[发明专利]零部件、等离子体反应装置及零部件加工方法

说明书

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种零部件、等离子体反应装置及零部件加工方法。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，零部件暴露于所述等离子体环境中；零部件包括衬底和涂覆在衬底表面的耐等离子体涂层，衬底表面设置有若干宽度W1≤30nm、深度H1≤100nm的凹槽，相邻凹槽间形成凸起；耐等离子体涂层覆盖于凹槽的侧壁表面、底部表面和凸起的顶部表面。本发明提供的零部件，通过在衬底的表面涂覆耐等离子体涂层对衬底进行耐等离子体保护，且耐等离子体涂层不易出现开裂、裂纹扩展以及剥落的问题。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别地，涉及一种零部件、等离子体反应装置及零部件加工方法。

背景技术

在半导体器件的制造过程中，等离子体刻蚀是将晶圆加工形成设计图案的关键工艺。

在典型的等离子体刻蚀工艺中，工艺气体(如CF₄、O₂等)在射频(Rad i oFrequency，RF)激励作用下形成等离子体。这些等离子体在经过上电极和下电极之间的电场(电容耦合或者电感耦合)作用后与晶圆表面发生物理轰击作用及化学反应，从而刻蚀出具有特定结构的晶圆。

对于处在反应腔内的零部件而言，其表面通常涂覆有一层耐等离子体涂层，以保护衬底不被等离子体腐蚀。但因为反应腔内部是一个不断升温-降温的热循环冲击环境，处于反应腔内的衬底其表面涂覆的耐等离子体涂层在服役过程中的热应力不断累积，有可能产生微裂纹，甚至微裂纹扩展产生开裂、剥落等现象，进而使耐等离子体涂层的保护功能失效，被其包覆的衬底因裸露在反应腔内的等离子体环境中而发生严重的腐蚀损坏。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于等离子体反应装置中的零部件，其能够有效减轻涂覆在衬底表面的耐等离子体涂层因热应力累积引发的微裂纹产生、扩展、开裂以及剥落等现象。

本发明还提供了一种等离子体反应装置，该等离子体反应装置能够延长零部件的服役寿命、降低其运营成本，维护反应腔内部环境的稳定性。

本发明还提供了一种零部件的加工方法，用于加工形成上述零部件。

本发明的用于等离子体反应装置中的零部件，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，所述零部件暴露于所述等离子体环境中，所述零部件包括：衬底和涂覆在所述衬底表面的耐等离子体涂层，所述衬底的表面设置有若干凹槽，相邻所述凹槽间形成凸起；每个所述凹槽的宽度W1≤30nm、深度H1≤100nm；

所述耐等离子体涂层覆盖于所述凹槽的侧壁表面、底部表面和所述凸起的顶部表面。

可选地，每个所述凸起的宽度W2≤30nm。

可选地，所述凹槽的底部面积和所述凸起的顶部面积的面积比为3:7—7:3。

可选地，所述耐等离子体涂层的材质包括Y、Sc、La、Ce、Pr、Nd、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu中的至少一种。

可选地，所述衬底的材质包括铝合金、不锈钢、钨或钛中的至少一种。

一种等离子体反应装置，包括：

反应腔，所述反应腔内为等离子体环境；

如上述任一项所述的零部件，所述零部件暴露于所述等离子体环境中。

可选地，所述等离子体反应装置为电容耦合等离子体反应装置时，所述零部件包括喷淋头、气体分配板、上接地环、下接地环、气体管路、聚焦环、绝缘环、静电卡盘、覆盖环或衬底固持框中的至少一种。

可选地，所述等离子体反应装置为电感耦合等离子体反应装置时，所述零部件包括陶瓷盖板、衬套、气体喷嘴、气体连接法兰、聚焦环、绝缘环、静电卡盘、覆盖环或衬底固持框中的至少一种。