[發(fā)明專(zhuān)利]制造等離子體反應(yīng)器部件的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810082780.3
• 申請(qǐng)日: 2008-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101276733A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 埃爾米拉·賴(lài)亞博瓦;杰·袁;珍妮弗·孫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 應(yīng)用材料股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/00
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/00
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 徐金國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式通常涉及制造部件的方法，具體地，涉及制造具有增強(qiáng)的化學(xué)抗性的部件的方法。

背景技術(shù)

微電子或集成電路器件的制造典型地包括復(fù)雜的處理程序，其需要在半導(dǎo)體、絕緣和導(dǎo)電的襯底上進(jìn)行數(shù)百個(gè)單獨(dú)的步驟。這些處理步驟的實(shí)例包括氧化、擴(kuò)散、離子注入、薄膜沉積、清潔、蝕刻和平版印刷術(shù)。等離子體工藝通常用于薄膜沉積和蝕刻，其在等離子體腔室中進(jìn)行。在化學(xué)氣相沉積中，反應(yīng)種類(lèi)通過(guò)施加電壓至合適的工藝氣體產(chǎn)生，并且隨后的化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致在襯底上形成薄膜。在等離子體蝕刻中，之前沉積的薄膜通常通過(guò)在之前的平版印刷術(shù)步驟中形成的構(gòu)圖掩模層而暴露于在等離子體中的反應(yīng)種類(lèi)。反應(yīng)種類(lèi)和沉積膜之間的反應(yīng)導(dǎo)致沉積膜的去除或蝕刻。

當(dāng)腔室部件被暴露于等離子體環(huán)境持續(xù)一段時(shí)間，由于與等離子體種類(lèi)的應(yīng)而可發(fā)生劣化。因此，一直需要替代材料或制造方法以生產(chǎn)具有降低腐蝕速率并提高使用期的部件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明分別提供了硅樣品生長(zhǎng)的改進(jìn)工藝、硅部件退火的改進(jìn)工藝，以及包括改進(jìn)的生長(zhǎng)工藝或改進(jìn)的退火工藝中至少一種的制造硅部件的方法。從本發(fā)明的實(shí)施方式制造的硅部件展示出增強(qiáng)的抗腐蝕性，并且尤其適合用于等離子體或其它反應(yīng)環(huán)境。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了一種制造硅部件的方法，包括：(a)使用循環(huán)的硅生長(zhǎng)工藝提供硅樣品，(b)機(jī)械加工該硅樣品以形成部件，和(c)退火該部件。該實(shí)施方式的硅生長(zhǎng)工藝可以進(jìn)一步包括：(a1)在第一惰性氣體環(huán)境下開(kāi)始硅生長(zhǎng)，持續(xù)第一時(shí)間段，(a2)在還原氣體環(huán)境下繼續(xù)硅生長(zhǎng)，持續(xù)第二時(shí)間段，(a3)在第二惰性氣體環(huán)境下繼續(xù)硅生長(zhǎng)，持續(xù)第三時(shí)間段，和(a4)進(jìn)行(a2)和(a3)足夠多次循環(huán)直到對(duì)于硅樣品獲得所需的特性。

另一實(shí)施方式提供了一種制造硅部件的方法，其包括：(a)生長(zhǎng)硅樣品；(b)機(jī)械加工硅樣品以形成部件，和(c)通過(guò)將該部件暴露于至少一種惰性氣體持續(xù)第一時(shí)間段和還原氣體持續(xù)第二時(shí)間段而退火部件。

另一實(shí)施方式提供了一種退火硅部件的方法，其包括：(a)在腔體(enclosure)中提供硅部件，(b)向腔體引入氮?dú)猓?c)提高腔體內(nèi)溫度至退火溫度并退火部件，持續(xù)第一時(shí)間段，(d)用惰性氣體代替腔體中的氮?dú)獠⑼嘶鸩考掷m(xù)第二時(shí)間段，(e)用還原氣體代替腔體中的惰性氣體并退火部件，持續(xù)第三時(shí)間段；和(f)通過(guò)降低溫度而在還原氣體中冷卻該部件。

另一實(shí)施方式提供了一種用于等離子體腔室中的硅部件，其中當(dāng)暴露于含氟等離子體時(shí)該部件具有小于大約2.4μm/h的侵蝕速度。

本發(fā)明的又一實(shí)施方式提供了一種等離子體工藝室，其包括腔室主體、放置到腔室主體中并適合于在其上容納襯底的支撐基座、繞著支撐基座放置并且構(gòu)造成圍繞襯底的硅套環(huán)(collar)、以及用于在腔室內(nèi)形成等離子體的電源。該硅套環(huán)被使用下述方法制造，包括：(a)提供已經(jīng)機(jī)械加工的硅套環(huán)，和(b)通過(guò)將該部件順序地暴露于氮?dú)獬掷m(xù)第一時(shí)間段，惰性氣體持續(xù)第二時(shí)間段和還原氣體持續(xù)第三時(shí)間段而退火已機(jī)械加工的套環(huán)。

附圖說(shuō)明

因此，為了能夠更詳細(xì)地理解本發(fā)明的上述特征，將參照實(shí)施方式對(duì)以上的概述徑向更具體地描述，其中部分實(shí)施方式在附圖中示出。然而要注意的是，附圖只說(shuō)明了本發(fā)明的典型實(shí)施方式并因此不被認(rèn)為限制其范圍，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其它等效的實(shí)施方式。

圖1示出了制造硅部件的方法的一個(gè)實(shí)施方式；

圖2示出了生長(zhǎng)硅的工藝的一個(gè)實(shí)施方式；

圖3示出了退火硅部件的工藝的一個(gè)實(shí)施方式

圖4是可以受益于本發(fā)明的、示例性等離子體蝕刻腔室的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖；

圖5A是適合用于圖4的腔室中的示例性硅套環(huán)的一個(gè)實(shí)施方式的橫截面示意圖；

圖5B是硅套環(huán)的一個(gè)實(shí)施方式的平面圖，以及

圖6是適合用于圖4的腔室中的示例性硅套環(huán)的另一個(gè)實(shí)施方式的橫截面示意圖；

為了使理解更容易，盡可能使用相同的附圖標(biāo)記指示附圖中共同的相同的元件?？衫斫獾氖?，一個(gè)實(shí)施方式的元件和特征可有益地結(jié)合到另一實(shí)施方式中而不需要進(jìn)一步闡述。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)施方式提供了制造由硅制成的、具有改進(jìn)的特征諸如減小的應(yīng)力和增強(qiáng)的化學(xué)抗性的部件的方法。如本文所使用，硅包括單晶硅和多晶硅。改進(jìn)的硅部件可通過(guò)使用下述方法制造，該方法包括本發(fā)明的改進(jìn)的硅生長(zhǎng)方法或本發(fā)明改進(jìn)的后機(jī)械加工退火方法中的至少一種。這些改進(jìn)的方法也可以單獨(dú)使用或相互結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)硅晶體或制造部件的改進(jìn)的特性。