提高了耐等离子体特性的等离子体蚀刻装置用构件及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及等离子体蚀刻装置用构件及制造方法，更详细而言，涉及一种通过稀土类金属薄膜的沉积及表面热处理来提高耐等离子体特性，保持光透过性并能够用作蚀刻工序的终点分析用途构件的等离子体蚀刻装置用构件及其制造方法。

Components for plasma etching device with improved plasma resistance and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提高了耐等离子体特性的等离子体蚀刻装置用构件及其制造方法
本专利技术涉及光等离子体蚀刻装置用构件及其制造方法，更详细而言，涉及一种利用稀土类金属薄膜的热扩散现象来改善等离子体蚀刻装置用构件的耐等离子体特性的技术。
技术介绍
在半导体制造工序中，为了硅晶片等基板电路的高集成化所需的微细加工，等离子体干式蚀刻工序的重要性呈现越来越重要的趋势。等离子体蚀刻工序由于可以使得竖直蚀刻率远大于水平蚀刻率，因而可以适宜地控制蚀刻的图案的最终纵横比。如果实际使用等离子体蚀刻工序，则可以形成在厚度约1微米左右的膜中具有大纵横比的极精细的图案。执行这种干式蚀刻工序的装备内腔室环境，随着加工水平的微细化而要求高清洁性。但是，在微细加工用各种工艺中，使用氟化物、氯化物等腐蚀性强的气体，这种工序气体存在不仅腐蚀晶片，还腐蚀腔室内部的问题。为了在这种环境下使用，正在将耐等离子体抵抗性优秀的材料用作腔室构件，代表性的有耐酸铝、氧化铝烧结体、石英构件等。其中，就石英构件而言，尽管干式等离子体蚀刻率高于其他材料但却依然使用，这是因为特殊目的。大量使用石英构件的情形，是包围晶片周边的边缘环。晶片周边只有在电气上保持与硅晶片类似的环境才有利，在蚀刻工序中会产生的副产物是比其他材料容易气化的SiF4(氟化硅)。利用这种容易气化的材料，从而会减小对晶片收率的影响，因而边缘环的大部分呈现使用石英构件的趋势。另一个使用的石英构件的一个示例是终点分析用构件，这是一种通过分析蚀刻工序时产生的波长而能够调节使得按希望的深度蚀刻材料的附属装置。适合观察内部的材料必须是透明材料才行，石英的透明则完全符合目的。但石英由于等离子体抵抗性远远低于其他材料，从长期角度而言，存在需更换构件的问题。为了解决这种问题，作为现有技术正在讨论多样的方法。就等离子体蚀刻装置用石英构件而言，为了提高等离子体抵抗性，正在利用以氢氧焰来熔融被覆的方法或涂覆熔解钇或钇化合物或YAG的熔液而进行加热熔融的方法等。另外，由于近来在半导体领域应用的喷涂技术的发展，正在应用等离子体喷涂法或高速火焰喷涂法、气溶胶沉积等。但是，这种以往技术存在多个问题。特别是石英构件中包围硅晶片周边的边缘环，如果形成10μm以上其他材料的皮膜，则与晶片间的间隙暴露于电极因电气特性差异导致的电弧放电危险。而且，存在腔室周边介电常数变化导致的CD及EPD等工序参数变化的可能性。就最近主要应用的等离子体喷涂法而言，对石英构件表面实施喷珠工序而形成粗糙度，借助于这种物理冲击，石英构件表面受到损伤，从长期角度而言，存在在再利用方面造成限制的龟裂、疲劳破坏等问题，存在无法均一地控制10μm以下水平的皮膜的界限。另外，作为喷涂法的工艺特征，可以例如淬火(quenching)效应，石英从原子角度而言，作为具有强结合力的物质，对热冲击很脆弱。由于在实施用法时发生的淬火(quenching)效应而累积热应力，残留应力导致的材料特性低下也会成问题。就最近正在研究的气溶胶沉积而言，也构成10μm水平的皮膜，这虽然在技术上可行，但由于皮膜与表面间单纯的机械性吻合而导致的低粘合力，当长时间使用时，会发生剥离等问题，借助于干式蚀刻工序时使用的CF4等离子体离子和自由基，皮膜被蚀刻，发生颗粒，会使晶片污染。最近，作为变更材料使用的方法，干式蚀刻工序装备制造商还提出了利用非晶耐等离子体玻璃组合物或碳化硅的方法，但在费用方面不够合理，在使用上存在限制。下面对本专利技术的技术所属领域存在的现有技术进行简略说明，接着，比照所述现有技术，对本专利技术要差异化地实现的技术事项进行说明。首先，韩国授权专利第10-0727672号(2007年6月5日)涉及等离子体蚀刻装置用构件，更具体而言，涉及一种在由石英玻璃、铝、耐酸铝或他们的组合构成的构件表面形成厚度10μm以上、厚度偏差10％以下、优选表面粗糙度Ra为1μm以下的氧化钇或YAG皮膜的等离子体蚀刻装置用构件，以及一种利用在该构件表面等离子体热喷涂氧化钇或YAG的方法，用氢氧焰熔融被覆氧化钇或YAG粉末的方法，涂覆熔解钇或钇化合物或YAG的熔液并进行加热熔融的方法及他们的组合中某一种方法，形成厚度10μm以上、厚度偏差10％以下、优选表面粗糙度Ra为1μm以下的氧化钇或YAG皮膜的制造技术。另外，韩国授权专利第10-0689889号(2007年2月26日)涉及耐等离子体性石英玻璃及其制造方法，具体而言，提供一种石英玻璃及石英玻璃夹具或其制造方法，所述石英玻璃作为用于半导体制造的等离子体反应用夹具材料，对等离子体耐腐性特别是氟类等离子体气体的耐腐性优秀，可以在不对硅晶片造成异常的情况下使用。该技术作为含有2种类以上金属元素之和为0.1～20重量％的石英玻璃，所述金属元素由在元素周期表第3B族中选择的至少1个种类的第一金属元素与选自由Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、镧系元素及锕系元素构成的组的至少1个种类的第二金属元素构成，使第二金属元素各自最大浓度为2.0重量％以下，提高耐腐蚀性。但是，所述现有技术文献的耐等离子体性构件也同样带有上述提出的喷涂法等工艺技术的界限，或是与不同种类元素混合后加热、熔融而制造的经掺杂的石英玻璃构件，其在不同种类元素的比例方面不够经济。专利技术人感觉到这种皮膜形成法及材料变更方法的局限性，试图通过表面重整而提供一种有效而优秀的等离子体抵抗性提高方法，经过对通过金属皮膜沉积与热处理工序的连续工序来制造耐等离子体性优秀的等离子体蚀刻装置用构件的技术的不懈研究，终于完成了本专利技术。
技术实现思路
技术问题本专利技术主要目的在于提供一种等离子体蚀刻装置用构件的制造方法，在半导体工序时，不仅提高耐等离子体特性，而且保持光透过性，能够用于蚀刻工序终点分析用途。技术方案为了达成如上所述目的，本专利技术一个体现例提供一种等离子体蚀刻装置用构件的制造方法，包括如下步骤：a)通过真空沉积法，将稀土类金属薄膜在基板上沉积0.01μm～2.0μm厚度的步骤；及b)将所述沉积了稀土类金属薄膜的基板在大气、氮气、氧气或氩气气氛下，以1000℃～2000℃热处理2小时～40小时时间的步骤。在本专利技术一个优选体现例中，所述真空沉积法可以为电子束物理气相沉积法(EBPVD)或溅射法(Sputtering)。在本专利技术一个优选体现例中，所述稀土类金属可以为钇(Yttrium)、镱(Ytterbium)、钐(Samarium)中任意一种以上。在本专利技术一个优选体现例中，所述基板材料的熔点可以为1000℃以上.在本专利技术一个优选体现例中，所述基板可以为石英、氧化铝烧结体、蓝宝石中任意一种。在本专利技术一个优选体现例中，所述步骤b)热处理时间可以为2小时～20小时。本专利技术又一体现例提供一种以所述制造方法制造、所述稀土类金属的热扩散层(thermaldiffusionlayer)厚度为0.1μm～10μm的等离子体蚀刻装置用构件。本专利技术又一体现例提供一种以所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子体蚀刻装置用构件的制造方法，包括如下步骤：/na)通过真空沉积法，将稀土类金属薄膜在基板上沉积0.01μm～2.0μm厚度的步骤；及/nb)将所述沉积了稀土类金属薄膜的基板在大气、氮气、氧气或氩气气氛下，以1000℃～2000℃热处理2小时～40小时时间的步骤。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170914 KR 10-2017-01178411.一种等离子体蚀刻装置用构件的制造方法，包括如下步骤：
a)通过真空沉积法，将稀土类金属薄膜在基板上沉积0.01μm～2.0μm厚度的步骤；及
b)将所述沉积了稀土类金属薄膜的基板在大气、氮气、氧气或氩气气氛下，以1000℃～2000℃热处理2小时～40小时时间的步骤。


2.根据权利要求1所述的等离子体蚀刻装置用构件的制造方法，其中，
所述真空沉积法为电子束物理气相沉积法或溅射法(Sputtering)。


3.根据权利要求1所述的等离子体蚀刻装置用构件的制造方法，其中，
所述稀土类金属为钇、镱、钐中任意一种以上。

【专利技术属性】
技术研发人员：郑洞勳，高贤哲，金善台，
申请(专利权)人：KOMICO有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR