[发明专利]耐等离子体半导体零部件和形成方法、等离子体反应装置

说明书

本发明涉及半导体加工技术领域，具体公开了耐等离子体腐蚀的半导体零部件的形成方法，包括：提供第一衬底，其内具有贯通的第一通孔；在第一通孔内形成第二衬底；在第一衬底和第二衬底上形成致密的耐腐蚀涂层；对耐腐蚀涂层和第二衬底进行局部加热处理，形成贯穿所述耐腐蚀涂层和第二衬底的第二通孔，并在第二通孔内侧壁形成致密层。本发明方法得到的致密层与第二衬底和耐腐蚀涂层之间的结合力较强，因此，所述致密层在被等离子体轰击时不易被轰击下来形成颗粒污染，因此，有利于降低颗粒污染。

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种耐等离子体半导体零部件和形成方法、等离子体反应装置。

背景技术

在典型的等离子体刻蚀工艺中，工艺气体(如CF₄、O₂等)在射频(Radio Frequency，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，从而将晶圆刻蚀出具有特定的结构，完成刻蚀工序。

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，以及所有与等离子体接触的部件，造成腐蚀。例如气体输送和分配装置，具体地如喷淋头、喷嘴、衬套、静电卡盘等。这些装置将工艺气体输送至反应腔室形成等离子体后，其连接处也会受到等离子体的腐蚀作用。长时间的暴露在等离子体腐蚀环境中，表面结构遭受破坏，会造成本体成分的析出，脱离表面形成微小颗粒，污染晶圆。

随着半导体制程的进一步发展，对微小颗粒提出了更加苛刻的要求。例如，大于45nm的颗粒数为0颗，同时，贴地率更是低于10以下，因此，降低气体分配装置处微小颗粒污染源的形成，对于提高等离子体刻蚀水平，将具有重要意义。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供耐等离子体腐蚀的半导体零部件的形成方法，以解决半导体零部件表面涂层在等离子环境中易脱落的问题，降低颗粒污染。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种耐等离子体腐蚀的半导体零部件的形成方法，包括：

提供第一衬底，其内具有贯穿的第一通孔；

在所述第一通孔内形成第二衬底；

在所述第二衬底的表面形成耐腐蚀涂层，所述耐腐蚀涂层暴露于等离子体的环境中；

对所述耐腐蚀涂层和所述第二衬底进行局部加热处理，形成贯穿所述耐腐蚀涂层和第二衬底的第二通孔，并在所述第二通孔内侧壁形成致密层。

可选的，所述第二衬底仅位于所述第一通孔内，所述耐腐蚀涂层位于所述第一衬底和第二衬底的表面。

可选的，所述第二衬底位于所述第一通孔内和第一衬底的表面，所述耐腐蚀涂层位于所述第二衬底的表面。

可选的，所述第二衬底表面具有定位特征结构，所述定位特征结构包括销孔和凹凸等结构，用于所述局部加热处理前对第二通孔的定位。

可选的，所述第一通孔直径大于第二通孔直径。

可选的，所述局部加热处理包括脉冲激光加热或脉冲电子束加热中的一种或多种。

可选的，所述脉冲激光加热的能量密度为100W/mm²～5000W/mm²，所述脉冲电子束加热的能量密度为100W/mm²～5000W/mm²。

可选的，所述致密层为结晶结构。

可选的，所述耐腐蚀涂层的材料包括：稀土元素的氧化物、氟化物或氟氧化物中的至少一种；所述耐腐蚀涂层的形成工艺为物理气相沉积法、化学气相沉积法或原子层沉积法中的至少一种。