[發明專利]一種IC裝備等離子體刻蝕腔防護涂層的制備方法

在審

• 申請號: 201910130903.4
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109825827A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 熊天英;崔新宇;沈艷芳;王吉強;杜昊;祁建忠;楊穎
• 申請（專利權）人: 沈陽富創精密設備有限公司
• 主分類號: C23C24/04
• 分類號: C23C24/04;C22C29/12
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 俞魯江

本發明公開了一種IC裝備等離子體刻蝕腔防護涂層的制備方法，采用冷噴涂沉積技術，將Al和Y₂O₃?ZrO₂的混合粉末高速沉積，冷噴涂使用壓縮空氣為工作氣體，噴涂距離10～60mm，噴涂溫度200～600℃，氣體壓力1.5～3MPa，粉末粒度1～50μm，在等離子體刻蝕腔表面形成均勻分布的金屬陶瓷防護涂層。該涂層能減少或阻止腐蝕性氣體對刻蝕腔體的腐蝕和等離子體對芯片的污染，提高等離子體刻蝕腔在生產芯片過程中的使用壽命。首先，將Al和Y₂O₃?ZrO₂粉末按比例混和均勻后進行干燥；其次，使用冷噴涂沉積技術將該粉末噴涂到基體表面，通過控制工藝過程參數得到金屬陶瓷復合涂層；該方法沉積效率高，可根據實際使用情況隨意調節涂層的厚度，可以用來制備厚的IC裝備等離子體刻蝕腔防護涂層。

技術領域

本發明涉及金屬陶瓷涂層的制備技術領域，具體為一種IC裝備等離子體刻蝕腔防護涂層的制備方法。

背景技術

以往研究中，多采用熱噴涂設備制備YSZ涂層，需要加熱到2000℃以上，條件苛刻，而且費用昂貴。涂層最外層有橫向裂紋，致密性差，質量有待提高。

使用冷噴涂技術制備陶瓷涂層時，使用的陶瓷粉末的性質是至關重要的。普通的納米粉末不適合用于冷噴涂制備涂層，這是由于冷噴涂的高壓高速氣流會在基體表面形成弓激波阻礙納米粉體的沉積。而噴涂顆粒度偏大時，會對基體形成沖蝕，很難形成涂層。因此，欲使用冷噴涂制備YSZ陶瓷涂層，制備適宜冷噴涂的YSZ粉末至關重要。

目前的國際趨勢是研究氧化釔穩定氧化鋯陶瓷涂層以提高涂層的綜合性能。Seok等(Seok H W，Kim Y C，Chol E Y，et a1.Multi-component thermal spray coatingmaterial and production method and coating method thereof：US， 13/915976[P].2013-06-12.)采用大氣等離子噴涂的方法制備了幾種耐刻蝕涂層，例如Al₂O₃涂層、Y₂O₃涂層、不同氧化釔含量的Y₂O₃-ZrO₂涂層、Y₂O₃-ZrO₂-A1₂O₃涂層等，并測試了它們的刻蝕速率，得出結論：Y₂O₃-ZrO：涂層的刻蝕速率基本小于氧化釔涂層，且當Y₂O₃：ZrO₂為70：30時，涂層的刻蝕速率最小，約為5nm/min，即耐等離子刻蝕性能最好。

發明內容

針對現有技術中存在的上述不足之處，本發明的目的是提供一種IC裝備等離子體刻蝕腔防護涂層的制備方法，解決當前IC裝備等離子體刻蝕腔防護涂層在高功率刻蝕過程中容易失效的問題，開辟一種新的制備IC裝備等離子體刻蝕腔防護涂層的有效途徑，以期早日獲得實際應用。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：