一種制備半導體反應腔室部件的方法及部件技術

本發明專利技術公開了一種制備半導體反應腔室部件的方法和采用該方法制備的半導體反應腔室部件，首先采用燒結的方法制備多孔陶瓷預制體，所述多孔陶瓷預制體材料為耐等離子體腐蝕的氧化鋁、氧化釔或碳化硅中的一種或幾種混合；燒結得到的多孔陶瓷預制體經過切割打磨等機械加工方法制作成需要的半導體反應腔室部件形狀。所述的半導體反應腔室部件可以為氣體噴淋頭或約束環等，得到的氣體噴淋頭的孔隙度可達95%，大大提高了氣體噴淋頭的出氣口密度，使得氣體通過氣體噴淋頭進入反應腔內的均勻度增加，基片刻蝕更加均勻。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種制備半導體反應腔室部件的方法和采用該方法制備的半導體反應腔室部件，首先采用燒結的方法制備多孔陶瓷預制體，所述多孔陶瓷預制體材料為耐等離子體腐蝕的氧化鋁、氧化釔或碳化硅中的一種或幾種混合；燒結得到的多孔陶瓷預制體經過切割打磨等機械加工方法制作成需要的半導體反應腔室部件形狀。所述的半導體反應腔室部件可以為氣體噴淋頭或約束環等，得到的氣體噴淋頭的孔隙度可達95%，大大提高了氣體噴淋頭的出氣口密度，使得氣體通過氣體噴淋頭進入反應腔內的均勻度增加，基片刻蝕更加均勻。【專利說明】
本專利技術涉及半導體反應腔室部件制作
，尤其涉及一種陶瓷類半導體反應 腔室部件的制作
。 一種制備半導體反應腔室部件的方法及部件
技術介紹
在半導體設備的制造過程中，例如蝕刻、沉積、氧化、濺射等處理過程中，通常會利 用等離子體對基片(半導體晶片、玻璃基片等)進行處理。一般地，對于等離子體處理裝置來 說，作為生成等離子體的方式，在高頻放電方式的等離子體處理裝置中，包括電容耦合型等 離子體反應器和電感耦合型等離子體反應器。所述的電容耦合型反應器通常配置有上部電 極和下部電極，優選地這兩個電極平行設置。而且，通常在下部電極之上載置被處理基片， 經由整合器將等離子體生成用的高頻電源施加于上部電極或者下部電極。通過由該高頻電 源所生成的高頻電場來使反應氣體的外部電子加速，從而產生等離子體對下部基片進行等 離子體處理。 在半導體制造領域，廣泛使用向待處理基片以噴淋狀供氣的噴淋頭。例如在等離 子體刻蝕處理設備中，在處理室內設置有用于載置基片的載置臺，與該載置臺相對的上方 位置設置有噴淋頭，該噴淋頭的表面設置有多個氣體噴出孔，以噴淋狀供給反應氣體來產 生等離子體。在對基片進行等離子體刻蝕處理時，等離子體的分布均勻度對基片刻蝕均勻 度有很大影響，而通過噴淋頭提供的反應氣體的分布均勻度決定著等離子體的分布均勻 度，為了得到具有良好均一性的刻蝕基片，需要氣體噴淋頭的氣體噴出孔致密且均勻。目前 常用的氣體噴淋頭經過鉆孔等機械加工的方法獲得氣體噴出孔，由于考慮到成本和加工難 度，氣體噴出孔常常很難做到致密且具有小口徑大深度，在刻蝕反應腔內，對應機械加工孔 洞的位置與未加工孔洞的位置，存在氣流分布的不均勻性，此種不均勻性造成刻蝕工藝的 不均勻性，并且隨著刻蝕空間減小和氣流增大而越發顯著，限制了刻蝕空間進一步減小，工 作氣體氣流進一步增大的潛力。同時，機械制得的氣體噴出孔由于孔壁平直，增大了顆粒污 染的風險。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術提供了一種制備半導體反應腔室部件的方法，所述方 法包括下列步驟：采用燒結的方法制備多孔陶瓷預制體，所述多孔陶瓷預制體材料為氧化 鋁、氧化釔及碳化硅中的一種或幾種混合；所述多孔陶瓷預制體孔隙為開口孔隙，孔隙度為 50%-95%，將所述多孔預制體機械加工為所需部件的形狀。 優選的，所述燒結的方法為有機泡沫浸漿法、粉末燒結法、漿料固結法、溶膠-凝 膠法中的一種。 優選的，所述的有機泡沫浸漿法步驟為： a)制備有機泡沫體和陶瓷漿料； b)將有機泡沫體在陶瓷漿料中浸漬處理； C)除去多余陶瓷漿料； d)將浸漬有陶瓷漿料的有機泡沫干燥至水分〈1% ; e)低溫燒去有機泡沫后在溫度為1000° C?1700° C范圍內高溫燒結。 優選的，所述的有機泡沫材料為聚酯胺。 優選的，所述陶瓷漿料包括陶瓷粉料，所述陶瓷粉料為氧化鋁、氧化釔及碳化硅中 的一種或幾種混合。 優選的，所述陶瓷漿料還包括溶劑、粘結劑、流變劑、表面活性劑和消泡劑；所述溶 劑為水或乙醇；所述粘結劑為氫氧化鋁溶膠或聚乙烯醇；所述流變劑為羥甲基纖維素或羥 乙基纖維素；所述表面活性劑為聚乙二胺；所述消泡劑為醇樹脂或硅酮。 優選的，所述陶瓷楽料顆粒度小于50um，絕對粘度為2?4Pa. s。 進一步的，本專利技術還公開了一種半導體反應腔室部件，其特征在于：所述半導體反 應腔室部件材料為多孔陶瓷材料，所述多孔陶瓷材料孔隙為開口孔隙，孔隙度為50%-95%， 所述多孔陶瓷材料為氧化鋁、氧化釔及碳化硅中的一種或幾種混合。 進一步的，所述半導體反應腔室部件為氣體噴淋頭。 進一步的，所述部件為等離子體約束環。 本專利技術的優點在于：本專利技術公開了一種制備半導體反應腔室部件的方法和采用該 方法制備的半導體反應腔室部件，首先采用燒結的方法制備多孔陶瓷預制體，所述多孔陶 瓷預制體材料為耐等離子體腐蝕的氧化鋁、氧化釔或碳化硅中的一種或幾種混合；燒結得 到的多孔陶瓷預制體經過切割打磨等機械加工方法制作成需要的半導體反應腔室部件形 狀。所述的半導體反應腔室部件可以為氣體噴淋頭或等離子體約束環等，得到的氣體噴淋 頭的孔隙度可達95%，大大提高了氣體噴淋頭的出氣口密度，使得氣體通過氣體噴淋頭進入 反應腔內的均勻度增加，基片刻蝕更加均勻。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1示出制作多孔陶瓷預制體的流程示意圖； 【具體實施方式】 為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例 中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。 圖1公開了一種制作多孔陶瓷預制體的流程示意圖，所述流程示意圖示出采用有 機泡沫浸漿法燒制多孔陶瓷預制體的步驟示意圖。該方法借助有機泡沫體的開孔三維網狀 骨架結構，制備的多孔陶瓷具有較高開孔率，可達50%_95%。 本專利技術所述的制備半導體反應腔室部件的方法首先包括有機泡沫體和陶瓷漿料 制備步驟110,有機泡沫體的選擇首先要考慮其孔徑大小，因有機泡沫的孔隙尺寸是決定最 后多孔陶瓷制品孔隙尺寸的主要因素，故應根據半導體反應腔室部件的要求選擇氣孔大小 和孔率高低合適的有機泡沫體。陶瓷漿料主要由陶瓷粉料、溶劑和添加劑組成，本專利技術的陶 瓷粉料選擇耐等離子體腐蝕的氧化鋁、氧化釔或碳化硅中的一種或幾種的組合，本實施例 選擇含量為35%的氧化鋁和含量為65%的氧化硅，在其他的實施例中，可以根據需要選擇單 獨一種材料或者以其他比例的材料制作陶瓷粉料。溶劑通常為水或乙醇，添加劑包括粘結 齊?、流變劑、表面活性劑和消泡劑；所述粘結劑為氫氧化鋁溶膠或聚乙烯醇等；所述流變劑 為羥甲基纖維素或羥乙基纖維素等；所述表面活性劑為聚乙二胺；所述消泡劑為醇樹脂或 硅酮等。本專利技術中陶瓷漿料的顆粒度小于50um，絕對粘度為2?4Pa.s。在浸漬處理步驟 120中，將有機泡沫體在陶瓷漿料中浸漬，浸漬前先排除空氣，排氣方法通常有常壓吸附法、 真空吸附法、機械滾壓法及手工揉搓法。可多次浸漿直至達到密度要求。有機泡沫體浸漬 陶瓷漿料后需除去多余陶瓷漿料步驟130,其中最簡單的方法是用兩塊木板擠壓，規模化生 產則采用離心機或滾軋機等設備來完成。 除去多余陶瓷漿料步驟130后進行干燥步驟140,常采用的方法有陰干、烘干或微 波爐干燥等待水分降至1. 〇%以下時，即可入本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制備半導體反應腔室部件的方法，其特征在于：所述方法包括下列步驟：采用燒結的方法制備多孔陶瓷預制體，所述多孔陶瓷預制體材料為氧化鋁、氧化釔及碳化硅中的一種或幾種混合，所述多孔陶瓷預制體孔隙為開口孔隙，孔隙度為50%?95%；將所述多孔預制體機械加工為所述半導體反應腔室部件的形狀。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張力，賀小明，蒲遠，倪圖強，彭帆，
申請(專利權)人：中微半導體設備上海有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31