氟化对象物的氟化加工方法以及由此方法氟化加工的部件技术

本发明专利技术涉及一种氟化对象物的氟化加工方法以及由此方法氟化加工的部件，其能够通过基于大气压高频等离子体的氟化物的涂层实现对半导体工艺中的各种部件等的高密度以及高强度的同时显著提高生产率，尤其适用于大面积半导体设备的正常蚀刻率。导体设备的正常蚀刻率。导体设备的正常蚀刻率。

【技术实现步骤摘要】
氟化对象物的氟化加工方法以及由此方法氟化加工的部件


[0001]本专利技术涉及一种氟化对象物的氟化加工方法以及由此方法氟化加工的部件，更详细地，涉及如下的氟化对象物的氟化加工方法以及由此方法氟化加工的部件，即，能够通过基于大气压高频等离子体的氟化物的涂层实现对半导体工艺中的各种部件等的高密度以及高强度的同时通过缩短调试步骤中进行的老化(aging)来显著提高生产率，尤其适用于大面积半导体设备的正常蚀刻率。

技术介绍

[0002]半导体干法刻蚀设备根据定期进行的设备检查或部件更换(维修，Maintenance)来停止运行(down)设备后，在重启设备的情况下，要经过调试(back up)工序，以正常运行半导体制造设备。
[0003]在半导体干法刻蚀设备中，调试(Back up)工序要通过如下多个步骤来进行，即，除去设备内水分等气体污染(Out
‑
gasing)的步骤；减少设备内的污染因子(微粒，Particle)的步骤；氟化设备内的老化(Aging)步骤；利用量产晶圆(Wafer)进行样品(Sample)品质检测(工厂数据库In Fab.Data)的步骤。
[0004]其中，会伴随老化工艺，以在半导体干法刻蚀设备内部形成可以实现正常的蚀刻率的氟化气氛，这种老化工艺通过使安装在设备内部的耐等离子体涂层(Al2O3、Y2O3、YAG等)的表面附着规定水平的腐蚀气体，从而在表面任意形成具有几nm至几百nm的氟氧化钇(YOF)成分的氟化层。
[0005]如果半导体干法刻蚀设备内部没有充分形成氟化气氛，则随着反复进行老化工艺的时间增加，半导体设备的运转时间大大减少，因而存在可能导致半导体设备的生产率下降以及制造成本增加的问题。
[0006]另一方面，作为形成氟化层的现有一例方法，公知的有如下方法，即，在真空槽内装入要氟化的部件后，生成CF4、SF6、NF3等作为含氟气体的低压真空等离子体，从而通过含氟的自由基氟化表面("Fabrication，characterization，and fluorine
‑
plasma exposure behavior of dense yttrium oxyfluoride ceramic"，T Tsunoura et al，Japanese Journal of Applied Physics 56，06HC02(2017)，"Fluorination mechanisms of Al2O
3 and Y2O
3 surfaces irradiated by high
‑
density CF4/O
2 and SF6/O
2 plasmas"，K Miwa et al，J Vac Sci Technol A 27(4)，Jul/Aug 2009)。
[0007]然而，这个方法存在如下缺点，即，由于需要搭建真空槽及真空装置，因而不利于量产并且经济性低，不仅如此，由于使用低压等离子体工艺，含氟的自由基的密度低，因而导致氟化速度慢，以此造成生产率降低。
[0008]并且，作为再一例，已知有通过将待氟化的部件浸渍在HF、SF4、CHF3等溶液后将温度提升至～250℃来氟化表面的方法("Preparation of Fluorinated
‑
Alumina"，E Kemnitz et al，"Efficient Preparations of Fluorine Compounds"，Edited by H W Roesky，2013，442)。
[0009]然而，这个方法存在如下缺点，即，由于在操作及处理过程中使用危险的溶液，因此在工艺安全性方面不利。
[0010]并且，作为另一例，公知的有美国专利US8206829和/或美国公开专利US2017/0114440文献。上述文献公开了通过等离子体喷涂等方法在部件表面涂覆AlF3、YF3、AlOF、YOF等粉末材料的方法。
[0011]然而，作为用于涂覆氧化铝(Al2O3)或三氧化二钇(Y2O3)等陶瓷保护膜的涂覆原材料的AlF3或YF3的原材料价格非常高，原材料供应厂商有限导致供应不畅，因此存在经济性低的问题。

技术实现思路

[0012]技术问题
[0013]因此，用于解决上述问题的本专利技术的目的在于，提供如下氟化对象物的氟化加工方法以及由此方法氟化加工的部件，即，能够通过基于大气压高频等离子体源的氟化物的涂层实现对半导体工艺中的各种部件等的高密度以及高强度，同时通过缩短调试步骤中进行的老化(aging)步骤来显著提高生产率，尤其适用于大面积半导体设备的正常蚀刻率。
[0014]本专利技术的技术问题并不限定于以上提及的内容，本
的普通技术人员可以从以下记载中明确理解未提及的其他技术问题。
[0015]技术方案
[0016]根据用于实现本专利技术的上述目的及其他特征的本专利技术的一观点，提供一种氟化对象物的氟化加工方法，其用于氟化氟化对象物表面，其包括：第一步骤，在具有等离子体反应空间的处理腔室内放置氟化对象物；第二步骤，在上述处理腔室中导入使用气体，上述使用气体为选自He、Ne、Ar、Kr、Xe中的放电气体、选自O2、N2、空气(air)中的非氟反应气体、选自CF4、C2F6、C4F8等含氟的氟碳气体或三氟化氮(NF3)气体中的含氟反应气体的混合气体，即，在上述处理腔室中导入上述混合气体；第三步骤，将向上述处理腔室中所导入的上述混合气体引入到上述等离子体反应空间中；以及第四步骤，通过向上述处理腔室施加高频功率，来在上述等离子体反应空间中生成等离子体，并用所生成的含氟自由基气体及等离子体氟化上述氟化对象物的表面，在上述第一步骤至第四步骤中，处理腔室内的气氛形成为大气压气氛。
[0017]根据本专利技术的一观点，所述的氟化对象物的氟化加工方法，其特征在于，在上述混合气体引入步骤中，作为使用气体引入作为放电气体的氩气体、作为非氟反应气体的氧以及作为含氟反应气体的四氟化碳的混合气体，Ar、O2、CF4的流量比Ar:O2:CF4为0.1～60:0.1～10:0.1～10。
[0018]根据本专利技术的一观点，所述的氟化对象物的氟化加工方法，其特征在于，在上述氟化步骤中，高频电源的频率为1Hz～100MHz，高频功率为300W～400W。
[0019]根据本专利技术的一观点，所述的氟化对象物的氟化加工方法，其特征在于，上述处理腔室内的温度在常温下为400℃以下。
[0020]根据本专利技术的一观点，所述的氟化对象物的氟化加工方法，其特征在于，重复执行上述第三步骤以及第四步骤。
[0021]根据本专利技术的一观点，所述的氟化对象物的氟化加工方法，其特征在于，上述氟化
对象物与等离子体之间的距离为2mm以上且5mm以下。
[0022]根据本专利技术的一观点，所述的氟化对象物的氟化加工方法，其特征在于，上述氟化对象物的氟化涂层的形成厚度为150μm～200μm。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氟化对象物的氟化加工方法，其用于氟化氟化对象物表面，其特征在于，包括：第一步骤，在具有等离子体反应空间的处理腔室内放置氟化对象物；第二步骤，在上述处理腔室中导入使用气体，上述使用气体为选自He、Ne、Ar、Kr、Xe中的放电气体、选自O2、N2、空气中的非氟反应气体、选自包括CF4、C2F6、C4F8在内的含氟的氟碳气体或三氟化氮(NF3)气体中的含氟反应气体的混合气体，即，在上述处理腔室中导入上述混合气体；第三步骤，将向上述处理腔室中所导入的上述混合气体引入到上述等离子体反应空间中；以及第四步骤，通过向上述处理腔室施加高频功率，来在上述等离子体反应空间中生成等离子体，并用所生成的含氟自由基气体及等离子体氟化上述氟化对象物的表面，在上述第一步骤至第四步骤中，处理腔室内的气氛形成为大气压气氛。2.根据权利要求1所述的氟化对象物的氟化加工方法，其特征在于，在上述混合气体引入步骤中，作为使用气体引入作为放电气体的氩气体、作为非氟反...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鈗在，吴承泳，崔恩永，张朱希，崔素瑛，
申请(专利权)人：圆益QNC股份有限公司，
类型：发明
国别省市：