特許 7598858 高温セラミック構成要素のための原子層堆積コーティング

(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】2024-12-04

(45)【発行日】2024-12-12

(54)【発明の名称】高温セラミック構成要素のための原子層堆積コーティング

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20241205BHJP

   C01F 17/218 20200101ALI20241205BHJP

   C01F 17/259 20200101ALI20241205BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20241205BHJP

   B32B 9/00 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 Z

H01L21/02 D

C01F17/218

C01F17/259

C23C16/455

B32B9/00 A

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021530891

(86)(22)【出願日】2019-12-04

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-26

(86)【国際出願番号】 US2019064539

(87)【国際公開番号】W WO2020117979

(87)【国際公開日】2020-06-11

【審査請求日】2022-12-01

(31)【優先権主張番号】16/211,335

(32)【優先日】2018-12-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【前置審査】

(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

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(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】ウー シャオウェイ

(72)【発明者】

【氏名】サン ジェニファー ワイ

(72)【発明者】

【氏名】ライス マイケル アール

【審査官】小池 英敏

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１５０６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００９４３４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１６２２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５１４９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５１５６９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

Ｃ０１Ｆ １７／２１８

Ｃ０１Ｆ １７／２５９

Ｃ２３Ｃ １６／４５５

Ｂ３２Ｂ ９／００

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｃ２３Ｃ １６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コーティングされた物品であって、
処理チャンバでの使用に適した物品と、
物品上に形成されたアモルファスカーボン接着層と、
アモルファスカーボン接着層上に形成されたコーティングであって、
Ｙ_２Ｏ_３、Ｙ_ｘＺｒ_ｙＯ_ｚ、ＹＺｒＯＦ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｙ_４Ａｌ_２Ｏ_９、ＹＦ_３、ＹＯＦ、Ｙ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｅｒ_２Ｏ_３、Ｅｒ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、ＥｒＦ_３、Ｅｒ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｌｕ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｏ_３、ＳｃＦ_３、Ｓｃ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｇｄ_２Ｏ_３、ＧｄＦ_３、Ｇｄ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｓｍ_２Ｏ_３、及びＤｙ_２Ｏ_３、並びにそれらの組み合わせからなる群から選択される希土類金属含有セラミックを含み、
均一で、コンフォーマルで、無孔質であるコーティングとを備えるコーティングされ
た物品。

【請求項2】

物品はグラファイトを含み、
物品は、ヒータ、静電チャック、又はサセプタから選択される高温物品である、請求項１に記載のコーティングされた物品。

【請求項3】

コーティングは約１００ｎｍから約５μｍの厚さを有している、請求項１に記載のコーティングされた物品。

【請求項4】

物品は、見通し内堆積処理には到達し難い表面を含む内部チャネルを備え、
コーティングは物品の内面にさらに形成されている、請求項１に記載のコーティングされた物品。

【請求項5】

コーティングされた物品を形成する方法であって、
処理チャンバでの使用に適した物品を供給する工程であって、物品は第１熱膨張係数を有している工程と、
第２希土類セラミック化合物に対する第１希土類セラミック化合物のモル比を選択する工程であって、選択されたモル比で第１及び第２希土類セラミック化合物を含むセラミックコーティングが、原子層堆積によって物品の表面に堆積されると、第２熱膨張係数を有するセラミックコーティングが得られ、第２熱膨張係数は第１熱膨張係数からの１０％以内になっている工程と、
物品の１つ以上の表面にアモルファスカーボン接着層を形成する工程と、
原子層堆積を実行して、アモルファスカーボン接着層上にセラミックコーティングを堆積させる工程とを含む方法。

【請求項6】

第１及び第２希土類化合物はそれぞれ、Ｙ_２Ｏ_３、Ｙ_ｘＺｒ_ｙＯ_ｚ、ＹＺｒＯＦ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｙ_４Ａｌ_２Ｏ_９、ＹＦ_３、ＹＯＦ、Ｙ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｅｒ_２Ｏ_３、Ｅｒ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、ＥｒＦ_３、Ｅｒ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｌｕ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｏ_３、ＳｃＦ_３、Ｓｃ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｇｄ_２Ｏ_３、ＧｄＦ_３、Ｇｄ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｓｍ_２Ｏ_３、及びＤｙ_２Ｏ_３からなる群から独立して選択され、
第１及び第２希土類化合物は異なっている、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

第１希土類セラミック化合物は希土類酸化物を含み、
第２希土類化合物は希土類オキシフッ化物又は希土類フッ化物を含んでいる、請求項５に記載の方法。

【請求項8】

第１希土類セラミックはＹ_２Ｏ_３を含み、
第２希土類セラミックはＹ_ｘＯｙＦ_ｚを含んでいる、請求項５に記載の方法。

【請求項9】

セラミックコーティングは、均一で、コンフォーマルで、無孔質であり、
物品は、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、及びグラファイトからなる群から選択される組成を含んでいる、請求項５に記載の方法。

【請求項10】

物品は、ヒータ、静電チャック、ノズル、ガス分配プレート、シャワーヘッド、静電チャック構成要素、チャンバ壁、ライナ、ライナキット、ガスライン、蓋、チャンバ蓋、ノズル、シングルリング、プロセスキットリング、ベース、シールド、プラズマスクリーン、フローイコライザ、冷却ベース、チャンバビューポート、ベローズ、フェースプレート、及び選択性変調器からなる群から選択される、請求項５に記載の方法。

【請求項11】

コーティングの熱膨張係数は、物品の熱膨張係数からの１０％以内である、請求項１に記載のコーティングされた物品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の諸実施形態は、物品、コーティングされたチャンバ構成要素、及びセラミックコーティングでチャンバ構成要素をコーティングする方法に関する。セラミックコーティングは、構成要素（例えば、高温ヒータ又は静電チャック）のすべての表面をコーティングする希土類金属含有層を含むことができる。セラミックコーティングを、原子層堆積（ＡＬＤ）などの見通し外技術を使用して形成してもよい。

【背景】

【0002】

様々な半導体製造処理では、高温、高エネルギープラズマ、腐食性ガスの混合物、高応力、及びそれらの組み合わせが使用される。これらの極端な状態のために、しばしばチャンバ構成要素が浸食され、粒子汚染物質が生成される。

【0003】

通常、様々な方法で保護コーティングをチャンバ構成要素に堆積させる。その方法とは、溶射、スパッタリング、プラズマ溶射又は蒸着技術などである。これらの技術では、一般に、コンフォーマルで均一なコーティングを、構成要素の複雑な構造的フィーチャーに堆積させることができない。そのため、そのような構成要素の形状の複雑さには、設計上の制約が課せられている。さらに、これらの技術は、一般にヒータの性能に顕著な影響を与えずにヒータ構成要素をコーティングするには適していない。それは、ヒータの保護レベルを、より薄くて、欠陥密度の低い膜による保護レベルと同一にするには、比較的厚いコーティングを用いるからである。

【発明の概要】

【0004】

本明細書の諸実施形態には、高温物品のための原子層堆積コーティングが記載されている。一態様では、コーティングされた物品は、処理チャンバでの使用に適した物品を備え、この物品は、外面と、見通し内堆積処理には到達し難い内面を含む内部チャネルとを備える。コーティングされた物品は、物品の外面及び内面に形成されたコーティングをさらに備え、コーティングは希土類金属含有セラミックを含み、希土類金属含有セラミックは、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＺｒＯ、Ｙ_ｘＺｒ_ｙＯ_ｚ、ＹＺｒＯＦ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｙ_４Ａｌ_２Ｏ_９、ＹＦ_３、Ｙ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、ＹＯＦ、Ｅｒ_２Ｏ_３、Ｅｒ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、ＥｒＦ_３、Ｅ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、ＥｒＯＦ、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｌｕ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｏ_３、ＳｃＦ_３、ＳｃＯＦ、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｓｍ_２Ｏ_３、Ｄｙ_２Ｏ_３、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、コーティングは実質的に均一で、コンフォーマルで、無孔質である。

【0005】

別の一態様では、コーティングされた物品は、処理チャンバでの使用に適した物品と、物品上に形成されたアモルファスカーボン接着層と、アモルファスカーボン接着層上に形成されたコーティングとを備え、コーティングは希土類金属含有セラミックを含み、希土類金属含有セラミックは、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＺｒＯ、Ｙ_ｘＺｒ_ｙＯ_ｚ、ＹＺｒＯＦ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｙ_４Ａｌ_２Ｏ_９、ＹＦ_３、Ｙ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、ＹＯＦ、Ｅｒ_２Ｏ_３、Ｅｒ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、ＥｒＦ_３、Ｅ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、ＥｒＯＦ、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｌｕ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｏ_３、ＳｃＦ_３、ＳｃＯＦ、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｓｍ_２Ｏ_３、Ｄｙ_２Ｏ_３、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、コーティングは実質的に均一で、コンフォーマルで、無孔質である。

【0006】

別の一態様では、コーティングされた物品を形成する方法は、処理チャンバでの使用に適した物品を供給する工程であって、物品は第１熱膨張係数を有している工程と、第２希土類金属含有セラミック化合物に対する第１希土類金属含有セラミック化合物のモル比を選択する工程であって、選択されたモル比で第１及び第２希土類金属含有セラミック化合物を含むセラミックコーティングが、原子層堆積によって物品の表面に堆積されると、第２熱膨張係数を有するセラミックコーティングが得られ、第２熱膨張係数は第１熱膨張係数からの１０％以内になっている工程と、原子層堆積を実行して、セラミックコーティングを物品の表面に堆積させる工程とを含む。

【図面の簡単な説明】

【0007】

本開示は、添付図面の図の中で、限定としてではなく、例として示され、同様の参照符号は同様の要素を示す。

【図1】処理チャンバの断面図を示す。

【図2A】本明細書で説明される原子層堆積技術による堆積処理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よる堆積処理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よる堆積処理の別の一実施形態を示す。

【図3】諸実施形態による、セラミックコーティングが形成された例示的なサセプタを示す。

【図4】諸実施形態による、セラミックコーティングが形成された例示的なヒータセンブリを示す。

【図5】諸実施形態による、内部チャネルが形成された例示的な構成要素の断面側面図を示す。

【図6A】諸実施形態による、単一層が形成されている構成要素の表面の断面図を示す。

【図6B】諸実施形態による、複数の層が形成されている構成要素の表面の断面図を示す。

【図7】諸実施形態による、原子層堆積を使用してセラミックコーティングを形成する方法を示す。

【図8】諸実施形態による、接着層及びセラミック層が形成されているグラファイト基板の透過型電子顕微鏡写真である。

【詳細な説明】

【0008】

本明細書に記載の諸実施形態は、コーティングされた物品及びコーティングが物品上に堆積される方法を取り扱う。コーティングは、希土類金属含有層（例えば、イットリウム含有酸化物層又はイットリウム含有フッ化物層）であってもよい。あるいは、コーティングは、１つ以上の接着層及び１つ以上のセラミック層を含む多層コーティングであってもよい。堆積処理は、原子層堆積（ＡＬＤ）処理などの見通し外処理であってもよい。

【0009】

既存のセラミックヒータ及びコーティング方法にはいくつかの欠点がある。例えば、ヒータがプラズマに曝されると、さらには、例えば、ヒータがバルクセラミックＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３又はＳｉＣコーティングされたグラファイトで形成されている場合には、スパッタ収率と浸食速度が通常は高くなる。例えば、ＳｉＣ及びＴａＣでコーティングされたグラファイトヒータは、フッ素含有化学物質と相容れない。プラズマ溶射及びＳｉＣコーティングされたグラファイトヒータはコンフォーマルではない。したがって、それらの形状の複雑度には設計上の制約が課される。また、既存のヒータコーティングの熱膨張係数（ＣＴＥ）を調整することは困難であることから、高温で異なるＣＴＥを持つ基板への適用は制限される。ほとんどのヒータコーティングは、このＣＴＥの不一致の問題を悪化させる厚いコーティングである。

【0010】

本開示の諸実施形態は、既存のヒータ技術の問題のいくつかを解決する。例えば、本開示の諸実施形態の利点には、希土類酸化物及びオキシフッ化物のＡＬＤコーティングがヒータ、静電チャック、その他の複雑な形状の構成要素にコンフォーマルなカバレッジを提供する能力が含まれる。なお、この複雑な形状の構成要素は、見通し内堆積技術では到達できない複雑で高アスペクト比の内部形状を含んでいる。さらに、希土類酸化物及びオキシフッ化物のＡＬＤコーティングを施されたヒータは、高エネルギープラズマ衝撃下で低いスパッタ収率を示し、化学的／ラジカル（例えば、ＮＦ_３ラジカルからの）攻撃による劣化に対して高度な耐性がある。希土類酸化物及びオキシフッ化物のＡＬＤコーティングを施されたヒータはまた、他のコーティング技術と比較して、より高い温度に耐え（例えば、損傷を受けることなく曝され）得る。なお、他のコーティング技術ははるかに厚いコーティングを利用しているため、ＣＴＥの不一致が存在する場合により高い応力を発生させている。希土類酸化物及びオキシフッ化物のＡＬＤコーティングを施されたヒータも、当然ながら非常に高い抗酸化性能を示す。さらに、ＡＬＤコーティングには、諸実施形態においてコーティングＣＴＥを種々の基板のＣＴＥと一致させる防御向上が、ＡＬＤコーティング内の異なる構成材料の比率（例えば、２つ以上の金属のモル比）を調整することによって可能になるという効果がある。

【0011】

ヒータは、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）材料、又は同等の化学的耐性と機械的、熱的、電気的特性を有する他の適切な材料から形成されてもよい。ヒータ材料にワイヤ（例えば、タングステンワイヤ）を埋め込んで、電気を供給してもよい。諸実施形態では、ヒータ材料を、ＡｌＮセラミック、炭化ケイ素（ＳｉＣ）セラミック、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）セラミック、グラファイト、又はそれらの任意の組み合わせとしてもよい。ヒータ材料が異なると反応特性も異なって、ある組成が高温、低真空圧、強烈な化学作用に曝されると、別の組成よりも高い蒸気圧を有する反応物を形成することがある。例えば、ＡｌＮ材料セラミックを備えた一般的な高温ヒータが、高温（例えば、最大約６５０℃）及び真空（例えば、約５０ミリトルから約２００ミリトル）の条件下で三フッ化窒素（ＮＦ_３）プラズマに曝される場合、この反応により、三フッ化アルミニウム（ＡｌＦ_３）が生成される。この三フッ化アルミニウムの蒸気圧は、およそｌｏｇ（ｐ／ｋｐａ）＝１１．７０－１４９５０（Ｔ／Ｋ）である。したがって、ＡｌＦ_３は昇華してチャンバ内の他の構成要素に堆積し得る。後続の処理工程で、堆積した材料は、他のチャンバ構成要素から剥がれ落ちたり、剥離したり、さもなければ引き離されたりして、粒子としてそこにあるウェハ上に堆積し、欠陥が生じることがある。

【0012】

ＡＬＤは、物品の表面との化学反応により、材料の制御された自己制限堆積を可能にする。ＡＬＤはコンフォーマルな処理であることに加えて、均一な処理でもあり、例えば約３ｎｍあるいはそれ以上の厚さを有する非常に薄い膜を形成し得る。物品のすべての露出面には、同一の又はほぼ同一の量の材料が堆積している。本明細書に記載されているように、このヒータは、コーティングが施されていないヒータと同じ又は実質的に同じ熱伝導率と加熱能力を有し得る。ＡＬＤ処理の一般的な反応サイクルは、前駆体（すなわち、単一の化学物質Ａ）がＡＬＤチャンバに流れ込んで、物品の表面（物品内の細孔壁の表面を含む）に吸着されることから始まる。過剰な前駆体を、ＡＬＤチャンバから排出した後、反応物（すなわち、単一の化学物質Ｒ）をＡＬＤチャンバに導入し、続いて排出する。ＡＬＤの場合、材料の最終的な厚さは、実行する反応サイクルの回数に依存する。それは、各反応サイクルでは、１原子層又は１原子層の何分の一かのある特定の厚さの層が成長するからである。

【0013】

ＡＬＤ技術は比較的低温（例えば、約２５℃～約３５０℃）で材料の薄層を堆積させ得るので、構成要素のいかなる材料も損傷又は変形させない。さらに、ＡＬＤ技術はまた、構成要素の複雑なフィーチャー（例えば、高アスペクト比のフィーチャー）内に材料の層を堆積させ得る。さらに、ＡＬＤ技術は、一般に、無孔質の（すなわち、ピンホールがない）、比較的薄い（すなわち、１μｍ以下の）コーティングを生成する。このため、堆積の間の亀裂形成を排除し得る。

【0014】

図１は、諸実施形態による、コーティング層でコーティングされた１つ以上のチャンバ構成要素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のベース材料は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）及びステンレス鋼（ＳＳＴ）のうちの１つ以上を含んでもよい。処理チャンバ１００を、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処理に使用してもよい。例えば、処理チャンバ１００は、プラズマエッチャ又はプラズマエッチングリアクタ、プラズマクリーナ、プラズマ強化化学気相堆積（ＣＶＤ）又はＡＬＤのリアクタなどのためのチャンバであってもよい。コーティング層（例えば、セラミックコーティング）を備え得るチャンバ構成要素の例には、基板支持アセンブリ１４８、静電チャック（ＥＳＣ）アセンブリ１５０、リング（例えば、プロセスキットリング又はシングルリング）、チャンバ壁、ベース、ガス分配プレート、シャワーヘッド、ライナ、ライナキット、シールド、プラズマスクリーン、フローイコライザ、冷却ベース、チャンバビューポート、チャンバ蓋などが含まれる。様々な技術を使用して構成要素上にコーティングを堆積させてもよい。その例には、ＡＬＤ、スパッタリング、イオンアシスト堆積、プラズマ溶射コーティング、ＣＶＤ、その他の当業者には理解されるであろう適切な技術がある。図示のように、一実施形態によれば、基板支持アセンブリ１４８はセラミックコーティング層１３６を有する。しかしながら、上に挙げたような、他のチャンバ構成要素のいずれもが、コーティング層を備えてもよいことを理解すべきである。

【0015】

コーティングを備え得るチャンバ構成要素の別の例は、高温ヒータセンブリである。いくつかの実施形態では、以下でより詳細に説明されるコーティングが、ＡＬＤによって施される。ＡＬＤによって、実質的に均一な厚さのコンフォーマルなコーティングの適用が可能になり、複雑な形状及び高アスペクト比のフィーチャーを有する全種類の構成要素上で、このコーティングには気孔がない。

【0016】

いくつかの実施形態では、希土類金属を含むコーティングを成長又は堆積させるために、希土類金属含有前駆体と、酸素、フッ素、又は窒素からなる、又はそれらを含む反応物と共にＡＬＤを使用してもよい。希土類金属含有前駆体は、イットリウム、エルビウム、ランタン、ルテチウム、スカンジウム、ガドリニウム、サマリウム又はジスプロシウムを含んでもよい。コーティングを追加的又は代替的に成長又は堆積させるために、堆積される下地の構成要素材料と同じ又は類似の材料を有する接着層を堆積させる前駆体と共にＡＬＤを使用してもよい。例えば、アルミニウム含有前駆体と窒素含有反応物を使用してＡｌＮを形成してもよく、又はアルミニウム含有前駆体と酸素含有反応物を使用して酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を形成してもよい。スタック層又は耐摩耗層を接着層の上に成長又は堆積させるために、希土類金属を含む１つ以上の前駆体と共にＡＬＤを使用してもよい。いくつかの実施形態では、耐摩耗層を堆積させるために、スパッタリング、イオンアシスト堆積、プラズマ溶射コーティング、又はＣＶＤを使用し得る。スタック層は、希土類金属含有材料と、別の酸化物、フッ化物又は窒化物の材料（Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＦ_３など）との交互の薄層を有してもよい。

【0017】

一実施形態では、希土類金属含有層は多結晶構造を有する。別の一実施形態では、希土類金属含有層はアモルファス構造を有してもよい。希土類金属含有層は、イットリウム、エルビウム、ランタン、ルテチウム、スカンジウム、ガドリニウム、サマリウム、及び／又はジスプロシウムを含んでもよい。例えば、希土類金属含有層は、イットリア（Ｙ_２Ｏ_３）、フッ化イットリウム（ＹＦ_３）、オキシフッ化イットリウム（Ｙ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ）、イットリウムジルコニウム酸化物（ＹＺｒＯ）、酸化エルビウム（Ｅｒ_２Ｏ_３）、フッ化エルビウム（ＥｒＦ_３）、オキシフッ化エルビウム（Ｅｒ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ）、エルビウムアルミニウム酸化物（Ｅｒ_３Ａｌ_５Ｏ_１２）、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ_２Ｏ_３）、フッ化ジスプロシウム（ＤｙＦ_３）、オキシフッ化ジスプロシウム（Ｄｙ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_３）、フッ化ガドリニウム（ＧｄＦ_３）、オキシフッ化ガドリニウム（Ｇｄ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ）、酸化スカンジウム（Ｓｃ_２Ｏ_３）、フッ化スカンジウム（ＳｃＦ_３）、オキシフッ化スカンジウム（ＳｃＯＦ）などを含んでもよい。諸実施形態では、希土類金属層は多結晶のＹ_２Ｏ_３、ＹＦ_３、又はＹ_ｘＯ_ｙＦ_ｚである。他の諸実施形態では、希土類金属層はアモルファスのＹ_２Ｏ_３、ＹＦ_３、又はＹ_ｘＯ_ｙＦ_ｚである。一実施形態では、希土類金属含有材料を、別の材料と共に共堆積させてもよい。例えば、希土類金属含有酸化物を、１つ以上の他の希土類化合物（Ｙ_２Ｏ_３、酸化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_３）及び／又はエルビウム（例えば、Ｅｒ_２Ｏ_３）など）と混合してもよい。コーティングのためのイットリウム含有酸化物を、例えば、Ｙ_ｘＤｙ_ｙＯ_ｚ、Ｙ_ｘＧｄ_ｙＯ_ｚ又はＹ_ｘＥｒ_ｙＯ_ｚとしてもよい。イットリウム含有酸化物を、空間群Ｉａ－３（２０６）の立方構造を有するＹ_２Ｏ_３としてもよい。添え字ｘ、ｙ、及びｚを独立に、例えば、０．１から１０の範囲の値としてもよい。

【0018】

一実施形態では、希土類金属含有層は、Ｙ_２Ｏ_３、Ｙ_ｘＺｒ_ｙＯ_ｚ、ＹＺｒＯＦ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２（ＹＡＧ）、Ｙ_４Ａｌ_２Ｏ_９（ＹＡＭ）、ＹＦ_３、Ｙ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｅｒ_２Ｏ_３、Ｅｒ_３Ａｌ_５Ｏ_１２（ＥＡＧ）、ＥｒＦ_３、Ｅｒ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｌｕ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｏ_３、ＳｃＦ_３、Ｓｃ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｓｍ_２Ｏ_３Ｄｙ_２Ｏ_３、又はＮｄ_２Ｏ_３のうちの１つである。また、希土類金属含有層を、ＹＡｌＯ_３（ＹＡＰ）、Ｅｒ_４Ａｌ_２Ｏ_９（ＥＡＭ）、ＥｒＡｌＯ_３（ＥＡＰ）、Ｇｄ_４Ａｌ_２Ｏ_９、ＧｄＡｌＯ_３、Ｎｄ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｎｄ_４Ａｌ_２Ｏ_９、ＮｄＡｌＯ_３、Ｙ_４Ａｌ_２Ｏ_９とＹ_２Ｏ_３－ＺｒＯ_２の固溶体とから成るセラミック化合物、又は本明細書に記載の他のコーティング組成、他にランタン、ルテチウム、スカンジウム、ガドリニウム、サマリウム若しくはジスプロシウムの３元系変種、又は本明細書で論じられる他の希土類金属含有化合物としてもよい。前述の希土類金属含有材料はいずれも、微量の他の材料を含んでもよい。他の材料とは、ＺｒＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｅｒ_２Ｏ_３、Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＣｅＯ_２、Ｓｍ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、又は他の酸化物などである。

【0019】

いくつかの実施形態では、希土類金属含有層は、以下の組成から選択された量のＹ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、及び／又はＡｌ_２Ｏ_３を含む。すなわち、５０～７５ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、１０～３０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び１０～３０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、４０～９９ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、１～６０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び０～１０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、６０～７５ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、２０～３０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び０～５ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、６０～７０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、３０～４０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び０～１０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、５０～６０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び４０～５０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２であるか、４０～６０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、３０～５０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、４０～５０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、２０～４０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び２０～４０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、７０～９０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、０～２０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、６０～８０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、０～１０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び２０～４０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、４０～６０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、０～２０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び３０～４０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、３０～６０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、０～２０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び３０～６０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、２０～４０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、２０～８０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び０～６０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、０～１０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、２０～３０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び５０～６０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、０～１０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、２０～３０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び４０～５０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、０～１０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び５０～６０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、０～１０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び４０～５０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、２０～３０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び５０～６０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、２０～３０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び４０～５０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び５０～６０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び４０～５０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、０～１０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、４０～５０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、０～１０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、４０～５０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び２０～３０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、０～１０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、５０～６０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、０～１０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、５０～６０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び２０～３０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、４０～５０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、４０～５０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び２０～３０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、５０～６０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３であるか、１０～２０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、又は５０～６０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、及び２０～３０ｍｏｌ％の範囲のＡｌ_２Ｏ_３である。

【0020】

いくつかの実施形態では、希土類金属含有層は、以下の組成から選択された量のＹ_２Ｏ_３及びＺｒＯ_２を含む。すなわち、１～９９ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び１～９９ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２であるか、１～５０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び５０～９９ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２であるか、５０～９９ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び１～５０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２であるか、５０～７５ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び２５～５０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２であるか、４０～６１ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び３９～６０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２であるか、６５～９９ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び１～３５ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２であるか、６５～８０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び２０～３５ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２であるか、６０～７０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び３０～４０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２であるか、１～１１ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び８９～９９ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２であるか、１１～２１ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び７９～８９ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２であるか、２１～３１ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び６９～７９ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２であるか、３１～４１ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び５９～６９ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２であるか、４１～５１ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び４９～５９ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２であるか、５１～６１ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び３９～４９ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２であるか、６１～７１ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び２９～３９ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２であるか、７１～８１ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び１９～２９ｍｏｌ％の範囲のＹＦ_３であるか、８１～９１ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び９～１９ｍｏｌ％の範囲のＹＦ_３であるか、９１～９９ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び１～９ｍｏｌ％の範囲のＹＦ_３である。

【0021】

いくつかの実施形態では、希土類金属含有層は、以下の組成から選択された量のＹ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｅｒ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、及び／又はＳｉＯ_２を含む。すなわち、４０～４５ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、０～１０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、３５～４０ｍｏｌ％の範囲のＥｒ_２Ｏ_３、５～１０ｍｏｌ％の範囲のＧｄ_２Ｏ_３、及び５～１５ｍｏｌ％の範囲のＳｉＯ_２であるか、３０～６０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、０～２０ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、２０～５０ｍｏｌ％の範囲のＥｒ_２Ｏ_３、０～１０ｍｏｌ％の範囲のＧｄ_２Ｏ_３、及び０～３０ｍｏｌ％の範囲のＳｉＯ_２であるか、３０～４５ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、５～１５ｍｏｌ％の範囲のＺｒＯ_２、２５～６０ｍｏｌ％の範囲のＥｒ_２Ｏ_３、及び０～２５ｍｏｌ％の範囲のＧｄ_２Ｏ_３である。

【0022】

いくつかの実施形態では、希土類金属含有層は、以下の組成から選択される量のＹ_２Ｏ_３及びＹＦ_３を含む。すなわち、１～９９ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び１～９９ｍｏｌ％の範囲のＹＦ_３であるか、１～１０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び９０～９９ｍｏｌ％の範囲のＹＦ_３であるか、１１～２０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び８０～８９ｍｏｌ％の範囲のＹＦ_３であるか、２１～３０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び７０～７９ｍｏｌ％の範囲のＹＦ_３であるか、３１～４０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び６０～６９ｍｏｌ％の範囲のＹＦ_３であるか、４１～５０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び５０～５９ｍｏｌ％の範囲のＹＦ_３であるか、５１～６０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び４０～４９ｍｏｌ％の範囲のＹＦ_３であるか、６１～７０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び３０～３９ｍｏｌ％の範囲のＹＦ_３であるか、７１～８０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び２０～２９ｍｏｌ％の範囲のＹＦ_３であるか、８１～９０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び１０～１９ｍｏｌ％の範囲のＹＦ_３であるか、９１～９９ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３、及び１～９ｍｏｌ％の範囲のＹＦ_３である。

【0023】

前述の範囲は例示的なものであり、各化合物の限界値にはいくらかの変動が存在し得ることを理解すべきである。例えば、「４１～５０ｍｏｌ％の範囲のＹ_２Ｏ_３」と記載されている場合、４１ｍｏｌ％以上から５０ｍｏｌ％以下まで、及び近似値と測定の不確かさを考慮に入れた約４１ｍｏｌ％から約５０ｍｏｌ％までのすべての可能な量のＹ_２Ｏ_３が含まれると理解される。

【0024】

再び図１を参照する。一実施形態では、処理チャンバ１００は、チャンバ本体１０２と、シャワーヘッド１３０とを含み、これらは内部容積１０６を囲む。シャワーヘッド１３０は、シャワーヘッドベースとシャワーヘッドガス分配プレートとを備えてもよい。あるいは、シャワーヘッド１３０を、いくつかの実施形態では蓋及びノズルに入れ替えてもよく、又は、他の諸実施形態では複数の扇形シャワーヘッド区画及びプラズマ生成ユニットに入れ替えてもよい。チャンバ本体１０２は、アルミニウム、ステンレス鋼、又はチタンなどの他の適切な材料から製造されてもよい。チャンバ本体１０２は、一般に、側壁１０８と、底部１１０とを含む。シャワーヘッド１３０（又は蓋及び／若しくはノズル）、側壁１０８及び／又は底部１１０のうちの１つ以上は、コーティング層を備えてもよい。

【0025】

外側ライナ１１６を側壁１０８に隣接して配置して、チャンバ本体１０２を保護してもよい。外側ライナ１１６を、コーティング層で製造及び／又はコーティングしてもよい。一実施形態では、外側ライナ１１６は酸化アルミニウムで製造されている。

【0026】

排気ポート１２６を、チャンバ本体１０２内に画定してもよく、排気ポート１２６によって内部容積１０６をポンプシステム１２８に接続してもよい。ポンプシステム１２８は、１つ以上のポンプ及びスロットル弁を備え、これを利用して、処理チャンバ１００の内部容積１０６の排気及び圧力調整を行ってもよい。

【0027】

シャワーヘッド１３０を、チャンバ本体１０２の側壁１０８上に支持してもよい。シャワーヘッド１３０（又は蓋）は、これを開放して、処理チャンバ１００の内部容積１０６へのアクセスを可能にしてもよく、これを閉じて、処理チャンバ１００に気密を提供してもよい。ガスパネル１５８を処理チャンバ１００に接続して、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に処理ガス及び／又はクリーニングガスを供給してもよい。シャワーヘッド１３０を、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に使用してもよい。シャワーヘッド１３０は、ガス分配プレート（ＧＤＰ）１３３を備え、ＧＤＰ１３３はその全体にわたって複数のガス供給孔１３２を有する。シャワーヘッド１３０は、アルミニウム又は陽極酸化アルミニウムのシャワーヘッドベース１０４に接合されたＧＤＰ１３３を備えてもよい。ＧＤＰ１３３は、Ｓｉ若しくはＳｉＣから作られてもよく、又はＹ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＹＡＧなどのセラミックであってもよい。

【0028】

導体エッチング（伝導性材料のエッチング）に使用される処理チャンバの場合、シャワーヘッドではなく蓋を使用してもよい。蓋は、蓋の中心穴に適合する中心ノズルを備えてもよい。蓋はセラミックであってもよい。そのセラミックには、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＡＧ、又はＹ_４Ａｌ_２Ｏ_９とＹ_２Ｏ_３－ＺｒＯ_２の固溶体とから成るセラミック化合物などがある。ノズルもまたセラミックであってもよい。そのセラミックには、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＡＧ、又はＹ_４Ａｌ_２Ｏ_９とＹ_２Ｏ_３－ＺｒＯ_２の固溶体とから成るセラミック化合物などがある。任意選択で、蓋、シャワーヘッドベース１０４、ＧＤＰ１３３、及び／又はノズルをセラミックコーティングでコーティングしてもよい。

【0029】

処理チャンバ１００内で基板を処理するために使用し得る処理ガスの例には、ハロゲン含有ガス（とりわけＣ_２Ｆ_６、ＳＦ_６、ＳｉＣｌ_４、ＨＢｒ、ＮＦ_３、ＣＦ_４、ＣＨＦ_３、ＣＨ_２Ｆ_３、Ｆ、ＮＦ_３、Ｃｌ_２、ＣＣｌ_４、ＢＣｌ_３及びＳｉＦ_４など）の他にもＯ_２又はＮ_２Ｏなどのガスも含まれる。コーティング層は、これらのガスの一部若しくは全部による、及び／又はこれらのガスから生成されるプラズマによる浸食に対して耐性を有し得る。キャリアガスの例には、Ｎ_２、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）が含まれる。

【0030】

基板支持アセンブリ１４８は、シャワーヘッド１３０又は蓋の下の処理チャンバ１００の内部容積１０６に配置される。基板支持アセンブリ１４８は、処理中に基板１４４を保持している。リング１４６（例えば、シングルリング）は、ＥＳＣアセンブリ１５０の一部を覆うことができ、処理中にプラズマに露出しないように覆われた部分を保護してもよい。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。

【0031】

内側ライナ１１８を、基板支持アセンブリ１４８の周囲にコーティングしてもよい。内側ライナ１１８は、ハロゲン含有ガス耐性材料（外側ライナ１１６に関して述べた材料など）であってもよい。一実施形態では、内側ライナ１１８は、外側ライナ１１６と同じ材料から製造されてもよい。さらに、内側ライナ１１８を、セラミックコーティングでコーティングしてもよい。

【0032】

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板１６２と、ＥＳＣアセンブリ１５０とを備える。ＥＳＣアセンブリ１５０は、熱伝導性ベース１６４と、接着剤１３８によって熱伝導性ベースに接着された静電パック１６６とをさらに備える。一実施形態では、接着剤はシリコーン接着剤であってもよい。静電パック１６６の上面は、図示の実施形態ではセラミックコーティング層１３６によって覆われている。一実施形態では、セラミックコーティング層１３６は、静電パック１６６の上面に配置されている。別の一実施形態では、セラミックコーティング層１３６は、ＥＳＣアセンブリ１５０の露出面全体に配置される。この露出面には、熱伝導性ベース１６４及び静電パック１６６の外側及び側面周辺が含まれる。取り付け板１６２は、チャンバ本体１０２の底部１１０に連結されており、熱伝導性ベース１６４及び静電パック１６６へのユーティリティ（例えば、流体、電力線、センサリードなど）のルートを割り当てるための通路を備える。

【0033】

熱伝導性ベース１６４及び／又は静電パック１６６は、１つ以上の任意選択の埋め込み式加熱素子１７６、埋め込み式断熱材１７４、及び／又は導管１６８、１７０を備えて、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してもよい。導管１６８、１７０は流体源１７２に流体的に接続され、この流体源は、導管１６８、１７０を通して温度調整流体を循環させてもよい。埋め込み式断熱材１７４は、一実施形態では、導管１６８、１７０の間に配置されてもよい。加熱素子１７６はヒータ電源１７８によって調整される。導管１６８、１７０及び加熱素子１７６を利用して、熱伝導性ベース１６４の温度を制御してもよく、こうして、静電パック１６６及び処理されている基板（例えば、ウェハ）１４４を加熱及び／又は冷却してもよい。静電パック１６６及び熱伝導性ベース１６４の温度を、複数の温度センサ１９０、１９２を使用して監視してもよい。コントローラ１９５を使用して、これら複数の温度センサを監視してもよい。

【0034】

静電パック１６６は、溝、メサ及び他の表面フィーチャーなどの複数のガス流路をさらに備えてもよい。これらのガス流路を、パック１６６及び／又はセラミックコーティング層１３６の上面に形成してもよい。ガス流路を、パック１６６に開けられた穴を介して、ヘリウムなどの熱伝達（又は裏面）ガスの供給源に流体的に接続してもよい。動作中、背面ガスを、制御された圧力でガス流路に供給して、静電パック１６６と基板１４４との間の熱伝達を高めてもよい。静電パック１６６は、チャッキング電源１８２によって制御された少なくとも１つのクランプ電極１８０を備えている。電極１８０（又は、パック１６６若しくはベース１６４に配置された他の電極）を、整合回路１８８を介して１つ以上の高周波電源１８４、１８６にさらに接続して、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してもよい。電源１８４、１８６は、一般に、約５０ｋＨｚから約３ＧＨｚの周波数を有し、最大約１０，０００ワットの電力出力を有する高周波信号を生成し得る。

【0035】

ＡＬＤ技術により、比較的均一な厚さで気孔率ゼロの（すなわち、無孔質の）コンフォーマルなコーティングが、チャンバ構成要素の表面、及び従来の見通し内堆積技術では到達できない内部形状を含む複雑な形状を有するフィーチャーで可能になる。コーティングは耐プラズマ性を有しており、性能に影響を与えることなくプラズマ相互作用を低減し、構成要素の耐久性を向上させ得る。ＡＬＤで堆積された薄いコーティングは、その機能を妨げないように、構成要素の電気的特性、並びに相対的な形状及び幾何学的構成を維持し得る。コーティングはまた、構成要素の材料の揮発性を低下させることができ、構成要素の下地材料よりも低い蒸気圧を有する反応物を形成し得る。

【0036】

プラズマに対するコーティングの耐性は、「エッチングレート」（ＥＲ）によって測定され得る。このエッチングレートの単位は、マイクロメートル／時間（μｍ／ｈｒ）又はオングストローム／時間（Å／ｈｒ）である。測定期間は、コーティングが施された構成要素が運用され、プラズマに暴露されている全期間中である。測定を行う前の処理時間は異なっていてもよい。例えば、測定を、処理前に、又は約５０処理時間で、又は約１５０処理時間で、又は約２００処理時間などで実施する。ヒータ支持体及び／又は他の構成要素上に成長又は堆積させたコーティングの組成が変動すると、多数の相違する耐プラズマ性又は浸食速度値が生じる可能性がある。さらに、単一の組成を有しても、様々なプラズマに曝されたコーティングは、多数の相違する耐プラズマ性又は浸食速度値を有する可能性がある。例えば、耐プラズマ性材料には、第１種類のプラズマに関連する第１耐プラズマ性又は浸食速度と、第２種類のプラズマに関連する第２耐プラズマ性又は浸食速度が存在し得る。

【0037】

図２Ａは、物品（例えば、ヒータ支持体、ヒータセンブリ全体、静電チャックの一部など）にコーティングを成長又は堆積させるＡＬＤ技術による堆積処理２００の一実施形態を示す。図２Ｂは、ＡＬＤ技術による堆積処理２０１の一実施形態を示す。ここで、このＡＬＤ技術は、多層耐プラズマ性コーティングを物品上に成長又は堆積させる。図２Ｃは、本明細書に記載のＡＬＤ技術による堆積処理２０２の別の一実施形態を示す。

【0038】

ＡＬＤ処理には様々な種類があり、いくつかの要因に基づいて特定の種類を選択できる。その要因とは、コーティングされる表面、コーティング材料、表面とコーティング材料の間の化学的相互作用などである。様々なＡＬＤ処理法の一般原理は、コーティングされる表面をガス状化学的前駆体のパルスに繰り返し露出することによって薄膜層が成長する工程を含む。ここで、この前駆体は自己制限的に一度に一つずつ表面と化学的に反応する。

【0039】

図２Ａ～２Ｃは、表面を有する物品２１０を示す。物品２１０は、半導体処理チャンバ構成要素の様々な材料を代表し得る。ここで半導体処理チャンバ構成要素は、高温ヒータ支持体及び／又は処理チャンバ内のヒータセンブリの全表面を含むが、これらに限定されない。物品２１０は、ＡｌＮを含む材料、セラミックなどの誘電体、金属－セラミック複合材（例えば、Ａｌ_２Ｏ_３／ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３／ＭｇＯ／ＳｉＯ_２、ＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＡｌＮ／ＳｉＯ_２など）、金属（アルミニウム、ステンレス鋼など）、グラファイト、又は他の適切な材料から作られてもよく、ＡｌＮ、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２などの材料をさらに含んでもよい。一実施形態では、物品２１０は、ヒータ材料から構成される高温ヒータであり、このヒータ材料が有する熱伝導率は、約５０Ｗ／ｍＫから約３００Ｗ／ｍＫ、又は約１００Ｗ／ｍＫから約２５０Ｗ／ｍＫ、又は約１５０Ｗ／ｍＫから約２００Ｗ／ｍＫ、又は約１８０Ｗ／ｍＫである。また、ヒータ材料が有する比熱容量を、２５℃で約０．１５ｃａｌ／ｇ℃から２５℃で約０．３０ｃａｌ／ｇ℃、又は２５℃で約０．２０ｃａｌ／ｇ℃から２５℃で約０．２５ｃａｌ／ｇ℃、又は２５℃で約０．２５ｃａｌ／ｇ℃としてもよい。ヒータ材料はまた、約４．６から約５．７μｍ／ｍ℃のＣＴＥを有し得る。一実施形態では、物品２１０は、例えば、ＡｌＮセラミック材料から製造された、半導体処理チャンバのための高温ヒータである。そのような材料は、クリーニング中に処理チャンバ内のフッ素プラズマ（例えば、ＮＦ_３）と反応して、ＡｌＦ_３を形成する。ＡｌＦ_３は蒸気圧が高く、そのために、この反応物は昇華してチャンバ内の他の構成要素に堆積する。後続の処理工程で、堆積したＡｌＦ_３は、他のチャンバ構成要素から剥がれ落ちたり、剥離したり、さもなければ引き離されたりして、そこにあるウェハを粒子で汚染する。

【0040】

ＡＬＤの場合、表面への前駆体の吸着、及び吸着された前駆体と反応物の反応のどちらをも「半反応」と呼んでもよい。第１半反応の間、前駆体は物品２１０の表面に律動的に送られ、その期間は前駆体が表面に完全に吸着されるだけの十分な期間である。前駆体は表面上の有限数の利用可能な場所に吸着されて、表面に均一で連続な吸着層を形成するため、吸着は自己制限的である。前駆体が既に吸着されている場所は、吸着された場所が均一で連続なコーティング上に新たに利用可能な場所を形成する処理を受けない限り、及び／又は受けるまで、同じ前駆体をさらに吸着することに利用できない。典型的なその処理は、プラズマ処理、均一で連続な吸着層をラジカルに曝すことによる処理、又は表面に吸着された、最新の均一で連続な層と反応できる異なる前駆体の導入である。

【0041】

いくつかの実施形態では、２つ以上の前駆体が一緒に注入され、物品２１０の表面に吸着される。過剰な前駆体が排出され、次に、酸素含有反応物（又はフッ素含有反応物）が注入されて吸着質と反応し、（例えば、Ｙ_２Ｏ_３－Ａｌ_２Ｏ_３の）構成要素層を形成する。この新しい層は、次のサイクルで前駆体の吸着に使用できる。

【0042】

図２Ａにおいて、物品２１０を第１前駆体２６０に、物品２１０の表面が第１前駆体２６０で完全に吸着状態となって吸着層２１４を形成するまでの第１期間にわたって導入してもよい。続いて、物品２１０を第１反応物２６５に導入して吸着層２１４と反応させ、固体層２１６を成長させてもよい。（例えば、層２１６を完全に成長又は堆積させるため。ここで、成長及び堆積という用語は、本明細書では互換的に使用され得る。）単層のコーティングの場合、第１前駆体２６０を、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＦ_３又はＹ_ｘＯ_ｙＦ_ｚなどの希土類金属含有材料のための前駆体としてもよい。前駆体の例には、イットリウム前駆体、ジルコニウム前駆体、エルビウム前駆体などが含まれる。接着層を使用する場合、第１前駆体２６０を、いくつかの実施形態では、Ａｌを含有する前駆体としてもよい。層２１６が酸化物である場合、第１反応物２６５を、酸素、水蒸気、オゾン、酸素ラジカル、又は別の酸素源としてもよい。層２１６がＡｌＮを含む場合、第１反応物２６５を、例えば、ＮＨ_３窒素ラジカル、又は他の窒素源としてもよい。層２１６がフッ化物である場合、フッ素含有反応物を使用してもよい。したがって、ＡＬＤを使用して、層２１６を形成し得る。層２１６を単層コーティングとしてもよく、又は多層コーティングの１つの層（すなわち、接着層）としてもよい。

【0043】

層２１６がＡｌＮ接着層である一実施例では、物品２１０（例えば、高温ヒータの表面）を、第１前駆体２６０（例えば、トリメチルアルミニウムすなわちＴＭＡ前駆体）に、物品の表面のすべての反応場所が消費されるまでの第１期間にわたって導入してもよい。残りの第１前駆体２６０を排出し、その後、ＮＨ_３の第１反応物２６５がリアクタに注入されて、第２半サイクルが開始される。ＮＨ_３分子が、第１半反応で生成されたＡｌ含有吸着層と反応した後、ＡｌＮの層２１６が形成される。

【0044】

層２１６は、均一で、連続で、コンフォーマルになり得る。層２１６には、気孔がない（例えば、ゼロの気孔率を有する）か、諸実施形態では、ほぼゼロの気孔率を有する（例えば、気孔率が０％から０．０１％）。いくつかの実施形態では、１回のＡＬＤ堆積サイクルの後、層２１６は、１原子層未満から数原子までの厚さを有し得る。いくつかの有機金属前駆体分子は大型である。反応物２６５と反応した後、大きな有機配位子が存在しなくなり、はるかに小さな金属原子が残る場合がある。１回の完全なＡＬＤサイクル（例えば、前駆体２６０の導入とそれに続く反応物２６５の導入を含む）により、１つの単位格子よりも小さい平均厚さの層が形成され得る。例えば、ＴＭＡ及びＮＨ_３によって成長したＡｌＮ単分子層の成長速度は、通常は約１．０Å／サイクルであり、他方、ＡｌＮ格子定数はａ＝３．１１１Å及びｃ＝４．９８１Å（六方構造の場合）である。

【0045】

複数回の完全なＡＬＤ堆積サイクルを実行して、より厚い層２１６を堆積させてもよい。各々の完全なサイクル（例えば、前駆体２６０の導入、排出、反応物２６５の導入、及び再度の排出を含む）で、１原子から数原子の追加分だけ厚さを増す。図示されているように、最大ｎ回の完全なサイクルを実行して、層２１６を成長させてもよい。ここで、ｎは１より大きい整数値である。諸実施形態では、層２１６の厚さを、約５ｎｍから約１０μｍ、又は約２５ｎｍから約５μｍ、又は約５０ｎｍから約５００ｎｍ、又は約７５ｎｍから約２００ｎｍとしてもよい。いくつかの実施形態では、コーティングの厚さを、約５０ｎｍ、又は約７５ｎｍ、又は約１００ｎｍ、又は約１２５ｎｍ、又は約１５０ｎｍとしてもよい。層２１６が接着層である場合には、接着層の厚さを、約１ｎｍから約５０ｎｍ、又は約２ｎｍから約２５ｎｍ、又は約５ｎｍから約１０ｎｍとしてもよい。特定の実施形態では、接着層の厚さは、約１ｎｍ、又は約５ｎｍ、又は約１０ｎｍ、又は約１５ｎｍである。

【0046】

層２１６が１つ以上の希土類金属含有材料を含むコーティングである場合、層２１６は、ヒータの熱的及び電気的な特性に大きな影響を与えることなく、強力な耐プラズマ性及び機械的特性を提供する。層２１６は、構成要素を浸食から保護し、絶縁耐力を強化又は維持し、約５００℃まで、又は約５５０℃まで、又は約５００℃から約５５０℃までの温度で亀裂に対して耐性を有し得る。層２１６が接着層である場合、希土類金属含有層（又はスタック層）の構成要素への密着性を向上させ、約６５０℃までの温度でのコーティングの亀裂を防ぎ得る。

【0047】

図２Ｂは、図２Ａを参照して説明したように、接着層又はバリア層としての層２１６の堆積を含む堆積処理２０１を示している。しかしながら、図２Ｂの堆積処理２０１は、さらなる層２２０の堆積をさらに含んで、多層耐プラズマ性コーティングを形成する。したがって、層２１６が完了した後、層２１６を有する物品２１０を追加の１つ以上の前駆体２７０に、層２１６が１つ以上の追加の前駆体２７０で完全に吸着状態となって吸着層２１８を形成するまでの第２期間にわたって導入してもよい。続いて、物品２１０を反応物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を成長させてもよい（例えば、第２層２２０を完全に成長又は堆積させるために）。この固体希土類金属含有酸化物層２２０は、簡略化のために第２層２２０とも呼ばれる。この実施形態では、層２１６は、ＡｌＮを含む接着層又はバリア層であってもよい。したがって、第２層２２０は、ＡＬＤを使用して層２１６の上に完全に成長又は堆積される。一実施例では、前駆体２７０を、第１半サイクルで使用されるイットリウム含有前駆体としてもよく、反応物２７５を、第２半サイクルで使用されるＨ_２Ｏとしてもよい。

【0048】

第２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てもよい。この層は、均一で、連続で、コンフォーマルになり得る。第２層２２０の気孔率は、諸実施形態では非常に低い１％未満、さらなる諸実施形態では０．１％未満、及び諸実施形態では約０％、又はさらなる諸実施形態では気孔がないこともある。第２層２２０は、１回の完全なＡＬＤ堆積サイクルの後、１原子未満から数原子（例えば、２～３原子）の厚さを有し得る。複数回のＡＬＤ堆積段階を実施して、より厚い第２層２２０を堆積させてもよく、各段階では、１原子から数原子の追加分だけ厚さを増す。図示のように、完全な堆積サイクルをｍ回繰り返すことで、第２層２２０は目標の厚さを有し得る。ここで、ｍは１より大きい整数値である。諸実施形態では、第２層２２０は、約５ＡＬＤサイクル（例えば、約０．９Å／サイクル及び２つの半反応）から約５μｍの厚さを有し得る。第２層２２０がスタック層の第１層である場合、その厚さを、約５ＡＬＤサイクルから約５００ｎｍ、又は約６ＡＬＤサイクルから約２５０ｎｍ、又は約７ＡＬＤサイクルから約１００ｎｍ、又は約８ＡＬＤサイクルから約５０ｎｍとしてもよい。諸実施形態では、スタックの第２層２２０の厚さは、約５から約１５ＡＬＤサイクル、又は約６から約１４ＡＬＤサイクル、又は約７から約１３ＡＬＤサイクル、又は約８から約１０ＡＬＤサイクルである。

【0049】

第２層２２０の厚さの層２１６の厚さに対する比は、２００：１から１：２００であってもよい。第２層２２０の厚さの層２１６の厚さに対する比がより高くなると（例えば、２００：１、１００：１、５０：１、２０：１、１０：１、５：１、２：１など）、より優れた耐腐食性及び耐浸食性が得られる。他方、第２層２２０の厚さの層２１６の厚さに対する比がより低くなると（例えば、１：２、１：５、１：１０、１：２０、１：５０、１：１００、１：２００）、より優れた耐熱性（例えば、熱サイクルによって引き起こされる亀裂及び／又は層間剥離に対する耐性の改善）が得られる。

【0050】

第２層２２０は、本明細書で論じられる希土類金属含有酸化物層のいずれであってもよい。例えば、第２層２２０を、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＦ_３又はＹ_ｘＯ_ｙＦ_ｚの単独又は１つ以上の他の希土類金属材料との組み合わせとしてもよい。いくつかの実施形態では、第２層２２０は、ＡＬＤによって共堆積された少なくとも２つの希土類金属含有前駆体の混合物から形成された単相材料である（例えば、Ｙ_２Ｏ_３、Ｅｒ_２Ｏ_３、及びＡｌ_２Ｏ_３の１つ以上の組み合わせ）。例えば、第２層２２０を、Ｙ_ｘＥｒ_ｙＯ_ｚ又はＹ_ｘＡｌ_ｙＯ_ｚのうちの１つとしてもよい。一実施形態では、層２１６はアモルファスのＡｌＮであり、第２層２２０は、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、Ｙ_２Ｏ_３、Ｙ_ｘＡｌ_ｙＯ_ｚ、Ｙ_ｘＥｒ_ｙＯ_ｚ、など）であって、単独又は１つ以上の他の希土類金属含有材料との単相である。別の一実施形態では、物品２１０はグラファイト物品であり、層２１６はアモルファスカーボンであり、第２層２２０は多結晶又はアモルファスのイットリウム含有化合物（例えば、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＺｒＯ、ＹＦ_３、Ｙ_ｘＡｌ_ｙＯ_ｚ、Ｙ_ｘＥｒ_ｙＯ_ｚなど）である。層２１６は、接着力を高めるだけでなく、イットリウム含有酸化物層の堆積前に堆積される応力緩和層として機能し得る。

【0051】

いくつかの実施形態では、第２層２２０は、Ｅｒ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３又はＡｌ_２Ｏ_３を含み得る。いくつかの実施形態では、第２層２２０は、Ｅｒ_ｘＡｌ_ｙＯ_ｚ（例えば、Ｅｒ_３Ａｌ_５Ｏ_１２）、Ｙ_ｘＡｌ_ｙＯ_ｚ、Ｙ_ｘＥｒ_ｙＯ_ｚ又はＥｒ_ａＹ_ｘＡｌ_ｙＯ_ｚ（例えば、Ｙ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３及びＥｒ_２Ｏ_３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。

【0052】

いくつかの実施形態では、層２１６の厚さを、約１ｎｍから約５０ｎｍ、又は約２ｎｍから約２５ｎｍ、又は約５ｎｍから約１０ｎｍとしてもよい。特定の実施形態では、層２１６の厚さは、約１ｎｍ、又は約５ｎｍ、又は約１０ｎｍ、又は約１５ｎｍである。希土類金属含有層の厚さを、約５ｎｍから約１０μｍ、又は約２５ｎｍから約５μｍ、又は約５０ｎｍから約５００ｎｍ、又は約７５ｎｍから約２００ｎｍとしてもよい。いくつかの実施形態では、第２層２２０の厚さを、約５０ｎｍ、又は約７５ｎｍ、又は約１００ｎｍ、又は約１２５ｎｍ、又は約１５０ｎｍとしてもよい。特定の実施形態では、層２１６及び第２層２２０を含むコーティングの合計厚さを、約５０ｎｍ、又は約７５ｎｍ、又は約１００ｎｍ、又は約１２５ｎｍ、又は約１５０ｎｍとしてもよい。

【0053】

図２Ｃを参照する。いくつかの実施形態では、多層コーティングは３つ以上の層を含む。具体的には、コーティングは、別の材料（例えば、ＡｌＮ、ＺｒＯ、Ｙ_２Ｏ_３、又は本明細書に開示される他の化合物）の一連の交互層及び希土類金属含有酸化物層を含むスタックを含み得るか、又は層２１６及び希土類金属含有酸化物層の一連の交互層を含み得る。いくつかの実施形態では、希土類金属含有酸化物層は、交互副層の層である。例えば、希土類金属含有酸化物層を、Ｙ_２Ｏ_３とＡｌＮの一連の交互副層、Ｙ_２Ｏ_３とＺｒＯ_２の一連の交互副層、又はＹ_２Ｏ_３とＡｌ_２Ｏ_３の一連の交互副層としてもよい。

【0054】

図２Ｃを参照する。層２１６を有する物品２１０を堆積チャンバに挿入してもよい。層２１６は、図２Ａ又は図２Ｂを参照して説明したように形成されたものであってもよい。物品２１０を、１つ以上の希土類金属含有材料を含む１つ以上の前駆体２８０に、層２１６が１つ以上の前駆体２８０で完全に吸着状態となって層２２２を形成するまでの期間にわたって導入してもよい。続いて、物品２１０を反応物２８２に導入して層２２２と反応させ、層２２４を成長させてもよい。したがって、希土類金属含有層２２４は、ＡＬＤを使用して層２１６の上に完全に成長又は堆積させられる。一実施例では、前駆体２８０を、第１半サイクルで使用されるイットリウム含有前駆体としてもよく、反応物２８２を、第２半サイクルで使用されるＨ_２Ｏとしてもよい。希土類金属含有層２２４を、Ｙ_２Ｏ_３、Ｅｒ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、又は別の酸化物の第１酸化物としてもよい。

【0055】

層２１６及び金属酸化物層２２４を有する物品２１０を１つ以上の前駆体２８４に、層２２４が１つ以上の前駆体２８４で完全に吸着状態となって層２２６を形成するまでの期間にわたって導入してもよい。続いて、物品２１０を反応物２８６に導入して層２２６と反応させ、追加の層２２８を成長させてもよい。したがって、追加の層２２８（層２２４と同じ材料であってもよい）は、ＡＬＤを使用して希土類金属含有層２２４の上に完全に成長又は堆積させられる。

【0056】

図示されているように、希土類金属含有層２２４及び酸化アルミニウム層２２８の堆積をｎ回繰り返して、交互層のスタック２３７を形成してもよい。ここで、ｎは２より大きい整数値である。ｎは、目標の厚さと特性に基づいて選択された層の有限数を表す。交互層のスタック２３７を、複数の交互副層を含む希土類金属含有酸化物層と見なしてもよい。したがって、前駆体２８０、反応物２８４、前駆体２８４及び反応物２８６を、連続的に繰り返し導入して、追加の交互層２３０、２３２、２３４、２３６などを成長又は堆積させてもよい。層２２４、２２４、２３０、２３２、２３４、２３６などの各々を、単一原子層未満から数原子層までの平均厚さを有する非常に薄い層としてもよい。

【0057】

前述の交互層２２４～２３６は、１：１の比を有する。ここでは、各散在層に対して第１金属酸化物の単一層がある。しかし、他の諸実施形態では、異なる種類の層の間には、２：１、３：１、４：１などの異なる比率があり得る。例えば、一実施形態では、異なる材料の散在層ごとに２つのＹ_２Ｏ_３層を堆積させてもよい。さらに、交互層２２４～２３６のスタック２３７は、２種類の金属層が交互に連続するものとして説明されている。しかし、他の諸実施形態では３種類以上の金属層を交互スタック２３７に堆積させてもよい。例えば、スタック２３７は、３つの異なる交互層を含んでもよい。

【0058】

交互層のスタック２３７が形成された後、アニール処理を実行して、異なる材料の交互層を相互に拡散させ、単相又は多相を有する複合酸化物を形成してもよい。したがって、アニール処理の後、交互層のスタック２３７は、単一の希土類金属含有酸化物層２３８になり得る。例えば、スタック内の層がＹ_２Ｏ_３及びＡｌ_２Ｏ_３である場合、得られる希土類金属含有酸化物層２３８は、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２（ＹＡＧ）相を含み得る。

【0059】

希土類金属含有材料の各層は、約５～１０オングストロームの厚さを有することができ、約１から約１０サイクルのＡＬＤ処理を実行することで形成され得る。ここで、各サイクルによって、希土類金属含有材料のナノ層（又はナノ層よりもわずかに小さい若しくは大きい）が形成される。一実施形態では、希土類金属含有酸化物の各層は、約６回から約８回のＡＬＤサイクルを使用して形成される。各散在層は、約１回から約２回のＡＬＤサイクル（又は数回のＡＬＤサイクル）で形成されることができ、１原子未満から数原子までの厚さを有し得る。希土類金属含有材料の層は、それぞれ約５～１００オングストロームの厚さを有してもよく、第２酸化物の層はそれぞれ、諸実施形態では約１～２０オングストロームの厚さを、さらなる諸実施形態では１～４オングストロームの厚さを有し得る。交互層のスタック２３７は、約５ｎｍから約３μｍの合計厚さを有し得る。希土類金属含有材料の層の間の薄い散在層は、希土類金属含有層における結晶形成を防止し得る。これにより、アモルファスのイットリア層を成長させ得る。

【0060】

図２Ａ～２Ｃを参照して説明される実施形態では、表面反応（例えば、半反応）は連続して行われ、諸実施形態では様々な前駆体と反応物は接触していない。新しい前駆体又は反応物を導入する前に、ＡＬＤ処理が行われるチャンバを、不活性キャリアガス（窒素又は空気など）でパージして、いかなる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してもよい。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前駆体を、２つの希土類金属含有前駆体の混合物にして、これらの化合物の共堆積を促進し、単相の材料層を形成してもよい。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、他の諸実施形態では、少なくとも３つの前駆体が使用され、さらなる諸実施形態では、少なくとも４つの前駆体が使用される。

【0061】

ＡＬＤ処理を、処理の種類に応じて様々な温度で実行してもよい。特定のＡＬＤ処理にとっての最適温度範囲は「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、低い成長速度及び非ＡＬＤ型の堆積をもたらす場合がある。ＡＬＤ温度ウィンドウを超える温度では、ＣＶＤメカニズムによって反応が起こる可能性がある。ＡＬＤ温度ウィンドウは、約１００℃から約６５０℃の範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、ＡＬＤ温度ウィンドウは、約２０℃から約２００℃、又は約２５℃から約１５０℃、又は約１００℃から約１２０℃、又は約２０℃から１２５℃である。

【0062】

ＡＬＤ処理により、均一な厚さのコンフォーマルなコーティングが、複雑な幾何学的形状、高アスペクト比の穴（例えば、細孔）、及び３次元構造を有する物品及び表面で可能になる。各前駆体を表面に十分な時間をかけて曝露することにより、前駆体は分散し、３次元の複雑なフィーチャーのすべてを含む表面全体と完全に反応し得る。高アスペクト比構造でコンフォーマルなＡＬＤを達成す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、モデル化手法を使用して予測できる。さらに、ＡＬＤ技術は他の一般的に使用されているコーティング技術よりも有利であり、それは、この技術ではその場での要求に応じて特定の組成又は調合での材料合成が可能であり、長く困難な原材料（粉末原料や焼結ターゲットなど）の製造を必要としないからである。いくつかの実施形態では、ＡＬＤを使用して、約３：１から３００：１のアスペクト比を有する物品をコーティングする。

【0063】

本明細書に記載されているＡＬＤ技術を用いて、Ｙ_ｘＡｌ_ｙＯ_ｚ（例えば、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２）、Ｙ_ｘＥｒ_ｙＯ_ｚ、Ｙ_ｘＥｒ_ｙＦ_ｚ、又はＹ_ｗＥｒ_ｘＯ_ｙＦ_ｚなどの多成分膜を成長、堆積、又は共堆積させ得る。そのために、例えば、前駆体の適切な混合物を用いて、希土類金属含有酸化物を、単独で又は１つ以上の他の酸化物と組み合わせて成長させる。他の酸化物は、上記で説明されており、以下の実施例でもより詳細に説明される。

【0064】

いくつかの実施形態では、１つ以上の希土類金属含有材料を含む耐摩耗層を、スタック層の上に堆積させてもよい。耐摩耗層は、約５ｎｍから約５０００ｎｍ、約５ｎｍから約１０００ｎｍ、約１００ｎｍから約５０００ｎｍ、又は約１００ｎｍから約５００ｎｍの厚さを有し得る。

【0065】

ここで、ＡＬＤによって希土類金属含有コーティングでコーティングされ得る様々な高温構成要素を参照する。図３は、ＡＬＤチャンバのための例示的なサセプタ３００を示す。サセプタ３００は保護コーティング（本明細書に記載の希土類金属含有セラミックコーティングなど）を有している。一実施形態では、薄膜保護コーティングはサセプタの上面のみをコーティングする。又は、薄膜保護コーティングはサセプタの上面と下面をコーティングする。薄膜保護層は、サセプタの側壁及びサセプタの内面をコーティングしてもよい。サセプタ３００を使用して、複数のウェハを同時に支持し、均一に加熱してもよい。サセプタ３００を、抵抗加熱素子又はランプを使用して放射加熱してもよい。一実施形態では、サセプタ３００は、グラファイトなどの熱伝導性ベースを含む。サセプタ３００は、複数の基板（例えば、複数のウェハ）を支持するのに十分な大きさになり得る円盤状の形状を有し得る。一実施形態では、サセプタの直径は１メートルを超える。

【0066】

サセプタ３００は、１つ以上の凹部（ポケットとも呼ばれる）３０１～３０６を含み得る。それぞれの凹部は、処理中にウェハ又は他の基板を支持するように構成されてもよい。図示の実施例では、サセプタ３００は、６つの凹部３０１～３０６を含む。ただし、他のサセプタは、より多くの凹部又はより少ない凹部を有し得る。凹部３０１～３０６の各々は、様々な表面フィーチャーを含む。凹部３０１の表面フィーチャーの例には、外側リング３０８、複数のメサ３０６、及びメサ３０６間のチャネル又はガス流路が含まれる。フィーチャーは、いくつかの実施形態では、約１０～８０マイクロメートルの高さを有し得る。

【0067】

凹部３０１～３０６及び表面フィーチャー（例えば、メサ３０６及び外側リング３０８）は、熱伝達（又は裏面）ガス（例えば、サセプタ３００に穿孔された穴を通ったＨｅ）の供給源に流体的に結合されてもよい。稼働中に、裏側ガスを制御された圧力でガス流路に供給して、サセプタ３００と基板との間の熱伝達を高めることができる。

【0068】

サセプタ３００は、リフトピン穴３１０をさらに備えてもよい。例えば、サセプタ３００は３つのリフトピン穴を備え、これらのリフトピン穴がリフトピン（例えば、Ａｌ_２Ｏ_３リフトピン）を支持してもよい。リフトピンは、サセプタ３００へのウェハのロード及びアンロードを可能にする。サセプタ３００は凹部３１５を備えることができ、この凹部を使用してサセプタを回転スピンドルに締め付けてもよい。凹部３１５は穴３２０を備え得る。この穴を使用して、サセプタ３００を回転スピンドルに機械的に固定してもよい。

【0069】

いくつかの実施形態では、サセプタ３００をグラファイトから形成し、ＡＬＤを使用してコーティングして、希土類金属含有コーティングを形成してもよい。希土類金属含有コーティングのサセプタ３００への密着を促進するために、サセプタ３００上に接着層（ＣＶＤによって堆積されたカーボン層など）を形成してもよい。

【0070】

図４は、諸実施形態による、ヒータセンブリ４００のコーティングされた構成要素を示す。処理チャンバ１００を適合させて、ヒータセンブリ４００を備えてもよい。例えば、ヒータセンブリ４００を、処理チャンバ１００の内部容積１０６内のシャワーヘッド１３０又は蓋の下に配置してもよい。ヒータセンブリ４００は、処理中に基板（例えば、ウェハ）を保持するための支持体４０５を備えており、支持体４０５は内部シャフト４１０の端部に取り付けられている。内部シャフト４１０を、処理チャンバ１００の内部容積内に配置してもよい。内部シャフト４１０を、フランジ４２０を介して外部シャフト４１５に取り付け、外部シャフト４１５を、フランジ（図示せず）によって処理チャンバ１００のチャンバ本体１０２に結合してもよい。支持体４０５はメサ４０６を含む。このメサは、支持体４０５のヒータ材料内に埋め込まれた電気構成要素（図示せず）に接続されている。処理チャンバ内で腐食性ガス及びプラズマに曝される可能性があるすべての表面は、本明細書に記載の諸実施形態によるコーティング４２５（例えば、セラミックコーティング）でコーティングされている。

【0071】

支持体４０５、シャフト４１０、４１５、及びフランジ４２０を、ＡｌＮを含むヒータ材料（例えば、ＡｌＮセラミック）から造ってもよい。一実施形態では、支持体４０５は、金属ヒータ及びセンサ層を、ＡｌＮセラミック層の間に挟んで備えてもよい。このようなアセンブリを高温炉で焼結して、一体型のアセンブリを作成してもよい。それらの層は、ヒータ回路、センサ要素、接地面、高周波グリッド、並びに金属及びセラミックの流路の組み合わせを含み得る。ヒータセンブリ４００は、真空条件下（例えば、約１ミリトルから約５トル）で約６５０℃までのヒータ温度を提供し得る。

【0072】

コーティング４２５は、１つ以上の希土類金属含有酸化物材料を、支持体４０５の表面上及び／又は処理チャンバ内の腐食性のガス又はプラズマに曝される可能性のある、ヒータセンブリ４００の全表面上に含み得る。コーティング４２５を単層コーティングとしても、多層コーティングとしてもよく、支持体４０５の材料の熱特性に、又はヒータセンブリ４００の性能に、一般的にはほとんど又は全く影響を与えない。いくつかの実施形態では、コーティングは、約５ｎｍから約１０μｍ、又は約２５ｎｍから約５μｍ、又は約５０ｎｍから約５００ｎｍ、又は約７５ｎｍから約２００ｎｍの厚さを有してもよい。いくつかの実施形態では、コーティングの厚さを、約５０ｎｍ、又は約７５ｎｍ、又は約１００ｎｍ、又は約１２５ｎｍ、又は約１５０ｎｍとしてもよい。

【0073】

図５は、諸実施形態による、内部チャネルが形成された例示的な構成要素５００の断面側面図を示す。構成要素５００は、前述のように、サセプタ、ヒータ、又は静電チャックの上面の代表例である。例えば、構成要素５００をサセプタとしてもよく、このサセプタの全直径が１メートルであってもよい。構成要素５００のフィーチャーは一定の縮尺で描かれておらず、単に構成要素５００の内部チャネル及びその接続の例示を意図していることを理解すべきである。

【0074】

いくつかの実施形態では、構成要素５００の本体５０２を１つ以上の材料から形成してもよい。いくつかの実施形態では、本体５０２を単一の材料から形成してもよい。その材料の例は、グラファイト、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、金属酸化物（セラミック又は希土類金属含有セラミックなど）である。

【0075】

構成要素５００には、ガス流れのために複数のチャネルが形成されている。このチャネルを使用して、真空を生成又はガスを分配してもよい。チャネルは、構成要素５００の下面５０６を貫通する中央開口部５０８と、中央開口部５０８と交差する主開口部５１０と、第１空洞５１８と、第２空洞５２２と、第１空洞５１８を第２空洞５２２に接続する空洞導管５２０と、構成要素５００の上面５０４に沿ってチャッキング穴５１６とを備える。いくつかの実施形態では、内部チャネルを画定するために、構成要素５００の一部を別々に製造して、合わせて接合してもよい。

【0076】

主開口部５１０は、中央開口部５０８と他のチャネルとの間にガス流路を提供する。この他のチャネルには、構成要素５００内に形成され得る、図示されていない他のチャネルも含まれる。いくつかの実施形態では、主開口部５１０は、構成要素５００を少なくとも部分的に又は完全に通過する。主開口部５１０を、例えばガンドリルを使用して形成してもよい。主開口部５１０の端部を密閉するためのプラグ５１２が備えられる。

【0077】

主開口部５１０の深さを、例えば、約０．３メートルから約０．８メートルの範囲としてもよく、いくつかの実施形態では、約０．５メートルとしてもよい。主開口部５１０の直径を、約３ｍｍから約１０ｍｍの範囲としてもよく、いくつかの実施形態では、約６ｍｍとしてもよい。いくつかの実施形態では、主開口部５１０のアスペクト比（深さ：直径）を、２５０：１から３０：１の範囲としてもよく、又は第１数が整数であり、第２数が１である比の間の任意の範囲（例えば、２００：１から４０：１、１００：１から７０：１など）としてもよい。

【0078】

下面５０６から内側内面５１４までの中央開口部５０８の深さを、例えば、約１５ｍｍから約２２ｍｍの範囲としてもよく、特定の実施形態では、約１８ｍｍとしてもよい。中央開口部５０８の直径を、例えば、約２ｍｍから５ｍｍの範囲としてもよく、特定の実施形態では、約３ｍｍとしてもよい。特定の実施形態では、中央開口部のアスペクト比を、２２：１から４：１の範囲としてもよく、又は第１数が整数であり、第２数が１である比の間の任意の範囲（例えば、１８：１から６：１、１０：１から５：１など）としてもよい。

【0079】

いくつかの実施形態では、第１空洞５１８及び第２空洞５２２は、空洞導管５２０によって接続されている。この空洞導管は、チャッキング穴５１６を通過する、むらのないガス流れが可能になるように分布している。いくつかの実施形態では、チャッキング穴５１６を使用して、ウェハを構成要素５００の上面５０４に固定するための真空を提供してもよい。いくつかの実施形態では、第１空洞５１８又は第２空洞５２２のそれぞれの長さを、約５０ｍｍから約１００ｍｍの範囲としてもよく、特定の実施形態では、約７５ｍｍとしてもよい。第１空洞５１８又は第２空洞５２２のそれぞれの直径を、例えば、約２ｍｍから６ｍｍの範囲としてもよく、特定の実施形態では、約３ｍｍとしてもよい。特定の実施形態では、中央開口部のアスペクト比を、５０：１から８：１の範囲としてもよく、又は第１数が整数であり、第２数が１である比の間の任意の範囲（例えば、５０：１から１０：１、３０：１から２０：１など）としてもよい。いくつかの実施形態では、チャッキング穴５１６及び空洞導管５２０の直径の各々を、約０．５ｍｍから約３ｍｍ、約０．５ｍｍから１ｍｍ、約１ｍｍから約３ｍｍ、又は約１ｍｍから約１．５ｍｍの範囲としてもよい。

【0080】

プラズマ処理で使用している間、構成要素５００はプラズマに曝されるが、このプラズマには耐プラズマ性コーティング（例えば、本明細書に記載されているようなセラミックコーティング）が有益である。構成要素５００の内部チャネルもプラズマに曝される可能性が高いので、それらの内面５１４をコーティングすることは有益である。例えば、コーティング５３０は、構成要素５００の上面５０４及び下面５０６をコーティングするものとして示されている。見通し内堆積処理には到達し難い内面５１４をコーティングするために、コーティング５３０を、本明細書で説明されるように、ＡＬＤ処理を使用して堆積させてもよい。

【0081】

図６Ａは、物品６０２上にコーティングされた単一のコーティング６０４を有する、コーティングされた物品６００の断面図を示す。同様に、図６Ｂは、物品６５２上にコーティングされた複数の層を有する、コーティングされた物品６５０の断面図を示す。物品６０２及び６５２は、本明細書に記載の物品／構成要素のいずれをも代表してよく、ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、グラファイト、又は希土類金属含有セラミックなどの適切な材料から形成されてもよい。

【0082】

コーティング６０４を、本明細書で論じられる希土類金属含有セラミックのいずれかを含むＡＬＤコーティングとしてもよい。例えば、コーティング６０４は、ＡＬＤのＹ_２Ｏ_３コーティングであってもよく、物品６０２はＡｌＮから形成されてもよい。

【0083】

コーティング６５４及び６５６を、同じ又は異なる材料から形成してもよい。いくつかの実施形態では、コーティング６５４及び６５６の１つ以上は、希土類金属含有セラミックを含み得る。いくつかの実施形態では、追加のコーティングを形成してもよい。いくつかの実施形態では、コーティング６５４を、物品６５２とコーティング６５６との間の接着を促進する接着層としてもよい。例えば、コーティング６５４を、ＣＶＤによって形成されたアモルファスカーボンを含むＣＶＤカーボン接合層とし、コーティング６５６を、ＡＬＤのＹ_２Ｏ_３コーティング又は別のＡＬＤ希土類酸化物コーティングとして、物品６５２をグラファイト（例えば、結晶質又は半結晶質グラファイト）から形成してもよい。カーボン接合層を、熱分解カーボン接合層としてもよい。この熱分解カーボン接合層は、ＡＬＤ希土類酸化物コーティングの接合を促進し得る。別の実施例として、コーティング６５４を、ＡＬＤのＡｌ_２Ｏ_３コーティングとし、コーティング６５６を、ＡＬＤのＹ_２Ｏ_３コーティングとして、物品６５２をＡｌＮから形成してもよい。

【0084】

いくつかの実施形態では、物品６０２及び６５２の各々は、それぞれのコーティングとは異なるＣＴＥを有し得る。２つの隣接する材料間のＣＴＥの不一致が大きいほど、それらの材料のうちの一方が最終的に割れたり、剥がれたり、あるいは他の材料との接合状態を失ったりする可能性が高くなる。いくつかの実施形態では、コーティング６０４を、例えば、コーティング６０４と物品６０２との間のＣＴＥの不一致を最小化するように形成することで、２つのＣＴＥ間の差が物品６０２のＣＴＥの１０％以内としてもよい。これは、図７に関してより詳細に説明されるように、コーティング６０４に存在する希土類金属含有化合物の比率を変化させることによって達成され得る。

【0085】

図７は、諸実施形態による、原子層堆積を使用してセラミックコーティングを形成する方法７００を示す。方法７００を用いて、本明細書に記載の任意の物品／構成要素をコーティングしてもよい。

【0086】

方法７００は、ブロック７１０から開始される。ここで、物品が供給される。物品は、本明細書に記載の物品／構成要素（高温ヒータ、静電チャック、サセプタなど）のいずれであってもよい。物品を、１つ以上の材料（ＡｌＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、グラファイトなど）から形成してもよい。物品を、例えば、図２Ａ～２Ｃの物品２１０として表される構成要素としてもよい。一実施形態では、物品とし得るものは、ヒータ、静電チャック、ノズル、ガス分配プレート、シャワーヘッド、静電チャック構成要素、チャンバ壁、ライナ、ライナキット、ガスライン、蓋、チャンバ蓋、ノズル、シングルリング、プロセスキットリング、ベース、シールド、プラズマスクリーン、フローイコライザ、冷却ベース、チャンバビューポート、ベローズ、フェースプレート、又は選択性変調器である。別の一実施形態では、物品は高温サセプタ（例えば、図３のサセプタ３００によって表されるもの）である。別の一実施形態では、物品は高温ヒータ（例えば、図４のヒータセンブリ４００によって表されるもの）である。別の一実施形態では、物品は静電チャック（例えば、図１のＥＳＣアセンブリ１５０によって表されるもの）である。

【0087】

ブロック７２０で、１つ以上の希土類金属含有セラミック化合物を選択する。セラミック化合物は、Ｙ_２Ｏ_３、Ｙ_ｘＺｒ_ｙＯ_ｚ、ＹＺｒＯＦ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｙ_４Ａｌ_２Ｏ_９、ＹＦ_３、Ｙ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｅｒ_２Ｏ_３、Ｅｒ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、ＥｒＦ_３、ＺｒＯ_２、ＨｆＯ_２、Ｅ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｌｕ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｏ_３、ＳｃＦ_３、Ｓｃ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｓｍ_２Ｏ_３、及びＤｙ_２Ｏ_３のうちの１つ以上を含み得る。

【0088】

任意選択であるブロック７３０で、２つのセラミック化合物を選択し、２つのセラミック化合物の間のモル比を選択することで、選択されたモル比のセラミック化合物を含むセラミックコーティングが、原子層堆積によって物品の表面に堆積されると、物品の第１ＣＴＥからの１０％以内のＣＴＥを有するセラミックコーティングが結果として得られる。セラミック化合物の比率を調整することにより、ＡＬＤコーティングを生成して、コーティングと物品との間のＣＴＥの不一致を実質的に低減又は排除することが可能である。

【0089】

４０℃から４００℃の範囲内で、様々なセラミック化合物のＣＴＥは次のとおりである。Ｙ_２Ｏ_３は７．２×１０^－６／℃、ＺｒＯ_２は１０．５×１０^－６／℃、Ａｌ_２Ｏ_３は７．２×１０^－６／℃、ＡｌＮは４．６×１０^－６／℃、ＳｉＣは４×１０^－６／℃、ＳｉＮは２．８×１０^－６／℃、Ｌａ_２Ｏ_３は１２．６×１０^－６／℃、及びＥｒ_２Ｏ_３は６×１０^－６／℃。異なる比率で２つの化合物を含むコーティングの調整を化合物のＣＴＥの線形結合、すなわち、ＣＴＥ_{ｃｏａｔｉｎｇ}＝Ｒ_ＡＣＴＥ_Ａ＋Ｒ_ＢＣＴＥ_Ｂ、として計算してもよい。ここで、Ｒは特定の化合物のモル％である。例えば、Ｙ_２Ｏ_３対ＺｒＯ_２の３：１のモル比は、次のように計算される。０．６６×７．２＋０．３３×１０．５＝８．２×１０^－６／℃。

【0090】

いくつかの実施形態では、第１セラミック化合物は希土類酸化物を含み、第２セラミック化合物は、希土類オキシフッ化物又は希土類フッ化物を含む。いくつかの実施形態では、第１セラミック化合物はＹ_２Ｏ_３を含み、第２セラミック化合物はＹ_ｘＯ_ｙＦ_ｚを含む。

【0091】

ブロック７４０で、ＡＬＤを実行して（例えば、図２Ａ～２Ｃに関して説明したように）、セラミック化合物、セラミック化合物の組み合わせ、又は選択された比率の２つの化合物の組み合わせを物品上に堆積させて、コーティングされた物品を製造する。いくつかの実施形態では、追加のコーティングを堆積させる。例えば、希土類金属含有化合物の複数の層を形成してもよい。いくつかの実施形態では、接着層を最初に物品上に堆積させる。この接着層をＡＬＤ、ＣＶＤ、又は他の堆積方法によって堆積させてもよい（例えば、ＣＶＤカーボン層）。

【0092】

いくつかの実施形態では、化合物をＡＬＤによって交互層の状態に堆積させて、選択した比率を達成する。たとえば、Ｙ_２Ｏ_３対ＺｒＯ_２の比率を３：１にするには、Ｙ_２Ｏ_３の３回の堆積とそれに続くＺｒＯ_２の１回の堆積を交互に行って、所望の厚さを達成する。いくつかの実施形態では、化合物は、化合物の前駆体を共添加する（例えば、第１金属含有前駆体と第２金属含有前駆体の混合物を使用する）ことによって共堆積又は堆積される。

【0093】

以下の実施例は、本明細書に記載の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方案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。これらの実施例を、上記の方法７００を実行することによって達成し得る。

【0094】

コーティングされた物品は、セラミックコーティング（例えば、希土類金属含有コーティング）をさらに含んでもよい。一実施形態では、コーティングの組成を、Ｙ_２Ｏ_３、Ｙ_ｘＺｒ_ｙＯ_ｚ、ＹＺｒＯＦ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｙ_４Ａｌ_２Ｏ_９、ＺｒＯ_２、ＹＦ_３、Ｙ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｅｒ_２Ｏ_３、Ｅｒ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、ＥｒＦ_３、Ｅ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｌｕ_２Ｏ_３、Ｓｃ_２Ｏ_３、ＳｃＦ_３、Ｓｃ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｇｄ_２Ｏ_３、ＧｄＦ_３、Ｇｄ_ｘＯ_ｙＦ_ｚ、Ｓｍ_２Ｏ_３、Ｄｙ_２Ｏ_３、又はそれらの組み合わせとしてもよい。一実施形態では、（例えば、図４Ａ～２Ｃに関して説明したように）ＡＬＤを使用してコーティングを堆積させてもよい。

【0095】

コーティングされた物品は、構成要素とコーティング層との間に接着層をさらに備えてもよい。一実施形態では、接着層はアモルファスカーボン層である。

【0096】

例示的な一実施形態では、多結晶Ｙ_２Ｏ_３の２μｍ厚のＡＬＤコーティングがＡｌＮ基板上に形成される。

【0097】

別の例示的な一実施形態では、多結晶ＹＺｒＯの５０ｎｍ厚のＡＬＤコーティングがＡｌ_２Ｏ_３基板上に形成される。

【0098】

別の例示的な一実施形態では、多結晶ＹＦ_３の１６０ｎｍ厚のＡＬＤコーティングがＡｌＮ基板上に形成される。

【0099】

別の例示的な一実施形態では、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＺｒＯ、又はＹＦ_３のＡＬＤコーティングが、ＡｌＮ基板上に形成されたＡｌ_２Ｏ_３バッファ層上に形成される。Ａｌ_２Ｏ_３バッファ層は、反応界面層が希土類金属含有コーティングとＡｌＮ基板との間に形成されるのを防止し得る。

【0100】

別の例示的な一実施形態では、結晶性Ｙ_２Ｏ_３のＡＬＤコーティングを接着層上に形成する。この接着層は、結晶性グラファイト基板上に形成されている。接着層を、ＣＶＤによって堆積されたアモルファスカーボン層としてもよい。このアモルファスカーボン層は、結晶性グラファイトとＹ_２Ｏ_３の間の接合を促進する。この例示的な実施形態を図８に示す。図８は、接着層及びセラミック層が形成されているグラファイト基板の透過型電子顕微鏡写真を示す。

【0101】

グラファイト物品上で希土類金属含有セラミックのコンフォーマルなコーティングを使用し、それらの間にカーボン層を配置しているこの特定の実施形態は、ＳｉＣ層などの他の種類の中間層よりも有利である。グラファイトは比較的安価で、熱伝導率が高く、耐熱衝撃性が高いものの、多孔性であり、不純物を含んでいる。また、グラファイトはフッ素ベースのプラズマによって容易に浸食されるので、グラファイト本体をコーティングして細孔を埋めることと、耐プラズマ層を設けてグラファイトの不純物による処理済み基板の汚染を防ぐことは有益である。本明細書に記載されているようなコンフォーマルな耐プラズマ性コーティングは、グラファイト物品のコーティングに有益であるが、グラファイト表面の多孔性と粗さのために、コーティングの品質が低下する可能性がある。アモルファスカーボン接着層を利用することで、このアモルファスカーボン接着層はこの下にある焼結グラファイト基板よりも密度が高いので、高温動作下でのセラミック層と基板との間の接着を改善し得る。

【0102】

これらの前述の諸実施形態は、限定することを意図するものではなく、明示的に開示されていない他の諸実施形態が補足される。これら他の諸実施形態は、本明細書に記載された様々な実施形態を組み合わせたり、並べ替えたりした幾つかのものの１つであってもよい。

【0103】

上記の説明は、特定のシステム、構成要素、方法等の例などを数多く、具体的かつ詳細に説明しており、それは、本開示のいくつかの実施形態を良く理解してもらうことを目的としている。しかしながら、本開示の少なくともいくつかの実施形態は、こうした具体的かつ詳細な説明がなくても実施され得ることが当業者には明らかであろう。他の諸例では、本開示の実施形態を不必要に不明瞭にすることを避けるために、周知の構成要素又は方法は詳細に説明されないか、又は単純なブロック図形式で提示される。したがって、具体的かつ詳細な説明は単なる例示である。特定の実施形態はこれらの例示的な説明とは異なる場合があるが、なおも本開示の範囲内にあると考えられる。

【0104】

この開示における「一」又は「１つの」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つを意味することに留意すべきである。本明細書全体を通して「１つの実施形態」又は「一実施形態」と言及した場合、その実施形態に関連して説明した特定の構成、構造、又は特性は少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通じて様々な箇所に「１つの実施形態では」又は「一実施形態では」という表現が出現しても、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すものではない。さらに、用語「又は」は、排他的な「又は」ではなく、包括的な「又は」を意味することを意図している。本明細書で「約」又は「およそ」という用語が使用されている場合、提示された公称値が±１％の範囲内で正確であることを意味することが意図されている。

【0105】

本明細書における方法の動作は特定の順序で示され説明されているが、各方法の動作の順序を変更して、特定の動作が逆の順序で実行されるか、又は、ある動作が他の動作と少なくとも部分的に並行して実行されてもよい。別の一実施形態では、異なる動作の指示又は副動作は、断続的に及び／又は交互に行われてもよい。

【0106】

上記の説明は例示的であり、限定的ではないことを意図していることを理解するべきである。上記の説明を読み理解することにより、他の多くの実施形態が当業者にとって明らかとなるであろう。したがって、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲に基づいて、そのような特許請求の範囲が権利を有する均等物の全範囲と共に決定されるべきである。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】