專(zhuān)利名稱(chēng)：：熱噴涂粉末、形成熱噴涂涂層的方法以及抗等離子體構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及熱噴涂粉末。本發(fā)明還涉及利用熱噴涂粉末形成熱噴涂涂層的方法以及包括從該熱噴涂粉末形成的熱噴涂涂層的抗等離子體構(gòu)件。
背景技術(shù)：
：在半導(dǎo)體裝置或液晶裝置的制造領(lǐng)域，普遍利用反應(yīng)離子蝕刻裝置，通過(guò)作為干法蝕刻中一種類(lèi)型的等離子蝕刻進(jìn)行微制造。因此，在半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備和液晶裝置制造設(shè)備中，在蝕刻過(guò)程中暴露于反應(yīng)等離子體的構(gòu)件可能受到腐蝕(損害)。如果通過(guò)等離子體腐蝕，從半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備或液晶裝置制造設(shè)備中的構(gòu)件生成了微粒，微粒會(huì)沉積在半導(dǎo)體裝置使用的硅晶片上或液晶裝置使用的玻璃襯底上。如果沉積微粒量很大或微粒的尺寸很大，不能按計(jì)劃進(jìn)行微制造，由此導(dǎo)致裝置產(chǎn)量降低并且出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，從而導(dǎo)致裝置成本增加。考慮到這個(gè)問(wèn)題，傳統(tǒng)地，已經(jīng)通過(guò)為在蝕刻處理過(guò)程中暴露于反應(yīng)等離子體的構(gòu)件提供具有抗等離子體腐蝕性的陶瓷熱噴涂層，防止了構(gòu)件的等離子體腐蝕(參見(jiàn)日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2002-80954)。但是，甚至具有抗等離子體腐蝕性的熱噴涂涂層都受到一定量的等離子體腐蝕。如果當(dāng)熱噴涂涂層受到等離子體腐蝕時(shí)產(chǎn)生大尺寸的微粒，這也成為裝置產(chǎn)量降低和質(zhì)量缺陷的一個(gè)因素。因此，需要使熱噴涂涂層受到等離子體腐蝕時(shí)產(chǎn)生的微粒尺寸盡可能小。在等離子體蝕刻中，來(lái)自離子化蝕刻氣體的離子轟擊的物理蝕刻與來(lái)自蝕刻氣體化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)蝕刻同時(shí)發(fā)生。物理蝕刻是各向異性蝕刻的一種形式，其中相對(duì)蝕刻面的垂直方向的蝕刻率高于相對(duì)蝕刻面的水平方向的蝕刻率。僅進(jìn)行物理蝕刻的情況下，因?yàn)樾枰g刻的暴露部分和不需要蝕刻的遮蓋部分都通過(guò)離子轟擊以同樣的方式被蝕刻，暴露部分不能選擇性蝕刻。在半導(dǎo)體裝置和液晶裝置的微制造中，能選擇性蝕刻暴露部分的化學(xué)蝕刻必須與物理蝕刻一起使用，因此使用了等離子體蝕刻。傳統(tǒng)地，在等離子體蝕刻的微制造中，主要著重在化學(xué)蝕刻。但是，在最近幾年為了應(yīng)付半導(dǎo)體裝置和液晶裝置的日益小型化和電線(xiàn)寬度的減少，改變了等離子體蝕刻條件以從物理蝕刻獲得更高的效果。具體地，在蝕刻氣體中使用的對(duì)化學(xué)蝕刻(選擇性蝕刻)起影響的鹵素氣體諸如CF4、CHF3、HBr和HCl的比率降低，而對(duì)物理蝕刻(各向異性蝕刻)起影響的惰性氣體諸如氬或氙的比率增加(例如參見(jiàn)日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2001-226773)。因此，作為蝕刻氣體成分的變化結(jié)果，需要重新檢査半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備和液晶裝置制造設(shè)備中施用的熱噴涂涂層。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的第一目的是提供一種適合形成熱噴涂涂層的熱噴涂粉末，其可在半導(dǎo)體裝置和液晶裝置制造設(shè)備等中有效防止等離子體腐蝕。進(jìn)一步，本發(fā)明的第二目的是提供一種使用熱噴涂粉末形成熱噴涂涂層的方法和包括從該熱噴涂粉末形成的熱噴涂涂層的抗等離子體構(gòu)件。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種熱噴涂粉末。所述熱噴涂粉末包括原子量從60到70的任意稀土元素的氧化物組成的?；療Y(jié)顆粒，組成所述?；療Y(jié)顆粒的原始顆粒的平均顆粒尺寸是2到l(Him，所述?；療Y(jié)顆粒的抗壓強(qiáng)度是7到50MPa。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種通過(guò)等離子體噴涂上述熱噴涂粉末形成熱噴涂涂層的方法。'根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種抗等離子體構(gòu)件。所述抗等離子體構(gòu)件設(shè)置并用在等離子體處理室內(nèi)，所述等離子體處理室通過(guò)等離子體處理需處理的物體，所述抗等離子體構(gòu)件包括襯底和設(shè)置在暴露于所述等離子體的襯底的至少一個(gè)表面上的熱噴涂涂層。所述熱噴涂涂層通過(guò)熱噴涂上述熱噴涂粉末形成。從通過(guò)示例本發(fā)明的原理進(jìn)行闡述的下述說(shuō)明，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得很明顯。通過(guò)參照下述較佳實(shí)施方式結(jié)合附圖的說(shuō)明，能更好地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的抗等離子體構(gòu)件的剖視圖；并且圖2是等離子體處理室的剖視示意圖。具體實(shí)施例方式以下將說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式。根據(jù)本實(shí)施方式的熱噴涂粉末基本上由稀土元素的氧化物形成的?；療Y(jié)顆粒組成，所述稀土元素為原子量從60到70的任意稀土元素。"原子量從60到70的稀土元素"具體的是釹(元素符號(hào)Nd，原子量60)，钷(元素符號(hào)Pm，原子量61)，釤(元素符號(hào)Sm，原子量62)，銪(元素符號(hào)Eu，原子量63)，釓(元素符號(hào)Gd，原子量64)，鋱(元素符號(hào)Tb，原子量65)，鏑(元素符號(hào)Dy，原子量66)，鈥(元素符號(hào)Ho，原子量67)，鉺(元素符號(hào)Er，原子量68)，銩(元素符號(hào)Tm，原子量69)以及鐿(元素符號(hào)Yb，原子量70)。相比熔化粉碎的顆粒，?；療Y(jié)顆粒由于其在生產(chǎn)過(guò)程中的高球度和雜質(zhì)的低污染而具有流動(dòng)性好的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)顆?；蜔Y(jié)原材料粉末生產(chǎn)出?；療Y(jié)顆粒。將得到的產(chǎn)物破碎成更小的顆粒，并且如果需要，進(jìn)行分級(jí)。通過(guò)將熔化的原材料冷卻固化，然后粉碎，并且如果需要對(duì)得到的產(chǎn)物進(jìn)行分級(jí)，生產(chǎn)出熔化粉碎的顆粒。以下詳細(xì)說(shuō)明?；療Y(jié)顆粒的生產(chǎn)。在?；蜔Y(jié)方法中，首先從原料粉末生產(chǎn)出?；勰缓鬅Y(jié)該?；勰⒌玫降漠a(chǎn)物破碎成更小的顆粒，并且如果需要，進(jìn)行分級(jí)，生產(chǎn)所述?；療Y(jié)顆粒。原材料粉末可以是原子量從60到70的任意稀土元素的氧化物粉末，或是上述稀土元素中任意單質(zhì)的粉末，或是上述稀土元素任意的氫氧化物的粉末。原材料粉末也可以是兩種或三種這些粉末的混合物。如果在原材料粉末中包含所述稀土元素任意的單質(zhì)或氫氧化物，在?；蜔Y(jié)過(guò)程中，這種物質(zhì)最終轉(zhuǎn)化成稀土氧化物。從原材料粉末生產(chǎn)出?；勰┛赏ㄟ^(guò)下述方式進(jìn)行在合適的分散介質(zhì)中混合原材料粉末，可選地加入粘結(jié)劑，然后得到的漿料進(jìn)行噴霧造粒；或者，通過(guò)滾動(dòng)造粒(tumbling-granulating)或壓縮造粒(compression-granulating)從原材料粉末直接生產(chǎn)出?；勰？稍诳諝?、氧氣氛、真空或惰性氣氛中進(jìn)行?；勰┑臒Y(jié)。但是，當(dāng)原材料中包含上述稀土元素任意的單質(zhì)或氫氧化物時(shí)，因?yàn)檫@種物質(zhì)需轉(zhuǎn)化成稀土氧化物，最好在空氣或氧氣氛中進(jìn)行?？捎秒姞t或煤氣爐燒結(jié)?；姆勰?。為得到高抗壓強(qiáng)度的燒結(jié)顆粒，燒結(jié)溫度較好的是1,300到1,70(TC，更好的是1,400到1,700°C，最好是1,400到1,650°C。為得到高抗壓強(qiáng)度的燒結(jié)顆粒，在最高溫度保持的時(shí)間較好的是10分鐘到24小時(shí)，更好的是30分鐘到12小時(shí)，最好的是1到9小時(shí)。在熱噴涂粉末中組成?；療Y(jié)顆粒原始顆粒的平均顆粒尺寸必須為2pm或更大。因?yàn)樵碱w粒的平均顆粒尺寸降低，?；療Y(jié)顆粒的比表面積增加。如果?；療Y(jié)顆粒的比表面積太大，在熱噴涂粉末的熱噴涂過(guò)程中?；療Y(jié)顆粒傾向被熱源過(guò)熱，所以在熱噴涂涂層中形成由過(guò)熱引起的大量缺陷。因?yàn)榈入x子體腐蝕最先從熱噴涂涂層的缺陷部生成，這種缺陷的出現(xiàn)是熱噴涂涂層抗腐蝕性降低的原因。因此，通過(guò)將原始顆粒的平均顆粒尺寸規(guī)定為2)Lim或更大，可以得到具有適當(dāng)比表面積的?；療Y(jié)顆粒，以適合形成具有充分抗等離子體腐蝕性的符合實(shí)用要求的熱噴涂涂層。為了進(jìn)一步提高由熱噴涂粉末形成的熱噴涂涂層的抗等離子體腐蝕性，原始顆粒的平均顆粒尺寸的下限較好的是3pm或更大，更好的是4pm或更大。并且，原始顆粒的平均顆粒尺寸必須為10pm或更小。如果原始顆粒的平均尺寸太大，在熱噴涂粉末的熱噴涂過(guò)程中，更難從熱源加熱到原始顆粒的中心，所以大量包含因加熱不充分導(dǎo)致的未熔化或軟化部分的熱噴涂粉末可能混在熱噴涂涂層中。因?yàn)榈入x子體腐蝕最先從熱噴涂涂層中己充分熔化或軟化部分與未充分熔化或軟化部分之間的邊界產(chǎn)生，這種邊界的出現(xiàn)是熱噴涂涂層的抗腐蝕性降低的原因。因此，通過(guò)將原始顆粒的平均顆粒尺寸規(guī)定為l(Him或更小，可以得到能夠充分熔化或軟化的?；療Y(jié)顆粒，以形成具有充分抗等離子體腐蝕性的符合實(shí)用要求的熱噴涂涂層。為了進(jìn)一步提高由熱噴涂粉末形成的熱噴涂涂層的抗等離子體腐蝕性，原始顆粒的平均顆粒尺寸的上限較好的是9pm或更小，更好的是8pm或更小。粒化燒結(jié)顆粒的抗壓強(qiáng)度必須為7MPa或更大。因?yàn)榱；療Y(jié)顆粒的抗壓強(qiáng)度降低，當(dāng)粉末給料器將熱噴涂粉末供給熱噴涂裝置時(shí)，或當(dāng)供給到熱噴涂裝置的熱噴涂粉末被導(dǎo)入到熱源時(shí)，在連接粉末給料器與熱噴涂裝置的管道中，熱噴涂粉末中更多的?；療Y(jié)顆粒趨向碎裂。如果?；療Y(jié)顆粒在熱噴涂之前碎裂，在熱噴涂過(guò)程中，在熱噴涂粉末中形成極易被熱源過(guò)熱的微小顆粒，所以在熱噴涂涂層中可能形成由所述微粒過(guò)熱引起的大量缺陷。如上所述，因?yàn)榈入x子體腐蝕最先從熱噴涂涂層的缺陷部生成，這種缺陷的出現(xiàn)是熱噴涂涂層抗等離子體腐蝕性降低的原因。并且，因?yàn)闊釃娡糠勰┲杏闪；療Y(jié)顆粒的碎裂形成的微小顆粒重量很輕，在熱噴涂過(guò)程中容易從熱源噴出，可能不能被熱源充分加熱。如果由于不能充分加熱而沒(méi)被熔化或軟化的這些微?；煸跓釃娡客繉又校瑹釃娡客繉拥念w粒間粘結(jié)力降低，引起熱噴涂涂層的抗等離子體腐蝕性降低。因此，通過(guò)將?；療Y(jié)顆粒的抗壓強(qiáng)度規(guī)定為7MPa或更大，可以得到能夠足夠抗碎裂的?；療Y(jié)顆粒，以形成具有充分抗等離子體腐蝕性的符合實(shí)用的熱噴涂涂層。為了進(jìn)一步提高由熱噴涂粉末形成的熱噴涂涂層的抗等離子體腐蝕性，粒化燒結(jié)顆?？箟簭?qiáng)度的下限較好的是9MPa或更大，更好的是10MPa或更大。并且，粒化燒結(jié)顆粒的抗壓強(qiáng)度必須為50MPa或更小。如果粒化燒結(jié)顆粒的抗壓強(qiáng)度值太大，在熱噴涂粉末的熱噴涂過(guò)程中，更難從熱源加熱到?；療Y(jié)顆粒的中心，所以大量包含因加熱不充分導(dǎo)致的未熔化或軟化部分的熱噴涂粉末可能混在熱噴涂涂層中。如上所述，因?yàn)榈入x子體腐蝕最先從熱噴涂涂層中已充分熔化或軟化部分與未充分熔化或軟化部分之間的邊界產(chǎn)生，這種邊界的出現(xiàn)是熱噴涂涂層的抗等離子體腐蝕性降低的原因。因此，通過(guò)將?；療Y(jié)顆粒的抗壓強(qiáng)度規(guī)定為50MPa或更少，可以得到能夠充分熔化或軟化的粒化燒結(jié)顆粒，以形成具有充分抗等離子體腐蝕性的符合實(shí)際使用的熱噴涂涂層。為了進(jìn)一步提高由熱噴涂粉末形成的熱噴涂涂層的抗等離子體腐蝕性，原始顆粒的平均顆粒尺寸的上限較好的是45MPa或更小，更好是40MPa或更小。根據(jù)本實(shí)施的熱噴涂粉末的體積比重與真比重的比率比較好的是0.10或更大，更好的是0.12或更大，最好的是0.14或更大。因?yàn)樵摫壤黾樱瑹釃娡糠勰┑牧鲃?dòng)性提高并且由熱熱噴涂粉末形成的熱噴涂涂層的孔隙率降低。因?yàn)槿绻麩釃娡糠勰┚哂懈吡鲃?dòng)性，在熱噴涂過(guò)程中穩(wěn)定的供給是可能的，得到的熱噴涂涂層的質(zhì)量包括抗等離子體腐蝕性得以被提高。并且，低孔隙率的熱噴涂涂層耐等離子體腐蝕性較高。因此，通過(guò)將體積比重與真比重的比率規(guī)定為O.IO或更大，更具體的是0.12或更大，還要更具體的是0.14或更大，可以得到適合形成其抗等離子體腐蝕性水平尤其適合實(shí)際使用的熱噴涂涂層的熱噴涂粉末。熱噴涂粉末的體積比重與真比重的比率比較好的是0.30或更小，更好的是0.27或更小，最好的是0.25或更小。因?yàn)樵摫壤档?，熱噴涂粉末的密度降低，使得在熱噴涂過(guò)程中熱噴涂粉末更易被熱源熔化或軟化。因此，通過(guò)將體積比重與真比重的比率規(guī)定為0.30或更小，更具體的是0.27或更小，還更具體的是0.25或更小，可以得到充分熔化或軟化的熱噴涂粉末，以形成其抗等離子體腐蝕性的程度尤其適合實(shí)際使用的熱噴涂涂層。?；療Y(jié)顆粒的細(xì)孔尺寸的頻率分布最好有一個(gè)局部最大值(峰值)在lpm或更大處。因?yàn)閷?duì)應(yīng)局部最大值的細(xì)孔尺寸增加，?；療Y(jié)顆粒的密度降低，從而在熱噴涂粉末的熱噴涂過(guò)程中粒化燒結(jié)顆粒更易被熱源熔化或軟化。因此，通過(guò)將?；療Y(jié)顆粒的細(xì)孔尺寸的頻率分布規(guī)定為有一個(gè)局部最大值在lpm或更大處，可以得到充分熔化或軟化的熱噴涂粉末，以形成其抗等離子體腐蝕性程度尤其適合實(shí)際使用的熱噴涂涂層。熱噴涂粉末的平均顆粒尺寸較好的是超過(guò)2(Him，更好是23pm或更大，并且最好是25pm或更大。因?yàn)闊釃娡糠勰┑钠骄w粒尺寸增大，熱噴涂粉末的流動(dòng)性提高。因?yàn)槿绻麩釃娡糠勰┚哂懈吡鲃?dòng)性，在熱噴涂過(guò)程中穩(wěn)定的供給是可能的，得到的熱噴涂涂層的質(zhì)量包括抗等離子體腐蝕性得以提高。因此，通過(guò)熱噴涂粉末的平均顆粒尺寸規(guī)定為20nm或更大，更具體的是23pm或更大，還更具體的是25pm或更大，使得所得到的熱噴涂涂層的流動(dòng)性適合形成其抗等離子體腐蝕性尤其適合實(shí)際使用的熱噴涂涂層。熱噴涂粉末的平均顆粒尺寸較好的是50pm或更小，更好是47pm或更小，最好是45pm或更小。因?yàn)闊釃娡糠勰┑钠骄w粒尺寸增加，由熱熱噴涂粉末形成的熱噴涂涂層的孔隙率降低。如上所述，低孔隙率的熱噴涂涂層的耐等離子體腐蝕性較高。因此，通過(guò)將熱噴涂粉末的平均顆粒尺寸規(guī)定為50,或更小，更具體的是47pm或更小，還更具體的是45,或更小，可以得到適合形成其抗等離子體腐蝕性水平尤其適合實(shí)際使用的熱噴涂涂層的熱噴涂粉末。熱噴涂粉末的自然堆積角較好的是50。或更小，更好的是48?；蚋?，最好的是45?；蚋?。因?yàn)樽匀欢逊e角減小，熱噴涂粉末的流動(dòng)性提高并且由熱噴涂粉末形成的熱噴涂涂層的孔隙率降低。如上所述，可由具有高流動(dòng)性的熱噴涂粉末得到高質(zhì)量(包括抗等離子體腐蝕性)的熱噴涂涂層，低孔隙率的熱噴涂涂層的耐等離子體腐蝕性較高。因此，通過(guò)將熱噴涂粉末的自然堆積角規(guī)定為50?；蚋。唧w的是48。或更小，還具體的是45?；蚋?，可以得到適合形成其抗等離子體腐蝕性水平尤其適合實(shí)際使用的熱噴涂涂層的熱噴涂粉末。熱噴涂粉末的每單位重量?；療Y(jié)顆粒中的細(xì)孔的累積體積較好是0.02到0.16cmVg。因?yàn)槊繂挝恢亓苛；療Y(jié)顆粒中細(xì)孔的累積體積增加，從而?；療Y(jié)顆粒的密度降低，并且在熱噴涂粉末的熱噴涂過(guò)程中?；療Y(jié)顆粒更易被熱源熔化或軟化。因此，通過(guò)將每單位重量?；療Y(jié)顆粒中的細(xì)孔的累積體積規(guī)定為0.02或更大，可以得到能夠充分熔化或軟化的熱噴涂粉末，以形成抗等離子體腐蝕性水平尤其適合實(shí)際使用的熱噴涂涂層。另一方面，因?yàn)槊繂挝恢亓苛；療Y(jié)顆粒中細(xì)孔的累積體積降低，組成?；療Y(jié)顆粒的原始顆粒之間的接觸面積增加，所以?；療Y(jié)顆粒更難碎裂。如上所述，可從不易碎裂的粒化燒結(jié)顆粒組成的熱噴涂粉末獲得高抗腐蝕性的熱噴涂涂層。因此，通過(guò)將每單位重量?；療Y(jié)顆粒中的細(xì)孔的累積體積規(guī)定為0.16cmVg或更小，可以得到適合形成其抗等離子體腐蝕性水平尤其適合實(shí)際使用的熱噴涂涂層的熱噴涂粉末。熱噴涂粉末的平均顆粒尺寸與費(fèi)歇爾尺寸(Fishersize)的比率最好為1.4到6.0。因?yàn)樵摫嚷试黾?，?；療Y(jié)顆粒的密度降低，并且從而在熱噴涂粉末的熱噴涂過(guò)程中?；療Y(jié)顆粒更易被熱源熔化或軟化。因此，通過(guò)將熱噴涂粉末的平均顆粒尺寸與費(fèi)歇爾尺寸的比率規(guī)定為1.4或更大，可以得到能夠充分熔化或軟化的熱噴涂粉末，以形成其抗等離子體腐蝕性水平尤其適合實(shí)際使用的熱噴涂涂層。另一方面，因?yàn)樵摫壤档?，組成粒化燒結(jié)顆粒的原始顆粒之間的接觸面積增加，所以?；療Y(jié)顆粒更難碎裂。如上所述，可從不易碎裂的?；療Y(jié)顆粒組成的熱噴涂粉末獲得高抗腐蝕性的熱噴涂涂層。因此，通過(guò)將熱噴涂粉末的平均顆粒尺寸與費(fèi)歇爾尺寸的比率規(guī)定為6.0或更小，可以得到能夠足夠抗腐蝕性的熱噴涂粉末，以形成其抗等離子體抗腐蝕性尤其適合實(shí)際使用的熱噴涂涂層。通過(guò)等離子體熱噴涂或其它熱噴涂方法，對(duì)應(yīng)本實(shí)施方式的熱噴涂粉末使用在形成熱噴涂涂層的應(yīng)用中。與其它熱噴涂方法相比，利用等離子體熱噴涂可以從熱噴涂粉末形成具有更高的抗等離子體腐蝕性的熱噴涂涂層。因此，最好由等離子體熱噴涂進(jìn)行對(duì)應(yīng)本實(shí)施方式的熱噴涂粉末的熱噴涂。如圖1所示，對(duì)應(yīng)本實(shí)施方式的抗等離子體構(gòu)件11包括襯底12和設(shè)置在襯底12的表面的熱噴涂涂層13。襯底12最好由從鋁、鋁合金、含鋁的陶瓷和含碳的陶瓷中至少一種物質(zhì)形成。具體的，襯底12所用的材料可以是鋁、鋁合金、或含鋁的陶瓷諸如氧化鋁或氮化鋁。可選的，材料可以是含碳的陶瓷諸如無(wú)定形碳或碳化硅。襯底12表面上的熱噴涂涂層13通過(guò)熱噴涂，最好是等離子體熱噴涂上述的熱噴涂粉末形成?？沟入x子體構(gòu)件11設(shè)置在，例如諸如圖2所示的等離子體處理室21中，該處理室利用等離子體來(lái)加工需要加工的物體，諸如半導(dǎo)體晶片，且所述構(gòu)件作為處理室21的一部分使用。一般，等離子體處理室21具有下部電極22，下部電極22也作為支撐需加工物體的支撐部，以及與下低電極22相對(duì)的上部電極23。第一高頻電源24與上部電極23連接。通過(guò)從第一高頻電源24給上部電極23供給高頻電波，從氣體供給裝置25供應(yīng)的處理氣體生成等離子體。并且，第二高頻電源26與下部電極22連接。通過(guò)從第二高頻電源26給下部電極22供給高頻電波，在需加工的物體上生成偏置直流電。由于直流電偏置的結(jié)果，對(duì)處理物體的離子沖擊被加速，由此促進(jìn)了等離子體蝕刻反應(yīng)。處理氣體和由蝕刻形成的反應(yīng)產(chǎn)品穿過(guò)由下部絕緣體27、沉積防護(hù)罩28以及上部絕緣體29圍成的空間，然后穿過(guò)擋板30并通過(guò)排氣泵(圖中未示)從處理室21內(nèi)排出。在由下部絕緣體27、沉積防護(hù)罩28以及上部絕緣體29圍成的空間內(nèi)，處理氣體生成的等離子體也散開(kāi)。因此，抗等離子體構(gòu)件11最好作為下部絕緣體27、沉積防護(hù)罩28或上部絕緣體29使用。并且，抗等離子體構(gòu)件11上的熱噴涂涂層13應(yīng)該設(shè)置在暴露于等離子體的襯底12的至少一個(gè)表面上。本實(shí)施方式得到以下優(yōu)點(diǎn)。對(duì)應(yīng)本實(shí)施方式的熱噴涂粉末中，熱噴涂粉末的粒化燒結(jié)顆粒由原子量從60到70的任意稀土元素的氧化物組成，組成粒化燒結(jié)顆粒的原始顆粒的平均顆粒尺寸是2到lOpm，并且粒化燒結(jié)顆粒的抗壓強(qiáng)度是7到50MPa。因此，由本實(shí)施方式的熱噴涂粉末形成的熱噴涂涂層具有足夠的適合實(shí)際使用的抗等離子體腐蝕性，當(dāng)熱噴涂涂層受到等離子體腐蝕時(shí)生成的顆粒尺寸仍然相當(dāng)小。認(rèn)為其原因是因?yàn)闊釃娡糠勰┠軌虺浞秩刍蜍浕?，得到的熱噴涂涂層是致密和均勻的。因此，在半?dǎo)體裝置制造設(shè)備和液晶裝置制造設(shè)備或類(lèi)似設(shè)備中，本實(shí)施方式的熱噴涂粉末形成的熱噴涂涂層能有效的防止等離子體腐蝕。換個(gè)說(shuō)法，本實(shí)施方式的熱噴涂粉末適合形成熱噴涂涂層，所述熱噴涂涂層能有效的防止在半導(dǎo)體裝置制造設(shè)備和液晶裝置制造設(shè)備或類(lèi)似設(shè)備中的等離子體腐蝕。上述實(shí)施方式可作如下修改。熱噴涂粉末可包括由原子量從60到70的任意稀土元素氧化物組成的兩個(gè)或更多種不同?；療Y(jié)顆粒。熱噴涂粉末可以包含原子量從60到70的任意稀土元素氧化物組成的?；療Y(jié)顆粒之外的成分。但是，原子量從60到70的任意稀土元素氧化物組成的?；療Y(jié)顆粒之外的成分含量最好是盡可能小。具體的，含量比較好的是小于10%，更好的是小于5%，最好的是小于1%。熱噴涂粉末的?；療Y(jié)顆粒可以包含原子量從60到70的任意稀土元素氧化物之外的成分。但是，原子量從60到70的任意稀土元素氧化物之外的成分含量最好是盡可能小。具體的，含量比較好的是小于10%，更好的是小于5%，更好的是小于1%。接下去，將結(jié)合實(shí)施例和比較例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。制備了稀土氧化物的?；療Y(jié)顆粒組成的實(shí)施例1到18和比較例1到13的熱噴涂粉末。表格1列出了各熱噴涂粉末的詳細(xì)情況。表格1中"稀土氧化物類(lèi)型"一欄示出了各熱噴涂粉末包含的稀土氧化物的分子式。表格1中"原始顆粒平均顆粒尺寸"一欄示出了利用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)檢測(cè)的組成各熱噴涂粉末中?；療Y(jié)顆粒的原始顆粒的平均尺寸。表格1中"抗壓強(qiáng)度"一欄示出了檢測(cè)出的各熱噴涂粉末中?；療Y(jié)顆粒的抗壓強(qiáng)度。具體的，本欄示出的各熱噴涂粉末中?；療Y(jié)顆粒的抗壓強(qiáng)度(7[MPa]根據(jù)公式o:2.8xL/7T/cP計(jì)算。在該公式中，"L"表示臨界負(fù)載[N]，"d"代表熱噴涂粉末的平均顆粒尺寸[mm]。臨界負(fù)載是在給粒化燒結(jié)顆粒施加以恒定比率增加的壓縮負(fù)載，硬度計(jì)位移量突然增加時(shí)壓縮負(fù)載的大小。用Shimadzu公司生產(chǎn)的微壓縮測(cè)試機(jī)"MCTE-500"來(lái)測(cè)量臨界負(fù)載。表格1中"體積比重"和"真比重"欄分別示出了根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JISZ2504檢測(cè)的各熱噴涂粉末的體積比重和真比重。表格1中"體積比重/真比重"一欄示出了利用各熱噴涂粉末測(cè)量出的體積比重和真比重計(jì)算出的體積比重與真比重的比率。表格1中"細(xì)孔尺寸分布頻率的局部最大值位置"一欄示出了各熱噴涂粉末的?；療Y(jié)顆粒的細(xì)孔尺寸的分布頻率的局部最大值的位置，利用Shimadzu公司生產(chǎn)的壓汞孑L隙度儀(mercuryintrusionporosimeter)"PoreSizer9320"檢測(cè)。表格1中的"熱噴涂粉末平均顆粒尺寸"一欄示出了各熱噴涂粉末的平均顆粒尺寸，利用Horiba公司生產(chǎn)的激光衍射/散射顆粒尺寸檢測(cè)設(shè)備"LA-300"測(cè)量。熱噴涂粉末平均顆粒尺寸代表當(dāng)熱噴涂粉末中顆粒的累積體積，從最小的顆粒尺寸起，達(dá)到熱噴涂粉末中所有顆粒的累積體積的50%或更高時(shí)最后累積顆粒的顆粒尺寸。％表格1中"自然堆積角"一欄示出了各熱噴涂粉末的自然堆積角，通過(guò)TsutsuiRikagakuKikai有限公司生產(chǎn)的A.B.D—粉末特性測(cè)量?jī)x"A.B.D-721表格1中"細(xì)孔累積體積"示出了各熱噴涂粉末的單位重量?；療Y(jié)顆粒中細(xì)孔的累積體積，利用Shimadzu公司生產(chǎn)的壓汞孔隙度儀("PoreSizer9320"測(cè)量。表格1中"熱噴涂粉末費(fèi)歇爾尺寸"一欄示出了根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JISH2116,也就是，利用費(fèi)歇爾微粉粒度儀的費(fèi)歇爾方法，測(cè)量的各熱噴涂粉末的費(fèi)歇爾尺寸。，表格1中"平均顆粒尺寸/費(fèi)歇爾尺寸"一欄示出了利用檢測(cè)的每種熱噴涂粉末的平均顆粒尺寸與費(fèi)歇爾尺寸計(jì)算出的平均顆粒尺寸與費(fèi)歇爾尺寸之比。在表格2示出了通過(guò)熱噴涂實(shí)施例1到18與比較例1到13的熱噴涂粉末形成具有厚度為20(Him的熱噴涂涂層的熱噴涂條件。表格1中"熱噴涂涂層抗等離子體腐蝕性"一欄示出了熱噴涂涂層抗等離子體腐蝕性的評(píng)估結(jié)果。具體的，首先，各熱噴涂涂層的表面利用平均顆粒尺寸0.06prn的硅膠進(jìn)行鏡面拋光。拋光的熱噴涂涂層表面的部分被聚酰亞胺膠帶遮蓋住，然后熱噴涂涂層的整個(gè)表面在表格3所示的條件下進(jìn)行等離子體蝕刻。之后，利用恪納騰技術(shù)公司(KLA-Tencor)公司生產(chǎn)的臺(tái)階測(cè)量裝置"Alpha-step"測(cè)量被遮部分和未遮部分之間的臺(tái)階高度，通過(guò)測(cè)量的臺(tái)階高度除以蝕刻時(shí)間計(jì)算出蝕刻速率。表格欄"熱噴涂涂層抗等離子體腐蝕性"中，字母"E(極好)"表示熱噴涂涂層蝕刻速率與比較例1的熱噴涂涂層蝕刻率之比小于0.75，字母"G(好)"表示該比等于或大于0.75且小于0.80，字母"F(中等)"表示該比大于等于0.80且小于0.90，字母"P"(差)表示該比等于或大于0.90。在表格3示出的條件下，對(duì)在表格2所示熱噴涂條件下，通過(guò)熱噴涂實(shí)施例1到18與比較例1到13的熱噴涂粉末得到具有厚度為200pm的熱噴涂涂層進(jìn)行蝕刻。在表格l"受到等離子體腐蝕的熱噴涂涂層的平均表面粗糙度Ra"—欄示出了通過(guò)等離子體蝕刻受到腐蝕的各熱噴涂涂層測(cè)量出的平均粗糙度Ra值的四個(gè)級(jí)別的評(píng)估結(jié)果。在該欄中，字母"E"(極好)表示受到等離子體腐蝕的平均表面粗糙度Ra與比較例1的平均表面粗糙度Ra之比小于0.60，字母"G"(好)表示該比等于或大于0.60且小于0.80，字母，，F(xiàn)"(中等)表示該比等于或大于0.80且且小于0.95，字母"P"(差)表示該比等于或大于0.95?？梢宰⒁獾?，當(dāng)熱噴涂涂層受到等離子體腐蝕時(shí)產(chǎn)生的顆粒尺寸減小，受到等離子體腐蝕的熱噴涂涂層測(cè)量得到的的平均表面粗糙度Ra的值也減小。因此，受到等離子體腐蝕的熱噴涂涂層測(cè)量得到的的平均表面粗糙度Ra用作評(píng)估熱噴涂涂層受到等離子體腐蝕時(shí)生成的顆粒尺寸的指標(biāo)。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>_表格2_常壓下等離子體熱噴涂的條件襯底鋁合金薄片(A6061)(15mmx15mmx2mm)，通過(guò)棕剛玉研磨劑(A#40)作拋丸處理(blastingtreatment)熱噴涂裝置Praxair有限公司生產(chǎn)的"SG-100"粉末進(jìn)料器Praxair有限公司公司生產(chǎn)的"1264型"進(jìn)料管內(nèi)徑4.5mm進(jìn)料管長(zhǎng)度5mAt氣壓50psi(0.34MPa)He氣壓50psi(0.34MPa)電壓37.0V電流900A熱噴涂距離120mm熱噴涂粉末進(jìn)料速度每分鐘20g_表格3_蝕刻氣體Ar，CF4，02蝕刻氣體流量Ar0.170L/分鐘，CF40.017L/分鐘，020.002L/分鐘處理室內(nèi)壓力1Pa等離子體功率1000W等離T體暴露區(qū)直徑200mm熱噴涂涂層單位面積的等離子體功率3.2W/cm2蝕刻時(shí)間10小時(shí)如表格1所示，在實(shí)施例1到18的熱噴涂涂層中，所有對(duì)抗等離子體腐蝕性和平均表面粗糙度Ra的評(píng)價(jià)都是"F"(中等)或以上，意味著獲得了符合實(shí)際應(yīng)用的滿(mǎn)意結(jié)果。具體的，對(duì)于實(shí)施例9和13的熱噴涂涂層，抗等離子體腐蝕性和平均表面粗糙度Ra的評(píng)價(jià)都是"E"(極好)，因此很明顯最好使用原子量從66到68的稀土元素的氧化物。相反，對(duì)于比較例1到13的熱噴涂涂層，抗等離子體腐蝕性和平均表面粗糙度Ra中至少一個(gè)評(píng)價(jià)是"P"(差)，意味著沒(méi)有獲得符合實(shí)際應(yīng)用的滿(mǎn)意結(jié)果。權(quán)利要求1.一種熱噴涂粉末，包括原子量從60到70的任意稀土元素的氧化物組成的?；療Y(jié)顆粒，其特征在于，組成所述粒化燒結(jié)顆粒的原始顆粒的平均顆粒尺寸是2到10μm，以及所述?；療Y(jié)顆粒的抗壓強(qiáng)度是7到50MPa。2.如權(quán)利要求1所述的熱噴涂粉末，其特征在于，所述熱噴涂粉末的體積比重與真比重的比率是0.10到0.30。3.如權(quán)利要求1所述的熱噴涂粉末，其特征在于，所述?；療Y(jié)顆粒的細(xì)孔尺寸的頻率分布在等于或大于1^m處具有局部最大值。4.一種通過(guò)等離子體熱噴涂權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的熱噴涂粉末形成熱噴涂涂層的方法。5.—種抗等離子體構(gòu)件，設(shè)置并用在等離子體處理室內(nèi)，所述等離子體處理室用于處理由等離子體處理的物體，包括襯底；以及熱噴涂涂層，設(shè)置在暴露于所述等離子體的所述襯底的至少一個(gè)表面上；其特征在于，所述熱噴涂涂層由熱噴涂粉末通過(guò)熱噴涂形成，所述熱噴涂粉末包含原子量從60到70的任意稀土元素組成的粒化燒結(jié)顆粒，組成所述?；療Y(jié)顆粒的原始顆粒的平均顆粒尺寸是2到10pm，所述?；療Y(jié)顆粒的抗壓強(qiáng)度是7到50MPa。6.如權(quán)利要求5所述的抗等離子體構(gòu)件，其特征在于，所述襯底由鋁、鋁合金、含鋁陶瓷以及含碳陶瓷中至少一種物質(zhì)形成。7.如權(quán)利要求5或6所述的抗等離子體構(gòu)件，其特征在于，所述熱噴涂涂層通過(guò)等離子體熱噴涂所述熱噴涂粉末形成。全文摘要熱噴涂粉末包含原子量從60到70的任意稀土元素的氧化物組成的?；療Y(jié)顆粒。組成?；療Y(jié)顆粒的原始顆粒的平均顆粒尺寸是2到10μm。?；療Y(jié)顆粒的抗壓強(qiáng)度是7到50MPa?？沟入x子體構(gòu)件包括襯底和設(shè)置在襯底表面上的熱噴涂涂層。熱噴涂涂層通過(guò)熱噴涂形成，最好通過(guò)等離子體熱噴涂所述熱噴涂粉末。文檔編號(hào)C23C4/10GK101173345SQ20071016728公開(kāi)日2008年5月7日申請(qǐng)日期2007年10月31日優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日發(fā)明者伊部博之,北村順也,小林義之,水野宏昭,長(zhǎng)山將之,青木功申請(qǐng)人:福吉米株式會(huì)社;東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社