[發明專利]耐等離子刻蝕陶瓷體及其制造方法、等離子刻蝕設備

有效

• 申請號: 201610061677.5
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105777079B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 向其軍;譚毅成;林勇釗
• 申請（專利權）人: 深圳市商德先進陶瓷股份有限公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 左光明

本發明公開了一種耐等離子刻蝕陶瓷體及其制備方法和等離子刻蝕設備。本發明耐等離子刻蝕陶瓷體由氧化鋁粉體模壓成型處理后進行燒制獲得，其中，所述氧化鋁粉體中含有不可避免的雜質成分，且所述雜質成分的質量含量為不大于0.001％。本發明耐等離子刻蝕陶瓷體耐等離子腐蝕性能高，其制備方法能夠使得制備的耐等離子刻蝕陶瓷體耐等離子腐蝕性能高，尺寸穩定，密度高。本發明等離子刻蝕設備的刻蝕腔體內設有本發明耐等離子刻蝕陶瓷體構成的氧化鋁陶瓷部件。因此，氧化鋁陶瓷部件耐等離子腐蝕性能好，使得刻蝕得到的晶圓良率高，而且有效延長了氧化鋁陶瓷部件的使用壽命。

技術領域

本發明屬于陶瓷材料技術領域，具體涉及一種耐等離子刻蝕陶瓷體及其制造方法、等離子刻蝕設備。

背景技術

氧化鋁陶瓷目前分為高純型與普通型兩種。其中，目前高純型氧化鋁陶瓷如A1₂O₃含量在99.9％以上的陶瓷材料，由于其燒結溫度高達1650-1990℃，透射波長為1-6μm，其在電子工業中可用作集成電路基板與高頻絕緣材料。

隨著半導體集成電路產業持續的不斷發展，硅晶圓制造方面，晶體管之間的距離迅速縮小到32納米和25納米甚至更小尺寸。對于在晶圓加工過程中，在高密度等離子條件下，等離子刻蝕設備腔體內的材料的耐等離子腐蝕的能力要求也越來越苛刻。由于等離子刻蝕工藝中，會使用不同反應氣體以及溫度、氣壓等復雜環境，所以刻蝕設備的腔體內部材料必須能夠耐受住這些條件的破壞和沖擊。

目前，在晶圓等離子刻蝕工藝中，高純氧化鋁陶瓷是一種很好的耐等離子腐蝕材料。但是目前使用的高純型氧化鋁陶瓷純度含量在99.5％-99.9％，其中還含有較高含量的SiO₂、MgO、CaO、Na₂O等玻璃相，另一方面，氧化鋁陶瓷致密度還有待于提高，仍然存在一定數量的孔隙等缺陷。由于在等離子刻蝕過程中，會使用各種反應氣體，尤其是含氟氣體，比如CF₄、CHF₃、SF₆、NF₃等氣體，這些氣體會與這些玻璃相發生化學反應，并逐漸緩慢的被等離子體腐蝕，在等離子體和反應氣體的共同作用下，尤其是在氧化鋁陶瓷內部有孔隙的不致密的區域，使得氧化鋁陶瓷產生缺陷、顆粒、金屬雜質等問題，并污染和損壞了晶圓，從而使得晶圓的生產良率下降。

同時，這種等離子刻蝕機設備中的氧化鋁陶瓷零件也屬于大型尺寸陶瓷，一般為直徑在350-650mm，厚度在3-15mm的圓盤形狀。這種大型尺寸且超高純度氧化鋁陶瓷的生產，存在容易變形，開裂，難于燒結致密等問題。

發明內容

本發明實施例的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種耐等離子刻蝕陶瓷體及其制造方法，以解決現有高純型氧化鋁陶瓷易被等離子體腐蝕的技術問題。

本發明實施例的另一目的在于提供一種等離子刻蝕設備，以解決現有等離子刻蝕設備由于含有易被等離子體腐蝕的現有高純型氧化鋁陶瓷部件而導致污染和損壞晶圓的技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明一方面，提供了一種耐等離子刻蝕陶瓷體。所述耐等離子刻蝕陶瓷體由氧化鋁粉體模壓成型處理后進行燒制獲得，其中，所述氧化鋁粉體中含有不可避免的雜質成分，且所述雜質成分的質量含量不大于0.001％，或所述氧化鋁的質量含量不低于99.999％。

本發明另一方面，提供了一種耐等離子刻蝕陶瓷體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

獲取納米氧化鋁粉體；所述氧化鋁粉體中含有不可避免的雜質成分，且所述雜質成分的質量含量不大于0.001％，或所述氧化鋁的質量含量不低于99.999％；

將所述納米氧化鋁粉體進行模壓處理后置于保護性氣氛中進行燒結處理。