在半导体处理设备上电化学生长三氧化二钇或氧化钇的方法技术

技术编号:19394863 阅读:58 留言:0更新日期:2018-11-10 04:19
此公开内容一般地涉及以电化学方式形成三氧化二钇或氧化钇的方法。所述方法可包括视情况地制备电化学浴、将三氧化二钇或氧化钇电沉积至基板上、从基板的表面上去除溶剂,及后处理其上具有经电沉积的三氧化二钇或氧化钇的基板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在半导体处理设备上电化学生长三氧化二钇或氧化钇的方法背景
此公开内容的实施方式一般地涉及在机械部件(mechanicalcomponent)上形成保护层,且尤其是,涉及在半导体处理设备上以电化学方式形成诸如三氧化二钇(yttria)或氧化钇(yttriumoxide)之类的涂层。
技术介绍
半导体处理设备表面上通常包括某些涂层,以提供免遭腐蚀性处理环境影响的一定程度的保护,或者增进对设备的表面保护。用于涂覆保护层的几种常规方法包括物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体喷涂、气溶胶沉积和类似方法。然而,这些常规方法不能令人满意地涂覆半导体设备,特别是在具有小孔或气室(plenum)的区域中,例如喷淋头。图3A及3B分别图示使用诸如热喷涂或电子束沉积的常规方法涂覆的喷淋头320及面板325的局部截面图。如图3A所示,喷淋头320由铝制成并包括形成于其中的多个气室321(图中绘示两个)。气室321可视情况地包括位在其一个端部处的倾斜边缘322。使用常规的涂覆技术,由于常规涂覆技术的限制,倾斜边缘322没有涂覆保护涂层323。举例而言,由于常规技术的定向沉积本质所致,常规技术不能适当涂覆靠近气室的基板。因此常规技术会使倾斜边缘322暴露,从而在等离子体存在的情况下经由未涂覆的表面与等离子体的反应而造成污染。暴露于等离子体的未受保护表面容易降解,从而将不期望的颗粒物质引入处理区域,因此而降低了装置质量。图3B图示面板325,面板325包括气室326,气室326上沉积有保护涂层327。类似于上文所述的喷淋头320,常规技术不能适当涂覆面板325,特别是气室326。尽管面板325的上表面,其通常接近保护涂层327沉积期间的沉积源,可能受到涂覆,但气室326的内表面仍未被涂覆。未涂覆的表面有利于在处理腔室内因与处理等离子体的不期望相互作用而导致的污染。因此,需要改进用于保护涂层的沉积方法。
技术实现思路
在一个实施方式中,一种在基板上沉积材料的方法包含:将铝基板安置于电镀浴中,所述电镀浴包含非水性溶剂及沉积前驱物;将涂层沉积于铝基板上,所述涂层包含三氧化二钇;从铝基板去除过量的镀覆溶液;和后处理其上具有所述涂层的铝基板。在另一个实施方式中,一种在基板上沉积材料的方法包含:将铝基板安置于电镀浴中,所述铝基板具有一或多个气室(plenum)形成于该铝基板中,所述电镀浴包含非水性溶剂及沉积前驱物,所述沉积前驱物包含YCl3或Y(NO3)3;将涂层沉积在铝基板上,所述涂层包含三氧化二钇或氧化钇(yttriaoxide);从铝基板去除过量的镀覆溶液,其中去除的步骤包含清洗铝基板并以压缩干空气干燥铝基板;和后处理其上具有所述涂层的铝基板。在另一个实施方式中,一种在基板上沉积材料的方法包含:将铝基板安置于电镀浴中,所述铝基板具有一或多个气室(plenum)形成于该铝基板中,所述电镀浴包含水性溶剂及沉积前驱物;将涂层沉积于铝基板上,所述涂层包含三氧化二钇或氧化钇(yttriaoxide);从铝基板去除过量的镀覆溶液;和后处理其上具有所述涂层的铝基板。附图说明以上简要概述的本公开内容的上述详述特征可以被详细理解的方式,以及本公开内容的更特定描述可以通过参照实施方式来获得,一些实施方式绘示于附图中。然而,应注意,附图仅绘示示例性实施方式,因而不应视为对本公开内容的范围的限制,因为本公开内容可允许其他等同有效的实施方式。图1图解根据本公开内容的一个实施方式的用于在基板上电沉积三氧化二钇的方法的流程图。图2图示根据本公开内容的一个实施方式的电化学浴。图3A及3B分别图示使用常规方法涂覆的喷淋头及面板的局部截面图。图4A及4B分别图示使用本文所述的方法涂覆的喷淋头及面板的局部截面图。为了有助于理解,已尽可能地使用相同的附图标号来标示附图中共通的相同元件。考虑到,一个实施方式的元件和特征在没有进一步描述下可以有益地并入到其他实施方式中。具体实施方式此公开内容一般地涉及以电化学方式形成三氧化二钇的方法。所述方法可包括视情况地制备电化学浴、将三氧化二钇电沉积至基板上、从基板的表面上去除溶剂,及后处理其上具有经电沉积的三氧化二钇的基板。图1图解根据本公开内容的一个实施方式的用于在基板上电沉积三氧化二钇的方法100的流程图。图2图示根据本公开内容的一个实施方式的电化学浴。将结合解释图1及2,以有助于对本公开内容的各方面的说明。方法100开始于操作101。在操作101中,制备电化学浴210。电化学浴210包括容器211,容器211具有设置于其中的溶液212。溶液212可包括一或多种溶剂、电解质或其它沉积前驱物,及镀覆添加剂。该溶液可具导电性以有助于电化学沉积。阳极213和充当阴极的基板214被安置在溶液212中,且可被分隔件215隔开,分隔件例如是多孔板件。多孔板件可以是其中具有多个开口的聚丙烯(polypropulene)或聚四氟乙烯。所述开口可具有约0.025英寸的直径,并且具有每平方厘米5个或更少的开口的密度。阳极213和基板214耦接至电源216,例如DC电源,以有助于将材料镀覆至基板214上。可在恒定电流或电压或脉冲式电流或电压下供应功率。在一个实例中,基板214为半导体处理设备。半导体处理设备的实例可包括由铝或铝合金制成的部件,例如喷淋头或气体分配器,或可具有多个气体通道形成于其中的其它设备。铝合金的实例包括Al6061和Al6063,还有其它合金。可以预期没有气体通道形成于其中的那些基板亦可以经受镀覆。在一个实例中,阳极213亦可由铝制成,例如由Al6061铝合金制成。溶液212可包括一或多种水性溶剂,诸如水;或者非水性溶剂,诸如无水乙腈(dryacetonitrile)、乙醇、甲苯或异丙醇。可将诸如YCl3、Y(NO3)3、醋酸钇的一或多种镀覆前驱物、或诸如Y-(CxHy)x的有机金属前驱物溶解于溶液212中。所述一或多种镀覆前驱物可被溶解在溶液中达约0.001体积摩尔浓度(M)至约2M,例如约0.1M至约1M,例如约0.5M至约1M的浓度。一或多种添加剂,诸如,硝酸钾(KNO3)、氟化钠、醋酸钠及四丁胺六氟磷(tetrabutulammoniumhexaflurophosphate),可被加入溶液212中以改善镀覆材料的特性。举例而言,可选择添加剂来改善沉积涂层的平整度、调整沉积涂层的成分,或减少镀覆涂层的粗糙度或裂纹。亦可选择添加剂来改善溶液212的导电性,从而增加镀覆材料的沉积速率并提高沉积均匀性。一或多种添加剂可以0.001体积摩尔浓度(M)至约1M,如约0.1M至约0.5M,例如约0.1M至约0.3M的浓度存在于溶液212中。可在制备溶液212后将基板214安置于溶液212中。在操作102中,可将诸如三氧化二钇的材料电沉积于基板214上。可由电源216负偏压阳极213,同时由电源216正偏压基板214。阳极213及基板214的偏压有助于将诸如三氧化二钇的期望材料从溶液212镀覆至基板214上。可以用在约1伏特至约300伏特的范围内的电压,例如在约1伏特至约50伏特、或约1伏特至约10伏特的范围内的电压,来偏压阳极213和基板214。可以用在约-0.1毫安培至约-2安培的范围内的电流,例如在约-0.1毫本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种在基板上沉积材料的方法,包含以下步骤:将铝基板安置于电镀浴中,所述电镀浴包含非水性溶剂及沉积前驱物;将涂层沉积于所述铝基板上,所述涂层包含三氧化二钇(yttria);从所述铝基板去除过量的镀覆溶液;和后处理其上具有所述涂层的所述铝基板。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.11 US 62/307,159;2016.05.13 US 62/336,0731.一种在基板上沉积材料的方法,包含以下步骤:将铝基板安置于电镀浴中,所述电镀浴包含非水性溶剂及沉积前驱物;将涂层沉积于所述铝基板上,所述涂层包含三氧化二钇(yttria);从所述铝基板去除过量的镀覆溶液;和后处理其上具有所述涂层的所述铝基板。2.如权利要求1所述的方法,其中所述铝基板包含Al6061或Al6063合金。3.如权利要求1所述的方法,其中所述沉积前驱物包含YCl3或Y(NO3)3。4.如权利要求3所述的方法,其中所述沉积前驱物具有在约0.001体积摩尔浓度(molar)至约2体积摩尔浓度的范围内的浓度。5.如权利要求3所述的方法,其中所述沉积前驱物具有在约0.1M至约1M的范围内的浓度。6.如权利要求3所述的方法,其中所述沉积前驱物具有在约0.5M至约1M的范围内的浓度。7.如权利要求1所述的方法,其中添加剂包含硝酸钾、氟化钠及醋酸钠,并且其中所述涂层具有约3纳米至约8微米的厚度。8.如权利要求1所述的方法,其中所述涂层具有约200纳米至约400纳米的厚度,并且其中所述后处理包含:热处理所述涂层。9.如权利要求1所述的方法,其中所述后处理包含:将所述涂层暴露于氧化剂,以氧化所述涂层,并且沉积所述涂层包含:施加约1伏特至约300伏特的范围内的偏电压。10.如权利要求1所述的方法,其中所述涂层具有在约14原子百分比至约47原子百分比...

【专利技术属性】
技术研发人员:拉克什斯瓦尔·卡利塔普莉娜·A·古拉迪雅吉蒂卡·巴贾尤吉塔·巴瑞克宜兴·林迪米特里·卢伯米尔斯基安库尔·凯达姆拜平·塔库尔凯文·A·帕克考希克·维迪亚
申请(专利权)人:应用材料公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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