KR20230027298A - 내침식성 금속 플루오르화 코팅된 물건들, 이들의 제조 방법 및 사용 방법 - Google Patents

내침식성 금속 플루오르화 코팅된 물건들, 이들의 제조 방법 및 사용 방법 Download PDF

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KR20230027298A
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렌-구안 두안
크리스토퍼 로랑 뷰드리
글렌 티. 모리
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 개시내용의 실시예들은 M1xFw, M1xM2yFw, 또는 M1xM2yM3zFw의 화학식을 갖는 적어도 하나의 플루오르화 금속을 포함하는 금속 플루오르화 코팅을 갖는 물건들, 코팅된 챔버 컴포넌트들, 챔버 컴포넌트들을 코팅하는 방법과 시스템들에 관한 것이며, 여기서, M1, M2, 또는 M3 중 적어도 하나는 니켈이다. 금속 플루오르화 코팅은 기판 상에 또는 기판의 코팅 상에 직접 형성될 수 있다.

Description

내침식성 금속 플루오르화 코팅된 물건들, 이들의 제조 방법 및 사용 방법
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 내침식성 금속 플루오르화 코팅된 물건(erosion resistant metal fluoride coated article)들, 코팅된 챔버 컴포넌트들 및 그러한 코팅된 물건들 및 챔버 컴포넌트들을 형성하고 사용하는 방법들에 관한 것이다.
[0002] 다양한 반도체 제조 프로세스들은 고온, 고에너지 플라즈마(예들 들어, NF3, CF4 등과 같은 원격 및 직접 불소 플라즈마(remote and direct fluorine plasma), 부식성 가스들의 혼합물, 부식성 클리닝 케미스트리(corrosive cleaning chemistry)들(예를 들어, 플루오르화 수소산) 및 이들의 조합들을 사용한다. 이들 극한 조건들은 챔버 내의 컴포넌트 재료들과 플라즈마 또는 부식성 가스들 사이의 반응을 초래하여 금속 플루오르화물, 입자들, 기타 미량 금속 오염물들 및 고증기압 가스들(예를 들어, AlFx)을 형성할 수 있다. 이러한 가스들은 챔버 내에서 쉽게 승화되어 다른 컴포넌트들에 증착될 수 있다. 후속 프로세스 단계 동안, 증착된 재료는 다른 컴포넌트들에서 입자들로 방출되어 웨이퍼에 떨어져 결함을 일으킬 수 있다. 이러한 반응들로 인해 발생하는 추가적인 문제들은 증착 속도 드리프트(deposition rate drift), 에칭 속도 드리프트, 손상된 필름 균일성, 및 손상된 에칭 균일성을 포함한다. 반응성 재료들에 대한 안정된 비반응성 코팅으로 이러한 결함들을 감소시켜 챔버 내의 컴포넌트들에 대한 입자들 및 금속 오염물들의 승화 및/또는 형성을 제한하는 것이 유익하다.
[0003] 본 명세서에는, 실시예들에 따라, 기판, 및 기판 상의 금속 플루오르화 코팅을 포함하는 프로세싱 챔버용 챔버 컴포넌트가 개시되어 있으며, 금속 플루오르화 코팅은, 화학식 M1xFw ― x는 1의 값을 갖고, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ―, 화학식 M1xM2yFw ― x는 0.1 내지 1의 값을 갖고, y는 0.1 내지 1의 값을 가지며, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ―, 또는 화학식 M1xM2yM3zFw ― x는 0.1 내지 1의 값을 갖고, y는 0.1 내지 1의 값을 가지며, z는 0.1 내지 1의 값을 갖고, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ― 중 적어도 하나를 포함하고, M1, M2, 또는 M3 중 적어도 하나는 니켈을 포함한다.
[0004] 다른 실시예들에서, 본 명세서에는, 금속 플루오르화 코팅을 형성하기 위해 기판을 불소와 접촉하는 단계를 포함하는, 프로세싱 챔버에서 프로세싱 동안 입자들을 감소시키는 방법이 개시되며, 금속 플루오르화 코팅은, 화학식 M1xFw ― x는 1의 값을 갖고, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ―, 화학식 M1xM2yFw ― x는 0.1 내지 1의 값을 갖고, y는 0.1 내지 1의 값을 가지며, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ―, 또는 화학식 M1xM2yM3zFw ― x는 0.1 내지 1의 값을 갖고, y는 0.1 내지 1의 값을 가지며, z는 0.1 내지 1의 값을 갖고, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ― 중 적어도 하나를 포함하고, M1, M2, 또는 M3 중 적어도 하나는 니켈을 포함한다.
[0005] 또 다른 실시예들에서, 본 명세서에는 챔버 컴포넌트를 포함하는 프로세싱 챔버가 개시되며, 챔버 컴포넌트는 기판, 및 기판의 표면 상의 금속 플루오르화 코팅을 포함하며, 금속 플루오르화 코팅은, 화학식 M1xFw ― x는 1의 값을 갖고, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ―, 화학식 M1xM2yFw ― x는 0.1 내지 1의 값을 갖고, y는 0.1 내지 1의 값을 가지며, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ―, 또는 화학식 M1xM2yM3zFw ― x는 0.1 내지 1의 값을 갖고, y는 0.1 내지 1의 값을 가지며, z는 0.1 내지 1의 값을 갖고, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ― 중 적어도 하나를 포함하고, M1, M2, 또는 M3 중 적어도 하나는 니켈을 포함한다.
[0006] 본 개시내용은 유사한 참조부호들이 유사한 엘리먼트들을 표시하는 첨부 도면들의 도들에서 제한이 아닌 예로써 예시된다. 본 개시내용의 "일" 또는 "하나의" 실시예에 대한 상이한 언급들이 반드시 동일한 실시예에 대한 것은 아니며, 그러한 언급들은 적어도 하나를 의미한다는 것이 유의되어야 한다.
[0007] 도 1은 프로세싱 챔버의 횡단면도를 묘사한다.
[0008] 도 2a는 실시예에 따른 코팅된 챔버 컴포넌트의 횡단면도를 묘사한다.
[0009] 도 2b는 실시예에 따른 코팅된 챔버 컴포넌트의 횡단면도를 묘사한다.
[0010] 도 2c는 실시예에 따른 코팅된 챔버 컴포넌트의 횡단면도를 묘사한다.
[0011] 도 3a는 실시예에 따라 벌크 금속 기판 상에 금속 플루오르화 코팅을 형성하는 방법을 묘사한다.
[0012] 도 3b는 실시예에 따라 코팅된 금속 함유 기판 상에 금속 플루오르화 코팅을 형성하는 방법을 묘사한다.
[0013] 도 3c는 실시예에 따라 코팅된 금속 함유 기판 컴포넌트 상에 금속 플루오르화 코팅을 형성하는 방법을 묘사한다.
[0014] 도 4a는 무전해 금속 도금 코팅(electroless metal plated coating) 상의 분자 불소 반응에 의해 형성된 금속 플루오르화 코팅의 TEM 횡단면 이미지를 50 nm 스케일로 묘사한다.
[0015] 도 4b는 무전해 금속 도금 코팅 상의 라디칼 불소 반응에 의해 형성된 금속 플루오르화 코팅의 EM 횡단면 이미지를 100 nm 스케일로 묘사한다.
[0006] 본 명세서에 개시된 실시예는 코팅된 물건들, 코팅된 챔버 컴포넌트들, 물건들 및 챔버 컴포넌트들을 코팅하는 방법들, 반도체 프로세싱 챔버들로부터 입자들을 감소시키거나 제거하는 방법들, 코팅된 물건들 및 챔버 컴포넌트를 사용하는 방법들, 및 코팅된 챔버 컴포넌트들을 포함하는 프로세싱 챔버들을 설명한다. 금속 플루오르화물, 입자들, 기타 미량 금속 오염물들 및/또는 고증기압 가스들을 형성하는 컴포넌트 재료들과 반응성 화학 물질들(reactive chemicals) 및/또는 플라즈마들 사이의 반응들을 감소시키기 위하여, 금속 플루오르화 코팅(예를 들어, 플루오르화니켈)은, 예를 들어, 약 100 ℃ 내지 약 500 ℃의 온도에서 약 1 시간 내지 약 72 시간의 기간 동안 컴포넌트를 불소 가스와 접촉함으로써 컴포넌트 표면의 한 표면에 형성될 수 있다(즉, 제어된 프로세스에서 안정한 보호 코팅을 형성하기 위해). 금속 플루오르화 코팅은 컴포넌트의 표면에 컨포멀 코팅(conformal coating)을 형성할 수 있다.
[0016] 실시예들에서, 기판은 고온 응용(high temperature application)들(예를 들어, 스퍼터링 저항에 필요한 것들보다 높은 온도에서)에 유용한 니켈을 포함할 수 있다. 니켈은 기계적 특성들, 즉 다른 금속들(예를 들어, 알루미늄, 저온 응용들에 사용되는 기타 금속들 및 합금들)을 능가하는 힘들의 인가에 따라 재료가 나타내는 물리적 특성들(예를 들어, 탄성 계수(modulus of elasticity), 인장 강도(tensile　strength), 연신율(elongation), 경도(hardness), 피로 한계(fatigue limit) 등)을 가지고 있다. 니켈은 벌크 니켈 기판들에 대해 최대 약 800 ℃, 기판이 세라믹인 경우 최대 약 1,000 ℃의 온도로 응용들에 사용될 수 있다.
[0017] 실시예들에서, 코팅된 챔버 컴포넌트는 기판의 표면 상에 금속 플루오르화 코팅을 갖는 기판을 포함한다. 실시예들에서, 기판은 벌크 금속 재료, 벌크 세라믹 재료, 알루미늄 합금, 질화알루미늄(AlN), 알루미나(Al2O3), 스테인리스 스틸, 니켈, 니켈-크롬 합금들, 오스테나이트의 니켈-크롬계 초합금(austenitic nickel-chromium-based superalloy)들(예를 들어, Inconel®), 순수 니켈, 카펜터 니켈(carpenter nickel)(Ni 200/201), 석영, 철, 코발트, 티타늄, 마그네슘, 구리, 아연, 크롬 또는 기타 금속 및/또는 이들의 조합들로 형성될 수 있다. 실시예들에서, 기판은 무전해 금속 도금 코팅, 전해 도금 금속 플루오르화 코팅 및/또는 이들의 조합들로 코팅될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판은 벌크 니켈(Ni)로 형성되고/되거나 표면에 무전해 니켈 도금(ENP) 코팅 또는 전해 도금 Ni 코팅을 포함할 수 있다.
[0018] 예시적인 기판들은 프로세싱 챔버의 상위 부분(예를 들어, 샤워헤드(showerhead), 페이스플레이트(faceplate), 라이너(liner), 정전 척(electrostatic chuck), 에지 링(edge ring), 블로커 플레이트(blocker plate)) 및 프로세싱 챔버의 하위 부분(예를 들어, 슬리브(sleeve), 하부 라이너(lower liner), 벨로우즈(bellows), 가스 박스(gas box))에 포지셔닝된 반도체 챔버 컴포넌트들을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 본 명세서에 설명된 금속 플루오르화 코팅을 가질 수 있는 특정 반도체 프로세스 챔버 컴포넌트들은 높은 종횡비(예를 들어, 약 1000:1, 약 500:1, 약 400:1, 약 300:1, 200:1, 100:1 등의 길이 대 직경 또는 길이 대 폭 비)를 갖는 부분들을 가질 수 있고, 종횡비가 높은 부분의 표면은 본 명세서에 설명된 금속 플루오르화 코팅들로 코팅될 수 있다. 실시예들에서, 반도체 프로세스 챔버 컴포넌트는 고온 응용들에 적합할 수 있다.
[0019] 본 명세서에 설명된 금속 플루오르화 코팅은 화학식 M1xFw, M1xM2yFw, 및 M1xM2yM3zFw를 갖는 적어도 하나의 플루오르화 금속을 포함할 수 있으며, a) 금속 플루오르화 화학식이 M1xFw일 때, x는 1이고, w는 1 내지 3의 범위이고, b) 금속 플루오르화 화학식이 M1xM2yFw인 경우, x는 0.1 내지 1의 범위, y는 0.1 내지 1의 범위, w는 1 내지 3의 범위이고, c) 금속 플루오르화 화학식이 M1xM2yM3zFw인 경우, x는 0.1 내지 1의 범위이고, y는 0.1 내지 1 범위이고, z는 0.1 내지 1 범위이고, w는 1 내지 3 범위이다. 실시예들에서, M1, M2, 또는 M3 중 적어도 하나는 니켈이다. M1, M2 및 M3은, 제한하지 않지만, 니켈, 마그네슘, 알루미늄, 코발트, 크롬 및/또는 이트륨과 같은 서로 다른 금속을 각각 나타낸다. 제한하는 것으로 해석되지 않고, 니켈 함유 금속 플루오르화물은, 불소 함유 플라즈마로 니켈 플루오르화 전환된 코팅의 반응 생성물이 불소로 코팅을 흡수 및 포화시키고, 기저 기판(underlying substrate)을 보호하는 것으로 생각되므로 적합한 금속 플루오르화 코팅 후보들인 것으로 생각된다. 위에서 정의된 예시적인 금속 플루오르화 코팅은 NixFw를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 코팅은 챔버 성능을 개선하고 니켈 도금된 무전해 코팅들 또는 다른 금속 산화물 코팅들과 비교하여 유리한 케미스트리, 열, 플라즈마 및 라디칼 침식/부식 저항을 갖는 전환된 컨포멀 니켈 플루오르화 코팅이다.
[0020] 일부 실시예들에서, 기판은 기판의 표면에 무전해 금속 도금 코팅을 형성하기 위해 무전해 증착 프로세스 후에 코팅될 수 있다. 무전해 금속 도금 코팅은 불소와 접촉하여 금속 플루오르화 코팅을 형성할 수 있다. 실시예들에서, 무전해 금속 도금 코팅층은 니켈-인 코팅일 수 있다. 무전해 증착 프로세스는 기판의 표면에 직접 금속 도금 코팅을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판은 전해 금속 도금 프로세스를 사용하여 코팅될 수 있다. 예를 들어, 전해 도금 프로세스는 니켈, 은 및 금 도금을 함유하는 층을 형성할 수 있다. 실시예들에서, 전해 금속 도금 코팅은 C101 및 BeCu25 또는 다른 재료들을 포함하는 고순도 구리 또는 구리 합금 표면을 포함하는 본 명세서에 설명된 것과 같은 기판 재료 상에 적용될 수 있다. 본 명세서에 설명된 금속 도금 코팅들은 히터 RF 스트랩 및 페이스플레이트/가스 박스 RF 스트랩과 같은 챔버의 중요한 컴포넌트들에 적용될 수 있다.
[0021] 일부 실시예들에서, 기판 상의 금속 플루오르화 코팅은 열 분자 불소 가스(F2) 전환(Ni + F2 = NiF2) 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판 상의 금속 플루오르화 코팅은 불소 라디칼(F*) 전환(Ni + 2F = NiF2) 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다. 분자 불소 가스 프로세스 또는 불소 라디칼 프로세스에 의해 형성된 전환된 코팅들은 ASTM C1624, D7187, G171 또는 다른 동등한 표준에 따른 스크래치 접착 테스트(Scratch Adehsion Test)를 사용하여 2㎛ 다이아몬드 스타일러스로 약 20 mN 이상 또는 10 ㎛ 다이아몬드 스타일러스로 100 mN 이상의 기판 표면에 대한 접착 강도를 갖는다. 생성된 전환된 코팅들은 컨포멀하고 기판의 높은 종횡비 피쳐들을 포함하는 복잡한 피쳐들을 코팅할 수 있다(예를 들어, 약 100:1 내지 약 1000:1의 길이 대 직경 또는 길이 대 폭의 종횡비를 가짐). 생성된 금속 플루오르화 코팅의 두께는 약 5 nm 내지 약 5,000 nm, 또는 약 10 nm 내지 약 4,000 nm, 또는 약 25 nm 내지 약 3,000 nm, 또는 약 50 nm 내지 약 2,500 nm, 또는 약 100 nm 내지 약 2,000 nm, 또는 약 250 nm 내지 약 1,000 또는 이들 넓은 범위 내의 임의의 개별 두께 또는 하위 범위일 수 있다. 코팅 두께는 코팅의 표면과 불소 가스 또는 라디칼들의 반응 시간의 함수일 수 있다. 생성된 전환된 코팅들은 결정질이고 밀도가 높을 수 있으며(예를 들어, 대략 0%의 다공성 또는 제로 다공성을 가짐), 무정형 코팅들보다 우수한 이온 충격 저항을 제공할 수 있다. 본 명세서에 설명된 금속 플루오르화 코팅들은 불소 플라즈마 및/또는 라디칼 부식 저항뿐만 아니라 안정적인 특성들을 갖는 산소, 수소 및 질소 플라즈마 저항성을 제공한다. 본 명세서에 설명된 바와 같은 금속 플루오르화 코팅들이 이미 플루오르화 금속을 함유하고 있고 불소로 미리 포화된 것으로 고려될 수 있기 때문이다. 불소에 노출되면, 금속 플루오르화 코팅은 스폰지처럼 불소를 흡수한다.
[0022] 실시예들에서, 금속 플루오르화 코팅은 플루오르화 니켈을 포함하고 무수물(anhydrous)이다. 무수 금속 플루오르화 코팅은 수화된 플루오르화 니켈과 혼합되지 않는 한 비흡습성일 수 있다. 무수 전환 니켈 플루오르화 코팅은 결정질일 수 있으며, 습기에 노출되는 경우, 물리적 흡수에 의해서만 물을 보유할 수 있다. 특히, 300 ℃에서 부동태화된 NiF2는 무수물이며, 무수 NiF2는 수화된 NiF2와 혼합되지 않는 한 비흡습성이며, 무수 NiF2는 루틸 유형(rutile type)의 정방정계 결정들을 형성하고, 수분에 노출되는 무수 NiF2는 물리적 흡수에 의해서만 물을 흡수하며, 무수 NiF2는 거의 0.02 g/100mL의 값으로 불용성이고, 수화된 NiF2 (NiF2·4H2O)가 수산화물, 질산염 또는 탄산염 용액에 의해 형성되고, HF 산과 반응되고, 수화물은 건조한 HF에서 350 ℃에서 무수 NiF2로 변화한다. NiF2 ·4H2O는 안정한 수화물이지만, 다른 수화물 NiF2 ·2H2O 및 NiF2 ·3H2O는 불안정하다. 수화된 NiF2(NiF2·4H2O)는 4.03 g/100mL 포화 용액의 물에 용해된다.
[0023] 일 예에서, 기판은 초기에 기판의 표면 상에 무전해 금속 도금 코팅을 포함할 수 있다. 기판 재료는 예를 들어 알루미늄, 스테인리스 스틸 및/또는 티타늄과 같은 금속, 예를 들어 알루미나, 실리카 및/또는 질화알루미늄과 같은 세라믹, 및/또는 이들의 조합들 중 하나 이상일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 무전해 금속 도금 코팅은 불소 가스와 접촉하여 금속 도금 코팅의 하나 이상의 금속을 금속 플루오르화로 전환하여 금속 플루오르화 코팅을 형성할 수 있다. 실시예들에서, 무전해 금속 도금 코팅에서 하나 이상의 금속의 적어도 약 90%, 적어도 약 95%, 적어도 약 96%, 적어도 약 97%, 적어도 약 98%, 적어도 약 99%, 또는 적어도 약 100%가 플루오르화 금속으로 전환될 수 있는 점에서, 금속 플루오르화 코팅은 균질하거나 실질적으로 균질한 금속 플루오르화 코팅일 수 있다.
[0024] 본 명세서에 설명된 금속 플루오르화 코팅들(예를 들어, 적어도 Ni 컴포넌트를 포함할 수 있음)은 불소 함유 종(예를 들어, AlFx)을 갖는 기판들의 일반적인 반응 생성물들에 비해 더 낮은 증발 속도(더 낮은 증기압)를 가질 수 있다. 부가적으로, 금속 플루오르화 코팅은 이미 불소화되어 있기 때문에, 기저 기판보다 또는 산화물 형태의 동일한 금속에 비해 불소 저항성이 더 높을 것으로 예상된다(즉, 불소 확산에 대한 더 나은 장벽을 형성). 또한 기저 기판의 재료의 자연 산화물 층보다 불소 저항성이 더 클 것으로 예상된다.
[0025] 실시예들에서, 본 명세서에는 프로세싱 챔버들을 위한 챔버 컴포넌트들 및/또는 이러한 챔버 컴포넌트들(예를 들어, 반도체 프로세싱 챔버들)을 포함하는 프로세싱 챔버들이 개시되며, 챔버 컴포넌트들은 기판 및 기판 상의 금속 플루오르화 코팅을 포함한다. 금속 플루오르화 코팅은, 화학식 M1xFw ― x는 1의 값을 갖고, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ―, 화학식 M1xM2yFw ― x는 0.1 내지 1의 값을 갖고, y는 0.1 내지 1의 값을 가지며, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ―; 또는 화학식 M1xM2yM3zFw ― x는 0.1 내지 1의 값을 갖고, y는 0.1 내지 1의 값을 가지며, z는 0.1 내지 1의 값을 갖고, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ― 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, M1, M2, 또는 M3 중 적어도 하나는 니켈을 포함한다. 실시예들에서, M2 및 M3은 각각 독립적으로 마그네슘, 알루미늄, 코발트, 크롬 및 이트륨, 티타늄, 은, 금, 철 및/또는 아연으로부터 선택되는 금속일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
[0026] 실시예들에서, 금속 플루오르화 코팅은 니켈을 포함하는 무전해 금속 도금 코팅층 또는 니켈을 포함하는 전해 금속 도금 코팅층을 더 포함할 수 있다. 금속 도금 코팅층은 금속 도금 코팅층의 표면에 형성되는 금속 플루오르화 코팅으로 기판 상에 직접 증착될 수 있다. 실시예들에서, 무전해 금속 도금 코팅층은 정방정계 니켈 인화물(Ni3P) 및 입방정계 Ni를 포함하는 나노-결정 구조를 포함한다. 일부 실시예들에서, 무전해 금속 도금 코팅층 또는 전해 금속 도금 코팅층은 인(P)을 포함할 수 있고, 형성되는 금속 플루오르화 코팅(예를 들어, 불소와 접촉함으로써)은 인이 없다. 실시예들에서, 금속 플루오르화 코팅은 결정질이다. 일부 실시예들에서, 금속 플루오르화 코팅은 정방정계 P42/mnm 결정 구조를 포함한다.
[0027] 도 1은 실시예들에 따라 금속 플루오르화 코팅으로 코팅된 하나 이상의 챔버 컴포넌트들을 갖는 반도체 프로세싱 챔버(100)의 단면도이다. 프로세싱 챔버(100)는 플라즈마 프로세싱 조건들을 갖는 부식성 플라즈마 환경이 제공되는 프로세스들을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 프로세싱 챔버(100)는 플라즈마 에칭기(plasma etcher) 또는 플라즈마 에칭 반응기(plasma etch reactor), 플라즈마 클리너(plasma cleaner), 플라즈마 강화 CVD, ALD, 에칭 또는 EPI 반응기들 등을 위한 챔버일 수 있다. 금속 플루오르화 코팅을 포함할 수 있는 챔버 컴포넌트의 예는 프로세싱 동안 불소 케미스트리 및 부식성 환경에 노출될 위험이 있다는 점이다. 이러한 챔버 컴포넌트들은, 히터(heater), 정전 척, 페이스플레이트, 샤워헤드, 라이너, 블로커 플레이트, 가스 패널(gas panel), 에지 링, 벨로우즈 등과 같은 챔버의 상부 또는 하부에 있을 수 있다. 아래에서 더 자세히 설명되는 금속 플루오르화 코팅은 불소 가스와 반응하는 무전해 금속 도금 코팅에 의해 적용될 수 있다.
[0028] 일 실시예에서, 프로세싱 챔버(100)는 챔버 본체(102), 및 내부 볼륨(106)을 둘러싸는 샤워헤드(130)를 포함한다. 샤워헤드(130)는 샤워헤드 베이스 및 샤워헤드 가스 분배 플레이트를 포함할 수 있다. 대안적으로, 샤워헤드(130)는 일부 실시예들에서 덮개(lid) 및 노즐로, 또는 다른 실시예들에서 다수의 파이 형상 샤워헤드 격실들 및 플라즈마 발생 유닛들로 교체될 수 있다. 챔버 본체(102)는 알루미늄, 스테인리스 스틸 또는 티타늄(Ti)과 같은 다른 적절한 재료로 제조될 수 있다. 챔버 본체(102)는 일반적으로 측벽(108)들 및 저부(110)를 포함한다. 챔버 본체(102)를 보호하기 위해 외부 라이너(116)가 측벽(108)들에 인접하여 배치될 수 있다.
[0029] 배기 포트(126)는 챔버 본체(102)에 한정될 수 있고, 내부 볼륨(106)을 펌프 시스템(128)에 결합할 수 있다. 펌프 시스템(128)은 프로세싱 챔버(100)의 내부 볼륨(106)의 압력을 배출 및 조절하기 위해 사용되는 하나 이상의 펌프들 및 스로틀 밸브들을 포함할 수 있다.
[0030] 샤워헤드(130)는 챔버 본체(102)의 측벽(108) 상에 지지될 수 있다. 샤워헤드(130)(또는 덮개)는 프로세싱 챔버(100)의 내부 볼륨(106)에 대한 액세스를 허용하도록 개방될 수 있고, 폐쇄된 동안 프로세싱 챔버(100)에 대한 밀봉을 제공할 수 있다. 가스 패널(158)은 프로세싱 챔버(100)에 결합되어 프로세스 및/또는 클리닝 가스들을 샤워헤드(130) 또는 덮개 및 노즐을 통해 내부 볼륨(106)에 제공할 수 있다. 샤워헤드(130)는 유전체 에칭(유전체 재료들의 에칭)에 사용되는 프로세싱 챔버들에 사용될 수 있다. 샤워헤드(130)는 가스 분배 플레이트(GDP)를 포함할 수 있고, GDP 전체에 걸쳐 다수의 가스 전달 홀(132)들을 가질 수 있다. 샤워헤드(130)는 알루미늄 베이스 또는 양극 처리된 알루미늄 베이스(anodized aluminum base)에 접합된 GDP를 포함할 수 있다. GDP는 Si 또는 SiC로 만들어지거나, Y2O3, Al2O3, Y3Al5O12(YAG) 등과 같은 세라믹일 수 있다.
[0031] 전도체 에칭(도전성 재료들의 에칭)에 사용되는 프로세싱 챔버들에 대해서, 덮개가 샤워헤드 대신 사용될 수 있다. 덮개는 덮개의 중앙 홀에 맞는 중앙 노즐을 포함할 수 있다. 덮개는 Al2O3, Y2O3, YAG와 같은 세라믹, 또는 Y4Al2O9 및 Y2O3-ZrO2의 고용체를 포함하는 세라믹 화합물일 수 있다. 또한, 노즐은 Y2O3, YAG, 또는 Y4Al2O9 및 Y2O3-ZrO2의 고용체를 포함하는 세라믹 화합물과 같은 세라믹일 수 있다.
[0032] 프로세싱 챔버(100)에서 기판들을 프로세스하기 위해 사용될 수 있는 프로세싱 가스들의 예들은 무엇보다도 C2F6, SF6, SiCl4, HBr, NF3, CF4, CHF3, CH2F3, F, NF3, Cl2, CCl4, BCl3 및 SiF4와 같은 할로겐 함유 가스들, 및 O2, 또는 N2O와 같은 다른 가스들을 포함한다. 캐리어 가스들의 예들은 N2, He, Ar, 및 프로세스 가스들에 대해 불활성인 다른 가스들(예를 들어, 비반응성 가스들)을 포함한다.
[0033] 히터 어셈블리(148)는 샤워헤드(130) 또는 덮개 아래의 프로세싱 챔버(100)의 내부 볼륨(106)에 배치된다. 히터 어셈블리(148)는 프로세싱 동안 기판(144)을 유지하는 서포트(150)를 포함한다. 서포트(150)는 플랜지를 통해 챔버 본체(102)에 결합되는 샤프트(152)의 단부에 부착된다. 서포트(150), 샤프트(152) 및 플랜지는 AlN을 함유하는 히터 재료, 예를 들어 AlN 세라믹으로 구성될 수 있다. 서포트(150)는 메사(mesa)들(예: 딤플들 또는 범프들)를 더 포함할 수 있다. 서포트는 서포트(150)의 히터 재료 내에 내장된 와이어들, 예를 들어 텅스텐 와이어들(미도시)을 추가적으로 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 서포트(150)는 AlN 세라믹 층들 사이에 개재된 금속 히터 및 센서 층들을 포함할 수 있다. 그러한 어셈블리는 모놀리식 어셈블리를 생성하기 위해 고온 용광로에서 소결될 수 있다. 층들은 히터 회로들, 센서 엘리먼트들, 그라운드면(ground plane)들, 무선 주파수 그리드들 및 금속 및 세라믹 유동 채널들의 조합을 포함할 수 있다.
[0034] 본 명세서에 설명되는 실시예들에 따른 금속 플루오르화 코팅은 본 명세서에 설명되는 챔버 컴포넌트들 중 임의의 컴포넌트의 표면의 적어도 일부(및 도 1에 예시되지 않을 수 있는 것들)에 증착될 수 있으며, 이는 프로세싱 챔버 내에서 사용되는 프로세싱 케미스트리에 노출될 수 있다. 본 명세서에 설명된 금속 플루오르화 코팅으로 코팅될 수 있는 예시적인 챔버 컴포넌트들은, 제한 없이, 정전 척, 노즐, 가스 분배 플레이트, 샤워 헤드(예를 들어, 130), 정전 척 컴포넌트, 챔버 벽(예를 들어, 108), 라이너(예를 들어, 116), 라이너 키트(liner kit), 가스 라인, 챔버 덮개, 노즐, 단일 링, 프로세싱 키트 링, 에지 링, 베이스, 실드(shield), 플라즈마 스크린, 플로 이퀄라이저(flow equalizer), 냉각 베이스, 챔버 뷰포트(chamber viewport), 벨로(bellow), 히터 어셈블리(서포트(150), 샤프트(152), 플랜지를 포함)의 임의의 부분, 페이스플레이트, 블로커 플레이트 등을 포함한다.
[0035] 도 2a 내지 도 2c는 본 명세서에서 고려되는 다양한 실시예들에 따라 금속 플루오르화 코팅을 갖는 물건(210)의 횡단면도를 묘사한다. 물건(210)은 세라믹(예를 들어, 산화물계 세라믹, 질화물계 세라믹, 또는 탄화물계 세라믹), 금속(예를 들어, 벌크 금속, 니켈, 순수 니켈, 카펜터 니켈(carpenter nickel)((Ni 200/201), 스테인리스 스틸, 티타늄 및/또는 이들의 조합), 또는 금속 합금, 석영 또는 이들의 조합들 및/또는 이들의 조합들로 만들어질 수 있다. 산화물계 세라믹들의 예들은 SiO2 (석영), Al2O3, Y2O3 등을 포함한다. 탄화물계 세라믹들의 예들은 SiC, Si-SiC 등을 포함한다. 질화물계 세라믹들의 예들은 AlN, SiN 등을 포함한다. 일부 실시예들에서, 물건(210)은 알루미늄, 양극 처리된 알루미늄, 알루미늄 합금(예를 들어, Al 6061), 또는 양극 처리된 알루미늄 합금일 수 있다. 일부 실시예들에서, 물건(210)은 스테인리스 스틸, 니켈, 니켈-크롬 합금, 오스테나이트의 니켈-크롬계 초합금들(예를 들어, Inconel®), 철, 코발트, 티타늄, 마그네슘, 구리, 아연, 크롬 등일 수 있다. 용어 "기판", "물건", "챔버 컴포넌트"는 본 명세서에서 상호교환적으로 사용될 수 있다
[0036] 도 2a 내지 도 2c에 묘사된 바와 같이, 물건(210)의 표면의 적어도 일부는 본 명세서의 실시예들에 따라 금속 플루오르화 코팅으로 코팅될 수 있다. 실시예들에서, 금속 플루오르화 코팅은 컨포멀 코팅(conformal coating)일 수 있으며, 이는 금속 층을 형성하기 위해 도금 프로세스(예를 들어, 전기 도금을 통해)를 수행한 다음 금속층을 금속 플루오르화 층으로 전환하기 위해 금속 층을 불소에 노출함으로써 형성된 전환된 금속 플루오르화 코팅일 수 있다. 컨포멀 금속 코팅은, 하나의 로케이션에서의 내부식성 코팅의 두께를 다른 로케이션에서의 내부식성 코팅의 두께와 비교함으로써 측정(또는 복수의 위치들에서 내부식성 코팅의 두께를 구하고 얻어진 두께 값들의 표준 편차를 계산함으로써 측정)된 바와 같이, 약 +/- 20% 미만의 두께 변화, 약 +/- 10% 미만의 두께 변화, 약 +/- 5% 미만의 두께 변화, 또는 낮은 두께 변화를 갖는 균일한 두께로 코팅된 기저 표면(underlying surface)(코팅된 표면 특징들을 포함)의 전체 또는 부분적인 커버리지를 제공할 수 있다.
[0037] 실시예들에서, 금속 플루오르화 코팅(예를 들어, 220 및 230)은 M1xFw, M1xM2yFw, M1xM2yM3zFw 및/또는 이들의 조합들의 화학식을 갖는 적어도 하나의 플루오르화 금속을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 금속 플루오르화 화학식이 M1xFw일 때, x는 1이고, w는 1 내지 3의 범위이다. 실시예들에서, 금속 플루오르화 화학식이 M1xM2yFw일 때, x는 0.1 내지 1의 범위이고, y는 0.1 내지 1의 범위이며, w는 1 내지 3의 범위이다. 실시예들에서, 금속 플루오르화 화학식이 M1xM2yM3zFw일 때, x는 0.1 내지 1의 범위이고, y는 0.1 내지 1의 범위이며, z는 0.1 내지 1의 범위이고, w는 1 내지 3의 범위이다. x, y, z 및 w에 대한 값들은 정수들 또는 분수들일 수 있다. x, y, z 및 w에 대한 범위들은 끝 값(end value)들을 포함한다(즉, x, y 및 z에 대해 0.1과 1을 포함하고, w에 대해 1과 3을 포함). x, y, z 및 w의 범위들은 지정된 범위들에 속하는 모든 단일 값과 지정된 범위들에 속하는 모든 하위 범위를 정수 또는 분수로 또한 포함한다. 예를 들어, x, y 및 z는, 제한 없이, 독립적으로 약 0.1, 약 0.2, 약 0.3, 약 0.4, 약 0.5, 약 0.6, 약 0.7, 약 0.8, 약 0.9, 또는 약 1일 수 있다. 유사하게, w는, 정수들에만 제한 없이(분수들이 또한 가능하므로), 약 1, 약 2, 또는 약 3일 수 있다.
[0038] 금속 플루오르화 화학식들에서, M1, M2, 및 M3은 각각의 상이한 금속을 나타낸다. M1, M2, 및 M3에 예시적인 적합한 금속들은, 제한 없이, 니켈, 마그네슘, 알루미늄, 코발트, 크롬, 이트륨, 티타늄, 은, 금, 철 및/또는 아연을 포함한다. 특정 실시예들에서, M1, M2, 및 M3 중 적어도 하나는 니켈이다. 위에서 정의된 예시적인 금속 플루오르화 코팅들은 NixFw, NixPyFw 및/또는 NixAuyAgzFw 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제한하는 것으로 해석되지 않고, 니켈-함유 금속 플루오르화물은, 불소 함유 케미스트리와 니켈 컴포넌트의 반응 생성물(예를 들어, 불소 함유 플라즈마)이 불소 함유 플라즈마와 기판 재료의 반응 생성물(예를 들어, 불소와 알루미늄의 반응 생성물)의 증기압보다 낮은 증기압을 가질 것이라고 생각되므로, 적합한 금속 플루오르화 코팅 후보들일 것이라고 생각된다. 예를 들어, AlF3의 증기압은 약 750 ℃ 내지 약 1250 ℃ 온도에서 약 0.001 Torr 내지 약 1000 Torr의 범위이다. 이에 비해, NiF2의 증기압은 1000 ℃ 내지 약 1250 ℃의 온도 범위에서 약 0.001 Torr 내지 약 0.1 Torr의 범위이며 약 2250 ℃의 높은 온도에서만 1000 Torr에 도달한다.
[0039] 실시예들에서, 기판이 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하고, 400 ℃ 내지 1000 ℃와 같은 상승된 온도에서 불소-함유 프로세싱 가스들, 플라즈마 또는 HF 클리닝 화학 물질들에 대해 기판의 노출의 경우, 알루미늄은 예시된 온도 범위에서 그들의 높은 증기압으로 인해 휘발성이 높은 AlFx 종(species)을 형성하기 위해 프로세싱 가스들에서 불소와 반응할 수 있다. 금속 플루오르화 코팅이 본 명세서에 설명된 바와 같은 금속 플루오르화 화학식을 포함하는 알루미늄계 물건 상에 금속 플루오르화 코팅을 형성하는 것은 여러 가지 이유들로 생성되는 입자들의 수를 감소시킬 것으로 생각된다. 금속 플루오르화 코팅이 이미 불소화되어 있기 때문에, 프로세싱 환경으로부터 불소는 코팅을 공격할 가능성이 적다고 생각된다. 더욱이, 금속 플루오르화 코팅 및 프로세싱 환경으로부터의 불소와의 반응 생성물(존재하는 경우)은 불소와 아래에 놓이는 물건(underlying article)의 재료의 잠재적인 반응 생성물들(예를 들어, AlFx 종)의 증기압보다 낮은 증기압을 갖는 것으로 생각된다. 따라서, 프로세싱 환경에서 금속 플루오르화 코팅의 컴포넌트들과 불소 사이에 임의의 반응이 발생하면, 그러한 반응으로부터의 생성물들은 챔버 내의 다른 곳에서 승화 및 증착될 가능성이 적다.
[0040] 실시예들에서, 도 2a에 묘사된 바와 같이, 물건(210)(예를 들어, 벌크 금속, 금속 합금, 등)은 표면에 금속 플루오르화 코팅(220)을 함유할 수 있다. 실시예들에서, 금속을 함유할 수 있는 물건(210)은 본 명세서에 설명된 바와 같이 불소 가스 또는 불소 라디칼(fluorine radical)들과 접촉되어 원하는 두께 및 결정 구조를 갖는 금속 플루오르화 코팅(220)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 코팅되는 물건(210)의 표면(예를 들어, 프로세스 챔버 컴포넌트)은 금속 본체(예를 들어, 니켈, 니켈 합금)일 수 있고, 금속 플루오르화 코팅은 NixFw, NixPyFw 또는 NixAuyAgzFw 중 적어도 하나일 수 있다. 실시예들에서, 물건(210)이 벌크 니켈 재료인 경우, 불소 가스 또는 불소 라디칼들과 접촉되어, 물건의 표면에서 예를 들어, x가 1이고 y가 2인 NixFw로 Ni를 전환시킬 수 있다.
[0041] 실시예들에서, 도 2b에 묘사된 바와 같이, 금속 플루오르화 코팅은 물건(210)(예를 들어, 벌크 금속, 금속 합금, 세라믹 등)의 표면에 무전해 금속 도금 코팅층 또는 전해 금속 도금 코팅층(통칭하여 "금속 도금 코팅층"이라 함)(215)을 포함할 수 있다. 금속 도금 코팅층(215)은 물건(210) 상에 형성되어 고온 응용들(예를 들어, 스퍼터링 저항에 필요한 것보다 높은 온도)에서 물건(210)의 성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 니켈은 다른 금속들(예를 들어, 알루미늄, 저온 응용들에 사용되는 다른 금속들 및 합금들)을 능가하는 기계적 특성들, 즉 응용력(application force)에 따라 나타나는 물리적인 특성들(예를 들어, 탄성 계수(modulus of elasticity), 인장 강도(tensile　strength), 신장도(elongation), 경도(hardness), 피로 한계(fatigue limit) 등)을 갖는다. 금속 도금 코팅층(215)은 벌크 금속 기판들에 대해 최대 약 800 ℃의 온도, 기판이 세라믹인 경우 최대 약 1,000 ℃의 온도를 갖는 응용들에 사용될 수 있다. 실시예들에서, 금속 도금층은 약 1 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 또는 약 5 ㎛ 내지 약 45 ㎛, 또는 약 10 ㎛ 내지 약 40 ㎛, 또는 약 15 ㎛ 내지 약 35 ㎛, 또는 약 20 ㎛ 내지 30 ㎛m의 두께, 또는 이들 범위 내의 임의의 개별 두께 또는 하위-범위를 가질 수 있다. 금속 도금 코팅층(215)은 불소 가스 또는 불소 라디칼들과 접촉되어 금속 도금 코팅층(215)의 표면에서 금속을 금속 플루오르화(들)로 전환하여 금속 플루오르화 코팅(230)을 형성할 수 있다. 불소 가스 또는 불소 라디칼들의 반응 온도, 노출 시간 및 유속(flow rate)은 본 명세서의 실시예들에 따라 원하는 금속 플루오르화 코팅 두께 및 결정 구조를 달성하도록 조정될 수 있다.
[0042] 실시예들에서, 도 2c에 묘사된 바와 같이, 금속 플루오르화 코팅은 물건(210)(예를 들어, 벌크 금속, 금속 합금, 세라믹 등)의 표면에 중간층(205)을 포함할 수 있다. 중간층(205)은 물건(210)의 표면과 금속 도금 코팅층(215) 사이의 접착 강도를 향상시키도록 구성될 수 있다. 중간층(205)은, 예를 들어, 금속 도금 코팅층의 CTE와 물건의 CTE 사이에 있는 열 팽창 계수(CTE)의 값을 가짐으로써, 응력을 완화하도록 또한 구성되어, 물건과 금속 도금 코팅층 사이의 CTE의 임의의 잠재적 불일치를 경감시킬 수 있다. 그러한 실시예에서, 중간층은 금속 도금 코팅층과 물건(210)(예를 들어, 프로세스 챔버 컴포넌트) 사이의 CTE 차이를 경감시켜 CTE 불일치로 인해 발생할 수 있는 열 순환 시에 균열에 대한 코팅의 민감성을 감소시킨다.
[0043] 중간층(205)은 불소 함유 종(예를 들어, 불소 라디칼들)이 반도체 프로세싱 챔버 내의 프로세싱 환경으로부터 또는 불소 함유 금속 플루오르화 코팅으로부터 기저 물건(underlying article)까지 확산(예를 들어, 금속 플루오르화 코팅의 입계(grain boundaries)들을 통해)되는 것을 차단하는 확산 배리어 층으로서 또한 구성될 수 있다. 특정 실시예들에서, 중간층(205)은 비정질 알루미나 또는 비정질 YAG(yttrium aluminum garnet)와 같은 비정질일 수 있다. 중간층(205)과 기저 물건(210) 사이 및/또는 중간층(205)과 그 위에 증착된 금속 도금 코팅층(230) 사이의 경계는 불연속적이거나 불연속적이 아닐 수 있다(예를 들어, 금속 플루오르화 코팅 및 접착층 및/또는 물건 및 접착층은 혼합/상호확산/통합될 수 있음). 금속 도금 코팅층(215)은 불소 가스 또는 불소 라디칼들과 접촉되어 금속 도금 코팅층(215)의 표면에서 금속을 금속 플루오르화(들)로 전환하여 금속 플루오르화 코팅(230)을 형성할 수 있다. 불소 가스 또는 불소 라디칼들의 반응 온도, 노출 시간 및 유속은 본 명세서의 실시예들에 따라 원하는 금속 플루오르화 코팅 두께 및 결정 구조를 달성하도록 조정될 수 있다.
[0044] 본 명세서에 설명된 금속 플루오르화 코팅(220, 230)의 두께는 약 5 nm 내지 약 5000 nm, 약 10 nm 내지 약 4000 nm, 약 15 nm 내지 약 3000 nm, 약 20 nm 내지 약 2500 nm, 약 25 nm 내지 약 2000 nm, 약 30 nm 내지 약 1000 nm, 약 50 nm, 약 500 nm의 범위일 수 있거나, 이들 범위 내의 두께의 임의의 하위 범위 또는 단일 값일 수 있다. 본 명세서에 설명된 금속 플루오르화 코팅의 두께 및 특성들은 본 명세서의 실시예들에 따른 불소 가스 또는 불소 라디칼 전환 프로세스의 파라미터들에 의존한다. 이들 특성들은 코팅된 물건에 대한 의도된 응용에 따라 동조 및 조정될 수 있다.
[0045] 실시예들에서, 본 명세서에 설명된 금속 도금 코팅층(215)의 두께는 약 1 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 또는 약 5 ㎛ 내지 약 45 ㎛, 또는 약 10 ㎛ 내지 약 40 ㎛, 또는 약 15 ㎛ 내지 약 35 ㎛, 또는 약 20 ㎛ 내지 약 30 ㎛의 범위일 수 있거나, 이들 범위 내의 두께의 임의의 하위-범위 또는 단일 값일 수 있다. 금속 도금 코팅층(215)의 두께 및 특성들은 본 명세서의 실시예들에 따른 무전해 또는 전해 금속 도금 프로세스의 파라미터들에 의존한다. 이들 특성들은 코팅된 물건에 대한 의도된 응용에 따라 동조 및 조정될 수 있다.
[0046] 실시예들에서, 본 명세서에 설명된 중간층(205)의 두께는 약 1 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 또는 약 5 ㎛ 내지 약 45 ㎛, 또는 약 10 ㎛ 내지 약 40 ㎛, 또는 약 15 ㎛ 내지 약 35 ㎛, 또는 약 20 ㎛ 내지 약 30 ㎛의 범위일 수 있거나, 이들 범위 내의 두께의 임의의 하위-범위 또는 단일 값일 수 있다. 본 명세서에 설명된 중간층(205)의 두께 및 특성들은 중간층(205) 증착 프로세스의 파라미터들에 의존한다. 예를 들어, 실시예들에 따르면, 중간층(205)은 원자층 증착, 화학 기상 증착, 물리적 기상 증착, 스퍼터링 및/또는 이들의 조합에 의해 증착될 수 있다.
[0047] 특정 실시예들에서, 금속 플루오르화 코팅(220, 230)의 거칠기는 약 0.1 마이크로인치 내지 200 마이크로인치, 약 0.5 마이크로인치 내지 약 50 마이크로인치, 약 2 마이크로인치 내지 약 30 마이크로인치, 약 5 마이크로인치 내지 약 20 마이크로인치, 약 75 마이크로인치 내지 약 150 마이크로인치, 또는 약 30 마이크로인치 내지 약 100 마이크로인치의 범위일 수 있거나, 또는 이들 범위 내의 거칠기의 하위-범위 또는 단일 값일 수 있다. 거칠기는 ASME B46.1에 의해 측정된 산술 평균 거칠기(Ra)일 수 있다.
[0048] 특정 실시예들에서, 금속 플루오르화 코팅(220, 230)의 미세 경도는 약 5 mN 보다 크거나, 약 6 mN 보다 크거나, 약 7 mN 보다 크거나, 약 8 mN 보다 크거나, 약 9 mN 보다 크거나, 약 10 mN 보다 크거나, 약 11 mN 보다 크거나, 약 12 mN 보다 크다. 특정 실시예들에서, 금속 플루오르화 코팅(220, 230)의 미세 경도는 스테인리스 스틸의 미세 경도보다 적어도 2배 더 크고/크거나 알루미나보다 적어도 4배 더 크다. 위의 마이크로 경도 값들은 금속 플루오르화 코팅의 제 1 실패(또는 제 1 크랙 형성)를 관찰하기 위해 금속 플루오르화 코팅(220, 230)에 가해지는 힘을 지칭할 수 있다. 미세 경도는 코팅 유형에 따라 ASTM B578 - 87, E10, E18, E92 또는 E103을 사용하여 측정될 수 있다.
[0049] 특정 실시예들에서, 금속 플루오르화 코팅(220, 230)의 아키텍쳐 및 조성물은 금속 플루오르화 코팅의 불소 저항을 조정하고/하거나 프로세싱 챔버에서 불소에 의한 입계 침식(grain boundary attack)을 늦추도록 동조될 수 있다. 특정 실시예들에서, 도 2a에 묘사된 것과 같은 금속 플루오르화 코팅 또는 본 명세서에 설명된 다른 금속 플루오르화 코팅들 중 임의의 코팅에는 포스트-코팅 프로세싱(post-coating processing)이 적용될 수 있다. 비제한적인 예시적인 포스트-코팅 프로세싱은 탈이온수를 사용한 금속 플루오르화 코팅의 초음파 클리닝하는 것, 플루오르화 수소산의 배스(bath)에서 클리닝 및/또는 금속 플루오르화 코팅을 갖는 기판을 베이킹하는 것을 포함한다. 실시예들에서, 금속 플루오르화 코팅(220, 230)은, 예를 들어, 약 2 시간 내지 약 24 시간, 약 4 시간 내지 약 15 시간, 또는 약 6 시간 내지 약 12 시간, 또는 이들 범위 내의 단일 값 또는 하위-범위의 지속 기간 동안 약 100 ℃ 내지 약 800 ℃, 약 200 ℃ 내지 약 700 ℃, 약 300 ℃ 내지 약 600 ℃, 또는 이들 범위 내의 단일 값 또는 하위-범위의 온도를 금속 플루오르화 코팅에 적용함으로써 베이킹될 수 있다. 베이킹 온도 및 지속 기간은 무결성을 유지하면서 이들 컴포넌트들 중 임의의 컴포넌트 또는 모든 컴포넌트들의 변형, 분해 또는 용융을 억제하도록 물건의 구성의 재료, 표면, 및 금속 플루오르화 코팅에 기초하여 선택될 수 있다.
[0050] 다양한 금속 플루오르화 코팅들의 조성물은 코팅된 물건에 대한 의도된 응용에 기초하여 타깃 코팅 특성을 달성하도록 동조될 수 있다. 예를 들어, M1xFw 코팅은 약 5 원자% 내지 약 100 원자%, 약 10 원자% 내지 약 95 원자%, 약 20 원자% 내지 약 90 원자%, 약 20 원자% 및 약 80 원자%, 약 10 원자%, 약 20 원자%, 약 30 원자%, 약 40 원자%, 약 50 원자%, 약 60 원자%, 약 70 원자%, 약 80 원자%, 약 90 원자%, 또는 그들 범위 내에 속하는 임의의 범위 및/또는 숫자의 M1 농도를 포함할 수 있으며, 여기서, 여기서 농도는 금속 플루오르화 코팅에서 금속의 총량에 기초하여 측정된다. 농도가 전체적으로 금속 플루오르화 코팅에 기초하여 측정될 때, M1 농도는 약 40 원자% 이하, 약 35 원자% 이하, 약 30 원자% 이하, 약 25 원자% 이하, 약 20 원자% 이하, 약 15 원자% 이하, 약 10 원자%, 최대 약 5 원자%, 약 20 원자% 내지 약 45 원자% 사이, 또는 이들 범위 내에 속하는 임의의 다른 범위 및/또는 숫자일 수 있다.
[0051] 금속 플루오르화 코팅이 화학식 M1xM2yFw를 갖는 경우, 금속들의 농도들은 약 20 내지 80 원자% M1 및 20 내지 80 원자% M2, 30 내지 70 원자% M1 및 30 내지 70 원자% M2, 40 내지 60 원자% M1 및 40 내지 60 원자% M2, 50 내지 80 원자% M1 및 20 내지 50 원자% M2, 또는 60 내지 70 원자% M1 및 30 내지 40 원자% M2일 수 있으며, 여기서, M1 및 M2의 농도들은 금속 플루오르화 코팅에서 금속의 총량(M1+M2)에 기초하여 측정된다. 농도가 전체적으로 금속 플루오르화 코팅에 기초하여 측정될 때, M1+M2은 함께 약 40 원자% 이하, 약 35 원자% 이하, 약 30 원자% 이하, 약 25 원자% 이하, 약 20 원자% 이하, 약 15 원자% 이하, 약 10 원자% 이하, 약 5 원자% 이하, 약 20 원자%와 약 45 원자% 사이, 또는 이들 범위에 속하는 임의의 다른 범위 및/또는 숫자의 농도를 가질 수 있다.
[0052] 금속 플루오르화 코팅이 화학식 M1xM2yM3zFw를 갖는 경우, 금속들의 농도들은 약 5 내지 80 원자% M1 및 5 내지 80 원자% M2 및 5 내지 80 원자% M3, 10 내지 70 원자% M1 및 10 내지 70원자% M2 및 10 내지 70 원자% M3, 1 내지 90원자% M1 및 1 내지 90원자% M2 및 1 내지 90원자% M3일 수 있으며, 여기서 M1, M2, M3의 농도들은 금속 플루오르화 코팅에서 금속의 총량(M1+M2+M3)에 기초하여 측정된다. 농도가 전체적으로 금속 플루오르화 코팅에 기초하여 측정될 때, M1+M2+M3은 함께 약 40 원자% 이하, 약 35 원자% 이하, 약 30 원자% 이하, 약 25 원자% 이하, 약 20 원자% 이하, 약 15 원자% 이하, 약 10 원자% 이하, 약 5 원자% 이하, 약 20 원자%와 약 45 원자% 사이, 또는 이들 범위에 속하는 임의의 다른 범위 및/또는 숫자의 농도를 가질 수 있다.
[0053] 본 명세서에 설명된 금속 플루오르화 코팅들의 불소 농도는 0 원자% 초과 약 95 원자% 이하, 약 5 원자% 내지 약 90 원자%, 약 10 원자% 내지 약 85 원자%, 약 20 원자% 내지 약 80 원자%, 약 40 원자% 내지 약 75 원자%, 또는 약 50 원자% 내지 약 70 원자%, 또는 이들 범위에 속하는 임의의 다른 범위 및/또는 숫자일 수 있다.
[0054] 플라즈마에 대한 금속 플루오르화 코팅의 저항은, 코팅된 컴포넌트들의 작동의 지속 기간 및 플라즈마(예들 들어, 할로겐 또는 특히 불소 플라즈마)에 대한 노출 동안, 마이크론/시간(μm/hr) 또는 옹스트롬/시간(Å/hr)의 단위들을 가질 수 있는 "에칭 속도(etch rate)"(ER)를 통해 측정될 수 있다. 측정들은 서로 다른 프로세싱 시간 이후에 수행될 수 있다. 예를 들어, 측정들은 프로세싱 이전에, 또는 약 50 프로세싱 시간, 또는 약 150 프로세싱 시간, 또는 약 200 프로세싱 시간 등에서 이루어질 수 있다. 일 예에서, 실시예들에 따라, 금속 플루오르화 코팅을 형성하기 위해 불소 가스와 반응했던 무전해 니켈 도금 코팅은 650 ℃의 온도에서 약 56 시간 동안 불소 케미스트리에 노출되었고 측정 가능한 코팅 손실이 도시되지 않았다. 챔버 컴포넌트들에 증착된 금속 플루오르화 코팅의 조성물의 변화들은 다수의 서로 다른 플라즈마 저항들 또는 부식 속도 값들로 이어질 수 있다. 부가적으로, 다양한 플라즈마들에 노출된 단일 조성물을 갖는 금속 플루오르화 코팅은 다수의 서로 다른 플라즈마 저항들 또는 부식 속도 값들을 가질 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 저항 재료는 제 1 유형의 플라즈마와 연관된 제 1 플라즈마 저항 또는 부식 속도 및 제 2 유형의 플라즈마와 연관된 제 2 플라즈마 저항 또는 부식 속도를 가질 수 있다.
[0055] 실시예들에서, 프로세싱 챔버에서 프로세싱 동안 입자들을 감소시키는 방법들이 본 명세서에 추가로 개시된다. 방법들은 금속 플루오르화 코팅을 형성하기 위해 기판을 불소와 접촉하는 것을 포함할 수 있다. 금속 플루오르화 코팅은 화학식 M1xFw ― x는 1의 값을 갖고, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ―, 화학식 M1xM2yFw ― x는 0.1 내지 1의 값을 갖고, y는 0.1 내지 1의 값을 가지며, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ―, 또는 화학식 M1xM2yM3zFw ― x는 0.1 내지 1의 값을 갖고, y는 0.1 내지 1의 값을 가지며, z는 0.1 내지 1의 값을 갖고, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ― 중 적어도 하나를 포함하고, M1, M2, 또는 M3 중 적어도 하나는 니켈을 포함한다. 실시예들에서, M2 및 M3은 각각 독립적으로 마그네슘, 알루미늄, 코발트, 크롬 및/또는 이트륨으로부터 선택된 금속일 수 있다.
[0056] 실시예들에서, 방법들은 기판 상에 니켈을 포함하는 무전해 금속 도금 코팅층 또는 니켈을 포함하는 전해 금속 도금 코팅층을 증착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 금속 도금 코팅층은 금속 플루오르화 코팅을 형성하기 위해 불소와 접촉될 수 있다. 실시예들에서, 무전해 금속 도금 코팅층은 정방정계 니켈 인화물(Ni3P) 및 입방정계 Ni를 포함하는 나노-결정 구조를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 무전해 금속 도금 코팅층 또는 전해 금속 도금 코팅층은 인(P)을 더 포함하고, 금속 플루오르화 코팅에는 인이 없다.
[0057] 도 3a는 실시예들에 따라 반도체 프로세싱 챔버에서 프로세싱 동안 입자들을 감소시키는 방법(300)을 개시한다. 방법(300)에서, 벌크 금속(예를 들어, 금속 또는 금속 합금)으로 구성되고 프로세싱 챔버 내에서 보통 발견되는 공격적인 케미스트리(예를 들어, 할로겐 또는 불소계 케미스트리)에 노출될 수 있는 하나의 표면의 적어도 일부를 갖는 기판이 제공된다(305). 블록(310)에서, 기판의 적어도 일부는 본 명세서에 설명된 바와 같이 금속 플루오르화 코팅을 형성하기 위해 공격적인 케미스트리에 노출될 수 있고 불소(예를 들어, 불소 가스 또는 불소 라디칼들로부터)과 접촉될 수 있다.
[0058] 실시예들에서, 블록(310)에서 접촉하는 것은 열 분자 불소 가스(F2) 전환(Ni + F2 = NiF2) 프로세스를 사용하여 금속 플루오르화 코팅을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 열 분자 불소 가스 전환 프로세스는 프리-습식 클리닝(pre-wet cleaning)(예를 들어, 플루오르화 수소산(hydrofluoric acid), 질산 또는 이들의 조합을 사용) 및 열 반응기를 베이킹 아웃(예를 들어, 약 25 ℃ 내지 약 90 ℃의 온도에서)하는 것을 포함할 수 있다. 불소 가스와 반응하게 되는 기판들(예들 들어, 부품들 및/또는 컴포넌트들)은 반응기에 로딩된다. 반응기는 진공 상태, 예를 들어 약 10 mTorr 내지 약 50 mTorr의 압력으로 배치될 수 있다. 일단 배기되면, 반응기 내의 온도는 기판의 재료 및 원하는 코팅 두께에 따라 약 100 ℃ 내지 약 500 ℃로 증가될 수 있다. 특히, 더 높은 온도는 금속 플루오르화 코팅을 더 낮은 온도에서보다 더 빠른 속도로 성장(즉, 두꺼워짐)시킬 수 있고, 이는 금속 플루오르화 코팅의 결정 구조에 영향을 미칠 수 있다. 금속 플루오르화 코팅이 약 300 ℃의 온도에서 형성될 때, 코팅의 결과적인 두께는 약 200 nm일 수 있다. 코팅 두께는 불소 가스에 장기간 노출되면 동일한 온도에서 증가될 수 있다. 약 100 ℃에서는 200 nm 코팅을 형성하기 위해 300 ℃에서 보다 더 오래 걸린다.
[0059] 기저 기판 재료는 또한 금속 플루오르화 코팅의 결정 구조에 영향을 미칠 수 있다. 실시예들에서, 입자 크기는 온도의 함수 ― 온도가 높을수록 상대적으로 입자 크기가 커짐 ―일 수 있다.
[0060] 아르곤 또는 질소와 같은 불활성 가스는 약 1 시간 내지 약 10 시간의 기간에 걸쳐 온도 안정화를 돕기 위해 배기된 챔버로 도입될 수 있다. 불소 가스는 약 1 초 내지 약 24 시간, 또는 약 1 분 내지 약 12 시간, 또는 약 10 분 내지 약 6 시간, 또는 약 30 분 내지 약 3시간 동안 약 0.05 nm/min 내지 약 1.0 nm/min, 또는 약 0.1 nm/min 내지 약 0.5 nm/min, 또는 약 0.2 nm/min, 0.28 nm/min, 또는 약 0.3 nm/min, 또는 이들 범위 내의 임의의 단일 값 또는 하위-범위의 유속으로 배기 및 온도 제어된 반응기로 도입될 수 있다. 반응이 완료되면, 불소 가스의 유동은 불활성 가스가 반응기에 계속 유입되는 동안 정지될 수 있다. 한편, 온도는 약 0.5 ℃/min 내지 약 5 ℃/min의 제어된 램핑 속도(ramping rate)로 감소될 수 있다. 실시예들에서, 온도가 너무 빨리 감소되면, 금속 플루오르화 코팅은 기저 표면(underlying surface)으로부터 박리될 수 있다. 실시예들에서, 코팅이 상대적으로 두껍고(예를 들어, 약 5μm) 온도가 너무 빨리 감소되면, 코팅이 박리되고 균열이 생길 수 있다. 코팅이 금속 플루오르화이고 기판이 니켈이면, 이러한 재료들은 서로 다른 열팽창들을 가지므로, 온도가 너무 빨리 떨어지면, 두 재료들 사이에 상대적인 응력이 있을 수 있고, 이는 균열과 박리의 원인이 될 수 있다.
[0061] 반응기 내부의 온도가 약 실온에 도달하면, 금속 플루오르화 코팅을 갖는 기판들은 반응기로부터 제거될 수 있다. 코팅된 기판들은 탈이온수 초음파 클리닝을 사용하여 클리닝될 수 있다. 클리닝된 코팅된 기판들은 약 25 ℃ 내지 약 90 ℃의 온도에서 약 30 분 내지 약 600 분 동안 베이킹된 후에 포장될 수 있다.
[0062] 일부 실시예들에서, 블록(310)에서 접촉하는 것은 불소 라디칼(F*) 전환(Ni + 2F = NiF2) 프로세스를 사용하여 금속 플루오르화 코팅을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 불소 라디칼 전환 프로세스는 프리-습식 클리닝(예를 들어, 플루오르화 수소산, 질산 또는 이들의 조합을 사용) 및 반응기의 베이킹 아웃(예를 들어, 약 25 ℃ 내지 약 90 ℃의 온도에서)하는 것을 포함할 수 있다. 불소 가스와 반응하게 되는 기판들(예를 들어, 부품들 및/또는 컴포넌트들)이 반응기에 로딩된다. 반응기는 진공 상태, 예를 들어 약 10 mTorr 내지 약 50 mTorr의 압력으로 배치될 수 있다. 일단 배기되면, 반응기 내의 온도는 내부 기판의 재료 및 원하는 코팅 두께에 따라 약 100 ℃ 내지 약 500 ℃로 증가될 수 있다. 아르곤 또는 질소와 같은 불활성 가스는 약 1 시간 내지 약 10 시간의 기간에 걸쳐 온도 안정화를 돕기 위해 배기된 챔버로 도입될 수 있다. 원격 플라즈마 소스(RPS, Remote Plasma Source)로부터의 불소 라디칼들은 약 1 초 내지 약 24 시간, 또는 약 1 분 내지 약 12 시간, 또는 약 10 분 내지 약 6 시간, 또는 약 30 분 내지 약 3 시간 동안 약 0.01 nm/min 내지 약 1.0 nm/min, 약 0.05 nm/min 내지 약 0.5 nm/min, 또는 약 0.04 nm/min, 약 0.05 nm/min, 약 0.06 nm/min, 약 0.07 nm/min, 약 0.08 nm/min, 또는 약 0.09 nm/min, 또는 이들 범위 내의 임의의 단일 값 또는 하위-범위의 유속으로 배기 및 온도 제어된 반응기로 도입될 수 있다. 반응이 완료되면, 불소 라디칼들의 유동은 불활성 가스가 반응기에 계속 유입되는 동안 정지될 수 있다. 한편, 온도는 약 0.5 ℃/min 내지 약 5 ℃/min의 제어된 램핑 속도로 감소될 수 있다. 반응기 내부의 온도가 약 실온에 도달하면 금속 플루오르화 코팅을 갖는 기판들은 반응기로부터 제거될 수 있다. 코팅된 기판들은 탈이온수 초음파 클리닝을 사용하여 클리닝될 수 있다. 클리닝된 코팅된 기판들은 약 25 ℃ 내지 약 90 ℃의 온도에서 약 30 분 내지 약 600 분 동안 베이킹된 후에 포장될 수 있다.
[0063] 특히, 더 높은 온도는 금속 플루오르화 코팅을 더 낮은 온도에서보다 더 빠른 속도로 성장(즉, 두꺼워짐)시킬 수 있고, 이는 금속 플루오르화 코팅의 결정 구조에 영향을 미칠 수 있다. 금속 플루오르화 코팅이 약 300 ℃의 온도에서 약 12 시간 동안 형성될 때, 코팅의 결과적인 두께는 약 50 nm일 수 있다. 코팅 두께는 불소 가스에 장기간 노출되면 동일한 온도에서 증가될 수 있다. 약 100 ℃에서는 50 nm 코팅을 형성하기 위해 300 ℃에서 보다 더 오래 걸린다.
[0064] 블록(315)에서, 금속 플루오르화 코팅을 갖는 기판에는 본 명세서에 설명된 바와 같이 포스트-증착 프로세싱이 적용될 수 있다. 비제한적인 예시적인 포스트-코팅 프로세싱은 탈이온수를 사용한 금속 플루오르화 코팅의 초음파 클리닝하는 것, 플루오르화 수소산의 배스에서 클리닝 및/또는 금속 플루오르화 코팅을 갖는 기판을 베이킹하는 것을 포함한다. 실시예들에서, 금속 플루오르화 코팅은, 예를 들어 약 2 시간 내지 약 24 시간, 약 4 시간 내지 약 15 시간, 또는 약 6 시간 내지 약 12 시간, 또는 이들 범위 내의 임의의 단일 값 또는 하위-범위의 시간의 기간 동안 약 100 ℃ 내지 약 800 ℃, 약 200 ℃ 내지 약 700 ℃, 또는 약 300 ℃ 내지 약 600 ℃, 또는 이들 범위 내의 임의의 단일 값 또는 하위-범위의 온도를 금속 플루오르화 코팅에 적용함으로써 베이킹될 수 있다. 베이킹 온도 및 지속 기간은 무결성을 유지하면서 이들 컴포넌트들 중 임의의 컴포넌트 또는 모든 컴포넌트들의 변형, 분해 또는 용융을 억제하도록 물건의 구성의 재료, 표면, 및 금속 플루오르화 코팅에 기초하여 선택될 수 있다.
[0065] 도 3b는 실시예들에 따라 반도체 프로세싱 챔버에서 프로세싱 동안 입자들을 감소시키는 방법(301)을 개시한다. 방법(301)에서, 금속(예를 들어, 금속 또는 금속 합금) 또는 세라믹으로 구성되고 프로세싱 챔버 내에서 보통 발견되는 공격적인 케미스트리(예를 들어, 할로겐 또는 불소계 케미스트리)에 노출될 수 있는 하나의 표면의 적어도 일부를 갖는 기판이 제공된다(305). 블록(311)에서, 기판의 적어도 일부에 증착될 수 있는 금속 도금 코팅층은 공격적인 케미스트리에 노출될 수 있고 불소(예를 들어, 불소 가스 또는 불소 라디칼들로부터)와 접촉될 수 있다.
[0066] 실시예들에서, 블록(311)에서 금속 도금층을 증착하는 것은 본 명세서에 설명된 바와 같이 무전해 금속 도금 프로세스 또는 전해 금속 도금 프로세스에 의해 이루어질 수 있다. 기판은, 예를 들어 부식성 화학 물질들을 함유하는 부식성 환경에서 사용되는 금속 또는 세라믹 컴포넌트에 코팅(예를 들어, 니켈-인 코팅)의 무전해 증착을 위한 프로세스 후에 무전해 금속 도금 코팅층으로 코팅될 수 있다. 무전해 금속 도금 프로세스는 벌크 금속-함유 (또는 세라믹) 기판 또는 기판 표면에 형성된 중간층에 직접 코팅을 형성할 수 있다. 무전해 금속 도금 프로세스는 전류가 필요하지 않으므로, 무전해 금속 도금 코팅은 절연체 표면을 포함하는 임의의 적절한 기판에 증착될 수 있다.
[0067] 실시예들에서, 무전해 증착을 위한 방법은 부분적으로 ASTM B 656, B 733을 기반으로 할 수 있다. 실시예들에서, 무전해 증착 방법은, ASTM B 733에 따라, 코팅 접착력을 증가시키기 위해 각각의 금속의 유형에 대해 적절한 포스트 도금 열처리를 선택하는 방식을 포함할 수 있다. 다음 재료들은 무전해 금속 도금 프로세스(예를 들어, 니켈-인 코팅을 도금)에 사용될 수 있다.
· 탈이온( DI ) 수: 탈이온 수의 소스는 ASTM D1125에 따라 결정된 16 M Ohm-cm 이상의 비저항(specific resistivity)을 가질 수 있다. 적절한 UV 광 모듈이 박테리아 제어를 위해 설치될 수 있다. 사용 시점에서, 린싱 및 클리닝에 사용되는 탈이온 수는 2.0 M Ohm-cm의 최소 비저항을 가질 수 있다.
· 화학 물질들: 유입되는 화학 물질들은 모빌 이온/중금속 레벨들을 위해 모니터링될 수 있다. 이온 오염 및 중금속들에 대한 최대 허용 레벨들은 유입되는 화학 물질 순도를 나타내는 유지된 기록들과 함께 표 1에 나열된 요구 사항들과 관련하여 설정될 수 있다.
예시적인 무전해 니켈-인 도금에 대한 타깃들의 개요
타깃들 허용 기준
코팅 두께 0.0010 내지 0.0012 인치
접착력 블리스터링 또는 접착 불량의 다른 증거가 4x 배율에서 관찰되지 않아야 한다.
다공성 붉은 반점이 관찰되지 않아야 한다.
예 니켈-인
코팅 조성물 -
인 함량		 10 내지 12 wt.%
질산 테스트 변색 없음
내식성 a. 24 시간 스크리닝 테스트: 블리스터링, 피팅 및 변색 없음.
b. 22일 연속 노출: 블리스터링, 피팅 및 변색 없음.
미세경도 400 내지 525 HK
탈가스 (mg/cm2) 총 질량 손실(TML) ≤ 0.115
매우 높은 휘발성을 갖는 종의 대량 손실(MLVH) ≤ 0.055
소계 ≤ 0.060
이온 오염,
표면 농도
(1012 분자/cm2)		 F-, ≤ 30
Cl-, ≤ 470
NO2-, ≤ 100
Br-, ≤ 8
NO3-, ≤ 155
SO4-2, ≤ 55
PO4-3, ≤ 120
이온 오염,
표면 농도
(1012 분자/cm2)		 Li+, ≤ 90
Na+, ≤ 125
NH4+, ≤ 130
K+, ≤ 70
Mg+2, ≤ 10
Ca+2, ≤ 400
블랙 라이트 검사 형광, 섬유들 또는 입자들이 블랙 라이트에 노출된 표면에 관찰되지 않아야 한다.
인터페이스 무결성 계면 불연속성, 다공성 및 포착 없음
· 블라스팅 매체들: 산화알루미늄, Al2O3는 달리 지정하지 않는 한 사용될 수 있다. 가넷의 사용은 달리 지정되지 않는 한 금지된다. 이러한 매체들의 청결도와 유효성은 프로세싱된 컴포넌트들이 본 명세서에 지정된 요구 사항들을 충족하도록 제어될 수 있다.
· 질소 또는 공기: 컴포넌트들을 건조시키는 데 사용되는 질소 또는 공기는 건조하고 오일이 없어야 하며 사용 지점에서 0.1 μm 필터로 여과되어야 한다. 필터들은 정기적으로 교체될 수 있으며 유지보수 기록이 문서화될 수 있다.
[0068] ENP 코팅의 형성 이후에, 생성된 코팅된 기판은 다음 방식을 사용하여 클리닝될 수 있다.
2 분 동안 130°+/-2 F에서 초음파 클리너로 부품들을 클린.
2 분 동안 130°+/-2 F에서 알루미늄 소크(Aluminum Soak)(또는 동등한 화학 물질)에 부품들을 클린.
30 초 동안 주위에서 D.I. 탱크에 부품들을 린스.
30 초 동안 120°+/-2 F에서 D.I. 탱크에 부품들을 린스.
30 초 동안 140°+/-2 F에서 D.I. 탱크에 부품들을 린스.
30 초 동안 140°+/-2 F에서 클린룸 초음파 린스 D.I.에 부품들을 린스
클린룸에서 공기/N2 블로우 건조(blow dry)를 압축.
[0069] 일부 실시예들에서, 블록(311)에서 금속 도금층을 증착하는 것은 본 명세서에 설명된 바와 같은 전해 금속 도금 프로세스 또는 전해 금속 도금 프로세스에 의해 이루어질 수 있다. 기판은 니켈, 은 및 금 도금(예를 들어, 구리 C101 또는 BeCu25 합금 기판)에 대한 제조 프로세스, 재료 및 성능 평가 사양들에 따라 코팅될 수 있다. 예시적인 전해 도금 코팅은 니켈, 은 및 금을 함유할 수 있다. 코팅은 C101 및 BeCu25 또는 다른 재료들을 포함하는 고순도 구리 또는 구리 합금 표면을 포함하는 본 명세서에 설명된 바와 같은 임의의 기판에 적용될 수 있다. 전해 도금은 히터 RF 스트랩 및 페이스플레이트/가스 박스 RF 스트랩과 같은 챔버의 중요한 컴포넌트에 적용될 수 있다. 다음 재료들 및 사양들은 ENP 코팅들을 제조하는 프로세스에서 사용될 수 있다.
· 탈이온( DI ) 수: 사용 시점에서, 린싱 및 클리닝(드래그 아웃 린스 제외)에 사용되는 탈이온 수는 2.0 M Ohm-cm의 최소 비저항을 가질 수 있다.
· 화학 물질들: 유입되는 화학 물질들은 ICP-MS(이온 용량 플라즈마 질량 분광법)와 같은 미량 금속 측정에 의해 모빌 이온/중금속 레벨들을 위해 모니터링될 수 있다. 이온 오염 및 중금속들에 대한 최대 허용 레벨들은 유입되는 화학 물질 순도를 나타내는 유지된 기록들과 함께 설정될 수 있다.
· 마스킹 재료들: 컴포넌트들을 마스킹하는 데 사용되는 마스킹 재료들은 모빌 이온 오염에 대해 모니터링될 수 있다. 마스킹 라인 정의 변화 <±0.010 인치가 사용될 수 있다.
· 질소 또는 공기: 컴포넌트들을 건조시키는 데 사용되는 질소 또는 공기는 건조하고 오일이 없고 사용 지점에서 0.1 μm 필터로 여과될 수 있다. 필터들은 정기적으로 교체될 수 있으며 유지보수 기록이 문서화될 수 있다.
· 글러브(Glove)들 및 와입(Wipe)들: 컴포넌트들 및 습식 프로세스를 취급하는데 사용되는 글러브들, 와입들 또는 다른 재료들이 사용될 수 있다.
· 포장 재료들: 적합한 포장 재료들이 사용될 수 있다.
[0070] 실시예들에서, 금속 플루오르화 코팅을 형성하기 전에, 기판을 코팅하는 프로세스는 제품 품질에 영향을 미치는 모든 파라미터들을 모니터링, 제어 및 기록할 수 있는 장비로 수행되는 전해 도금 습식 케미스트리 프로세스일 수 있다. 이러한 파라미터들은 프로세싱 시간, 온도, 케미스트리의 조성물들, 캐미스트리의 농도, 전압 및 전류 밀도, 린싱의 방법, 린싱 수의 저항률 및 초음파 장비의 작동들, 초음파 도구의 주파수 등을 포함하지만, 이들에 국한되지 않다.
예시적인 니켈, 은 및 금 코팅에 대한 도금 특성들
파라미터 필요조건 방법론 테스트 베드 테스트의
빈도

코팅 두께(도면 설명을 따르고, 도면 설명이 없으면, 여기를 따른다)		 히터 RF 스트랩 및 가스 박스/FP RF 스트랩에 대해 Ni 2 +/- 0.5 um; 히터 RF 스트랩에 대해 Au 15 +/- 5 um, 가스 박스/FP RF 스트랩에 대해 36 +/- 5 um

SEM 단면

위트니스 쿠폰
탱크에서 모든 케미스트리 변경
다공성(이미지 소프트웨어 및 단면 SEM)
< 0.1% 		이미지 Pro 및 SEM 단면 위트니스 쿠폰 탱크에서 모든 케미스트리 변경
히터 RF 스트랩에 대한 열처리(BeCu25 기판의 2 um 아래 Ni 및 15 um 상단 Au) 24 시간 동안 공기 오븐 @ 325C. Cu 및 Ni 확산 없음 시각적 및 SEM/EDX 위트니스 쿠폰 탱크에서 모든 케미스트리 변경
가스 박스/FP RF 스트랩에 대한 열처리(Cu C101 기판의 2 um 아래 Ni 및 36 um 상단 Ag) 24 시간 동안 공기 오븐 @ 200C. Cu 및 Ni 확산 없음 시각적 및 SEM/EDX
위트니스 쿠폰		 탱크에서 모든 케미스트리 변경



코팅 조성물		 P, S, F, Cl 및 Br이 검출되지 않았으며 Au, O, C 및 N을 제외한 다른 원소들이 검출되지 않았다. 5 KV 가속 전압에서 도금 표면으로부터 EDX 분석. Au 도금 C < 10 wt%, O < 2 wt% 및 N < 2 wt%.

EDX @ 5 KV 가속 전압

위트니스 쿠폰

탱크에서 모든 케미스트리 변경
핀 홀 및 보이드 허용되지 않음 시각적 제품 모든 부품
포스트 도금 표면 Ra 적용 가능한 경우 도면을 따른다. 프로필로미터 제품 모든 부품
[0071] 실시예들에서, 최고의 코팅 품질을 가능하게 하기 위해 전해 도금 프로세스 이전에 인입되는 부품에 프리-클리닝이 적용될 수 있다. 화학적 조성물, 농도, pH 값, 및 금속 불순물들의 레벨을 적절하게 제어하기 위해 케미컬 베스들이 정기적으로 모니터링될 수 있다. 모든 케미컬 베스들은 필터링될 수 있으며 임의의 가시적인 표면 필름들 또는 스컴(scum)들이 없어야 한다. 탱크들은 사용하지 않을 때는 덮여 있을 수 있다. 침지 탱크(immersion tank)들의 케미컬 배스들 및 탈이온 수는 오일이 없는 깨끗한 건조 공기 또는 질소에 의해 교반될 수 있다. 입자들 또는 탄화수소에 의한 오염을 방지하도록 기계적 교반이 구성될 수 있다. 탈이온 수는, a) 비저항이 200 K Ohm-cm 이상인 차가운 탈이온 수를 사용하여 스프레이 또는 침수에 의한 린스를 허용할 수 있다는 점, b) 비저항이 2 M Ohm-cm 이상인 차가운 탈이온 수를 사용하여 블라인드 홀(blind holes)들, 주름(creases) 및 용접되지 않은 이음새(non-welded seam)들을 강력하게 분사한다는 점, 또는 c) 최소 저항이 4 M Ohm-cm인 38 내지 46 ℃(100 내지 115 °F)의 뜨거운 탈이온 베스에서 침지에 의한 뜨거운 린스를 사용하여, 린싱(rinsing)의 다양한 스테이지들에 사용될 수 있다. 침지 탱크들에서 탈이온 수는 넘칠 수 있다.
[0072] 실시예들에서, 블록(315)에서 접촉하는 것은 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 열 분자 불소 가스(F2) 전환(Ni + F2 = NiF2) 프로세스를 사용하여 금속 플루오르화 코팅을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 금속 도금 코팅은 금속 플루오르화 코팅을 형성하기 위해 불소 가스와 접촉될 수 있다. 일부 실시예들에서, 블록(315)에서 접촉하는 것은 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 불소 라디칼(F*) 전환(Ni + 2F* = NiF2) 프로세스를 사용하여 금속 플루오르화 코팅을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 금속 도금 코팅은 금속 플루오르화 코팅을 형성하기 위해 불소 라디칼들과 접촉될 수 있다. 블록(320)에서, 금속 플루오르화 코팅을 갖는 기판에는 본 명세서에 설명된 바와 같이 포스트-증착 프로세싱이 적용될 수 있다.
[0073] 도 3c는, 실시예들에 따라, 반도체 프로세싱 챔버에서 프로세싱 동안 입자들을 감소시키는 방법(302)을 개시한다. 방법(302)에서, 금속(예를 들어, 금속 또는 금속 합금) 또는 세라믹으로 구성되고 프로세싱 챔버 내에서 보통 발견되는 공격적인 케미스트리(예를 들어, 할로겐 또는 불소계 케미스트리)에 노출될 수 있는 하나의 표면의 적어도 일부를 갖는 기판이 제공된다. 블록(306)에서, 본 명세서의 실시예들에 따른 중간층은 기판의 표면에 증착될 수 있다. 중간층은 원자층 증착, 화학 증착, 물리적 증기 증착, 스퍼터링 및/또는 이들의 조합들을 사용하여 증착될 수 있다.
[0074] 블록(311)에서, 기판의 적어도 일부에 증착될 수 있는 금속 도금 코팅층은 공격적인 케미스트리에 노출될 수 있고 불소(예를 들어, 불소 가스 또는 불소 라디칼들로부터)과 접촉될 수 있다. 실시예들에서, 금속 도금 코팅층은 도 3b와 관련하여 설명된 바와 같이 무전해 금속 도금 또는 전해 금속 도금에 의해 증착될 수 있다.
[0075] 실시예들에서, 블록(315)에서 접촉하는 것은 본 명세서에 설명된 실시예들에 따라 열 분자 불소 가스(F2) 전환(Ni + F2 = NiF2) 프로세스를 사용하여 금속 플루오르화 코팅을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 증간층에 증착되는 금속 도금 코팅층은 금속 플루오르화 코팅을 형성하기 위해 불소 가스와 접촉될 수 있다. 일부 실시예들에서, 블록(315)에서 접촉하는 것은 본 명세서에 설명된 실시예들에 따른 불소 라디칼(F*) 전환(Ni + 2F* = NiF2) 프로세스를 사용하여 금속 플루오르화 코팅을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 중간층에 증착되는 금속 도금 코팅은 금속 플루오르화 코팅을 형성하기 위해 불소 라디칼들과 접촉될 수 있다. 블록(320)에서, 금속 플루오르화 코팅을 갖는 기판에는 본 명세서의 실시예들에 따라 포스트-증착 프로세싱이 적용될 수 있다.
예시적인 예들
[0076] 다음의 예들은 본 개시내용을 이해하는 것을 보조하기 위해 제시되고, 본 명세서에 설명 및 청구된 개시내용을 구체적으로 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 경험적인 설계의 사소한 변화들 또는 구성의 변화들, 및 당업자의 견지 내에 있을 수 있는 현재 알려졌거나 또는 추후에 개발되는 모든 등가물들의 치환을 포함하는 본 개시내용의 그러한 변형들은 본 명세서에 포함된 개시내용의 범위 내에 속하는 것으로 간주될 것이다.
예 1 - 열 불소 가스 전환 프로세스에 의해 형성된 NiF 2 코팅
[0077] 본 명세서에 예시된 것은 화학식 M1xFw의 금속 플루오르화 코팅이며, 여기서, M1은 Ni이다. 이 금속 플루오르화 코팅은 본 명세서의 실시예들에 따른 열적 불소 가스(F2) 전환 (Ni + F2 = NiF2) 프로세스를 사용하여 증착되었다.
[0078] 도 4a는, 스캐닝 전자 현미경(SEM)에 의해 50nm 스케일로 관찰된 바와 같이, 본 실시예에 따라 상술한 금속 플루오르화 코팅(즉, 무전해 니켈 도금 또는 "ENP" 코팅 층 상의 NiF2)으로 코팅된 물건의 횡단면도를 묘사한다. SEM 이미지로부터, NiF2 코팅이 조밀하고 결정질인 것이 관찰되었다. 추가로, 금속 플루오르화 코팅이 기저 무전해 니켈 도금 코팅과 단단하게 결합되었고 금속 플루오르화 코팅과 ENP 코팅 사이의 계면에서 공극들 또는 기공들이 없었던 것으로 관찰되었다. 또한, ENP에 존재하는 인은 NiF2 코팅층으로 또는 NiF2 코팅층의 표면으로 확산되지 않는 것으로 관찰되었다. 부가적으로, SEM 이미지로부터, ENP 코팅층이 약 10 nm 내지 약 40 nm 결정 입도(grain size)를 갖는 나노-결정질로 변화하는 것을 관찰하였다. NiF2 코팅의 결정 구조는 정방정계(P42/mnm)이었고, ENP 층은 나노-결정질 Ni3P(니켈 인화물, 정방정계) 및 Ni(입방정계)로 변경되었다
예 2 - 불소 라디칼(F*) 전환 프로세스에 의해 형성된 NiF 2 코팅
[0079] 본 명세서에 예시된 것은 화학식 M1xFw의 금속 플루오르화 코팅이며, 여기서, M1은 Ni이다. 이 금속 플루오르화 코팅은 본 명세서의 실시예들에 따른 불소 라디칼(F*) 전환(Ni + 2F = NiF2) 프로세스를 사용하여 증착되었다.
[0080] 도 4b는, 스캐닝 전자 현미경(SEM)에 의해 100nm 스케일로 관찰된 바와 같이, 실시예에 따라 상술한 금속 플루오르화 코팅으로 코팅된 물건의 횡단면도를 묘사한다. SEM 이미지로부터, NiF2 코팅이 조밀하고 결정질인 것이 관찰되었다. 추가로, 금속 플루오르화 코팅이 기저 ENP 코팅과 단단하게 결합되었고 금속 플루오르화 코팅과 ENP 코팅 사이의 계면에서 공극들 또는 기공들이 없었던 것으로 관찰되었다. 부가적으로, SEM 이미지로부터, ENP 코팅이 약 200 nm 내지 약 500 nm 결정 입도(grain size)를 갖는 서브-미크론 결정질이었음이 관찰되었다. 또한, ENP에 존재하는 인은 NiF2 코팅으로 또는 NiF2 코팅의 표면으로 확산되지 않는 것으로 관찰되었다. NiF2 코팅의 결정 구조는 정방정계(P42/mnm)이었고, ENP 층은 나노-결정질 Ni3P(니켈 인화물, 정방정계) 및 Ni(입방정계)로 변경되었다
예 3 - 다양한 재료들의 3-플루오르화 질소 클리닝 테스트
[0081] 표 3에 설명된 파라미터들에 따라 쿠폰들이 제조되었다. 쿠폰들은 반응기 챔버 내에서 3-플루오르화 질소 가스에 노출되었다. 반응기 챔버의 내부 온도는 히터에 의해 300 ℃로 설정 및 제어되었다. 각각의 쿠폰은 표 4에 도시된 NF3 클리닝 레시피가 챔버 내에서 수행되는 동안 히터 표면에 직접 로딩되었다. 클리닝 테스트는 총 48시간 및 약 10 RF ON 시간 동안 진행되었다.
[0082] 각각의 쿠폰에 대한 SEM 및 XPS에 의해 만들어진 관찰들은 표 3에 도시되어 있다. 표 3에 표시된 바와 같이, NF3 테스트 이후에, 인(P)의 양은 PF3 가스의 형성으로 인해 많이 감소하였다. F*는 P와 쉽게 반응하여 안정적인 화합물인 -897.5 kJ/mol의 기브스 형성 자유 에너지(Gibbs formation free energy)를 갖는 PF3 가스를 형성한다. 3-플루오르화 인(화학식 PF3)은 무색, 무취의 가스이다. 전기 도금된 니켈 코팅 표면에서, Ni는 HF와 반응할 수 있지만, H2O와는 반응할 수 없으며, 또한 무전해 Ni 도금 코팅의 P는 HF와 반응하므로, 금속 도금 코팅은 HF에서 안정적이지 않다. 순수한 Ni는 HF와 반응할 수 있지만, H2O와는 반응하지 않으므로, 순수한 Ni는 HF에서 안정적이지 않다. 이에 비해, NiF2 코팅들은 HF 또는 H2O와 반응하지 않으므로, NiF2는 HF 및 H2O에서 안정적이다.
[0083] 위에서 언급한 이러한 열역학적 특성들은 NiF2 코팅들이 탈이온 수를 사용하여 클리닝될 수 있음을 표시한다. 니켈(II) 플루오르화 코팅들은 강염기들과 반응하여 NiF2 + 2 NaOH → Ni(OH)2 + 2 NaF와 같은 녹색 화합물인 니켈(II) 수산화물을 생성한다. 부가적으로, NiF2 코팅은 산에 용해된다.
쿠폰 파라미터들 및 클리닝 결과들
쿠폰 설명 프리-중량(g) 포스트-클린 중량(g) 중량 손실(%) NF3 이후 불소 레벨(Vol%) NF3 클린 이후 SEM 및 XPS 관찰들
Bare Al6061 3.1121 3.1128 -0.2 28.4 표면이 손상되었고 변색; 높은 불소 함량이 형성; 높은 마그네슘(Mg) 함량 확산됨.
Dual Ni(DNP) 16.7732 16.7736 0.00 38.7 눈꽃 패턴들 형성; 변색; 표면에 NiF2가 형성; 변색 부위와 주변 정상 부위 사이에 유사한 케미스트리가 존재함.
ENP 16.4917 16.4921 0.00 36.1 자갈 패턴들이 검출; 표면에 NiF2가 형성; 인 레벨 감소됨
NiF2 22.9073 22.9073 0.00 61.5 관찰 가능한 변화 없음; 표면 산화물이 불화물로 전환되어 불소 레벨이 약간 증가함
PS YF3 9.5636 9.5654 -0.02 N/A 균열됨
Dura YF3 10.9419 10.9422 0.00 N/A 균열됨
[0084] 이전의 설명은, 본 개시내용의 여러 실시예들의 양호한 이해를 제공하기 위해, 특정한 시스템들, 컴포넌트들, 방법들 등의 예들과 같은 다수의 특정한 세부사항들을 제시한다. 그러나, 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들이 이들 특정한 세부사항들 없이도 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 자명할 것이다. 다른 경우들에서, 잘-알려진 컴포넌트들 또는 방법들은, 본 개시내용을 불필요하게 불분명하게 하는 것을 피하기 위해, 상세히 설명되지 않거나, 또는 간단한 블록도 형식으로 표시된다. 따라서, 특정한 세부사항들은 단지 예시적인 것일 뿐이다. 이들 예시적인 세부사항들로부터 특정한 구현들이 변화될 수 있고, 여전히, 본 개시내용의 범위 내에 있는 것으로 고려될 수 있다.
[0085] 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태들 "a" "an" 및 "the"는 문맥상 명백히 달리 지시되지 않는 한, 복수의 지시대상들을 포함한다. 따라서, "전구체(a precursor)"라는 언급은 단일 전구체뿐만 아니라 둘 이상의 전구체들을 포함하고, "반응물(a reactant)"이라는 언급은 단일 반응물뿐만 아니라 둘 이상의 반응물들을 포함하며, 기타의 경우도 유사하다.
[0086] 본 명세서 전체에 걸친 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 언급은 그 실시예와 관련하여 설명되는 특정한 피처, 구조, 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함되는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸친 다양한 개소들의 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 문구의 출현들이 반드시 모두 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니다. 부가하여, "또는"이라는 용어는 배타적 "또는"이 아니라 포괄적 "또는"을 의미하도록 의도된다. "약" 또는 "대략"이라는 용어가 본 명세서에서 사용되는 경우에, 이는 제시된 공칭 값이 ± 10% 내에서 정확한 것을 의미하는 것으로 의도된 것이므로, "약 10"은 9 내지 11을 포함할 것이다.
[0087] 측정된 양과 관련하여 "적어도 약"이라는 용어는, 측정을 수행하고 측정 목적과 측정 장비의 정밀도 및 그 이상의 임의의 양에 상응하는 주의 수준을 행사함에 있어서 당업자가 예상하는 바와 같이 측정된 양의 정상적인 변화들을 의미한다. 특정 실시예들에서, "적어도 약"이라는 용어는 인용된 수에서 10%를 빼고 "적어도 약 10"이 9 및 9보다 큰 모든 것을 포함하도록 더 큰 임의의 양을 포함한다. 이 용어는 또한 "약 10 이상"으로 표현될 수 있다. 유사하게, "약 미만"이라는 용어는 일반적으로 인용된 수에 10%를 더하고 "약 10 미만"이 11 및 11 미만을 포함하도록 더 낮은 임의의 양을 포함한다. 이 용어는 또한 "약 10 이하"로 표현될 수 있다.
[0088] 본 명세서의 값들의 범위들의 언급은, 본 명세서에서 달리 나타내지 않는 한 그 범위 내에 속하는 각각의 별개의 값을 개별적으로 의미하는 약칭 방법(shorthand method)으로서 역할을 하기 위한 것이며, 각각의 별개의 값은 본 명세서에서 개별적으로 인용된 것처럼 명세서에 포함된다. 본 명세서에 설명된 모든 방법들은 본 명세서에서 달리 나타내지 않거나 문맥상 명백히 모순되지 않는 한 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본 명세서에 제공된 임의 및 모든 예들 또는 예시적인 언어(예를 들어, "와 같은")의 사용은 특정 자료들 및 방법들을 단순히 설명하기 위한 것이며 범위를 제한하지 않는다. 명세서의 어떠한 언어도 청구되지 않은 임의의 요소를 개시된 재료들 및 방법들의 실시에 필수적인 것으로 나타내는 것으로 해석되어서는 안 된다.
[0089] 본 명세서의 방법들의 동작들이 특정한 순서로 도시되고 설명되지만, 각각의 방법의 동작들의 순서는, 특정한 동작들이 역순으로 수행될 수 있어서, 특정한 동작들이 다른 동작들과 적어도 부분적으로 동시에 수행될 수 있도록 변경될 수 있다. 다른 실시예에서, 별개의 동작들의 명령들 또는 하위-동작들은 간헐적이고 그리고/또는 교번적인 방식으로 이루어질 수 있다.
[0090] 위의 설명은 제한이 아니라 예시적인 것으로 의도된다는 것을 이해한다. 위의 설명을 판독 및 이해할 시에, 많은 다른 실시예들이 당업자들에게 명백할 것이다. 따라서, 본 개시내용의 범위는, 첨부된 청구항들이 권리를 가지는 등가물들의 전체 범위와 함께 그러한 청구범위들을 참조하여 결정되어야 한다.

Claims (20)

  1. 프로세싱 챔버용 챔버 컴포넌트로서,
    기판; 및
    상기 기판 상의 금속 플루오르화 코팅을 포함하고,
    상기 금속 플루오르화 코팅은,
    화학식 M1xFw ― x는 1의 값을 갖고, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ―;
    화학식 M1xM2yFw ― x는 0.1 내지 1의 값을 갖고, y는 0.1 내지 1의 값을 가지며, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ―; 또는
    화학식 M1xM2yM3zFw ― x는 0.1 내지 1의 값을 갖고, y는 0.1 내지 1의 값을 가지며, z는 0.1 내지 1의 값을 갖고, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ― 중 적어도 하나를 포함하고,
    M1, M2, 또는 M3 중 적어도 하나는 니켈을 포함하는,
    프로세싱 챔버용 챔버 컴포넌트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    M2 및 M3은 각각 독립적으로 마그네슘, 알루미늄, 코발트, 크롬 및 이트륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속인,
    프로세싱 챔버용 챔버 컴포넌트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 플루오르화 코팅은 니켈을 포함하는 무전해 금속 도금 코팅층 또는 니켈을 포함하는 전해 금속 도금 코팅층을 포함하는,
    프로세싱 챔버용 챔버 컴포넌트.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 무전해 금속 도금 코팅층은 정방정계 니켈 인화물(tetragonal nickel phosphide)(Ni3P) 및 입방정계 Ni(cubic Ni)를 포함하는 나노-결정 구조를 포함하는,
    프로세싱 챔버용 챔버 컴포넌트.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 무전해 금속 도금 코팅층 또는 상기 전해 금속 도금 코팅층은 인(P)을 포함하고, 상기 금속 플루오르화 코팅에는 인이 없는,
    프로세싱 챔버용 챔버 컴포넌트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 플루오르화 코팅은 결정체인,
    프로세싱 챔버용 챔버 컴포넌트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 금속 플루오르화 코팅은 정방정계 P42/mnm 결정 구조를 포함하는,
    프로세싱 챔버용 챔버 컴포넌트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 알루미늄 합금, 질화알루미늄(AlN), 알루미나(Al2O3), 니켈(Ni), 스테인리스 스틸, 니켈-크롬 합금, 오스테나이트의 니켈-크롬계 초합금, 순수 니켈, 석영, 철, 코발트, 티타늄, 마그네슘, 구리, 아연, 크롬 또는 이들의 조합들을 포함하는,
    프로세싱 챔버용 챔버 컴포넌트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버 컴포넌트는 반도체 챔버 컴포넌트이고, 상기 기판은 히터, 정전 척, 페이스플레이트, 샤워헤드, 라이너, 블로커 플레이트, 가스 박스, 에지 링, 또는 벨로우즈인,
    프로세싱 챔버용 챔버 컴포넌트.
  10. 프로세싱 챔버에서 프로세싱 동안 입자들을 감소시키는 방법으로서,
    금속 플루오르화 코팅을 형성하기 위해 기판을 불소와 접촉하는 단계를 포함하고,
    상기 금속 플루오르화 코팅은,
    화학식 M1xFw ― x는 1의 값을 갖고, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ―;
    화학식 M1xM2yFw ― x는 0.1 내지 1의 값을 갖고, y는 0.1 내지 1의 값을 가지며, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ―; 또는
    화학식 M1xM2yM3zFw ― x는 0.1 내지 1의 값을 갖고, y는 0.1 내지 1의 값을 가지며, z는 0.1 내지 1의 값을 갖고, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ― 중 적어도 하나를 포함하고,
    M1, M2, 또는 M3 중 적어도 하나는 니켈을 포함하는,
    프로세싱 챔버에서 프로세싱 동안 입자들을 감소시키는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    M2 및 M3은 각각 독립적으로 마그네슘, 알루미늄, 코발트, 크롬 및 이트륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속인,
    프로세싱 챔버에서 프로세싱 동안 입자들을 감소시키는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 상에 니켈을 포함하는 무전해 금속 도금 코팅층 또는 니켈을 포함하는 전해 금속 도금 코팅층을 증착하는 단계를 더 포함하고, 상기 접촉하는 단계는 금속 플루오르화 코팅을 형성하기 위해 무전해 금속 도금 코팅층 또는 전해 금속 도금 코팅층을 불소과 접촉하는 단계를 포함하는,
    프로세싱 챔버에서 프로세싱 동안 입자들을 감소시키는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 무전해 금속 도금 코팅층은 정방정계 니켈 인화물(Ni3P) 및 입방정계 Ni를 포함하는 나노-결정 구조를 포함하는,
    프로세싱 챔버에서 프로세싱 동안 입자들을 감소시키는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 무전해 금속 도금 코팅층 또는 상기 전해 금속 도금 코팅층은 인(P)을 더 포함하고, 상기 금속 플루오르화 코팅에는 인이 없는,
    프로세싱 챔버에서 프로세싱 동안 입자들을 감소시키는 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판은 알루미늄 합금, 질화알루미늄(AlN), 알루미나(Al2O3), 니켈(Ni), 스테인리스 스틸, 니켈-크롬 합금, 오스테나이트의 니켈-크롬계 초합금, 순수 니켈, 석영, 철, 코발트, 티타늄, 마그네슘, 구리, 아연, 크롬 또는 이들의 조합들을 포함하는,
    프로세싱 챔버에서 프로세싱 동안 입자들을 감소시키는 방법.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판은 히터, 정전 척, 페이스플레이트, 샤워헤드, 라이너, 블로커 플레이트, 가스 박스, 에지 링 또는 벨로우즈인,
    프로세싱 챔버에서 프로세싱 동안 입자들을 감소시키는 방법.
  17. 프로세싱 챔버로서,
    챔버 컴포넌트를 포함하고,
    상기 챔버 컴포넌트는,
    기판; 및
    상기 기판의 표면 상의 금속 플루오르화 코팅을 포함하며,
    상기 금속 플루오르화 코팅은,
    화학식 M1xFw ― x는 1의 값을 갖고, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ―;
    화학식 M1xM2yFw ― x는 0.1 내지 1의 값을 갖고, y는 0.1 내지 1의 값을 가지며, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ―; 또는
    화학식 M1xM2yM3zFw ― x는 0.1 내지 1의 값을 갖고, y는 0.1 내지 1의 값을 가지며, z는 0.1 내지 1의 값을 갖고, w는 1 내지 3의 값을 가짐 ― 중 적어도 하나를 포함하고,
    M1, M2, 또는 M3 중 적어도 하나는 니켈을 포함하는,
    프로세싱 챔버.
  18. 제 17 항에 있어서,
    M2 및 M3은 각각 독립적으로 마그네슘, 알루미늄, 코발트, 크롬 및 이트륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속인,
    프로세싱 챔버.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 금속 플루오르화 코팅은 니켈을 포함하는 무전해 금속 도금 코팅층 또는 니켈을 포함하는 전해 금속 도금 코팅층을 포함하는,
    프로세싱 챔버.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 무전해 금속 도금 코팅층은 정방정계 니켈 인화물(Ni3P) 및 입방정계 Ni를 포함하는 나노-결정 구조를 포함하고, 상기 금속 플루오르화 코팅에는 인이 없는,
    프로세싱 챔버.
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