[發明專利]稀土氧化物基單片式腔室材料

在審

• 申請號: 202010165480.2
• 申請日: 2014-11-11
• 公開（公告）號: CN111233473A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: J·Y·孫;B·P·卡農戈
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: C04B35/505
• 分類號: C04B35/505;C04B35/622
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 汪駿飛;侯穎媖

本申請公開了稀土氧化物基單片式腔室材料。一種固體燒結陶瓷制品可包括固溶體，所述固溶體包含：約30摩爾％至約60摩爾％的濃度的Y₂O₃；約20摩爾％至約60摩爾％的濃度的Er₂O₃；以及約0摩爾％至約30摩爾％的濃度的ZrO₂、Gd₂O₃或SiO₂的至少一者。或者，所述固體燒結陶瓷制品可包括固溶體，所述固溶體包含40?100摩爾％的Y₂O₃、0?50摩爾％的ZrO₂以及0?40摩爾％的Al₂O₃。

本申請是PCT國際申請號為PCT/US2014/065080、國際申請日為2014年11月11日、進入中國國家階段的申請號為201480042642.6，題為“稀土氧化物基單片式腔室材料”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明的實施例大體而言關于抗等離子體的稀土氧化物基(rare-earth oxidebased)材料，并且尤其是關于由抗等離子體的稀土氧化物基材料形成的固體燒結陶瓷制品。

背景技術

在半導體工業中，通過眾多用于生產尺寸日益縮小的結構的制造工藝來制造器件。一些制造工藝(諸如，等離子體蝕刻和等離子體清潔工藝)使基板暴露于高速的等離子體流中以蝕刻或清潔基板。等離子體可能是高度腐蝕性的，并且可能腐蝕處理腔室以及暴露于等離子體的其他表面。此腐蝕可能產生頻繁地污染正在經處理的基板的粒子，從而導致器件缺陷。另外，此腐蝕可能使來自腔室部件的金屬原子污染經處理的基板(例如，經處理的晶片)。

隨著器件幾何形狀縮小，對缺陷和金屬污染的敏感性增加，并且粒子污染物規范和金屬污染物規范變得更加嚴格。因此，隨著器件幾何形狀縮小，可允許的粒子缺陷和金屬污染的水平可能降低。為了使由等離子體蝕刻和/或等離子體清潔工藝引入的粒子缺陷和金屬污染最小化，已經開發出抗等離子體的腔室材料。此類抗等離子體材料的示例包括由Al₂O₃、AlN、SiC和Y₂O₃組成的陶瓷。然而，這些陶瓷材料的抗等離子體特性對于一些應用可能是不夠的。例如，使用傳統的陶瓷制造工藝而制造的抗等離子體的陶瓷蓋和/或噴嘴在用于具有90nm或更小的關鍵尺寸的半導體器件的等離子體蝕刻工藝時可能產生不可接受的粒子缺陷水平。

附圖說明

在所附附圖的諸圖中以示例方式而非限制方式圖示了本發明，在這些附圖中，相似的元件符號指示類似的元件。應當注意，在本公開中對“一”或“一個”實施例的不同引用不一定是指相同的實施例，并且此類引用意味著至少一個實施例。

圖1是具有一個或更多個腔室部件的半導體處理腔室的剖視圖，這些腔室部件是使用本文的實施例中所提供的陶瓷材料而產生的固體燒結陶瓷制品。

圖2圖示根據本發明的一個實施例的、用于形成固體燒結陶瓷制品的工藝。

圖3圖示根據本發明的實施例的各種固體燒結陶瓷制品對在2200瓦特的偏置功率下生成的等離子體的抗濺射性。

圖4圖示根據本發明的實施例的各種固體燒結陶瓷制品對使用N₂/H₂化學品而生成的等離子體的抗侵蝕性。

圖5圖示根據本發明的實施例的各種固體燒結陶瓷制品對使用CHF_4/CF₄化學品而生成的等離子體的抗侵蝕性。

圖6A是示出根據本發明的實施例的各種固體燒結陶瓷制品對使用N₂/H₂化學品而生成的等離子體的抗侵蝕性的圖表。

圖6B是示出各種塊狀燒結陶瓷制品的蝕刻前和蝕刻后粗糙度的圖表。