[发明专利]半导体制造设备预先洁净反应室组件表面陶瓷涂布

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于半导体、平面显示器、太阳能电池面板生产的反应室的表面陶瓷涂布，特别是涉及一种半导体制造设备预先洁净反应室组件的表面陶瓷涂布。

背景技术

如同图1所示，典型的预洁净反应室包含了石英所构成的圆顶形外罩以作为电浆轰击空间覆盖，当无线射频源被装置于反应室顶端以作为能量来源，电浆则藉由电浆源气体的反应所生成，其中该电浆源气体可为氩(Ar)、氦(He)及氢(H₂)，也因此使在反应目标物(如：硅晶圆)表面上所进行的电浆轰击得到了表面清洁的效果，然而，习知的制程中存在有如同下述的缺点：

1、在电浆轰击空间中所生成的电浆并非均匀散布，以致于在所欲清洁的反应目标物(如：硅晶圆)上，产生了分布不平均的表面性质，且导致了电浆轰击空间中的组件因电浆的非均匀散布轰击减短了使用的寿命，因而提前损坏并需要更换。

2、电浆轰击空间中的组件的表面粗糙度无法被准确控制，以致于更加速了因电浆本身的非均匀散布所造成的组件表面局部损坏。换言之，由于其中组件的表面粗糙度于一开始使用时并未做好良好的控制，使其吸收自由粒子的吸收能力因而受到降低的影响，进而加速组件的损害并减少使用寿命。

本发明的目的主要为提供一种可以有效减低前述反应室中电浆分布不均匀，且有效延长其中各组件使用寿命的方法，藉由本发明的实施，可以有效针对反应室中各组件的使用时间加以延长，以藉此减少更换耗材的成本，同时提升设备的使用时间，增加机台的产量。

发明内容

为了解决前述的技术课题，本发明提供了一种在反应室内部各组件的表面(包含内面及外面)涂布一陶瓷涂布层，以做为解决前述问题的技术方案，藉由使用此一前述的陶瓷涂布层，可以充分地达成延长电浆轰击室内各部件的使用寿命，进而达成良好的保护效果。

图1显示了一种在半导体制程、平面显示器及太阳能面板生产过程中，所常见的典型电浆轰击清洁反应室的装置剖面图，如同图1所示，反应室顶端11装备有能量源12，在此所采用的能量源是指无线射频，即无线射频源13，其是被同样设置于清洁反应室的顶端，在反应室中，另外具有一内部空间14，其是由不同组件所组成，用以容纳所欲用来进行反应处理的不同基材(如15的硅晶圆等)，并且同时在其中可以维持有效的真空封闭环境，以于其中生成进行清洁程序所需要的电浆16。所欲进行清洁的产物在此一空间中由电浆进行轰击清洁的动作，藉此移除表面因曝露于空气中及生产过程中等待时间所造成的基材表面污染与表面裂化，确保基材于进行反应时的表面清洁度，此即为「电浆轰集清洁程序」。

在电浆轰集清洁程序中，电浆环境是藉由连续地离子化及解离反应气体混合物(如Ar、He、H₂等气体)17所生成，其反应气体混合物的离子化与解离是使用反应室顶端的无线射频源来提供其进行离子化与解离所需要的能量，其所提供的能量是由反应室顶端11的无线射频能量源散布至整个反应室的下端，结果使得其目标的反应基材因电浆轰集清洁程序而清除了其目标基材的表面上氧化物及其它污染物，然而，在此一清洁程序中，该电浆轰击反应室中的组件，如圆顶形的外罩(钟型锅罩)18、保护挡板19、石英绝缘体1a、升降平台1b等亦会遭受到轰集与不同程度的表面损害，如粒子污染、腐蚀、微裂痕甚至于表面剥离等，藉由使用热喷涂陶瓷涂布如氧化铝(Al₂O₃)、氧化锆(ZrO₂)、氧化钇(Y₂O₃)、氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)及其陶瓷材料或其混合材质，可以有效地达成对于电浆轰击反应室中的组件的表面保护，在本发明中，再进一步针对热喷涂陶瓷涂布层制程，合并了特定的陶瓷涂布层几何图案设计及所期望的涂布表面性质(例如表面粗糙度、硬度及藉由涂布成分所控制的介电性质)，来达到本发明中所提出的热喷涂陶瓷涂布层预期达到的优点，其是可以均匀地将电浆分散在电浆轰集反应室中，藉由预先设定的特制陶瓷涂布层几何图案，达到有效保护电浆轰击反应室中的组件的效果。

其中该制造反应室包含有下列组件：一圆顶形的外罩；一上部保护挡板；一升降平台；一石英绝缘体；一下部保护挡板；以及一置于升降平台上的待处理基材；在上述各组件中，除待处理基材以外，其余组件表面含有一层具有特定几何图案、表面粗糙度及组成物的陶瓷涂布层，且该陶瓷涂布层可进一步使用后制程处理改变其表面粗糙度或其它特性。

前述的制造反应室及组件，其中所述的陶瓷涂布层的表面粗糙度可为0.5μm到300μm。