[發明專利]抗等離子體腐蝕的反應室部件、其制造方法以及包含該部件的等離子體反應室

有效

• 申請號: 200810037164.6
• 申請日: 2008-05-09
• 公開（公告）號: CN101577211A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 吳萬俊;倪國強
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;C23C16/44;H01J37/32;B01J19/02;C04B35/505;C04B35/64;C04B37/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 王 潔

【技術領域】

本發明涉及半導體工藝處理設備，尤其涉及一種用于等離子體反應室的抗等離子體腐蝕的反應室部件、其制造方法以及包含該部件的等離子體反應室。

【背景技術】

半導體制程包括一系列的制程步驟，以于一半導體襯底、基片或晶片上制造出許多定義的集成電路。等離子體反應室被廣泛地用于半導體制造中。為了在等離子體反應室中產生等離子體，該等離子體反應室內部需要被抽成真空，然后再注入前驅氣體，并將射頻能量耦合到等離子體反應室內，再將前驅氣體激發到等離子體狀態，從而在半導體襯底、基片或晶片上處理各種物質層。然而在等離子體反應室的處理過程中，等離子體反應室的某些部件表面會暴露在等離子體中，受到不同程度的等離子體腐蝕。比如，在等離子體蝕刻處理過程中，等離子體反應室的某些部件表面會暴露在等離子體蝕刻氣體中，這些暴露的表面常常會被那些等離子體蝕刻氣體所腐蝕，例如常被用作蝕刻氣體的CF4，C4F8等含鹵化合物，其能迅速地腐蝕反應室的部件表面。反應室部件表面的腐蝕是不被期望的，因為被腐蝕部件的粒子經常從部件剝落，落在處理室中正被處理的襯底、基片或晶片上，從而造成污染。

為了解決這一問題，美國公開專利申請第20040002221號及第2005147852號、美國公告專利第6805952號、第6884516號及第6783863號分別揭示了在等離子體反應室部件上涂一層金屬氧化物陶瓷保護涂層，例如氧化釔、氧化鋁等來達到防止等離子體腐蝕的目的。這些陶瓷保護涂層往往通過等離子噴涂、熱噴涂、濺射或者是化學氣相沉積的方法而應用到所需保護的等離子體反應室部件上。然而，這些抗腐蝕涂層會受到自身生命周期的限制，其主要原因是涂層的密度與厚度有限。另外，當這些涂層被用于氣體噴淋頭時，現有的噴涂方法很難做到在氣體噴淋頭的噴淋孔內均勻地噴涂所述防腐蝕涂層，并同時不堵住氣體噴淋頭的噴灑口。

因此，為了解決等離子體反應室部件中涂層所帶來的氣體噴淋頭的生命周期限制等問題，美國公開專利申請第20050056218號提出了一種新型的氣體噴淋頭，該種氣體噴淋頭整個主體全部由含固體氧化釔的基體(solid?yttrium?oxide-comprising?substrate)制成。顯然，該種氣體噴淋頭可以克服涂層自身密度與厚度不足的問題，也很好地避免了噴灑口被堵住的問題。然而該種氣體噴淋頭由于具有高的電阻率，因而無法被有效地用作等離子體反應室內的射頻通路。其原因是高的電阻率具有高的阻抗，其會阻礙射頻信號的導通或者將射頻能量消耗掉。例如，在電容耦合型的等離子體反應室中，氣體噴淋頭通常被作為上電極并接地，與噴淋頭相對的基片支座通常被作為下電極并與射頻源相連接，在等離子體蝕刻過程中，如果該被作為射頻通路的氣體噴淋頭具有高的電阻率，則結果很顯然，射頻信號可能無法導通，或者射頻能量被大量消耗掉，從而大大降低了射頻信號導通的效率。

【發明內容】

本發明的目的在于提供一種抗等離子體腐蝕的反應室部件，其克服了現有技術的不足，解決了現有技術中反應室部件阻礙射頻信號導通的問題。

本發明的另一目的在于提供一種等離子體反應室，其包括有利于射頻信號導通的抗等離子體腐蝕的反應室部件。

本發明的又一目的在于提供一種抗等離子體腐蝕的反應室部件的制造方法，其用以制造一種利于射頻信號導通的反應室部件。

本發明可以通過以下方式實現：

一種用于等離子體反應室的抗等離子體腐蝕的反應室部件，其至少包含一表面暴露于所述等離子體反應室內產生的等離子體中，所述反應室部件由氧化釔材料和少量摻雜元素制成，并具有低于10歐姆-厘米的電阻率。

本發明還提供一種制造等離子體反應室的抗等離子體腐蝕的反應室部件的方法，其包括：

1)將氧化釔材料和少量摻雜元素經過熱壓或燒結形成具有電阻率小于10歐姆-厘米的導電基體；

2)加工所述導電基體，制成所述反應室部件。

本發明進一步提供一種等離子體反應室，包括反應室部件，所述等離子體反應室在工作時于其內產生有等離子體，所述反應室部件具有暴露于所述等離子體的至少一表面，其特征在于：所述反應室部件的電阻率小于10歐姆-厘米，其成份為氧化釔和少量摻雜元素，且所述反應室部件在等離子體反應室工作時提供射頻通路。

最后，本發明還提供一種用于等離子體反應室的抗等離子體腐蝕的反應室部件，其至少包括相互連接在一起的第一導電基體和第二導電基體，所述第一導電基體為導電材料，所述第二導電基體具有至少一表面暴露于等離子體中，并由電阻率低于10歐姆-厘米的氧化釔材料和少量摻雜元素制成。

【附圖說明】