[發明專利]可抵抗還原等離子體的含釔陶瓷涂層

有效

• 申請號: 200980106482.6
• 申請日: 2009-02-13
• 公開（公告）號: CN102084020A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 詹尼弗·Y·孫;賀小明;肯尼思·S·柯林斯;托馬斯·格瑞斯;賽恩·撒奇;元潔;徐理;段仁官
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: C23C4/10
• 分類號: C23C4/10;C23C4/12
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 李劍;南霆

本申請和另外兩件與半導體處理部件相關的申請案有關，上述半導體處理部件使用了經噴涂的含釔陶瓷材料。上述經噴涂的含釔陶瓷材料通常可施用于鋁或鋁合金基板上。上述相關申請案為Sun等人的美國專利申請案10/075,967，申請日為2002年2月14日，標題為“Yttrium?Oxide?Based?Surface?Coating?For?Semiconductor?IC?Processing?Vacuum?Chamber”，上述申請案于2004年8月17日獲得美國專利號6,776,873號；以及Sun等人的美國專利申請案10/898,113，申請日為2004年7月22日，標題為“Clean?Dense?Yttrium?Oxide?Containing?Protecting?Semiconductor?Apparatus”，上述申請案于2005年2月17日公開，公開號為US?2005/0037193A1，目前仍在審查中。在此將上述引用的專利及申請案的主題通過引用納入本說明書。

技術領域

本發明的具體實施例有關于一種等離子體或火焰噴涂的含釔涂層，其可作為在半導體處理環境中的處理表面上的保護涂層。在還原等離子體中，上述等離子體或火焰噴涂的含釔涂層可格外有效地防止處理中的基板的微粒污染。

背景技術

本部分描述與本發明的具體實施例相關的背景技術。并未明示或暗示地認為本部分所述的背景技術合法地構成了現有技術。

抗腐蝕(包括侵蝕)性對于用在具有腐蝕性環境的半導體處理腔室中的設備部件及襯里而言是重要特性之一。雖然在大多數的半導體處理環境中，包括等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)及物理氣相沉積(PVD)，都會存在腐蝕性等離子體，但是最具腐蝕性的等離子體環境為用以清潔處理設備以及蝕刻半導體基板的環境。當存在高能量等離子體并結合化學反應性以作用于位于該環境中的部件表面上時，上述情形更為明顯。當高能量等離子體為還原等離子體時，例如含氫物種等離子體時，可觀察到處理腔室中出現微粒形成的問題。上述微粒常會污染在半導體處理腔中進行處理的基板中所含元件的表面。

在用以制造電子元件及微機電系統(MEMS)的處理腔室中所用的處理腔室襯里及部件設備通常是由鋁及鋁合金所制成。通常會將這些(存在于腔室內的)處理腔室及部件設備的表面陽極化(anodized)，以便在上述腐蝕性環境中提供一定程度的保護。然而，鋁或鋁合金中的雜質可能會損及上述陽極化層的完整性，使得腐蝕提早發生而縮短了上述保護涂層的壽命。與某些其他陶瓷材料相比，氧化鋁的抗等離子體性質并不特別突出。因此，業已開發出多種組成的陶瓷涂層來取代上述氧化鋁層；而且，在某些例子中，可將陶瓷涂層用于鋁合金基板上的陽極化層的表面上，以提升對下方鋁基材料的保護。

氧化釔是一種陶瓷材料，可保護暴露于用來制造半導體元件的含鹵素等離子體中的鋁及鋁合金表面。可在高純度的鋁合金處理腔室表面或處理部件表面的陽極化表面上形成噴涂的氧化釔涂層，以提供優異的腐蝕保護性(如，上述Sun等人的美國專利6,777,873號)。

設備部件的腔室壁或襯里的基板基底材料可以是一種陶瓷材料(Al₂O₃、SiO₂、AlN等)、可以是鋁或不銹鋼或可以是另一種金屬或金屬合金。可在上述任一者的基底材料上形成一噴涂薄膜。上述薄膜可由元素周期表中一種III-B族元素的化合物(如Y₂O₃)所制成。上述薄膜可實質包含Al₂O₃與Y₂O₃。亦有人提出釔鋁石榴石(yttrium-aluminum-garnet，YAG)的噴涂薄膜。舉例來說，噴涂薄膜厚度的實施例介于約50μm至約300μm。

藉由噴涂含氧化釔薄膜，以使鋁及鋁合金具備抗腐蝕及抗侵蝕性會產生一些問題。特別是在積體電路(IC)制造作業中所產生的微粒及污染會降低合格元件的產率，這也是45納米及32納米技術節點(以及將來的技術節點)中IC蝕刻所面臨的嚴重考驗之一。

在半導體產業中，極需降低在制造IC部件時進行等離子體處理過程中產生的微粒及污染量，特別是當是上述等離子體為還原等離子體時。

發明內容