[发明专利]保护性金属氟氧化物涂层

说明书

一种包含具有保护性涂层的主体的物件。此保护性涂层是包含金属氟氧化物的薄膜。此金属氟氧化物具有实验式M_xO_yF_z，其中M是金属，y具有的值为x值的0.1至1.9倍，z具有的值为x值的0.1至3.9倍。此保护性涂层具有1至30微米的厚度与小于0.1％的孔隙度。

技术领域

本发明的实施例大体上关于可被用于半导体处理腔室部件上的保护性金属氟氧化物涂层，以及关于用于制造可被用于半导体处理腔室部件上的保护性金属氟氧化物涂层的方法。

背景技术

半导体晶片制造处理在腔室中执行，在腔室中，腔室部件暴露至高温、高能等离子体、腐蚀气体的混合物、高应力、及其组合。腔室部件通过保护性涂层可屏蔽掉这些极端状况。金属氧化物由于其对于来自等离子体蚀刻化学品的腐蚀的抗性经常被用于涂布腔室部件。在暴露至氟基化学品的晶片处理期间，金属氧化物涂层转化为金属氟化物。金属氧化物转化成金属氟化物经常伴随体积膨胀，增加涂层上的应力。例如，1摩尔的Y₂O₃(氧化钇)转化成 2摩尔的YF₃(氟化钇)具有约60％的理论体积膨胀。由金属氧化物转变成金属氟化物造成的体积膨胀与应力增加会造成腔室部件起泡(blister)和/或脱落颗粒，导致缺陷于经处理晶片。

发明内容

以下描述一种薄膜。此薄膜包括金属氟氧化物(MOF)，具有实验式M_xO_yF_z。M代表金属元素；y具有的值为x值的0.1至1.9倍，且z具有的值为x值的0.1至3.9倍。此MOF薄膜具有1至30微米的厚度与小于0.1％的孔隙度。此MOF薄膜的一示例实施例包括用于半导体处理设备的腔室部件的表面上的保护性涂层。

以下亦叙述数种方法。一种方法包括提供MOF源材料，该MOF 源材料具有实验式M_xO_{y_源}F_{z_源}。y_源具有的值为x值的0.1至1.9倍，及z_源具有的值为x值的0.1至3.9倍。MOF源材料通过溅射沉积或蒸镀被沉积在物件上，以在物件上形成MOF涂层。例如，此物件可包括半导体处理腔室部件。类似于MOF源材料，在物件上的MOF涂层具有实验式M_xO_{y_涂层}F_{z_涂层}。y_涂层具有的值为x值的0.1至1.9倍，及z_涂层具有的值为x值的0.1至3.9倍。 MOF涂层的特征包括1至30微米的厚度与小于0.1％的孔隙度。

第二种方法包括提供源材料与通过溅射沉积或蒸镀沉积而沉积源材料于物件上。此物件可包括一或更多的半导体处理腔室部件。在此第二种方法的一示例中，源材料是金属。氧与氟的离子或自由基在沉积期间被引入所溅射或蒸镀的金属，且MOF涂层形成在物件上。在此第二种方法的另一示例中，源材料是金属氧化物(MO)，而氟的离子或自由基在沉积期间被引入所溅射或蒸镀的金属氧化物，形成MOF涂层于物件上。在此第二种方法的第三示例中，源材料是金属氟化物(MF)，而氧的离子或自由基在沉积期间被引入所溅射或蒸镀的MF，以形成MOF涂层于物件上。此MOF涂层具有实验式M_xO_{y_涂层} F_{z_涂层}。y_涂层具有的值为x值的0.1至1.9倍，及z_涂层具有的值为x值的0.1 至3.9倍。MOF涂层具有1至30微米的厚度与小于0.1％的孔隙度。

附图说明

本发明的实施例作为示例被绘示于随附附图中，而非作为限制，其中相同的参考符号指示类似组件。应注意到本公开中对“一(an)”或“一(one)”实施例的不同参照并不必然为相同的实施例，且此类指称意味着至少一个实施例。

图1绘示根据本发明的一实施例的半导体制造系统的示例架构。

图2描绘具有根据各种实施例的薄膜保护性涂层的示例物件的剖面图。

图3A–3B绘示根据本发明的各种实施例的示例沉积技术。