 90% or more has the same meaning as the porosity of 10% or less.

膜密度の測定方法は、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜を膜厚方向に断面組織写真を光学顕微鏡により500倍の拡大写真を撮り、そこに写る気孔の面積率を算出する。具体的には、
「膜密度(%)=100−気孔の面積率」
の算式により被膜密度を算出する。この被膜密度の算出に際しては、組織の単位面積200μm×200μmの面積について分析するものとする。なお、被膜の厚さが薄いときは、合計の単位面積が200μm×200μmとなるまで複数個所測定するものとする。
The film density is measured by taking a 500 × magnified photo of an yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element in the film thickness direction with an optical microscope and calculating the area ratio of pores taken there. In particular,
"Film density (%) = 100-area ratio of pores"
The coating density is calculated by the following equation. When calculating the film density, the area of a unit area of 200 μm × 200 μm of tissue is analyzed. In addition, when the thickness of a film is thin, it shall measure in multiple places until the unit area of a sum becomes 200 micrometers x 200 micrometers.

被膜密度は90%以上、より好ましくは95%以上、さらには99%以上100%以下であることが好ましい。   The film density is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and still more preferably 99% or more and 100% or less.

ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜中に気孔(ボイド)が多く存在すると、その気孔からプラズマアタックなどの浸食が進行してランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜の寿命を低下させる。特にランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜表面に気孔が少ないことが重要である。   When a large number of pores (voids) exist in the yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element, erosion such as plasma attack proceeds from the pore and the life of the yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element is reduced. . In particular, it is important that the surface of the yttrium oxide film containing the oxide of the lanthanoid element has few pores.

また、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜の表面粗さは、研磨処理によってRa0.5μm以下の表面粗さにすることが好ましい。研磨加工後の表面粗さがRa0.5μm以下になると、ウェーハが誘電体層と密着してエッチングの均一性が向上する。一方、研磨加工後の表面粗さがRa0.5μmを超えると、ウェーハが変形して密着性が低下し、エッチング性が不均一となるとともに、パーティクルが発生し易くなる難点がある。   The surface roughness of the yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element is preferably set to a surface roughness of Ra 0.5 μm or less by polishing treatment. When the surface roughness after polishing is not more than 0.5 μm, the wafer is in close contact with the dielectric layer, and the etching uniformity is improved. On the other hand, when the surface roughness after polishing exceeds Ra 0.5 μm, the wafer is deformed and the adhesion is lowered, the etching property is not uniform, and particles are easily generated.

また、粒界を確認できるランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子の平均粒径は2μm以下、粒界が確認できないランタン系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を含めた全体のランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子の平均粒径は5μm以下であることが好ましい。   In addition, the average particle diameter of the yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element which can confirm the grain boundary is 2 μm or less, and the whole lanthanoid element including the yttrium oxide particle containing an oxide of a lanthanum element whose grain boundary can not be confirmed. It is preferable that the average particle diameter of the yttrium oxide particles containing oxides of 5 or less is 5 μm or less.

後述するように衝撃焼結法を用いる原料粉末としてのランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粉末は平均粒径が0.05〜5μmの範囲であることが好ましい。原料粉末としてのランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子の平均粒径が5μmを超えると、粒子が衝突した際に破砕されずに飛び散って被膜が形成され難くなり、さらに粒子自体のブラスト作用により被膜にダメージを与えてクラックが発生する恐れがある。   It is preferable that the yttrium oxide powder containing the oxide of the lanthanoid type element as a raw material powder which uses an impact-sintering method so that it may mention later has an average particle diameter in the range of 0.05-5 micrometers. When the average particle diameter of the yttrium oxide particles containing the oxide of the lanthanoid element as the raw material powder exceeds 5 μm, the particles are not crushed when they collide, and it becomes difficult to form a film, and further the blast action of the particles themselves As a result, the coating may be damaged and a crack may occur.

また、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子が5μm以下になると、微粒子が衝突した際に破砕が適度に進行して破砕による発熱で粒子結合が助長されて被膜が形成され易くなる。その形成された被膜は、粒子間の結合力が大きく、プラズマアタック及びラジカルアタックによる損耗が低減してパーティクル発生量が少なくなり、耐プラズマ性が向上する。   In addition, when the yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element become 5 μm or less, the crushing proceeds appropriately when the fine particles collide, and the heat generation due to the crushing promotes particle bonding to easily form a film. The formed film has a large bonding force between particles, reduces wear by plasma attack and radical attack, reduces particle generation amount, and improves plasma resistance.

粒子の粒径のより好ましい値は、0.05μm以上3μm以下であるが、0.05μm未満となると、粒子の破砕が進行し難くなり、被膜として形成されるものの、低密度の被膜となって耐プラズマ性及び耐食性が低下するため、微粒子粒径の適用範囲は0.05〜5μmであることが好ましい。ただし、0.05μm未満の微粒子がランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子全体の5%未満であれば、被膜形成が悪化しないため、0.05μm未満の微粒子を含有した粉末を使用しても構わない。   A more preferable value of the particle diameter of the particles is 0.05 μm or more and 3 μm or less, but when it is less than 0.05 μm, the particle crushing becomes difficult to progress, and although it is formed as a film, it becomes a low density film The application range of the particle size of the fine particles is preferably 0.05 to 5 μm because the plasma resistance and the corrosion resistance decrease. However, if the fine particles less than 0.05 μm are less than 5% of the whole yttrium oxide particles containing the oxide of the lanthanoid element, the film formation does not deteriorate, so a powder containing fine particles less than 0.05 μm is used I don't care.

平均粒径の求め方は、図2のような拡大写真を使って行うものとする。粒界が確認できる粒子は、写真に写る個々の粒子においてもっとも長い対角線を粒径とする。粒界が確認できない粒子は、個々の粒子の仮説円を使ってその直径を粒径とする。この作業をそれぞれ50粒、合計100粒子について行いその平均値を平均粒径とする。   The average particle diameter is determined using a magnified image as shown in FIG. Grains whose grain boundaries can be identified have the longest diagonal in the individual grains shown in the photograph as the grain size. For particles whose grain boundaries can not be identified, their diameter is taken as the particle size using the hypothetical circle of each particle. This operation is performed for each of 50 particles and 100 particles in total, and the average value thereof is taken as an average particle diameter.

また、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜をXRD分析(X線回折分析)したとき、立方晶(cubic)の最強ピークIcに対する単斜晶(monoclinic)の最強ピークImの比(Im/Ic)が0.2〜0.6であることが好ましい。   In addition, when a yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element is subjected to XRD analysis (X-ray diffraction analysis), the ratio (Im /) of the strongest peak Im of monoclinic crystal to the strongest peak Ic of cubic crystal (Im / It is preferable that Ic) is 0.2-0.6.

上記XRD分析は、2θ法、Cuターゲット、管電圧40kV、管電流40mAで行うものとする。立方晶の最強ピークは、28〜30°の間に検出される一方、単斜晶の最強ピークは30〜33°の間に検出される。通常、市販されている酸化イットリウム粒子は立方晶である。衝撃焼結法の破壊熱により単斜晶に変化し、単斜晶が増加すると耐プラズマ性が向上するため、単斜晶が増加することは好ましい。   The said XRD analysis shall be performed by 2 theta method, Cu target, 40 kV of tube voltages, and 40 mA of tube currents. The strongest peak of cubic crystals is detected between 28-30 °, while the strongest peak of monoclinic crystals is detected between 30-33 °. Generally, commercially available yttrium oxide particles are cubic. It is preferable that monoclinic crystals increase because it changes to monoclinic crystals by the fracture heat of the impact sintering method and the plasma resistance improves as the monoclinic crystals increase.

次に、本発明のプラズマ装置用部品の製造方法について説明する。   Next, a method of manufacturing a plasma device component according to the present invention will be described.

本発明の衝撃焼結法によりランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜を形成したプラズマ装置用部品の製造方法は、燃焼フレーム炎にランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を含むスラリーを供給する工程と、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を、噴射速度を400〜1000m/secにして基材上に噴射させる工程とを具備することを特徴とするものである。   The manufacturing method of a component for a plasma device having an yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element formed by the impact sintering method of the present invention comprises: preparing a slurry containing yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element in a combustion flame. And a step of supplying yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element at a jet speed of 400 to 1000 m / sec onto the substrate.

また、上記ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子の平均粒径は0.05〜5μmであることが好ましい。さらに、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子の膜厚は10μm以上であることが好ましい。ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を含むスラリーは燃焼フレーム炎の中心に供給することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the average particle diameter of the yttrium oxide particle containing the oxide of the said lanthanoid type element is 0.05-5 micrometers. Furthermore, the film thickness of yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element is preferably 10 μm or more. The slurry containing yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element is preferably supplied to the center of the combustion flame.

衝撃焼結法は、燃焼フレーム炎中に、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を含むスラリーを供給してランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を高速噴射させる成膜方法である。   The impact sintering method is a film forming method in which a slurry containing yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element is supplied into a combustion flame to rapidly spray yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element. .

衝撃焼結法を実施する成膜装置は、燃焼源を供給する燃焼源供給口と、そこに接続された燃焼室とを具備している。燃焼室で燃焼源を燃焼させることにより、燃焼フレーム口に燃焼フレーム炎を発生させる。燃焼フレーム炎の近傍にはスラリー供給口が配置されており、スラリー供給口から供給されたランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子スラリーは燃焼フレーム炎からノズルを介して基材に噴射され成膜されていく。   The film forming apparatus for carrying out the impact sintering method includes a combustion source supply port for supplying a combustion source, and a combustion chamber connected thereto. The combustion flame is generated at the combustion flame port by burning the combustion source in the combustion chamber. A slurry supply port is disposed in the vicinity of the combustion flame, and the yttrium oxide particle slurry containing the oxide of the lanthanoid element supplied from the slurry supply port is sprayed from the combustion flame onto the substrate through the nozzle. It will be filmed.

燃焼源は、酸素、アセチレン、灯油などが使用され、必要に応じ2種以上を用いてもよい。さらに、燃焼フレームの温度は、成膜するランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子の沸点未満となるよう、燃焼源の配合比や冷却ガスの投入量などの燃焼条件の調整を行なう。   As the combustion source, oxygen, acetylene, kerosene or the like may be used, and two or more may be used as needed. Furthermore, the combustion conditions such as the blending ratio of the combustion source and the input amount of the cooling gas are adjusted so that the temperature of the combustion flame is less than the boiling point of the yttrium oxide particles containing the oxide of the lanthanoid element to be formed.

燃焼フレームの温度が原料粒子の沸点以上となる場合は、高速噴射といえども、スラリーとして供給するランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子が蒸発、分解あるいは溶融してしまい、堆積しないか、または堆積しても溶射と同様の形態となってしまう。   If the temperature of the combustion flame is higher than the boiling point of the raw material particles, the yttrium oxide particles containing the oxide of the lanthanoid element supplied as a slurry may evaporate, decompose or melt even if high-speed injection, and do not deposit Or even if it deposits it will be in the same form as thermal spraying.

衝撃焼結法によりランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜を形成する場合、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子の噴射速度が400m/sec以上1000m/sec以下の範囲であることが好ましい。噴射速度が400m/sec未満と遅いと粒子が衝突した際の粉砕が不十分となり膜密度が高い被膜が得られない恐れがある。また、噴射速度が1000m/secを超えると、衝突力が過大になり、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子によるブラスト効果が生じ易く、目的とする膜が得られ難い。   In the case of forming an yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element by impact sintering, the ejection velocity of the yttrium oxide particles containing an oxide of the lanthanoid element is in the range of 400 m / sec to 1000 m / sec. preferable. If the jet speed is less than 400 m / sec, the pulverization at the time of collision of the particles may be insufficient and a film having a high film density may not be obtained. In addition, when the injection speed exceeds 1000 m / sec, the collision force becomes excessive, the blasting effect by the yttrium oxide particles containing the oxide of the lanthanoid element tends to be generated, and it is difficult to obtain the target film.

ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子スラリーをスラリー供給口に投入する場合、スラリーが燃焼フレーム炎の中心に噴射されるように供給することが好ましい。   When an yttrium oxide particle slurry containing an oxide of a lanthanoid element is introduced into the slurry supply port, it is preferable to supply the slurry so that the slurry is injected into the center of the combustion flame.

燃焼フレーム炎の外側に酸化イットリウム粒子スラリーを供給すると噴射速度が安定しない。一部のランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子は燃焼フレーム炎の外側で噴射され、一部は中心まで到達してから噴射される。同じ燃焼フレーム炎でも外側と内側とでは燃焼温度が若干異なる。可及的に同じ温度条件および同じ噴射速度で成膜することにより、「粒界が確認できる粒子」と「粒界が確認できない粒子」とから成る組織の制御が可能となる。   When the yttrium oxide particle slurry is supplied to the outside of the combustion flame, the injection speed is not stable. Yttrium oxide particles containing oxides of some lanthanoid elements are injected outside the combustion flame, and some are injected after reaching the center. Even with the same combustion flame, the combustion temperature is slightly different between the outside and the inside. By forming the film under the same temperature condition and the same injection speed as much as possible, it is possible to control the structure composed of "particles whose grain boundaries can be confirmed" and "particles whose grain boundaries can not be confirmed".

衝撃焼結法は、燃焼フレーム炎により粒子を噴射して成膜する被膜方法であり、粒子が高速度で衝突し、その衝突による粒子の破砕熱で焼結結合して被膜を形成する方法である。そのため、被膜中のランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子は原料粉末の粒形状より破砕形状となった被膜が形成し易くなる傾向がある。   The impact sintering method is a coating method in which particles are jetted to form a film by a combustion flame, and the particles collide at a high speed, and sinter bond by the heat of crushing of the particles due to the collision to form a film. is there. Therefore, the yttrium oxide particles containing the oxide of the lanthanoid element in the film tend to form a film having a fractured shape more easily than the particle shape of the raw material powder.

また、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子の噴射速度を高速に制御し粒子が堆積し始める臨界速度以上に加速することにより、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を溶融させずに成膜することができ、膜密度の高いランタン系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜を得ることができる。衝撃焼結法は、高速噴射が可能であるため「粒界が確認できない粒子」が得やすい。本発明のように粒界が確認できる粒子の面積率が0〜80%である一方、粒界が確認できない粒子の面積率が20〜100%であるランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜を効率的に得ることができる。   In addition, the yttrium oxide particles containing the oxide of the lanthanoid element are not melted by controlling the injection speed of the yttrium oxide particle containing the oxide of the lanthanoid element at high speed and accelerating the particle velocity to a critical speed or more at which the particle starts to deposit. It is possible to obtain an yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanum-based element having a high film density. In the impact sintering method, high-speed injection is possible, so it is easy to obtain “particles in which grain boundaries can not be confirmed”. A yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element having an area ratio of particles in which grain boundaries can be confirmed as in the present invention is 0 to 80%, while an area ratio of particles in which grain boundaries can not be confirmed is 20 to 100%. Can be obtained efficiently.

また、「粒界が確認できる粒子」および「粒界が確認できない粒子」の生成割合の制御方法として、ノズルから基材までの噴射距離Lを調整することも効果的である。前述のように衝撃焼結法は、燃焼フレーム炎を使用してランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を高速噴射し、衝突時の粒子の破壊熱を利用して焼結結合して堆積させる方法である。   Moreover, it is also effective to adjust the injection distance L from a nozzle to a base material as a control method of the generation ratio of "particles in which grain boundaries can be confirmed" and "particles in which grain boundaries can not be confirmed". As described above, the impact sintering method sprays yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element at a high speed using a combustion flame and deposits by sinter bonding using the heat of fracture of particles at collision. It is a way to

一旦、燃焼フレーム炎で温められたランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を溶融した偏平形状とさせずに成膜するには、噴射距離Lを100〜400mmに調整することが好ましい。噴射距離Lが100mm未満では、距離が近すぎてランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子が破砕されずに焼結結合した被膜が得られ難くなる。一方、噴射距離Lが400mmを超えると、離れすぎているため衝撃力が弱くなり目的とするランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜が得られ難い。前述の噴射速度や原料粉末としてのランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子サイズを制御することにより、溶融・未溶融の組織が制御できる。好ましくは、噴射距離Lは100〜200mmである。   It is preferable to adjust the injection distance L to 100 to 400 mm in order to form a film without forming the yttrium oxide particles containing the oxide of the lanthanoid-based element, which has been warmed once by the combustion flame, into a molten flat shape. If the injection distance L is less than 100 mm, the distance is too short to obtain a sintered-bonded film without crushing of the yttrium oxide particles containing the oxide of the lanthanoid element. On the other hand, if the injection distance L exceeds 400 mm, the impact force becomes weak because the distance is too large, and it is difficult to obtain an yttrium oxide film containing the target oxide of a lanthanoid element. By controlling the above-described injection speed and the yttrium oxide particle size containing the oxide of the lanthanoid element as the raw material powder, it is possible to control the melted and unmelted structure. Preferably, the injection distance L is 100 to 200 mm.

ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子スラリーは、原料粉末として平均粒径が0.05〜5μmであるランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を含有するスラリーが好ましい。スラリー化するための溶媒は、メチルアルコールやエチルアルコールなどの比較的揮発し易い溶媒が好ましい。   The yttrium oxide particle slurry containing an oxide of a lanthanoid element is preferably a slurry containing yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element having an average particle diameter of 0.05 to 5 μm as a raw material powder. The solvent for slurrying is preferably a relatively volatile solvent such as methyl alcohol or ethyl alcohol.

ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子は、十分粉砕して粗大粒子が無い状態にしてから溶媒と混合することが好ましい。例えば、粒径が20μm以上の粗大粒子があると均一な膜を得にくくなる。また、スラリー中の酸化イットリウム粒子は30〜80vol%が好ましい。適度な流動性を有するスラリーである方が供給口への供給がスムーズとなり、供給量が安定するため均一な膜が得られる。   The yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element are preferably sufficiently pulverized to be free from coarse particles and then mixed with a solvent. For example, when there are coarse particles having a particle size of 20 μm or more, it becomes difficult to obtain a uniform film. Moreover, as for the yttrium oxide particle | grains in a slurry, 30-80 vol% is preferable. If the slurry has appropriate fluidity, the supply to the supply port becomes smoother and the supply amount is stabilized, so that a uniform film can be obtained.

このような衝撃焼結法を用いれば、原料粉末(ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子スラリー)の結晶構造は単斜晶に変化させたランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜を構成することができる。例えば、酸化イットリウムは常温では立方晶である。燃焼フレーム炎のような高温に晒されると結晶構造が変化するが、衝撃焼結法は高速噴射できるので単斜晶に変化させて耐プラズマ性の高いランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜を構成することができる。   If such an impact sintering method is used, the crystal structure of the raw material powder (yttrium oxide particle slurry containing the oxide of the lanthanoid element) is a yttrium oxide film containing the oxide of the lanthanoid element which has been changed to monoclinic crystal. It can be configured. For example, yttrium oxide is cubic at normal temperature. The crystal structure changes when exposed to high temperatures such as combustion flames, but since the impact sintering method can be jetted at high speed, it is converted to a monoclinic crystal and a yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element having high plasma resistance. Can be configured.

上記構成によれば、プラズマエッチング装置用部品における耐プラズマ性が著しく向上し、パーティクル低減と不純物汚染の低減、さらに部品使用の長寿命化を可能とする。このため、このようなプラズマエッチング装置用部品を用いたプラズマエッチング装置であれば、プラズマエッチング工程中におけるパーティクルの発生および部品交換回数の低減が可能となる。   According to the above configuration, the plasma resistance of the plasma etching apparatus component is significantly improved, and particle reduction, impurity contamination reduction, and component life extension can be achieved. Therefore, with a plasma etching apparatus using such a component for a plasma etching apparatus, generation of particles during the plasma etching process and reduction of the number of parts replacement can be achieved.

また、衝撃焼結法により粒子を高速で吹付け、その衝突エネルギーで粒子を堆積しているため、構成部品に被膜を堆積する場合にはブラスト処理が不要となり、ブラスト材の残留や表面欠陥の発生が無いことにより、被膜の密着性が向上している。これは、粒子の高速衝突で構成部品の表面酸化被膜が破壊され、活性面が露出したことにより、部品表面に直接被膜が形成され、その後の粒子衝突によって粒子破壊による発熱で粒子間において接合が起こり、被膜として形成されるものと考えられる。   In addition, since the particles are sprayed at a high speed by impact sintering and the particles are deposited by the collision energy, no blasting is necessary when depositing a film on the component, and residual of the blast material and surface defects The absence of generation improves the adhesion of the film. This is because the surface oxide film of the component is destroyed by high-speed collision of particles and the active surface is exposed, so that a film is directly formed on the surface of the component, and the particle collision is caused by the subsequent particle collision. It is believed to occur and to form as a film.

したがって、部品上に堆積する酸化イットリウム被膜の剥離によるパーティクルの発生を効果的に抑制することができると共に、装置クリーニングや部品交換の回数を大幅に減少させることができる。また、パーティクル発生量の低減は、半導体製造装置でエッチングや成膜する各種の薄膜、さらにはそれを用いた素子や部品の歩留り向上に大きく寄与する。また、装置クリーニングや部品交換回数の低減、ブラスト処理の不要化による部品の使用寿命の延長は、生産性の向上ならびにエッチングコストの削減に大きく寄与する。   Therefore, the generation of particles due to the peeling of the yttrium oxide film deposited on the part can be effectively suppressed, and the number of device cleaning and part replacement can be significantly reduced. In addition, the reduction of the particle generation amount greatly contributes to the improvement of the yield of various thin films to be etched or formed by a semiconductor manufacturing apparatus, and elements and parts using the thin films. In addition, the reduction of the number of times of device cleaning and parts replacement, and the extension of the service life of parts by eliminating the need for blasting greatly contribute to the improvement of productivity and the reduction of etching cost.

以下、本発明の実施形態について以下の実施例を参照して、より詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

(実施例1〜8および比較例1)
燃焼フレーム型噴射装置を用いて衝撃焼結法により、アルミナ製基材(300mm×3mm)上に、表1に示す条件で酸化イットリウムに各種の酸化物セラミックスを添加して被膜を形成してプラズマ装置用部品とした。酸化イットリウム粒子及び他の酸化物粒子スラリーの溶媒はいずれもエチルアルコールとした。また、用いる原料粉末はいずれも純度が99.9%以上である高純度酸化物粒子を使用した。また、原料粉末としてのY粒子は立方晶であり、十分な粉砕および篩分けにより10μmを超える粗大粒子がない原料粉末を使用した。
(Examples 1 to 8 and Comparative Example 1)
Various oxide ceramics are added to yttrium oxide under the conditions shown in Table 1 on an alumina base (300 mm × 3 mm) by impact sintering using a combustion flame type injection apparatus to form a plasma Equipment parts. The solvent of the yttrium oxide particles and the slurry of the other oxide particles was all ethyl alcohol. Moreover, as for the raw material powder to be used, high purity oxide particles having a purity of 99.9% or more were used. Further, Y 2 O 3 particles as the raw material powder is cubic, using raw material powder no coarse particles of more than 10μm by sufficient grinding and sieving.

また、比較例1は平均粒径が14μmである酸化イットリウム粉末を原料として、プラズマ溶射法により成膜したものである。

Figure 0006526568
Further, Comparative Example 1 is a film formed by plasma spraying using yttrium oxide powder having an average particle diameter of 14 μm as a raw material.
Figure 0006526568

次に各実施例および比較例において形成した各酸化イットリウム被膜について、膜密度、粒界が確認できる粒子の面積比、粒界が確認できない粒子の面積比、各酸化イットリウム被膜中の粒界が確認できる粒子の平均粒径および結晶構造を分析した。   Next, for each yttrium oxide film formed in each example and comparative example, the film density, the area ratio of particles in which grain boundaries can be confirmed, the area ratio of particles in which grain boundaries can not be confirmed, and grain boundaries in each yttrium oxide film are confirmed The average particle size and crystal structure of the resulting particles were analyzed.

膜密度は、膜断面の合計の単位面積が200μm×200μmとなるように拡大写真(500倍)を撮り、そこに写る気孔の割合から求めた。また、粒界が確認できる粒子および粒界が確認できない粒子の面積比は、被膜表面における単位面積20μm×20μmの拡大写真(倍率5000倍)を撮り、酸化イットリウム粒子1個の粒界の分かるものを「粒界が確認できる粒子」、粒界が結合して分からないものを「粒界が確認できない粒子」として面積比を求めた。この作業を任意の3ヵ所について行い、その平均値を「粒界が確認できる粒子」および「粒界が確認できない粒子」の面積比(%)とした。また、同じ拡大写真を使用して「粒界が確認できる粒子」の平均粒径を求めた。   The film density was determined from the ratio of pores captured in an enlarged photograph (500 ×) such that the total unit area of the film cross section was 200 μm × 200 μm. In addition, the area ratio of particles in which grain boundaries can be confirmed and particles in which grain boundaries can not be confirmed is an enlarged photograph (5000 × magnification) of a unit area of 20 μm × 20 μm on the film surface, and grain boundaries of one yttrium oxide particle are known The area ratio was determined as “particles in which grain boundaries can be identified” and particles in which grain boundaries are combined and not understood as “particles in which grain boundaries can not be identified”. This work was carried out at any three places, and the average value was defined as the area ratio (%) of "particles in which grain boundaries can be identified" and "particles in which grain boundaries can not be identified". In addition, the same enlarged photograph was used to determine the average particle size of "particles whose grain boundaries can be confirmed".

また、XRD分析法により結晶構造を調査した。XRD分析はCuターゲットを使用し管電圧40kV、管電流40mAの条件で実施し、立方晶の最強ピークIcに対する単斜晶の最強ピークImの比(Im/Ic)を調査した。その結果を下記表2に示す。

Figure 0006526568
The crystal structure was also investigated by XRD analysis. The XRD analysis was performed using a Cu target at a tube voltage of 40 kV and a tube current of 40 mA, and the ratio (Im / Ic) of the monoclinic strongest peak Im to the cubic strongest peak Ic was investigated. The results are shown in Table 2 below.
Figure 0006526568

上記表2に示す結果から明らかなように、各実施例に係るランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜は膜密度が高く、「粒界が確認できる粒子」の割合(面積比)が0〜80%の範囲内であった。また、衝撃焼結法を用いることにより原料粉末のサイズより、やや小さい粒子となっていた。また、必要以上に溶融されていないので結晶構造も原料粉末と同じであった。   As is clear from the results shown in Table 2 above, the yttrium oxide film containing the oxide of the lanthanoid element according to each example has a high film density, and the ratio (area ratio) of "particles in which grain boundaries can be confirmed" is 0. Within the range of -80%. In addition, by using the impact sintering method, the particles were slightly smaller than the size of the raw material powder. Moreover, since it was not melted more than necessary, the crystal structure was also the same as the raw material powder.

また、実施例1〜8における酸化イットリウム被膜の表面粗さRaは、いずれも0.5μm以下であった。また、比較例1における被膜の表面粗さRaは3.1μmであった。   Moreover, as for surface roughness Ra of the yttrium oxide film in Examples 1-8, all were 0.5 micrometer or less. Moreover, surface roughness Ra of the film in the comparative example 1 was 3.1 micrometers.

次に、各実施例および比較例に係るプラズマエッチング装置用部品を、プラズマエッチング装置内に配置し、CF(50sccm)+O(20sccm)+Ar(50sccm)の混合エッチングガスに晒した。エッチングチャンバー内を10mTorrに設定し、出力300W(バイアス100W)として、2時間連続稼働させた後に、各酸化イットリウム被膜に対して、ピーリング評価として、テープ引き剥がし法による脱落付着粒子の付着面積率を測定した。具体的には、各酸化イットリウム被膜に導電性カーボンテープを貼り付けた後にテープを剥がし、テープをSEM観察して125μm×95μmの視野に存在する各酸化イットリウム粒子の面積を測定した。また、前記試験を実施する前後における部品の重量変化を測定し、単位面積当りの重量減少を求めた。その結果を下記表3に示す。

Figure 0006526568
Next, components for a plasma etching apparatus according to each example and comparative example were placed in a plasma etching apparatus and exposed to a mixed etching gas of CF 4 (50 sccm) + O 2 (20 sccm) + Ar (50 sccm). After setting the inside of the etching chamber to 10 mTorr and operating continuously for 2 hours with an output of 300 W (bias 100 W), the adhesion area ratio of falling off adhering particles by the tape peeling method is evaluated as peeling evaluation for each yttrium oxide film. It was measured. Specifically, a conductive carbon tape was attached to each yttrium oxide film, and then the tape was peeled off, and the tape was subjected to SEM observation to measure the area of each yttrium oxide particle present in the 125 μm × 95 μm field of view. Moreover, the weight change of components before and after conducting the said test was measured, and the weight loss per unit area was calculated | required. The results are shown in Table 3 below.
Figure 0006526568

また各酸化イットリウム被膜の体積抵抗率を、室温(25℃)にて、4端子法(JIS K 7194準拠)により測定した結果、1.2〜1.5X1012Ω・cmの範囲であった。Moreover, as a result of measuring the volume resistivity of each yttrium oxide film by a four-terminal method (JIS K 7194 conformity) at room temperature (25 ° C.), it was in the range of 1.2 to 1.5 × 10 12 Ω · cm.

前記表3に示す結果から明らかなように、各実施例に係るプラズマ装置用部品は、プラズマアタックおよびラジカルアタックに対して強い耐性を有することが判明した。プラズマアタックおよびラジカルアタックに対して強い耐性を有するということは、ドライエッチング装置に用いた場合にパーティクルの発生を効果的に抑制できることを意味するものである。これらの効果は、酸化イットリウムにランタン系酸化物を添加した場合にさらに向上している。   As is clear from the results shown in Table 3, it was found that the parts for plasma apparatus according to each example had high resistance to plasma attack and radical attack. Having high resistance to plasma attack and radical attack means that generation of particles can be effectively suppressed when used in a dry etching apparatus. These effects are further improved when a lanthanum-based oxide is added to yttrium oxide.

以上の実施例では基材がアルミナセラミックスから成る場合で例示しているが、金属製の基材を使用した場合においても同等の効果が発揮されることが実験により確認されている。   In the above examples, although the case where the substrate is made of alumina ceramic is exemplified, it is confirmed by experiments that the same effect is exhibited even when a metal substrate is used.

以上説明したように、本発明に係るプラズマ装置用部品によれば、構成部品から発生するパーティクルを安定的にかつ効果的に防止できる。また、腐食性ガスの活性ラジカルに対する被膜の腐食が抑制されるため、被膜からのパーティクル発生防止が可能となり、腐食生成物の低減とともに、脱落防止によるパーティクル発生の抑制が可能となる。したがって、プラズマ装置用部品のクリーニングや部品の交換回数を削減することができる。   As described above, according to the component for a plasma device of the present invention, particles generated from the component can be stably and effectively prevented. Further, since the corrosion of the film to active radicals of the corrosive gas is suppressed, the generation of particles from the film can be prevented, and the generation of particles due to the fall-off prevention can be suppressed together with the reduction of corrosion products. Therefore, the number of times of cleaning of parts for plasma apparatus and replacement of parts can be reduced.

1…プラズマ処理装置用部品
2…ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜
3…基材
4…粒界が確認できないランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子
5…粒界が確認できるランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子
1: Component for plasma processing apparatus 2. Yttrium oxide film containing oxide of lanthanoid element 3. Base material 4: Yttrium oxide particle 5 containing oxide of lanthanoid element 5. No grain boundary can be confirmed. Oxide particles containing oxides of rare earth elements

Claims (16)

基材が金属またはセラミックスから成り、この基材上の最表面には、膜厚が10〜200μmであり、膜密度が90%以上であり、単位面積20μm×20μm中に存在する粒界が確認できる粒子の面積率が5〜80%である一方、粒界が確認できない粒子の面積率が20〜95%であるランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜を有しており、この酸化イットリウム被膜は、La,Ce,Sm,Dy,Gd,Er,Ybから成るランタノイド系元素から選択された少なくとも1種を酸化物換算で1〜8質量%含有し、上記ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜をXRD分析したとき、立方晶の最強ピークIcに対する単斜晶の最強ピークImの比(Im/Ic)が0.2〜0.6であり、上記ランタノイド系元素の酸化物粒子の平均粒径及び上記ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子の平均粒径が0.05〜5μmであることを特徴とするプラズマ装置用部品。 The base material is made of metal or ceramic, and the outermost surface on this base material has a film thickness of 10 to 200 μm, a film density of 90% or more, and grain boundaries present in a unit area of 20 μm × 20 μm are confirmed A yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element having an area ratio of particles which can be 5 to 80% and an area ratio of particles which can not confirm grain boundaries is 20 to 95%; The film contains 1 to 8% by mass in terms of oxide of at least one selected from lanthanoid elements consisting of La, Ce, Sm, Dy, Gd, Er and Yb , and contains the oxide of the above lanthanoid elements When the yttrium oxide film is subjected to XRD analysis, the ratio (Im / Ic) of the strongest peak Im of monoclinic crystal to the strongest peak Ic of cubic crystal is 0.2 to 0.6, and the lanthanoid Element oxide particles having an average particle diameter and component plasma and wherein the average particle size of the yttrium oxide particles are 0.05~5μm containing an oxide of the lanthanoid element of. 基材が金属電極を備えたセラミックスから成り、この基材上の最表面に前記ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜を有していることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ装置用部品。 The plasma device according to claim 1, wherein the base material is made of a ceramic provided with a metal electrode, and the outermost surface of the base material is provided with a yttrium oxide film containing an oxide of the lanthanoid element. Parts. 前記のランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜を形成する粒子は、全体の平均粒径が5μm以下であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のプラズマ装置用部品。 3. The plasma device according to any one of claims 1 to 2 , wherein the particles forming the yttrium oxide film containing the oxide of the lanthanoid element have a total average particle size of 5 μm or less. parts. 前記のランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜を形成する粒子は、粒径が1μm以下の微粒子を含むことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のプラズマ装置用部品。 The component for a plasma device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the particles forming the yttrium oxide film containing the oxide of the lanthanoid element contain fine particles having a particle diameter of 1 μm or less. . 前記ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜は膜厚が10〜200μmであり、膜密度が99%以上100%以下であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のプラズマ装置用部品。 The yttrium oxide film containing an oxide of a lanthanoid element has a film thickness of 10 to 200 μm, and a film density of 99% to 100%, according to any one of claims 1 to 4. Parts for plasma equipment. 前記の粒界が確認できるランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子は平均粒径が2μm以下であることを特徴とする請求項に記載のプラズマ装置用部品。 The component for a plasma device according to claim 1 , wherein the yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element from which the grain boundaries can be confirmed have an average particle diameter of 2 μm or less. 前記のランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜を形成する粒子は、平均粒径が1μm以下の微粒子を含み、全体の平均粒径が5μm以下であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のプラズマ装置用部品。 Particles forming the yttrium oxide coating containing an oxide of the lanthanoid series element has an average particle size include the 1μm or less of the fine particles, according to claim 1 to 6, wherein the average particle size of the whole is 5μm or less The plasma apparatus component according to any one of the above. 前記ランタノイド系元素の酸化物粒子の平均粒径及び上記ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子の平均粒径が0.05〜5μmであることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載のプラズマ装置用部品。 Any one of claims 1 to 7, wherein the average particle size of the yttrium oxide particles containing an oxide of average particle size and the lanthanoid element oxide particles of the lanthanoid element is 0.05~5μm The part for plasma apparatuses of 1 item. 前記ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜は、表面粗さRaが0.5μm以下にされていることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載のプラズマ装置用部品。 Yttrium oxide coating containing an oxide of the lanthanoid series element is plasma device component according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the table surface roughness Ra is in the 0.5μm or less. 衝撃焼結法によりランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜を形成した請求項1に記載のプラズマ装置用部品の製造方法において、燃焼フレーム炎にランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を含むスラリーを供給する工程と、ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を噴射速度400〜1000m/secで基材上に噴射させる工程とを具備することを特徴とするプラズマ装置用部品の製造方法。 The method of manufacturing a plasma instrumentation置用component according to claim 1 formed with the yttrium oxide coating containing an oxide of lanthanoid elements by impact sintering process, yttrium oxide containing an oxide of lanthanoid element combustion flame flame A component for a plasma device, comprising: supplying a slurry containing particles; and injecting yttrium oxide particles containing an oxide of a lanthanoid element onto a substrate at an injection speed of 400 to 1000 m / sec. Manufacturing method. 前記スラリーに含まれるランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子は、純度が99.9%以上のランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子であることを特徴とする請求項10に記載のプラズマ装置用部品の製造方法。 Yttrium oxide particles containing an oxide of lanthanoid elements contained in the slurry of claim 10, wherein the purity of yttrium oxide particles containing an oxide of 99.9% or more lanthanoid elements Method of manufacturing parts for plasma device. 前記ランタノイド系元素の酸化物粒子の平均粒径及び上記ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子の平均粒径が0.05〜5μmであることを特徴とする請求項10乃至11のいずれか1項に記載のプラズマ装置用部品の製造方法。 Any one of claims 10 to 11, wherein the average particle size of the yttrium oxide particles containing an oxide of average particle size and the lanthanoid element oxide particles of the lanthanoid element is 0.05~5μm The manufacturing method of the components for plasma apparatuses of 1 item. 前記ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜の膜厚が10μm以上であることを特徴とする請求項10乃至12のいずれか1項に記載のプラズマ装置用部品の製造方法。 The film thickness of the yttrium oxide film containing the oxide of the said lanthanoid type element is 10 micrometers or more, The manufacturing method of the components for plasma devices of any one of the Claims 10 thru | or 12 characterized by the above-mentioned. 前記ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を含むスラリーを燃焼フレーム炎の中心に供給することを特徴とする請求項10乃至13のいずれか1項に記載のプラズマ装置用部品の製造方法。 The method for producing a plasma device component according to any one of claims 10 to 13 , wherein a slurry containing yttrium oxide particles containing an oxide of the lanthanoid element is supplied to the center of a combustion flame. 前記ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子を含むスラリーを供給する燃焼フレームの温度は、供給するランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム粒子の沸点未満とすることを特徴とする請求項10乃至14のいずれか1項に記載のプラズマ装置用部品の製造方法。 10. Temperature of the combustion flame is supplied a slurry containing yttrium oxide particles containing an oxide of the lanthanoid series element, which is characterized in that less than the boiling point of the yttrium oxide particles containing an oxide of lanthanoid element supplying 15. A method of manufacturing a plasma device component according to any one of 14 to 14 . 前記ランタノイド系元素の酸化物を含む酸化イットリウム被膜の表面粗さRaを0.5μm以下にする研磨処理を行うことを特徴とする請求項10乃至15のいずれか1項に記載のプラズマ装置用部品の製造方法 The part for plasma apparatus according to any one of claims 10 to 15, wherein a polishing process is performed to reduce the surface roughness Ra of the yttrium oxide film containing an oxide of the lanthanoid element to 0.5 μm or less. Manufacturing method .
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