[發明專利]金屬構件的保護膜構造及采用該保護膜構造的金屬零件、半導體或平板顯示器制造裝置

無效

• 申請號: 200680020909.7
• 申請日: 2006-06-16
• 公開（公告）號: CN101218376A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 大見忠弘;白井泰雪;森永均;河瀨康弘;北野真史;水谷文一;石川誠;岸幸男
• 申請（專利權）人: 國立大學法人東北大學;三菱化學株式會社;日本陶瓷科技股份有限公司
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;C23C8/10;C25D11/08;C25D11/10;C25D11/16;C25D11/18;H01L21/205;H01L21/3065
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李貴亮

技術領域

本發明涉及在半導體或平板顯示器制造領域等中采用的通過等離子體處理進行化學氣相沉積(CVD)和反應性離子蝕刻(RIE)等的基板處理裝置，特別涉及在工藝過程中，在與工藝腔內壁等工藝流體接觸的領域中，能夠抑制因反應生成物堆積、腐蝕造成的金屬污染等的薄膜形成，和適于蝕刻處理的處理裝置，以及可以用于這些處理裝置的保護膜構造。

背景技術

現有的半導體生產方式的主流是以DRAM等的內存制造為代表的少品種大量生產方式。其規模在于能夠以數千億日元的巨額投資，對月產量數萬張的基板進行處理。但是，市場強烈希望確立一種階段投資型的小規模半導體生產方式，以達到即使是信息家電用的系統LSI那樣的終身產量非常少的產品，也可以獲得足夠利潤的目的。由于現有的半導體制造裝置的功能單一，必然導致裝置臺數增加、投資額高漲，根本無法構建小規模生產線的現象。因此，現狀是如果不用一臺的基板處理裝置對多個工藝進行處理，難以實現小規模生產線。

另外，為了在300mmφ和米級的大口徑基板的面內進行均勻的CVD工藝，通過在工藝腔內設置在基板垂直上方設有氣體噴出口的噴頭，促進氣體均勻擴散向基板表面的例子有所增加。另外，由于噴頭由金屬材料制成，也使將噴頭自身作為零位面，使處理基板一側產生自偏壓而進行RIE(反應離子蝕刻)成為可能。通過設置這樣的金屬性噴頭，使制造通過一臺的工藝腔對多個工藝進行處理的裝置成為可能。

在同一基板處理室中，依次變更氣體種類，對不同工藝進行處理時，構成包含氣體供給噴頭在內的工藝腔內的材料成為重要要素之一。為了在一個基板處理室中，進行CVD和RIE、氧化、氮化等工藝，用于在每個工藝時將工藝腔重新設置到初期狀態的清洗工序變得非常重要。等離子體清洗、無等離子體清洗的清洗氣體均以氟類氣體為主，此時從生產上來看，優選為在工藝腔和排氣系統等保持250～500℃的工藝溫度的狀態下進行。但在這樣的溫度下，不能避免構成的金屬材料發生腐蝕，成為在處理基板表面上造成金屬污染的原因。另外，因為在RIE中，作為蝕刻氣體，不僅將氟類氣體，還將氯類氣體用于金屬材料的加工，所以在RIE裝置中，必不可少地對鋁合金和不銹鋼等金屬材料進行表面處理。例如鋁合金的情況下，現有的通過酸性類化成液進行陽極氧化，形成厚度為數十μm的多孔狀的鋁氧化皮膜的氧化鋁膜處理是一般性方法。但是，由于該陽極化皮膜為多孔質構造，其有效表面積非常大，因此會出現產生大量水分及有機物放出氣體，導致進行工藝時出現污染，以及維護后啟動真空裝置時，真空度很難提升而導致停機時間過長的問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種具有優良耐腐蝕性的表面保護皮膜構造，可以抑制采用在半導體或平板顯示器制造領域等中使用的等離子體工藝時，反應生成物堆積到基板處理裝置的內壁面等上、因內壁面等的腐蝕造成的金屬污染、放出氣體造成的工藝不穩定性等。

本發明的目的在于，提供一種制造裝置，對于在半導體或平板顯示器制造領域等中應用的、采用等離子體工藝的基板處理裝置，使抑制反應生成物堆積到基板處理裝置的內壁面等上、因內壁面等的腐蝕造成的金屬污染、放出氣體造成的工藝不穩定性等多個工藝成為可能。

根據本發明，可以獲得一種金屬構件的保護膜構造，是半導體等的制造裝置使用的金屬構件的保護膜構造，具有第1皮膜層和第2皮膜層，該第1皮膜層具有由母材金屬的直接氧化形成的氧化物皮膜，該第2皮膜層由不同于第1皮膜層的材料構成。

優選為在形成第1皮膜層之前，對所述母材金屬的表面進行噴丸處理。

所述第1皮膜層為通過金屬的熱氧化形成的氧化物皮膜。

另外，所述第1皮膜層也可以是通過由pH4～pH10的有機類化成液組成的電解質溶液進行的陽極氧化形成的氧化物皮膜。

再者，所述第1皮膜層也可以是通過由pH4～pHlO的無機化成液組成的電解質溶液進行的陽極氧化形成的氧化物皮膜。

所述第1皮膜層的膜厚優選為10nm以上1微米(μm)以下。

所述第2皮膜層是由通過等離子體熔射法形成的氧化鋁、氧化釔、氧化鎂以及它們的混晶的任何一種構成的皮膜。所述第2皮膜層的厚度優選為200μm左右。

所述第2皮膜層也可以采用由鍍NiP、鍍Ni、鍍Cr中的至少一種構成的皮膜。

另外，所述第2皮膜層也可以采用通過氟樹脂涂敷形成的氟樹脂皮膜。

根據本發明，還可以獲得一種半導體或平板顯示器制造裝置用氣體供給噴頭，其特征在于，采用上述特征的保護膜構造。