[发明专利]用于处理腔室的腔室部件和制造制品的方法

说明书

本发明涉及用于处理腔室的腔室部件和制造制品的方法。一种制造制品的方法包括提供用于蚀刻反应器的环。随后，执行离子辅助沉积(IAD)以在环的至少一个表面上沉积保护层，其中，保护层是抗等离子体的稀土氧化物膜，所述抗等离子体的稀土氧化物膜具有小于300微米的厚度以及小于6微英寸的平均表面粗糙度。

本申请是申请日为2014年7月15日，申请号为201480040772.6、名称为“用于工艺环上的稀土氧化物基薄膜涂层的离子辅助沉积”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的实施例大体上涉及具有薄膜式抗等离子体的保护层的腔室工艺环。

背景技术

在半导体工业中，通过许多制造工艺来制造器件，所述工艺制造不断减小的尺寸的结构。一些制造工艺(诸如，等离子体蚀刻和等离子体清洁工艺)使基板暴露于高速的等离子体流以蚀刻或清洁所述基板。等离子体可能是高度侵蚀性的，并可能侵蚀处理腔室以及暴露于所述等离子体的其他表面。

目前的工艺套件环由于高腐蚀速率和等离子体化学交互作用而具有性能问题。通常用于导体蚀刻的插入环和单环由石英制成，而用于电介质蚀刻的插入环和单环由Si制成。这些环坐落在晶片周围以使等离子体密度均匀，从而进行均匀的蚀刻。然而，石英和Si在各种蚀刻化学物质和偏置功率下具有极高的腐蚀速率。这些环受到的严重的腐蚀可能导致晶片上的粒子缺陷、工艺偏移、腐蚀副产物在其他腔室部件上的沉积以及腔室良率的减小。

发明内容

本发明提供了一种用于处理腔室的腔室部件。该腔室部件包括：环形主体，所述环形主体包括氧化物基陶瓷、氮化物基陶瓷或碳化物基陶瓷中的至少一者，其中所述环形主体是包括顶部平坦区域、环内侧和环外侧的烧结陶瓷体，其中所述环内侧包括竖直壁；以及保护层，所述保护层在所述环形主体的至少所述顶部平坦区域、所述环内侧和所述环外侧上，其中：所述保护层是包含40-100摩尔％的Y₂O₃、0-60摩尔％的ZrO₂和0-10摩尔％的Al₂O₃的共形层；所述保护层具有小于1％的孔隙度；所述保护层具有小于6微英寸的平均表面粗糙度；以及所述保护层在所述顶部平坦区域上具有小于300μm的第一厚度并且在所述环内侧的竖直壁上具有第二厚度，其中所述第二厚度是所述第一厚度的45-70％。

本发明还提供了一种制造制品的方法。该方法包括：将环形主体装载到沉积腔室中，其中所述环形主体是包括顶部平坦区域、环内侧和环外侧的烧结陶瓷体，其中所述环内侧包括竖直壁；执行离子辅助沉积以在所述环形主体的至少所述顶部平坦区域、所述环内侧和所述环外侧上沉积保护层，其中所述保护层包含40-100摩尔％的Y₂O₃、0-60摩尔％的ZrO₂和0-10摩尔％的Al₂O₃，所述保护层在所述顶部平坦区域上具有小于300μm的第一厚度并且在所述环内侧的所述竖直壁上具有第二厚度，其中所述第二厚度是所述第一厚度的45-70％，并且其中所述保护层是具有小于或等于0.1％的孔隙度的共形层；以及将所述环形主体上的所述保护层火焰抛光至低于6微英寸的平均表面粗糙度。

附图说明

在所附附图的图中以示例方式，而非限制方式来说明本发明，在所附附图中，相同的元件符号指示类似的元件。应注意的是，本公开中对“一”或“一个”实施例的不同的引用不一定是指同一个实施例，并且此类引用意味着有至少一个。

图1描绘了处理腔室的一个实施例的剖面图。

图2A描绘了适用于利用高能粒子的各种沉积技术(诸如，离子辅助沉积(IAD))的沉积机制。

图2B描绘了IAD沉积设备的示意图。

图3-4示出由一个或更多个薄膜保护层覆盖的制品的横截面侧视图。