在半導體加工設備中的氧化鋯增韌陶瓷組件和塗層及其製造方法
2023-05-24 19:44:16
專利名稱：在半導體加工設備中的氧化鋯增韌陶瓷組件和塗層及其製造方法
背景技術：
發明領域本發明大體涉及半導體晶片的製造，和更具體是具有可在加工時減少顆粒和金屬汙染的內表面的高密度等離子刻蝕室。
相關領域說明在半導體加工領域，真空加工室通常用於刻蝕和通過向真空室通入刻蝕或沉積氣體而在襯底上化學氣相沉積(CVD)材料以及對氣體施加射頻場以激發氣體成等離子態。平行板的例子如，變壓器耦合等離子體(TCPTM)也稱為感應耦合等離子體和電子回旋加速器諧振(ECR)反應器及其組件公開於共同所有的美國專利Nos.4,340,462；4,948,458；5,200,232和5,820,723中。由於在上述電抗器中等離子環境的腐蝕本性和使顆粒和/或金屬雜質減至最小的要求，迫切需要上述設備的組件表現出高抗腐蝕性。
在加工半導體襯底時，襯底通常由襯底夾如機械夾和靜電夾(ESC)固定在真空室內部。上述夾持裝置及其組件的例子可在共同所有的美國專利Nos.5,262,029和5,838,529中找到。工作氣體可以多種方式通入真空室，如通過氣體分配盤。感應耦合等離子體反應器及其組件的控溫氣體分配盤的例子可在共同所有的美國專利No.5,863,376中找到。除等離子室設備外，其它用於加工半導體襯底的設備包括傳送機構，氣體供應裝置，內襯、提升機構，負載鎖，室門機構，機械臂和緊固件等。上述設備的不同組件易受與半導體加工相關聯的腐蝕環境的侵蝕。此外，考慮到加工半導體襯底如矽晶片和介電材料如用於平板顯示的玻璃襯底對於純度的要求，迫切需要在上述環境中具有改良抗腐蝕性能的組件。
鋁和鋁合金典型應用於壁，電極，襯底臺，緊固件和等離子反應器的其它組件。為防止上述金屬組件的腐蝕，提出多項技術在鋁表面鍍不同塗層。例如，美國專利5,641,375公開了鋁室壁經陽極化處理以減少等離子侵蝕和壁的磨損。375專利陳述陽極化處理層最終會遭受濺射或侵蝕掉並更換刻蝕室。美國專利No.5,895,586公開了一項技術，即在可從日本專利Laid-Open No.62-103379中找到的鋁的材料上形成一層Al2O3，AlC，TiN，TiC，AlN等的抗腐蝕膜。美國專利No.5,680,013陳述在蝕刻室金屬表面上火焰噴射Al2O3的技術公開於美國專利No.4,491,496。013專利陳述鋁和陶瓷如氧化鋁熱膨脹係數的差異會導致塗層因熱循環開裂並最終在腐蝕環境中塗層失效。美國專利No.5,879,523公開了一種濺射室，其中對一種金屬如不鏽鋼或鋁施加一層熱噴敷Al2O3，其間可可選的在加NiAlx粘合層。美國專利No.5,522,932公開了在用於等離子體加工襯底的儀器金屬組件上的銠塗層，其間可可選的的加鎳塗層。
也提出過等離子室的室壁，內襯，環和其它部件。見，如美國專利Nos.5,366,585；5,798,016；5,851,299和5,885,356。
隨著集成電路裝置持續在物理尺寸和工作電壓上的縮小，其相關製造成品率越來越受到顆粒和金屬雜質的影響。因此，製造更小物理尺寸的集成電路裝置要求顆粒和金屬雜質水平低於原先認可的水平。
基於上述，需要高濃度等離子加工室，其內暴露於等離子體的表面具有更高抗腐蝕性並有助於使加工的晶片雜質(如，顆粒和金屬雜質)降至最低。
發明簡述在本發明第一個實施方案中，提供了製造半導體設備組件的方法。該方法包括在組件表面附以氧化鋯增韌陶瓷塗層，使得氧化鋯增韌陶瓷塗層形成組件的外表面。
在本發明第二個實施方案中，提供了半導體加工設備的組件，其中該組件包括形成組件外表面的氧化鋯增韌陶瓷。也提供了包括至少一個上述組件的等離子室。
在本發明第三個實施方案中，提供了在上述等離子室中加工半導體襯底的方法。依照本發明的方法中，襯底移至等離子室內且用等離子體處理襯底的暴露表面。在本發明更優選的實施方案中，該方法包括以下幾步置襯底於反應器中襯底座上；向反應器中通入工作氣體；對工作氣體施加RF能量，以在襯底暴露的表面附近產生等離子體；用等離子體刻蝕暴露的襯底表面。
附圖簡述通過參考附圖，我們將更加詳盡地描述本發明。附圖中相同的元件有相同的標號，其中
圖1表示了常規的等離子噴塗方法；圖2表示了依照本發明一項實施方案的多晶矽刻蝕儀器的氣環裝置的橫截面圖；圖3表示了包含依照本發明組件的高密度氧化物刻蝕室；圖4表示了依照本發明抗腐蝕塗層的一個實施方案的細節；圖5表示了依照本發明抗腐蝕塗層的另一個實施方案的細節；和圖6表示了依照本發明抗腐蝕塗層的再一個實施方案的細節。
本發明優選實施方案詳述本發明提供了一種有效的方法為半導體加工設備組件如等離子體加工反應室的部件表面提供抗腐蝕性。上述組件包括室壁，襯底座，氣體分配系統(包括噴頭，隔板，環，噴嘴等)，緊固件，加熱元件，等離子屏，內襯，傳輸模塊組件如機械臂，緊固件，室內外壁等等。在本發明中，組件自身可由氧化鋯增韌陶瓷製成或暴露於等離子體中的組件表面可塗覆或者覆蓋氧化鋯增韌陶瓷材料。
氧化鋯增韌陶瓷材料是這樣一類材料，其利用亞穩四方相氧化鋯顆粒的四方相向單斜相的相變來提高陶瓷強度和韌性。在常壓下，氧化鋯有三種多晶形態單斜，四方和立方。立方氧化鋯在氧化鋯熔點之大約2370℃範圍內穩定；四方氧化鋯在大約2370℃到大約1120℃穩定；單斜氧化鋯在1120℃下穩定。四方至單斜相變同時伴隨著3-5％的體積膨脹和8％的剪切位移。這樣，當從高溫下冷卻純氧化鋯，會形成裂紋。
然而，如果在氧化鋯中加入穩定劑如MgO，CaO，Y2O3，CeO2或TiO2，甚至可在室溫下形成可相變四方相。由於其利用氧化鋯的應力誘導相變來提高陶瓷的強度和韌性，包含可相變四方氧化鋯的陶瓷稱為相變增韌陶瓷。這些材料廣泛用於需要高強度和韌性的結構用途。當在室溫下以亞穩相存在的四方氧化鋯吸收由傳播裂紋前緣的剪應力驅動而發生的向單斜相轉變的能量時，發生應力誘導相變。
上述利用氧化鋯應力誘導相變的氧化鋯增韌陶瓷包括1)部分穩定氧化鋯(PSZ)，其製備可通過在氧化鋯中加入穩定劑如MgO，CaO和Y2O3形成立方相，然後熱處理立方氧化鋯析出細小四方相顆粒來實現。
2)四方氧化鋯多晶體(TZP)，其中所有氧化鋯顆粒均是四方相，其製備通過在氧化鋯中加入大約2-3mol％Y2O3或10-12mol％CeO2並燒結或者在四方相穩定的條件下熱處理來實現；和3)氧化鋯彌散增韌陶瓷(ZTC)，其製備是通過在其它陶瓷如氧化鋁等中彌散四方氧化鋯來實現。
在Engineering Materials Handbook，Vol.4，Ceramics andGlass，pp.775-786(ASM International，1991)中講述了氧化鋯增韌陶瓷。
為使在設備中加工的襯底汙染降至最低，所述設備加入了一個或多個依照本發明的組件，需要氧化鋯增韌陶瓷材料儘可能純，如，包含最低含量的雜質元素如過渡金屬，鹼金屬等。如，可製成足夠純的氧化鋯增韌陶瓷材料以避免晶片上105原子/cm2或更高的雜質含量。
本發明者發現氧化鋯增韌陶瓷具有用於半導體加工設備如等離子刻蝕室所需的性能。特別是，氧化鋯增韌陶瓷提供了可降低等離子體反應室內顆粒汙染水平的抗腐蝕表面。氧化鋯增韌陶瓷的增韌機制也可減少陶瓷覆層在熱循環中開裂的傾向。
在本發明的優選實施方案中，提供作為覆層的氧化鋯增韌陶瓷材料。優選塗覆方法是熱噴塗，其中陶瓷粉料熔融並混入流向被噴塗塗覆組件的氣流中。熱噴塗技術的優點是組件僅在面向熱噴塗槍的面上塗覆，可採用遮蔽來保護其它區域。常規熱噴塗技術包括等離子噴塗，發表在The Science and Engineering of Thermal SprayCoating by Pawlowski(John Wiley，1995)，在此參考引入其中內容。
特別優選的熱噴塗方法是等離子噴塗，其容許對室複雜內表面或其它室組件塗層。圖1表示了一種典型的等離子噴塗方法。通常呈粉末態的塗層材料112，注入高溫等離子焰114中，在那裡其被迅速加熱並加速至高速。熱材料撞擊到襯底表面116上並快速冷卻形成塗層118。從而，噴塗後的表面通常硬且具有紋理。
等離子噴塗槍120典型地包括銅陽極122和鎢陰極124，兩者都是經過水冷的。等離子氣126(氬氣，氮氣，氫氣，氦氣)在陰極周圍流向大致由箭頭128指明並穿過陽極130，陽極為收縮嘴形狀。等離子體由高壓放電激發，其引起區域電離化並在陰極124和陽極130之間形成直流電弧的導電通路。電弧引起的電阻熱導致氣體達到極高的溫度，分離並離化形成等離子體。等離子體以自由或中性等離子焰(不帶電流的等離子體)脫離陽極嘴130。當等離子體被穩定以準備噴塗時，電弧向下延伸至噴嘴。粉末112一般通過安置在陽極嘴出口134附近的外部粉末口132送進等離子焰中。粉末112迅速加熱並加速，以至噴塗距離136(噴嘴尖端和襯底表面之間距離)可在125～150mm量級。這樣，通過引發熔融和受熱軟化顆粒撞擊襯底的方法製成等離子噴塗塗層。
在本發明中，可採用表面加工技術如清洗和噴砂或噴丸處理，以為結合提供更具化學和物理活性的表面。塗層前，優選地徹底清洗襯底表面以除去表面物質如氧化物或油脂。此外，表面可採用已知技術如在塗層前噴砂處理粗糙化。通過噴砂處理，可供結合的表面區域擴大，這可增加塗層結合強度。粗糙的表面外形可促進塗層與襯底的機械鍵鎖或互鎖。對於鋁反應器組件，尤其需要在應用氧化鋯增韌陶瓷塗層前，粗糙化組件表面，陽極化處理粗糙化的組件表面和再次粗糙化陽極化處理的表面。
在本發明一項優選實施方案中，氧化鋯增韌陶瓷組件用作多晶矽高密度等離子體反應器的組件。典型的此類反應器為TCP9400TM等離子刻蝕反應器，可從LAM Research Corporation of Fremont，California.得到。在TCP9400TM反應器中，工作氣體(如C12，HBr，CF4，CH2F2，O2，N2，Ar，SF6和NF3)導入置於刻蝕室底部的氣環內然後引導穿過氣孔進入反應室。圖2表示了依照本發明的多晶矽刻蝕反應器的氣環裝置的橫截面圖。如圖2所示，氣環40的主體包圍襯底座44。氣環40下表面包含一環形氣體引導槽60。上述氣孔50延伸進入氣體引導槽60。
氣環通常由鋁構成。氣環上表面直接暴露於等離子體，這樣易受腐蝕。為保護這些表面，氣環典型地覆蓋一層氧化鋁，其是典型地通過陽極化處理氣環表面形成的。但是，陽極化處理的塗層相對脆並在反應器使用中持續熱循環過程中有開裂傾向。在陽極化處理層形成的裂紋可容許腐蝕性工作氣體侵蝕下面的鋁層，降低部件壽命並引起加工襯底如晶片，平板顯示襯底的金屬和顆粒汙染。
依照本發明，氣環暴露的表面可用氧化鋯增韌陶瓷材料塗層42覆蓋。氧化鋯增韌陶瓷可塗覆於裸鋁層(有或沒有本身的氧化物表面膜)或氧化鋁層(如有陽極化處理的表面)。應用塗層優選採用等離子噴塗方法，但其它適用於陶瓷材料的塗層方法也可採用。當對氣環塗層時，塗層可容許部分地滲入氣孔以塗覆並保護其內壁。然而，塗層材料不應以任何方式導致阻斷開口。從而，氣孔可在塗層過程中被塞緊或遮蓋。
會在加工過程暴露在等離子體中的多晶矽刻蝕反應器的其它組件可依照本發明塗覆氧化鋯增韌陶瓷材料。這些組件包括室壁，室內襯，靜電卡盤和襯底對面的介電窗。在靜電卡盤上表面附以氧化鋯增韌陶瓷材料的塗層，以在清洗周期中對卡盤提供附加保護，在清洗周期中沒有晶片，則卡盤上表面直接暴露在等離子體中。
本發明的反應器組件也可用於高密度氧化物刻蝕加工。典型的氧化物刻蝕反應器是TCP9100TM等離子刻蝕反應器，其可從LAMResearch Corporation of Fremont，California得到。在TCP9100TM反應器中，氣體分配盤是置於TCPTM窗正下方的圓盤，該TCPTM窗也是在反應器頂部在半導體襯底上方與其平行的真空密封面。氣體分配盤用O形環作與氣體分配環密封，其置於氣體分配盤邊緣。氣體分配環從供應源輸入氣體的體積由氣體分配盤，向反應器提供射頻能量的偏螺旋形的天線下方窗口內表面和氣體分配環決定。氣體分配盤包含貫穿盤的規定直徑的孔隙的陣列。貫穿氣體分配盤孔隙的空間分布可變動以使被刻蝕層，如光阻層，氧化矽層，和晶片下面的材料刻蝕一致性最佳。氣體分配盤橫截面的形狀可改變以控制進入反應器等離子體中的射頻能量分布。氣體分配盤材料必須是介電的，以能耦合此穿過氣體分配盤進入反應器的射頻能量。此外，需要氣體分配盤材料對在氧氣或碳氟化氫氣體離子體環境中對化學濺射刻蝕的高抵抗性，以避免破碎和與此相關的所產生的顆粒。
圖3表示了上述類型的等離子體反應器。反應器包括反應室10，其包括襯底座12，襯底座12又包括靜電卡盤34，其提供襯底13夾持力和襯底的RF偏壓。襯底可採用熱傳導氣體如氦氣背冷。聚焦環14包括介電外環14a和內環14b，其限制了襯底上部區域的等離子體。在室內維持高密度(如1011-1012離子/cm3)等離子體的能量源，例如由提供高密度等離子體的合適射頻源驅動的天線18，置於反應室10頂部。室包括合適的真空泵設備，以維持室內在所需的氣壓(如低於50mTorr，典型為1-20mTorr)。
基本上為平面均一厚度的介電窗20配置於天線18和加工室10內部之間，形成在加工室10頂部的真空壁。氣體分配盤22配置於窗20下方，其包含如圓孔的開口以從氣體供應源23向室10傳輸工作氣體。圓錐形內襯30從氣體分配盤延伸並包圍襯底座12。天線18可配以通道24，控溫液體通過進口出 25，26流過通道24。然而，天線18和/或窗20無需冷卻或通過其它技術冷卻，例如對天線和窗送風，流過冷卻介質或與窗和/或氣體分配盤等有熱傳導接觸。
在操作中，半導體襯底如矽晶片置於襯底座12上，用靜電卡盤34固定在合適位置。但是也可使用其它夾持方法，如機械夾持機構。此外，也可採用氦氣背冷以促進襯底和卡盤之間的熱傳導。工作氣體隨後經窗20和氣體分配盤22之間間隙通入真空加工室10。合適的氣體分配盤布置(即噴頭)公開於共同所有的美國專利Nos.5,824,605；6,048,798，和5,863,376。通過向天線18提供合適的射頻能量，在襯底和窗之間區域激發高密度等離子體。
在圖3，所示的反應器組件的內部表面如氣體分配盤22，室內襯30，靜電卡盤34和聚焦環14塗覆一層氧化鋯增韌陶瓷材料塗層32。然而，在本發明中，任何或所有這些表面可依照本發明附以氧化鋯增韌陶瓷塗層。
以上描述的高密度多晶矽和介電刻蝕室只是典型的可引入本發明組件的等離子體刻蝕反應器。本發明的氧化鋯增韌陶瓷組件可用於任何刻蝕反應器(如金屬刻蝕反應器)或其它類型有等離子腐蝕問題的半導體加工設備。
其它組件也可附以氧化鋯增韌陶瓷塗層，包括室壁(典型由鋁製成具有陽極化或未陽極化處理的表面)，襯底座，緊固件等等。這些部件典型由金屬(如鋁)或陶瓷(如氧化鋁)製成。這些等離子體反應器組件通常暴露在等離子體中並往往表現出腐蝕的跡象。其它依照本發明可塗覆的部件可能不直接暴露在等離子體中，而是暴露在腐蝕性氣體中，如從加工晶片中釋放的氣體等。因此，用於加工半導體晶片的其它設備也可依照本發明附以氧化鋯增韌陶瓷層。這些設備包括傳送機構，氣體供應系統，內襯，提升機構，負載鎖，室門機構，機械臂，緊固件等。
依照本發明可附以氧化鋯增韌陶瓷的金屬和/或合金的例子包括鋁，不鏽鋼，難熔金屬如「HAYNES 242」「Al-6061」，「SS 304」，「SS 316」。由於氧化鋯增韌陶瓷材料在組件上形成抗腐蝕塗層，其下面的組件不再直接暴露在等離子體中並且鋁合金的使用無需考慮合金添加劑，晶粒結構或表麵條件。此外，多種陶瓷和聚合物材料也可依照本發明塗覆氧化鋯增韌陶瓷材料。特別是，反應器組件可由陶瓷材料如氧化鋁(Al2O3)，碳化矽(SiC)，氮化矽(Si3N4)，碳化硼(B4C)和/或氮化硼(BN)製成。
如果需要，可在氧化鋯增韌陶瓷塗層和組件表面之間附以一層或多層中間層材料。圖4表示了依照本發明一項優選的實施方案的塗層組件。如圖4所示，第一中間塗層80是通過常規技術可選的塗覆在反應器組件70上的。可選的第一中間塗層80足夠厚，以黏附於襯底並進一步容許其在形成下述可選的第二中間層90或氧化鋯增韌陶瓷塗層之前被加工。第一中間塗層80可具有任何合適的厚度如至少大約0.001英寸的厚度，優選地從大約0.001～大約0.25英寸，更優選地為0.001～0.15英寸而最優選地為0.001～0.05英寸。
在反應器組件70上沉積可選的第一中間塗層80後，塗層可採用任何合適技術噴砂或粗糙化處理，然後外塗覆可選的第二層90或氧化鋯增韌陶瓷塗層100。粗糙化處理層80提供了尤其好的結合。所希望地，第二中間塗層90使塗層80具有高機械抗壓強度並使在塗層90中的裂紋的形成降至最低。
可選的第二中間塗層90足夠厚，以黏附於第一中間塗層80並進一步容許其在形成其它可選的中間層或下述含氧化鋯增韌陶瓷外塗層100之前被加工。第二中間塗層90可具有任何合適的厚度如至少大約0.001英寸的厚度，優選地為大約0.001～大約0.25英寸，更優選地為0.001～0.15英寸而最優選地為0.001～0.05英寸。
第一和第二中間塗層可由一種或多種用於常規等離子加工室的材料製成。這些材料的例子包括金屬，陶瓷和聚合物。特別理想的金屬包括難熔金屬。特別理想的陶瓷包括Al2O3，SiC，Si3N4，BC，AlN，TiO2等。特別理想的聚合物包括含氟聚合物如聚四氟乙烯和聚醯亞胺。中間一層或多層塗層可通過任何已知技術實現應用，如鍍(如非電鍍或電鍍)，濺射，浸漬塗層，化學氣相沉積，物理氣相沉積，電泳沉積，熱等靜壓，冷等靜壓，壓模，澆注，壓實和燒結以及熱噴塗(如等離子噴塗)。
考慮到第一和第二中間層80和90是可選的的，其可是以上任何一種材料，使得根據所需性能，塗層相同或不同。其它中間塗層如第三，第四，或第五相同或不同材料的中間層也可附在塗層和襯底之間。
圖5表示了抗腐蝕塗層第二個實施方案的細節。氧化鋯增韌陶瓷層90可沉積至合適厚度如在大約0.001～大約1.0英寸，優選地為0.001～0.5英寸而最優選地為0.001～0.05英寸。陶瓷層厚度可選擇與在反應器(如刻蝕，化學氣相沉積等)中遇到的等離子體環境相適應的厚度。
儘管熱噴塗是提供具有氧化鋯增韌陶瓷表面組件的優選方法，也可採用其它塗層方法。如，氧化鋯增韌陶瓷塗層可通過其它沉積技術實現應用，如濺射，浸鍍，化學氣相沉積，物理氣相沉積，熱等靜壓，冷等靜壓，壓模，澆注，壓實和燒結。
氧化鋯增韌陶瓷材料也能以適合覆蓋反應器組件暴露表面的預製內襯形式提供。這些內襯通過已知方法貼覆，包括膠粘技術或使用機械緊固件。當使用緊固件時，緊固件本身暴露於等離子體中，也應由抗腐蝕材料製成。此外，可設計氧化鋯增韌陶瓷內襯與下面反應器組件互鎖。
在另一項實施方案中，半導體加工設備的組件是作為整體由氧化鋯增韌陶瓷材料製成。圖6表示了由氧化鋯增韌陶瓷材料製成的整體的室內襯28的橫截面圖的細節。
整體由氧化鋯增韌陶瓷材料製成的方法包括，製備含氧化鋯增韌陶瓷的漿料，製成所需形狀的生坯，以及燒結坯體。所需形狀是任何暴露於等離子體中的反應器組件。這些組件包括室壁，襯底座，氣體分配系統(包括噴頭，隔板，環，噴嘴等)，緊固件，加熱元件，等離子屏，內襯，傳輸模塊組件如機械臂，緊固件，室內外壁等等。上述組件一個具體例子是圖6所示的整體室內襯28。陶瓷加工技術細節在W.D.Kingery，H.K.Bowen，和D.R.Uhlmann(J.Wiley Sons，1976)著的Introduction to Ceramics，2ndEdition，中給出，在此參考引入其中內容。
氧化鋯增韌陶瓷可附在所有或部分反應室和組件上。在優選的實施方案中，塗層和覆層附在可能暴露於等離子體環境中的區域，如直接接觸等離子體的部件或在室部件後面的部分(如內襯)。此外，氧化鋯增韌陶瓷層優選地附在可能承受相對高偏壓(即相對高濺射離子能量)的區域。
通過或是採用陶瓷層作為塗層或覆層，或是依照本發明製造整體組件，實現了幾點優越性。即，通過使用依照本發明氧化鋯增韌陶瓷，實現了降低腐蝕速率。此外，由於氧化鋯增韌陶瓷材料的相變增韌，依照本發明的保護塗層可具有低的開裂傾向。因此，依照本發明的氧化鋯增韌陶瓷組件或塗層能降低金屬和顆粒汙染的水平，通過延長消耗品壽命而降低成本，並降低室部件的腐蝕水平。
雖然本發明參考其中具體實施方案詳細說明，本領域技術人員將明白在不脫離附加權利要求範圍下，可作的多種變動和調整並等價地使用。
權利要求
1.半導體加工設備組件表面的塗層方法，該方法包括在半導體加工設備組件表面上沉積氧化鋯增韌陶瓷層，其中陶瓷層形成外表面。
2.依照權利要求1的方法，其中陶瓷層主要由四方氧化鋯多晶(TZP)材料組成。
3.依照權利要求1的方法，其中陶瓷層的施加是通過選自濺射，濺射沉積，浸鍍，化學氣相沉積，物理氣相沉積，熱等靜壓，冷等靜壓，壓模，澆注，壓實和燒結，等離子噴塗和熱噴塗中的技術。
4.依照權利要求1的方法，其中組件選自等離子室壁，室內襯，氣體分配盤，氣環，基座，介電窗，靜電卡盤和聚焦環。
5.依照權利要求1的方法，其中陶瓷層沉積至厚度為大約0.001～大約0.050英寸。
6.依照權利要求1的方法，其中陶瓷層主要由部分穩定氧化鋯(PSZ)組成。
7.依照權利要求1的方法，其中陶瓷層主要由氧化鋯彌散增韌陶瓷(ZTC)組成。
8.依照權利要求7的方法，其中陶瓷層主要由氧化鋯增韌氧化鋁組成(ZTA)。
9.依照權利要求1的方法，進一步包括在組件表面沉積中間層和在中間層上沉積陶瓷層。
10.依照權利要求1的方法，進一步包括在沉積陶瓷層之前對表面進行表面粗糙化處理，陶瓷層沉積在粗糙化處理的表面上。
11.依照權利要求1的方法，其中該表面是金屬表面。
12.半導體加工設備的組件，該組件包括形成組件外表面的氧化鋯增韌陶瓷材料。
13.依照權利要求12的組件，其中陶瓷材料包括在襯底上的陶瓷層。
14.依照權利要求12的組件，其中組件包括暴露於等離子環境中的部件或暴露於與等離子環境相關的偏壓中的部件。
15.依照權利要求12的組件，其中組件包括主要由氧化鋯增韌陶瓷材料組成的整體部件。
16.依照權利要求12的組件，其中組件選自等離子室壁，室內襯，氣體分配盤，氣環，基座，介電窗，靜電卡盤和聚焦環。
17.依照權利要求12的組件，其中陶瓷材料主要由由四方氧化鋯多晶(TZP)材料組成。
18.依照權利要求12的組件，其中陶瓷材料主要由部分穩定氧化鋯(PSZ)組成。
19.依照權利要求12的組件，其中陶瓷材料主要由氧化鋯彌散增韌陶瓷(ZTC)組成。
20.依照權利要求19的組件，其中陶瓷材料包含氧化鋯增韌氧化鋁(ZTA)。
21.依照權利要求13的組件，其中陶瓷層厚度為大約0.001～0.050英寸。
22.在包含權利要求12的組件的等離子室中加工半導體襯底的方法，該方法包括使半導體襯底的暴露表面與等離子體接觸。
23.由氧化鋯增韌陶瓷材料製成的半導體加工設備組件的製造方法，包括以下幾步製備氧化鋯增韌陶瓷的漿料；製成所需形狀的生坯；和燒結坯體。
24.通過權利要求23的方法製造的半導體加工設備的組件。
25.依照權利要求23的方法，其中氧化鋯增韌陶瓷主要由四方氧化鋯多晶體(TZP)，部分穩定氧化鋯(PSZ)或氧化鋯彌散增韌陶瓷(ZTC)組成。
全文摘要
半導體加工設備如等離子室組件的抗腐蝕組件，包括作為組件外表面的氧化鋯增韌陶瓷材料。組件可全部由陶瓷材料製成，或陶瓷材料可作為塗層附在襯底上如鋁或鋁合金，不鏽鋼或難熔金屬。氧化鋯增韌陶瓷可以是四方氧化鋯多晶(TZP)材料，部分穩定氧化鋯(PSZ)或氧化鋯彌散增韌陶瓷(ZTC)，如氧化鋯增韌氧化鋁(四方氧化鋯顆粒彌散在Al
文檔編號C23C16/40GK1489779SQ01822517
公開日2004年4月14日 申請日期2001年11月21日 優先權日2000年12月29日
發明者R·J·奧丹尼爾, C·C·常, J·E·多爾蒂, R J 奧丹尼爾, 多爾蒂, 常 申請人:蘭姆研究公司