一种稀土氟氧化物薄膜的形成方法技术

本发明专利技术公开了一种稀土氟氧化物薄膜的形成方法，属于半导体涂层制备技术领域，包括以下步骤：提供包含F离子或C离子或S离子的气体；将上述气体进行加热预处理，使其产生游离的F离子，在低压反应腔内与Y2O3涂层反应，所述低压反应腔的压力小于等于101kPa，所述加热预处理后的气体温度为200～1000℃。将预处理后的气体与Y2O3涂层反应生成氟氧化钇薄膜。采用本发明专利技术方法制备氧氟化钇薄膜，反应更为充分，得到的氧氟化钇薄膜的纯度较高，异相氟化钇等杂质的含量较少，可以加强耐等离子体的防腐能力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土氟氧化物薄膜的形成方法


[0001]本专利技术属于半导体涂层制备
，具体涉及一种稀土氟氧化物薄膜的形成方法。

技术介绍

[0002]目前为加强半导体芯片制造设备吸附膜质的能力及其抗等离子体腐蚀的能力，设备厂商均采用在设备金属母材或母材阳极氧化层之上进行等离子熔射制作稀土氧化物涂层的方式进行。常见的涂层种类有Y2O3、Al2O3等。而氟氧化钇作为一种优于常见稀土氧化物的材料亦被多个专利提出。但目前的专利均使用YF3和Y2O3混合的粉末进行等离子熔射做出氟氧化钇涂层。这种方法会受到粉末比例、喷涂条件等多方面因素影响，由于熔射过程温度较高，内部容易发生反应，造成其涂层纯度维持较低，会含有异相氟化钇等杂质，异相氟化钇的在等离子体刻蚀使用环境中会因受热转变为斜方晶的氟化钇，这种转变过程中伴随着内应力的产生，会导致涂层上的微裂纹增多，使涂层保护性能下降。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种稀土氟氧化物薄膜的形成方法，可以提升氟氧化钇涂层的纯度，使得高纯度的氟氧化钇涂层在抗等离子体腐蚀的能力表现上更加的优秀。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]本专利技术一种稀土氟氧化物薄膜的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006]提供包含F离子或C离子或S离子的气体；
[0007]将上述气体进行加热预处理，使其产生游离的F离子，在低压反应腔内与Y2O3涂层反应，所述低压反应腔的压力小于等于101kPa，所述加热预处理后的气体温度为200～1000℃；
[0008]将预处理后的气体与Y2O3涂层反应生成氟氧化钇薄膜。
[0009]进一步，所述气体包括F2、CF4以及SF6的一种或者由多种组成的混合气体。
[0010]进一步，所述气体包括SF6，所述低压反应腔的压力为101kPa，所述加热预处理后的气体温度为400℃。
[0011]进一步，所述气体包括SF6，所述低压反应腔的压力为0.001～0.1kPa，所述加热预处理后的气体温度为200℃。
[0012]进一步，所述气体包括SF6，所述低压反应腔的压力为0.001～0.1kPa，所述加热预处理后的气体温度为400℃。
[0013]进一步，所述混合气体包括CF4和SF6，混合气体的组成配比为CF4：SF6＝3:7。
[0014]进一步，所述加热预处理在以加热腔内进行，通过在加热腔后端设置惰性气体推送装置，所述惰性气体推送装置通过惰性气体将混合气体推送至所述低压反应腔。
[0015]进一步，推送时的混合气体流量为50sccm。
[0016]进一步，所述氟氧化钇薄膜的硬度为710～730HV，孔隙率为3.0％～3.2％。
[0017]本专利技术的有益效果在于：
[0018]本专利技术一种稀土氟氧化物薄膜的形成方法，提供包含F离子、C离子或S离子的气体，在通过高温加热后，游离的F离子能够与Y2O3涂层反应生成高纯度的氧氟化钇薄膜，游离的C离子或S离子能够与O离子结合，使得反应更为充分，这样得到的氧氟化钇薄膜的纯度较高，异相氟化钇等杂质的含量较少，可以加强耐等离子体的防腐能力。
[0019]本专利技术的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0020]为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：
[0021]图1为本专利技术方法使用的装置图；
[0022]图2为本专利技术各实施例条件下氟氧化物薄膜的纯度相关物性数据对比图；
[0023]图3为本专利技术各实施例条件下氟氧化物薄膜的晶体结构一致性对比图。
[0024]附图中标记如下：氮气发生装置1、气体装载装置2、气体加热装置3、试片载台4、反应腔室5、真空泵6。
具体实施方式
[0025]对比例，直接使用YF3和Y2O3混合的粉末进行等离子熔射做出氟氧化钇涂层，得到此时涂层的硬度为550HV，孔隙率为6.0％，YOF的纯度为51％。
[0026]实施例1，提供SF6气体；将上述气体进行加热预处理，使其产生游离的F离子，在低压反应腔内与Y2O3涂层反应，所述低压反应腔的压力为101kPa，所述加热预处理后的气体温度为400℃；将预处理后的气体与Y2O3涂层反应生成氟氧化钇薄膜。所述加热预处理在以加热腔内进行，通过在加热腔后端设置惰性气体推送装置，所述惰性气体推送装置通过惰性气体将混合气体推送至所述低压反应腔，推送时的混合气体流量为50sccm。
[0027]实施例2，提供SF6气体；将上述气体进行加热预处理，使其产生游离的F离子，在低压反应腔内与Y2O3涂层反应，所所述低压反应腔的压力为0.001～0.1kPa，所述加热预处理后的气体温度为200℃；将预处理后的气体与Y2O3涂层反应生成氟氧化钇薄膜。所述加热预处理在以加热腔内进行，通过在加热腔后端设置惰性气体推送装置，所述惰性气体推送装置通过惰性气体将混合气体推送至所述低压反应腔，推送时的混合气体流量为50sccm。
[0028]实施例3，提供SF6气体；将上述气体进行加热预处理，使其产生游离的F离子，在低压反应腔内与Y2O3涂层反应，所述低压反应腔的压力为0.001～0.1kPa，所述加热预处理后的气体温度为400℃；将预处理后的气体与Y2O3涂层反应生成氟氧化钇薄膜。所述加热预处理在以加热腔内进行，通过在加热腔后端设置惰性气体推送装置，所述惰性气体推送装置通过惰性气体将混合气体推送至所述低压反应腔，推送时的混合气体流量为50sccm。
[0029]实施例4，提供CF4和SF6的混合气体，混合气体的组成配比为CF4：SF6＝3:7；将上述气体进行加热预处理，使其产生游离的F离子，在低压反应腔内与Y2O3涂层反应，所述低压反
应腔的压力为0.001～0.1kPa，所述加热预处理后的气体温度为1000℃；将预处理后的气体与Y2O3涂层反应生成氟氧化钇薄膜。所述加热预处理在以加热腔内进行，通过在加热腔后端设置惰性气体推送装置，所述惰性气体推送装置通过惰性气体将混合气体推送至所述低压反应腔，推送时的混合气体流量为50sccm。
[0030]表1
[0031][0032]以上为上述各实施例条件下的YOF纯度对比图，XRD全称X射线衍射,利用X射线在晶体中的衍射现象来获得衍射后X射线信号特征，经过处理得到衍射图谱。利用谱图信息不仅可以实现常规显微镜的确定物相，并可以得出晶体内部是否存在缺陷(位错)和晶格缺陷等。以XRD峰值强度进行评价，将各成分的主峰值强度合计设为100％，其中属于YOF的峰值的占比。
[0033]从表1可以看出，对氟氧化钇涂层的纯度影响最大的是气体的使用气体的成分，采用SF6气体进行离子反应处理能够极大提高氟氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀土氟氧化物薄膜的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：提供包含F离子或C离子或S离子的气体；将上述气体进行加热预处理，使其产生游离的F离子，在低压反应腔内与Y2O3涂层反应，所述低压反应腔的压力小于等于101kPa，所述加热预处理后的气体温度为200～1000℃；将预处理后的气体与Y2O3涂层反应生成氟氧化钇薄膜。2.根据权利要求1所述的稀土氟氧化物薄膜的形成方法，其特征在于：所述气体包括F2、CF4以及SF6的一种或者由多种组成的混合气体。3.根据权利要求2所述的稀土氟氧化物薄膜的形成方法，其特征在于：所述气体包括SF6，所述低压反应腔的压力为101kPa，所述加热预处理后的气体温度为400℃。4.根据权利要求2所述的稀土氟氧化物薄膜的形成方法，其特征在于：所述气体包括SF6，所述低压反应腔的压力为0.001～0.1kPa，所述加热预处理后的气体温度为200℃。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺邦杰，余宜璠，陈立航，郑宣，
申请(专利权)人：重庆臻宝实业有限公司，
类型：发明
国别省市：