KR100216659B1 - 알루미늄 기판상의 내식성 보호코팅 - Google Patents

알루미늄 기판상의 내식성 보호코팅 Download PDF

Info

Publication number
KR100216659B1
KR100216659B1 KR1019910009382A KR910009382A KR100216659B1 KR 100216659 B1 KR100216659 B1 KR 100216659B1 KR 1019910009382 A KR1019910009382 A KR 1019910009382A KR 910009382 A KR910009382 A KR 910009382A KR 100216659 B1 KR100216659 B1 KR 100216659B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
protective coating
high purity
aluminum
fluorine
aluminum oxide
Prior art date
Application number
KR1019910009382A
Other languages
English (en)
Other versions
KR920000964A (ko
Inventor
에이치.로리머 다아시
에이. 베르카우 크라이그
Original Assignee
조셉 제이. 스위니
어플라이드 머티어리얼스 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 조셉 제이. 스위니, 어플라이드 머티어리얼스 인코포레이티드 filed Critical 조셉 제이. 스위니
Publication of KR920000964A publication Critical patent/KR920000964A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100216659B1 publication Critical patent/KR100216659B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/34—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases more than one element being applied in more than one step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/80—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
    • Y10T428/264—Up to 3 mils
    • Y10T428/265—1 mil or less

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명은 처리 할로겐가스 미 플라즈마에 의한 부식으로부터 보호받을 수 있는, 알루미늄 기판상의 내식성 보호코팅을 게시한다. 이 보호코팅은 고온에서 하나 또는 둘이상의 불소함유가스를 알루미튬 기판상의 산화알루미늄층에 접촉시킴으로써 형성된다. 바람직한 실시예에 의하면, 알루미늄 기판상에 고순도의 내식성 보호코팅을 형성하기 위해 먼저 알루미늄 기판상에 고순도의 산화 알루미늄층을 형성하고 고온에서 하나 또는 둘이상의 고순도 불소함유가스를 산화 접촉시킴으로써, 부식으로부터 보호받을 수 있는 알루미늄 기판상의 고순도 내식성 보호코팅이 형성될 수 있다.

Description

알루미늄 기판상의 내식성 보호코팅
제1도는 알루미늄 기판의 표면위에 형성된 내식성 보호코팅을 가진 알루미늄 기판의 부분단면도.
제2도는 알루미늄 진공챔버의 알루미늄 내부면상에 형성된 고순도의 보호코팅을 가진 반도체 웨이퍼 처리용 알루미늄 진공챔버의 부분 수직단면도.
제3도는 본 발명의 방법을 설명하는 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 알루미늄 기판 12 : 알루미늄 기판상의 표면
20 : 내식성 보호코팅 30 : 알루미늄 반응챔버
32 : 알루미늄 반응챔버의 내부면 40 : 고순도의 내식성 보호코팅
본 발명은 알루미늄 기판상에 형성된 내식성 보호코팅에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 웨이퍼상에 접적회로 구조물을 형성시키는데 사용되는 처리 장치에 사용할 수 있는 코팅된 알루미늄 기판을 형성하도록 하나 또는 둘 이상의 불소함유 가스를 고순도의 산화 알루미늄 코팅에 접촉시킴으로써 알루미늄 기판상에 형성되는 고순도의 보호코팅에 관한 것이다.
화학증착(CVD) 챔버 및/또는 에칭챔버 등의 활성화이온 에칭챔버와 같은, 반도체 웨이퍼상에 집적회로 구조물을 형성하는데 사용되는 처리장치의 챔버벽은 증착 및 에칭처리에 사용된 화학약품(CHEMICALS)에 의해 부식된다. 종래에는, 챔버 내부벽위에 양극산화 알루미늄 기판을 구비한 반도체 웨이퍼 처리장치에 알루미늄 챔버를 사용함으로써 화학부식에 대해 충분히 보호받으면서도 비교적 값싼 금속을 사용하여 처리장치의 챔버(들)을 만들어 왔다.
하지만, 최근 집적회러 칩 분야에서는 집적회로 구조물을 제작하는데 사용되는 처리장치에 더 높은 순도를 필요로 한다는 것을 인식하게 되었다. 이에대해 오흐미는 1989S년 1월 26일 ~ 29일에 초 청정 기술에 관한 8차 심포지움에서 금속 표면의 불소 부동태화 기술이라는 논제를 통해 산화물을 제거하기 위해 HF로 예비처리되고, 비화학량론적 불화 철을 형성하기 위해 고순도 F2가스로 표면 부동태화되고, FeF2코팅을 형성하기 위해 열처리된, 고순도 연마 스테인레스강으로 양극산화된 알루미늄 챔버를 대체하는 방법을 제안했다. 그러나 여기서 최종적으로 나오는 막은 할로겐 함유가스 환경에는 부식되지 않지만 수성환경에 노출되면 부식될 것이다.
오흐미는 또한 1988년 ECS추계모임의 자동화된 IC 제작법에 관한 심포지움에서 진보된 ULSI 처리장비용 스테인레스 강의 아웃가스 자유부식에 대한 저항성을 갖는 표면 부동태화라는 논제를 통해 산화보호 표면을 형성하기 위해서는 O2에 표면 부동화된 고순도 연마 스테인레스강 재료를 산화하는 것에 대해 제안했다. 이러한 표면은 30 내지 40분 동안은 어떤 가시적인 가수의 전개도 없이 농축된 염산 수용액에 의한 부식에 대해 보호된다. 즉, 상기 기간동안에는 가스 방출의 어떠한 증거도 포착되지 않았다.
30 내지 40분 동안의 내식성을 갖는 코팅으로는 공업용으로 표준화되기에 충분하지는 않지만, 염산과 같은 농축된 광물산 수용액에는 노출은 가스화 할로겐에 대한 매우 긴 내부식성을 나타내는 최악 경우의 시험으로 간주된다.
따라서, 고순도로 연마된 스테인레스강 재료를 사용함으로써 집적회로 칩 분야에 필요한 내식성을 명백하게 충족시킬 수 있다. 그러나, 증착 및 에칭 챔버와 같은 처리장치의 구성에 있어서는 이러한 재료의 가격이 비싸므로 그 사용이 바람직하지 못하다.
예를들면, 에칭 또는 증착챔버의 구성에 있어서 알루미늄 대신에 보통 스테인레스강을 사용하면 알루미늄의 가격보다 4배나 더 비싸고 고순도로 연마되고 공기산화된 스테인레스강의 가격의 4배만큼 들 수 있다. 즉, 종래의 양극 산화된 알루미늄 대신에 고순도로 연마되고 측별히 처리된 스테인레스강을 사용하면 알루미늄의 15배이상의 가격이 들게된다.
따라서,(농축된 할로겐산 수용액을 사용하는 엄격한 내식성 시험에 의해 측정된 바와같이) 처리용 할로겐가스 및 플라즈마에 의한 부식에 저항 할 수 있는 알루미늄 재료의 표면위에 내식성 보호코팅을 갖는 알루미늄 재료를 제공함이 바람직하다. 또한, 진공처리 챔버에 사용되는 알루미늄의 표면에 이용될 수 있는 고순도의 내식성 보호코팅을 제공하여, 표준 순도를 떨어뜨리지 않으면서 집적회로 칩 분야용 반도체 웨이퍼 처리장치의 구성에 알루미늄을 계속 사용할 수 있도록함이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 목적은 알루미늄 기판상에 처리 할로겐가스 및 플라즈마에 의한 부식에 대해 보호받을 수 있는 내식성 보호코팅을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 처리용 할로겐 가스 및 플라즈마에 의한 부식에 대해 보호받을 수 있는 보호코팅을 형성하기 위해 하나 또는 둘 이상의 불소함유가스와 접촉된 산화 알루미늄 코팅을 가진 내식성 보호코팅을 알루미늄 기판상에 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 처리용 할로겐 가스 및 플라즈마에 의한 부식에 대해 보호받을 수 있는 고순도의 내식성 보호코팅을 가진 알루미늄기판을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 처리용 할로겐 가스 및 플라즈마에 의한 부식에 대해 보호받을 수 있는 고순도의 보호코팅을 형성하기 위해 하나 또는 둘 이상의 불소함유 가스와 접촉된 고순도의 산화 알루미늄 코팅을 가진 알루미늄 기판을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 처리용 할로겐가스 및 플라즈마에 의한 부식에 대해 보호받을 수 있는 고순도의 산화 알루미늄 코팅에 의해 보호된 챔버벽의 알루미늄 내부면을 가진 반도체 웨이퍼 처리용 알루미늄 진공챔버를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 알루미늄 기판상에 처리용 할로겐 가스 및 플라즈마에 의한 부식에 대해 보호받을 수 있는 내식성 플루오르화된 산화 알루미늄 보호코팅을 형성하는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 알루미늄 기판상에 산화 알루미늄 코팅을 형성하고 하나 또는 둘 이상의 불소함유 가스로 산화 알루미늄 코팅을 처리하여 내식성 보호코팅을 형성시키는 단계를 포함하는, 알루미늄 기판상에 처리용 할로겐가스 및 플라즈마에 의한 부식에 대해 보호받을 수 있는 내식성 플루오르화된 산화 알루미늄 보호코팅을 형성하는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 알루미늄 기판상에 고순도의 산화 알루미늄 코팅을 형성하고 고순도의 하나 또는 둘 이상의 불소함유 가스로 산화 알루미늄 코팅을 처리하여 고순도의 내식성 보호코팅을 형성하는 단계를 포함하는, 알루미늄 기판상에 처리용 할로겐가스 및 플라즈마에 의한 부식에 대해 보호받을 수 있는 고순도의 내식성 플루오르화된 산화 알루미늄 보호코팅을 형성하는 방법을 제공함에 있다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 기술하다.
본 발명은 알루미늄 기판상에 형성된, 처리 할로겐가스 및 플라즈마에 의한 부식에 대해 보호받을수 있는 내식성 보호코팅(20)을 가진 제1도의 알루미늄 기판(10)상의 표면(12)과 같은 알루미늄 표면을 포함한다. 알루미늄 기판상에 보호코팅을 형성하기 위해 알루미늄 기판상에 산화 알루미늄층을 형성하고 하나 또는 둘 이상의 불소함유가스를 산화 알루미늄층에 접촉시킴으로써 보호코팅이 알루미늄 기판상에 형성된다.
특히 바람직한 실시예에 의하면, 본 발명은 처리용 할로겐가스 및 플라즈마에 의한 부식에 대해 보호받을 수 있는, 알루미늄 반응챔버(30)의 내부면(32)상에 형성된 고순도의 내식성 보호코팅(40)에 의해 보호되는 알루미늄 반응챔버의 내부면(32)을 갖는, 제2도의 알루미늄 반응챔버(30)과 같은 반도체 웨이퍼의 처리에 사용되는 알루미늄 챔버를 포함한다. 알루미늄 기판상에 본 발명의 고순도 보호코팅을 형성하기 위해 먼저 알루미늄 기판상에 고순도의 산화 알루미늄 층을 형성하고 하나 또는 둘 이상의 불소함유가스를 고순도의 산화 알루미늄 층에 접촉시킴으로서 고순도의 보호코팅이 알루미늄 기판상에 형성된다.
본 발명의 목적은 처리용 할로겐가스 및 플라즈마에 의한 부식에 대해 보호 받을 수 있는 보호코팅을 형성하는 것인 반면에, 본 발명의 코팅이 액체 또는 할로겐산 수용액에 노출되었을 때 코팅의 내식성을 먼저 고려해야 하는데, 그 이유는 이것은 바람직하지 못한 환경이고, 상기한 바와같이, 이러한 할로겐 수용액환경에 대한 저항은 최악의 경우 시험으로 간주되기 때문이다.
본 명세서에서 사용하는 용어 고순도 산화 알루미늄은 적어도 97wt., 바람직하게는 99wt.이상의 순도 : 및 3wt.이하, 바람직하게는 1wt.이하의 황, 붕소, 인 어느 다른금속 및 준금속(실리콘포함)등과 같은 불순물을 가진 산화 알루미늄을 의미하고, 이 불순물들은 반도체 웨이퍼상에 집적 회로 구조물을 형성하는데 사용되는 처리재료와 상호 반응하여 바람직하지 못한 불순물을 유입시킬 수 있다.
알루미늄 기판상에 형성될 이러한 고순도의 산화 알루미늄은 적어도 약 99wt.의 순도, 바람직하게는 약 99.9wt.의 순도를 가져야 한다.
용어 산화 알루미늄은 Al2O3(알파 알루미나)와 가 완전 탈수된 산화알루미늄, 및 Al(OH)3(바이어라이트)또는 AlO(OH)(베마이트)와 같은 수화물형 산화 알루미늄을 의미한다.
용어 고순도의 보호코팅은 알루미늄, 산소, 수소 및 불소가 아닌 원소를 약 3wt.이하, 바람직하게는 약 1wt.이하로 함유하는 코팅을 형성 하기 위해 하나 또는 둘 이상의 불소함유가스와 접촉된 고순도의 산화알루미늄을 형성하는 코팅을 의미한다.
본 발명 보호코팅의 내식성을 평사하기 위해 사용된 농축 할로겐산 수용액에 관련된 용어 농축 할로겐산은 35wt.이상의 농도의 HCl 또는 48wt.이상 농도의 HF를 의미한다.
[내식성 보호코팅의 형성]
일 실시예에 의하면, 본 발명의 내식성 보호코팅을 형성하는데 하나 또는 둘 이상의 불소함유가스를 알루미늄 기판상에 미리 형성된 산화 알루미늄 막에 접촉시키는 것은 필수적이다. 하나 또는 둘 이상의 불소함유가스가 접촉할 산화알루미늄 막은 접촉단계 이전에 약 0.1(1000)내지 20의 두께를 가진다. 더 두꺼운 산화막 또는 층이 사용될 수 있지만, 본 발명의 내식성 보호코팅을 형성하는데는 더 두꺼울 필요가 없다.
알루미늄 기판상에 미리 형성된 산화 알루미늄 층을 접촉하는데 사용할 하나 또는 둘 이상의 불소함유가스는 아르곤이나 네온과 같은 불활성 윤반가스 갖거나 가스화 HF 또는 F2 등의 산성증기 또는 가스 : 또는 수소, 산소, 공기 , 수증기와 같은 다른 운반가스를 포함한다. 본 발명의 실시예에 사용될 수 있는 다른 불소함유 가스의 예로는 NF3, CF4, CHF3및 C2F6등이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라 고순도의 보호코팅이 형성될 때, 이 단계에 사용되는 반응물은 또한 어느 불순물이 알루미늄 기판상에 미리 형성된 고순도의 산화 알루미늄으로 유입되지 않도록 충분한 순도를 가져야 한다. 이 단계에 사용된 불소함유가스 및 다른 가스화 시약이 약 100ppm불순물보다 더 적은 순도를 가지면, 즉 약 99.99wt.이상(보통 반도체 품질이상)의 순도를 가지면, 이러한 고순도가 바람직할 경우에느 보호코팅의 바람직한 고순도가 유지될 것이다.
특히 고순도의 보호코팅을 형성할 때, 접촉단계는 밀폐형 반응 챔버내에서 바람직하게 행해진다. 하지만, 반응영역을 공기로 잘 세척하면, 특히 얻어지는 보호코팅의 순도가 문제 되지 않을 경우에 개방영역에 있는 하나 또는 둘이상의 불소함유가스를 산화 알루미늄-코팅된 알루미늄 기판에 접촉하는 것도 본 발명의 범주내에 속한다.
보호코팅이 반도체 웨이퍼 처리에 사용된 반응기의 내부벽을 위한 고순도의 보호코팅으로 되면, 알루미늄 반응기는 접촉될 산화 알루미늄 기판이 알루미늄 반응기의 내부벽을 가지도록 예비구성되어야 한다. 그 다음, 알루미늄 반응기는 접촉단계중 격납용기로서 역할을 하고 고순도의 환경을 제공한다.
격납용기 접촉단계중에 사용할때는, 하나 또는 둘 이상의 불소함유가스가 격 납용기에 유입되어, 불소함유가스 공급원에 따라 5 내지 100부피의 농도 및 약1토르 내지 대기압의 압력으로 유지된다.
접촉단계는 약 30 내지 120분 동안 약 375 내지 500, 바람직하게는 450 내지 475온도에서 행해질 수 있다. 본 발명의 보호코팅을 형성하는데 요한 접촉시간은 불소함유가스의 농도 및 온도에 따라 변할 것이다. 하지만, 하부 산화층의 손실을 막기 위해(H2와 같은)환원가스가 불소함유가스에 존재하면, 지정된 시간 이상의 시간이 사용되어서는 안된다.
접촉단계후에, 코팅된 알루미늄 기판을 물, 또는 다른 비반응성 가스 또는 액체로 세척하여 불소함유가스의 잔류흔적을 제거할 수 있다. 세척단계가 벽이 하나 또는 둘이상의 불소함유가스로 접촉된 산화 알루미늄을 가지고 있는, 밀폐된 용기내에서 행해질 때, 예를들어 고순도의 보호코팅을 형성할 경우에 반응기의 용기를 비반응성 가스로 세척하여 반응기로부터 불소함유가스를 제거시킬수 있다.
알루미늄 기판상에 얻어지는 보호코팅 오제분석, SIMS, ESCALIMS 및 EDX와같은 분석법으로 검사할 수 있고 전체 코팅중량 중 3 내지 18wt.의 불소농도를 가질 것이다.
[고순도의 산화 알루미늄 막 형성]
알루미늄기판상, 즉 반도체 웨이퍼 처리에 사용되는 반응기벽의 내부면 상에 본 발명의 고순도의 보호코팅을 형성하기 위해서는 먼저 고순도의 산화 알루미늄 막 또는 층을 알루미늄 기판상에 형성해야 한다. 고순도의 산화 알루미늄 층은 열적으로 형성된 층 또는 양극에서 형성된 층일 수 있다.
하지만, 한 경우에 있어서 바람직한 순도를 가지기 위해서는 산화층을 형성하는데 사용되는 시약에 불순물이 함유되지 않는게 바람직하다(그렇지 않으면 산화 알루미늄층에 불순물이 포함될 수 있다). 따라서, 고순도의 산화 알루미늄 코팅 자체에 대해 전술한 바와 같이, 산화 알루미늄 코팅을 형성하는데 사용되는 시약은 약 97wt.이상, 바람직하게는 99wt.이상의 순도를 가져야 한다. 특히, 시약은 바람직하게 고순도의 코팅에 포함되고 아마 반도체 웨이퍼상에 집적회로 구조물을 형성하는데 사용되는 처리금속과 상호작용하여 바람직하지 못한 불순물을 유입할, 바람직하게는 3wt.이하, 더 바람직하게는 1wt.이하의 황, 붕소, 인, 금속 및 준금속(실리콘)을 가진 다른 원소와 같은 불순물을 가진다.
하지만, 심지어 불순물이 코팅표면으로부터 쉽게 제거될 수 있는 형태라면, 바람직한 실시예에 따라 고순도의 코팅을 만들때라도 코팅에 유입되는 불순물을 함유하는 시약이 본 발명의 실시예에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 황산이 양극산화된 산화 알루미늄 코팅을 형성하는데 전해질로서 사용된다면, 얻어지는 코팅에 존재하는 바람직하지 못한 황은 pH를 약 5로 조정하기 위해 충분한 질산을 함유하는 탈염수로 표면전체를 세척함으로써 제거될 수 있다. 질산염 이온은 코팅내 황산염 이온과 교환되고 질산이온의 용해도로 인해 코팅으로부터 쉽게 제거된다.
고순도의 열산화층을 알루미늄 기판상에 형성할 때, 약 15 내지 100wt.산소 및 나머지는 99.99wt.순수 운반가스 함유하는 산화가스를 약 10 내지 20시간 동안 분압에서 알루미늄 기판에 접촉시킨다. 약 1000이상, 바람직하게는 약 3000의 두께를 갖는 산화 알루미늄코팅을 형성하기 위해서는 약 350 내지 500온도에서 가열한다.
양극에서 고순도의 산화 알루미늄 층을 형성하기 위해서는 알루미늄 기판이 전해전지의 양극이 되는데, 여기서 전해질은 어느 다른 원소가 알루미늄 기판상에 양극처리에 의해 형성될 산화 알루미늄 코팅으로 유입하지 않는 화합물을 바람직하게 포함한다. 바람직한 전해질의 예로는 질산과 같은 고순도의 무기산 : 포름산(HCOOH), 아세트산(CH3COOH), 피로피온산(C2H5COOH), 부티르산(C3H7COOH), 발레르산(C4H9COOH), 팔미트산(CH3(CH2)14COOH), 염스테아르산(CH3(CH2)16(HOOH) 등의 모노카르복실산과 같은 고순도 유기산 : 또는 옥살산(COOH)2, 말론산(CO2H(CH2)CO2H), 숙신산(CO2H(CH2)2CO2H), 글루타르산(CO2H(CH2)3CO2H), 및 아디프산(CO2H(CH2)4CO2H) 등의 디카르복실산이 있다.
고순도의 산화 알루미늄을 형성할 때, 황산, 인-함유산 및 붕산과 같은 다른 광물산은 바람직하지 못한데, 그 이유는 이러한 산들이 산성 전해질로부터 각 원소, 즉 황, 인, 붕소의 양극에서 얻어지는 산화 알루미늄 잔류물을 초함하는 경향이 있기 때문이다. 하지만, 상기한 바와같이, 이러한 불순물을 얻어지는 산화 알루미늄 코팅표으로부터 후제거할 수 있다면, 광물산 전해질을 사용할 수 있다.
당분야 기술자들에게 널리 알려진 바와같이, 양극산화 욕은 약 0 내지 30의 온도에서 유지될 수 있다. 양극산화막 두께가 적어도 부분적으로 양극산화 전압에 따르므로, 양극산화가 약 15 내지 45볼트의 직류전압에서 행해져 양극에 바람직한 최소두께의 산화 알루미늄을 형성시킨다. 종래의 직류전압이 바람직하지만, 어느 경우에는 교류전압도 사용될 수 있다.
양극산화 처리는 알루미늄 기판상에 바람직한 두께의 산화 알루미늄을 형성하기에 충분한 시간동안 행해져야 한다. 양극처리의 결과는 욕내 전류에 의해 쉽게 모니터될 수 있다. 전류가 10 내지 60 암페아/ft2(산화 알루미늄 절연막의 존재를 나타냄)이하로 떨어질 때, 전압은 차단되고 양극산화된 알루미늄은 욕으로부터 제거될 수 있다.
예를들면, 먼저 양극에 산화물 코팅층을 형성하고 양극에 형성된 산화물 코팅을 열적으로 산화함으로써 고순도의 산화 알루미늄 코팅이 또한 열적 및 양극산화 형성의 조합으로 알루미늄 기판상에 형성될 수 있다.
알루미늄 기판상에 고순도의 산화 알루미늄 막을 형성한 후, 알루미늄 기판상에 본 발명의 고순도 내식성 보호코팅을 형성하기 위해서 하나 또는 둘 이상의 불소함유가스를 산화 알루미늄에 접촉시킬 수 있다.
다음의 실시예는 본 발명을 설명하는 역할을 한다.
[실시예]
15wt.황산 및 나머지는 탈염수를 함유하는 전해질에 알루미늄 반응기 표면을 침지함으로써 알루미늄 반응기 표면을 양극산화하여 반도체 웨이퍼상에 산화 알루미늄층을 형성하기 위해서 반도체 웨이퍼 처리에 바람직하게 이용되는 알루미늄 반응기 내부벽이 처음으로 산화된다. 전해질을 약 13의 온도로 유지하면서 약 35분동안 약 24볼트의 최종 직류전압 및 22암페아/ft2의 최종 전류밀도에서 알루미늄을 양극산화한다.
대안으로, 산화물 코팅은 양극에서 약 35분동안 40볼트의 최종 전압 및 약 30암페아/ft2의 최종전류밀도, 13에서 15wt.옥살산 및 나머지는 탈염수 전해질을 사용하므로써 형성된다. 또는 산화물 코팅은 약40시간의 접촉시간 동안 500토르 내지 대기압 압력에서 O2로 채워진 반응기에서 열적으로 형성될 수 있다.
그 다음 불소가스로 상기 공정에 따른 산화물 코팅을 처리하기 위해서 50부피C2F6및 50부피O2의 가스혼합물을 약 10토르의 압력에 있는 반응기로 유입시킨다. 약 400온도로 유지된 반응기에서 가스혼합물은 약 1시간동안 반응벽에 접촉되게 유지한다. 그 다음 반응기를 아르곤가스로 세척한다.
얻어진 코팅의 내식성의 정도를 검사하기 위해서 코팅된 반응기 표면의 코팅된 조각 또는 표본이 농축된(35wt.)염화수소산 수용액의 방울로 시험되고 표본상 산에 의한 부식 또는 반응을 나타내는 가스의 전개에 대해 모니터된다. 어떠한 가스의 전개도 약 40분 동안 나타나지 않았다.
반응기를 해체하여 내부벽상에 형성된 보호코팅을 검사하였다. 보호표면상에는 부식에 의한 손실이 보이지 않았다. 오제분석에 의해 반응기 벽상 보호 코팅의 불순물에 대해 검사하였고 반응기벽상 보호코팅은 고순도의 보호층을 나타내는, 코팅층의 AI, O, H 및 F가 아닌 3wt.이하의 다른 원소를 가진다.
이와같이, 본 발명은 처리용 할로겐가스 및 플라즈마에 의한 부식으로부터 알루미늄 기판을 보호할 수 있는, 알루미늄 기판용 보호코팅을 제공함에 있다. 또한 고순도 코팅에 의해 보호되는 반응기내에서 행해지는 반도체 웨이퍼 처리에 불순물을 유입하지 않을 고순도의 내식성 보호막을 형성하기 위해, 먼저 고순도의 산화 알루미늄 막을 형성하고 이 막을 하나 또는 둘 이상의 고순도 불소 함유 가스에 접촉시킴으로써, 고순도의 보호 코팅이 집적회로 구조물 구성에 있어서 반도체 웨이퍼 처리에 적합한 알루미늄 반응기 벽상에 형성될 수 있다.

Claims (4)

  1. 알루미늄 표면상에 알루미늄, 산소, 수소 및 불소 이외의 원소를 3 wt.이하 함유하는 고순도 내식송 보호코팅으로서, 알루미늄 표면상에 고순도 내식성 보호코팅을 형성하기 위해 375 내지 500의 온도에서 100ppm이하의 불순물을 함유하는 하나 또는 둘 이상의 고순도 불소함유 가스와 접촉되어, 순도 99 wt.이상의 알루미늄 표면상에 형성된 순도 97 wt.이상의 산화 알루미늄 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 고순도 내식성 보호코팅.
  2. 제1항에 있어서, 상기 산화 알루미늄 층은 하나 또는 둘 이상의 불소함유가스와 접촉되기 전에는 약 0.1(1000)내지 20의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 고순도 내식성 보호코팅.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보호코팅은 보호코팅의 전체중량을 기준으로 3 wt.내지 18 wt.의 불소를 함유하는 것을 특징으로 하는 고순도 내식성 보호코팅.
  4. 제2항에 있어서, 상기 보호코팅은 약 375 내지 500의 고온에서 HF, F2, NF3, CHF3및 C2F6로 구성된 그룹으로부터 선택한 하나 또는 둘 이상의 불소 함유 가스를 산화 알루미늄 층에 접촉시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 고순도 내식성 보호코팅.
KR1019910009382A 1990-06-07 1991-06-07 알루미늄 기판상의 내식성 보호코팅 KR100216659B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/534,796 1990-06-07
US07/534,796 US5192610A (en) 1990-06-07 1990-06-07 Corrosion-resistant protective coating on aluminum substrate and method of forming same
US7/534,796 1990-06-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR920000964A KR920000964A (ko) 1992-01-29
KR100216659B1 true KR100216659B1 (ko) 1999-09-01

Family

ID=24131571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019910009382A KR100216659B1 (ko) 1990-06-07 1991-06-07 알루미늄 기판상의 내식성 보호코팅

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5192610A (ko)
JP (1) JPH0647751B2 (ko)
KR (1) KR100216659B1 (ko)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5906688A (en) * 1989-01-11 1999-05-25 Ohmi; Tadahiro Method of forming a passivation film
JPH07207494A (ja) * 1993-10-15 1995-08-08 Applied Materials Inc 改良したアルミナコーティング
JP3308091B2 (ja) * 1994-02-03 2002-07-29 東京エレクトロン株式会社 表面処理方法およびプラズマ処理装置
US5756222A (en) * 1994-08-15 1998-05-26 Applied Materials, Inc. Corrosion-resistant aluminum article for semiconductor processing equipment
JP3689524B2 (ja) * 1996-03-22 2005-08-31 キヤノン株式会社 酸化アルミニウム膜及びその形成方法
JP3094000B2 (ja) * 1997-09-12 2000-10-03 昭和電工株式会社 フッ化表面層を有する金属材料もしくは金属皮膜ならびにフッ化方法
JP3491811B2 (ja) * 1997-10-31 2004-01-26 スズキ株式会社 摺動部材及びピストン
ES2149715B1 (es) * 1998-10-22 2001-05-16 Hidalgo Leonor Lopez Soporte modular para biberones.
US6240622B1 (en) * 1999-07-09 2001-06-05 Micron Technology, Inc. Integrated circuit inductors
DE10163171A1 (de) * 2001-12-21 2003-07-03 Solvay Fluor & Derivate Neue Verwendung für Legierungen
US7048814B2 (en) * 2002-02-08 2006-05-23 Applied Materials, Inc. Halogen-resistant, anodized aluminum for use in semiconductor processing apparatus
US7033447B2 (en) 2002-02-08 2006-04-25 Applied Materials, Inc. Halogen-resistant, anodized aluminum for use in semiconductor processing apparatus
DE10345738A1 (de) * 2003-10-01 2005-05-04 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Schutz von metallischen Oberflächen gegen thermisch beeinflusste Faltenbildung (Rumpling)
JP2006128370A (ja) 2004-10-28 2006-05-18 Tokyo Electron Ltd 成膜装置、成膜方法、プログラムおよび記録媒体
US20060196023A1 (en) * 2005-03-02 2006-09-07 Min-Lyul Lee Reduced cost process modules
SG155111A1 (en) * 2008-02-26 2009-09-30 Kobe Steel Ltd Surface treatment material for semiconductor manufacturing system and method for producing same
US9818501B2 (en) * 2012-10-18 2017-11-14 Ford Global Technologies, Llc Multi-coated anodized wire and method of making same
KR20150129660A (ko) 2013-03-14 2015-11-20 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 기판 상의 고순도 알루미늄 탑 코트
US9663870B2 (en) 2013-11-13 2017-05-30 Applied Materials, Inc. High purity metallic top coat for semiconductor manufacturing components
KR102652258B1 (ko) * 2016-07-12 2024-03-28 에이비엠 주식회사 금속부품 및 그 제조 방법 및 금속부품을 구비한 공정챔버
US10667520B2 (en) * 2016-12-29 2020-06-02 Chemtrade Solutions, Llc Acid compositions and uses thereof

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2092035A (en) * 1936-10-01 1937-09-07 Aluminum Co Of America Thermal treatment of aluminum and aluminum base alloys
US2092033A (en) * 1936-10-01 1937-09-07 Aluminum Co Of America Heat treatment of aluminous metals
US2993819A (en) * 1960-04-12 1961-07-25 Chimel S A Process for treating aluminum surfaces
US3592700A (en) * 1968-08-05 1971-07-13 Mc Donnell Douglas Corp Polymer coating of metals
US3591426A (en) * 1968-10-30 1971-07-06 Nasa Corrosion resistant beryllium
US3961111A (en) * 1975-03-18 1976-06-01 Pennwalt Corporation Method of increasing corrosion resistance of anodized aluminum
US4484954A (en) * 1982-08-03 1984-11-27 Union Carbide Corporation Halogenation treatment
US4647347A (en) * 1984-08-16 1987-03-03 Amchen Products, Inc. Process and sealant compositions for sealing anodized aluminum
US4786336A (en) * 1985-03-08 1988-11-22 Amchem Products, Inc. Low temperature seal for anodized aluminum surfaces

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0647751B2 (ja) 1994-06-22
JPH04263093A (ja) 1992-09-18
KR920000964A (ko) 1992-01-29
US5192610A (en) 1993-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100213397B1 (ko) 알루미늄 기판상에 내식성 보호코팅을 형성하는 방법
KR100216659B1 (ko) 알루미늄 기판상의 내식성 보호코팅
EP0460700B1 (en) Corrosion-resistant protective coating on aluminum substrate or surface and method of forming same
US7033447B2 (en) Halogen-resistant, anodized aluminum for use in semiconductor processing apparatus
US7048814B2 (en) Halogen-resistant, anodized aluminum for use in semiconductor processing apparatus
US6713188B2 (en) Clean aluminum alloy for semiconductor processing equipment
US5522932A (en) Corrosion-resistant apparatus
KR100299569B1 (ko) 알루미늄부재의표면처리방법및플라즈마처리장치
US5891253A (en) Corrosion resistant apparatus
TW554080B (en) Aluminum alloy member having excellent corrosion resistance
US20100062243A1 (en) Method for treating semiconductor processing components and components formed thereby
EP1918427A1 (en) Metal oxide film, laminate, metal member and process for producing the same
US20020066532A1 (en) Corrosion-resistant protective coating for an apparatus and method for processing a substrate
US6280597B1 (en) Fluorinated metal having a fluorinated layer and process for its production
EP0902101B1 (en) Metallic material or film having fluorinated surface layer, and fluorination process
KR19980070591A (ko) 삼불화 질소-산소를 사용한 가열 세정 방법
JP3148878B2 (ja) アルミニウム板、その製造方法及び該アルミニウム板を用いた防着カバー
US20180374706A1 (en) Corrosion resistant coating for semiconductor process equipment
JP2743822B2 (ja) 電解活性水処理装置
KR100734163B1 (ko) 에칭액, 에칭방법 및 반도체 실리콘 웨이퍼
JP4936101B2 (ja) 低不純物溶出アルミニウム材料およびその製造方法
USRE36746E (en) Plasma descaling of titanium and titanium alloys
JP2004068145A (ja) 半導体処理装置のための無菌アルミニウム合金
KR100218282B1 (ko) 불화부동태막을 형성하여된 공업재료 및 그의 제조방법
JPH0734291A (ja) アルミニウムの陽極酸化被膜の形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20020509

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee