TW201830554A - 用於製程環上之基於稀土金屬氧化物的薄膜塗層之離子輔助沉積 - Google Patents

用於製程環上之基於稀土金屬氧化物的薄膜塗層之離子輔助沉積 Download PDF

Info

Publication number
TW201830554A
TW201830554A TW107101367A TW107101367A TW201830554A TW 201830554 A TW201830554 A TW 201830554A TW 107101367 A TW107101367 A TW 107101367A TW 107101367 A TW107101367 A TW 107101367A TW 201830554 A TW201830554 A TW 201830554A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
protective layer
ring
thin film
layer
film protective
Prior art date
Application number
TW107101367A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI654701B (zh
Inventor
孫語南
卡農哥比拉賈Ｐ
菲路茲朵爾維希德
詹英
Original Assignee
美商應用材料股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商應用材料股份有限公司 filed Critical 美商應用材料股份有限公司
Publication of TW201830554A publication Critical patent/TW201830554A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI654701B publication Critical patent/TWI654701B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means
    • H01J37/32642—Focus rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0015—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterized by the colour of the layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
    • C23C14/0026—Activation or excitation of reactive gases outside the coating chamber
    • C23C14/0031—Bombardment of substrates by reactive ion beams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
    • H01J37/32495—Means for protecting the vessel against plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2235/00—X-ray tubes
    • H01J2235/08—Targets (anodes) and X-ray converters
    • H01J2235/085—Target treatment, e.g. ageing, heating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/31—Processing objects on a macro-scale
    • H01J2237/3142—Ion plating
    • H01J2237/3146—Ion beam bombardment sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2329/00—Electron emission display panels, e.g. field emission display panels
    • H01J2329/18—Luminescent screens
    • H01J2329/28—Luminescent screens with protective, conductive or reflective layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/131—Glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide or metal carbide containing [e.g., porcelain, brick, cement, etc.]
    • Y10T428/1317—Multilayer [continuous layer]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

一種製造物品的方法包括為蝕刻反應器提供一環。隨後進行離子輔助沉積(IAD)以在該環的至少一個表面上沉積保護層，其中該保護層為抗電漿稀土金屬氧化物膜，該膜具有小於300微米的厚度及小於6微英吋的平均表面粗糙度。

Description

用於製程環上之基於稀土金屬氧化物的薄膜塗層之離子輔助沉積
本發明實施例大體上是有關具有薄膜式抗電漿保護層的腔室製程環。
在半導體工業中，利用許多製造製程來製造元件，且這些製程所製造的結構尺寸不斷縮小。某些製造製程(例如，電漿蝕刻及電漿清潔製程)會使基板暴露在高速電漿流下藉以蝕刻或清潔基板。該電漿可能具有高度侵蝕性並可能侵蝕處理腔室及暴露在電漿下的其他表面。
由於目前的製程配件環具有高腐蝕速度並會與電漿進行化學交互作用，故在性能方面有些問題。通常用於導體蝕刻時，插入環及單環是由石英製成，用於介電質蝕刻時，插入環及單環則是由矽(Si)製成。這些環坐落在晶圓周圍以使電漿密度均勻以進行均勻蝕刻。然而，石英及Si在各種蝕刻化學物質及偏壓功率下具有極高的腐蝕速度。該等環受到嚴重腐蝕可能導致晶圓具有顆粒缺陷、製程偏移、腐蝕副產物沉積在其他腔室部件上及降低腔室產率。
一種用於蝕刻反應器的腔室部件，該腔室部件包括：環形主體，該環形主體包含氧化物系陶瓷、氮化物系陶瓷或碳化物系陶瓷其中之至少一者；及保護層，該保護層位在該環形主體的至少一表面上，其中該保護層是抗電漿稀土金屬氧化物膜，且該抗電漿稀土金屬氧化物膜具有小於300微米的厚度及小於6微英吋的平均表面粗糙度。
一種製造物品的方法，該方法包括：提供環形主體；及進行離子輔助沉積以在該環形主體的至少一表面上沉積保護層，其中該保護層是抗電漿稀土金屬氧化物膜，且該抗電漿稀土金屬氧化物膜具有小於300微米的厚度；及對該環進行火焰拋光(flame polishing)以達到低於6微英吋的平均表面粗糙度。
一種用於蝕刻反應器的抗電漿環，該環包括陶瓷主體及保護層，該保護層位在該陶瓷主體的至少一表面上，該環是藉由以下製程所製造而成，該製程包括：提供該環；進行電子束離子輔助沉積以在該環的至少一表面上沉積保護層，其中該保護層是抗電漿稀土金屬氧化物膜，且該抗電漿稀土金屬氧化物膜具有小於5微米至15微米的厚度；及對該保護層進行火焰拋光以達到低於6微英吋的平均表面粗糙度。
本發明實施例提供一種具有抗腐蝕薄膜保護層的物品(例如，環)，藉以增進該環的使用壽命並減少晶圓上的缺陷，又不會影響電漿均勻度。該保護層可具有高達約300微米的厚度並可提供抗電漿腐蝕性以用於保護該環。可使用離子輔助沉積法(IAD)，例如可使用電子束離子輔助沉積法(EB-IAD)在環上形成該保護層。該薄膜保護層可為Y3 Al5 O12 (YAG)、Y4 Al2 O9 (YAM)、Er2 O3 、Gd2 O3 、Er3 Al5 O12 (EAG)、Gd3 Al5 O12 (GAG)、包含Y4 Al2 O9 及Y2 O3 -ZrO2 固溶體的陶瓷複合物(ceramic compound)或另一稀土金屬氧化物。利用薄膜保護層提供更好的抗腐蝕性可增進該環的使用壽命，同時降低維修與製造的費用。此外，可塗覆夠厚的IAD塗層以提供該環更長的壽命。用低成本便能塗覆及於後續整修該IAD塗層。
第1圖是半導體處理腔室100的剖面圖，腔室100具有一個或更多個腔室部件，且該一個或更多個部件塗覆有根據本發明實施例所做的薄膜保護層。該處理腔室100可用於提供腐蝕性電漿環境的製程。例如，處理腔室100可能是用以作為電漿蝕刻反應器(又稱為電漿蝕刻器)、電漿清潔器及諸如此類者的腔室。含有薄膜保護層之腔室部件的實例包括基板支撐組件148、靜電卡盤(ESC)150、環(例如，製程套組式環或單環)、腔室壁、基底、氣體分配板、噴淋頭、襯層、襯墊套組、遮蔽件、電漿罩幕(plasma screen)、流量均衡器、冷卻基底、腔室觀察孔、腔室蓋104、噴嘴，等等。在一特定實施例中，保護層147塗覆在環146上。
薄膜保護層147是利用離子輔助沉積法(IAD)所沉積的稀土金屬氧化物層，以下對該薄膜保護層147做更詳細的說明。薄膜保護層147可包括Y2 O3 及Y2 O3 系陶瓷、Y3 Al5 O12 (YAG)、Y4 Al2 O9 (YAM)、Er2 O3 及Er2 O3 系陶瓷、Gd2 O3 及Gd2 O3 系陶瓷、Er3 Al5 O12 (EAG)、Gd3 Al5 O12 (GAG)、Nd2 O3 及Nd2 O3 系陶瓷、YAlO3 (YAP)、Er4 Al2 O9 (EAM)、ErAlO3 (EAP)、Gd4 Al2 O9 (GdAM)、GdAlO3 (GdAP)、Nd3 Al5 O12 (NdAG)、Nd4 Al2 O9 (NdAM)、NdAlO3 (NdAP)及/或含有Y4 Al2 O9 及Y2 O3 -ZrO2 固溶體的陶瓷複合物。該薄膜保護層亦可包括YF3 、Er-Y組成物(例如，Er 80重量%及Y 20重量%)、Er-Al-Y組成物(例如，Er 70重量%、Al 10重量%及Y 20重量%)、Er-Y-Zr組成物(例如，Er 70重量%、Y 20重量%及Zr-10重量%)或Er-Al組成物(例如，Er 80重量%及Al 20重量%)。
薄膜保護層147亦可用前述任一種陶瓷所製成的固溶體作為基礎。就該含有Y4 Al2 O9 及Y2 O3 -ZrO2 固溶體的陶瓷複合物而言，在一實施例中，該陶瓷複合物包含62.93莫耳百分比(莫耳%)的Y2 O3 、23.23莫耳%的ZrO2 及13.94莫耳%的Al2 O3 。在另一實施例中，該陶瓷複合物可包含範圍在50～75莫耳%間的Y2 O3 、範圍在10～30莫耳%間的ZrO2 及範圍在10～30莫耳%間的Al2 O3 。在另一實施例中，該陶瓷複合物可包含範圍在40～100莫耳%間的Y2 O3 、範圍在0～60莫耳%間的ZrO2 及範圍在0～10莫耳%間的Al2 O3 。在另一實施例中，該陶瓷複合物可包含範圍在40～60莫耳%間的Y2 O3 、範圍在30～50莫耳%間的ZrO2 及範圍在10～20莫耳%間的Al2 O3 。在另一實施例中，該陶瓷複合物可包含範圍在40～50莫耳%間的Y2 O3 、範圍在20～40莫耳%間的ZrO2 及範圍在20～40莫耳%間的Al2 O3 。在另一實施例中，該陶瓷複合物可包含範圍在70～90莫耳%間的Y2 O3 、範圍在0～20莫耳%間的ZrO2 及範圍在10～20莫耳%間的Al2 O3 。在另一實施例中，該陶瓷複合物可包含範圍在60～80莫耳%間的Y2 O3 、範圍在0～10莫耳%間的ZrO2 及範圍在20～40莫耳%間的Al2 O3 。在另一實施例中，該陶瓷複合物可包含範圍在40～60莫耳%間的Y2 O3 、範圍在0～20莫耳%間的ZrO2 及範圍在30～40莫耳%間的Al2 O3 。在其他實施例中，其他的分配比例亦可用於該陶瓷複合物。
在一實施例中，含有Y2 O3 、ZrO2 、Er2 O3 、Gd2 O3 及SiO2 的替代陶瓷複合物可用於該保護層。在一實施例中，該替代陶瓷複合物可包含範圍在40～45莫耳%間的Y2 O3 、範圍在0～10莫耳%間的ZrO2 、範圍在35～40莫耳%間的Er2 O3 、範圍在5～10莫耳%間的Gd2 O3 及範圍在5～15莫耳%間的SiO2 。在第一實例中，該替代陶瓷複合物包含40莫耳%的Y2 O3 、5莫耳%的ZrO2 、35莫耳%的Er2 O3 、5莫耳%的Gd2 O3 及15莫耳%的SiO2 。在第二實例中，該替代陶瓷複合物包含45莫耳%的Y2 O3 、5莫耳%的ZrO2 、35莫耳%的Er2 O3 、10莫耳%的Gd2 O3 及5莫耳%的SiO2 。在第三實例中，該替代陶瓷複合物包含40莫耳%的Y2 O3 、5莫耳%的ZrO2 、40莫耳%的Er2 O3 、7莫耳%的Gd2 O3 及8莫耳%的SiO2 。在一實施例中，該薄膜保護層147包含70～75莫耳%的Y2 O3 及25～30莫耳%的ZrO2 。在進一步實施例中，該薄膜保護層147是一種稱為YZ20的材料，其包含73.13莫耳%的Y2 O3 及26.87莫耳%的ZrO2 。
以上所述的任一個薄膜保護層可包含微量的其他材料，例如ZrO2 、Al2 O3 、SiO2 、B2 O3 、Er2 O3 、Nd2 O3 、Nb2 O5 、CeO2 、Sm2 O3 、Yb2 O3 或其他氧化物。
薄膜保護層147可為塗覆在不同陶瓷上的IAD塗層，該陶瓷包括氧化物系(oxide based)陶瓷、氮化物系(Nitride based)陶瓷或碳化物系(Carbide based)陶瓷。氧化物系陶瓷的實例包括SiO2 (石英)、Al2 O3 、Y2 O3 及具有化學式Mx Oy 的其他金屬氧化物。碳化物系陶瓷的實例包括SiC、Si-SiC及諸如此類者。氮化物系陶瓷的實例包括AlN、SiN及諸如此類者。IAD塗層靶材材料可為經煅燒的粉末、預製塊(例如，利用生坏壓製、熱壓製及諸如此類方法所形成的預製塊)、燒結塊(例如，具有50～100%密度的燒結塊)或經機械加工的塊體(該塊體例如可為陶瓷、金屬或金屬合金)。
如圖所示，根據一實施例，環146具有薄膜保護層133、134。然而，應了解到，任一種其他腔室部件(例如以上所列示的腔室部件)亦可包含薄膜保護層。
在一實施例中，處理腔室100包括腔室主體102及蓋130，腔室主體102及蓋130圈圍出內部體積106。蓋130的中心處可具有孔，且噴嘴132可插入該孔中。腔室主體102可由鋁、不鏽鋼或其他合適的材料製成。腔室主體102通常包含側壁108及底部110。
外襯116可配置成鄰接側壁108以保護該腔室主體102。外襯116可用薄膜保護層製成及/或塗有薄膜保護層。在一實施例中，外襯116可由氧化鋁製成。
排放口126可界定在腔室主體102中並可將內部容積體積106連接至幫浦系統128。幫浦系統128可包含一個或更多個幫浦及節流閥以用於抽空和調節該處理腔室100之內部體積106的壓力。
在腔室主體102的側壁108支撐著蓋130。蓋130可打開以供進出該處理腔室100的內部體積106，並在關閉蓋130時可密閉該處理腔室100。氣體分配盤158可連接該處理腔室100以經由噴嘴132提供製程氣體及/或清潔氣體至內部體積106。蓋130可為陶瓷，例如Al2 O3 、Y2 O3 、YAG、SiO2 、AlN、SiN、SiC、Si-SiC，或是含有Y4 Al2 O9 與Y2 O3 -ZrO2 固溶體的陶瓷複合物。噴嘴132亦可為陶瓷，例如任一種上述用於蓋的陶瓷。
可在處理腔室100中用來處理基板的製程氣體實例包括含鹵素氣體(例如，C2 F6 、SF6 、SiCl4 、HBr、NF3 、CF4 、CHF3 、CH2 F3 、F、NF3 、Cl2 、CCl4 、BCl3 及SiF4 ，等等)及其他氣體，例如O2 或N2 O。載氣的實例包括N2 、He、Ar及對於製程氣體而言是惰性的其他氣體(例如，不反應的氣體)。基板支撐組件148配置在位於蓋130下方的該處理腔室100之內部體積106中。基板支撐組件148在處理期間固定住基板144。環146(例如，單環)可覆蓋住一部分的靜電卡盤150並可保護被覆蓋部分，使該被覆蓋部分在製程期間免於暴露於電漿中。在一實施例中，環146可為矽或石英。環146包含薄膜保護層147。
內襯118可塗覆在該基板支撐組件148的周圍上。內襯118可為對含鹵素氣體具抗性的材料，例如參照外襯116所討論的材料。在一實施例中，可使用與該外襯116相同的材料製造內襯118。此外，內襯118可塗有薄膜保護層。
在一實施例中，基板支撐組件148包含安裝板162、支撐基座152及靜電卡盤150。靜電卡盤150進一步包含導熱基底164及靜電定位盤(electrostatic puck)166，該靜電定位盤166藉由接合鍵(bond)138與導熱基底接合，在一實施例中，接合鍵138可為矽接合鍵。安裝盤162連接至腔室主體102的底部110，且安裝盤162包含可供通往導熱基底164及靜電定位盤166之管線設施(例如，流體、電線、感測器引線，等等)使用的通道。
導熱基底164及/或靜電定位盤166可包括一個或更多個選用性的嵌入式加熱元件176、嵌入式隔熱件174及/或導管168及導管170以控制該支撐組件148的橫向溫度分佈模式。導管168及導管170可與流體源172流體耦接以使溫度調節流體在導管168及導管170中循環流動。在一實施例中，嵌入式隔熱件174可配置在導管168與導管170之間。藉由加熱器電源178調節該加熱器176。可利用導管168、導管170及加熱器176控制該導熱基底164的溫度，從而加熱及/或冷卻該靜電定位盤166及正接受處理的基板(例如，晶圓)144。可使用複數個溫度感測器190及192監控該靜電定位盤166及導熱基底164的溫度，並使用控制器195監控該等溫度感測器190及192。
靜電定位盤166可進一步包括複數個氣體通道，例如溝槽、凸台(mesas)及其他表面特徵，這些特徵可形成在定位盤166的上表面中。該等氣體通道可經由該定位盤166中的鑽孔而流體耦接至熱交換氣體源或背側氣體源(例如，He)。操作時，以受控制的壓力供應該背側氣體至該等氣體通道中以增進靜電定位盤166與基板144之間的熱交換作用。
靜電定位盤166包含至少一個箝夾電極(clamping electrode)180，且利用卡盤電源182控制該箝夾電極180。電極180(或配置在定位盤166或基底164中的其他電極)可進一步經由匹配電路188耦接至一個或更多個射頻(RF)電源184和186以用於維持該處理腔室100內由製程氣體及/或其他氣體所形成的電漿。電源184及電源186通常能產生頻率約50kHz至約3GHz的射頻(RF)訊號及高達約10000瓦(Watt)的功率。
第2A圖圖示可應用在使用能量粒子之各種沉積技術(例如，離子輔助沉積技術，IAD)上的沉積機制。用於形成本發明所述抗電漿塗層的示例性IAD方法包括加入離子轟擊的沉積製程，例如蒸鍍法(例如，活化反應性蒸鍍法，ARE)及在存在離子轟擊下進行的濺射法。實施例中所進行之一特定類型的IAD法是電子束IAD法(ED-IAD)。可在有反應性氣體物種(例如，O2 、N2 、鹵素，等等)存在的情況下進行該等IAD方法中的任一種方法。在進行沉積之前及/或沉積期間，這些反應性物種可燒掉表面的有機污染物。此外，在實施例中，利用O2 的分壓可控制該IAD沉積製程進行陶瓷靶材沉積與金屬靶材沉積的比例。例如，藉由蒸鍍Y金屬並吹出氧離子而形成釔的氧化物材料可在部件表面上製成Y2 O3 塗層。或者，可在無氧或減少氧的情況下使用陶瓷靶材。
如圖所示，在能量粒子203(例如，離子)存在的情況下於物品210上或複數個物品210A及物品210B上累積沉積材料202而形成薄膜保護層215。沉積材料202可包括原子、離子、自由基及諸如此類者。在形成薄膜保護層215時，能量粒子203可撞擊該薄膜保護層215並使該薄膜保護層215緻密緊實。
在一實施例中，使用EB-IAD形成薄膜保護層215。第2B圖圖示IAD沉積設備的概要圖。如圖所示，材料源250提供沉積材料202的材料流，同時能量粒子源255提供能量粒子203的粒子流，在整個IAD製程期間，材料流與粒子流兩者會撞擊在物品210、物品210A、物品210B上。能量粒子源255可為氧或其他離子源。能量粒子源255亦可提供其他種類的能量粒子，例如惰性自由基、中子原子及奈米級粒子，這些粒子來自粒子產生源(例如，來自電漿、反應性氣體，或來自提供沉積材料的材料源)。
用來提供沉積材料202的材料源(例如，靶材主體)250可為塊狀燒結陶瓷，該塊狀燒結陶瓷與欲用來組成薄膜保護層215為相同陶瓷。例如，該材料源可為塊狀燒結陶瓷複合物主體或塊狀的燒結YAG、Er2 O3 、Gd2 O3 、Er3 Al5 O12 或Gd3 Al5 O12 或其他所述陶瓷。亦可使用其他靶材材料，例如粉末、經煅燒的粉末、預製材料(例如，利用生坏壓製法或熱壓製法所形成的預製材料)或經機械加工的主體(例如，熔合材料)。在沉積期間，所有不同種類的材料源250熔化成為熔融材料源。然而，使不同種類的起始材料熔化需要花費不同時間。熔合材料及/或經機械加工的主體可能最快熔化。預製材料熔化的速度比熔合材料慢，煅燒粉末的熔化速度比預置材料慢，及標準粉末的熔化速度比煅燒粉末更慢得多。
IAD可使用一個或更多個電漿或粒子束(例如，電子束)以提供材料源及能量離子源。在沉積該抗電漿塗層期間亦可提供反應性物種。在一實施例中，能量粒子203包含不反應性物種(例如，Ar)或反應性物種(例如，O)之其中至少一者。在進一步實施例中，在形成抗電漿塗層期間，亦可引入反應性物種(例如，CO)及鹵素(Cl、F、Br，等等)以進一步提高將薄膜保護層215上鍵結最弱之沉積材料除掉的趨勢。
使用IAD製程，可在與其他沉積參數無關的情況下，利用能量離子源(或其他粒子源)255獨立控制能量粒子203。根據該能量離子流的能量(例如，速度)、密度及入射角度，可操控該薄膜保護層的組成、結構、晶向及晶粒尺寸。
可調整的附加參數是沉積期間的溫度以及沉積的持續時間。在一實施例中，進行沉積之前，先加熱IAD沉積腔室(及腔室蓋或腔室內的噴嘴)達到160ºC的起始溫度或更高溫度。在一實施例中，起始溫度為160ºC至500ºC。在一實施例中，該起始溫度為200ºC至270ºC。於沉積期間，該腔室及該蓋或噴嘴的溫度隨後可維持在起始溫度。在一實施例中，IAD腔室包含進行加熱的加熱燈。在替代實施例中不加熱該IAD腔室及該蓋或噴嘴。若該腔室未經加熱，在IAD製程結束時，該腔室將自然地升溫至約160ºC。沉積期間的溫度較高可提高保護層的密度，但也可能增加該保護層的機械應力。可為該腔室增加主動冷卻作用，藉以在塗佈期間維持處於低溫。在一實施例中，該低溫可維持在處於或低於160ºC且下至0ºC間的任一溫度。
可調整的附加參數為工作距離270及入射角度272。工作距離270是材料源250與物品210A、物品210B之間的距離。在一實施例中，工作距離為0.2公尺至2.0公尺，在一特定實施例中，工作距離為1.0公尺。減少該工作距離會增加沉積速度及提高離子能量的效能。然而，減少該工作距離至低於一特定點可能會降低該保護層的均勻度。入射角為該沉積材料202撞擊物品210A、物品210B的角度。在一實施例中，該入射角為10度至90度，在一特定實施例中，該入射角約30度。
IAD塗層可塗覆在粗糙度約0.5微英吋至約180微英吋的廣泛表面條件上。然而，較平滑的表面有利於塗層均勻覆蓋。塗層厚度可高達約300微米(µm)。製造時，藉著刻意在該塗層堆疊的底部處添加稀土金屬氧化物系的著色劑(例如，Nd2 O3 、Sm2 O3 、Er2 O3 ，等等)可評估部件上的塗層厚度。亦可使用橢圓偏振技術(ellipsometry)精確測量該厚度。
取決於用來形成該塗層之稀土金屬氧化物組成物而定，IAD塗層可為無定形(amorphous)或結晶狀。例如，EAG及YAG是無定形塗層，而Er2 O3 以及該含有Y4 Al2 O9 和Y2 O3 -ZrO2 固溶體的陶瓷複合物通常為結晶狀。無定形塗層較具保角性且減少因晶格失配所導致的外延性裂紋(epitaxial cracks)，反之，結晶性塗層較具有抗腐蝕性。
塗層結構可為雙層式或多層式結構。在雙層式結構中，可沉積無定形層作為緩衝層以使外延性裂紋減至最少，隨後在該無定形層上形成結晶層，該結晶層可具有抗腐蝕性。在多層式設計中，可使用數種膜層材料以使從基板到頂層具有平順的溫度梯度(thermal gradient)。
使用複數個電子束(e-beam)槍可達成複數個靶材的共沉積，藉以建立較厚的塗層及層疊狀的結構。例如，可同時使用具有相同材料的兩個靶材。使用不同的電子束槍轟擊各個靶材。此方式可提高保護層的沉積速度及厚度。在另一實施例中，兩個靶材可為不同的陶瓷材料。第一電子束槍轟擊第一靶材以沉積第一保護層，且隨後第二電子束槍可轟擊第二靶材以形成第二保護層，該第二保護層與第一保護層具有不同的材料組成。
可使用塗覆後的熱處理來增進塗層性質。例如，可使用該熱處理，藉以將無定形塗層轉換成具有較高抗腐蝕性的結晶塗層。另一實例是藉由形成反應區域或過渡層來增進該塗層與基板的接合強度。
於一實施例中，可在一IAD腔室內併行地(in parallel)處理複數個環。例如，在一實施例中，可併行地處理高達5個環。可利用不同的固定裝置支撐各個環。或配置成用單一固定裝置可固定複數個環。在沉積期間，該等固定裝置可移動所支撐的環。
在一實施例中，用於固定環的固定裝置可設計為由金屬成分(例如，冷軋鋼)或陶瓷材料(Al2 O3 、Y2 O3 ，等等)所製成。該固定裝置可用於支撐該環，使該環位在材料源及電子束槍的上方或下方。該固定裝置可具有夾持能力而可以較安全且容易操控的方式夾住該環及塗佈期間夾住該環。又，該固定裝置可具有用於定向或對準該環的特徵。在一實施例中，該固定裝置可沿一個或更多個軸改變位置(reposition)及/或旋轉，藉以改變其所支撐的環相對於該來源材料的方向。在沉積之前及/或沉積期間，該固定裝置亦可改變位置，藉以改變工作距離及/或入射角度。該固定裝置可具有冷卻通道或加熱通道以在塗佈期間控制該環的溫度。由於IAD是一種直視性製程(line of sight process)，因此可改變該環位置或旋轉該環的能力可能使該環3D表面的塗層覆蓋率達到最大。
第3圖至第4圖圖示被一個或更多個薄膜保護層覆蓋之物品(例如，環)的剖面圖。可供進行導體蝕刻及介電質蝕刻製程之電漿蝕刻器使用的單環、插入環或其他製程套組式環通常是Si或SiO2 。然而，當Si或SiO2 暴露在各種蝕刻化學物質下時，Si或SiO2 具有高腐蝕速率。該等環亦可使用其他材料。
參閱第3圖，物品300的主體305包含薄膜堆疊306，該薄膜堆疊306具有第一薄膜保護層308及第二薄膜保護層310。或者，在該物品300的主體305上可僅包含單個薄膜保護層308。在一實施例中，薄膜保護層308及薄膜保護層310具有高達約300微米(µm)的厚度。在進一步實施例中，該等薄膜保護層具有低於約20微米的厚度，及在一特定實施例中，該等薄膜保護層具有約0.5微米至約7微米之間的厚度。在一實施例中，該薄膜保護層堆疊的總厚度為300微米或更小。
薄膜保護層308及薄膜保護層310是沉積陶瓷層，可使用電子束離子輔助沉積(EB-IAD)製程在該物品300的主體305上形成該等陶瓷層。該EB-IAD沉積薄膜保護層308及310可具有相對低的薄膜應力(例如，相較於電漿噴塗法或濺射法所造成的薄膜應力而言，該EB-IAD沉積薄膜保護層308及310可能具有相對低的薄膜應力)。相對低的薄膜應力可能導致該主體305的下表面可極為平坦，且對於直徑12英吋的主體而言，整個主體具有小於約50微米的曲率。IAD沉積薄膜保護層308及310可附加地具有小於1%的孔隙度，且在某些實施例中可能具有小於約0.1%的孔隙度。因此，IAD沉積保護層為緻密結構，故該IAD沉積保護層的性能有利於應用在電漿蝕刻反應器中所使用的環上。此外，該IAD沉積保護層可具有低的裂紋密度且對主體305具有高附著力。此外，無需對該主體305的上表面進行初次粗糙化或進行其他耗時的表面預備步驟，便可沉積IAD沉積保護層308及IAD沉積保護層310。
可用於形成薄膜保護層208的陶瓷實例包括Y3 Al5 O12 、Y4 Al2 O9 、Er2 O3 、Gd2 O3 、Er3 Al5 O12 、Gd3 Al5 O12 、含有Y4 Al2 O9 及Y2 O3 -ZrO2 所形成之固溶體(Y2 O3 -ZrO2 固溶體)的陶瓷複合物或任一種先前指出的其他陶瓷材料。其他Er系及/或Gd系的抗電漿稀土金屬氧化物亦可用於形成薄膜保護層308與薄膜保護層310。在一實施例中，相鄰的兩薄膜保護層不使用相同的陶瓷材料。然而，在另一實施例中，相鄰的層可由相同的陶瓷材料所組成。
具有IAD薄膜保護層的環可用於實施廣溫度範圍的應用中。例如，具有IAD薄膜保護層的環可用在溫度0 ºC至1000 ºC的製程中。該等環可用於高溫(例如300 ºC或高於300 ºC)而不會因受到熱衝擊而產生裂紋。 表1：IAD沉積的YAG、Er2 O3 、EAG及含Y4 Al2 O9 與Y2 O3 -ZrO2 固溶體之陶瓷材料的材料性質。
表1顯示92% Al2 O3 (氧化鋁)基板及塗覆在92% Al2 O3 基板上之各種IAD沉積薄膜保護層的材料性質。在該表中，「C」代表結晶結構，及「A」代表無定形結構。如表中所示，氧化鋁基板具有363伏特/密耳(V/mil)的擊穿電壓(breakdown voltage)。反之，由IAD沉積含有Y4 Al2 O9 及Y2 O3 -ZrO2 固溶體之陶瓷複合物所形成的5微米(µm)塗層具有427伏特的擊穿電壓(遠高於氧化鋁的正規化數值363伏特/密耳)。由IAD沉積YAG所形成的5微米塗層具有1223伏特的擊穿電壓。由IAD沉積Er2 O3 所形成的5微米塗層具有527伏特的擊穿電壓。由IAD沉積EAG所形成的5微米塗層具有900伏特的擊穿電壓。由IAD沉積Y2 O3 所形成的5微米塗層具有1032伏特的擊穿電壓。由IAD沉積YZ20所形成的5微米塗層具有423伏特的擊穿電壓。由IAD沉積YF3 所形成的5微米塗層具有522伏特的擊穿電壓。
氧化鋁在室溫下的體積電阻率為約0.01 x 1016 (0.01E16)歐姆∙公分(Ω∙cm)。該陶瓷複合物薄膜保護層在室溫下的體積電阻率為約4.1E16歐姆∙公分，及YAG薄膜保護層在室溫下的體積電阻率為約11.3E16歐姆∙公分。
氧化鋁的介電常數為約9.2，該陶瓷複合物薄膜的介電常數為約9.83，YAG薄膜的介電常數為約9.76，Er2 O3 薄膜的介電常數為約9.67，及EAG薄膜的介電常數為約9.54。氧化鋁的損失正切為約5E-4，該陶瓷複合物薄膜的損失正切為約4E-4，YAG薄膜的損失正切為約4E-4，Er2 O3 薄膜的損失正切為約4E-4，及EAG薄膜的損失正切為約4E-4。氧化鋁的導熱率為約18瓦/公尺-凱氏溫度(W/m-K)，該陶瓷複合物薄膜的導熱率為約19.9瓦/公尺-凱氏溫度，YAG薄膜的導熱率為約20.1瓦/公尺-凱氏溫度，Er2 O3 薄膜的導熱率為約19.4瓦/公尺-凱氏溫度，及EAG薄膜的導熱率為約19.2瓦/公尺-凱氏溫度。
在一實施例中，該氧化鋁基板可具有約8微英吋至16微英吋的起始粗糙，且在全部的該等薄膜保護層中，該起始粗糙度可能大致不變。於沉積後，可拋光該保護層以使表面粗糙度(例如，平均表面粗糙度)降至8微英吋或更低。在一實施例中，使用火焰拋光法拋光該保護層以達到5～6微英吋或更低的平均表面粗糙度。在一實施例中，該火焰拋光法拋光該保護層以達到2～3微英吋的平均表面粗糙度。
在該等薄膜保護層對於氧化鋁基板的附著強度方面，就陶瓷複合物薄膜而言可高於28百萬巴斯卡(MPa)，及就YAG薄膜而言可高於32 MPa。藉由測量分開薄膜保護層與基板所使用的力量可測定附著強度。厄米率(hermicity)測量使用該薄膜保護層所能達到的密封能力。如表中所示，使用氧化鋁可達到約每秒1E-6立方公分(cm3 /s)的He漏率，使用該陶瓷複合物可達到約1.2E-9的He漏率，使用YAG可達到約4.4E-10的He漏率，使用Er2 O3 可達到約5.5E-9的He漏率，使用YF3 可達到約2.6E-9的He漏率，使用YZ20可達到約1.6E-7的He漏率，及使用EAG可達到約9.5E-10的He漏率。較低的He漏率代表較佳的密封作用。所示範的薄膜保護層各自具有的He漏率皆低於一般Al2 O3 的He漏率。
Y3 Al5 O12 、Y4 Al2 O9 、Er2 O3 、Gd2 O3 、Er3 Al5 O12 、Gd3 Al5 O12 及該含有Y4 Al2 O9 與Y2 O3 -ZrO2 固溶體的陶瓷複合物各自具有高硬度而在電漿處理期間可抗磨損。如表中所示，氧化鋁具有約12.14十億巴斯卡(GPa)的維氏硬度(5公斤力(Kgf))，該陶瓷複合物具有約7.825 GPa的硬度，YAG具有約8.5 GPa的硬度，Er2 O3 具有約5.009 GPa的硬度，YZ20具有約5.98 GPa的硬度，YF3 具有約3.411 GPa的硬度，及EAG具有約9.057 GPa的硬度。所測得之氧化鋁的磨損率約0.2奈米/射頻小時(nm/RFhr)，氧化鋁的磨損率約0.2奈米/射頻小時(nm/RFhr)，該陶瓷複合物的磨損率約0.14奈米/射頻小時，Er2 O3 的磨損率約0.113奈米/射頻小時，及EAG的磨損率約0.176奈米/射頻小時。
請注意，在某些實施例中，可對Y3 Al5 O12 、Y4 Al2 O9 、Er2 O3 、Gd2 O3 、Er3 Al5 O12 、Gd3 Al5 O12 及該陶瓷複合物進行改質，而使以上指出之材料性質及特性變化高達30%。因此，應理解針對這些材料性質所描述的值僅為示範用的可實現值。文中所描述的陶瓷薄膜保護層並不侷限於所提供的值。
第4圖圖示另一物品實施例400的側剖面圖，在該物品400的主體405上沉積有薄膜保護層堆疊406。物品400類似於物品300，只除了薄膜保護層堆疊406具有四層薄膜保護層408、410、415及418。
該薄膜保護層堆疊(例如圖中所示者)可具有任意數目的薄膜保護層。堆疊中的該等薄膜保護層可皆具有相同厚度，或該等薄膜保護層可具有不同厚度。在某些實施例中，該等薄膜保護層各自可具有小於約20微米的厚度。在一實例中，第一層408可具有6微米的厚度，及第二層410可具有6微米的厚度。在另一實例中，第一層408可為厚度3微米的YAG層，第二層410可為厚度3微米的複合陶瓷層，第三層415可為厚度3微米的YAG層，及第四層418可為厚度3微米的複合陶瓷層。
可根據期望的應用用途及/或欲進行塗覆的物品種類來選擇欲使用的陶瓷層數目及陶瓷層組成。利用IAD法所形成的EAG薄膜保護層及YAG薄膜保護層通常具有無定形結構。反之，IAD沉積的複合陶瓷層及Er2 O3 層通常具有結晶結構或奈米結晶結構。結晶或奈米結晶陶瓷層通常可能比無定形陶瓷層更具有抗腐蝕性。然而，在某些情況下，具有結晶或奈米結晶結構的薄膜陶瓷層可能偶爾會出現垂直裂紋(大致沿薄膜厚度方向延伸且與塗佈表面大致呈垂直的裂紋)。晶格失配可能導致形成此種垂直裂紋，且此等裂紋可能是電漿化學物質的攻擊點。每當該物品受熱或受冷時，薄膜保護層與其所塗覆的基板之間熱膨脹係數不匹配可能在該薄膜保護層上造成應力。此種應力可能集中在垂直裂紋處。這可能導致該薄膜保護層最終從其所塗覆的基板上剝落。反之，若無垂直裂紋，則應力會大致平均地分佈在整個薄膜上。因此，在一實施例中，該薄膜保護層堆疊406中的第一層408是無定形陶瓷，例如YAG或EAG，及該薄膜保護層堆疊406中的第二層410是結晶或奈米結晶陶瓷，例如該陶瓷複合物或Er2 O3 。在此種實施例中，相較於第一層408而言，第二層410可提供較高的抗電漿性。藉著在第一層408上形成第二層410，而非直接在主體405上形成第二層410，以第一層408作為緩衝而使後續層上的晶格失配情形減至最少。從而可增加該第二層410的使用壽命。
在另一實例中，該主體、Y3 Al5 O12 (YAG)、Y4 Al2 O9 、Er2 O3 、Gd2 O3 、Er3 Al5 O12 、Gd3 Al5 O12 、該含有Y4 Al2 O9 與Y2 O3 -ZrO2 固溶體的陶瓷複合物及其他陶瓷可各自具有不同的熱膨脹係數。兩相鄰材料之間的熱膨脹係數越不匹配，則該等材料的其中一者終將越容易產生裂紋、剝落或是失去該材料對其他材料的黏接性。可採用使相鄰層之間(或層與主體305、主體405之間)熱膨脹係數不匹配程度減至最小的方式形成該保護層堆疊306及該保護層堆疊406。例如，主體405可為氧化鋁，及EAG的熱膨脹係數可能與氧化鋁的熱膨脹係數最接近，隨後是YAG的熱膨脹係數，接著是該複合陶瓷(compund ceramic)的熱膨脹係數。因此，在一實施例中，第一層408可為EAG，第二層410可為YAG，及第三層415可為該複合陶瓷。
在另一實例中，該保護層堆疊406中的該等層可為兩種不同陶瓷所形成的交替層。例如，第一層408及第三層415可為YAG，及第二層410及第四層418可為該複合陶瓷。此種交替層可提供類似上述層的優點(上述層的例子中，用於交替層中的其中一種材料是無定形結構且用於交替層中的另一種材料則是結晶或奈米結晶結構)。
在某些實施例中，該薄膜保護層堆疊306及406中的一個或更多個層是使用熱處理所形成的過渡層。若主體305及主體405是陶瓷主體，則可進行高溫熱處理以促進薄膜保護層與主體之間的交互擴散作用。此外，可進行熱處理以促進相鄰薄膜保護層之間或厚保護層與薄膜保護層之間的交互擴散作用。需注意的是，過渡層可為無孔層。過渡層可作為兩陶瓷之間的擴散接合並可在相鄰的陶瓷之間提供良好的附著力。此種做法可有助於防止保護層在電漿處理期間發生裂開、剝離或脫落情形。
該熱處理可以是在高達約1400ºC～1600ºC的溫度下進行熱處理長達約24小時(例如，在一實施中可處理3小時～6小時)。此處理可在第一薄膜保護層與相鄰陶瓷主體或第二薄膜保護層之其中一者或更多者之間形成交互擴散層。若該陶瓷主體是Al2 O3 ，且該保護層是由複合陶瓷Y4 Al2 O9 (YAM)與Y2-x Zrx O3 固溶體(Y2 O3 -ZrO2 固溶體)所組成時，則將會形成Y3 Al5 O12 (YAG)界面層。同樣地，熱處理將會導致在Er2 O3 與Al2 O3 之間形成EAG過渡層。熱處理亦將導致在Y2 O3 與Al2 O3 之間形成YAG過渡層。熱處理亦將導致在Gd2 O3 與Al2 O3 之間形成GAG。對Al2 O3 上的釔安定氧化鋯(YSZ)進行熱處理可形成由Y4 Al2 O9 (YAM)與Y2-x Zrx O3 固溶體之複合陶瓷所形成的過渡層。可在其他相鄰陶瓷之間形成其他過渡層。
在一實施例中，可在沉積第一保護層308、第一保護層408期間加入著色劑。因此，當第二保護層310、第二保護層410磨損時，操作者可具有視覺上的提示，藉以提示到了該整修或更換蓋子或噴嘴的時候了。
第5圖圖示根據一實施例所做之單環505的透視圖，該單環505具有薄膜稀土金屬氧化物抗電漿層510。圖中亦示出該單環505的放大圖550。單環505包含環內側552及環外側554。該單環505的面向電漿表面塗覆有薄膜保護層510。薄膜保護層510亦可塗覆於環外側554，該環外側554在處理期間亦可能暴露於電漿中。位在該環505之頂部平坦區域處的保護層510可為均勻、緻密且具保角性(conforming)並可能沒有裂紋及無膜層分離現象。該緻密塗層可具有零或接近零的孔隙度(例如，孔隙度低於0.01%)。在一實施例中，位在頂部平坦區域515處的薄膜保護層具有約5微米的厚度。或者，該薄膜保護層可更厚。
薄膜保護層510可塗覆位在該環內側552上的一個或更多階梯525。圖中所示實例圖是單個階梯525，但該環內側552或可具有兩個或更多個階梯。位於該環505之階梯525處的保護層510可為均勻、緻密且具保角性並可能沒有裂紋及無膜層分離現象。該緻密塗層可具有零或接近零的孔隙度(例如，孔隙度低於0.01%)。在一實施例中，位在階梯525處的薄膜保護層510具有約5微米的厚度。或者，該薄膜保護層可更厚。
在某些實施例中，薄膜保護層510可塗覆位在該環內側552上的垂直壁520。或者，薄膜保護層510可不塗覆該垂直壁520。位於該環505之該等垂直壁520處的保護層510可為均勻、緻密且具保角性並可能沒有裂紋及無膜層分離現象。該緻密塗層可具有零或接近零的孔隙度(例如，孔隙度低於0.01%)。在一實施例中，位在垂直壁520處的薄膜保護層510具有約3微米的厚度。或者，位在垂直壁處的薄膜保護層可更厚。在一實施例中，位在垂直壁處之薄膜保護塗層的厚度是位在頂部平坦區域515處及位在階梯525處之薄膜保護塗層厚度的45%～70%。在進一步實施例中，位在垂直壁處之薄膜保護塗層的厚度是位在頂部平坦區域515及位在階梯525處之薄膜保護層厚度的55%～60%。
單環505可具有16微英吋或更高的表面粗糙度。然而，在一實施例中，薄膜保護層510可經火焰拋光以達到約2微英吋至3微英吋的表面粗糙度。火焰拋光製程可使該保護層熔化並於表面處再流動以達到低表面粗糙度。
第6圖圖示用於在環(例如單環或插入環)主體上形成薄膜保護層的製程600之實施例，該環可用於電漿蝕刻反應器。製程600的方塊605是提供一環。該環可具有塊狀燒結陶瓷主體。該塊狀燒結陶瓷主體可為Al2 O3 、Y2 O3 、SiO2 ，或是該包含Y4 Al2 O9 與Y2 O3 -ZrO2 固溶體的陶瓷複合物。該環亦可為Si、SiC或其他材料。
方塊620是進行離子輔助沉積(IAD)製程以在該環的至少一表面上沉積稀土金屬氧化物保護層。在一實施例中是進行電子束離子輔助沉積製程(EB-IAD)。藉著熔化欲沉積的材料並使用離子轟擊該材料可進行該IAD製程。
該薄膜保護層可為Y3 Al6 O12 (YAG)、Y4 Al2 O9 、Er2 O3 、Gd2 O3 、Er3 Al6 O12 、Gd3 Al6 O12 或該含有Y4 Al2 O9 與Y2 O3 -ZrO2 固溶體的陶瓷複合物或文中所述的其他稀土金屬氧化物。在一實施例中，該薄膜保護層的沉積速度可為約每秒0.02埃至20埃(埃/秒，Å/s)，且藉由調整沉積參數可改變沉積速度。在一實施例中，初期使用0.25埃/秒至1埃/秒的沉積速度以實現良好附著在基板上的保角性塗層。隨後可使用2埃/秒至10埃/秒的沉積速度以沉積薄膜保護層的其餘部分，藉以在較短時間內達成較厚的塗層。該薄膜保護層可具有極高保角性、厚度均勻一致並對於進行保護層沉積的主體/基板具有良好附著力。
在一實施例中，該材料包含著色劑，著色劑將造成所沉積的保護層具有特定顏色。可用的著色劑實例包括Nd2 O3 、Sm2 O3 及Er2 O3 。亦可使用其他著色劑。
方塊625是決定是否要沉積任何附加的薄膜保護層。若欲沉積附加的薄膜保護層，該製程接著進行方塊630。在方塊630中，於該第一薄膜保護層上形成另一薄膜保護層。該另一薄膜保護層可由與該第一薄膜保護層之陶瓷不相同的陶瓷所組成。或者，該另一薄膜保護層可由用來形成該第一保護層的同一陶瓷或相同的多種陶瓷所組成。
在一實施例中，該另一薄膜保護層不含任何著色劑。因此，即便該等後續保護層是由與底部保護層幾乎相同的陶瓷材料所組成，該等後續保護層也可具有與該底部保護層不同的顏色。此方式會造成當該保護層堆疊受到腐蝕並腐蝕至該底部保護層時，該環會改變顏色。顏色的變化可提示操作者到了更換該處理腔室之環的時候了。
沉積後續保護層之後，該方法回到方塊625。若在方塊625處不塗覆附加的薄膜保護層，該製程前進至方塊635。在方塊635，使用火焰拋光製程拋光該保護層的表面。在一實施例中，拋光該頂部保護層的表面以達到低於8微英吋的表面粗糙度。在另一實施例中，拋光該頂部保護層的表面以達到約2微英吋至3微英吋的表面粗糙度。
可在新環上進行製程600，或在用過的環上進行製程600以整修該用過的環。在一實施例中，在進行製程600之前，先研磨該等用過的環。例如，在進行製程600之前，可先利用研磨來去除先前的保護層。
使用IAD製程時，可在與其他沉積參數無關的情況下，利用能量離子源(或其他粒子源)獨立控制能量粒子。根據該能量離子流的能量(例如，速度)、密度及入射角度，可操控該薄膜保護層的組成、結構、晶向及晶粒尺寸。可調整的附加參數為沉積期間的物品溫度及沉積的持續時間。該離子能量可粗略地分為低能量離子輔助及高能量離子輔助。低能量離子輔助可包括約230伏特(V)的電壓及約5安培(A)的電流。高能量離子輔助可包括約270伏特的電壓及約7安培的電流。用於離子輔助的低能量及高能量並不侷限於文中所述之值。高能量與低能量的指稱可能額外取決於用來進行IAD製程所使用的離子種類及/或所使用的腔室幾何形狀。相較於使用低能量離子輔助而言，使用高能量離子輔助所射出的離子具有較高的速度。沉積期間的基板(物品)溫度可粗略地劃分為低溫(約120ºC～150ºC，在一實施例中為典型的室溫)及高溫(在一實施例中約270ºC)。就高溫IAD沉積製程而言，可在沉積之前及在沉積期間，先加熱該環。 表2A：使用IAD法所形成的示例性薄膜保護層 表2B：使用IAD法所形成的示例性薄膜保護層
表2A及表2B示出使用IAD法以各種沉積參數所形成的複數個示例性薄膜保護層。依據複因子實驗設計(DOE)改變離子輔助能量、沉積速度及溫度，由實驗結果鑑定出最佳塗層製程，以求得到保角性的緻密微結構。該等塗層的特性可就材料性質(微結構及/或結晶相)及機械性質(硬度及附著力)及裂紋密度和真空密封能力方面而論。IAD塗層製程最佳化可形成具有高密度薄膜(厚度最高達300微米)且低殘留應力的IAD塗層。經最佳化的參數可用於大多數的稀土金屬氧化物系的塗層材料上。
針對由Y4 Al2 O9 與Y2 O3 -ZrO2 固溶體所組成之陶瓷複合物形成的薄膜保護層舉出六個不同實例。第一示例性複合陶瓷薄膜保護層具有5微米的厚度，並且是使用IAD法以低能量離子輔助及燒結塞狀靶材、270ºC的沉積溫度及2埃/秒(Å/s)的沉積速度形成該第一示例性複合陶瓷薄膜保護層。X-光繞射結果顯示該第一示例性複合陶瓷薄膜保護層具有結晶結構。該第一示例性複合陶瓷薄膜保護層亦具有4.11 GPa的硬度，且目視檢測顯示該保護層與下方基板具有良好的保角性(conformance)及些許垂直裂紋和些許尖刺。
第二示例性複合陶瓷薄膜保護層具有6微米的厚度，並且是使用IAD法以低能量離子輔助及燒結塞狀靶材、在270ºC的沉積溫度以1埃/秒的沉積速度沉積最初2微米並以2埃/秒的沉積速度沉積後續4微米的方式而形成該第二示例性複合陶瓷薄膜保護層。X-光繞射結果顯示該第二示例性複合陶瓷薄膜保護層具有奈米結晶結構(其中一部分是結晶且一部分是無定形)。當用於密封時，該第二示例性複合陶瓷薄膜保護層能夠維持低達每秒5E-6立方公分(cm3 /s)的真空度。目視檢測該第二示例性複合陶瓷薄膜保護層的結果顯示，該保護層具有良好的保角性，且相較於該第一示例性複合陶瓷薄膜保護層而言，該第二示例性複合陶瓷薄膜保護層具有較少的垂直裂紋。
第三示例性複合陶瓷薄膜保護層具有5微米的厚度，並且是使用IAD法以低能量離子輔助及燒結塞狀靶材、270ºC的沉積溫度及1埃/秒的沉積速度形成該第三示例性複合陶瓷薄膜保護層。X-光繞射結果顯示該第三示例性複合陶瓷薄膜保護層具有奈米結晶結構。當用於密封時，該第三示例性複合陶瓷薄膜保護層能夠維持低達6.3E-6立方公分/秒(cm3 /s)的真空度。目視檢測該第三示例性複合陶瓷薄膜保護層的結果顯示，該保護層具有良好的保角性，且相較於該第一示例性複合陶瓷薄膜保護層而言，該第三示例性複合陶瓷薄膜保護層具有較少的垂直裂紋。
第四示例性複合陶瓷薄膜保護層具有5微米的厚度，並且是使用IAD法以高能量離子輔助及燒結塞狀靶材、在270ºC的沉積溫度以1埃/秒的沉積速度沉積最初1微米並以2埃/秒的沉積速度沉積後續4微米的方式而形成該第四示例性複合陶瓷薄膜保護層。X-光繞射結果顯示該第三示例性複合陶瓷薄膜保護層具有大致無定形的結構。當用於密封時，該第三示例性複合陶瓷薄膜保護層能夠維持低達1.2E-9立方公分/秒(cm3 /s)的真空度。目視檢測該第四示例性複合陶瓷薄膜保護層的結果顯示，該保護層具有良好的保角性、平滑的表面及極少的垂直裂紋。此外，該第四示例性複合陶瓷薄膜保護層具有7.825 GPa的硬度。
使用與第四示例性複合陶瓷薄膜保護層相同的參數但沉積溫度改用室溫(約120ºC～150 ºC)並用煅燒粉末狀靶材來形成第五示例性複合陶瓷薄膜保護層。該第五示例性複合陶瓷薄膜保護層展現出與第四示例性複合薄膜保護層相似的性質。
第六示例性複合陶瓷薄膜保護層具有5微米的厚度，並且是使用IAD法以高能量離子輔助及煅燒粉末狀靶材、在270ºC的沉積溫度以1埃/秒的沉積速度沉積最初1微米並以4埃/秒的沉積速度沉積後續4微米的方式形成該第六示例性複合陶瓷薄膜保護層。X-光繞射結果顯示該第三示例性複合陶瓷薄膜保護層具有大致無定形的結構。當用於密封時，該第三示例性複合陶瓷薄膜保護層能夠維持低達1.2E-9立方公分/秒(cm3 /s)的真空度。該第四示例性複合陶瓷薄膜保護層具有7.815 GPa的硬度。
第一示例性YAG薄膜保護層具有5微米的厚度，並且是使用IAD法以低能量離子輔助及熔融塊狀靶材、270ºC的沉積溫度及2.5埃/秒的沉積速度形成該第一示例性YAG薄膜保護層。X-光繞射結果顯示該第一YAG陶瓷薄膜保護層具有無定形結構。該第一YAG薄膜保護層亦具有5.7 GPa的硬度，且目視檢測結果顯示呈現良好的保角性、極少的裂紋及平滑的表面。
第二示例性YAG薄膜保護層具有5微米的厚度，並且是使用IAD法以高能量離子輔助及熔融塊狀靶材、在270ºC的沉積溫度以1埃/秒的沉積速度沉積最初1微米並以2埃/秒的沉積速度沉積後續4微米的方式形成該第二示例性YAG薄膜保護層。X-光繞射結果顯示該第二YAG薄膜保護層具有無定形結構。該第二YAG薄膜保護層亦具有8.5 GPa的硬度，且目視檢測結果顯示呈現良好的保角性、與該第一YAG薄膜相較之下有較少的裂紋且表面平滑。
含有複合陶瓷層與YAG層交替層疊的示例性薄膜保護層堆疊具有5微米的厚度，並且是使用IAD法以低能量離子輔助、270ºC的沉積溫度及2埃/秒的沉積速度形成該示例性薄膜保護層堆疊。X-光繞射結果顯示該等交替層呈現無定形(對於該等YAG層而言)及結晶或奈米結晶狀(對於該等複合陶瓷層而言)。目視檢測結果顯示該等複合陶瓷層的垂直裂紋減少。
第一示例性Er2 O3 薄膜保護層具有5微米的厚度，並且是使用IAD法以低能量離子輔助及燒結塊狀靶材、270ºC的沉積溫度及2埃/秒的沉積速度形成該第一示例性Er2 O3 薄膜保護層。X-光繞射結果顯示該第一Er2 O3 陶瓷薄膜保護層具有結晶結構。目視檢測結果呈現良好的保角性及有垂直裂紋。
第二示例性Er2 O3 薄膜保護層具有5微米的厚度，並且是使用IAD法以高能量離子輔助及燒結塊狀靶材、在270ºC的沉積溫度以1埃/秒的沉積速度沉積最初1微米並以2埃/秒的沉積速度沉積後續4微米的方式形成該第二示例性Er2 O3 薄膜保護層。X-光繞射結果顯示該第二Er2 O3 陶瓷薄膜保護層具有結晶結構。目視檢測結果呈現良好的保角性且與該第一Er2 O3 陶瓷薄膜保護層相較之下具有較少的垂直裂紋。
第一示例性EAG薄膜保護層具有7.5微米的厚度，並且是使用IAD法以高能量離子輔助及煅燒粉末狀靶材、在270ºC的沉積溫度以1埃/秒的沉積速度沉積最初1微米並以2埃/秒的沉積速度沉積後續數微米的方式形成該第一示例性EAG薄膜保護層。X-光繞射結果顯示該第一EAG陶瓷薄膜保護層具有無定形結構，且該層具有8.485 GPa的硬度。目視檢測結果呈現良好的保角性及極少裂紋。
第二示例性EAG薄膜保護層具有7.5微米的厚度，並且是使用IAD法以高能量離子輔助及煅燒粉末狀靶材、在120ºC～150ºC的沉積溫度以1埃/秒的沉積速度沉積最初1微米並以2埃/秒的沉積速度沉積後續數微米的方式形成該第二示例性EAG薄膜保護層。X-光繞射結果顯示該第二EAG陶瓷薄膜保護層具有無定形結構，且該層具有9.057 GPa的硬度。目視檢測結果呈現良好的保角性及與該第一EAG陶瓷薄膜保護層相較之下具有較少的裂紋。
第三示例性EAG薄膜保護層具有5微米的厚度，並且是使用IAD法以高能量離子輔助及煅燒粉末狀靶材以1埃/秒的沉積速度沉積最初1微米並以2埃/秒的沉積速度沉積後續數微米的方式形成該第三示例性EAG薄膜保護層。X-光繞射結果顯示該第三EAG陶瓷薄膜保護層具有無定形結構。
示例性Y2 O3 薄膜保護層具有5微米的厚度，並且是使用IAD法以高能量離子輔助及熔融塊狀靶材、在270ºC的溫度以1埃/秒的沉積速度沉積最初1微米並以2埃/秒的沉積速度沉積後續數微米的方式形成該示例性Y2 O3 薄膜保護層。X-光繞射結果顯示該第三EAG陶瓷薄膜保護層具有結晶結構。
示例性YZ20薄膜保護層具有5微米的厚度，並且是使用IAD法以高能量離子輔助及粉末狀靶材、在120ºC～150ºC的溫度以1埃/秒的沉積速度沉積最初1微米並以2埃/秒的沉積速度沉積後續數微米的方式形成該示例性YZ20薄膜保護層。X-光繞射結果顯示該YZ20陶瓷薄膜保護層具有結晶結構。當用於密封時，該YZ20陶瓷薄膜保護層能夠維持低達1.6E-7立方公分/秒的真空度。該YZ20陶瓷薄膜保護層具有5.98 GPa的硬度。
示例性YF3 薄膜保護層具有5微米的厚度，並且是使用IAD法以高能量離子輔助、在120ºC～150ºC的溫度以1埃/秒的沉積速度沉積最初1微米並以2埃/秒的沉積速度沉積後續數微米的方式形成該示例性YF3 薄膜保護層。X-光繞射結果顯示該YF3 陶瓷薄膜保護層具有無定形結構。當用於密封時，該YF3 陶瓷薄膜保護層能夠維持低達2.6E-9立方公分/秒的真空度。該YF3 陶瓷薄膜保護層具有3.411 GPa的硬度。 表3：環的最佳塗佈製程參數
表3示出根據一實施例用來塗覆環的最佳IAD製程參數。表3附帶示出可用於某些實施例中以沉積薄膜保護層的製程參數範圍。在一實施例中，使用150伏特(V)～270伏特的電壓、5安培(A)～7安培的電流、100ºC～270 ºC的溫度、每秒0.01埃～20埃(Å/s)的沉積速度、0度～90度的入射角度及10英吋至300英吋(in.)的工作距離來進行IAD製程。在另一實施例中，使用50伏特～500伏特的電壓、1安培(A)～50安培的電流、20ºC～500ºC的溫度、0.01埃/秒～20埃/秒的沉積速度、10英吋至300英吋的工作距離及10度～90度的入射角度及來進行IAD製程。
可調整電子束所施加之熱的量來控制塗層沉積速度。離子輔助能量可用於使該塗層緻密化及加速材料沉積該蓋或噴嘴的表面上。調整離子源的電壓及/或電流可改變離子輔助能量。可調整電流與電壓以實現高的塗層密度及低的塗層密度，藉以操控該塗層的應力且亦可影響該塗層的結晶度。在某些實施例中可使用範圍在50伏特至500伏特及1安培至50安培間的離子輔助能量。沉積速度可在0.01埃/秒至20埃/秒間進行變化。
在一實施例中，高離子輔助能量與包含Y4 Al2 O9 及Y2 O3 -ZrO2 固溶體的陶瓷複合物併用可形成無定形的保護層，及低離子輔助能量與該包含Y4 Al2 O9 及Y2 O3 -ZrO2 固溶體的陶瓷複合物併用可形成結晶性保護層。離子輔助能量亦可用於改變該保護層的化學計量。例如，可使用金屬靶材，並在沉積金屬材料期間藉著在該蓋或噴嘴的表面處加入氧離子使金屬轉化成金屬氧化物。又，使用噴氧槍可改變任何金屬氧化物塗層的含量(level)並使該含量最佳化以達成期望的塗層性質。例如，大多數的稀土金屬氧化物在真空腔室內會損失氧。藉著使更多氧流入該腔室中，可補償該氧化物塗層材料的缺氧情形。
使用加熱器(例如，加熱燈)及藉著控制沉積速度可控制塗層溫度。較高的沉積速度通常將導致該蓋或噴嘴的溫度升高。可改變該沉積溫度以控制薄膜的應力、結晶度，等等。溫度可在20ºC至500ºC間進行改變。
調整該工作距離可改變均勻度、密度及沉積速度。工作距離可在10英吋至300英吋間進行變化。利用電子束槍或電子束爐床的位置或藉由改變該蓋或噴嘴相對於該電子束槍或電子束爐床的位置可改變沉積角度或入射角度。使該沉積角度最佳化可實現三維幾何形狀的均勻塗層。沉積角度可在0度至90度間做變化，且在一特定實施例中，可在10度至90度間做變化。
在一實施例中，使用約188伏特的電壓並結合使用具有上述任一相關製程參數範圍的其他製程參數來進行IAD製程。在一實施例中，使用約7安培的電流並結合使用具有上述任一相關製程參數範圍的其他製程參數來進行IAD製程。在一實施例中，使用約150ºC的溫度並結合使用具有上述任一相關製程參數範圍的其他製程參數來進行IAD製程。在一實施例中，使用約1埃/秒的沉積速度並結合使用具有上述任一相關製程參數範圍的其他製程參數來進行IAD製程。在進一步實施例中，使用2埃/秒的沉積速度，直到所沉積的薄膜達到1微米的厚度，在此之後，使用1埃/秒的沉積速度。在另一實施例中，最初使用0.25埃/秒至1埃/秒的沉積速度以在該基板上形成保角且附著性良好的塗層。隨後可使用2埃/秒至10埃/秒的沉積速度以用於沉積薄膜保護層的其餘部分，藉以在較短時間內達成較厚的塗層。
在一實施例中，使用約30度的入射角度並結合使用具有上述任一相關製程參數範圍的其他製程參數來進行IAD製程。在一實施例中，使用約50英吋的工作距離並結合使用具有上述任一相關製程參數範圍的其他製程參數來進行IAD製程。
第7圖圖示各種材料暴露在介電質蝕刻用之CH4 化學物質下的腐蝕速度，包括根據文中所述實施例所製成之多種不同IAD塗層的腐蝕速度。如圖所示，石英的腐蝕速度是每射頻小時約1.5.3微米(µm/Rfhr)，SiC的腐蝕速度是約1.2微米/射頻小時，Si-SiC的腐蝕速度是約1.2微米/射頻小時，IAD沉積YAG的腐蝕速度是約0.2微米/射頻小時，IAD沉積EAG的腐蝕速度是約0.24微米/射頻小時，IAD沉積複合陶瓷的腐蝕速度是約0.18微米/射頻小時，IAD沉積Y2 O3 的腐蝕速度是約0.18微米/射頻小時，及IAD沉積Er2 O3 的腐蝕速度是約0.18微米/射頻小時。一個射頻小時為一個小時的製程處理。
第8圖至第9圖圖示根據本發明實施例所形成之薄膜保護層的腐蝕速度。第8圖圖示當薄膜保護層暴露在CH4 /Cl2 電漿化學物質下時的腐蝕速度。如圖所示，相較於Al2 O3 而言，該等IAD沉積薄膜保護層表現出大幅改善的抗腐蝕性。例如純度為92%的氧化鋁表現出約18奈米/射頻小時(nm/RFhr)的腐蝕速度，及純度為99.8%的氧化鋁表現出約56奈米/射頻小時的腐蝕速度。對比之下，該IAD沉積的複合陶瓷薄膜保護層表現出約3奈米/射頻小時的腐蝕速度，及該IAD沉積YAG薄膜保護層表現出約1奈米/射頻小時的腐蝕速度。
第9圖圖示當薄膜保護層暴露在H2 /NF3 電漿化學物質下時的腐蝕速度。如圖所示，相較於Al2 O3 ，該等IAD沉積薄膜保護層表現出大幅改善的抗腐蝕性。例如純度為92%的氧化鋁表現出約190奈米/射頻小時的腐蝕速度，及純度為99.8%的氧化鋁表現出約165奈米/射頻小時的腐蝕速度。對比之下，該IAD沉積的YAG薄膜保護層表現出約52奈米/射頻小時的腐蝕速度。同樣的，使用IAD法及低能量離子沉積而成的複合陶瓷薄膜保護層表現出約45奈米/射頻小時的腐蝕速度，及使用IAD法及高能量離子沉積而成的複合陶瓷薄膜保護層表現出約35奈米/射頻小時的腐蝕速度。使用IAD法及高沉積溫度(例如約270 ºC)沉積而成的EAG薄膜保護層表現出約95奈米/射頻小時的腐蝕速度，及使用IAD法及低沉積溫度(例如約120ºC～150ºC)沉積而成的EAG薄膜保護層表現出約70奈米/射頻小時的腐蝕速度。使用IAD法及高能量離子沉積而成的Er2 O3 薄膜保護層表現出約35奈米/射頻小時的腐蝕速度。
第10圖至第11圖圖示根據本發明實施例所形成之薄膜保護層的粗糙度概況。第10圖圖示第8圖之薄膜保護層暴露於CH4 /Cl2 電漿物質之前及暴露於CH4 /Cl2 電漿物質下持續100射頻小時之後的表面粗糙度概況。如圖所示，該等IAD沉積薄膜保護層暴露於CH4 /Cl2 電漿物質下持續100射頻小時之後所顯現的表面粗糙度變化極小。
第11圖圖示第9圖之薄膜保護層暴露於H2 /NF3 電漿物質之前及暴露於H2 /NF3 電漿物質下持續35射頻小時之後的表面粗糙度概況。如圖所示，該等IAD沉積薄膜保護層暴露於H2 /NF3 電漿物質下持續35射頻小時之後所顯現的表面粗糙度變化極小。
第12圖圖示在低偏壓下，各種材料暴露於CF4 -CHF3 溝槽蝕刻化學物質下的腐蝕速度，包括根據文中所述實施例所製成之多種不同IAD塗層的腐蝕速度。如圖所示，92%氧化鋁的腐蝕速度為約0.26微米/射頻小時(µm/Rfhr)，IAD沉積EAG的腐蝕速度為約0.18微米/射頻小時，IAD沉積YAG的腐蝕速度為約0.15微米/射頻小時，電漿噴塗所沉積之複合陶瓷的腐蝕速度為約0.09微米/射頻小時，IAD沉積Y2 O3 的腐蝕速度為約0.08微米/射頻小時，IAD沉積之陶瓷複合物的腐蝕速度為約0.07微米/射頻小時，塊狀Y2 O3 的腐蝕速度為約0.07微米/射頻小時，塊狀陶瓷複合物的腐蝕速度為約0.065微米/射頻小時，及IAD所沉積之Er2 O3 的腐蝕速度為約0.05微米/射頻小時。當在高偏壓下使用CF4 -CHF3 溝槽蝕刻化學物質蝕刻這些材料時，會發生類似的蝕刻結果。例如，在高偏壓下，92%氧化鋁的蝕刻速度為約1.38微米/射頻小時，IAD沉積EAG的腐蝕速度為約0.27微米/射頻小時，IAD沉積YAG的腐蝕速度為約0.27微米/射頻小時，電漿噴塗所沉積之複合陶瓷的腐蝕速度為約0.35微米/射頻小時，IAD沉積Y2 O3 的腐蝕速度為約0.18微米/射頻小時，IAD沉積之陶瓷複合物的腐蝕速度為約0.19微米/射頻小時，塊狀Y2 O3 的腐蝕速度為約0.4微米/射頻小時，塊狀陶瓷複合物的腐蝕速度為約0.4微米/射頻小時，及IAD沉積Er2 O3 的腐蝕速度為約0.18微米/射頻小時。
使塗有根據本發明實施例之薄膜稀土金屬氧化物抗電漿層的環經濕式清洗之後進行粒子分析的結果顯示，粒子尺寸大於或等於0.2毫米的粒子計數為每平方公分有12612個粒子(粒子/平方公分)，相較之下，使用傳統環時，粒子尺寸大於或等於0.2毫米的粒子計數為47400粒子/平方公分。結果顯示粒子尺寸大於或等於0.3毫米的粒子計數為3333粒子/平方公分，相較之下，傳統環的粒子計數為12720粒子/平方公分。並顯示粒子尺寸大於或等於0.5毫米的粒子計數為702粒子/平方公分，相較之下，傳統環的粒子計數為3708粒子/平方公分。粒子尺寸大於或等於1.0毫米的粒子計數為108粒子/平方公分，相較之下，傳統環的粒子計數為1070粒子/平方公分。粒子尺寸大於或等於2.0毫米的粒子計數為20粒子/平方公分，相較之下，傳統環的粒子計數為320粒子/平方公分。因此，文中所述實施例製成的環，其粒子計數比傳統環的粒子計數大致低3.75倍。此外，根據文中實施例所製成之環中的痕量金屬污染物含量低於或等於傳統環的痕量金屬污染物。
以上說明內容舉出諸多具體細節，例如具體的系統、部件、方法之實例，等等，以期能良好理解本發明的數個實施例。然而所屬技術領域中熟悉該項技藝者將明白，在無需遵照這些具體細節的情況下，可實施本發明的至少某些實施例。在其他情況下，對於眾所皆知的部件或方法不做詳細描述或採用簡單的方塊圖格式來提供該等部件或方法，藉以避免不必要地模糊本發明。因此，所舉出的具體細節僅供示範之用。特定的實施方案可能與這些示範用的細節有所不同，且該等實施方案仍為本發明範圍所涵蓋。
本案說明書全文中提到「一實施例」或「一個實施例」意指在至少一個實施例中包括了配合該實施例所描述的特定特徵、結構或特性。因此，在本案說明中全文各處中出現「一實施例」或「一個實施例」的措辭時，不一定皆指同一個實施例。此外，「或」字欲表示包括在內之意的「或」，而不是有排他之意的「或」。當本文中使用「約(about)」或「大致(approximately)」一詞時，是欲表示所提供的標稱值的精確度在±30%間。
雖然文中以特定順序來顯示及描述該等方法的操作步驟，然而各方法的操作步驟順序可加以改變，而使某些操作步驟以逆向順序進行，或使某些操作步驟與其他操作步驟至少一部分同時進行。在其他實施例中，特定操作步驟的指令或子操作可能採間歇式及/或交替方式進行。
應理解以上所述內容欲用於進行示範說明，而非作為限制之用。所屬技術領域中熟悉該項技藝者在閱讀並理解上述內容後，將可了解本發明的諸多其他實施例。因此，本發明的範圍應依照後附請求項而定，且本發明範圍亦涵蓋該等請求項的所有等效物。
100‧‧‧處理腔室
102‧‧‧腔室主體
104‧‧‧腔室蓋
106‧‧‧內部體積
108‧‧‧側壁
110‧‧‧底部
116‧‧‧外襯
118‧‧‧內襯
126‧‧‧排放口
128‧‧‧幫浦系統
130‧‧‧蓋
132‧‧‧噴嘴
133‧‧‧薄膜保護層
134‧‧‧薄膜保護層
138‧‧‧接合鍵
144‧‧‧基板/晶圓
146‧‧‧環
147‧‧‧保護層
148‧‧‧基板支撐組件
150‧‧‧靜電卡盤
152‧‧‧支撐基座
158‧‧‧氣體分配盤
162‧‧‧安裝板
164‧‧‧導熱基底
166‧‧‧靜電定位盤
168‧‧‧導管
170‧‧‧導管
172‧‧‧流體源
174‧‧‧嵌入式隔熱件
176‧‧‧加熱元件/加熱器
178‧‧‧加熱器電源
180‧‧‧箝夾電極
182‧‧‧卡盤電源
184‧‧‧RF電源
186‧‧‧RF電源
188‧‧‧匹配電路
190‧‧‧溫度感測器
192‧‧‧溫度感測器
195‧‧‧控制器
202‧‧‧沉積材料
203‧‧‧能量粒子
210‧‧‧物品
210A‧‧‧物品
210B‧‧‧物品
215‧‧‧薄膜保護層
250‧‧‧材料源
255‧‧‧能量粒子源
270‧‧‧工作距離
272‧‧‧入射角度
300‧‧‧物品
305‧‧‧主體
306‧‧‧薄膜堆疊
308‧‧‧薄膜保護層
310‧‧‧保護層
400‧‧‧物品
405‧‧‧主體
406‧‧‧薄膜保護層堆疊
408‧‧‧第一層
410‧‧‧第二層
415‧‧‧第三層
418‧‧‧第四層
505‧‧‧單環
510‧‧‧薄膜稀土金屬氧化物抗電漿層/薄膜保護層
515‧‧‧頂部平坦區域
520‧‧‧垂直壁
525‧‧‧階梯
550‧‧‧放大圖
552‧‧‧環內側
554‧‧‧環外側
600‧‧‧製程
605‧‧‧方塊
620‧‧‧方塊
625‧‧‧方塊
630‧‧‧方塊
635‧‧‧方塊
附圖中所示圖式為示範說明本發明之用，而用於非限制本發明，且在圖中使用相同元件符號來代表相似的元件。應注意的是，當於本案揭示內容中的不同處提到「一」或「一個」實施例時，未必是指同一個實施例，而是表示有至少一個之意。
第1圖圖示一處理腔室實施例的剖面圖。
第2A圖圖示可應用在使用能量粒子之各種沉積技術(例如，離子輔助沉積技術，IAD)上的沉積機制。
第2B圖圖示IAD沉積設備的概要圖。
第3圖至第4圖圖示被一個或更多個薄膜保護層覆蓋之物品的側剖圖。
第5圖為根據一實施例圖示具有稀土金屬氧化物抗電漿層之製程環的透視圖。
第6圖圖示用於在環上形成一個或更多個保護層之製程的一實施例。
第7圖圖示各種材料暴露在介電質蝕刻用的CH4 化學物質下的腐蝕速度，包括根據文中所述實施例所製成之多種不同IAD塗層的腐蝕速度。
第8圖至第9圖圖示根據本發明實施例所形成之薄膜保護層的腐蝕速度。
第10圖至第11圖圖示根據本發明實施例所形成之薄膜保護層的粗糙度概況。
第12圖圖示在低偏壓下，各種材料暴露於CF4 -CHF3 溝槽蝕刻化學物質下的腐蝕速度。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

Claims (20)

  1. 一種用於一處理腔室的腔室部件，包括： 一環形主體，該環形主體包括以下至少一者：一氧化物系陶瓷、一氮化物系陶瓷或一碳化物系陶瓷，其中該環形主體是一燒結陶瓷主體，該燒結陶瓷主體包括一頂部平坦區域、一環內側以及一環外側，其中該環內側包括一垂直壁；及一保護層，該保護層位在該環形主體的至少該頂部平坦區域、該環內側以及該環外側上，其中：該保護層是包括40～100莫耳%之Y2 O3 、0～60莫耳%之ZrO2 及0～10莫耳%之Al2 O3 的一保角層；該保護層具有低於1%的一孔隙度；該保護層具有小於6微英吋的一平均表面粗糙度；及該保護層具有在該頂部平坦區域上小於300 µm的一第一厚度以及在該環內側的垂直壁上的一第二厚度，其中該第二厚度為該第一厚度的45%～70%。
  2. 如請求項1所述之腔室部件，其中該保護層具有5 µm至15 µm的一厚度。
  3. 如請求項1所述之腔室部件，更包括： 一過渡層，位在該環形主體與該保護層之間。
  4. 如請求項1所述之腔室部件，其中該環內側更包括一階梯。
  5. 如請求項1所述之腔室部件，其中該保護層的一孔隙度低於0.1%。
  6. 如請求項1所述之腔室部件，其中該保護層包括一保護層堆疊，該保護層堆疊包括位在該至少一個表面上的一第一抗電漿稀土金屬氧化物膜及位在該第一抗電漿稀土金屬氧化物膜上的一第二抗電漿稀土金屬氧化物膜。
  7. 如請求項6所述之腔室部件，其中該第一抗電漿稀土金屬氧化物膜包括一著色劑，該著色劑造成該第一抗電漿稀土金屬氧化物膜與該第二抗電漿稀土金屬氧化物膜具有不同顏色。
  8. 如請求項1所述之腔室部件，其中該保護層具有2～3微英吋的一粗糙度。
  9. 如請求項1所述之腔室部件，其中該環外側為圓角狀。
  10. 一種製造一物品的方法，包括： 將一環形主體裝載入一沉積腔室，其中該環形主體是一燒結陶瓷主體，該燒結陶瓷主體包括一頂部平坦區域、一環內側以及一環外側，其中該環內側包括一垂直壁； 進行離子輔助沉積以在該環形主體的至少該頂部平坦區域、該環內側以及該環外側上沉積一保護層，其中該保護層包括40～100莫耳%之Y2 O3 、0～60莫耳%之ZrO2 及0～10莫耳%之Al2 O3 ，該保護層具有在該頂部平坦區域上小於300 µm的一第一厚度以及在該環內側的該垂直壁上的一第二厚度，其中該第二厚度為該第一厚度的45%～70%，以及其中該保護層為具有一小於或等於0.1%孔隙度的一保角層；及 對該環形主體上的該保護層進行火焰拋光以達到低於6微英吋的一平均表面粗糙度。
  11. 如請求項10所述之方法，更包括： 進行該火焰拋光步驟，藉以拋光該保護層達2微英吋至3微英吋的一粗糙度。
  12. 如請求項10所述之方法，其中該保護層具有10 µm至12 µm的一厚度，及其中使用每秒1Å至2Å的一沉積速度沉積該保護層。
  13. 如請求項10所述之方法，更包括： 進行該離子輔助沉積之前，先加熱該環形主體達至少150ºC的一溫度；及 在該離子輔助沉積期間維持該溫度。
  14. 如請求項10所述之方法，其中該離子輔助沉積是一電子束離子輔助沉積，其中使用150伏特(V)至270伏特的一電壓及5安培(A)至7安培的一電流進行該電子束離子輔助沉積。
  15. 如請求項10所述之方法，更包括： 進行該離子輔助沉積步驟以在該保護層上沉積一第二保護層，其中該第二保護層是一具有5 µm至15 µm之一厚度的一附加抗電漿稀土金屬氧化物膜。
  16. 如請求項10所述之方法，更包括： 在進行離子輔助沉積步驟以沉積該保護層之前，進行離子輔助沉積步驟以在該環形主體的至少該頂部平坦區域、該環內側以及該環外側上沉積一第二保護層，其中該保護層沉積在至少該頂部平坦區域、該環內側以及該環外側上的該第二保護層上方，其中該第二保護層為包括Y3 Al5 O12 或Er3 Al5 O12 的一無定形層。
  17. 如請求項10所述之方法，其中該物品在300ºC的一溫度為可用且不會使該保護層產生裂紋。
  18. 如請求項10所述之方法，其中在進行該離子輔助沉積步驟之後，該保護層是一無定形層，該方法更包括： 在進行離子輔助沉積步驟之後，對該物品進行一熱處理，其中該熱處理使該保護層由該無定形層轉化為一結晶層。
  19. 如請求項10所述之方法，其中該保護層具有一小於或等於0.01%孔隙度。
  20. 如請求項9所述之方法，其中該環內側更包括一階梯，以及該環外側為圓角狀。
TW107101367A 2013-07-19 2014-07-17 用於製程環上之基於稀土金屬氧化物的薄膜塗層之離子輔助沉積 TWI654701B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361856597P 2013-07-19 2013-07-19
US61/856,597 2013-07-19
US14/032,098 US9711334B2 (en) 2013-07-19 2013-09-19 Ion assisted deposition for rare-earth oxide based thin film coatings on process rings
US14/032,098 2013-09-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201830554A true TW201830554A (zh) 2018-08-16
TWI654701B TWI654701B (zh) 2019-03-21

Family

ID=52343789

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107101367A TWI654701B (zh) 2013-07-19 2014-07-17 用於製程環上之基於稀土金屬氧化物的薄膜塗層之離子輔助沉積
TW108103995A TWI706493B (zh) 2013-07-19 2014-07-17 用於製程環上之基於稀土金屬氧化物的薄膜塗層之離子輔助沉積
TW103124575A TWI625809B (zh) 2013-07-19 2014-07-17 用於製程環上之基於稀土金屬氧化物的薄膜塗層之離子輔助沉積

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108103995A TWI706493B (zh) 2013-07-19 2014-07-17 用於製程環上之基於稀土金屬氧化物的薄膜塗層之離子輔助沉積
TW103124575A TWI625809B (zh) 2013-07-19 2014-07-17 用於製程環上之基於稀土金屬氧化物的薄膜塗層之離子輔助沉積

Country Status (6)

Country Link
US (3) US9711334B2 (zh)
JP (2) JP6487915B2 (zh)
KR (2) KR102171714B1 (zh)
CN (3) CN107978507B (zh)
TW (3) TWI654701B (zh)
WO (1) WO2015009745A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI821767B (zh) * 2020-12-24 2023-11-11 大陸商中微半導體設備（上海）股份有限公司 形成複合耐腐蝕塗層的裝置和方法、零部件和等離子體裝置

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9212099B2 (en) 2012-02-22 2015-12-15 Applied Materials, Inc. Heat treated ceramic substrate having ceramic coating and heat treatment for coated ceramics
US9343289B2 (en) 2012-07-27 2016-05-17 Applied Materials, Inc. Chemistry compatible coating material for advanced device on-wafer particle performance
US9708713B2 (en) 2013-05-24 2017-07-18 Applied Materials, Inc. Aerosol deposition coating for semiconductor chamber components
US9850568B2 (en) * 2013-06-20 2017-12-26 Applied Materials, Inc. Plasma erosion resistant rare-earth oxide based thin film coatings
US9711334B2 (en) 2013-07-19 2017-07-18 Applied Materials, Inc. Ion assisted deposition for rare-earth oxide based thin film coatings on process rings
US9583369B2 (en) 2013-07-20 2017-02-28 Applied Materials, Inc. Ion assisted deposition for rare-earth oxide based coatings on lids and nozzles
US10468235B2 (en) 2013-09-18 2019-11-05 Applied Materials, Inc. Plasma spray coating enhancement using plasma flame heat treatment
US9440886B2 (en) 2013-11-12 2016-09-13 Applied Materials, Inc. Rare-earth oxide based monolithic chamber material
US9725799B2 (en) 2013-12-06 2017-08-08 Applied Materials, Inc. Ion beam sputtering with ion assisted deposition for coatings on chamber components
US9869013B2 (en) * 2014-04-25 2018-01-16 Applied Materials, Inc. Ion assisted deposition top coat of rare-earth oxide
US9976211B2 (en) 2014-04-25 2018-05-22 Applied Materials, Inc. Plasma erosion resistant thin film coating for high temperature application
US10730798B2 (en) 2014-05-07 2020-08-04 Applied Materials, Inc. Slurry plasma spray of plasma resistant ceramic coating
US9460898B2 (en) 2014-08-08 2016-10-04 Applied Materials, Inc. Plasma generation chamber with smooth plasma resistant coating
JP6544902B2 (ja) * 2014-09-18 2019-07-17 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US9828672B2 (en) 2015-03-26 2017-11-28 Lam Research Corporation Minimizing radical recombination using ALD silicon oxide surface coating with intermittent restoration plasma
EP3377318A1 (en) * 2015-11-16 2018-09-26 Coorstek Inc. Corrosion-resistant components and methods of making
US11326253B2 (en) 2016-04-27 2022-05-10 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition of protective coatings for semiconductor process chamber components
US9850573B1 (en) * 2016-06-23 2017-12-26 Applied Materials, Inc. Non-line of sight deposition of erbium based plasma resistant ceramic coating
US20180016678A1 (en) 2016-07-15 2018-01-18 Applied Materials, Inc. Multi-layer coating with diffusion barrier layer and erosion resistant layer
KR101914289B1 (ko) * 2016-08-18 2018-11-01 주식회사 티씨케이 투과도가 다른 복수 개의 층을 갖는 SiC 반도체 제조용 부품 및 그 제조방법
KR102630782B1 (ko) * 2016-08-19 2024-01-31 삼성전자주식회사 기판 처리 장치
KR101934985B1 (ko) * 2016-09-30 2019-01-04 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 이의 표면을 안정화시키는 방법
KR20180071695A (ko) 2016-12-20 2018-06-28 주식회사 티씨케이 층간 경계를 덮는 증착층을 포함하는 반도체 제조용 부품 및 그 제조방법
US10186400B2 (en) 2017-01-20 2019-01-22 Applied Materials, Inc. Multi-layer plasma resistant coating by atomic layer deposition
US20180251406A1 (en) * 2017-03-06 2018-09-06 Applied Materials, Inc. Sintered ceramic protective layer formed by hot pressing
US10975469B2 (en) 2017-03-17 2021-04-13 Applied Materials, Inc. Plasma resistant coating of porous body by atomic layer deposition
US10755900B2 (en) * 2017-05-10 2020-08-25 Applied Materials, Inc. Multi-layer plasma erosion protection for chamber components
CN109671607B (zh) * 2017-10-17 2021-12-17 北京北方华创微电子装备有限公司 工件的加工方法和工艺腔室
US11279656B2 (en) 2017-10-27 2022-03-22 Applied Materials, Inc. Nanopowders, nanoceramic materials and methods of making and use thereof
US11761079B2 (en) 2017-12-07 2023-09-19 Lam Research Corporation Oxidation resistant protective layer in chamber conditioning
US10760158B2 (en) 2017-12-15 2020-09-01 Lam Research Corporation Ex situ coating of chamber components for semiconductor processing
TWI714965B (zh) * 2018-02-15 2021-01-01 日商京瓷股份有限公司 電漿處理裝置用構件及具備其之電漿處理裝置
US11047035B2 (en) 2018-02-23 2021-06-29 Applied Materials, Inc. Protective yttria coating for semiconductor equipment parts
US10443126B1 (en) 2018-04-06 2019-10-15 Applied Materials, Inc. Zone-controlled rare-earth oxide ALD and CVD coatings
JP7405776B2 (ja) * 2018-06-14 2023-12-26 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 保護コーティングを有するプロセスチャンバプロセスキット
US11667575B2 (en) 2018-07-18 2023-06-06 Applied Materials, Inc. Erosion resistant metal oxide coatings
US11180847B2 (en) 2018-12-06 2021-11-23 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition coatings for high temperature ceramic components
US10858741B2 (en) 2019-03-11 2020-12-08 Applied Materials, Inc. Plasma resistant multi-layer architecture for high aspect ratio parts
JP7412923B2 (ja) 2019-08-23 2024-01-15 東京エレクトロン株式会社 エッジリング、プラズマ処理装置及びエッジリングの製造方法
CN111410562B (zh) * 2019-09-10 2022-12-30 包头稀土研究院 带有稀土氟氧化物涂层的碱土氧化物坩埚的制备方法
CN113539771B (zh) * 2020-04-16 2024-04-12 中微半导体设备(上海)股份有限公司 零部件、其表面形成涂层的方法和等离子体反应装置
US20210403337A1 (en) * 2020-06-30 2021-12-30 Applied Materials, Inc. Yttrium oxide based coating and bulk compositions
JP2022019436A (ja) * 2020-07-17 2022-01-27 東京エレクトロン株式会社 エッチング処理装置、石英部材及びプラズマ処理方法
US20220037126A1 (en) * 2020-08-03 2022-02-03 Applied Materials, Inc. Fluoride coating to improve chamber performance
WO2022054837A1 (ja) * 2020-09-09 2022-03-17 三菱マテリアル株式会社 耐プラズマコーティング膜、該膜形成用ゾルゲル液、耐プラズマコーティング膜の形成方法及び耐プラズマコーティング膜付き基材
CN114496690A (zh) * 2020-10-27 2022-05-13 中微半导体设备(上海)股份有限公司 耐等离子体半导体零部件和形成方法、等离子体反应装置
US20240153745A1 (en) * 2022-11-05 2024-05-09 Applied Materials, Inc. Protection treatments for surfaces of semiconductor fabrication equipment

Family Cites Families (143)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3796182A (en) 1971-12-16 1974-03-12 Applied Materials Tech Susceptor structure for chemical vapor deposition reactor
SE8000480L (sv) 1979-02-01 1980-08-02 Johnson Matthey Co Ltd Artikel lemplig for anvendning vid hoga temperaturer
US4695439A (en) 1986-09-25 1987-09-22 Gte Products Corporation Yttrium oxide stabilized zirconium oxide
DE3889024T2 (de) 1987-07-13 1994-10-13 Sumitomo Electric Industries Verfahren zum Herstellen einer supraleitenden Dünnschicht.
US4773928A (en) 1987-08-03 1988-09-27 Gte Products Corporation Plasma spray powders and process for producing same
US4880614A (en) 1988-11-03 1989-11-14 Allied-Signal Inc. Ceramic thermal barrier coating with alumina interlayer
US5573862A (en) * 1992-04-13 1996-11-12 Alliedsignal Inc. Single crystal oxide turbine blades
US5415756A (en) 1994-03-28 1995-05-16 University Of Houston Ion assisted deposition process including reactive source gassification
US5741544A (en) 1995-08-31 1998-04-21 Olin Corporation Articles using specialized vapor deposition processes
US6500314B1 (en) 1996-07-03 2002-12-31 Tegal Corporation Plasma etch reactor and method
US5837058A (en) 1996-07-12 1998-11-17 Applied Materials, Inc. High temperature susceptor
US6217662B1 (en) 1997-03-24 2001-04-17 Cree, Inc. Susceptor designs for silicon carbide thin films
JP2000001362A (ja) 1998-06-10 2000-01-07 Nippon Seratekku:Kk 耐食性セラミックス材料
US6383964B1 (en) 1998-11-27 2002-05-07 Kyocera Corporation Ceramic member resistant to halogen-plasma corrosion
EP1013623B1 (en) 1998-12-21 2004-09-15 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Corrosion-resistant composite oxide material
TW514996B (en) * 1999-12-10 2002-12-21 Tokyo Electron Ltd Processing apparatus with a chamber having therein a high-corrosion-resistant sprayed film
US6949203B2 (en) 1999-12-28 2005-09-27 Applied Materials, Inc. System level in-situ integrated dielectric etch process particularly useful for copper dual damascene
US6962524B2 (en) 2000-02-17 2005-11-08 Applied Materials, Inc. Conductive polishing article for electrochemical mechanical polishing
FI117979B (fi) 2000-04-14 2007-05-15 Asm Int Menetelmä oksidiohutkalvojen valmistamiseksi
TW503449B (en) 2000-04-18 2002-09-21 Ngk Insulators Ltd Halogen gas plasma-resistive members and method for producing the same, laminates, and corrosion-resistant members
US6645585B2 (en) 2000-05-30 2003-11-11 Kyocera Corporation Container for treating with corrosive-gas and plasma and method for manufacturing the same
NL1015550C2 (nl) 2000-06-28 2002-01-02 Xycarb Ceramics B V Werkwijze voor het vervaardigen van een uit een kern opgebouwde susceptor, aldus verkregen susceptor en een werkwijze voor het aanbrengen van actieve lagen op een halfgeleidersubstraat onder toepassing van een dergelijke susceptor.
EP1301941A2 (en) 2000-07-20 2003-04-16 North Carolina State University High dielectric constant metal silicates formed by controlled metal-surface reactions
US6746539B2 (en) 2001-01-30 2004-06-08 Msp Corporation Scanning deposition head for depositing particles on a wafer
US6723209B2 (en) 2001-03-16 2004-04-20 4-Wave, Inc. System and method for performing thin film deposition or chemical treatment using an energetic flux of neutral reactive molecular fragments, atoms or radicals
TWI246873B (en) 2001-07-10 2006-01-01 Tokyo Electron Ltd Plasma processing device
US20030047464A1 (en) 2001-07-27 2003-03-13 Applied Materials, Inc. Electrochemically roughened aluminum semiconductor processing apparatus surfaces
JP5148807B2 (ja) 2001-08-02 2013-02-20 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Ａｌ２Ｏ３−希土類酸化物−ＺｒＯ２／ＨｆＯ２材料およびその製造方法ならびに使用方法
EP1430002A2 (en) 2001-08-02 2004-06-23 3M Innovative Properties Company Alumina-zirconia, and methods of making and using the same
CN1608036B (zh) 2001-08-02 2010-09-22 3M创新有限公司 Al2O3-Y2O3-ZrO2/HfO2材料及其制备和使用方法
JP4921652B2 (ja) 2001-08-03 2012-04-25 エイエスエム インターナショナル エヌ．ヴェー． イットリウム酸化物およびランタン酸化物薄膜を堆積する方法
US20030029563A1 (en) 2001-08-10 2003-02-13 Applied Materials, Inc. Corrosion resistant coating for semiconductor processing chamber
KR20030025007A (ko) 2001-09-19 2003-03-28 삼성전자주식회사 쉴드링을 가지는 식각장비
US7371467B2 (en) 2002-01-08 2008-05-13 Applied Materials, Inc. Process chamber component having electroplated yttrium containing coating
US6884514B2 (en) 2002-01-11 2005-04-26 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Method for forming ceramic layer having garnet crystal structure phase and article made thereby
US20080264564A1 (en) 2007-04-27 2008-10-30 Applied Materials, Inc. Method of reducing the erosion rate of semiconductor processing apparatus exposed to halogen-containing plasmas
US8067067B2 (en) 2002-02-14 2011-11-29 Applied Materials, Inc. Clean, dense yttrium oxide coating protecting semiconductor processing apparatus
US20080213496A1 (en) * 2002-02-14 2008-09-04 Applied Materials, Inc. Method of coating semiconductor processing apparatus with protective yttrium-containing coatings
US20030175142A1 (en) 2002-03-16 2003-09-18 Vassiliki Milonopoulou Rare-earth pre-alloyed PVD targets for dielectric planar applications
JP2003277051A (ja) 2002-03-22 2003-10-02 Ngk Insulators Ltd イットリア−アルミナ複合酸化物膜を有する積層体、イットリア−アルミナ複合酸化物膜、耐蝕性部材、耐蝕性膜およびイットリア−アルミナ複合酸化物膜の製造方法
JP4006596B2 (ja) * 2002-07-19 2007-11-14 信越化学工業株式会社 希土類酸化物溶射部材および溶射用粉
EP1386979B1 (en) 2002-08-02 2008-03-05 Fujikura Ltd. Method of producing polycrystalline thin film and method of producing an oxide superconducting element
JP4208580B2 (ja) 2003-01-15 2009-01-14 日本碍子株式会社 複合焼結体およびその製造方法
CN100401478C (zh) 2003-02-12 2008-07-09 松下电器产业株式会社 半导体器件的制造方法
US20050016684A1 (en) * 2003-07-25 2005-01-27 Applied Materials, Inc. Process kit for erosion resistance enhancement
EP1589567B1 (en) * 2003-09-16 2007-04-04 Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. Member for plasma etching device and method for manufacture thereof
US20050142393A1 (en) 2003-12-30 2005-06-30 Boutwell Brett A. Ceramic compositions for thermal barrier coatings stabilized in the cubic crystalline phase
US8110043B2 (en) 2004-01-08 2012-02-07 University Of Virginia Patent Foundation Apparatus and method for applying coatings onto the interior surfaces of components and related structures produced therefrom
JP2005260040A (ja) 2004-02-12 2005-09-22 Sony Corp ドーピング方法、半導体装置の製造方法および電子応用装置の製造方法
US7354663B2 (en) 2004-04-02 2008-04-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Thermal barrier coating, manufacturing method thereof, turbine part and gas turbine
CN101076614A (zh) 2004-07-07 2007-11-21 莫门蒂夫性能材料股份有限公司 基底上的保护涂层及其制备方法
JP2006108602A (ja) 2004-09-10 2006-04-20 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2006128000A (ja) 2004-10-29 2006-05-18 Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd プラズマ処理装置
KR20060041497A (ko) 2004-11-09 2006-05-12 동부일렉트로닉스 주식회사 건식 식각장치
US20060110609A1 (en) 2004-11-19 2006-05-25 Eaton Harry E Protective coatings
US7989095B2 (en) * 2004-12-28 2011-08-02 General Electric Company Magnetic layer with nanodispersoids having a bimodal distribution
US7838083B1 (en) 2005-01-28 2010-11-23 Sandia Corporation Ion beam assisted deposition of thermal barrier coatings
EP1914330A4 (en) 2005-06-17 2010-03-03 Univ Tohoku PROTECTION FILM STRUCTURE OF METAL ELEMENT, METAL COMPONENT WITH PROTECTIVE FILM STRUCTURE AND DEVICE FOR PRODUCING A SEMICONDUCTOR OR A FLAT DISPLAY WITH PROTECTIVE FILM STRUCTURE
KR20070013118A (ko) 2005-07-25 2007-01-30 삼성전자주식회사 플라즈마 식각 장치
US7672110B2 (en) 2005-08-29 2010-03-02 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having textured contact surface
US7968205B2 (en) 2005-10-21 2011-06-28 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Corrosion resistant multilayer member
JP4985928B2 (ja) 2005-10-21 2012-07-25 信越化学工業株式会社 多層コート耐食性部材
TWI329135B (en) 2005-11-04 2010-08-21 Applied Materials Inc Apparatus and process for plasma-enhanced atomic layer deposition
JP4372748B2 (ja) * 2005-12-16 2009-11-25 トーカロ株式会社 半導体製造装置用部材
US7736759B2 (en) 2006-01-20 2010-06-15 United Technologies Corporation Yttria-stabilized zirconia coating with a molten silicate resistant outer layer
CN101213643A (zh) * 2006-01-31 2008-07-02 东京毅力科创株式会社 微波等离子体处理装置
JP2007223828A (ja) * 2006-02-22 2007-09-06 Toshiba Ceramics Co Ltd イットリアセラミックス焼結体およびその製造方法
US20080009417A1 (en) 2006-07-05 2008-01-10 General Electric Company Coating composition, article, and associated method
US20080029032A1 (en) 2006-08-01 2008-02-07 Sun Jennifer Y Substrate support with protective layer for plasma resistance
US7722959B2 (en) 2006-09-06 2010-05-25 United Technologies Corporation Silicate resistant thermal barrier coating with alternating layers
US20100028572A1 (en) 2006-10-06 2010-02-04 Asahi Tech Co., Ltd. Corrosion-resistant member and process for producing the same
US7479464B2 (en) 2006-10-23 2009-01-20 Applied Materials, Inc. Low temperature aerosol deposition of a plasma resistive layer
JP5159204B2 (ja) 2006-10-31 2013-03-06 株式会社フジミインコーポレーテッド 溶射用粉末、溶射皮膜の形成方法、耐プラズマ性部材、及びプラズマ処理チャンバー
US20080142755A1 (en) 2006-12-13 2008-06-19 General Electric Company Heater apparatus and associated method
US8097105B2 (en) 2007-01-11 2012-01-17 Lam Research Corporation Extending lifetime of yttrium oxide as a plasma chamber material
JPWO2008114753A1 (ja) * 2007-03-22 2010-07-08 東京エレクトロン株式会社 基板載置台，基板処理装置，基板載置台の表面加工方法
US7659204B2 (en) 2007-03-26 2010-02-09 Applied Materials, Inc. Oxidized barrier layer
JP2008251765A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Hitachi High-Technologies Corp プラズマエッチング装置
US7718559B2 (en) 2007-04-20 2010-05-18 Applied Materials, Inc. Erosion resistance enhanced quartz used in plasma etch chamber
TWI654159B (zh) * 2007-04-27 2019-03-21 美商應用材料股份有限公司 減小曝露於含鹵素電漿下之表面腐蝕速率的方法與設備
US7696117B2 (en) 2007-04-27 2010-04-13 Applied Materials, Inc. Method and apparatus which reduce the erosion rate of surfaces exposed to halogen-containing plasmas
US8367227B2 (en) 2007-08-02 2013-02-05 Applied Materials, Inc. Plasma-resistant ceramics with controlled electrical resistivity
JP5047741B2 (ja) * 2007-09-13 2012-10-10 コバレントマテリアル株式会社 耐プラズマ性セラミックス溶射膜
JP2009068067A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Covalent Materials Corp 耐プラズマ性セラミックス溶射膜
US8129029B2 (en) 2007-12-21 2012-03-06 Applied Materials, Inc. Erosion-resistant plasma chamber components comprising a metal base structure with an overlying thermal oxidation coating
US20090214825A1 (en) * 2008-02-26 2009-08-27 Applied Materials, Inc. Ceramic coating comprising yttrium which is resistant to a reducing plasma
JP5466831B2 (ja) 2008-04-28 2014-04-09 株式会社フェローテックセラミックス イットリア焼結体およびプラズマプロセス装置用部材
JP2010006641A (ja) * 2008-06-27 2010-01-14 Kyocera Corp 耐食性部材およびこれを用いた処理装置
US8206829B2 (en) * 2008-11-10 2012-06-26 Applied Materials, Inc. Plasma resistant coatings for plasma chamber components
US9017765B2 (en) 2008-11-12 2015-04-28 Applied Materials, Inc. Protective coatings resistant to reactive plasma processing
JP5407324B2 (ja) 2008-12-24 2014-02-05 堺化学工業株式会社 酸化ジルコニウム分散液の製造方法
CN102348643A (zh) 2009-01-22 2012-02-08 3M创新有限公司 表面改性的氧化锆纳米粒子
TWI456679B (zh) * 2009-03-27 2014-10-11 Advanced Micro Fab Equip Inc 抗電漿腐蝕之反應室部件、其製造方法以及包含該部件之電漿反應室
EP2292357B1 (en) 2009-08-10 2016-04-06 BEGO Bremer Goldschlägerei Wilh.-Herbst GmbH & Co KG Ceramic article and methods for producing such article
US20110086178A1 (en) 2009-10-14 2011-04-14 General Electric Company Ceramic coatings and methods of making the same
JP2013512573A (ja) * 2009-11-25 2013-04-11 グリーン， ツイード オブ デラウェア， インコーポレイテッド プラズマ耐性コーティングで基板をコーティングする方法および関連するコーティングされた基板
US20110198034A1 (en) * 2010-02-11 2011-08-18 Jennifer Sun Gas distribution showerhead with coating material for semiconductor processing
FR2957358B1 (fr) 2010-03-12 2012-04-13 Snecma Methode de fabrication d'une protection de barriere thermique et revetement multicouche apte a former une barriere thermique
US20110315081A1 (en) 2010-06-25 2011-12-29 Law Kam S Susceptor for plasma processing chamber
US20120196139A1 (en) 2010-07-14 2012-08-02 Christopher Petorak Thermal spray composite coatings for semiconductor applications
WO2012012431A1 (en) 2010-07-23 2012-01-26 Rolls-Royce Corporation Thermal barrier coatings including c mas-resistant thermal barrier coating layers
KR101108692B1 (ko) 2010-09-06 2012-01-25 한국기계연구원 다공성 세라믹 표면을 밀봉하는 치밀한 희토류 금속 산화물 코팅막 및 이의 제조방법
US10720350B2 (en) 2010-09-28 2020-07-21 Kla-Tencore Corporation Etch-resistant coating on sensor wafers for in-situ measurement
US8916021B2 (en) 2010-10-27 2014-12-23 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck and showerhead with enhanced thermal properties and methods of making thereof
JP2012128135A (ja) * 2010-12-15 2012-07-05 Seiko Epson Corp 光学物品およびその製造方法
JP2012221979A (ja) * 2011-04-04 2012-11-12 Toshiba Corp プラズマ処理装置
US8979087B2 (en) 2011-07-29 2015-03-17 Applied Materials, Inc. Substrate supporting edge ring with coating for improved soak performance
US20130048606A1 (en) 2011-08-31 2013-02-28 Zhigang Mao Methods for in-situ chamber dry clean in photomask plasma etching processing chamber
US20130071685A1 (en) 2011-09-21 2013-03-21 Iwaki Film Processing Co., Ltd. Product and method for manufacturing the product
WO2013047589A1 (ja) * 2011-09-26 2013-04-04 株式会社 フジミインコーポレーテッド 希土類元素を含んだ溶射用粉末及び皮膜、並びに前記皮膜を備えた部材
WO2013070520A2 (en) * 2011-11-03 2013-05-16 Barson Composites Corporation Corrosion-resistant diffusion coatings
JP5665726B2 (ja) * 2011-12-14 2015-02-04 株式会社東芝 エッチング装置およびフォーカスリング
ES2702472T3 (es) 2011-12-19 2019-03-01 Praxair St Tech Inc Suspensión acuosa para producir recubrimientos de barrera térmica y medioambiental
US9034199B2 (en) 2012-02-21 2015-05-19 Applied Materials, Inc. Ceramic article with reduced surface defect density and process for producing a ceramic article
US9212099B2 (en) 2012-02-22 2015-12-15 Applied Materials, Inc. Heat treated ceramic substrate having ceramic coating and heat treatment for coated ceramics
US20130273313A1 (en) 2012-04-13 2013-10-17 Applied Materials, Inc. Ceramic coated ring and process for applying ceramic coating
US9090046B2 (en) 2012-04-16 2015-07-28 Applied Materials, Inc. Ceramic coated article and process for applying ceramic coating
US20130288037A1 (en) 2012-04-27 2013-10-31 Applied Materials, Inc. Plasma spray coating process enhancement for critical chamber components
US9394615B2 (en) 2012-04-27 2016-07-19 Applied Materials, Inc. Plasma resistant ceramic coated conductive article
US9150602B2 (en) 2012-07-24 2015-10-06 Atomic Energy Council, Institute Of Nuclear Energy Research Precursor used for labeling hepatorcyte receptor and containing trisaccharide and diamide demercaptide ligand, method for preparing the same, radiotracer and pharmaceutical composition of the same
US9604249B2 (en) 2012-07-26 2017-03-28 Applied Materials, Inc. Innovative top-coat approach for advanced device on-wafer particle performance
US9343289B2 (en) 2012-07-27 2016-05-17 Applied Materials, Inc. Chemistry compatible coating material for advanced device on-wafer particle performance
US20140034242A1 (en) * 2012-07-31 2014-02-06 Lam Research Corporation Edge ring assembly for plasma processing chamber and method of manufacture thereof
US20140037969A1 (en) 2012-08-03 2014-02-06 General Electric Company Hybrid Air Plasma Spray and Slurry Method of Environmental Barrier Deposition
US9916998B2 (en) 2012-12-04 2018-03-13 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly having a plasma resistant protective layer
US8941969B2 (en) 2012-12-21 2015-01-27 Applied Materials, Inc. Single-body electrostatic chuck
JP6046752B2 (ja) * 2013-01-30 2016-12-21 京セラ株式会社 ガスノズルおよびこれを用いたプラズマ装置
US9708713B2 (en) 2013-05-24 2017-07-18 Applied Materials, Inc. Aerosol deposition coating for semiconductor chamber components
US9865434B2 (en) 2013-06-05 2018-01-09 Applied Materials, Inc. Rare-earth oxide based erosion resistant coatings for semiconductor application
US9850568B2 (en) 2013-06-20 2017-12-26 Applied Materials, Inc. Plasma erosion resistant rare-earth oxide based thin film coatings
US9711334B2 (en) 2013-07-19 2017-07-18 Applied Materials, Inc. Ion assisted deposition for rare-earth oxide based thin film coatings on process rings
US9583369B2 (en) 2013-07-20 2017-02-28 Applied Materials, Inc. Ion assisted deposition for rare-earth oxide based coatings on lids and nozzles
US10468235B2 (en) 2013-09-18 2019-11-05 Applied Materials, Inc. Plasma spray coating enhancement using plasma flame heat treatment
US9440886B2 (en) 2013-11-12 2016-09-13 Applied Materials, Inc. Rare-earth oxide based monolithic chamber material
US9725799B2 (en) 2013-12-06 2017-08-08 Applied Materials, Inc. Ion beam sputtering with ion assisted deposition for coatings on chamber components
US9903020B2 (en) 2014-03-31 2018-02-27 Applied Materials, Inc. Generation of compact alumina passivation layers on aluminum plasma equipment components
US9976211B2 (en) 2014-04-25 2018-05-22 Applied Materials, Inc. Plasma erosion resistant thin film coating for high temperature application
US20150311043A1 (en) 2014-04-25 2015-10-29 Applied Materials, Inc. Chamber component with fluorinated thin film coating
US9869013B2 (en) 2014-04-25 2018-01-16 Applied Materials, Inc. Ion assisted deposition top coat of rare-earth oxide
US10730798B2 (en) 2014-05-07 2020-08-04 Applied Materials, Inc. Slurry plasma spray of plasma resistant ceramic coating
US10385459B2 (en) 2014-05-16 2019-08-20 Applied Materials, Inc. Advanced layered bulk ceramics via field assisted sintering technology
US10196728B2 (en) 2014-05-16 2019-02-05 Applied Materials, Inc. Plasma spray coating design using phase and stress control
US9460898B2 (en) 2014-08-08 2016-10-04 Applied Materials, Inc. Plasma generation chamber with smooth plasma resistant coating

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI821767B (zh) * 2020-12-24 2023-11-11 大陸商中微半導體設備（上海）股份有限公司 形成複合耐腐蝕塗層的裝置和方法、零部件和等離子體裝置

Also Published As

Publication number Publication date
KR102175683B1 (ko) 2020-11-06
KR20160034298A (ko) 2016-03-29
US10796888B2 (en) 2020-10-06
CN105378900A (zh) 2016-03-02
US20170301522A1 (en) 2017-10-19
KR20170143022A (ko) 2017-12-28
JP2016525287A (ja) 2016-08-22
US20180096825A1 (en) 2018-04-05
CN105378900B (zh) 2018-10-09
KR102171714B1 (ko) 2020-10-29
WO2015009745A1 (en) 2015-01-22
JP6487915B2 (ja) 2019-03-20
CN107978507B (zh) 2019-12-06
CN109308988A (zh) 2019-02-05
TWI706493B (zh) 2020-10-01
TW201937632A (zh) 2019-09-16
TWI625809B (zh) 2018-06-01
TWI654701B (zh) 2019-03-21
CN107978507A (zh) 2018-05-01
TW201519351A (zh) 2015-05-16
JP2018078309A (ja) 2018-05-17
JP6714571B2 (ja) 2020-06-24
US9711334B2 (en) 2017-07-18
US20150024155A1 (en) 2015-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI654701B (zh) 用於製程環上之基於稀土金屬氧化物的薄膜塗層之離子輔助沉積
US11053581B2 (en) Plasma erosion resistant rare-earth oxide based thin film coatings
TWI687996B (zh) 用於腔室蓋與噴嘴上之稀土氧化物系塗層的離子輔助沉積
TWI706047B (zh) 具有離子輔助沉積的稀土氧化物頂部塗層之腔室部件及其製造方法