涂布抗腐蚀金属氟化物的制品、其制备方法及使用方法技术

本公开内容的实施方式涉及用金属氟化物涂层涂布腔室部件的制品、涂布的腔室部件、方法及系统，所述金属氟化物涂层包括至少一种化学式为M1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涂布抗腐蚀金属氟化物的制品、其制备方法及使用方法


[0001]本公开内容的实施方式涉及涂布抗腐蚀金属氟化物的制品、涂布抗腐蚀金属氟化物的腔室部件及形成并使用此种涂布制品及腔室部件的方法。

技术介绍

[0002]各种半导体制造工艺使用高温、高能等离子体(诸如远程及直接氟等离子体，如NF3、CF4和类似者)、腐蚀性气体的混合物、腐蚀性清洁化学品(例如氢氟酸)及上述各者的组合。这些极端条件可能导致腔室内部件材料与等离子体或腐蚀性气体之间发生反应，从而形成金属氟化物、颗粒、其他痕量金属污染物及高蒸气压气体(例如AlF
x
)。此种气体很容易升华并沉积在腔室内的其他部件上。在随后的工艺步骤期间，沉积的材料可能以颗粒形式从其他部件中释放出来，并落到晶片上，从而导致缺陷。由此种反应引起的额外问题包括沉积速率漂移、蚀刻速率漂移、膜均匀性受损及蚀刻均匀性受损。通过在反应性材料上的稳定、非反应性涂层来限制腔室内的部件上的颗粒及金属污染物的升华和/或形成，以此减少这些缺陷是有益的。

技术实现思路

[0003]根据实施方式，本文披露了用于处理腔室的腔室部件，包括：基板；和在该基板上的金属氟化物涂层，该金属氟化物涂层包括以下各者中至少一者：化学式M1
x
F
w
，其中x的值为1，而w的值为1至3；化学式M1
x
M2
y
F
w
，其中x的值为0.1至1，y的值为0.1至1，而w的值为1至3；或者化学式M1
x
M2
y
M3
z
F
w
，其中x的值为0.1至1，y的值为0.1至1，z的值为0.1至1，而w的值为1553，并且其中M1、M2或M3中的至少一者包括镍。
[0004]在进一步的实施方式中，本文披露了在处理腔室中处理期间减少颗粒的方法，包括：使基板与氟接触以形成金属氟化物涂层，其中金属氟化物涂层包括以下各者中至少一者：化学式M1
x
F
w
，其中x的值为1，而w的值为1至3；化学式M1
x
M2
y
F
w
，其中x的值为0.1至1，y的值为0.1至1，而w的值为1至3；或者化学式M1
x
M2
y
M3
z
F
w
，其中x的值为0.1至1，y的值为0.1至1，z的值为0.1至1，而w的值为1553，并且其中M1、M2或M3中的至少一者包括镍。
[0005]在又一些实施方式中，本文披露了一种处理腔室，包括：腔室部件，包括：基板；和在基板表面上的金属氟化物涂层，该金属氟化物涂层包含以下各者中至少一者：化学式M1
x
F
w
，其中x的值为1，而w的值为1至3；化学式M1
x
M2
y
F
w
，其中x的值为0.1至1，y的值为0.1至1，而w的值为1至3；或者化学式M1
x
M2
y
M3
z
F
w
，其中x的值为0.1至1，y的值为0.1至1，z的值为0.1至1，而w的值为1至3，并且其中M1、M2或M3中的至少一者包括镍。
附图说明
[0006]在附图的各图中，本公开内容以举例而非限制的方式示出，相似的元件符号表示相似的元件。应当注意，在本公开内容中对“一”或“一个”实施方式的不同引用不一定指同一实施方式，并且此种引用意味着至少一个。
[0007]图1绘示了处理腔室的截面图。
[0008]图2A绘示了根据一实施方式的涂布腔室部件的截面图。
[0009]图2B绘示了根据一实施方式的涂布腔室部件的截面图。
[0010]图2C绘示了根据一实施方式的涂布腔室部件的截面图。
[0011]图3A绘示了根据一实施方式的用于在块状金属基板上形成金属氟化物涂层的方法。
[0012]图3B绘示了根据一实施方式的用于在已涂布的含金属基板上形成金属氟化物涂层的方法。
[0013]图3C绘示了根据一实施方式的用于在已涂布的含金属基板部件上形成金属氟化物涂层的方法。
[0014]图4A绘示了在化学镀金属涂层(electroless metal plated coating)上通过分子氟反应形成的金属氟化物涂层在50纳米尺度下的TEM截面图像。
[0015]图4B绘示了在化学镀金属涂层上通过自由基氟反应形成的金属氟化物涂层在100纳米尺度下的TEM截面图像。
具体实施方式
[0016]本文披露的实施方式描述了涂布制品、涂布腔室部件、涂布制品及腔室部件的方法、从半导体处理腔室中减少或消除颗粒的方法、使用涂布制品及腔室部件的方法，及含有涂布腔室部件的处理腔室。为了减少部件材料与反应性化学品和/或等离子体之间的反应(此形成金属氟化物、颗粒、其他痕量金属污染物和/或高蒸气压气体)，可通过使部件与氟气在例如约100℃至约500℃的温度下接触约1小时至约72小时(即，在受控的工艺中形成稳定的保护涂层)来在部件表面上形成金属氟化物涂层(例如，氟化镍)。金属氟化物涂层可在部件的表面上形成保形涂层。
[0017]在实施方式中，基板可包括镍，镍用在高温应用中(例如，在高于抗溅射所需温度的温度下)。镍所具有的机械性质，即在施加力时材料表现出的物理性质(例如弹性模量、拉伸强度、伸长率、硬度、疲劳限值等)超过其他金属(例如铝、其他用于低温应用的金属及合金)的机械性质。镍可在温度高达约800℃下用于块状镍基板，且若基板是陶瓷，则温度可高达约1000℃。
[0018]在实施方式中，涂布腔室部件包括在基板表面上具有金属氟化物涂层的基板。在实施方式中，基板可由块状金属材料、块状陶瓷材料、铝合金、氮化铝(AlN)、氧化铝(Al2O3)、不锈钢、镍、镍铬合金、奥氏体镍铬基超合金(例如，)、纯镍、Carpenter镍(Ni 200/201)、石英、铁、钴、钛、镁、铜、锌、铬或其他金属和/或上述各者的组合形成。在实施方式中，基板可涂布有化学镀金属涂层、电解镀覆金属氟化物涂层和/或上述各者的组合。在一些实施方式中，基板由块状镍(Ni)形成和/或可在其表面上含有化学镀镍(electroless nickel plated；ENP)涂层或电解镀镍涂层。
[0019]示例性基板包括但不限于位于处理腔室上部(例如喷头、面板、衬垫、静电卡盘、边缘环、阻隔板(blocker plate))以及处理腔室下部(例如套筒(sleeve)、下部衬垫、波纹管、气箱)的半导体腔室部件。可具有本文所描述的金属氟化物涂层的某些半导体处理腔室部件可具有高深宽比(例如，长径比或长宽比为约1000∶1、约500∶1、约400∶1、约300∶1、200∶1、
100∶1等)的部分，并且具有高深宽比的部分的表面可涂布有本文所描述的金属氟化物涂层。在实施方式中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理腔室的腔室部件，包括：基板；和所述基板上的金属氟化物涂层，所述金属氟化物涂层包含以下各者中至少一者：化学式M1
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F
w
，其中x的值为1，而w的值为1至3；化学式M1
x
M2
y
F
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，其中x的值为0.1至1，y的值为0.1至1，而w的值为1至3；或者化学式M1
x
M2
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M3
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F
w
，其中x的值为0.1至1，y的值为0.1至1，z的值为0.1至1，而w的值为1至3，且其中M1、M2或M3中的至少一者包括镍。2.如权利要求1所述的腔室部件，其中M2和M3各自独立地为选自由镁、铝、钴、铬和钇组成的组的金属。3.如权利要求1所述的腔室部件，其中所述金属氟化物涂层包括包含镍的化学镀金属涂层或包含镍的电解金属镀覆涂层。4.如权利要求3所述的腔室部件，其中所述化学镀金属涂层包括纳米晶态结构，所述纳米晶态结构包括四方磷化镍(Ni3P)和立方镍。5.如权利要求3所述的腔室部件，其中所述化学镀金属涂层或所述电解金属镀覆涂层包含磷(P)，并且其中所述金属氟化物涂层不含磷。6.如权利要求1所述的腔室部件，其中所述金属氟化物涂层是晶态的。7.如权利要求6所述的腔室部件，其中所述金属氟化物涂层包括四方P42/mnm晶态结构。8.如权利要求1所述的腔室部件，其中所述基板包括铝合金、氮化铝(AlN)、氧化铝(Al2O3)、镍(Ni)、不锈钢、镍铬合金、奥氏体镍铬基超合金、纯镍、石英、铁、钴、钛、镁、铜、锌、铬或上述各者组合。9.如权利要求1所述的腔室部件，其中所述腔室部件是半导体腔室部件，并且其中所述基板是加热器、静电卡盘、面板、喷头、衬垫、阻隔板、气箱、边缘环或波纹管。10.一种用于在处理腔室中的处理期间减少颗粒的方法，包括以下步骤：使基板与氟接触以形成金属氟化物涂层，其中所述金属氟化物涂层包含以下各者中至少一者：化学式M1
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，其中x的值为1，w的值为1至3；化学式M1
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M2
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F
w
，其中x的值为0.1至1，y的值为0.1至1，w的值为1至3；或者化学式M1
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z<...

【专利技术属性】
技术研发人员：段仁官，克里斯托弗，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：