[发明专利]一种含氟耐腐蚀涂层的制备工艺

说明书

本发明公开了一种含氟耐腐蚀涂层的制备工艺，步骤包括受入、遮蔽、喷砂、熔射、去遮蔽和清洗包装。通过开发大气等离子喷涂的工艺参数，制备的含氟耐腐蚀涂层具有涂层孔隙低（2%）、结合力高（12Mpa）、硬度大（480HV）、含氧量低等优势，在刻蚀腔体核心设备表面（主要是铝制品）与卤素特别是含有氟基的等离子体反应，表面生成AlFsupgt;‑/supgt;、AlFsubgt;2/subgt;supgt;‑/supgt;、AlFsubgt;3/subgt;等副产物，复合涂层表面的氟化铝可以更好的起到反应阻挡，因此具有更好的耐等离子性，本次使用氟化铝粉末，氟化铝难溶于水、酸及碱溶液，不溶于大部分有机溶剂，也不溶于氢氟酸及液体氟化氢，性质非常稳定，与液氨、甚至浓硫酸加热至发烟仍不起反应，与氢氧化钾共熔无变化，也不被氢气还原，加热不分解，但升华。

技术领域

本发明涉及一种含氟耐腐蚀涂层的制备工艺。

背景技术

等离子体刻蚀是实现超大规模集成电路生产中的微细图形高保真地从光刻模板转移到硅片上的不可替代的工艺。等离子刻蚀气体在进行晶圆刻蚀时，也会腐蚀到刻蚀腔内的其他零部件，这就要求刻蚀腔内的零件具有一定的耐腐蚀性，这些零件大多是铝制品，传统的办法是对铝制零件进行阳极氧化，但阳极氧化的耐等离子性已经不能满足芯片制程对刻蚀腔体核心设备的要求，导致零件的更换频率过高。于是人们在铝制零件表面喷涂氧化铝涂层，虽然提高铝制零部件的耐腐蚀性，但零件的更换频率依然很高。芯片制造商也因此需要支付高额的设备维护费用。根据国内芯片的持续高速发展，设备国产化的崛起，设备表面的涂层技术也会迎合芯片制程的优化快速发展起来。因此，为了提高铝制零部件的使用寿命，降低零件的更换频率，提升因颗粒污染下降的良率，需要耐等离子性更强的涂层沉积在零件表面。

刻蚀材料的等离子和离子体同样具备破坏工作间其他表面的能力，也就是说破坏了了我们不需要破坏的表面。会造成污染问题，锐减生产力。所以说控制刻蚀过程中产生的污染颗粒（particle）是一个主要的行业问题。另外，即使对于具有相同蚀刻速率的材料，污染物的产生程度也可能因表面的微观结构而产生差距。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含氟耐腐蚀涂层的制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含氟耐腐蚀涂层的制备工艺，步骤如下，

S1，对部件外观进行确认并且拍照片记录，重点包括但不局限于凹坑、腐蚀、印记、裂纹、缺角；

S2，对部件的非喷砂区域使用指定的耐高温/耐打磨胶带进行遮蔽处理，对于喷砂和非喷砂区域交接处确保胶带压实，无气泡；

S3，使用喷砂机，砂材材质为氧化铝，喷砂压力在3-5Kg/cm2，喷砂距离150-200mm，枪头移动速度500-700mm/s。喷砂粗糙度Ra要求在2-4μm；

S4，喷砂完成后，对遮蔽和非遮蔽区域交接处需要重新遮蔽，更换遮蔽使用的胶带，全部使用耐高温胶带遮蔽；

S5, 熔射，使用美科的F4熔射枪进行熔射。底层使用氧化钇熔射，熔射厚度在120±50μm，粗糙度Ra3-7μm，上层使用氟化铝熔射，熔射厚度80±50μm，粗糙度Ra2-6μm;

S6，使用指定的氧化铝基材磨石对于熔射面和非熔射面进行打磨处理。处理完成后，使用汽水枪和超音波进行清洗作业。

优选的，所述S5中，采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源，喷枪的喷嘴(阳极)和电极(阴极)分别连接到电源的正负极，在喷嘴和电极之间引入工作气体，借助高频火花点燃电弧。

优选的，S5等离子喷涂气体包括氩、氢、氦、氮或其混合物，使用的工艺气体和施加在电极上的电流共同控制工艺产生的能量，由于每种气体和电流都可以精确调整，因此可以重复和预测涂层结果，还可以控制材料注入羽流的位置和角度以及喷枪到目标的距离。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：