具有保护涂层的石英组件制造技术

本发明专利技术涉及具有保护涂层的石英组件。石英结构包括含有氧化钇的保护层。石英结构可以通过以下方式制造：(a)接收石英结构；以及(b)用包含氧化钇的保护层涂覆石英结构，以形成将在等离子体反应器中使用的部件。该部件的尺寸和形状适于在等离子体反应器中形成窗或注射器。保护层基本上不改变石英结构的尺寸或形状。该部件可以安装在等离子体反应器中在使得在操作期间所述等离子体将接触或接近所述部件的位置。

Quartz assemblies with protective coatings

【技术实现步骤摘要】
具有保护涂层的石英组件
本专利技术涉及半导体处理领域，具体地涉及具有保护涂层的石英组件。
技术介绍
配置用于反应器中的基于等离子体的蚀刻操作的石英组件可以在暴露于反应器内所含的等离子体(例如特别是含氢等离子体)时被蚀刻或以其他方式劣化。传统上，受损的石英组件在需要时被新组件替换。然而，在某些情况下，石英特征的劣化可能产生不稳定的微观特征，其能够从石英表面脱离而落在位于石英表面下方的衬底上并且可能干扰位于石英表面下方的衬底，在该石英表面上可以制造电子器件。提供本文包含的背景和上下文描述仅用于一般地呈现本公开的背景。本公开的大部分呈现了专利技术人的工作，并且并不仅仅因为这些工作在
技术介绍
部分中描述或者作为本文其他地方的上下文呈现而意味着其被承认为现有技术。
技术实现思路
本公开的一个方面涉及一种石英组件，其具有适合用作等离子体反应器的组件的尺寸和形状；和包含氧化钇的保护层，所述保护层设置在所述石英结构的至少一个表面上，当被安装时，所述保护层面向等离子体反应器的内部区域。保护层基本上不改变石英结构的尺寸或形状。在一些实施方案中，所述石英组件具有用作在位于所述等离子体反应器外部的等离子体源与所述等离子体反应器的内部区域之间的窗的尺寸和形状。本专利技术提供了一种石英组件，其具有石英结构，所述石英结构具有适合用作等离子体反应器的组件的尺寸和形状。包含氧化钇的保护层设置在所述石英结构的至少一个表面上，当被安装时，所述保护层暴露于在操作期间在所述等离子体反应器中产生的等离子体。所述保护层基本上不改变所述石英结构的尺寸或形状。在一些实施方案中，所述石英组件具有用作在位于所述等离子体反应器外部的等离子体源与所述等离子体反应器的内部区域之间的窗的尺寸和形状。在一些实施方案中，所述石英组件是石英窗，所述石英窗被配置成在所述等离子体反应器中设置在使得射频或微波功率能从射频或微波源通过所述石英窗进入所述等离子体反应器的内部区域的位置处。在一些实施方案中，所述石英窗具有介于约1cm和3cm之间的厚度。在一些实施方案中，所述石英窗基本上是平的并且具有介于约40cm和100cm之间的直径或长度。在一些实施方案中，所述石英组件是石英注射器，所述石英注射器包括一个或多个流动通道，所述流动通道用于将气体引入所述等离子体反应器的内部区域和/或从所述等离子体反应器的所述内部区域去除所述气体。在一些实施方案中，所述石英组件是空心圆顶。在一些实施方案中，所述保护层具有介于约10nm和10μm之间的厚度。所述厚度可以是所述石英组件的表面上的平均厚度。在一些实施方案中，所述石英组件具有介于约0.01μm和2μm之间的表面粗糙度Ra。所述表面粗糙度可以是所述石英组件的表面上的平均表面粗糙度。在一些实施方案中，所述保护层具有小于约1％的平均孔隙率。在一些实施方案中，所述保护层包含氧化钇微晶，所述氧化钇微晶具有介于约10nm和100nm之间的平均最大横截面尺寸。在一些实施方案中，所述保护层包含至少约90质量％的氧化钇。在一些实施方案中，所述保护层包含至少约99质量％的氧化钇。本专利技术提供了一种等离子体反应器，其具有被配置为在等离子体处理操作期间保持衬底的衬底支撑件。等离子体源被配置为向所述等离子体反应器的内部区域提供功率，在操作期间，在所述等离子体反应器中形成等离子体。所述等离子体反应器具有石英组件，其包括：(a)石英结构，其具有适合用作所述等离子体反应器的组件的尺寸和形状；和(b)包含氧化钇的保护层，所述保护层设置在所述石英结构的至少一个表面上，当被安装时，所述保护层在所述等离子体反应器中形成所述等离子体时暴露于所述等离子体。所述保护层基本上不改变所述石英结构的尺寸或形状。所述等离子体反应器还包括控制器，其具有程序指令，所述程序指令用于使所述等离子体源向所述等离子体反应器的所述内部区域提供射频或微波功率。在一些实施方案中，所述等离子体反应器中的所述石英组件设置于使得在操作期间所述等离子体将接触或接近所述石英组件的位置。在一些实施方案中，所述等离子体是含氢等离子体。在一些实施方案中，所述等离子体反应器是蚀刻工具、灰化工具和/或沉积工具。在一些实施方案中，所述等离子体源包括线圈。在一些实施方案中，所述等离子体源包括射频发生器。在一些实施方案中，所述等离子体源包括微波发生器。在一些实施方案中，所述石英组件具有用作在所述等离子体源和所述等离子体反应器的内部区域之间的窗的尺寸和形状。在一些实施方案中，所述石英组件是石英窗，所述石英窗被配置成在所述等离子体反应器中设置在使得所述射频或微波功率能从射频或微波源通过所述石英窗进入所述等离子体反应器的所述内部区域的位置处。在一些实施方案中，所述石英窗具有介于约1cm和3cm之间的厚度。在一些实施方案中，所述石英窗基本上是平的并且具有介于约40cm和100cm之间的直径或长度。在一些实施方案中，所述石英组件是石英注射器，所述石英注射器包括一个或多个流动通道，所述流动通道用于将气体引入所述等离子体反应器的所述内部区域和/或从所述等离子体反应器的所述内部区域去除所述气体。在一些实施方案中，所述石英组件是空心圆顶。在一些实施方案中，所述保护层具有介于约10nm和10μm之间的厚度。所述厚度可以是在所述石英组件的表面上的平均厚度。在一些实施方案中，所述石英组件具有介于约0.01μm和2μm之间的表面粗糙度Ra，其中所述表面粗糙度是在所述石英组件的表面上的平均表面粗糙度。在一些实施方案中，所述保护层具有小于约1％的平均孔隙率。在一些实施方案中，所述保护层包含氧化钇微晶，所述氧化钇微晶具有介于约10nm和100nm之间的平均最大横截面尺寸。在一些实施方案中，所述保护层包含至少约90质量％的氧化钇。在一些实施方案中，所述保护层包含至少约99质量％的氧化钇。本专利技术提供了一种方法，其包括：(a)接收石英结构；和(b)用包含氧化钇的保护层涂覆所述石英结构，以形成用于等离子体反应器的石英组件。所述石英组件具有适于形成在所述等离子体反应器中使用的部件的尺寸和形状。在一些实施方案中，所述保护层基本上不改变所述石英结构的所述尺寸或形状。在一些实施方案中，所述方法还包括将所述石英组件安装于所述等离子体反应器内，在使得在操作期间等离子体将接触或接近所述石英组件的位置处。在一些实施方案中，所述等离子体反应器是蚀刻工具、灰化工具和/或沉积工具。在一些实施方案中，所述石英组件具有用作在位于所述等离子体反应器外部的等离子体源与所述等离子体反应器的内部区域之间的窗的尺寸和形状。在一些实施方案中，所述石英组件是石英窗，所述石英窗被配置成在所述等离子体反应器中设置在使得射频或微波功率能从射频或微波源通过所述石英窗进入所述等离子体反应器的内部部分的位置处。在一些实施方案中，所述石英窗具有介于约40cm和100cm之间的厚度。在一些实施方案中，所述石英组件是石英注射器，所述石英注射器包括一个或多个流动通道，所述流动通道用于将气体引入所述等离子体反应器的内部部分和/或从所述等离子体反应器的所述内部部分去除所述气体。在一些实施方案中，所述保护层具有介于约10nm和10μm之间的厚度，其中所述厚度是所述石英组件的表面上的平均厚度，当被安装时，所述保护层面对所述等离子体反应器的内部区域。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石英组件，其包括：a)石英结构，其具有适合用作等离子体反应器的组件的尺寸和形状；和b)包含氧化钇的保护层，所述保护层设置在所述石英结构的至少一个表面上，当被安装时，所述保护层暴露于在操作期间在所述等离子体反应器中产生的等离子体，其中所述保护层基本上不改变所述石英结构的所述尺寸或形状。

【技术特征摘要】
2018.03.02 US 15/910,7391.一种石英组件，其包括：a)石英结构，其具有适合用作等离子体反应器的组件的尺寸和形状；和b)包含氧化钇的保护层，所述保护层设置在所述石英结构的至少一个表面上，当被安装时，所述保护层暴露于在操作期间在所述等离子体反应器中产生的等离子体，其中所述保护层基本上不改变所述石英结构的所述尺寸或形状。2.根据权利要求1所述的石英组件，其中所述石英组件具有用作在位于所述等离子体反应器外部的等离子体源与所述等离子体反应器的内部区域之间的窗的尺寸和形状。3.根据权利要求1所述的石英组件，其中所述石英组件是石英窗，所述石英窗被配置成在所述等离子体反应器中设置在使得射频或微波功率能从射频或微波源通过所述石英窗进入所述等离子体反应器的内部区域的位置处。4.根据权利要求3所述的石英组件，其中所述石英窗具有介于约1cm和3cm之间的厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：许临，罗宾·科什伊，约翰·爱德华·多尔蒂，萨蒂什·斯里尼瓦桑，大卫·韦策尔，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国,US