[發明專利]具有視需要氧化釔覆蓋層的經AlON涂布的基質

有效

• 申請號: 201280037461.5
• 申請日: 2012-08-09
• 公開（公告）號: CN103918065A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 尼雷須·困達
• 申請（專利權）人: 恩特格林斯公司
• 主分類號: H01L21/318
• 分類號: H01L21/318
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;黃燦

相關申請案

本申請案主張2011年8月10日申請的美國臨時申請案第61/521,822號的權益。上述申請案的整個教示內容以引用的方式并入本文中。

發明背景

對石英及其它陶瓷基質上抗氟電漿涂層存在持續需求。此等基質為透明且經常在用于半導體制造的涂布及蝕刻系統中使用。氟電漿會損壞此等基質，產生會污染半導體制程晶圓的微粒。在半導體制造中，鋁亦可為半導體晶圓的污染源。

發明內容

本發明關于經氮氧化鋁（AlON）涂布的基質，諸如石英、鋁合金、鋼、氧化鋁、金屬、合金及會接觸氟電漿的其它基質。AlON涂層通過反應性脈沖直流磁控濺鍍制程沉積于基質上達到約1微米至約10微米的厚度。

AlON可為基質上唯一的涂層，或其可具有氧化釔覆蓋層，從而在基質上形成雙層涂層。層厚度將取決于基質與氟電漿源的接近程度及電漿強度。氧化釔層可通過與用于AlON層的沉積方法相同的沉積方法沉積于AlON層上，達到約1微米至約10微米的厚度。

在一個具體實例中，當AlON為基質上唯一的涂層時，涂層厚度為約5微米至約6微米。

在另一個具體實例中，當氧化釔覆蓋于AlON涂層上時，氧化釔層與AlON層的組合涂層厚度可為約5微米至約6微米。

涂層純度高且通過掃描電子顯微鏡（SEM）所見，其形態光滑、致密且展現均一的微觀結構，而無在氟電漿條件下會削弱涂層的柱狀結構。涂層能夠貼合基質表面。具有視需要氧化釔覆蓋層的AlON涂層可增強對氟電漿腐蝕的抗性且減少顆粒污染。

附圖說明

為了描繪本發明的某些態樣，包括形成本說明書的一部分的附圖。通過參照附圖中所說明的例示性（且因此非限制性）具體實例將更容易清楚地了解本發明及本發明所提供的系統的組件及操作，其中相同組件符號表示相同組件。請注意，附圖中所說明的特征不一定按比例繪制。

圖1A為顯示形態的AlON表面顯微照片。

圖1B顯示AlON涂層與AlON陶瓷的元素組成，如通過X射線光電子光譜學（XPS）所分析。

圖1C顯示AlON橫截面與形態的SEM影像。

圖1D顯示氧化釔橫截面與形態的SEM影像。

圖1E顯示氧化釔涂層形態的顯微照片。

圖1F顯示涂層薄片正面的分析，顯示鋁、氧化釔、氧及氟。

圖2顯示涂層薄片背面的分析。

圖3顯示暴露于氟電漿環境的樣品的SEM顯微照片。

圖4顯示暴露于氟電漿的具有氧化釔（釔25%，氧75%）涂層及AlON（41%Al，57%氧，2%氮）障壁層的石英樣品；AlON涂層覆蓋石英。根據EDS，所標識層的組成實質上對應于如下層組成；層1及層2類似于氧化釔，層3類似于AlON，層4類似于石英。請注意，層1中未偵測到鋁且層4中未偵測到氟。

圖5顯示完整的氧化釔涂層。

圖6說明石英基質上唯一的氧化釔涂層。

圖7顯示氧化釔涂層（剝離）背面的顯微照片。

圖8顯示氧化釔涂層（剝離）背面的顯微照片。

圖9顯示氧化釔涂層（剝離）正面的顯微照片。

圖10顯示暴露于氟電漿的氧化釔涂層的掃描電子顯微照片（SEM）。底部SEM中顯示氧化釔涂層的兩個區域：晶粒區域及柱狀區域。亦顯示此等區域各自的能量色散X-ray光譜學（EDS）。本發明人觀察到涂層的「柱狀」區域顯示的氟含量（11%）似乎大于「晶粒」區域中的氟含量（0%）的問題，且不希望受到理論束縛，似乎柱狀區域允許氟電漿中的氟穿透此等區域中的氧化釔涂層，隨后損壞下伏石英。

圖11顯示氧化釔涂層（薄片）的掃描電子顯微照片。

圖12顯示在石英基質的不同部分所拍的掃描電子顯微照片，如中心圖例所示。

圖13顯示氟電漿穿過氧化釔涂層的柱狀晶粒結構侵蝕石英。

圖14顯示氟電漿穿過氧化釔涂層的柱狀晶粒結構侵蝕石英。

圖15顯示無氧化釔涂層的石英基質的正面及背面的掃描電子顯微照片。

圖16顯示無氧化釔涂層的石英基質的正面及背面的EDS掃描。

圖17顯示經氧化釔涂布的石英的正面及背面的掃描電子顯微照片。

圖18顯示經氧化釔涂布的石英基質的正面及背面的EDS掃描。

圖19顯示經氧化釔涂布的石英樣品的邊緣的電子掃描顯微照片。

圖20顯示AlON涂層、AlON陶瓷及藍寶石樣品的FT-IR透射光譜（波長2.5μm至8μm）。

具體實施方式

下文描述本發明的例示性具體實例。