TW201417211A - 用於等離子體處理腔室的靜電夾盤元件及製造方法 - Google Patents

用於等離子體處理腔室的靜電夾盤元件及製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種用於等離子體處理腔室中的靜電夾盤的增強型塗層。所述增強型塗層利用等離子體增強型物理氣相沉積製成。所述塗層通常是Y2O3/Al2O3，也可以是其他材料的組合。並且，它可以是多層塗層，以使得一中間塗層利用標準等離子體噴塗形成，一頂層塗層用PEPVD方式形成。整個靜電夾盤組件可由塗層“封裝”而成。

Description

用於等離子體處理腔室的靜電夾盤元件及製造方法
本發明係關於等離子體處理腔室，特別地係關於等離子體處理腔室的靜電夾盤的塗層，其可以改善靜電夾盤在反應性等離子體組份中的性能。
在等離子體處理裝置中，靜電夾盤通常用於在腔室內夾持待處理的基片。在特定的等離子體處理腔室中，例如等離子體刻蝕機台，靜電夾盤也可用於充當電極，其耦合於接地端或者射頻能量。在製程過程中，靜電夾盤的至少一部分曝露於等離子體，並被等離子體中的反應性組份轟擊，例如CF4、Cl2等鹵素等離子體。此外，靜電夾盤也會受到由其夾持的基片的機械磨損。最後，在一些情況下，會採用不同的等離子體清潔程式，其中腔室內壁用等離子體組份清潔。在很多這樣的清潔程式中，靜電夾盤上並未放置基片，從而靜電夾盤的整個基片支撐表面都曝露於等離子體。
在習知技術中，為了保護腔室部件不被等離子體侵蝕，各種各樣的塗層已經被提出並進行驗證。其中一個典型的應用是等離子體噴塗(plasma sprayed，PS)Y2O3或Al2O3於靜電夾盤的基座上，其可由金屬、合金或陶瓷製成。等離子體噴塗Al2O3的靜電夾盤已被使用了相當長的一段時間，但是其引起了加工基片上的鋁污染風險。另一方面，等離子體噴塗Al2O3的靜電夾盤具有一軟表面，其容易被基片損壞，從而在加工基片上產 生顆粒(particle)污染。。
通常，氧化釔(Y2O3)塗層被認為非常有希望；然而，要找到一種形成好塗層的製程卻非常困難，特別是那些不產生裂縫或產生粒子污染(particle)的製程。例如，業內已經提出過利用等離子體噴塗來塗覆由金屬、合金或陶瓷製成的部件。然而，傳統的Y2O3等離子體噴塗塗層是利用噴塗的Y2O3粒子形成的，並且通常導致形成的塗層具有高表面粗糙度(Ra大於4微米或更多)和相應地高孔隙度(體積率大於3%)。這種高粗糙度和多孔結構使得塗層易產生顆粒，其有可能導致製程基片的污染。
其它形成氧化釔塗層的方案包括利用化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)，物理氣相沉積(physical vapor deposition，PVD)，離子輔助沉積(ion assisted deposition，IAD)，電離金屬等離子體(ionized metal plasma，IMP)，反應性反應蒸發(active reactive evaporation，ARE)，電離金屬等離子體(ionized metal plasma，IMP)，濺射沉積，等離子體浸沒式離子注入製程(plasma immersion ion process，PIIP)。然而，所有這些沉積製程都具有一些技術限制，使得它們還不能實際上用於提升在腔室部件上沉積厚的塗層的水準，以避免等離子體侵蝕。例如，用化學氣相沉積製作Y2O3塗層不能在無法承受600攝氏度以上溫度上的基體上實現，這就排除了在由鋁合金製成的腔室部件上沉積抗等離子體侵蝕塗層的可能。PVD制程，例如蒸發，不能沉積厚的陶瓷塗層，因為其與基片之間的粘附力較弱。由於高剩餘應力和弱粘附力(例如濺射沉積，ARE和IAD)或者極低的沉積速率(例如濺射沉積，IMP和PIIP)，這些其它的沉積製程也不能沉積厚塗層。因此，到目前為止還沒有製造出理想的塗層，這種理想的塗層應具有良好的抗腐蝕性，同時應當生成較少或者不生成顆粒污染，其可以被製成具有較大的厚度並沒有破裂或分層剝離。
鑒於上文所述的現有技術中的缺陷，業內需要一種被塗覆 的靜電夾盤，其塗層能夠抗等離子體轟擊並不產生顆粒污染或裂縫。該塗層應具有可接受的粗糙度和孔隙大小，足夠的硬度和良好的熱傳導率，以使得其具有長的使用壽命。用於製造該塗層的制程應當允許製造厚的塗層，並且不會出現破裂或分層剝離。
以下發明內容是為了提供本發明的一些方面和特徵的基本理解。發明內容並不是本發明的廣泛綜述，因此其並不是為了具體地確定本發明的關鍵或主要要素，也並不是為了說明本發明的範圍。其唯一目的是為了以簡化形式介紹本發明的一些概念，作為下文中詳細描述的前序。
根據本發明的一個方面，提供了一種在靜電夾盤上形成增強型抗等離子體侵蝕塗層(advanced plasma resistant coatings)的方法。根據各具體實施例，本發明提供了在靜電夾盤的表面塗覆塗層的工藝，從而使得被塗覆有塗層的靜電夾盤的工作性能得以改善。其它具體實施例包括將塗覆了塗層的靜電夾盤改裝或安裝入等離子體處理腔室，以改善等離子體製程的品質。
在一個實例性的製程中，利用等離子體增強型物理氣相沉積(PEPVD)製程來製造一種增強型氧化釔塗層，例如基於Y2O3或YF3的塗層，其具有良好/緊密的顆粒結構，其中，(1)沉積是在低壓或真空腔室環境下執行；(2)至少一個沉積元素或成份從一材料源被蒸發或濺射出來，被蒸發或濺射出來的材料濃縮在基片襯底表面(這部分製程是一個物理過程，在這裡被稱為物理氣相沉積或PVD部分)；(3)同時，一個或多個等離子體源被用來發出離子或產生等離子體以圍繞靜電夾盤表面，至少一沉積元素或成份被電離並與被蒸發或濺射的元素或成份在等離子體中或在靜電夾盤表面上反應；(4)靜電夾盤耦接於負電壓，使得其在沉積製程 過程中被離子或微粒轟擊。在(3)和(4)中的反應指的是PEPVD中的“等離子體增強”(plasma enhanced，或者PE)功能。
應當說明，等離子體源可以(1)被用於離子化和激發反應氣體以使得沉積製程能夠在低襯底溫度和高塗覆生長速度下執行，或者(2)被用於產生針對靜電夾盤的能量離子(energetic ions)，以使得離子轟擊靜電夾盤的表面並有助於在之上形成厚的和濃縮的塗層。更特別地，所述等離子體源被用於擇一或共同執行功能(1)和/或(2)，以在靜電夾盤上形成塗層。這種塗層綜合具有足夠的厚度和緊密度結構，在此處被稱為是“增強型塗層”(Advanced coating，以下稱：A塗層)，例如，以A-Y2O3、A-YF3或者A-Al2O3為基礎的塗層。
根據一個具體實施例，應用具有期望特性的A塗層以改善靜電夾盤的使用功能。現有等離子體噴塗Y2O3的靜電夾盤，其軟表面易於被矽片損壞，並且等離子體噴塗Al2O3的靜電夾盤的表面易於被等離子體侵蝕，相較於前述習知技術的靜電夾盤，施加於靜電夾盤上的增強型塗層具有相對等離子體而言硬的表面，穩定結構，並且有改善的性能，例如良好的熱傳導率，穩定的高電阻率等。為了達到這些特性目標，本發明提供的A塗層是混合材料(hybrid materials)，其由至少2個陶瓷部件構成並具有由該混合陶瓷部件帶來的複合特性。在一個典型的但並不局限於此的實施例中，其包括混合的具有不同的Y2O3和Al2O3比率的Y2O3/Al2O3塗層。這是因為Y2O3在等離子體中具有穩定結構，Al2O3具有高硬度和良好的熱傳導率，以使得混合或者雜合的Y2O3/Al2O3塗層在等離子體中具有高硬度，良好的熱傳導率，以及穩定的結構。此外，兩種材料都具有非常高的電阻率。
根據另一具體實施例，靜電夾盤被“封裝”於A塗層中。即，靜電夾盤由其所有部件組合在一起，然後整個靜電夾盤元件被A塗層(例如：A-Y2O3,A-Al2O3,A-YF3,混合A-Y2O3/Al2O3或者混合A-YF3/ Al2O3等)塗覆。在一個實施例中，形成靜電夾盤的不同部件首先被裝配，然後被放置於PEPVD腔室中以在整個靜電夾盤組件上形成增強型塗層。在這種情況下，靜電夾盤元件被增強型塗層“封裝”並被充分地保護不被等離子體侵蝕以及基片磨損。
為了減少生產成本，另一具體實施例包括形成雙層塗層組合，其中，第一層材料層或塗層形成於夾盤之上，它可以是陽極化處理層、等離子體噴塗的Y2O3層，等離子體噴塗Al2O3或者其它抗等離子體侵蝕塗層，其具有某一特定厚度以維持最終形成的夾盤的特定的電氣性能(electrical properties)並達到靜電夾盤的改善性能。第二層材料層或塗層形成於第一層材料層之上並具有一直接面對等離子體制程中等離子體的頂表面。第二層塗層可形成為A塗層(例如，A-Y2O3，A-Al2O3，A-YF3，混合A-Y2O3/Al2O3或混合A-YF3/Al2O3等)，所形成的A塗層具有光滑表面(表面粗糙度減小到1.0um)和緻密晶體或多孔結構，並具有小於1%的孔隙度甚至沒有多孔缺陷。因此，通常由於等離子體噴塗(plasma spray coating)所產生的粗糙表面和多孔隙結構所引起的顆粒污染能夠有效地被降低。此外，由於緻密的晶體結構，該第二塗層具有減少了的等離子體侵蝕速度，其進一步減少了在等離子體制程中的金屬污染。並且，例如Al2O3，ZrO2等成分會增強塗層的抗磨損性。
根據靜電夾盤的性能需求，不論是第一層塗層或者第二層塗層的厚度都能夠被調整。為了獲得多樣功能的靜電夾盤，夾盤的表面可進一步被多層塗層塗覆，以使得夾盤具有面對等離子體化學的穩定表面以及期望的功能，以改善等離子體處理腔室中的製程效果。
在另一實施例中，為了進一步改善塗覆後的靜電夾盤的性能，在塗覆後的封裝的夾盤上施加表面處理，包括但不限於：表面平滑化或表面粗糙化以減少顆粒污染、表面修正以增強塗層的表面緻密度和穩定 性、以及表面化學清潔來去除顆粒和污染，這些顆粒和污染或者形成於塗覆靜電夾盤的製造過程中，或者形成於等離子體刻蝕製程中。
根據另一方面，PEPVD中的能量離子轟擊或等離子體刻蝕被用來平滑化和緻密化具有A塗層的靜電夾盤表面。被塗覆了塗層的靜電夾盤表面可以用濕法清潔(wet solution cleaning)來清潔和光滑化，其中，腐蝕性溶液或懸浮液(slurry)或噴霧(aerosol)被用於去除表面顆粒污染，並用於控制塗層的光滑度。緻密和光滑的材料表面可為晶體或者多孔結構，並具有減小的孔隙率或者沒有孔隙，因此能夠在等離子體刻蝕製程中減小等離子體侵蝕速率和保持等離子體刻蝕的純淨環境。
105‧‧‧基體
110‧‧‧冷卻通道
115‧‧‧熱阻擋層
120‧‧‧絕緣層
125‧‧‧加熱器
130‧‧‧材料層
135‧‧‧電極
205‧‧‧基體
210‧‧‧冷卻通道
215‧‧‧熱阻擋層
220‧‧‧絕緣層
225‧‧‧加熱器
230‧‧‧材料層
235‧‧‧電極
240‧‧‧塗層
300‧‧‧靜電夾盤
305‧‧‧腔室
350‧‧‧等離子體處理腔室
355‧‧‧氣體噴淋頭
360‧‧‧基座
400‧‧‧腔室
405‧‧‧支撐件
410‧‧‧部件
415‧‧‧真空泵
420‧‧‧源材料
425‧‧‧電子槍
430‧‧‧電子束
435‧‧‧氣體注射器
440‧‧‧等離子體
445‧‧‧線圈
450‧‧‧射頻源
605‧‧‧基體
610‧‧‧冷卻通道
615‧‧‧熱阻擋層
620‧‧‧絕緣層
625‧‧‧加熱器
630‧‧‧熱傳導層
635‧‧‧電極
640‧‧‧塗層
705‧‧‧基體
710‧‧‧冷卻通道
715‧‧‧熱阻擋層
720‧‧‧絕緣層
725‧‧‧加熱器
730‧‧‧絕緣層
735‧‧‧電極
740‧‧‧塗層
742‧‧‧塗層
附圖是為了解釋並圖示本發明的原則，其組成了說明書的一部分，例證了本發明的具體實施例以及描述。附圖是為了以圖示的方式說明典型具體實施例的主要特徵。附圖並不是為了描述具體實施例的每個特徵，也並不是按照比例示出了其示出元件的相對尺寸。
圖1是傳統的靜電夾盤的主要部件的結構示意圖；圖2示出了根據本發明的一個具體實施例所提供的靜電夾盤；圖3示出了根據本發明的一個具體實施例所提供的利用了靜電夾盤300的等離子體處理腔室；圖4示出了根據本發明的一個具體實施例所提供的用於沉積增強型塗層的裝置；圖5(a)和圖5(b)是利用標準等離子體噴塗塗覆得到的Y2O3塗層的顯微圖；圖5(c)和圖5(d)是根據本發明的一個具體實施例利用PEPVD塗覆方式所得到的塗層的顯微示意圖；圖6示出了根據本發明的另一具體實施例，其中靜電夾盤被塗層“封裝”在其中；圖7示出了本發明的又一具體實施例，其中靜電夾盤被雙層塗層“封裝” 在其中。
如下將會描述不同的實施例，給靜電夾盤提供改進的塗層，以增強靜電夾盤的抗腐蝕和抗顆粒污染性能。描述將包括用於形成塗層的裝置和方法的一種實例，還包括用該方法製造得到的靜電夾盤和塗層的實例。
表格1列出了等離子體噴塗Y2O3(plasma spray Y2O3)、等離子體噴塗Al2O3和等離子體噴塗Y2O3/Al2O3的多個參數和特性。如表格1所示，等離子體噴塗Y2O3/Al2O3的混合塗層具有比Y2O3更高的硬度，但能提供相似的電阻率。也就是，雖然Y2O3/Al2O3的混合塗層具有比純Al2O3更低的硬度，但它具有比純Y2O3更高的硬度。另一方面，如表格2所示，Y2O3/Al2O3的混合塗層具有比純Al2O3較高的刻蝕阻力。因此，Y2O3/Al2O3的混合塗層同時具有足夠的硬度和良好刻蝕阻力的優勢。並且，儘管表格1未示出，Y2O3/Al2O3的混合塗層也具有比Y2O3更好的熱傳導率。可以預期的是，利用PEPVD製備的A塗層(A-coating)，例如A-Y2O3/Al2O3塗層，由於其沒有孔隙並緻密的結構，因而具有更高的硬度和改進的熱傳導率。
表格1
圖1示出了運用於等離子體處理腔室(例如，等離子體刻蝕腔室)的傳統的靜電夾盤的主要部件。基體105通常由金屬材料製成，例如鋁合金。基體105具有冷卻通道110，其用於容納迴圈冷卻液體。熱阻擋層(thermal barrier)115設置於基體105的頂部，一絕緣層120連接於所述熱阻擋層115。加熱器125，例如電阻絲加熱器，內嵌於絕緣層120之中。一電絕緣和高熱傳導率的材料層130設置於絕緣層120之上，電極135內嵌於電絕緣和高熱傳導率的材料層130之中。在一個具體實施例中，熱阻擋層115可為特製的粘合層，絕緣層120和絕緣但熱傳導的材料層130可為同一材料，例如AlN或Al2O3。
圖2示出了根據本發明一個具體實施例的靜電夾盤，圖3示出了根據本發明一個具體實施例的利用了靜電夾盤300的等離子體處理腔室350，其具有一氣體噴淋頭355。製成靜電夾盤的不同部件和圖1中所示的靜電夾盤類似，相似的部件用類似的附圖標記示出，標號為2xx系列的附圖標記除外。
如圖2所示，靜電夾盤的上表面用塗層240塗覆，其中，在一個具體實施例中，其為Y2O3/Al2O3混合塗層。根據一個具體實施例，混合塗層包括40% Al2O3和60% Y2O3。在傳統的等離子體噴塗製程中，其塗層是在大氣環境(atmospheric environment)下被沉積的，和傳統的等離子體噴塗製程不同的是，本發明提供的增強型塗層是在真空環境中沉積的。並且，傳統的等離子體噴塗製程利用小的粉末粒子來沉積塗層，本發明增強型塗層利用原子或自由基(radicals)凝結在材料表面上被沉積的。因此，由此得到的塗層特性與習知技術塗層不同，即使其是在利用同樣成份的材料。例如，發明人發現，根據本發明一個具體實施例沉積所得到的Y2O3/Al2O3塗層基本上沒有孔隙，其表面光滑，硬度更高，並且比用習知技術等離子體噴塗方式(PS)所得到的Y2O3/Al2O3塗層具有更高的抗刻蝕性能。
下面對用於沉積不同實施例的增強型塗層的裝置和方法進行描述。圖4示出了根據本發明的一個具體實施例所提供的用於沉積增強型塗層的裝置。所述裝置採用一在此稱作為PEPVD的製程來沉積增強型塗層，其中，PE和PVD部件在圖4中由虛線示出。傳統上，化學氣相沉積(CVD)或等離子體增強型化學氣相沉積(PECVD)指的是一種化學製程，其中，將襯底曝露於一個或多個易揮發的前驅(volatile precursors)，前驅在襯底表面反應或分解，以在襯底表面上產生所預期的沉積薄膜。另外，PVD指的是一種塗層製作方法，其包括純物理過程，其使一被蒸發或被濺射的預期薄膜材料凝結，從而在襯底的表面沉積薄膜，該預期薄膜材料通常是固態的源物質。因此，可以理解，前述PEPVD為這兩種製程的混合。即，所述的PEPVD包括在腔室中和在襯底表面上進行的屬於物理工藝的的原子、自由基或者分子的凝結(PVD部分)和等離子體化學反應(PE部分)。
在圖4中，腔室400利用真空泵415被抽成為真空。待塗覆塗層部件410(其示例性地為靜電夾盤的電極部分)連接於支撐件405上，同時，負偏置電壓通過支撐件405施加於部件410。
包括待沉積組份的源材料420被提供沉積，其通常為固體形式。例如，如果待沉積薄膜是Y2O3/Al2O3，源材料420應包括釔或鋁--可能還有其它材料，例如氧氣，氟等。釔和鋁可以作為合金以一個單獨源材料的方式被提供，在此情形下，沉積形成的塗層具有和源材料一樣的成分。然而，為了蒸發沉積多成分的塗層，例如混合的Y2O3/Al2O3塗層，最好利用兩個蒸發源材料，其一是為釔成分，另一是為鋁成分。這是因為對於同樣功率級別的蒸發設備，不同材料具有不同的蒸發速率。因此，如果不同的組份或成份用分別被蒸發，會易於控制塗層成份。
為了形成物理沉積，所述源材料被蒸發或濺射(evaporated or sputtered)。然而，由於蒸發(evaporation)具有比濺射(sputtering)更高的沉積 率，通常利用蒸發。在圖4所示的具體實施例中，利用電子槍(electron gun)425來執行蒸發，其將電子束(electron beam)430導向源材料420之上。當源材料被蒸發，原子和分子向待塗覆部件410飄移並凝結於待塗覆部件410上，如圖示中用虛線箭頭示出。
等離子體增強型部件由氣體注射器(gas injector)435組成，其向腔室400內注入反應性或非反應性源氣體，例如包含氬、氧、氟的氣體，圖示中用虛線示出。等離子體440利用等離子體源維持於部件410的前方，等離子體源例如射頻、微波等，在本實施例中示例性地由耦合於射頻源450的線圈445示出。不受理論的束縛，我們認為在PE部分有幾個過程發生。首先，非反應性離子化氣體組份，例如氬，轟擊部件410，當它被聚集後從而使得薄膜變得緻密。離子轟擊的效果源自於負偏壓施加至部件410，或源自於由等離子體源發出的並對準部件410的離子。此外，例如氧或氟的反應性氣體組份或自由基與蒸發的或濺射的源材料反應，所述反應或者位於部件410的表面上或者位於腔室400內。例如，源材料釔與氧氣反應生成了Y2O3，和源材料鋁和氧氣反應形成了Al2O3。因此，上述制程同時具有物理過程(轟擊和凝結)和化學過程(例如，離子化和氧化)。
圖5(a)和圖5(b)示出了利用傳統的等離子體噴塗塗覆而得的Y2O3塗層的表面和截面顯微圖。這些圖可與圖5(c)和圖5(d)比較，其示出了利用低溫等離子增強型PVD(PEPVD)制程在硬陽極化處理的鋁(Al6061)上沉積而得的A-Y2O3塗層的光滑表面和緻密的顯微圖。圖5(d)示出了由PEPVD制程製造成的雙層PEPVD Y2O3塗層的截面顯微圖，其在橫截面結構上沒有任何空隙。如表格2的資料所示，PEPVD製成的A-Y2O3塗層具有非常低的等離子體侵蝕速率。
圖6示出了根據本發明的另一具體實施例，其中靜電夾盤被塗層“封裝”在其中。也就是，在圖6所示的實施例中，組成靜電夾盤的若 干部件，也就是，基體605，熱阻擋層615，絕緣層620，熱傳導層630和電極635，它們首先被組裝在一起，然後整個元件被A塗層(A-coating)塗覆，例如A-Y2O3/Al2O3塗層640。因此，該塗層在此處被稱為“封裝”(packaging)，因為整個元件是被在組裝後再被塗覆。只有基體605的背面沒有被塗覆。例如，如果A-Y2O3/Al2O3塗層640利用圖4所示的PEPVD腔室製造，基體605的下表面連接至支撐件405上，因此，其並未被塗覆。如圖3所示，在使用時，基體605的下表面連接至基座360或腔室305的底部，以使得其不曝露於等離子體。此外，熱阻擋層615、絕緣層620和熱傳導層630的厚度和結構可以被調整，以滿足由A塗層塗覆了的靜電夾盤的性能的改進。
圖7示出了本發明的又一具體實施例，其中靜電夾盤被雙層塗層“封裝”(“packaged”)在其中。圖7所示的具體實施例類似於圖6，除了塗層是多層，其中兩層塗層740和742被示出。示例性地，第一塗層742可利用標準等離子體噴塗由Y2O3、Al2O3、ZrO2、YAG、Y2O3/Al2O3等製成，其厚度根據所期望達到的夾持的電學性能來計算確定。例如，第一塗層742可以製成具有足夠厚以提供好的絕緣性能。其次，第二塗層740，即，利用PEPVD製成的A-Y2O3/Al2O3塗層，其形成于第一塗層之上，能夠提供預期的光滑表面，低的孔隙或沒有孔隙，並且具有較高的抗磨損和抗等離子體轟擊能力。圖5(d)示出了一PEPVD頂層塗層形成於一PEPVD下層塗層之上的實施例，其中，頂層塗層的厚度為5.5um，底層塗層的厚度為20um。
根據不同的具體實施例，中間層或塗層742可由金屬、合金或者陶瓷(例如Y2O3,YF3,YAG,ErO2,SiC,Si3N4,SiO2,ZrO2,Al2O3,AlN或者它們的組合以及它們和其他組份的組合)製成。第二塗層或頂塗層740具有曝露於等離子體的表面，其可由混合塗層製成，優選地組合為Y2O3和 Al2O3，Y2O3和AlN，YF3和Al2O3，ErO2和Al2O3等。由A塗層封裝的靜電夾盤因而具有增強的硬度，穩定的結構表面以及良好的熱和電特性。
根據其它具體實施例，靜電夾盤僅由多層塗層堆疊而成。在本實施例中，熱阻擋層715可以為位於靜電夾盤基體705之上的等離子體噴塗層或者聚合塗層。絕緣層720由等離子體噴塗於熱阻擋層之上，加熱器725利用等離子體噴塗或者金屬噴鍍內嵌於絕緣層中。然後，熱傳導和絕緣層730利用等離子體噴塗或者其他制程方式設置於絕緣層720上，導電電極735內嵌於熱傳導和絕緣層730之中。最後，A塗層740或者與在其下的塗層742一起用於形成“封裝”的靜電夾盤。
根據公開的具體實施例，用塗層封裝的靜電夾盤的翻新較容易，以減少生產成本。也就是，靜電夾盤表面塗層可由例如噴砂(sand blasting)、磨(grinding)、拋光(polishing)等移除，並不用從靜電夾盤拆除各部件。重新加工的靜電夾盤表面易於用上文中提及的任一方法重新塗覆增強型等離子體塗層，以使得靜電夾盤又重新起作用。
為了減少顆粒污染，以增加使用時間，並改善性能，上述方法和增強型抗等離子體塗層可應用於其他等離子體腔室或其他部件，例如氣體噴淋頭、製程部件(process kits)等，其用於等離子體和刻蝕腔室/系統中。
需要說明的是，本文中提及的製程和技術並不是固有地與任何特定地裝置有關，其可以用於任何合適的部件組合。進一步地，根據本專利的教示和描述，多組份型的通用裝置可以被使用。本發明根據特定例子進行了描述，其只是為了從各方面說明本發明而並不是限制本發明。本領域技術人員應當理解，許多不同的組合適合於實施本發明。
並且，對於熟悉本領域的技術人員而言，根據本專利所公開的說明書和操作，實施本發明的其它的實施方式將是顯而易見的。上文中 具體實施例的不同方面和/或部件可以單一或者組合地應用。需要說明的是，上文所述具體實施例和方式都應僅考慮為例證性的，本發明的真正範圍和精神都應以申請專利範圍為準。
205‧‧‧基體
210‧‧‧冷卻通道
215‧‧‧熱阻擋層
220‧‧‧絕緣層
225‧‧‧加熱器
230‧‧‧材料層
235‧‧‧電極
240‧‧‧塗層

Claims (12)

  1. 一種用於等離子體處理腔室的靜電夾盤元件，其中，包括：一基體：設置於所述該基體之上的一絕緣層；設置於所述該絕緣層之上的一電極；以及，由Y2O3/Al2O3或者YF3/Al2O3的混合物組成的一增強型塗層，所述該增強型塗層覆蓋了所述該靜電夾盤元件，除了所述該基體的背面的部分。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之靜電夾盤元件，其中更進一步地包括一設置於所述該增強型塗層之下的底部塗層。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之靜電夾盤元件，其中所述底部塗層包括Y2O3或Al2O3中的至少一種。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之靜電夾盤元件，其中所述底部塗層包括Y2O3，YF3，YAG，ErO2，SiC，Si3N4，SiO2，ZrO2，Al2O3,AlN中之一或者它們的任意組合。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之靜電夾盤元件，其中所述該增強型塗層包括由等離子體增強型物理沉積方式沉積而成的Y2O3/Al2O3或YF3/Al2O3。
  6. 一種用於製造靜電夾盤元件的方法，其中，包括如下步驟：製造一絕緣層於一基體之上，製造一電極於所述該絕緣層之上以形成所述靜電夾盤組件；將所述該靜電夾盤組件插入一真空處理腔室中，配置使得其面對一設置於所述該真空處理腔室中的一源材料；在所述該真空處理腔室中蒸發或濺射所述該源材料；向所述該真空處理腔室中注入包括一反應性組份和一非反應性組份的氣體；在所述該靜電夾盤組件的前方形成一等離子體，以使得所述該反應性組 份和該非反應性組份的離子轟擊所述該靜電夾盤組件，以形成一塗層於所述該靜電夾盤組件之上，其中，所述該塗層包括來自所述該源材料的原子和所述該反應組份的原子。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中所述該源材料包括釔和鋁。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之其中所述該非反應性組份包括氬，所述該反應性組份包括氧或氟。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之其中所述方法進一步包括如下步驟：施加負偏置電壓於所述該靜電夾盤元件，並保持所述該真空處理腔室中的該等離子體。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中所述方法進一步地包括如下步驟：在將所述該靜電夾盤組件插入所述該真空處理腔室中之前，施加一中間層或塗層於所述該靜電夾盤組件上。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中所述該中間層或該塗層是由該等離子體噴塗製程來製造的。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中所述施加該中間層或該塗層步驟包括以該等離子體噴塗製程方式來施加以下該塗層：Y2O3,YF3,YAG,ErO2,SiC,Si3N4,SiO2,ZrO2,Al2O3,AlN之一，或者它們的組合。
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