KR20180006990A - 반도체 공정 챔버 부품들을 위한 보호 코팅들의 원자층 증착 - Google Patents

반도체 공정 챔버 부품들을 위한 보호 코팅들의 원자층 증착 Download PDF

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KR20180006990A
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Abstract

반도체 공정 챔버 부품의 표면을 위한 다중-성분 코팅 조성물은 원자층 증착 공정을 이용하여 반도체 공정 챔버 부품의 표면 상에 코팅된 이트륨 옥사이드 또는 이트륨 플루오라이드의 적어도 하나의 제1 필름 층, 및 원자층 증착 공정을 이용하여 반도체 공정 챔버 부품의 표면 상에 코팅된 추가적인 옥사이드 또는 추가적인 플루오라이드의 적어도 하나의 제2 필름 층을 포함하며, 다중-성분 코팅 조성물은 YOxFy, YAlxOy, YZrxOy 및 YZrxAlyOz로 이루어진 군으로부터 선택된다.

Description

반도체 공정 챔버 부품들을 위한 보호 코팅들의 원자층 증착{ATOMIC LAYER DEPOSITION OF PROTECTIVE COATINGS FOR SEMICONDUCTOR PROCESS CHAMBER COMPONENTS}
관련 출원
본 출원은 2016년 4월 27일에 출원된 계류중인 미국가특허출원번호 제62/328,588호를 우선권으로 주장하며, 이러한 문헌은 본원에 참고로 포함된다.
기술분야
본 발명의 구체예들은 원자층 증착(ALD)을 이용하여 반도체 공정 챔버 부품들을 위한 보호 코팅을 제조하는 방법, 다중-성분 보호 코팅(multi-component protective coating), 및 다중-성분 보호 코팅으로 코팅된 반도체 공정 챔버 부품에 관한 것이다.
다양한 제작 공정들은 반도체 공정 챔버 부품들을 고온들, 고에너지 플라즈마, 부식성 가스들의 혼합물, 높은 응력, 및 이들의 조합들에 노출시킨다. 이러한 극한 조건들은 챔버 부품들을 침식시키고, 챔버 부품들을 부식시키고, 결함들에 대한 챔버 부품들의 민감성(susceptibility)을 증가시킬 수 있다. 이러한 극한 환경들에서 이러한 결함들을 감소시키고 구성요소들의 침식 및/또는 부식 내성을 개선시키는 것이 요망된다. 보호 코팅들로 반도체 공정 챔버 부품들을 코팅시키는 것은 결함들을 감소시키고 이들의 내구성을 연장시키는 효과적인 방식이다.
보호 코팅 필름들은 통상적으로, 열적 스프레이(thermal spray), 스퍼터링(sputtering), 또는 증발 기술들과 같은 다양한 방법들에 의해 챔버 부품들 상에 증착된다. 이러한 기술들에서, 증기 소스(vapor source)에 직접적으로 노출되지 않는(예를 들어, 물질 소스의 시선(line of sight)에 있지 않는) 챔버 부품들의 표면들은 증기 소스에 직접적으로 노출되는 표면들 보다 현저하게 더욱 얇은 필름, 불량한 품질 필름, 저밀도 필름 중 어느 하나로 코팅되거나 전혀 코팅되지 않는다.
본 발명의 일부 구체예들은 반도체 공정 챔버 부품 상에 다중-성분 코팅 조성물을 형성시키는 방법을 포함한다. 본 방법은 반도체 공정 챔버 부품의 표면 상에 이트륨 옥사이드 또는 이트륨 플루오라이드의 제1 필름 층을 증착시키는 것을 포함하며, 여기서, 제1 필름 층은 원자층 증착 공정을 이용하여 적어도 두 개의 전구체들로부터 성장된다. 본 방법은 반도체 공정 챔버 부품의 표면 상에 추가적인 옥사이드 또는 추가적인 플루오라이드의 제2 필름 층을 증착시키는 것을 추가로 포함하며, 여기서, 제2 필름 층은 원자층 증착 공정을 이용하여 적어도 두 개의 추가적인 전구체들로부터 성장된다. 본 방법은 제1 필름 층 및 제2 필름 층을 포함하는 다중-성분 조성물을 형성시키는 것을 추가로 포함한다. 일부 구체예들에서, 본 방법은 적어도 하나의 추가적인 필름 층을 증착시키는 것을 추가로 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 추가적인 필름 층은 알루미늄 옥사이드 또는 지르코늄 옥사이드를 포함하며, 적어도 하나의 추가적인 필름 층은 원자층 증착 공정을 이용하여 적어도 두 개의 추가적인 전구체로부터 성장된다.
일부 구체예들에서, 본 발명은 코팅된 반도체 공정 챔버 부품을 포함한다. 코팅된 반도체 공정 챔버 부품은 표면 및 표면 상에 코팅된 다중-성분 코팅을 갖는 반도체 공정 챔버 부품을 포함할 수 있다. 특정 구체예들에서, 다중-성분 코팅은 원자층 증착 공정을 이용하여 표면 상에 코팅된 이트륨 옥사이드 또는 이트륨 플루오라이드의 적어도 하나의 제1 필름 층, 및 원자층 증착 공정을 이용하여 표면 상에 코팅된 추가적인 옥사이드 또는 추가적인 플루오라이드의 적어도 하나의 제2 필름 층을 포함할 수 있다. 일부 구체예들에서, 다중-성분 코팅은 원자층 증착 공정을 이용하여 표면 상에 코팅된 알루미늄 옥사이드 또는 지르코늄 옥사이드를 포함하는 적어도 하나의 추가적인 필름 층을 추가로 포함할 수 있다.
일부 구체예들에서, 본 발명은 반도체 공정 챔버 부품의 표면을 위한 다중-성분 코팅 조성물을 포함한다. 다중-성분 코팅 조성물은 원자층 증착 공정을 이용하여 반도체 공정 챔버 부품의 표면 상에 코팅된 이트륨 옥사이드 또는 이트륨 플루오라이드의 적어도 하나의 제1 필름 층, 및 원자층 증착 공정을 이용하여 반도체 공정 챔버 부품의 표면 상에 코팅된 추가적인 옥사이드 또는 추가적인 플루오라이드의 적어도 하나의 제2 필름 층을 포함할 수 있다. 다중-성분 코팅 조성물은 YOxFy, YAlxOy, YZrxOy 및 YZrxAlyOz로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 명세서는 첨부된 도면들의 도들에서 제한적인 것이 아닌 일 예로서 예시되는데, 유사한 참조 번호는 유사한 요소들(elements)을 지시하는 것이다. 본 명세서에서 구체예("an" embodiment) 또는 일 구체예("one" embodiment)에 대한 상이한 언급들이 반드시 동일한 구체예를 언급하는 것은 아니며 이러한 언급들은 적어도 하나를 의미한다는 것이 주지될 것이다.
도 1은 가공 챔버(processing chamber)의 일 구체예의 단면도를 도시한 것이다.
도 2는 다양한 원자층 증착 기술들에 따른 증착 공정을 도시한 것이다.
도 3a는 일 구체예에 따른 반도체 공정 챔버 부품 상에 다중-성분 코팅을 형성시키는 방법을 예시한 것이다.
도 3b는 일 구체예에 따른 반도체 공정 챔버 부품 상에 다중-성분 코팅을 형성시키는 방법을 예시한 것이다.
도 4a 내지 도 4d는 상이한 구체예들에 따른 다중-성분 코팅 조성물의 변형들을 도시한 것이다.
도 5a는 일 구체예에 따른 코팅된 챔버 부품(샤워헤드(showerhead))을 도시한 것이다.
도 5b는 일 구체예에 따라 코팅된 큰 종횡비를 갖는 가스 도관의 확대도(blown up view)를 도시한 것이다.
도 6은 코팅 시 및 어닐링(annealing) 후 Al2O3 및 Y2O3의 교대 층들의 스택(stack)의 x-선 회절 패턴들을 도시한 그래프이다.
구체예들은 본원에서 원자층 증착(또한, 원자 단일층 증착 또는 ALD로서 언급됨)을 이용하여 증착된 다수의 층들을 포함하는 다중-성분 코팅을 참조로 하여 기술된다. 각 성분은 코팅의 하나 이상의 층에 포함된 구성 물질일 수 있다. 다중-성분 코팅의 일 예는 이트리아(Y2O3)와 같은, 이트륨의 제1 성분 및 산소의 제2 성분을 포함하는 코팅이다. 다른 예에서, 다중-성분 코팅은 Y2O3의 제1 성분 및 YF3의 제2 성분을 포함할 수 있다. 제1 성분 및 제2 성분은 다중-성분 코팅의 상이한 층들로 배열될 수 있다. 일부 구체예들에서, 어닐링(annealing)과 같은 가공 후에, 다중-성분 코팅의 다수의 층들은 상이한 층들의 구성 물질들을 포함하는 균질하거나 대략 균질한 코팅을 형성시키기 위해 상호확산시킬 수 있다. 예를 들어, 상이한 층들로부터의 다수의 성분들은 제1 필름 층 및 제2 필름 층의 고체 상태 상을 형성시킬 수 있다. 추가 예에서, Y2O3 층들 및 YF3 층들의 교대 스택(alternating stack)은 이트륨 옥시-플루오라이드의 고체 상태 상을 형성시키기 위해 상호확산할 수 있다. 다중-성분 코팅은 상호확산되거나 상호확산되지 않는, 다수의 상이한 옥사이드들, 다수의 상이한 플루오라이드들, 또는 하나 이상의 옥사이드들과 하나 이상의 플루오라이드들의 조합을 갖는 코팅일 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 다중-성분 코팅은 금속과 산소, 금속과 불소, 금속과 산소 및 불소, 또는 산소 및 불소 중 하나 이상을 갖는 다수의 금속들의 혼합물을 갖는 코팅일 수 있다.
도 1은 본 발명의 구체예들에 따른 다중-성분 코팅으로 코팅된 하나 이상의 챔버 부품들을 갖는 반도체 가공 챔버(100)의 단면도이다. 가공 챔버(100)는 플라즈마 가공 조건들을 갖는 부식성 플라즈마 환경이 제공되는 공정들을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 가공 챔버(100)는 플라즈마 에칭기(plasma etcher) 또는 플라즈마 에치 반응기(plasma etch reactor), 플라즈마 클리너(plasma cleaner), 등을 위한 챔버일 수 있다. 다중-성분 코팅을 포함할 수 있는 챔버 부품들의 예들은 큰 종횡비들을 갖는 홀들 및 복잡한 형상들을 갖는 챔버 부품들을 포함한다. 일부 예의 챔버 부품들은 기판 지지 어셈블리(148), 정전 척(electrostatic chuck; ESC), 고리(ring)(예를 들어, 공정 키트 고리 또는 단일 고리), 챔버 벽, 베이스(base), 가스 분배판, 샤워헤드(130), 가스 라인들, 노즐, 뚜껑, 라이너(liner), 라이너 키트(liner kit), 쉴드(shield), 플라즈마 스크린, 흐름 이퀄라이저(flow equalizer), 냉각 베이스(cooling base), 챔버 뷰포트(chamber viewport), 챔버 뚜껑, 등을 포함한다. 다중-성분 코팅은 하기에서 보다 상세히 기술되는 것으로서, 이는 ALD 공정을 이용하여 적용된다. ALD는 도 2를 참조로 하여 보다 상세히 기술되는 것으로서, 이는 복잡한 형상들 및 큰 종횡비들을 갖는 홀들을 갖는 부품들을 포함하는 모든 타입들의 부품들 상에 비교적 균일한 두께의 콘포말한 코팅의 적용을 가능하게 한다.
다중-성분 코팅은 옥사이드 기반 세라믹들, 니트라이드 기반 세라믹들 및 카바이드 기반 세라믹들을 포함하는 다양한 세라믹들로 ALD를 이용하여 성장되거나 증착될 수 있다. 옥사이드 기반 세라믹들의 예들은 SiO2(석영), Al2O3, Y2O3, Y4Al2O9, Y2O3-ZrO2 등을 포함한다. 카바이드 기반 세라믹들의 예들은 SiC, Si-SiC, 등을 포함한다. 니트라이드 기반 세라믹들의 예들은 AlN, SiN, 등을 포함한다.
일 구체예에서, 가공 챔버(100)는 내부 부피(106)를 둘러싸는 챔버 바디(102) 및 샤워헤드(130)를 포함한다. 샤워헤드(130)는 샤워헤드 베이스 및 샤워헤드 가스 분배판을 포함할 수 있다. 대안적으로, 샤워헤드(130)는 일부 구체예들에서 뚜껑 및 노즐에 의해 대체될 수 있다. 챔버 바디(102)는 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 다른 적합한 물질로부터 제작될 수 있다. 챔버 바디(102)는 일반적으로 측벽들(108) 및 바닥(110)을 포함한다. 임의 샤워헤드(130)(또는 뚜껑 및/또는 노즐), 측벽들(108) 및/또는 바닥(110)은 다중-성분 코팅을 포함할 수 있다.
외부 라이너(outler liner; 116)는 챔버 바디(102)를 보호하기 위해 측벽들(108)에 인접하여 배치될 수 있다. 외부 라이너(116)는 다중-성분 코팅으로 제작되고/거나 코팅될 수 있다. 일 구체예에서, 외부 라이너(116)는 알루미늄 옥사이드로부터 제작된다.
배기 포트(126)는 챔버 바디(102)에서 규정될 수 있고, 내부 부피(106)를 펌프 시스템(128)에 결합시킬 수 있다. 펌프 시스템(128)은 가공 챔버(100)의 내부 부피(106)의 압력을 배기시키고 조절하기 위해 사용되는 하나 이상의 펌프들 및 쓰로틀 밸브들(throttle valves)을 포함할 수 있다.
샤워헤드(130)는 챔버 바디(102)의 측벽(108) 및/또는 상부 상에서 지지될 수 있다. 샤워헤드(130)(또는 뚜껑)는 일부 구체예들에서 가공 챔버(100)의 내부 부피(106)에 대한 접근을 가능하게 하기 위해 개방될 수 있고, 폐쇄되는 동안 가공 챔버(100)를 위한 시일(seal)을 제공할 수 있다. 가스 패널(158)은 샤워헤드(130) 또는 뚜껑 및 노즐을 통해 공정 및/또는 세정 가스들을 내부 부피(106)로 제공하기 위해 가공 챔버(100)에 결합될 수 있다. 샤워헤드(130)는 유전체 에치(dielectric etch)(유전체 물질들의 에칭)를 위해 사용되는 가공 챔버들을 위해 사용된다. 샤워헤드(130)는 GDP 전반에 걸쳐 다수의 가스 전달 홀들(132)을 갖는 가스 분배판(GDP)을 포함할 수 있다. 샤워헤드(130)는 알루미늄 샤워헤드 베이스 또는 양극산화 알루미늄 샤워헤드 베이스에 결합된 GDP를 포함할 수 있다. GDP(133)는 Si 또는 SiC로부터 제조될 수 있거나, 세라믹, 예를 들어, Y2O3, Al2O3, YAG, 등일 수 있다. 샤워헤드(130) 및 전달 홀들(132)은 도 4a 및 도 4b와 관련하여 하기에 보다 상세히 기술되는 바와 같은 다중-성분 코팅으로 코팅될 수 있다. 예시된 바와 같이, 샤워헤드(130)는 일 구체예에 따르면, 샤워헤드(130)의 표면 상(예를 들어, 샤워헤드 베이스의 표면 및/또는 GDP의 표면 상에) 및 샤워헤드(예를 들어, 샤워헤드 베이스 및/또는 GDP)에서 가스 도관들(또한, 홀들로서 지칭됨)(132)의 벽들 둘 모두의 상에 다중-성분 코팅(152)을 갖는다. 그러나, 임의 다른 챔버 부품들, 예를 들어, 가스 라인들, 정전 척들, 노즐들, 등이 또한 다중-성분 코팅으로 코팅될 수 있는 것으로 이해될 것이다.
전도체 에치(conductor etch)(전도성 물질들의 에칭(etching))를 위해 사용되는 가공 챔버들을 위하여, 샤워헤드 보다 오히려 뚜껑이 사용될 수 있다. 뚜껑은 뚜껑의 중심 홀(center hole)에 들어맞는 중심 노즐(center nozzle)을 포함할 수 있다. 뚜껑은 세라믹, 예를 들어, Al2O3, Y2O3, YAG, 또는 Y4Al2O9 및 Y2O3-ZrO2의 고용체를 포함하는 세라믹 화합물일 수 있다. 노즐은 또한, 세라믹, 예를 들어, Y2O3, YAG, 또는 Y4Al2O9 및 Y2O3-ZrO2의 고용체를 포함하는 세라믹 화합물일 수 있다. 뚜껑, 샤워헤드(130)(예를 들어, 샤워헤드 베이스, GDP 및/또는 가스 전달 도관들/홀들을 포함함) 및/또는 노즐 모두는 일 구체예에 따른 다중-성분 코팅으로 코팅될 수 있다.
가공 챔버(100)에서 기판들을 처리하기 위해 사용될 수 있는 가공 가스들의 예들은 할로겐-함유 가스들, 예를 들어, 다른 것들 중에서, C2F6, SF6, SiCl4, HBr, NF3, CF4, CHF3, CH2F3, F, NF3, Cl2, CCl4, BCl3 및 SiF4, 및 O2, 또는 N2O와 같은 다른 가수들을 포함한다. 운반 가스들의 예들은 N2, He, Ar, 및 공정 가스들에 대해 불활성인 다른 가스들(예를 들어, 비-반응성 가스들)을 포함한다. 기판 지지 어셈블리(148)는 샤워헤드(130) 또는 뚜껑 아래의 가공 챔버(100)의 내부 부피(106)에 배치된다. 기판 지지 어셈블리(148)는 가공 동안 기판(144)을 보유하고, 냉각 플레이트에 결합된 정전 척을 포함할 수 있다.
내부 라이너는 기판 지지 어셈블리(148)의 주변부 상에 코팅될 수 있다. 내부 라이너는 외부 라이너(116)와 관련하여 논의된 것과 같은 할로겐-함유 가스 저항 물질일 수 있다. 일 구체예에서, 내부 라이너(118)는 동일한 외부 라이너(116) 물질들로부터 제작될 수 있다. 추가적으로, 내부 라이너(118)는 또한, 다중-성분 코팅으로 코팅될 수 있다.
도 2는 다양한 ALD 기술들에 따른 증착 공정을 도시한 것이다. 다양한 타입들의 ALD 공정들이 존재하며, 특정 타입은 코팅될 표면, 코팅 물질, 표면과 코팅 물질 간의 화학적 상호작용, 등과 같은 여러 인자들을 기초로 하여 선택될 수 있다. 다양한 ALD 공정들에 대한 일반 원리는 자기-제한 방식으로 소정 시간에 표면과 화학적으로 반응하는 가스상 화학적 전구체들의 순차적 교대 펄스들(sequential alternating pulses)에 코팅될 표면을 반복적으로 노출시킴으로써 얇은 필름 층을 성장시키는 것을 포함한다.
도 2는 표면(205)을 갖는 물품(210)을 예시한 것이다. 물품(210)은 기판 지지 어셈블리, 정전 척(ESC), 고리(예를 들어, 공정 키트 고리 또는 단이 고리), 챔버 벽, 베이스, 가스 분배판, 가스 라인들, 샤워헤드, 노즐, 뚜껑, 라이너, 라이너 키트, 쉴드(shield), 플라즈마 스크린, 흐름 이퀄라이저, 냉각 베이스, 챔버 뷰포트, 챔버 뚜껑, 등을 포함하지만, 이로 제한되지 않는 다양한 반도체 공정 챔버 부품들을 나타낼 수 있다. 물품(210) 및 표면(205)은 금속(예를 들어, 알루미늄, 스테인레스 스틸), 세라믹, 금속-세라믹 복합물, 폴리머, 폴리머 세라믹 복합물, 또는 다른 적합한 물질들로부터 제조될 수 있고, AlN, Si, SiC, Al2O3, SiO2, 등과 같은 물질들을 추가로 포함할 수 있다.
전구체와 표면 간의 각 개개 화학적 반응은 "반쪽-반응(half-reaction)"으로서 알려져 있다. 각 반쪽 반응 동안, 전구체는 전구체를 표면과 전부 반응시키기에 충분한 시간 동안 표면 상에 펄스화된다. 반응은, 전구체가 표면 상에 단지 유한한 수의 이용 가능한 반응성 사이트들과 반응하여 표면 상에 균일한 연속 흡착 층을 형성시키기 때문에, 자기-제한적이다. 전구체와 이미 반응된 임의 사이트들은 반응된 사이트들이 균일한 연속 코팅 상에 새로운 반응성 사이트들을 형성시키는 처리로 처리되지 않고/거나 처리될 때까지 동일한 전구체와의 추가 반응을 위해 이용 가능하지 않게 될 것이다. 예시적인 처리들은 플라즈마 처리, 라디칼들에 대한 균일한 연속 흡착 층의 노출에 의한 처리, 또는 표면에 흡착된 가장 최신의 균일한 연속 필름 층과 반응할 수 있는 상이한 전구체의 도입일 수 있다.
도 2에서, 표면(205)을 갖는 물품(210)은 제1 전구체(260)와 표면(205)의 제1 반쪽 반응이 흡착 층(214)을 형성시킴으로써 층(215)을 일부 형성할 때까지 제1 기간 동안 제1 전구체(260)에 도입될 수 있다. 후속하여, 물품(210)은 흡착 층(214)과 반응시키기 위한 제2 반쪽 반응을 야기시키고 층(215)을 전부 형성시키기 위해 제2 전구체(265)(또한, 반응물로서 지칭됨)에 도입될 수 있다. 제1 전구체(260)는 예를 들어, 알루미늄 또는 다른 금속에 대한 전구체일 수 있다. 제2 전구체(265)는 층(215)이 옥사이드인 경우 산소 전구체, 또는 층(215)이 플루오라이드인 경우 불소 전구체일 수 있다. 층(215)은 균일하고, 연속적이고, 콘포말할 수 있다. 물품(210)은 층(215)에 대한 타겟 두께를 달성하기 위해 제1 전구체(260) 및 제2 전구체(265)에 최대 x회 교대로 노출될 수 있다. X는 예를 들어, 1 내지 100의 정수일 수 있다.
후속하여, 표면(205)을 갖는 물품(210) 및 층(215)은 제2 흡착 층(218)을 형성시킴으로써 제2 층(220)을 일부 형성시키기 위해 층(215)과 반응하는 제3 전구체(270)에 도입될 수 있다. 후속하여, 물품(210)은 층(220)을 완전히 형성시키도록 제2 반쪽 반응을 야기시키기 위해 다른 전구체(275)(또는 반응물로서 지칭됨)에 도입될 수 있다. 제2 필름 층(220)은 균일하고, 연속적이고, 콘포말할 수 있다. 물품(210)은 층(220)에 대한 타겟 두께를 달성하기 위해 제3 전구체(270) 및 제4 전구체(275)에 최대 y회 교대로 노출될 수 있다. Y는 예를 들어, 1 내지 100의 정수일 수 있다.
이후에, 물품(210)을 전구체들(260 및 265)에 x회 도입하고 전구체들(270 및 275)에 y회 도입하는 순서는 반복되고 n회 수행될 수 있다. N은 예를 들어, 1 내지 100의 정수일 수 있다. 순서의 결과는 추가적인 교대 층들(225, 230, 235, 240, 245, 및 250)을 성장시키는 것일 수 있다. 층들의 수 및 두께는 타겟화된 코팅 두께 및 성질들을 기초로 하여 선택될 수 있다. 다양한 층들은 완전히 존재할 수 있거나, 일부 구체예들에서, 상호확산될 수 있다.
표면 반응들(예를 들어, 반쪽 반응들)은 순차적으로 수행된다. 신규한 전구체의 도입 이전에, ALD 공정이 일어나는 챔버는 임의 미반응된 전구체 및/또는 표면-전구체 반응 부산물들을 제거하기 위해 불활성 운반 가스(예를 들어, 질소 또는 공기)로 퍼징될 수 있다. 적어도 두 개의 전구체들이 사용된다. 일부 구체예들에서, 둘 초과의 전구체들은 동일한 조성을 갖는 필름 층들을 성장시키기 위해(예를 들어, 서로의 상부 상에서 Y2O3의 다수 층들을 성장시키기 위해) 사용될 수 있다. 다른 구체예들에서, 상이한 전구체들은 상이한 조성들을 갖는 상이한 필름 층들을 성장시키기 위해 사용될 수 있다.
ALD 공정들은 ALD 공정의 타입에 따라 다양한 온도들에서 수행될 수 있다. 특정 ALD 공정에 대한 최적의 온도 범위는 "ALD 온도 윈도우(ALD 온도 윈도우)"로서 지칭된다. ALD 온도 윈도우 미만의 온도들은 불량한 성장률들 및 비-ALD 타입 증착을 야기시킬 수 있다. ALD 온도 윈도우 초과의 온도들은 물품의 열적 분해 또는 전구체의 빠른 탈착을 야기시킬 수 있다. ALD 온도 윈도우는 약 20℃ 내지 약 400℃의 범위일 수 있다. 일부 구체예들에서, ALD 온도 윈도우는 약 150 내지 350℃이다.
ALD 공정은 복잡한 기하학적 형상들, 큰 종횡비들을 갖는 홀들, 및 3차원 구조들을 갖는 물품들 및 표면들 상에 균일한 필름 두께를 갖는 콘포말한 필름 층들을 가능하게 한다. 표면에 대한 전구체의 충분한 노출 시간은 전구체를 모든 이의 3차원의 복잡한 특성들을 포함하는 표면과 전체적으로 분산시키고 전부 반응시키게 한다. 큰 종횡비 구조들의 콘포말한 ALD를 수득하기 위해 사용되는 노출 시간은 종횡비의 제곱에 비례하고, 모델링 기술들(modeling techniques)을 이용하여 예측될 수 있다. 추가적으로, ALD 기술은 소스 물질들(예를 들어, 분말 공급원료 및 소결된 타겟들)의 길고 어려운 제작을 필요로 하지 않으면서 특정 조성물 또는 포뮬레이션의 인시튜 요구 물질 합성(in-situ on demand material synthesis)을 가능하게 하게 때문에 다른 일반적으로 사용되는 코팅 기술들에 비해 유리하다.
ALD 기술과 관련하여, 다중-성분 필름들, 예를 들어, YOxFy, YAlxOy, YZrxOy, 및 YZrxAlyOz는 예를 들어, 하기 실시예들에서 보다 상세히 예시되는 바와 같이, Y2O3, Al2O3, YF3, 및 ZrO2를 성장시키기 위해 사용되는 전구체들의 적절한 시퀀싱(sequencing)에 의해 성장될 수 있다.
도 3a는 일 구체예에 따른 반도체 공정 챔버 부품 상에 다중-성분 코팅을 형성시키는 방법(300)을 예시한 것이다. 본 방법은 다중-성분 코팅을 위한 조성물을 선택함으로써 임의적으로 개시할 수 있다. 조성물 선택 및 형성시키는 방법은 동일한 독립체(entity)에 의해 또는 다수의 독립체들에 의해 수행될 수 있다. 블록(305)과 관련하여, 본 방법은 반도체 공정 챔버 부품의 표면 상에 이트륨 옥사이드 또는 이트륨 플루오라이드의 제1 필름 층을 증착시키는 것을 포함하며, 여기서, 제1 필름 층은 ALD 공정을 이용하여 적어도 두 개의 전구체들로부터 성장된다. 블록(310)과 관련하여, 본 방법은 반도체 공정 챔버 부품의 표면 상에 추가적인 옥사이드 또는 추가적인 플루오라이드의 제2 필름 층을 증착시키는 것을 추가로 포함하며, 여기서, 제2 필름 층은 ALD 공정을 이용하여 적어도 두 개의 추가적인 전구체들로부터 성장된다. 제2 필름이 증착되기 전 또는 후에 제1 필름이 증착될 수 있다는 것이 주지된다. 이에 따라, 제1 필름은 제2 필름 위에 증착될 수 있거나, 제2 필름은 제1 필름 위에 증착될 수 있다. 일부 구체예들에서, 블록(315)과 관련하여, 본 방법은 알루미늄 옥사이드 또는 지르코늄 옥사이드를 포함하는 적어도 하나의 추가적인 필름을 증착시키는 것을 임의적으로 추가로 포함할 수 있으며, 여기서, 적어도 하나의 추가적인 필름 층은 ALD 공정을 이용하여 추가적인 전구체들로부터 성장된다.
일부 구체예들에서, 제1 필름 층이 이트륨 옥사이드를 포함할 때, 층은 하기 공정 순서에 의해 형성될 수 있다:
1) 전구체와 기판 표면의 반응. 전구체는 트리스(N,N-비스(트리메틸실릴)아미드)이트륨(III), 트리스(사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 트리스(부틸사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 또는 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)이트륨(III)을 포함할 수 있다.
2) ALD 공정 챔버로부터 미반응된 전구체의 퍼징.
3) 제2 전구체와 표면의 반응. 제2 전구체는 H2O, O2, 또는 O3을 포함할 수 있다.
4) ALD 공정 챔버로부터 제2 미반응된 전구체의 퍼징.
일부 구체예들에서, 제1 필름 층이 이트륨 플루오라이드를 포함할 때, 사용되는 두 개의 전구체들은 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)이트륨(III) 및 TiF4일 수 있다.
일부 구체예들에서, 제2 필름 층이 알루미늄 옥사이드를 포함할 때, 하나의 전구체는 디에틸알루미늄 에톡사이드, 트리스(에틸메틸아미도)알루미늄, 알루미늄 2차-부톡사이드, 알루미늄 트리브로마이드, 알루미늄 트리클로라이드, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리메틸알루미늄, 또는 트리스(디에틸아미도)알루미늄을 포함할 수 있다. 제2 전구체는 H2O, O2, 또는 O3을 포함할 수 있다. 일부 구체예들에서, 제2 필름 층이 지르코늄 옥사이드를 포함할 때, 하나의 전구체는 지르코늄(IV) 브로마이드, 지르코늄(IV) 클로라이드, 지르코늄(IV) 3차-부톡사이드, 테트라키스(디에틸아미도)지르코늄(IV), 테트라키스(디메틸아미도)지르코늄(IV), 또는 테트라키스(에틸메틸아미도)지르코늄(IV)을 포함할 수 있다. 제2 전구체는 H2O, O2, 또는 O3을 포함할 수 있다.
상기에 나열된 전구체들 또는 임의 다른 적합한 전구체들은 매회 사용될 수 있으며, 이트륨 옥사이드 층, 이트륨 플루오라이드 층, 알루미늄 옥사이드 층, 또는 지르코늄 옥사이드 층은 제1, 제2, 또는 제N 층인지와는 무관하게 ALD를 이용하여 성장되며, 여기서, 제N 층은 반도체 공정 챔버 부품의 표면 상에서 성장되고 타겟화된 보호 코팅 두께 및 성질들을 기초로 하여 선택된 유한한 수의 층들을 나타낸다.
블록(325)과 관련하여, 본 방법은 궁극적으로, 제1 필름 층, 제2 필름 층, 및 임의 추가적인 필름 층들의 다중-성분 조성물을 형성시키는 것을 포함한다. 일부 구체예들에서, 블록(320)에서, 다중-성분 조성물을 형성시키는 것은 반도체 공정 챔버 부품 상에 증착된 제1 필름 층, 제2 필름 층, 및 임의 추가적인 필름 층들을 포함하는 반도체 공정 챔버 부품을 어닐링하는 것을 포함한다. 일부 구체예들에서, 어닐링은 적어도 하나의 제1 필름 층 및 적어도 하나의 제2 필름 층 및 임의 적어도 하나의 추가적인 필름 층들(존재하는 경우)의 상호확산된 고체 상태 상을 포함하는 다중-성분 조성물을 야기시킬 수 있다. 어닐링은 약 800℃ 내지 약 1800℃, 약 800℃ 내지 약 1500℃, 또는 약 800℃ 내지 약 1000℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있다. 어닐링 온도는 이의 무결성(integrity)을 유지하고 임의 또는 모든 이러한 성분들을 변형시키거나 분해시키거나 용융시키는 것을 방지하기 위해, 물품, 표면 및 표면 층들의 구조의 물질을 기초로 하여 선택될 수 있다.
도 3b는 일 구체예에 따른 반도체 공정 챔버 부품 상에 다중-성분 코팅을 형성시키는 방법(350)을 예시한 것이다. 본 방법은 다중-성분 코팅을 위한 조성물을 선택함으로써 임의적으로 개시할 수 있다. 조성물 선택 및 형성시키는 방법은 동일한 독립체에 의해 또는 다수의 독립체들에 의해 수행될 수 있다.
블록(355)과 관련하여, 본 방법은 ALD를 통해 물품의 표면 상에 제1 옥사이드 또는 제1 플루오라이드의 필름 층을 증착시키는 것을 포함한다. 블록(360)과 관련하여, 본 방법은 ALD를 통해 물품의 표면 상에 제2 옥사이드 또는 제2 플루오라이드의 필름 층을 증착시키는 것을 추가로 포함한다. 제2 옥사이드 또는 제2 플루오라이드의 필름 층이 증착되기 전 또는 후에 제1 옥사이드 또는 제1 플루오라이드의 필름 층이 증착될 수 있다는 것이 주지된다. 이에 따라, 제1 옥사이드 또는 제1 플루오라이드의 필름 층은 일부 구체예들에서 제2 옥사이드 또는 제2 플루오라이드의 필름 층 위에 증착될 수 있다. 다른 구체예들에서, 제2 옥사이드 또는 제2 플루오라이드의 필름 층은 제1 옥사이드 또는 제1 플루오라이드의 필름 층 위에 증착될 수 있다. 일부 구체예들에서, 블록(365)과 관련하여, 본 방법은 ALD를 통해 물품의 표면에 제3 옥사이드 또는 제3 플루오라이드의 추가적인 필름 층을 증착시키는 것을 임의적으로 추가로 포함할 수 있다.
일부 구체예들에서, 블록(370)과 관련하여, 본 방법은 추가적인 층들이 첨가되는 지를 결정하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 추가적인 층들을 결정하는 지, 및/또는 얼마나 많은 층들이 첨가되는 지를 결정하는 것은 인-시튜로 또는 증착들(예를 들어, 임의적인 다중-성분 조성물 선택 공정에서)을 개시하기 전에 수행될 수 있다. 추가적인 층들이 첨가되는 경우에, 블록들(355, 360, 및 임의적으로 365)이 반복될 수 있다. 추가적인 층들이 첨가되지 않는 경우에, 본 방법은 물품의 표면 상에 증착된 모든 필름 층들을 포함하는 다중-성분 조성물을 형성시키기 위해 진행한다.
일부 구체예들에서, 임의 필름 층들의 제1 옥사이드, 제2 옥사이드, 또는 제3 옥사이드가 이트륨 옥사이드를 포함할 때, ALD에 의해 이트륨 옥사이드를 형성시키기 위해 사용되는 하나의 전구체는 트리스(N,N-비스(트리메틸실릴)아미드)이트륨(III), 트리스(사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 트리스(부틸사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 또는 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)이트륨(III)으로부터 선택될 수 있으며, 제2 전구체는 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택될 수 있다. 일부 구체예들에서, 임의 필름 층들의 제1 옥사이드, 제2 옥사이드, 또는 제3 옥사이드가 이트륨 플루오라이드를 포함할 때, 이러한 필름을 형성시키기 위해 사용되는 두 개의 전구체들은 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)이트륨(III) 및 TiF4일 수 있다.
일부 구체예들에서, 임의 필름 층들의 제1 옥사이드, 제2 옥사이드, 또는 제3 옥사이드가 알루미늄 옥사이드를 포함할 때, ALD에 의해 알루미늄 옥사이드를 형성시키기 위해 사용되는 하나의 전구체는 디에틸알루미늄 에톡사이드, 트리스(에틸메틸아미도)알루미늄, 알루미늄 2차-부톡사이드, 알루미늄 트리브로마이드, 알루미늄 트리클로라이드, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리메틸알루미늄, 또는 트리스(디에틸아미도)알루미늄으로부터 선택될 수 있으며, 제2 전구체는 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택될 수 있다. 일부 구체예들에서, 임의 필름 층들의 제1 옥사이드, 제2 옥사이드, 또는 제3 옥사이드가 지르코늄 옥사이드를 포함할 때, 하나의 지르코늄 옥사이드 전구체는 지르코늄(IV) 브로마이드, 지르코늄(IV) 클로라이드, 지르코늄(IV) 3차-부톡사이드, 테트라키스(디에틸아미도)지르코늄(IV), 테트라키스(디메틸아미도)지르코늄(IV), 또는 테트라키스(에틸메틸아미도)지르코늄(IV)으로부터 선택될 수 있으며, 제2 전구체는 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택될 수 있다.
나열된 전구체들 또는 임의 다른 적합한 전구체들은 매회 사용될 수 있으며, 이트륨 옥사이드 층, 이트륨 플루오라이드 층, 알루미늄 옥사이드 층, 또는 지르코늄 옥사이드 층은 제1, 제2 또는 제N 필름 층인 지의 여부와 무관하게, ALD를 이용하여 성장되며, 여기서, 제N 필름 층은 물품의 표면 상에 성장되고 타겟화된 보호 코팅 두께 및 성질들을 기초로 하여 선택된 유한한 수의 필름 층들을 나타낼 것이다.
일부 구체예들에서, 본 방법은 물품의 표면 상에 증착된 모든 필름 층들의 다중-성분 조성물이 어닐링될 수 있는 임의적 블록(375)으로 진행할 수 있다. 일부 구체예들에서, 어닐링은 물품의 표면 상에 증착된 모든 필름 층들의 상호확산된 고체 상태 상을 포함하는 다중-성분 조성물을 야기시킬 수 있다. 어닐링은 약 800℃ 내지 약 1800℃, 약 800℃ 내지 약 1500℃, 또는 약 800℃ 내지 약 1000℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있다. 어닐링 온도는 이의 보존성을 유지시키고 임의 또는 모든 이러한 성분들의 변형, 분해 또는 용융시키는 것을 방지하기 위해 물품, 표면, 및 필름 층들의 구조의 물질을 기초로 하여 선택될 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 상이한 구체예들에 따르면 다중-성분 코팅 조성물의 변형예들을 도시한 것이다. 도 4a는 일 구체예에 따른 물품(410)의 표면(405)에 대한 다중-성분 코팅 조성물을 예시한 것이다. 표면(405)은 다양한 물품들(410)의 표면일 수 있다. 예를 들어, 물품들(410)은 기판 지지 어셈블리, 정전 척(ESC), 고리(예를 들어, 공정 키트 고리 또는 단일 고리), 챔버 벽, 베이스, 가스 분배판, 가스 라인들, 샤워헤드, 노즐, 뚜껑, 라이너, 라이너 키트, 쉴드, 플라즈마 스크린, 흐름 이퀄라이저, 냉각 베이스, 챔버 뷰포트, 챔버 뚜껑, 등을 포함하지만, 이로 제한되지 않는 다양한 반도체 공정 챔버 부품들을 포함할 수 있다. 반도체 공정 챔버 부품은 금속(예를 들어, 알루미늄, 스테인레스 스틸), 세라믹, 금속-세라믹 복합물, 폴리머, 폴리머 세라믹 복합물, 또는 다른 적합한 물질들로부터 제조될 수 있고, AlN, Si, SiC, Al2O3, SiO2, 등과 같은 물질들을 추가로 포함할 수 있다.
도 4a에서, 다중 성분 코팅 조성물은 ALD 공정을 이용하여 물품(410)의 표면(405) 상에 코팅된 이트륨 옥사이드 또는 이트륨 플루오라이드의 적어도 하나의 제1 필름 층(415), 및 ALD 공정을 이용하여 물품(410)의 표면(405) 상에 코팅된 추가적인 옥사이드 또는 추가적인 플루오라이드의 적어도 하나의 제2 필름 층(425)을 포함한다.
도 4a는 다중-성분 코팅 조성물이 제1 층(415) 및 제2 층(415)의 교대 층들의 스택을 포함하는 일 구체예를 예시한 것으로서, 여기서, 층들은 온전한 상태이고, 상호확산되지 않으며, 여기서, 동일한 수의 각각의 층들(4개의 415 층들 및 4개의 425 층들)이 존재하며, 모든 층들은 동일한 균일한 두께를 갖는다. 일부 구체예들에서, 제1 필름 층은 제2 필름 층의 증착 이전에 증착되며, 제2 필름 층은 제1 필름 층 위에 증착된다. 일부 구체예들에서, 순서는 역전될 수 있다.
도 4b는 물품(410)(예를 들어, 상술된 바와 같은 반도체 공정 챔버 부품)의 표면(405) 상에 증착된, 다중-성분 코팅 조성물이 제1 층(415), 제2 층(425) 및 적어도 하나의 추가적인 층(435)의 교대 층들의 스택을 포함하는 일 구체예를 예시한 것이며, 여기서, 층들은 완전한 상태이고, 사전결정된 순서로 그리고 균일한 동일 두께로 증착되고/거나 성장된다. 그러나, 층들의 수는 동일하지 않을 수 있으며, 특정 층들은 다른 층들에 비해 더욱 일반적일 수 있다(예를 들어, 3개의 415 층들, 3개의 425 층들, 2개의 435 층들).
일부 구체예들에서, 적어도 하나의 제1 필름 층은 제1 연속 단일층을 포함하며, 적어도 하나의 제2 필름 층은 제2 연속 단일층을 포함한다. 일부 구체예들에서, 적어도 하나의 추가적인 층은 적어도 하나의 추가적인 단일층을 포함할 수 있다.
다른 구체예들에서, 적어도 하나의 제1 필름 층은 균일한 두께를 갖는 제1의 두꺼운 층을 포함하며, 균일한 두께는 두 개의 단일층들의 두께 내지 약 1 마이크로미터 범위이며, 적어도 하나의 제2 필름 층은 제1 필름 층의 균일한 두께를 갖는 제2의 두꺼운 층을 포함한다. 또 다른 구체예들에서, 적어도 하나의 추가적인 필름 층은 균일한 두께의 다른 두 개의 두꺼운 층들을 갖는 적어도 하나의 추가적인 두꺼운 층을 포함할 수 있다.
일부 구체예들에서, 다중-성분 코팅 조성물은 적어도 하나의 제1 필름 층, 적어도 하나의 제2 필름 층, 및 임의적으로 하나 이상의 추가적인 필름 층들을 포함할 수 있으며, 여기서, 층들은 두께에 있어서 달라질 수 있다. 예를 들어, 일부 층들은 단일층들일 수 있으며, 일부 층들은 두꺼운 층들일 수 있다.
도 4c는 물품(410)의 표면(405) 상에 증착된 다중-성분 코팅이 고정된 순서 또는 고정된 두께 없이 온전한 균일한 필름 층들의 스택을 포함하는 일 구체예를 예시한 것이다. 다중-성분 코팅은 제1 두께를 갖는 제1의 두꺼운 층(420), 제1 두께와는 다른 제2 두께를 갖는 제2의 두꺼운 층(430), 및 제1 두께 및 제2 두께와는 다른 제3 두께를 갖는 적어도 하나의 추가적인 두꺼운 층(440)을 포함한다. 특정 층들은 다중-성분 코팅에 대한 특정 성질들(예를 들어, 침식/부식 내성)을 달성하기 위해 다른 층들 보다 더욱 일반적일 수 있다(예를 들어, 2개의 제1의 두꺼운 층들(420), 1개의 제2의 두꺼운 층(430), 1개 및 1개의 추사적인 두꺼운 층(440) 층).
일부 구체예들에서, 도 4a 내지 도 4c에 예시된 다양한 필름 층들은 동일한 조성을 가질 수 있다. 다른 구체예들에서, 층들의 조성들은 상이할 수 있다. 일부 구체예들에서, 다양한 필름 층들은 두께, 다공도, 플라즈마 내성, CTE와 같은 유사한 성질들을 가질 수 있다. 다른 구체예들에서, 각 필름 층은 상이한 성질들을 가질 수 있다. 도 4a 내지 도 4c가 특정 수의 필름 층들을 도시한 것이지만, 도면들이 제한적인 것으로 의도되지 않고 보다 많은 또는 보다 적은 필름 층들이 특정 구체예들에서 표면 상에 증착될 수 있는 것으로 이해된다. 일부 구체예들에서, 반도체 공정 챔버 부품의 전체 표면은 코팅될 수 있다. 다른 구체예들에서, 반도체 공정 챔버 부품들의 표면의 적어도 일부가 코팅될 수 있다.
도 4d는 물품(410)의 표면(405) 상에 증착된 다중-성분 코팅 조성물(450)이 적어도 하나의 제1 필름 층, 적어도 하나의 제2 필름 층, 및 임의적으로 적어도 하나의 추가적인 필름 층의 상호확산된 고체 상태 상을 포함하는 일 구체예를 예시한 것이다.
일부 구체예들에서, 다중-성분 코팅 조성물은, 완전한 층들 또는 상호확산된 고체 상태 층을 포함하는 경우에, YOxFy, YAlxOy, YZrxOy 및 YZrxAlyOz로 이루어진 군으로부터 선택된다. 이러한 다양한 다중-성분 코팅 조성물들을 생성시키는 공정들은 하기 실시예들에 예시되어 있다.
도 5a는 샤워헤드(500)의 저면도를 예시한 것이다. 하기에 제공되는 샤워헤드 예는 본원의 구체예들에 기술된 바와 같은 다중-성분 코팅의 사용에 의해 성능이 개선될 수 있는 단지 예시적인 챔버 부품이다. 다른 챔버 부품들의 성능이 또한 본원에 기술된 다중-성분 코팅으로 코팅될 때 개선될 수 있는 것으로 이해된다. 본원에 도시된 바와 같은 샤워헤드(500)는 복잡한 기하학적 구조 및 큰 종횡비들을 갖는 홀들을 갖는 표면을 갖는 반도체 공정 챔버 부품의 예시로서 선택된다.
하부 표면(505)의 복잡한 기하학적 구조는 다중-성분 코팅을 수용하도록 구성된다. 샤워헤드(500)의 하부 표면은 균일하게 분포된 동심 고리(concentric ring)들에 배열되는 가스 도관들(510)을 규정한다. 다른 구체예들에서, 가스 도관들(510)은 대안적인 기하학적 구성들로 구성될 수 있고, 사용되는 반응기의 타입 및/또는 공정에 따라 요구되는 바에 따른 많은 또는 적은 가스 도관들을 가질 수 있다. 다중-성분 코팅은 표면 상 뿐만 아니라, 복잡한 기하학적 구조 및 큰 종횡비들의 홀들에도 불구하고 가스 도관 홀들에서 비교적 균일한 두께의 콘포말한 코팅을 가능하게 하는 ALD 기술을 이용하여 표면(505) 상에서 그리고 가스 도관 홀들(510)에서 성장된다.
샤워헤드(500)는 불소와 같은 부식성 화학물질들에 노출될 수 있고, 샤워헤드와의 플라즈마 상호작용으로 인해 침식할 수 있다. 다중-성분 코팅층은 이러한 플라즈마 상호작용들을 감소시키고 샤워헤드의 내구성을 개선시킬 수 있다. ALD로 증착된 다중-성분 코팅 층은 샤워헤드의 기능성을 방해하지 않기 위하여 하부 표면(505) 및 가스 도관들(510)의 상대적 형상 및 기하학적 구성을 유지시킨다. 유사하게, 다른 챔버 부품들에 적용될 때, 다중-성분 코팅은 표면의 형상 및 기하학적 구성을 유지시킬 수 있으며, 이는 부품들의 기능성을 방해하지 않고 플라즈마 내성을 제공하고 전체 표면 전반에 걸쳐 침식 및/또는 부식 내성을 개선시키기 위해 코팅되도록 의도된다.
플라즈마에 대한 코팅 물질의 내성은 코팅된 부품들의 작동 및 플라즈마에 대한 노출의 기간 전반에 걸쳐, 옹스트롱/분(Å/분)의 단위를 가질 수 있는 "에칭률(etch rate)"(ER)을 통해 측정된다. 플라즈마 내성은 또한, 나노미터/무선주파수 시간(nm/RFHr)의 단위를 갖는 침식률을 통해 측정될 수 있으며, 여기서, 1 RFHr은 플라즈마 가공 조건들에서 1시간의 가공을 나타낸다. 측정들은 상이한 가공 시간들 후에 획득될 수 있다. 예를 들어, 측정들은 가공 전, 50 가공 시간 후, 150 가공 시간 후, 200 가공 시간 후, 등 획득될 수 있다. 약 100 nm/RFHr 보다 낮은 침식률은 다중-성분 플라즈마 내성 코팅 물질에 대해 일반적이다. 샤워헤드 상 또는 임의 다른 반도체 공정 챔버 부품 상에서 성장되는 다중-성분 코팅의 조성물의 변경들은 다수의 상이한 플라즈마 내성들 또는 침식율 값들을 야기시킬 수 있다. 추가적으로, 다양한 플라즈마들에 노출된 단일 조성을 갖는 다중-성분 코팅은 다수의 상이한 플라즈마 내성들 또는 침식률 값들을 가질 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 내성 물질은 제1 타입의 플라즈마와 관련된 제1 플라즈마 내성 또는 침식률, 및 제2 타입의 플라즈마와 관련된 제2 플라즈마 내성 또는 침식률을 가질 수 있다.
도 5b는 일 구체예에 따라 코팅된 큰 종횡비를 갖는 가스 도관(510)의 확대도를 도시한 것이다. 가스 도관(510)은 길이(L) 및 직경(D)을 가질 수 있다. 가스 도관(510)은 L:D로서 규정된 큰 종횡비를 가질 수 있으며, 여기서, 종횡비는 약 50:1 내지 약 100:1의 범위일 수 있다. 일부 구체예들에서, 종횡비는 50:1 미만 또는 100:1 초과일 수 있다.
가스 도관(510)은 다중-성분 코팅으로 코팅될 수 있는 내부 표면(555)을 가질 수 있다. 다중-성분 코팅은 적어도 하나의 제1 층(560) 및 적어도 하나의 제2 층(565) 및 임의적으로 적어도 하나의 추가적인 층(미도시됨)을 포함할 수 있다. 제1 필름 층은 이트륨 옥사이드 또는 이트륨 플루오라이드를 포함할 수 있다. 제2 필름 층은 추가적인 옥사이드 또는 추가적인 플루오라이드를 포함할 수 있다. 임의적인 적어도 하나의 추가적인 층은 알루미늄 옥사이드 또는 지르코늄 옥사이드를 포함할 수 있다. 모든 층들은 ALD 공정을 이용하여 코팅될 수 있다. ALD 공정은 최종 다중-성분 코팅이 샤웨헤드에서 가스 도관들이 막혀지지 않게 하기 위해 또한 충분히 얇을 수 있다는 것을 보장하면서, 이의 큰 종횡비에도 불구하고 가스 도관(510)의 내부 표면 전반에 걸쳐 균일한 두께의 콘포말한 코팅 층들을 성장시킬 수 있다.
일부 구체예들에서, 다중-성분 코팅은 적어도 하나의 제1 층, 적어도 하나의 제2 층, 및 임의적으로 적어도 하나의 추가적인 층의 완전한 층들을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 제1 층, 제2 층 및 임의 임의적인 추가적인 층들은 사전결정된 순서로 번갈아 생길 수 있다. 다른 구체예에서, 제1 층, 제2 층 및 임의 임의적인 추가적인 층들은 임의 순서로 존재할 수 있다. 일부 구체예들에서, 제1 층, 제2 층, 및 임의 임의적인 추가적인 층 중 균일한 수의 각 층이 존재할 수 있다. 다른 구체예들에서, 일부 층들은 다중-성분 코팅에 대한 특정 성질들을 달성하기 위해 다른 층들 보다 더욱 일반적일 수 있다. 특정 성질들은 코팅된 반도체 공정 챔버 부품의 내구성을 개선시키는 플라즈마 내성 및 침식/부식 내성일 수 있다.
일부 구체예들에서, 완전한 층들은 균일한 두께의 단일층들을 포함할 수 있다. 다른 구체예들에서, 완전한 층들은 균일한 두께의 보다 두꺼운 층들을 포함할 수 있다. 각 보다 두꺼운 층은 두 개의 단일층들의 두께 내지 약 1 마이크로미터 범위의 두께를 가질 수 있다. 또 다른 구체예들에서, 완전한 층들은 단일층들 및 두꺼운 층들의 조합을 포함할 수 있다.
다른 구체예들에서, 다중-성분 코팅은 적어도 하나의 제1 층, 적어도 하나의 제2 층, 및 임의적으로 적어도 하나의 추가적인 층의 상호확산된 고체 상태 상을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 다양한 층들의 상호확산된 고체 상태 상은 어닐링을 통해 획득될 수 있다. 층들의 조성, 층들의 수, 각 층의 빈도수, 및 층들의 두께 모두는 다중-성분 코팅층의 최종 성질들에 기여할 것이다.
하기 실시예들은 본원에 기술된 구체예들을 이해하는데 도움을 주기 위해 기술된 것으로서, 본원에 기술되고 청구되어 있는 구체예들을 상세하게 제한하는 것으로서 해석되지 않을 것이다. 당업자의 권한 내에 있는 현재 공지되거나 이후에 개발될 모든 균등물들의 치환, 및 포뮬레이션의 변경들 또는 실험 디자인에서의 최소 변경들을 포함하는 이러한 변형예들은 본원에 포함된 구체예들의 범위 내에 속하는 것으로 여겨질 것이다. 이러한 실시예들은 상술된 방법(300) 또는 방법(350)을 수행함으로써 달성될 수 있다.
실시예 1 - 이트륨 옥사이드 및 이트륨 플루오라이드 단일층들로부터의 YO x F y 코팅의 형성
제1 층은 트리스(N,N-비스(트리메틸실릴)아미드)이트륨(III) 트리스(사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 트리스(부틸사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 또는 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)이트륨(III)으로부터 선택된 전구체, 및 H2O, O2 또는 O3으로부터 선택된 제2 전구체로부터 ALD를 이용하여 성장된 이트륨 옥사이드 단일층일 수 있다. 제2 층은 전구체들 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)이트륨(III) 및 TiF4의 단일 조합으로부터 ALD를 이용하여 성장된 이트륨 플루오라이드 단일층일 수 있다. 얻어진 다중-성분 코팅은 YOxFy를 포함할 수 있으며, 여기서, X 및 Y는 제1 층 및 제2 층의 반복 수에 따른다.
실시예 2 - 이트륨 옥사이드 및 알루미늄 옥사이드 단일층들로부터 YAl x O y 코팅의 형성
제1 층은 트리스(N,N-비스(트리메틸실릴)아미드)이트륨(III), 트리스(사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 트리스(부틸사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 또는 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)이트륨(III)으로부터 선택된 전구체, 및 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택된 제2 전구체로부터 ALD를 이용하여 성장된 이트륨 옥사이드 단일층일 수 있다. 제2 층은 디에틸알루미늄 에톡사이드, 트리스(에틸메틸아미도)알루미늄, 알루미늄 2차-부톡사이드, 알루미늄 트리브로마이드, 알루미늄 트리클로라이드, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리메틸알루미늄, 또는 트리스(디에틸아미도)알루미늄으로부터 선택된 전구체, 및 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택된 제2 전구체로부터 ALD를 이용하여 성장된 알루미늄 옥사이드 단일층일 수 있다. 얻어진 다중 성분 코팅은 YAlxOy를 포함할 수 있으며, 여기서, X 및 Y는 제1 층 및 제2 층의 반복 수에 따른다.
일부 실험들에서, Y2O3 및 Al2O3의 교대 층들의 스택들을 ALD를 통해 증착하였으며, 여기서, 각 층은 5 nm의 두께를 가질 수 있다. 다른 두께들은 또한, 개개 층들, 예를 들어, 수 옹스트롱 내지 약 10 nm 또는 그 보다 두꺼운 어느 곳에 대하여 사용될 수 있다. 실험들에서의 전체 코팅 두께는 약 200 nm이다. 샘플을 12시간 동안 500℃, 750℃, 800℃, 900℃, 및 또는 1000℃의 온도들에서 어닐링하였다. 샘플들 각각에 대한 코팅의 미세구조를 결정하기 위해 어닐링된 샘플 및 코팅시 샘플을 그레이징 입사 x-선 회절(grazing incidence x-ray diffraction)에 의해 분석하였다. 시험은, 코팅이 800℃ 이상의 온도들에서의 어닐링의 결과로서 비정질 구조에서 입방체 Y3Al5O12 또는 Y3Al5O13(즉, 이트륨 알루미늄 가넷(yttrium aluminum garnet)) 상으로 이루어진 주로 결정질 구조로 변형되었음을 나타내었다. 500℃ 및 750℃의 온도들에서, Y2O3의 결정화가 일어났지만, 이트륨 알루미늄 가넷 상은 형성되지 않았다. 예를 들어, 500℃에서 어닐링 후에, 비정질 상 및 결정질 Y2O3 상이 형성되었다. 비정질 상은 결정화되지 않은 일부 Y2O3을 함유할 수 있다. 하기 표 1은 증착시 및 다양한 온도들에서 어닐링된, Al2O3/Y2O3의 교대 층 필름들의 스택의 상 확인을 나타낸 것이다.
표 1: 증착시 및 다양한 온도들에서 어닐링된, Al2O3/Y2O3의 교대 층 필름들의 상 확인
Figure pat00001
도 6은 코팅시(605) 및 12시간 동안 1000℃의 온도에서 어닐링 후(610) Al2O3 및 Y2O3의 교대 층들의 스택의 x-선 회절 패턴들을 나타낸 그래프이다. 도시된 바와 같이, 교대 층들의 스택은 서로 확산되고 어닐링 후 Y3Al5O12를 형성시켰다.
실시예 3 - 이트륨 옥사이드 및 지르코늄 옥사이드 단일층들로부터 YZr x O y 코팅의 형성
제1 층은 트리스(N,N-비스(트리메틸실릴)아미드)이트륨(III), 트리스(사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 트리스(부틸사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 또는 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)이트륨(III)으로부터 선택된 전구체, 및 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택된 제2 전구체로부터 ALD를 이용하여 이트륨 옥사이드 단일층일 수 있다. 제2 층은 지르코늄(IV) 브로마이드, 지르코늄(IV) 클로라이드, 지르코늄(IV) 3차-부톡사이드, 테트라키스(디에틸아미도)지르코늄(IV), 테트라키스(디메틸아미도)지르코늄(IV), 또는 테트라키스(에틸메틸아미도)지르코늄(IV)으로부터 선택된 전구체, 및 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택된 제2 전구체로부터 ALD를 이용하여 성장된 지르코늄 옥사이드 단일층일 수 있다. 얻어진 다중 성분 코팅은 YZrxOy를 포함할 수 있으며, 여기서, X 및 Y는 제1 층 및 제2 층의 반복 수에 따른다.
실시예 4 - 이트륨 옥사이드 , 지르코늄 옥사이드 , 및 알루미늄 옥사이드 단일 층들로부터 YZr x Al y O z 코팅의 형성
제1 층은 트리스(N,N-비스(트리메틸실릴)아미드)이트륨(III), 트리스(사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 트리스(부틸사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 또는 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)이트륨(III)으로부터 선택된 전구체, 및 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택된 제2 전구체로부터 ALD를 이용하여 성장된 이트륨 옥사이드 단일층일 수 있다. 제2 층은 지르코늄(IV) 브로마이드, 지르코늄(IV) 클로라이드, 지르코늄(IV) 3차-부톡사이드, 테트라키스(디에틸아미도)지르코늄(IV), 테트라키스(디메틸아미도)지르코늄(IV), 또는 테트라키스(에틸메틸아미도)지르코늄(IV)로부터 선택된 전구체, 및 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택된 제2 전구체로부터 ALD를 이용하여 성장된 지르코늄 옥사이드 단일층일 수 있다. 적어도 하나의 추가적인 층은 디에틸알루미늄 에톡사이드, 트리스(에틸메틸아미도)알루미늄, 알루미늄 2차-부톡사이드, 알루미늄 트리브로마이드, 알루미늄 트리클로라이드, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리메틸알루미늄, 또는 트리스(디에틸아미도)알루미늄으로부터 선택된 전구체, 및 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택된 제2 전구체로부터 ALD를 이용하여 성장된 알루미늄 옥사이드 단일층일 수 있다. 얻어진 다중 성분 코팅은 YZrxAlyOz를 포함할 수 있으며, 여기서, X, Y, 및 Z는 제1 층, 제2 층 및 적어도 하나의 추가적인 층의 반복 수에 따른다.
실시예 5 - 이트륨 옥사이드 및 이트륨 플루오라이드 두꺼운 층들로부터 YO x F y 코팅의 형성
제1 층은 트리스(N,N-비스(트리메틸실릴)아미드)이트륨(III), 트리스(사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 트리스(부틸사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 또는 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)이트륨(III)으로부터 선택된 적어도 하나의 전구체, 및 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택된 적어도 하나의 전구체로부터 ALD를 이용하여 성장된 이트륨 옥사이드 두꺼운 층일 수 있다. 제2 층은 전구체들 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)이트륨(III) 및 TiF4로부터 ALD를 이용하여 성장된 이트륨 플루오라이드 두꺼운 층일 수 있다. 얻어진 다중 성분 코팅은 YOxFy를 포함할 수 있으며, 여기서, X 및 Y는 제1 층 및 제2 층의 반복 수에 따른다.
실시예 6 - 이트륨 옥사이드 및 알루미늄 옥사이드 두꺼운 층들로부터 YAl x O y 코팅의 형성
제1 층은 트리스(N,N-비스(트리메틸실릴)아미드)이트륨(III), 트리스(사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 트리스(부틸사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 또는 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)이트륨(III)으로부터 선택된 적어도 하나의 전구체, 및 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택된 적어도 하나의 전구체로부터 ALD를 이용하여 성장된 이트륨 옥사이드 두꺼운 층일 수 있다. 제2 층은 디에틸알루미늄 에톡사이드, 트리스(에틸메틸아미도)알루미늄, 알루미늄 2차-부톡사이드, 알루미늄 트리브로마이드, 알루미늄 트리클로라이드, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리메틸알루미늄, 또는 트리스(디에틸아미도)알루미늄으로부터 선택된 적어도 하나의 전구체, 및 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택된 적어도 하나의 전구체로부터 ALD를 이용하여 성장된 알루미늄 옥사이드 두꺼운 층일 수 있다. 얻어진 다중 성분 코팅은 YAlxOy를 포함할 수 있으며, 여기서, X 및 Y는 제1 층 및 제2 층의 반복 수에 따른다.
실시예 7 - 이트륨 옥사이드 및 지르코늄 옥사이드 두꺼운 층들로부터 YZr x O y 코팅의 형성
제1 층은 트리스(N,N-비스(트리메틸실릴)아미드)이트륨(III), 트리스(사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 트리스(부틸사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 또는 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)이트륨(III)으로부터 선택된 적어도 하나의 전구체, 및 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택된 적어도 하나의 전구체로부터 ALD를 이용하여 성장된 이트륨 옥사이드 두꺼운 층일 수 있다. 제2 층은 지르코늄(IV) 브로마이드, 지르코늄(IV) 클로라이드, 지르코늄(IV) 3차-부톡사이드, 테트라키스(디에틸아미도)지르코늄(IV), 테트라키스(디메틸아미도)지르코늄(IV), 또는 테트라키스(에틸메틸아미도)지르코늄(IV)으로부터 선택된 적어도 하나의 전구체, 및 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택된 적어도 하나의 전구체로부터 ALD를 이용하여 성장된 지르코늄 옥사이드 두꺼운 층일 수 있다. 얻어진 다중 성분 코팅은 YZrxOy를 포함할 수 있으며, 여기서, X 및 Y는 제1 층 및 제2 층의 반복 수에 따른다.
실시예 8 - 이트륨 옥사이드 , 지르코늄 옥사이드 , 및 알루미늄 옥사이드 두꺼 운 층들로부터 YZr x AlyO z 코팅의 형성
제1 층은 트리스(N,N-비스(트리메틸실릴)아미드)이트륨(III), 트리스(사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 트리스(부틸사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 또는 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)이트륨(III)으로부터 선택된 적어도 하나의 전구체, 및 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택된 적어도 하나의 전구체로부터 ALD를 이용하여 성장된 이트륨 옥사이드 두꺼운 층일 수 있다. 제2 층은 지르코늄(IV) 브로마이드, 지르코늄(IV) 클로라이드, 지르코늄(IV) 3차-부톡사이드, 테트라키스(디에틸아미도)지르코늄(IV), 테트라키스(디메틸아미도)지르코늄(IV), 또는 테트라키스(에틸메틸아미도)지르코늄(IV)으로부터 선택된 적어도 하나의 전구체, 및 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택된 적어도 하나의 전구체로부터 ALD를 이용하여 성장된 지르코늄 옥사이드 두꺼운 층일 수 있다. 적어도 하나의 추가적인 층은 디에틸알루미늄 에톡사이드, 트리스(에틸메틸아미도)알루미늄, 알루미늄 2차-부톡사이드, 알루미늄 트리브로마이드, 알루미늄 트리클로라이드, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리메틸알루미늄, 또는 트리스(디에틸아미도)알루미늄으로부터 선택된 적어도 하나의 전구체, 및 H2O, O2, 또는 O3으로부터 선택된 적어도 하나의 전구체로부터 ALD를 이용하여 성장된 알루미늄 옥사이드 두꺼운 층일 수 있다. 얻어진 다중 성분 코팅은 YZrxAlyOz를 포함할 수 있으며, 여기서, X, Y, 및 Z는 제1 층, 제2 층 및 적어도 하나의 추가적인 층의 반복 수에 따른다.
상기 설명은 본 발명의 여러 구체예들의 충분한 이해를 제공하기 위해, 특정 시스템들, 구성요소들, 방법들, 등의 예들과 같은 여러 특정 세부사항들을 기술한다. 그러나, 본 발명의 적어도 일부 구체예들이 이러한 특정 세부사항들 없이 실행될 수 있다는 것이 당업자에게 인식될 것이다. 다른 경우들에서, 널리 공지된 구성요소들 또는 방법들은 상세하게 기술되어 있지 않거나, 본 발명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 방지하기 위해 단순 블록 다이아그램 포맷(simple block diagram format)으로 제시된다. 이에 따라, 기술된 특정 세부사항들은 단지 예시적인 것이다. 특정 실행예들은 이러한 예시적인 세부사항들로부터 다양할 수 있고, 또한 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 고려될 수 있다.
본 명세서 전반에 걸쳐 "일 구체예" 또는 "구체예"에 대한 언급은 그러한 구체예와 관련하여 기술된 특정 특성, 구조, 또는 특징이 적어도 하나의 구체예에 표함된다는 것을 의미한다. 이에 따라, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 위치들에서 구 "일 구체예에서" 또는 "구체예에서"의 출현들(appearances)은 반드시 모두 동일한 구체예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 용어 "또는"은 배타적(exclusive) "또는" 이기 보다 오히려 포괄적(inclusive) "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 용어 "약" 또는 "대략"이 본원에서 사용될 때, 이러한 것은 제시된 공칭값(nominal value)이 ±10% 내에서 정확함을 의미하는 것으로 의도된다.
본원의 방법들의 작업들이 특정 순서로 나타내고 기술되어 있지만, 특정 작업들이 반대 순서로 수행될 수 있거나 특정 작업이 적어도 부분적으로, 다른 작업들과 동시에 수행될 수 있도록, 각 방법의 작업들의 순서가 변경될 수 있다. 다른 구체예에서, 별개의 작업들의 지시들 또는 서브-작업들은 간헐적 및/또는 교대하는 방식으로 존재할 수 있다.
상시 설명이 제한적인 것이 아니고 예시적인 것으로 의도된다고 이해될 것이다. 여러 다른 구체예들은 상시 설명일 읽고 이해할 때 당업자에게 명백하게 될 것이다. 이에 따라, 본 발명의 범위는 이러한 청구항들이 권리를 갖는 균등물들의 전체 범위와 함께, 첨부된 청구항들을 참조로 하여 결정될 것이다.

Claims (15)

  1. 반도체 공정 챔버 부품(semiconductor process chamber component)의 표면 상에 이트륨 옥사이드 또는 이트륨 플루오라이드의 제1 필름 층을 증착시키되, 제1 필름 층은 원자층 증착 공정을 이용하여 둘 이상의 전구체들로부터 성장되고;
    반도체 공정 챔버 부품의 표면 상에 추가적인 옥사이드 또는 추가적인 플루오라이드의 제2 필름 층을 증착시키되, 제2 필름 층은 원자층 증착 공정을 이용하여 둘 이상의 추가적인 전구체들로부터 성장되고;
    제1 필름 층 및 제2 필름 층을 포함하는 다중-성분 조성물(multi-component composition)을 형성시키는 것을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 다중-성분 조성물을 형성시키는 것이 제1 필름 층 및 제2 필름 층을 포함하는 반도체 공정 챔버 부품을 어닐링시키는 것을 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 다중-성분 조성물이 하나 이상의 제1 필름 층 및 하나 이상의 제2 필름 층의 상호확산된 고체 상태 상(interdiffused solid state phase)을 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 알루미늄 옥사이드 또는 지르코늄 옥사이드를 포함하는 하나 이상의 추가적인 필름 층을 증착시키는 것을 추가로 포함하며, 하나 이상의 추가적인 필름 층이 원자층 증착 공정을 이용하여 하나 이상의 추가적인 전구체로부터 성장되는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 제1 필름 층이 제2 필름 층의 증착 전에 증착되며, 제2 필름 층이 제1 필름 층 위에 증착되는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 제1 필름 층이 이트륨 옥사이드를 포함하며, 두 개의 전구체들 중 제1 전구체가 트리스(N,N-비스(트리메틸실릴)아미드)이트륨(III), 트리스(사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 트리스(부틸사이클로펜타디에닐)이트륨(III), 또는 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)이트륨(III) 중 하나 이상을 포함하며, 두 개의 전구체들 중 제2 전구체가 H2O, O2, 또는 O3 중 하나 이상을 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 제1 필름 층이 이트륨 플루오라이드를 포함하며, 두 개의 전구체들이 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)이트륨(III) 및 TiF4를 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 제2 필름 층이 알루미늄 옥사이드를 포함하며, 두 개의 추가적인 전구체들 중 제1 전구체가 디에틸알루미늄 에톡사이드, 트리스(에틸메틸아미도)알루미늄, 알루미늄 2차-부톡사이드, 알루미늄 트리브로마이드, 알루미늄 트리클로라이드, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리메틸알루미늄, 또는 트리스(디에틸아미도)알루미늄 중 하나 이상을 포함하며, 두 개의 추가적인 전구체들 중 제2 전구체가 H2O, O2, 또는 O3 중 하나 이상을 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 제2 필름 층이 지르코늄 옥사이드를 포함하며, 두 개의 추가적인 전구체들 중 제1 전구체가 지르코늄(IV) 브로마이드, 지르코늄(IV) 클로라이드, 지르코늄(IV) 3차-부톡사이드, 테트라키스(디에틸아미도)지르코늄(IV), 테트라키스(디메틸아미도)지르코늄(IV), 또는 테트라키스(에틸메틸아미도)지르코늄(IV) 중 하나 이상을 포함하며, 두 개의 추가적인 전구체들 중 제2 전구체가 H2O, O2, 또는 O3 중 하나 이상을 포함하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 다중-성분 조성물이 하나 이상의 제1 필름 층 및 하나 이상의 제2 필름 층의 교대하는 완전한 층(alternating intact layer)을 포함하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 제1 필름 층이 제2 필름 층과 상이한 두께를 갖는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 제1 필름 층이 균일한 두께를 갖는 제1의 두꺼운 층(thick layer)이며, 균일한 두께는 두 개의 단일층들의 두께 내지 약 1 마이크로미터 범위이며, 제2 필름 층이 균일한 두께를 갖는 제2의 두꺼운 층인 방법.
  13. 제1항에 있어서, 다중-성분 조성물이 YOxFy, YAlxOy, YZrxOy 및 YZrxAlyOz로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  14. 원자층 증착 공정을 이용하여 반도체 공정 챔버 부품의 표면 상에 코팅된 이트륨 옥사이드 또는 이트륨 플루오라이드의 하나 이상의 제1 필름 층; 및
    원자층 증착 공정을 이용하여 반도체 공정 챔버 부품의 표면 상에 코팅된 추가적인 옥사이드 또는 추가적인 플루오라이드의 하나 이상의 제2 필름 층을 포함하며,
    다중-성분 코팅 조성물은 YOxFy, YAlxOy, YZrxOy 및 YZrxAlyOz로 이루어진 군으로부터 선택되는, 반도체 공정 챔버 부품의 표면을 위한 다중-성분 코팅 조성물.
  15. 제14항에 있어서,
    하나 이상의 제1 필름 층이 제1 연속 단일층을 포함하며, 하나 이상의 제2 필름 층이 제2 연속 단일층을 포함하거나;
    하나 이상의 제1 필름 층이 균일한 두께를 갖는 제1의 두꺼운 층을 포함하며, 균일한 두께는 두 개의 모노층들의 두께 내지 약 1 마이크로미터의 범위이며, 하나 이상의 제2 필름 층이 균일한 두께의 제2의 두꺼운 층을 포함하는, 다중-성분 코팅 조성물.
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