等离子体装置内具有氧化钇包覆层的部件及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种等离子体处理装置内具有氧化钇包覆层的部件，其包括部件本体；氧化钇包覆层，其覆盖部件本体暴露于等离子体的至少部分表面；以及形成于氧化钇包覆层表面的阻挡层，所述阻挡层阻止所述氧化钇包覆层中的氧化钇与含氟等离子体反应。本发明专利技术能够有效避免氧化钇包覆层与含氟等离子体产生氟化钇颗粒污染物。

【技术实现步骤摘要】
等离子体装置内具有氧化钇包覆层的部件及其制造方法
本专利技术涉及半导体加工设备，特别涉及一种等离子体处理装置内具有氧化钇包覆层的部件及其制造方法。
技术介绍
近年来，随着半导体制造工艺的发展，等离子体处理工艺被广泛应用于半导体元器件的制程中。上述制程，如沉积、刻蚀工艺等一般是在等离子体处理装置内进行，然而，在进行等离子体处理工艺时，由于等离子体的轰击性和工艺气体的腐蚀性，也使暴露于高密度高腐蚀性高活性的等离子体环境中的等离子体处理装置内部部件(如等离子体处理腔室的腔壁、气体喷淋头、聚焦环等)被腐蚀。以气体喷淋头为例，现有的气体喷淋头其本体一般为铝，但是铝容易在等离子体环境下被腐蚀，导致其寿命缩短。针对这一问题，现有技术中通过在气体喷淋头本体的外表面覆盖一层抗腐蚀性能力较强的保护层，提高其耐腐蚀性。较常见的，该保护层的材料为氧化钇，其对含氟气体等腐蚀性气体或等离子体的耐腐性较高，可保护气体喷淋头的本体不被侵蚀。与上述中提到的气体喷淋头的抗腐蚀目的类似，氧化钇保护层也喷涂于等离子体处理装置内其他部件的表面。采用氧化钇作为保护层的另一优势在于，虽然氧化钇中的钇原子也可与含氟气体等腐蚀性气体或等离子体反应生成氟化钇，但氟化钇同样具有较好的耐腐蚀性和稳定性，因此即使氧化钇暴露在含氟气体或其等离子体环境下，也表现出稳定的高耐腐蚀性。然而，在实际应用中，由于等离子体处理装置的反应腔室内生成的等离子体密度具有不均匀的特征分布，在等离子体密度较大处，氧化钇保护层中的钇原子与含氟等离子体反应生成的氟化钇较多；相应的在等离子体密度较小处，氧化钇保护层表面生成的氟化钇较少，因此氧化钇保护层表面的氟化钇的生长速度也就不可避免地呈现出不均匀性。随着氟化钇的厚度不断增加，在生长较快的区域可能会发生氟化钇在压力作用下从氧化钇保护层表面剥落的情况，而剥落的氟化钇形成颗粒污染物，会对正在加工的半导体器件(如硅片)造成缺陷，甚至可能造成器件失效。此外，从氧化钇表面溅射出的钇原子也可能会在其他部件表面与含氟等离子体发生反应生成氟化钇并脱落成为颗粒污染物。因此，对于等离子体处理装置中具有氧化钇包覆层的部件来说，如何防止氟化钇颗粒污染就变得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种能够避免其表面所包覆的氧化钇与含氟等离子体反应导致颗粒污染的等离子体处理装置的部件。为达成上述目的，本专利技术提供一种等离子体处理装置内具有氧化钇包覆层的部件，包括：部件本体；氧化钇包覆层，其覆盖所述部件本体暴露于等离子体的至少部分表面；以及形成于所述氧化钇包覆层表面的阻挡层，所述阻挡层阻止所述氧化钇包覆层中的氧化钇与含氟等离子体反应。优选的，所述阻挡层为氟化钇阻挡层或氧化铒阻挡层。优选的，所述阻挡层的厚度为2微米至10微米。优选的，所述阻挡层通过等离子体沉积或热喷涂沉积或凝胶溶胶法沉积而形成。优选的，所述阻挡层通过在所述氧化钇包覆层沉积后接续进行相同的沉积工艺而形成，所述沉积工艺包括等离子体沉积，热喷涂沉积，离子辅助沉积，溅射沉积或物理气相沉积。优选的，所述阻挡层为氟化钇阻挡层，其通过在进行等离子体处理工艺前，在所述等离子体装置的反应腔室内形成含氟等离子体，并由所述含氟等离子体与所述氧化钇包覆层的表面发生反应而形成。优选的，形成所述含氟等离子体的射频功率小于等于1000W，反应腔室气压大于等于100mtorr。优选的，所述部件选自气体喷淋头，气体分配板，等离子体限制环，聚焦环，静电夹盘或等离子体处理装置反应腔室的内壁。根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供了一种制造上述具有氧化钇包覆层的部件的制造方法，其包括如下步骤：步骤S1：制造部件本体；步骤S2：在所述部件本体暴露于等离子体的至少部分表面上沉积氧化钇包覆层；以及步骤S3：在所述氧化钇包覆层表面形成阻挡层，以阻止所述氧化钇包覆层中的氧化钇与含氟等离子体反应。优选的，所述步骤S3包括通过等离子体沉积或热喷涂沉积或凝胶溶胶法沉积阻挡层材料以形成所述阻挡层。优选的，所述步骤S3包括在步骤S2之后接续以相同的沉积工艺形成所述阻挡层，所述沉积工艺包括等离子体沉积或热喷涂沉积或离子辅助沉积或溅射沉积或物理气相沉积阻挡层材料以形成所述阻挡层。优选的，所述阻挡层材料为氟化钇或氧化铒。优选的，所述步骤S3包括在进行等离子体处理工艺前，在所述等离子体装置的反应腔室内形成含氟等离子体，所述含氟等离子体与所述氧化钇包覆层的表面反应生成氧化钇以形成所述阻挡层。优选的，形成所述含氟等离子体的射频功率小于等于1000W，反应腔室气压大于等于100mtorr。优选的，其特征在于，所述部件选自气体喷淋头，气体分配板，等离子体限制环，聚焦环，静电夹盘或等离子体处理装置反应腔室的内壁。本专利技术的有益效果在于通过氧化钇包覆层表面形成一层致密均匀的阻挡层，能够有效避免氧化钇中的钇原子与含氟等离子体发生反应引起颗粒污染。此外，阻挡层也不易被含氟等离子体腐蚀，具有更佳的稳定性。附图说明图1为本专利技术实施例等离子体处理装置的示意图；图2为本专利技术实施例具有氧化钇包覆层的喷淋头的局部剖视图；图3为本专利技术实施例等离子体处理装置内具有氧化钇包覆层的部件制造方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本专利技术的内容作进一步说明。当然本专利技术并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本专利技术的保护范围内。在本专利技术中，具有氧化钇包覆层的部件可用于等离子体处理装置。图1为本实施例中的等离子体处理装置的结构示意图。请参阅图1，等离子体处理装置具有一个反应腔室1，反应腔室1内具有相互平行设置的上电极2和下电极3。通常，上电极配置于反应气体喷淋头4中，下电极配置于静电夹盘5中。在静电夹盘5上放置待要加工的基片W，该基片W可以是待要刻蚀或加工的半导体基片或者待要加工成平板显示器的玻璃平板。静电夹盘5与基片W之间产生静电力使基片被牢牢地吸附在静电夹盘5上，达到固定基片的目的。反应气体从气体源中被输入至反应腔室1内，一个或多个射频电源可以被单独地施加在下电极上或同时被分别地施加在上电极与下电极上，用以将射频功率输送到下电极上或上电极与下电极上，从而在反应腔室内部产生大的射频电场，此射频电场对少量存在于反应腔室内部的电子进行加速，使之与输入的反应气体的气体分子碰撞。这些碰撞导致反应气体的离子化和等离子体的激发，从而在反应腔室内产生等离子体。此外，等离子体处理装置内基片W周围还设置有聚焦环6，用以在基片周围提供一个相对封闭的环境，约束等离子体以改善基片表面上的等离子体的均一性。此外，静电夹盘5两侧还可设置等离子体限制环7，其用于将等离子体约束在支撑区域内，通过接地器件8将等离子体限制环接地。在等离子体处理装置腔室的合适位置处设置有排气区域，排气区域与外置的排气装置(图中未示)相连接，用以在处理过程中将用过的反应气体及副产品气体抽出腔室。应该理解，本专利技术中的等离子体处理装置可以为各种类型的通用的等离子体处理装置，图1所示仅仅是示例性的，其可以包括更少或更多的组成元件，或该组成元件的安排可能与图中所示相同或不同。如前所述，具有氧化钇包覆层的部件用于等离子体处理装置，其可以是等离子体处理装置中的各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体处理装置内具有氧化钇包覆层的部件，其特征在于，包括：部件本体；氧化钇包覆层，其覆盖所述部件本体暴露于等离子体的至少部分表面；以及形成于所述氧化钇包覆层表面的阻挡层，所述阻挡层阻止所述氧化钇包覆层中的氧化钇与含氟等离子体反应。

【技术特征摘要】
1.一种等离子体处理装置内具有氧化钇包覆层的部件，其特征在于，包括：部件本体；氧化钇包覆层，其覆盖所述部件本体暴露于等离子体的至少部分表面；以及形成于所述氧化钇包覆层表面的氟化钇阻挡层，所述氟化钇阻挡层阻止所述氧化钇包覆层中的氧化钇与含氟等离子体反应，其中所述氟化钇阻挡层通过在进行等离子体处理工艺前，在所述等离子体处理装置的反应腔室内形成含氟等离子体，并由所述含氟等离子体与所述氧化钇包覆层的表面发生反应而形成。2.根据权利要求1所述的具有氧化钇包覆层的部件，其特征在于，所述氟化钇阻挡层的厚度为2微米至10微米。3.根据权利要求1所述的具有氧化钇包覆层的部件，其特征在于，形成所述含氟等离子体的射频功率小于等于1000W，反应腔室气压大于等于100mtorr。4.根据权利要求1所述的具有氧化钇包覆层的部件，其特征在于，所述部件选自气体喷淋头，气体分配板，等离子体限制环，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺小明，倪图强，苏兴才，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31