具有氟化铝等离子体暴露表面的远程等离子体源喷头组件制造技术

一种实施氟转化工艺以施加涂层至衬底处理系统的部件的表面的方法包括：将所述部件设置在处理室内；设定所述处理室的至少一个工艺参数；选择含氟气体以与所述部件的表面上的所述部件的所述基材进行反应；以及使所述含氟气体流至所述处理室中持续第一时段。所述含氟气体与所述部件的所述表面上的所述基材进行反应，以在所述表面上形成所述涂层，所述涂层由所述部件的所述基材和氟构成。所述部件的所述基材和氟构成。所述部件的所述基材和氟构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有氟化铝等离子体暴露表面的远程等离子体源喷头组件
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2020年6月30日申请的美国临时申请No.63/046,088的利益。上述引用的申请其全部公开内容都通过引用合并于此。


[0002]本公开内容涉及保护在远程等离子体源衬底处理系统中的喷头组件。

技术介绍

[0003]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。
[0004]衬底处理系统可用于在衬底(例如，半导体晶片)上进行处理。处理的示例包括沉积、蚀刻、清洁等。衬底处理系统通常包括处理室，处理室包括衬底支撑件、气体输送系统及等离子体产生器。
[0005]在处理期间，衬底被设置在衬底支撑件上。气体输送系统可将不同的气体混合物引入处理室中。在一些应用中，射频(RF)等离子体(例如，感应耦合式等离子体(ICP))可用于活化化学反应。
[0006]ICP产生高反应性的中性物质和离子两者，以将晶片表面改性。随着客户的设备变得越来越复杂和敏感，对于衬底暴露于等离子体的控制变得越来越重要。等离子体内所产生的离子可能对设备结构内的敏感材料产生破坏性影响。离子可能改变设备材料的性质并且对整体结构的性能产生不利影响。

技术实现思路

[0007]一种实施氟转化工艺以施加涂层至衬底处理系统的部件的表面的方法包括：将所述部件设置在处理室内；设定所述处理室的至少一个工艺参数；选择含氟气体以与所述部件的表面上的所述部件的所述基材进行反应；以及使所述含氟气体流至所述处理室中持续第一时段。所述含氟气体与所述部件的所述表面上的所述基材进行反应，以在所述表面上形成所述涂层，所述涂层由所述部件的所述基材和氟构成。
[0008]在其他特征中，所述部件的所述基材是铝。所述涂层包含铝氟化物。所述含氟气体包括三氟化氮(NF3)、四氟化碳(CF4)、二氟(F2)、甲基氟(CH4‑
x
F
x
，其中x是从1至3的整数)、六氟化硫(SF6)、以及三氟化氯(ClF3)中的至少一者。所述至少一个工艺参数是所述室内的压强，所述压强被设定在100至5000mTorr的范围中。所述至少一个工艺参数是所述室内的温度，所述温度被设定在摄氏20至650度的范围内。所述涂层的厚度是在20nm至5微米的范围内。
[0009]在其他特征中，所述方法还包括：在所述第一时段期间在所述处理室内产生等离子体。所述第一时段介于1与100小时之间。所述部件是喷头，所述喷头包括上板和下板。所
述涂层具有晶格结构。所述部件的所述基材是包含镁的铝合金，使所述含氟气体流至所述处理室中与所述镁进行反应，以在所述部件的所述表面与所述涂层之间形成扩散阻挡层。
[0010]一种实施氟转化工艺以施加涂层至衬底处理系统的部件的表面的方法包括：将所述部件设置在第处理室内，所述部件包含铝。所述方法还包括：使含氟气体流至所述第一处理室中持续第一时段；以及在所述第一时段期间在所述第一处理室内产生等离子体。选择所述含氟气体以与所述部件的所述表面上的所述铝进行反应，以在所述表面上形成所述涂层，所述涂层包含铝氟化物。
[0011]在其他特征中，所述方法还包括：从所述第一处理室移除所述部件，以及将所述部件安装在第二处理室内。所述方法还包括：在使所述含氟气体流至所述第一处理室中之前，在所述部件的所述表面上形成阳极氧化钝化层。所述含氟气体与所述阳极氧化钝化层进行反应，以形成铝氟化物、铝氟氧化物、以及铝氟化物与铝氟氧化物的混合相中的一者。
[0012]在其他特征中，在使所述含氟气体流至所述第一处理室中之前，所述部件的所述表面的表面粗糙度Ra介于2.5与25μm之间。所述部件还包含镁，其中使所述含氟气体流至所述第一处理室中与所述镁进行反应，以在所述部件的所述表面与所述涂层之间形成扩散阻挡层。
[0013]一种实施原子层沉积(ALD)工艺以施加涂层至衬底处理系统的部件的表面的方法包括：将所述部件设置在处理室内，并且使第一前体流至所述处理室中持续第一时段。所述第一前体包含所述部件的所述基材。所述方法还包括：使至少一种第二前体流至所述处理室中持续第二时段。所述第二前体包含氟，选择所述第一前体和所述第二前体以与所述部件的所述表面进行反应，以在所述表面上形成所述涂层，所述涂层由所述部件的所述基材和氟所构成。
[0014]在其他特征中，所述部件的所述基材是铝。所述涂层包含铝氟化物。所述第一前体包含铝氯化物(AlCl3)。所述第二前体包含钛氟化物(TiF4)和钽氟化物(TaF5)中的至少一者。所述涂层的厚度是在10nm至200nm的范围内。所述方法还包括：在所述第一时段和所述第二时段中的至少一者期间在所述处理室内产生等离子体。所述部件是喷头，所述喷头包括上板和下板。
[0015]一种用于衬底处理系统中的处理室的喷头包括：上板；和下板。所述上板和所述下板中的至少一者由包含镁(Mg)的铝(Al)合金所构成。扩散阻挡层形成在所述上板和所述下板中至少一者的表面上。所述扩散阻挡层包含镁和氟(F)。涂层形成在所述表面上。所述扩散阻挡层被设置在所述表面与所述涂层之间，所述涂层包含氟。述扩散阻挡层是由MgF2所构成，所述涂层由AlF3所构成。
[0016]根据详细描述、权利要求和附图，本公开内容的适用性的进一步的范围将变得显而易见。详细描述和具体示例仅用于说明的目的，并非意在限制本公开的范围。
附图说明
[0017]根据详细描述和附图将更充分地理解本公开，其中：
[0018]图1为根据本公开内容的包括喷头的衬底处理系统的示例的功能框图；
[0019]图2A和2B显示了根据本公开内容的示例性喷头，其包括上板和下板；
[0020]图2C显示了根据本公开内容的喷头的示例性下板；
[0021]图2D显示了根据本公开内容的喷头的示例性上板；
[0022]图3显示了根据本公开内容的示例性方法的步骤，用于使用保形ALD工艺以施加涂层至喷头的部件。
[0023]图4显示了根据本公开内容的示例性方法的步骤，其用于使用保形氟转化工艺以施加涂层至喷头的部件。
[0024]在附图中，可以重复使用附图标记来标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
[0025]远程等离子体衬底处理系统包括分配设备，例如喷头组件，其配置在产生等离子体的处理室上部区域与衬底所在的处理室下部区域之间。喷头组件可被配置成作为过滤器(例如，双离子过滤器)，以阻挡或过滤离子和/或紫外(UV)光。例如，喷头组件可包括单件或上板与下板(例如，上过滤器与下过滤器)。上板或过滤器可被配置为主要过滤由等离子体所产生的离子。反之，下过滤器可被配置为主要控制等离子体均匀性。
[0026]喷头组件通过以下方式来减少到达衬底的离子数量：增加电接地面积以捕获离子、增加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种实施氟转化工艺以施加涂层至衬底处理系统的部件的表面的方法，所述方法包括：将所述部件设置在处理室内，其中所述部件包含基材；设定所述处理室的至少一个工艺参数；选择含氟气体，其中选择所述含氟气体以与所述部件的表面上的所述基材进行反应；以及使所述含氟气体流至所述处理室中持续第一时段，其中所述含氟气体与所述部件的所述表面上的所述基材进行反应，以形成所述涂层在所述表面上，其中所述涂层由(i)所述部件的所述基材和(ii)氟构成。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述部件的所述基材是铝。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂层包含铝氟化物。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述含氟气体包括三氟化氮(NF3)、四氟化碳(CF4)、二氟(F2)、甲基氟(CH4‑
x
F
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，其中x是从1至3的整数)、六氟化硫(SF6)、以及三氟化氯(ClF3)中的至少一者。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个工艺参数是所述室内的压强，其中所述压强被设定在100至5000mTorr的范围中。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个工艺参数是所述室内的温度，其中所述温度被设定在摄氏20至650度的范围内。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂层的厚度是在20nm至5微米的范围内。8.根据权利要求1所述的方法，其还包括：在所述第一时段期间在所述处理室内产生等离子体。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一时段介于1与100小时之间。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述部件是喷头，所述喷头包括上板和下板。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂层具有晶格结构。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述部件的所述基材是包含镁的铝合金，其中使所述含氟气体流至所述处理室中与所述镁进行反应，以在所述部件的所述表面与所述涂层之间形成扩散阻挡层。13.一种衬底处理系统的部件，其使用根据权利要求1所述的方法形成。14.一种实施氟转化工艺以施加涂层至衬底处理系统的部件的表面的方法，所述方法包括：将所述部件设置在第处理室内，其中所述部件包含铝；使含氟气体流至所述第一处理室中持续第一时段；以及在所述第一时段期间在所述第一处理室内产生等离子体，其中选择所述含氟气体以与所述部件的所述表面上的所述铝进行反应，以在所述表面上形成所述涂层，其中所述涂层包含铝氟化物。15.根据权利要求14所述的方法，其还包括：从所述第一处理室移除所述部件，以及将所述部件安装在第二处理室内。16.根据权利要求14所述...

【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：