[发明专利]一种应用于半导体行业的直接写入等离子喷涂技术

说明书

本发明涉及一种应用于半导体行业的直接写入等离子喷涂技术。针对半导体中有涂层的零件，用直接写入等离子喷涂技术在涂层上写入传感器，通过传感器来监测涂层质量的变化，做到在涂层达到寿命极限前来更零件涂层。所诉方法包括，(1)根据半导体零件的需要，涂层功能性的涂层；(2)在该涂层上方，喷涂小面积的其他涂层，该涂层需在某一性能与第一层的功能性涂层有明显的区别，该涂层不能用半导体行业敏感金属涂层；(3)在第二层涂层上方，喷涂与第一层涂层相同材料的涂层，该涂层的厚度比第一层涂层略小；(4)在涂层上方喷涂无线电，用以连接外部监测设备。

技术领域

本发明涉及一种在半导体行业应用的直接写入等离子喷涂技术。

背景技术

随着半导体行业的迅猛发展，半导体器件尺寸的减少，硅晶圆尺寸的增加，等离子体刻蚀技术在半导体器件的制备过程中得到越来越广泛的应用。等离子体刻蚀的刻蚀气体常用CF₄、SF₆、NF₃、Cl₂等气体，在等离子体采用干刻蚀过程中，这些刻蚀气体在对半导体零部件进行刻蚀的同时，也会对刻蚀腔内的铝及铝合金等关键零部件产生腐蚀作用。目前，在半导体行业中，为了防止零件被腐蚀，通常在零件外做一层Al₂O₃、Y₂O₃等涂层，但是涂层都是有一定寿命的，当涂层达到寿命极限时，就需要更换零件，不但导致频繁地更换、维护关键零部件，若不能及时更换零件，严重时还会影响到硅晶圆，甚至会导致刻蚀工艺腔的失效和器件的破坏。

随着等离子喷涂技术的发展，人们只是想不断地提高刻蚀腔内的关键零部件的耐腐蚀性或耐磨性，研发耐蚀性和耐磨性更强的涂层。但是无论多么耐腐蚀的涂层都有一定的寿命，当其达到寿命终点时，如果发现不及时，还是会影响其他零部件，会带来不可预见的破坏。

传统的等离子喷涂只是大面积地喷涂具有不同功能性的材料，使得涂层具有一定的作用。然而在很多设备中，尤其是金属内部和电阻器的结构模式都要求是设备级的性能。这些结构模式或者是通过综合性的添加和去除的方式或者通过综合性的添加制造而形成的，前者是电子行业很容易建立的方法，而后者就是所谓的“直接写入”，直接写入就是制造材料模式时添加计算机辅助功能，直接写入方式包括很多新颖的电子和传感器应用。直接写入等离子喷涂是一种新型的制造技术，是利用在基体上沉积不同的电子涂层材料，通过多层的电子膜直接写入制造。直接写入等离子喷涂技术可以在不同的基体材料上喷涂不同的电子/传感器涂层并且能够保证几何形状。直接写入等离子喷涂技术适用于要求基体温度小于200℃，没有其他后处理的设备零件，直接写入等离子喷涂自然而然地用不同的材料涂层建立多层设备，尤其适用于电子和传感器的应用。

本文采用直接写入等离子喷涂技术，将“传感器”喷涂到零件的涂层上，可以通过传感器来监测刻蚀腔内零部件被腐蚀或被磨损的情况，在零件破损前提前“报警”，停止工作，这样不仅可以观测到零件的使用情况，还可以避免了其他核心部件如晶圆被影响的现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是利用直接写入等离子喷涂制造“传感器”来监测半导体零部件的涂层寿命，在涂层寿命达到极限前，发出“报警”提示，使得相关人员能够提前更换零件，防止因为涂层破坏而影响其他零部件的寿命。

为达到上述技术目的，采用的技术方案是：

本发明的有益效果是：

1)可以监测到零件涂层的变化，做到在达到涂层寿命前更换零件涂层；

2)利用不同材料的性能特点来制造不同类型的传感器；

3)生产制造效率高，生产成本低，生产环境不受限制。

附图说明

图1是用直接写入等离子喷涂技术制造传感器的示意图。

图2是在硅环上构建的电阻传感器示意图。