一种纳米结构的等离子防护复合涂层及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米结构的等离子防护复合涂层，所述复合涂层为采用真空冷喷涂方法在基底上制备的复合陶瓷涂层，所述复合陶瓷涂层的厚度为1~50μm，粒径为10~200nm，孔隙率<1%，所述复合陶瓷涂层材料由氧化钇和第二陶瓷组分共同组成。本发明专利技术通过选用氧化钇和第二陶瓷组分进行复合，在氧化钇中引入占粉末总质量5~50%的第二陶瓷粉末，并采用真空冷喷涂的方法制备涂层后进行热处理，这种方法制备的复合涂层具有优异的氟/氯等离子抗蚀性；纳米晶粒细化显著提升了涂层的致密度、抗热震性、微观稳定性，有效减少颗粒污染物的形成；真空冷喷涂工艺低温无熔化，避免材料结构劣化，同时适用于热敏感基底与高精度要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件制造过程中的表面防护，具体涉及一种纳米结构的等离子防护复合涂层及制备方法。

技术介绍

1、随着半导体器件向更高集成度、更小尺寸演进，等离子体刻蚀作为关键图形转移工艺，其工艺环境正向更高能量密度、更高频率和更强反应活性的方向发展，对材料表面的选择性刻蚀、防护稳定性和热载体抗扰性提出更高要求。特别是在先进芯片制程（5nm及以下）中，氟基等离子体由于其刻蚀速率高、各向异性强、应用范围广等特点，成为目前主流的刻蚀介质之一。然而，氟基等离子体的强腐蚀性会导致刻蚀设备腔体内壁及构件的快速失效，引发颗粒污染和工艺漂移，严重制约半导体器件的良率和设备服役寿命。因此，发展新型高性能的等离子刻蚀防护技术成为关键瓶颈之一。

2、早期为应对等离子体的强腐蚀问题，主要采用阳极氧化铝钝化膜或烧结陶瓷片，但在高功率含氟/氯等离子体（如cf4/o2、cl2）的强烈腐蚀下，这些材料暴露出显著缺陷。自上世纪90年代起，热喷涂陶瓷涂层技术（如大气等离子喷涂 aps）被逐步引入等离子防护领域。其可通过在设备部件表面构建厚度几十至数百微米的陶瓷涂层，实现低成本、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种纳米结构的等离子防护复合涂层，其特征在于，所述复合涂层为采用真空冷喷涂方法在基底上制备的复合陶瓷涂层，所述复合陶瓷涂层的厚度为1~50μm，晶粒尺寸为10~200nm，孔隙率<1%，所述复合陶瓷涂层的材料由氧化钇和第二陶瓷组分共同组成，所述氧化钇的质量分数为50~95%，所述第二陶瓷组分为氧化铝、氧化铈、氧化镧、氧化锆、氧化铒、氧化钆、氟化钇、氟氧化钇及钇铝石榴石中的一种或两种以上的组合。

2. 根据权利要求1所述的等离子防护复合涂层，其特征在于，所述复合陶瓷涂层的材料为氧化钇粉末和第二陶瓷组分经机械球磨法混合制备的混合粉体，所述混合粉体中氧化钇粉末的粒径为0....

【技术特征摘要】

1.一种纳米结构的等离子防护复合涂层，其特征在于，所述复合涂层为采用真空冷喷涂方法在基底上制备的复合陶瓷涂层，所述复合陶瓷涂层的厚度为1~50μm，晶粒尺寸为10~200nm，孔隙率<1%，所述复合陶瓷涂层的材料由氧化钇和第二陶瓷组分共同组成，所述氧化钇的质量分数为50~95%，所述第二陶瓷组分为氧化铝、氧化铈、氧化镧、氧化锆、氧化铒、氧化钆、氟化钇、氟氧化钇及钇铝石榴石中的一种或两种以上的组合。

2. 根据权利要求1所述的等离子防护复合涂层，其特征在于，所述复合陶瓷涂层的材料为氧化钇粉末和第二陶瓷组分经机械球磨法混合制备的混合粉体，所述混合粉体中氧化钇粉末的粒径为0.1~5μm，所述混合粉体中第二相粉末的粒径为10~200 nm。

3.根据权利要求1所述的等离子防护复合涂层，其特征在于，所述复合陶瓷涂层的材料为第二陶瓷组分包覆的氧化钇，包覆层的厚度为5-50nm，所述第二陶瓷组分包覆的氧化钇采用化学法制备。

4. 根据权利要求1所述的等离子防护复合涂层，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂传书，朱文健，马凯，李成新，陈开清，薛弘宇，严汪学，
申请(专利权)人：江苏凯威特斯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：