[发明专利]零部件、等离子体装置、形成耐腐蚀涂层的方法及其装置

说明书

本发明公开了一种零部件、等离子体装置、形成耐腐蚀涂层的方法及其装置，所述耐腐蚀涂层包括：零部件本体，其包括待镀面，所述待镀面在任意水平距离为100微米范围内局域高度偏差小于等于20微米或者平均粗糙度小于1微米；耐腐蚀涂层，位于所述待镀面上，所述耐腐蚀涂层表面在任意水平距离为50微米范围内局域高度偏差小于等于10微米，所述耐腐蚀涂层表面形貌致密，无生长边界。本发明所述耐腐蚀涂层耐等离子体腐蚀的能力较强，不易开裂，不易形成颗粒污染。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种零部件、等离子体装置、形成耐腐蚀涂层的方法及其装置。

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。最新的5nm半导体制程中等离子体刻蚀工艺步骤数占总比已提升至17%以上。先进刻蚀制程工艺的功率和步骤的大幅提升，要求等离子体刻蚀腔室内产生更少的微颗粒污染，进一步保障刻蚀设备工艺的良率。目前，在最先进的制程中，对颗粒污染的要求已经严苛要求在整个部件的生命周期内，所产生45nm以下的颗粒污染物小于10颗，并且贴地率（zero rate, 即45nm的颗粒0颗的概率）大于70%以上。

目前，等离子体刻蚀腔体内普遍采用含钇涂层涂覆在工件内壁上，以保护工件免受等离子体的腐蚀。由于涂层涂覆采用的工艺差异，如喷涂法、气凝胶法、溅射法、PVD法等，使得工件表面的粗糙度差异大，造成工件服役条件下的颗粒污染物性能差异也大不相同。在最新的先进制程中的应用法发现，工件表面粗糙度大会引起等离子体在涂层表面形成大量生长单元，每个生长单元中包括多个晶体结构，每个生长单元与相邻生长单元交界处向下凹陷，在涂层表面相邻生长单元交界的位置，等离子体浓度大于其它区域，所以会发生优先腐蚀，进一步地，沿着生长单元边界向内渗透，可能将生长单元边界的材料快速腐蚀而与周围生长单元脱离，掉落形成大的颗粒污染物，造成污染，进一步使得含钇涂层涂覆的工件服役寿命远小于预期而不得不进行更换或者翻新，大大增加运行成本。

然而，由于涂层和衬底本体的热膨胀系数存在着巨大差异，在光滑衬底表面形成致密涂层时，涂层容易发生开裂，甚至脱落。因而如何在光滑表面上形成致密的耐腐蚀涂层，是进一步提升先进等离子体刻蚀性能的一个关键因素。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种零部件、等离子体装置、形成耐腐蚀涂层的方法及其装置，以形成致密的耐腐蚀涂层，所述耐腐蚀涂层不易开裂，能够降低颗粒污染。

为解决上述技术问题，本发明提供一种零部件，包括：零部件本体，其包括待镀面，所述待镀面在任意水平距离为100微米范围内局域高度偏差小于等于20微米或者平均粗糙度小于1微米；耐腐蚀涂层，位于所述待镀面上，所述耐腐蚀涂层表面在任意水平距离为50微米范围内局域高度偏差小于等于10微米，所述耐腐蚀涂层由物理气相沉积工艺制成，表面形貌致密。其中所述耐腐蚀涂层最佳的需要由低热应力涂覆方法形成在零部件表面，所述低热应力涂覆方法包括：放置零部件在一个涂覆材料源装置上方，使得材料源装置中的涂覆材料分子向上运动到达零部件表面，零部件表面形成第一厚度的涂层后，移动所述零部件使得零部件与所述涂覆材料源装置的距离增加，或者使得零部件于倾斜面向所述涂覆材料分子运动方向。

可选的，耐腐蚀涂层中没有生长边界，彻底防止在生长边界中凹槽的产生。

可选的，所述耐腐蚀涂层表面具有多个生长单元，其中80%以上的生长单元的面积小于450平方微米。最佳的每个生长单元的顶部和边界沟槽之间的高度差小于1um。或者80%以上的生长单元边界具有小于100微米的周长。

可选的，在耐腐蚀涂层表面任意50微米范围内，通过扫描电子显微镜在放大至少1000倍条件下观察其形貌，无封闭图形。

可选的，所述零部件本体的材料包括：铝、铝合金、陶瓷、单晶硅、多晶硅、碳化硅、氮化硅和氧化硅中的一种。

可选的，所述耐腐蚀涂层的材料为稀土元素的氧化物、氟化物和氟氧化物中的至少一种。