用于静电卡盘的改进的抗等离子体涂层制造技术

用于生产在制造半导体部件的等离子体蚀刻室内使用的装置的方法，所述方法包括提供形成所述装置的基材的主体，在所述主体的表面上施加第一涂层，其中所述第一涂层包含金属和/或金属合金薄膜涂层以形成金属涂布的主体，在所述金属涂布的主体上施加第二涂层，其中所述第二涂层包含陶瓷涂层，其中所述第二涂层与所述第一涂层至少部分重叠。述第一涂层至少部分重叠。述第一涂层至少部分重叠。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于静电卡盘的改进的抗等离子体涂层
[0001]本专利技术涉及用于生产在制造半导体部件的等离子体蚀刻室内使用的装置的方法以及在制造半导体部件的等离子体蚀刻室内使用的装置，优选地通过这样的方法生产。
[0002]在半导体技术中通常使用如静电卡盘的装置。静电卡盘(E
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卡盘)通常涂布有包含通常用于半导体装置制造的陶瓷相涂层(氧化物、氮化物、硼化物、碳化物、氮氧化物、...)的层系统。这样的E
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卡盘用于半导体蚀刻室，并且它们需要涂布有抵抗离子轰击和卤素气体蚀刻的涂层，以保护暴露于蚀刻等离子体的E
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卡盘。

技术介绍

[0003]用于构造抗等离子体的E
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卡盘的现有技术是一种制造最小接触面积(MCA)台面结构的方法，例如在处理期间硅晶片放置在该MCA台面结构上。该台面MCA结构的制造利用正硬掩模(其将其图案转化为MCA结构的“高”点)和减去消融法(subtractive ablation process)(通常是喷砂操作)以去除足够量的材料，留下期望高度的台面。这种方法在颗粒污染方面具有某些缺点，导致半导体模具的成品率损失。其它缺点包括在一些生产使用之后，整修和恢复E
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卡盘的能力有限。现有技术中的整修包括去除一定量的基底陶瓷材料的研磨/抛光步骤和前面已经提到的MCA图案的重新形成。由于基底陶瓷的介电性质的重要性，厚度的改变可能对E
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卡盘的静电性能具有有害作用，限制其由于性能降级而可被整修的次数。
[0004]然而，根据新的方法，MCA图案经由薄膜沉积在加成法中用反向掩模形成，这消除了上述问题。
[0005]这样的薄膜沉积的涂层通常由氧化物、氮氧化物和氟氧化物组成，它们通过包括PVD和喷涂技术的各种方法施加。即使这些涂层具有低的蚀刻速率，它们随着使用或在一些情况下随着机械磨损而变薄，并且必须在一些点更换。如果在处理期间发生损坏(例如，由于划痕)，则也可能需要更换涂层。这是由典型部件的成本以及在某些情况下如果涂层太薄(即，对于静电卡盘(E
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卡盘)的功能)则需要保持介电性质而推动的。因此，需要易于整修的抗蚀刻涂层。
[0006]通过如喷砂或研磨的方法机械去除涂层在一些情况下是不实际的，或者具有每次施加时损坏部件的缺点。对于图案化的表面(像如上所述的E
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卡盘上的台面结构)尤其如此。因此，通过化学或电化学方法以保形方式选择性地去除涂层将是非常有利的。然而，不幸的是，这些方法对于抗蚀刻涂层不是非常有效，因为抗蚀刻涂层设计成对大多数化学品是惰性的。如果将抗蚀刻涂层施加到类似化学性质的基材上(即，E
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卡盘的Al2O3/AlON表面上的Al2O3/AlON涂层)，则此挑战甚至更大。
[0007]US10497598B2公开了一种静电卡盘，其包含陶瓷结构元件、设置在陶瓷结构元件上的至少一个电极和设置在至少一个电极上的表面介电层。表面介电层包含直接设置在至少一个电极上的厚度小于5微米的无定形氧化铝绝缘层，以及设置在绝缘体上的介电层的堆叠，该介电层的堆叠包含至少一个包括氮氧化铝的介电层和至少一个包括至少一种氧化硅和氮氧化硅的介电层。
[0008]US9761417B2公开了一种双层涂层，其由直接覆盖在基材上以保护并具有约1微米至约10微米厚的AlON抗等离子体层以及直接覆盖AlON层的同样为约1微米至约10微米厚的最外氧化钇涂层的抗等离子体层制成。用于保护的抗等离子体层直接沉积在作为半导体制造系统中的部件的基材上，并且可以是石英、氧化铝、铝、钢、金属或合金。AlON和氧化钇层都沉积在基材上，以在半导体制造期间通过脉冲反应性物理气相沉积保护其免受等离子体暴露。
[0009]US10020218B2公开了一种静电卡盘，其含有包含嵌入电极的由AlN或Al2O3制成的陶瓷主体；直接沉积在陶瓷主体表面上的第一陶瓷涂层，在第一陶瓷涂层上的第二陶瓷涂层，其包含选自Al2O3、AlN、Y2O3、Y2Al5O
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(YAG)和AlON的材料，并且厚度为约5
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30μm；和在第二陶瓷涂层上的多个椭圆形台面，其直径为约0.5
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2.0mm，并且厚度为约2
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20微米。
[0010]US8206829B2公开了一种抗等离子体涂层和在等离子体室部件(例如静电卡盘)上形成这样的涂层的方法，其中抗等离子体涂层包含结晶陶瓷，该结晶陶瓷对于基材是非原生的，并且以包括钇、铱(Ir)、铑(Rh)或镧系元素(例如铒(Er))的氧化物、氮化物、硼化物、碳化物或卤化物中的至少一种的方式形成，并且孔隙率低于1％。抗等离子涂层经由设置在基材和抗等离子涂层之间的中间层沉积在基材的至少一部分上，其中中间层包含除抗等离子涂层中的主要组分的元素之外的元素的氧化物、氮化物或碳化物。
[0011]US9633884B2公开了覆盖用于等离子体处理室的静电卡盘组件的抗等离子体涂层，其由通过等离子体增强的物理气相沉积而沉积的Y2O3/Al2O3或YF3/Al2O3的混合物组成。作者还公开了在E
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卡盘之间提供的保护用底涂层和抗等离子体涂层，所述抗等离子体涂层包含Y2O3和Al2O3中的至少一种并使用标准等离子体喷涂形成。
[0012]US7732056B2公开了一种在铝部件的表面上提供抗等离子体涂层的方法，其包括阳极化铝部件的表面以形成阳极化的氧化铝层和直接沉积在阳极化的氧化铝层上的包含氧化铝的溅射层。
[0013]US20190067069A1公开了一种静电卡盘，其包含在陶瓷基底中的电极和表面层，其中表面层包含多个突起，所述突起包含形态为柱状或粒状的组合物。形成突起的材料可以完全由物理沉积的氮氧化铝(AlON)制成，或者可以是在底层陶瓷(如氧化铝)之上的氮氧化铝涂层。可用于突起的材料的其它实例可包括氧化钇(Y2O3)、钇铝石榴石(YAG)、氧化铝(Al2O3)或氮氧化铝。
[0014]所有上述专利公开了一种基于在基底陶瓷的表面上直接沉积功能陶瓷薄膜的解决方案。因此，E
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卡盘的可靠性和性能与陶瓷层的弹性内在地相关，以良好地粘附在基底陶瓷组分上。然而，众所周知，陶瓷涂层由于其脆性机械性能而在机械诱发期间易于破裂。弱的和不稳定的涂层完整性可能导致过早的涂层失效，并且甚至灾难性的膜分层，妨碍E
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卡盘的寿命和性能。
[0015]US7077918描述了一种从陶瓷或金属工件上剥离涂层的方法。为了促进剥离，将至少第一含二价铬和含铝的涂层直接施加在工件上。在该涂层上沉积由AlCr的氮化物制成的功能层，已知其大孔隙结构。然后用高锰酸盐溶液进行剥离。该溶液不侵蚀AlCr的氮化物，但通过其大孔隙AlCr层如预期的那样被侵蚀。然而，通过使用与等离子体蚀刻方法相比具有更细的孔隙和更好的保护的陶瓷层，预期不破坏位于陶瓷层下面的金属层。
[0016]专利技术目的
[0017]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于生产在制造半导体部件的等离子体蚀刻室内使用的装置的方法，所述方法包括：
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提供形成所述装置的基材的主体，
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在所述主体的表面上施加第一涂层，其中所述第一涂层包含金属和/或金属合金薄膜涂层以形成金属涂布的主体，
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在所述金属涂布的主体上施加第二涂层，其中所述第二涂层包含陶瓷涂层，其中所述第二涂层与所述第一涂层至少部分重叠。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括制造所述主体，其中所述制造包括优选通过抛光和清洁所述主体的表面来使所述主体去涂层，其中特别地，使用等离子体方法和/或离子轰击来清洁和/或活化表面。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述制造包括用碱性或氧化性物质处理所述主体以从所述主体的表面溶解现有涂层。4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中在所述第一涂层和所述第二涂层之间施加包含金属和陶瓷组分的中间涂层，其中优选通过使用形成所述陶瓷组分的反应性气体的受控供给同时连续地减少金属组分的添加来施加所述中间涂层，以在所述中间涂层内产生所述金属组分的梯度，所述梯度开始于在与所述第一涂层的界面处的较高量的金属化合物，并且结束于在与所述第二涂层的界面处的较低量的金属化合物，其中特别地，形成所述陶瓷组分的所述反应性气体的供给和/或所述金属化合物的添加至少部分地逐步地和/或至少部分地连续地变化。5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中所述方法包括使所述装置微米和/或纳米结构化的步骤，其中通过微米和/或纳米结构化引入的结构优选地以光栅结构的形式制成，特别地引入到所述装置的所述主体中。6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中使用真空涂布方法来施加所述第一涂层和/或所述第二涂层和/或所述中间涂层，其中优选地使用CVD或PVD技术，特别是磁控溅射技术。7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中作为所述第一涂层，将纯金属层和/或纯金属合金施加到所述主体的表面，其中所述金属层和/或所述金属合金包含以下金属中的至少一种：Al、V、Ti、Hf、Y、Er、Sc、Ce、La。8.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中作为所述第二涂层，将纯陶瓷层施加到所述主体的表面，其中所述陶瓷层优选地包含以下中的至少一种：氧化物、氮化物、氮氧化物、硅酸盐、氟化物、碳化物、氟氧化物，其中形成所述陶瓷的所述反应性气体特别地缓慢且渐变地供给。9.在用于制造半导体部件的等离子体蚀刻室内使用的装置，优选地通过根据前述权利要求中的一项所述的方法生产，其包含：
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形成所述装置的基材的主体，
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施加在所述主体的表面上的第一涂层，其中所述第一涂层包含金属和/或金属合金薄膜涂层，
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在所述金属涂布的主体上的第二涂层，其中所述第二涂层...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：欧瑞康表面解决方案股份公司，普费菲孔，
类型：发明
国别省市：