[发明专利]具有陶瓷涂层的经热处理陶瓷基板及用于经涂布陶瓷的热处理方法

说明书

技术领域

本发明的具体实施例一般与用以热处理经涂布陶瓷物品的热处理工艺有关。

背景技术

在半导体工业中，通过可产生尺寸越发减少的结构的数种制造工艺来制造元 件。某些制造工艺(例如等离子体蚀刻与等离子体清洁工艺)使基板暴露至高速等 离子体流，以蚀刻或清洁基板。等离子体为高度腐蚀性，且会腐蚀暴露于等离子体 的处理腔室以及其他表面。此腐蚀会产生粒子，粒子常会污染正在被处理的基板， 导致元件缺陷。

随着元件几何尺寸的缩减，对缺陷的敏感度会增加，且对于粒子污染的需求 变得更臻严格。因此，当元件的几何尺寸缩减时，可允许的粒子污染程度则会降低。 为了使等离子体蚀刻及/或等离子体清洁工艺所产生的粒子污染达到最低，已开发 出可抵抗等离子体的腔室材料。这类抗等离子体材料的实例包括含有Al₂O₃、AlN、 SiC、Y₂O₃、石英与ZrO₂的陶瓷。然而，对于某些应用而言，这些陶瓷材料的抗等 离子体特性是不够的。举例而言，在使用于阈值尺寸为45纳米或32纳米的半导体 元件的等离子体蚀刻工艺中时，利用传统陶瓷制造工艺所制造的抗等离子体陶瓷盖 板及/或喷嘴会产生无法接受的粒子污染程度。此外，当这类抗等离子体陶瓷被使 用作为陶瓷涂层时，这些涂层会产生较高的粒子污染程度，且会因分层剥落 (delamination)而故障。

发明内容

在一具体实施例中，提供了一种具有陶瓷基板与陶瓷涂层的陶瓷物品，该陶 瓷涂层具有初始孔隙度与初始裂缝量。该陶瓷物品被以约每分钟0.1℃至约每分 钟20℃的升降温速率加热至介于约1000℃与约1800℃间的温度范围。以该 温度范围内的一或多个温度热处理该陶瓷物品达约24小时的历时。接着以该升降 温速率来冷却该陶瓷物品，其中在热处理之后，该陶瓷涂层具有降低的孔隙度与降 低的裂缝量。

附图说明

在如附图中是藉例示而非限制来说明本发明，在附图中相同的元件符号是代 表相似的元件。应注意在本文中当述及“一”或“一个”具体实施例时，并不一定 是指相同的具体实施例，这类叙述是代表“至少一个”。

图1A说明了根据本发明的一实施例的制造系统的例示架构；

图1B说明了根据本发明的一实施例的用于热处理陶瓷物品的一种工艺；

图2A为根据本发明实施例的在利用热处理处理陶瓷涂层之前以及在利用热 处理处理陶瓷涂层之后的陶瓷涂层表面的显微照片；

图2B为根据本发明实施例的在利用热处理处理陶瓷涂层之前以及在各种温 度和处理历时下利用热处理处理陶瓷涂层之后的陶瓷涂层表面在4,000倍放大倍率 下的其他显微照片；

图2C为根据本发明具体实施例的在利用热处理处理陶瓷涂层之前以及在各 种温度和处理历时下利用热处理处理陶瓷涂层之后的陶瓷涂层表面在20,000倍放 大倍率下的其他显微照片；

图2D为根据本发明实施例的在陶瓷涂层经处理之前以及在陶瓷涂层经处理 之后的陶瓷涂层表面在10,000倍放大倍率下的其他显微照片；

图3A为显示根据本发明的一实施例的在热处理前后的陶瓷物品的截面侧视 图的显微照片；

图3B为显示根据本发明实施例的在不同温度与不同历时下进行热处理前后 的陶瓷物品在4,000倍放大倍率下的截面侧视图的显微照片；

图3C为显示根据本发明实施例的在热处理前后的陶瓷物品在20,000倍放大 倍率下的截面侧视图的显微照片；

图3D说明根据本发明的一实施例的在热处理前后的HPM陶瓷复合涂层的相 态组成比较。

具体实施方式