CN114649179A - 半导体零部件、等离子处理装置及耐腐蚀涂层的形成方法 - Google Patents
半导体零部件、等离子处理装置及耐腐蚀涂层的形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114649179A CN114649179A CN202011507108.1A CN202011507108A CN114649179A CN 114649179 A CN114649179 A CN 114649179A CN 202011507108 A CN202011507108 A CN 202011507108A CN 114649179 A CN114649179 A CN 114649179A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- corrosion
- resistant coating
- rare earth
- plasma
- coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 115
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 115
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 107
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 107
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 86
- -1 rare earth fluoride Chemical class 0.000 claims abstract description 48
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 37
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 34
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 31
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 25
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 12
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 9
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims description 9
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052773 Promethium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium atom Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 claims description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N promethium atom Chemical compound [Pm] VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229940105963 yttrium fluoride Drugs 0.000 description 9
- RBORBHYCVONNJH-UHFFFAOYSA-K yttrium(iii) fluoride Chemical compound F[Y](F)F RBORBHYCVONNJH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 3
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- CHBIYWIUHAZZNR-UHFFFAOYSA-N [Y].FOF Chemical compound [Y].FOF CHBIYWIUHAZZNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- APFWLFUGBMRXCS-UHFFFAOYSA-N 4,7-dihydroxy-3-phenylchromen-2-one Chemical compound O=C1OC2=CC(O)=CC=C2C(O)=C1C1=CC=CC=C1 APFWLFUGBMRXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052789 astatine Inorganic materials 0.000 description 1
- RYXHOMYVWAEKHL-UHFFFAOYSA-N astatine atom Chemical compound [At] RYXHOMYVWAEKHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003443 lutetium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- MPARYNQUYZOBJM-UHFFFAOYSA-N oxo(oxolutetiooxy)lutetium Chemical compound O=[Lu]O[Lu]=O MPARYNQUYZOBJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UZLYXNNZYFBAQO-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);ytterbium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Yb+3].[Yb+3] UZLYXNNZYFBAQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003454 ytterbium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940075624 ytterbium oxide Drugs 0.000 description 1
- XASAPYQVQBKMIN-UHFFFAOYSA-K ytterbium(iii) fluoride Chemical compound F[Yb](F)F XASAPYQVQBKMIN-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- OMQSJNWFFJOIMO-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrafluoride Chemical compound F[Zr](F)(F)F OMQSJNWFFJOIMO-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32458—Vessel
- H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
- H01J37/32495—Means for protecting the vessel against plasma
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
- H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
- H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
- H01J2237/334—Etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
- H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
- H01J2237/335—Cleaning
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
一种半导体零部件、等离子处理装置及形成耐腐蚀涂层的方法,其中,半导体零部件包括:零部件本体;耐腐蚀涂层,其材料包括稀土氧化物或者稀土氟化物,位于所述零部件本体的表面,所述耐腐蚀涂层具有修饰面,所述修饰面具有原子缺陷,所述原子缺陷被填充离子修饰。所述零部件本体表面的耐腐蚀涂层中的原子缺陷较少,使耐腐蚀涂层具有较强的耐腐蚀能力。
Description
技术领域
本发明涉及半导体领域,尤其涉及一种半导体零部件、等离子处理装置及耐腐蚀涂层的形成方法。
背景技术
在半导体器件的制造过程中,等离子刻蚀是将晶圆加工成设计图案的关键工艺。
在典型的等离子刻蚀工艺中,工艺气体(如CF4、O2等)在射频(Radio Frequency,RF)激励作用下形成等离子。这些等离子在经过上电极和下电极之间的电场(电容耦合或者电感耦合)作用后与晶圆表面发生物理轰击作用及化学反应,从而刻蚀出具有特定结构的晶圆。
然而,在等离子刻蚀工艺过程中,物理轰击及化学反应作用也会同样作用于刻蚀腔室内部所有与等离子接触的半导体零部件,造成腐蚀,因此,需要在零部件本体的表面制备一种性能优异的耐腐蚀涂层以抵御等离子的腐蚀。目前较为常用的是,采用氧化钇作为耐腐蚀涂层的材料,所述氧化钇通常采用物理气相沉积工艺形成,但是,物理气相沉积工艺需要在真空调节下进行,氧化钇在零部件本体上极其容易产生氧缺陷,造成耐腐蚀涂层的外观出现异色斑点。尽管在氧化钇的沉积过程中通入氧气进行调节,但是氧气的活性在物理气相沉积环境中仍然较低,无法完全将产生的氧缺陷消除。而氧缺陷是氟离子腐蚀的途径,因此,迫切需要在零部件本体的表面形成性能优异的耐腐蚀涂层以减少缺陷,提高耐腐蚀能力。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种半导体零部件、等离子处理装置及及耐腐蚀涂层的形成方法,以降低耐腐蚀涂层表面的缺陷,提高耐腐蚀能力。
为解决上述技术问题,本发明提供一种在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法,包括:提供零部件本体;在所述零部件本体的表面形成稀土氧化物涂层或者稀土氟化物涂层;通入缺陷气体,在所述稀土氧化物涂层或稀土氟化物涂层的表面形成原子缺陷;提供填充离子源,使填充离子源中的填充离子修饰所述原子缺陷,形成耐腐蚀涂层。
可选的,当在零部件本体的表面形成的为稀土氧化物涂层时,所述原子缺陷为氧缺陷,所述填充离子为卤素离子,所述缺陷气体包括:氢气或氩气中的至少一种。
可选的,当所述填充离子为氟离子时,填充离子源包括:氟化氢或者含氟溶液。
可选的,当在零部件本体的表面形成的为稀土氟化物涂层时,所述原子缺陷为氟缺陷,所述填充离子为氧离子,所述形成缺陷气体包括:氢气或氩气中的至少一种。
可选的,形成所述氧缺陷或氟缺陷的工艺参数包括:将稀土氧化物涂层或者稀土氟化物涂层置于氢气气氛下,并施加等离子轰击,等离子轰击的强度范围为0.3kW~50kW。
可选的,形成所述氧缺陷或氟缺陷的工艺参数包括:将稀土氧化物涂层或者稀土氟化物涂层置于真空环境下,真空度范围为10-3mbar~10-5mbar,并施加等离子轰击,等离子轰击的强度范围为0.3kW~50kW。
可选的,所述稀土氧化物或稀土氟化物中的稀土元素包括:钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱或镥。
相应的,本发明还提供一种半导体零部件,包括:零部件本体;上述耐腐蚀涂层,其材料包括稀土氧化物或者稀土氟化物,位于所述零部件本体的表面,所述耐腐蚀涂层具有修饰面,所述修饰面具有原子缺陷,所述原子缺陷被填充离子修饰。
可选的,所述耐腐蚀涂层的本征材料的晶型与修饰后的耐腐蚀涂层的晶型相同。
可选的,所述耐腐蚀涂层中原子缺陷的厚度范围为:0.5微米~100微米。
可选的,所述耐腐蚀涂层为结晶结构;所述耐腐蚀涂层中原子缺陷的浓度为:103原子数/平方厘米~107原子数/平方厘米。
相应的,本发明还提供一种等离子处理装置,包括:反应腔;上述半导体零部件,位于所述反应腔内。
可选的,所述等离子环境中包含氟、氯、氧或氢等离子中的至少一种。
可选的,所述等离子处理装置为等离子刻蚀装置或者等离子清洗装置。
可选的,当等离子刻蚀装置为电感耦合等离子处理装置时,所述零部件包括:陶瓷板、内衬套、气体喷嘴、气体分配板、气管法兰、静电吸盘组件、覆盖环、聚焦环、绝缘环或等离子约束装置中的至少一种。
可选的,当等离子刻蚀装置为电容耦合等离子处理装置时,所述零部件包括:喷淋头、上接地环、移动环、气体分配板、气体缓冲板、静电吸盘组件、下接地环、覆盖环、聚焦环、绝缘环或等离子约束装置中的至少一种。
与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:
本发明技术方案提供的半导体零部件中,所述零部件本体的表面具有耐腐蚀涂层,所述耐腐蚀涂层具有修饰面,所述修饰面具有原子缺陷,所述原子缺陷被填充离子修饰,则所述半导体零部件暴露于等离子体环境中时,等离子体环境中的离子不易沿原子缺陷位置向零部件本体表面传递,因此,有利于提高半导体零部件的耐腐蚀能力。
附图说明
图1为本发明一种等离子处理装置的结构示意图;
图2为本发明另一种等离子处理装置的结构示意图;
图3是本发明在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的工艺流程图;
图4为本发明一种半导体零部件的结构示意图;
图5为本发明耐腐蚀涂层为氧化钇时,氧缺陷被氟离子修饰的示意图;
图6为本发明耐腐蚀涂层为氟化钇时,氟缺陷被氧离子修饰的示意图;
图7为本发明耐腐蚀涂层为氧化钇的X射线衍射图。
具体实施方式
正如背景技术所述,迫切需要在零部件本体的表面制备一种性能优异的耐腐蚀涂层以抵御等离子的腐蚀,为此,本发明致力于提供一种半导体零部件、等离子处理装置及在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法,所述半导体零部件在等离子环境中耐腐蚀能力较强,以下进行详细说明:
图1为本发明一种等离子处理装置的结构示意图。
请参考图1,等离子处理装置包括:反应腔100,反应腔100内为等离子环境,半导体零部件和反应腔100内部腔壁暴露于等离子环境中,所述等离子包括含F等离子、含Cl等离子、含H等离子或含O等离子中的至少一种。
等离子处理装置还包括:基座101,基座101的上方设有静电夹盘103,所述静电夹盘103内设有电极(图中未标出),所述电极与直流电源DC电连接,用于产生静电引力以固定待处理基片W,等离子用于对待处理基片W进行处理。由于等离子具有较强的腐蚀性,为了防止半导体零部件的表面被等离子腐蚀,因此需要在零部件本体的表面涂覆耐腐蚀涂层。
在本实施例中,等离子处理装置为电容耦合等离子反应装置,相应的,暴露于等离子环境中的半导体零部件包括:喷淋头102、上接地环104、移动环、气体分配板105、气体缓冲板、静电吸盘组件103、下接地环106、覆盖环107、聚焦环108、绝缘环、等离子约束装置109中的至少一种。
图2为本发明另一种等离子处理装置的结构示意图。
在本实施例中,等离子处理装置为电感耦合等离子反应装置,相应的,暴露于等离子环境中的半导体零部件包括:陶瓷板、内衬套200、气体喷嘴201、气体分配板、气管法兰、静电吸盘组件202、覆盖环203、聚焦环204、绝缘环和等离子约束装置205中的至少一种。
在等离子刻蚀工艺过程中,物理轰击及化学反应作用也会同样作用于刻蚀腔内部所有与等离子接触的半导体零部件,对半导体零部件造成腐蚀,长时间的暴露于等离子腐蚀环境中,表面结构遭受破坏,会造成本体成分的析出,脱离表面形成微小颗粒,污染晶圆。半导体先进制对微小颗粒污染具有严苛的要求,例如大于45nm的颗粒数为0颗,因此,需要在等离子反应装置中的零部件本体的表面涂覆耐腐蚀涂层来抵御等离子的腐蚀。
在其它实施例中,所述等离子体处理装置还可以为等离子清洗装置。
如下对所述耐腐蚀涂层的形成方法进行详细说明:
图3是本发明在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的工艺流程图。
请参考图3,步骤S1:提供零部件本体;步骤S2:在所述零部件本体的表面形成稀土氧化物涂层或者稀土氟化物涂层;步骤S3:通入缺陷气体,在所述稀土氧化物涂层或稀土氟化物涂层的表面形成原子缺陷;步骤S4:提供填充离子源,使填充离子修饰所述原子缺陷,上述耐腐蚀涂层。
所述稀土氧化物或稀土氟化物中的稀土元素包括:钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱或镥。
在一种实施例中,在零部件本体的表面形成的为稀土氧化物涂层时,所述原子缺陷为氧缺陷,所述填充离子为卤素离子,所述缺陷气体包括:氢气或氩气中的至少一种。当所述填充离子为氟离子时,提供所述氟离子的氟源包括:氟化氢或者含氟溶液。
形成所述氧缺陷的工艺参数为:将稀土氧化物涂层置于氢气气氛下,并施加等离子轰击,等离子轰击的强度范围为0.3kW~50kW,以产生所述氧缺陷。
在另一种实施例中,当在零部件本体的表面形成的为稀土氟化物涂层时,所述原子缺陷为氟缺陷,所述填充离子为氧离子,所述形成缺陷气体包括:氢气或氩气中的至少一种。
形成所述氟缺陷的工艺参数为:将稀土氟化物涂层置于氢气气氛下,并施加等离子轰击,等离子轰击的强度范围为0.3kW~50kW,以产生氟缺陷。在本实施例中,特意先在耐腐蚀涂层的表面制备出原子缺陷,再将其置于填充离子源中,这样所述制备出的原子缺陷以及原本工艺过程中形成的原子缺陷都将被填充离子修饰,使得半导体零部件暴露于等离子体环境中时,等离子体中的离子不易沿原子缺陷向零部件本体扩散腐蚀零部件本体,因此,有利于提高半导体零部件的耐腐蚀能力。
以下对半导体零部件进行详细说明:
图4为本发明一种半导体零部件的结构示意图。
请参考图4,半导体零部件包括:零部件本体300;上述耐腐蚀涂层301,其材料包括稀土氧化物或者稀土氟化物,位于所述零部件本体300的表面,所述耐腐蚀涂层301具有修饰面,所述修饰面具有所述原子缺陷被填充离子修饰。
所述零部件本体300的材料包括:铝合金、碳化硅、硅、石英或陶瓷等中的至少一种。
所述零部件本体300的表面具有耐腐蚀涂层301,所述耐腐蚀涂层301的材料包括稀土氧化物或者稀土氟化物,所述耐腐蚀涂层301的表面具有原子缺陷,且所述原子缺陷被填充离子填充,则当半导体零部件暴露于等离子体环境中,等离子体环境中的离子不会沿原子缺陷所在的晶格位置逐步向零部件本体300的表面传递,因此,有利于提高半导体零部件的耐腐蚀能力。并且,所述耐腐蚀涂层301中的原子缺陷被填充离子修饰,使耐腐蚀涂层301不因原子缺陷过多而使其绝缘性降低,即:所述耐腐蚀涂层301的绝缘性能较高,被击穿的风险较低。
图5为本发明耐腐蚀涂层为氧化钇时,氧缺陷被氟离子修饰的示意图。
在本实施例中,所述耐腐蚀涂层301的材料为氧化钇,所述原子缺陷为氧缺陷,所述填充离子为氟离子。所述氧化钇表面的氧缺陷被氟离子填充,则氧化钇耐腐蚀涂层301暴露于等离子体环境中,所述等离子体环境中的氟离子不易沿氧缺陷向零部件本体300的表面扩散,因此,有利于提高耐腐蚀涂层301的抗腐蚀能力。
在其它实施例中,所述耐腐蚀涂层为除氧化钇之外的稀土氧化物,例如:所述耐腐蚀涂层的材料为氧化锆、氧化镥或氧化镱中的至少一种,相应的,所述原子缺陷为氧缺陷,所述填充离子为卤素离子,例如:所述填充离子为氟、氯、溴、碘或砹中的至少一种。
图6为本发明耐腐蚀涂层为氟化钇时,氟缺陷被氧离子修饰的示意图。
在本实施例中,所述耐腐蚀涂层301的材料为氟化钇,所述原子缺陷为氟缺陷,所述填充离子为氧离子。所述氟化钇表面的氟缺陷被氧离子填充,则氟化钇耐腐蚀涂层301暴露于等离子体环境中,所述等离子体环境中的氧离子不易沿氟缺陷向零部件本体300的表面扩散,因此,有利于提高耐腐蚀涂层301的抗腐蚀能力。
在其它实施例中,所述耐腐蚀涂层为除氟化钇之外的稀土氟化物,例如:所述耐腐蚀涂层的材料为氟化锆、氟化镥或氟化镱中的至少一种,相应的,所述原子缺陷为氟缺陷,所述填充离子为氧离子。
在本实施例中,所述填充离子仅用于修饰所述耐腐蚀涂层301中的原子缺陷,而不改变所述耐腐蚀涂层301的晶型,即:所述耐腐蚀本体层的材料与修饰后的耐腐蚀涂层301的晶型相同。换句话说,所述耐腐蚀本体层的材料为氧化钇时,所述耐腐蚀本体层的表面氧化钇中的氧缺陷被氟离子修饰后所形成的耐腐蚀涂层301仍为氧化钇的晶型,而不是氟氧化钇的晶型;所述耐腐蚀本体层的材料为氟化钇时,所述耐腐蚀本体层氟化钇中的氟缺陷被氧离子修饰后所形成的耐腐蚀涂层301仍为氟化钇的晶型,而不是氟氧化钇的晶型。
图7为本发明耐腐蚀涂层为氧化钇的X射线衍射图。
请参考图7,1代表的是耐腐蚀涂层的本征材料为氧化钇的X射线衍射图,2代表耐腐蚀涂层氧化钇中的氧缺陷被氟离子修饰后的X射线衍射图,从图上来看,耐腐蚀涂层的本征材料的特征峰出现在28.83°,修饰后的耐腐蚀涂层301的特征峰出现在29.34°,两者出现特征峰的位置差异较小,位置大致相同,因此可以证明,所述耐腐蚀涂层的本征材料1与修饰后的耐腐蚀涂层301的晶型相同。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离。本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (16)
1.一种在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法,其特征在于,包括:
提供零部件本体;
在所述零部件本体的表面形成稀土氧化物涂层或者稀土氟化物涂层;
通入缺陷气体,在所述稀土氧化物涂层或稀土氟化物涂层的表面形成原子缺陷;
提供填充离子源,使填充离子源中的填充离子修饰所述原子缺陷,形成耐腐蚀涂层。
2.如权利要求1所述的在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法,其特征在于,当在零部件本体的表面形成的为稀土氧化物涂层时,所述原子缺陷为氧缺陷,所述填充离子为卤素离子,所述缺陷气体包括:氢气或氩气中的至少一种。
3.如权利要求2所述的在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法,其特征在于,当所述填充离子为氟离子时,填充离子源包括:氟化氢或者含氟溶液。
4.如权利要求1所述的在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法,其特征在于,当在零部件本体的表面形成的为稀土氟化物涂层时,所述原子缺陷为氟缺陷,所述填充离子为氧离子,所述缺陷气体包括:氢气或氩气中的一种。
5.如权利要求2或4所述的在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法,其特征在于,形成所述氧缺陷或氟缺陷的工艺参数包括:将稀土氧化物涂层或者稀土氟化物涂层置于氢气气氛下,并施加等离子轰击,等离子轰击的强度范围为0.3kW~50kW。
6.如权利要求2或4所述的在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法,其特征在于,形成所述氧缺陷或氟缺陷的工艺参数包括:将稀土氧化物涂层或者稀土氟化物涂层置于真空环境下,真空度范围为10-3mbar~10-5mbar,并施加等离子轰击,等离子轰击的强度范围为0.3kW~50kW。
7.如权利要求1所述的在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法,其特征在于,所述稀土氧化物或稀土氟化物中的稀土元素包括:钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱或镥。
8.一种半导体零部件,其特征在于,包括:
零部件本体;
如权利要求1至权利要求7任一项所述方法形成的所述耐腐蚀涂层,其材料包括稀土氧化物或者稀土氟化物,位于所述零部件本体的表面,所述耐腐蚀涂层具有修饰面,所述修饰面具有原子缺陷,所述原子缺陷被填充离子修饰。
9.如权利要求8所述的半导体零部件,其特征在于,所述耐腐蚀涂层的本征材料与修饰后耐腐蚀涂层的晶型相同。
10.如权利要求8所述的半导体零部件,其特征在于,所述耐腐蚀涂层中具有原子缺陷的厚度范围为:0.5微米~100微米。
11.如权利要求8所述的半导体零部件,其特征在于,所述耐腐蚀涂层为结晶结构;所述耐腐蚀涂层中原子缺陷的浓度为:103原子数/平方厘米~107原子数/平方厘米。
12.一种等离子处理装置,其特征在于,包括:
反应腔;
如权利要求8至权利要求11任一项所述的半导体零部件,位于所述反应腔内。
13.如权利要求12所述的等离子处理装置,其特征在于,所述等离子环境中包含氟、氯、氧或氢等离子中的至少一种。
14.如权利要求12所述的等离子处理装置,其特征在于,所述等离子处理装置为等离子刻蚀装置或者等离子清洗装置。
15.如权利要求14所述的等离子处理装置,其特征在于,当等离子刻蚀装置为电感耦合等离子处理装置时,所述零部件包括:陶瓷板、内衬套、气体喷嘴、气体分配板、气管法兰、静电吸盘组件、覆盖环、聚焦环、绝缘环或等离子约束装置中的至少一种。
16.如权利要求14所述的等离子处理装置,其特征在于,当等离子刻蚀装置为电容耦合等离子处理装置时,所述零部件包括:喷淋头、上接地环、移动环、气体分配板、气体缓冲板、静电吸盘组件、下接地环、覆盖环、聚焦环、绝缘环或等离子约束装置中的至少一种。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011507108.1A CN114649179A (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 半导体零部件、等离子处理装置及耐腐蚀涂层的形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011507108.1A CN114649179A (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 半导体零部件、等离子处理装置及耐腐蚀涂层的形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114649179A true CN114649179A (zh) | 2022-06-21 |
Family
ID=81989952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011507108.1A Pending CN114649179A (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 半导体零部件、等离子处理装置及耐腐蚀涂层的形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114649179A (zh) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002029830A (ja) * | 2000-07-14 | 2002-01-29 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 耐プラズマ性部材およびその製造方法 |
JP2002029832A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-01-29 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 耐プラズマ性部材およびその製造方法 |
JP2007217782A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Showa Denko Kk | 希土類元素のフッ化物皮膜を有する耐食性皮膜およびその製造方法 |
CN104241069A (zh) * | 2013-06-13 | 2014-12-24 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 等离子体装置内具有氧化钇包覆层的部件及其制造方法 |
CN106399896A (zh) * | 2015-07-31 | 2017-02-15 | 信越化学工业株式会社 | 钇基喷涂涂层和制造方法 |
CN108463345A (zh) * | 2015-11-16 | 2018-08-28 | 阔斯泰公司 | 耐腐蚀组件和制造方法 |
CN112053929A (zh) * | 2019-06-06 | 2020-12-08 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 用于等离子体腔室内部的部件及其制作方法 |
CN214099576U (zh) * | 2020-12-18 | 2021-08-31 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 半导体零部件和等离子处理装置 |
-
2020
- 2020-12-18 CN CN202011507108.1A patent/CN114649179A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002029830A (ja) * | 2000-07-14 | 2002-01-29 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 耐プラズマ性部材およびその製造方法 |
JP2002029832A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-01-29 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 耐プラズマ性部材およびその製造方法 |
JP2007217782A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Showa Denko Kk | 希土類元素のフッ化物皮膜を有する耐食性皮膜およびその製造方法 |
CN104241069A (zh) * | 2013-06-13 | 2014-12-24 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 等离子体装置内具有氧化钇包覆层的部件及其制造方法 |
CN106399896A (zh) * | 2015-07-31 | 2017-02-15 | 信越化学工业株式会社 | 钇基喷涂涂层和制造方法 |
CN108463345A (zh) * | 2015-11-16 | 2018-08-28 | 阔斯泰公司 | 耐腐蚀组件和制造方法 |
CN112053929A (zh) * | 2019-06-06 | 2020-12-08 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 用于等离子体腔室内部的部件及其制作方法 |
CN214099576U (zh) * | 2020-12-18 | 2021-08-31 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 半导体零部件和等离子处理装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102188404B1 (ko) | 정전 척의 개질 방법 및 플라즈마 처리 장치 | |
KR101737378B1 (ko) | 플라즈마 전해질 산화 코팅에서의 구리 또는 미량 금속 오염 물질의 감소 | |
US6992011B2 (en) | Method and apparatus for removing material from chamber and wafer surfaces by high temperature hydrogen-containing plasma | |
KR101107542B1 (ko) | 플라즈마 반응기용 용사 이트리아 함유 코팅 | |
JP5726928B2 (ja) | プラズマ処理システムにおける副生成物堆積減少方法並びに構造 | |
EP3007205B1 (en) | Workpiece processing method | |
US20090277874A1 (en) | Method and apparatus for removing polymer from a substrate | |
EP1983554A2 (en) | Hydrogen ashing enhanced with water vapor and diluent gas | |
US20060043067A1 (en) | Yttria insulator ring for use inside a plasma chamber | |
TW201335991A (zh) | 電漿蝕刻方法 | |
US7097716B2 (en) | Method for performing fluorocarbon chamber cleaning to eliminate fluorine memory effect | |
US20180195196A1 (en) | Protective oxide coating with reduced metal concentrations | |
KR20170000340A (ko) | 에칭 방법 | |
WO2014209492A1 (en) | Single ring design for high yield, substrate extreme edge defect reduction in icp plasma processing chamber | |
WO2009111344A2 (en) | Method and apparatus for removing polymer from a substrate | |
CN214099576U (zh) | 半导体零部件和等离子处理装置 | |
CN114649179A (zh) | 半导体零部件、等离子处理装置及耐腐蚀涂层的形成方法 | |
CN112236839A (zh) | 具保护性涂层的处理腔室的处理配件 | |
CN114078679B (zh) | 半导体零部件、复合涂层形成方法和等离子体反应装置 | |
US20010049196A1 (en) | Apparatus for improving etch uniformity and methods therefor | |
CN114277340B (zh) | 零部件、耐等离子体涂层的形成方法和等离子体反应装置 | |
KR20060014801A (ko) | 기판 가장자리 식각 장치 | |
JP2023101120A (ja) | イオンミリング源、真空処理装置、及び真空処理方法 | |
CN114649181A (zh) | 形成耐腐蚀涂层的方法、半导体零部件及等离子处理装置 | |
JP2001217225A (ja) | プラズマエッチング方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |