用于半导体处理室的匹配化学性的组件主体及涂层制造技术

提供一种用于半导体处理室的部件。介电材料部件主体具有面向半导体处理的表面。介电材料涂层至少位于面向半导体处理的表面上，其中部件主体的介电材料具有与涂层的介电材料相同的化学计量。同的化学计量。同的化学计量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于半导体处理室的匹配化学性的组件主体及涂层
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2020年6月25日申请的美国专利申请No.63/044,007的优先权利益，其通过引用合并于此。

技术介绍

[0002]这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的专利技术人的工作在其在此
技术介绍
部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。
[0003]在形成半导体设备时，等离子体处理室用于处理衬底。一些等离子体处理室具有在等离子体处理过程中被侵蚀的零部件。涂层可用于保护这些零部件。然而，温差以及其他因素可能造成这些涂层从零部件上脱层。
[0004]一些等离子体处理室具有介电部件，其具有面向等离子体的表面。这些介电部件可由陶瓷氧化铝形成。氧化铝零件的加工可能造成损伤以及缺陷。此类缺陷可能会导致问题，主要是关于来自这类部件的颗粒产生。

技术实现思路

[0005]为实现前述以及根据本公开内容的目的，提供了一种用于半导体处理室的部件的制造方法。部件主体是由介电材料形成，其中部件主体具有面向半导体处理的表面。介电材料涂层至少沉积在部件主体的面向半导体处理的表面上。
[0006]在另一种表现形式中，提供了一种用于半导体处理室的部件。介电材料部件主体具有面向半导体处理的表面。介电材料涂层至少位于面向半导体处理的表面上，其中部件主体的介电材料具有与涂层的介电材料相同的化学计量。
[0007]在另一种表现形式中，提供了一种修复用于半导体处理室的介电材料部件主体的方法。部件的面向处理的表面的至少一部分被去除。介电材料涂层沉积于部件主体上。
[0008]本公开内容的这些以及其它特征将在以下结合以下附图更详细地描述。
附图说明
[0009]本公开内容以示例而非限制的方式在附图中示出，其中相似的附图标记代表相似的组件，且其中：
[0010]图1为一实施方案的高阶流程图。
[0011]图2A
‑
C为一实施方案的一部分的示意性剖面图。
[0012]图3为可用于一实施方案的半导体处理室的示意图。
[0013]图4为另一实施方案的一部分的示意性剖面图。
具体实施方式
[0014]现在本公开内容将被详细地描述，并且参考附图中所述的几个优选实施方案。在
以下描述中，许多特定细节被提出以提供对于本公开内容的彻底了解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本公开内容可在没有这些特定细节部分或全部情况下实施。在其它情况下，公知的处理步骤和/或结构并未详细地描述，以免不必要地混淆本公开内容。
[0015]氧化铝(alumina)、氧化钇(yttria)、氧化铝钇(yttrium aluminum oxide)等在一些等离子体处理室作为涂层。氧化铝用于铝衬垫上，氧化钇用于氧化铝或铝制的峰部(pinnacle)以及窗上。然而，仍然存在一些问题，主要是关于从这些涂层产生的颗粒以及涂层粘附。这类部件容易受到加工损伤。这种损伤会受到化学侵蚀、热膨胀和收缩以及来自材料沉积的应力的影响，从而导致颗粒污染物的产生。此外，氧化铝可能会产生氟化铝颗粒污染物。
[0016]在为电感耦合等离子体处理室提供功率窗(power window)以及气体注入器(gas injector)时，已经发现由于氧化铝的较低成本、可加工性及/或材料特性(例如损耗正切(loss tangent))，氧化铝是用于形成此类部件主体的良好材料。然而，烧结块状氧化铝主体往往含有化学杂质且只能抛光到一定程度的粗糙度，并且会因加工或抛光而产生次表面损伤。此外，块状氧化铝主体可能具有特定的晶体结构，例如刚玉(corundum)以及晶粒边界(grain boundary)，其是尺寸大小的特征。晶粒方向、晶体结构以及晶粒尺寸或边界对于大块材料而言可能都不是理想的。如果可以保留关键的整体特性(机械强度以及稳定性、介电常数、损耗正切)并加入具有最佳特性的表面涂层，则部件的整体性能可被改善。已经发现原子层沉积(ALD)涂层可以填充孔洞或孔隙，消除部件主体与等离子体的直接接触，并可提供受控的晶相。这种涂层可以改变等离子体润湿表面，以定制涂层对化学以及离子攻击的响应。如果氧化钇涂层沉积于氧化铝上，则氧化钇会强烈氟化。接着，直接或随后通过再沉积，已氟化的氧化钇会产生可能落在晶片上的颗粒。此外，对于各种沉积技术而言，氧化钇的形态以及密度比氧化铝的形态以及密度更难以控制。氧化钇的这些“不良”材料特性导致等离子体损伤以及颗粒生成增加。因此，在该实施方案中，将通过ALD工艺在氧化铝烧结体上形成氧化铝涂层。
[0017]为有利于理解，图1是在实施方案中使用的工艺的高阶流程图。提供部件主体(步骤104)。部件主体可经由烧结导电陶瓷粉末形成。图2A是部件主体204的一部分的示意性剖面图。在该示例中，部件主体204形成功率窗。于此实施方案中，部件主体204由介电陶瓷金属氧化物形成。在该实施方案中，部件主体204是由烧结氧化铝形成。部件主体204具有面向等离子体的表面208。面向等离子体的表面208被示意性地示出是粗糙的，其具有峰和谷。更普遍地，面向等离子体的表面208是面向半导体处理的表面，其中半导体处理可以是等离子体工艺或无等离子体工艺。
[0018]在该实施方案中，烧结用于由氧化铝陶瓷粉末形成陶瓷氧化铝部件主体204。烧结氧化铝主体可经由使用各种烧结工艺(例如冷压、热压、温压、热均压(hot isostatic press)、生胚片(green sheet)和火花等离子体烧结(spark plasma sintering))来制成。在一些实施方案中，部件主体204可被加热到至少400℃持续至少2小时。于一些实施方案中，部件被加热至少1天。
[0019]在该实施方案中，部件主体204被加工以及抛光。加工以及抛光用于使部件主体成形以及改变面向等离子体的表面208的形态。图2B是在部件主体204已被加工以及抛光后，部件主体204的一部分的示意性剖面图。粗糙的面向等离子体的表面208已经变得更平滑。
烧结部件主体204的面向等离子体的表面208具有小孔212。小孔212可能是部件主体204的多孔结构的结果。此外，在该实施方案中，面向等离子体的表面208具有由部件主体204的加工所造成的损伤216。在其他实施方案中，部件主体204未被加工或抛光或者两者兼有。举例而言，部件主体204可被形成为足够接近最终的形状，因而不需要加工。在该实施方案中，功率窗的整个部件主体204是由单一介电材料制成。单一介电材料可以是包含材料(例如氧化铝)的单一介电金属。
[0020]在部件主体204被加工以及抛光之后，涂层沉积于部件主体的面向等离子体的表面208上(步骤108)。在该实施方案中，使用原子层沉积将氧化铝涂层沉积于氧化铝部件主体204上。在该实施方案中，原子层沉积(ALD)工艺包含多个循环。在该实施方案的每一循环中，首先，沉积前体。在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造用于半导体处理室的部件的方法，其包含：由介电材料形成的部件主体，其中所述部件主体具有面向半导体处理的表面；以及至少在所述部件主体的所述面向半导体处理的表面上沉积所述介电材料的涂层。2.根据权利要求1所述的方法，其还包含在沉积所述介电材料的所述涂层之前加工所述部件主体。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述部件主体的所述面向半导体处理的表面具有与所述涂层不同的表面形态，且其中所述部件主体以及所述面向半导体处理的表面是由单一介电材料制成。4.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述部件主体包含烧结陶瓷介电材料。5.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述部件主体包含使用增材制造工艺或基于液滴的净成型制造工艺。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述部件主体以及所述涂层具有不同的结晶结构。7.根据权利要求1所述的方法，其中沉积所述涂层是通过化学气相沉积、原子层沉积、物理气相沉积、悬浮等离子体喷涂、气溶胶沉积以及热喷涂中的至少一者。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂层的厚度介于30纳米和600微米之间。9.根据权利要求1所述的方法，其中在所述部件主体的所述面向半导体处理的表面上沉积所述涂层包含：以第一密度沉积所述介电材料的第一涂层以及以第二密度在所述第一涂层上沉积所述介电材料的第二涂层，其中所述第一密度不同于所述第二密度。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述介电材料为金属氧化物、金属氟氧化物以及金属氟化物中的至少一者。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述介电材料包含氧化铝、氧化钇、钇稳定氧化锆、氟氧化钇、氟化钇(III)以及氧化铝钇中的至少一者。12.一种用于半导体处理室的部件，其包含：介电材料部件主体，其中所述部件主体具有面向半导体处理的表面；以及介电材料涂层，其至少位于所述面向半导体处理的表面上，其中所述部件主体的所述介电材料具有与所述涂层的所述介电材料相同的化学计量。13.根据权利要求12所述的部件，其中所述部件主体具有与所述涂层不同的密度。14.根据权利要求12所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：