【摘 要】
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高纯Y2O3涂层对刻蚀机工艺腔室具有良好的保护作用。与传统的阳极氧化法制备的防蚀铝膜、Al2O3涂层相比，Y2O3的化学性质非常稳定，具有优异的耐等离子蚀刻性能，并且和CF系气体生
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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高纯Y2O3涂层对刻蚀机工艺腔室具有良好的保护作用。与传统的阳极氧化法制备的防蚀铝膜、Al2O3涂层相比，Y2O3的化学性质非常稳定，具有优异的耐等离子蚀刻性能，并且和CF系气体生成的反应产物YF3蒸气压低，其颗粒难以飞散。以Y2O3粉末作为喷涂材料，利用大气等离子喷涂方法，在刻蚀工艺腔室内表面制备出单一结构的Y2O3涂层，能够有效解决Al2O3防蚀膜所面临的主要问题。
本文采用等离子喷涂技术在铝基体上制备了Y2O3涂层，研究了Y2O3陶瓷涂层的喷涂工艺并对涂层的组织结构和性能进行了分析。主要内容有：
讨论了Y2O3喷涂粉末对涂层物相的影响，粉末中的单斜相会促进相变的发生。在Ar/He气体条件下制备了色泽均匀的Y2O3涂层，避免了H2作为次气时，还原反应在表面造成的杂色斑点。分析了等离子喷涂Y2O3涂层过程中相变的产生和原因，气体环境对喷涂过程的影响，Ar/He惰性气体有利于涂层立方相的保持。
根据等离子喷涂时射流的温度、速度的变化特点和所喷涂材料的特性，经过多次实验确定了合适的工艺参数。
通过X射线衍射仪，扫描电镜，金相显微镜等手段分析了涂层物相结构、孔隙率、表面形貌等。制备得到的涂层具有足够的致密性，较低的孔隙率(5.6％)和适合的粗糙度(8.7-9.4μm)。对涂层表面进行了高能CF4/O2等离子体轰击试验，400W下的刻蚀速率为4.4nm/min，接近国外主流喷涂供应商样片的性能(3.9nm/min)。表明Y2O3涂层能够满足抗刻蚀性能要求。
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