(57)【要約】本発明は、化学気相蒸着（ＣＶＤ：ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）プロセスチャンバー内に位置する部品であって、前記部品はアルミニウム元素が含まれた材質で構成された３次元物体であり、前記部品の３次元表面に沿って亀裂のないフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）生成防止膜が形成されており、前記フッ化アルミニウム生成防止膜はイットリウム（Ｙ，ｙｔｔｒｉｕｍ）を含むか、或いはＳｉＣ、ＺｒＯ２、ＺｒＣ、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣｌ２、ＨｆＯ２のうちいずれか一つ以上の成分で構成されたセラミックパウダーが前記部品の表面に噴射コーティングされることによって形成されたものであり、前記部品の角及び面から脱離現象が発生しないことを特徴とするＣＶＤプロセスチャンバーに関する。【選択図】図５
2017531090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学気相蒸着（ＣＶＤ：ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ） プロセスチャンバー内に位置する部品（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）であって、
前記部品はアルミニウム元素が含まれた材質で構成された３次元物体であり、
前記部品の３次元表面に沿って亀裂のないフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）生成防止膜が形成されており、
前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、イットリウム（Ｙ，ｙｔｔｒｉｕｍ）を含むか、 或いはＳｉＣ、ＺｒＯ２、ＺｒＣ、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣｌ２、ＨｆＯ２のうちいずれか一つ以上の成分で構成されたセラミックパウダーが前記部品の表面に噴射コーティングされることによって形成されたものであり、前記部品の角及び面から脱離現象が発生されず、
前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、０〜５０℃及び真空状態で前記セラミックパウダーが前記部品の表面に噴射コーティングされることによって形成されたことを特徴とするＣＶＤプロセスチャンバー部品。
【請求項２】
前記部品は、孔（ｈｏｌｅ）及び凹凸部で脱離現象が発生しないことを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤプロセスチャンバー部品。
【請求項３】
前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、セラミック結晶質ドメイン（ｄｏｍａｉｎ）で構成されるか、或いはセラミック結晶質ドメインとセラミック非晶質ドメインとが混在して構成されたことを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤプロセスチャンバー部品。
【請求項４】
前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、気孔のないことを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤプロセスチャンバー部品。
【請求項５】
前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、研磨処理されて表面粗さ（Ｒａ）が０．０１〜５μｍであることを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤプロセスチャンバー部品。
【請求項６】
前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、３〜１０μｍの厚さに形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤプロセスチャンバー部品。
【請求項７】
前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、ＣＶＤ工程による前記部品の熱膨張や収縮時に脱離されないことを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤプロセスチャンバー部品。
【請求項８】
前記部品は、前記ＣＶＤプロセスチャンバー内に位置するヒーター（ｈｅａｔｅｒ）、シャワーヘッド（ｓｈｏｗｅｒｈｅａｄ）、サセプター（ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）、プロセスチャンバー内壁、バッフル（ｂａｆｆｌｅ）、電極（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、パワーターミナル（ｐｏｗｅｒ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）、フランジ（ｆｌａｎｇｅ）、スクリュー（ｓｃｒｅｗ）、棒（ｂａｒ）、ヒーターサポート（ｈｅａｔｅｒ  ｓｕｐｐｏｒｔ）及びブラケット（ｂｒａｃｋｅｔ）のうちいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤプロセスチャンバー部品。
【請求項９】
前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、気体供給管の末端に結合された噴射ノズルを収容するコーティングチャンバー内の負圧によって前記気体供給管と連通した気体吸入管に吸入される吸入気体と気体供給装置から前記気体供給管に提供される供給気体とが混合された輸送気体が大気圧状態に維持される環境で前記負圧によって気体吸入管内に流入されるセラミックパウダーを輸送して前記噴射ノズルを介して噴射されて、前記セラミックパウダーが真空状態のコーティングチャンバー内に備えられた基材（８９、ＣＶＤプロセスチャンバー部品）に噴射コーティングされて形成されることを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤプロセスチャンバー部品。
【請求項１０】
前記部品はセラミック材料または金属材料のうちいずれか一つであることを特徴とする請求項１ないし９のうちいずれか一つに記載のＣＶＤプロセスチャンバー部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学気相蒸着（ＣＶＤ：ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）プロセスチャンバー内に位置する部品（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）に関する。詳しくは、前記部品にはフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）生成防止膜が形成されており、前記プロセスチャンバー内のクリーニングのために使用されるＣｌＦ３，ＣＦ４，ＮＦ３などのガスに含まれているフッ素（ｆｌｕｏｒｉｎｅ）が前記部品を構成するアルミニウム（ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）元素と結合してフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３： Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｆｌｕｏｒｉｄｅ）が生成されることを防止するよう構成されたフッ化アルミニウム生成防止膜が形成されたＣＶＤプロセスチャンバー部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、化学気相蒸着工程を行うためのプロセスチャンバー部品に関するものである。
【０００３】
一般的にＣＶＤ工程を行うためのプロセスチャンバーに使用されるプロセスチャンバー部品は、ヒーター（ｈｅａｔｅｒ）、シャワーヘッド（ｓｈｏｗｅｒｈｅａｄ）、サセプター（ｓｕｓｃｅｐｔｏｒ）、プロセスチャンバー内壁、バッフル（ｂａｆｆｌｅ）、電極（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、パワーターミナル（ｐｏｗｅｒ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）、フランジ（ｆｌａｎｇｅ）、スクリュー（ｓｃｒｅｗ）、棒（ｂａｒ）、ヒーターサポート（ｈｅａｔｅｒ  ｓｕｐｐｏｒｔ）、ブラケット（ｂｒａｃｋｅｔ）などがある。
【０００４】
例えば、ＣＶＤ工程において二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）をプロセスチャンバー内に配置されたウェハーに蒸着させるとき、前記ウェハーだけではなく前記プロセスチャンバー内の部品の表面にも二酸化ケイ素が蒸着される。これにより、蒸着率（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｒａｔｅ）が変化することなく連続的なＣＶＤ工程を行うためには、蒸着工程後に前記プロセスチャンバー部品の表面に蒸着されている二酸化ケイ素を除去する洗浄（ｃｌｅａｎｉｎｇ）工程を行わなければならない。
【０００５】
前記プロセスチャンバー部品の表面に蒸着されている二酸化ケイ素を除去する洗浄工程では、ＣｌＦ３，ＣＦ４，ＮＦ３プラズマなどの洗浄ガスを使用するが、このとき、前記プロセスチャンバー部品を構成するアルミニウムと洗浄ガスに含まれているフッ素が結合することにより、前記プロセスチャンバー部品の表面にフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）パーティクルが生成されるという問題があった。
【０００６】
従って、前記フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）パーティクルがウェハーに累積されたり、前記工程部品に付着するため、継続的なＣＶＤ工程を行うことができなくなることによって生産率が減少し、前記プロセスチャンバー部品を継続的に頻繁に外部洗浄（ｅｘ−ｓｉｔｕ  ｃｌｅａｎｉｎｇ）をしなければならないなどの問題があった。つまり、ＣＶＤ工程中にウェハーの累積枚数が増加するにつれて工程中に発生するパーティクル及び副産物に因って蒸着率が変化すると、ＣＶＤ工程を中止し、前記プロセスチャンバー部品を短い周期に洗浄することを繰り返したり、前記プロセスチャンバー部品を新しいものに入れ替えなければならないという問題があった。
【０００７】
上記の問題に対応するための従来の技術を下記に紹介する。
【０００８】
特許文献１は、ＣＶＤプロセスチャンバー内に位置した工程部品である窒化アルミニウム（ＡｌＮ）ヒーターの表面にフッ化マグネシウム（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ）を化学気相蒸着または物理気相蒸着（ＰＶＤ：ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法でコーティングすることによって、前記ヒーターをＣＶＤ工程環境から保護しようとする技術である。ただ、５５０℃以上の高温とフッ素を含むプラズマ環境でコーティング膜が前記窒化アルミニウムヒーター表面から脱離されず、亀裂が発生しないように２μｍのコーティング膜厚以下（好ましくは、１μｍ以下）に薄膜を維持しなければならないという短所があった。また、前記窒化アルミニウムヒーターの表面に２μｍ以上のコーティング膜を形成する場合、前記コーティング膜の亀裂を介してヒーターを構成するアルミニウム元素が洗浄ガスに含まれているフッ素元素と結合してフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）パーティクルが発生することもある。特に、前記ヒーターの平面でコーティング膜厚を２μｍ以下に維持してもヒーターの角部分、リフトピン孔及び孔周囲部分は、コーティング膜を前記平面コーティング膜厚と同様に形成させると亀裂が発生することがあるので、この部分のコーティング膜厚は、さらに減少させなければならない。しかし、亀裂が発生しないようにするために、薄膜厚を極めて薄く維持しなければならないが、このような薄膜厚で工程環境から前記工程部品を継続的に保護することはさらに難しくなる。
【０００９】
特許文献２及び特許文献３は、ＣＶＤ方法及びゾル‐ゲル法（ｓｏｌ‐ｇｅｌ）またはＣＶＤ方法でコーティング膜を形成して工程進行中にパーティクルの生成が抑制されるようにした技術である。ただ、この技術もまた前述した特許文献１の内容と同様にシャワーヘッドの角、孔及び孔周囲に亀裂が発生することがあるので、工程環境から前記工程部品を保護し難く、ＡｌＦ３パーティクルが発生するおそれがある。
【００１０】
特許文献４は、ＣＶＤ工程でウェハーを加熱するためのセラミックコーティング金属サセプターに関するものである。この技術では、プラズマ溶射装置を使用して金属板体及び金属支持軸の外表面に１２％の多孔率を持ち、セラミック層と金属板体との間の熱的ストレスを吸収する役割をするニッケル含有バッファ層を約５０μｍの厚さに溶射コーティングし、前記バッファ層の上にアルミナ腐食防止セラミック層を約２５０μｍの厚さに溶射コーティングを行う。ただ、上記の技術は、高価な窒化アルミニウム材料のサセプターを使用する代わりに金属材料のサセプターを使用するが、問題は窒化アルミニウムセラミック材料にセラミックコーティング膜を形成することと、金属材料にセラミックコーティング膜を形成するときにセラミックコーティング層とサセプター材料層との界面で発生する熱膨張及び収縮に因って窒化アルミニウムセラミックサセプターよりは金属材料のサセプターに発生する熱膨張及び収縮がより一層大きいので、５５０℃以上の高温工程でコーティング膜が脱離されることがあり、バッファ層を置くとしてもこのような問題は根本的に解決し難い。また、溶射コーティング方法を使用することから、コーティング膜自体に気孔と亀裂を必然的に伴うことになるので、ＣＶＤ工程中に前記気孔と亀裂を介して洗浄ガスに含まれているフッ素がアルミニウムと結合してフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）パーティクルが発生してプロセスチャンバー内、工程部品及びウェハーを汚染させることがある。
【００１１】
特許文献５は、半導体製造工程時にウェハーへの熱供給に使用される金属ヒーターがフッ素に因って腐食されることを防止するために、ニッケル母材のヒーター表面にパックセメンテーション（ｐａｃｋ  ｃｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）及びＶＰＤ（ｖａｐｏｒ  ｐｈａｓｅ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などのコーティング方式を利用してアルミニウムを拡散コーティングした後、熱処理とを介してアルミナ層（ＮｉＡｌ２Ｏ３）を形成することによって高温で内部洗浄（ｉｎ‐ｓｉｔｕ  ｃｌｅａｎｉｎｇ）を可能にしたアルミナコーティング層が形成されたヒーター及び製造方法に関するものである。上記の技術は、窒化アルミニウム材料の代わりに金属材料のヒーターにＮｉＡｌ２Ｏ３コーティング膜を形成するが、コーティング膜のアルミニウム成分と洗浄ガスに含まれているフッ素が結合してフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）パーティクルが発生するおそれがある。
【００１２】
特許文献６は、半導体製造工程の進行後にチャンバークリーニングのために使用するＮＦ３ガスによりＡｌＮヒーターに生成されるフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）をＮ２プラズマを利用して除去するようにした技術である。即ち、前記ヒーターの上部に析出したフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）をそのまま置いた状態で薄膜蒸着工程を行うと、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）がウェハーに流入されてパーティクルになりながら半導体デバイス品質低下の主要な原因となり、これに因って前記ＡｌＮヒーターの誘電特性が変化しながら薄膜厚の変化などの問題点が発生するので、これを解決するためである。ただ、上記の技術は、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）がプロセスチャンバー内で発生した後にこれを除去するための技術であってフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）パーティクルの発生を防止するための根本的な解決方法ではない。
【００１３】
特許文献７及び特許文献８は、ＣＶＤ工程に使用されるシャワーヘッド工程部品の表面にプラズマ噴射（熱噴射）によってコーティング膜を形成させる技術であるが、このように形成されたコーティング膜には気孔と亀裂が発生するため、前記工程部品コーティング膜の気孔と亀裂を介してアルミニウムと洗浄ガスに含まれているフッ素が結合してフッ化アルミニウムパーティクルが生成され、前記気孔と亀裂でアーク（ａｒｃｉｎｇ）が発生するおそれがある。
【００１４】
また、特許文献９は、ＣＶＤ工程部品であるシャワーヘッドに陽極酸化処理をした技術である。ただ、陽極酸化処理されたシャワーヘッドの表面は気孔と亀裂を持っているので、アルミニウムシャワーヘッドのアルミニウムと洗浄ガスに含まれているフッ素が結合されてフッ化アルミニウムパーティクルが生成されることがある。
【００１５】
一方、ＣＶＤ工程を行うための工程装置内に位置する各種工程部品を工程環境から保護し、その部品の表面に工程中に発生する汚染物質の蓄積及びパーティクルの発生を抑制または減少させるためのセラミックコーティング膜を製造する方法であって、エアロゾル蒸着（ＡＤ；ａｅｒｏｓｏｌ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法を考慮することはできるが、エアロゾル蒸着方法は３次元胴体の工程部品の表面に均一な厚さのコーティング膜を形成することは難しく、特に段差のある領域、角、孔周囲などでコーティング膜が脱離される現象が発生するので、適用し難い方法と知られている。
【００１６】
従って、ＣＶＤ工程に適用される工程部品の表面にアルミニウム‐フッ素結合防止膜を形成することによって前記ＣＶＤ工程中にフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）パーティクルは生成されず、工程部品の３次元胴体の角、面、孔、凸凹部などでコーティング膜が脱離されないようにすることが必要である。そこで、本発明はウェハーの累積枚数が３，０００〜６，０００以上になると蒸着率の変化を示す従来のＣＶＤ工程の工程部品と異なってウェハー枚数が１２，０００枚以上に累積されるまで蒸着率が変化することなく使用し続けるフッ化アルミニウム生成防止膜が形成されたＣＶＤプロセスチャンバー部品を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国登録特許ＵＳ６，３７９，４９２（Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  Ｃｏａｔｉｎｇ）
【特許文献２】大韓民国特許登録第１０―１０３７１８９（プラズマ化学気相蒸着装置用大面積シャワーヘッド）
【特許文献３】大韓民国特許登録第１０−１３００１２７（シャワーヘッド及びその製造方法）
【特許文献４】大韓民国特許登録第１０−１２２８０５６（セラミックコーティング金属サセプター及びその製造方法）
【特許文献５】大韓民国特許登録第１０−０８３９９２８（アルミナコーティング層が形成されたヒータ及びその製造方法）
【特許文献６】大韓民国特許出願第１０−２０１２−００６９２８５（半導体製造装置用ＡｌＮヒーターのクリーニング装置及びクリーニング方法）
【特許文献７】大韓民国特許出願第１０−２０１２−７０１９０２８（半導体プロセシングのためのコーティング物質を持つガス分配シャワーヘッド：ＰＣＴ／ＵＳ２００１／０２２４１８；ＵＳ２０１１／０１９８０３４  Ｇａｓ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｓｈｏｗｅｒｈｅａｄ  Ｗｉｔｈ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｆｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）
【特許文献８】大韓民国特許出願第１０−２０１３−７００６９４３（高輻射率の表面を持つガス分配シャワーヘッド；ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０３９８５７；ＵＳ２０１２／００５２２１６  Ｇａｓ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｓｈｏｗｅｒｈｅａｄ  Ｗｉｔｈ  Ｈｉｇｈ  Ｅｍｉｓｓｉｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ）
【特許文献９】大韓民国特許出願第１０−２０１１−７０２９８１４（陽極酸化処理されたシャワーヘッド；ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３４８０６；ＵＳ２０１０／０２８８１９７  Ａｎｏｄｉｚｅｄ  Ｓｈｏｗｅｒｈｅａｄ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、フッ化アルミニウム生成防止膜が形成されたＣＶＤプロセスチャンバー部品を提供することである。これにより、プロセスチャンバー部品の寿命及び外部洗浄（ｅｘ‐ｓｉｔｕ  ｃｌｅａｎｉｎｇ）の周期を長くし、半導体基板の製造生産性及び歩留まりの向上に寄与しようとする。特に、ウェハーの累積枚数が３，０００〜６，０００以上になると蒸着率の変化を示す従来のＣＶＤ工程の工程部品と異なってウェハー枚数が１２，０００枚以上に累積されるまで蒸着率が変化することなく使用し続けるフッ化アルミニウム生成防止膜が形成されたＣＶＤプロセスチャンバー部品を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前述した課題を解決するために本発明は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）プロセスチャンバー内に位置する部品であって、前記部品はアルミニウム元素が含まれた材質で構成された３次元物体であり、前記部品の３次元表面に沿って亀裂のないフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）生成防止膜が形成されており、前記フッ化アルミニウム生成防止膜はイットリウム（Ｙ，ｙｔｔｒｉｕｍ）を含むか、或いはＳｉＣ、ＺｒＯ２、ＺｒＣ、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣｌ２、ＨｆＯ２のうちいずれか一つ以上の成分で構成されたセラミックパウダーが前記部品の表面に噴射コーティングされることによって形成されたものであり、前記部品の角及び面から脱離現象が発生しないことを特徴とするＣＶＤプロセスチャンバー部品を提供する。
【００２０】
このとき、前記部品は前記セラミックパウダーの噴射コーティング中や後に孔（ｈｏｌｅ）及び凹凸部で脱離現象が発生しないことを特徴とする。
【００２１】
また、前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、０〜５０℃及び真空状態で前記セラミックパウダーが前記部品の表面に噴射コーティングされることによって形成されることを特徴とする。
【００２２】
また、前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、セラミック結晶質ドメイン（ｄｏｍａｉｎで構成されるか、或いはセラミック結晶質ドメインとセラミック非晶質ドメインとが混在して構成されることを特徴とする。
【００２３】
また、前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、気孔のないことを特徴とする。
【００２４】
また、前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、研磨処理されて表面粗さ（Ｒａ）が０．０１〜５μｍであることを特徴とする。
【００２５】
また、前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、３〜１０μｍの厚さに形成されたことを特徴とする。
【００２６】
また、前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、ＣＶＤ工程による前記部品の熱膨張や収縮時に脱離されないことを特徴とする。
【００２７】
また、前記部品は、前記ＣＶＤプロセスチャンバー内に位置するヒーター、シャワーヘッド、サセプター、プロセスチャンバー内壁、バッフル、電極、パワーターミナル、フランジ、スクリュー、棒、ヒーターサポート及びブラケットのうちいずれか一つであることを特徴とする。
【００２８】
また、前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、気体供給管末端に結合された噴射ノズルを収容するコーティングチャンバー内の負圧により前記気体供給管と連通した気体吸入管に吸入される吸入気体と気体供給装置から前記気体供給管へ提供される供給気体とが混合された輸送気体が大気圧状態に維持される環境で前記負圧によって気体吸入管内に流入されるセラミックパウダーを輸送して前記噴射ノズルを介して噴射されて、前記セラミックパウダーが真空状態のコーティングチャンバー内に備えられた基材（ＣＶＤプロセスチャンバー部品）に噴射コーティングされて形成されることを特徴とする。
【００２９】
また、前記部品はセラミック材料または金属材料のうちいずれか一つであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係るフッ化アルミニウム生成防止膜が形成されたＣＶＤプロセスチャンバー部品は、次のような効果がある。
【００３１】
１．従来のＣＶＤプロセスチャンバー部品の表面に発生するフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３： Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｆｌｕｏｒｉｄｅ）パーティクルの生成を根本的に防止することができる。
【００３２】
２．フッ化アルミニウム生成防止膜がない場合に比べて部品表面に付着される副産物（ｂｙ‐ｐｒｏｄｕｃｔｓ）及びパーティクル付着量が画期的に低減し、フッ素が含有された洗浄ガスで洗浄する場合（ＩＳＤ（ｉｎ‐ｓｉｔｕ  ｄｒｙ  ｃｌｅａｎｉｎｇ））洗浄ガスに因る食刻も最小化され、洗浄時間が短くなり、ウェハー上部で確認されるパーティクルが迅速に減少しながら安定化される効果がある。
【００３３】
３．ウェハーの累積枚数が３，０００〜６，０００以上になると蒸着率の変化を示す従来のＣＶＤ工程の工程部品と異なってウェハー枚数が１２，０００枚以上に累積されるまで蒸着率を一定に維持させて使用し続けることができる。
【００３４】
４．ＣＶＤ工程の蒸着速度が増加されて生産性が向上する。
【００３５】
５．ＣＶＤプロセスチャンバー部品の表面にフッ化アルミニウム生成防止膜が３〜１０μｍの厚さに形成されると、部品の３次元胴体の角、面、孔及び孔周囲で前記防止膜が脱離されず、プラズマ洗浄ガスから前記工程部品を保護して部品の寿命を延長させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】シャワーヘッド及びヒーターが装着されているＣＶＤプロセスチャンバーの模式図である。
【図２】ＣＶＤプロセスチャンバー内でＮＦ３プラズマガスに晒されるシャワーヘッドを示した模式図である。
【図３】ＣＶＤプロセスチャンバー内でＮＦ３プラズマガスに晒されるシャワーヘッドを示した模式図である。
【図４】化学気相蒸着後にプロセスチャンバー内の洗浄ガスに含まれているフッ素と窒化アルミニウムヒーターに含まれているアルミニウムとが結合して生成されたＡｌＦ３パーティクルがヒーター表面に付いていることを示した模式図である。
【図５】ＣＶＤプロセスチャンバー部品の一つであるヒーター表面の各部位（上部面、側面、下部面、シャフト及びマウント）にフッ化アルミニウム生成防止膜が形成された例を示した模式図である。
【図６】化学気相蒸着後にプロセスチャンバー内の洗浄ガスに含まれているフッ素とアルミニウムシャワーヘッドに含まれているアルミニウムとが結合して生成されたＡｌＦ３パーティクルがシャワーヘッド表面に付いて下部のウェハーに落ちることを示した模式図である。
【図７】ＣＶＤプロセスチャンバー部品の一つであるシャワーヘッド表面にフッ化アルミニウム生成防止膜が形成されたことを示した模式図である。
【図８】本発明に係るフッ化アルミニウム生成防止膜が形成されたＣＶＤプロセスチャンバー部品を製造するためのセラミックコーティング装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明に係るフッ化アルミニウム生成防止膜が形成されたＣＶＤプロセスチャンバー部品の最良の実施形態について説明する。
【００３８】
化学気相蒸着プロセスチャンバー内に位置する部品であって、前記部品はアルミニウム元素が含まれた材質で構成された３次元物体であり、前記部品の３次元表面に沿って亀裂と気孔のないフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）生成防止膜が形成されており、前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、イットリウムを含むか、或いはＳｉＣ、ＺｒＯ２、ＺｒＣ、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣｌ２、ＨｆＯ２のうちいずれか一つ以上の成分で構成されたセラミックパウダーが前記工程部品の表面に噴射コーティングされることによって形成されたものであり、前記セラミックパウダーの噴射コーティング中・後に角、面、孔及び凹凸部で脱離現象が発生しないことを特徴とする。
【００３９】
また、前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、０〜５０℃及び真空状態で前記セラミックパウダーが３〜１０μｍの厚さで噴射コーティングされることによって形成され研磨処理されて表面粗さ（Ｒａ）が０．０１〜５μｍであり、セラミック結晶質ドメイン（ｄｏｍａｉｎ）で構成されるか、或いはセラミック結晶質ドメインとセラミック非晶質ドメインとが混在して構成されたものが好ましい。
【００４０】
以下では、添付された図面とともに本発明に係るフッ化アルミニウムの生成防止膜が形成されたＣＶＤプロセスチャンバー部品及びＣＶＤプロセスチャンバー部品にフッ化アルミニウム生成防止膜を形成させる方法について詳細に説明する。
【００４１】
Ｉ．フッ化アルミニウム生成防止膜が形成されたＣＶＤプロセスチャンバー部品
本発明は、ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）プロセスチャンバー５００内に位置する部品（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）に関するものである。前記部品の表面は、アルミニウムで構成されているが、前記プロセスチャンバー５００内のクリーニングのために使用されるＣｌＦ３、ＣＦ４、ＮＦ３などのガスに含まれているフッ素（ｆｌｕｏｒｉｎｅ）が前記部品のアルミニウム（ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）元素と結合してフッ化アルミニウムパーティクルが生成される。本発明は、前記部品表面の３次元表面に沿ってフッ化アルミニウム生成防止膜を形成させて前記フッ化アルミニウムパーティクルが生成されないようにすることによって、ウェハーの累積枚数が３，０００〜６，０００以上になると蒸着率の変化を示す従来のＣＶＤ工程の工程部品と異なってウェハー枚数が１２，０００枚以上に累積されるまで蒸着率が変化することなく使用し続けることのできるフッ化アルミニウム生成防止膜が形成されたＣＶＤプロセスチャンバー部品を提供する。
【００４２】
前記部品は、図１に示すように前記ＣＶＤプロセスチャンバー５００内に位置する部品であって、ヒーター１００、シャワーヘッド２００、サセプター、バッフル、電極、パワーターミナル、フランジ、スクリュー、棒、ヒーターサポート、ブラケット、プロセスチャンバー内壁などがある。
【００４３】
前記部品の素材は、アルミニウム元素を含むセラミックまたは金属材料である。前記アルミニウム元素を含むセラミック材料としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）またはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）よりも熱伝導率が約５倍の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を使用することができ、前記アルミニウム元素を含む金属材料としてアルミニウム、インコネル（ｉｎｃｏｎｅｌ）などを使用することができる。前記インコネルはニッケルを主体にしてクロム１５％、鉄６〜７％、チタン２．５％、アルミニウム・マンガン・ケイ素各１％以下が添加された耐熱合金である。前記インコネルは耐熱性に優れており、９００℃以上の酸化気流の中でも酸化せず、硫黄を含有した大気にも浸漬されない特徴がある。
【００４４】
前記部品は図１及び図３に示すようにＣＶＤプロセスチャンバー内でフッ素を含むプラズマに晒される。従って、前記部品の表面にフッ化アルミニウム生成防止膜がない場合、図４及び図６に示されたようにフッ化アルミニウムパーティクルが生成される。
【００４５】
前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、図５及び図７の模式図に示されたように
アルミニウムを含んで構成された前記部品の３次元表面に沿って気孔と亀裂がないように形成されたものだが、特に前記部品の角、面、孔などの部位でも脱離されないように形成される。さらに、セラミックパウダーをＡＤ（ａｅｒｏｓｏｌ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法でコーティングする場合、コーティング中・後に部品の３次元表面に沿って角、孔、凹凸部など平らでない部位で膜の脱離現象が発生する。しかし、本発明により０〜５０℃及び真空状態でセラミックパウダーを噴射コーティングする場合には、部品の３次元表面に沿って角、面、孔及び凹凸部などのように平らでない部分でも前記セラミックパウダーのコーティング中・後に膜の脱離現象が発生しない。
【００４６】
前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、ＣＶＤ工程による部品の熱膨張や収縮時にも脱離されない。
【００４７】
前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、セラミック結晶質ドメインで構成されるか、或いはセラミック結晶質ドメインとセラミック非晶質ドメインとが混在して構成される。また、前記フッ化アルミニウム発生防止膜は、３〜１０μｍの厚さに形成させることができ、研磨処理して表面粗さ（Ｒａ）０．０１〜５μｍになるようにすることができる。また、前記防止膜を形成しているセラミックは、イットリウムを含むか、或いはＳｉＣ、ＺｒＯ２、ＺｒＣ、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣｌ２、ＨｆＯ２のうちいずれか一つ以上の成分で構成されることができる。前記イットリウムを含むセラミックの例としてはＹ２Ｏ３、ＹＦ３、ＹＳＺ（Ｙ２Ｏ３  ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  ＺｒＯ２）などがある。
【００４８】
以下では、前記フッ化アルミニウム生成防止膜を形成させる方法について詳細に説明する。
【００４９】
II．ＣＶＤ工程部品にフッ化アルミニウム生成防止膜を形成させる方法
前記フッ化アルミニウム生成防止膜は、イットリウムを含むか、或いはＳｉＣ、ＺｒＯ２、ＺｒＣ、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＣｌ２、ＨｆＯ２のうちいずれか一つ以上の成分で構成されたセラミックパウダーを前記部品の表面に噴射コーティングすることによって、気孔や亀裂がなくコーティング中・後に膜の脱離現象がないように形成される。
【００５０】
本発明に係るフッ化アルミニウム生成防止膜が形成されたＣＶＤプロセスチャンバー部品は、気体供給管８３の末端に結合された噴射ノズル８６を収容するコーティングチャンバー９０内の負圧により前記気体供給管８３と連通した気体吸入管８４に吸入される吸入気体９１と気体供給装置８０から前記気体供給管８３に提供される供給気体９２が混合された輸送気体９４が大気圧状態に維持される環境で前記負圧によって気体吸入管８４内に流入されるセラミックパウダー９３を輸送して前記噴射ノズル８６を介して噴射されて、前記セラミックパウダー９３が真空状態のコーティングチャンバー９０内に備えられた基材（８９、ＣＶＤプロセスチャンバー部品）に噴射コーティングされるようにすることを特徴とする固相パウダーコーティング方法を適用して製造することができる。
【００５１】
また、上記のようなセラミックパウダーコーティング方法は、図８に示す気体供給装置８０から供給される供給気体の流路であって、末端に噴射ノズル８６が結合された気体供給管８３と、一側が大気圧に開放された状態で前記気体供給管８３と連通した気体吸入管８４と、大気圧状態が維持される環境で収容されたセラミックパウダー９３を前記気体吸入管８４に供給するセラミックパウダー供給部（図示せず）と、前記噴射ノズル８６を収容するコーティングチャンバ−９０と、前記気体供給管８３の内部圧力を調節する流量調節装置８２と、及び前記コーティングチャンバ−９０の内部圧力を調節する圧力調節装置８１と、を含んで構成され、前記圧力調節装置８１の駆動で形成された前記コーティングチャンバー９０の負圧によって前記セラミックパウダー供給部（図示せず）から気体吸入管８４へセラミックパウダー９３が流入され、前記気体吸入管８４の開放された一側に吸入された吸入気体９１と前記気体供給装置８０から供給された供給気体９２とが一緒にセラミックパウダー９３の輸送気体９４に作用するように構成されて、真空状態のコーティングチャンバ−９０に配置された基材（８９、工程部品）にセラミックパウダーが噴射コーティングされるように構成されたことを特徴とするセラミックパウダーコーティング装置によって具現される。
【００５２】
前記セラミックパウダーコーティング方法とセラミックコーティング装置に関する内容は、大韓民国特許出願第１０−２０１４−００６９０１７（固相パウダーコーティング装置及びコーティング方法）と、大韓民国特許出願第１０−２０１３−００８１６３８（固相パウダーコーティング装置及びコーティング方法、ＰＣＴ／ＫＲ２０１４／００６２１７  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ）に詳細に説明されている。
【００５３】
本発明について図面を参照して説明したが、本発明の要旨を外さない範囲内で多少の修正及び変形が可能であり、様々な分野で使用されることもできる。よって、本発明の請求の範囲は、本発明の真正な範囲内に属する修正及び変形を含む。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、化学気相蒸着プロセスチャンバー内に位置した部品に関するものである。詳細には、前記部品にはフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）生成防止膜が形成されており、前記プロセスチャンバー内のクリーニングのために使用されるＣｌＦ３、ＣＦ４、ＮＦ３などのガスに含まれているフッ素が前記部品を構成するアルミニウム元素と結合してフッ化アルミニウムが生成されることを防止するように構成されたフッ化アルミニウム生成防止膜が形成されたＣＶＤプロセスチャンバー部品に関するもので産業上の利用可能性がある。
【符号の説明】
【００５５】
１０：ヒーターの上部面          
１１：フッ化アルミニウム生成防止膜が形成されたヒーターの上部面
１２：ヒーターの上部面にあるエンボシング
１３：リフトピン孔
２０：ヒーターの側面部
２１：ヒーターの側面部に形成されたフッ化アルミニウム生成防止膜
３０：ヒーターの下部面  
３１：ヒーターの下部面に形成されたフッ化アルミニウム生成防止膜
４０：ヒーターのシャフト                  
４１：ヒーターのシャフト面に形成されたフッ化アルミニウム生成防止膜
５０：ヒーターのマウント
５１：ヒーターのマウント面に形成されたフッ化アルミニウム生成防止膜
６１：ＡｌＦ３パーティクル                            
６２：フッ化アルミニウム生成防止膜
６３：ガス孔
７０：ウェハー
８０：気体供給装置
８１：圧力調節装置
８２：流量調節装置
８３：気体供給管
８４：気体吸入管
８５：圧力／温度測定器
８６：噴射ノズル
８７：位置制御装置
８８：基材据置台                          
８９：基材（ＣＶＤプロセスチャンバー部品）
９０：コーティングチャンバー
９１：吸入気体
９２：供給気体                            
９３：セラミックパウダー（固相パウダー）
９４：輸送気体
１００：ヒーター
２００：シャワーヘッド
３００：ＮＦ３ガス
４００：プラズマ
５００：ＣＶＤプロセスチャンバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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