TW202337873A - 耐等離子體雙層塗膜結構物及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種形成於陶瓷或金屬基材表面來減少等離子體蝕刻的雙層塗膜結構物及其製造方法。一種耐等離子體雙層塗膜結構物包括：陶瓷或金屬基材，表面具有凹坑；第一塗層是通過除熔射以外的噴塗方法形成於基材表面的無裂紋的陶瓷塗膜，以填充基材表面的凹坑的方式塗敷，表面形成有因陶瓷顆粒結合引起的微細凹坑，包含雛晶大小小於300nm的陶瓷多晶體；及第二塗層是通過化學氣相沉積、物理氣相沉積、原子層沉積中的一種方法塗敷於第一塗層上的耐等離子體性陶瓷膜，無需單獨研磨過程形成為0.2μm以下的表面粗糙度（Ra），以覆蓋所述微細凹坑的方式塗敷。
Description
本發明涉及一種形成於陶瓷或金屬基材表面來減少等離子體蝕刻的雙層塗膜結構物及其製造方法。
眾所周知，在半導體工藝中暴露於等離子體的工藝部件在工藝部件表面優先發生局部凹陷的部分（槽；以下稱為凹坑（pit）），並且隨著時間的推移，蝕刻進行到整個工藝部件，局部開始的蝕刻擴散到工藝部件的整個表面（Byung-Kuk Lee外5人，非專利文獻1）。
並且，以往通過在半導體工藝中暴露於等離子體的工藝部件表面塗敷對等離子體有耐性的物質（例如：Y2O3，Junichi Iwasawa外4人，非專利文獻2），形成對等離子體蝕刻的保護層。
作為一實施例，韓文授權專利10-2213756（專利文獻1）的技術通過熔射（thermal spray）方法在基材（工藝部件）表面形成等離子體保護塗層。然而，通過熔射方法形成的塗層必然包括裂紋和孔隙，等離子體蝕刻從這種裂紋和孔隙的起點局部開始並擴散到整個工藝部件。
並且，韓文授權專利10-0938474（專利文獻2）的技術通過氣溶膠沉積（AD；aerosol deposition）方法在工藝部件表面形成無裂紋且幾乎無孔隙的塗層，實現防止等離子體蝕刻的保護層。
韓國公開專利10-2013-0044170（專利文獻3）的技術在形成暴露於等離子體的氣溶膠沉積層的專利文獻2的技術的基礎上，在氣溶膠沉積層的表面形成深度為1～2μm的交叉劃痕（scratch）。
韓文授權專利10-1563130（專利文獻4）的技術在專利文獻3技術的基礎上，去除工藝部件表面的穀（valley）和峰（peak）並形成塗膜後，去除該塗膜表面的穀和峰，表現出與專利文獻1、2、3的技術相比進一步提高的耐等離子體性。
所述專利文獻1至4的塗膜（層）均採用粉末噴塗（spray）技術，專利文獻1採用熔射方法，專利文獻2、3採用氣溶膠沉積方法，專利文獻4採用除熔射方法以外的噴塗方法。
另一方面，作為形成等離子體保護層的方法，除熔射方法以外的塗敷方法包括離子輔助沉積（IAD）、等離子體反應沉積（PRD）、等離子體增強CVD、等離子體增強蒸發、物理蒸汽 沉積（PVD）、等離子體浸沒離子工藝沉積（plasma immersion ion process；PIIP）技術（韓文授權專利10-1309716，專利文獻5），作為其他形成等離子體保護層的方法，包括PECVD（plasma-enhanced CVD）、物理氣相沉積（PVD，physical vapor deposition）、化學氣相沉積（CVD，chemical vapor deposition）、原子層沉積（ALD，atomic layer deposition）技術（韓國公開專利10-2016-0143532，專利文獻6）。
所述專利文獻1至6的技術均在暴露於等離子體的工藝部件表面形成單層等離子體保護層。
另一方面，還有在暴露於等離子體的工藝部件表面與等離子體保護層之間多形成單層塗層的技術。
韓文授權專利10-1108692（專利文獻7）的技術通過在專利文獻1的熔射塗層上形成專利文獻2的氣溶膠沉積層以提供耐等離子體性，其亮點在於，通過噴砂處理（sand blast）對形成於在工藝部件上的塗層的表面進行粗糙化加工（平均表面粗糙度為0.4～2.3μm），使得氣溶膠沉積層與熔射塗層的附著（adhesion）良好。
韓文授權專利10-2182690（專利文獻8）的技術通過在暴露於等離子體的工藝部件表面形成熔射塗層，對所述熔射塗層的表面的一部分進行熔融處理來形成表面熔融層，通過氣溶膠沉積方法在該熔融層上形成表面增補層。
韓文授權專利10-1817779（專利文獻9）的技術通過在專利文獻1的熔射塗層上形成專利文獻2的氣溶膠沉積層以提供耐等離子體性，這一點與專利文獻7相同，與專利文獻7的區別在於，對所述熔射塗層和氣溶膠沉積層進行水合處理。
韓國公開專利10-2019-0057753（專利文獻10）的技術通過在專利文獻1的熔射塗層上形成專利文獻2的氣溶膠沉積層以提供耐等離子體性，這一點與專利文獻7相同，與專利文獻7的區別在於，對所述熔射塗層的表面進行拋光（polishing）。
如上所述，所述專利文獻7至10均在暴露於等離子體的工藝部件表面具有孔隙和裂紋的熔射塗膜（層）（專利文獻1）上形成用於減少孔隙和裂紋的氣溶膠沉積層（專利文獻2、3），以減少局部開始的等離子體蝕刻。
發明所欲解決之技術問題
本發明的目的在於，提供一種耐等離子體雙層塗膜結構物，通過在陶瓷基材表面形成第一塗層並在所述第一塗層上形成第二塗層，顯著減少等離子體蝕刻。
解決問題之技術手段
為了解決如上所述的問題，本發明提供一種耐等離子體雙層塗膜結構物，其包括：陶瓷或金屬基材，表面具有凹坑（pit）；第一塗層，其是通過除熔射（thermal spray）以外的噴塗方法形成於所述基材表面的無裂紋的陶瓷塗膜，以填充所述基材表面的凹坑（pit）的方式塗敷，表面形成有因陶瓷顆粒結合引起的微細凹坑，包含雛晶大小小於300nm的陶瓷多晶體；以及第二塗層，其是通過化學氣相沉積（CVD，chemical vapor deposition）、物理氣相沉積（PVD，physical vapor deposition）、原子層沉積（ALD，atomic layer deposition）中的一種方法塗敷於所述第一塗層上的耐等離子體性陶瓷膜，無需單獨研磨過程形成為0.2μm以下的表面粗糙度（Ra），以覆蓋所述微細凹坑的方式塗敷，而形成使可能成為等離子體蝕刻的起點的位點最小化的表面，由晶質構成或以晶質和非晶質混合的狀態構成。
可以將半導體工藝部件用作所述基材。
所述第一塗層可以由Al
2O
3、Y
2O
3、Tm
2O
3、Gd
2O
3、Dy
2O
3、Er
2O
3、Sm
2O
3中的任一種或多種形成，使得塗層無裂紋，孔隙為1 vol%以下，厚度為20μm以下。
所述第二塗層可以由含有釔（Y）的陶瓷膜或含有金屬氧化物的陶瓷膜形成。具體地，所述第二塗可以由Y
2O
3、YF
3、YOF、YAG、YAP、YAM中的任一種或多種形成，或者可以由Tm
2O
3、Gd
2O
3、Dy
2O
3、Er
2O
3、Sm
2O
3中的任一種或多種形成，可以使得塗層無孔隙，厚度為20μm以下。所述第二塗層的表面硬度（Vickers hardness，Hv）可以為Hv500至Hv1500。
本發明還提供一種耐等離子體雙層塗膜結構物的製造方法，其包括：步驟（a），通過除熔射（thermal spray）以外的噴塗方法，將陶瓷粉末噴塗於表面具有凹坑（pit）的陶瓷或金屬基材，以填充所述基材表面的凹坑（pit）的方式塗敷，以形成第一塗層，在所述第一塗層的表面形成有因陶瓷顆粒結合引起的微細凹坑且包含雛晶大小小於300nm的陶瓷多晶體；以及步驟（b），通過化學氣相沉積（CVD，chemical vapor deposition）、物理氣相沉積（PVD，physical vapor deposition）、原子層沉積（ALD，atomic layer deposition）中的一種方法，以覆蓋所述微細凹坑的方式塗敷於所述第一塗層上，而形成使可能成為等離子體蝕刻的起點的位點最小化的表面，以形成第二塗層，所述第二塗層由晶質構成或以晶質和非晶質混合的狀態構成且由釔（Y）或含有金屬氧化物的陶瓷膜形成，表面粗糙度（Ra）為0.2μm以下。
在所述步驟（a）之前，還可包括：步驟（a-0），對所述基材表面進行研磨，在所述步驟（a-0）中，可以將所述基材表面研磨至表面粗糙度（Ra）為0.2μm以下。
在所述步驟（a）與步驟（b）之間，還可包括：步驟（a-1），對所述第一塗層的表面進行研磨，在所述步驟（a-1）中，可以將第一塗層的表面研磨至表面粗糙度（Ra）為0.2μm以下。
在所述步驟（a-1）之後，還可包括：步驟（a-2），增加所述第一塗層的厚度；以及步驟（a-3），對厚度增加的第一塗層的表面進行研磨。在所述步驟（a-2）中也可以通過除熔射（thermal spray）以外的噴塗方法增加第一塗層的厚度。在所述步驟（a-3）中，可以將厚度增加的第一塗層的表面研磨至表面粗糙度（Ra）為0.2μm以下。
在所述步驟（b）之後，還可包括：步驟（c），對雙層塗膜結構物進行熱處理。
對照先前技術之功效
根據本發明，通過在陶瓷或金屬基材表面形成耐等離子體雙層塗膜結構物可以獲得以下效果：
1. 在具有大小為數微米（μm）至數十微米的凹坑（pit）的基材表面形成第一塗層，通過陶瓷塗敷在具有比基材表面的凹坑小的微細凹坑（等離子體蝕刻可能集中發生的起點）的第一塗層上形成耐等離子體性陶瓷膜，從而形成無凹坑或凹坑顯著減少的第二塗層來確保基材的耐等離子體性，其中凹坑是等離子體蝕刻集中發生的位點。
2. 形成有耐等離子體雙層塗膜結構物的半導體工藝部件減少了在等離子體應用工藝中的顆粒（particle）附著。
3. 通過上述的等離子體蝕刻和顆粒的減少，能夠使半導體製造、處理工藝連續穩定進行，提高生產的產率。
4. 降低半導體等的製造、處理工藝後的產品不良率。
5. 延長根據陶瓷或金屬基材更換的外部清洗週期。
最佳實施方式
一種耐等離子體雙層塗膜結構物，其包括：
陶瓷或金屬基材，表面具有凹坑（pit）；
第一塗層，其是通過除熔射（thermal spray）以外的噴塗方法形成於所述基材表面的無裂紋的陶瓷塗膜，以填充所述基材表面的凹坑（pit）的方式塗敷，表面形成有因陶瓷顆粒結合引起的微細凹坑，包含雛晶大小小於300nm的陶瓷多晶體；以及
第二塗層，其是通過化學氣相沉積（CVD，chemical vapor deposition）、物理氣相沉積（PVD，physical vapor deposition）、原子層沉積（ALD，atomic layer deposition）中的一種方法塗敷於所述第一塗層上的耐等離子體性陶瓷膜，無需單獨研磨過程形成為0.2μm以下的表面粗糙度（Ra），以覆蓋所述微細凹坑的方式塗敷，而形成使可能成為等離子體蝕刻的起點的位點最小化的表面，由晶質構成或以晶質和非晶質混合的狀態構成。
具體實施方式
本發明的技術構思與上述的專利文獻1至10相比顯著不同。
上述的專利文獻1採用熔射方法，通過該技術形成的塗層包括裂紋和孔隙，通過所述裂紋和孔隙的等離子體蝕刻顯著。
上述的專利文獻2至4通過除熔射以外的粉末噴塗方法以單層實現耐等離子體性。根據該技術群，雖然獲得了塗層中幾乎沒有孔隙和裂紋的效果，但塗敷過程中因粉末顆粒之間的結合而在表面形成微細凹坑。所述微細凹坑成為等離子體蝕刻集中發生的脆弱點，以該位點為起點，凹坑的寬度和深度增加，對基材也有影響。
上述的專利文獻5、6通過除粉末噴塗方法以外的其他方法形成單層塗層來實現耐等離子體性。根據該技術群，雖然可以進行緻密的塗敷，但塗層的厚度薄而形成為薄膜，因此塗層是按照凹坑形狀形成，而不是填充基材表面的凹坑（pit），這種塗層的形態特徵成為對等離子體的脆弱點。
上述的專利文獻7至10通過粉末噴塗方法以兩層（熔射塗層+氣溶膠塗層）實現耐等離子體性。作為第二層塗層的氣溶膠塗層的表面仍然存在上述的專利文獻2至4中記載的產生微細凹坑的問題，作為第一層塗層的熔射塗層必然伴隨裂紋和孔隙，因此，作為第一層塗層無法充分防止以第二層塗層的表面中形成的微細凹坑為起點擴散的等離子體蝕刻。
相反，在本發明的耐等離子體雙層塗膜結構物中，通過除熔射（thermal spray）以外的粉末噴塗形成第一塗層，並通過化學氣相沉積（CVD，chemical vapor deposition）、物理氣相沉積（PVD，physical vapor deposition）、原子層沉積（ALD，atomic layer deposition）等形成比第一塗層更緻密（例如，以原子單位沉積）的塗層的方法形成第二塗層。
本發明即使在基材表面具有大小為數微米（μm）至數十微米的較大凹坑（pit），通過第一塗層填充所述基材表面的凹坑，通過緻密地塗敷的第二塗層覆蓋形成於所述第一塗層的表面的微細凹坑，使第二塗層的表面中等離子體蝕刻集中發生的位點最小化，因此表現出比現有技術（專利文獻1至10）顯著優異的等離子體蝕刻抗性。
以下，參照附圖對本發明進行說明。
Ⅰ. 耐等離子體雙層塗膜結構物
本發明提供一種耐等離子體雙層塗膜結構物，其包括：陶瓷或金屬基材，表面具有凹坑（pit）；第一塗層，其是通過除熔射（thermal spray）以外的噴塗方法形成於所述基材表面的無裂紋的陶瓷塗膜，以填充所述基材表面的凹坑（pit）的方式塗敷，表面形成有因陶瓷顆粒結合引起的微細凹坑，包含雛晶大小小於300nm的陶瓷多晶體；以及第二塗層，其是通過化學氣相沉積（CVD，chemical vapor deposition）、物理氣相沉積（PVD，physical vapor deposition）、原子層沉積（ALD，atomic layer deposition）中的一種方法塗敷於所述第一塗層上的耐等離子體性陶瓷膜，無需單獨研磨過程形成為0.2μm以下的表面粗糙度（Ra），以覆蓋所述微細凹坑的方式塗敷，而形成使可能成為等離子體蝕刻的起點的位點最小化的表面，由晶質構成或以晶質和非晶質混合的狀態構成。
本發明的耐等離子體雙層塗膜結構物可以通過後述的「Ⅱ. 耐等離子體雙層塗膜結構物的製造方法」中的說明進行製造。
如圖1所示，本發明的結構物由依次沉積於陶瓷或金屬基材上的第一塗層和第二塗層構成。
如圖1所示，本發明提供的耐等離子體雙層塗膜結構物是由形成於陶瓷或金屬基材表面的第一塗層和形成於所述第一塗層上的第二塗層構成的塗膜結構物。
1. 第一塗層
所述第一塗層是包含雛晶大小小於300nm的陶瓷多晶體的陶瓷膜。
所述第一塗層包含陶瓷多晶體意味著所述第一塗層整體由多晶體形成，或者可以具有一部分非晶質。
即，通過作為所述第一塗層的形成方法的粉末（powder）噴塗方式，使得粉末顆粒以高速（或超高速 ）與基材碰撞或在粉末顆粒之間發生碰撞，致使顆粒破碎，導致所述顆粒失去結晶性而變為非晶相（amorphous phase），從而在結晶與結晶之間可能存在一部分非晶質。
並且，與通過熔射（thermal spray）塗敷方法使得陶瓷粉末顆粒融化來形成的塗膜不同地，所述第一塗層的多晶體的特徵在於，因陶瓷粉末顆粒與基材碰撞或在顆粒之間發生碰撞致使陶瓷粉末顆粒破碎，從而形成為大小小於300nm的雛晶。
所述多晶體的雛晶大小（size）可以通過透射電子顯微鏡（TEM；transmission electron microscopy）照片確認，所述陶瓷膜的成分分析可以通過能量色散X射線（EDX；Energy Dispersive X-Ray）分析確認。
所述第一塗層可以由Al
2O
3、Y
2O
3、Tm
2O
3、Gd
2O
3、Dy
2O
3、Er
2O
3、Sm
2O
3中的任一種或多種形成。
另一方面，與通過噴塗（spray）塗敷粉末的方法不同地，通過物理氣相沉積（PVD；physical vapor deposition）或化學氣相沉積（CVD；chemical vapor deposition）或原子層沉積（ALD，atomic layer deposition）方法形成的陶瓷膜通常沿著基材表面的凹坑（pit）形成，如圖2所示。
然而，如圖4所示，所述第一塗層以填充基材表面的凹坑（pit）的方式形成。但在用於形成塗層的陶瓷粉末顆粒的結合過程中，在第一塗層的表面可能形成微細凹坑。
並且，本發明的第一塗層的特徵在於具有20μm以下的厚度。所述第一塗層的厚度可以通過掃描電子顯微鏡（SEM；scanning electron microscope）照片確認。
另一方面，如圖3所示，基材表面的熔射（thermal spray）塗層因採用使得粉末融化來噴塗的方法，而必然伴隨裂紋，但發明的所述基材表面的第一塗層的特徵在於，與熔射塗層不同地無裂紋（crack）。所述塗層中是否存在裂紋可通過掃描電子顯微鏡（SEM；scanning electron microscope）照片確認。
並且，所述第一塗層的特徵在於，孔隙為1 vol% 以下。無孔隙，或者即使有孔隙也是1 vol%以下。所述第一塗層中是否存在孔隙可通過SEM或TEM照片確認。
2. 第二塗層
所述第二塗層是形成於第一塗層上的耐等離子體性陶瓷膜，其可以由含有釔（Y）的陶瓷膜或含有金屬氧化物的陶瓷膜形成，以確保耐等離子體性。
含有釔（Y）的陶瓷膜可以由Y
2O
3、YF
3、YOF（氟氧化釔，yttrium oxyfluoride）、YAG（釔鋁，yttrium aluminium，Y
3Al
5O1
2）、YAP（釔鋁鈣鈦礦，yttrium aluminium perovskite，YAlO
3）、YAM（釔鋁單斜晶系，yttrium aluminium monoclinic，Y
4Al
2O
9）中的任一種或多種形成。
所述含有金屬氧化物的陶瓷膜可以由Tm
2O
3、Gd
2O
3、Dy
2O
3、Er
2O
3、Sm
2O
3中的任一種或多種形成。
所述第二塗層可以全部為晶質（crystalline），也可以為晶質和非晶質（amorphous）混合的狀態。在通過CVD、PVD、ALD等方法形成所述陶瓷膜的情況下，可以觀察到晶質和非晶質混合的狀態，對這種狀態的膜進行熱處理，整體成為晶質膜。所述第二塗層的陶瓷膜由晶質構成還是以晶質和非晶質混合的狀態構成可以通過TEM照片或電子衍射（SAD，SAED；selected area (electron) diffraction）圖確認。
如上所述，所述第一塗層以填充基材表面的凹坑的方式塗敷，但在表面形成微細凹坑，通過所述第二塗層覆蓋所述第一塗層的微細凹坑，使可能成為等離子體蝕刻的起點最小化，從而提高耐等離子體性。
所述第二塗層的厚度為15μm以下，表面硬度（Vickers hardness，Hv）為Hv500至Hv1500，表現出表面硬度越大，耐等離子體性（等離子體蝕刻抗性）越高的傾向。其特徵在於，所述第二塗層的表面粗糙度（Ra）為0.2μm以下。
Ⅱ. 耐等離子體雙層塗膜結構物的製造方法
本發明提供一種耐等離子體雙層塗膜結構物的製造方法，其包括：步驟（a），通過除熔射（thermal spray）以外的噴塗方法，將陶瓷粉末噴塗於表面具有凹坑（pit）的陶瓷或金屬基材，以填充所述基材表面的凹坑（pit）的方式塗敷，以形成第一塗層，在所述第一塗層的表面形成有因陶瓷顆粒結合引起的微細凹坑且包含雛晶大小小於300nm的陶瓷多晶體；以及步驟（b），通過化學氣相沉積（CVD，chemical vapor deposition）、物理氣相沉積（PVD，physical vapor deposition）、原子層沉積（ALD，atomic layer deposition）中的一種方法，以覆蓋所述微細凹坑的方式塗敷於所述第一塗層上，而形成使可能成為等離子體蝕刻的起點的位點最小化的表面，以形成第二塗層，所述第二塗層由晶質構成或以晶質和非晶質混合的狀態構成且由釔（Y）或含有金屬氧化物的陶瓷膜形成，表面粗糙度（Ra）為0.2μm以下。
在上述的「Ⅰ. 耐等離子體雙層塗膜結構物」部分，描述了本發明提供的耐等離子體雙層塗膜結構物的特徵及該特徵所表現出的現象和效果。以下，對所述耐等離子體雙層塗膜結構物的製造方法的進行說明。
本發明的所述耐等離子體雙層塗膜結構物通過如圖5所示的工藝流程形成第一塗層和第二塗層來製造。
在所述步驟（a）中，將陶瓷粉末噴塗於陶瓷或金屬基材，以形成第一塗層，如上所述，可以將半導體工藝部件用作所述基材。
在所述步驟（a）中，可以通過除熔射（thermal spray）以外的噴塗方法（AD方法等）形成第一塗層。
在所述步驟（a）之前，還可包括：步驟（a-0），對所述基材表面進行研磨，使得基材表面的凹坑的深度變淺，在所述步驟（a-0）中，將所述基材表面研磨至表面粗糙度（Ra）為0.2μm以下。
在所述步驟（a）與步驟（b）之間，還可包括：步驟（a-1），對所述第一塗層的表面進行研磨，使得所述第一塗層的表面的微細凹坑的深度變淺，寬度更窄。在所述步驟（a-1）中，也可以將第一塗層的表面研磨至表面粗糙度（Ra）為0.2μm以下。
在所述步驟（a-1）之後，還可包括：步驟（a-2），增加所述第一塗層的厚度；以及步驟（a-3），對厚度增加的第一塗層的表面進行研磨。在所述步驟（a-2）中，也可以通過除熔射（thermal spray）以外的噴塗方法增加第一塗層的厚度，在所述步驟（a-3）中，可以將厚度增加的第一塗層的表面研磨至表面粗糙度（Ra）為0.2μm以下，使厚度增加的第一塗層的表面的微細凹坑深度最小化。
在所述步驟（b）中，通過除噴塗以外的方法，在所述第一塗層上形成由含有釔（Y）的陶瓷膜或含有金屬氧化物的陶瓷膜形成的第二塗層。
在所述步驟（b）中，可以通過化學氣相沉積（CVD，chemical vapor deposition）、物理氣相沉積（PVD，physical vapor deposition）、原子層沉積（ALD，atomic layer deposition）中的一種方法形成第二塗層，這種第二塗層無需單獨研磨過程即可形成為0.2μm以下的表面粗糙度（Ra）
通過所述步驟（b），所述第二塗層可以形成為15μm以下的厚度、Hv500至Hv1500的表面硬度（Vickers hardness，Hv），並表現出表面硬度越大，耐等離子體性（等離子體蝕刻抗性）越高的傾向。
在不脫離本發明的要旨的範圍內可以進行各種修改、變形，並能夠應用於各種領域。因此，本發明請求保護的範圍包括落入前述發明實際範圍內的修改和變形。
產業上的可利用性
本發明提供的耐等離子體雙層塗膜結構物及其製造方法可應用於半導體行業。
圖1為本發明的耐等離子體雙層塗膜結構物的剖視圖。
圖2為通過現有的PVD、CVD或ALD方法沿著存在於基材表面的凹坑（pit）形成的單層塗膜的剖視圖。
圖3為現有的熔射（thermal spray）塗層以及通過氣溶膠沉積（aerosol deposition）方法形成於基材表面的氣溶膠沉積層的塗膜的剖視圖。
圖4為本發明的耐等離子體雙層塗膜結構物的詳細剖視圖。
圖5為本發明的耐等離子體雙層塗膜結構物的製造方法的工藝流程圖。
Claims (20)
- 一種耐等離子體雙層塗膜結構物，其包括： 陶瓷或金屬基材，表面具有凹坑； 第一塗層，其是通過除熔射以外的噴塗方法形成於所述基材表面的無裂紋的陶瓷塗膜，以填充所述基材表面的凹坑的方式塗敷，表面形成有因陶瓷顆粒結合引起的微細凹坑，包含雛晶大小小於300nm的陶瓷多晶體；以及 第二塗層，其是通過化學氣相沉積、物理氣相沉積、原子層沉積（中的一種方法塗敷於所述第一塗層上的耐等離子體性陶瓷膜，無需單獨研磨過程形成為0.2μm以下的表面粗糙度（Ra），以覆蓋所述微細凹坑的方式塗敷，而形成使可能成為等離子體蝕刻的起點的位點最小化的表面，由晶質構成或以晶質和非晶質混合的狀態構成。
- 如請求項1之耐等離子體雙層塗膜結構物，其中，所述基材是半導體工藝部件。
- 如請求項1之耐等離子體雙層塗膜結構物，其中，所述第一塗層由Al 2O 3、Y 2O 3、Tm 2O 3、Gd 2O 3、Dy 2O 3、Er 2O 3、Sm 2O 3中的任一種或多種形成。
- 如請求項1之耐等離子體雙層塗膜結構物，其中，所述第一塗層無裂紋。
- 如請求項1之耐等離子體雙層塗膜結構物，其中，所述第一塗層中包含的孔隙為1 vol%以下。
- 如請求項1之耐等離子體雙層塗膜結構物，其中，所述第一塗層的厚度為20μm以下。
- 如請求項1之耐等離子體雙層塗膜結構物，其中，所述第二塗層是含有釔（Y）的陶瓷膜或含有金屬氧化物的陶瓷膜。
- 如請求項1之耐等離子體雙層塗膜結構物，其中，所述第二塗層由Y 2O 3、YF 3、YOF、YAG、YAP、YAM中的任一種或多種形成。
- 如請求項1之耐等離子體雙層塗膜結構物，其中，所述第二塗層由Tm 2O 3、Gd 2O 3、Dy 2O 3、Er 2O 3、Sm 2O 3中的任一種或多種形成。
- 如請求項1至9中任一項之耐等離子體雙層塗膜結構物，其中，所述第二塗層無孔隙。
- 如請求項10之耐等離子體雙層塗膜結構物，其中，所述第二塗層的厚度為15μm以下。
- 如請求項10之耐等離子體雙層塗膜結構物，其中，所述第二塗層的表面硬度（Vickers hardness，Hv）為Hv500至Hv1500。
- 一種耐等離子體雙層塗膜結構物的製造方法，其包括： 步驟（a），通過除熔射以外的噴塗方法，將陶瓷粉末噴塗於表面具有凹坑的陶瓷或金屬基材，以填充所述基材表面的凹坑的方式塗敷，以形成第一塗層，在所述第一塗層的表面形成有因陶瓷顆粒結合引起的微細凹坑且包含雛晶大小小於300nm的陶瓷多晶體；以及 步驟（b），通過化學氣相沉積、物理氣相沉積、原子層沉積中的一種方法，以覆蓋所述微細凹坑的方式塗敷於所述第一塗層上，而形成使可能成為等離子體蝕刻的起點的位點最小化的表面，以形成第二塗層，所述第二塗層由晶質構成或以晶質和非晶質混合的狀態構成且由釔（Y）或含有金屬氧化物的陶瓷膜形成，表面粗糙度（Ra）為0.2μm以下。
- 如請求項13之耐等離子體雙層塗膜結構物的製造方法，其中，在所述步驟（a）之前，還包括： 步驟（a-0），對所述基材表面進行研磨。
- 如請求項14之耐等離子體雙層塗膜結構物的製造方法，其中，在所述步驟（a-0）中，將所述基材表面研磨至表面粗糙度（Ra）為0.2μm以下。
- 如請求項13之耐等離子體雙層塗膜結構物的製造方法，其中，在所述步驟（a）與步驟（b）之間，還包括： 步驟（a-1），對所述第一塗層的表面進行研磨。
- 如請求項16之耐等離子體雙層塗膜結構物的製造方法，其中，在所述步驟（a-1）中，將所述第一塗層的表面研磨至表面粗糙度（Ra）為0.2μm以下。
- 如請求項17之耐等離子體雙層塗膜結構物的製造方法，其中，在所述步驟（a-1）之後，還包括： 步驟（a-2），通過除熔射以外的噴塗方法噴塗陶瓷粉末，以增加所述第一塗層的厚度；以及 步驟（a-3），對厚度增加的所述第一塗層的表面進行研磨。
- 如請求項18之耐等離子體雙層塗膜結構物的製造方法，其中，在所述步驟（a-3）中，將厚度增加的所述第一塗層的表面研磨至表面粗糙度（Ra）為0.2μm以下。
- 如請求項13之耐等離子體雙層塗膜結構物的製造方法，其中，在所述步驟（b）之後，還包括： 步驟（c），對所述雙層塗膜結構物進行熱處理。
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