TW202415792A

TW202415792A - 形成耐腐蝕塗層的裝置及形成耐腐蝕塗層的方法

Info

Publication number: TW202415792A
Application number: TW112132814A
Authority: TW
Inventors: 段蛟; 圖強倪
Original assignee: 大陸商中微半導體設備（上海）股份有限公司
Priority date: 2022-10-14
Filing date: 2023-08-30
Publication date: 2024-04-16
Also published as: CN117926221A; TWI850088B; KR20240052665A

Abstract

本發明公開了一種形成耐腐蝕塗層的裝置及形成耐腐蝕塗層的方法。該裝置包含：反應室；第一加熱器，設置在反應室內，零部件本體設置在第一加熱器的加熱面，零部件本體包括待處理面；氣體輸送入口，用於向反應室內輸送稀土前驅體、氣體分散劑和源前驅體；氣體出口，其與氣體輸送入口設於所述反應室相對的兩側，沿氣體輸送入口至氣體出口的方向，所述零部件本體與第二加熱器的表面之間的距離逐漸減小。採用本發明的裝置形成的耐腐蝕塗層，在嚴苛的電漿腐蝕環境中不易產生微顆粒污染，能滿足先進製程需求。

Description

形成耐腐蝕塗層的裝置及形成耐腐蝕塗層的方法

本發明涉及半導體技術領域，具體涉及一種形成耐腐蝕塗層的裝置及形成耐腐蝕塗層的方法。

電漿蝕刻工藝在積體電路製造領域發揮了關鍵作用。隨著電漿蝕刻工藝中深寬比指標的不斷提高，蝕刻腔體中的零部件所承受的電漿腐蝕環境越來越惡劣。現有技術中含釔（Y ₂O ₃、YF ₃等）塗層在這些製程中逐漸表現出失效的微顆粒污染，不能更好滿足製程需求。

本發明的目的是提供一種形成耐腐蝕塗層的裝置及形成耐腐蝕塗層的方法，以解決含釔塗層在長時間嚴苛的電漿腐蝕環境中易出現的微顆粒污染問題。

為了達到上述目的，本發明提供了一種形成耐腐蝕塗層的裝置，包括：反應室；第一加熱器，設置在所述反應室內，零部件本體設置在所述第一加熱器的加熱面，所述零部件本體包括待處理面；氣體輸送入口，用於向所述反應室內輸送稀土前驅體、氣體分散劑和源前驅體，所述稀土前驅體包括相互鍵合的親水端和親油端，所述親水端包括稀土金屬，所述氣體分散劑用於對親水端和親油端進行梳理，所述第一加熱器用於對零部件本體加熱使所述親油端斷裂，所述親水端與源前驅體在所述待處理面上沉積形成含有稀土元素的耐腐蝕塗層。

可選地，還包括：第二加熱器，用於對所述零部件本體的待處理面進行輔助加熱。

可選地，所述第一加熱器設在所述反應室的頂部，所述第二加熱器設於所述反應室的底部。

可選地，第二加熱器設在所述反應室的頂部，所述第一加熱器設於所述反應室的底部。

可選地，所述反應室還包括：氣體出口，其與氣體輸送入口設於所述反應室相對的兩側，沿氣體輸送入口至氣體出口的方向，所述零部件本體與第二加熱器的表面之間的距離逐漸減小。

可選地，所述第二加熱器的加熱面與所述零部件本體的待處理面相對呈0°~10°設置。

可選地，所述第一加熱器的加熱面偏離水平面角度為0°~10°，所述第二加熱器的加熱面與水平面平行。

可選地，所述第二加熱器的加熱面偏離水平面角度為0°~10°，所述第一加熱器的加熱面與水平面平行。

可選地，還包括：真空泵，用於使氣流由所述氣體輸送入口流至所述氣體出口後被抽出所述反應室。

可選地，所述氣體出口還設置有冷凝器，氣體經所述氣體輸送入口進入所述反應室，在所述氣體出口經所述冷凝器降溫後排出。

可選地，還包括：增強源，以輔助增強形成耐腐蝕塗層。

可選地，所述增強源包括：電漿源、離子束源、射頻源、微波源中的至少一種。

本發明還提供了一種利用上述的形成耐腐蝕塗層的裝置形成耐腐蝕塗層的方法，包括：提供一零部件本體，其待處理面朝下設置在所述第一加熱器的加熱面；向所述待處理面通入稀土前驅體、氣體分散劑和源前驅體，所述稀土前驅體包括相互鍵合的親水端和親油端，所述親水端包括稀土金屬，所述氣體分散劑用於對親水端和親油端進行梳理，使得所述稀土前驅物中的親水端吸附於所述待處理面上，親油端遠離所述待處理面；對所述零部件本體進行加熱，使所述親油端斷裂，所述親水端與源前驅體在所述待處理面上沉積形成含有稀土元素的耐腐蝕塗層。

可選地，所述氣體分散劑包含至少一種親油性氣體。

可選地，所述親油性氣體包括NH ₃、HCN、H ₂中的至少一種。

可選地，所述源前驅體包括：含氧氣體和/或含氟氣體。

可選地，所述含氧氣體包括H ₂O、H ₂O ₂、O ₃中的至少一種。

可選地，所述含氟氣體包括CF ₄、CH ₃F、CH ₂F ₂、CHF ₃、C ₂F ₆、C ₂HF ₅、C ₃H ₂F ₆、C ₃F ₆、C ₃F ₈、C ₄F ₆、C ₄F ₈、C ₅F ₈等至少一種。

可選地，所述稀土前驅體、氣體分散劑和源前驅體中，所述氣體分散劑和源前驅體合計占比以體積比計為5%以下。

可選地，在所述氣體分散劑和源前驅體的氣體總量中，氣體分散劑占比以體積比計為10%以下。

可選地，所述零部件本體的待處理面還包含位於所述待處理面上的親水層和位於所述親水層上的親油層；形成耐腐蝕塗層之前，還包括：經表面活化預處理，除去所述親油層，使其表面呈現親水層。

可選地，所述活化預處理步驟包括：採用pH在7~10的弱鹼去除所述零部件本體的待處理面的親油層，以暴露出親水層。

可選地，所述活化預處理步驟包括：在400℃~600℃、有氧條件下進行熱處理，使得所述親油層分解，脫離表面，以暴露出親水層。

可選地，所述活化預處理步驟包括：將所述零部件本體的待處理面暴露於電漿環境中，通過電漿的高活性自由基物理轟擊和/或化學作用，分解所述待處理面的親油層，以暴露出親水層。

可選地，該方法還包括：抽真空，使得所述反應室內保持在0.1Pa~10Pa。

可選地，所述加熱溫度為100℃～1000℃。

可選地，該方法還包括：打開增強源，提供輔助電漿、離子束或射頻電場中的至少一種，以輔助增強處理。

可選地，所述加熱溫度為50℃～500℃。

可選地，所述稀土元素的原子半徑比Y小且其相對原子量比Y大。

可選地，所述的稀土元素選自Ho、Er、Tm、Yb、 Lu中的至少一種或兩種以上的組合。

可選地，所述稀土元素為Ho，所述稀土前驅體包括：氟化鈥(III) HoF ₃，氯化鈥HoCl ₃，溴化鈥HoBr ₃，碘化鈥HoI ₃，醋酸鈥(CH ₃CO ₂) ₃Ho • xH ₂O，三氟甲磺酸鈥(CF ₃SO ₃) ₃Ho，氧化鈥Ho ₂O ₃，硫酸鈥(III) 八水合物Ho ₂(SO ₄) ₃•8H ₂O，乙醯丙酮鈥C ₁₅H ₂₁HoO ₆，高氯酸鈥Cl₃H₂HoO₁₃，磷酸鈥(III) HoPO ₄，一水合乙酸鈥C₆H₉HoO₆中的任意一種或任意兩種以上的混合，其中x大於0。

可選地，所述稀土元素為Er，所述稀土前驅體包括：氟化鉺ErF ₃，氯化鉺(III) ErCl ₃•xH ₂O，溴化鉺Br ₃Er，碘化鉺ErI ₃，高氯酸鉺(III) Er(ClO ₄) ₃，三氟甲磺酸鉺(CF ₃SO ₃) ₃Er，異丙氧基鉺(III) C₉H₂₁ErO₃，草酸鉺水合物Er₂(C₂O₄)₃・yH₂O, 乙酸鉺（III）水合物(CH₃CO₂)₃Er・zH₂O，氧化鉺Er ₂O ₃，硝酸鉺五水合物Er(NO ₃) ₃•5H ₂O，高氯酸鉺(III) Cl₃ErO₁₂，磷酸鉺（水合物）ErPO₄・nH₂O, 硫酸鉺(III)八水化合物Er ₂(SO ₄) ₃•8H ₂O，六氟乙醯丙酮鉺C₁₅H₃ErF₁₈O₆，三（環戊二烯基）鉺（III）C₁₅H₁₅Er，三（甲基環戊二烯基）鉺（III）C₁₈H₂₁Er，三（正丁基環戊二烯基）鉺（III）C₂₇H₃₉Er，三（異丙基環戊二烯基）鉺（III）C₂₄H₃₃Er, 三（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮基）鉺（III）C₃₃H₅₇ErO₆，三[N，N-雙（三甲基甲矽烷基）醯胺] 鉺（III）[[(CH₃)₃Si]₂N]₃Er中的任意一種或任意兩種以上的混合；其中，x、y、z、n均大於0。

可選地，所述稀土元素為Tm，所述稀土前驅體包括：氟化銩(III) TmF ₃，氯化銩TmCl ₃，溴化銩TmBr ₃，碘化銩TmI ₃，氧化銩Tm ₂O ₃，乙醯丙酮銩C1 ₅H ₂₁O ₆Tm，硫酸銩(III) 八水合物Tm ₂(SO ₄) ₃• 8H ₂O，氯化銩(III) 六水合物TmCl ₃• 6H ₂O，草酸銩 (III) C₆O₁₂Tm₂，水合草酸銩Tm₂(C₂O₄)₃・xH₂O，乙酸銩水合物Tm(OOCCH ₃) ₃•yH ₂O，乙酸銩(III)C₆H₉O₆Tm，碳酸銩(III)水合物Tm₂(CO₃)₃・zH₂O，硝酸銩(III) 五水合物Tm(NO ₃) ₃•5H ₂O，三氟甲烷磺酸銩C ₃F ₉O ₉S ₃Tm，三(環戊二烯)銩(III) C₁₅H₁₅Tm中的任意一種或任意兩種以上的混合；其中，x、y、z均大於0。

可選地，所述稀土元素為Yb，所述稀土前驅體包括：三氟乙醯樟腦酸鐿C ₃₆H ₄₂F ₉O ₆Yb，三氟甲基磺酸鐿Yb(CF ₃SO ₃) ₃，乙酸鐿，異丙醇鐿(III)，硫酸鐿，氮化鐿，五水硝酸鐿(Ⅲ)，氟化鐿，溴化鐿，氯化鐿（III）Cl₃Yb，碘化鐿(Ⅲ)，高氯酸鐿（III）Cl₃O₁₂Yb，過氯酸鐿，三(環戊二烯基)鐿(III) C₁₅H₁₅Yb，乙醯丙酮鐿水合物C₁₅H₂₁O₆Yb，六氟戊二醯鐿（III）二水合物C₁₅H₃F₁₈O₆Yb，三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)鐿(III) C₃₃H₅₇O₆Yb，十水合草酸鐿C₆H₂₀O₂₂Yb₂，碳酸鐿（Ⅲ）水合物Yb₂(CO₃)₃•xH₂O，三[N，N-雙（三甲基甲矽烷基）醯胺] 鐿（III） [[(CH₃)₃Si]₂N]₃Yb，矽化鐿，硫化鐿中的任意一種或任意兩種以上的混合，其中x大於0。

可選地，所述稀土元素為Lu，所述稀土前驅體包括：氧化鑥Lu ₂O ₃，氟化鑥(III) LuF ₃，無水氯化鑥LuCl ₃，氯化鑥(III) 六水合物LuCl ₃・6H ₂O，溴化鑥LuBr₃，碘化鑥I₃Lu，高氯酸鑥（III）Cl₃LuO₁₂，水合硝酸鑥LuN ₃O ₉•xH ₂O，乙酸鑥(III) 水合物 (CH₃CO₂)₃Lu・yH₂O，硫酸鑥(III) Lu ₂O ₁₂S ₃，硫酸鑥(III) 八水合物Lu ₂(SO ₄) ₃・8H ₂O，三氟甲磺酸鑥(CF ₃SO ₃) ₃Lu，乙醯丙酮鑥C ₁₅H ₂₁LuO ₆, 乙醯丙酮鑥水合物[CH₃COCHC(O)CH₃]₃Lu・zH₂O，三（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮基）鑥（III）C₃₃H₅₆LuO₆中的任意一種或任意兩種以上的混合；其中，x、y、z均大於0。

可選地，所述沉積包含：連續沉積方式或間歇式沉積方式。

可選地，所述耐電漿塗層具有立方結構。

可選地，所述耐電漿塗層具有結晶結構。

與現有技術相比，本發明技術方案至少具有如下有益效果：本發明通過引入特定的氣體分散劑對稀土前驅體中的親油端和親水端進行梳理，利用相似相溶原理，使得稀土前驅體的親水端吸附在零部件本體的待處理面的表面親水層，稀土前驅體的親油端在吸附及分解過程中遠離零部件本體的待處理面的表面親水層，定向排列，大大降低前驅體分子中的親油端相互結合聚集形成團簇顆粒的概率。即使親油端之間有少量團聚，本發明將零部件本體的待處理面朝下設置，可以利用重力作用，使得該團聚物或分解的親油端殘基向下降落，遠離所述待處理面。進一步地，本發明還設置零部件本體與第二加熱器的表面之間的距離沿氣體輸送入口至氣體出口的方向逐漸減小，用於補償副產物帶走的熱量損失和溫度降低，以提高零部件本體的待處理面的溫場的均一性，進一步地提高本發明的耐腐蝕塗層的品質。

隨著半導體技術先進製程的發展，電漿腐蝕環境越來越嚴苛。例如，隨著深寬比進一步提升，要求所用的方向性蝕刻（物理蝕刻）也越大，從而射頻功率也越高。現有的含釔（Y ₂O ₃、YF ₃、YOF等）塗層逐漸表現出失效的微顆粒污染，無法更好滿足先進製程需求。

本發明採用與Y具有類似化學穩定性質，而耐電漿物理轟擊作用更強（離子半徑更小、莫耳質量更大）的稀土金屬元素作為耐腐蝕材料，提高蝕刻腔體環境的穩定性，以滿足先進製程對微小顆粒的要求。

耐腐蝕塗層的形成通常採用化學氣相沉積法（Chemical Vapor Deposition，簡稱CVD）技術，其是利用化學反應由氣相生長固體物質的方法，通常CVD要利用高溫或其它啟動方法，依靠化學反應製取所需要的膜層。對於CVD技術而言，其一般過程為：前驅體（一般為金屬有機物）吸附在襯底表面，在一定反應溫度下分解、沉積，形成金屬化合物薄膜，沉積副產物被帶走，沉積過程持續進行，直到形成指定厚度膜層。在這個過程中，金屬有機物的親水親油特性，決定了其在襯底表面的粘附力大小，進而決定沉積速率和薄膜品質的好壞。特別地，對於相對原子質量非常大金屬（例如第五第六週期元素）而言，其前驅體的這一特性尤其明顯。例如，對於鑭系元素，相對原子質量在138到175之間，與C相對原子質量12相比，高出一個數量級之多。在鑭系元素的金屬有機物前驅體中，含有金屬一端（親水端）質量大，含有有機端（親油端）質量小，在襯底表面吸附分解過程中，親油端的有機物分子碎片失去大分子引力場的約束，容易在襯底表面聚集形成團簇，形成C污染，引起塗層品質下降。

本發明提出的稀土金屬元素相對原子質量都在160以上，遠遠大於C相對原子質量12。在使用傳統CVD形成本發明的塗層過程中，金屬有機物前驅體中含有金屬一端（親水端）質量大，含有有機端（親油端）質量小，在襯底表面吸附分解過程中，親油端的有機物分子碎片失去重分子引力場的約束，容易在襯底表面聚集掉落在襯底上形成團簇（圖1所示），形成碳污染，引起塗層結晶性變差，碳含量偏高，在服役過程中被電漿局部優先腐蝕，形成污染物顆粒。

如圖1所示，襯底11上吸附金屬前驅體12，該金屬前驅體12包含親水端121、親油端122，當發生分解時，親油端122失去大分子束縛，形成團聚物123，不易被抽走，導致碳污染。

為解決親油端的有機物分子碎片易團聚的問題，本發明在形成耐腐蝕塗層的工藝中引入了氣體分散劑，其不僅可對金屬前驅體、源前驅體進行分散，還能對金屬前驅體12的親水端121和親油端122進行梳理，如圖2所示，使得親油端122定向排列（遠離襯底11表面），相鄰親油端122不易交聯進而團聚；且由於氣體分散劑的分散作用，且氣體分散劑含有親油性分子，利用相似相溶原理，金屬前驅體的親油端分解脫落的有機物分子碎片被分散劑包圍，不易團聚，因而容易被抽出，大大降低了形成團聚物的機率。

下面將結合圖式對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域具有通常知識者在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關係為基於圖式所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的具有通常知識者而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

如圖3所示，本發明提供了一種形成耐腐蝕塗層的裝置，包括：反應室31；第一加熱器32，設置在所述反應室31內，零部件本體33設置在所述第一加熱器32的加熱面，所述零部件本體33包括待處理面331；氣體輸送入口34，用於向所述反應室31內輸送稀土前驅體351、氣體分散劑352和源前驅體353，所述稀土前驅體351包括相互鍵合的親水端和親油端，所述親水端包括稀土金屬原子，所述氣體分散劑352用於對稀土前驅體351的親水端和親油端進行梳理，所述第一加熱器32用於對零部件本體33加熱使所述稀土前驅體351的親油端斷裂，在氣體分散劑352的包圍下被抽出反應室31，所述親水端與源前驅體353在所述待處理面331上沉積形成含有稀土元素的耐腐蝕塗層。

所述氣體輸送入口34可以是一個或多個，稀土前驅體351、氣體分散劑352和源前驅體353可以先混勻後，通過一個氣體輸送入口34輸入到所述反應室31中；也可以分別通過不同的氣體輸送入口34輸入到所述反應室31中；還可以將稀土前驅體351、源前驅體353分別與氣體分散劑在管道中混合，再通過不同的或同一氣體輸送入口34輸入到反應室31中。一些實施例中，所述稀土前驅體351與氣體分散劑352先混勻，再通入到所述反應室31中，所述源前驅體353通過另一氣體輸送入口34輸入。稀土前驅體351與氣體分散劑352提前混勻的好處是，氣體分散劑352不但能起到更好的梳理作用，避免親油端交聯或團聚導致的親水端吸附不充分，還可以起到載氣的作用，避免由於需要的稀土前驅體351流量過小不方便控制。可以理解，所述源前驅體353也可以提前與部分氣體分散劑352混合，避免由於源前驅體的流量過小不便於控制的問題。

一些實施例中，形成耐腐蝕塗層的裝置還包括：第二加熱器36，用於對所述零部件本體33的待處理面331進行輔助加熱，通過控制形成塗層的工藝溫度避免塗層形成過程中出現碳聚集。

一些實施例中，所述第一加熱器32設在所述反應室31的頂部，所述第二加熱器36設於所述反應室31的底部。該實施例中，所述待處理面331朝下設置，可以進一步降低有機分子碎片在襯底表面形成團聚物的機率，在重力的作用下，沒來得及抽走的親油端殘基（如，有機物分子碎片）容易向下降落，從而脫離所述待處理面331。即使還有少量親油端殘基形成了團聚物，也會被氣流擾動後在重力作用下，降落到反應室底部，遠離所述待處理面331的表面，減少對塗層品質的影響，提高形成的耐腐蝕塗層的品質。

一些實施例中，第二加熱器36設在所述反應室31的頂部，所述第一加熱器32設於所述反應室31的底部。

一些實施例中，所述反應室31還包括：氣體出口37，其與氣體輸送入口34設於所述反應室31相對的兩側，沿氣體輸送入口34至氣體出口37的方向，所述零部件本體33與第二加熱器36的表面之間的距離d逐漸減小。這樣設置的好處是增加靠近氣體出口37的所述待處理面331的分壓，並提升所述待處理面331的溫度，補償副產物帶走的熱量損失和溫度降低，避免待處理面331上沿著氣體流動方向由於溫度逐漸降低導致的耐腐蝕塗層沉積中碳聚集問題。

一些實施例中，為進一步提升待處理面331的氣體分壓與溫場的均勻性，進而提高形成的耐腐蝕塗層的品質的均勻性，所述第二加熱器36的加熱面與所述零部件本體的待處理面331相對呈0°~10°設置。

另一些實施例中，所述第一加熱器32的加熱面偏離水平面角度為0°~10°，所述第二加熱器36的加熱面與水平面平行。

一些實施例中，所述第二加熱器36的加熱面偏離水平面角度為0°~10°，所述第一加熱器32的加熱面與水平面平行。

一些實施例中，形成耐腐蝕塗層的裝置還包括：真空泵38，用於使氣流由所述氣體輸送入口34流至所述氣體出口37後被抽出所述反應室31。所述真空泵38可以是一個或多個，多個真空泵形成真空泵組。

一些實施例中，所述氣體出口37還設置有冷凝器39，其為裝有循環冷卻液的機械結構，用於降低流出反應室的真空腔體中的氣體及其副產物的溫度和化學活性，減少這些氣體及其副產物在真空泵組內的沉積，污染真空泵組。氣體（稀土前驅體351、氣體分散劑352和源前驅體353）經所述氣體輸送入口34進入所述反應室31，在所述待處理面331發生吸附、分解、沉積耐腐蝕塗層後，未反應氣體及反應副產物在所述氣體出口37經所述冷凝器39降溫後排出。

為了降低工藝溫度，一些實施例中，形成耐腐蝕塗層的裝置還包括：增強源（圖中未示），以輔助增強形成耐腐蝕塗層。

所述增強源包括：電漿源、離子束源、射頻源、微波源中的至少一種。

如圖4所示，本發明提供了一種利用上述的形成耐腐蝕塗層的裝置形成耐腐蝕塗層的方法，包括：

步驟S1，提供一零部件本體，其待處理面朝下設置在所述第一加熱器的加熱面。

所述零部件本體的待處理面還包含位於所述待處理面上的親水層和位於所述親水層上的親油層。對金屬襯底（即，零部件本體為金屬製品，至少待處理面為金屬層）而言，其表面含有nm級別厚度的自然氧化層（次外層）和親油層（最外層），其氧化層有助於對前驅體分子的親水性，而吸附層通常含有油脂、CO ₂和水等其他空氣中吸附的有機物等，一般具為親油性。所以，對金屬襯底的活化預處理過程，需要將表面親油層（親油性）去掉，並加強自然氧化層的親水性。對陶瓷襯底（即，零部件本體為陶瓷製品，至少待處理面為陶瓷層）而言，其表面含有親油層（最外層，親油性），只需要去除親油層即可。去除親油層之後，陶瓷本體具有良好的親水性，因而可以作為塗層襯底使用。

為了增加零部件本體的待處理面對前驅體氣體分子的親水性，提升前驅體分子的親水端與待處理面的吸附性，在形成耐腐蝕塗層之前，還包括：表面活化預處理，除去所述親油層，使所述待處理面的表面呈現親水層。

一些實施例中，採用化學法處理，所述活化預處理步驟包括：採用pH在7~10的弱鹼去除所述零部件本體的待處理面的親油層，以暴露出親水層。為了加快預處理進程，也可以在加熱條件下處理，如，可在120℃的弱鹼溶液中清洗或浸泡所述待處理面。

一些實施例中，採用高溫氧化法處理，所述活化預處理步驟包括：在400℃~600℃、有氧條件下對待處理面進行熱處理一段時間，如可以是10min~30min。該方法一方面可以使得所述親油層氧化分解，脫離所述待處理面的表面，以暴露出親水層；另一方面，該有氧條件可以增加天然氧化層（親水層）的厚度，提高反應活性。加熱方式可以是電阻加熱方式，也可以為快速雷射掃描加熱方式等其他加熱方式。

一些實施例中，採用電漿輔助法處理，所述活化預處理步驟包括：將所述零部件本體的待處理面暴露於電漿環境中，通過電漿的高活性自由基物理轟擊和/或化學作用，分解所述待處理面的親油層，以暴露出親水層。

步驟S2，向所述待處理面通入稀土前驅體、氣體分散劑和源前驅體，所述稀土前驅體包括相互鍵合的親水端和親油端，所述親水端包括稀土金屬，所述氣體分散劑用於對親水端和親油端進行梳理，使得所述稀土前驅物中的親水端吸附於所述待處理面上，親油端遠離所述待處理面。

所述氣體分散劑包含至少一種親油性氣體。根據相似相溶原理，氣體分散劑能在前驅體分子吸附過程中提供親油環境，使其發生定向排列（親油端遠離襯底表面，如圖2所示），並在前驅體分子分解過程中提供H原子以穩定有機分子碎片的氣體分子。具體而言，所述親油性氣體包括NH ₃、HCN、H ₂中的至少一種，用於維持前驅體分子中親油端的分散性，使其遠離襯底表面並定向排列，減少交聯。

一些實施例中，所述源前驅體包括：含氧氣體。所述含氧氣體包括H ₂O、H ₂O ₂、O ₃中的至少一種，用於提供O原子與稀土前驅體分子中的稀土金屬反應、沉積形成稀土金屬氧化物塗層。

一些實施例中，所述源前驅體包括：含氟氣體。所述含氟氣體包括CF ₄、CH ₃F、CH ₂F ₂、CHF ₃、C ₂F ₆、C ₂HF ₅、C ₃H ₂F ₆、C ₃F ₆、C ₃F ₈、C ₄F ₆、C ₄F ₈、C ₅F ₈等至少一種，用於提供F原子與稀土前驅體分子中的稀土金屬反應、沉積形成稀土金屬氟化物塗層。

一些實施例中，源前驅體包含：含氧氣體和含氟氣體的混合氣，用於提供O原子、F原子，以與稀土前驅體分子中的稀土金屬反應、沉積形成稀土金屬氟氧化物塗層。

為了有效防止有機碎片發生團聚，所述稀土前驅體、氣體分散劑和源前驅體中，所述氣體分散劑和源前驅體合計占比以體積比計為5%以下。在所述氣體分散劑和源前驅體的氣體總量中，氣體分散劑占比以體積比計為10%以下。如果氣體分散劑的量過多，會降低前驅體的濃度，反應穩定性受到干擾。

所述稀土元素的原子半徑比Y小且其相對原子量比Y大。

一些實施例中，所述的稀土元素選自Ho、Er、Tm、Yb、 Lu中的至少一種或兩種以上的組合。

一些實施例中，所述稀土元素為Ho，所述稀土前驅體包括：氟化鈥(III) HoF ₃，氯化鈥HoCl ₃，溴化鈥HoBr ₃，碘化鈥HoI ₃，醋酸鈥(CH ₃CO ₂) ₃Ho • xH ₂O，三氟甲磺酸鈥(CF ₃SO ₃) ₃Ho，氧化鈥Ho ₂O ₃，硫酸鈥(III) 八水合物Ho ₂(SO ₄) ₃•8H ₂O，乙醯丙酮鈥C ₁₅H ₂₁HoO ₆，高氯酸鈥Cl₃H₂HoO₁₃，磷酸鈥(III) HoPO ₄，一水合乙酸鈥C₆H₉HoO₆中的任意一種或任意兩種以上的混合，其中x大於0。

一些實施例中，所述稀土元素為Er，所述稀土前驅體包括：氟化鉺ErF ₃，氯化鉺(III) ErCl ₃•xH ₂O，溴化鉺Br ₃Er，碘化鉺ErI ₃，高氯酸鉺(III) Er(ClO ₄) ₃，三氟甲磺酸鉺(CF ₃SO ₃) ₃Er，異丙氧基鉺(III) C₉H₂₁ErO₃，草酸鉺水合物Er₂(C₂O₄)₃・yH₂O, 乙酸鉺（III）水合物(CH₃CO₂)₃Er・zH₂O，氧化鉺Er ₂O ₃，硝酸鉺五水合物Er(NO ₃) ₃•5H ₂O，高氯酸鉺(III) Cl₃ErO₁₂，磷酸鉺（水合物）ErPO₄・nH₂O, 硫酸鉺(III)八水化合物Er ₂(SO ₄) ₃•8H ₂O，六氟乙醯丙酮鉺C₁₅H₃ErF₁₈O₆，三（環戊二烯基）鉺（III）C₁₅H₁₅Er，三（甲基環戊二烯基）鉺（III）C₁₈H₂₁Er，三（正丁基環戊二烯基）鉺（III）C₂₇H₃₉Er，三（異丙基環戊二烯基）鉺（III）C₂₄H₃₃Er, 三（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮基）鉺（III）C₃₃H₅₇ErO₆，三[N，N-雙（三甲基甲矽烷基）醯胺] 鉺（III）[[(CH₃)₃Si]₂N]₃Er中的任意一種或任意兩種以上的混合；其中，x、y、z、n均大於0。

一些實施例中，所述稀土元素為Tm，所述稀土前驅體包括：氟化銩(III) TmF ₃，氯化銩TmCl ₃，溴化銩TmBr ₃，碘化銩TmI ₃，氧化銩Tm ₂O ₃，乙醯丙酮銩C1 ₅H ₂₁O ₆Tm，硫酸銩(III) 八水合物Tm ₂(SO ₄) ₃• 8H ₂O，氯化銩(III) 六水合物TmCl ₃• 6H ₂O，草酸銩 (III) C₆O₁₂Tm₂，水合草酸銩Tm₂(C₂O₄)₃・xH₂O，乙酸銩水合物Tm(OOCCH ₃) ₃•yH ₂O，乙酸銩(III)C₆H₉O₆Tm，碳酸銩(III)水合物Tm₂(CO₃)₃・zH₂O，硝酸銩(III) 五水合物Tm(NO ₃) ₃•5H ₂O，三氟甲烷磺酸銩C ₃F ₉O ₉S ₃Tm，三(環戊二烯)銩(III) C₁₅H₁₅Tm中的任意一種或任意兩種以上的混合；其中，x、y、z均大於0。

一些實施例中，所述稀土元素為Yb，所述稀土前驅體包括：三氟乙醯樟腦酸鐿C ₃₆H ₄₂F ₉O ₆Yb，三氟甲基磺酸鐿Yb(CF ₃SO ₃) ₃，乙酸鐿，異丙醇鐿(III)，硫酸鐿，氮化鐿，五水硝酸鐿(Ⅲ)，氟化鐿，溴化鐿，氯化鐿（III）Cl₃Yb，碘化鐿(Ⅲ)，高氯酸鐿（III）Cl₃O₁₂Yb，過氯酸鐿，三(環戊二烯基)鐿(III) C₁₅H₁₅Yb，乙醯丙酮鐿水合物C₁₅H₂₁O₆Yb，六氟戊二醯鐿（III）C₁₅H₃F₁₈O₆Yb，三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)鐿(III) C₃₃H₅₇O₆Yb，十水合草酸鐿C₆H₂₀O₂₂Yb₂，碳酸鐿（Ⅲ）水合物Yb₂(CO₃)₃•xH₂O，三[N，N-雙（三甲基甲矽烷基）醯胺] 鐿（III） [[(CH₃)₃Si]₂N]₃Yb，矽化鐿，硫化鐿中的任意一種或任意兩種以上的混合，其中x大於0。

一些實施例中，所述稀土元素為Lu，所述稀土前驅體包括：氧化鑥Lu ₂O ₃，氟化鑥(III) LuF ₃，無水氯化鑥LuCl ₃，氯化鑥(III) 六水合物LuCl ₃・6H ₂O，溴化鑥LuBr₃，碘化鑥I₃Lu，高氯酸鑥（III）Cl₃LuO₁₂，水合硝酸鑥LuN ₃O ₉•xH ₂O，乙酸鑥(III) 水合物 (CH₃CO₂)₃Lu・yH₂O，硫酸鑥(III) Lu ₂O ₁₂S ₃，硫酸鑥(III) 八水合物Lu ₂(SO ₄) ₃・8H ₂O，三氟甲磺酸鑥(CF ₃SO ₃) ₃Lu，乙醯丙酮鑥C ₁₅H ₂₁LuO ₆, 乙醯丙酮鑥水合物[CH₃COCHC(O)CH₃]₃Lu・zH₂O，三（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮基）鑥（III）C₃₃H₅₆LuO₆中的任意一種或任意兩種以上的混合；其中，x、y、z均大於0。

當塗覆材料源（稀土前驅體、源前驅體）為氣態時，直接通過管道輸送至零部件本體的待處理面；當所述塗覆材料源為固態或者液體時，將其溶解於相應的溶劑內，再通超載氣攜帶而進入反應室。載氣可以為Ar、N ₂和O ₂中的至少一種。

步驟S3，對所述零部件本體進行加熱，使所述親油端斷裂，所述親水端與源前驅體在所述待處理面上沉積形成含有稀土元素的耐腐蝕塗層。

一些實施例中，還可以根據需要的耐腐蝕塗層的厚度，對步驟S2和步驟S3進行多次循環，直到滿足厚度要求。

一些實施例中，該方法還包括：抽真空，使得所述反應室內保持在0.1Pa~10Pa。

為使得稀土前驅體分子吸附至零部件表面後，受熱分解，親水端與源前驅體發生化學反應形成耐電漿塗層，所述加熱溫度為100℃～1000℃。

為改善耐腐蝕塗層的品質，還可以在形成塗層的過程中增加輔助沉積裝置，如可以打開增強源，提供輔助電漿、離子束或射頻電場中的至少一種，以輔助增強處理。在化學氣相沉積法中，通過引入電漿、離子束等活性粒子，因為電漿等具有更高的化學活性，可以在比傳統熱力學化學反應低得多的溫度下實現反應，成膜品質和沉積速率也有所提高。本發明通過增強源的輔助作用，所述加熱溫度可降低為50℃～500℃。

所述沉積包含：連續沉積方式或間歇式沉積方式。一些實施例中，所述沉積採用單分子層沉積。當進行單分子層沉積時，前驅體（稀土前驅體、源前驅體）和氣體分散劑間歇性的通入反應室中。通入稀土前驅體過程時，稀土前驅體分子主要在待處理面的表面進行單分子層吸附，通過氣體分散劑梳理親油端定向排列後，通入源前驅體，進行化學反應過程，重複吸附-化學反應過程，直到實現指定塗層厚度。

所述耐腐蝕塗層可以是稀土金屬的氧化物、氟化物或者氟氧化物中的至少一種。一些實施例中，所述耐電漿塗層為具有立方結構的特定稀土金屬氧化物或釔基氧氟化物。

一些實施例中，所述耐電漿塗層具有結晶結構。

本發明形成耐腐蝕塗層的方法適用於電容耦合電漿反應裝置（CCP）、電感耦合電漿反應裝置（ICP）蝕刻機等電漿反應裝置中與電漿接觸的零部件。以下以靜電卡盤為例進行說明。

實施例1

利用如圖3所示的形成耐腐蝕塗層的裝置對靜電卡盤本體施加耐腐蝕塗層。

先將靜電卡盤本體置於第一加熱器32的加熱面，靜電卡盤的待處理面向下。先向所述待處理面通入稀土前驅體乙酸鐿(III) 四水合物C ₆H ₁₇O ₁₀Yb飽和水溶液氣體、氣體分散劑NH ₃的混合氣體，通入流速分別為960sccm和12sccm，再通入源前驅體O ₃，通入流速為28sccm，。對靜電卡盤本體進行加熱至400-600℃，反應室31抽真空保持1-3Pa，維持10h，使稀土前驅體的親油端斷裂，親水端與源前驅體在所述待處理面上沉積形成含有稀土元素的耐腐蝕塗層Yb ₂O ₃。該耐腐蝕塗層的XRD圖如圖5所示，可以看出，耐腐蝕塗層具有良好的結晶結構，沒有多餘的碳雜峰，因而所形成的塗層結構中沒有大量的碳聚集。

綜上所述，本發明通過在反應氣體中引入含親油性分子的氣體分散劑，對稀土前驅體進行定向梳理，避免了稀土前驅體親油端的交聯或團聚，降低了親油端殘基團聚的概率。通過對待處理面進行活化預處理，提升待處理面的吸附性能。另一方面，本發明還通過對形成耐腐蝕塗層的裝置進行改進，使得零部件本體的待處理面朝下設置，進一步降低C污染；使得零部件本體與第二加熱器的表面之間的距離沿氣體輸送入口至氣體出口的方向逐漸減小，以提高零部件本體的待處理面的溫場的均一性，進一步地提高本發明的耐腐蝕塗層的品質。

儘管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護範圍應由所附的申請專利範圍來限定。

11:襯底 12:金屬前驅體 121:親水端 122:親油端 123:團聚物 31:反應室 32:第一加熱器 33:零部件本體 331:待處理面 34:氣體輸送入口 351:稀土前驅體 352:氣體分散劑 353:源前驅體 36:第二加熱器 37:氣體出口 38:真空泵 39:冷凝器 d:距離 S1、S2、S3:步驟

圖1為一種的CVD方法中前驅體分子在吸附分解過程中發生團聚的狀態示意圖。圖2為本發明的方法中前驅體分子在吸附分解過程中定向排列的狀態示意圖。圖3為本發明的一種形成耐腐蝕塗層的裝置的結構示意圖。圖4為本發明的一種形成耐腐蝕塗層的方法的流程圖。圖5為本發明的實施例1製備的耐腐蝕塗層（Yb ₂O ₃）的 XRD圖。

31:反應室

32:第一加熱器

33:零部件本體

331:待處理面

34:氣體輸送入口

351:稀土前驅體

352:氣體分散劑

353:源前驅體

36:第二加熱器

37:氣體出口

38:真空泵

39:冷凝器

d:距離

Claims

一種形成耐腐蝕塗層的裝置，其特徵在於，包括：反應室；第一加熱器，設置在所述反應室內，零部件本體設置在所述第一加熱器的加熱面，所述零部件本體包括待處理面；氣體輸送入口，用於向所述反應室內輸送稀土前驅體、氣體分散劑和源前驅體，所述稀土前驅體包括相互鍵合的親水端和親油端，所述親水端包括稀土金屬，所述氣體分散劑用於對所述親水端和所述親油端進行梳理，所述第一加熱器用於對所述零部件本體加熱使所述親油端斷裂，所述親水端與所述源前驅體在所述待處理面上沉積形成含有稀土元素的耐腐蝕塗層；及氣體出口，其與所述氣體輸送入口設於所述反應室相對的兩側，沿所述氣體輸送入口至所述氣體出口的方向，所述零部件本體與第二加熱器的表面之間的距離逐漸減小。
如請求項1所述的形成耐腐蝕塗層的裝置，其中，所述第二加熱器用於對所述零部件本體的所述待處理面進行輔助加熱。
如請求項2所述的形成耐腐蝕塗層的裝置，其中，所述第一加熱器設在所述反應室的頂部，所述第二加熱器設於所述反應室的底部；或者，所述第二加熱器設在所述反應室的頂部，所述第一加熱器設於所述反應室的底部。
如請求項2所述的形成耐腐蝕塗層的裝置，其中，所述第二加熱器的加熱面與所述零部件本體的所述待處理面相對呈0°~10°設置。
如請求項4所述的形成耐腐蝕塗層的裝置，其中，所述第一加熱器的加熱面偏離水平面角度為0°~10°，所述第二加熱器的加熱面與水平面平行；或者，所述第二加熱器的加熱面偏離水平面角度為0°~10°，所述第一加熱器的加熱面與水平面平行。
如請求項4所述的形成耐腐蝕塗層的裝置，還包括：真空泵，用於使氣流由所述氣體輸送入口流至所述氣體出口後被抽出所述反應室；冷凝器，其設置在所述氣體出口，氣體經所述氣體輸送入口進入所述反應室，在所述氣體出口經所述冷凝器降溫後排出；及增強源，以輔助增強形成所述耐腐蝕塗層。
一種形成耐腐蝕塗層的方法，其特徵在於，包括：提供一零部件本體，其設置在所述第一加熱器的加熱面；向所述待處理面通入稀土前驅體、氣體分散劑和源前驅體，所述稀土前驅體包括相互鍵合的親水端和親油端，所述親水端包括稀土金屬，所述氣體分散劑用於對所述親水端和所述親油端進行梳理，使得所述稀土前驅物中的所述親水端吸附於所述待處理面上，所述親油端遠離所述待處理面；對所述零部件本體進行加熱，使所述親油端斷裂，所述親水端與所述源前驅體在所述待處理面上沉積形成含有稀土元素的耐腐蝕塗層。
如請求項7所述的方法，其中，所述氣體分散劑包含至少一種親油性氣體；所述親油性氣體包括NH ₃、HCN、H ₂中的至少一種；所述源前驅體包括：含氧氣體和/或含氟氣體；所述含氧氣體包括H ₂O、H ₂O ₂、O ₃中的至少一種；所述含氟氣體包括CF ₄、CH ₃F、CH ₂F ₂、CHF ₃、C ₂F ₆、C ₂HF ₅、C ₃H ₂F ₆、C ₃F ₆、C ₃F ₈、C ₄F ₆、C ₄F ₈、C ₅F ₈中的至少一種。
如請求項7所述的方法，其中，所述稀土前驅體、所述氣體分散劑和所述源前驅體中，所述氣體分散劑和所述源前驅體合計占比以體積比計為5%以下。
如請求項7所述的方法，其中，在所述氣體分散劑和所述源前驅體的氣體總量中，所述氣體分散劑占比以體積比計為10%以下。
如請求項7所述的方法，其中，所述零部件本體的所述待處理面還包含位於所述待處理面上的親水層和位於所述親水層上的親油層；形成所述耐腐蝕塗層之前，還包括：經表面活化預處理，除去所述親油層，暴露出所述親水層。
如請求項11所述的方法，其中，所述活化預處理步驟包括：採用pH在7~10的弱鹼去除所述零部件本體的所述待處理面的所述親油層，以暴露出所述親水層。
如請求項11所述的方法，其中，所述活化預處理步驟包括：在400℃~600℃、有氧條件下進行熱處理，使得所述親油層分解，脫離表面，以暴露出所述親水層。
如請求項11所述的方法，其中，所述活化預處理步驟包括：將所述零部件本體的待處理面暴露於電漿環境中，通過電漿的高活性自由基物理轟擊或化學作用，分解所述待處理面的親油層，以暴露出親水層。
如請求項7所述的方法，其中，該方法還包括：抽真空，使得所述反應室內保持在0.1Pa~10Pa；所述加熱溫度為100℃～1000℃。
如請求項7所述的方法，其中，該方法還包括：打開增強源，提供輔助電漿、離子束或射頻電場中的至少一種，以輔助增強處理；所述加熱溫度為50℃～500℃。
如請求項7所述的方法，其中，所述稀土元素的原子半徑比Y小且其相對原子量比Y大；所述的稀土元素選自Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的至少一種或兩種以上的組合。
如請求項17所述的方法，其中，所述稀土元素為Ho，所述稀土前驅體包括：氟化鈥(III) HoF ₃，氯化鈥HoCl ₃，溴化鈥HoBr ₃，碘化鈥HoI ₃，醋酸鈥(CH ₃CO ₂) ₃Ho • xH ₂O，三氟甲磺酸鈥(CF ₃SO ₃) ₃Ho，氧化鈥Ho ₂O ₃，硫酸鈥(III) 八水合物Ho ₂(SO ₄) ₃•8H ₂O，乙醯丙酮鈥C ₁₅H ₂₁HoO ₆，高氯酸鈥Cl₃H₂HoO₁₃，磷酸鈥(III) HoPO ₄，一水合乙酸鈥C₆H₉HoO₆中的任意一種或任意兩種以上的混合，其中x大於0。
如請求項17所述的方法，其中，所述稀土元素為Er，所述稀土前驅體包括：氟化鉺ErF ₃，氯化鉺(III) ErCl ₃•xH ₂O，溴化鉺Br ₃Er，碘化鉺ErI ₃，高氯酸鉺(III) Er(ClO ₄) ₃，三氟甲磺酸鉺(CF ₃SO ₃) ₃Er，異丙氧基鉺(III) C₉H₂₁ErO₃，草酸鉺水合物Er₂(C₂O₄)₃・yH₂O, 乙酸鉺（III）水合物(CH₃CO₂)₃Er・zH₂O，氧化鉺Er ₂O ₃，硝酸鉺五水合物Er(NO ₃) ₃•5H ₂O，高氯酸鉺(III) Cl₃ErO₁₂，磷酸鉺（水合物）ErPO₄・nH₂O, 硫酸鉺(III)八水化合物Er ₂(SO ₄) ₃•8H ₂O，六氟乙醯丙酮鉺C₁₅H₃ErF₁₈O₆，三（環戊二烯基）鉺（III）C₁₅H₁₅Er，三（甲基環戊二烯基）鉺（III）C₁₈H₂₁Er，三（正丁基環戊二烯基）鉺（III）C₂₇H₃₉Er，三（異丙基環戊二烯基）鉺（III）C₂₄H₃₃Er, 三（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮基）鉺（III）C₃₃H₅₇ErO₆，三[N，N-雙（三甲基甲矽烷基）醯胺] 鉺（III）[[(CH₃)₃Si]₂N]₃Er中的任意一種或任意兩種以上的混合；其中，x、y、z、n均大於0。
如請求項17所述的方法，其中，所述稀土元素為Tm，所述稀土前驅體包括：氟化銩(III) TmF ₃，氯化銩TmCl ₃，溴化銩TmBr ₃，碘化銩TmI ₃，氧化銩Tm ₂O ₃，乙醯丙酮銩C1 ₅H ₂₁O ₆Tm，硫酸銩(III) 八水合物Tm ₂(SO ₄) ₃• 8H ₂O，氯化銩(III) 六水合物TmCl ₃• 6H ₂O，草酸銩 (III) C₆O₁₂Tm₂，水合草酸銩Tm₂(C₂O₄)₃・xH₂O，乙酸銩水合物Tm(OOCCH ₃) ₃•yH ₂O，乙酸銩(III)C₆H₉O₆Tm，碳酸銩(III)水合物Tm₂(CO₃)₃・zH₂O，硝酸銩(III) 五水合物Tm(NO ₃) ₃•5H ₂O，三氟甲烷磺酸銩C ₃F ₉O ₉S ₃Tm，三(環戊二烯)銩(III) C₁₅H₁₅Tm中的任意一種或任意兩種以上的混合；其中，x、y、z均大於0。
如請求項17所述的方法，其中，所述稀土元素為Yb，所述稀土前驅體包括：三氟乙醯樟腦酸鐿C ₃₆H ₄₂F ₉O ₆Yb，三氟甲基磺酸鐿Yb(CF ₃SO ₃) ₃，乙酸鐿，異丙醇鐿(III)，硫酸鐿，氮化鐿，五水硝酸鐿(Ⅲ)，氟化鐿，溴化鐿，氯化鐿（III）Cl₃Yb，碘化鐿(Ⅲ)，高氯酸鐿（III）Cl₃O₁₂Yb，過氯酸鐿，三(環戊二烯基)鐿(III) C₁₅H₁₅Yb，乙醯丙酮鐿水合物C₁₅H₂₁O₆Yb，六氟戊二醯鐿（III）二水合物C₁₅H₃F₁₈O₆Yb，三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)鐿(III) C₃₃H₅₇O₆Yb，十水合草酸鐿C₆H₂₀O₂₂Yb₂，碳酸鐿（Ⅲ）水合物Yb₂(CO₃)₃•xH₂O，三[N，N-雙（三甲基甲矽烷基）醯胺] 鐿（III） [[(CH₃)₃Si]₂N]₃Yb，矽化鐿，硫化鐿中的任意一種或任意兩種以上的混合，其中x大於0。
如請求項17所述的方法，其中，所述稀土元素為Lu，所述稀土前驅體包括：氧化鑥Lu ₂O ₃，氟化鑥(III) LuF ₃，無水氯化鑥LuCl ₃，氯化鑥(III) 六水合物LuCl ₃・6H ₂O，溴化鑥LuBr₃，碘化鑥I₃Lu，高氯酸鑥（III）Cl₃LuO₁₂，水合硝酸鑥LuN ₃O ₉•xH ₂O，乙酸鑥(III) 水合物 (CH₃CO₂)₃Lu・yH₂O，硫酸鑥(III) Lu ₂O ₁₂S ₃，硫酸鑥(III) 八水合物Lu ₂(SO ₄) ₃・8H ₂O，三氟甲磺酸鑥(CF ₃SO ₃) ₃Lu，乙醯丙酮鑥C ₁₅H ₂₁LuO ₆, 乙醯丙酮鑥水合物[CH₃COCHC(O)CH₃]₃Lu・zH₂O，三（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮基）鑥（III）C₃₃H₅₆LuO₆中的任意一種或任意兩種以上的混合；其中，x、y、z均大於0。
如請求項7所述的方法，其中，所述耐腐蝕塗層具有立方結構；所述耐腐蝕塗層具有結晶結構。