[发明专利]零部件、其形成涂层的方法及装置和等离子体反应装置

说明书

本发明属于等离子体刻蚀技术领域，公开了一种形成耐等离子体涂层的方法、形成耐等离子体涂层的装置、用于等离子体反应装置的零部件和等离子体反应装置。其中，等离子体反应装置包括反应腔，反应腔内为等离子体环境，零部件暴露于等离子体环境中，零部件包括零部件本体和耐等离子体涂层，零部件本体具有孔结构，耐等离子体涂层位于零部件本体表面和孔结构的内表面。本发明实施例提供的零部件，在零部件的实际使用过程中，其孔结构的内表面的耐腐蚀涂层不容易被等离子体轰击而产生脱落现象，进一步降低因耐等离子体涂层脱落而引发的金属污染的风险，能够提高零部件的服役寿命，并提升等离子体刻蚀制程的良率。

技术领域

本发明涉及等离子体刻蚀技术领域，尤其涉及一种用于等离子体反应装置的零部件、形成耐等离子体涂层的方法、形成耐等离子体涂层的装置和等离子体反应装置。

背景技术

在半导体器件的制造过程中，等离子刻蚀是将待处理基片加工成设计图案的关键工艺。然而，在等离子体刻蚀工艺过程中，物理轰击及化学反应作用也会同样作用于刻蚀腔室内部所有与等离子体接触的部件，造成腐蚀。对于处在刻蚀腔体内的工件而言，通常会涂覆一些耐等离子体腐蚀的涂层(例如，氧化钇涂层)以保护工件不被腐蚀。现有的涂层涂覆方式包含喷涂、溅射、物理气相沉积、化学气相沉积等。而由于物理气相沉积涂覆的涂层致密性高(接近理论密度的100％)，涂覆温度低(小于600℃)，涂层结合力强，纯度高(除主元素外，其他成分都在百万分比浓度量级以下)，采用物理气相沉积方式对腔体关键工件进行耐腐蚀涂层的涂覆，被广泛应用在刻蚀内部腔体中。

对于含有普通大平面的工件，物理气相沉积工艺能够实现很好的涂覆。而对于一些异形件，例如含有大量针孔结构、小孔结构的工件，物理气相沉积工艺无法很好的在孔结构内壁进行涂覆，并且结合力较弱。在实际刻蚀腔体使用过程中，这些含有大量孔结构的工件内部涂层不断受到等离子体的物理轰击和化学反应作用后，逐渐与工件脱落，形成微小的颗粒，散落在腔室内部。如果散落在晶片上，就会造成严重的颗粒问题及金属污染问题，尤其对于10纳米以下的先进制程，将会引起关键刻蚀制程良率下降。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种用于等离子体反应装置的零部件，其旨在解决现有技术中耐等离子体装置中的零部件孔结构内壁无法涂覆耐等离子体涂层而造成严重的颗粒及金属污染的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供的方案是：

本发明一方面提供了一种用于等离子体反应装置的零部件，所述等离子体反应装置包括反应腔，所述反应腔内为等离子体环境，所述零部件暴露于等离子体环境中，所述零部件包括零部件本体和耐等离子体涂层，所述零部件本体具有孔结构，所述耐等离子体涂层位于所述零部件本体表面和所述孔结构的内表面。

可选地，所述耐等离子体涂层的材料包括稀土元素的氧化物、稀土元素的氟化物或稀土元素的氟氧化物中的至少一种。

可选地，所述稀土元素包括钇、钪、镧、铈、镨、钕、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱或镥中的至少一种。

可选地，所述孔结构具有至少一个开口。

可选地，所述孔结构包括通孔或者盲孔。

可选地，所述孔结构的横截面形状包括：圆形或者多边形。

可选地，所述孔结构的深宽比范围在1:1～100:1。

可选地，所述孔结构的横截面的最大宽度范围在0.1～50mm。

本发明另一方面在于提供一种等离子体反应装置，包括：

反应腔，其内为等离子体环境；

上述的零部件暴露于所述等离子体环境中。

可选地，所述等离子体环境包括：含氟和/或含氧的等离子体。