CN117904595A - 用于等离子处理装置的反应室组件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于等离子处理装置的反应室组件及其制备方法。该反应室组件包含：反应室组件本体；形成于所述反应室组件本体表面的耐等离子体腐蚀涂层，所述耐等离子体腐蚀涂层包含氮化钇涂层、碳化钇涂层、硼化钇涂层中的任意一种或任意两种以上的组合。本发明通过3D打印等方法在反应室组件本体上形成氮化钇、碳化钇、硼化钇的任意一种耐等离子体腐蚀涂层，氮化钇、碳化钇、硼化钇比传统的含钇涂层如Y2O3等结构更稳定，适于长期的经历化学、等离子体或热等腐蚀和/或大功率物理轰击的工艺需求。
Description
技术领域
本发明涉及半导体设备领域，具体涉及用于等离子处理装置的反应室组件及其制备方法。
背景技术
对用于等离子处理装置的反应室组件来说，其在工作状态下，长期暴露于等离子体的腐蚀性环境下，因此，耐等离子体腐蚀和物理轰击性能均为所述反应室组件必需的性能。
二氧化硅、碳化硅、硅、铝、铝合金或氧化铝等材料通常用于等离子处理装置中，用作反应室组件本体或基材。然而，无论在化学、物理、热、等离子体方面，这些材料在常规处理条件下容易被腐蚀。典型地，在等离子体蚀刻工艺期间，不论是蚀刻工艺还是腔室清洁，反应室组件往往面对恶劣的等离子体环境。为了提高反应室组件本体耐等离子体腐蚀的能力，通常对所述本体施加耐等离子腐蚀涂层来保护基材。这种涂层的目的是起到使基材不暴露于各种等离子体，从而防止或减少基材重量损失，减少干法刻蚀过程中的颗粒形成。
目前，通常被用作耐等离子腐蚀涂层的材料为含钇的材料，通常为氧化钇(Y2O3)、氟化钇(YF3)、氟氧化钇(YOF)等。但在不断增长的制程需求下，为了满足不断提高的深宽比要求，等离子体刻蚀制程工艺中采用的功率和步骤大幅提升，含钇涂层逐渐表现出失效的微颗粒污染。这是由于含钇涂层受到的等离子体的物理轰击、化学腐蚀的强度大幅增强，作用时间大幅延长，使得含钇涂层本体开始发生腐蚀，产生微小颗粒，散落在基片或者腔体壁上，形成污染。
发明内容
本发明的目的是解决现有的耐等离子体腐蚀涂层如氧化钇等在高功率的等离子体环境中不够稳定，不能适应长期的腐蚀环境和/或大功率物理轰击的工艺要求。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于等离子处理装置的反应室组件，包含：
反应室组件本体；
形成于所述反应室组件本体表面的耐等离子体腐蚀涂层，所述耐等离子体腐蚀涂层包含氮化钇涂层、碳化钇涂层、硼化钇涂层中的任意一种或任意两种以上的组合。
可选地，所述反应室组件为气体喷淋头、衬套或聚焦环中的至少一种。
可选地，所述反应室组件为等离子体处理腔室壁、陶瓷盖板、气体喷嘴、气体连接法兰、绝缘环、静电卡盘、覆盖环、等离子体约束装置或气体分配板中的至少一种。
可选地，所述耐等离子体腐蚀涂层由ALD、CVD、PVD、离子束沉积、3D打印、电化学沉积、等离子体喷涂、热喷涂的任意一种或几种的组合制备而成。
可选地，所述耐等离子体腐蚀涂层的厚度范围为大于0.5um。
可选地，所述反应室组件本体由石英、硅、二氧化硅、氧化钇、铝、铝合金、氧化铝、碳化硅、氮化钇、碳化钇、硼化钇中的任意一种或任意两种以上的组合构成。
可选地，所述反应室组件本体经烧结成型、3D打印成型或机加工成型制备而成。
可选地，所述反应室组件本体的材料与所述耐等离子体腐蚀涂层的材料相同。
本发明还提供了一种用于等离子处理装置的反应室组件的制备方法，包括：
提供反应室组件本体；
在所述反应室组件本体表面施加耐等离子体腐蚀涂层，该耐等离子体腐蚀涂层包括氮化钇涂层、碳化钇涂层或硼化钇涂层中的任意一种或任意两种以上的组合。
可选地，所述施加耐等离子体腐蚀涂层的方式包括：ALD、CVD、PVD、离子束沉积、3D打印、电化学沉积、等离子体喷涂、热喷涂的任意一种或几种的组合。
可选地，所述耐等离子体腐蚀涂层为氮化钇涂层，在所述反应室组件本体表面施加耐等离子体腐蚀涂层的方法包含：在所述反应室组件本体表面施加氧化钇涂层后，将所述氧化钇涂层进行表面氮化处理，得到氮化钇涂层。
可选地，所述耐等离子体腐蚀涂层为氮化钇涂层，所述氮化钇涂层经表面改性处理。
可选地，所述表面改性处理为在氮气保护气氛下的激光处理或等离子处理。
可选地，所述施加耐等离子体腐蚀涂层的方式为3D打印，所述3D打印的方式选自光固化成型、选择性激光烧结或熔融沉积成型。
可选地，所述反应室组件本体和所述耐等离子体腐蚀涂层通过3D打印一体成型。
本发明还提供了一种等离子体处理装置，包括上述的反应室组件，该反应室组件的至少一表面暴露于等离子体环境中。
可选地，所述反应室组件为气体喷淋头，所述气体喷淋头的下表面面向所述等离子体处理装置内部的一处理空间，所述气体喷淋头上设置有复数个气体通孔，所述气体喷淋头的下表面和复数个所述气体通孔的孔壁上涂覆有氮化钇、碳化钇、硼化钇中的任意一种或任意两种以上的组合。
可选地，所述反应室组件为衬套，所述衬套包含衬套主体和自所述衬套主体的内壁向下延伸设置的挡板，所述挡板环绕设置在所述等离子体处理装置的腔室侧壁的内侧，所述衬套主体内设置有气体通道，所述气体通道的通道壁上和所述挡板的表面涂覆有氮化钇、碳化钇、硼化钇中的任意一种或任意两种以上的组合。
可选地，所述反应室组件为聚焦环，所述聚焦环环绕设置在静电夹盘的外周，所述聚焦环的表面涂覆有氮化钇、碳化钇、硼化钇中的任意一种或任意两种以上的组合。
可选地，所述反应室组件为等离子体处理腔室壁、陶瓷盖板、气体喷嘴、气体连接法兰、绝缘环、静电卡盘、覆盖环、等离子体约束装置或气体分配板中的至少一种。
本发明的有益效果：
本发明通过在反应室组件本体上形成氮化钇、碳化钇或硼化钇中的任意一种或任意两种以上的组合的耐等离子体腐蚀涂层，氮化钇、碳化钇、硼化钇在高功率等离子体环境下结构稳定，耐等离子体物理轰击作用比传统的氧化钇等含钇材料更强，适于长期的经历化学、等离子体或热等腐蚀和/或大功率物理轰击的工艺需求。
附图说明
图1为本发明的用于等离子处理装置的反应室组件的制备方法工艺流程图。
图2为本发明的一种电感耦合等离子体(ICP)反应装置的结构示意图。
图3为本发明的一种电容耦合等离子体(CCP)反应装置的结构示意图。
图4为本发明的实施例1的气体喷淋头的俯视图。
图5为本发明的实施例1在气体喷淋头本体施加氮化钇涂层的流程图。
图6为本发明的实施例1制备的氮化钇涂层的XRD图。
图7为本发明的实施例2的等离子体刻蚀装置的衬套结构示意图。
图8为本发明的实施例2在衬套本体施加碳化钇涂层的流程图。
图9为本发明的实施例3的聚焦环本体的制备流程图。
图10为本发明的实施例3在聚焦环本体施加硼化钇涂层的流程图。
图11为本发明的实施例4的气体喷淋头本体的制备流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
等离子处理装置的反应室组件通常采用Y2O3作为耐等离子体腐蚀涂层以抗等离子刻蚀或物理轰击。但在高功率的等离子体刻蚀制程下，Y2O3的结构不够稳定，进而表现出失效的微颗粒污染。此外，在含氟的等离子体环境中，Y2O3涂层还可能遭受氟污染，进而产生缺陷或空穴。随着半导体工艺的进展，对精细加工的要求日益苛刻，如等离子处理时间延长，或温度提高或功率提高等，使得Y2O3耐等离子体腐蚀涂层逐渐不能满足更高深宽比的刻蚀工艺需求。
为解决该问题，本发明提供了一种结构比Y2O3更稳定的耐等离子体腐蚀涂层。B、C和N合金化到Y晶格八面体间隙的理论研究表明，硼化钇、碳化钇和氮化钇材料热力学性质较Y2O3更稳定，内聚能得到了改善，尤其是对于氮化钇。由于Y的六方晶胞结构，氮化钇通过三键键合，形成的耐等离子腐蚀涂层结构较Y2O3更加稳定。实验发现，碳化钇、硼化钇也比Y2O3结构稳定。且氮化钇、碳化钇、硼化钇具有高熔点、高热稳定性和机械稳定性，可用作耐等离子体腐蚀涂层。
本发明的一种用于等离子处理装置的反应室组件，包含：
反应室组件本体，其可由石英、硅、二氧化硅、氧化钇、铝、铝合金、氧化铝、碳化硅、氮化钇、碳化钇、硼化钇中的任意一种或任意两种以上的组合构成。所述反应室组件本体可以经烧结成型，也可以采用3D打印成型，也可以采用机加工成型。
形成于所述反应室组件本体表面的耐等离子体腐蚀涂层，所述耐等离子体腐蚀涂层包含氮化钇、碳化钇、硼化钇中的任意一种或任意两种以上的组合。
所述耐等离子体腐蚀涂层可以通过原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、离子束沉积、3D打印、电化学沉积、等离子体喷涂、热喷涂的任意一种或几种的组合制备而成。
所述反应室组件本体的材料与所述耐等离子体腐蚀涂层的材料可以相同或不同。氮化钇、碳化钇、硼化钇可以在不同的材料如石英、硅、二氧化硅、烧结的氧化钇、铝、铝合金、氧化铝、SiC、烧结的氮化钇或碳化钇等形成的反应室组件本体的表面形成涂层，可通过不同的形成方法解决不同材料的膨胀系数差异问题。
一些实施例中，所述反应室组件本体的材料与所述耐等离子体腐蚀涂层的材料相同，反应室组件本体与涂层为同种材料，此时二者的热膨胀系数相同，不易因环境温度影响，而产生裂缝等涂层缺陷。
一些实施例中，所述反应室组件本体和所述耐等离子体腐蚀涂层通过3D打印一体成型。
为了取得更好的耐腐蚀效果，所述耐等离子体腐蚀涂层的厚度范围为大于0.5um，该厚度下，所述反应室组件的使用寿命更长，采用所述反应室组件制备的晶圆成品率更高。
如图1所示，本发明还提供了一种用于等离子处理装置的反应室组件的制备方法，包括：
S1，提供反应室组件本体；
S2，在所述反应室组件本体表面施加耐等离子体腐蚀涂层，该耐等离子体腐蚀涂层包括氮化钇层、碳化钇层或硼化钇层。
一些实施例中，在所述反应室组件本体表面施加Y2O3层后，将所述Y2O3层进行表面氮化处理，即，将Y2O3置于氮气氛围中，在等离子或者热场的作用下使N原子替换O原子，形成氮化钇涂层，以提高耐等离子体腐蚀涂层的抗腐蚀性能。也可以对现有的表面具有Y2O3层的反应室组件进行氮化处理，以提高耐等离子体腐蚀涂层的抗腐蚀性能，适应半导体处理工艺的更高要求。一些实施例中，也可以通过表面氮化处理，对表面具有Y2O3层的反应室组件进行翻新处理。
一些实施例中，在所述反应室组件本体表面施加氮化钇层后，为避免氮化钇层中可能有游离或未结合N的Y，所述氮化钇层经表面改性处理。所述表面改性处理可以是在氮气保护气氛下的激光处理或等离子处理。表面改性处理中，由于N的充分渗入，可以完全消除游离的或未结合N的Y，提高氮化钇的结晶度，以进一步提升氮化钇层的耐腐蚀性能。
不管是单晶还是多晶涂层，都存在各向异性的问题，导致涂覆有单晶或多晶涂层的所述反应室组件在等离子处理装置中服役时在不同晶面上损耗速率不同，造成涂层结构的不平整或缺陷。本发明采用3D打印的方式在反应室组件本体表面施加耐等离子体腐蚀涂层，由3D打印而成的涂层为非晶材料，可实现晶面在各个方向上消耗速率相同，保证了涂层和反应室组件的平整。所述3D打印的方式可选择光固化成型、选择性激光烧结或熔融沉积成型。
如图2所示，为一种电感耦合等离子体(ICP)反应装置，包括所述反应室组件，该反应室组件暴露于等离子体环境中，所述反应室组件具有本发明所述的耐等离子体腐蚀涂层，包括氮化钇层、碳化钇层或硼化钇层中的一种或多种。所述反应室组件包括：等离子体处理腔室壁200、陶瓷盖板201、衬套202、气体喷嘴203、气体连接法兰(图中未示)、聚焦环204、绝缘环205、静电卡盘206、覆盖环207或等离子体约束装置208中的至少一种。
如图3所示，为一种电容耦合等离子体(CCP)反应装置，包括所述反应室组件，该反应室组件的至少一表面暴露于等离子体环境中，所述反应室组件具有本发明所述的耐等离子体腐蚀涂层，包括氮化钇层、碳化钇层或硼化钇层中的一种或多种。所述反应室组件包括：等离子体处理腔室壁301、气体喷淋头302、气体分配板303、静电卡盘304、聚焦环305、绝缘环306、覆盖环307、等离子体约束装置308等中的至少一种。
实施例1
采用光固化打印法在电容耦合等离子体反应装置的气体喷淋头本体上施加氮化钇涂层作为耐等离子体腐蚀涂层，所述气体喷淋头本体通过机加工成型，所述气体喷淋头本体的材质为铝或铝合金。如图4所示，所述气体喷淋头302的下表面302A面向所述等离子体处理装置的处置空间11(见图3)，所述气体喷淋头上设置有复数个气体通孔3021。
所述气体喷淋头的下表面302A和复数个所述气体通孔3021的孔壁上涂覆有氮化钇涂层，如图5所示，所述氮化钇涂层具体通过以下步骤施加至所述气体喷淋头的下表面和气体通孔的孔壁：
(1)分别称取100g氮化钇粉体原料(纯度大于99.99％)、1g光敏树脂、0.5g光引发剂、0.1g分散剂、0.2g CaO(氧化钙)烧结助剂；
(2)将上述称取的原料通过球磨混匀；
(3)将球磨混匀的混合物粉末原料倒入光固化3D打印成型设备的料槽中；
(4)提供所述气体喷淋头本体，所述粉末原料在紫外光作用下在所述气体喷淋头本体上，分层固化打印成型得到氮化钇涂层。所述打印原料在料槽中的温度维持在100℃，直至所述氮化钇涂层达到目标厚度。
本实施例形成的氮化钇涂层的XRD衍射图如图6所示。该氮化钇涂层在高功率等离子环境下仍能保持结构稳定，其耐等离子体物理轰击能力比Y2O3等含钇材料更强。
在一些实施例中，也可采用光固化打印法在所述气体喷淋头的下表面和复数个所述气体通孔的孔壁上施加碳化钇或硼化钇涂层。
在一些其他实施例中，也可使用ALD、CVD、PVD、离子束沉积、3D打印、电化学沉积、等离子体喷涂、热喷涂的方式将氮化钇涂层施加至所述气体喷淋头的下表面和复数个所述气体通孔的孔壁上。
为了进一步提供氮化钇涂层的耐腐蚀性能，还对该形成了氮化钇涂层的气体喷淋头的表面进行改性处理：具体步骤如下：
(1)将该气体喷淋头置于激光处理腔室中；调整激光功率数100～1000W；
(2)维持N2为保护气氛，工作温度200℃，使由激光辐照产生的氮自由基渗透进氮化钇晶格中。
通过对已经形成的氮化钇涂层进行表面改性处理，使原本氮化钇涂层中不饱和配位的Y与N进一步结合，进一步提高了氮化钇涂层的结晶性，保证了氮化钇涂层耐等离子腐蚀的效果。
实施例2
采用原子层沉积(ALD)方法在电感耦合等离子体反应装置的衬套本体上施加碳化钇涂层，所述衬套202的材质为铝或铝合金，所述衬套202通过机加工成型。请参考图7，所述衬套202包括：衬套主体2021和自所述衬套主体的内壁向下延伸设置的挡板2022，所述挡板2022环绕设置在所述等离子体处理装置的腔室20侧壁的内侧，所述衬套主体内设置有气体通道2023。
所述衬套的所述气体通道2023的通道壁上和所述挡板2022的表面涂覆有碳化钇涂层，如图8所示，所述碳化钇涂层具体通过以下步骤施加至所述衬套的所述气体通道的通道壁上和所述挡板的表面：
S2.1，将所述衬套本体放置于ALD腔室中，将沉积温度设置在80℃；
S2.2，将所述衬套本体暴露于含钇的第一前驱物下；
S2.3，进行泵吹扫，以排除第一前驱物；
S2.4，将所述衬套本体暴露于含碳的第二前驱物下，使第二前驱物与第一前驱物反应形成碳化钇涂层；
S2.5，进行泵吹扫，以排除未参与反应的第二前驱物及其他副产物；
S2.6，循环重复步骤S2.2-S2.5，直至所述碳化钇涂层达到目标厚度。
在一些实施例中，所述沉积温度设置为50～100℃。
在一些其他实施例中，所述含钇的第一前驱物为(仲丁基环戊二烯基)钇，乙酰丙酮钇中的一种或多种。所述含碳的第二前驱物为环戊二烯，乙二烯中的一种或多种，所述泵吹扫使用的清洁气体为氮气或氩气中的一种或多种。
在一些实施例中，在每个ALD循环期间，所述衬套本体暴露于所述第一前驱物的时间为20秒～40秒，所述衬套本体暴露于所述第二前驱物的时间为30秒～50秒，所述衬套本体暴露于泵吹扫的清洁气体的时间为10秒～15秒。
在一些其他实施例中，每个ALD循环重复2、3、4、5、6、8、10、12、或约15次到约18、约20、约25、约30、约40、约50、约65、约80、约100、约120、约150、约200、约250、约300、约350、约400、约500、约800、约1000、或更多次，以形成特定厚度的碳化钇涂层。
在一些实施例中，也可采用ALD法在所述衬套的所述气体通道的通道壁上和所述挡板的表面施加氮化钇或硼化钇涂层。
在一些其他实施例中，也可使用CVD、PVD、离子束沉积、3D打印、电化学沉积、等离子体喷涂、热喷涂的方式将碳化钇涂层施加至所述衬套的所述气体通道的通道壁上和所述挡板的表面上。
实施例3
采用物理气相沉积(PVD)方法在电容耦合等离子体反应装置内或电感耦合等离子体反应装置内的聚焦环本体上施加硼化钇涂层，所述聚焦环的材质为碳化硅，所述聚焦环本体通过光固化3D打印制备。
如图9所示，所述聚焦环本体具体通过如下步骤制备：
(1)分别称取50g碳化硅粉体原料(纯度大于99.99％)、1g光敏树脂、0.1g光引发剂、0.2g分散剂、0.1g烧结助剂；
(2)将上述称取的原料通过球磨混匀。将球磨混匀的混合物粉末原料倒入光固化3D打印成型设备的料槽中。
(3)在紫外光作用下，分层固化打印成型得到碳化硅材质的聚焦环本体，所述原料在料槽中的温度维持在60℃，直至所述聚焦环本体达到目标厚度。
如图10所示，所述硼化钇涂层具体通过以下步骤施加至所述聚焦环本体的表面：
(1)制备硼化钇靶材，其中硼化钇为1wt％；
(2)将所述聚焦环本体放置于PVD腔室中，设置阴阳极之间电压为5kV，靶材加热电流为10A，设置所述聚焦环本体加热温度为100℃，旋转速度为50rpm；
(3)离子源轰击靶材表面，控制镀膜速度为10微米/小时，调整阴、阳极之间的电压到7kV，控制镀膜速度为15微米/小时,直至硼化钇涂层厚度达到目标厚度。
在一些实施例中，也可采用PVD法在所述聚焦环的表面施加碳化钇或氮化钇涂层。
在一些其他实施例中，也可使用ALD、CVD、离子束沉积、3D打印、电化学沉积、等离子体喷涂、热喷涂的方式将硼化钇涂层施加至所述聚焦环的表面上。
在一些实施例中，还可以使用光固化3D打印法打印陶瓷盖板、衬套、气体喷嘴、绝缘环、静电卡盘、覆盖环、气体喷淋头等反应室组件本体。
在一些其他实施例中，还可以使用光固化3D打印法打印由氧化钇、氧化铝、氮化钇、碳化钇、硼化钇中的任意一种或任意两种以上的组合构成的反应室组件本体。
实施例4
采用等离子体喷涂(plasma spray)方法在电容耦合等离子体反应装置的气体喷淋头本体上施加氮化钇涂层，所述气体喷淋头本体的材质为氧化钇(Y2O3)，所述气体喷淋头本体通过烧结成型。
如图11所示，所述气体喷淋头本体通过如下步骤制备：
(1)分别称取200g氧化钇粉体、1g烧结助剂，将原料粉体和球磨介质按一定比例混合球磨，获得混合料浆；
(2)将上述混合料浆置于干燥箱中干燥，再将干燥后的混合粉体过筛；
(3)将过筛后的粉体放入模具中干压成型，再进行冷等静压成型，得到相对密度为90％的素坯；
(4)将上述素坯置于真空炉中烧结，烧结温度为120℃，保温时间2h，烧结真空度不低于0.01Pa，得到所述氧化钇气体喷淋头本体。
在所述气体喷淋头的下表面和复数个所述气体通孔的孔壁上涂覆氮化钇涂层，所述氮化钇涂层具体通过以下步骤施加至所述气体喷淋头的下表面和气体通孔的孔壁：将Y2O3气体喷淋头本体放置于等离子体喷涂腔室内，调整喷枪功率5kW、本体与喷枪之间的距离为2mm、送粉速率1g/min、基体线速度1m/min，直至氮化钇涂层厚度达到目标厚度。
在一些实施例中，也可采用等离子体喷涂法在所述气体喷淋头的下表面和复数个所述气体通孔的孔壁上施加碳化钇或硼化钇涂层。
在一些其他实施例中，也可使用ALD、CVD、PVD、离子束沉积、3D打印、电化学沉积、热喷涂的方式将氮化钇涂层施加至所述气体喷淋头的下表面和复数个所述气体通孔的孔壁上。
在一些实施例中，还可以使用烧结成型法制备陶瓷盖板、衬套、气体喷嘴、绝缘环、静电卡盘、覆盖环、气体喷淋头等反应室组件本体。
在一些其他实施例中，还可以使用烧结成型法制备由氧化钇、氧化铝、氮化钇、碳化钇、硼化钇中的任意一种或任意两种以上的组合构成的反应室组件本体。
综上所述，本发明通过设计更加稳定的氮化钇层、碳化钇层或硼化钇层替代现有的含钇涂层作为耐等离子体腐蚀涂层，不论用于等离子刻蚀工艺还是清洁工艺，均呈现出更优的耐等离子体腐蚀性能，在高功率等离子体环境下结构稳定，耐等离子体物理轰击作用比传统的Y2O3等含钇材料更强，适于长期的经历化学、等离子体或热等腐蚀和/或大功率物理轰击的工艺需求，提高了反应室组件的使用寿命、晶圆的良品率，降低了反应周期。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (20)
1.一种用于等离子处理装置的反应室组件，其特征在于，该反应室组件包含：
反应室组件本体；
形成于所述反应室组件本体表面的耐等离子体腐蚀涂层，所述耐等离子体腐蚀涂层包含氮化钇涂层、碳化钇涂层、硼化钇涂层中的任意一种或任意两种以上的组合。
2.如权利要求1所述的用于等离子处理装置的反应室组件，其特征在于，所述反应室组件为气体喷淋头、衬套或聚焦环中的至少一种。
3.如权利要求1所述的用于等离子处理装置的反应室组件，其特征在于，所述反应室组件为等离子体处理腔室壁、陶瓷盖板、气体喷嘴、气体连接法兰、绝缘环、静电卡盘、覆盖环、等离子体约束装置或气体分配板中的至少一种。
4.如权利要求1所述的用于等离子处理装置的反应室组件，其特征在于，所述耐等离子体腐蚀涂层由ALD、CVD、PVD、离子束沉积、3D打印、电化学沉积、等离子体喷涂、热喷涂的任意一种或几种的组合制备而成。
5.如权利要求1所述的用于等离子处理装置的反应室组件，其特征在于，所述耐等离子体腐蚀涂层的厚度范围为大于0.5um。
6.如权利要求1所述的用于等离子处理装置的反应室组件，其特征在于，所述反应室组件本体由石英、硅、二氧化硅、氧化钇、铝、铝合金、氧化铝、碳化硅、氮化钇、碳化钇、硼化钇中的任意一种或任意两种以上的组合构成。
7.如权利要求6所述的用于等离子处理装置的反应室组件，其特征在于，所述反应室组件本体经烧结成型、3D打印成型或机加工成型制备而成。
8.如权利要求1所述的用于等离子处理装置的反应室组件，其特征在于，所述反应室组件本体的材料与所述耐等离子体腐蚀涂层的材料相同。
9.一种用于等离子处理装置的反应室组件的制备方法，其特征在于，包括：
提供反应室组件本体；
在所述反应室组件本体表面施加耐等离子体腐蚀涂层，该耐等离子体腐蚀涂层包括氮化钇涂层、碳化钇涂层或硼化钇涂层中的任意一种或任意两种以上的组合。
10.如权利要求9所述的用于等离子处理装置的反应室组件的制备方法，其特征在于，所述施加耐等离子体腐蚀涂层的方式包括：ALD、CVD、PVD、离子束沉积、3D打印、电化学沉积、等离子体喷涂、热喷涂的任意一种或几种的组合。
11.如权利要求9所述的用于等离子处理装置的反应室组件的制备方法，其特征在于，所述耐等离子体腐蚀涂层为氮化钇涂层，在所述反应室组件本体表面施加耐等离子体腐蚀涂层的方法包含：在所述反应室组件本体表面施加氧化钇涂层后，将所述氧化钇涂层进行表面氮化处理，得到氮化钇涂层。
12.如权利要求9所述的用于等离子处理装置的反应室组件的制备方法，其特征在于，所述耐等离子体腐蚀涂层为氮化钇涂层，所述氮化钇涂层经表面改性处理。
13.如权利要求12所述的用于等离子处理装置的反应室组件的制备方法，其特征在于，所述表面改性处理为在氮气保护气氛下的激光处理或等离子处理。
14.如权利要求10所述的用于等离子处理装置的反应室组件的制备方法，其特征在于，所述施加耐等离子体腐蚀涂层的方式为3D打印，所述3D打印的方式选自光固化成型、选择性激光烧结或熔融沉积成型。
15.如权利要求14所述的用于等离子处理装置的反应室组件的制备方法，其特征在于，所述反应室组件本体和所述耐等离子体腐蚀涂层通过3D打印一体成型。
16.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括如权利要求1-8中任意一项所述的反应室组件，该反应室组件的至少一表面暴露于等离子体环境中。
17.如权利要求16所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述反应室组件为气体喷淋头，所述气体喷淋头的下表面面向所述等离子体处理装置内部的一处理空间，所述气体喷淋头上设置有复数个气体通孔，所述气体喷淋头的下表面和复数个所述气体通孔的孔壁上涂覆有氮化钇涂层、碳化钇涂层或硼化钇涂层中的任意一种或任意两种以上的组合。
18.如权利要求16所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述反应室组件为衬套，所述衬套包含衬套主体和自所述衬套主体的内壁向下延伸设置的挡板，所述挡板环绕设置在所述等离子体处理装置的腔室侧壁的内侧，所述衬套主体内设置有气体通道，所述气体通道的通道壁上和所述挡板的表面涂覆有氮化钇涂层、碳化钇涂层或硼化钇涂层中的任意一种或任意两种以上的组合。
19.如权利要求16所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述反应室组件为聚焦环，所述聚焦环环绕设置在静电夹盘的外周，所述聚焦环的表面涂覆有氮化钇涂层、碳化钇涂层或硼化钇涂层中的任意一种或任意两种以上的组合。
20.如权利要求16所述的等离子处理装置，其特征在于，所述反应室组件为等离子体处理腔室壁、陶瓷盖板、气体喷嘴、气体连接法兰、绝缘环、静电卡盘、覆盖环、等离子体约束装置或气体分配板中的至少一种。
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