CN115896569A - 具有钝化表面的增材制品及相关方法 - Google Patents

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Abstract

一些实施例涉及具有钝化表面的增材制品及相关方法。所述方法可包括通过增材制造形成三维3D制品以获得包括镁组分的增材制造3D制品。所述方法可进一步包括使所述增材制造3D制品暴露于包括氟组分的反应性气相。来自所述反应性气相的所述氟组分可与所述增材制造3D制品的所述镁组分反应以在所述增材制造3D制品的表面处及下方形成钝化层。

Description

具有钝化表面的增材制品及相关方法
技术领域
本公开大体上涉及具有钝化表面的增材制品及相关方法。
背景技术
机械加工工艺不允许将具有复杂形状的装置(或装置零件)制造为单个组件。例如，具有复杂形状的装置只能通过组装多个组件来制造。多个组件的组装通常导致在两个或更多个组件的界面处形成接缝或焊接。
发明内容
在第一方面中，公开一种用于形成制品的方法，其包含：通过增材制造形成三维(3D)制品以获得增材制造3D制品，其中所述增材制造3D制品包含镁组分；及使所述增材制造3D制品暴露于反应性气相以形成钝化层，其中所述反应性气相包含氟组分，其中所述氟组分与所述镁组分反应以在所述增材制造3D制品的表面处及下方形成氟化镁。
根据第一方面所述的第二方面，其中所述形成包含从3D打印机施配3D可打印材料以形成所述增材制造3D制品。
根据前述方面中任一方面所述的第三方面，其中所述镁组分包含以下中的至少一者：含镁金属合金、镁离子、含镁金属氧化物、元素镁或其任何组合。
根据前述方面中任一方面所述的第四方面，其中所述增材制造3D制品具有不能通过机械加工构造的整体结构。
根据前述方面中任一方面所述的第五方面，其中所述增材制造3D制品是整体构造制品。
根据前述方面中任一方面所述的第六方面，其中所述增材制造3D制品包含以下中的至少一者：气室、沟槽、界定孔的结构、界定通道的结构、界定空腔的结构或其任何组合。
根据前述方面中任一方面所述的第七方面，其中所述增材制造3D制品具有2:1到1000:1的纵横比，其中所述纵横比是宽度、深度、高度或直径中的两者的比率。
根据前述方面中任一方面所述的第八方面，其中所述增材制造3D制品不包含接缝。
根据前述方面中任一方面所述的第九方面，其中所述增材制造3D制品不包含铜焊接头。
根据前述方面中任一方面所述的第十方面，其中所述增材制造3D制品不包含焊接接头。
根据前述方面中任一方面所述的第十一方面，其中所述反应性气相包含以下中的至少一者：CF4、C2F4、C3F6、C4F8、CHF3、C2H2F2、C2F6、HF、CH3F或其任何组合。
根据前述方面中任一方面所述的第十二方面，其中所述反应性气相衍生自以下中的至少一者：具有C1到C10全氟烷基的聚合全氟烷基乙烯；聚四氟乙烯(PTFE)；四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(PFA)；四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)；四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)/六氟丙烯共聚物(EPA)；聚六氟丙烯；乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)；聚三氟乙烯；聚偏二氟乙烯(PVDF)；聚氟乙烯(PVF)；聚三氟氯乙烯(PCTFE)；乙烯/三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)；或其任何组合。
根据前述方面中任一方面所述的第十三方面，其中所述氟化镁覆盖所述增材制造3D制品的至少90％的气体暴露表面。
在第十四方面中，公开一种半导体制造工具的组件，其包括根据本文中公开的方法形成的制品。
在第十五方面中，公开一种医疗装置，其包括根据本文中公开的方法形成的制品。
在第十六方面中，公开一种制品，其包含：增材制造三维(3D)主体，其中所述增材制造3D主体包含镁组分，其中所述增材制造3D主体具有不能通过机械加工构造的整体结构；及钝化层，其位于所述增材制造3D主体的表面处及下方，其中所述钝化层包含氟化镁，其中所述氟化镁是所述镁组分与来自反应性气相的氟组分的反应产物。
根据第十六方面所述的第十七方面，其中所述增材制造3D制品包含以下中的至少一者：气室、沟槽、界定孔的结构、界定通道的结构、界定空腔的结构或其任何组合。
根据第十六或第十七方面所述的第十八方面，所述增材制造3D制品具有2:1到1000:1的纵横比，其中所述纵横比是宽度、深度、高度或直径中的两者的比率。
根据第十六到第十八方面中任一方面所述的第十九方面，其中所述增材制造3D制品是整体构造制品。
根据第十六到第十九方面中任一方面所述的第二十方面，其中所述增材制造3D制品不包含接缝，不包含铜焊接头，且不包含焊接接头。
在第二十一方面中，公开一种医疗装置，其包括：增材制造三维(3D)主体，其中所述增材制造3D主体包括镁组分；及钝化层，其位于所述增材制造3D主体的表面处及下方，其中所述钝化层包含氟化镁，其中所述氟化镁是所述镁组分与来自反应性气相的氟组分的反应产物。
根据第二十一方面所述的第二十二方面，其中所述医疗装置经配置用于植入到哺乳动物中。
根据第二十一方面所述的第二十三方面，其中所述医疗装置经配置用于临时插入到哺乳动物中。
根据第二十一方面所述的第二十四方面，其中所述医疗装置经配置用于在哺乳动物上外用。
根据第二十一到第二十四方面中任一方面所述的第二十五方面，其中所述增材制造3D主体是生物相容的。
根据第二十一到第二十五方面中任一方面所述的第二十六方面，其中所述增材制造3D主体是所述医疗装置的主体。
根据第二十一到第二十五方面中任一方面所述的第二十七方面，其中所述增材制造3D主体是所述医疗装置的组件。
根据第二十一到第二十七方面中任一方面所述的第二十八方面，其中所述增材制造3D主体是以下中的至少一者：球囊、移植物、支架、导管、分流器、栓塞剂、起搏器、除颤器、人工植入物、假体、刺激器、传感器、电线、引线、阀、插塞、泵、过滤器、机械连接器、管、板、手术工具、外壳、其任何组件或其任何组合。
根据第二十一到第二十八方面中任一方面所述的第二十九方面，其中所述增材制造3D主体是以下中的至少一者：血管成形术球囊、瓣膜成形术球囊、部署球囊、起搏器引线、人工心脏瓣膜、血管滤器、血管插塞、人造心脏瓣膜、人工心脏、导管尖端、缝合线、手术钉、螺钉、钉子、托架、销钉、杆、夹具、导线、药泵、合成血管移植物、血管移植物、非血管移植物、支架移植物、血管支架、冠状动脉支架、外周支架、腔内铺路支架、动静脉分流器、动脉瘤填充物、植入式起搏器、植入式心脏除颤器、心脏复律除颤器、脊髓刺激器、脑刺激器、骶神经刺激器、骨假体、关节假体、塑料管、金属管、牙套、助听器、绷带、其任何组件或其任何组合。
根据第二十一到第二十九方面中任一方面所述的第三十方面，其中所述增材制造3D主体包括具有2:1到1000:1的纵横比的结构。
根据第三十方面所述的第三十一方面，其中所述纵横比是宽度、深度、高度或直径中的两者的比率。
根据第二十一到第三十一方面中任一方面所述的第三十二方面，其中所述镁组分包括以下中的至少一者：含镁金属合金、镁离子、含镁金属氧化物、元素镁或其任何组合。
根据第二十一到第三十二方面中任一方面所述的第三十三方面，其中所述增材制造3D主体具有不能通过机械加工构造的整体结构。
根据第二十一到第三十三方面中任一方面所述的第三十四方面，其中所述增材制造3D主体是整体构造制品。
根据第二十一到第三十四方面中任一方面所述的第三十五方面，其中所述增材制造3D主体不包括接缝。
根据第二十一到第三十五方面中任一方面所述的第三十六方面，其中所述增材制造3D主体不包括铜焊接头。
根据第二十一到第三十六方面中任一方面所述的第三十七方面，其中所述增材制造3D主体不包括焊接接头。
根据第二十一到第三十七方面中任一方面所述的第三十八方面，其中所述反应性气相包括以下中的至少一者：CF4、C2F4、C3F6、C4F8、CHF3、C2H2F2、C2F6、HF、CH3F或其任何组合。
根据第二十一到第三十八方面中任一方面所述的第三十九方面，其中所述反应性气相衍生自以下中的至少一者：具有C1到C10全氟烷基的聚合全氟烷基乙烯；聚四氟乙烯(PTFE)；四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(PFA)；四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)；四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)/六氟丙烯共聚物(EPA)；聚六氟丙烯；乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)；聚三氟乙烯；聚偏二氟乙烯(PVDF)；聚氟乙烯(PVF)；聚三氟氯乙烯(PCTFE)；乙烯/三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)；或其任何组合。
附图说明
参考图式，其形成本公开的部分且说明其中可实践本文中描述的材料及方法的实施例。
图1是根据本公开的一些实施例的用于形成制品的方法的流程图。
图2是根据本公开的一些实施例的制品的横截面的示意图。
图3是根据本公开的一些实施例的制品的横截面的示意图。
图4是根据本公开的一些实施例的钝化增材制品的表面之前的增材制品的图像。
图5是根据本公开的一些实施例的钝化增材制品的表面之后的来自图4的增材制品的图像。
图6是根据本公开的一些实施例的能量色散X射线光谱(EDS)的图形视图。
图7是根据本公开的一些实施例的能量色散X射线光谱(EDS)的图形视图。
具体实施方式
本公开的实施例尤其涉及通过增材制造形成的制品、用于通过增材制造形成制品的方法、涉及通过增材制造形成的制品的应用及相关实施例。本公开的一些实施例涉及具有一或多个钝化表面的增材制品。在一些实施例中，通过增材制造形成的制品可具有整体结构、一或多个高纵横比特征或其任何组合中的至少一者。在一些实施例中，在通过增材制造来制造制品之后，制品可经受气相氟化工艺，其中增材制品的一或多个表面用氟化镁钝化。在一些实施例中，气相氟化工艺足以钝化增材制品的所有暴露表面。在一些实施例中，增材制品的钝化表面提供抗腐蚀层、抗蚀刻层或其任何组合中的至少一者。
图1是根据本公开的一些实施例的用于形成制品的方法的流程图。如图1中展示，用于形成制品的方法100可包括以下步骤中的一或多者：步骤102，其通过增材制造形成三维(3D)制品；及步骤104，其使3D制品暴露于气相反应物以形成钝化层。
在步骤102，方法100可包括通过增材制造形成3D制品。在一些实施例中，增材制造可包括3D打印。在一些实施例中，3D制品通过从3D打印机施配3D可打印材料以形成3D制品来形成。在一些实施例中，3D打印可包括通过逐渐构建物体来由3D模型产生固体。在一些实施例中，例如，3D打印可包括将3D可打印材料施加于层中，层经选择性接合或熔融在一起以产生具有整体结构、整体构造、不能通过机械加工构造的结构或其任何组合中的至少一者的3D制品。3D打印可使用以下中的至少一者来执行：选择性激光熔化(SLM)、选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积成型(FDM)、电子束熔化(EBM)、直接金属激光烧结(DMLS)或其任何组合。
在一些实施例中，3D制品可由前驱材料形成。在一些实施例中，前驱材料可包括3D可打印材料、由3D可打印材料组成或基本上由3D可打印材料组成。在一些实施例中，前驱材料可包括原材料，例如粒状原材料。例如，在一些实施例中，前驱材料可包括以下中的至少一者：金属粉末、金属合金粉末、陶瓷粉末、聚合物(例如光敏聚合物树脂、热塑性聚合物或其任何组合)或其任何组合。在一些实施例中，前驱材料可包括能够通过热(例如扫描激光或扫描电子束)熔融的材料。在一些实施例中，前驱材料可包括金属组分、由金属组分组成或基本上由金属组分组成。在一些实施例中，金属组分可包括以下中的至少一者、由以下中的至少一者组成或基本上由以下中的至少一者组成：一或多种金属、一或多种金属化合物、一或多种金属氧化物、一或多种金属合金或其任何组合。在一些实施例中，前驱材料可包括以下中的至少一者、由以下中的至少一者组成或基本上由以下中的至少一者组成或可选自由以下中的至少一者组成的群组：Al、Mg、Ni、Ti、V、Fe、Cr、Zn、Mo、Li、Cu、Mn、In、Sn、P、Sb、As、Bi、Pb、Te、Se、W、Ge、Cd、Co、Ag、Pt、Hg、Ir、Os、S、K、Ga、Na、Nb、Ta、Si、La2O3、NiO、Fe2O3、Al2O3、BaO、MgO、CaO、HfO2、ZrO2、SnO2、In2O3、K2O、CeO2、Ce2O3、Sc2O3、Y2O3、Ga2O3、Na2O、B2O3、SrO、BeO、氧化钛、氧化钽、氧化铌、碳化硅、不锈钢、稀土氧化物、其组分或其任何组合。在一些实施例中，前驱材料可包括一或多种溶剂。
在一些实施例中，3D制品可包括至少一镁组分。镁组分可包括呈流动形式的镁。例如，在一些实施例中，镁组分可包括呈金属形式的镁，如金属合金、金属离子、金属氧化物、元素镁或其任何组合。在一些实施例中，镁组分包括以下中的至少一者：含镁金属合金、镁离子、含镁金属氧化物、元素镁或其任何组合。
在一些实施例中，3D制品可包括增材制造3D制品。在一些实施例中，3D制品可包括增材制造3D主体。在一些实施例中，3D制品可具有整体结构。在一些实施例中，整体结构可为不能通过机械加工构造的结构。在一些实施例中，术语“机械加工”可指代通过(例如但不限于)铣削、钻削、研磨、切割、雕刻、刨削或成型等来使材料成形的过程。在一些实施例中，整体结构可为整体构造的结构。在一些实施例中，3D制品可为整体构造。在一些实施例中，术语“整体构造”可指代不包括在制造后接合在一起的两个或更多个结构的结构。例如，在一些实施例中，3D制品可不包括经单独制造且随后接合在一起的任何结构。在一些实施例中，整体构造的整体结构可为以下中的至少一者：不包括接缝的结构、不包括铜焊接头的结构、不包括焊接接头的结构或其任何组合。
在一些实施例中，3D制品可具有至少一个特征。至少一个特征可包括以下、由以下组成或基本上由以下组成或可选自由以下组成的群组：气室、沟槽、界定孔的结构、界定通道的结构、界定空腔的结构(例如界定空腔的部分封闭区域)、平坦表面、非平坦表面或其任何组合。在一些实施例中，至少一个特征可具有纵横比。例如，在一些实施例中，特征的纵横比可指代深度与宽度的比率。在一些实施例中，特征的纵横比可指代宽度与深度的比率。在一些实施例中，特征的纵横比可指代长度、宽度或高度中的两者的比率。在一些实施例中，特征的纵横比可指代深度与直径的比率。在一些实施例中，特征的纵横比可指代直径与深度的比率。在一些实施例中，特征的纵横比可指代以下中的至少两者的比率：宽度、深度、高度、直径及周长。
在一些实施例中，至少一个特征可具有2:1到1000:1或其间的任何范围或子范围的纵横比。例如，至少一个特征可具有以下纵横比：至少2:1、至少3:1、至少4:1、至少5:1、至少6:1、至少7:1、至少8:1、至少9:1、至少10:1、至少15:1、至少20:1、至少25:1、至少30:1、至少35:1、至少40:1、至少45:1、至少50:1、至少55:1、至少60:1、至少65:1、至少70:1、至少75:1、至少80:1、至少85:1、至少90:1、至少95:1、至少100:1、至少200:1、至少300:1、至少400:1、至少500:1、至少600:1、至少700:1、至少800:1、至少900:1到1000:1及/或其间的任何范围或子范围。
在一些实施例中，3D制品可为半导体制造工具的组件，例如(例如但不限于)以下中的至少一者：处理室、侧壁、流头(例如喷头)、护罩、托盘、支撑件、喷嘴、阀、导管、用于处置或固持物体的平台、晶片处理夹具、晶片载体、晶片固持器、基座、心轴、卡盘、环、挡板、紧固件(例如(螺纹)螺钉、(螺纹)螺母、螺栓、夹子、铆钉等)、膜、过滤器、三维网络、导管(例如气体管线)、歧管(例如气体歧管)、窗口、注射器、衬里、歧管或其任何组合。氟化镁钝化层可为生物相容的，使得3D制品可用作植入式医疗装置或其任何组件。例如，在其它实施例中，3D制品可为医疗装置或医疗装置的组件，例如(例如但不限于)医疗仪器、医疗植入物或具有医疗用途的制品中的至少一者。医疗装置及/或其组件的非限制性实例包含以下中的至少一者：假体(例如膝盖、关节、肩部、臀部等)、牙套、助听器、撑臂、钉子、螺钉、板、导管、管、阀、外壳、电线、支架、连接器或其任何组合及其类似者。
在步骤104，在一些实施例中，可使3D制品暴露于反应性气相以形成钝化层。在一些实施例中，暴露可在足以导致钝化层形成的条件下执行。在一些实施例中，暴露可在经配置以使反应性气相暴露于3D制品的腔室中执行。在一些实施例中，暴露可在处理室中执行。在一些实施例中，暴露可在反应容器中执行。在一些实施例中，暴露可通过蒸发固体或液体前驱材料以获得反应性气相来执行。在一些实施例中，固体或液体前驱材料在反应容器或处理室中蒸发，或在单独容器中蒸发且接着将反应性气相供应到处理室或反应容器。在一些实施例中，暴露可通过将反应性气相供应到处理室或反应容器来执行(例如，无需蒸发固体或液体前驱材料来获得反应性气相)。在一些实施例中，钝化层通过无等离子体沉积工艺形成。在一些实施例中，钝化层通过非等离子体沉积工艺形成。
在一些实施例中，反应性气相可包含氟组分。在一些实施例中，反应性气相可包括分子氟源蒸汽，其可衍生自液体或固体。在一些实施例中，氟组分可包括分子氟、由分子氟组成或基本上由分子氟组成。在一些实施例中，氟组分不是离子、基本上不是离子、未经处理(例如，通过添加除热之外的能量)以形成等离子体或其任何组合。在一些实施例中，氟组分可包括以下中的至少一者、由以下中的至少一者组成或基本上由以下中的至少一者组成：氟化有机化合物、全氟化有机化合物或其任何组合。在一些实施例中，例如，氟组分可包括以下中的至少一者、由以下中的至少一者组成或基本上由以下中的至少一者组成：氟化烷烃、全氟化烷烃、氟化烯烃、全氟化烯烃或其任何组合，其中所述组分中的任何一或多者可为直链或支链。在一些实施例中，氟组分可包括以下中的至少一者、由以下中的至少一者组成或基本上由以下中的至少一者组成或可选自由以下中的至少一者组成的群组：CF4、C2F4、C3F6、C4F8、CHF3、C2H2F2、C2F6、HF、CH3F或其任何组合。在一些实施例中，反应性气相不同于等离子体、用于产生等离子体的过程或其任何组合。
在一些实施例中，反应性气相可包括衍生自非气态氟化聚合物(例如固相或液相氟化聚合物)的气态氟化聚合物。在一些实施例中，氟化聚合物可为均聚物或共聚物。在一些实施例中，氟化聚合物可包括至少一个氟烯烃单体与任选至少一个非氟化共聚单体的共聚物。在一些实施例中，氟化聚合物可经氟化(即，部分氟化)、全氟化，或可包含非氟卤素原子，例如(例如但不限于)氯。在一些实施例中，分子氟源在室温可为液体或固体，但在本文中公开的工艺温度蒸发。含氟聚合物的非限制性实例包含(但不限于)以下中的至少一者：具有C1到C10全氟烷基的聚合全氟烷基乙烯；聚四氟乙烯(PTFE)；四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(PFA)；四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)；四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)/六氟丙烯共聚物(EPA)；聚六氟丙烯；乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)；聚三氟乙烯；聚偏二氟乙烯(PVDF)；聚氟乙烯(PVF)；聚三氟氯乙烯(PCTFE)；乙烯/三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)；或其任何组合。
在一些实施例中，钝化层可包括氟化镁(MgF2)。在一些实施例中，钝化层的氟化镁可为存在于3D制品内的镁组分与存在于反应性气相中的氟组分的反应产物。在一些实施例中，钝化层的氟化镁可形成于3D制品的表面处及3D制品的表面下方。例如，在一些实施例中，氟组分可与以下中的至少一者反应：存在于3D制品的表面处的镁、存在于3D制品的表面下方的镁、从3D制品的主体部分扩散或迁移到表面或接近表面的区域的镁或其任何组合。在一些实施例中，钝化层可不是形成于3D制品的表面上的大体上离散层，而是可为形成于3D制品的表面处及任选地形成于3D制品的表面下方的区域。在一些实施例中，钝化层不是(且因此不同于)经由涂覆工艺或沉积工艺(例如化学气相沉积、原子层沉积、物理气相沉积等)施加到3D制品表面的层。在一些实施例中，术语“钝化层”可指代3D制品的表面处的钝化区域(例如，形成于3D制品的表面处及任选地形成于3D制品的表面下方)。在一些实施例中，除非另外提供，否则术语“钝化层”可与术语“钝化区域”互换使用。
在一些实施例中，钝化层可包括以下中的至少一者、由以下中的至少一者组成或基本上由以下中的至少一者组成：镁化合物、氟化物化合物、氟化镁化合物、氧化物化合物、金属化合物、金属氧化物化合物或其任何组合。在一些实施例中，钝化层可包括以下中的至少一者、由以下中的至少一者组成或基本上由以下中的至少一者组成：氟化镁(MgF2)、金属氧化物化合物或其任何组合。在一些实施例中，金属氧化物化合物可为反应产物。例如，在一些实施例中，金属氧化物化合物可在使3D制品暴露于氧气之后形成。
在一些实施例中，原子层沉积(ALD)涂层可任选地安置于钝化层(例如钝化层的表面)上。在一些实施例中，ALD涂层可包括氧化钇。在一些实施例中，ALD涂层可包括氧化锆。在一些实施例中，ALD涂层可包括氧化钛。在一些实施例中，ALD涂层可包括AlOxNy，其中x为1到5且y为1到5。在一些实施例中，ALD涂层可在3D制品的表面上。
在一些实施例中，暴露可在一或多个工艺条件下执行。工艺条件可包括温度、压力、持续时间或其任何组合中的至少一者。另外，工艺条件应足以使氟组分的氟与存在于3D制品内的镁反应以形成氟化镁(MgF2)。例如，在一些实施例中，工艺条件可为足以导致氟组分的氟与存在于3D制品内的镁反应以形成MgF2的温度、压力、持续时间或其任何组合。工艺条件可经改变或调整以获得预定厚度、预定覆盖率、预定性质(例如耐腐蚀性、耐蚀刻性或其任何组合中的至少一者)或其任何组合中的至少一者。
在一些实施例中，暴露在200℃到500℃或其间的任何范围或子范围的温度执行。例如，在一些实施例中，暴露在以下温度执行：250℃到500℃、300℃到500℃、350℃到500℃、400℃到500℃、450℃到500℃、200℃到400℃、200℃到450℃、200℃到350℃、200℃到300℃、200℃到250℃、375℃到425℃、375℃到450℃、400℃到425℃、400℃到450℃及/或其间的任何范围或子范围。
在一些实施例中，暴露在100托到1500托或其间的任何范围或子范围的压力执行。例如，在一些实施例中，暴露在以下压力执行：200托到1500托、300托到1500托、400托到1500托、500托到1500托、600托到1500托、700托到1500托、800托到1500托、900托到1500托、1000托到1500托、1100托到1500托、1200托到1500托、1300托到1500托、1400托到1500托、100托到1400托、100托到1300托、100托到1200托、100托到1100托、100托到1000托、100托到900托、100托到800托、100托到700托、100托到600托、100托到500托、100托到400托、100托到300托、100托到200托、250托到1000托、500托到1000托、250托到1250托、500托到1250托及/或其间的任何范围或子范围。
在一些实施例中，暴露在1小时到15小时或其间的任何范围或子范围的持续时间内执行。例如，在一些实施例中，暴露在2小时到13小时的持续时间、3小时到12小时的持续时间及/或其间的任何范围或子范围内执行。
在一些实施例中，表面覆盖率可指代包括氟化镁的暴露表面(例如气体暴露表面)的百分比。在一些实施例中，暴露表面也可指代未遮罩表面。在一些实施例中，表面覆盖率可为至少80％到100％或其间的任何范围或子范围。例如，在一些实施例中，表面覆盖率可为至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％或100％。在一些实施例中，表面覆盖率可在80％到100％的范围内及/或其间的任何范围或子范围。
在一些实施例中，钝化层是保形层。在一些实施例中，钝化层是具有大体上均匀厚度或均匀厚度的层。在一些实施例中，钝化层可为耐腐蚀层或可形成耐腐蚀3D制品表面。在一些实施例中，钝化层可为抗蚀刻层或可形成抗蚀刻3D制品表面。在一些实施例中，钝化层可使3D制品的表面钝化。在一些实施例中，钝化层可为保护层。在一些实施例中，钝化层可赋予至少一个改进表面性质。
在一些实施例中，钝化层可具有1nm到200nm或其间的任何范围或子范围的厚度。例如，在一些实施例中，钝化层可具有以下厚度：5nm到200nm、10nm到200nm、25nm到200nm、50nm到200nm、100nm到200nm、150nm到200nm、1nm到150nm、25nm到150nm、50nm到150nm、100nm到150nm、25nm到130nm、50nm到130nm、75nm到130nm及/或其间的任何范围或子范围。在一些实施例中，钝化层的厚度可通过扫描电子显微镜(SEM)横截面、X射线光电子能谱(XPS)深度剖析或能量破坏X射线显微分析(EDAX)等技术来测量。
一些实施例提供根据本文中公开的方法中的任何者形成的制品。例如，在一些实施例中，制品可包括增材制造三维(3D)主体及增材制造3D主体的表面处的钝化层。应了解，制品可包括本文中公开的特征中的任何者。
图2是根据本公开的一些实施例的制品的横截面的示意图。如图2中展示，制品200可包括增材制造3D主体202。增材制造3D主体202可包括镁组分。制品200可进一步包括钝化层204。在一些实施例中，钝化层204可位于增材制造3D主体202的表面处及下方。例如，在一些实施例中，钝化层204可为增材制造3D主体202的从增材制造3D主体202的表面延伸到增材制造3D主体202内的一深度的钝化区域。在这些实施例中的部分中，增材制造3D主体202可进一步包括主体区域208，其中主体区域208是增材制造3D主体202的不是界定钝化层204的区域的区域。在一些实施例中，钝化层204可包括包含氟化镁的任何表面部分。即，在一些实施例中，氟化镁是镁组分与来自反应性气相的氟组分的反应产物。
制品200可具有生物相容特性。即，例如，在一些实施例中，制品200是生物相容的。如本文中使用，术语“生物相容”可指代能够在与生物流体、活体组织或其任何组合接触时正常工作或存在且不对活体产生负面影响的材料。在一些实施例中，术语“生物相容”指代能够在与生物流体、活体组织或其任何组合接触时正常工作或存在且对活体具有净有益效应的材料。在一些实施例中是生物相容的，制品200可用作医疗装置或医疗装置的部分等。
因此，在一些实施例中，制品200是医疗装置。医疗装置可包括增材制造3D主体及增材制造3D主体的表面处及下方的钝化层。本公开的增材制造3D主体及钝化层中的任何者可用于本文中。例如，在一些实施例中，增材制造3D主体包括镁组分。在一些实施例中，钝化层包括氟化镁。在一些实施例中，氟化镁是镁组分与来自反应性气相的氟组分的反应产物。
在一些实施例中，医疗装置经配置用于植入到哺乳动物中。在一些实施例中，医疗装置经配置用于临时插入到哺乳动物中。在一些实施例中，医疗装置经配置用于在哺乳动物上外用。在一些实施例中，增材制造3D主体是生物相容的。在一些实施例中，增材制造3D主体是医疗装置的主体。在一些实施例中，增材制造3D主体是医疗装置的组件。
在一些实施例中，增材制造3D主体是以下中的至少一者：球囊、移植物、支架、导管、分流器、栓塞剂、起搏器、除颤器、人工植入物、假体、刺激器、传感器、电线、引线、阀、插塞、泵、过滤器、机械连接器、管、板、手术工具、外壳、其任何组件或其任何组合。在一些实施例中，增材制造3D主体是以下中的至少一者：血管成形术球囊、瓣膜成形术球囊、部署球囊、起搏器引线、人工心脏瓣膜、血管滤器、血管插塞、人造心脏瓣膜、人工心脏、导管尖端、缝合线、手术钉、螺钉、钉子、托架、销针、杆、夹具、导线、药泵、合成血管移植物、血管移植物、非血管移植物、支架移植物、血管支架、冠状动脉支架、外周支架、腔内铺路支架、动静脉分流器、动脉瘤填充物、植入式起搏器、植入式心脏除颤器、心脏复律除颤器、脊髓刺激器、脑刺激器、骶神经刺激器、骨假体、关节假体、塑料管、金属管、牙套、助听器、绷带、其任何组件或其任何组合。
在一些实施例中，增材制造3D主体包括具有2:1到1000:1的纵横比的结构。在一些实施例中，纵横比是宽度、深度、高度或直径中的两者的比率。
在一些实施例中，镁组分包括以下中的至少一者：含镁金属合金、镁离子、含镁金属氧化物、元素镁或其任何组合。
在一些实施例中，增材制造3D主体具有不能通过机械加工构造的整体结构。在一些实施例中，增材制造3D主体是整体构造制品。在一些实施例中，增材制造3D主体不包括接缝。在一些实施例中，增材制造3D主体不包括铜焊接头。在一些实施例中，增材制造3D主体不包括焊接接头。
在一些实施例中，反应性气相包括以下中的至少一者：CF4、C2F4、C3F6、C4F8、CHF3、C2H2F2、C2F6、HF、CH3F或其任何组合。在一些实施方案中，反应性气相衍生自以下中的至少一者：具有C1到C10全氟烷基的聚合全氟烷基乙烯；聚四氟乙烯(PTFE)；四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(PFA)；四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)；四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)/六氟丙烯共聚物(EPA)；聚六氟丙烯；乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)；聚三氟乙烯；聚偏二氟乙烯(PVDF)；聚氟乙烯(PVF)；聚三氟氯乙烯(PCTFE)；乙烯/三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)；或其任何组合。
图3是根据本公开的一些实施例的制品的示意图。在一些实施例中，制品300可为用于半导体或微电子制造设备、系统、组件、零件、器材或工艺中的组件(例如结构、材料、设备、器材等)。在一些实施例中，制品300是用于将处理气体提供到处理室内部的半导体晶片上的喷头。如图3中展示，制品300可包括形成空腔304的增材制造3D支撑结构302。在一些实施例中，开口306形成于空腔304中。在一些实施例中，一或多种处理气体可通过开口306流入到空腔304中。在一些实施例中，增材制造3D支撑结构302进一步包括一或多种处理气体流过的多个孔308。如图3中展示，喷头组件可包括钝化层310。在一些实施例中，钝化层310形成于喷头组件的所有暴露表面上。
实例1
经MgF2钝化的含铝增材制品
图4到5是根据本公开的一些实施例的使增材制品的表面钝化之前(其呈现于图4中)及使增材制品的表面钝化之后(其呈现于图5中)的增材制品的图像。图4到5的增材制品包括铝。在图5中，钝化层展示为具有比图4中呈现的制品的未钝化表面更暗的表面。
图6到7是根据本公开的一些实施例的展示约250nm探测深度的元素光谱的能量色散X射线光谱(EDS)的图形视图。图6到7的EDS光谱分别对应于图4到5中呈现的增材制品。在图6中，未检测到对应于氟的峰值且对应于镁的峰值较低。与图6比较且如图7中展示，EDS在从增材制品的表面到探测深度的区域中检测到镁及氟化物两者以确认形成氟化镁。镁比图6增加是在钝化层的形成期间镁从增材制品的主体扩散到表面的结果。在一些实施例中，氟化镁表面层的厚度经测量为约100nm。

Claims (20)

1.一种用于形成制品的方法，其包括：
通过增材制造形成三维3D制品以获得增材制造3D制品，
其中所述增材制造3D制品包括镁组分；及
使所述增材制造3D制品暴露于反应性气相以形成钝化层，
其中所述反应性气相包含氟组分，
其中所述氟组分与所述镁组分反应以在所述增材制造3D制品的表面处及下方形成氟化镁。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述镁组分包括以下中的至少一者：含镁金属合金、镁离子、含镁金属氧化物、元素镁或其任何组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述增材制造3D制品具有不能通过机械加工构造的整体结构。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述增材制造3D制品是整体构造制品。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述氟化镁覆盖所述增材制造3D制品的至少90％的气体暴露表面。
6.一种半导体制造工具的组件，其包括根据权利要求1到5中任一权利要求所述的方法形成的制品。
7.一种医疗装置，其包括根据权利要求1到5中任一权利要求所述的方法形成的制品。
8.一种制品，其包括：
增材制造三维3D主体，
其中所述增材制造3D主体包括镁组分，
其中所述增材制造3D主体具有不能通过机械加工构造的整体结构；及
钝化层，其位于所述增材制造3D主体的表面处及下方，
其中所述钝化层包括氟化镁，
其中所述氟化镁是所述镁组分与来自反应性气相的氟组分的反应产物。
9.根据权利要求8所述的制品，其中所述增材制造3D制品包括以下中的至少一者：气室、沟槽、界定孔的结构、界定通道的结构、界定空腔的结构或其任何组合。
10.根据权利要求8所述的制品，其中所述增材制造3D制品具有2:1到1000:1的纵横比，其中所述纵横比是宽度、深度、高度或直径中的两者的比率。
11.根据权利要求8所述的制品，其中所述增材制造3D制品是整体构造制品。
12.一种医疗装置，其包括：
增材制造三维3D主体，
其中所述增材制造3D主体包括镁组分；及
钝化层，其位于所述增材制造3D主体的表面处及下方，
其中所述钝化层包含氟化镁，
其中所述氟化镁是所述镁组分与来自反应性气相的氟组分的反应产物。
13.根据权利要求12所述的医疗装置，其中所述增材制造3D主体是生物相容的。
14.根据权利要求12所述的医疗装置，其中所述增材制造3D主体是所述医疗装置的主体。
15.根据权利要求12所述的医疗装置，其中所述增材制造3D主体是所述医疗装置的组件。
16.根据权利要求12所述的医疗装置，其中所述增材制造3D主体是以下中的至少一者：球囊、移植物、支架、导管、分流器、栓塞剂、起搏器、除颤器、人工植入物、假体、刺激器、传感器、电线、引线、阀、插塞、泵、过滤器、机械连接器、管、板、手术工具、外壳、其任何组件或其任何组合。
17.根据权利要求12所述的医疗装置，其中所述增材制造3D主体是以下中的至少一者：血管成形术球囊、瓣膜成形术球囊、部署球囊、起搏器引线、人工心脏瓣膜、血管滤器、血管插塞、人造心脏瓣膜、人工心脏、导管尖端、缝合线、手术钉、螺钉、钉子、托架、销钉、杆、夹具、导线、药泵、合成血管移植物、血管移植物、非血管移植物、支架移植物、血管支架、冠状动脉支架、外周支架、腔内铺路支架、动静脉分流器、动脉瘤填充物、植入式起搏器、植入式心脏除颤器、心脏复律除颤器、脊髓刺激器、脑刺激器、骶神经刺激器、骨假体、关节假体、塑料管、金属管、牙套、助听器、绷带、其任何组件或其任何组合。
18.根据权利要求12所述的医疗装置，其中所述镁组分包括以下中的至少一者：含镁金属合金、镁离子、含镁金属氧化物、元素镁或其任何组合。
19.根据权利要求12所述的医疗装置，其中所述增材制造3D主体具有不能通过机械加工构造的整体结构。
20.根据权利要求12所述的医疗装置，其中所述增材制造3D主体是整体构造制品。
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