[发明专利]于工艺腔室表面或部件上形成保护涂层的方法

说明书

本揭露内容的实施方式提供在工艺腔室表面和/或部件上制造或以其他方式形成包含氧化铈的保护涂层的方法，工艺腔室表面和/或部件例如是暴露于工艺腔室内的等离子体的表面。在一个或多个实施方式中，在工艺腔室内形成保护涂层的方法包括在原子层沉积(ALD)工艺期间将氧化铈层沉积在腔室表面或腔室部件上。ALD工艺包括在一个ALD周期中，将腔室表面或腔室部件依次暴露于铈前驱物、净化气体、氧化剂和净化气体，以及重复ALD周期以沉积氧化铈层。

技术领域

本揭露内容的实施方式大体涉及气相沉积工艺，更特定而言，涉及通过原子层沉积工艺形成保护涂层的方法。

背景技术

微电子或集成电路器件的制造通常涉及复杂的工艺顺序，需要在半导体、介电和导电基板上进行数百个独立的步骤。这些工艺步骤的实例包括氧化、扩散、离子注入、薄膜沉积、清洁、蚀刻和光刻。等离子体工艺常被用于在等离子体腔室中进行的薄膜沉积和蚀刻。在化学气相沉积中，通过对适当的工艺气体施加电压而产生反应性物种，随后的化学反应导致在基板上形成薄膜。在等离子体蚀刻中，先前沉积的膜暴露于等离子体中的反应性物种，通常是通过在先前的光刻步骤中形成的图案化掩模层而暴露。反应性物种和沉积膜之间的反应导致沉积膜的去除或蚀刻。

当腔室零件或工艺配件长期暴露于等离子体环境时，可能会因与等离子体物种的反应而出现劣化。举例来说，现有的等离子体腔室工艺配件或组成部分通常是由含铝材料(如氧化铝、氮氧化铝或氮化铝)制成。含卤素气体(例如，含氟或含氯的气体)在电路制造中被用来蚀刻各种材料层。相信含铝材料容易受到卤素物种的攻击，从而在组成部分表面形成各种卤化铝。这种蚀刻副产物在处理过程中可能会以颗粒的形式脱落，造成处理过程中基板上的污染和缺陷。此外，被蚀刻的表面和部件最终必须更换，这增加了生产成本和停工时间。

因此，在等离子体应用中使用的工艺腔室内的表面和部件上需要保护涂层。

发明内容

本揭露内容的实施方式提供了在工艺腔室表面和/或部件上制造或以其他方式形成包含氧化铈的保护涂层的方法，工艺腔室表面和/或部件例如是暴露于工艺腔室内的等离子体的表面。在一个或多个实施方式中，在工艺腔室内形成保护涂层的方法包括在原子层沉积(ALD)工艺期间在腔室表面或腔室部件上沉积氧化铈层。ALD工艺包括在一ALD周期期间，依次将腔室表面或腔室部件暴露于铈前驱物、净化气体、氧化剂和净化气体，及重复ALD周期以沉积氧化铈层。

在另外实施方式中，在工艺腔室内形成保护涂层的方法包括在ALD工艺期间将氧化铈层沉积在腔室表面或腔室部件上，其中在ALD工艺期间腔室表面或腔室部件被加热至约50℃至约400℃的温度。ALD工艺包括在一ALD周期期间将腔室表面或腔室部件依次暴露于铈前驱物、净化气体、氧化剂和净化气体，然后重复ALD周期以沉积氧化铈层。铈前驱物可以是或包括一种或多种β-二酮酸铈(ceriumβ-diketonate)化合物、一种或多种环戊二烯铈(cerium cyclopentadienyl)化合物、一种或多种烷氧化铈(cerium alkoxide)化合物、一种或多种氨基铈(cerium amide)化合物、一种或多种乙脒化铈(cerium acetamidinate)化合物、一种或多种它们的加合物或它们的任意组合。

在一些实施方式中，在工艺腔室内形成保护涂层的方法包括在腔室表面或腔室部件上沉积中间氧化物膜，以及在ALD工艺期间在中间氧化物膜上沉积氧化铈层。ALD工艺包括在ALD周期期间将腔室表面或腔室部件依序暴露于铈前驱物、净化气体、氧化剂和净化气体，以及重复ALD周期以沉积氧化铈层至约1nm至约100nm的厚度。

附图说明

为了能够详细理解本揭露内容的上述特征，可以通过参考实施方式对以上简述的本揭露内容有更具体的描述，其中一些实施方式在附图中示出。然而，需要注意的是，附图仅说明了本揭露内容的典型实施方式，因此不应视为对其范围的限制，因为本揭露内容可允许其他同等有效的实施方式。

图1是具有至少一个腔室部件的其中形成涂层的等离子体反应器的示意图。