[发明专利]基材处理腔室的构件的局部表面退火

说明书

技术领域

本发明的实施例是有关于用于基材处理腔室的构件。

背景技术

基材处理腔室是用以在激化的制程气体中处理一基材(例如半导体晶片或显示器)。处理腔室典型地包含一围壁，围壁是包围住气体所被导入且被激化的制程区块。腔室可以被用以藉由化学或物理气相沉积而沉积材料在基材上、自基材蚀刻材料、植入材料于基材上、或转换基材层次(例如藉由氧化层次或形成氮化物)。腔室典型地包括许多内部腔室构件，例如基材支撑件、气体散布器、气体激化器(gas energizer)、与不同型式的衬里与屏蔽。例如，衬里与屏蔽可以为围绕住基材的圆柱形组件，以做为集聚环(focus ring)以导引与容纳基材附近的等离子、避免沉积在基材下方的构件或部分的沉积环、基材屏蔽、与腔室壁衬里。

陶瓷材料常常被用来形成内部腔室构件，特别是暴露至激化气体或等离子的构件，因此会处于高温与腐蚀。陶瓷材料(例如氧化铝与氧化硅)为结晶体，而氧化硅玻璃不具有长程次序。陶瓷材料典型地会对激化气体造成的腐蚀呈现良好阻抗性，因此其不需要如同金属合金时常被更换。陶瓷构件也可以减少腔室内的微粒产生，其中该些微粒是导因自构件的腐蚀。陶瓷构件也可以忍受高温而不会热裂解。石英构件对于会腐蚀其它材料的等离子(例如包含氟物种的等离子)尤其是有用的。

然而，陶瓷材料会造成易脆失能模式，且常常在腔室内使用中或在操纵构件的更换或清洁时破裂或缺口。非结晶与微结晶材料尤其是容易经由裂缝传播而造成易脆失能。在非结晶材料中(例如玻璃)，表面微裂缝(microcrack)会以原子次序传播，这是因为玻璃具有短程次序，而不具有任何长程次序。微结晶材料(例如石英)具有晶粒，该些晶粒具有表面，该表面具有通过单一晶粒的晶粒内微裂缝、在晶粒周围且沿着晶粒边界延伸的晶粒间微裂缝、以及切割横越邻近晶粒的晶粒横越微裂缝。当然，在石英的微结晶晶粒周围延伸的晶粒间微裂缝大致上为对于裂缝成长是最有害的，且常常导致构件的缺口与裂缝。

因此，具有由微结晶或非结晶陶瓷材料的陶瓷构件是所希望的，其中该陶瓷材料是呈现减少的缺口与裂缝。制造在使用期间是低失能率的这样的陶瓷构件也是进一步所希望的。陶瓷构件能够忍受腔室内激化气体环境而不会过度腐蚀或热裂解也是所希望的。

发明内容

一种基材处理腔室构件具有一结构性本体，该结构性本体具有局部表面区域，该些局部表面区域具有经退火的微裂缝。该些经退火的微裂缝可以减少裂缝成长与增加碎裂阻抗性。该构件的结构性本体被形成，且一激光束被导引至该构件的局部表面区域上而持续足够时间以退火该些表面微裂缝。这将会强化材料且增加构件的寿命。适当的激光包括有CO₂与氩激光。该结构性本体可以由结晶陶瓷、玻璃、或玻璃-陶瓷材料所制成，例如该本体可以为由石英所制成的环。

附图说明

本发明的特征、态样与优点由以上叙述、随附权利要求及附图能够更加以了解，其中附图是绘示出本发明的实例。然而，必须了解的是，每一特征大致上能被使用在本发明中，不是仅有在特定图式中，并且本发明包括这些特征的组合，其中：

图1A为一由玻璃所制成的腔室构件的截面图，其显示出在玻璃表面中的微裂缝；

图1B为图1A的腔室构件被局部地激光处理以退火表面微裂缝之后的截面图；

图1C为一由石英所制成的腔室构件的截面图，其显示出沿着石英的晶粒与晶粒边界区域的微裂缝；

图1D为图1C的腔室构件被局部地激光处理以退火表面微裂缝之后的截面图；

图2为具有经激光处理的表面的石英环的截面图；

图3A与图3B分别为具有表面微裂缝的石英表面在激光处理之前与之后的光学显微图像；

图4为适用于腔室构件的局部表面退火的一激光退火设备示意图；

图5为使用图2的环的一基材处理腔室示意图；以及

图6为图5腔室中的支撑件组件的部分截面图，其中该支撑件组件是使用图2的环。

主要组件符号说明

20   构件          24   本体

25   环            26   表面

28   微裂缝        29   晶粒

30   内部侧壁      31   边界

34   内部轴        36   边缘

45   介电质        50   激光

54   来源          55   电源供应器