[发明专利]具有氧化铝层的铝制设备和其形成方法

说明书

技术领域

本揭露涉及用于在铝制体材料上制造氧化铝层的方法及由所述方法形成的所述氧化铝层，且也涉及用于半导体制造的等离子程序的由铝制成的真空室。

背景技术

等离子程序(例如等离子蚀刻、等离子增强化学气相沉积(CVD)、等离子清洁及其类似者)广泛用于制造半导体装置。铝用作为其中产生等离子的真空室的主要材料，且真空室的内表面和/或用于真空室内的部件经形成以具有氧化铝层(即，氧化铝涂层)来改善真空室的耐用性。

发明内容

根据本发明的实施例，一种方法包括：使用碱性溶液及酸性溶液中的至少一个来化学处理铝制体；对所述经化学处理的铝制体执行阳极氧化以形成氧化铝层；及使用温度超过75℃的热水或水蒸汽来处理所述氧化铝层，其中经热水或水蒸汽处理之后的所述氧化铝层包含多个柱状晶粒，且所述柱状晶粒的平均宽度在从10nm到100nm的范围内。

根据本发明的实施例，一种铝制设备包括：铝制体；及氧化铝层，其形成于所述铝制体上，其中所述氧化铝层包含多个柱状晶粒，且所述柱状晶粒的平均宽度在从10nm到100nm的范围内，且从所述氧化铝层的外表面到至少1/2T的深度，所述柱状晶粒的宽度大体上恒定，其中T为所述氧化铝层的厚度。

根据本发明的实施例，一种方法包括：在等离子室中产生等离子；及执行沉积一膜、借由使用所述等离子来蚀刻及借由使用所述等离子来清洁的至少一者，其中所述等离子室包括铝制体及形成于所述铝制体上的氧化铝层，所述氧化铝层与所述产生等离子或由所述等离子产生的自由基接触，所述氧化铝层包含勃姆石相，所述氧化铝层包含多个柱状晶粒，且所述柱状晶粒的平均宽度在从10nm到100nm的范围内，且从所述氧化铝层的外表面到至少1/2T的深度，所述柱状晶粒的宽度大体上恒定，其中T为所述氧化铝层的厚度。

附图说明

自结合附图来阅读的[实施方式]最佳理解本揭露。应注意，根据行业中的标准实践，各种构件未按比例绘制且仅用于绘示目的。事实上，为使讨论清楚，可任意增大或减小各种构件的尺寸。

图1展示根据本揭露的实施例的用于等离子程序的真空室的示范性示意图。

图2展示根据本揭露的实施例的用于等离子程序的真空室的室壁的示范性横截面图。

图3展示绘示制造铝层的方法的示范性流程图。

图4展示根据本揭露的实施例的示范性阳极氧化设备。

图5A至5D展示示范性密封程序。

图6A至6D展示氧化铝层的横截面的SEM(扫描电子显微镜)图像，且图6E展示绘示根据本揭露的实施例的氧化铝层的柱状晶粒的示意图。

图7展示氧化铝层的拉曼(Raman)光谱。

图8展示氧化铝层的XRD(X射线绕射)光谱。

具体实施方式

应了解，以下揭露提供用于实施本揭露的不同构件的许多不同实施例或实例。下文将描述组件及配置的特定实施例或实例以简化本揭露。当然，此等仅为实例且不意在限制。例如，组件的尺寸不受限于所揭露的范围或值，而是可取决于程序条件和/或装置的所要性质。再者，在以下描述中，使第一构件形成于第二构件上方或形成于第二构件上可包含其中形成直接接触的所述第一构件及所述第二构件的实施例，且也可包含其中可形成内插于所述第一构件与所述第二构件之间的额外构件使得所述第一构件及所述第二构件可不直接接触的实施例。为了简化及清楚，可依不同比例任意绘制各种构件。

此外，为便于描述，空间相对术语(例如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”及其类似者)可在本文中用于描述组件或构件与另外(若干)组件或(若干)构件的关系，如图中所绘示。空间相对术语除涵盖图中所描绘的定向之外，也意欲涵盖装置在使用或操作中的不同定向。可依其它方式定向装置/设备(旋转90度或依其它定向)，且也可相应地解译本文中所使用的空间相对描述词。另外，术语“由…制成”可意指“包括”或“由…组成”。

图1展示根据本揭露的实施例的用于等离子程序的真空室的示范性示意图。真空室1包含作为真空室1的主体的室壁2、晶片载物台3及晶片转送口4及气体引入口6。真空室1可用于等离子蚀刻、等离子增强CVD或等离子清洁。