用薄膜保护镍和含镍部件的设备与方法技术

本文提供了用于在半导体制造设备部件上沉积涂层的方法和设备。在一些实施方式中，一种在半导体制造设备部件上沉积涂层的方法包括：将包括镍或镍合金的半导体制造设备部件按顺序暴露于铝前驱物和反应物，以通过沉积工艺在半导体制造设备部件的表面上形成含铝层。在半导体制造设备部件的表面上形成含铝层。在半导体制造设备部件的表面上形成含铝层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用薄膜保护镍和含镍部件的设备与方法


[0001]本公开内容的实施方式通常涉及沉积工艺，诸如用于在半导体制造部件上沉积膜的气相沉积工艺。

技术介绍

[0002]半导体制造设备(诸如化学气相沉积腔室)具有因暴露于热气体和/或反应性化学物质而导致的随时间推移腐蚀或劣化的部件。例如，专利技术人已经发现，当受到热气体和包括反应物(诸如硅烷)的苛刻化学反应条件时，由镍或含镍材料(诸如镍合金)制成的沉积腔室的喷淋头部件成问题地劣化。一个或多个沉积腔室部件(诸如喷淋头)的劣化将不利地影响制造设备中的部件的表面和整体性质(bulk property)，并且促进或导致化学工艺条件改变和/或有待在其中制造的半导体装置的缺陷。
[0003]专利技术人已经观察到，在半导体制造设备中的镍和镍合金部件之上的涂层是成问题的，因为涂层可能过薄而不具有保护性或可能不良地粘附到相邻的接触表面。另外，专利技术人已经观察到，当暴露于困难环境(stress)诸如高温和/或反应性气体时，在镍和镍合金部件之上沉积的涂层可能过脆从而缩短部件寿命。
[0004]由此，需要在镍和/或镍合金半导体制造设备部件顶上的保护涂层和用于在镍和/或镍合金半导体制造设备部件顶上沉积保护涂层的方法。

技术实现思路

[0005]本文提供了用于在半导体制造设备部件上沉积涂层的方法和设备。在一些实施方式中，一种在半导体制造设备部件上沉积涂层的方法包括：将包括镍或镍合金的半导体制造设备部件按顺序(sequentially)暴露于铝前驱物和反应物，以通过沉积工艺在半导体制造设备部件的表面上形成含铝层。
[0006]在一些实施方式中，一种在半导体制造设备部件上沉积涂层的方法包括：将具有包括镍或镍合金的第一表面的半导体制造设备部件按顺序暴露于第一前驱物和第一反应物，以通过第一气相沉积工艺在第一表面上形成具有顶表面的缓冲层；以及暴露铝前驱物和第二反应物以通过第二气相沉积工艺在该顶表面上形成含铝层。
[0007]在一些实施方式中，本公开内容涉及一种半导体制造设备部件，这种部件包括：含铝层，该含铝层设置在半导体制造设备部件的镍或镍合金表面上，其中半导体制造设备部件是下列部件之一或多个：喷淋头、壁、盖、环、底部、阻隔板(blocker plate)、或基板支撑组件。
[0008]在一些实施方式中，本公开内容涉及一种上面储存有指令的非暂时性计算机可读介质，这些指令当执行时导致沉积腔室通过以下操作在半导体制造设备部件上沉积涂层：将包括镍或镍合金的半导体制造设备部件按顺序暴露于铝前驱物和反应物，以通过沉积工艺在半导体制造设备部件的表面上形成含铝层。
[0009]在一些实施方式中，本公开内容涉及一种上面储存有指令的非暂时性计算机可读
介质，这些指令当执行时导致沉积腔室通过以下操作在半导体制造设备部件上沉积涂层：将具有包含镍或镍合金的第一表面的半导体制造设备部件按顺序暴露于第一前驱物和第一反应物，以通过第一气相沉积工艺在第一表面上形成具有顶表面的缓冲层；以及暴露铝前驱物和第二反应物以通过第二气相沉积工艺在顶表面上形成含铝层。
[0010]下文描述了本公开内容的其他和进一步实施方式。
附图说明
[0011]上文所简要概述并且在下文更详细论述的本公开内容的实施方式可以通过参考在附图中描绘的本公开内容的说明性实施方式来理解。然而，附图仅示出本公开内容的典型实施方式，由此不被认为限制范围，因为本公开内容可允许其他等同有效的实施方式。
[0012]图1描绘了根据本公开内容的一些实施方式的用于在半导体制造设备部件上沉积涂层的方法的流程图。
[0013]图2A至图2B描绘了根据本公开内容的一些实施方式的在半导体制造设备部件上沉积涂层的那些阶段。
[0014]图3描绘了根据本公开内容的一些实施方式的在半导体制造设备部件上沉积涂层的方法的流程图。
[0015]图4A至图4C描绘了根据本公开内容的一些实施方式的在半导体制造设备部件上沉积涂层的那些阶段。
[0016]图5描绘了根据本公开内容的包括用于涂层的部件的沉积腔室。
[0017]图6描绘了根据本公开内容的一些实施方式的适用于执行一种或多种方法的群集工具。
[0018]为了便于理解，在可能的情况下，已使用相同的参考数字指代这些图中共有的相同元件。这些图并非按比例绘制，并且为了清楚起见可简化。一个实施方式的元件和特征可有利地并入其他实施方式中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
[0019]本公开内容的实施方式通常涉及保护涂层(诸如在半导体制造设备部件上设置的金属氧化物膜或膜堆叠物)和用于沉积保护涂层的方法。根据本公开内容的待涂布的半导体制造设备部件的非限制性实例可包括可以获益于上面沉积或粘附有本公开内容的保护涂层的一个或多个喷淋头、加热器组件、被加热的夹盘、背板(backing plate)或任何其他半导体制造设备部件、所述部件的零件或部分。本公开内容的保护涂层可以被沉积或者以其他方式形成在半导体制造设备部件的内表面和/或外表面上。在实施方式中，本公开内容的保护涂层被沉积在半导体制造设备部件或半导体制造设备部件的顶表面上，或直接沉积在该部件或者该顶表面顶上，该半导体制造设备部件或者该半导体制造设备部件的顶表面包括如下所述的金属镍、镍合金、包括镍的超合金(super alloy)、或镍
‑
铂合金。
[0020]在一个或多个实施方式中，一种用于在半导体制造设备部件上沉积涂层的方法包括：将包括镍或镍合金的半导体制造设备部件或该部件的部分按顺序暴露于铝前驱物和反应物，以通过沉积工艺在半导体制造设备部件的表面上形成含铝层。在一些实施方式中，含铝层是氧化铝(Al2O3)。本公开内容的经涂布的半导体制造设备部件有利地包括稳健的
(robust)部件，这些部件具有耐受苛刻的沉积条件(包括高温和诸如硅烷之类的反应性气体)的经涂布的镍表面和/或经涂布的镍合金表面。在一些实施方式中，经涂布的半导体制造设备部件在大于150摄氏度、大于250摄氏度、大于300摄氏度、或在150度摄氏与350摄氏度之间的更高温度(elevated temperature)下不受苛刻化学物质的影响，这些化学物质诸如是氯、氯化钛(TiCl3或TiCl4)等离子体、氟等离子体、氢等离子体、氮等离子体、诸如SiH4之类的硅烷。在实施方式中，涂层是稳健的且有复原力的(resilient)并且当暴露于困难环境(诸如高温和/或反应性气体)时有利地维持或延长部件寿命。由此，本公开内容的经涂布的半导体制造设备部件促进形成在这种半导体制造设备中制成的稳健的半导体装置，这种半导体制造设备包括根据本公开内容的经涂布的部件。
[0021]图1是根据本文描述和论述的一个或多个实施方式的用于在一个或多个半导体制造部件上沉积涂层的方法100的流程图。图2A至图2B描绘了根据方法100的在半导体制造设备部件上沉积涂层的那些阶段。图5描绘了适用于执行根据本公开内容的实施方式的一种或多种方法的沉积腔室，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】1.一种在半导体制造设备部件上沉积涂层的方法，包含以下步骤：将包含镍或镍合金的半导体制造设备部件按顺序暴露于铝前驱物和反应物，以通过沉积工艺在所述半导体制造设备部件的表面上形成含铝层。2.如权利要求1所述的方法，其中所述铝前驱物是三甲基铝并且所述反应物是水。3.如权利要求1所述的方法，其中将所述含铝层沉积到100至1000纳米的厚度。4.如权利要求1所述的方法，其中所述半导体制造设备部件为喷淋头。5.如权利要求1所述的方法，其中所述沉积工艺为原子层沉积(ALD)工艺、等离子体增强ALD(PE
‑
ALD)工艺、热化学气相沉积(CVD)工艺、等离子体增强CVD(PE
‑
CVD)工艺、或前述工艺的任何组合。6.如权利要求5所述的方法，其中所述沉积工艺是原子层沉积(ALD)工艺，并且其中所述原子层沉积(ALD)工艺包含：在1至10Torr的压力于100至450摄氏度之间的温度使所述半导体制造设备部件与所述铝前驱物相接触。7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述含铝层为金属铝、氧化铝、氮化铝、硅化铝、碳化铝、或前述材料的任何组合。8.如权利要求7所述的方法，其中所述含铝层为氧化铝并且其中所述氧化铝为Al2O3。9.如权利要求1至6中任一项所述的方法，进一步包含以下步骤：直接在包含镍或镍合金的所述半导体制造设备部件顶上沉积缓冲层；以及直接在所述缓冲层顶上形成所述含铝层。10.如权利要求9所述的方法，其中所述沉积是原子层沉积(ALD)工艺。11.如权利要求9所述的方法，其中所述缓冲层包含氧化钇、氧化钛、氮化钛、或前述材料的组合。12.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷平艳，吴典晔，何晓明，詹妮弗，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：