CN113939894A - 具有耐化学性表面的rf组件 - Google Patents

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Abstract

本文描述了具有改性表面材料的RF组件以改进耐化学性并减少处理腔室内的金属污染物。本文还公开了制造和使用所述RF组件的方法。本公开的一些实施例包含具有大于或等于75GPa的杨氏模量的基底材料。本公开的一些实施例具有改性表面材料，所述改性表面材料包含铝、镧和镁中的一种或多种。

Description

具有耐化学性表面的RF组件
技术领域
本公开的实施例总体涉及用于沉积腔室的RF组件的涂层。更具体地，一些实施例涉及组件、制作组件的方法以及使用组件的方法。
背景技术
用于提供对称RF有源接地的方法有时可涉及导电垫片、回路和/或其他结构组件。传统上，RF等离子体已在物理气相沉积(PVD)腔室中使用。当从业者寻求将RF等离子体的使用扩张至化学气相沉积(CVD)腔室及其他时，出现了关于金属污染物的担心。形成RF组件的大多数材料对用于CVD腔室的腔室清洁化学物质(例如，含氟自由基)没有耐性。
预期铝组件将在涉及含氟自由基、尤其是从作用于NF3气体的RPS源产生的自由基的CVD腔室清洁环境中运行良好。然而，铝组件不具有足够的机械弹性(特别是在高温下)以在CVD腔室中延伸使用。
因此，本领域中需要兼具高弹性、耐化学性和合理的成本的新颖材料或材料涂层。
发明内容
本公开的一个或多个实施例涉及一种RF组件，所述RF组件包含具有大于或等于约75GPa的杨氏模量的基底材料和包含铝、镧或镁中的一种或多种的改性表面材料。改性表面材料不同于基底材料。RF组件选自RF垫片和RF回路。
本公开的附加实施例涉及一种化学气相沉积的方法，包含以下步骤：在沉积腔室中的基板上沉积材料，沉积腔室包含RF组件，RF组件具有基底材料和改性表面材料，基底材料具有大于或等于约75GPa的杨氏模量，改性表面材料包含铝、镧或镁中的一种或多种。改性表面材料不同于基底材料。用清洁剂清洁沉积腔室。当暴露于RF组件时，清洁剂不在沉积腔室内产生金属污染物。
本公开的进一步实施例涉及一种形成RF组件的方法。方法包含清洁基底材料的暴露表面，基底材料具有大于或等于约75GPa的杨氏模量。在基底材料上沉积改性表面材料。改性表面材料包含铝、镧或镁中的一种或多种。改性表面材料不同于基底材料。
附图说明
为了能够详细理解本公开的上述特征的方式，可以通过参考实施例获得对以上简要概述的本公开的更具体描述，所述实施例中的一些示出在附图中。然而，应理解，附图图示本公开的典型实施例，并且因此不应视为对其范围的限制，因为本公开可允许其他等效实施例。
图1A图示了在根据本公开的一个或多个实施例的处理之前的示例性组件的部分的横截面图；
图1B图示了在根据本公开的一个或多个实施例在基底材料上形成改性表面材料之后的图1A中示出的示例性基板的部分；
图2示出了根据本公开的一个或多个实施例的化学气相沉积的方法的示例性工艺流程图；以及
图3示出了根据本公开的一个或多个实施例的形成RF组件的方法的示例性工艺流程图。
具体实施方式
在描述本公开的若干示例性实施例之前，应理解，本公开不限于以下描述中阐述的构造或工艺步骤的细节。本公开能够有其他实施例并且能够以各种方式实践或执行。
如本说明书和所附权利要求书中所使用的，术语“基板”是指工艺作用在其上的表面或表面的部分。本领域技术人员还将理解，对基板的引用也可以仅指基板的部分，除非上下文另外清楚指示。
如本文所使用的“基板”是指任何基板或形成在基板上的材料表面，在制作处理期间在所述基板或形成在基板上的材料表面上执行膜处理。例如，可在其上执行处理的基板表面包括材料，诸如金属、金属合金和其他导电材料，这取决于应用。基板可暴露于预处理以抛光、蚀刻、还原、氧化、羟化、退火、UV固化、电子束固化和/或烘烤基板表面。除了直接在基板表面本身上进行膜处理之外，在本公开中，所公开的膜处理步骤中的任一者也可在如以下更详细地公开的基板上形成的底层(underlayer)上执行，并且术语“基板表面”旨在包括如上下文指示的这种底层。因此，例如，当膜/层或部分膜/层已沉积到基板表面上时，新沉积的膜/层的暴露表面可成为用于进一步的处理步骤的基板表面。
本公开的实施例涉及RF组件(回路、垫片)，所述RF组件具有足够高的弹性，同时还耐腔室化学物质。本公开的一些实施例涉及RF组件。本公开的一些实施例涉及用于形成耐腔室化学物质的RF组件的方法。一些实施例涉及在包含耐腔室化学物质的RF组件的腔室内进行沉积和清洁的方法。
本公开的一些实施例提供RF组件，所述RF组件可承受腔室清洁化学物质而不会在腔室内产生金属污染物。本公开的一些实施例有利地提供包含不锈钢或其他高弹性材料的RF组件，所述RF组件可在具有包含含氟自由基的清洁化学物质的腔室环境内部使用。本公开的一些实施例有利地提供不锈钢和其他高弹性材料的大量使用以便提供改进的RF分布功能。本公开的一些实施例有利地降低净化和/或屏蔽机制的复杂性，否则在腔室中不产生金属污染物的情况下提供预定的电功能将需要所述净化和/或屏蔽机制。
图1图示了在根据本公开的一个或多个实施例的处理之前的示例性RF组件的部分。如本文所使用的，RF组件可以是指暴露于处理腔室内的RF等离子体系统的任何组件。在一些实施例中，RF组件选自RF回路或RF垫片。图1A示出包含基底材料110的组件100。组件可包含附加的材料，但组件100至少一部分的暴露表面112包含基底材料110。
基底材料110可为具有足够高的弹性的任何适合的材料。在一些实施例中，基底材料具有大于或等于约75GPa，大于或等于约100GPa，大于或等于约150GPa，或大于或等于约200GPa的杨氏模量。在一些实施例中，基底材料包含不锈钢。
图1B图示了在根据本公开的一个或多个实施例的处理以形成组件150之后的图1A中示出的组件100的同一部分。如图1B中所示，基底材料的暴露表面已经被处理以便形成改性表面120。改性表面120通过将改性表面材料添加至暴露表面112而形成。
在一些实施例中，改性表面材料在基底材料内扩散。如上所述，改性表面材料对基底材料的表面进行改性。在一些实施例中，改性表面材料作为连续层沉积在基底材料上。在一些实施例中，改性表面材料作为不连续层沉积在基底材料上。不论连续性如何，改性表面材料产生原子组成的梯度，其中改性表面材料的浓度在组件的表面(改性表面120)处最高，并且远离基底材料的暴露表面缓慢降低。如图1B中所示，预期从黑色(高浓度的改性表面材料)至灰色至白色(高浓度的基底材料)的浓度灰度(gradation)是渐变的。尽管预期灰度是渐变的，但图1B中所示出的线性灰度仅是示例性的而不是限制性的。
由改性表面材料给予的化学保护不需要基底材料上的改性表面材料的连续层。因此，本公开的一些实施例有利地提供可承受机械摩擦而不失去耐化学性的组件。换言之，从改性表面材料失去外部层将不一定会不利地影响整体组件的耐化学性，因为足够量的改性表面材料将在组件的基底材料内扩散。
本公开的一些实施例有利地提供扩散改性表面材料，而即使许多纯改性表面材料被摩擦侵蚀，所述扩散改性表面材料也提供对基底材料表面的至少部分的覆盖。这种扩散使得“涂层”具有固有的稳健性并且延长组件抗摩擦的使用寿命。
改性表面材料可以是任何适合的材料，其保护基底材料110免受腔室化学物质的影响。改性表面材料不同于基底材料。在一些实施例中，改性表面材料包含铝、镧和镁中的一种或多种。
在一些实施例中，改性表面材料基本上由单一元素组成。在一些实施例中，改性表面材料基本上由铝组成。如在这方面所使用的，“基本上由单一元素组成”的改性表面材料通过添加仅一种金属元素来修改基底材料。
在一些实施例中，改性表面材料包含金属合金。在一些实施例中，改性材料表面包含镁铝合金。
在一些实施例中，图1B中所示的组件150耐清洁剂的腐蚀。在一些实施例中，清洁剂包含氟自由基。在一些实施例中，氟自由基是远程(RPS)产生的或通过微波产生的。在一些实施例中，氟自由基可存在于NF3等离子体中。在一些实施例中，清洁剂包含氯或氧原子。
改性表面材料可通过任何适合的工艺形成在基底材料110的暴露表面112上。在一些实施例中，改性表面材料通过以下各项中的一项或多项形成：电镀、粉末涂层、物理气相沉积、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)或离子注入。在一些实施例中，改性表面材料通过扩散键合CVD或ALD形成。在利用扩散键合CVD或ALD的那些实施例中，可控制用于形成温度以影响改性表面材料在基底材料内的扩散水平。
在一些实施例中，可在形成改性表面材料之前清洁基底材料的暴露表面。
根据本公开的一个或多个实施例，本公开的一些实施例涉及形成RF组件的方法。参照图2，示例性方法200通过清洁基底材料的暴露表面在210处开始。基底材料如上所述。在一些实施例中，基底材料具有大于或等于约75GPa的杨氏模量。
方法200通过在基底材料上沉积或形成改性表面材料在220处继续。改性表面材料如上所述。改性表面材料不同于基底材料。在一些实施例中，改性表面材料包含铝、镧或镁中的一种或多种。
本公开的一些实施例涉及化学气相沉积腔室，所述化学气相沉积腔室包含根据本公开的一个或多个实施例的RF组件。
本公开的一些实施例涉及化学气相沉积的方法。参照图3，示例性方法300通过在沉积腔室内的基板上沉积材料在310处开始。沉积腔室包含根据本文所述的一个或多个实施例的RF组件。
方法300通过用清洁剂清洁沉积腔室在320处继续。清洁剂先前已叙述过了。在一些实施例中，RF组件耐清洁剂的腐蚀。在一些实施例中，当暴露于RF组件时，清洁剂不会在沉积腔室内产生金属污染物。
贯穿本说明书，对“一个实施例”、“某些实施例”、“一个或多个实施例”或“实施例”的引用意味着结合所述实施例描述的特定特征、结构、材料或特性被包括在本公开的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的诸如“在一个或多个实施例中”、“在某些实施例中”、“在一个实施例中”或“在实施例中”之类的短语不一定是指本公开的同一实施例。此外，特定特征、结构、材料或特性可以以任何适合的方式组合在一个或多个实施例中。
尽管本文的公开已参考特定实施例描述，但本领域技术人员将理解，所述的实施例仅仅是对本公开的原理和应用的说明。对本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可对本公开的方法和装置进行各种修改和变化。因此，本公开可包括在所附权利要求书及其等效物的范围内的修改和变化。

Claims (20)

1.一种RF组件，包含基底材料和改性表面材料，所述基底材料具有大于或等于约75GPa的杨氏模量，所述改性表面材料包含铝、镧或镁中的一种或多种，所述改性表面材料不同于所述基底材料，所述RF组件选自RF垫片和RF回路。
2.如权利要求1所述的RF组件，其中所述基底材料包含不锈钢。
3.如权利要求1所述的RF组件，其中所述基底材料具有大于或等于约150GPa的杨氏模量。
4.如权利要求1所述的RF组件，其中所述改性表面材料基本上由单一元素组成。
5.如权利要求1所述的RF组件，其中所述改性表面材料包含金属合金。
6.如权利要求1所述的RF组件，其中所述RF组件耐清洁剂的腐蚀。
7.如权利要求6所述的RF组件，其中所述清洁剂包含氟自由基。
8.如权利要求7所述的RF组件，其中所述氟自由基是远程产生的或通过微波产生的。
9.如权利要求7所述的RF组件，其中所述氟自由基存在于NF3等离子体中。
10.如权利要求1所述的RF组件，其中所述改性表面材料是扩散的。
11.如权利要求1所述的RF组件，其中所述改性表面材料通过以下各项中的一项或多项来形成：电镀、粉末涂层、物理气相沉积、化学气相沉积或离子注入。
12.如权利要求11所述的RF组件，其中所述基底材料在形成所述改性表面材料之前被清洁。
13.一种化学气相沉积腔室，包含一个或多个如权利要求1所述的RF组件。
14.一种化学气相沉积方法，包含以下步骤：
在沉积腔室内的基板上沉积材料，所述沉积腔室包含RF组件，所述RF组件具有基底材料和改性表面材料，所述基底材料具有大于或等于约75GPa的杨氏模量，所述改性表面材料包含铝、镧或镁中的一种或多种，所述改性表面材料不同于所述基底材料；以及
用清洁剂清洁所述沉积腔室，
其中当暴露于所述RF组件时，所述清洁剂不在所述沉积腔室中产生金属污染物。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述基底材料包含不锈钢。
16.如权利要求14所述的方法，其中所述清洁剂包含氟自由基、氯或氧。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述氟自由基存在于NF3等离子体中。
18.一种形成RF组件的方法，所述方法包含以下步骤：
清洁基底材料的暴露表面，所述基底材料具有大于或等于约75GPa的杨氏模量；以及
在所述基底材料上沉积改性表面材料，所述改性表面材料包含铝、镧或镁中的一种或多种，所述改性表面材料不同于所述基底材料。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述改性表面材料通过以下各项中的一项或多项来沉积：电镀、粉末涂层、物理气相沉积、化学气相沉积或离子注入。
20.如权利要求18所述的方法，其中所述改性表面材料通过扩散键合CVD来沉积。
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