[发明专利]通过HVOF的高密度YF3

说明书

本发明涉及通过HVOF的高密度YFsubgt;3/subgt;涂层的制造方法和高密度YFsubgt;3/subgt;涂层，涉及一种通过对YFsubgt;3/subgt;粉末进行熔融后快速冷却来以致密化的球状形式形成所述YFsubgt;3/subgt;粒子，然后利用HVOF方法涂覆所述YFsubgt;3/subgt;粒子，从而使YFsubgt;3/subgt;涂层具有高密度的机械物性和抗等离子体性的通过HVOF的高密度YFsubgt;3/subgt;涂层的制造方法。

技术领域

本发明涉及通过HVOF的高密度YF₃涂层的制造方法，涉及一种通过HVOF来涂覆YF₃粉末，从而形成具有高密度的机械物性且抗等离子体性提高的YF₃涂层的通过HVOF的高密度YF₃涂层的制造方法。

背景技术

近来半导体工艺的高集成化和线宽超微细化技术要求一种在高密度等离子体、高清洁度、过度电冲击等超极限环境下的等离子体蚀刻工序。尤其在利用包含化学反应性较强的F、Cl或Br等卤族元素的反应气体的等离子体蚀刻工序中，蚀刻晶片表面的各种沉积材料，并且通过与腔室内部的金属或陶瓷部件发生化学反应或物理反应，导致部件表面受损，同时导致非挥发性污染粒子的产生。

因此，近来对在金属或陶瓷部件的表面呈现优异的抗等离子体性的陶瓷材料的涂覆的兴趣大大增加，并且广泛应用具有代表性的三氧化二钇(Y₂O₃)涂覆。

三氧化二钇(Y₂O₃)作为呈现高的熔点(2,450℃)、化学稳定性以及到2300℃为止的晶体稳定性的物质，尤其Y₂O₃因针对F自由基的优异的化学稳定性，钇的高原子质量所带来的较高耐离子轰击性能以及优异的机械性能等而呈现出优异的抗等离子体性。但是，在蚀刻工序过程初期，在所述Y₂O₃涂层的表面与SF₆、CF₄、CHF₃、HF等等离子化的蚀刻气体发生反应，从而导致腔室内的蚀刻气体的浓度发生变化(氟系气体浓度的变化)，因此存在蚀刻工序的干燥时间(Seasoning Time)增加，在Y₂O₃的表面上形成含有氟的污染粒子的问题。

为解决上述问题，导入了耐腐蚀性突出的YF₃。但是，当利用大气等离子喷涂法(Atmospheric Plasma Spraying，APS)来涂覆所述YF₃时，在涂覆过程中，YF₃因超高温等离子体而熔融，并且氟化物的一部分氧化从而部分地形成氟化物与氧化物混合的涂层，由此导致耐腐蚀性减少，并且形成与Y₂O₃喷涂层相比机械强度较低的涂层，从而导致涂层内部的龟裂与蚀刻腔室中颗粒的产生增加。

如上所述，YF₃的机械物性和抗等离子体性较大取决于喷涂法。因此，需要一种用于通过改善所述YF₃的问题来形成物性和抗等离子体性提高的涂层的最佳喷涂法。

通常用于涂覆钇化合物的喷涂法有火焰喷涂(Flame Sprayng，FS)、超音速火焰喷涂法(High-Velocity Oxygen Fuel Spraying，HVOF)、悬浮液等离子喷涂法(SuspensionPlasma Spray，SPS)、大气等离子喷涂法(Atmospheric Plasma Spraying，APS)等，代表性地使用APS方法。