耐腐蚀涂层制备方法、半导体零部件和等离子体反应装置制造方法及图纸

一种耐腐蚀涂层制备方法、半导体零部件和等离子体反应装置，其中方法包括：提供零部件本体，零部件本体至少包括不共面的第一待涂面和第二待涂面；在第一待涂面上形成致密的耐腐蚀涂层，同时在第二待涂面形成疏松的耐腐蚀涂层；对零部件本体进行清洁处理，去除疏松的耐腐蚀涂层，暴露出所述第二待涂面；在第二待涂面上形成致密的耐腐蚀涂层，同时在第一待涂面形成疏松的耐腐蚀涂层；对零部件本体进行清洁处理，去除疏松的耐腐蚀涂层。本发明专利技术提供的方法得到的零部件本体表面形成的涂层都具有致密的结构，减少涂层在等离子体轰击下脱落形成颗粒的风险。颗粒的风险。颗粒的风险。

【技术实现步骤摘要】
耐腐蚀涂层制备方法、半导体零部件和等离子体反应装置


[0001]本专利技术涉及半导体加工
，尤其涉及一种耐腐蚀涂层制备方法、半导体零部件和等离子体反应装置。

技术介绍

[0002]在典型的等离子体刻蚀工艺中，工艺气体(如CF4、O2等)在射频(Radio Frequency，RF)激励作用下形成等离子体。这些等离子体在经过上电极和下电极之间的电场(电容耦合或者电感耦合)作用后与晶圆表面发生物理轰击作用及化学反应，从而将晶圆刻蚀出具有特定的结构，完成刻蚀工序。
[0003]对于处在刻蚀腔体内的工件而言，通常会涂覆一些耐等离子体腐蚀的涂层(例如，Y2O3涂层)以保护工件不被腐蚀。涂层与工件的结合力越强，工件在刻蚀腔体中耐腐蚀性能越稳定。对于具有平面工件而言，在涂覆涂层的过程中，涂层粒子与工件以法相轰击形成涂层，具有良好的结合力；而对于同时具有平面和台阶的工件而言，涂层粒子偏离法相方向轰击台阶侧壁，形成的涂层与工件结合力较弱。在刻蚀腔体中，侧壁上的涂层在高强度等离子体的作用下，可能首先发生脱落，形成微小颗粒造成污染，造成刻蚀良率下降。
[0004]如何在具有台阶的工件上有效涂覆高致密的涂层，降低涂层脱落风险，对提升刻蚀腔体环境稳定性，提高工件服役寿命，提升半导体刻蚀良率，将具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一个目的在于提供在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法，以解决半导体零部件表面涂层在等离子环境中易脱落的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供的技术方案为：一种在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法，包括：
[0007]提供一零部件本体，所述零部件本体至少包括不共面的第一待涂面和第二待涂面；
[0008]在所述第一待涂面上形成致密的耐腐蚀涂层，同时在第二待涂面形成疏松的耐腐蚀涂层；
[0009]对所述零部件本体进行清洁处理，去除所述第二待涂面上疏松的耐腐蚀涂层，暴露出所述第二待涂面；
[0010]在所述第二待涂面上形成致密的耐腐蚀涂层，同时在第一待涂面形成疏松的耐腐蚀涂层；
[0011]对所述零部件本体进行清洁处理，去除所述第一待涂面上疏松的耐腐蚀涂层。
[0012]本专利技术提供的方法通过旋转零部件本体和去除疏松耐腐蚀涂层，能够在零部件本体的多个面上制得致密耐腐蚀涂层，得到的致密耐腐蚀涂层与其接触面的结合力强，不易脱落。
[0013]可选的，所述耐腐蚀涂层的形成工艺为物理气相沉积法，具体包括：
[0014]提供一靶材，激发所述靶材形成分子流；
[0015]使所述零部件本体的第一待涂面与所述靶材相对设置，所述分子流在所述第一待涂面形成致密的耐腐蚀涂层，同时所述第二待涂面沉积形成疏松的耐腐蚀涂层；
[0016]对所述零部件本体进行清洁处理，去除所述第二待涂面上疏松的耐腐蚀涂层，暴露出所述第二待涂面；
[0017]在所述第一待涂面形成致密的耐腐蚀涂层之后，使所述第二待涂面与所述靶材相对设置，所述分子流在所述第二待涂面沉积形成致密的耐腐蚀涂层，同时在所述第一待涂面上沉积形成疏松的耐腐蚀涂层；
[0018]对所述零部件本体进行清洁处理，去除所述第一待涂面上疏松的耐腐蚀涂层。
[0019]本专利技术利用物理气相沉积法制备耐腐蚀涂层，通过旋转零部件本体，调整零部件本体各个面与靶材的分子流运动方向相对设置，并通过清洁处理去除疏松耐腐蚀涂层，得到的零部件本体的多个面都可以覆有致密的耐腐蚀涂层。
[0020]可选的，所述分子流通过增强源输送至所述零部件本体的表面。通过增强源可以增强靶材激发的分子流能量。
[0021]可选的，所述增强源包括等离子体增强源、离子束增强源、微波增强源或射频等离子体源中的至少一种。
[0022]可选的，所述清洁处理为化学清洗。
[0023]可选的，所述化学清洗使用的化学溶液包括酸溶液，所述酸溶液包括盐酸、硫酸、硝酸或高氯酸中的至少一种。这些酸溶液能够去除疏松的耐腐蚀涂层，疏松的耐腐蚀涂层由于其疏松的结构，因此不耐酸溶液腐蚀，进而可以通过酸溶液腐蚀清洗去除。
[0024]可选的，所述化学清洗使用的化学溶液的体积浓度范围为1:1～1:1000。该范围浓度内的化学溶液能够有效溶液疏松耐腐蚀涂层。
[0025]可选的，所述化学清洗时间为1秒～1小时。该范围时间能够有效清除疏松耐腐蚀涂层，并且不会腐蚀致密耐腐蚀涂层。
[0026]可选的，所述化学清洗过程通过辅助方式调控清洗速度，所述辅助方式包括加热或超声中的至少一种。
[0027]可选的，所述致密的耐腐蚀涂层的致密度为：95％～100％。
[0028]相应的，本专利技术还提供一种半导体零部件，包括零部件本体，所述零部件本体至少包括不共面的第一待涂面和第二待涂面，所述第一待涂面和第二待涂面具有上述方法制备的致密的耐腐蚀涂层。
[0029]可选的，所述第一待涂面与第二待涂面之间45
°
～135
°
。
[0030]可选的，所述致密的耐腐蚀涂层的生长方向与零部件本体表面的法线方向平行，并且与零部件本体的结合力强，在等离子体轰击下不易脱落；所述耐腐蚀涂层在所述待涂面之间的交界处具有连续的致密结构，相比于喷砂去除疏松耐腐蚀涂层的方法，上述化学清洗的方法能够避免耐腐蚀涂层交界面处在砂砾随机方向的轰击作用下呈现的锯齿状结构，通过化学清洗选择性地将不同表面中结构疏松的耐腐蚀涂层去除，保留结构致密的耐腐蚀涂层，并使得交界面处耐腐蚀涂层结构连续过渡。
[0031]可选的，所述致密的耐腐蚀涂层包括稀土元素，所述稀土元素为Y、Sc、La、Ce、Pr、Nd、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu中的至少一种。
[0032]可选的，所述致密的耐腐蚀涂层为稀土元素的氧化物、氟化物或氟氧化物中的至少一种。
[0033]上述稀土元素及其化合物得到的涂层具有抗等离子体腐蚀的特性。
[0034]可选的，所述致密的耐腐蚀涂层的致密度为95％～100％。该致密度范围内的涂层能够有效抵御等离子体的腐蚀。
[0035]相应的，本专利技术还提供一种等离子体反应装置，包括：反应腔，其内为等离子体环境；
[0036]上述的半导体零部件，设于所述反应腔内，暴露于等离子体环境中。
[0037]这种等离子体反应装置内部的半导体零部件表面具有致密的耐腐蚀涂层，能够保护半导体零部件不受等离子体的腐蚀，并且在等离子体的轰击下不易脱落，降低了反应腔内的颗粒污染的风险。
[0038]可选的，所述等离子体包括含F等离子体、含Cl等离子体或含O等离子体中的至少一种。
[0039]可选的，所述等离子体反应装置为等离子体刻蚀装置或者等离子体清洗装置。
[0040]可选的，所述等离子体刻蚀装置为电感耦合等离子体反应装置，所述半导体零部件包括静电吸盘、覆盖环、内衬套或限制环中的至少一种。
[0041]进一步地，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法，其特征在于，包括：提供一零部件本体，所述零部件本体至少包括不共面的第一待涂面和第二待涂面；在所述第一待涂面上形成致密的耐腐蚀涂层，同时在第二待涂面形成疏松的耐腐蚀涂层；对所述零部件本体进行清洁处理，去除所述第二待涂面上疏松的耐腐蚀涂层，暴露出所述第二待涂面；在所述第二待涂面上形成致密的耐腐蚀涂层，同时在第一待涂面形成疏松的耐腐蚀涂层；对所述零部件本体进行清洁处理，去除所述第一待涂面上疏松的耐腐蚀涂层。2.根据权利要求1所述的一种在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法，其特征在于，所述耐腐蚀涂层的形成工艺为物理气相沉积法，具体包括：提供一靶材，激发所述靶材形成分子流；使所述零部件本体的第一待涂面与所述靶材相对设置，所述分子流在所述第一待涂面形成致密的耐腐蚀涂层，同时所述第二待涂面沉积形成疏松的耐腐蚀涂层；对所述零部件本体进行清洁处理，去除所述第二待涂面上疏松的耐腐蚀涂层，暴露出所述第二待涂面；在所述第一待涂面形成致密的耐腐蚀涂层之后，使所述第二待涂面与所述靶材相对设置，所述分子流在所述第二待涂面沉积形成致密的耐腐蚀涂层，同时在所述第一待涂面上沉积形成疏松的耐腐蚀涂层；对所述零部件本体进行清洁处理，去除所述第一待涂面上疏松的耐腐蚀涂层。3.根据权利要求2所述的一种在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法，其特征在于，所述分子流通过增强源输送至所述零部件本体的表面。4.根据权利要求3所述的一种在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法，其特征在于，所述增强源包括等离子体增强源、离子束增强源、微波增强源或射频增强源中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法，其特征在于，所述清洁处理为化学清洗。6.根据权利要求5所述的一种在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法，其特征在于，所述化学清洗使用的化学溶液包括酸溶液，所述酸溶液包括盐酸、硫酸、硝酸或高氯酸中的至少一种。7.根据权利要求5所述的一种在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法，其特征在于，所述化学清洗使用的化学溶液的体积浓度范围为1:1～1:1000。8.根据权利要求5所述的一种在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法，其特征在于，所述化学清洗时间为1秒～1小时。9.根据权利要求5所述的一种在零部件本体表面形成耐腐蚀涂层的方法，其特征在于，所述化学清洗过程通过辅助方式调控清洗速度，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：段蛟，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：