[發明專利]耐腐蝕涂層制備方法、半導體零部件和等離子體反應裝置

在審

• 申請號: 202011026969.8
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN114250436A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 段蛟
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）股份有限公司
• 主分類號: C23C14/22
• 分類號: C23C14/22;C23C14/06;C23C14/08;C23C14/58;H01J37/32
• 代理公司: 深圳中創智財知識產權代理有限公司 44553
• 代理人: 文言;田宇

一種耐腐蝕涂層制備方法、半導體零部件和等離子體反應裝置，其中方法包括：提供零部件本體，零部件本體至少包括不共面的第一待涂面和第二待涂面；在第一待涂面上形成致密的耐腐蝕涂層，同時在第二待涂面形成疏松的耐腐蝕涂層；對零部件本體進行清潔處理，去除疏松的耐腐蝕涂層，暴露出所述第二待涂面；在第二待涂面上形成致密的耐腐蝕涂層，同時在第一待涂面形成疏松的耐腐蝕涂層；對零部件本體進行清潔處理，去除疏松的耐腐蝕涂層。本發明提供的方法得到的零部件本體表面形成的涂層都具有致密的結構，減少涂層在等離子體轟擊下脫落形成顆粒的風險。

技術領域

本發明涉及半導體加工技術領域，尤其涉及一種耐腐蝕涂層制備方法、半導體零部件和等離子體反應裝置。

背景技術

在典型的等離子體刻蝕工藝中，工藝氣體(如CF₄、O₂等)在射頻(Radio Frequency，RF)激勵作用下形成等離子體。這些等離子體在經過上電極和下電極之間的電場(電容耦合或者電感耦合)作用后與晶圓表面發生物理轟擊作用及化學反應，從而將晶圓刻蝕出具有特定的結構，完成刻蝕工序。

對于處在刻蝕腔體內的工件而言，通常會涂覆一些耐等離子體腐蝕的涂層(例如，Y₂O₃涂層)以保護工件不被腐蝕。涂層與工件的結合力越強，工件在刻蝕腔體中耐腐蝕性能越穩定。對于具有平面工件而言，在涂覆涂層的過程中，涂層粒子與工件以法相轟擊形成涂層，具有良好的結合力；而對于同時具有平面和臺階的工件而言，涂層粒子偏離法相方向轟擊臺階側壁，形成的涂層與工件結合力較弱。在刻蝕腔體中，側壁上的涂層在高強度等離子體的作用下，可能首先發生脫落，形成微小顆粒造成污染，造成刻蝕良率下降。

如何在具有臺階的工件上有效涂覆高致密的涂層，降低涂層脫落風險，對提升刻蝕腔體環境穩定性，提高工件服役壽命，提升半導體刻蝕良率，將具有重要意義。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供在零部件本體表面形成耐腐蝕涂層的方法，以解決半導體零部件表面涂層在等離子環境中易脫落的問題。

為了實現上述目的，本發明提供的技術方案為：一種在零部件本體表面形成耐腐蝕涂層的方法，包括：

提供一零部件本體，所述零部件本體至少包括不共面的第一待涂面和第二待涂面；

在所述第一待涂面上形成致密的耐腐蝕涂層，同時在第二待涂面形成疏松的耐腐蝕涂層；

對所述零部件本體進行清潔處理，去除所述第二待涂面上疏松的耐腐蝕涂層，暴露出所述第二待涂面；

在所述第二待涂面上形成致密的耐腐蝕涂層，同時在第一待涂面形成疏松的耐腐蝕涂層；

對所述零部件本體進行清潔處理，去除所述第一待涂面上疏松的耐腐蝕涂層。

本發明提供的方法通過旋轉零部件本體和去除疏松耐腐蝕涂層，能夠在零部件本體的多個面上制得致密耐腐蝕涂層，得到的致密耐腐蝕涂層與其接觸面的結合力強，不易脫落。

可選的，所述耐腐蝕涂層的形成工藝為物理氣相沉積法，具體包括：

提供一靶材，激發所述靶材形成分子流；

使所述零部件本體的第一待涂面與所述靶材相對設置，所述分子流在所述第一待涂面形成致密的耐腐蝕涂層，同時所述第二待涂面沉積形成疏松的耐腐蝕涂層；

對所述零部件本體進行清潔處理，去除所述第二待涂面上疏松的耐腐蝕涂層，暴露出所述第二待涂面；

在所述第一待涂面形成致密的耐腐蝕涂層之后，使所述第二待涂面與所述靶材相對設置，所述分子流在所述第二待涂面沉積形成致密的耐腐蝕涂層，同時在所述第一待涂面上沉積形成疏松的耐腐蝕涂層；

對所述零部件本體進行清潔處理，去除所述第一待涂面上疏松的耐腐蝕涂層。