[发明专利]半导体反应器及半导体反应器用金属母材的涂层形成方法

说明书

本发明的一实施方式涉及的半导体反应器用金属母材的涂层形成方法包括以下步骤：将半导体反应器用金属母材浸渍于包含NaOH以及NaAlO₂的碱性水溶液电解液中；以及将电极连接在所述金属母材上，对所述电极供电，通过等离子体电解氧化法，在所述金属母材上形成涂层。

技术领域

本发明涉及半导体制造装置，尤其涉及在反应性等离子体环境下能够提高耐腐蚀性以及抗侵蚀性的半导体反应器及其涂层。

背景技术

在半导体制造工艺中，在硅晶片的表面氧化膜层去除和超微细蚀刻工艺中等离子体发生装置的采用正在增加。在使用这种等离子体的半导体制造工艺中，主要使用诸如氯化硼(BCl)、氟化碳(CF₄)、氟化硫(SF₆)等的强腐蚀性元素。此时，暴露于诸如由等离子体放电产生的激发离子、解离分子或自由基的等离子体环境的部件上可能发生腐蚀和侵蚀，并且还与部件反应形成化合物以污染部件或装置，从而有可能降低半导体的性能和可靠性。

因此，为了解决这种问题，迫切需要耐等离子体特性优秀的等离子体反应器内衬(inner liner)。暴露于等离子体环境的半导体制造装置用材料采用不锈钢、铝、石英、氧化铝、碳化硅等多种材料。

为了保护用于半导体制造工艺的等离子体发生装置以及等离子体气体所通过的部件的表面，采用了利用硬质阳极氧化法在阀金属(Al、Mg、Ti、Ta、Hf、Nb、W、Zr等)表面形成耐腐蚀性和抗侵蚀性氧化膜的方法。但是，通过硬质阳极氧化法制造的非晶氧化物层存在在边缘较小或曲率半径较小的突出部位产生裂纹的根本缺点，另外，在实际使用中存在涂层剥落的问题。另外，当铜和硅酸盐为存在相同的析出物的材料时，难以通过阳极氧化法生成均匀的氧化膜层，因而用于阳极氧化的金属母材受到限制。

发明内容

所要解决的技术问题

本发明是用于解决包括上述技术问题在内的多种技术问题的，其目的在于，提供一种在半导体反应器用金属母材表面上形成涂层的方法，其能够提高等离子体抗侵蚀性、耐腐蚀性，并且减少内部污染。然而，这些问题是示例性的，本发明的范围不限于此。

技术方案

本发明的一实施方式涉及的在半导体反应器用金属母材表面上形成涂层的方法包括以下步骤：

将半导体反应器用金属母材浸渍于包含NaOH以及NaAlO₂的碱性水溶液电解液中；以及，将电极连接在所述金属母材上，对所述电极供电，通过等离子体电解氧化法，在所述金属母材表面上形成涂层。

在所述涂层形成方法中，所述金属母材包含铝合金，所述电解液还包含钇盐，所述涂层在内部包含氧化铝膜，在表面部可以包含氧化铝以及氧化钇的复合氧化膜。

在所述涂层形成方法中，所述复合氧化膜还可以包含氧化铝钇。

在所述涂层形成方法中，所述电解液可以包含作为钇盐的Y(NO₃)₃。

在所述涂层形成方法的所述涂层形成步骤中，可以施加负电压施加时间长于正电压施加时间的双极性脉冲电流，以进行等离子体电解氧化。

在所述涂层形成方法的所述涂层形成步骤中，所述双极性脉冲电流的负电流密度可以大于正电流密度。

在所述涂层形成方法中，为了降低所述涂层中铜以及硅的含量，所述金属母材可以包含含有0.5重量％以下且大于0重量％的铜以及0.5重量％以下且大于0重量％的硅的铝合金。

在所述涂层形成方法中，为了提高所述涂层中镁的含量，所述铝合金可以含有0.5重量％以下且大于0重量％的铜、0.5重量％以下且大于0重量％的硅以及1.0～50重量％的镁。