CN114678248A - 形成涂层的装置和方法、零部件和等离子体装置 - Google Patents

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Abstract

一种形成涂层的装置和方法、零部件和等离子体装置，形成涂层的装置包括：真空腔；第一靶材和第二靶材；零部件本体，与第一靶材和第二靶材相对设置；所述第一靶材原子和第二靶材原子在零部件本体的表面形成复合耐腐蚀涂层；第一辅助监测器，用于监测第一靶材的特征信号；第二辅助监测器，用于监测第二靶材的特征信号；速率监测器，用于监测所述复合耐腐蚀涂层的形成速率，当形成速率偏离目标速率时，将偏差信号反馈至第一辅助监测器和第二辅助监测器，第一辅助监测器和第二辅助监测器分别根据第一靶材和第二靶材的特征信号的强弱变化进行独立控制各自靶材的速率，以控制复合耐腐蚀涂层形成速率的稳定性。所形成的复合耐腐蚀涂层中的均一性较好。

Description

形成涂层的装置和方法、零部件和等离子体装置
技术领域
本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种用于形成复合耐腐蚀涂层的装置、在零部件本体的表面形成复合耐腐蚀涂层的方法、半导体零部件和等离子体处理装置。
背景技术
在半导体器件的制造过程中，等离子体刻蚀是将晶圆加工成设计图案的关键工艺。
在典型的等离子体刻蚀工艺中，工艺气体(如CF4、O2等)在射频(Radio Frequency，RF)激励作用下形成等离子体。这些等离子体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。
对处于等离子体刻蚀腔室内恶劣腐蚀环境下的部件来说，需要具有相当高的耐等离子体腐蚀性。为此，有专利提出在等离子体刻蚀腔室内部部件表面涂覆含钇涂层等耐腐蚀涂层以保护工件，以维持等离子体体刻蚀环境的稳定性。随着半导体高端制程(10nm以下)的不断进步，等离子体体刻蚀制程中使用的等离子体的环境更加复杂，单一氧化物成分的含钇涂层则表现出向着复合的含钇涂层优化趋势，以适应更加苛刻的等离子体刻蚀环境对耐腐蚀涂层的要求。
然而，对于复合耐腐蚀涂层而言，自身亚稳定性决定着存在容易分解的特性，使得在合成复合耐腐蚀涂层的过程中，对其组成成分均匀性的精确控制，具有较大的困难。
针对上述需求，如何精确控制复合耐腐蚀涂层各个成分的均匀性，提高耐腐蚀涂层的稳定性，进一步维持刻蚀腔体环境的稳定性，成为进一步提高先进制程中等离子体体刻蚀应用的重要发展方向。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种用于形成复合耐腐蚀涂层的装置、在零部件本体的表面形成复合耐腐蚀涂层的方法、半导体零部件和等离子体处理装置，以提高耐腐蚀涂层中成分的均匀性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于形成复合耐腐蚀涂层的装置，包括：真空腔；第一靶材和第二靶材，位于所述真空腔内；零部件本体，位于所述真空腔内，与所述第一靶材核第二靶材相对设置；第一激发装置，用于激发出第一靶材内的第一靶材原子；第二激发装置，用于激发出第二靶材内的第二靶材原子，所述第一靶材原子和第二靶材原子在零部件本体的表面形成复合耐腐蚀涂层；第一辅助监测器，位于所述真空腔内，用于监测所述第一靶材的特征信号；第二辅助监测器，位于所述真空腔内，用于监测所述第二靶材的特征信号；速率监测器，位于所述真空腔内，用于监测所述复合耐腐蚀涂层的形成速率，当所述形成速率偏离目标速率时，将偏差信号反馈至第一辅助监测器和第二辅助监测器，所述第一辅助监测器和第二辅助监测器分别根据第一靶材和第二靶材的特征信号的强弱变化独立控制各自靶材的速率，以控制复合耐腐蚀涂层形成速率的稳定性，保持复合耐腐蚀涂层的各个组成成分在厚度方向上都具有较高的均匀性。
可选的，所述特征信号为光谱信号，所述光谱信号包括：最强峰强度、光谱积分面积或特征波长光功率，所述第一辅助监测器和第二辅助监测器为光谱仪。
可选的，所述特征信号为温度，所述第一辅助监测器和第二辅助监测器为红外温度计。
可选的，所述复合耐腐蚀涂层的材料为稀土元素氧氟结晶化合物，稀土元素氧氟结晶化合物包括：YOF、Y5O4F7、Y6O5F8、Y7O6F9、Y17O14F23、LaOF、 CeOF、CeO6F2、PrOF、NdOF、SmOF、EuOF、Eu3O2F5、Eu5O4F7、GdOF、 Gd5O4F7、TbOF、DyOF、HoOF、ErOF、Er3O2F5、Er5O4F7、TmOF、YbOF、Yb5O4F7、Yb6O5F8、LuO、Lu3O2F5、Lu5O4F7或Lu7O6F9中的至少一种。
可选的，所述复合耐腐蚀涂层的材料为稀土元素与氧化铝形成的结晶化合物，稀土元素与氧化铝形成的结晶化合物包括：Y4Al2O9、YAlO3,Y3Al5O12， LaAlO3，CeAlO3，Ce6AlO3，Pr4Al2O9，PrAlO3，PrAl11O18，Nd4Al2O9， NdAlO3,NdAl11O18，Sm4Al2O9，SmAlO3，Eu4Al2O9、EuAlO3、Eu3Al5O12， Gd4Al2O9、GdAlO3、Gd3Al5O12,Tb4Al2O9、TbAlO3、Tb3Al5O12，Dy4Al2O9、DyAlO3、Dy3Al5O12，Ho4Al2O9、HoAlO3、Ho3Al5O12，Er4Al2O9、ErAlO3、 Er3Al5O12，Tm4Al2O9、TmAlO3、Tm3Al5O12，Yb4Al2O9、Yb6Al10O24，Lu4Al2O9、 LuAlO3或Lu3Al5O12中的至少一种。
可选的，所述复合耐腐蚀涂层的材料为稀土元素与氧化硅形成的结晶化合物，稀土元素与氧化硅形成的结晶化合物包括：Y2SiO5、Y2Si2O7、La2SiO5、 La2Si2O7、Ce2SiO5、Pr2SiO5、Pr2Si2O7、Nd2SiO5、Nd4Si3O12、Nd2Si2O7、Sm2SiO5、 Sm4Si3O12、Sm2Si2O7、Eu2SiO5、EuSiO3、Eu2Si2O7、Gd2SiO5、Gd4Si3O12、 Gd2Si2O7、Tb2SiO5、Tb2Si2O7、Dy2SiO5、Dy4Si3O12、Dy2Si2O7、Ho2SiO5、 Er2Si2O7、Er2SiO5、Er4Si3O12、Er2Si2O7、Tm2SiO5、Tm2Si2O7、Yb2SiO5、Yb4Si3O12、 Yb2Si2O7、Lu2SiO5、Lu4Si3O12或Lu2Si2O7中的至少一种。
可选的，所述复合耐腐蚀涂层的材料为稀土元素的氟氧化物、与氧化硅、氧化铝形成的非晶态化合物中的至少一种。
可选的，所述复合耐腐蚀涂层成分均匀，其成分在厚度方向上波动范围小于5％。
可选的，所述复合耐腐蚀涂层成分均匀，其成分在厚度方向上波动范围小于1％。
相应的，本发明还提供一种利用用于形成复合耐腐蚀涂层的装置在零部件本体的表面形成复合耐腐蚀涂层的方法，包括：提供上述用于形成复合耐腐蚀涂层的装置；利用第一激发装置激发出第一靶材内的第一靶材原子；利用第二激发装置激发出第二靶材内的第二靶材原子，所述第一靶材原子核第二靶材原子在零部件本体的表面形成复合耐腐蚀涂层；利用速率监测器监测所述复合耐腐蚀涂层的形成速率，当所述形成速率偏离目标速率时，将偏差信号反馈至第一辅助监测器和第二辅助监测器，所述第一辅助监测器和第二辅助监测器分别根据第一靶材和第二靶材的特征信号的强弱变化独立控制各自靶材的速率，以控制复合耐腐蚀涂层形成速率的稳定性。
可选的，所述速率监测器包括石英晶振体；在零部件本体的表面形成复合耐腐蚀涂层时，还包括：在所述石英晶振体的表面形成复合耐腐蚀涂层；通过测量石英晶振体的共振频率的变化情况，可实时监测复合耐腐蚀涂层的形成速率的变化情况。
相应的，本发明还提供一种包含所述耐腐蚀涂层的半导体零部件，包括：零部件本体；上述复合耐腐蚀涂层，位于所述零部件本体的表面，沿其厚度方向上成分均匀。
相应的，本发明还提供一种等离子体体处理装置，包括：反应腔，其内为等离子体环境；上述半导体零部件，位于所述反应腔内，暴露于所述等离子体环境中。
可选的，所述等离子体环境中包含氟、氯、氧或氢等离子体中的至少一种。可选的，所述等离子体处理装置为等离子体刻蚀装置或者等离子体清洗装置。可选的，当等离子体处理装置为电感耦合等离子体处理装置时，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、绝缘环或等离子体约束装置中的至少一种。
可选的，当等离子体处理装置为电容耦合等离子体处理装置时，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、绝缘环或等离子体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用于形成复合耐腐蚀涂层的装置中，所述真空腔内具有速率监测器、第一辅助监测器核第二辅助监测器，其中，所述速率监测器用于监测所述复合耐腐蚀涂层的形成速率，当所述形成速率偏离目标速率时，将偏差信号反馈至第一辅助监测器核第二辅助监测器，所述第一辅助监测器和第二辅助监测器分别根据第一靶材和第二靶材的特征信号的强弱变化独立控制各自靶材的速率，这样使得利用该装置形成的复合耐腐蚀涂层中的成分均匀性较好，以提高复合耐腐蚀涂层在等离子体体环境中的耐等离子体体腐蚀的稳定性，维持等离子体体刻蚀环境的稳定性。
附图说明
图1为本发明一种等离子体处理装置的结构示意图；
图2为本发明另一种等离子体处理装置的结构示意图；
图3为本发明一种用于形成复合耐腐蚀涂层的装置示意图；
图4为本发明第一靶材和第二靶材的热致辐射光谱与波长的示意图；
图5为本发明复合耐腐蚀涂层的形成速率、第一靶材和第二靶材的热致辐射光谱与时间的关系示意图；
图6为本发明复合耐腐蚀涂层的形成速率、第一靶材和第二靶材的温度与时间的关系示意图；
图7为本发明利用用于形成复合耐腐蚀涂层的装置形成所述复合耐腐蚀涂层的工艺流程图；
图8为本发明半导体零部件的结构示意图。
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成分的均匀性较高的复合耐腐蚀涂层以满足先进制程的要求。为此，本发明致力于提供一种用于形成复合耐腐蚀涂层的装置、在零部件本体的表面形成复合耐腐蚀涂层的方法、半导体零部件和等离子体处理装置，以下进行详细说明：
图1为本发明一种等离子体处理装置的结构示意图。
请参考图1，等离子体处理装置包括：反应腔100，反应腔100内为等离子体环境，半导体零部件和反应腔100内部腔壁暴露于等离子体环境中，所等离子体包括含F等离子体、含Cl等离子体、含H等离子体或含O等离子体中的至少一种。
等离子体处理装置还包括：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，等离子体用于对待处理基片W 进行处理。由于等离子体具有较强的腐蚀性，为了防止半导体零部件的表面被等离子体腐蚀，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，等离子体处理装置为电容耦合等离子体反应装置，相应的，暴露于等离子体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、等离子体约束装置109中的至少一种。
图2为本发明另一种等离子体处理装置的结构示意图。
在本实施例中，等离子体反应装置为电感耦合等离子体反应装置，相应的，暴露于等离子体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、绝缘环和等离子体约束装置205中的至少一种。
在其它实施例中，所述等离子体体处理装置还可以为等离子体清洗装置。
随着半导体高端制程(10nm以下)的不断进步，等离子体体刻蚀制程中使用的等离子体的环境更加复杂，单一氧化物成分的含钇涂层则表现出向着复合耐腐蚀涂层优化趋势，以适应更加苛刻的等离子体刻蚀环境对耐腐蚀涂层的要求。
以下对用于形成复合耐腐蚀涂层的装置进行详细说明：
图3为本发明一种用于形成复合耐腐蚀涂层的装置示意图。
请参考图3，用于形成复合耐腐蚀涂层包括：真空腔300；第一靶材301a和第二靶材301b，位于所述真空腔300内；零部件本体400，位于所述真空腔 300内，与所述第一靶材301a和第二靶材301b相对设置；第一激发装置，用于激发出第一靶材301a内的第一靶材原子；第二激发装置，用于激发出第二靶材301b内的第二靶材原子，所述第一靶材原子和第二靶材原子在零部件本体的表面形成复合耐腐蚀涂层401；第一辅助监测器303a，位于所述真空腔300内，用于监测所述第一靶材301a的特征信号；第二辅助监测器303b，位于所述真空腔300内，用于监测所述第二靶材303b的特征信号；速率监测器302，位于所述真空腔300内，用于监测所述复合耐腐蚀涂层401的形成速率，当所述形成速率偏离目标速率时，将偏差信号反馈至第一辅助监测器 303a和第二辅助监测器303b，所述第一辅助监测器303a和第二辅助监测器 303b分别根据第一靶材301a和第二靶材301b的特征信号的强弱变化独立控制各自靶材的速率，以控制复合耐腐蚀涂层401形成过程中速率的稳定性，实现复合涂层中各个组成的均匀性。
所述第一靶材301a在第一激发装置的作用下激发出第一靶材301a中的原子，所述第二靶材301b在第二激发装置的作用下激发出第二靶材301b中的原子，所述第一靶材301a的原子和第二靶材301b的原子在零部件本体401 的表面形成复合耐腐蚀涂层401。
靶材在被激发后，向环境中发射一定的特征信号，比如：热致辐射光谱，所述热致辐射光谱与每个靶材的材料相关，不同的材料具有不同的热致辐射光谱。由于第一靶材301a与第二靶材301b的材料不同，因此，所述第一靶材301a与第二靶材301b激发后发射的热致辐射光谱不相同，具体如图4所示，图4中的1代表的是第一靶材301a的热致辐射光谱与波长的示意图，2 代表的是第二靶材301b的热致辐射光谱与波长的示意图，在此以氧化钇为第一靶材，氟化钇为第二靶材为例进行说明，可用光谱仪测量各个波段的辐射强度，选取控制特征信号作为控制信号，如：最强峰强度、积分强度或特征波长光功率。
如下选取特征波长光功率为控制信号进行详细说明。
请参考图5，(a)代表是复合耐腐蚀涂层形成速率随时间的关系示意图； (b)代表的是第一靶材被激发后发射的热致辐射光谱为特征波长光功率时，第一靶材的特征波长光功率时间的关系示意图；(c)代表的是第二靶材被激发后发射的热致辐射光谱为特征波长光功率时，第二靶材的特征波长光功率时间的关系示意图。
从图5中可以看出：利用所述速率监测器监测到在时间t1～t2内，所述复合耐腐蚀涂层的形成速率下降，通过与目标速率做对比，将偏差信号反馈至第一辅助监测器和第二辅助监测器，所述第一辅助监测器监测到第一靶材的特征波长光功率在时间t1～t2内下降，而所述第二辅助监测器监测到第二靶材的特征波长光功率在时间t1～t2内上升，则所述第一辅助监测器根据第一靶材的特征波长光功率的反馈信息调大所述第一靶材的速率，并降低第二靶材的速率，以维持整体速率的稳定性，进一步提高复合耐腐蚀涂层各个组分的均匀性。
图5是以在时间段t1～t2内所述复合耐腐蚀涂层的形成速率下降，所述第一辅助监测器监测到第一靶材的特征波长光功率在时间t1～t2内下降，所述第二辅助监测器监测到第二靶材的特征波长光功率在时间t1～t2内上升为例进行说明，实际上不限于此。只要速率监测器监测所述复合耐腐蚀涂层的形成速率，当所述形成速率偏离目标速率时，将偏差信号反馈至第一辅助监测器和第二辅助监测器，所述第一辅助监测器和第二辅助监测器分别根据第一靶材和第二靶材的特征信号的强弱变化独立控制各自靶材的速率，就能提高复合耐腐蚀涂层中成分的均匀性。所述复合耐腐蚀涂层中成分的均匀性，则复合耐腐蚀涂层在等离子体体环境中耐等离子体体腐蚀的稳定性以及等离子体体刻蚀性能的稳定性都得到了提高。换句话说，当复合耐腐蚀涂层的形成速率在时间段t1～t2内的形成速率下降，所述第一辅助监测器监测到第一靶材的特征波长光功率在时间t1～t2内下降，所述第二辅助监测器监测到第二靶材的特征波长光功率在时间t1～t2内上升，如果没有第一辅助检测器和第二辅助检测器的作用，只根据总的速率进行控制时，则会误判断此时需要将两个靶材的速率同时增大，实际造成复合耐腐蚀涂层中第二靶材的成分波动较大。而使用本发明的效果是，可以根据各个靶材的实际变化情况进行独立控制各个靶材的速率，保持复合耐腐蚀涂层中各个靶材成分的均匀性。
除了热致辐射光谱之外，靶材在被激发后，靶材自身的温度也会发生变化，一般温度越高，靶材的速率越大，因此可以将各个靶材的温度作为辅助检测信号，在复合耐腐蚀涂层的形成过程中，使用红外温度计对第一靶材和第二靶材进行实时监测。
请参考图6，(d)代表是复合耐腐蚀涂层形成速率随时间的关系示意图； (e)代表的是第一靶材被激发后温度与时间的关系示意图；(f)代表的是第二靶材被激发后温度与时间的关系示意图。
从图6中可以看出：利用所述速率监测器监测到在时间t1～t2内，所述复合耐腐蚀涂层的形成速率下降，通过与目标速率做对比，将偏差信号反馈至第一辅助监测器和第二辅助监测器，所述第一辅助监测器监测到第一靶材的温度在时间t1～t2内下降，所述第二辅助监测器监测到第二靶材的温度在时间t1～t2内上升，则所述第一辅助监测器根据第一靶材的温度信息调大所述第一靶材的速率，降低第二靶材的速率，以维持整体速率的稳定性，进一步控制复合涂层各成分的均匀性。
图6是以在时间段t1～t2内所述复合耐腐蚀涂层的形成速率下降，所述第一辅助监测器监测到第一靶材的温度在时间t1～t2内下降，所述第二辅助监测器监测到第二靶材的温度在时间t1～t2内上升为例进行说明，实际上不限于此。只要速率监测器监测所述复合耐腐蚀涂层的形成速率，当所述形成速率偏离目标速率时，将偏差信号反馈至第一辅助监测器和第二辅助监测器，所述第一辅助监测器和第二辅助监测器分别根据第一靶材和第二靶材的温度的强弱变化进行独立控制，就能提高复合耐腐蚀涂层中成分的均匀性。所述复合耐腐蚀涂层中成分的均匀性，则复合耐腐蚀涂层在等离子体体环境中耐等离子体体腐蚀的稳定性以及等离子体体刻蚀性能的稳定性都得到了提高。如果没有第一辅助检测器和第二辅助检测器的作用，只根据总的速率进行控制时，则会误判断此时需要将两个靶材的速率同时增大，实际造成复合耐腐蚀涂层中第二靶材的成分波动较大。而使用本发明的效果是，可以根据各个靶材的实际变化情况进行独立控制各个靶材的速率，保持复合涂层中各个靶材成分的均匀性。
图7为本发明利用用于形成复合耐腐蚀涂层的装置形成所述复合耐腐蚀涂层的工艺流程图。
请参考图7，步骤S1：提供上述用于形成复合耐腐蚀涂层的装置；步骤S2：利用第一激发装置激发出第一靶材内的第一靶材原子，利用第二激发装置激发出第二靶材内的第二靶材原子，所述第一靶材原子和第二靶材原子在零部件本体的表面形成复合耐腐蚀涂层；步骤S3：利用速率监测器监测所述复合耐腐蚀涂层的形成速率，当所述形成速率偏离目标速率时，将偏差信号反馈至第一辅助监测器和第二辅助监测器，所述第一辅助监测器和第二辅助监测器分别根据第一靶材和第二靶材的特征信号的强弱变化独立控制各个靶材的速率，以控制复合耐腐蚀涂层形成速率的稳定性。
所述速率监测器包括石英晶振体，利用所述第一激发装置和第二激发装置在零部件本体的表面形成复合耐腐蚀涂层的过程中，也会在石英晶振体的表面形成复合耐腐蚀涂层。随着所述复合耐腐蚀涂层厚度的变化，石英晶振体的共振频率会发生偏移，因此，通过测量石英晶振体的共振频率的变化情况，就能反应出复合耐腐蚀涂层形成速率的变化情况，从而能够对复合耐腐蚀涂层形成速率进行实时监测。
在一种实施例中，所述第一靶材与第二靶材的速率比为：10:1，尽管所述第一靶材的速率与第二靶材的速率相差较大，但是，用于形成复合耐腐蚀涂层的装置设置有第一辅助监测器和第二辅助监测器，当速率监测器监测到复合耐腐蚀涂层的形成速率偏离目标速率时，将偏差信号反馈至第一辅助监测器和第二辅助监测器，所述第一辅助监测器和第二辅助监测器分别根据第一靶材和第二靶材的特征信号的强弱变化独立控制各个靶材速率的调整偏差量，以快速控制复合耐腐蚀涂层形成速率的稳定性，从而进一步提高复合耐腐蚀涂层中成分的均一性。图8为本发明一种半导体零部件的结构示意图。
请参考图8，半导体零部件包括：零部件本体400，复合耐腐蚀涂层401，位于所述零部件本体400的表面，沿其厚度方向上成分均匀。
在一种实施例中，所述复合耐腐蚀涂层401的材料为稀土元素氧氟结晶化合物，稀土元素氧氟结晶化合物包括：YOF(氟氧化钇)、Y5O4F7(七氟四氧化五钇)、Y6O5F8(八氟五氧化六钇)、Y7O6F9(九氟六氧化七钇)、Y17O14F23 (二十三氟十四氧化十七钇)、LaOF(镧氧氟)、CeOF(氟氧化铈)、CeO6F2 (二氟六氧化铈)、PrOF(氟氧化镨)、NdOF(氟氧化钕)、SmOF(氟氧化钐)、EuOF(氟氧化铕)、Eu3O2F5(五氟二氧化三铕)、Eu5O4F7(七氟四氧化五铕)、GdOF(氟氧化钆)、Gd5O4F7(七氟四氧化五钆)、TbOF(氟氧化铽)、DyOF(氟氧化镝)、HoOF(氟氧化钬)、ErOF(氟氧化铒)、Er3O2F5 (五氟二氧化三铒)、Er5O4F7(七氟四氧化五铒)、TmOF(氟氧化铥)、YbOF(氟氧化镱)、Yb5O4F7(七氟四氧化五镱)、Yb6O5F8(八氟五氧化六镱)、 LuO(氧化镥)、Lu3O2F5(五氟二氧化三镥)、Lu5O4F7(七氟四氧化五镥) 或Lu7O6F9(九氟六氧化七镥)中的至少一种。
在另一种实施例中，所述复合耐腐蚀涂层401的材料为稀土元素与氧化铝形成的结晶化合物，稀土元素与氧化铝形成的结晶化合物包括：Y4Al2O9 (二铝九氧化四钇)、YAlO3(一铝三氧化钇),Y3Al5O12(五铝十二氧化三钇)， LaAlO3(一铝三氧化镧)，CeAlO3(一铝三氧化铈)，Ce6AlO3(一铝三氧化六铈)，Pr4Al2O9(二铝九氧化四镨)，PrAlO3(一铝三氧化镨)，PrAl11O18(十一铝十八氧化镨)，Nd4Al2O9(二铝九氧化四钕)，NdAlO3(一铝三氧化钕),NdAl11O18(十一铝十八氧化钕)，Sm4Al2O9(二铝九氧化四钐)，SmAlO3 (一铝三氧化钐)，Eu4Al2O9(二铝九氧化四铕)、EuAlO3(一铝三氧化铕)、 Eu3Al5O12(五铝十二氧化三铕)，Gd4Al2O9(二铝九氧化四钆)、GdAlO3(一铝三氧化钆)、Gd3Al5O12(五铝十二氧化三钆),Tb4Al2O9(二铝九氧化四铽)、 TbAlO3(一铝三氧化铽)、Tb3Al5O12(五铝十二氧化三铽)，Dy4Al2O9(二铝九氧化四镝)、DyAlO3(一铝三氧化镝)、Dy3Al5O12(五铝十二氧化三镝)，Ho4Al2O9(二铝九氧化四钬)、HoAlO3(一铝三氧化钬)、Ho3Al5O12(五铝十二氧化三钬)，Er4Al2O9(二铝九氧化四铒)、ErAlO3(一铝三氧化铒)、Er3Al5O12 (五铝十二氧化三铒)，Tm4Al2O9(二铝九氧化四铥)、TmAlO3(一铝三氧化铥)、Tm3Al5O12(五铝十二氧化三铥)，Yb4Al2O9(二铝九氧化四镱)、 Yb6Al10O24(十铝二十四氧化六镱)，Lu4Al2O9(二铝九氧化四镥)、LuAlO3 (一铝三氧化镥)或Lu3Al5O12(五铝十二氧化三镥)中的至少一种。
在又一种实施例中，所述复合耐腐蚀涂层401的材料为所涉及的复合耐腐蚀涂层包括稀土元素与氧化硅形成的结晶化合物，稀土元素与氧化硅形成的结晶化合物包括：Y2SiO5(一硅五氧化二钇)、Y2Si2O7(二硅七氧化二钇)、La2SiO5(一硅五氧化二镧)、La2Si2O7(二硅七氧化二镧)、Ce2SiO5(一硅五氧化二铈)、Pr2SiO5(一硅五氧化二镨)、Pr2Si2O7(二硅七氧化二镨)、Nd2SiO5 (一硅五氧化二钕)、Nd4Si3O12(三硅十二氧化四钕)、Nd2Si2O7(二硅七氧化二钕)、Sm2SiO5(一硅五氧化二钐)、Sm4Si3O12(三硅十二氧化四钐)、 Sm2Si2O7(二硅七氧化二钐)、Eu2SiO5(一硅五氧化二铕)、EuSiO3(一硅三氧化铕)、Eu2Si2O7(二硅七氧化二铕)、Gd2SiO5(一硅五氧化钆)、Gd4Si3O12 (三硅十二氧化四钆)、Gd2Si2O7(二硅七氧化二钆)、Tb2SiO5(一硅五氧化二铽)、Tb2Si2O7(二硅七氧化二铽)、Dy2SiO5(一硅五氧化二镝)、Dy4Si3O12 (三硅十二氧化四镝)、Dy2Si2O7(二硅七氧化二镝)、Ho2SiO5(一硅五氧化二钬)、Er2Si2O7(二硅七氧化二铒)、Er2SiO5(一硅五氧化二铒)、Er4Si3O12 (三硅十二氧化四铒)、Tm2SiO5(一硅五氧化二铥)、Tm2Si2O7(二硅七氧化二铥)、Yb2SiO5(一硅五氧化二镱)、Yb4Si3O12(三硅十二氧化四镱)、Yb2Si2O7 (二硅七氧化二镱)、Lu2SiO5(一硅五氧化二镥)、Lu4Si3O12(三硅十二氧化四镥)或Lu2Si2O7(二硅七氧化二镥)中的至少一种。
在再一种实施例中，所述复合耐腐蚀涂层401的材料包括稀土元素的氟氧化物、与氧化硅、氧化铝形成的非晶态化合物中的至少一种。
由于所述复合耐腐蚀涂层401中成分较均匀，在一种实施例中，所述复合耐腐蚀涂层401的成分在其厚度方向上的波动范围小于5％，使得复合耐腐蚀涂层401的耐腐蚀性能较稳定，进而有利于提高等离子体体刻蚀的稳定性。
在另一种实施例中，所述复合耐腐蚀涂层401的成分在其厚度方向上波动范围小于1％，使复合耐腐蚀涂层401的成分均一性更高，有利于进一步提高耐腐蚀涂层性能的稳定性。
需要指出的是，本发明的方法不限定与只有两个靶材的情况，对于含有多个靶材和多个相应的辅助检测器的情况，在本领域人员没有付出创造性发明的情况下，仍然属于本发明的限定范围。
同时，本发明的方法还可以进一步提供一种无损间接定量检测复合耐腐蚀涂层中各个成分均匀性偏差大小的方法，即：1.提供标准样品，在标准样品上涂覆该复合耐腐蚀涂层，记录在复合耐腐蚀涂层形成过程中各个靶材特征信号变化情况，2.对标准样品的成分均匀性偏差大小进行表征(例如EDS，XPS等方法)，建立特征信号偏差大小和成分偏差大小的标准对应关系；3. 提供待涂覆部件，在部件上涂覆该复合耐腐蚀涂层，记录在复合耐腐蚀涂层形成过程中，分别测量各个靶材的特征信号的变化情况，4.将特征信号的偏差大小与标准对应关系进行比例，从而反推出各成分偏差大小。利用该方法，可以实现对样品成分的无损测量，及定量测量，适用于形状较大的部件(不便于直接进行EDS、XPS等的测量)，也适用于零部件生产过程中对复合涂层的质量管控。
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 (17)

1.一种用于形成复合耐腐蚀涂层的装置，其特征在于，包括：
真空腔；
第一靶材和第二靶材，位于所述真空腔内；
零部件本体，位于所述真空腔内，与所述第一靶材和第二靶材相对设置；
第一激发装置，用于激发出第一靶材内的第一靶材原子；
第二激发装置，用于激发出第二靶材内的第二靶材原子，所述第一靶材原子和第二靶材原子在零部件本体的表面形成复合耐腐蚀涂层；
第一辅助监测器，位于所述真空腔内，用于监测所述第一靶材的特征信号；
第二辅助监测器，位于所述真空腔内，用于监测所述第二靶材的特征信号；
速率监测器，位于所述真空腔内，用于监测所述复合耐腐蚀涂层的形成速率，当所述形成速率偏离目标速率时，将偏差信号反馈至第一辅助监测器和第二辅助监测器，所述第一辅助监测器和第二辅助监测器分别根据第一靶材和第二靶材的特征信号的强弱变化进行独立控制，以使复合耐腐蚀涂层形成速率的稳定控制。
2.如权利要求1所述的用于形成复合耐腐蚀涂层的装置，其特征在于，所述特征信号为光谱信号，所述光谱信号包括：最强峰强度、光谱积分面积或特征波长光功率，所述第一辅助监测器和第二辅助监测器为光谱仪。
3.如权利要求2所述的用于形成复合耐腐蚀涂层的装置，其特征在于，所述特征信号为温度，所述第一辅助监测器和第二辅助监测器为红外温度计。
4.如权利要求1所述的用于形成复合耐腐蚀涂层的装置，其特征在于，所述复合耐腐蚀涂层的材料为稀土元素氧氟结晶化合物，稀土元素氧氟结晶化合物包括：YOF、Y5O4F7、Y6O5F8、Y7O6F9、Y17O14F23、LaOF、CeOF、CeO6F2、PrOF、NdOF、SmOF、EuOF、Eu3O2F5、Eu5O4F7、GdOF、Gd5O4F7、TbOF、DyOF、HoOF、ErOF、Er3O2F5、Er5O4F7、TmOF、YbOF、Yb5O4F7、Yb6O5F8、LuO、Lu3O2F5、Lu5O4F7或Lu7O6F9中的至少一种。
5.如权利要求1所述的用于形成复合耐腐蚀涂层的装置，其特征在于，所述复合耐腐蚀涂层的材料为稀土元素与氧化铝形成的结晶化合物，稀土元素与氧化铝形成的结晶化合物包括：Y4Al2O9、YAlO3,Y3Al5O12，LaAlO3，CeAlO3，Ce6AlO3，Pr4Al2O9，PrAlO3，PrAl11O18，Nd4Al2O9，NdAlO3,NdAl11O18，Sm4Al2O9，SmAlO3，Eu4Al2O9、EuAlO3、Eu3Al5O12，Gd4Al2O9、GdAlO3、Gd3Al5O12,Tb4Al2O9、TbAlO3、Tb3Al5O12，Dy4Al2O9、DyAlO3、Dy3Al5O12，Ho4Al2O9、HoAlO3、Ho3Al5O12，Er4Al2O9、ErAlO3、Er3Al5O12，Tm4Al2O9、TmAlO3、Tm3Al5O12，Yb4Al2O9、Yb6Al10O24，Lu4Al2O9、LuAlO3或Lu3Al5O12中的至少一种。
6.如权利要求1所述的用于形成复合耐腐蚀涂层的装置，其特征在于，所述复合耐腐蚀涂层的材料为稀土元素与氧化硅形成的结晶化合物，稀土元素与氧化硅形成的结晶化合物包括：Y2SiO5、Y2Si2O7、La2SiO5、La2Si2O7、Ce2SiO5、Pr2SiO5、Pr2Si2O7、Nd2SiO5、Nd4Si3O12、Nd2Si2O7、Sm2SiO5、Sm4Si3O12、Sm2Si2O7、Eu2SiO5、EuSiO3、Eu2Si2O7、Gd2SiO5、Gd4Si3O12、Gd2Si2O7、Tb2SiO5、Tb2Si2O7、Dy2SiO5、Dy4Si3O12、Dy2Si2O7、Ho2SiO5、Er2Si2O7、Er2SiO5、Er4Si3O12、Er2Si2O7、Tm2SiO5、Tm2Si2O7、Yb2SiO5、Yb4Si3O12、Yb2Si2O7、Lu2SiO5、Lu4Si3O12或Lu2Si2O7中的至少一种。
7.如权利要求1所述的用于形成复合耐腐蚀涂层的装置，其特征在于，所述复合耐腐蚀涂层的材料为稀土元素的氟氧化物、与氧化硅、氧化铝形成的非晶态化合物中的至少一种。
8.如权利要求1所述的用于形成复合耐腐蚀涂层的装置，其特征在于，所述复合耐腐蚀涂层成分均匀，其成分在厚度方向上波动范围小于5％。
9.如权利要求8所述的用于形成复合耐腐蚀涂层的装置，其特征在于，所述复合耐腐蚀涂层成分均匀，其成分在厚度方向上波动范围小于1％。
10.一种在零部件本体的表面形成复合耐腐蚀涂层的方法，其特征在于，包括：
提供如权利要求1至权利要求9任一项所述用于形成复合耐腐蚀涂层的装置；
利用第一激发装置激发出第一靶材内的第一靶材原子，利用第二激发装置激发出第二靶材内的第二靶材原子，所述第一靶材原子核第二靶材原子在零部件本体的表面形成复合耐腐蚀涂层；
利用速率监测器监测所述复合耐腐蚀涂层的形成速率，当所述形成速率偏离目标速率时，将偏差信号反馈至第一辅助监测器和第二辅助监测器，所述第一辅助监测器和第二辅助监测器分别根据第一靶材和第二靶材的特征信号的强弱变化进行独立控制各自靶材的速率，以控制复合耐腐蚀涂层形成速率的稳定性。
11.如权利要求10所述的形成复合耐腐蚀涂层的方法，其特征在于，所述速率监测器包括石英晶振体；在零部件本体的表面形成复合耐腐蚀涂层时，还包括：在所述石英晶振体的表面形成复合耐腐蚀涂层；通过测量石英晶振体的共振频率的变化情况，可监测复合耐腐蚀涂层的形成速率。
12.一种半导体零部件，其特征在于，包括：
零部件本体；
如权利要求10或11任一项所述方法形成的复合耐腐蚀涂层，位于所述零部件本体的表面，沿其厚度方向上成分均匀。
13.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：
反应腔，其内为等离子体环境；
如权利要求12所述的半导体零部件，位于所述反应腔内，暴露于所述等离子体环境中。
14.如权利要求13所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述等离子体环境中包含氟、氯、氧或氢等离子体中的至少一种。
15.如权利要求13所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述等离子体处理装置为等离子体刻蚀装置或者等离子体清洗装置。
16.如权利要求15所述的等离子体处理装置，其特征在于，当等离子体处理装置为电感耦合等离子体处理装置时，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、绝缘环或等离子体约束装置中的至少一种。
17.如权利要求15所述的等离子体处理装置，其特征在于，当等离子体处理装置为电容耦合等离子体处理装置时，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、绝缘环或等离子体约束装置中的至少一种。
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