JP2019183278A5 - - Google Patents

Claims (15)

1. 方法であって、
   原子層堆積（ＡＬＤ）処理又は化学気相堆積（ＣＶＤ）処理を使用して、物品の表面上に複数の結晶質希土類酸化物層及び複数の結晶質又は非晶質金属酸化物層を含む耐プラズマ性保護コーティングを堆積させる工程を含み、耐プラズマ性保護コーティングを堆積させる工程は、
   ＡＬＤ又はＣＶＤを使用して、複数の結晶質希土類酸化物層の結晶質希土類酸化物層、及び
   ＡＬＤ又はＣＶＤを使用して、複数の結晶質又は非晶質金属酸化物層の結晶質又は非晶質金属酸化物層を交互に堆積することを含む工程を含み、
   複数の金属酸化物層が結晶質である場合、複数の金属酸化物層は、複数の結晶質希土類酸化物層の原子結晶相とは異なる原子結晶相を有し、
   複数の結晶質又は非晶質の金属酸化物層が、複数の結晶質希土類酸化物層の粒成長を抑制する遮断層であり、これによって、複数の結晶質希土類酸化物層における全ての結晶粒が長さ１００ｎｍより小さく、幅２００ｎｍより小さい粒径を有し、
   結晶質希土類酸化物層の厚さの結晶質又は非晶質金属酸化物層の厚さに対する厚さ比は約１０：１～約５００：１であり、これによって、結晶質又は非晶質金属酸化物層の厚さが結晶質希土類酸化物層の厚さより小さい、方法。
2. 結晶質希土類酸化物層が立方相の酸化イットリウムを含み、ＡＬＤを使用して結晶質希土類酸化物層を堆積する工程は堆積サイクルを実行する工程を含み、堆積サイクルは、
   物品を含む堆積チャンバにイットリウム含有前駆体を注入し、イットリウム含有前駆体を物品の表面に吸着させ、第１半反応を形成する工程と、
   堆積チャンバに酸素含有応物を注入し、第２半反応を形成する工程と、
   結晶質希土類酸化物層が目標厚さに達するまで、堆積サイクルを１回以上実行することを含む、請求項１に記載の方法。
3. ＡＬＤを使用して結晶質又は非晶質金属酸化物層を堆積することは堆積サイクルを実行することを含み、堆積サイクルは、
   物品を含む堆積チャンバに金属含有前駆体を注入し、金属含有前駆体を結晶質希土類酸化物層に吸着させ、第１半反応を形成する工程と、
   堆積チャンバに酸素含有反応剤を注入し、第２半反応を形成する工程と、
   結晶質又は非晶質金属酸化物層の目標厚さが達成されるまで、堆積サイクルを１回以上繰り返すことを含む、請求項２に記載の方法。
4. 結晶質希土類酸化物の原子結晶相と異なる原子結晶相は、六方晶相、単斜晶相、立方晶相、六方晶相、正方晶相、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
5. 金属酸化物層が結晶質であり、
   正方晶相又は単斜晶相の少なくとも１つの純粋結晶質単相ジルコニアから、組成物中の全原子を基準にして、約５％原子パーセントのジルコニウムを含む結晶質多相又は結晶質単相イットリウム・ジルコニウム酸化物までの範囲の組成物、
   約６５重量％の正方晶相の酸化ジルコニウムと、約３５重量％の単斜晶相の酸化ジルコニウムの混合物、
   約１００重量％の正方晶相のジルコニウム・イットリウム酸化物の多元素酸化物、
   約７０重量％の第１立方相のジルコニウム・イットリウム酸化物の多元素酸化物と約３０重量％の第２立方相の酸化イットリウムの混合物であって、第１立方相及び第２立方相は結晶質希土類酸化物層の格子構造と異なる格子構造を有するもの、及び
   約３０重量％の第１立方相のジルコニウム・イットリウム酸化物の多元素酸化物と約７０重量％の第２立方相の酸化イットリウムの混合物、からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
6. 結晶質又は非晶質の金属酸化物層は、１つ以上の希土類金属含有酸化物、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
7. １つ以上の希土類金属含有酸化物が、酸化ランタン、酸化プラセオジム、酸化ネオジム、酸化サマリウム、酸化ユーロピウム、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ディスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、酸化ツリウム、酸化イッテルビウム、及びこれらの混合物からなる群より選択される、請求項６記載の方法。
8. 結晶質又は非晶質金属酸化物層が多元素酸化物又は第１金属酸化物と第２金属酸化物の混合物を含み、結晶質又は非晶質金属酸化物層を堆積することはスーパー堆積サイクルを実行することを含み、スーパー堆積サイクルは、
   第１堆積サイクルであって、
   結晶質希土類酸化物層でコーティングされた物品を含む堆積チャンバに第１金属含有前駆体を注入し、第１金属含有前駆体を結晶質希土類酸化物層に吸着させ、第１半反応を形成する工程と、
   堆積チャンバに酸素を含む反応物質を注入し、第２半反応を形成する工程と、
   第１目標厚さが達成され、第１層が形成されるまで、第１堆積サイクルを１回以上繰り返す工程を含む第１堆積サイクルと、
   第２堆積サイクルであって、
   第１層でコーティングされた物品を含む堆積チャンバに第２金属含有前駆体を注入し、第２金属含有前駆体を第１層に吸着させ、第３半反応を形成する工程と、
   堆積チャンバに酸素含有反応剤を注入し、第４半反応を形成する工程と、
   第２目標の厚さが達成され、第２層が形成されるまで、第２堆積サイクルを１回以上繰り返す工程を含む第２堆積サイクルを含み、
   最終的な目標厚さに達するまで、スーパー堆積サイクルを１回以上繰り返すことを含む、請求項６に記載の方法。
9. 結晶質又は非晶質金属酸化物層は第３金属酸化物を含み、スーパー堆積サイクルは第３堆積サイクルを含み、第３堆積サイクルは、
   第２層でコーティングされた物品を含む堆積チャンバに第３金属含有前駆体を注入し、第３金属含有前駆体を第２層に吸着させ、第５半反応を形成する工程と、
   堆積チャンバに酸素含有反応物を注入し、第６半反応を形成する工程と、
   第３目標厚さが達成され、第３層が形成されるまで、第３堆積サイクルを１回以上繰り返すことを含む、請求項８に記載の方法。
10. 耐プラズマ性保護コーティングの最終目標厚さは約５００ｎｍ～約１０μｍであり、耐プラズマ性保護コーティングが均一で、コンフォーマルであり、及びポロシティを有しない、請求項８に記載の方法。
11. 結晶質又は非晶質金属酸化物層は多元素酸化物又は第１金属酸化物と第２金属酸化物の混合物を含み、結晶質又は非晶質金属酸化物層を堆積することは堆積サイクルを実行することを含み、堆積サイクルは、
    結晶質希土類酸化物層でコーティングされた物品を含む堆積チャンバに、第１金属含有前駆体と第２金属含有前駆体の混合物を共注入するか、又は第１金属含有前駆体と第２金属含有前駆体を順次注入し、第１金属含有前駆体と第２金属含有前駆体を結晶質希土類酸化物層に吸着させ、第１半反応を形成する工程と、
    堆積チャンバに酸素含有反応物を注入し、第２半反応を形成する工程と、
    目標の厚さに達するまで、堆積サイクルを１回以上繰り返す工程を含む、請求項６に記載の方法。
12. 原子層堆積（ＡＬＤ）プロセス又は化学気相成長（ＣＶＤ）プロセスを使用して物品の表面に耐プラズマ性保護コーティングを堆積させる方法であって、
    ＡＬＤプロセス又はＣＶＤプロセスを使用して、結晶質酸化イットリウム層と結晶質又は非晶質金属酸化物層の交互層のスタックを堆積させる工程を含み、
    結晶質酸化イットリウムは立方晶相を有し、
    金属酸化物層が結晶質である場合、金属酸化物層は、結晶質酸化イットリウム層の立方体相と異なる原子結晶相を有し、
    交互層のスタックの第１層が、結晶質酸化イットリウム層であり、
    結晶質又は非晶質の金属酸化物層が、結晶質酸化イットリウム層の粒成長を抑制する遮断層であり、これによって、結晶質酸化イットリウム層の全ての粒が長さ１００ｎｍより小さく、幅２００ｎｍより小さい粒径を有し、
    結晶質酸化イットリウム層の厚さの結晶質又は非晶質金属酸化物層の厚さに対する厚さ比が約１０：１～約５００：１であり、これによって、結晶質又は非晶質金属酸化物層の厚さが結晶質酸化イットリウム層の厚さより小さい、方法。
13. 複数の結晶質又は非晶質金属酸化物層は複数の結晶質金属酸化物層である、請求項１に記載の方法。
14. 複数の結晶質又は非晶質金属酸化物層は酸化アルミニウムを含む複数の非晶質層である、請求項１に記載の方法。
15. 複数の結晶質希土類酸化物層が第１希土類酸化物を含み、複数の結晶質又は非晶質金属酸化物層が第１希土類酸化物とは異なる第２希土類酸化物を含む、請求項１に記載の方法。