[發明專利]耐腐蝕構件

無效

• 申請號: 200610064447.0
• 申請日: 2006-10-20
• 公開（公告）號: CN101075550A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 塜谷敏彥;中野瑞;前田孝雄
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/3065;H01L21/3213;H01L21/31;H01L21/311;H01L21/205;H01L21/67;C23F4/00;C23C16/00;H01J37/32;H01J37/00;H05H1/00;B32B9/00;B32B3
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 李帆

技術領域

本發明涉及一種耐腐蝕構件，該耐腐蝕構件即使在含氯氣體或其等離子體中使用后仍保持表面狀態不變，且更具體而言，涉及一種耐腐蝕構件，該耐腐蝕構件對于含氯氣體或其等離子體具有耐腐蝕性且適用于半導體制造設備和平板顯示器制造設備中。

背景技術

含鹵素的腐蝕性氣氛普遍存在于大多數半導體制造設備，和平板顯示裝置的制造設備如液晶、有機電致發光和無機電致發光裝置的制造設備中。設備部件由高純材料制成以防止工件受到雜質污染以及由于顆粒原因的缺陷。對于這些部件而言，表面純度和表面狀態是極為重要的。

半導體制造工藝采用柵蝕刻系統、絕緣膜蝕刻系統、金屬蝕刻系統、光刻膠膜灰化系統、濺射系統、化學氣相沉積系統和類似系統。另一方面，液晶制造工藝采用蝕刻系統以形成薄膜晶體管和類似物。在這些加工系統中，包括產生等離子體的機構用以高整合度的微加工。

在這些加工步驟中，尤其是在柵蝕刻系統和金屬蝕刻系統中，含氯的腐蝕性氣體由于其反應性而被用作加工氣體。典型的含氯氣體包括Cl₂、BCl₃、HCl、CCl₄、CHCl₃、SiCl₄等。當對其中已經供入這樣的氣體或含有這樣的氣體的混合物的氣氛施加微波或高頻時，氣體被活化成等離子體。暴露于這種含氯氣體或其等離子體的系統構件需要具有高耐腐蝕性，即與腐蝕性氣體的反應性最低以使得不會形成腐蝕性氣體與表面材料的反應產物顆粒。

對于上述需要而言，現有技術中采用的提供對含氯氣體或其等離子體的耐腐蝕性的材料包括陶瓷如石英、氧化鋁、氮化硅和氮化鋁、陽極化鋁(防蝕鋁)涂層以及其表面上熱噴涂有前述陶瓷涂層的基體。

然而，陶瓷構件受到顆粒留在表面上的問題的困擾。當陶瓷構件暴露于腐蝕性氣氛中的等離子體時，盡管腐蝕程度根據陶瓷材料的性質而變化，但腐蝕逐漸進行。結果，位于表面區域中的晶粒剝落，導致所謂“顆粒污染”。當鋁基材料如氧化鋁、氮化鋁和陽極化鋁涂層暴露于含氯腐蝕性氣體或其等離子體時，鋁受到氯的蝕刻，產生顆粒。或者，當用于該工藝中的室向環境氣氛(空氣)開放時，鋁基材料上的氯化鋁吸收濕氣，這促進了材料腐蝕的進行以及氯化鋁顆粒的生長。一旦剝落，則顆粒沉積在半導體晶片、下部電極或類似物附近，有害地影響蝕刻精確性等且損害了半導體的性能和可靠性。

此外，JP-A?2001-164354描述了氧化釔作為耐鹵素等離子體腐蝕材料且經驗性地報告了材料對于氟等離子體的耐腐蝕性。然而，當氧化釔表面暴露于氯等離子體時，產生了潮解性的氯化釔。

由于目前的半導體技術逐步朝向更精細部件尺寸和更大晶片直徑的目標前進，因此通常所說的干法工藝，尤其是蝕刻工藝開始利用低壓高密度等離子體。與常規蝕刻條件相比，低壓高密度等離子體對耐等離子體構件具有明顯沖擊作用，導致產生了突出的問題，包括等離子體侵蝕、侵蝕導致的構件污染以及構件材料和表面雜質的反應產物產生的污染。

在平板顯示器制造工藝中的等離子體蝕刻步驟過程中，基體可與等離子體氣體中的含氯氣體反應，形成氯化物，作為微細物沉積在顯示器上。隨著基體為了制造更大尺寸的平板顯示器而增加尺寸，降低廢品率以防止產生顆粒和污染變得更為重要。

發明內容

本發明的目的是提供一種耐腐蝕構件，其具有待暴露于含氯腐蝕性氣體的表面，該表面對于暴露于含氯氣體或其等離子體充分耐受、在周期性沖洗的情況下耐腐蝕性沒有損失且沒有污染物。

對于具待暴露于含氯氣體的表面的構件而言，本發明人已經發現如果當構件表面暴露于含氯氣體或其等離子體時在構件表面上不形成氯化物顆粒，則不會在半導體晶片上發生顆粒沉積，這表明構件可用于半導體和平板顯示器制造設備中。利用鋁基材料形成待暴露于腐蝕性氣體的表面時形成潮解性氯化鋁，其中在水沖洗的過程中耐腐蝕材料的基體可能受到潮解性氯化鋁的腐蝕，與上述情況相反，本發明人發現，如果構件表面當暴露于環境氣氛時不吸收濕氣或形成氯化物顆粒，則耐腐蝕構件不會在沖洗過程中受到腐蝕或由于反復沖洗過程中的損傷而失去耐腐蝕能力。

本發明提供了一種耐腐蝕構件，其具有待暴露于含氯氣體或其等離子體的表面，其中，當構件表面暴露于含氯氣體或其等離子體且隨后暴露于環境氣氛時，構件表面不吸收濕氣。

在優選實施方案中，含氯氣體是Cl₂、包含Cl₂的氣體混和物或包含含氯氣體的氣體混和物。