[发明专利]耐腐蚀组件和制造方法

说明书

一种配置成与半导体加工反应器一起使用的耐腐蚀组件，该耐腐蚀组件包括：a)陶瓷绝缘基底；和b)与陶瓷绝缘基底结合的白色耐腐蚀无孔外层，所述白色耐腐蚀无孔外层具有至少50μm的厚度、至多1％的孔隙率和包含基于耐腐蚀无孔层的总重量至少15重量％稀土化合物的组成；和，c)在白色耐腐蚀无孔外层的平坦表面上测量的至少90的L*值。还公开了制造方法。

相关申请的交叉引用

本国际专利申请要求2016年11月16日提交的美国专利申请序列No.15/353,429的优先权和权益，将其通过引用以其整体并入本文中以用于所有意图。

技术领域

总而言之，本公开涉及用于器材例如半导体的加工的耐腐蚀组件，并且涉及这样的耐腐蚀组件的制造方法。

背景技术

半导体的加工频繁地牵涉与强的电和磁场相伴的腐蚀气体例如卤素。腐蚀环境和强的电/磁场的这种组合产生对于耐腐蚀绝缘体的需要。普遍认同的是，对于这样的应用的大多数耐腐蚀绝缘材料为稀土化合物例如氧化钇(也称为“钇土”)。遗憾的是，稀土化合物趋于既是昂贵的又在机械上是弱的。因此，业界趋于在较不昂贵的绝缘体如氧化铝上使用稀土化合物涂层。

对于所述绝缘体，已经使用几种不同的涂覆方法。物理气相沉积(PVD)涂覆已经被使用。这些方法具有这样的缺陷：对于大于10μm厚度的施加，其是昂贵的。厚的致密层由于沉积态涂层中的内部应力趋于层裂。已知，制成的抗应变的厚的PVD涂层包含在晶体之间的缝隙(裂纹)，其产生使粒子脱落的可能。用于涂覆应用的化学气相沉积(CVD)已经被使用，但是其遭遇类似的缺陷。高速率沉积趋于产生在晶粒之间的缝隙。通过CVD制成的较致密的涂层以如下晶粒度为特征：其趋于是小的，典型地小于100nm。气溶胶沉积已经被使用并且其也遭受成本限制和制造不层裂的厚涂层的无能为力。热等离子体喷涂是在半导体器材工业中使用最广泛的涂覆技术，但是其无法制造孔隙率小于1％的稀土涂层，并因此倾向于粒子脱落。此外，等离子体喷涂涂层经常包含高密度的微裂纹(典型地大于100/mm²)，并且其与孔隙率一起导致粒子脱落。

在半导体工业中陶瓷盖体通常在用于蚀刻的感应等离子体和感应线圈之间插入。由于以上概述的原因，蚀刻和沉积器材中环绕晶片夹和其它腔部件的绝缘环需要是耐腐蚀的并且稳定的。

半导体器材工业中的另一个需要是对于耐高温腐蚀的晶片(晶圆)加热器。这些需要通过本发明的耐腐蚀组件和组装体得以解决。

发明内容

这些和其它需要通过本公开的多个方面、实施方式和配置得以解决。

本公开的实施方式包括配置成与半导体加工反应器一起使用的耐腐蚀组件，该耐腐蚀组件包括：a)陶瓷绝缘基底；和b)与陶瓷绝缘基底结合的耐腐蚀无孔层，所述耐腐蚀无孔层具有包含基于耐腐蚀无孔层的总重量至少15重量％的稀土化合物的组成；和，所述耐腐蚀无孔层以基本上不含微裂纹和缝隙并且具有至少约100nm且至多约100μm平均晶粒度的微观结构为特征。

根据段落[0008]的耐腐蚀组件，其中陶瓷绝缘基底选自氧化铝、氮化铝、氮化硅、基于硅酸盐的材料和它们的两种或更多种的混合物。

根据任一段落[0008]或[0009]的耐腐蚀组件，其中所述稀土化合物选自氧化钇(Y2O3)、硅酸钇、氟化钇、氟氧化钇、铝酸钇、氮化物、复合氮化物化合物、及其两种或更多种的组合。

根据段落[0008]-[0010]任一个的耐腐蚀组件，其中所述耐腐蚀无孔层粘附到陶瓷绝缘基底，并且所述耐腐蚀无孔层具有：至多1％的孔隙率；至少20MPa的粘附强度；和至少50μm的厚度。

根据段落[0008]-[0011]任一个的耐腐蚀组件，其中所述耐腐蚀无孔层具有：至多0.5％的孔隙率；至少30MPa的粘附强度；至少100μm的厚度；和，至少约300nm且至多约30μm的平均晶粒度。