[发明专利]涂覆有氟退火膜的物件

说明书

本发明提供与具有优良抗等离子体蚀刻性且可延长RIE组件的寿命的涂层有关的物件及方法。一种物件具有真空兼容衬底及上覆于所述衬底的至少一部分上的保护膜。所述膜包括含有钇的氟化金属氧化物。

相关申请案

本申请案主张2015年3月18日提出申请的美国临时申请案第62/134,804号及2015年8月21日提出申请的美国临时申请案第62/208,532号的权益。以上申请案的全部教示以引用方式并入本文中。

背景技术

反应离子蚀刻(RIE)为半导体制造工艺中所使用的蚀刻技术。RIE使用化学反应等离子体来移除沉积在晶片上的材料，所述化学反应等离子体通过将反应气体(举例来说，含有氟、氯、溴、氧或其组合的气体)离子化而产生。然而，所述等离子体不仅浸蚀沉积在晶片上的材料，而且浸蚀安装在RIE室内侧的组件。此外，用于将反应气体递送到RIE室中的组件也可被反应气体腐蚀。由等离子体及/或反应气体引起的对组件的损坏可导致低生产合格率、工艺不稳定性及污染。

半导体制造蚀刻室使用涂覆有耐化学材料的组件以减少下伏组件的降级，改进蚀刻工艺一致性且减少蚀刻室中的颗粒产生。尽管为耐化学的，但涂层可在清洁及定期维护期间经历降级，其中与水或其它溶液组合的蚀刻剂气体形成使涂层降级的腐蚀条件，举例来说盐酸。所述腐蚀条件可缩短经涂覆组件的使用寿命且也可在组件重新安装于蚀刻室中时导致蚀刻室污染。持续需要用于蚀刻室组件的经改进涂层。

发明内容

提供与具有优良抗等离子体蚀刻性且可延长RIE组件的寿命的涂层有关的物件及方法。

在一个版本中，物件包括真空兼容衬底及上覆于所述衬底的至少一部分上的保护膜。所述膜包括含有钇的氟化金属氧化物。

在另一版本中，物件包括真空兼容衬底及含有钇、氧及氟的保护膜。所述膜具有由能量色散X射线光谱学(EDS)确定的介于23原子百分数与38原子百分数之间的钇含量、介于4原子百分数与40原子百分数之间的氟含量、介于59原子百分数与69.5原子百分数之间的氧含量。所述膜为不具有氟化钇含量的纯氟氧化钇，且具有如由X射线粉末衍射(XRD)确定的菱形或四角形结构。所述膜在室温下在5％盐酸水溶液中5分钟之后为稳定的。

所述保护膜可为完全氟化或部分氟化的。所述保护膜可为氟氧化钇或氟化氧化钇铝。所述膜还可为梯度膜，其中所述膜的所述氟含量随所述膜的厚度而减小。举例来说，所述膜可具有为氟氧化钇的外部分及为氧化钇的内部分，所述氟含量从所述外部分到所述内部分而逐渐减小。或者，所述膜可具有为氟化氧化钇铝(即，氟氧化钇铝)的外部分及为(非氟化)氧化钇铝的内部分。

所述膜可包含菱形或四角形Y_aO_bF_c(其中c/(a+b)＝0.04～0.67)及Y_x O_y(其中x/y＝0.33～0.67)。或者，所述膜可包含Y_eAl_fO_gF_h(其中h/(e+f+g)＝0.05～0.54)及Y_oAl_pO_q(其中o/(p+q)＝0.03～0.18)。

在又一版本中，所述膜的大约1微米到大约2微米厚的外部分为氟氧化钇且所述膜的剩余部分为氧化钇。在另一版本中，所述膜的大约1微米到大约2微米厚的外部分为氟氧化钇铝且所述膜的剩余部分为氧化钇铝。

所述膜可为大约1微米到大约15微米厚。当在室温下浸没于5％盐酸水溶液中时，所述膜可在5分钟或多于5分钟之后粘附到所述衬底。

所述真空兼容衬底可为适合用于半导体制造的石英、氧化铝、铝、钢、金属、金属合金、陶瓷或塑料。所述衬底可为半导体制造系统中的组件，举例来说，室、室组件、晶片基座、卡盘、喷淋头、衬里、环、喷嘴、挡板、紧固件或晶片传送组件。