一种制品包括涂覆有陶瓷涂层的体。该陶瓷涂层可以包括：在约45摩尔％到约99摩尔％之间的范围内的Y2O3、在约0摩尔％到约55摩尔％之间的范围内的ZrO2、以及在约0摩尔％到约10摩尔％之间的范围内的Al2O3。或者，该陶瓷涂层可以包括：在约30摩尔％到约60摩尔％之间的范围内的Y2O3、在约0摩尔％到约20摩尔％之间的范围内的ZrO2、以及在约30摩尔％到约60摩尔％之间的范围内的Al2O3。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例总体上涉及涂覆陶瓷的制品以及用于将陶瓷涂层施加于基板的 工艺。
技术介绍
在半导体工业中，器件是由许多制造工艺制造的，这些制造工艺生产尺寸不断减 小的结构。一些制造工艺（诸如，等离子体蚀刻和等离子体清洁工艺）使基板暴露于高速 的等离子体流来蚀刻或清洁基板。等离子体可能是高度腐蚀性的，并且可能会腐蚀被暴露 于该等离子体的处理腔室和其他表面。这种腐蚀可能会产生粒子，这些粒子频繁地污染正 在被处理的基板，从而导致器件缺陷。 随着器件的几何形状收缩，对缺陷的敏感性提高，并且粒子污染要求（即，晶圆上 的性能）变得更加严格。为了使由等离子体蚀刻和/或等离子体清洁工艺引进的粒子污染 最小化，已开发了耐等离子体的腔室材料。这种耐等离子体材料的示例包括由A1 203、A1N、 SiC、Y203、石英及Zr0 2组成的陶瓷。不同的陶瓷提供不同的材料特性，诸如等离子体抗性、刚 性、弯曲强度、热冲击抗性等等。此外，不同的陶瓷具有不同的材料成本。因此，一些陶瓷具 有优异的等离子体抗性，其他陶瓷具有较低的成本，而另一些陶瓷具有优异的弯曲强度和/ 或热冲击抗性。
技术实现思路
在一个实施例中，通过提供体并且以陶瓷涂层涂覆该体的至少一个表面来制造制 品，该陶瓷涂层包括：在约45摩尔％到约99摩尔％之间的范围内的Y203、在从约0摩尔％ 到约55摩尔％的范围内的Zr0 2、以及在从约0摩尔％到约10摩尔％的范围内的A1203。【附图说明】 在所附附图的多个图中，通过示例方式而非通过限制方式来说明本专利技术，在多个 图中，类似的附图标记指示类似的元件。应当指出的是，在本公开中对"一"或"一个"实施 例的不同引用并不一定是引用相同的实施例，并且这样的引用意指引用至少一个实施例。 图1图示根据本专利技术的一个实施例的制造系统的示例性架构； 图2是示出根据本专利技术的实施例的用于制造具有陶瓷涂层的制品的过程的流程 图； 图3示出根据本专利技术的实施例的在制造过程的不同阶段期间的制品的剖面侧视 图； 图4示出根据本专利技术的实施例的涂层的俯视及剖面显微照片视图； 图5示出根据本专利技术的实施例的在各种放大倍率水平下的陶瓷涂层表面的显微 照片。 图6示出根据本专利技术的实施例的在各种放大倍率水平下的陶瓷涂层表面的显微 照片。 图7示出根据本专利技术的实施例的在各种放大倍率水平下的陶瓷涂层表面的显微 照片。 图8示出根据本专利技术的实施例的陶瓷涂层的归一化的腐蚀速率。【具体实施方式】 本专利技术的实施例涉及用于以陶瓷涂层来涂覆基板或体的工艺，并且涉及使用此类 涂覆工艺制成的制品（例如，用于等离子体蚀刻反应器的盖体、喷头、腔室衬里等）。在一 个实施例中，制品包括涂覆有陶瓷涂层的体，该陶瓷涂层包括：摩尔浓度在约45摩尔％到 约100摩尔％之间的范围内的Y 203、摩尔浓度在约0摩尔％到约55摩尔％之间的范围内的 Zr02、以及摩尔浓度在约0摩尔％到约10摩尔％之间的范围内的A1 203。在一个实施例中， 制品包括涂覆有陶瓷涂层的体，该陶瓷涂层包括：在约30摩尔％到约60摩尔％之间的范围 内的Y 203、在约0摩尔％到约20摩尔％之间的范围内的Zr02、以及在约30摩尔％到约60摩 尔％之间的范围内的A1 203。在一个示例中，该涂层可以具有在约5mil与约25mil之间的 厚度。 制品的体可以包括金属，例如，铝、铜或镁，仅举数例。或者，制品的体可以包括陶 瓷，例如，A1203、A1N等等。在一些实施例中，在涂覆之前，可使制品的表面粗糙化为约100 微英寸与约300微英寸之间的粗糙度，和/或将制品的表面加热到约70摄氏度到约200摄 氏度的温度。 制品的陶瓷涂层可以是高度抗等离子体蚀刻的，并且制品可以具有优异的机械特 性，例如，高弯曲强度和/或高热冲击抗性。例如，A1203具有高的热-机械强度，但还具有 相对较高的铝污染水平和低等离子体抗性。相比之下，含Y 203的陶瓷具有增强的等离子体 抗性和低的晶圆上等级的铝污染，但具有相对低的热-机械强度。因此，制品可以具有第一 陶瓷物质（例如，A1 203)的有利特性和第二陶瓷物质（例如，含Y203的陶瓷）的有利特性， 而没有任一陶瓷物质的弱点。 所涂覆的陶瓷制品的性能特性可以包括相对较高的热能力（例如，经受高达约 150°C的操作温度的能力）、相对较长的寿命（例如，当用于等离子体环境时，超过约2年）、 低的晶圆上粒子和金属污染、以及稳定的静电卡盘（ESC)漏电流性能（例如，当制品为ESC 时）。 例如，导体盖体是在半导体制造中用于高温应用的组件，在这些高温应用中，形成 A120 3的盖体提供了高的导热率和弯曲强度。然而，在氟化学条件下，被暴露的A1 203在晶圆 上形成A1F粒子以及A1金属污染。在盖体的面向等离子体一侧的、根据一个实施例的陶瓷 涂层可以显著地减少腐蚀，并减少A1金属污染。 在另一个示例中，在半导体制造腔室中使用的电介质喷头可以由接合到SiC面板 的阳极化铝基形成。SiC面板可能具有影响晶圆蚀刻均匀性的高腐蚀速率。另外，由于等离 子体暴露，面板向阳极化A1基的接合可能受损，使得面板被不均匀地接合到阳极化A1基， 从而降低了喷头的热均匀性。根据一个实施例的陶瓷涂层可以被直接施加在裸A1基上，以 改善接合与腐蚀困难。 在另一个示例中，半导体制造腔室衬里（例如，腔室衬里配件）可以由A1基板与 阳极化A1形成，该A1基板在等离子体暴露的一侧上涂覆有根据一个实施例的陶瓷涂层，该 阳极化A1在非等离子体暴露的一侧。结果，基于涂层孔隙率水平，陶瓷涂层可以改善晶圆 上性能并放宽清洁窗口。 当在本文中使用术语"约"和"大约"时，意指所呈现的标称值在± 10 %以内是精 确的。还需要注意的是，在本文中参照用于半导体制造的等离子体蚀刻机中所使用的导电 盖体（lid)、电介质喷头和腔室衬里来描述一些实施例。然而，应当理解的是，这样的等离子 体蚀刻机也可用于制造微机电系统（MEMS)器件。此外，本文所述的陶瓷制品可以是暴露于 等离子体的其他结构。例如，陶瓷制品可以是等离子体蚀刻机、等离子体清洁机、等离子体 推进系统等的陶瓷环、壁、基座、气体分配板、喷头、基板支撑架等。 此外，在本文中参照当在用于富等离子体工艺的腔室中使用时导致减少的粒子污 染的制品来描述数个实施例。然而，应当理解的是，本文中所讨论的制品当在用于例如以下 工艺之类的其他工艺处理腔室中使用时，也可以提供减少的粒子缺陷和金属污染：等离子 体增强化学气相沉积（PECVD)腔室、等离子体增强物理气相沉积（PEPVD)腔室和等离子体 增强原子层沉积（PEALD)腔室、以及非等离子体蚀刻机、非等离子体清洁机、化学气相沉积 (CVD)炉、物理气相沉积（PVD)炉等等。 图1图示根据本专利技术的实施例的制造系统100的示例性架构。制造系统100可以 是陶瓷制造系统。在一个实施例中，制造系统100包括连接到设备自动化层115的处理设 备101。处理设备101可以包括爆珠机（bead blaster) 102、一个或更多个湿法清洁机103、 陶瓷涂覆机104和/或一个或多个研磨机105。制造系统100可以进一步包括连接到设备 自动化层115的一个或多个计算设备120。在替代的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制造制品的方法，包括：提供体；以及以陶瓷涂层涂覆所述体的至少一个表面，所述陶瓷涂层包括：在约45摩尔％到约99摩尔％之间的范围内的Y2O3、在从约0摩尔％到约55摩尔％的范围内的ZrO2、以及在从约0摩尔％到约10摩尔％的范围内的Al2O3。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·Y·孙，B·P·卡农戈，T·赵，
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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