一种低粗糙度氧化钇涂层的制备方法

本发明涉及材料表面处理，特别涉及一种低粗糙度氧化钇涂层的制备方法。

背景技术：

1、目前，在半导体行业中，致密的高纯氧化铝陶瓷涂层常用于对刻蚀工艺腔的内部零部件表面进行防护，但随着等离子体功率和密度的提高，对刻蚀工艺腔内壁的耐刻蚀性能也提出了更高的要求。通过表面镀膜的方法，来提高氧化铝陶瓷材料的耐等离子体刻蚀特性不失为一种有效的方法。由于陶瓷材料的表面粗糙度与耐等离子体刻蚀性能息息相关，在现有工艺中，直接在高纯烧结氧化铝基体上沉积氧化钇膜层，会因基体表面粗糙度过大，直接导致氧化钇涂层表面的粗糙度也较大，使得制备的氧化钇涂层难以达到较好的耐等离子体刻蚀性能。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提供一种低粗糙度氧化钇涂层的制备方法，以提高氧化钇涂层的耐等离子体刻蚀性能。

2、一种低粗糙度氧化钇涂层的制备方法，包括以下步骤：

3、步骤s10，将经过气体离子源轰击清洗后的高纯烧结氧化铝基体送入第一镀膜工艺腔室内，采用中频磁控溅射方式在高纯烧结氧化铝基体的表面沉积形成非晶态氧化铝过渡层；

4、步骤s11，将含有非晶态氧化铝过渡层的高纯烧结氧化铝基体传输至冷却室内，进行静置冷却至预设温度；

5、步骤s12，将冷却后的高纯烧结氧化铝基体传输至第二镀膜工艺腔室内，采用中频磁控溅射方式在非晶态氧化铝过渡层的表面沉积形成氧化钇涂层。

6、相较现有技术，本发明中，通过在高纯烧结氧化铝基体的表面沉积非晶态氧化铝过渡层，以降低高纯烧结氧化铝基体的表面粗糙度，使得后续沉积的氧化钇涂层的表面粗糙度降低，从而提高氧化钇涂层的耐等离子体刻蚀性能。

7、进一步地，在步骤s10中，所述高纯烧结氧化铝基体的纯度为99.9％，采用冷等静压方式烧结而成。

8、进一步地，在步骤s10之前，所述制备方法还包括：

9、采用软接触电动叉车将高纯烧结氧化铝基体转运至定位台架上，通过机械手自动将高纯烧结氧化铝基体送至清洗设备中进行超声波清洗，并干燥；

10、将干燥后的高纯烧结氧化铝基体通过机械手全自动转运至真空腔内，进行气体离子源轰击清洗。

11、进一步地，气体离子源为线性阳极离子源，工作气体为氩气，电压可调范围为800～1000v，轰击时间为10～30min。

12、进一步地，在步骤s10中，磁控溅射的溅射电压为300～600v，非晶态氧化铝过渡层的厚度范围为1～3μm。

13、进一步地，所述非晶态氧化铝过渡层为原子无序排列且无明确晶格的涂层。

14、进一步地，在步骤s12中，磁控溅射的溅射电压为400～600v，氧化钇涂层的厚度范围为5～15μm。

15、进一步地，所述第二镀膜工艺腔室与所述第一镀膜工艺腔室中的溅射阴极均采用矩形孪生阴极，每个所述矩形孪生阴极安装在平动轨道上，且所述矩形孪生阴极中的溅射阴极距离待镀膜表面的高度一致。

16、进一步地，所述矩形孪生阴极中的溅射阴极与待镀膜表面之间的距离为7～12cm。

17、进一步地，在步骤s11中，预设温度为25～100℃。

技术特征：

1.一种低粗糙度氧化钇涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的低粗糙度氧化钇涂层的制备方法，其特征在于，在步骤s10中，所述高纯烧结氧化铝基体的纯度为99.9％，采用冷等静压方式烧结而成。

3.根据权利要求1述的低粗糙度氧化钇涂层的制备方法，其特征在于，在步骤s10之前，所述制备方法还包括：

4.根据权利要求3述的低粗糙度氧化钇涂层的制备方法，其特征在于，气体离子源为线性阳极离子源，工作气体为氩气，电压可调范围为800～1000v，轰击时间为10～30min。

5.根据权利要求1所述的低粗糙度氧化钇涂层的制备方法，其特征在于，在步骤s10中，磁控溅射的溅射电压为300～600v，非晶态氧化铝过渡层的厚度范围为1～3μm。

6.根据权利要求5所述的低粗糙度氧化钇涂层的制备方法，其特征在于，所述非晶态氧化铝过渡层为原子无序排列且无明确晶格的涂层。

7.根据权利要求1所述的低粗糙度氧化钇涂层的制备方法，其特征在于，在步骤s12中，磁控溅射的溅射电压为400～600v，氧化钇涂层的厚度范围为5～15μm。

8.根据权利要求1所述的低粗糙度氧化钇涂层的制备方法，其特征在于，所述第二镀膜工艺腔室与所述第一镀膜工艺腔室中的溅射阴极均采用矩形孪生阴极，每个所述矩形孪生阴极安装在平动轨道上，且所述矩形孪生阴极中的溅射阴极距离待镀膜表面的高度一致。

9.根据权利要求8所述的低粗糙度氧化钇涂层的制备方法，其特征在于，所述矩形孪生阴极中的溅射阴极与待镀膜表面之间的距离为7～12cm。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的低粗糙度氧化钇涂层的制备方法，其特征在于，在步骤s11中，预设温度为25～100℃。

技术总结
一种低粗糙度氧化钇涂层的制备方法，包括以下步骤：步骤S10，将经过气体离子源轰击清洗后的高纯烧结氧化铝基体送入第一镀膜工艺腔室内，采用中频磁控溅射方式在高纯烧结氧化铝基体的表面沉积形成非晶态氧化铝过渡层；步骤S11，将含有非晶态氧化铝过渡层的高纯烧结氧化铝基体传输至冷却室内，进行静置冷却至预设温度；步骤S12，将冷却后的高纯烧结氧化铝基体传输至第二镀膜工艺腔室内，采用中频磁控溅射方式在非晶态氧化铝过渡层的表面沉积形成氧化钇涂层。本发明通过在高纯烧结氧化铝基体的表面沉积非晶态氧化铝过渡层，以降低高纯烧结氧化铝基体的表面粗糙度，使得后续沉积的氧化钇涂层的表面粗糙度降低，从而提高氧化钇涂层的耐等离子体刻蚀性能。

技术研发人员：肖舒,吴熠,叶子硕,刘健诚,黄勇,陈茵婷
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15