【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及等离子体领域，具体涉及等离子体反应装置、耐腐蚀部件及其形成方法。
技术介绍
1、现有技术中，在等离子体装置的零部件表面涂覆涂层，以保护零部件不受等离子体腐蚀。随着等离子体刻蚀工艺中对深宽比要求的不断提高，刻蚀制程的功率提升、步骤增多，零部件所处的等离子体腐蚀环境越来越恶劣，涂层受等离子体物理轰击和化学腐蚀的强度均大幅增强，使现有的涂层更容易发生腐蚀，产生微小颗粒，散落在基片上或腔体中，造成污染。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种耐腐蚀部件，以提高耐腐蚀性。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，包括：
3、第一陶瓷层，具有第一晶粒；
4、第二陶瓷层，其位于所述第一陶瓷层上，其具有第二晶粒，所述第二晶粒的平均尺寸小于所述第一晶粒的平均尺寸，所述第二陶瓷层暴露于腐蚀性环境中；
5、所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层中均包含稀土金属。
6、可选地，所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层中稀土金属为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥中的任意一种或几种。
7、可选地，所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层的材料为稀土金属氧化物、稀土金属氟化物或稀土金属氟氧化物中的任意一种或几种。
8、可选地，所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层的材料相同。
9、可选地，所述第一陶瓷层内还设有贯穿其厚度的第一孔结构，所述第二陶瓷层至少位于所述第一
10、可选地，所述第一晶粒的平均尺寸大于10μm；所述第二晶粒的平均尺寸小于5μm。
11、可选地，所述耐腐蚀部件为盖板、气体喷嘴、聚焦环、绝缘环或覆盖环中的任意一种或几种。
12、可选地，还包括：零部件本体，所述第一陶瓷层位于所述零部件本体上。
13、可选地，所述耐腐蚀部件为气体喷淋头或静电吸盘中的至少一种。
14、可选地，所述零部件本体包括第三孔结构，所述第一陶瓷层位于所述第三孔结构的内表面，所述第一陶瓷层内还设有贯穿其厚度的第一孔结构，所述第二陶瓷层至少位于所述第一孔结构的内壁，且所述第二陶瓷层内还设有沿第一陶瓷层厚度方向贯穿的第二孔结构。
15、本专利技术还提供了一种等离子体反应装置，包括：
16、反应腔，所述反应腔内为等离子体环境；及
17、上述的等离子体处理装置的耐腐蚀部件，所述耐腐蚀部件暴露于所述等离子体环境中。
18、可选地，所述等离子体反应装置为电感耦合等离子体反应装置或电容耦合等离子体反应装置。
19、可选地，所述等离子体反应装置的制程的深宽比范围为10:1～200:1。
20、本专利技术还提供了一种耐腐蚀部件的形成方法，包括：
21、提供第一粉末；利用所述第一粉末形成所述第一陶瓷层，所述第一陶瓷层具有第一晶粒；
22、提供第二粉末；利用所述第二粉末在所述第一陶瓷层上形成第二陶瓷层，所述第二陶瓷层具有第二晶粒，所述第二晶粒的平均尺寸小于所述第一晶粒的平均尺寸；
23、所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层中均包含稀土金属。
24、可选地，利用所述第一粉末形成所述第一陶瓷层的方法包括：
25、利用所述第一粉末形成第一粉末的浆料；对包含第一粉末的浆料造粒，获得第一颗粒；使所述第一颗粒成型，获得第一生胚，所述第一生胚用于制备所述第一陶瓷层；
26、利用所述第二粉末形成所述第二陶瓷层的方法包括：
27、利用所述第二粉末形成第二粉末的浆料；对包含第二粉末的浆料造粒，获得第二颗粒；在所述第一生胚表面覆盖所述第二颗粒，使所述第二颗粒成型，获得第二生胚，所述第二生胚用于制备第二陶瓷层；
28、烧制包含所述第一生胚和所述第二生胚的胚体，获得所述耐腐蚀部件。
29、可选地，所述第一生胚具有第一孔结构，所述第二生胚至少位于所述第一孔结构的内壁，所述第二生胚还具有第二孔结构；
30、所述第一生胚和第一孔结构的形成方法包括：提供第一顶针；使所述第一粉末的浆料在第一顶针的外围形成包裹所述第一顶针的第一生胚，去掉所述第一顶针后，形成所述第一孔结构；
31、所述第二生胚和第二顶针的形成方法包括：提供第二顶针，所述第二顶针的直径小于所述第一顶针的直径；使所述第二顶针置于所述第一孔结构内，在所述第二顶针与所述第一孔结构间的空隙内填充所述第二粉末的浆料以形成第二生胚，去掉所述第二顶针后，形成所述第二孔结构。
32、可选地，在大气气氛下，1000℃-2500℃烧制所述胚体，获得所述耐腐蚀部件。
33、可选地，烧制所述胚体时，所述第一陶瓷层中形成第一气孔，所述第二陶瓷层中形成第二气孔，所述第一气孔的尺寸大于所述第二气孔的尺寸；所述第一气孔的数量大于所述第二气孔的数量。
34、可选地，混合第一粉末、小于10％质量百分比的粘合剂及小于5％质量百分比的分散剂，搅拌后获得包含所述第一粉末的浆料；
35、混合第二粉末、小于10％质量百分比的粘合剂及小于5％质量百分比的分散剂，搅拌后获得包含所述第二粉末的浆料。
36、可选地，所述粘合剂为聚乙烯醇；所述分散剂为聚乙二醇。
37、与现有技术相比，本专利技术技术方案至少具有如下有益效果：
38、(1)本专利技术提供的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件包含由第一晶粒形成的第一陶瓷层和由第二晶粒形成的第二陶瓷层，由于第二晶粒的平均尺寸更小，使位于第一陶瓷层表面的第二陶瓷层在烧结后能形成更平整光滑的表面，该表面上的凹陷较少，使等离子体在第二陶瓷层表面经过时，不容易在凹陷处堆积、吸附或沉积，在实际服役过程中，能够降低对陶瓷材料表面的腐蚀作用，减少微小颗粒污染物的形成，提升腔体的性能。
39、(2)本专利技术提供的耐腐蚀部件的形成方法，先在第一压力下获得预成型的第一生胚，将第二颗粒覆盖于预成型的第一生胚表面后，在第二压力下获得完全成型的第一生胚和第二生胚，操作更加简化。
40、(3)本专利技术提供的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，所述耐腐蚀部件包括第一陶瓷层和位于所述第一陶瓷层上的第二陶瓷层，在高深宽比、高功率的制程中，所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层中稀土金属为ho，er，tm，yb，lu中的任意一种或几种。这些稀土金属与钇元素相比，原子半径更小、原子质量更大，因此，对等离子体的物理轰击和化学腐蚀的耐受力更强。
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1.一种用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层中稀土金属为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥中的任意一种或几种。
3.如权利要求2所述的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层的材料为稀土金属氧化物、稀土金属氟化物或稀土金属氟氧化物中的任意一种或几种。
4.如权利要求1所述的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层的材料相同。
5.如权利要求1所述的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，所述第一陶瓷层内还设有贯穿其厚度的第一孔结构，所述第二陶瓷层至少位于所述第一孔结构的内壁，且所述第二陶瓷层内还设有沿第一陶瓷层厚度方向贯穿的第二孔结构。
6.如权利要求1所述的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，所述第一晶粒的平均尺寸大于10μm；所述第二晶粒的平均尺寸小于5μm。
7.如权利要
8.如权利要求1所述的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，还包括：零部件本体，所述第一陶瓷层位于所述零部件本体上。
9.如权利要求9所述的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，所述耐腐蚀部件为气体喷淋头或静电吸盘中的至少一种。
10.如权利要求9所述的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，所述零部件本体包括第三孔结构，所述第一陶瓷层位于所述第三孔结构的内表面，所述第一陶瓷层内还设有贯穿其厚度的第一孔结构，所述第二陶瓷层至少位于所述第一孔结构的内壁，且所述第二陶瓷层内还设有沿第一陶瓷层厚度方向贯穿的第二孔结构。
11.一种等离子体反应装置，其特征在于，包括：
12.如权利要求11所述的等离子体反应装置，其特征在于，所述等离子体反应装置为电感耦合等离子体反应装置或电容耦合等离子体反应装置。
13.如权利要求11所述的等离子体反应装置，其特征在于，所述等离子体反应装置的制程的深宽比范围为10:1～200:1。
14.一种耐腐蚀部件的形成方法，其特征在于，包括：
15.如权利要求14所述的耐腐蚀部件的形成方法，其特征在于，
16.如权利要求15所述的耐腐蚀部件的形成方法，其特征在于，
17.如权利要求15所述的耐腐蚀部件的形成方法，其特征在于，在大气气氛下，1000℃-2500℃烧制所述胚体，获得所述耐腐蚀部件。
18.如权利要求17所述的耐腐蚀部件的形成方法，其特征在于，烧制所述胚体时，所述第一陶瓷层中形成第一气孔，所述第二陶瓷层中形成第二气孔，所述第一气孔的尺寸大于所述第二气孔的尺寸；所述第一气孔的数量大于所述第二气孔的数量。
19.如权利要求14所述的耐腐蚀部件的形成方法，其特征在于，
20.如权利要求19所述的耐腐蚀部件的形成方法，其特征在于，所述粘合剂为聚乙烯醇；所述分散剂为聚乙二醇。
...【技术特征摘要】
1.一种用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层中稀土金属为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥中的任意一种或几种。
3.如权利要求2所述的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层的材料为稀土金属氧化物、稀土金属氟化物或稀土金属氟氧化物中的任意一种或几种。
4.如权利要求1所述的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，所述第一陶瓷层和所述第二陶瓷层的材料相同。
5.如权利要求1所述的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，所述第一陶瓷层内还设有贯穿其厚度的第一孔结构，所述第二陶瓷层至少位于所述第一孔结构的内壁，且所述第二陶瓷层内还设有沿第一陶瓷层厚度方向贯穿的第二孔结构。
6.如权利要求1所述的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，所述第一晶粒的平均尺寸大于10μm；所述第二晶粒的平均尺寸小于5μm。
7.如权利要求1所述的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，所述耐腐蚀部件为盖板、气体喷嘴、聚焦环、绝缘环或覆盖环中的任意一种或几种。
8.如权利要求1所述的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，还包括：零部件本体，所述第一陶瓷层位于所述零部件本体上。
9.如权利要求9所述的用于等离子体处理装置的耐腐蚀部件，其特征在于，所述耐腐蚀部件为气体喷淋头或静电吸盘中的至少一种。
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【专利技术属性】
技术研发人员：段蛟，倪图强，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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