플라즈마 용사 및 냉간 용사 기술 기반의 IC 장비 핵심 부품 표면 보호 코팅층의 제조 방법

• Main Authors: TAO YONGSHAN, XIONG TIANYING, WANG JIQIANG, CUI XINYU, QI JIANZHONG, ZHENG GUANGWEN, TANG JUNRONG, LI NING, SHEN YANFANG
• Format: Patent
• Language: Korean
• Published: 12.05.2022
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; CHEMISTRY; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATIONOR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY IONIMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; COATING METALLIC MATERIAL; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS; ELECTRICITY; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION INGENERAL; METALLURGY; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THESURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION

본 발명은 세라믹 코팅층의 제조 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 용사 및 냉간 용사 기술 기반의 IC 장비 핵심 부품 표면 보호 코팅층의 제조 방법에 관한 것이며, 반도체 집적 회로 칩(웨이퍼) 플라즈마 에칭 분야에 속한다. 플라즈마 용사 및 냉간 용사 고속 증착 기술을 채택하며, 플라즈마 에칭 챔버 표면에 균일하게 분포된 보호 코팅층을 형성한다. 상기 보호 코팅층은 이중층 복합 구조를 갖는다. 바닥층 플라즈마 용사 증착된 금속/Y2O3 코팅층은 전이층으로 사용되어 세라믹 코팅층과 금속 기판 사이의 열팽창 계수의 차이를 줄이고 코팅층과 기판의 결합 강도를 향상시킬 수 있다. 최외층은 고순도 Y2O3 세라믹 코팅층이며, 냉간 용사 고속 증착을 채택하여 Y2O3 세라믹 분말을 금속/Y2O3 전이층 상에 고속으로 증착한다. 본 발명은 (금속/산화이트륨)/산화이트륨 복합 코팅층을 획득하여, 보다 우수한 항플라즈마 침식 성능 및 보호 효과를 달성한다. Through the plasma spraying technology and the cold spraying high-speed deposition technology, an evenly distributed protective coating is formed on the surface of a plasma etching chamber. The protective coating, having a double-layer composite structure, includes a metal+Y2O3 coating as a metal+Y2O3 transition layer deposited by plasma spraying as a lower layer of the double-layer composite structure, and a high-purity Y2O3 ceramic coating coated on the metal+Y2O3 transition layer as an upper layer of the double-layer composite structure, the metal+Y2O3 transition layer is configured to reduce the difference in expansion coefficient between the Y2O3 ceramic coating and the metal substrate, and enhance the bonding force between the Y2O3 ceramic coating and the metal substrate; the high-purity Y2O3 ceramic coating is formed by depositing Y2O3 ceramic powders on the metal+Y2O3 transition layer at high speed through cold spraying high-speed deposition.