耐腐蚀性部件的制造方法以及激光CVD装置与流程

本发明涉及具有由铝或铝合金构成的基材和在该基材的表面形成的氧化钇被膜的耐腐蚀性部件的制造方法、以及激光cvd装置，详细而言，涉及一种通过一边对基材喷吹含钇的原料气体一边照射脉冲波的激光以形成氧化钇被膜的耐腐蚀性部件的制造方法、以及用于得到该耐腐蚀性部件的激光cvd装置。

背景技术：

1、在作为半导体制造装置之一的蚀刻装置中，进行使用氟或氯等腐蚀性强的卤素系气体的等离子体蚀刻。因此，由于暴露于腐蚀性气体或等离子体中，因而例如保持晶片的静电吸盘或防止蚀刻副产物(沉积物)附着的沉积屏蔽件等蚀刻装置内部的部件要求耐腐蚀性高的材料。

2、作为在蚀刻装置中使用的耐等离子体性的材料，已知例如氧化铝(al2o3：alumina)或氮化铝等陶瓷烧结体。然而，这些烧结体存在受到氟、氯等腐蚀性气体影响之虞。

3、另一方面，具有优异的耐等离子体性的氧化钇(y2o3：yttria)比氧化铝更热稳定，而且耐氟等离子体性也优异。然而，以钇为代表的稀土类元素价格昂贵。因此，不使用氧化钇的烧结体、而是以在要求耐腐蚀性的部件的表面涂布氧化钇的方式获得耐腐蚀性部件的技术正在研究中(参照专利文献1及2、非专利文献1)。

4、其中，专利文献1中记载了通过化学气相生长(cvd：chemical vapor deposition)在基材表面形成氧化钇被膜(y2o3被膜)的耐等离子体性部件。在该专利文献1的实施例中，通过在基板加热温度700℃的条件下一边加热氧化铝基材一边进行cvd处理，从而在氧化铝基材上形成厚度100μm的氧化钇被膜。

5、而专利文献2中记载了通过照射激光而形成被膜的激光cvd法在基材表面形成氧化钇被膜的耐腐蚀性部件。在专利文献2的实施例1～5中，通过在带加热器的试样台上载置氧化铝基材并一边加热到600～800℃一边喷吹含钇的有机金属络合物和氧气的混合气体，并经由腔室的窗来照射yag激光(实施例5中为半导体激光)，从而在氧化铝基材的表面形成厚度50μm的氧化钇被膜。

6、非专利文献1中记载了同样通过激光cvd法来高速合成氧化钇从而以270μm/h的成膜速度在氧化铝基板上形成氧化钇被膜。顺便说一下，根据该非专利文献1，通常cvd的成膜速度为几μm/h(参照第845页右栏第8～9行)。

7、另外，上述专利文献2中还记载了除了使用铝基材代替氧化铝基材以外通过与实施例1～5同样的方法来形成氧化钇被膜的实施例6。据此，这些例中所使用的激光被理解为连续波，采用以yag激光为光源的激光cvd法则铝基材会熔融，难以形成氧化钇被膜，而在半导体激光的情况下可以对铝基材形成氧化钇被膜，得到具有作为结构材料所必需的强度且适合作为半导体制造装置的构成材料的材料。

8、现有技术文献

9、专利文献

10、专利文献1：日本特开2005-243758号公报

11、专利文献2：日本特开2010-070854号公报

12、非专利文献

13、非专利文献1：木村祯一、ryan banal、后藤孝、《レーザーcvd法による構造傾斜イットリア膜の合成(通过激光cvd法合成倾斜结构氧化钇膜)》、粉体および粉末冶金(粉体和粉末冶金)、社団法人粉体粉末冶金協会(社团法人粉体粉末冶金协会)、第52卷第11号(2005年11月)p845-850

技术实现思路

1、发明所要解决的技术问题

2、近年来，藉由半导体芯片制造中的多重图案形成技术，能够形成更微细的图案。另外，随着蚀刻工序的增加，蚀刻装置的需求日益提高。

3、如上所述，蚀刻装置内部所使用的部件要求耐腐蚀性高的材料，因而在部件的表面涂布耐等离子体性、耐腐蚀性均优异的钇被膜(氧化钇被膜)是有效的。其中，照射激光而形成被膜的激光cvd与采用高频感应加热等常规加热手段的cvd相比，成膜速度非常高，对于需要几十至几百μm这样的膜厚较厚的耐等离子体性、耐腐蚀性的被膜，作为高速工艺备受期待。

4、然而，作为利用至今的通过激光cvd形成氧化钇被膜的基材，主要使用氧化铝基板，如果可以使用机械加工性或散热性等优异的铝(或铝合金)构成上述静电吸盘或沉积屏蔽件等蚀刻装置内部的部件则是有利的。但是，铝的熔点为660℃，与氧化铝的熔点2072℃相比极低。因此，通过激光cvd照射激光，铝会熔融。上述的专利文献2中采用半导体激光则可以没有问题地形成氧化钇被膜，但本发明人等实际尝试后发现，作为基材的铝会部分熔融而发生燃烧，氧化钇被膜会膨胀或在基材中形成空隙，作为耐腐蚀性部件的机械强度成为问题。

5、于是，本发明人等以铝或铝合金为基材，对通过激光cvd形成在其表面具备氧化钇被膜的耐腐蚀性部件的方法进行了深入研究，结果发现，通过使用基于脉冲波的脉冲激光一边将基材控制在规定的温度一边进行成膜，可以防止由铝或铝合金构成的基材过热，抑制燃烧，能够形成氧化钇被膜，从而完成了本发明。

6、因此，本发明的目的在于提供一种耐腐蚀性部件的制造方法，其能够在使用铝或铝合金作为基材的同时以防止因激光照射而发生燃烧的方式形成氧化铝被膜，适合于形成在蚀刻装置内部那样的暴露于腐蚀性气体或等离子体中的环境下使用的部件。

7、另外，本发明的另一目的在于提供一种用于得到上述耐腐蚀性部件的激光cvd装置。

8、解决技术问题的手段

9、即，本发明的主旨如下。

10、(1)一种耐腐蚀性部件的制造方法，其特征在于，其为具有由铝或铝合金构成的基材和在所述基材的表面形成的氧化钇被膜的耐腐蚀性部件的制造方法，

11、其具备通过一边对所述基材喷吹含钇的原料气体一边照射激光以在所述基材的表面形成氧化钇被膜的被膜形成工序，

12、其中，所述激光为脉冲波，

13、所述被膜形成工序中，在成膜时所述基材的温度为300℃～600℃的条件下形成氧化钇被膜。

14、(2)如(1)所述的耐腐蚀性部件的制造方法，其中，

15、所述被膜形成工序中，在腔室内将所述基材设置于试样台上形成所述氧化钇被膜时，将所述试样台的温度控制在0℃～200℃。

16、(3)如(2)所述的耐腐蚀性部件的制造方法，其中，用液体制冷剂冷却所述试样台来控制温度。

17、(4)如(1)～(3)中任一项所述的耐腐蚀性部件的制造方法，其中，所述被膜形成工序中，所述氧化钇被膜的成膜速率为10～1000μm/hr。

18、(5)如(1)～(4)中任一项所述的耐腐蚀性部件的制造方法，其中，所述被膜形成工序中，所述激光的平均输出功率为5～2000w。

19、(6)如(1)～(5)中任一项所述的耐腐蚀性部件的制造方法，其中，所述被膜形成工序中，所述激光的脉冲宽度为1～1000ns。

20、(7)如(1)～(6)中任一项所述的耐腐蚀性部件的制造方法，其中，所述被膜形成工序中，所述激光的峰值功率为100w～30kw。

21、(8)如(1)～(7)中任一项所述的耐腐蚀性部件的制造方法，其中，所述被膜形成工序中，所述激光的脉冲能量为0.1～30mj。

22、(9)如(1)～(8)中任一项所述的耐腐蚀性部件的制造方法，其中，所述被膜形成工序中，所述激光照射的平均能量密度为10～1000w/mm2。

23、(10)如(1)～(9)中任一项所述的耐腐蚀性部件的制造方法，其中，还具备使受所述激光照射的所述基材的照射面的反射率降低的反射率降低工序

24、依次进行所述反射率降低工序和所述被膜形成工序。

25、(11)如(1)～(10)中任一项所述的耐腐蚀性部件的制造方法，其中，所述反射率降低工序中，使得对所述激光的波长的所述反射率在50％以下。

26、(12)一种激光cvd装置，其特征在于，其具备：真空腔室、在该真空腔室内载置基材的试样台、对所述基材供给原料气体的气体供给装置、经由所述真空腔室上所设的光学窗对所述基材照射脉冲波的激光的激光装置、以及藉由制冷剂来冷却所述试样台的冷却装置。

27、发明效果

28、根据本发明，能够在使用铝或铝合金作为基材的同时以防止因激光照射而发生燃烧的方式形成氧化铝被膜。因此，能够形成例如在蚀刻装置内部那样的暴露于腐蚀性气体或等离子体中的环境下使用的部件，而且能够得到机械加工性优异的耐腐蚀性部件。