TW201316401A - 抗刻蝕層、半導體處理裝置及其製作方法 - Google Patents

Abstract

本發明實施例提供一種抗刻蝕層、半導體處理裝置及其製作方法，所述半導體處理裝置包括處理腔室，所述處理腔室用於通入源氣體，對放置於處理腔室內的基片進行相應處理，且所述處理腔室還用於容納等離子體，所述腔室內具有多個處理部件，所述半導體處理裝置還包括：抗刻蝕層，覆蓋於所述處理腔室和/或處理部件的暴露於等離子的表面，所述抗刻蝕層用於抵抗等離子體的刻蝕和保護所述處理腔室和/或處理部件，本發明利用抗刻蝕層對處理腔室和處理部件進行保護，防止所述處理腔室和處理部件受到等離子體的損傷，並提高處理腔室和處理部件的使用壽命。

Description

抗刻蝕層、半導體處理裝置及其製作方法

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及抗刻蝕層、半導體處理裝置及其製作方法。

MOCVD是金屬有機化合物化學氣相沉積(Metal-organic Chemical Vapor Deposition)的英文縮寫。MOCVD是在氣相外延生長(VPE)的基礎上發展起來的一種新型氣相外延生長技術。它以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有機化合物和V、Ⅵ族元素的氫化物等作為晶體生長源材料，以熱分解反應方式在襯底上進行氣相外延，生長各種Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。通常MOCVD系統中的晶體生長都是在常壓或低壓(10-100Torr)的冷壁石英(不銹鋼)反應室中進行，並採用H2作為載氣(Carrier Gas)，襯底溫度為500-1200℃，用射頻感應加熱石墨基座(襯底基片在石墨基座上方)，H2通過溫度可控的液體源鼓泡方式攜帶金屬有機物到生長區。

具體請結合圖1所示的習知的MOCVD內部結構示意圖。處理腔室40內具有加熱石墨基座20，所述加熱石墨基座20上放置若干待處理基片30，噴淋頭(shower head，SH)10與所述加熱石墨基座20和待處理基片30相對放置，所述噴淋頭10的材質為不銹鋼等材質，所述噴淋頭10中具有多個孔洞，該噴淋頭10通過所述空洞將氣態物質噴灑於待處理基片30上方，在所述待處理基片30上方產生化學反應，形成的反應物質沉積在所述待處理基片30上，形成外延層。

在申請號為US20050136188的美國專利申請中可以發現更多關於習知的MOCVD設備的資訊。

在實際中發現，在MOCVD設備的工藝過程中，由於源物質堆積、源物質之間發生化學反應生成的反應物質堆積等原因，引起MOCVD設備腔室內部以及MOCVD設備內的處理部件被上述源物質或反應物質沾汙，習知技術採用原位化學清潔方法定期對MOCVD設備的處理腔室進行清潔。其中所述原位化學清潔方法為在MOCVD設備的處理腔室內形成含有酸性離子或鹼性離子的等離子體，利用所述等離子體對MOCVD設備的處理腔室以及可能會受到污染的處理部件的表面進行清潔，通過所述等離子體與源物質或反應物質發生反應將所述源物質或反應物質去除。

在實際中發現，上述原位化學清潔方法中使用的等離子體在去除所述源物質或反應物質的同時，會損傷MOCVD設備腔室的內部以及處理部件暴露於等離子體的表面，從而會降低MOCVD設備腔室和處理部件的使用壽命，增加用戶的使用成本。

本發明解決的問題是提供了一種抗刻蝕層、半導體處理裝置及其製作方法，在MOCVD設備的反應腔室表面和處理部件暴露於等離子體的表面形成抗刻蝕層，消除或降低習知的MOCVD設備的反應腔室和處理部件受到等離子體損傷的影響，提高MOCVD設備腔室和處理部件的使用壽命，從而降低用戶的使用成本。

為解決上述問題，本發明實施例提供一種半導體處理裝置，包括處理腔室，所述處理腔室用於通入源氣體，對放置於處理腔室內的基片進行相應處理，且所述 處理腔室還用於容納等離子體，所述腔室內具有多個處理部件，所述半導體處理裝置還包括：抗刻蝕層，覆蓋於所述處理腔室和/或處理部件的暴露於等離子的表面，所述抗刻蝕層用於抵抗等離子體的刻蝕和保護所述處理腔室和/或處理部件。

可選地，所述抗刻蝕層為鎳鉻鐵合金、鎳-鉬合金、鎳-鉻-鉬合金、哈斯特洛依合金中的一種或其中的組合。

可選地，所述抗刻蝕層還包含Al、Ti、Co、Er、Mn、V、N、Nb、Re、Hf中的一種或多種金屬元素。

可選地，所述處理腔室和/或所述處理部件的材質與所述抗刻蝕層的材質相同或不相同。

可選地，所述處理腔室和/或所述處理部件的材質為不銹鋼、鋁合金、鎳-鉻-鐵合金、哈斯特洛依合金、鎳-鉬、鎳-鉻-鉬中的一種或其中的組合。

可選地，所述半導體處理裝置為MOCVD設備、等離子體刻蝕設備或等離子體增強化學氣相沉積設備。

相應地，本發明還提供一種半導體處理裝置的製作方法，包括：提供處理腔室和/或處理部件，所述處理腔室用於通入源氣體，對放置於處理腔室內的基片進行相應處理，所述處理腔室還用於容納等離子體和所述處理部件；還包括：在所述處理腔室和/或所述處理部件的暴露於等離子體的表面形成抗刻蝕層，所述抗刻蝕層用於抵抗等離子體刻蝕和保護所述處理腔室和/或處理部件。

可選地，所述抗刻蝕層為鎳鉻鐵合金、鎳-鉬合金、鎳-鉻-鉬合金、哈斯特洛依合金中的一種或其中的組 合。

可選地，所述抗刻蝕層還包含Al、Ti、Co、Er、Mn、V、N、Nb、Re、Hf中的一種或多種金屬元素。

可選地，所述處理腔室和/或所述處理部件的材質與所述抗刻蝕層的材質相同或者不相同。

可選地，所述處理腔室和/或所述處理部件的材質為不銹鋼、鋁合金、鎳-鉻-鐵合金、哈斯特洛依合金、鎳-鉬、鎳-鉻-鉬中的一種或其中的組合。

可選地，所述半導體處理裝置為MOCVD設備、等離子體刻蝕設備或等離子體增強化學氣相沉積設備。

可選地，所述抗刻蝕層的製作方法為熱噴塗工藝。

可選地，所述表面抗刻蝕層的製作方法為化學氣相沉積工藝、等離子體增強化學氣相沉積工藝、等離子體浸沒增強沉積工藝、物理氣相沉積工藝、化學溶膠凝膠工藝、化學濕法塗層工藝。

本發明還提供一種抗刻蝕層，用於抵抗等離子體刻蝕，所述抗刻蝕層為鎳鉻鐵合金、鎳-鉬合金、鎳-鉻-鉬合金、哈斯特洛依合金中的一種或其中的組合。

可選地，所述抗刻蝕層還包含Al、Ti、Co、Er、Mn、V、N、Nb、Re、H中的一種或多種金屬元素。

與習知技術相比，本發明實施例具有以下優點：本發明實施例在半導體處理裝置的處理腔室和/或處理部件的暴露於等離子的表面形成抗刻蝕層，從而在進行原位化學清潔時，該抗刻蝕層抵抗等離子體的刻蝕，並且能夠保護處理腔室和/或處理部件，減小等離子體對所述處理腔室和/或處理部件的表面損傷，提高所述處理腔室和/或處理部件的使用壽命，降低用戶的使用成本； 進一步地，在本發明的可選實施例中，所述處理腔室和/或所述處理部件的材質與所述抗刻蝕層的材質相同，從而所述處理腔室和/或所述處理部件能夠更好地抵抗等離子體的刻蝕；進一步地，在本發明的可選實施例中，所述處理腔室和/或所述處理部件的材質為不銹鋼、鋁合金以及其他合金材質。當所述抗刻蝕層的材質為Cr-Ni-Fe、Inconel、Hastalloy、Ni-Mo、Ni-Cr-Mo合金中的一種或其中的組合時，所述處理腔室和/或處理部件的材質可能會與所述抗刻蝕層的金屬或合金材質相同或不同。與陶瓷材質(如Al2O3或Y2O3)形成的抗刻蝕層相比，當金屬或合金抗刻蝕層塗覆於所述金屬或合金材質構成的處理腔室和/或處理部件的表面時，本發明實施例可以減小抗刻蝕層與處理腔室和/或處理部件之間的應力，提高所述抗刻蝕層與所述處理腔室和/或處理部件之間的結合強度，可以更好地保護所述處理腔室和/或處理部件。

另外，在本發明提供的半導體處理裝置的製作方法的實施例中，所述抗刻蝕層的製作方法還包括化學氣相沉積工藝、等離子體增強化學氣相沉積工藝、等離子體浸沒增強沉積工藝、物理氣相沉積工藝，化學溶膠凝膠工藝，化學濕法塗層工藝，以及這些工藝與其他工藝的結合。與熱噴塗工藝所形成的抗刻蝕層組織相比，上述這些工藝可以製備組織緻密，缺陷數量減少的抗刻蝕層，並且工藝過程對工件表面的幾何形狀的依賴性降低。所以，在等離子體原位清洗過程中，這些工藝形成的抗刻蝕層比熱噴塗工藝所形成的抗刻蝕層更加穩定。

對於利用等離子進行工藝處理的設備，例如等離子體刻蝕設備、等離子體增強化學氣相沉積設備、MOCVD(利用等離子體對處理腔室和處理部件進行清潔)，其處理腔室和處理部件容易受到等離子體的刻蝕損傷，本發明實施例提出一種半導體處理裝置，包括：處理腔室，所述處理腔室用於通入源氣體，對放置於處理腔室內的基片進行相應處理，且所述處理腔室還用於容納等離子體，所述腔室內具有多個處理部件，所述半導體處理裝置還包括：抗刻蝕層，覆蓋於所述處理腔室和/或處理部件的暴露於等離子的表面，所述抗刻蝕層用於抵抗等離子體的刻蝕和保護所述處理腔室和/或處理部件。

本發明所述的半導體處理裝置為處理腔室內能夠產生等離子體並且該等離子體可能對處理腔室和/或處理腔室內的處理部件產生等離子體損傷的任何半導體處理裝置，例如，所述半導體處理裝置可以為等離子體刻蝕設備、等離子體增強化學氣相沉積設備、MOCVD設備等。所述處理腔室通常為真空腔室，所述處理腔室內能夠通入源氣體作為反應氣體，並且能夠產生等離子體。所述處理部件是指位於處理腔室內部的所有組成部件，例如噴淋頭(showerhead，SH)、加熱台(heater)等，所述處理部件中暴露於等離子體環境中的部分以及所述處理腔室的表面容易受到等離子體的損傷。

作為一個實施例，所述半導體處理裝置為MOCVD設備，由於MOCVD設備通常是在高溫(500~1200攝氏度)環境下進行長時間(6~9小時)的工藝運轉，因此，對其處理腔室和處理部件的品質要求更高。在利用等離子體對處理腔室和/或處理部件進行清潔時，若損 傷處理腔室和/或處理部件，更容易降低產品的良率並且導致MOCVD設備的工藝故障(會影響MOCVD設備的利用率)。

所述處理腔室和處理部件的材質、形狀、結構、加工方法和製作方法均與習知技術相同，其中所述處理腔室和處理部件的材質可以為陶瓷材料或合金材料。本實施例中，所述處理腔室和處理部件的材質為合金材料，因為合金材料具有硬度大，高溫性能穩定、加工製作容易等優點。本發明所述的用於製作處理腔室和處理部件的合金材料可以為鋁合金或不銹鋼等材料。與鋁合金相比，不銹鋼的熔點高、高溫下內部結構保持不變，因此本實施例中，所述處理腔室和處理部件的合金材料為不銹鋼，所述不銹鋼可以為各種不同型號的不銹鋼，例如SS316L、SS304等，本領域技術人員可以進行具體的選擇。當然，所述處理腔室和處理部件的材質也可以為、鋁合金、鎳-鉻-鐵合金、哈斯特洛依合金(Hastalloy)、鎳-鉬、鎳-鉻-鉬中的一種或其中的組合。

本發明所述的抗刻蝕層的材質為金屬或合金材質，所述金屬應為包括但不局限於Y、Ni、Cr、Mo、Ta、W等金屬；所述合金應為包括但不局限於Cr-Ni-Fe、Inconel、Hastalloy、Ni-Mo、Ni-Cr-Mo等合金中的一種或其中的組合。為了進一步增強抗刻蝕層的抗刻蝕性能，還可以在所述抗刻蝕層中添加微量的金屬元素，以進一步改善抗刻蝕層的性能，例如所述抗刻蝕層中可以添加微量的Al、Ti、Co、Er、Mn、V、N、Nb、Re、Hf等金屬元素中的一種或多種。需要說明的是，當所述處理腔室和/或處理部件的材質為金屬或合金時，用於製作所述抗刻蝕層的材質可能與所述處理腔室 和/或處理部件的材質不同。與陶瓷材質(如Al2O3或Y2O3)形成的抗刻蝕層相比，當金屬或合金抗刻蝕層塗覆於所述金屬或合金材質構成的處理腔室和/或處理部件的表面時，本發明實施例可以減小抗刻蝕層與處理腔室和/或處理部件之間的應力，提高所述抗刻蝕層與所述處理腔室和/或處理部件之間的結合強度，可以更好地保護所述處理腔室和/或處理部件。

在本發明的一個實施例中，所述處理腔室和/或處理部件的材質為不銹鋼，該不銹鋼的型號為SS316L，所述抗刻蝕層材質為Inconel或Hastalloy合金。

在本發明的又一實施例中，所述處理腔室和/或所述處理部件的材質與所述抗刻蝕層的材質相同，即所述處理腔室和/或所述處理部件可以利用與所述抗刻蝕層的材質相同的材質製作，從而形成塊狀的處理腔室和/或處理部件，無需在處理腔室和/或處理部件製作後，專門在所述處理腔室和/或處理部件表面形成抗刻蝕層，並且也不需要考慮處理腔室和/或處理部件與抗刻蝕層之間的應力和結合強度的問題。

在本發明的一個實施例中，所述處理腔室和/或處理部件以及抗刻蝕層的材質均為SS316L，Inconel或Hastalloy合金。

需要說明的是，雖然所述抗刻蝕層可以抵抗等離子體刻蝕，但是長期使用仍然會造成抗刻蝕層的厚度不均、結構被破壞或表面沾汙等情況。此時，可以進行測試，獲得在特定的等離子體和處理腔室、源氣體的環境下，等離子體對某一抗刻蝕層的刻蝕速率，基於該刻蝕速率可以獲得抗刻蝕層的厚度和使用週期(即所述使用週期=抗刻蝕層的厚度/等離子體對抗刻蝕層的刻蝕速 率)。在抗刻蝕層的使用週期結束前，重新在處理腔室和/或處理部件上形成新的抗刻蝕層，抗刻蝕層的形成方法以及等離子體對某一抗刻蝕層的刻蝕速率的獲得方法在後續將會說明。

相應地，本發明還提供一種半導體處理裝置的製作方法，請參考圖2所示的本發明的半導體處理裝置的製作方法流程圖，所述半導體處理裝置包括：步驟S1，提供處理腔室和/或處理部件，所述處理腔室用於通入源氣體，對放置於處理腔室內的基片進行相應處理，所述處理腔室還用於容納等離子體和所述處理部件；還包括：步驟S2，在所述處理腔室和/或所述處理部件的暴露於等離子體的表面形成抗刻蝕層，所述抗刻蝕層用於抵抗等離子體刻蝕和保護所述處理腔室和/或處理部件。

其中，本發明所述的半導體處理裝置為處理腔室內可以產生等離子體並且該等離子體可能對處理腔室和/或處理腔室內的處理部件產生等離子體損傷的任何半導體處理裝置，例如，所述半導體處理裝置可以為等離子體刻蝕設備、等離子體增強化學氣相沉積設備、MOCVD設備等。所述處理腔室通常為真空腔室，所述處理腔室內能夠通入源氣體作為反應氣體，並且能夠產生等離子體。所述處理部件是指位於處理腔室內部的所有組成部件，例如噴淋頭(showerhead，SH)、加熱台(heater)等，所述處理部件中暴露於等離子體環境中的部分以及所述處理腔室的表面容易受到等離子體的損傷。

作為一個實施例，所述半導體處理裝置為MOCVD 設備。所述處理腔室為MOCVD設備的處理腔室，所述處理部件至少包括MOCVD設備的工藝腔室內的噴淋頭和加熱台。本發明所述的處理腔室和處理部件的製作方法與習知技術相同，作為本領域技術人員的公知技術，在此不做詳細的說明。

本發明所述抗刻蝕層的材質為金屬或合金材質，所述金屬應為包括但不局限於Y、Ni、Cr、Mo、Ta、W等金屬中的一種或其中的組合；所述合金應為包括但不局限於Cr-Ni-Fe、Inconel、Hastalloy、Ni-Mo、Ni-Cr-Mo等合金中的一種或其中的組合。為了進一步增強抗刻蝕層的抗刻蝕性能，所述金屬或合金還應包含但不局限於Al、Ti、Co、Er、Mn、V、N、Nb、Re、Hf等金屬元素中的一種或多種。

在本發明的一個實施例中，所述處理腔室和/或所述處理部件的材質與所述抗刻蝕層的材質相同，即利用所述合金材質製作塊狀的處理腔室和/或處理部件，這樣可以將處理腔室和/或處理部件與抗刻蝕層在利用一體化的工藝形成，從而節約工藝步驟。

在本方面的其他實施例中，所述處理腔室和/或所述處理部件的材質為不銹鋼、鋁合金中的一種或其中的組合，所述抗刻蝕層材質為金屬或合金材質。所述金屬應為包括但不局限於Y、Ni、Cr、Mo、Ta、W等金屬中的一種或其中的組合；所述合金應為包括但不局限於Cr-Ni-Fe、Inconel、Hastalloy、Ni-Mo、Ni-Cr-Mo等合金中的一種或其中的組合。為了進一步增強抗刻蝕層的抗刻蝕性能，所述金屬或合金還應包含但不局限於Al、Ti、Co、Er、Mn、V、N、Nb、Re、Hf等金屬元素中的一種或多種。作為一個實施例，所述處理腔室和/或 所述處理部件採用性能較為穩定的不銹鋼製作，型號為SS316L，所述抗刻蝕層採用Inconel或Hastalloy合金製作。與所述處理腔室和/或處理部件的材質利用相同材質相比，採用不銹鋼製作處理腔室和/或處理部件，採用Inconel或Hastalloy合金製作抗刻蝕層，能夠降低MOCVD設備的成本。

所述抗刻蝕層的製作方法為熱噴塗工藝。在進行所述熱噴塗工藝前，還需要對所述處理腔室和/或處理部件的需要形成抗刻蝕層的表面進行粗化處理。所述粗化處理一方面可以去除所述抗刻蝕層的表面的污染物，另一方面還可以在所述需要形成抗刻蝕層的表面形成微小的粗糙表面，有利於提高抗刻蝕層與所述需要形成抗刻蝕層的表面之間的結合力，使得所述抗刻蝕層更好地附著於所述處理腔室和/或處理部件的表面，更好地保護所述處理腔室和/或處理部件。作為一個實施例，所述粗化處理利用沙粒或陶瓷顆粒對所述處理腔室和/或處理部件的表面進行打磨。

另外，在本發明提供的半導體處理裝置的製作方法的實施例中，所述抗刻蝕層的製作方法還包括化學氣相沉積工藝、等離子體增強化學氣相沉積工藝、等離子體浸沒增強沉積工藝、物理氣相沉積工藝，化學溶膠凝膠工藝，化學濕法塗層工藝，以及這些工藝與其他工藝的結合。與熱噴塗工藝所形成的抗刻蝕層組織相比，上述這些工藝可以製備組織緻密，缺陷數量減少的抗刻蝕層，並且工藝過程對工件表面的幾何形狀的依賴性小。所以，在等離子體原位清洗過程中，這些工藝形成的抗刻蝕層比熱噴塗工藝所形成的抗刻蝕層更加穩定。

相應地，本發明還提供相應地，本發明還提供一 種抗刻蝕層，用於抵抗等離子體刻蝕，所述抗刻蝕層材質為金屬或合金材質。所述金屬應為包括但不局限於Y、Ni、Cr、Mo、Ta、W等金屬；所述合金應為包括但不局限於Cr-Ni-Fe、Inconel、Hastalloy、Ni-Mo、Ni-Cr-Mo等合金中的一種或其中的組合。為了進一步增強抗刻蝕層的抗刻蝕性能，還可以在所述抗刻蝕層中添加微量的Al、Ti、Co、Er、Mn、V、N、Nb、Re、Hf等金屬元素。作為本發明的一個實施例，所述合金材質為Inconel或Hastalloy合金。

發明人進行了相關實驗，驗證採用本發明實施例給出的抗刻蝕層可以有效保護處理腔室和/或處理部件，並且獲得對於特定的半導體處理設備、特定的等離子體的情況下對特定的抗刻蝕層的刻蝕速率。以MOCVD設備為例，用於實驗的MOCVD設備的處理腔室和處理部件(例如噴淋頭)為不銹鋼。

具體地，請結合圖3所示的本發明一個實施例的用於測試抗刻蝕層的刻蝕速率的噴淋頭結構示意圖。噴淋頭100的中部具有多個孔1001，在所述噴淋頭100的外部，放置三個測試樣本，分別是第一測試樣本101，第二測試樣本102，第三測試樣本103。各個測試樣本的表面的中心與所述噴淋頭100的中心的距離相同。所述第一測試樣本101、第二測試樣本102和第三測試樣本103的製作方法包括：首先，提供3個基本樣本，所述基本樣本的材質與所述噴淋頭100的材質相同，且所述3個基本樣本的形狀、大小和加工方法相同，作為一個實施例，所述基本樣本的材質為SS316L；然後，在其中2個基本樣本的表面形成不同的抗刻蝕層，但是兩個基本樣本的上抗刻蝕層的一半面積的表面用矽片覆 蓋，而所述抗刻蝕層的另一半面積的表面裸露；而剩餘的1個基本樣本的一半的面積的表面裸露，另一半的面積的表面也覆蓋矽片。上述3個基本樣本的覆蓋矽片的位置相同。例如，在第一個基本樣本的表面上形成第一抗刻蝕層，第一抗刻蝕層一半面積的表面1011裸露，另一半面積的表面1012被矽片所覆蓋，將該第一個基本樣本作為第一測試樣本101，作為一個實施例，所述第一抗刻蝕層的材質為Hastalloy；第二個基本樣本的表面上形成第二抗刻蝕層，第二抗刻蝕層的一半面積的表面1021裸露，另一半面積的表面1022被矽片所覆蓋，將該第二個基本樣本作為第二測試樣本102，作為一個實施例，所述第二抗刻蝕層的材質Inconel；第三個基本樣本的一半的面積的表面1031裸露，另一半面積的表面1032被矽片所覆蓋，利用該第三個基本樣本作為第三測試樣本103。

測試時，將所述各個測試樣品連同噴淋頭100一起安裝於MOCVD設備中，所述MOCVD的處理腔室進行採用HCl和Ar的混合氣體產生酸性等離子體，所述混合氣體的流量比範圍為0.6：1~1.4：1，處理腔室的壓力範圍為0~1.5托，所述流速範圍為0.3~0.8slm，產生等離子體的射頻電源的頻率為低頻信號(頻率範圍為10~20MHz)，射頻功率範圍為1000~2000瓦，測試時的工藝腔室內的溫度範圍為300~700攝氏度，加熱距離範圍為10~22毫米，在上述條件下產生等離子體進行測試，測試時間大於至少為8小時。

根據上述測試條件，分別根據第一測試樣本101和第二測試樣本102中的抗刻蝕層的厚度的減小量，以及所述第三測試樣本103的未覆蓋矽片的表面1031的 材質(即不銹鋼SS316L)厚度的減小量，結合測試時間，測試上述測試條件下等離子體對第一測試樣本101上的第一抗刻蝕層1011和第二測試樣本102上的第二抗刻蝕層1021的刻蝕速率以及第三測試樣本103的未覆蓋矽片的區域1031(即不銹鋼材質SS316L)的刻蝕速率，然後計算所述第一抗刻蝕層1011和第二抗刻蝕層1021相對所述第三測試樣本103的未覆蓋矽片的區域1031的材質(即不銹鋼材質)的相對刻蝕速率，結果為：對於第三測試樣本103的材質為SS316L，材質為Hastalloy的第一抗刻蝕層1011的相對刻蝕速率僅為SS316L的36.0%，材質為Inconel的第二抗刻蝕層1021的相對刻蝕速率僅為SS316L的41.0%。根據上述相對刻蝕速率，採用同樣的等離子體進行刻蝕工藝，無論採用第一抗刻蝕層1011的Hastalloy或第二抗刻蝕層1021的Inconel，其刻蝕速率均遠小於不銹鋼層的刻蝕速率，因此所述抗刻蝕層具有良好的抵抗等離子體刻蝕的能力，因此，可以用於對處理腔室和或處理部件的保護。

綜上，本發明實施例在半導體處理裝置的處理腔室和/或處理部件的暴露於等離子的表面形成抗刻蝕層，從而在進行原位化學清潔時，該抗刻蝕層抵抗等離子體的刻蝕，並且能夠保護處理腔室和/或處理部件，減小等離子體對所述處理腔室和/或處理部件的表面損傷，提高所述處理腔室和/或處理部件的使用壽命，降低用戶的使用成本；進一步地，在本發明的可選實施例中，所述處理腔室和/或所述處理部件的材質與所述抗刻蝕層的材質相同，從而所述處理腔室和/或所述處理部件能夠更好地抵抗等離子體的刻蝕； 進一步地，在本發明的可選實施例中，所述處理腔室和/或所述處理部件的材質為不銹鋼、鋁合金中的一種或其中的組合，當所述抗刻蝕層的材質為Cr-Ni-Fe、Inconel、Hastalloy、Ni-Mo、Ni-Cr-Mo合金中的一種或其中的組合時，所述處理腔室和/或處理部件的材質可能會與所述抗刻蝕層的金屬或合金材質相同或不同。與陶瓷材質(如Al2O3或Y2O3)形成的抗刻蝕層相比，當金屬或合金抗刻蝕層塗覆於所述金屬或合金材質構成的處理腔室和/或處理部件的表面時，本發明實施例可以減小抗刻蝕層與處理腔室和/或處理部件之間的應力，提高所述抗刻蝕層與所述處理腔室和/或處理部件之間的結合強度，可以更好地保護所述處理腔室和/或處理部件；另外，在本發明提供的半導體處理裝置的製作方法的實施例中，所述抗刻蝕層的製作方法還包括化學氣相沉積工藝、等離子體增強化學氣相沉積工藝、等離子體浸沒增強沉積工藝、物理氣相沉積工藝，化學溶膠凝膠工藝，化學濕法塗層工藝，以及這些工藝與其他工藝的結合。與熱噴塗工藝所形成的抗刻蝕層組織相比，上述這些工藝可以製備組織緻密，缺陷數量減少的抗刻蝕層，並且工藝過程對工件表面的幾何形狀的依賴性小。所以，在等離子體原位清洗過程中，這些工藝形成的抗刻蝕層比熱噴塗工藝所形成的抗刻蝕層更加穩定。

雖然本發明己以較佳實施例披露如上，但本發明並非限定於此。任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，均可作各種更動與修改，因此本發明的保護範圍應當以權利要求所限定的範圍為准。

10‧‧‧噴淋頭

100‧‧‧噴淋頭

1001‧‧‧孔

101‧‧‧第一測試樣本

1011‧‧‧第一抗刻蝕層

1012‧‧‧第一抗刻蝕層

102‧‧‧第二測試樣本

1021‧‧‧第二抗刻蝕層

1022‧‧‧第二抗刻蝕層

103‧‧‧第三測試樣本

1031‧‧‧表面

1032‧‧‧表面

20‧‧‧加熱石墨基座

30‧‧‧待處理基片

40‧‧‧處理腔室

圖1是習知的MOCVD設備的結構示意圖；圖2是本發明的半導體處理裝置的製作方法流程示意圖；圖3是本發明一個實施例的用於測試抗刻蝕層的刻蝕速率的噴淋頭結構示意圖。

Claims (16)

1. 一種半導體處理裝置，包括一處理腔室，該處理腔室用於通入源氣體，對放置於該處理腔室內的一基片進行相應處理，且該處理腔室還用於容納等離子體，所述腔室內具有多個處理部件，其特徵在於，還包括：一抗刻蝕層，覆蓋於該處理腔室和/或該處理部件的暴露於等離子的表面，該抗刻蝕層用於抵抗等離子體的刻蝕和保護該處理腔室和/或該處理部件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體處理裝置，其中該抗刻蝕層為鎳鉻鐵合金、鎳-鉬合金、鎳-鉻-鉬合金、哈斯特洛依合金中的一種或其中的組合。
3. 如申請專利範圍第2項所述之半導體處理裝置，其中該抗刻蝕層還包含Al、Ti、Co、Er、Mn、V、N、Nb、Re、Hf中的一種或多種金屬元素。
4. 如申請專利範圍第2項所述之半導體處理裝置，其中該處理腔室和/或該處理部件的材質與該抗刻蝕層的材質相同或不相同。
5. 如申請專利範圍第1項所述之半導體處理裝置，其中該處理腔室和/或該處理部件的材質為不銹鋼、鋁合金、鎳-鉻-鐵合金、哈斯特洛依合金、鎳-鉬、鎳-鉻-鉬中的一種或其中的組合。
6. 如申請專利範圍第1項所述之半導體處理裝置，其中該半導體處理裝置為MOCVD設備、等離子體刻蝕設備或等離子體增強化學氣相沉積設備。
7. 一種半導體處理裝置的製作方法，包括：提供一處理腔室和/或一處理部件，該處理腔室用於通入源氣體，對放置於該處理腔室內的一基片進行相應處理，該處理腔室還用於容納等離子體和該處理部件； 其中更包括：在該處理腔室和/或該處理部件的暴露於等離子體的表面形成一抗刻蝕層，該抗刻蝕層用於抵抗等離子體刻蝕和保護該處理腔室和/或該處理部件。
8. 如申請專利範圍第7項所述之半導體處理裝置的製作方法，其中該抗刻蝕層為鎳鉻鐵合金、鎳-鉬合金、鎳-鉻-鉬合金、哈斯特洛依合金中的一種或其中的組合。
9. 如申請專利範圍第8項所述之半導體處理裝置的製作方法，其中該抗刻蝕層更包含Al、Ti、Co、Er、Mn、V、N、Nb、Re、Hf中的一種或多種金屬元素。
10. 如申請專利範圍第7項所述之半導體處理裝置的製作方法，其中該處理腔室和/或該處理部件的材質與該抗刻蝕層的材質相同或者不相同。
11. 如申請專利範圍第7項所述之半導體處理裝置的製作方法，其中該處理腔室和/或該處理部件的材質為不銹鋼、鋁合金、鎳-鉻-鐵合金、哈斯特洛依合金、鎳-鉬、鎳-鉻-鉬中的一種或其中的組合。
12. 如申請專利範圍第7項所述之半導體處理裝置的製作方法，其中該半導體處理裝置為MOCVD設備、等離子體刻蝕設備或等離子體增強化學氣相沉積設備。
13. 如申請專利範圍第7項所述之半導體處理裝置的製作方法，其中該抗刻蝕層的製作方法為熱噴塗工藝。
14. 如申請專利範圍第7項所述之半導體處理裝置的製作方法，其中該表面抗刻蝕層的製作方法為化學氣相沉積工藝、等離子體增強化學氣相沉積工藝、等離子體浸沒增強沉積工藝、物理氣相沉積工藝、化學溶膠凝膠工藝、化學濕法塗層工藝。
15. 一種抗刻蝕層，用於抵抗等離子體刻蝕，其中該抗刻 蝕層為鎳鉻鐵合金、鎳-鉬合金、鎳-鉻-鉬合金、哈斯特洛依合金中的一種或其中的組合。
16. 如申請專利範圍第15項所述之抗刻蝕層，其中該抗刻蝕層還包含Al、Ti、Co、Er、Mn、V、N、Nb、Re、H中的一種或多種金屬元素。