[发明专利]等离子体处理装置所使用的烧结体以及构件

说明书

技术领域

本发明涉及可适用于半导体·液晶制造用等的等离子体处理装置的烧结体以及构件。

背景技术

半导体制造装置中，等离子体工艺为主流的蚀刻工序、CVD成膜工序、除去抗蚀剂的灰化工序中的装置的构件暴露于反应性高的氟、氯等卤素系气体的等离子体。

为此，对于上述工序中暴露于卤素等离子体的构件，使用高纯度氧化铝、氮化铝、氧化钇、YAG等陶瓷(例如，参照特开2000-247726号公报)。

其中，氧化钇陶瓷耐等离子体性特别优异，以往作为单体的烧结体用于等离子体处理装置。

但是，氧化钇陶瓷的体积电阻率高达10¹³Ω·cm以上，为了用于代替硅构件等，需要特别的调谐，或者导致阻碍等离子体的产生和不均一化，因此有时无法使用。而且，也会导致容易起静电，吸引反应产物产生粉尘。

对此，为了降低氧化钇陶瓷的体积电阻率，考虑了添加金属或显示导电性的氧化钛、氧化钨等金属氧化物，氮化钛等金属氮化物、碳化钛、碳化钨、碳化硅等金属碳化物等的诸多方法。

但是，为了降低氧化钇烧结体的体积电阻率，将添加有金属等的构件用于等离子体处理装置时，由于所述构件而介电损耗增加，等离子体处理中损失能量。根据情况，所述构件有发热而破损的危险。

进而，具有下述问题，即，添加有金属等的氧化钇烧结体不仅降低耐等离子体性，而且有招致杂质元素引起的晶片的污染的危险。

因此，越来越强烈地要求降低等离子体处理装置所使用的氧化钇烧结体对于被处理晶片等的杂质污染、特别是钇的污染。

另外，具有下述问题，即，作为氧化钇的构成元素的钇即便在稀土类中，地球上的存在量也算是少的，非常昂贵，使用氧化钇的烧结体导致成本增高。

为此，需求耐等离子体性优良，并且可以以低于氧化钇的成本得到的材料。

于是，本发明人为了解决上述技术问题，对于取代等离子体处理装置所使用的氧化钇的材料反复研究，着眼于稀土类中存在量最多，比较廉价的铈。

氧化铈(以下也称为二氧化铈)也用于晶片的CMP工序中的抛光剂、或玻璃的着色成分等，也有半导体用途中的使用实例，具有耐等离子体性，另外在实现体积电阻率的降低方面也是值得期待的材料。

发明内容

本发明的目的在于，提供以氧化铈为主成分的等离子体处理装置所使用的烧结体以及构件，所述等离子体处理装置所使用的烧结体以及构件对于卤素系腐食性气体、等离子体等的耐腐蚀性优异，可实现低电阻化，并且在卤素等离子体工艺中也可抑制该陶瓷的构成原料引起的杂质金属污染，适用于半导体·液晶制造用等的等离子体处理装置的构成构件。

本发明的等离子体处理装置所使用的烧结体，其特征在于，为在纯度99％以上的氧化铈100重量份中添加有3重量份以上100重量份以下的纯度99％以上的氧化钇的烧结体，即，为在纯度99％以上的氧化铈中添加有占整个组成中2.3mol％以上43.2mol％以下的纯度99％以上的氧化钇的烧结体。

由此，通过使用添加有氧化钇的二氧化铈陶瓷，可维持耐等离子体性，同时抑制该烧结体的构成原料引起的杂质金属污染，另外可防止将该烧结体用于等离子体处理装置的构件时的蚀刻引起的粉尘的产生。

另外，本发明的其他方式的等离子体处理装置所使用的烧结体，其特征在于，在纯度99％以上的氧化铈中，添加占整个组成中1mol％以上50mol％以下的纯度99％以上的氧化钇，至少暴露于等离子体的部分的表面粗糙度Ra小于1.6μm。

进而，本发明的其他方式的等离子体处理装置所使用的烧结体，其特征在于，在纯度99％以上的氧化铈中，添加占整个组成中1mol％以上50mol％以下的纯度99％以上的氧化镧，至少暴露于等离子体的部分的表面粗糙度Ra小于1.6μm。

由此，通过使用添加有氧化镧的二氧化铈陶瓷，可维持耐等离子体性，同时实现低电阻化，可抑制该烧结体的构成原料引起的杂质金属污染，另外可防止将该烧结体用于等离子体处理装置的构件时的蚀刻引起的粉尘的产生。

所述等离子体处理装置所使用的烧结体优选气孔率为2％以下。

通过使气孔率在上述范围内，可防止将该烧结体用于等离子体处理装置的构件时的蚀刻引起的粉尘的产生。

另外，所述等离子体处理装置所使用的烧结体优选20～400℃下的体积电阻率为10～10¹²Ω·cm。