本發明專利技術涉及一種使用保護性含釔涂層涂敷半導體設備的方法。根據本發明專利技術，公開一種將特化氧化釔陶瓷材料應用到半導體處理設備的方法，所述特化氧化釔陶瓷可耐含鹵素等離子體的腐蝕性。所述特化氧化釔陶瓷材料的一些實施例的電阻率已被改性，以降低其在半導體處理室中出現電弧的幾率。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術涉及。根據本專利技術，公開一種將特化氧化釔陶瓷材料應用到半導體處理設備的方法，所述特化氧化釔陶瓷可耐含鹵素等離子體的腐蝕性。所述特化氧化釔陶瓷材料的一些實施例的電阻率已被改性，以降低其在半導體處理室中出現電弧的幾率。【專利說明】本申請是國際申請號為PCT/US2008/009221，國際申請日為2008年7月30日，進入中國國家階段的申請號為200880101675.8，名稱為“”的專利技術專利申請的分案申請。本申請是Jennifer Y.Sun等人于2004年7月22日申請的題為“Clean DenseYttrium Oxide Coating Protecting Semiconductor Apparatus，，的審查中美國專利申請N0.10/898, 113以及Jennifer Y.Sun等人于2007年4月27日申請的題為“Methodof Reducing The Erosion Rate Of Semiconductor Processing Apparatus Exposed ToHalogen-Containing Plasmas”的審查中美國專利申請N0.11/796, 210的部分接續申請。本申請還涉及與本申請具有共同專利技術人的一系列申請。下面所列的所有其他相關申請適于使用包含氧化釔的陶瓷來提供用于半導體處理設備的抗等離子體表面。這些其他相關申請包括:Sun等人2007年4月27日申請的題為“Method And Apparatus WhichReduceThe Erosion Rate Of Surfaces Exposed To Halogen-Containing Plasmas，，的審查中美國專利申請N0.11/796，211 ;Sun等人于2004年8月13日申請的題為“Gas DistributionPlate Fabricated From A Solid YttriumOxide-Comprising Substrate，，的審查中美國專利申請N0.10/918, 232 ；以及Sun等人于2002年2月14日申請的題為“Yttrium OxideBased Surface Coating For Semiconductor IC Processing Vacuum Chambers，，、于 2004年8月17日公布為美國專利N0.6,776,873的美國專利申請N0.10/075,967。上面所列申請的接續案和分案的其他申請的相關申請包括=Wang等人于2006年11月10日申請的題為 “Cleaning Method Used In Removing Contaminants From The Surface Of AnOxide or Fluoride Comprising a Group III Metal，，、并且是美國申請 N0.10/898，113的分案申請的審查中美國專利申請N0.11/595,484 ;以及Wang等人于2006年11月3日申請的題為 “CleaningMethod Used In Removing Contaminants From A Solid YttriumOxide-Containing Substrate”、并且是美國申請N0.10/918, 232的接續案的審查中美國專利申請N0.11/592,905。.這些專利和申請的所有主題通過引用而結合與此。
本專利技術涉及一種噴涂包含特化氧化乾陶瓷(specialized yttriumoxide-comprising ceramic)的方法,該特化氧化乾陶瓷主要包含固溶體陶瓷,其對半導體處理設備中常見的等離子體具有高度抵抗性。
技術介紹
此部分描述與本專利技術公開的實施例相關的背景主題。此部分中所討論的
技術介紹
無論是表述的還是暗示的都不傾向于構成法律意義上的現有技術。對于經常處于腐蝕環境下的半導體處理室內的設備組件與襯墊來說，耐腐蝕性是相當關鍵的性質。雖然半導體處理環境(包括等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)和物理氣相沉積(PVD))經常出現腐蝕性等離子體，但最具腐蝕性的等離子體環境是那些用來清潔處理設備以及蝕刻半導體襯底的等離子體，特別是高能等離子體加上組件表面上化學活性下的腐蝕性等離子體環境更是如此。當腐蝕性氣體(即使沒有等離子體存在)與處理設備表面接觸時，降低設備組件表面上或處理室襯墊表面上的化學活性是一項相當重要的性質。用來制造電子器件和微機電系統(MEMS)的處理室內的處理室襯墊與組件設備通常是由鋁和鋁合金制成。一般需將處理室和組件設備(位于室內)的表面陽極化，以提供一定程度的保護，使不受腐蝕性環境的影響。但是，陽極化膜的整體性可能會因鋁和鋁合金內的雜質而減損，使得其提早出現腐蝕而縮短了保護涂層的壽命。相較于其它陶瓷材料來說，氧化鋁的等離子體抵抗性并不夠好。結果，各種成分的陶瓷涂層已經來取代上述的氧化鋁涂層，在某些情況下，也被用在陽極化膜表面來改善對其下方鋁基材料的保護。氧化釔已被證明可保護因制造半導體器件而暴露在含鹵素等離子體下的鋁及鋁合金表面。已有人使用氧化釔涂層在高純度鋁合金處理室的陽極化表面上，或處理室部件表面上，以產生絕佳的耐腐蝕保護(如，上述Sun等人的美國專利N0.6，777，873)。可在室內壁表面或室內需要高度耐腐蝕性及絕緣性的組件表面上，形成一膜Al2O3或是Al2O3和Y2O3的膜。在示例性的應用中，室基體材料可以是陶瓷材料(A1203、SiO2, ALN等)、鋁或不銹鋼，或其它金屬或金屬合金，其具有噴涂層覆蓋在基體材料上。該膜可以是由周期表中的第II1-B族元素的化合物制成，例如Y203。該膜實質上包含一種由Al2O3和Y2O3組成的復合材料。可使用一種由釔-鋁-石榴石(YAG)構成的噴涂層。此噴涂層的厚度一般在約50 μ m至300 μ m之間。
技術實現思路
已經研發出對使用含鹵素等離子體的半導體處理環境具有高度耐腐蝕性的特色燒結陶瓷材料(specialty sintered ceramic materials)。相較于先前用于半導體處理設備中的燒結陶瓷材料，此特色材料也被改良成具有更佳等離子體抵抗性和調整的機械性質。此特色燒結陶瓷材料的電子性質也被調整,使得材料的電阻率特性(其對等離子體處理室有影響)可滿足關鍵室組件的要求。這些電阻率特性要求之前只有表現出較低等離子體抵抗性的材料才能滿足。本特色材料(其提供等離子體抵抗性、機械性及電阻率的各種組合)非常類似先前半導體處理設備所用的材料。電特性相似的優點之一是不需要改變目前半導體組件制造中常用的處理配方或一般處理條件。本專利技術有興趣的燒結陶瓷材料包含氧化釔系的固溶體。在一個實施例中，改變此燒結的、包含氧化釔陶瓷材料的電阻率。在一個示例性的實施技術中，在氧化釔中加入其它氧化物，然后燒結此混合物。其它氧化物的陽離子價數與Y+3不同，因此可形成Y空缺，導致電阻率下降。這類其它氧化物的實例包含但不限于Ce02、Ti02、Zr02、HfOdP Nb205。在另一個示例性的實施技術中，在氧化釔中加入其它氧化物，然后燒結此混合物。其它氧化物的陽離子價數與Y+3離子相同，但是本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種在用于半導體處理室內的物體表面提供噴涂陶瓷涂層的方法，所述噴涂陶瓷涂層表現出對含鹵素等離子體的抗腐蝕性，并且表現出在1000V下測得的，大約為200℃下最大1011Ω·cm，50℃下最大1014Ω·cm的電阻率，從而降低等離子體在半導體處理室中出現電弧的幾率，其中所述涂層是利用選自下列的技術來噴涂的：火焰噴涂、熱噴涂、和等離子體噴涂，且其中所述涂層包含至少一種含釔固溶體，并且其中所述陶瓷涂層是由至少三種前驅體氧化物形成的，所述至少三種前驅體氧化物包括：含量從約40摩爾％至低于約100摩爾％的氧化釔、含量從約5摩爾％至約50摩爾％的氧化鋯、和含量從約5摩爾％至高達約20摩爾％的氧化鉿。
【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：詹尼弗·Y·孫，賽恩·撒奇，吉姆·德姆普斯特，徐理，肯尼思·S·柯林斯，段仁官，托馬斯·格瑞斯，賀小明，元潔，
申請(專利權)人：應用材料公司，
類型：發明
國別省市：
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