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公開番号2024058589
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2023142954
出願日2023-09-04
発明の名称耐プラズマ性コーティング膜の製造方法
出願人コミコカンパニーリミテッド,KOMICO CO.,LTD.
代理人個人
主分類C23C 14/08 20060101AFI20240418BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】コーティング膜の結合力に優れるうえ、コーティング膜内の構造的欠陥の形成が抑制されて半導体製造工程中のコーティング膜の剥離又はパーティクルの発生を最小限に抑えることができる耐プラズマ性コーティング膜の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明による耐プラズマ性コーティング膜の製造方法は、(a)コーティング対象物上に第1希土類金属化合物粉末を用いて物理気相蒸着工程によって下部コーティング層を形成するステップと、(b)第2希土類金属化合物粉末を搬送するステップと、(c)搬送された第2希土類金属化合物粉末を前記(a)ステップで形成された下部コーティング層に向かって噴射して上部コーティング層を形成するステップと、を含むことにより、構造的欠陥が少なく且つ物性が強化された耐プラズマ性コーティング膜を得ることができる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
（ａ）コーティング対象物上に第１希土類金属化合物粉末を用いて物理気相蒸着工程によって下部コーティング層を形成するステップと、
（ｂ）第２希土類金属化合物粉末を搬送するステップと、
（ｃ）搬送された第２希土類金属化合物粉末を前記（ａ）ステップで形成された下部コーティング層に向かって噴射して上部コーティング層を形成するステップと、を含み、
前記希土類金属化合物粉末は、イットリア（Ｙ
２
Ｏ
３
）、イットリウムのオキシフッ化物（ＹＯＦ）、ＹＡＧ（ＹｔｔｒｉｕｍＡｌｕｍｉｎｕｍＧａｒｎｅｔ）を含む群から選択され、
前記第１希土類金属化合物粉末と前記第２希土類金属化合物粉末とは同一成分であることを特徴とする、耐プラズマ性コーティング膜の製造方法。
続きを表示（約 410 文字）【請求項２】
前記物理気相蒸着は、熱蒸着法、電子ビーム蒸発法及びスパッタリング法の中から選択されるいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の耐プラズマ性コーティング膜の製造方法。
【請求項３】
前記下部コーティング層の厚さは０．１～１０μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の耐プラズマ性コーティング膜の製造方法。
【請求項４】
前記第２希土類金属化合物粉末の平均直径（Ｄ５０）は０．１～１０μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の耐プラズマ性コーティング膜の製造方法。
【請求項５】
前記上部コーティング層の厚さは１～３０μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の耐プラズマ性コーティング膜の製造方法。
【請求項６】
請求項１～５のいずれか一項に記載の耐プラズマ性コーティング膜の製造方法によって製造される耐プラズマ性コーティング膜。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐プラズマ性コーティング膜の製造方法に関し、より詳細には、半導体エッチング装備を含む半導体製造工程に適用される耐プラズマ性コーティング膜の製造方法及び耐プラズマ性コーティング膜に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
次世代半導体は、軽薄短小（軽く、薄く、短く、小さいこと）の方向に進んでおり、モバイル時代に入り、より小さく且つ複雑になる電子機器に使用するためには半導体超微細工程が絶対に必要となる。
【０００３】
特に、１０ｎｍ以下の半導体素子、３ＤＮＡＮＤフラッシュ、ＦｉｎＦＥＴ、ＭＲＡＭなどの製造に必要なエッチング工程の難易度が益々高まっており、このための微細パターンエッチングなどの技術の開発が盛んに行われている。
【０００４】
これにより、新しい素材のエッチング技術の開発と必要な物質のみを選択的にエッチングすることができるエッチング技術の重要性が増大すると予想され、このために、エッチング装備が極端な環境に耐えられる耐久性のある半導体部品が絶対的に必要である。
【０００５】
つまり、超微細線幅工程に対応して高出力プラズマ（＞１０Ｋｗ）工程中で汚染発生を抑制するために、半導体部品に高密度のコーティングが必要である。
【０００６】
一般に、半導体製造工程に使用される設備のチャンバ（ｃｈａｍｂｅｒ）は、絶縁のために陽極酸化（ａｎｏｄｉｚｉｎｇ）処理したアルミニウム合金又はアルミナなどのセラミックバルクを用いて作られる。
【０００７】
近年、化学気相蒸着（ＣＶＤ）などを用いた蒸着設備やプラズマエッチングなどを用いたエッチング設備などの半導体製造工程に用いられるチャンバは、腐食性の高いガスやプラズマなどに対する耐食性の必要性がより高まるにつれて、このような高い耐食性を有するために、前記アルミニウム合金にアルミナなどのセラミックコーティング層をプラズマ噴射又は溶射（ｔｈｅｒｍａｌｓｐｒａｙ）などの方法によって形成して製造している。
【０００８】
また、チャンバ内で行われる半導体製造工程は、熱処理工程、化学気相蒸着などの高温工程が多数を占めるため、チャンバは、耐熱性も併せて有することが要求される。また、チャンバなどの半導体製造設備の部材は、絶縁性、耐熱性、耐食性、耐プラズマ性を必要とし、コーティング層と基材とが強い結合力を維持して前記コーティング層の剥離がないようにし、製造工程中にパーティクル（ｐａｒｔｉｃｌｅ）発生及びこれによるウェーハ汚染を最小限に抑えることが必要である。
【０００９】
このために、従来は、一般的に使用される化学気相蒸着法、物理気相蒸着法又はスパッタリングなどを適用した場合があるが、この場合においては、薄膜製造工程であるので、前記耐食性などの要件を満たす程度の厚膜を形成するには工程時間があまり長くかかるなど、経済性に劣るという問題点があり、基材とコーティング層との強い結合力を得ることも難しいという問題点がある。
【００１０】
一方、エアロゾル蒸着は、セラミック粒子を含むエアロゾルをノズルから母材に向かって噴射し、前記母材に微粒子を衝突させ、その衝撃力を用いてセラミックコーティング膜を母材上に形成する方法であり、コーティングしようとする粉末を直接噴射するため高速コーティングが可能であり、分あたり３０μｍ程度の高速コーティングが可能であり、回収に比例するため厚さ制御が可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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