知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-21
(45)【発行日】2022-06-29
(54)【発明の名称】原子層堆積による多孔質体の耐プラズマ性コーティング
(51)【国際特許分類】
C04B 41/87 20060101AFI20220622BHJP
C23C 16/40 20060101ALI20220622BHJP
C04B 41/85 20060101ALI20220622BHJP
H01L 21/3065 20060101ALN20220622BHJP
【ＦＩ】
C04B41/87 A
C23C16/40
C04B41/85 C
H01L21/302 101G
【請求項の数】
11
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2018021866
(22)【出願日】2018-02-09
(65)【公開番号】P2018162205
(43)【公開日】2018-10-18
【審査請求日】2021-02-03
(31)【優先権主張番号】15/462,718
(32)【優先日】2017-03-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】15/849,277
(32)【優先日】2017-12-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】390040660
【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
(74)【代理人】
【識別番号】100101502
【弁理士】
【氏名又は名称】安齋 嘉章
(72)【発明者】
【氏名】バヒド フィロウズドル
(72)【発明者】
【氏名】サマンス バンダ
(72)【発明者】
【氏名】ラジンダー ディンドサ
(72)【発明者】
【氏名】ダニエル ビュン
(72)【発明者】
【氏名】ダナ マリー ロベル
【審査官】田中 永一
(56)【参考文献】
【文献】特表２００４－５０８７２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５０１９８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２３２６４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００５－５２８７９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５１４９９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／１６４６３８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－０８２２０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５０６８５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／１３１０２４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１５８６１３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－１６８４７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３０６６２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２７３８２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１４１６６１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１３－５２５５９９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０４Ｂ ４１／８７
Ｃ０４Ｂ ４１／８５
Ｃ２３Ｃ １６／４０
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
Ｈ０１Ｌ ２１／６８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
多孔質体内に複数の細孔を含む多孔質体であって、複数の細孔は、それぞれ細孔壁を含み、多孔質体は、ガスを透過可能である多孔質体と、多孔質体の表面上及び多孔質体内の複数の細孔の細孔壁上の耐プラズマ性コーティングであって、耐プラズマ性コーティングは、約５ｎｍ～約３μｍの厚さを有し、耐プラズマ性コーティングは、細孔壁をフッ素プラズマによる浸食から保護し、耐プラズマ性コーティングを有する多孔質体は、ガスを透過可能のままであり、耐プラズマ性コーティングは約０の空孔率と、±２０％未満の厚さ変動を有する均一な厚さを有する耐プラズマ性コーティングとを含む物品であって、
耐プラズマ性コーティングは、
酸化アルミニウムである高純度金属酸化物層と、
Ｙ ２ Ｏ ３ 、Ｅｒ ２ Ｏ ３ 、Ｙ ３ Ａｌ ５ Ｏ １２ （ＹＡＧ）、ＺｒＯ ２ 、Ｇｄ ２ Ｏ ３ 、Ｙ ２ Ｏ ３ とＥｒ ２ Ｏ ３ とＺｒＯ ２ の２つの組合わせ、Ｙ ２ Ｏ ３ －ＺｒＯ ２ の固溶体、及びＹ ４ Ａｌ ２ Ｏ ９ とＹ ２ Ｏ ３ －ＺｒＯ ２ 固溶体とを含むセラミックス化合物からなる群から選択された材料を含む希土類金属含有酸化物層とから実質的になり、
半導体処理チャンバコンポーネントである物品。
【請求項2】
物品は、静電チャック用のセラミックスプラグである、請求項１記載の物品。
【請求項3】
多孔質体は、約５％～約６０％の空孔率を有する、請求項１記載の物品。
【請求項4】
耐プラズマ性コーティングは、第１のタイプの層と第２のタイプの層の交互層のスタックを含み、
第１のタイプの層は、約１オングストローム～約２０オングストロームの厚さを有する酸化アルミニウム層である高純度金属酸化物層であり、
第２のタイプの層は、約５オングストローム～約１００オングストロームの厚さを有する希土類金属含有酸化物である、請求項１記載の物品。
【請求項5】
多孔質体は、第１の酸化物の焼結粒子と、第１の酸化物の焼結粒子に対して結合剤として作用する第２の酸化物とを含む二相材料から本質的になり、第１の酸化物は、酸化アルミニウム及び窒化アルミニウムからなる群から選択され、第２の酸化物は二酸化ケイ素である、請求項１記載の物品。
【請求項6】
多孔質体は、ａ）酸化アルミニウムと二酸化ケイ素との混合物、ｂ）酸化アルミニウムと酸化マグネシウムと二酸化ケイ素との混合物、ｃ）炭化ケイ素、ｄ）窒化ケイ素、及びｅ）窒化アルミニウムと二酸化ケイ素との混合物からなる群から選択される、請求項１記載の物品。
【請求項7】
複数の細孔を含む多孔質チャンバコンポーネント上に耐プラズマ性コーティングを堆積させるために原子層堆積を実行するステップであって、複数の細孔は、それぞれ細孔壁を含み、多孔質チャンバコンポーネントは、ガスを透過可能であり、耐プラズマ性コーティングは、
酸化アルミニウムである高純度金属酸化物層と、
Ｙ ２ Ｏ ３ 、Ｅｒ ２ Ｏ ３ 、Ｙ ３ Ａｌ ５ Ｏ １２ （ＹＡＧ）、ＺｒＯ ２ 、Ｇｄ ２ Ｏ ３ 、Ｙ ２ Ｏ ３ とＥｒ ２ Ｏ ３ とＺｒＯ ２ の２つの組合わせ、Ｙ ２ Ｏ ３ －ＺｒＯ ２ の固溶体、及びＹ ４ Ａｌ ２ Ｏ ９ とＹ ２ Ｏ ３ －ＺｒＯ ２ 固溶体とを含むセラミックス化合物からなる群から選択された材料を含む希土類金属含有酸化物層とから実質的になるステップを含み、
原子層堆積を実行するステップは、
耐プラズマ性コーティングを多孔質チャンバコンポーネントの表面上に堆積させるステップと、
多孔質チャンバコンポーネント内の複数の細孔の細孔壁上に耐プラズマ性コーティングを堆積させるステップとを含み、
耐プラズマ性コーティングは、約５ｎｍ～約３μｍの厚さを有し、耐プラズマ性コーティングは、細孔壁をフッ素プラズマによる浸食から保護し、耐プラズマ性コーティングを有する多孔質チャンバコンポーネントは、原子層堆積を実施した後にガスを透過可能のままであり、耐プラズマ性コーティングは約０の空孔率を有し、
多孔質チャンバコンポーネントは、半導体処理チャンバコンポーネントである方法。
【請求項8】
耐プラズマ性コーティングは、本質的に酸化アルミニウムと希土類金属含有酸化物からなり、耐プラズマ性コーティングを堆積するステップは、堆積サイクルを実行するステップであって、
アルミニウム含有前駆体を細孔壁上に吸着させて第１の半反応を形成するために、チャンバコンポーネントを含む堆積チャンバ内にアルミニウム含有前駆体を注入するステップと、
第２の半反応を形成するために、酸素含有反応物質を堆積チャンバ内に注入するステップとを含む実行するステップと、
目標厚さが達成されるまで堆積サイクルを１回以上繰り返すステップとを含む、請求項７記載の方法。
【請求項9】
耐プラズマ性コーティングは、ジルコニウム、エルビウム又はアルミニウム含有酸化物とイットリウム含有酸化物との交互層のスタックを含み、耐プラズマ性コーティングを堆積させるステップは、堆積サイクルを実行するステップであって、
イットリウム含有前駆体を細孔壁上に吸着させて第１の半反応を形成するために、チャンバコンポーネントを含む堆積チャンバ内にイットリウム含有前駆体を注入するステップと、
第２の半反応及び第１の層を形成するために、酸素含有反応物質を堆積チャンバ内に注入するステップと、
ジルコニウム、エルビウム又はアルミニウム前駆体を第１の層の表面上に吸着させて第３の半反応を形成するために、ジルコニウム、エルビウム又はアルミニウム前駆体を堆積チャンバ内に注入するステップと、
第４の半反応及び第２の層を形成するために、酸素含有反応物質又は代替の酸素含有反応物質を堆積チャンバ内に注入するステップとを含む実行するステップと、
目標厚さが達成されるまで堆積サイクルを１回以上繰り返すステップとによって、単相又は多相イットリウム含有酸化物を形成するために、イットリウム含有酸化物と金属酸化物の堆積を交互に行うステップを含む、請求項７記載の方法。
【請求項10】
耐プラズマ性コーティングを堆積させるステップは、堆積サイクルを実行するステップであって、
第１の前駆体及び第２の前駆体を細孔壁上に吸着させて第１の半反応を形成するために、チャンバコンポーネントを含む堆積チャンバ内にイットリウム含有酸化物用の第１の前駆体とジルコニウム、エルビウム又はアルミニウム含有酸化物用の第２の前駆体との混合物を同時注入するステップと、
第２の半反応を形成するために、酸素含有反応物質を堆積チャンバ内に注入するステップとを含む実行するステップと、
目標厚さが達成されるまで堆積サイクルを１回以上繰り返すステップとによって、イットリウム含有酸化物と１以上のジルコニウム、エルビウム又はアルミニウム含有酸化物とを同時堆積させて、単相又は多相イットリウム含有酸化物を形成するステップを含む、請求項７記載の方法。
【請求項11】
多孔質チャンバコンポーネントは、第１の酸化物の焼結粒子と、第１の酸化物の焼結粒子に対して結合剤として作用する第２の酸化物とを含む二相材料から本質的になり、第１の酸化物は、酸化アルミニウム及び窒化アルミニウムからなる群から選択され、第２の酸化物は二酸化ケイ素である、請求項７記載の方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態は、物品、コーティングされたチャンバコンポーネント、及び耐プラズマ性コーティングをチャンバコンポーネントにコーティングする方法に関する。耐プラズマ性コーティングは、コンポーネント内の細孔壁を含む多孔質コンポーネントの全ての表面をコーティングする高純度酸化物層を含むことができる。オプションとして、耐プラズマ性コーティングは、希土類金属含有酸化物層及び／又は酸化アルミニウム層を含むことができる。このコーティングは、原子層堆積のような非直線性技術を用いて形成される。
【背景】
【0002】
様々な製造プロセスは、高温、高エネルギープラズマ、腐食性ガスの混合物、高ストレス、及びそれらの組み合わせに半導体処理チャンバコンポーネントを曝露させる。これらの極端な条件は、チャンバコンポーネントを腐食及び／又は浸食させ、チャンバコンポーネントの欠陥に対する感受性を増加させる可能性がある。このような極端な環境において、これらの欠陥を低減し、コンポーネントの耐腐食性及び／又は耐浸食性を改善することが望ましい。
【0003】
保護コーティング膜は、典型的には、様々な方法（例えば、溶射、スパッタリング、イオンアシスト蒸着（ＩＡＤ）、プラズマ溶射、又は蒸発技術）によってチャンバコンポーネント上に堆積される。これらの技術は、一般的に、そのようなチャンバコンポーネント内の細孔の細孔壁上にコーティングを堆積させることができない。
【概要】
【0004】
本明細書に記載のいくつかの実施形態は、コーティングされた多孔質物品（例えば、静電チャックからの多孔質プラグ）を含む。物品は、多孔質体内に複数の細孔を含み、複数の細孔のそれぞれが細孔壁を含む多孔質体を含む。多孔質体はガスを透過可能である。物品は、多孔質体の表面上及び多孔質体内の複数の細孔の細孔壁上に耐プラズマ性コーティングを更に含む。耐プラズマ性コーティングは、約５ｎｍ～約３μｍの厚さを有することができる。耐プラズマ性コーティングは、細孔壁を浸食から保護する。耐プラズマ性コーティングを有する多孔質体は、ガスを透過可能のままである
【0005】
いくつかの実施形態では、方法は、複数の細孔を含む多孔質チャンバコンポーネント上に耐プラズマ性コーティングを堆積させるために原子層堆積を実行するステップを含み、複数の細孔は、それぞれ細孔壁を含む。多孔質体は、ガスを透過可能である。原子層堆積を実行するステップは、耐プラズマ性コーティングを多孔質チャンバコンポーネントの表面上に堆積させるステップと、多孔質チャンバコンポーネント内の複数の細孔の細孔壁上に耐プラズマ性コーティングを堆積させるステップとを含む。耐プラズマ性コーティングは、約５ｎｍ～約３μｍの厚さを有することができ、耐プラズマ性コーティングは、細孔壁を浸食から保護し、耐プラズマ性コーティングを有する多孔質チャンバコンポーネントは、原子層堆積を実施した後にガスを透過可能のままである。
【0006】
いくつかの実施形態では、方法は、複数の多孔質セラミックスプラグを一緒に堆積チャンバ内にロードするステップを含む。複数の多孔質セラミックスプラグのうちの１つの多孔質セラミックスプラグはガスを透過可能であり、複数の細孔を含み、複数の細孔はそれぞれ細孔壁を含む。本方法は、複数の多孔質セラミックスプラグ上に酸化アルミニウムコーティングを同時に堆積させるために原子層堆積を実行するステップを更に含む。複数の多孔質セラミックスプラグのうちの１つの多孔質セラミックスプラグのための原子層堆積を実行するステップは、多孔質セラミックスプラグの表面上に酸化アルミニウムコーティングを堆積させるステップと、多孔質セラミックスプラグ内の複数の細孔の細孔壁上に酸化アルミニウムコーティングを堆積させるステップとを含む。酸化アルミニウムコーティングは、約５ｎｍ～約３μｍの厚さを有することができる。酸化アルミニウムコーティングは、細孔壁を浸食から保護し、耐プラズマ性コーティングを有する多孔質セラミックスプラグは、原子層堆積を行った後、ガスを透過可能なままである。
【図面の簡単な説明】
【0007】
本開示は、同様の参照符号が同様の要素を示す添付図面の図において、限定としてではなく例として示されている。本開示における「１つの」又は「一」実施形態への異なる参照は、必ずしも同じ実施形態への参照ではなく、そのような参照は少なくとも１つを意味することが留意されるべきである。
【図1】処理チャンバの断面図を示す。
【図2A】本明細書に記載の原子層堆積技術に係る堆積プロセスの一実施形態を示す。
【図2B】本明細書に記載の原子層堆積技術に係る堆積プロセスの別の一実施形態を示す。
【図2C】本明細書に記載の原子層堆積技術に係る堆積プロセスの別の一実施形態を示す。
【図2D】本明細書に記載の原子層堆積技術に係る堆積プロセスの別の一実施形態を示す。
【図3A】本明細書に記載の原子層堆積を使用して耐プラズマ性コーティングを生成する方法を示す。
【図3B】本明細書に記載の原子層堆積を使用して耐プラズマ性コーティングを生成する方法を示す。
【図4A】実施形態に係る、静電チャックチャンバコンポーネントのためのプラグを示す。
【図4B】静電チャック用のプラグ内の細孔の拡大図を示し、各細孔の内面は、本明細書に記載されているような耐プラズマ性コーティングでコーティングされている。
【図4C】本明細書に記載の実施形態に従ってコーティングされた複数の多孔質セラミックスプラグを含む基板支持アセンブリを示す。
【図5A】本明細書に記載の実施形態に従ってコーティングされた多孔質プラグの形態を示す上面図である。
【図5B】本明細書に記載の実施形態に従ってコーティングされた多孔質プラグの断面図である。
【図6】新規及び使用済みのセラミックス多孔質プラグのエネルギー分散型Ｘ線微量分析の結果を示すチャートである。
【詳細な説明】
【0008】
本明細書に記載の実施形態は、物品の多孔質セラミックス体内の細孔の細孔壁上に耐プラズマ性コーティングを堆積させた物品、コーティングされたチャンバコンポーネント、及び方法を網羅する。耐プラズマ性コーティングは、高純度金属酸化物層（例えば、高純度酸化アルミニウム）又は希土類金属含有酸化物層（例えば、イットリウム含有酸化物層）とすることができる。耐プラズマ性コーティングはまた、１以上の金属酸化物層並びに１以上の希土類金属含有酸化物層を含む多層コーティングであってもよい。本明細書で使用される場合、耐プラズマ性という用語は、少なくとも１つのタイプのガス並びに少なくとも１つのタイプのガスの化学物質及びラジカルのプラズマに耐性があることを意味する。物品は、多孔質セラミック材料とすることができる。堆積プロセスは、非直線的プロセス（例えば、原子層堆積（ＡＬＤ）プロセス）である。
【0009】
耐プラズマ性コーティングの厚さは、いくつかの実施形態では、約５ｎｍ～約３００ｎｍとすることができる。耐プラズマ性コーティングは、チャンバコンポーネントの表面ならびにチャンバコンポーネント内の細孔の細孔壁を実質的に均一な厚さでコンフォーマルに覆うことができる。一実施形態では、耐プラズマ性コーティングは、±２０％未満の厚さ変動、又は±１０％未満の厚さ変動、又は±５％未満の厚さ変動、又はより小さい厚さ変動を有する均一な厚さでコーティングされた下地表面（コーティングされた細孔壁を含む）のコンフォーマルな被覆を有する。
【0010】
本明細書に記載の実施形態は、多孔質セラミックス体（例えば、静電チャック用の多孔質セラミックスプラグ）内の細孔壁が、耐プラズマ性コーティングで効果的にコーティングされることを可能にする。多孔質セラミックス体は、１以上のガスを透過可能とすることができる。細孔壁上の耐プラズマ性コーティングは、多孔質セラミックス体を詰まらせることなく、細孔壁を１以上のガスによる浸食から保護することができる。したがって、多孔質セラミックス体は、耐プラズマ性コーティングによってコーティングされた後、１以上のガスを透過可能なままとすることができる。耐プラズマ性コーティングはまた、約０％の空孔率で緻密である（例えば、耐プラズマ性コーティングは、実施形態では空孔無しとすることができる）。耐プラズマ性コーティングは、プラズマエッチング化学物質（例えば、ＣＣｌ４／ＣＨＦ３プラズマエッチング化学物質、ＨＣｌ３Ｓｉエッチング化学物質、及びＮＦ３エッチング化学物質）からの腐食及び浸食に対して耐性があることが可能である。
【0011】
ＡＬＤは、物品の表面との化学反応を介して材料の制御された自己制限的堆積を可能にする。コンフォーマルプロセスではなく、ＡＬＤも均一プロセスである。高アスペクト比構造（例えば、約３：１～３００：１）を含む物品の露出された全ての面は、堆積された材料と同じ又はほぼ同じ量を有する。本明細書で述べるように、多孔質セラミックス体内の細孔の内壁も、多孔質セラミックス体を詰まらせることなく、又は多孔質セラミックス体の透過性を低下させることなく、ＡＬＤプロセスを用いてコーティングされる。ＡＬＤプロセスの典型的な反応サイクルは、前駆体（すなわち、単一の化学物質Ａ）をＡＬＤチャンバ内に溢れさせて、（物品内の細孔壁の表面を含む）物品の表面上に吸着されることから始まる。その後、反応物質（すなわち、単一の化学物質Ｒ）がＡＬＤチャンバに導入され、続いて洗い流される（フラッシュされる）前に、過剰の前駆体はＡＬＤチャンバから洗い流される。ＡＬＤの場合、材料の最終的な厚さは、各反応サイクルが１原子層又は１原子層の一部とすることができるある一定の厚さの層を成長するため、実行される反応サイクルの数に依存する。
【0012】
高アスペクト比構造（例えば、細孔）を有する多孔質コンポーネント上にコーティングを堆積するために典型的に使用される他の技術（例えば、プラズマ溶射コーティング及びイオンアシスト蒸着）とは異なり、ＡＬＤ技術は、そのような構造内（すなわち、多孔質コンポーネント内の細孔の細孔壁上）に材料の層を堆積させることができる。更に、ＡＬＤ技術は、堆積中の亀裂形成を排除することができる、空隙の無い（すなわち、ピンホールの無い）比較的薄い（すなわち、１μｍ以下の）コーティングを生成する。本明細書で使用される「空孔の無い」という用語は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定されたとき、コーティングの深さ全体に沿って、細孔、ピンホール、空隙、又は亀裂が無いことを意味する。ＴＥＭは、明視野、暗視野、又は高解像度モードで、２００ｋＶで操作されるＴＥＭを用いて、集束イオンビームミリングによって調製された厚さ１００ｎｍのＴＥＭ薄片を用いて行うことができる。対照的に、従来の電子ビームＩＡＤ又はプラズマ溶射技術では、多孔質コンポーネント内の細孔の細孔壁はコーティングされない。その代わりに、多孔質コンポーネントの表面は、細孔を覆って塞ぐようにコーティングされ、多孔質コンポーネントの透過性を減少又は排除する。
【0013】
多孔質の処理チャンバコンポーネント（例えば、静電チャック（ＥＳＣ）用のプラグ）は、これらの耐プラズマ性コーティングを有することにより、それらの性能に影響を与えずに過酷なエッチング環境内でコンポーネントを保護することからの恩恵を受ける。従来の堆積方法はまた、プラグの空孔率を減少させ、したがってそれらの性能に影響を及ぼすコーティングをもたらす可能性がある。プラグは、少なくともいくつかのガスを透過可能であり、ガス粒子を濾過するか、又はＥＳＣの空洞内へのラジカル浸透を遮断し、ＥＳＣにおける二次プラズマ光を防止するように設計される。したがって、いくつかの実施形態の目的は、プラグの空孔率及び／又は透過率を維持することである。本明細書に記載された実施形態は、多孔質セラミック物品（例えば、前述の多孔質チャンバコンポーネント）の内部細孔壁が、それらの空孔率又は透過率に影響を及ぼすことなく物品を保護する耐プラズマ性コーティングでコーティングされることを可能にする。
【0014】
図１は、実施形態に係る耐プラズマ性コーティングでコーティングされた１以上のチャンバコンポーネントを有する半導体処理チャンバ１００の断面図である。処理チャンバ１００は、プラズマ処理条件を有する腐食性プラズマ環境が提供されるプロセスに使用することができる。例えば、処理チャンバ１００は、プラズマエッチング装置又はプラズマエッチングリアクタ、プラズマ洗浄装置、プラズマ強化ＣＶＤ、又はＡＬＤリアクタなどのためのチャンバとすることができる。耐プラズマ性コーティングを含むことができるチャンバコンポーネントの例には、静電チャック（ＥＳＣ）１５０の多孔質セラミックスプラグが含まれる。以下でより詳細に説明される耐プラズマ性コーティングは、ＡＬＤプロセスによって施される。ＡＬＤは、複雑な形状及び高アスペクト比を有する構造を有する多孔質コンポーネントを含む全てのタイプのコンポーネントに空孔の無い実質的に均一な厚さのコンフォーマルなコーティングを施すことができる。
【0015】
耐プラズマ性コーティングは、金属酸化物層用の前駆体（例えば、アルミニウム含有前駆体）を用いてＡＬＤを用いて成長させるか又は堆積させることができる。耐プラズマ性コーティングは、追加的又は代替的に、希土類金属含有酸化物を堆積するための、又は希土類金属含有酸化物を１以上の追加の酸化物と組み合わせて同時堆積するための１以上の前駆体を用いてＡＬＤを用いて成長又は堆積させ、希土類含有酸化物層を形成することができる。一実施形態では、希土類金属含有酸化物層は、多結晶構造を有する。あるいはまた、希土類含有酸化物層は、非晶質構造を有していてもよい。希土類金属含有酸化物は、イットリウム、タンタル、ジルコニウム、及び／又はエルビウムを含むことができる。例えば、希土類金属含有酸化物は、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、酸化エルビウム（Ｅｒ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）等とすることができる。実施形態では、希土類金属含有酸化物は、多結晶イットリアである。他の実施形態では、希土類金属含有酸化物は、アモルファスイットリアである。希土類金属含有酸化物はまた、１以上の希土類元素（例えば、イットリウム、ジルコニウム、及び／又はエルビウム）と混合されたアルミニウムを含むことができる。希土類金属含有酸化物層を形成するために、希土類金属含有酸化物と同時堆積することができる追加の１又は複数の酸化物は、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化エルビウム（Ｅｒ２Ｏ３）、又はそれらの組み合わせを含むことができる。多層耐プラズマ性コーティングのためのイットリウム含有酸化物層は、例えば、ＹｘＺｒｙＯｚ、ＹａＺｒｘＡｌｙＯｚ、ＹｘＡｌｙＯｚ、又はＹｘＥｒｙＯｚとすることができる。イットリウム含有酸化物は、空間群Ｉａ－３（２０６）を有する立方体構造を有するイットリア石を有するイットリア（Ｙ２Ｏ３）であってもよい。
【0016】
一実施形態では、希土類金属含有酸化物層は、Ｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）、Ｅｒ３Ａｌ５Ｏ１２（ＥＡＧ）、又はＹ４Ａｌ２Ｏ９（ＹＡＭ）のうちの１つである。希土類金属含有酸化物層はまた、ＹＡｌＯ３（ＹＡＰ）、Ｅｒ４Ａｌ２Ｏ９（ＥＡＭ）、ＥｒＡｌＯ３（ＥＡＰ）、Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２の固溶体、及び／又はＹ４Ａｌ２Ｏ９とＹ２Ｏ３－ＺｒＯ２固溶体とを含むセラミックス化合物であってもよい。
【0017】
Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２の固溶体に関して、希土類金属含有酸化物層は、１０～９０モル分率（モル％）の濃度のＹ２Ｏ３と、１０～９０モル％のＺｒＯ２とを含むことができる。いくつかの例では、Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２の固溶体は、１０～２０モル％のＹ２Ｏ３と、８０～９０モル％のＺｒＯ２とを含むことができる、２０～３０モル％のＹ２Ｏ３と、７０～８０モル％のＺｒＯ２とを含むことができる、３０～４０モルのＹ２Ｏ３と、６０～７０モル％のＺｒＯ２とを含むことができる、４０～５０モル％のＹ２Ｏ３と、５０～６０モル％のＺｒＯ２とを含むことができる、６０～７０モル％のＹ２Ｏ３と、３０～４０モル％のＺｒＯ２とを含むことができる、７０～８０モル％のＹ２Ｏ３と、２０～３０モル％のＺｒＯ２とを含むことができる、８０～９０モル％のＹ２Ｏ３と、１０～２０モル％のＺｒＯ２とを含むことができる、などである。
【0018】
Ｙ４Ａｌ２Ｏ９とＹ２Ｏ３－ＺｒＯ２固溶体とを含むセラミックス化合物に関して、一実施形態では、セラミックス化合物は、６２．９３モル分率（モル％）のＹ２Ｏ３と、２３．２３モル％のＺｒＯ２と、１３．９４モル％のＡｌ２Ｏ３とを含む。別の一実施形態では、セラミックス化合物は、５０～７５モル％の範囲のＹ２Ｏ３と、１０～３０モル％のＺｒＯ２と、１０～３０モル％の範囲のＡｌ２Ｏ３とを含むことができる。別の一実施形態では、セラミックス化合物は、４０～１００モル％の範囲のＹ２Ｏ３と、０．１～６０モル％のＺｒＯ２と、０．１～１０モル％の範囲のＡｌ２Ｏ３とを含むことができる。別の一実施形態では、セラミックス化合物は、４０～６０モル％の範囲のＹ２Ｏ３と、３０～５０モル％のＺｒＯ２と、１０～２０モル％の範囲のＡｌ２Ｏ３とを含むことができる。別の一実施形態では、セラミックス化合物は、４０～５０モル％の範囲のＹ２Ｏ３と、２０～４０モル％のＺｒＯ２と、２０～４０モル％の範囲のＡｌ２Ｏ３とを含むことができる。別の一実施形態では、セラミックス化合物は、７０～９０モル％の範囲のＹ２Ｏ３と、０．１～２０モル％のＺｒＯ２と、１０～２０モル％の範囲のＡｌ２Ｏ３とを含むことができる。別の一実施形態では、セラミックス化合物は、６０～８０モル％の範囲のＹ２Ｏ３と、０．１～１０モル％のＺｒＯ２と、２０～４０モル％の範囲のＡｌ２Ｏ３とを含むことができる。別の一実施形態では、セラミックス化合物は、４０～６０モル％の範囲のＹ２Ｏ３と、０．１～２０モル％のＺｒＯ２と、３０～４０モル％の範囲のＡｌ２Ｏ３とを含むことができる。他の実施形態では、セラミックス化合物に対して他の配分を使用することもできる。
【0019】
一実施形態では、希土類金属含有酸化物層に対して、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｅｒ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、及びＳｉＯ２の組み合わせを含む代替のセラミックス化合物が使用される。一実施形態では、代替のセラミックス化合物は、４０～４５モル％の範囲のＹ２Ｏ３と、０～１０モル％のＺｒＯ２と、３５～４０モル％のＥｒ２Ｏ３と、５～１０モル％の範囲のＧｄ２Ｏ３と、５～１５モル％のＳｉＯ２とを含むことができる。第１の例では、代替のセラミックス化合物は、４０モル％のＹ２Ｏ３と、５モル％のＺｒＯ２と、３５モル％のＥｒ２Ｏ３と、５モル％のＧｄ２Ｏ３と、１５モル％のＳｉＯ２とを含む。第２の例では、代替のセラミックス化合物は、４５モル％のＹ２Ｏ３と、５モル％のＺｒＯ２と、３５モル％のＥｒ２Ｏ３と、１０モル％のＧｄ２Ｏ３と、５モル％のＳｉＯ２とを含む。第３の例では、代替のセラミックス化合物は、４０モル％のＹ２Ｏ３と、５モル％のＺｒＯ２と、４０モル％のＥｒ２Ｏ３と、７モル％のＧｄ２Ｏ３と、８モル％のＳｉＯ２とを含む。
【0020】
上記希土類金属含有酸化物層のいずれも、微量の他の物質（例えば、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＣｅＯ２、Ｓｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、又は他の酸化物）を含んでいてもよい。
【0021】
金属酸化物層は、単独で使用される場合、少なくともいくつかのプラズマに対するプラズマ浸食からコンポーネントを保護する高純度酸化アルミニウム又は同様の材料を含むことができる。これはまた、希土類金属含有酸化物層（使用された場合）のチャンバコンポーネントへの接着を改善し、実施形態では最高約３５０℃（又は約２００℃又は約２００℃～約３５０℃）の温度で耐プラズマ性コーティングの割れ及び剥離に対する耐熱性を提供する。
【0022】
一実施形態では、処理チャンバ１００は、内部容積１０６を囲むチャンバ本体１０２とシャワーヘッド１３０とを含む。シャワーヘッド１３０は、シャワーヘッドベース及びシャワーヘッドガス分配プレートを含むことができる。あるいはまた、シャワーヘッド１３０は、いくつかの実施形態では、蓋及びノズルによって置き換えてもよく、又は他の実施形態では、複数のパイ形のシャワーヘッド区画及びプラズマ生成ユニットによって置き換えてもよい。チャンバ本体１０２は、アルミニウム、ステンレス鋼、又は他の適切な材料から製造することができる。チャンバ本体１０２は、一般的に、側壁１０８及び底部１１０を含む。
【0023】
外側ライナー１１６は、側壁１０８に隣接して配置され、チャンバ本体１０２を保護することができる。外側ライナー１１６は、二層コーティングで製造及び／又はコーティングすることができる。一実施形態では、外側ライナー１１６は、酸化アルミニウムから製造される。
【0024】
排気ポート１２６は、チャンバ本体１０２内に画定されることができ、内部容積１０６をポンプシステム１２８に結合することができる。ポンプシステム１２８は、排気して処理チャンバ１００の内部容積１０６の圧力を調節するために使用される１以上のポンプ及びスロットルバルブを含むことができる。
【0025】
シャワーヘッド１３０は、チャンバ本体１０２の側壁１０８上に支持することができる。シャワーヘッド１３０（又は蓋）は、処理チャンバ１００の内部容積１０６へのアクセスを可能にするように開放することができ、閉じている間は、処理チャンバ１００に対してシールを提供することができる。ガスパネル１５８は、処理チャンバ１００に結合されて、処理ガス及び／又は洗浄ガスを、シャワーヘッド１３０又は蓋及びノズルを介して内部容積１０６に提供することができる。シャワーヘッド１３０は、誘電体エッチング（誘電体材料のエッチング）に使用される処理チャンバ用に使用することができる。シャワーヘッド１３０は、ガス分配プレート（ＧＤＰ）１３３を含み、ＧＤＰ１３３は、ＧＤＰ１３３の全域にわたって複数のガス供給穴１３２を有する。シャワーヘッド１３０は、アルミニウムベース又は陽極酸化アルミニウムベースに接合されたＧＤＰ１３３を含むことができる。ＧＤＰ１３３は、Ｓｉ又はＳｉＣから製造することができる、又はセラミックス（例えば、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）など）とすることができる。
【0026】
導体エッチング（導電性材料のエッチング）用に使用される処理チャンバでは、シャワーヘッドではなく蓋を使用することができる。蓋は、蓋の中心穴に嵌合する中心ノズルを含むことができる。蓋は、セラミックス（例えば、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＹＡＧ）、又はＹ４Ａｌ２Ｏ９とＹ２Ｏ３－ＺｒＯ２の固溶体とを含むセラミックス化合物とすることができる。ノズルもまた、セラミックス（例えば、Ｙ２Ｏ３、ＹＡＧ）、又はＹ４Ａｌ２Ｏ９とＹ２Ｏ３－ＺｒＯ２の固溶体とを含むセラミックス化合物とすることができる。
【0027】
処理チャンバ１００内で基板を処理するために使用することができる処理ガスの例は、ハロゲン含有ガス（例えば、とりわけ、Ｃ２Ｆ６、ＳＦ６、ＳｉＣｌ４、ＨＢｒ、ＮＦ３、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ３、Ｆ、ＮＦ３、Ｃｌ２、ＣＣｌ４、ＢＣｌ３、及びＳｉＦ４）、及び他のガス（例えば、Ｏ２又はＮ２Ｏ）を含む。キャリアガスの例は、Ｎ２、Ｈｅ、Ａｒ、及び処理ガスに対して不活性な他のガス（例えば、非反応性ガス）を含む。基板支持アセンブリ１４８は、シャワーヘッド１３０又は蓋の下方の処理チャンバ１００の内部容積１０６内に配置される。基板支持アセンブリ１４８は、処理中に基板１４４を保持する。リング１４６（例えば、単一のリング）は、静電チャック１５０の一部を覆うことができ、覆われた部分が処理中にプラズマに曝露されないように保護することができる。一実施形態では、リング１４６はシリコン又は石英であってもよい。
【0028】
内側ライナー１１８は、基板支持アセンブリ１４８の周囲を覆うことができる。内側ライナー１１８は、ハロゲン含有ガス耐性材料（例えば、外側ライナー１１６を参照して論じられたもの）とすることができる。一実施形態では、内側ライナー１１８は、外側ライナー１１６と同じ材料から製造されてもよい。
【0029】
一実施形態では、基板支持アセンブリ１４８は、台座１５２を支持する取り付けプレート１６２と、静電チャック１５０とを含む。静電チャック１５０は、熱伝導ベース１６４と、熱伝導ベースに接合剤１３８によって接合された静電パック１６６とを更に含み、接合剤１３８は、一実施形態では、シリコーン接合剤とすることができる。静電パック１６６の上面は、図示の実施形態では、耐プラズマ性コーティング１３６によって覆うことができる。耐プラズマ性コーティング１３６は、熱伝導性ベース１６４及び静電パック１６６の外側及び側部周縁部を含む静電チャック１５０の露出面全体、ならびに静電チャック内でアスペクト比の大きい他の幾何学的に複雑な部品又は穴に配置することができる。一実施形態では、耐プラズマ性コーティングは、静電パック１６６の１以上の穴に挿入されるセラミックスプラグ（図示せず）内の細孔の細孔壁をコーティングする。セラミックスプラグは、図４Ａ～図４Ｃに関連して、以下でより詳細に説明する。取り付けプレート１６２は、チャンバ本体１０２の底部１１０に結合され、ユーティリティ（例えば、流体、電力線、センサリードなど）を熱伝導ベース１６４及び静電パック１６６に経路付ける（ルーティングする）ための通路を含む。
【0030】
熱伝導ベース１６４及び／又は静電パック１６６は、１以上のオプションの埋設された加熱素子１７６、埋設された熱アイソレータ１７４、及び／又は導管１６８、１７０を含み、基板支持アセンブリ１４８の横方向の温度プロファイルを制御することができる。導管１６８、１７０は、導管１６８、１７０を介して温度調節流体を循環させる流体源１７２に流体的に結合することができる。一実施形態では、埋設されたアイソレータ１７４は、導管１６８、１７０の間に配置することができる。ヒータ１７６は、ヒータ電源１７８によって調整される。導管１６８、１７０及びヒータ１７６を使用して、熱伝導ベース１６４の温度を制御することができる。導管及びヒータは、静電パック１６６及び処理される基板（例えば、ウェハ）１４４を加熱及び／又は冷却する。静電パック１６６及び熱伝導ベース１６４の温度は、コントローラ１９５を使用して監視することができる複数の温度センサ１９０、１９２を使用して監視することができる。
【0031】
静電パック１６６は、複数のガス通路（例えば、溝、メサ、及びパック１６６の上面に形成することができる他の表面構造）を更に含むことができる。ガス通路は、静電パック１６６内に穿孔された孔を介して熱伝達（又は裏面）ガス（例えば、Ｈｅ）の供給源に流体結合させることができる。動作中、裏面ガスは、制御された圧力でガス通路内に供給され、静電パック１６６と基板１４４との間の熱伝達を向上させることができる。Ｈｅビア孔は、Ｈｅを透過可能な多孔質セラミックスプラグによって塞がれてもよい。多孔質セラミックスプラグはまた、半導体処理チャンバ１００を洗浄するために使用される腐食性ガス及びプラズマを少なくとも部分的に透過可能とすることができる。多孔質セラミックスプラグは、腐食性ガスのガス粒子を濾過し、そのような腐食性ガスが基板支持体アセンブリ内に侵入するのを防止することができる。多孔質セラミックスプラグは、静電パック１６６内のＨｅビア内に二次プラズマが形成されるのを更に防止することができる。しかしながら、多孔質セラミックスプラグは、繰り返しの洗浄サイクルの後に腐食する可能性がある。更に、多孔質セラミックスプラグの化学的性質は、多孔質セラミックスプラグがフッ素に曝されると変化する可能性がある（例えば、多孔質セラミックスプラグは、Ｓｉを失い、フッ素を獲得する可能性がある）。したがって、多孔質セラミックスプラグは、多孔質セラミックスプラグの寿命を延ばすために、本明細書の実施形態に従ってコーティングすることができる。
【0032】
静電パック１６６は、チャッキング電源１８２によって制御される少なくとも１つのクランプ電極１８０を含む。クランプ電極１８０（又は静電パック１６６又はベース１６４内に配置された他の電極）は、処理チャンバ１００内の処理ガス及び／又は他のガスから形成されたプラズマを維持するための整合回路１８８を介して１以上のＲＦ電源１８４、１８６に更に結合することができる。ＲＦ電源１８４、１８６は、一般的に、約５０ｋＨｚ～約３ＧＨｚの周波数と、最大約１００００ワットの電力を有するＲＦ信号を生成することができる。
【0033】
図２Ａは、（物品内の細孔壁を含む）物品上に耐プラズマ性コーティングを成長又は堆積させるためのＡＬＤ技術による堆積プロセスの一実施形態を示す。図２Ｂは、（物品内の細孔壁を含む）物品上に多層耐プラズマ性コーティングを成長又は堆積させるためのＡＬＤ技術による堆積プロセスの一実施形態を示す。図２Ｃは、本明細書に記載されるような原子層堆積技術による堆積プロセスの別の一実施形態を示す。図２Ｄは、本明細書に記載されるような原子層堆積技術による堆積プロセスの別の一実施形態を示す。
【0034】
様々なタイプのＡＬＤプロセスが存在し、特定のタイプは、いくつかの要因（例えば、コーティングされるべき表面、コーティング材料、表面とコーティング材料との間の化学的相互作用など）に基づいて選択することができる。様々なＡＬＤプロセスの一般的な原理は、自己限定的に一度に１つずつ表面と化学的に反応するガス状化学前駆体のパルスにコーティングされる表面を繰り返し曝露させることによって薄膜層を成長させることを含む。
【0035】
図２Ａ～図２Ｄは、表面を有する物品２１０を示す。物品２１０は、静電チャック又は基板支持アセンブリのための多孔質セラミックスプラグを含むが、これに限定されない種々の多孔質処理チャンバコンポーネント（例えば、半導体処理チャンバコンポーネント）を表すことができる。物品２１０は、セラミックス、金属－セラミックス複合材料（例えば、ＡｌＯ／ＳｉＯ、ＡｌＯ／ＭｇＯ／ＳｉＯ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＡｌＮ／ＳｉＯなど）、金属（例えば、アルミニウム、ステンレス鋼）、ポリマー、ポリマーセラミック複合材料、マイラー、ポリエステル、又は他の適切な材料から製造され、ＡｌＮ、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２などの材料を更に含むことができる。一実施形態では、物品２１０は、第１の酸化物の焼結粒子と、第１の酸化物の焼結粒子の結合剤として作用する第２の酸化物とを含む二相材料から構成されるセラミックス多孔質プラグである。二相材料は、多孔質マトリックス中に配置することができる。例えば、第１の酸化物はＡｌ２Ｏ３又はＡｌＮとすることができ、第２の酸化物はＳｉＯ２とすることができる。これらの材料の課題は、ＳｉＯ２含有相がフッ素化学物質に対してほとんど耐性が無く、非常に速くエッチング除去されて多孔質マトリックスを破壊し、微粒子の生成を招くことである。
【0036】
ＡＬＤの場合、表面上への前駆体の吸着又は吸着された前駆体との反応物質の反応は、「半反応」と呼ぶことができる。第１の半反応の間、前駆体は、前駆体を表面上に完全に吸着可能にするのに十分な時間の間、（物品２１０内の細孔壁の表面上を含む）物品２１０の表面上にパルスされる。前駆体が表面上の有限数の利用可能な部位に吸着され、表面上に均一な連続吸着層を形成するので、吸着は自己限定的である。前駆体によって既に吸着された任意の部位は、吸着した部位が均一な連続コーティング上に新たな利用可能な部位を形成する処理に付されない限り、及び／又はそのような処理に付されるまで、同じ前駆体によって更に吸着することができなくなる。例示的な処理は、プラズマ処理、均一な連続吸着層をラジカルに曝露することによる処理、又は表面に吸着された直近の均一な連続層と反応することができる異なる前駆体の導入とすることができる。
【0037】
いくつかの実施形態では、２以上の前駆体が共に注入され、物品の表面上に吸着される。過剰な前駆体は、酸素含有反応物質が注入されて固体の単相又は多相層（例えば、ＹＡＧの層、Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２の相など）を形成するために吸着物と反応するまで汲み出される。この新鮮な層は、次のサイクルで前駆体を吸着する準備ができている。
【0038】
図２Ａにおいて、物品２１０の表面が第１の前駆体２６０で完全に吸着されて吸着層２１４を形成するまで、物品２１０は、第１の期間の間、前駆体２６０に導入することができる。続いて、物品２１０は、第１の反応物質２６５に導入され、吸着層２１４と反応して、固体層２１６を成長させることができる（例えば、これによって層２１６は、完全に成長又は堆積される。ここで成長及び堆積という用語は、本明細書内で交換可能に使用することができる）。第１前駆体２６０は、高純度金属酸化物（例えば、高純度酸化アルミニウム）のための前駆体とすることができる。層２１６が酸化物である場合、第１の反応物質２６５は、酸素、水蒸気、オゾン、純酸素、酸素ラジカル、又は別の酸素源とすることができる。従って、ＡＬＤを用いて層２１６を形成することができる。層２１６は、耐プラズマ性コーティングとすることができるか、又は多層耐プラズマ性コーティングのうちの１つの層とすることができる。
【0039】
層２１６が高純度アルミナ（ＨＰ－Ａｌ２Ｏ３）層である一例では、（細孔の内部を含む）物品の表面上のすべての反応部位が消費されるまでの第１の期間の間、第１の前駆体２６０（例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ））に物品２１０（例えば、ＥＳＣ用の多孔質セラミックスプラグ）を導入することができる。残りの第１の前駆体２６０を洗い流し、次いでＨ２Ｏの第１の反応物質２６５をリアクタに注入して、第２の半サイクルを開始する。Ｈ２Ｏ分子が第１の半反応によって生成されたＡｌ含有吸着層と反応した後、ＨＰ－Ａｌ２Ｏ３の層２１６が形成される。
【0040】
層２１６は、均一で、連続的であり、コンフォーマルとすることができる。層２１６は、実施形態において空孔が無い（例えば、ゼロの空孔率を有する）、又は約ゼロの空孔率（例えば、０％～０．０１％の空孔率）を有することができる。層２１６は、単一のＡＬＤ堆積サイクル後、いくつかの実施形態では、１原子層未満～数原子の厚さを有することができる。いくつかの有機金属前駆体分子は大きい。反応物質２６５と反応した後、大きな有機配位子は無くなり、はるかに小さな金属原子を残す可能性がある。（例えば、前駆体２６０の導入に続いて反応物質２６５が導入されるステップを含む）１つの完全なＡＬＤサイクルは、単一の原子層未満になる可能性がある。例えば、ＴＭＡ及びＨ２Ｏによって成長させたＡｌ２Ｏ３単分子層は、典型的には、約０．９Å／サイクル～約１．３Å／サイクルの成長速度を有し、一方、Ａｌ２Ｏ３格子定数は、ａ＝４．７Å及びｃ＝１３Å（三方晶構造の場合）である。
【0041】
複数の完全なＡＬＤ堆積サイクルを実施して、１原子～数原子の追加の部分によって厚さに追加する（例えば、前駆体２６０の導入、洗い流し、反応物質２６５の導入、及び再び洗い流しを含む）各完全サイクルによって、より厚い層２１６を堆積させることができる。図示されているように、最高ｎ回の完全サイクルが実行され、層２１６を成長させることができ、ただし、ｎは１よりも大きい整数値である。実施形態では、層２１６は、約５ｎｍ～約３μｍの厚さを有する。更なる一実施形態では、層２１６は、約５ｎｍ～約３００ｎｍの厚さを有する。層２１６は、実施形態において約１０ｎｍ～約１５０ｎｍ、他の実施形態において約５０ｎｍ～１００ｎｍの厚さを有することができる。
【0042】
層２１６は、堅牢な耐プラズマ性及び機械的特性を提供する。層２１６は、腐食からコンポーネントを保護し、絶縁耐力を向上させることができ、希土類金属含有酸化物層の（例えば、多孔質セラミックス、又はＡｌ６０６１、Ａｌ６０６３で形成された）コンポーネントへのより良好な接着力を提供することができ、及び最高約２００℃、又は最高約２５０℃、又は約２００℃～約２５０℃の温度で耐プラズマ性コーティングの割れを防止することができる。更なる実施形態では、層２１６は、最高約３５０℃の温度で耐プラズマ性コーティングの割れを防止することができる。堆積のためにＡＬＤが使用されるので、高アスペクト比の構造（例えば、シャワーヘッド内のガス送出孔又は多孔質材料内の細孔）の内面をコーティングすることができ、従って、コンポーネントの全体を腐食環境への曝露から保護することができる。
【0043】
層２１６は、実施形態において約８９．９９％～約９９．９９％の純度を有するＨＰ－Ａｌ２Ｏ３とすることができる。高純度のＡ２Ｏ３は、ＥＳＣプラグに使用される典型的なセラミックス材料よりも、プラズマ腐食に対して著しく耐性がある。更に、ＨＰ－Ａｌ２Ｏ３は、共通元素（例えば、アルミニウム及び酸素）のために、セラミックス及びアルミニウムベースのコンポーネントに対して良好な接着性を有する。同様に、ＨＰ－Ａｌ２Ｏ３は、これもまた共通元素（すなわち、酸化物）のために、希土類金属含有酸化物に対して良好な接着性を有する。これらの改良された界面は、ひび割れを開始しやすい界面欠陥を減少させる。
【0044】
図２Ｂは、図２Ａを参照して説明したような層２１６の堆積を含む堆積プロセス２０１を説明する。しかしながら、図２Ｂの堆積プロセス２０１は、多層耐プラズマ性コーティングを形成するための追加層２２０の堆積を更に含む。したがって、層２１６が完成した後、層２１６を有する物品２１０は、層２１６が１以上の追加の前駆体２７０で完全に吸着されて吸着層２１８を形成するまで、第２の持続時間の間に追加の１以上の前駆体２７０に導入させることができる。続いて、物品２１０を反応物質２７５に導入して、吸着層２１８と反応させて、固体希土類金属含有酸化物層２２０（単純化のために第２の層２２０とも呼ばれる）を成長させることができる（例えば、これによって第２の層２２０は完全に成長又は堆積される）。この実施形態では、層２１６は、アモルファス金属酸化物（例えば、アモルファスＨＰ－Ａｌ２Ｏ３）とすることができる。したがって、第２の層２２０は、ＡＬＤを用いて層２１６上に完全に成長又は堆積される。一例では、前駆体２７０は、第１の半サイクルで使用されるイットリウム含有前駆体とすることができ、反応物質２７５は、第２の半サイクルで使用されるＨ２Ｏとすることができる。
【0045】
第２の層２２０は、イットリウム含有酸化物層又は他の希土類金属含有酸化物層を形成し、これは、均一で、連続的、かつコンフォーマルとすることができる。第２の層２２０は、実施形態では１％未満、更なる実施形態では０．１％未満、及び実施形態では約０％の非常に低い空孔率を有する、又は更なる別の実施形態では空孔が無いことが可能である。第２の層２２０は、単一の完全なＡＬＤ堆積サイクルの後に、１原子未満～数原子（例えば、２～３原子）の厚さを有することができる。複数のＡＬＤ堆積段階を実施して、より厚い第２の層２２０を堆積させることができ、各段階で１原子～数原子の追加の部分が厚さに追加される。図示されるように、完全堆積サイクルは、ｍ回繰り返されて、第２の層２２０が目標厚さを有するようにすることができ、ただし、ｍは１より大きい整数値である。実施形態では、第２の層２２０は、約５ｎｍ～３μｍの厚さを有することができる。他の実施形態では、第２の層２２０は、約５ｎｍ～約３００ｎｍの厚さを有することができる。第２の層２２０は、実施形態では、約１０ｎｍ～約２０ｎｍの厚さを有することができ、又はいくつかの実施形態では、約５０ｎｍ～約６０ｎｍの厚さを有することができる。他の実施形態では、第２の層２２０は、約９０ｎｍ～約１１０ｎｍの厚さを有することができる。
【0046】
層２１６の厚さに対する第２の層２２０の厚さの比は、２００：１～１：２００とすることができる。層２１６の厚さに対する第２の層２２０の厚さのより高い比（例えば、２００：１、１００：１、５０：１、２０：１、１０：１、５：１、２：１など）は、より良好な耐腐食性及び耐浸食性を提供し、一方、層２１６の厚さに対する第２の層２２０の厚さのより低い比（例えば、１：２、１：５、１：１０、１：２０、１：５０、１：１００、１：２００）は、より良好な耐熱性（例えば、熱サイクルによって引き起こされる割れ及び／又は層間剥離に対する改善された耐性）を提供する。
【0047】
第２の層２２０は、上述の希土類金属含有酸化物層のいずれかであってもよい。例えば、第２の層２２０は、単独又は１以上の他の希土類金属酸化物と組み合わせたＹ２Ｏ３とすることができる。いくつかの実施形態では、第２の層２２０は、ＡＬＤによって同時堆積された少なくとも２つの希土類金属含有酸化物前駆体の混合物から形成された単相材料（例えば、Ｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２のうちの１以上の組み合わせ）である。例えば、第２の層２２０は、ＹｘＺｒｙＯｚ、ＹｘＥｒｙＯｚ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９（ＹＡＭ）、Ｙ２Ｏ３安定化ＺｒＯ２（ＹＳＺ）、又はＹ４Ａｌ２Ｏ９と、Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２の固溶体とを含むセラミックス化合物のうちの１つとすることができる。一実施形態では、層２１６はアモルファスＨＰ－Ａｌ２Ｏ３であり、第２の層２２０は、単独又は１以上の他の希土類金属酸化物材料と単相にある多結晶又はアモルファスのイットリウム含有酸化物化合物（例えば、Ｙ２Ｏ３、ＹｘＡｌｙＯｚ、ＹｘＺｒｙＯｚ、ＹｘＥｒｙＯｚ）である。従って、層２１６は、イットリウム含有酸化物層の堆積前に堆積された応力緩和層とすることができる。
【0048】
いくつかの実施形態では、第２の層２２０は、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、又はＺｒＯ２を含むことができる。いくつかの実施形態では、第２の層２２０は、ＥｒｘＡｌｙＯｚ（例えば、Ｅｒ３Ａｌ５Ｏ１２）、ＥｒｘＺｒｙＯｚ、ＥｒａＺｒｘＡｌｙＯｚ、ＹｘＥｒｙＯｚ、又はＥｒａＹｘＺｒｙＯｚ（例えば、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、及びＥｒ２Ｏ３の単相固溶体）のうちの少なくとも１つの多成分材料である。第２の層２２０はまた、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９（ＹＡＭ）、Ｙ２Ｏ３安定化ＺｒＯ２（ＹＳＺ）、又はＹ４Ａｌ２Ｏ９と、Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２の固溶体とを含むセラミックス化合物のうちの１つであってもよい。一実施形態では、第２の層２２０は、エルビウム含有化合物（例えば、Ｅｒ２Ｏ３、ＥｒｘＡｌｙＯｚ、ＥｒｘＺｒｙＯｚ、ＥｒａＺｒｘＡｌｙＯｚ、ＹｘＥｒｙＯｚ、又はＥｒａＹｘＺｒｙＯｚ）である。
【0049】
図２Ｃ～図２Ｄを参照すると、いくつかの実施形態では、耐プラズマ性コーティングは、３以上の層を含む。具体的には、耐プラズマ性コーティングは、酸化物層と希土類金属含有酸化物層との交互層のシーケンスを含むことができる、又は層２１６と、希土類金属含有酸化物層のための交互層のシーケンスとを含むことができる。いくつかの実施形態では、希土類金属含有酸化物層は交互サブ層の層である。例えば、希土類金属含有酸化物層は、Ｙ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３の一連の交互サブ層、Ｙ２Ｏ３とＺｒＯ２の一連の交互サブ層、Ｙ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３とＺｒＯ２との一連の交互サブ層などとすることができる。
【0050】
図２Ｃを参照すると、層２１６を有する物品２１０を堆積チャンバに挿入することができる。表面層２１６は、図２Ａ又は図２Ｂを参照して説明したように形成することができる。あるいはまた、層が上に形成されていない物品２１０を提供することができる。物品２１０は、層２１６又は物品２１０が１以上の追加の前駆体２８０に完全に吸着されて吸着層２２２を形成するまでの間、１以上の前駆体２８０に導入することができる。続いて、物品２１０は、反応物質２８２に導入されて、吸着層２２２と反応して、固体金属酸化物層２２４を成長させることができる。従って、金属酸化物層２２４は、ＡＬＤを使用して表面層２１６の上に完全に成長又は堆積される。一例では、前駆体２８０は、第１の半サイクルで使用されるイットリウム含有前駆体とすることができ、反応物質２８２は、第２の半サイクルで使用されるＨ２Ｏとすることができる。金属酸化物層２２４は、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、又は別の酸化物のうちの第１のものであってもよい。
【0051】
層２１６及び金属酸化物層２２４を有する物品２１０は、金属酸化物層２２４の表面が１以上の前駆体２８４で完全に吸着されて吸着層２２６を形成するまでの間、１以上の前駆体２８４に導入することができる。続いて、物品２１０は、反応物質２８６に導入されて、吸着層２２６と反応して、追加の固体金属酸化物層２２８を成長させることができる。従って、追加の金属酸化物層２２８は、ＡＬＤを用いて金属酸化物層２２４の上に完全に成長又は堆積される。一例では、前駆体２８４は、第１の半サイクルで使用されるジルコニウム含有前駆体とすることができ、反応物質２８６は、第２の半サイクルで使用されるＨ２Ｏとすることができる。金属酸化物層２２４は、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、又は別の酸化物のうちの第２のものであってもよい。
【0052】
図示のように、金属酸化物２２４及び第２の金属酸化物２２８の堆積は、ｎ回繰り返して、交互層のスタック２３７を形成することができる（ただし、ｎは２より大きい整数値である）。ｎは、目標とされる厚さ及び特性に基づいて選択される有限数の層を表すことができる。交互層のスタック２３７は、複数の交互サブ層を含む希土類金属含有酸化物層と考えることができる。従って、前駆体２８０、反応物質２８４、前駆体２８４、及び反応物質２８６は、順次繰り返して導入され、追加の交互層２３０、２３２、２３４、２３６などを成長又は堆積させることができる。層２２４、２２４、２３０、２３２、２３４、２３６等の各々は、単一原子層未満から数原子層の厚さを有する非常に薄い層とすることができる。例えば、ＴＭＡ及びＨ２Ｏによって成長させたＡｌ２Ｏ３単分子層は、典型的には、約０．９～約１．３Å／サイクルの成長速度を有し、一方、Ａｌ２Ｏ３格子定数は、ａ＝４．７Å及びｃ＝１３Å（三方晶構造の場合）である。
【0053】
上述の交互層２２４～２３６は１：１の比を有し、第２の金属酸化物の各単一層に対して第１の金属酸化物の単一層が存在する。しかしながら、他の実施形態では、異なる種類の金属酸化物層の間に他の比（例えば、２：１、３：１、４：１など）が存在してもよい。例えば、一実施形態では、各ＺｒＯ２層に対して２つのＹ２Ｏ３層を堆積させることができる。また、交互層２２４～２３６のスタック２３７は、２種類の金属酸化物層の交互の連なりとして記載されている。しかしながら、他の実施形態では、３種類以上の金属酸化物層が交互スタック２３７内に堆積されてもよい。例えば、スタック２３７は、３つの異なる交互層（例えば、Ｙ２Ｏ３の第１の層、Ａｌ２Ｏ３の第１の層、ＺｒＯ２の第１の層、Ｙ２Ｏ３の第２の層、Ａｌ２Ｏ３の第２の層、ＺｒＯ２の第２の層など）を含むことができる。
【0054】
交互層のスタック２３７が形成された後、アニール処理が実行され、異なる材料の交互層を互いに拡散させ、単相又は多相を有する複合酸化物を形成させることができる。従って、アニール処理後、交互層２３７のスタックは、単一の希土類金属含有酸化物層２３８となることができる。例えば、スタック中の層がＹ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、及びＺｒＯ２である場合、得られる希土類金属含有酸化物層２３８は、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９と、Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２の固溶体とを含むセラミックス化合物となることができる。スタック中の層がＹ２Ｏ３及びＺｒＯ２である場合、Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２の固溶体を形成することができる。
【0055】
図２Ｄを参照すると、層２１６を有する物品２１０を堆積チャンバに挿入することができる。あるいはまた、このような層２１６を有さない物品２１０を堆積チャンバに挿入することができる。層２１６は、図２Ａ又は図２Ｂを参照して説明したように形成することができる。物品２１０は、層２１６又は物品２１０が１以上の前駆体２９０で完全に吸着されて吸着層２４０を形成するまでの間、１以上の前駆体２９０に導入することができる。その後、物品２１０は、反応物質２９２に導入されて、吸着層２４０と反応して固体希土類酸化物層２４２を成長させることができる。前駆体２９０及び反応物質２９２は、実施形態では、前駆体２７０及び反応物質２７５に対応することができる。従って、希土類酸化物層２４２は、ＡＬＤを用いて層２１６の上に完全に成長又は堆積される。前駆体２９０を導入し、次いで反応物質２９２を導入するプロセスは、ｎ回繰り返して、希土類酸化物層２４２を目標厚さにすることができる（ただし、ｎは１より大きい整数）。
【0056】
層２１６及び／又は希土類酸化物層２４２を有する物品２１０は、希土類酸化物層２４２の表面が１以上の前駆体２９４で完全に吸着されて吸着層２４４を形成するまでの間、１以上の前駆体２９４に導入することができる。続いて、物品２１０を反応物質２９６に導入して、吸着層２４４と反応させてバリア層２４６を成長させることができる。前駆体２９４及び反応物質２９６は、実施形態では、前駆体２６０及び反応物質２６５に対応することができる。従って、バリア層２４４は、表面層２１６と同じ材料組成を有してもよい。バリア層２４６は、ＡＬＤを用いて希土類酸化物層２４２の上に完全に成長又は堆積される。前駆体２９４を導入し、次いで反応物質２９６を導入するプロセスは、１～２回実行して、希土類酸化物層内の結晶成長を防止することができる薄いバリア層２４６を形成することができる。
【0057】
図示のように、希土類酸化物２４２及びバリア層２２８の堆積をｍ回繰り返して、交互層のスタック２４８を形成することができる（ただし、ｍは１より大きい整数値である）。Ｎは、目標とされた厚さ及び特性に基づいて選択される有限数の層を表すことができる。交互層のスタック２４８は、複数の交互のサブ層を含む希土類金属含有酸化物層と考えることができる。
【0058】
図２Ｄに示される最終構造は、表面高純度金属酸化物層２１６（例えば、アモルファス金属酸化物）と、希土類金属含有酸化物２４２と第２の酸化物又は他のセラミックス２２８との交互層のスタック２４８とを含む耐プラズマ性コーティングでコーティングされた物品２１０の断面側面図である。
【0059】
第２の酸化物又は他のセラミックスは、いくつかの実施形態において表面層を形成するために使用される酸化物（例えば、Ａｌ２Ｏ３）と同じ酸化物であってもよい。あるいはまた、第２の酸化物又はセラミックスは、表面層を形成するために使用される酸化物とは異なる酸化物であってもよい。
【0060】
希土類金属含有酸化物の各層は、約５～１０オングストロームの厚さを有することができ、ＡＬＤプロセスの約５～約１０サイクルを実行することによって形成することができ、各サイクルは、希土類金属含有酸化物の１つのナノレイヤー（又は、１つのナノレイヤーよりもわずかに少ない又は多いナノレイヤー）を形成する。一実施形態では、希土類金属含有酸化物の各層は、約６～約８ＡＬＤサイクルを使用して形成される。第２の酸化物又は他のセラミックスの各層は、単一のＡＬＤサイクル（又は数回のＡＬＤサイクル）から形成することができ、１原子未満～数原子の厚さを有することができる。希土類金属含有酸化物の層は、それぞれ、約５～１００オングストロームの厚さを有することができ、第２の酸化物の層は、実施形態では、それぞれ約１～２０オングストロームの厚さを有することができ、更なる実施形態では、１～４オングストロームの厚さを有することができる。希土類金属含有酸化物２４２及び第２の酸化物又は他のセラミックス２２８の交互層のスタック２４８は、約５ｎｍ～約３μｍの合計厚さを有することができる。希土類金属含有酸化物の層２４２の間の第２の酸化物又は他のセラミックス２４６の薄層は、希土類金属含有酸化物層における結晶形成を防止することができる。これにより、アモルファスイットリア層を成長可能にすることができる。
【0061】
図２Ａ～図２Ｄを参照して説明された実施形態では、表面反応（例えば、半反応）が順次行われ、様々な前駆体及び反応物質は、実施形態においては接触していない。新しい前駆体又は反応物質の導入に先立って、ＡＬＤプロセスが行われるチャンバは、不活性キャリアガス（例えば、窒素又は空気）でパージして、未反応の前駆体及び／又は表面前駆体反応副生成物を除去することができる。前駆体は各層で異なり、イットリウム含有酸化物層又は他の希土類金属含有酸化物層のための第２の前駆体は、２つの希土類金属含有酸化物前駆体の混合物として、これらの化合物の同時堆積を促進して、単相材料層を形成することができる。いくつかの実施形態では、少なくとも２つの前駆体が使用され、他の実施形態では、少なくとも３つの前駆体が使用され、更に別の実施形態では、少なくとも４つの前駆体が使用される。
【0062】
ＡＬＤプロセスは、プロセスのタイプに応じて様々な温度で行うことができる。特定のＡＬＤプロセスに対して最適な温度範囲は、「ＡＬＤ温度ウィンドウ」と呼ばれる。ＡＬＤ温度ウィンドウより低い温度は、不良な成長速度と非ＡＬＤタイプの堆積をもたらす可能性がある。ＡＬＤ温度ウィンドウより高い温度は、化学気相成長（ＣＶＤ）機構を介して起こる反応をもたらす可能性がある。ＡＬＤ温度ウィンドウは、約１００℃～約４００℃の範囲とすることができる。いくつかの実施形態では、ＡＬＤ温度ウィンドウは、約１２０～３００℃である。いくつかのＡＬＤプロセスは、約２０℃～約４００℃の温度で実施することもできる。
【0063】
ＡＬＤプロセスは、複雑な幾何学的形状、高アスペクト比の孔（例えば、細孔）、及び三次元構造を有する物品及び表面上に均一な厚さを有するコンフォーマルな耐プラズマ性コーティングを可能にする。各前駆体の表面への十分な曝露時間は、前駆体が分散し、その三次元の複雑な構造の全てを含む表面全体と完全に反応することを可能にする。高アスペクト比の構造においてコンフォーマルＡＬＤを得るために利用される曝露時間は、アスペクト比の２乗に比例し、モデリング技術を使用して予測することができる。また、ＡＬＤ技術は、原材料（例えば、粉末原料及び焼結されたターゲット）の長期かつ困難な製造を必要とせずに、特定の組成物又は配合物のインサイチューでオンデマンドの材料合成を可能にするので、他の通常使用されるコーティング技術よりも有利である。いくつかの実施形態では、ＡＬＤを使用して、約３：１～約３００：１のアスペクト比の物品をコーティングする。
【0064】
本明細書に記載のＡＬＤ技術を用いて、多成分膜（例えば、ＹｘＡｌｙＯｚ（例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）、ＹｘＺｒｙＯｚ、ＹａＺｒｘＡｌｙＯｚ、ＹｘＥｒｙＯｚ、ＹｘＥｒｙＦｚ、又はＹｗＥｒｘＯｙＦｚ）を、上記で説明され、以下の例においてより詳細に説明されるように、（例えば、希土類金属含有酸化物を単独で又は１以上の他の酸化物と組み合わせて成長させるために使用される前駆体の適切な混合物によって）成長、堆積、又は同時堆積することができる。
【0065】
図３Ａは、多孔質の物品（例えば、実施形態に係る多孔質処理チャンバコンポーネント（例えば、ＥＳＣ用プラグ））内の多孔質壁上に耐プラズマ性コーティングを形成する方法３００を示す。方法３００は、本明細書に記載される任意の物品をコーティングするために使用することができる。本方法は、オプションとして、耐プラズマ性コーティングに対する組成を選択することによって開始してもよい。組成の選択及び形成方法は、同じエンティティによって、又は複数のエンティティによって実行されてもよい。
【0066】
本方法は、ブロック３０５において、酸性溶液で物品を洗浄することをオプションとして含むことができる。一実施形態では、物品は酸性溶液の浴中に浸される。酸性溶液は、実施形態において、フッ化水素酸（ＨＦ）溶液、塩酸（ＨＣｌ）溶液、硝酸（ＨＮＯ３）溶液、又はそれらの組み合わせとすることができる。酸性溶液は、物品から表面汚染物質を除去することができる、及び／又は物品の表面から酸化物を除去することができる。物品を酸性溶液で洗浄することにより、ＡＬＤを用いて堆積されたコーティングの品質を改善することができる。一実施形態では、約０．１体積％～約５．０体積％のＨＦを含む酸性溶液を使用して、石英から作られたチャンバコンポーネントを洗浄する。一実施形態では、約０．１体積％～約２０体積％のＨＣｌを含む酸性溶液を使用して、Ａｌ２Ｏ３から作られた物品を洗浄する。一実施形態では、約５体積％～約１５体積％のＨＮＯ３を含む酸性溶液を使用して、アルミニウム及び他の金属から作られた物品を洗浄する。
【0067】
ブロック３１０において、物品は、ＡＬＤ堆積チャンバ内にロードされる。ブロック３２０において、本方法は、ＡＬＤを使用して物品の表面上に耐プラズマ性コーティングを堆積させるステップを含む。耐プラズマ性コーティングは更に、物品内の細孔の細孔壁上に堆積される。一実施形態では、ブロック３２５において、ＡＬＤが実行され、金属酸化物層（例えば、Ａｌ２Ｏ３層などの）を堆積させる。一実施形態では、ブロック３３０において、ＡＬＤは、オプションとして実行され、希土類金属含有酸化物層を単独で、又は１以上の他の酸化物と共に堆積又は同時堆積させる。ＡＬＤは、耐プラズマ性コーティングの表面粗さを、コーティングされる物品の下地の表面の表面粗さと一致させることができる、実施形態において実行されるような非常にコンフォーマルなプロセスである。耐プラズマ性コーティングは、いくつかの実施形態では、約５ｎｍ～約３μｍの合計厚さを有することができる。耐プラズマ性コーティングは、実施形態では約０％の空孔率を有してもよく、又は実施形態では空孔が無くてもよく、約±５％以下、±１０％以下、又は±２０％以下の厚さばらつきを有してもよい。
【0068】
一実施形態では、ブロック３３５において、ＡＬＤを実行して、希土類金属含有酸化物と追加の酸化物の交互層のスタックを堆積させる。追加の酸化物は、本明細書に記載の酸化物のいずれであってもよい。あるいはまた、単一層を形成してもよい。
【0069】
いくつかの例では、多孔質物品の空孔率及び／又は透過率を減少させることが有益な場合がある。いくつかの実施形態では、細孔の細孔壁上の耐プラズマ性コーティングの厚さは、多孔質材料の空孔率及び透過率に影響を及ぼす可能性がある。コーティングの厚さを空孔率の減少及び／又は透過率の減少に対してマッピングする特徴付けを行うことができる。特徴付けは、その後、多孔質物品の初期空孔率及び／又は初期透過率を目標空孔率及び／又は透過率まで減少させるために使用することができる。例えば、第１のコーティング厚さは、６０％から５０％まで空孔率を減少させることができ、第２のコーティング厚さは、６０％から４０％まで空孔率を減少させることができる。出発空孔率及び目標空孔率（又は出発透過率及び目標透過率）を決定することができる。出発空孔率（又は出発透過率）を目標の空孔率（又は目標透過率）に低下させるコーティング厚さを決定することができる。耐プラズマ性コーティングは、次に、空孔率及び／又は透過率が目標空孔率及び／又は目標透過率を達成するように、目標厚さまで堆積させることができる。
【0070】
イットリウム含有酸化物層は、イットリウム含有酸化物を含み、１以上の追加の希土類金属酸化物を含むことができる。イットリウムを含む希土類含有酸化物材料は、イットリウム含有酸化物が一般的に高い安定性、高い硬度、及び優れた耐浸食特性を有するので、実施形態において耐プラズマ性コーティングを形成するために使用することができる。例えば、Ｙ２Ｏ３は、最も安定な酸化物の１つであり、標準生成ギブス自由エネルギー（ΔＧｆ）が－１８１６．６５ｋＪ／ｍｏｌであり、Ｙ２Ｏ３と大部分のプロセス化学物質との反応が標準条件下では熱力学的に不利であることを示している。本明細書の実施形態に従って堆積されたＹ２Ｏ３を有する第１の金属酸化物層及び希土類金属含有酸化物層を含む耐プラズマ性コーティングはまた、多くのプラズマ及び化学環境に対して低い浸食速度（例えば、２００ワットのバイアス及び５００℃で直接ＮＦ３プラズマ化学物質に曝露されたときの約０μｍ／秒の浸食速度）を有することができる。例えば、２００ワットと５００℃での直接ＮＦ３プラズマの１時間の試験では、測定可能な浸食は生じなかった。耐プラズマ性コーティングを形成することができるイットリウム含有酸化物化合物の例としては、Ｙ２Ｏ３、ＹｘＡｌｙＯｚ（例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）、ＹｘＺｒｙＯｚ、ＹａＺｒｘＡｌｙＯｚ、又はＹｘＥｒｙＯｚを含む。耐プラズマ性コーティング中のイットリウム含有量は、約０．１原子％から１００原子％近くまで及ぶことができる。イットリウム含有酸化物の場合、イットリウム含有量は、約０．１原子％から１００原子％近くまで及び、酸素含有量は、約０．１原子％から１００原子％近くまで及ぶことができる。
【0071】
耐プラズマ性コーティングを形成することができるエルビウム含有酸化物化合物の例としては、Ｅｒ２Ｏ３、ＥｒｘＡｌｙＯｚ（例えば、Ｅｒ３Ａｌ５Ｏ１２）、ＥｒｘＺｒｙＯｚ、ＥｒａＺｒｘＡｌｙＯｚ、ＹｘＥｒｙＯｚ、及びＥｒａＹｘＺｒｙＯｚ（例えば、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、及びＥｒ２Ｏ３の単相固溶体）を含む。耐プラズマ性コーティング中のエルビウム含有量は、約０．１原子％から約１００原子％近くまで及ぶことができる。エルビウム含有酸化物の場合、エルビウム含有量は、約０．１原子％から１００原子％近くまで及ぶことができ、酸素含有量は、約０．１原子％～１００原子％近くまで及ぶことができる。
【0072】
有利には、Ｙ２Ｏ３及びＥｒ２Ｏ３は混和性である。Ｙ２Ｏ３とＥｒ２Ｏ３との任意の組み合わせに対して単相固溶体を形成することができる。例えば、わずかに０モル％を超えるＥｒ２Ｏ３とわずかに１００モル％を下回るＹ２Ｏ３との混合物を組み合わせて同時堆積して、単相固溶体である耐プラズマ性コーティングを形成することができる。また、わずかに０モル％を超えるＥ２Ｏ３とわずかに１００モル％を下回るＹ２Ｏ３との混合物を組み合わせて、単相固溶体である耐プラズマ性コーティングを形成することができる。ＹｘＥｒｙＯｚの耐プラズマ性コーティングは、０モル％超～１００モル％未満のＹ２Ｏ３と、０モル％超～１００モル％未満のＥｒ２Ｏ３とを含むことができる。いくつかの顕著な例には、９０～９９モル％のＹ２Ｏ３と１～１０モル％のＥｒ２Ｏ３、８０～８９モル％のＹ２Ｏ３と１１～２０モル％のＥｒ２Ｏ３、７０～７９モル％のＹ２Ｏ３と２１～３０モル％のＥｒ２Ｏ３、６０～６９モル％のＹ２Ｏ３と３１～４０モル％のＥｒ２Ｏ３、５０～５９モル％のＹ２Ｏ３と４１～５０モル％のＥｒ２Ｏ３、４０～４９モル％のＹ２Ｏ３と５１～６０モル％のＥｒ２Ｏ３、３０～３９モル％のＹ２Ｏ３と６１～７０モル％のＥｒ２Ｏ３、２０～２９モル％のＹ２Ｏ３と７１～８０モル％のＥｒ２Ｏ３、１０～１９モル％のＹ２Ｏ３と８１～９０モル％のＥｒ２Ｏ３、及び１～１０モル％のＹ２Ｏ３と９０～９９モル％のＥｒ２Ｏ３を含む。ＹｘＥｒｙＯｚの単相固溶体は、約２３３０℃未満の温度で単斜立方状態を有することができる。
【0073】
有利には、ＺｒＯ２をＹ２Ｏ３及びＥｒ２Ｏ３と組み合わせて、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、及びＥｒ２Ｏ３の混合物を含む単相固溶体を形成することができる（例えば、ＥｒａＹｘＺｒｙＯｚ）。ＹａＥｒｘＺｒｙＯｚの固溶体は、立方晶系、六方晶系、正方晶系及び／又は立方体の蛍石構造を有することができる。ＹａＥｒｘＺｒｙＯｚの固溶体は、０モル％超～６０モル％のＺｒＯ２と、０モル％超～９９モル％のＥｒ２Ｏ３と、０モル％超～９９モル％のＹ２Ｏ３とを含むことができる。使用することができるＺｒＯ２のいくつかの顕著な量は、２モル％、５モル％、１０モル％、１５モル％、２０モル％、３０モル％、５０モル％、及び６０モル％を含む。使用することができるＥｒ２Ｏ３及び／又はＹ２Ｏ３のいくつかの顕著な量は、１０モル％、２０モル％、３０モル％、４０モル％、５０モル％、６０モル％、７０モル％、８０モル％、及び９０モル％を含む。
【0074】
ＹａＺｒｘＡｌｙＯｚの耐プラズマ性コーティングは、０モル％超～６０モル％のＺｒＯ２、０モル％超～９９モル％のＹ２Ｏ３、及び０モル％超～６０モル％のＡｌ２Ｏ３を含むことができる。使用することができるＺｒＯ２のいくつかの顕著な量は、２モル％、５モル％、１０モル％、１５モル％、２０モル％、３０モル％、５０モル％、及び６０モル％を含む。使用することができるＹ２Ｏ３のいくつかの顕著な量は、１０モル％、２０モル％、３０モル％、４０モル％、５０モル％、６０モル％、７０モル％、８０モル％、及び９０モル％を含む。使用することができるＡｌ２Ｏ３のいくつかの顕著な量は、２モル％、５モル％、１０モル％、２０モル％、３０モル％、４０モル％、５０モル％、及び６０モル％を含む。一例では、ＹａＺｒｘＡｌｙＯｚの耐プラズマ性コーティングは、４２モル％のＹ２Ｏ３、４０モル％のＺｒＯ２、及び１８モル％のＡｌ２Ｏ３を含み、層状構造を有する。別の一例では、ＹａＺｒｘＡｌｙＯｚの耐プラズマ性コーティングは、６３モル％のＹ２Ｏ３、１０モル％のＺｒＯ２、及び２７モル％のＡｌ２Ｏ３を含み、層状構造を有する。
【0075】
実施形態では、表面層及びＹ２Ｏ３、ＹｘＡｌｙＯｚ（例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）、ＹｘＺｒｙＯｚ、ＹａＺｒｘＡｌｙＯｚ、又はＹｘＥｒｙＯｚの希土類金属含有酸化物層を含む耐プラズマ性コーティングは、低いガス放出速度、約１０００Ｖ／μｍのオーダーの絶縁破壊電圧、約１Ｅ－８トール／秒未満の気密性（リークレート）、約６００～約９５０又は約６８５のビッカース硬さ、スクラッチテストで測定して約７５ｍＮ～約１００ｍＮ又は約８５ｍＮの接着力、及び室温でのＸ線回折によって測定して約－１０００～－２０００ＭＰａ（例えば、約－１１４０ＭＰａ）膜応力を有する。
【0076】
いくつかの実施形態では、耐プラズマ性コーティングは、ＡＬＤのために、ジエチルアルミニウムエトキシド、トリス（エチルメチルアミド）アルミニウム、アルミニウムｓｅｃ－ブトキシド、アルミニウムトリブロミド、アルミニウムトリクロライド、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリメチルアルミニウム、又はトリス（ジエチルアミド）アルミニウムから選択される酸化アルミニウム前駆体から形成することができる。
【0077】
いくつかの実施形態では、耐プラズマ性コーティングは、イットリアであるか、又はイットリアを含み、希土類金属含有酸化物層を形成するために使用される酸化イットリウム前駆体は、ＡＬＤのために、トリス（Ｎ、Ｎ－ビス（トリメチルシリル）アミド）イットリウム（ＩＩＩ）、又はイットリウム（ＩＩＩ）ブトキシドから選択されることができる。
【0078】
いくつかの実施形態では、耐プラズマ性コーティングは、酸化ジルコニウムを含む。耐プラズマ性コーティングが酸化ジルコニウムを含む場合、酸化ジルコニウム前駆体は、ＡＬＤのために、臭化ジルコニウム（ＩＶ）、塩化ジルコニウム（ＩＶ）、ジルコニウム（ＩＶ）ｔｅｒｔ－ブトキシド、テトラキス（ジエチルアミド）ジルコニウム（ＩＶ）、テトラキス（ジメチルアミド）ジルコニウム（ＩＶ）、又はテトラキス（エチルメチルアミド）ジルコニウム（ＩＶ）を含む。これらの酸化ジルコニウム前駆体のうちの１以上は、酸化イットリウム前駆体と共に同時堆積させてもよい。
【0079】
いくつかの実施形態では、耐プラズマ性コーティングは、酸化エルビウムを更に含むことができる。酸化エルビウム前駆体は、ＡＬＤのために、トリス－メチルシクロペンタジエニルエルビウム（ＩＩＩ）（Ｅｒ（ＭｅＣｐ）３）、エルビウムボランアミド（Ｅｒ（ＢＡ）３）、Ｅｒ（ＴＭＨＤ）３、エルビウム（ＩＩＩ）トリス（２，２，６，６－テトラメチル－３，５－ヘプタンジオネート）、又はトリス（ブチルシクロペンタジエニル）エルビウム（ＩＩＩ）から選択することができる。
【0080】
図３Ｂは、一実施形態に係る多孔質セラミックス物品（例えば、ＥＳＣ用の多孔質セラミックスプラグ）上に耐プラズマ性コーティングを形成する方法３５０を示す。本方法は、オプションとして耐プラズマ性コーティング用の組成物を選択することによって開始することができる。組成物の選択及び形成方法は、同じエンティティによって、又は複数のエンティティによって実行されてもよい。
【0081】
方法３５０のブロック３５２では、（例えば、多孔質ＥＳＣプラグの）物品の表面を、酸性溶液を用いて洗浄する。酸性溶液は、方法３００のブロック３０５に関して上述した酸性溶液のいずれであってもよい。その後、物品をＡＬＤ堆積チャンバにロードすることができる。
【0082】
ブロック３５５によると、本方法は、ＡＬＤを介して（物品内の細孔の細孔壁を含む）物品の表面上にアモルファスＨＰ－Ａｌ２Ｏ３の第１の層を堆積させるステップを含む。アモルファスＨＰ－Ａｌ２Ｏ３は、約５ｎｍ～約３００ｎｍの厚さを有することができる。ブロック３６０によると、本方法は、ＡＬＤを介してアモルファスＨＰ－Ａｌ２Ｏ３の表面層上にイットリウム含有酸化物前駆体及び別の酸化物前駆体の混合物を同時堆積させる（すなわち、１ステップ内で堆積させる）ことによって第２の層を形成するステップを更に含む。第２の層は、例えば、Ａｌ２Ｏ３又はＥｒ２Ｏ３又はＺｒＯ２との単一相内にＹ２Ｏ３を含むことができる。あるいはまた、第２の層は、複数の相（例えば、Ｙ４Ａｌ２Ｏ９の相）と、Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２の固溶体を含む別の相とを含むことができる。
【0083】
上述のように、希土類金属含有酸化物層は、複数の異なる酸化物の混合物を含むことができる。このような希土類金属含有酸化物層を形成するために、前述のイットリア前駆体、酸化エルビウム前駆体、アルミナ前駆体、及び／又は酸化ジルコニウム前駆体の任意の組み合わせを、ＡＬＤ堆積チャンバに共に導入して、様々な酸化物を同時堆積させ、単相又は多相を有する層を形成することができる。ＡＬＤ堆積又は同時堆積は、オゾン、水、Ｏ－ラジカル、又は酸素供与体として機能し得る他の前駆体の存在下で実行することができる。
【0084】
ブロック３７０では、追加の層が追加されるべきかどうか（例えば、多層スタックが形成されるべきかどうか）を決定することができる。追加の層を追加する場合、本方法はブロック３５５に戻ることができ、追加のＡｌ２Ｏ３層を形成することができる。さもなければ、本方法はブロック３７５に進むことができる。
【0085】
ブロック３７５では、チャンバコンポーネント上の物品（例えば、チャンバコンポーネント）及び耐プラズマ性コーティングの両方の層が加熱される。加熱は、アニーリングプロセス、熱サイクルプロセス、及び／又は半導体処理中の製造ステップを介して行われてもよい。一実施形態では、熱サイクルプロセスは、製造後のチェックとして試験片（クーポン）に対して実行され、品質管理のための割れを検出し、試験片は、部品が処理中に経験する可能性のある最高温度に循環（サイクル）される。熱サイクル温度は、部品が使用される特定の１つのアプリケーション又は複数のアプリケーションに依存している。例えば、（図４Ａ～図４Ｃに示す）セラミックスＥＳＣの場合、試験片は、室温と２５０℃との間で循環させることができる。温度は、物品、表面、及び膜層の構成材料に基づいて選択され、これによってそれらの完全性を維持し、これらのコンポーネントのいずれか又は全てを変形、分解、又は溶融させないようにすることができる。
【0086】
図４Ａ～図４Ｃは、一実施形態に係るＥＳＣ用のコーティングされた多孔質セラミックスプラグ４０５を示す。図４Ａは、ＥＳＣ用の多孔質セラミックスプラグ４０５を示す。多孔質セラミックスプラグ４０５は、セラミックス材料（例えば、ＡｌＯ／ＳｉＯ、ＡｌＯ／ＭｇＯ／ＳｉＯ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＡｌＮ／ＳｉＯなど）で作ることができる。セラミックスプラグ４０５は、本明細書の実施形態に記載されたような耐プラズマ性コーティングの使用によって性能が改善され得る多孔質セラミックチャンバコンポーネントの一例に過ぎない。本明細書に開示された耐プラズマ性コーティングでコーティングしたときに、他の多孔質セラミックチャンバコンポーネントの性能も改善され得ることが理解されるべきである。本明細書に示されるようなプラグ４０５は、高いアスペクト比を有する複雑な形状及び穴（すなわち、細孔）を有する表面を有する半導体処理チャンバコンポーネントの図として選択された。セラミックスプラグ４０５は、腐食性化学物質（例えば、フッ素）に曝される可能性があり、耐プラズマ性コーティングでコーティングされていないときは、プラグとのプラズマ相互作用のために浸食される。
【0087】
セラミックスプラグ４０５は、複数の細孔を有し、そのうちの１つ４０８が図４Ｂに示されている。セラミックスプラグ４０５は、約５％～約６０％の空孔率を有することができる。細孔４０８（及び／又は細孔によって形成されたセラミックスプラグ４０５を通るチャネル）は、長さの直径に対する比（Ｌ：Ｄ）として定義される高いアスペクト比を有することができ、高いアスペクト比は、約３：１～約３００：１、又は約５０：１～約１００：１の範囲とすることができる。細孔４０８の表面４１５は、耐プラズマ性コーティング４２０を有し、これは本明細書で上記の耐プラズマ性コーティングのいずれかに対応することができる。耐プラズマ性コーティング４２０は、細孔４０８の表面４１５上にＨＰ－Ａｌ２Ｏ３材料などを含んでもよく、それは実施形態において非晶質とすることができる。いくつかの実施形態では、ＨＰ－Ａｌ２Ｏ３層の純度は、約８９．９９％～約９９．９９％とすることができる。単層コーティング４２０は、単層コーティング４２０があっても、細孔４０８はその通常の動作中にＨｅガスを透過可能であるように、細孔４０８を通る流路４１２に殆ど又は全く影響を及ぼさない。耐プラズマ性コーティング４２０は、ＡＬＤ技術を用いて、セラミックスプラグ４０５の外面上ならびにセラミックスプラグ４０５内の細孔４０８の細孔壁４１５上に成長又は堆積される。
【0088】
ＡＬＤ技術は、複雑な幾何学的形状及び細孔の大きなアスペクト比にもかかわらず、細孔４０８の細孔壁４１５上に比較的均一な厚さ及びゼロ空孔率の（すなわち、空孔の無い）コンフォーマルなコーティングを可能にする。耐プラズマ性コーティング４２０は、プラズマ相互作用を低減し、その性能に影響を与えることなくプラグの耐久性を向上させることができる。ＡＬＤで堆積された耐プラズマ性コーティング４２０は、その機能を妨げないように、細孔４０８及びセラミックスプラグ４０５の外面の相対的な形状及び幾何学的構成を維持する。同様に、耐プラズマ性コーティングは、他の多孔質セラミックスチャンバコンポーネントに施される場合、コンポーネントの機能を損なわないように、コンポーネントの表面及び細孔壁の形状及び幾何学的構成を維持することができる。コーティングはまた、耐プラズマ性を提供し、多孔質物品の内部に対する耐浸食性及び／又は耐腐食性を改善することができる。
【0089】
耐プラズマ性コーティング４２０のプラズマに対する耐性は、コーティングされたコンポーネントの操作及びプラズマへの曝露期間全体を通じて、「ミクロン／時間（μｍ／時）」の単位を有することができる「エッチング速度」（ＥＲ）を通して測定される。異なる処理時間の後に測定を行ってもよい。例えば、測定は、処理前、又は約５０処理時間に、又は約１５０処理時間に、又は約２００処理時間などとすることができる。ＥＳＣプラグ又は任意の他の処理チャンバコンポーネント上に成長又は堆積された耐プラズマ性コーティングの組成の変化は、複数の異なるプラズマ抵抗又は浸食速度値をもたらすことができる。また、様々なプラズマに曝露された単一の組成を有する耐プラズマ性コーティング４２０は、複数の異なるプラズマ抵抗又は浸食速度値を有することができる。例えば、耐プラズマ性材料は、第１のタイプのプラズマに関連する第１のプラズマ抵抗又は浸食速度、及び第２のタイプのプラズマに関連する第２のプラズマ抵抗又は浸食速度を有することができる。
【0090】
いくつかの実施形態では、耐プラズマ性コーティング４２０は、第１の層と、オプションとして第１の層の上にある第２の希土類金属含有酸化物層（図示せず）を含むことができる。第１の層はＨＰ－Ａｌ２Ｏ３を含むことができ、希土類金属含有酸化物層が存在するとき、第１の層は非晶質ＨＰ－Ａｌ２Ｏ３層を含むことができる。希土類金属含有酸化物層は、単独で又は追加の希土類金属酸化物（例えば、酸化エルビウム、酸化ジルコニウムなど）と共に酸化イットリウムを含むことができる。希土類金属含有酸化物層は、任意の希土類金属含有酸化物材料（例えば、本明細書で上記したもの）を有することができる。各層は、ＡＬＤプロセスを用いてコーティングすることができる。ＡＬＤプロセスは、その高いアスペクト比にもかかわらず、細孔壁がセラミックスプラグ４０５の内側にあるにもかかわらず、各細孔４０８の細孔壁全体にわたって空孔の無い均一な厚さのコンフォーマルなコーティング層を成長させることができ、同時に、多成分コーティングは、セラミックスプラグの細孔を塞がないように十分に薄くすることができることを確実にする。
【0091】
図４Ｃは、本明細書に記載の実施形態に係る耐プラズマ性コーティングでコーティングされた複数の多孔質セラミックスプラグ４０５、４３５を含む基板支持アセンブリ４２２を示す。基板支持アセンブリ４２２は、取り付けプレート４６５、絶縁プレート４６０、設備プレート４５８、及び熱伝導ベース４５５と静電パック４３０から構成された静電チャックを含み、静電パック４３０は、接着剤４５０（例えば、シリコーン接着剤）によって熱伝導性ベース４５５に接合される。Ｏリング４４５を熱伝導性ベース４５５及び静電パック４３０の周囲の接着４５０の周りに配置して、接着剤４５０を保護してもよい。絶縁プレート４６０は、例えば、レクソライト（ｒｅｘｏｌｉｔｅ）又は他のプラスチックとすることができ、接地されたハードウェアの下から（例えば、取り付けプレート４６５から）電気的絶縁を提供することができる。基板支持アセンブリ４２２は、静電パック４３０、接着剤４５０、熱伝導ベース４５５、設備プレート４５８、絶縁プレート４６０、及び／又は取り付けプレート４６５を貫通する１以上の孔を含むことができる。１つ又は複数の多孔質セラミックスプラグ４３５、４０５が孔に挿入され、腐食性ガス及びプラズマが貫通孔に侵入するのを防ぐことができる。耐プラズマ性コーティングは、１以上の孔に挿入されたセラミックスプラグ４０５、４３５内の細孔の細孔壁をコーティングする。取り付けプレート４６５は、ユーティリティ（例えば、流体、電力線、センサリードなど）を熱伝導ベース４６０及び静電パック４５５に経路付け（ルーティング）するための通路を含む。
【0092】
静電パック４５５は、複数のガス通路（例えば、静電パック４３０の上面に形成することができる溝、メサ、及び他の表面構造）を更に含むことができる。ガス通路は、前述の細孔を介して熱伝達（又は裏面）ガス（例えば、Ｈｅ）の供給源に流体結合することができる。動作中、裏面ガスは、制御された圧力でガス通路に供給されて、静電パック４３０と支持された基板との間の熱伝達を向上させることができる。上述したように、孔は、Ｈｅを透過可能な多孔質セラミックスプラグ４０５、４３５によって塞がれたＨｅビアホールとすることができる。多孔質セラミックスプラグはまた、半導体処理チャンバ４３０を洗浄するために使用される腐食性ガス及びプラズマを少なくとも部分的に透過可能とすることができる。多孔質セラミックスプラグは、腐食性ガスのガス粒子を濾過し、そのような腐食性ガスが基板支持体アセンブリ内に浸透するのを防止することができる。多孔質セラミックスプラグ４０５、４３５は更に、二次的なプラズマが基板支持アセンブリ４２２の孔内に形成されるのを更に防止することができる。
【0093】
静電パック４３０は、少なくとも１つのクランプ電極４４０を含む。クランプ電極４４０（又は静電パック４３０に配置された他の電極）は更に、処理チャンバ内で処理ガス及び／又は他のガスから形成されたプラズマを維持するための整合回路を介して１以上のＲＦ電源に結合することができる。多孔質セラミックスプラグ４０５、４３５上の耐プラズマ性コーティングは、処理中にプラズマに対して耐腐食性を提供する。
【0094】
以下の実施例は、本明細書に記載された実施形態の理解を助けるために記載されており、本明細書に記載され特許請求される実施形態を具体的に限定するものとして解釈されるべきではない。当業者の知識の範囲内にある、現在知られているか又は後に開発される全ての均等物の置換を含むそのような変形、及び実験設計における処方の変更又は軽微な変更は、本明細書に組み込まれた実施形態の範囲内にあるとみなされるべきである。これらの実施例は、上述の方法３００又は方法３５０を実行することによって達成することができる。
【0095】
実施例１－多孔質セラミック基板上でのＨＰ－Ａｌ２Ｏ３表面層を形成
図５Ａは、本明細書に記載の実施形態に従ってコーティングされた多孔質プラグの形態を示す上面図である。図５Ｂは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を使用して画像化された本明細書に記載の実施形態に従ってコーティングされた多孔質プラグの断面図である。アモルファス酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）コーティングの耐プラズマ性コーティング５２０を、アルミナ及び二酸化ケイ素から構成される多孔質プラグ５１５上に堆積させた。Ａｌ２Ｏ３の耐プラズマ性コーティング５２０は、原子層堆積を使用して多孔質プラグ５１５上に堆積され、約４０ｎｍの厚さを有する。耐プラズマ性コーティング用の前駆体は、１～数ｍトールから１～数トールのスケールの圧力及び約１００～２５０℃の温度で基板に導入された。図示のように、コーティング５２０は、多孔質プラグ５１５の細孔を塞がない。
図５Ａは、本明細書に記載の実施形態に従ってコーティングされた多孔質プラグの形態を示す上面図である。図５Ｂは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を使用して画像化された本明細書に記載の実施形態に従ってコーティングされた多孔質プラグの断面図である。アモルファス酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）コーティングの耐プラズマ性コーティング５２０を、アルミナ及び二酸化ケイ素から構成される多孔質プラグ５１５上に堆積させた。Ａｌ２Ｏ３の耐プラズマ性コーティング５２０は、原子層堆積を使用して多孔質プラグ５１５上に堆積され、約４０ｎｍの厚さを有する。耐プラズマ性コーティング用の前駆体は、１～数ｍトールから１～数トールのスケールの圧力及び約１００～２５０℃の温度で基板に導入された。図示のように、コーティング５２０は、多孔質プラグ５１５の細孔を塞がない。
【0096】
図６は、新しい多孔質プラグ５０５、第１の使用済み多孔質プラグ５１０、及び第２の使用済み多孔質プラグ５１５に対するエネルギー分散型Ｘ線微量分析の結果を示す。この結果は、新しい多孔質プラグと比較して、ケイ素（Ｓｉ）の著しく低い含有量と、フッ素（Ｆ）の高い含有量を示している。このようなケイ素の喪失及びフッ素の添加は、本明細書に記載されているように、多孔質プラグ内の細孔の細孔壁上に耐プラズマ性コーティングを施すことによって緩和される。
【0097】
前述の説明は、本発明のいくつかの実施形態の良好な理解を提供するために、具体的なシステム、コンポーネント、方法等の例などの多数の具体的な詳細を説明している。しかしながら、本発明の少なくともいくつかの実施形態は、これらの具体的な詳細なしに実施することができることが当業者には明らかであろう。他の例において、周知のコンポーネント又は方法は、本発明を不必要に不明瞭にしないために、詳細には説明しないか、単純なブロック図形式で提示されている。従って、説明された具体的な詳細は、単なる例示である。特定の実装では、これらの例示的な詳細とは異なる場合があるが、依然として本発明の範囲内にあることが理解される。
【0098】
本明細書全体を通して「１つの実施形態」又は「一実施形態」への参照は、その実施形態に関連して記載された特定の構成、構造、又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味している。従って、本明細書を通じて様々な場所における「１つの実施形態では」又は「一実施形態では」という語句の出現は、必ずしも全て同じ実施形態を指すものではない。また、用語「又は」は、排他的な「又は」ではなく包含的な「又は」を意味することを意図している。「約」又は「ほぼ」という用語が本明細書で使用される場合、これは提示される公称値が±１０％以内で正確であることを意味することを意図している。
【0099】
本明細書内の本方法の操作は、特定の順序で図示され説明されているが、特定の操作を逆の順序で行うように、又は特定の操作を少なくとも部分的に他の操作と同時に実行するように、各方法の操作の順序を変更することができる。別の一実施形態では、異なる操作の命令又は副操作は、断続的及び／又は交互の方法とすることができる。
【0100】
なお、上記の説明は例示であり、限定的ではないことを意図していることが理解されるべきである。上記の説明を読み理解することにより、多くの他の実施形態が当業者にとって明らかとなるであろう。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を、そのような特許請求の範囲が権利を与える均等物の全範囲と共に参照して決定されるべきである。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図6】
