[发明专利]稀土氧化物基单片式腔室材料

说明书

本申请公开了稀土氧化物基单片式腔室材料。一种固体烧结陶瓷制品可包括固溶体，所述固溶体包含：约30摩尔％至约60摩尔％的浓度的Y₂O₃；约20摩尔％至约60摩尔％的浓度的Er₂O₃；以及约0摩尔％至约30摩尔％的浓度的ZrO₂、Gd₂O₃或SiO₂的至少一者。或者，所述固体烧结陶瓷制品可包括固溶体，所述固溶体包含40‑100摩尔％的Y₂O₃、0‑50摩尔％的ZrO₂以及0‑40摩尔％的Al₂O₃。

本申请是PCT国际申请号为PCT/US2014/065080、国际申请日为2014年11月11日、进入中国国家阶段的申请号为201480042642.6，题为“稀土氧化物基单片式腔室材料”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的实施例大体而言关于抗等离子体的稀土氧化物基(rare-earth oxidebased)材料，并且尤其是关于由抗等离子体的稀土氧化物基材料形成的固体烧结陶瓷制品。

背景技术

在半导体工业中，通过众多用于生产尺寸日益缩小的结构的制造工艺来制造器件。一些制造工艺(诸如，等离子体蚀刻和等离子体清洁工艺)使基板暴露于高速的等离子体流中以蚀刻或清洁基板。等离子体可能是高度腐蚀性的，并且可能腐蚀处理腔室以及暴露于等离子体的其他表面。此腐蚀可能产生频繁地污染正在经处理的基板的粒子，从而导致器件缺陷。另外，此腐蚀可能使来自腔室部件的金属原子污染经处理的基板(例如，经处理的晶片)。

随着器件几何形状缩小，对缺陷和金属污染的敏感性增加，并且粒子污染物规范和金属污染物规范变得更加严格。因此，随着器件几何形状缩小，可允许的粒子缺陷和金属污染的水平可能降低。为了使由等离子体蚀刻和/或等离子体清洁工艺引入的粒子缺陷和金属污染最小化，已经开发出抗等离子体的腔室材料。此类抗等离子体材料的示例包括由Al₂O₃、AlN、SiC和Y₂O₃组成的陶瓷。然而，这些陶瓷材料的抗等离子体特性对于一些应用可能是不够的。例如，使用传统的陶瓷制造工艺而制造的抗等离子体的陶瓷盖和/或喷嘴在用于具有90nm或更小的关键尺寸的半导体器件的等离子体蚀刻工艺时可能产生不可接受的粒子缺陷水平。

附图说明

在所附附图的诸图中以示例方式而非限制方式图示了本发明，在这些附图中，相似的元件符号指示类似的元件。应当注意，在本公开中对“一”或“一个”实施例的不同引用不一定是指相同的实施例，并且此类引用意味着至少一个实施例。

图1是具有一个或更多个腔室部件的半导体处理腔室的剖视图，这些腔室部件是使用本文的实施例中所提供的陶瓷材料而产生的固体烧结陶瓷制品。

图2图示根据本发明的一个实施例的、用于形成固体烧结陶瓷制品的工艺。

图3图示根据本发明的实施例的各种固体烧结陶瓷制品对在2200瓦特的偏置功率下生成的等离子体的抗溅射性。

图4图示根据本发明的实施例的各种固体烧结陶瓷制品对使用N₂/H₂化学品而生成的等离子体的抗侵蚀性。

图5图示根据本发明的实施例的各种固体烧结陶瓷制品对使用CHF_4/CF₄化学品而生成的等离子体的抗侵蚀性。

图6A是示出根据本发明的实施例的各种固体烧结陶瓷制品对使用N₂/H₂化学品而生成的等离子体的抗侵蚀性的图表。

图6B是示出各种块状烧结陶瓷制品的蚀刻前和蚀刻后粗糙度的图表。