具有保护涂层的制品制造技术

本技术的各种实施例可以提供由陶瓷材料形成的制品。该制品还可以包括覆盖在制品的一个或多个表面上的保护涂层。保护涂层可以包括含铝和镁的第一层以及含氧化铝或者氧化铝和氧化镁的第二层。氧化镁的第二层。氧化镁的第二层。

【技术实现步骤摘要】
具有保护涂层的制品


[0001]本公开总体涉及用于具有保护涂层的制品的方法和设备。更具体地，本公开涉及用于半导体制造设备中的具有保护涂层的静电卡盘加热器。

技术介绍

[0002]半导体制造中使用的静电卡盘(ESC)加热器可以由陶瓷材料形成，例如氮化铝(AlN),因为其具有高导热性和功率耗散极限。然而，陶瓷材料可能易于在ESC加热器上沾污和/或不均匀沉积，这可能导致ESC加热器的性能问题(例如不均匀加热)。因此，防止上述问题的保护涂层可能是理想的。氧化铝(例如Al2O3)是保护涂层的良好候选材料，因为它具有优异的介电性能，是化学中性的，并且具有良好的摩擦特性。然而，在氮化铝衬底上形成氧化铝膜存在挑战。

技术实现思路

[0003]本技术的各种实施例可以提供由陶瓷材料形成的制品。该制品还可以包括覆盖在制品的一个或多个表面上的保护涂层。保护涂层可包括含铝和镁的第一层和含氧化铝或者氧化铝和氧化镁的第二层。
[0004]根据一方面，一种设备包括：由氮化铝形成的制品，该制品包括第一表面和第二表面；以及覆盖至少第一表面的保护涂层，该保护涂层包括：包含铝和镁的第一层；以及包含氧化铝的第二层。
[0005]在一实施例中，第二层还包括氧化镁。
[0006]在一实施例中，第二层中的氧化镁与氧化铝的比例为200:10。
[0007]在一实施例中，第一层中的镁的浓度在1
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500ppm的范围内。
[0008]在一实施例中，第一层直接与制品相接。
[0009]在一实施例中，保护涂层的厚度在130nm至170nm的范围内。
[0010]在一实施例中，第一层的厚度在10nm至50nm的范围内。
[0011]在一实施例中，第二层的厚度在50nm至170nm的范围内，并且包括直径在30nm至40nm范围内的纳米晶体。
[0012]在一实施例中，保护涂层具有第一热膨胀系数(CTE),制品具有第二CTE；其中第一CTE与第二CTE相差25
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50％的范围。
[0013]根据另一方面，一种静电卡盘包括：包含氮化铝的制品，该制品包括面朝上的第一表面和相对的第二表面；覆盖第一表面的保护涂层，该保护涂层包括：包含铝和镁的第一层；以及包含氧化铝的第二层；嵌入在制品内的多个电极；以及嵌入制品内的多个加热元件。
[0014]在一实施例中，第二层还包含氧化镁，并且其中第二层中的氧化镁与氧化铝的比例为200:10。
[0015]在一实施例中，第一层中的镁的浓度在1
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500ppm的范围内。
[0016]在一实施例中，保护涂层的厚度在130nm至170nm的范围内。
[0017]在一实施例中，第一层具有在10nm至50nm范围内的第一厚度，并且其中第二层具有在50nm至170nm范围内的第二厚度。
[0018]在一实施例中，第二层包括直径在30nm至40nm范围内的纳米晶体。
[0019]根据又一方面，一种系统包括：反应器，包括：基座，其配置为保持晶片并且由陶瓷材料形成，该基座包括：面朝上的第一表面和相对的第二表面；覆盖第一表面的保护涂层，该保护涂层包括：包含铝和镁的第一层；以及包含氧化铝的覆盖第一层的第二层；设置在基座上方的喷淋头组件；以及源容器，其耦合到反应器并且配置为包含化学物质。
[0020]在一实施例中，保护涂层的厚度在130nm至170nm的范围内。
[0021]在一实施例中，第二层还包括氧化镁。
[0022]在一实施例中，制品包括静电卡盘，该静电卡盘包括由氮化铝形成的主体和嵌入主体内的多个电极。
[0023]在一实施例中，第二层包括直径在30nm至40nm范围内的多晶纳米晶体。
附图说明
[0024]下面参照某些实施例的附图描述这里公开的本专利技术的这些和其他特征、方面和优点，这些实施例旨在说明而不是限制本专利技术。
[0025]图1代表性地示出了根据本技术实施例的设备；
[0026]图2是示出根据本技术实施例的磁控管功率和镁浓度之间的关系的曲线图；
[0027]图3是根据本技术实施例的保护涂层的俯视图的图像；
[0028]图4代表性地示出了根据本技术实施例的设备；
[0029]图5代表性地示出了根据本技术实施例的设备；
[0030]图6代表性地示出了根据本技术的实施例的设备；以及
[0031]图7是根据本技术实施例的系统的框图。
[0032]应当理解，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并不一定是按比例绘制的。例如，图中一些元件的相对尺寸可能相对于其他元件被夸大，以帮助提高对本公开的所示实施例的理解。
具体实施方式
[0033]现在将参考附图，其中相同的附图标记表示本主题公开的相似的结构特征或方面。
[0034]下面提供的示例性实施例的描述仅仅是示例性的，并且仅是为了说明的目的；以下描述不旨在限制本公开或权利要求的范围。此外，对具有所述特征的多个实施例的叙述并不旨在排除具有附加特征的其他实施例或者包含所述特征的不同组合的其他实施例。
[0035]本公开涉及用于具有保护涂层的衬底的方法和设备。更具体地，本公开涉及用于半导体制造设备中的具有保护涂层的静电卡盘加热器。
[0036]如本文所用，制品可以指具有可在其上沉积材料的表面的任何材料。制品可以包括用于处理晶片的静电卡盘加热器。在其他情况下，制品可以包括任何合适的工件，例如升降销、垫圈等。
[0037]此外，在本公开中，变量的任何两个数字可以构成该变量的可行范围，并且所指示的任何范围可以包括或不包括端点。此外，所指出的变量的任何值(不管它们是否用“约”表示)可以指精确值或近似值，并且包括等同物，并且可以指平均值、中间值、代表性值、多数值等。此外，在本公开中，术语“包括”、“由...构成”和“具有”在一些实施例中独立地指“通常或广义地包括”、“包含”、“基本由...组成”或“由...组成”。在本公开中，任何定义的含义在一些实施例中不一定排除普通和习惯的含义。
[0038]在各种实施例中，参考图1和4
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6，设备100可以包括具有第一表面和第二表面的制品105，其中第二表面与第一表面相对。制品105可以由陶瓷材料(例如氮化铝(AlN))形成或者包括该陶瓷材料。
[0039]在各种实施例中，设备100可以是配置成支撑晶片715的基座705(图7)。在一些实施例中，基座705可以是静电卡盘加热器，用于使用电力保持或夹紧晶片715。在这样的实施例中，静电卡盘加热器可以包括多个电极125以形成电场。在这种情况下，制品105可以还包括嵌入制品105内的加热元件130和温度传感器(例如热电偶)(未示出)。加热元件130可以形成任何合适的图案。温度传感器可以位于衬底边缘、制品105的中间和/或中心附近。
[0040]在各种实施例中，设备100可以还包括覆盖在制品105的第一表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备，包括：由氮化铝形成的制品，该制品包括第一表面和第二表面；以及覆盖至少第一表面的保护涂层，该保护涂层包括：包含铝和镁的第一层；以及包含氧化铝的第二层。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二层还包含氧化镁。3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第二层中的氧化镁与氧化铝的比例为200:10。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一层中的镁的浓度在1
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500ppm的范围内。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一层直接与所述制品相接。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述保护涂层的厚度在130nm至170nm的范围内。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一层的厚度在10nm至50nm的范围内。8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二层的厚度在50nm至170nm的范围内，并且包括直径在30nm至40nm范围内的纳米晶体。9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述保护涂层具有第一热膨胀系数(CTE),并且所述制品具有第二CTE；其中第一CTE与第二CTE相差25
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50％的范围。10.一种静电卡盘，包括：包括氮化铝的制品，该制品包括面朝上的第一表面和相对的第二表面；覆盖第一表面的保护涂层，该保护涂层包括：包含铝和镁的第一层；以及包含氧化铝的第二层；嵌入制品内的多个电极；以及嵌入制品内的多个加热元件。11.根据权利要求10所述的静电卡盘，其中，所述第二层还...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：ASMIP私人控股有限公司，
类型：发明
国别省市：