KR20210025708A - 플라즈마 프로세싱 챔버 컴포넌트들을 위한 표면 코팅 - Google Patents
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Abstract
플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법이 제공된다. 전해 산화 코팅이 컴포넌트의 표면 위에 형성되고, 전해 산화 코팅은 복수의 공극들을 갖고, 전해 산화 코팅은 두께를 갖고 복수의 공극들 중 적어도 일부는 전해 산화 코팅의 두께를 통해 연장한다. 원자 층 증착물이 전해 산화 코팅 상에 증착된다. 원자 층 증착은 복수의 사이클들을 포함하고, 사이클 각각은 제 1 반응물질을 흘리는 단계―제 1 반응물질은 전해 산화 코팅의 공극들 내에 제 1 반응물질 층을 형성하고, 제 1 반응물질 층은 전해 산화 코팅의 두께를 통해 연장함―, 제 1 반응물질의 플로우를 중단하는 단계, 제 2 반응물질을 흘리는 단계―제 2 반응물질 가스는 제 1 반응물질 층과 반응함―, 및 제 2 반응물질의 플로우를 중단하는 단계를 포함한다.
Description
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2018년 7월 26일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제 62/703,698 호의 우선권의 이익을 주장하고, 이는 모든 목적들을 위해 참조로서 본 명세서에 인용된다.
본 개시는 반도체 디바이스들의 제작에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 반도체 디바이스들을 제작하는데 사용된 플라즈마 챔버 컴포넌트들에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 프로세싱 동안, 플라즈마 프로세싱 챔버들은 반도체 디바이스들을 프로세싱하도록 사용된다. 플라즈마 프로세싱 챔버들의 컴포넌트들은 플라즈마들 및 아크 (arcing) 를 겪는다. 플라즈마들 및 아크는 컴포넌트들을 열화시킬 수도 있다.
전술한 바를 달성하기 위해 그리고 본 개시의 목적에 따라, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법이 제공된다. 전해 산화 코팅 (electrolytic oxidation coating) 이 컴포넌트의 표면 위에 형성되고, 전해 산화 코팅은 복수의 공극들을 갖고, 전해 산화 코팅은 두께를 갖고 복수의 공극들 (pores) 중 적어도 일부는 전해 산화 코팅의 두께를 통해 연장한다. 원자 층 증착물이 원자 층 증착 프로세스를 사용하여 전해 산화 코팅 상에 증착된다. 원자 층 증착 프로세스는 복수의 사이클들을 포함하고, 사이클 각각은 제 1 반응물질을 흘리는 단계―제 1 반응물질은 전해 산화 코팅의 공극들 내에 제 1 반응물질 층을 형성하고, 제 1 반응물질 층은 전해 산화 코팅의 두께를 통해 연장함―, 제 1 반응물질의 플로우를 중단하는 단계, 제 2 반응물질을 흘리는 단계―제 2 반응물질 가스는 제 1 반응물질 층과 반응함―, 및 제 2 반응물질의 플로우를 중단하는 단계를 포함한다.
또 다른 현상에서, 반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위해 구성된 컴포넌트가 제공된다. 전해 산화 코팅이 컴포넌트 바디의 표면 상에 있고, 전해 산화 코팅은 복수의 공극들을 갖고, 전해 산화 코팅은 두께를 갖고 복수의 공극들 중 적어도 일부는 전해 산화 코팅의 두께를 통해 연장한다. 원자 층 증착물이 전해 산화 코팅의 복수의 공극들을 충진한다.
또 다른 현상에서, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법이 제공된다. 세라믹 코팅이 컴포넌트의 표면 위에 형성되고, 세라믹 코팅은 복수의 공극들을 갖고, 세라믹 코팅은 두께를 갖고 복수의 공극들 중 적어도 일부는 세라믹 코팅의 두께를 통해 연장한다. 원자 층 증착물이 원자 층 증착 프로세스를 사용하여 세라믹 코팅 상에 증착되고, 원자 층 증착 프로세스는 복수의 사이클들을 포함하고, 사이클 각각은 제 1 반응물질 가스를 흘리는 단계―제 1 반응물질 가스는 세라믹 코팅의 공극들 내에 제 1 반응물질 층을 형성하고, 제 1 반응물질 층은 세라믹 코팅의 두께를 통해 연장함―, 제 1 반응물질 가스의 플로우를 중단하는 단계, 제 2 반응물질 가스를 흘리는 단계―제 2 반응물질 가스는 제 1 반응물질 층과 반응함―, 및 제 2 반응물질 가스의 플로우를 중단하는 단계를 포함한다. 원자 층 증착물의 일부가 폴리싱된다.
또 다른 현상에서, 반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위해 구성된 컴포넌트가 제공된다. 세라믹 코팅이 컴포넌트 바디의 표면 위에 있고, 세라믹 코팅은 복수의 공극들을 갖고, 세라믹 코팅은 두께를 갖고 복수의 공극들 중 적어도 일부는 세라믹 코팅의 두께를 통해 연장한다. 원자 층 증착물이 세라믹 코팅의 복수의 공극들을 충진한다. 원자 층 증착물의 표면이 폴리싱된다.
또 다른 현상에서, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법이 제공된다. 전해 산화 코팅이 컴포넌트의 표면 위에 형성된다. 분무 코팅이 전해 산화 코팅 위에 증착된다.
또 다른 현상에서, 반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위해 구성된 컴포넌트가 제공된다. 전해 산화 코팅이 컴포넌트 바디의 표면 위에 있다. 분무 코팅이 전해 산화 코팅 위에 있다.
본 개시의 이들 및 다른 특징들은 본 개시의 상세한 기술 (description) 및 이하의 도면들과 함께 아래에 보다 상세하게 기술될 것이다.
본 개시는 유사한 참조 번호들이 유사한 엘리먼트들을 참조하는 첨부된 도면들의 도면들에, 제한이 아니라 예로서 예시된다.
도 1은 일 실시 예의 고 레벨 플로우차트이다.
도 2a 내지 도 2c는 일 실시 예에 따라 프로세싱된 컴포넌트의 개략도들이다.
도 3은 일 실시 예에서 사용될 수도 있는 에칭 반응기의 개략도이다.
도 4는 또 다른 실시 예의 고 레벨 플로우차트이다.
도 5a 내지 도 5c는 일 실시 예에 따라 프로세싱된 컴포넌트의 개략도들이다.
도 6은 또 다른 실시 예의 고 레벨 플로우차트이다.
도 7a 및 도 7b는 일 실시 예에 따라 프로세싱된 컴포넌트의 개략도들이다.
도 1은 일 실시 예의 고 레벨 플로우차트이다.
도 2a 내지 도 2c는 일 실시 예에 따라 프로세싱된 컴포넌트의 개략도들이다.
도 3은 일 실시 예에서 사용될 수도 있는 에칭 반응기의 개략도이다.
도 4는 또 다른 실시 예의 고 레벨 플로우차트이다.
도 5a 내지 도 5c는 일 실시 예에 따라 프로세싱된 컴포넌트의 개략도들이다.
도 6은 또 다른 실시 예의 고 레벨 플로우차트이다.
도 7a 및 도 7b는 일 실시 예에 따라 프로세싱된 컴포넌트의 개략도들이다.
본 개시는 첨부한 도면들에 예시된 바와 같이 개시의 몇몇 실시 예들을 참조하여 이제 상세히 기술될 것이다. 이하의 기술에서, 본 개시의 완전한 이해를 제공하기 위해 수많은 구체적 상세들이 제시된다. 그러나, 본 개시가 이들 구체적인 상세들의 일부 또는 전부 없이 실시될 수도 있다는 것이 당업자들에게 명백할 것이다. 다른 예들에서, 공지된 프로세스 단계들 및/또는 구조체들은 본 개시를 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 상세히 기술되지 않았다.
이해를 용이하게 하기 위해, 도 1은 일 실시 예에서 사용된 프로세스의 고 레벨 플로우차트이다. 일 실시 예의 예에서, 전해 산화 코팅 (electrolytic oxidation coating) 이 컴포넌트의 표면 상에 형성된다 (단계 104). 전해 산화는 또한 PEO (Plasma Electrolytic Oxidation) 및 EPO (Electrolytic Plasma Oxidation) 또는 MAO (MicroArc Oxidation) 로 공지된다. 전해 산화는 금속들 상에 옥사이드 코팅들을 생성하는 방법이다. 전해 산화는 방전을 생성하기 위해 양극 산화보다 높은 전위의 AC 전압을 사용하고, PEO/EPO 플라즈마 방전의 경우에, 전해 산화 코팅의 두께를 통해 연장하는 상호 연결되고 표면 연결된 공극들 (pores) 을 갖는 결정성 금속 옥사이드 층의 전해 산화 코팅을 제공한다.
도 2a는 전해 산화 코팅 (208) 을 갖는 컴포넌트 바디 (204) 의 개략적인 단면도이다. 전해 산화 코팅 (208) 은 복수의 공극들 (212) 을 갖고, 공극들 (212) 중 일부는 개구부들을 생성한다. 개구부들은 전해 산화 코팅 (208) 의 두께를 통해 컴포넌트 바디 (204) 의 표면으로 연장한다. 공극들 (212) 은 축척대로 도시되지 않고, 이 실시 예의 동작을 보다 잘 예시하기 위해 확대된 폭으로 도시된다. 또한, 공극들 (212) 은 훨씬 더 불규칙하고 구불구불할 수도 있다. 개략적인 예시는 실시 예의 동작의 보다 나은 이해를 용이하게 하기 위한 것이다. 이 실시 예에서, 컴포넌트 바디 (204) 는 알루미늄으로 이루어진다. 다른 실시 예들에서, 컴포넌트 바디 (204) 는 양극 산화된 알루미늄 또는 세라믹 바디로 이루어진다. 이 실시 예에서, 전해 산화 코팅 (208) 은 알루미나를 포함한다. 다른 실시 예들에서, 전해 산화 코팅 (208) 은 알루미늄, 티타늄, 또는 마그네슘 중 적어도 하나의 옥사이드들 또는 플루오르화된 옥사이드들을 포함한다.
컴포넌트 바디 (204) 가 세라믹이고 그리고/또는 금속만이 아니면, 금속 층이 컴포넌트 바디 (204) 의 표면 상에 증착될 수도 있다. 금속 층은 물리적 기상 증착, 금속 이온들을 함유하는 용액으로부터의 전기화학적 증착에 의해, 또는 컴포넌트 바디 (204) 의 표면 상에 직접 금속의 3D 프린팅에 의해 증착될 수도 있다. 전해 산화는 증착된 금속 층 상에서 수행될 것이다.
알루미늄 컴포넌트 바디 (204) 를 위한 플라즈마 전해 프로세스에서, 적어도 200 V의 고 전압이 인가된다. 고 전압은 방전 및 국부화된 플라즈마를 생성하는 알루미늄 옥사이드 막의 유전체 파괴 전위를 초과한다. 고 바이어스, 방전, 및 플라즈마는 국부적인 고온을 생성한다. 이들 조건들은 발생하는 금속 옥사이드의 소결, 용융 및 치밀화를 발생시킬 수도 있다. 일 실시 예에서, 전해 산화 코팅 (208) 의 두께는 25 ㎛보다 두껍다.
표면 처리가 전해 산화 코팅 (208) 에 제공된다 (단계 106). 이 예에서, 표면 처리는 150 ℃ 내지 320 ℃ 범위의 온도에서 오존의 플로우에 전해 산화 코팅 (208) 을 노출시킴으로써 제공된다. 이 표면 처리는 특정한 레벨의 세정을 제공하고, 후속 ALD 프로세스를 위해 표면을 준비한다. 표면에 하이드로카본들, 물 또는 다른 오염물질들이 없고, 금속 전구체와 반응물질들을 흡수하기 위해 활성화된 산소 라디칼들을 갖는 것이 중요하다. 대안적인 실시 예에서, 표면 처리는 하이드로카본들을 연소시키고, 표면들로부터 물을 제거하기 위해 불활성 가스의 복수의 퍼지 사이클들을 사용하여 고온에서 제공된다.
이어서 원자 층 증착 (Atomic Layer Deposition; ALD) 프로세스가 제공된다 (단계 108). 원자 층 증착 프로세스 (단계 108) 는 복수의 사이클들을 포함한다. 이 예에서, 사이클 각각은 제 1 반응물질을 제공하는 단계 (단계 112), 제 1 반응물질을 퍼지하는 단계 (단계 114), 제 2 반응물질을 제공하는 단계 (단계 116), 및 제 2 반응물질을 퍼지하는 단계 (단계 118) 를 포함한다. 이 실시 예에서, 전해 산화 코팅 (208) 으로 공극들 (212) 의 표면을 커버하기 위한 알루미늄 옥사이드 (Al2O3) ALD 막의 증착을 위해 약 150 ℃ 내지 320 ℃의 온도로 유지된다.
이 실시 예에서, 제 1 반응물질을 제공하는 단계 (단계 112) 는 500 내지 200 sccm의 트리메틸알루미늄 (Al2(CH3)6) 의 플로우를 제공하는 단계를 포함한다. 트리메틸알루미늄의 양은 반응기 사이즈 및 반응기 내에 동시에 배치된 컴포넌트들 (204) 의 수에 따라 가변한다. 제 1 반응물질은 공극들 (212) 의 표면들을 포함하는 전해 산화 코팅 (208) 의 표면들 상에 제 1 반응물질 층, 알루미늄 함유 층을 형성한다. 제 1 반응물질의 플로우는 10 초 내지 30 초 후에 중단된다. 10 초 내지 30 초는 일반적으로 컴포넌트 바디 (204) 의 표면 상에 흡수된 알루미늄 (Al) 및 메틸 라디칼들 (CH3) 의 단층을 형성하기에 충분하다.
제 1 반응물질을 퍼지하는 단계 (단계 114) 는 질소를 흘리는 단계를 포함한다. 질소의 플로우는 반응기 내에 남아있는 제 1 반응물질을 밀어낸다 (displace).
이 실시 예에서, 제 2 반응물질을 제공하는 단계 (단계 116) 는 수증기의 플로우를 제공하는 단계를 포함한다. 수증기는 제 1 반응물질 층에서 알루미늄을 가수분해함으로써 제 1 반응물질 층과 반응한다. 제 2 반응물질의 플로우는 10 초 내지 30 초 후에 중단된다.
제 2 반응물질을 퍼지하는 단계 (단계 118) 는 질소를 흘리는 단계를 포함한다. 질소의 플로우는 반응기 내에 남아있는 제 2 반응물질을 밀어낸다.
제 1 반응물질 및 제 2 반응물질 각각은 하프-사이클로 규정되는 컴포넌트 바디 (204) 표면 상에서 흡수되고 반응한다. 흡수는 일 원자 층으로 제한된다. 이들 2 개의 반응물질들은 약 1 Å 두께의 ALD 막, 예를 들어 Al2O3의 박층을 구축한다. 프로세스는 목표된 막 두께가 달성될 때까지 반복된다. 도 2b는 원자 층 증착 프로세스 (단계 108) 의 복수의 사이클들 후 컴포넌트 바디 (204) 의 표면 위에 전해 산화 코팅 (208) 을 갖는 컴포넌트 바디 (204) 의 개략적인 단면도이다. 원자 층 증착물 (216) 이 증착되었다. 이 예에서, 복수의 사이클들 후에, ALD (216) 는 이들의 폭으로 인해 2 개의 공극들 (212a, 212b) 만을 부분적으로 충진할 수 있다. 제 3 공극 (212c) 은 보다 얇고, ALD (216) 에 의해 완전히 충진된다. ALD (216) 는 전해 산화 코팅 (208) 의 두께를 통해 컴포넌트 바디 (204) 로 연장한다. ALD (216) 는 컴포넌트 바디 (204) 의 표면이 노출되지 않도록 컴포넌트 바디 (204) 의 노출된 부분들을 커버한다. ALD 프로세스는 모든 공극들 (212) 이 완전히 충진될 때까지 계속되고 반복된다 (단계 108). 도 2c는 공극들 (212) 이 ALD (216) 에 의해 완전히 충진된 후 전해 산화 코팅 (208) 을 갖는 컴포넌트 바디 (204) 의 개략적인 단면도이다.
컴포넌트 바디 (204) 는 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 장착된다 (단계 120). 플라즈마 프로세싱 챔버는 기판을 프로세싱하도록 사용된다 (단계 124). 기판을 프로세싱하기 위해 챔버 내에서 플라즈마가 생성된다. 이러한 프로세싱은 기판을 에칭할 수도 있다. 기판을 프로세싱하는 단계 (단계 124) 는 컴포넌트 바디 (204) 를 플라즈마에 노출시킨다.
도 3은 장착된 컴포넌트 바디 (204) 를 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버 (300) 의 개략도이다. 플라즈마 프로세싱 챔버 (300) 는 한정 링들 (confinement rings) (302), 상부 전극 (304), 하부 전극 (308), 가스 소스 (310), 라이너 (362), 및 배기 펌프 (320) 를 포함한다. 이 예에서, 컴포넌트 바디 (204) 는 라이너 (362) 이다. 플라즈마 프로세싱 챔버 (300) 내에서, 웨이퍼 (366) 가 하부 전극 (308) 상에 위치된다. 에지 링 (312) 이 웨이퍼 (366) 를 둘러싼다. 하부 전극 (308) 은 웨이퍼 (366) 를 홀딩하기에 적합한 기판 척킹 메커니즘 (예를 들어, 정전기, 기계적 클램핑, 등) 을 포함한다. 반응기 상단부 (328) 는 하부 전극 (308) 바로 맞은편에 배치된 상부 전극 (304) 을 포함한다. 상부 전극 (304), 하부 전극 (308), 및 한정 링들 (302) 은 한정된 플라즈마 볼륨 (340) 을 규정한다.
가스는 가스 소스 (310) 에 의해 가스 유입구 (343) 를 통해 한정된 플라즈마 볼륨 (340) 에 공급된다. 가스는 한정된 플라즈마 볼륨 (340) 으로부터 한정 링들 (302) 및 배기 펌프 (320) 에 의해 배기 포트를 통해 배기된다. 무선 주파수 (Radio Frequency; RF) 전력 소스 (348) 가 하부 전극 (308) 에 전기적으로 연결된다.
챔버 벽들 (352) 이 컴포넌트 바디 (204), 한정 링들 (302), 상부 전극 (304), 및 하부 전극 (308) 을 둘러싼다. 컴포넌트 바디 (204) 는 한정 링들 (302) 을 통과하는 가스 또는 플라즈마가 챔버 벽들 (352) 과 콘택트하는 것을 방지한다. 제어기 (335) 가 RF 전력 소스 (348), 배기 펌프 (320), 및 가스 소스 (310) 에 제어 가능하게 연결된다. 플라즈마 프로세싱 챔버 (300) 는 CCP (Capacitively Coupled Plasma) 반응기 또는 ICP (Inductively Coupled Plasma) 반응기일 수도 있다. 표면파, 마이크로파, 또는 ECR (Electron Cyclotron Resonance) 과 유사한 다른 소스들이 사용될 수도 있다.
차세대 유전체 메모리 툴들은 이전 툴들보다 높은 RF 전력들에서 동작한다. 이러한 차세대 유전체 메모리 툴들은 하부 전극 (308) 에 사용된 정전 척 (electrostatic chuck; ESC) 베이스플레이트와 챔버 상의 다양한 에지 하드웨어, 예컨대 에지 링들 (312), 접지 링들 및 커플링 링들 사이의 아크 (arcing) 고장들을 보였다. 아크 고장들은 차세대 툴들의 모든 고장들의 50 ％ 이상을 차지한다. 이러한 고장들을 방지하기 위해 베이스플레이트 또는 다른 부품의 스탠드오프 (stand-off) 전압이 상승되어야 한다.
이론에 얽매이지 않고, 플라즈마 프로세싱 동안, 화학물질이 전해 산화 코팅 (208) 의 공극들 (212) 내에 흡착되어 전도성 경로를 제공한다고 여겨진다. 전도성 경로는 아크를 용이하게 할 수 있다. 공극들 (212) 을 원자 층 증착물 (216) 로 충진하는 것은 이러한 아크를 방지하고, 파괴 성능의 개선으로 이끈다. ALD 재료는 고 저항률과 함께 비 전도성이어야 한다. 또한, 원자 층 증착물 (216) 로 공극들 (212) 로의 충진은 침투를 방지하도록 공극들 (212) 을 폐쇄하고, 따라서 플라즈마의 라디칼들이 컴포넌트 바디 (204) 에 도달하는 것을 방지한다.
발생하는 전해 산화 코팅 (208) 은 화학적 열화 및 아크에 내성이 있다. 일부 실시 예들에서, ALD 프로세스 (단계 108) 는 단위 두께 기준으로 200 ％까지 아크를 견디기 위해 전해 산화 코팅 (208) 의 능력을 증가시킨다. 실험 데이터는 PEO를 사용하여 50 ㎛의 두께로 증착된 전해 산화 코팅 (208) 이 ALD (216) 없이 약 1.7 kV (킬로볼트) 의 스탠드 오프 전압을 갖는다는 것을 발견하였다. 동일한 전해 산화 코팅 (208) 은 ALD (216) 가 부가된 후 약 3.0 내지 4.0 kV의 스탠드오프 전압을 갖는다. 따라서, ALD (216) 의 부가는 유전체 강도를 약 2 배로 증가시킨다. 결과로서, 이러한 컴포넌트들 (204) 을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버 (300) 는 보다 적은 결함들을 가질 것이다. 또한, 이러한 시스템들의 고장 레이트들은 감소하고, 컴포넌트들 (204) 의 교체들 사이의 시간을 증가시킨다.
다양한 실시 예들에서, ALD 프로세스 (단계 108) 는 세리아, 지르코니아, 란타늄 옥사이드, 이트리아 (Y2O3), 알루미나 (Al2O3), 알루미늄 나이트라이드 (AlN), 알루미늄 카바이드 (Al2C3), 또는 이트륨 아이오다이드 (Y2I3) 와 같은 금속 함유 재료의 유전체 원자 층 증착 (216) 을 형성하도록 사용될 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 이들 막 조성들의 혼합물이 활용될 수 있고, 예를 들어, Y2O3는 플라즈마 프로세싱 챔버 (300) 내에서 전해 산화 코팅 (208) 의 불소 부식 내성을 향상시키기 위해 Al2O3와 인터레이될 (interlaid) 수 있다. Y2O3는 수증기와 함께 이트륨 전구체, 예를 들어, 이트륨 사이클로메타펜타디엔3 (yttrium cyclomethapentadiane3) 을 사용함으로써 생성된다. 다양한 실시 예들에서, 금속 함유 재료의 유전체 층들은 금속 옥사이드, 금속 나이트라이드, 금속 카바이드, 또는 금속 아이오다이드이다. 다른 실시 예들에서, 상기 재료들의 플루오르화된 버전들, 예컨대 AlF3, AlOF, 이트륨 플루오라이드 (YF3), 또는 이트륨 옥시플루오라이드 (YOF) 가 생성될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 제 1 반응물질은 트리메틸알루미늄일 수도 있고, 제 2 반응물질은 수증기이다. 다양한 실시 예들에서, ALD 프로세스 (단계 108) 는 상이한 재료들의 교번하는 층들을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 알루미나 및 이트리아의 교번하는 층들이 일 실시 예에서 제공될 수도 있다. 다양한 실시 예들에서, 제 1 퍼지 (단계 114) 및/또는 제 2 퍼지 (단계 118) 가 사용되지 않을 수도 있다.
전해 산화 코팅 (208) 은 98 ％ 미만의 밀도를 가질 수도 있어서, 공극들 (212) 은 체적으로 2 ％ 초과의 전해 산화 코팅 (208) 을 구성하고, 2 ％ 초과의 다공성을 제공한다. 바람직하게, 전해 산화 코팅 (208) 은 적어도 25 ㎛ 및 500 ㎛ 미만의 두께를 갖는다. 또 다른 예시적인 실시 예에서, 두께는 50 ㎛ 내지 400 ㎛이다. 또 다른 예시적인 실시 예에서, 전해 산화 코팅 (208) 은 적어도 200 ㎛의 두께를 갖는다. 또 다른 예시적인 실시 예에서, 전해 산화 코팅 (208) 은 적어도 300 ㎛의 두께를 갖는다. PEO에 의해 형성된 전해 산화 코팅 (208) 에 대해, 다공성은 20 ％보다 클 수도 있다.
다양한 실시 예들에서, 컴포넌트 바디 (204) 는 한정 링들, 에지 링들 (312), 정전 척, 접지 링들, 챔버 라이너들, 도어 라이너들, 또는 다른 컴포넌트들 (204) 과 같은 플라즈마 프로세싱 챔버의 다른 부품일 수도 있다. 플라즈마 프로세싱 챔버 (300) 는 유전체 프로세싱 챔버 또는 도체 프로세싱 챔버일 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 모든 표면들이 아닌 하나 이상의 표면들이 코팅된다. 다양한 실시 예들은 평평한 표면들, 코너링된 반경들, 고 종횡비 홀들, 및 헬륨 채널들을 허용하는 전해 산화 코팅들 (208) 을 제공한다. 일부 실시 예들에서, 컴포넌트 바디 (204) 는 알루미늄으로 이루어진 부품일 수도 있다. 다른 실시 예들에서, 컴포넌트 바디 (204) 는 표면 코팅을 갖는 알루미늄 부품일 수도 있다. 표면 코팅은 알루미늄과 전해 산화 코팅 (208) 사이의 열적 미스매칭을 감소시킬 수도 있다.
컴포넌트 바디 (204) 가 플라즈마 프로세싱 챔버 (300) 내에 장착되거나 (단계 120) 플라즈마 프로세싱 챔버 (300) 내에서 사용되기 (단계 124) 전에 컴포넌트 바디 (204) 상에서 부가적인 프로세싱이 수행될 수도 있다. 예를 들어, 제 2 코팅이 전해 산화 코팅 (208) 위에 분무될 (spray) 수도 있다. 제 2 코팅은 공극들을 가질 수도 있다. 그러나, 제 2 코팅과 컴포넌트 바디 (204) 사이의 전해 산화 코팅 (208) 이 ALD (216) 로 충진된 공극들 (212) 을 갖기 때문에, 아크 및 화학적 열화가 방지된다.
일 실시 예에서, 컴포넌트 바디 (204) 는 알루미늄이고, 전해 산화 코팅 (208) 은 0.0005 인치 (0.00127 ㎜) 내지 0.005 인치 (0.0127 ㎜) 두께의 전해 산화 코팅 (208) 을 제공함으로써 형성된다. 또 다른 실시 예에서, 전해 산화 코팅 (208) 은 0.001 인치 (0.0254 ㎜) 내지 0.040 인치 (1.016 ㎜) 의 두께를 갖는다. 다양한 실시 예들에서, 공극들 (212) 은 1 ㎛ 미만의 폭을 갖는다. 일부 실시 예들에서, 원자 층 증착을 위해 알루미늄 함유 반응물질을 사용하여, 1000:1보다 큰 가스 수송이 300 ℃ 초과 온도에서 제공된다. 이는 가스가 공극 (212) 을 통해 이동할 수 있는 거리 대 공극 (212) 의 폭의 비율이 1000:1보다 크다는 것을 의미한다.
다양한 실시 예들에서, 제 1 반응물질은 유기분자의 단부에서 금속-리간드에 부착된 유기분자일 수도 있고, 제 2 반응물질들은 수증기 또는 오존과 같은 산화제일 수도 있다. 유기분자는 컴포넌트 바디 (204) 를 형성하는 재료의 용융점 미만의 온도에서 반응성이다. 예를 들면, 유기 분자는 50 ℃ 이하의 온도에서 분해되거나 흡수된다.
다양한 실시 예들은 평탄한 표면을 제공한다. 발생하는 표면은 머시닝될 수도 있다. ALD 프로세스는 매우 느린 프로세스이지만 고품질 층을 제공한다. 다양한 실시 예들은 순수 ALD 프로세스에 의해서만 형성된 코팅보다 보다 다공성이거나 보다 낮은 품질의 전해 산화 코팅 (208) 을 형성하는 보다 빠른 방법을 사용함으로써, 순수 ALD 프로세스만을 사용하는 것보다 빠르게 층을 제공할 수 있다. ALD 프로세스 (단계 108) 를 사용하여 공극들 (212) 은 충진되고, 품질이 개선된다. 결과로서, 층은 순수 ALD 프로세스만을 사용함으로써 형성된 층에 가까운 다공성과 함께, 순수 ALD 프로세스만을 사용하는 것보다 빠르게 증착된다. 공극들 (212) 이 전해 산화 코팅 (208) 과 유사하거나 동일한 특성들을 갖는 재료들로 충진되기 때문에, 전해 산화 코팅 (208) 과 ALD 프로세스 (단계 108) 에 의해 증착된 공극들 (212) 을 충진하는 재료 사이에 열 팽창 미스매칭이 없다. 전해 산화 코팅 (208) 및 ALD (216) 는 폴리머들을 갖지 않는 보호 층을 형성한다. 폴리머들은 플라즈마에서 보다 쉽게 분해된다. 발생하는 층은 보다 부식 내성이 있다. 다양한 실시 예들에서, 공극들 (212) 이 ALD (216) 로 충진될 때, ALD (216) 는 컴포넌트 바디 (204) 가 노출되지 않도록 전해 산화 코팅 (208) 의 두께를 통해 연장한다. 다양한 실시 예들에서, ALD (216) 는 컴포넌트 바디 (204) 가 노출되지 않도록 공극들 (212) 을 캡핑한다 (cap).
예시적인 실시 예에서, ALD (216) 는 최소 포켓들로 공극들 (212) 을 충진한다. 이러한 실시 예에서, 컴포넌트 바디 (204) 는 노출되지 않는다. 다른 실시 예들에서, ALD (216) 는 포켓들을 가질 수도 있다. 이러한 실시 예들에서, ALD (216) 는 컴포넌트 바디 (204) 가 노출되지 않도록 컴포넌트 바디 (204) 로 연장하고 이를 커버한다.
상기 예 및 다른 실시 예들에서, ALD 프로세스 (단계 108) 는 플라즈마리스 (plasmaless) 프로세스이다. 다른 실시 예들에서, ALD 프로세스 (단계 108) 는 수증기 대신 오존을 사용한다. 다양한 실시 예들이 표면 처리 단계 (단계 106) 없이 수행될 수도 있다.
이해를 용이하게하기 위해, 도 4는 또 다른 실시 예에서 사용된 프로세스의 고 레벨 플로우차트이다. 일 실시 예의 예에서, 세라믹 코팅이 컴포넌트의 표면 상에 형성된다 (단계 404). 이 예에서, 세라믹 코팅은 플라즈마 분무를 사용하여 증착된다 (단계 404). 도 5a는 세라믹 코팅 (508) 을 갖는 컴포넌트 바디 (504) 의 개략적인 단면도이다. 세라믹 코팅 (508) 은 컴포넌트 바디 (504) 의 표면 상에 플라즈마 분무된다. 세라믹 코팅 (508) 은 복수의 공극들 (512) 을 갖고, 공극들 (512) 중 일부는 개구부들을 생성한다. 개구부들은 세라믹 코팅 (508) 의 두께를 통해 컴포넌트 바디 (504) 의 표면으로 연장한다. 공극들 (512) 은 축척대로 도시되지 않고, 이 실시 예의 동작을 보다 잘 예시하기 위해 확대된 폭으로 도시된다. 또한, 공극들 (512) 은 훨씬 더 불규칙하고 구불구불할 수도 있다. 개략적인 예시는 실시 예의 동작의 보다 나은 이해를 용이하게 하기 위한 것이다. 이 실시 예에서, 컴포넌트 바디 (504) 는 양극 산화된 알루미늄으로 이루어진다. 다른 실시 예들에서, 컴포넌트 바디 (504) 는 알루미늄 또는 세라믹 바디로 이루어진다. 이 실시 예에서, 세라믹 코팅 (508) 은 알루미나를 포함한다. 다른 실시 예들에서, 세라믹 코팅 (508) 은 알루미나, 이트륨 옥사이드 (yttria), 알루미늄 카바이드, 이트륨 아이오다이드 세리아, 지르코니아, 플루오르화된 이트리아, 알루미늄 나이트라이드, 또는 란타늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함한다. 다양한 실시 예들에서, 세라믹 코팅 (508) 은 PEO (Plasma Electrolytic Oxide), 양극 산화, 또는 세라믹 분무 중 하나 이상에 의해 도포된다.
플라즈마 분무는 열 분무의 일 타입이다. 플라즈마 분무를 위해, 토치가 2 개의 전극들 사이에 전위를 인가함으로써 형성되고, 가속화된 가스의 이온화 (플라즈마) 를 초래한다. 이 타입의 토치들은 수천 ℃의 온도에 쉽게 도달할 수 있고, 세라믹과 같은 고 용융점 재료들을 액화한다. 목표된 재료의 입자들은 제트 (jet) 로 주입된다. 입자들은 용융되거나 가소화된 (plasticize) 재료가 컴포넌트 바디 (504) 의 표면을 코팅하도록 용융되고 기판을 향해 가속화된다. 재료는 냉각되어, 고체, 컨포멀한 (conformal) 세라믹 코팅 (508) 을 형성한다. 플라즈마 분무 프로세스들은 기상 증착 프로세스들과 구별된다. 증기 증착 프로세스들은 플라즈마 분무 프로세스들에 의해 사용된 용융된 재료를 분무하는 대신 기화된 재료를 사용한다.
이 실시 예에서, 세라믹 코팅 (508) 의 두께는 25 ㎛보다 두껍다. 세라믹 코팅 (508) 을 플라즈마 분무하기 위한 레시피의 예에서, 캐리어 가스가 아크 캐비티를 통해 그리고 노즐을 통해 밖으로 푸시된다. 캐비티에서, 캐소드 및 애노드는 아크 캐비티의 부분들을 포함한다. 캐소드 및 애노드는 캐리어 가스가 이온화되어 플라즈마를 형성하기 시작할 때까지 큰 직류 (DC) 바이어스 전압으로 유지된다. 이어서 고온의, 이온화된 가스는 토치를 형성하는 노즐을 통해 푸시된다. 노즐 근방의 챔버 내로 수십 ㎛ 사이즈의 유체화된 (fludized) 세라믹 입자들이 주입된다. 이들 입자들은 플라즈마 토치 내의 고온, 이온화된 가스에 의해 세라믹의 용융 온도를 초과하는 온도로 가열된다. 플라즈마 및 용융된 세라믹의 제트는 이어서 컴포넌트 바디 (504) 를 향한다. 입자들은 컴포넌트 바디 (504) 에 영향을 주어 세라믹 코팅 (508) 을 형성하도록 평탄화되고 냉각된다.
표면 처리가 세라믹 코팅 (508) 에 제공된다 (단계 406). 이 예에서, 표면 처리는 150 ℃ 내지 320 ℃ 범위의 온도에서 오존의 플로우에 세라믹 코팅 (508) 을 노출시킴으로써 제공된다. 이 표면 처리는 특정한 레벨의 세정을 제공하고, 후속 ALD 프로세스를 위해 표면을 준비한다. 표면에 하이드로카본들 또는 다른 오염물질들이 없고, 금속 전구체와 제 1 반응물질을 흡수하기 위해 활성화된 산소 라디칼들을 갖는 것이 중요하다.
이어서 ALD 프로세스가 제공된다 (단계 408). 원자 층 증착 프로세스 (단계 408) 는 복수의 사이클들을 포함한다. 이 예에서, 사이클 각각은 제 1 반응물질을 제공하는 단계 (단계 412), 제 1 반응물질을 퍼지하는 단계 (단계 414), 제 2 반응물질을 제공하는 단계 (단계 416), 및 제 2 반응물질을 퍼지하는 단계 (단계 418) 를 포함한다. 이 실시 예에서, 세라믹 코팅 (508) 으로 공극들 (512) 의 표면을 커버하기 위한 알루미늄 옥사이드 (Al2O3) ALD 막의 증착을 위해 약 150 ℃ 내지 320 ℃의 온도로 유지된다. 이 실시 예에서, 제 1 반응물질을 제공하는 단계 (단계 112) 는 500 내지 200 sccm의 트리메틸알루미늄 (Al2(CH3)6) 의 플로우를 제공하는 단계를 포함한다. 트리메틸알루미늄의 양은 반응기 사이즈 및 반응기 내에 동시에 배치된 컴포넌트 바디들 (504) 의 수에 따라 가변한다. 제 1 반응물질은 공극들 (512) 의 표면들을 포함하는 세라믹 코팅 (508) 의 표면들 상에 제 1 반응물질 층, 알루미늄 함유 층을 형성한다. 제 1 반응물질의 플로우는 10 초 내지 30 초 후에 중단된다. 10 초 내지 30 초는 일반적으로 컴포넌트 바디 (504) 표면 상에 흡수된 알루미늄 (Al) 및 메틸 라디칼들 (CH3) 의 단층을 형성하기에 충분하다.
제 1 반응물질을 퍼지하는 단계 (단계 414) 는 질소를 흘리는 단계를 포함한다. 이 실시 예에서, 제 2 반응물질을 제공하는 단계 (단계 416) 는 수증기의 플로우를 제공하는 단계를 포함한다. 수증기는 제 1 반응물질 층에서 알루미늄을 가수분해함으로써 제 1 반응물질 층과 반응한다. 제 2 반응물질의 플로우는 10 초 내지 30 초 후에 중단된다. 제 2 반응물질을 퍼지하는 단계 (단계 418) 는 질소를 흘리는 단계를 포함한다. 이들 반응물질들 각각은 하프-사이클로 규정되는 컴포넌트 바디 (504) 표면 상에서 흡수되고 반응한다. 흡수는 일 원자 층으로 제한된다. 이들 2 개의 반응물질들은 약 1 Å 두께의 ALD 막, 예를 들어, Al2O3에 대한 박층을 구축한다. ALD 프로세스는 모든 공극들 (512) 이 완전히 충진될 때까지 계속된다 (단계 408). 도 5b는 공극들 (512) 이 ALD (516) 에 의해 완전히 충진된 후 세라믹 코팅 (508) 을 갖는 컴포넌트 바디 (504) 의 개략적인 단면도이다.
이어서 표면이 폴리싱된다 (단계 420). 이 예에서, 폴리싱 프로세스는 평탄한 폴리싱된 ALD 표면을 제공하도록, 공극들 (512) 을 충진하지 않고 또한 컴포넌트 바디 (504) 의 표면을 폴리싱할 수도 있는 ALD (516) 의 부분들을 제거한다.
컴포넌트 바디 (504) 는 플라즈마 프로세싱 챔버 내에 장착된다 (단계 424). 플라즈마 프로세싱 챔버는 기판을 프로세싱하도록 사용된다 (단계 428). 플라즈마는 웨이퍼 (366) 를 프로세싱하기 위해 챔버 내에서 생성된다. 이러한 프로세싱은 웨이퍼 (366) 상의 스택을 에칭할 수도 있다. 웨이퍼 (366) 를 프로세싱하는 단계 (단계 428) 는 컴포넌트 바디 (504) 를 플라즈마에 노출시킨다.
이 실시 예에서, ALD (516) 및 컴포넌트 바디 (504) 의 폴리싱은 보다 평탄한 마감된 표면을 제공한다. 실험들은 ALD (516) 가 없는 플라즈마 분무 코팅들에 대해 약 20 V/㎛의 유전체 강도를 갖는다는 것을 발견하였다. 동일한 코팅들은 ALD (516) 가 부가된 후 약 40 V/㎛ 이상의 유전체 강도를 갖는다. 따라서, ALD (516) 의 부가는 유전체 강도를 약 4 배 증가시킨다.
도 6은 또 다른 실시 예에서 사용된 프로세스의 고 레벨 플로우차트이다. 일 실시 예의 예에서, 전해 산화 코팅이 컴포넌트의 표면 상에 형성된다 (단계 604). 도 7a는 전해 산화 코팅 (708) 을 갖는 컴포넌트 바디 (704) 의 개략적인 단면도이다. 전해 산화 코팅 (708) 은 복수의 공극들 (712) 을 갖고, 공극들 (712) 중 일부는 개구부들을 생성한다. 개구부들은 전해 산화 코팅 (708) 의 두께를 통해 컴포넌트 바디 (704) 의 표면으로 연장한다. 공극들 (712) 은 축척대로 도시되지 않고, 이 실시 예의 동작을 보다 잘 예시하기 위해 확대된 폭으로 도시된다. 또한, 공극들 (712) 은 훨씬 더 불규칙하고 구불구불할 수도 있다. 개략적인 예시는 실시 예의 동작의 보다 나은 이해를 용이하게 하기 위한 것이다. 이 실시 예에서, 컴포넌트 바디 (704) 는 알루미늄으로 이루어진다. 이 실시 예에서, 전해 산화 코팅 (708) 은 알루미늄, 티타늄, 또는 마그네슘 중 적어도 하나의 옥사이드들 또는 플루오르화된 옥사이드들을 포함한다.
분무 코팅이 전해 산화 코팅 (708) 위에 증착된다 (단계 612). 도 7b는 분무 코팅 (716) 이 전해 산화 코팅 (708) 상에 증착된 후 전해 산화 코팅 (708) 을 갖는 컴포넌트 바디 (704) 의 개략적인 단면도이다. 분무 코팅 (716) 은 전해 산화 코팅 (708) 내의 공극들 (712) 을 부분적으로 충진할 수도 있다. 분무 코팅 (716) 은 전해 산화 코팅 (708) 내의 공극들 (712) 을 커버한다. 분무 코팅 (716) 은 공극들 (720) 을 갖는다. 일반적으로, 분무 코팅 (716) 의 공극들 (720) 은 전해 산화 코팅 (708) 의 공극들 (712) 과 정렬되지 않는다. 그러나, 분무 코팅 (716) 내의 일부 공극들 (720) 은 전해 산화 코팅 (708) 내의 일부 공극들 (712) 과 정렬될 수도 있다. 플라즈마 분무 코팅들은 기판을 보호하기 위해 치밀해야 하고, 높은 유전체 파괴 전압을 얻기 위해 두꺼워야 한다. 이러한 조합은 열적 사이클링 동안 균열되기 쉽다. 대신에, PEO 위에 플라즈마 분무 코팅이 도포된다면―PEO는 열적 사이클링 동안 훨씬 보다 안정함―, 보다 높은 누적 파괴 전압을 달성하기 위해 보다 덜 치밀한 분무 코팅이 도포될 수 있다. 발생하는 코팅은 균열이 덜 발생하기 쉬울 것이다.
본 개시가 몇몇의 실시예들의 측면에서 기술되었지만, 본 개시의 범위 내에 속하는 변경들, 수정들, 치환들, 및 다양한 대체 등가물들이 있다. 또한 본 개시의 방법들 및 장치들을 구현하는 많은 대안적인 방식들이 있다는 것에 유의해야 한다. 따라서 이하의 첨부된 청구항들은 본 개시의 진정한 정신 및 범위 내에 속하는 이러한 변경들, 치환들, 및 다양한 대체 등가물들을 모두 포함하는 것으로 해석되는 것이 의도된다.
Claims (44)
- 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법에 있어서,
컴포넌트의 표면 위에 전해 산화 코팅 (electrolytic oxidation coating) 을 형성하는 단계로서, 상기 전해 산화 코팅은 복수의 공극들 (pores) 을 갖고, 상기 전해 산화 코팅은 두께를 갖고 상기 복수의 공극들 중 적어도 일부는 상기 전해 산화 코팅의 상기 두께를 통해 연장하는, 상기 전해 산화 코팅을 형성하는 단계; 및
원자 층 증착 프로세스를 사용하여 상기 전해 산화 코팅 상에 원자 층 증착물을 증착하는 단계를 포함하고, 상기 원자 층 증착 프로세스는 복수의 사이클들을 포함하고, 상기 사이클 각각은,
제 1 반응물질을 흘리는 단계로서, 상기 제 1 반응물질은 상기 전해 산화 코팅의 상기 공극들 내에 제 1 반응물질 층을 형성하고, 상기 제 1 반응물질 층은 상기 전해 산화 코팅의 상기 두께를 통해 연장하는, 상기 제 1 반응물질을 흘리는 단계;
상기 제 1 반응물질의 플로우를 중단하는 단계;
제 2 반응물질을 흘리는 단계로서, 상기 제 2 반응물질은 상기 제 1 반응물질 층과 반응하는, 상기 제 2 반응물질을 흘리는 단계; 및
상기 제 2 반응물질의 플로우를 중단하는 단계를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전해 산화 코팅은 알루미늄, 티타늄, 또는 마그네슘 중 적어도 하나의 옥사이드들 또는 플루오르화된 옥사이드들을 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 컴포넌트는 알루미늄, 양극 산화된 알루미늄, 또는 세라믹 중 적어도 하나를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전해 산화 코팅은 25 ㎛보다 두꺼운, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전해 산화 코팅의 다공성은 2 ％보다 큰, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 원자 층 증착물은 세리아, 지르코니아, 란타늄 옥사이드, 이트리아, 알루미나, 알루미늄 나이트라이드, 알루미늄 카바이드, 또는 이트륨 아이오다이드 (yttrium iodide) 중 적어도 하나를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 원자 층 증착물은 알루미나를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 반응물질은 트리메틸알루미늄을 포함하고 그리고 상기 제 2 반응물질은 수증기 또는 오존을 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전해 산화 코팅 상에 원자 층 증착물을 증착하는 단계는 플라즈마리스 (plasmaless) 프로세스인, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 전해 산화 코팅을 형성한 후 그리고 상기 원자 층 증착물을 증착하기 전에 표면 처리를 제공하는 단계를 더 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 표면 처리를 제공하는 단계는 상기 전해 산화 코팅을 오존의 플로우에 노출하는 단계 또는 열 및 불활성 가스를 사용하여 퍼지하는 단계를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 원자 층 증착물은 알루미나, 이트리아, 세리아, 지르코니아, 또는 란타늄 옥사이드 중 적어도 2 개의 층들을 교번하는 층들을 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 원자 층 증착 프로세스의 사이클들 각각은 단층을 증착하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 반응물질은 금속 리간드를 갖는 유기 분자를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 2 반응물질은 수증기 또는 오존을 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 컴포넌트는 정전 척을 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 원자 층 증착물을 폴리싱하는 단계를 더 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위해 구성된 컴포넌트에 있어서,
컴포넌트 바디;
상기 컴포넌트 바디의 표면 상의 전해 산화 코팅으로서, 상기 전해 산화 코팅은 복수의 공극들을 갖고, 상기 전해 산화 코팅은 두께를 갖고 상기 복수의 공극들 중 적어도 일부는 상기 전해 산화 코팅의 상기 두께를 통해 연장하는, 상기 전해 산화 코팅; 및
상기 전해 산화 코팅의 상기 복수의 공극들을 충진하는 원자 층 증착물을 포함하는, 컴포넌트. - 제 18 항에 있어서,
상기 전해 산화 코팅은 알루미늄, 티타늄, 또는 마그네슘 중 적어도 하나의 옥사이드들 또는 플루오르화된 옥사이드들을 포함하는, 컴포넌트. - 제 18 항에 있어서,
상기 컴포넌트 바디는 알루미늄, 양극 산화된 알루미늄, 또는 세라믹 중 적어도 하나를 포함하는, 컴포넌트. - 제 18 항에 있어서,
상기 전해 산화 코팅은 25 ㎛보다 두꺼운, 컴포넌트. - 제 18 항에 있어서,
상기 전해 산화 코팅의 다공성은 2 ％보다 큰, 컴포넌트. - 제 18 항에 있어서,
상기 원자 층 증착물은 세리아, 지르코니아, 란타늄 옥사이드, 이트리아, 알루미나, 알루미늄 나이트라이드, 알루미늄 카바이드, 또는 이트륨 아이오다이드 중 적어도 하나를 포함하는, 컴포넌트. - 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법에 있어서,
컴포넌트의 표면 위에 세라믹 코팅을 형성하는 단계로서, 상기 세라믹 코팅은 복수의 공극들을 갖고, 상기 세라믹 코팅은 두께를 갖고 상기 복수의 공극들 중 적어도 일부는 상기 세라믹 코팅의 상기 두께를 통해 연장하는, 상기 세라믹 코팅을 형성하는 단계;
원자 층 증착 프로세스를 사용하여 세라믹 코팅 상에 원자 층 증착물을 증착하는 단계로서, 상기 원자 층 증착 프로세스는 복수의 사이클들을 포함하고, 상기 사이클 각각은,
제 1 반응물질 가스를 흘리는 단계로서, 상기 제 1 반응물질 가스는 상기 세라믹 코팅의 상기 공극들 내에 제 1 반응물질 층을 형성하고, 상기 제 1 반응물질 층은 상기 세라믹 코팅의 상기 두께를 통해 연장하는, 상기 제 1 반응물질 가스를 흘리는 단계;
상기 제 1 반응물질 가스의 플로우를 중단하는 단계;
제 2 반응물질 가스를 흘리는 단계로서, 상기 제 2 반응물질 가스는 상기 제 1 반응물질 층과 반응하는, 상기 제 2 반응물질 가스를 흘리는 단계; 및
상기 제 2 반응물질 가스의 플로우를 중단하는 단계를 포함하는, 상기 원자 층 증착물을 증착하는 단계; 및
상기 원자 층 증착물의 일부를 폴리싱하는 단계를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 24 항에 있어서,
상기 세라믹은 이트리아, 세리아, 지르코니아, 플루오르화된 이트리아, 알루미늄 나이트라이드, 알루미나, 또는 란타늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 24 항에 있어서,
상기 컴포넌트는 알루미늄, 양극 산화된 알루미늄, 또는 세라믹 중 적어도 하나를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 24 항에 있어서,
상기 세라믹 코팅은 25 ㎛보다 두꺼운, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 24 항에 있어서,
상기 세라믹 코팅의 다공성은 2 ％보다 큰, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 24 항에 있어서,
상기 원자 층 증착물은 세리아, 지르코니아, 란타늄 옥사이드, 이트리아, 알루미나, 알루미늄 나이트라이드, 알루미늄 카바이드, 또는 이트륨 아이오다이드 중 적어도 하나의 증착물을 형성하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 24 항에 있어서,
상기 세라믹 코팅을 증착하는 단계는 플라즈마 전해 산화, 양극 산화, 또는 세라믹 분무 (spraying) 중 적어도 하나를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위해 구성된 컴포넌트에 있어서,
컴포넌트 바디;
상기 컴포넌트 바디의 표면 위의 세라믹 코팅으로서, 상기 세라믹 코팅은 복수의 공극들을 갖고, 상기 세라믹 코팅은 두께를 갖고 상기 복수의 공극들 중 적어도 일부는 상기 세라믹 코팅의 상기 두께를 통해 연장하는, 상기 세라믹 코팅;
상기 세라믹 코팅의 상기 복수의 공극들을 충진하는 원자 층 증착물; 및
상기 원자 층 증착물의 폴리싱된 표면을 포함하는, 컴포넌트. - 제 31 항에 있어서,
상기 세라믹은 이트리아, 세리아, 지르코니아, 플루오르화된 이트리아, 알루미늄 나이트라이드, 알루미나, 또는 란타늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함하는, 컴포넌트. - 제 31 항에 있어서,
상기 컴포넌트 바디는 알루미늄, 양극 산화된 알루미늄, 또는 세라믹 중 적어도 하나를 포함하는, 컴포넌트. - 제 31 항에 있어서,
상기 세라믹 코팅은 25 ㎛보다 두꺼운, 컴포넌트. - 제 31 항에 있어서,
상기 세라믹 코팅의 다공성은 2 ％보다 큰, 컴포넌트. - 제 31 항에 있어서,
상기 원자 층 증착물은 세리아, 지르코니아, 란타늄 옥사이드, 이트리아, 알루미나, 알루미늄 나이트라이드, 알루미늄 카바이드, 또는 이트륨 아이오다이드 중 적어도 하나를 포함하는, 컴포넌트. - 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법에 있어서,
컴포넌트의 표면 위에 전해 산화 코팅을 형성하는 단계; 및
상기 전해 산화 코팅 위에 분무 코팅을 증착하는 단계를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 37 항에 있어서,
상기 전해 산화 코팅은 알루미늄, 티타늄, 또는 마그네슘 중 적어도 하나의 옥사이드들 또는 플루오르화된 옥사이드들을 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 37 항에 있어서,
상기 컴포넌트는 알루미늄, 양극 산화된 알루미늄, 또는 세라믹 중 적어도 하나를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 제 37 항에 있어서,
상기 분무 코팅은 이트리아, 세리아, 지르코니아, 플루오르화된 이트리아, 알루미늄 나이트라이드, 알루미나, 또는 란타늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함하는, 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트를 코팅하기 위한 방법. - 반도체 프로세싱 챔버에서 사용하기 위해 구성된 컴포넌트에 있어서,
컴포넌트 바디;
상기 컴포넌트 바디의 표면 위의 전해 산화 코팅; 및
상기 전해 산화 코팅 위의 분무 코팅을 포함하는, 컴포넌트. - 제 41 항에 있어서,
상기 전해 산화 코팅은 알루미늄, 티타늄, 또는 마그네슘 중 적어도 하나의 옥사이드들 또는 플루오르화된 옥사이드들을 포함하는, 컴포넌트. - 제 41 항에 있어서,
상기 컴포넌트 바디는 알루미늄, 양극 산화된 알루미늄, 또는 세라믹 중 적어도 하나를 포함하는, 컴포넌트. - 제 41 항에 있어서,
상기 분무 코팅은 이트리아, 세리아, 지르코니아, 플루오르화된 이트리아, 알루미늄 나이트라이드, 알루미나, 또는 란타늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함하는, 컴포넌트.
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