陶瓷喷涂部件制造方法技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷喷涂部件制造方法，涉及陶瓷喷涂部件的制造领域，为解决既能有效去除陶瓷层表面的有机物，使得陶瓷层表面在进行对水合处理时能得到充分的疏水性，同时又能避免对环境产生污染的问题而发明专利技术。陶瓷喷涂部件制造方法，包括在基底表面形成凸凹不平的表面；在所述凸凹不平的表面上形成陶瓷层；对所述陶瓷层表面的有机物进行干法清洗；对所述陶瓷层进行水合处理。本发明专利技术适用于陶瓷喷涂部件陶瓷层表面有机物等污渍的处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体加工领域，尤其涉及一种陶瓷喷涂部件的制造方法。
技术介绍
在半导体器件制造的过程中，通常需要使用腐蚀性很高的卤素气体的等离子体能 量在硅片表面进行刻蚀。在这样苛刻的工作环境中，等离子处理腔室的内表面和腔室内部 配设的其它部件(如静电卡盘、聚焦环等)非常容易受到等离子体能量的腐蚀，导致在刻蚀 的硅片表面引入颗粒或金属污染等缺陷，进一步影响半导体器件的功能。为克服上述问题，通常需要在这些部件的内表面涂覆一层特殊的材料以提高其耐 腐蚀性，优选为三氧化二钇(Y2O3)陶瓷涂层。由于陶瓷与空气中的水分反应性很高，在定期对等离子处理腔室进行维护， 使陶 瓷涂层处在大气状态或对陶瓷涂层进行湿法清洗时，会使陶瓷涂层表面附着大量的水分。 这些水分的附着和脱离会造成等离子处理腔室在进行真空状态的恢复时耗时增加，效率降 低；可能导致设备工作时对硅片的刻蚀速率不稳定，产生颗粒脱落和异常放电等问题。现有技术一(特开2004-190136号公报)中公开了一种技术，将表面喷涂了某种 陶瓷层的部件在沸腾的水中长时间浸渍，在高温、高压和高湿度的环境中对该部件进行热 处理，使陶瓷与水进行水合反应，由此提高陶瓷喷涂部件陶瓷层表面的疏水性，以降低水分 对陶瓷喷涂部件的吸附性。喷涂的陶瓷层表面通常会吸附大气中所含有的有机物，这些有机物会使陶瓷层表 面的活性状态变差，阻碍陶瓷表面的水合反应，从而导致在对陶瓷喷涂部件实施水合处理 时，陶瓷层表面得不到充分的疏水性，不能确实地抑制陶瓷喷涂部件上水分的附着和脱离 的问题。现有技术二(中国专利申请CN200510117628. 0)提供了一种能够确实地抑制水分 的附着和脱离的陶瓷喷涂部件的制造方法。将喷涂了某种陶瓷涂层的部件在含有丙酮、乙 醇、以及异丙醇中的至少一种有机溶剂中浸渍规定时间，以去除陶瓷层上的有机物，并在压 力为202. 65kPa以上、相对湿度为90%以上的环境下，通过温度为100-300°C左右的炉中加 热1-24小时，对喷涂陶瓷层外表面进行水合处理。现有技术二为消除陶瓷喷涂部件的陶瓷层表面有机物对水合处理效果的影响，采 用有机溶剂和强酸溶液浸渍的方法去除陶瓷层表面的有机物。这种湿法去除有机物的技术 使用的丙酮、乙醇等有机溶剂具有一定的毒性和易燃性，硫酸、硝酸等强酸通常具有强烈的 腐蚀性，废液的排放会对环境造成污染，同时对操作人员的健康也存在潜在的危害。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种，既能有效去除 陶瓷层表面的有机物，使得陶瓷层表面在进行对水合处理时能得到充分的疏水性，同时又 能避免对环境产生污染。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为一种，包括对基底表面进行处理，形成凸凹不平的表面； 在所述基底上形成的凸凹不平的表面上，形成陶瓷层；对所述陶瓷层表面的有机物进行清洗；对所述陶瓷层进行水合处理，在所述陶瓷层的表面形成疏水层。与现有技术中对陶瓷层的表面采用有机溶剂和强酸溶液浸渍去除有机物的湿法 清洗技术相比，本专利技术中，由于对陶瓷层表面的有机物采用清洗，既 能够有效去除陶瓷层表面的有机物，消除所述有机物对水合处理效果的不利影响，使得陶 瓷层表面在进行对水合处理时能得到充分的疏水性，同时又由于避免了有机溶剂和强酸溶 液的使用，能够避免对环境产生污染。附图说明图1为本专利技术一实施例的流程图；图2为本专利技术另一实施例的流程图；图3为保存陶瓷喷涂部件的惰性气体微环境结构示意图；图4为本专利技术中采用干冰清洗前后有机物附着量相对值 的对比图；图5为本专利技术中水合处理前后等离子处理腔室恢复真空 状态时间的对比图；图6为根据本专利技术所形成的陶瓷喷涂部件的横截面结构 示意图。具体实施例方式本专利技术旨在提供一种，既能有效去除陶瓷层表面的有机 物，使得陶瓷层表面在进行对水合处理时能得到充分的疏水性，同时又能避免对环境产生 污染。下面结合附图和实施例对本专利技术做详细说明。如图1所示，本专利技术，包括步骤S10、对基底表面进行处理，形成凸凹不平的表面；对基底表面使用刚玉、不锈钢等粒子进行喷砂处理，在基底表面形成凸凹不平的 表面，即使基底表面具有一定的粗糙度，所述粗糙度优选为RalO-20 μ m。在基底表面形成粗 糙度为Ral0-20 μ m的凸凹不平的表面，既能在后续的工序中，使陶瓷层牢靠地附着在基底 表面，又不会对基底表面本身的强度造成过多的影响。S20、在所述基底上形成的凸凹不平的表面上，形成陶瓷层；在所述基底上形成有凸凹不平的表面上，形成陶瓷层，所述陶瓷层能够由金属氧 化物陶瓷成分组成，优选使用三氧化二钇(Y2O3)、二氧化锆(ZrO2)、三氧化二铝(Al2O3)等， 特别优选为三氧化二钇。形成的陶瓷层的厚度为10-500 μ m，优先为50-150 μ m。50-150 μ m的陶瓷层厚度，既能满足陶瓷层对基底的保护需要，同时又能避免部件在实际使用过程中，由于陶瓷层过 厚而容易造成的陶瓷层断裂失效甚至从基底表面脱落的情况发生。陶瓷层能够采用喷涂法形成在基底表面，也可以采用熔射等技术形成在基底表 面。前者是基底不熔化，涂层与基底形成机械结合；后者则是涂层再加热重熔，涂层与基 底互溶并扩散结合。常用的喷涂法有等离子喷涂，物理气相沉积(PVD)法、化学气相沉积 (CVD)法等。由于等离子喷涂以及化学气相沉积方法得到的膜层较薄，因此本专利技术实施例优 先选用等离子喷涂或化学气相沉积方法在基底表面形成陶瓷层。S30、对所述陶瓷层表面的有机物进行清洗；本实施例中，对所述陶瓷层表面的有机物进行干法清洗具体为用干冰颗粒进行清 洗，即采用直径为0. 5-3mm的干冰固态颗粒在压缩空气的驱动下，高速冲击所述陶瓷层表 面，使其表面附着的有机物层受到极冷迅速脆化龟裂，与陶瓷层的粘附力大大降低，粉碎的 干冰微粒进入裂隙，迅速升华，体积瞬间膨胀近800倍，从而将有机物与陶瓷层表面迅速剥 离，达到对所述陶瓷层表面的有机物进行去除的目的。采用干冰颗粒轰击陶瓷层表面去除有机物的干法处理技术，避免了湿法清洗废液 对环境的污染，是一种清洁环保的陶瓷层表面处理方法。需要说明的是，对所述陶瓷层表面的有机物进行的干法清洗，并不限于上述的用 干冰颗粒进行清洗的方法，也能够采用等离子清洗机对所述陶瓷层的表面进行等离子体清 洗来实现。等离子体清洗主要是依据等离子体中活性粒子的“活化作用”达到去除陶瓷层表 面污渍的目的。等离子体清洗包括以下过程无机气体被激发为等离子态；气相物质被吸 附在陶瓷层表面；被吸附基团与陶瓷层表面分子反应生成产物分子；产物分子解析形成气 相；反应残余物脱离陶瓷层表面。本实施例中，将陶瓷喷涂部件进行等离子体清洗时，用来产生等离子体的气体是 氩气和氧气，氧气和氩气按照一定比例混合，优选按照1 1的比例进行混合；射频频率为 40KHz-2. 45GHz，优选为13. 56MHz ；压力为30-40帕，优选35帕；处理时间为5-10分钟。经过等离子体处理的陶瓷层表面会形成许多新的活性基因，使陶瓷层表面发生" 活化"而改变性能，能够大大改善陶瓷层表面的润湿性能和黏着性能，这对后续的水合处 理显得非常重要，因此，与采用许多溶剂进行的湿法清洗相比，等离子清洗具有无法比拟的 优点。此外，采用等离子体清洗不会在陶瓷层表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷喷涂部件制造方法，其特征在于，包括：对基底表面进行处理，形成凸凹不平的表面；在所述基底上形成的凸凹不平的表面上，形成陶瓷层；对所述陶瓷层表面的有机物进行清洗；对所述陶瓷层进行水合处理，在所述陶瓷层的表面形成疏水层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：康明阳，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11