[发明专利]形成耐等离子体涂层的方法、零部件和等离子体处理装置

说明书

一种在零部件上形成耐等离子体涂层的方法、零部件和处理装置，方法包括：提供零部件；对所述零部件进行加热；提供涂覆材料源，所述涂覆材料源包含有机基团、氧原子和金属原子，或者涂覆材料源包含有机基团、氧原子、金属原子和氟原子；向零部件表面输送气态的涂覆材料源，所述涂覆材料源在零部件表面因受热发生化学反应形成耐等离子体涂层，所述耐等离子体涂层包括具有稳定相的面心立方结构的钇基多元金属氧化物或钇基氧氟化物。包含所述耐等离子体涂层的零部件用在等离子体刻蚀腔体中，能降低涂层被等离子体腐蚀。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种零部件上形成耐等离子体涂层的方法、零部件和等离子体处理装置。

背景技术

等离子体蚀刻工艺在集成电路领域发挥了关键作用。对处于等离子体刻蚀腔室内恶劣腐蚀环境下的部件来说，需要具有相当高的耐等离子体腐蚀性。为此，有专利提出用氧化钇或氟化钇耐等离子体涂层对等离子体刻蚀腔室内部部件表面涂覆以保护工件，产生了良好的耐等离子体腐蚀的效果。但是随着半导体高端制程(10nm以下)的不断进步，等离子体刻蚀制程中使用F/O等离子体的比例不断提高，等离子体刻蚀性能不断加强，同时就要求与等离子体接触的部件具有：1、更高的表面致密性，能同时耐CF₄和/或O₂等离子体腐蚀，并且材料结构尽量不发生改变，保持腔体刻蚀环境的稳定性。2、更短的表面初始化时间，更长的服役寿命以降低腔体维护成本。

针对上述需求，氧化钇与氟化钇的保护作用有限，无法进一步满足实际需求，那么如何提供一种能同时耐CF₄和/或O₂等离子体腐蚀，服役寿命长，且表面致密性高，能保持腔体刻蚀环境的稳定性的耐等离子体涂层材料，成为进一步提高等离子体刻蚀性能的重要发展方向。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种在零部件上形成耐等离子体涂层的方法、零部件和等离子体处理装置，以降低耐等离子体涂层被等离子体腐蚀，提高等离子体刻蚀环境的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种在零部件上形成耐等离子体涂层的方法，包括：提供零部件；对所述零部件进行加热；提供涂覆材料源，所述涂覆材料源包含有机基团、氧原子和金属原子，或者所述涂覆材料源还包含氟原子；向零部件表面输送涂覆材料源，所述涂覆材料源在零部件表面因受热发生化学反应形成耐等离子体涂层，所述耐等离子体涂层包括具有稳定相的面心立方结构的钇基多元金属氧化物或钇基氧氟化物。

可选的，所述金属原子为钇原子，所述涂覆材料源包含氟原子，所形成的耐等离子体涂层包括钇基氧氟化合物，所述钇基氧氟化合物为钇氧氟化合物。

可选的，所述涂覆材料源仅为一种材料，所述涂覆材料源包括：2,2,2-三氟乙酸钇(III)、六氟乙酰丙酮化钇(III)和三氟甲磺酸钇(III)中的至少一种。

可选的，所述涂覆材料源包括第一涂覆材料源和第二涂覆材料源，所述有机基团包括第一有机基团，所述第一涂覆材料源内具有第一有机基团。

可选的，第一涂覆材料源与第二涂覆材料源中氟与氧的摩尔量比为2:1～1:1。

可选的，所述第一涂覆材料源还包括：钇原子和氧原子，所述有机基团还包括第二有机基团，所述第二涂覆材料源还包括氟原子和第二有机基团。

可选的，所述第一涂覆材料源包括：甲酸钇(III)、乙酸钇(III)、草酸钇、丙酸钇、异丙醇钇(III)、三(2-甲氧基氧乙基)钇、三正丁氧化钇、甲基丙烯酸钇、乙基己二酸异丙酯钇、乙酰丙酮钇(III)、三(甲基环戊二烯)钇、2-乙基己酸钇、新癸酸钇、三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)钇、环烷酸钇、异丙醇氧钇、硬脂酸钇和苦杏仁酸钇中的至少一种，所述第二涂覆材料源包括：三氟乙酸、三氟乙醇、四氟甲烷、六氟乙烷、1,3-六氟丁二烯、六氟苯、八氟环丁烷、三氟甲醇、三氟甲烷、三氟乙酸、过氧三氟乙酸、三氟乙醇、三氟乙酸脂、2-氟丁酸、全氟辛酸和十一氟已酸中的至少一种。