[發明專利]白色氟化物噴涂覆膜的黑化方法以及在表面具有黑色層的氟化物噴涂覆膜覆蓋部件

有效

• 申請號: 201380007657.4
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN104080940B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 原田良夫;寺谷武馬;三木真哉;戶越健一郎
• 申請（專利權）人: 東華隆株式會社
• 主分類號: C23C4/04
• 分類號: C23C4/04;C23C14/48;C23C28/04
• 代理公司: 北京三幸商標專利事務所(普通合伙) 11216
• 代理人: 劉激揚

技術領域

本發明涉及一種白色氟化物噴涂覆膜的黑化方法及在表面具有黑色層的氟化物噴涂覆膜覆蓋部件。本發明特別為一種技術，其不僅針對在被曝露于腐蝕性強的鹵素氣體或其化合物的氣體環境中，也針對在受到鹵素氣體的等離子蝕刻作用影響的環境中被使用的部件，在該部件表面形成耐蝕性以及耐等離子蝕刻性良好的黑色離子注入層。

背景技術

在過去，以彌補基材表面的耐蝕性和/或耐熱性、耐磨性，同時也使覆膜外觀(表面)的美感提高作為目的，開發出各種表面處理技術，并在許多的產業領域已被采用。其中之一為噴涂法。

噴涂法為下述表面處理技術：通過使用Ar和/或H₂等的氣體等離子焰或烴的燃燒焰等，使金屬(以下，包含「合金」而稱為金屬)和/或陶瓷、金屬陶瓷等的微粒軟化或熔融，在該狀態下使其噴涂至被處理基材表面并堆積，從而覆蓋形成為膜狀。若該方法是通過熱而軟化或熔融的材料的話，則以玻璃或塑料為主，不用說熔點高的鎢(熔點3,387℃)或鉭(熔點2,996℃)等金屬，就算是Al₂O₃(熔點2,015℃)或MgO(熔點2,800℃)等氧化物類陶瓷也能夠成膜，具有覆膜材料種類的選擇自由度非常高的特征。因此，噴涂覆膜作為表面處理技術之一，已在許多產業領域被采用。

然而，上述噴涂覆膜覆蓋部件在半導體加工裝置用部件、尤其存在鹵素和/或鹵化物的環境下被等離子處理、或是需要洗凈去除因等離子處理而產生的微細顆粒的半導體加工裝置領域中被使用的場合，優選如下說明的表面處理，迄今已有人提案多種現有技術。

即，在半導體加工及液晶制造步驟中所用的干燥蝕刻或CVD、PVD等的加工裝置類中，由于隨著硅或玻璃等基板電路高集成化的微細加工與其精確度提高的必要性，加工環境便逐漸要求非常高的清潔性。另一方面，在微細加工用的各種程序中，由于使用以氟化物、氯化物為主的腐蝕性強的有害氣體或水溶液，故在該程序中所使用的部件類的腐蝕損耗的速度很快，其結果，擔憂因產生腐蝕生成物與其飛散所造成的二次加工環境污染而導致半導體加工制品不合格率的增加和/或生產效率的降低。

尤其，半導體組件的原料以Si或Ga、As、P等所構成的化合物半導體作為主體，其許多制造步驟是在真空中或減壓中被處理的所謂的干式工藝，在該環境中，重復進行各種成膜、雜質的注入、蝕刻、灰化、洗凈等處理。作為屬于如此的干式工藝的裝置，有氧化爐、CVD裝置、PVD裝置、外延生長裝置、離子注入裝置、擴散爐、反應性離子蝕刻裝置及附屬于這些裝置的配管、供排氣風扇、真空泵、閥類等部件、零件，在這些裝置類中，使用如下所示的腐蝕性強的藥劑及氣體。基本上，使用BF₃、PF₃、PF₆、NF₃、WF₃、HF等氟化物；BCl₃、PCl₃、PCl₅、POCl₃、AsCl₃、SnCl₃、SnCl₄、TiCl₄、SiH₂Cl₂、SiCl₄、HCl、Cl₂等氯化物；HBr等溴化物和其它鹵化物；還有NH₃、CH₃F等腐蝕性強的試劑及氣體。

又，在使用這些鹵化物的上述干式工藝中，為了提高反應活性與加工精確度，常使用等離子(低溫等離子)。其理由在于在等離子使用環境中，各種鹵化物成為腐蝕性強的原子狀或離子化的F或Cl、Br、I，因而對半導體原料的微細加工發揮大的效果。另一方面，具有下述問題：從被等離子處理(尤其等離子蝕刻處理)的半導體原料表面具有通過蝕刻處理所削除的微細的SiO₂、Si₃N₄、Si、W等顆粒浮游于環境中，它們附著于加工中或加工后的組件表面而使其質量顯著降低。

作為這些情況的對策之一，過去有人提案通過鋁陽極氧化物(耐酸鋁)所進行的表面處理。其它，已知有如下技術：以Al₂O₃或Al₂O₃·TiO₂、Y₂O₃等氧化物為首，利用噴涂法或蒸鍍法(CVD法、PVD法)等而將周期表IIIa族金屬氧化物覆蓋于裝置用部件的表面，或作為燒結材而利用(專利文獻1～5)。