[发明专利]具有适于保护抵抗氟等离子体的保护涂层的腔室部件

说明书

发明背景

技术领域

本文所述的实施方式关于一种保护涂层，所述保护涂层保护腐蚀环境内的下伏(underlying)腔室部件(即，涂层被沉积在其上的对象)或部件部分免受腐蚀或劣化。

先前技术

在半导体腔室部件处理系统中，处理腔室的内部经常暴露于各种腐蚀性或反应性环境。这些反应性环境可由稳定的腐蚀性气体(诸如，Cl₂)或其他反应性物种(包括由工艺反应产生的自由基或副产物)引起。在等离子体处理应用(诸如，蚀刻或化学气相沉积(CVD))中，通过其他分子的分解也产生反应性物种，所述分子本身可具有或可不具有腐蚀性或反应性。需要保护性及抗腐蚀措施来确保处理腔室或腔室内的部件的工艺性能及耐久性。

降低对腔室或腔室内的部件的腐蚀也减少腔室内的不希望有的颗粒的存在。例如，通常在处理腔室中使用镀镍部件来防止受到Cl₂腐蚀。含氟气体(诸如，NF₃或CHF₃等)产生高度反应性的原子氟(F)。高温CVD工艺经常使用AlN加热器，所述AlN加热器易受来自诸如氟基清洁气体的元素的侵蚀。例如，由AlN制成的陶瓷加热器受NF₃侵蚀，NF₃经常在某些腔室部件处理系统中用作清洁气体。AlN加热器通常价格昂贵，且希望增加加热器表面的使用寿命以及减少腔室中的不希望有的颗粒的存在。

因此，在本领域中存在对于具有提高的对元素(诸如氟)抗性的半导体处理部件(诸如陶瓷加热器)的需求。

发明内容

本文所述的实施方式通常关于用于半导体腔室部件的保护涂层。更具体地，本文所述的实施方式关于一种适用于提高对氟等离子体抗性的氮化铝(AlN)加热器保护涂层。

在一个实施方式中，提供一种用于半导体处理腔室中的腔室部件。所述腔室部件具有由氮化铝组成的表面。所述表面具有涂层，且所述涂层包含氟化镁或氟化镧。

在另一实施方式中，提供一种在用于半导体处理腔室中的腔室部件上形成涂层的方法。所述方法包括以下步骤：在腔室部件的表面上沉积涂层。所述涂层包含氧化镁、氧化镧或氟化镧中的至少一种。所述涂层可视情况暴露于含氟等离子体。

附图说明

通过参考实施方式(一些实施方式在附图中说明)，可获得在上文中简要总结的本发明的更具体的说明，而能详细了解上述的本发明的特征。然而应注意，附图仅说明本发明的典型实施方式，因而不应将这些附图视为限制本发明的范围，因为本发明可容许其它等效实施方式。

图1A表示暴露于通常为腐蚀性或反应性环境的已知处理腔室的部分横截面视图；

图1B表示暴露于腐蚀性环境的具有保护涂层的处理腔室部件的部分横截面视图；

图2表示具有处理腔室部件的本发明的某些实施方式，所述处理腔室部件具有设置在等离子体处理腔室中的保护涂层；及

图3表示用于在腔室部件上形成保护涂层的方法步骤。

为了助于理解，已尽可能使用相同的元件符号指定各图共有的相同元件。应考虑一个实施方式的元件与特征可有利地并入其它实施方式而无需进一步说明。

实施方式

本文所述的实施方式关于一种在腐蚀环境中保护下伏腔室部件(即，涂层被沉积在其上的对象)或部件部分免受腐蚀或劣化的保护涂层。

图1A-B示意性地图示在腔室部件上的涂层的保护效果。图1A表示暴露于通常为腐蚀性或反应性环境110的已知处理腔室部件100的部分横截面视图。例如，腔室部件100可能受到周围环境110中的物种侵蚀，所述侵蚀可引起形成在腔室部件100的表面101上的凹点102或其他缺陷104。取决于反应性环境110，腔室部件100的劣化可能起因于化学或物理侵蚀，且腔室部件100的劣化可能未必引起诸如在图1A中图示的容易看见的缺陷。例如，腔室部件100的化学或物理性质可能被环境110中诸如氟(F)的物种或其他反应性物种(通常表示为“X”)与腔室部件100之间的化学反应所改变，或者被高能物种(即，+离子及-离子)的物理轰击所改变。

图1B表示在腔室部件190上形成涂层150之后，暴露于腐蚀性环境110的腔室部件190的横截面视图。本发明的涂层150可抵抗反应性或腐蚀性环境110的侵蚀，且可降低或避免下伏腔室部件190的劣化。腔室部件190可以是底座、基座、升降销、衬里、加热器、静电夹盘、屏蔽件、边缘环、喷头、圆顶、腔室主体，或其他腔室部件。