CN107592941B - 耐等离子体涂膜及其形成方法 - Google Patents

耐等离子体涂膜及其形成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107592941B
CN107592941B CN201680025234.9A CN201680025234A CN107592941B CN 107592941 B CN107592941 B CN 107592941B CN 201680025234 A CN201680025234 A CN 201680025234A CN 107592941 B CN107592941 B CN 107592941B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rare earth
earth metal
metal compound
compound layer
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680025234.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107592941A (zh
Inventor
郑在铉
梁正敃
边载浩
高贤哲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komico Ltd
Original Assignee
Komico Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komico Ltd filed Critical Komico Ltd
Publication of CN107592941A publication Critical patent/CN107592941A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107592941B publication Critical patent/CN107592941B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
    • C01F17/206—Compounds containing only rare earth metals as the metal element oxide or hydroxide being the only anion
    • C01F17/218—Yttrium oxides or hydroxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00—Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
    • C01F17/253—Halides
    • C01F17/265—Fluorides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4404—Coatings or surface treatment on the inside of the reaction chamber or on parts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4486—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by producing an aerosol and subsequent evaporation of the droplets or particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/56—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/02—Coating starting from inorganic powder by application of pressure only
    • C23C24/04—Impact or kinetic deposition of particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
    • C23C4/11—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/123—Spraying molten metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/134—Plasma spraying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/18—After-treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/02—Cellular or porous
    • B32B2305/026—Porous

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

本发明公开一种耐等离子体涂膜及其形成方法，更具体而言，涉及一种喷涂第一稀土类金属化合物之后，借助以气溶胶蒸镀和水合处理进行之双重密封使涂层的敞口通道和开孔最小化，从而能够确保耐化学特性，并且基于致密的稀土类金属化合物涂膜确保等离子体耐腐蚀性之耐等离子体涂膜及其形成方法。

Description

耐等离子体涂膜及其形成方法
技术领域
本发明系有关一种耐等离子体涂膜及其形成方法，更具体而言，系有关一种应用于包括半导体蚀刻装置之半导体制造工艺之耐等离子体涂膜及其形成方法。
背景技术
通常，半导体制造工艺中所使用之设备的腔室(chamber)是为了绝缘而使用经阳极氧化(Anodizing)处理之铝合金或氧化铝等的陶瓷棉来制成。现今，随著对在使用化学气相蒸镀(CVD)等之蒸镀设备或使用等离子体蚀刻等之蚀刻设备等的半导体制造工艺中所使用之腐蚀性较高之气体或等离子体等的耐腐蚀性的必要性变高，为了具有该种较高的耐腐蚀性，借助在前述铝合金上将氧化铝等的陶瓷进行等离子体喷涂、热喷涂(thermal spray)或压紧之后进行烧结等的方法来制作前述腔室。
另外，在前述腔室内进行之半导体制造工艺中多数为如热处理工艺、化学气相成膜等的高温工艺，因此前述腔室还要求具有耐热性。亦即，如前述腔室的半导体制造设备的部件需要绝缘性、耐热性、耐腐蚀性、耐等离子体性，并需要使制造工艺中颗粒(particle)的产生以及因该颗粒引起之晶片污染最小化，以借助维持涂层与基材的较强的结合力来防止前述涂层剥离。
为此，以往，有时应用通常所使用之化学气相蒸镀法或物理气相蒸镀法或者溅射等，但是在该等情况下，由于是薄膜制造工艺，因此为了形成满足前述耐腐蚀性等因素之程度的厚膜，存在工艺时间较长等经济性下降之问题，还存在很难获得基材与涂层之间的较强的结合力之问题。
此外，为了形成厚膜而主要使用之等离子体喷镀或热性喷涂方法之情况，存在可形成厚膜之优点，但是通常在金属基材上涂布陶瓷物质，因此存在如上述的热工艺的情况下，在涂布之后的冷却过程中，依据金属与陶瓷之间的热膨胀系数之差而使结合力降低之问题，视情况，金属基材被熔融而生成氧化层之等的高温工艺中存在限制。
另一方面，气溶胶蒸镀法能够克服前述的问题而制造致密的厚膜，但是在稀土类金属化合物之场合，存在很难制作100μm以上的致密的厚膜的问题。从而，有时产生暴露于高电压及等离子体中之厚膜的寿命问题。
另外，为了涂布100μm以上的厚膜，借助等离子体喷镀工艺来涂布厚膜之方法记载于韩国公开专利第2003-0077155号中，但是借助等离子体喷镀工艺来涂布厚膜时，存在难以制造致密的涂膜之问题。
为此，在韩国公告专利第1108692号中公开有，为了形成将超过100μm之多孔性厚膜或多孔性陶瓷的表面进行密封之致密的耐等离子体涂膜而在包含平均表面粗糙度为0.4～2.3μm之多孔性陶瓷层之基板的多孔性陶瓷层上所形成之稀土类金属化合物涂膜，但是前述多孔性陶瓷层与稀土类金属化合物涂膜的成分不同，因涂层之间的不协调感而使结合力降低，并且在对前述稀土类金属化合物涂膜进行等离子体蚀刻之后检测出氧化铝成分之可能性较高，稀土类金属化合物涂膜的相对密度为95％，无法将孔隙率降低至5％以下，因此在防止涂膜的损伤或提高半导体制造设备部件的绝缘性、耐腐蚀性、耐等离子体性等是有限的。
发明内容
技术问题
为了解决上述问题，本发明的主要目的在于提供一种致密地密封涂布对象物上所形成之涂层，不仅具有优异的耐等离子体特性，还具有优异的绝缘性、耐化学性等特性之耐等离子体涂膜及其形成方法。
技术方案
为了实现如上述的目的，在本发明的一实施例中，提供一种耐等离子体涂膜的形成方法，其包括：在涂布对象物上喷涂第一稀土类金属化合物而形成第一稀土类金属化合物层之步骤(a)；在前述所形成之第一稀土类金属化合物层上气溶胶蒸镀第二稀土类金属化合物而形成第二稀土类金属化合物层之步骤(b)；及对前述所形成之第一稀土类金属化合物层和第二稀土类金属化合物层进行水合处理之步骤(c)。
本发明的较佳的一实施例的特征在于，前述第一稀土类金属化合物为选自由Y2O3、Dy2O3、Er2O3、Sm2O3、YAG、YOF及YF构成之组群中之一种以上。
本发明的较佳的一实施例的特征在于，前述第一稀土类金属化合物层的厚度为100～300μm。
本发明的较佳的一实施例的特征在于，前述步骤(c)的水合处理包括：对前述所形成之第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层进行清洗之步骤(i)；对前述经清洗之第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层进行干燥之步骤(ii)；对前述经干燥之第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层进行润湿(wetting)处理之步骤(iii)；及对前述经润湿处理之第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层进行真空烘焙(vacuum baking)之步骤(iv)。
本发明的较佳的一实施例的特征在于，前述润湿处理在60～120℃下进行1～48小时。
本发明的较佳的一实施例的特征在于，前述水合处理反复进行2次以上的步骤(iii)及步骤(iv)。
本发明的较佳的一实施例的特征在于，前述第二稀土类金属化合物系选自由Y2O3、Dy2O3、Er2O3、Sm2O3、YAG、YOF及YF构成之组群中之一种以上。
本发明的较佳的一实施例的特征在于，前述第二稀土类金属化合物涂层的厚度为5～30μm。
本发明的较佳的一实施例的特征在于，前述步骤(c)之后，第一稀土类金属化合物涂层的孔隙率为10vol％以下。
本发明的较佳的一实施例的特征在于，前述第二稀土类金属化合物涂层的孔隙含有率为5vol％以下。
本发明提供一种耐等离子体涂膜，其包括：第一稀土类金属化合物层，借助前述耐等离子体涂膜的形成方法形成，在涂布对象物上喷涂第一稀土类金属化合物而形成，并对其进行水合处理；及第二稀土类金属化合物层，在前述第一稀土类金属化合物层上气溶胶蒸镀第二稀土类金属化合物而形成，并对其进行水合处理。
有益效果
本发明的耐等离子体涂膜的形成方法中，由于具有层叠有第一稀土类金属化合物层和第二稀土类金属化合物层之结构，因此能够对前述涂布对象物赋予耐等离子体特性、较高的耐电压特性及较高的电阻性，所层叠之第一稀土类金属化合物层与第二稀土类金属化合物层由显示相同物性之物质构成，从而涂布物性稳定，并能够提高涂层之间的结合力。
另外，本发明的耐等离子体涂膜的形成方法中，喷涂第一稀土类金属化合物之后，借助以气溶胶蒸镀和水合处理进行之双重密封，使涂层的敞口通道(open channel)与开孔(open pore)最小化，能够确保耐化学特性，并且基于致密的稀土类金属化合物涂膜确保等离子体耐腐蚀性，从而能够有效地应用于包括半导体蚀刻装置之各种半导体装置用部件中。
附图说明
图1系表示本发明的耐等离子体涂膜的形成过程之概要图，图1的(a)表示由喷镀法形成之第一稀土类金属化合物层，图1的(b)表示水合处理之第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层。
图2系在本发明的实施例1中制造之涂膜的垂直剖面SEM图。
图3系在本发明的实施例1中制造之涂膜的水合处理前(a)/后(b)的EDS测定图表。
图4系在本发明的实施例1中制造之涂膜的水合处理前(a)/后(b)的XRD测定图表。
图5系在本发明的实施例1(b)及比较例1(a)中制造之涂膜的油墨渗透性测定图。
符号说明
100：涂布对象物 110：第一稀土类金属化合物层
120：第二稀土类金属化合物层 150：耐等离子体涂膜
具体实施方式
以下，参考图式对本发明的实施例进行说明。本发明能够实施各种变更，亦可以具有各种形态，并将特定的实施例例示于图式来详细说明本发明。但是，这并不是将本发明限定于特定的公开形态，应当理解为包括本发明的思想及技术范围中所包含之所有变更、均等物以及替代物。说明各图式的同时，对类似的构成要件使用了类似的参考符号。在添附之图式中，对构造物的尺寸而言，为了提高发明的明确性比实际扩大来图示，或为了说明大致的结构比实际缩小来图示。第一、第二等的用语能够使用于说明各种构成要件，但是上述构成要件并不限定于上述用语。上述用语仅用于区分一个构成要件与另一个构成要件。例如，在不脱离本发明的权利范围的同时，将第一构成要件可命名为第二构成要件，类似地亦可将第二构成要件命名为第一构成要件。
本发明中所使用之用语仅是为了说明特定的实施例而使用，并非意图限定本发明。只要没有明确的说明，则单数形式的表现包括复数形式的表现。本申请中，“包括”或“具有”等的用语是为了指定说明书中记载之特征、数字、步骤、操作、构成要件、部件或组合该等者的存在，应理解为预先不排除一个或复数个以上的其他特征或数字、步骤、操作、构成要件、部件或组合该等的存在或者附加的可能性。
另一方面，只要不是以其他的方法所定义，对于本领域技术人员来讲，应理解为包括技术性或科学性用语在内在此使用之所有用语具有相同的含义。应解释为如通常所使用之词典中所定义之用语具有与相关技术的文脉上所具有之含义一致的含义，只要本申请中未明确定义，则不应解释成理想的或过度形式的含义。
本发明的一观点中，有关一种耐等离子体涂膜的形成方法，其包括：在涂布对象物上喷涂第一稀土类金属化合物而形成第一稀土类金属化合物层之步骤(a)；在前述所形成之第一稀土类金属化合物层上气溶胶蒸镀第二稀土类金属化合物而形成第二稀土类金属化合物层之步骤(b)；及对前述所形成之第一稀土类金属化合物层和第二稀土类金属化合物层进行水合处理之步骤(c)。
具体而言，由以往的喷镀法在涂布对象物上所形成之涂层在喷镀涂布特性上内部存在敞口通道和开孔，有可能存在因涂层内部残留微细气体而产生脱气(out gassing)而引起之陈化问题(seasoning issue)和因半导体工艺中腔室内部的腐蚀性等离子体气体的渗透而引起之涂布寿命的降低。
对此，如图1所示，在本发明的耐等离子体涂膜的形成方法中，在涂布对象物100上由喷涂法形成第一稀土类金属化合物层110之后，借助涂布密度较高的气溶胶蒸镀法(aerosol depostion coating；AD coating)在第一稀土类金属化合物层110上形成第二稀土类金属化合物层120，一次密封第一稀土类金属化合物层110之后，借助水合处理二次密封前述所形成之第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层的敞口通道和开孔，从而使前述涂层中所形成之敞口通道和开孔最小化来提高涂布特性，并使脱气的产生最小化，从而使陈化时间最小化及提高耐化学性，以能够维持稳定的腔室条件。
本发明的耐等离子体涂膜的形成方法中，首先，在涂布对象物100上由喷涂法涂布第一稀土类金属化合物而形成第一稀土类金属化合物层110[步骤(a)]。
形成有前述第一稀土类金属化合物层之涂布对象物100可能是应用于等离子体装置内部之静电吸盘(electro static chuck)、加热器、腔室内衬(chamber liner)、喷淋头、CVD用舟皿(boat)、聚焦环(focus ring)、壁内衬(wall liner)等的等离子体装置部件，作为涂布对象物的材质可能是铁、镁、铝、该等的合金等的金属；SiO2、MgO、CaCO3、氧化铝等的陶瓷；聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、己二酸丙二醇聚酯(polypropyleneadipate)、聚异氰酸酯等聚合物等，但并不限定于此。
另外，由于对前述涂布对象物100的表面进行打磨处理而赋予一定的表面粗糙度的同时，能够提高涂布对象物与之后所形成之第一稀土类金属化合物层110的黏附特性。
作为一例，前述由打磨处理引起之涂布对象物的表面粗糙度小于1μm时，之后所形成之第一稀土类金属化合物层与涂布对象物的黏附特性变低，存在第一稀土类金属化合物层因外部冲击而容易从前述涂布对象物剥离的问题。与此相对，由打磨处理引起之涂布对象物的表面粗糙度超过8μm时，会影响之后所形成之第一稀土类金属化合物层的表面粗糙度，存在第一稀土类金属化合物层中所形成之第二稀土类金属化合物层无法以均匀的厚度形成的问题。从而，本实施例中，对前述涂布对象物进行打磨处理，以便具有平均中心粗糙度值为约1～8μm之表面粗糙度。
前述涂布对象物上的第一稀土类金属化合物层110的形成中，为了形成满足涂布对象物及涂层之间的较强的结合力和耐腐蚀性等的要求的程度的涂层，只要是喷涂，就能够无限地应用，从涂层的较高的硬度及较高的电阻性方面考虑，应用等离子体喷涂法为较佳。
前述步骤(a)中，第一稀土类金属化合物层110为第一稀土类金属化合物喷涂于涂布对象物100上而形成之层，厚度为100～300μm，并具有平均中心粗糙度值为1～7μm之表面粗糙度(Ra)为较佳。若第一稀土类金属化合物层的厚度小于100μm，则有可能产生耐电压降低之问题，若超过300μm时，则因工艺时间增加而产生生产率降低之问题。
另外，第一稀土类金属化合物层的表面粗糙度小于1μm时，最终所形成之耐等离子体涂膜上产生等离子体蚀刻腔室内存在之污染物的吸附面积减小而污染物捕捉效果降低之问题，若超过7μm，则产生第一稀土类金属化合物层中所形成之第二稀土类金属化合物层不能均匀地形成之问题。
另外，前述第一稀土类金属化合物层的表面粗糙度值中的一个Rz值满足30～50为较佳。形成第一稀土类金属化合物层之后测定Rz值，若该值超过50，则进一步进行在磨刷(研磨)第一稀土类金属化合物层中未熔融之颗粒的表面来进行去除之工艺。
表示本实施例的表面粗糙度之Rz值借助十进制平均计算法来计算。其中，Rz值表示算出第一稀土类金属化合物层的表面的最高数值的突起和最低数值的突起之平均值。这是因为能够借助考虑在第一稀土类金属化合物层中形成比平均粗糙度高的突起，研磨第一稀土类金属化合物层的表面。
作为前述第一稀土类金属化合物，能够使用氧化钇(Y2O3)、氧化镝(Dy2O3)、氧化铒(Er2O3)、氧化钐(Sm2O3)、钇铝石榴石(YAG)、氟化钇(YF)、钇氧氟(YOF)等。
构成前述第一稀土类金属化合物层之第一稀土类金属化合物对半导体工艺中暴露之等离子体具有较强的抵抗性，从而如半导体蚀刻装置般应用于要求耐腐蚀性之半导体装置部件时，能够确保对于半导体工艺的等离子体之耐腐蚀性及耐电压特性。
在前述第一稀土类金属化合物层110上形成更佳致密的涂层，为了一次密封第一稀土类金属化合物层，使用气溶胶蒸镀法(AD coating)蒸镀第二稀土类金属化合物来形成第二稀土类金属化合物层120[步骤(b)]。
前述第二稀土类金属化合物层120为借助气溶胶蒸镀形成于前述第一稀土类金属化合物层上之孔隙含量为10vol％以下之高密度稀土类金属化合物层，具有5～30μm的厚度的同时，具有平均中心粗糙度值为0.1～3.0μm之表面粗糙度值。
若第二稀土类金属化合物层的厚度小于5μm，则该厚度极薄而很难在等离子体环境中确保耐等离子体性，若第二稀土类金属化合物层的厚度超过30μm，则存在因涂层的残留应力而引起剥离之问题，另外，进行加工时亦有可能产生剥离，进而随著过度使用稀土类金属化合物会导致经济上的损失。
另外，若第二稀土类金属化合物层的表面粗糙度小于0.1μm，则最终所形成之耐等离子体涂膜上的存在于等离子体蚀刻腔室内之污染物的吸附面积变小，而产生降低污染物捕捉效果之问题，若超过3.0μm，则产生无法均匀地形成第二稀土类金属化合物层之问题。
另外，若第二稀土类金属化合物层的孔隙含量超过10vol％，则产生最终所形成之耐等离子体涂膜的机械强度降低之问题。从而，为了确保耐等离子体涂膜的机械强度及电特性，第二稀土类金属化合物层包括0.01～5vol％孔隙为较佳。
作为一实施例，用于形成前述第二稀土类金属化合物层之气溶胶蒸镀中，将具有10μm以下的粒度之第二稀土类金属化合物粉末装入气溶胶腔室内，将涂布对象物固定于蒸镀腔室内。此时，前述气溶胶腔室中加入第二稀土类金属化合物粉末，借助氩(Ar)气引入到气溶胶腔室内，从而进行气溶胶化。前述搬送气体除了使用氩(Ar)气以外，还能够使用压缩空气、氢气(H2)、氦气(He)或氮气(N2)等惰性气体等。借助气溶胶腔室与蒸镀腔室之间的压力差，前述第二稀土类金属化合物粉末与搬送气体一同被吸入到蒸镀腔室内，并且借助喷嘴朝向涂布对象物高速喷涂。从而，借助前述喷涂来蒸镀第二稀土类金属化合物，从而形成高密度的第二稀土类金属化合物层。前述第二稀土类金属化合物的蒸镀面积可根据喷嘴的左右移动来控制成所期望的大小，并且该厚度根据蒸镀时间亦即喷涂时间成比例地进行确定。
前述第二稀土类金属化合物层120能够使用上述的气溶胶蒸镀方法反复层叠第二稀土类金属化合物2次以上而形成。
前述第二稀土类金属化合物层的第二稀土类金属化合物可与第一稀土类金属化合物层相同，亦可应用其他成分的稀土类金属化合物，作为一例，能够使用Y2O3、Dy2O3、Er2O3、Sm2O3、YAG、YF、YOF等。
前述第二稀土类金属化合物层120系第一稀土类金属化合物层110的厚膜，由具有与第一稀土类金属化合物层相同的物性之成分构成，从而不存在相对于暴露于半导体工艺中之等离子体之较强的抵抗性，亦不存在因与第一稀土类金属化合物层的较强的结合力而引起的涂层的剥离，从而能够最大限度地减少制造工艺中颗粒的产生及因该颗粒导致的晶片污染。
进行前述气溶胶蒸镀时，使用医疗级的压缩空气为较佳。借助使用前述医疗级的压缩空气，能够防止通常因空气中所包含之水分而无法进行气溶胶化之问题，并且具有防止气溶胶蒸镀时如空气内部的油之类的杂质一同被成膜之效果。
另外，本发明的耐等离子体涂膜形成方法中，由喷涂法形成第一稀土类金属化合物层之后，由气溶胶蒸镀方法(aerosol deposition coating)形成第二稀土类金属化合物层，是为了耐等离子体性部件在等离子体工艺中被污染物污染而剥离涂层之后进行再涂布(Re-coating)时，借助喷丸(blasting)工艺对前述高密度涂层亦即第二稀土类金属化合物层进行剥离之后，再次形成第二稀土类金属化合物层即可。
如上所述，在第一稀土类金属化合物层上形成第二稀土类金属化合物层时，则对前述第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层进行水合处理，并对涂层内部存在之敞口通道和开孔进行二次密封(sealing)[步骤(c)]。
前述水合处理中，清洗第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层[步骤(i)]之后，干燥前述经清洗之第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层[步骤(ii)]，并对前述经干燥之第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层进行润湿(wetting)处理[步骤(iii)]之后，对第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层进行真空烘焙。
前述水合处理的步骤(i)中的清洗，是为了去除第二稀土类金属化合物层上附著之异物或杂质等而使用如酒精、水(deionized water)、丙酮、界面活性剂等的清洗剂等来进行清洗。
前述水合处理的步骤(ii)中的干燥，在60～120℃下对经清洗之第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层进行1～48小时的干燥。若脱离前述干燥条件范围，则存在因开孔、裂纹内残存残留水分而导致润湿处理时的效果降低，或因工艺时间增加而生产率下降之问题。
前述水合处理的步骤(iii)中的润湿处理，对经干燥之第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层的孔隙和微细裂纹渗透水分，借助前述经渗透之水分与第一稀土类金属化合物及第二稀土类金属化合物的反应，在前述第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层的孔隙与微细裂纹中形成氢氧化物，这是为了将形成于第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层之开孔和裂纹等进行封孔处理。
前述润湿处理能够无限制地应用能够使水渗透至第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层的方法，例如，前述润湿处理利用喷雾器等将水(deionized water)喷射或浸渍于第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层上，从而能够对第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层进行润湿处理。
此时，前述润湿处理可在常压下以60～120℃进行1～48小时。若润湿处理时的温度小于60℃时，水难以渗透到前述涂层，当超过前述120℃时，水有可能过度渗透到前述涂层中或渗透到涂布对象物中。并且，润湿处理时间小于1小时时，水难以充分渗透到涂层中，当超过48小时时，水有可能过度渗透到前述涂层或渗透到涂布对象物中。
另外，前述润湿处理中，在水为非去离子水之场合，水中所含之离子有可能影响涂层，pH约小于6或超过8时，会损伤前述涂层，从而水的pH较佳为6～8。
在前述水合处理的步骤(iv)中，为了去除经润湿处理之第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层的残留水分，真空烘焙(vacuum baking)可以以10-2～10- 4mtorr的压力在60～120℃下进行1～48小时。前述真空干燥温度小于60℃时，没有良好地进行前述第二稀土类金属化合物层与水分的反应，从而氢氧化物的形成效率降低，当超过120℃时，前述涂层中可能会产生裂纹，或发生前述涂层被剥离等的损伤。前述加热时间为1小时以下时，前述涂层与水分有可能不会充分地反应，当超过48小时时，因工艺时间的增加，故可能会发生生产率降低的问题。
作为一例，第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层为氧化钇(Y2O3)之场合，氧化钇与水分进行反应而形成氢氧化钇(Y(OH)3)。如此，水合处理后的第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层，由于涂层内部的裂纹路径(crack path)的Y2O3生成氢氧化物(氢氧化反应物)，因此密封存在于第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层内部之敞口通道。
此时，前述第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层的水合处理中为了生成充分的氢氧化物，在清洗[步骤(i)]及干燥[步骤(ii)]之后，将润湿处理步骤和真空烘焙步骤反复进行2次以上，较佳为反复进行2～10次。
这样处理之第一稀土类金属化合物层的孔隙率为10vol％以下，较佳为7vol％以下，第二稀土类金属化合物层的孔隙率为5vol％以下，较佳为3vol％以下，将水合处理步骤之前的存在于第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层内部之敞口通道和开孔完全密封，从而能够防止因陈化问题和半导体工艺中腔室内部的腐蚀性等离子体气体的渗透引起的涂膜的寿命降低。
本发明的另一观点系有关一种耐等离子体涂膜，其包括借助前述耐等离子体涂膜的形成方法而形成，并在涂布对象物上喷涂第一稀土类金属化合物而形成，且经水合处理之第一稀土类金属化合物层；及在前述第一稀土类金属化合物层上气溶胶蒸镀第二稀土类金属化合物而形成，且进行水合处理之第二稀土类金属化合物层。
本发明的耐等离子体涂膜系在涂布对象物100上包含经水合处理之第一稀土类金属化合物层110及第二稀土类金属化合物层120，并满足耐等离子体性、电阻性、黏接性等所有特性的复合涂膜(耐等离子体涂膜，150)。
本发明的实施例之耐等离子体涂膜150系层叠以喷涂法所形成之第一稀土类金属化合物层110和以气溶胶蒸镀方法所形成之第二稀土类金属化合物层120之结构，该等涂层被水合处理。
此时，前述第二稀土类金属化合物层的水合处理如上所述，清洗第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层之后，干燥前述经清洗之第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层，将前述经干燥之第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层进行润湿处理之后，真空烘焙第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层。
前述第一稀土类金属化合物层被水合处理，为了在前述第一稀土类金属化合物层上形成更致密的涂层，利用气溶胶蒸镀法形成第二稀土类金属化合物层，因此由喷涂特性，将存在于涂层内部之敞口通道和开孔密封，而与现行应用之喷涂层相比具有较高的硬度、较高的电阻性等，在腐蚀性环境亦即等离子体气氛下有效地保护腔室及装置。在此，第一稀土类金属化合物层系具有100～300μm的厚度且平均中心粗糙度值为2～7μm的表面粗糙度(Ra)，且孔隙含量为10vol％以下，较佳为7vol％以下的涂层。
作为一例，前述第一稀土类金属化合物层可以系包含借助使用稀土类金属化合物喷镀涂布粉末进行之喷镀涂布方法而形成之稀土类金属化合物之单一涂膜。前述第一稀土类金属化合物层可以使用具有约20～60μm的平均粒度之喷镀涂布粉末来形成。
另一方面，第二稀土类金属化合物层借助气溶胶蒸镀方法而形成于前述第一稀土类金属化合物层上，且作为经水合处理而具有低孔隙率和高密合力之高密度涂膜，等离子体损伤被最小化并提高涂膜的耐久性。第二稀土类金属化合物层系孔隙含量为5vol％以下，较佳为3vol％以下的涂层，并具有约5～30μm的厚度且平均中心粗糙度值为0.1～1.5μm之表面粗糙度。
作为一例，前述第二稀土类金属化合物层可以系使用第二稀土类金属化合物粉末并以气溶胶蒸镀法而形成，系被水合处理之高密度第二稀土类金属化合物层。
前述第二稀土类金属化合物层形成于第一稀土类金属化合物层上，因此能够防止污染物借助存在于以喷镀涂布方法所形成之第一稀土类金属化合物层中之微细裂纹(Crack)及孔隙而渗透到其内部而导致涂膜的耐久性降低之问题，从而能够进一步提高整个涂膜的耐久性。
具有如上所述之结构之耐等离子体涂膜具有层叠经水合处理之第二稀土类金属化合物层与等离子体耐性优异之第一稀土类金属化合物层之结构，因此能够对前述涂布对象物赋予耐等离子体特性、高耐电压特性及高电阻性。前述电阻性及耐电压特性较高时，前述耐等离子体涂膜在等离子体工艺中曝光时将电弧的产生最小化，从而能够防止涂膜损伤。
另外，本发明的耐等离子体涂膜的场合，应用提高涂布对象物与具有高密度之第二稀土类金属化合物层的黏接性之第一稀土类金属化合物层，因此具有耐等离子体涂膜不会因外部冲击而容易剥离之优点。
以下，根据下述实施例及比较例详细说明本发明。下述实施例仅为例示本发明之例子，不限定本发明的保护范围。
<实施例1>
1-1：第一稀土类金属化合物层的形成
在5cm×5cm×0.5cm的铝板材上，以等离子体喷镀法(氦气和氩气工艺气体，3000K热源)喷涂平均粒度为30μm的氧化钇(Y2O3)喷镀涂布粉末，从而形成厚度为150μm的第一稀土类金属化合物层。
1-2：第二稀土类金属化合物层的形成
在常温真空气氛的气溶胶腔室内，利用粉末振动器将氧化钇(Y2O3)制成气溶胶之后，使用气溶胶腔室与蒸镀腔室之间的压力差，将气溶胶化之氧化钇(Y2O3)粉末与氩气一同以约300m/s速度在实施例1-1的第一稀土类金属化合物层上进行物理性碰撞，从而形成厚度为10μm之第二稀土类金属化合物层。
1-3：涂膜的制造
将形成有在实施例1-2中获得之第二稀土类金属化合物层之铝板材用水(deionized water)清洗之后，在100℃下干燥3小时，其后在90℃下浸渍于水(deionizedwater)中5小时来进行润湿处理。这样经润湿处理之铝板材在100℃下真空烘焙5小时之后，再次在相同条件反复进行5次润湿处理和真空烘焙来制造涂膜。
为了确认前述制成之涂膜的开孔和敞口通道的密封状态，使用SEM(JEOL 6001)测定截面，将其结果示于图2。如图2所示，可确认实施例1中所制造之涂膜的敞口通道和开孔被稳定地密封。
另外，为了测定实施例1中所制造之涂膜的水合处理前(a)/后(b)的成分及结晶相的差异，利用XRD及EDS(JEOL 6001)进行测定，将其结果示于图3及图4。如图3及图4所示，可确认实施例1中所制造之涂膜不存在水合处理前/后的成分或结晶相的差异。
<实施例2>
以与实施例1相同的方法制造耐等离子体涂膜，并使用YOF粉末形成第二稀土类金属化合物层。
<比较例1>
以与实施例1相同的方法制造涂膜，排除水合处理过程来制造涂膜。
<比较例2>
如实施例1-1那样，在铝板材上形成第一稀土类金属化合物层，并将形成有前述第一稀土类金属化合物层之铝板材用水(deionized water)清洗之后，在100℃下干燥3小时，其后在90℃下浸渍于水(deionized water)中5小时来进行润湿处理。这样，经润湿处理之铝板材在100℃下真空烘焙5小时之后，再次在相同的条件下反复进行5次润湿处理和真空烘焙，从而对形成有第一稀土类金属化合物层之铝板材进行水合处理。
接著，在常温真空气氛的气溶胶腔室内，利用粉末振动器将氧化钇(Y2O3)制成气溶胶之后，使用气溶胶腔室与蒸镀腔室之间的压力差，将气溶胶化之氧化钇(Y2O3)粉末与氩气一同以约300m/s速度在前述第一稀土类金属化合物层上进行物理性碰撞，从而形成厚度为10μm之第二稀土类金属化合物层。
<比较例3>
在真空气氛的气溶胶腔室内，利用粉末振动器将氧化钇(Y2O3)制成气溶胶之后，使用气溶胶腔室与蒸镀腔室之间的压力差，将气溶胶化之氧化钇(Y2O3)粉末与氩气一同以约300m/s速度在前述5cm×5cm×0.5cm的铝板材上进行物理性碰撞，从而在铝板材上形成厚度为10μm之第二稀土类金属化合物层。
将形成有前述第二稀土类金属化合物层之铝板材用水(deionized water)清洗之后，在100℃下干燥3小时，其后在90℃下浸渍于水(deionized water)中5小时来进行润湿处理。这样经润湿处理之铝板材在100℃下真空烘焙3小时之后，再次在相同条件下反复进行5次润湿处理和真空烘焙来制造仅形成有经水合处理之第二稀土类金属化合物层之单一涂膜。然而，所形成之涂膜被剥离而导致无法进行实验。
<比较例4>
以与实施例2相同的方法制造涂膜，排除水合处理过程来制造涂膜。
<比较例5>
以与比较例2相同的方法制造涂膜，代替氧化钇(Y2O3)粉末使用YOF粉末来制造第二稀土类金属化合物。
<比较例6>
以与比较例3相同的方法制造涂膜，代替氧化钇(Y2O3)粉末使用YOF粉末来制造第二稀土类金属化合物，但涂膜被剥离，因此无法进行实验。
借助以下的实验例测定实施例1、实施例2及比较例1～6中所制造之涂膜，并将其结果记载于表1。
<实验例1>
利用粗糙度测试仪(SJ-201)测定本发明的实施例和比较例中制造之涂膜的表面粗糙度(roughness，μm)，其结果记载于表1。
【表1】
Figure GDA0003754684540000151
如表1所示，可知润湿处理前后表面粗糙度无变化。
<实验例2>
利用维氏硬度计(KSB0811)测定本发明的实施例和比较例中所制造之涂膜的硬度(hardness，Hν)，其结果记载于下述表2及表3中。
【表2】
区分 硬度(Hν)
实施例1 517
比较例1 434
比较例2 452
【表3】
区分 硬度(Hν)
实施例2 398
比较例4 314
比较例5 327
如表2及表3所示，可知实施例1与比较例1～3相比，硬度高，并且可确认实施例2与比较例4～6相比，硬度高。另一方面，实施例2显示出比实施例1低的硬度值，认为这是因为存在实施例1中所使用之Y2O3与实施例2中所使用之YOF的固有的物性差异。
<实验例3>
利用SEM(JEOL 6001，截面300倍)测定本发明的实施例和比较例中所制造之涂膜的孔隙率(porosity，vol％)，其结果记载于下述表4及表5中。
【表4】
Figure GDA0003754684540000161
【表5】
Figure GDA0003754684540000162
如表4及表5所示，可知实施例1与比较例1及比较例2相比，孔隙率低，并且可确认实施例2与比较例4及比较例5相比，孔隙率低。另一方面，实施例2显示出比实施例1低的孔隙率，认为这是因为存在实施例1中所使用之Y2O3与实施例2中所使用之YOF的固有的物性差异。
<实验例4>
利用电阻计(4339B high)以每单位面积的电阻测定方法测定本发明的实施例和比较例中所制造之涂膜的电阻性(Ωcm)，其结果记载于下述表6及表7。
【表6】
区分 涂膜的电阻性(Ωcm)
实施例1 3.15×10<sup>13</sup>
比较例1 2.98×10<sup>11</sup>
比较例2 9.24×10<sup>11</sup>
【表7】
区分 涂膜的电阻性(Ωcm)
实施例2 2.91×10<sup>13</sup>
比较例4 2.66×10<sup>11</sup>
比较例5 8.89×10<sup>11</sup>
如表6及表7所示，可知实施例1与比较例1及比较例2相比，电阻率低，并且可确认实施例2与比较例4及比较例5相比，电阻率低。另一方面，实施例2显示出比实施例1低的电阻率，认为这是因为存在实施例1中所使用之Y2O3与实施例2中所使用之YOF的固有的物性差异。
<实验例5>
利用Unaxis，VLICP(Etching：CF4/O2/Ar，Flow Rate：30/5/10Sccm，ChamberPressure:0.1torr，Power：Top-0700 W，Bottum 250W)测定2hr本发明的实施例和比较例中所制造之涂膜的等离子体蚀刻率，其结果记载于下述表8及表9。
【表8】
区分 等离子体蚀刻率(μm)
实施例1 0.714
比较例1 1.041
比较例2 1.009
【表9】
区分 等离子体蚀刻率(μm)
实施例2 0.729
比较例4 1.188
比较例5 1.071
如表8及表9所示，可知实施例1与比较例1及比较例2相比，等离子体蚀刻率低，并且可确认实施例2与比较例4及比较例5相比，等离子体蚀刻率低。另一方面，实施例2显示出比实施例1高的蚀刻率，认为这是因为存在实施例1中所使用之Y2O3与实施例2中所使用之YOF的固有的物性差异。
<实验例6>
测定实施例1及比较例1中所制造之涂膜的油墨渗透性。此时，油墨渗透性的测定从铝板材剥离出涂膜，并在混合有去离子水与水溶性油墨之混合溶液中浸渍10分钟后使其断裂来测定油墨渗透力，其结果示于图5中。
如图5所示，可知实施例1(图5的(b))中所制造之涂膜的油墨渗透性低于比较例1(图5的(a))中所制造之涂膜的油墨渗透性。确认到这是因为实施例1中所制造之涂膜的开孔和裂纹借助水合处理稳定地密封。
本发明的单纯变形或变更全部由本领域技术人员简单地实施，视为该种变形或变更全部包含于本发明的领域中。

Claims (16)

1.一种耐等离子体涂膜的形成方法，其包括如下步骤：
在涂布对象物上喷涂第一稀土类金属化合物而形成第一稀土类金属化合物层的步骤(a)；
在所形成的所述第一稀土类金属化合物层气溶胶蒸镀第二稀土类金属化合物而形成第二稀土类金属化合物层的步骤(b)；及
在常压下，向所形成的所述第一稀土类金属化合物层和第二稀土类金属化合物层进行水合处理的步骤(c)，
在所述步骤(c)中，在常压下以60～120℃对所形成的所述第一稀土类金属化合物层和气溶胶蒸镀的所述第二稀土类金属化合物层的孔隙和微细裂纹渗透水分48小时以进行润湿处理，并通过所述第一稀土类金属化合物层和所述第二稀土类金属化合物层与渗透的水分的反应来形成氢氧化物。
2.如权利要求1所述的耐等离子体涂膜的形成方法，其中，
所述第一稀土类金属化合物为选自由Y2O3、Dy2O3、Er2O3、Sm2O3、YAG、YF及YOF构成的组群中的一种以上。
3.如权利要求1所述的耐等离子体涂膜的形成方法，其中，
所述第一稀土类金属化合物层的厚度为100～300μm。
4.如权利要求1所述的耐等离子体涂膜的形成方法，其中，
所述步骤(c)的水合处理包括：
对所形成的所述第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层进行清洗的步骤(i)；
对经清洗的所述第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层进行干燥的步骤(ii)；
对经干燥的所述第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层进行所述润湿处理的步骤(iii)；及
对经润湿处理的所述第一稀土类金属化合物层及第二稀土类金属化合物层进行真空烘焙的步骤(iv)。
5.如权利要求4所述的耐等离子体涂膜的形成方法，其中，
所述水合处理反复进行2次以上的步骤(iii)及步骤(iv)。
6.如权利要求1所述的耐等离子体涂膜的形成方法，其中，
所述第二稀土类金属化合物为选自由Y2O3、Dy2O3、Er2O3、Sm2O3、YAG、YF及YOF构成的组群中的一种以上。
7.如权利要求1所述的耐等离子体涂膜的形成方法，其中，
所述第二稀土类金属化合物涂层的厚度为5～30μm。
8.如权利要求1所述的耐等离子体涂膜的形成方法，其中，
所述步骤(c)之后，第一稀土类金属化合物涂层的孔隙率为10vol％以下。
9.如权利要求1所述的耐等离子体涂膜的形成方法，其中，
所述步骤(c)之后，第二稀土类金属化合物涂层的孔隙率为5vol％以下。
10.一种耐等离子体涂膜，其包括：
第一稀土类金属化合物层，借助权利要求1至9中任一项所述的耐等离子体涂膜的形成方法来形成，并在涂布对象物上喷涂第一稀土类金属化合物而形成，并进行水合处理；及
第二稀土类金属化合物层，在所述第一稀土类金属化合物层上气溶胶蒸镀第二稀土类金属化合物而形成，并进行水合处理。
11.如权利要求10所述的耐等离子体涂膜，其中，
所述第一稀土类金属化合物为选自由Y2O3、Dy2O3、Er2O3、Sm2O3、YAG、YF及YOF构成的组群中的一种以上。
12.如权利要求10所述的耐等离子体涂膜，其中，
所述第二稀土类金属化合物为选自由Y2O3、Dy2O3、Er2O3、Sm2O3、YAG、YF及YOF构成的组群中的一种以上。
13.如权利要求10所述的耐等离子体涂膜，其中，
所述第一稀土类金属化合物层的厚度为100～300μm。
14.如权利要求10所述的耐等离子体涂膜，其中，
所述第二稀土类金属化合物层的厚度为5～30μm。
15.如权利要求10所述的耐等离子体涂膜，其中，
所述第一稀土类金属化合物涂层的孔隙含有率为10vol％以下。
16.如权利要求10所述的耐等离子体涂膜，其中，
所述第二稀土类金属化合物涂层的孔隙含有率为5vol％以下。
CN201680025234.9A 2015-12-31 2016-12-28 耐等离子体涂膜及其形成方法 Active CN107592941B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2015-0191355 2015-12-31
KR1020150191355A KR101817779B1 (ko) 2015-12-31 2015-12-31 내플라즈마 코팅막 및 이의 형성방법
PCT/KR2016/015376 WO2017116130A1 (ko) 2015-12-31 2016-12-28 내플라즈마 코팅막 및 이의 형성방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107592941A CN107592941A (zh) 2018-01-16
CN107592941B true CN107592941B (zh) 2022-10-25

Family

ID=59225151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680025234.9A Active CN107592941B (zh) 2015-12-31 2016-12-28 耐等离子体涂膜及其形成方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180135157A1 (zh)
KR (1) KR101817779B1 (zh)
CN (1) CN107592941B (zh)
SG (1) SG11201709189VA (zh)
TW (1) TWI615506B (zh)
WO (1) WO2017116130A1 (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6908973B2 (ja) * 2016-06-08 2021-07-28 三菱重工業株式会社 遮熱コーティング、タービン部材、ガスタービン、ならびに遮熱コーティングの製造方法
US9850573B1 (en) * 2016-06-23 2017-12-26 Applied Materials, Inc. Non-line of sight deposition of erbium based plasma resistant ceramic coating
US20190078199A1 (en) * 2017-09-08 2019-03-14 Applied Materials, Inc. Rare-earth-based oxyfluoride ald coating for chamber productivity enhancement
KR102016615B1 (ko) * 2017-09-14 2019-08-30 (주)코미코 내플라즈마 특성이 향상된 플라즈마 에칭 장치용 부재 및 그 제조 방법
KR20190057753A (ko) * 2017-11-20 2019-05-29 (주)코미코 내플라즈마성 코팅막의 제조방법 및 이에 의해 형성된 내플라즈마성 부재
TWI714965B (zh) * 2018-02-15 2021-01-01 日商京瓷股份有限公司 電漿處理裝置用構件及具備其之電漿處理裝置
JP7169077B2 (ja) 2018-03-26 2022-11-10 三菱重工業株式会社 遮熱コーティング、タービン部材、ガスタービン及び遮熱コーティングの製造方法
TWI704843B (zh) * 2018-04-03 2020-09-11 日商京瓷股份有限公司 電漿處理裝置用構件及具備其之電漿處理裝置
US11795547B2 (en) 2018-07-17 2023-10-24 Komico Ltd. Method of aerosol deposition coating for plasma resistant coating
WO2020180502A1 (en) * 2019-03-01 2020-09-10 Lam Research Corporation Surface coating for aluminum plasma processing chamber components
KR20210125103A (ko) * 2019-03-05 2021-10-15 램 리써치 코포레이션 플라즈마 프로세싱 챔버들을 위한 알루미늄 컴포넌트들을 위한 라미네이트된 에어로졸 증착 코팅
JP7426796B2 (ja) * 2019-10-10 2024-02-02 三星電子株式会社 部材、その製造方法、その製造装置、及び半導体製造装置
KR20210044074A (ko) * 2019-10-14 2021-04-22 세메스 주식회사 정전 척과 이를 구비하는 기판 처리 시스템 및 정전 척의 제조 방법
KR102371936B1 (ko) * 2019-12-04 2022-03-08 한국세라믹기술원 내플라즈마 침식성 및 기계적 특성이 우수한 반도체 부품의 코팅방법
KR102356172B1 (ko) * 2021-08-24 2022-02-08 (주)코미코 내플라즈마성 코팅막의 제조방법
CN113913723B (zh) * 2021-12-14 2022-02-22 矿冶科技集团有限公司 一种微米级多孔结构热障涂层粉末及其制备方法
KR102522277B1 (ko) 2022-03-24 2023-04-17 주식회사 펨빅스 내플라즈마 2층 코팅막 구조물 및 이의 제조 방법
KR102490570B1 (ko) 2022-05-23 2023-01-20 주식회사 코미코 희토류 금속 화합물 분말의 열처리 공정을 이용하여 저 명도의 내플라즈마성 코팅막의 제조방법 및 이에 의해 형성된 내플라즈마성 코팅막
KR20230172892A (ko) 2022-06-16 2023-12-26 피에스테크놀러지(주) 이트륨계 분말을 이용한 코팅 방법 및 상기 코팅 방법으로 제조된 코팅막
KR102535560B1 (ko) 2022-10-14 2023-05-26 주식회사 코미코 내플라즈마성 코팅막의 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006130434A (ja) * 2004-11-08 2006-05-25 Tokyo Electron Ltd セラミック溶射部材の洗浄方法、該方法を実行するためのプログラム、記憶媒体、及びセラミック溶射部材
WO2009008598A2 (en) * 2007-07-10 2009-01-15 Komico Ltd. Method of hydrating a ceramic spray-coating layer, method of manufacturing an electrostatic chuck that uses the hydrating method, and substrate structure and electrostatic chuck having the ceramic spray-coating layer formed using the hydrating method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4486372B2 (ja) * 2003-02-07 2010-06-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR101932429B1 (ko) * 2012-05-04 2018-12-26 (주)코미코 내 플라즈마 코팅막, 이의 제조 방법 및 내 플라즈마성 부품
KR102094304B1 (ko) * 2013-02-05 2020-03-30 (주) 코미코 표면 처리 방법 및 이를 이용한 세라믹 구조물

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006130434A (ja) * 2004-11-08 2006-05-25 Tokyo Electron Ltd セラミック溶射部材の洗浄方法、該方法を実行するためのプログラム、記憶媒体、及びセラミック溶射部材
WO2009008598A2 (en) * 2007-07-10 2009-01-15 Komico Ltd. Method of hydrating a ceramic spray-coating layer, method of manufacturing an electrostatic chuck that uses the hydrating method, and substrate structure and electrostatic chuck having the ceramic spray-coating layer formed using the hydrating method

Also Published As

Publication number Publication date
TW201726975A (zh) 2017-08-01
TWI615506B (zh) 2018-02-21
CN107592941A (zh) 2018-01-16
WO2017116130A1 (ko) 2017-07-06
KR101817779B1 (ko) 2018-01-11
SG11201709189VA (en) 2017-12-28
KR20170080123A (ko) 2017-07-10
US20180135157A1 (en) 2018-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107592941B (zh) 耐等离子体涂膜及其形成方法
CN108884546B (zh) 具有耐氯和氟等离子体侵蚀性的涂覆的半导体加工构件及其复合氧化物涂层
JP5363992B2 (ja) プラズマチャンバ材料としてのイットリウム酸化物の寿命の延長
JP4987911B2 (ja) プラズマ処理容器内部材
JP4272786B2 (ja) 静電チャック部材およびその製造方法
KR101108692B1 (ko) 다공성 세라믹 표면을 밀봉하는 치밀한 희토류 금속 산화물 코팅막 및 이의 제조방법
KR101932429B1 (ko) 내 플라즈마 코팅막, 이의 제조 방법 및 내 플라즈마성 부품
US20200248316A1 (en) Method of manufacturing plasma-resistant coating film and plasma-resistant member formed thereby
KR20070045369A (ko) 플라즈마 처리 용기내용 용사 피막 피복 부재 및 그 제조방법
JP2004190136A (ja) プラズマ処理容器内部材
KR102356172B1 (ko) 내플라즈마성 코팅막의 제조방법
JP5077573B2 (ja) ウエハ
US20230187182A1 (en) Plasma resistant arc preventative coatings for manufacturing equpiment components
CN117888059A (zh) 耐等离子体性涂布膜及其制备方法
CN117070878A (zh) 耐腐蚀涂层、提高表面耐腐蚀性的方法和半导体处理装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant