高纯氧化钇陶瓷的制备方法与流程

本发明属于稀土氧化物类陶瓷材料。

背景技术：

1、在半导体制造领域，等离子体蚀刻和等离子体清洁工艺是处理衬底重要手段。等离子体可能具有高度腐蚀性，并且可能腐蚀处理室和暴露于等离子体的其他表面。这种腐蚀可能会产生颗粒，这些颗粒经常会污染正在处理的基板，从而导致器件缺陷。此外，腐蚀可能导致来自腔室组件的金属原子污染处理过的晶片。例如，使用传统陶瓷制造的抗等离子陶瓷盖和喷嘴在用于具有20nm或更小的关键尺寸的半导体器件的等离子体蚀刻工艺时，制造工艺可能会产生不可接受的颗粒缺陷水平。

2、随着半导体制造水平和要求不断提高，对颗粒污染物和金属原子的污染更加敏感。因此,颗粒缺陷和金属污染的允许水平可能会不断降低。为了解决等离子蚀刻或等离子清洁工艺引入的颗粒缺陷和金属污染,迫切需要开发出耐等离子的腔室材料。与传统的石英、氧化铝、氮化铝等材料相比，氧化钇陶瓷(y2o3)表现出优异抗等离子体性能。但是，氧化钇陶瓷的烧结温度更高，其烧结致密化是一个关键的技术挑战。常规的方法是添加zro2、tio2或者其它氧化物，以促进其致密化，但是，这些添加的助剂会引入新的金属离子，可能对刻蚀等制程带来污染。

3、因此，开发具有更高纯度、更高致密度、和更好抗等离子体性能的氧化钇陶瓷材料，成为半导体制造领域的一项重要的事情。

技术实现思路

1、本发明公开一种高纯氧化钇陶瓷的制备方法，以高纯y2o3粉体作为原料，以yf3作为助剂，在真空或氢气气氛中高温1600-1850℃高温烧结，实现相对密度不小于98％的y2o3陶瓷，并且氧化钇陶瓷中阳离子杂质含量显著降低。

2、本发明的优选方案，还公开了对烧结后的y2o3陶瓷在150-200mpa压力和1500-1700℃高温下hip处理，获得相对密度不小于99.5％的y2o3陶瓷。

3、为了消除还原气氛的缺陷，优选地，真空烧结及hip处理后的陶瓷需要在空气中退火处理。

4、有益效果

5、本发明的稀土氧化钇陶瓷比现有的氧化铝陶瓷、氧化钇陶瓷具有更好的纯度和密度，从而获得更好的抗等离子体性能，满足等离子体蚀刻和等离子体清洁工艺的更高需求。

1.一种高纯氧化钇陶瓷的制备方法，其特征在于以高纯y2o3粉体作为原料，以高纯yf3作为助剂，在真空或氢气气氛中高温1600-1850℃高温烧结。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述高纯y2o3粉体和高纯yf3的纯度为99.9％以上。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述高纯氧化钇陶瓷还经过1600-1700℃的热等静压处理。

4.如权利要求1-3的任意一项所述的方法，其特征在于所得氧化钇陶瓷还需要在1000℃的空气中进行退火。