【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般性涉及用于在等离子体加工方法中保护表面的方法。特别地，本专利技术涉及通过例如气相的化学沉积的方法在基板(如安装在等离子体辅助处理设备的加工室中的硬件组件)的通常暴露于等离子体的表面上产生耐等离子体涂层。
技术介绍
1、在本领域中广泛描述了气相的化学沉积法，如化学气相沉积(cvd)和原子层沉积(ald)。通常视为cvd工艺的子类的ald技术已经被证实为用于在各种三维基板结构上制造高质量共形涂层的有效工具。
2、ald基于交替自饱和表面反应，其中将在非反应性(惰性)气态载体中作为分子化合物或单质提供的不同的反应物(前体)依次脉冲至容纳基板的反应空间中。反应物的沉积之后是通过惰性气体吹扫基板。常规的ald循环(沉积循环)行进两个半反应(脉冲第一前体-吹扫；脉冲第二前体-吹扫)，由此以自限性(自饱和)方式形成材料的层(沉积层)，通常为0.05nm至0.2nm厚。根据获得具有预定厚度的膜的要求，循环重复许多次。用于每个前体的典型的基板暴露时间在0.1秒至10秒的范围内。常见的前体包括金属氧化物、单质金属、金属氮化物和金属硫化物。
3、真空等离子体加工室用于在装置(如光伏装置和集成电路)的制造期间进行等离子体加工。工艺气体流入加工室中，同时向工艺气体施加场以生成工艺气体的等离子体。
4、等离子体为离子化的气体，其本质上意指在等离子体加工方法中使用的装置受到与表面的材料蒸发相关的侵蚀、化学腐蚀、表面结构和形态的改变等的影响。等离子体侵蚀和腐蚀可明显减少在等离子体加工装置中使用的组件的使用寿命。
5、已知针对氧等离子体和卤素等离子体，如氟和氯等离子体(例如，在等离子体辅助处理，如在集成电路(ic)工业中广泛地利用的等离子体蚀刻或等离子体增强化学气相沉积(pecvd)期间生成的)，氧化钇(氧化钇，y2o3)提供有效的保护。
6、典型地，用物理气相沉积(pvd)或cvd方法沉积氧化钇。与这些技术相比，ald方法在各种三维物品上提供完全共形和具有更少的固有缺陷的涂层。通过在这种复杂的部件，如在用于等离子体辅助处理的装置中最容易受等离子体腐蚀影响的淋喷头、气体分布板、阀门等上沉积氧化钇，所提到的装置和其部件可被赋予对于腐蚀(尤其是等离子体腐蚀)另外的耐性，因此延长装置的寿命并且显著降低与腐蚀诱发的修复和维护相关的成本。
7、通过ald沉积氧化钇膜出现的主要复杂性之一与在大规模反应/沉积室中使用钇前体与水一起实现均匀的涂层的困难相关。纯氧化钇膜具有吸湿性质并且其倾向于吸收水分子，这不可避免地导致下述问题：使gpc(每个循环的生长)速率漂移(工艺变得难以控制，这尤其在需要厚膜的应用中造成问题)，和h2o中高的局部变化，因为作为前体的水在上游被更多地吸收(所以将工艺扩展至大的室变得麻烦)。而且，水吸收和解吸速率取决于基板几何形状，这对于复杂的3d部件的涂层不方便。随着膜体积增加，该问题变得更加突出，当需要本应用优选的厚膜时，这尤其存在问题。
8、另一方面，使用臭氧(o3)作为氧化剂的工艺产生了稳定的碳酸酯中间体，其需要高温(t>325℃)才能分解，这对于大部分商业实现是非常高的温度。
9、若干支持ald的材料，如氧化铝(矾土，al2o3)，例如，已知也在高速沉积的条件下产生完全共形的涂层。然而，多次尝试使用纯氧化铝涂层抵抗等离子体腐蚀已经揭示其(等离子体)蚀刻耐性差(比纯y2o3差约10倍)。
10、而且，通过ald沉积纯氧化钇与均匀性的缺失和副产物的形成相关。另一遇到的问题是钇前体倾向于具有非常低的蒸汽压并且容易受到再冷凝的影响。这些前体即使在低浓度下也具有非常恶臭的气味。
11、缓解所有这些问题延长了沉积循环，并且因此显著降低了整个工艺的时间效益和成本效益。此外，如果化学沉积装置构造为没有加热泵管道，则反应副产物倾向于在排气管中冷凝并且当打开反应室时，所述副产物释放至环境中，造成对装置操作人员的健康危害。
12、就此而言，仍期望在通过气相的化学沉积，如ald的方法产生耐等离子体涂层的领域中进行升级，以便解决与选择反应性化合物相关的挑战，该反应性化合物适合以稳健和成本有效的方式生成针对不同类型的等离子体的持久保护涂层。
技术实现思路
1、本专利技术的目标是解决或至少缓解由相关领域的局限性和缺点引起的每一个问题。通过各种实施方案的用于产生耐等离子体涂布基板的方法、相关的耐等离子体涂层和用途实现了该目标。
2、在一个方面中，根据独立权利要求1中的限定，提供了用于产生耐等离子体涂布基板的方法。
3、在一个实施方案中，用于产生耐等离子体涂布基板的方法包括：获得基板，和通过气相的化学沉积的工艺，优选地，通过原子层沉积(ald)，在基板的至少一部分之上沉积含钇的耐等离子体涂层，其中所述耐等离子体涂层包括由至少两种化合物的混合物构成的混合物膜，所述化合物中的一种为钇化合物，尤其是氧化钇。
4、在一个实施方案中，按照多个沉积序列沉积混合物膜，每个所述沉积序列包括在至少两个沉积循环中沉积第一化合物随后在单个沉积循环中沉积第二化合物，第二化合物为钇化合物。
5、在一个实施方案中，沉积序列中分别沉积第一化合物的沉积循环的数量和沉积第二化合物的沉积循环的数量之间的关系为2-10比1。
6、在一个实施方案中，混合物膜由所述第一化合物和所述第二化合物的混合物构成，在混合物中第二化合物为氧化钇(iii)(y2o3)并且第一化合物为不同于氧化钇的金属氧化物，如氧化铝(iii)(al2o3)和氧化锆(iv)(zro2)中的任意一种，或任意非镧系元素氧化物。
7、在一个实施方案中，混合物膜由氧化铝(iii)(al2o3)和氧化钇(iii)(y2o3)的混合物构成，以产生氧化钇铝(alxy2-xo3，其中x>1)的固溶体。
8、在另一实施方案中，方法还包括：在由混合物膜组成的沉积层之上沉积由金属氟化物构成的另外的沉积层。
9、在一个实施方案中，在所述方法中沉积混合物膜的步骤和金属氟化物的另外的沉积层化合物的步骤重复若干(n)次，以产生具有期望厚度的层压涂层。
10、在一个实施方案中，金属氟化物、所述另外的沉积层的金属组分由下述构成、选自由下述组成的组：钇(y)、镧(la)、锶(sr)、锆(zr)、镁(mg)、铪(hf)、铽(tb)和钙(ca)。优选的金属元素包括镧和钇，钇为最优选的。
11、在一个方面中，根据独立权利要求9中的限定，提供了耐等离子体涂层。
12、在一个实施方案中，涂层包括由至少两种化合物的混合物构成的混合物膜，所述化合物中的一种为钇化合物，优选为氧化钇。
13、在一个实施方案中，涂层包括按照多个沉积序列沉积的混合物膜，每个所述沉积序列包括在至少两个沉积循环，特别是在2个至10个本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于产生耐等离子体涂布基板的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述混合物膜以多个沉积序列沉积，每个所述沉积序列包括在至少两个沉积循环中沉积第一化合物随后在单个沉积循环中沉积第二化合物，所述第二化合物为所述钇化合物。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中在所述沉积序列中分别沉积所述第一化合物的沉积循环的数量和沉积所述第二化合物的沉积循环的数量之间的关系为2-10比1。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述混合物膜由所述第一化合物和所述第二化合物的混合物构成，在所述混合物中所述第二化合物为氧化钇(III)(Y2O3)，以及所述第一化合物为不同于氧化钇的金属氧化物，如氧化铝(III)(Al2O3)和氧化锆(IV)(ZrO2)中的任意一种。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述混合物膜由氧化铝(III)(Al2O3)和氧化钇(III)(Y2O3)的混合物构成，以产生氧化钇铝(AlxY2-xO3)的固溶体。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
<...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于产生耐等离子体涂布基板的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述混合物膜以多个沉积序列沉积，每个所述沉积序列包括在至少两个沉积循环中沉积第一化合物随后在单个沉积循环中沉积第二化合物，所述第二化合物为所述钇化合物。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中在所述沉积序列中分别沉积所述第一化合物的沉积循环的数量和沉积所述第二化合物的沉积循环的数量之间的关系为2-10比1。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述混合物膜由所述第一化合物和所述第二化合物的混合物构成，在所述混合物中所述第二化合物为氧化钇(iii)(y2o3)，以及所述第一化合物为不同于氧化钇的金属氧化物，如氧化铝(iii)(al2o3)和氧化锆(iv)(zro2)中的任意一种。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述混合物膜由氧化铝(iii)(al2o3)和氧化钇(iii)(y2o3)的混合物构成，以产生氧化钇铝(alxy2-xo3)的固溶体。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其中沉积所述混合物膜和由所述金属氟化物构成的所述另外的沉积层的步骤重复若干(n)次，以产生具有期望厚度的层压涂层。
8.根据权利要求6或7中任一项所述的方法，其中所述金属氟化物、所述另外的沉积层中的金属组分由下述构成、选自由下述组成的组：钇(y)、镧(la)、锶(sr)、锆(zr)、镁(mg)、铪(hf)、铽(tb)和钙(ca)。
9.一种耐等离子体涂层，所述涂层包括由至少两种化合物的混合物构成的混合物膜，所述化合物中的一种为钇化合物，优选为氧化钇。
10.根据权利要求9所述的涂层，其中以多个沉积序列沉积所述混合物膜，每个所述沉积序列包括在至少两个沉积循环中，特别是在2个至10个沉积循环中沉积第一化合物，随后在单个沉积循环中沉积第二化合物，所述第二化合物为所述钇化合物。
11.根据权利要求9或10中任一项所述的涂层，其中所述混合物膜由所述第一化合物和所述第二化合物的混合物构成，在所述混合物中所述第二化合物为氧化钇(iii)(y2o3)，以及所述第一化合物为不同于氧化钇的金属氧化物，如氧化铝(iii)(al2o3)和氧化锆(iv)(zro2)中的任意一种。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的涂层，其中所述混合物膜由氧化铝(iii)(al2o3)和氧化钇(iii)(y2o3)的混合物构成，以产生氧化钇铝(alxy2-xo3)的固溶体。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的涂层，...
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