專利名稱：半導體加工腔室部件及其制造方法及半導體加工設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體加工技術，尤其涉及一種半導體加工腔室部件及其制造方
法及半導體加工設備。
背景技術：
干法刻蝕機、離子注入機和CVD (Chemical V即or D印osition化學氣相淀積)等 設備是集成電路制造工藝中所使用到的重要半導體制造設備。在這幾種設備中，以鹵族元 素為主的工藝氣體通入真空腔體中，并對氣體施加射頻場以產生高密度等離子體。等離子 體的轟擊性和工藝氣體的腐蝕性，會腐蝕暴露于等離子體氛圍的工藝腔室部件，從而產生 顆粒或金屬雜質污染，給半導體加工工藝帶來致命的影響，并能影響工藝腔室部件的使用 壽命。所以這些工藝腔室部件必須要具備很好的抗化學腐蝕和等離子體轟擊的性能。
石英零件、合金零件、陶瓷零件等，是半導體制造設備中最重要的零部件，在工藝 環境中同樣受到工藝氣體和等離子體的腐蝕；并會逐漸損耗產生顆粒。 現有技術中，通過在石英零件、合金零件或陶瓷零件上進行氧化釔涂覆，對零部件
進行保護，可以減少零部件的顆粒污染并增加抗腐蝕性。 上述現有技術至少存在以下缺點 氧化釔與石英、合金、陶瓷等零件的結合力比較差，容易破損、脫落；另外，由于結 合強度不夠，使其只能用于零件平坦的表面，限制了其應用范圍，不能對腔室部件表面進行 有效保。
發明內容
本發明的目的是提供一種能對腔室部件表面進行有效保護并減少顆粒產生的半
導體加工腔室部件及其制造方法及半導體加工設備。 本發明的目的是通過以下技術方案實現的 本發明的半導體加工腔室部件，所述腔室部件的表面涂有金屬打底層，所述金屬 打底層之上涂有陶瓷保護層。 本發明的上述的半導體加工腔室部件的制造方法，包括步驟
首先，對所述腔室部件的表面進行噴砂處理；
然后，在所述腔室部件的表面沉積金屬打底層；
之后，在所述金屬打底層之上噴涂陶瓷保護層。 本發明的半導體加工設備，包括工藝腔室，所述工藝腔室包括上述的半導體加工 腔室部件。 由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明所述的半導體加工腔室部件及其 制造方法及半導體加工設備，由于腔室部件的表面涂有金屬打底層，金屬打底層之上涂有 陶瓷保護層，使陶瓷保護層與腔室部件之間能較好的結合，對腔室部件表面進行有效保護 并減少顆粒產生。
圖1為本發明半導體加工腔室部件的結構示意圖。
具體實施例方式
本發明的半導體加工腔室部件，其較佳的具體實施方式
如圖1所示，腔室部件1的表面涂有金屬打底層2，金屬打底層2之上涂有陶瓷保護層3。 金屬打底層2的材料可以為A1、A1-Ni合金、Ti、P-Ni合金等金屬材料，或其中的兩種以上材料的組合，也可以同其它的金屬材料。 如果金屬打底層2用Al-Ni合金材料，Al-Ni合金中可以包括以下至少一種物質相Ni、Al203、Ni0等。在Al-Ni合金中，Al、 Ni之比可以為Al : Ni = 4 7 : 93 96，優選A1 : Ni = 5 : 95，或選用其它的材料。 金屬打底層1的厚度可以為50 100um，也可以根據需要選用其它的厚度。
陶瓷保護層3的材料可以包括Y203、Al203、SiC、Si其、BN、B4C等材料中的一種或多種，也可以選用其它的陶瓷材料。 陶瓷保護層3的厚度可以為50 500咖，優選150 250um，也可以選用其它的厚度。 陶瓷保護層3的孔隙率可以小于6% 。 腔室部件1的材質可以包括陶瓷、石英、合金材料等一種或多種材質，也可以是其它的材質。 本發明的上述半導體加工腔室部件的制造方法，其較佳的具體實施方式
是，包括步驟 首先，對腔室部件的表面進行噴砂處理。腔室部件的表面進行噴砂處理后的表面
粗糙度Ra可以為4 10um，根據需要也可以選用其它的表面粗糙度Ra。 然后，在所述腔室部件的表面沉積金屬打底層，金屬打底層的表面粗糙度Ra可以
為5 20um，根據需要也可以選用其它的表面粗糙度Ra。金屬打底層的沉積方式可以采用
電弧熔射、等離子噴涂等一種或多種方法。 之后，在金屬打底層之上噴涂陶瓷保護層。陶瓷保護層的噴涂方式可以包括等離子噴涂沉積方法等。 本發明的半導體加工設備，其較佳的具體實施方式
是，包括工藝腔室，工藝腔室包括上述的半導體加工腔室部件。 該半導體加工設備可以是干法刻蝕機、離子注入機、化學氣相淀積設備等一種或多種設備，也可以是其它的半導體加工設備。 本發明通過對石英等腔室部件的有效保護，使得石英等腔室部件在工藝環境中，
能有效減少顆粒的產生并增加抗等離子腐蝕性。
—個具體實施例 在石英零件上施加保護層。具體流程包括首先，對石英零件表面進行噴砂處理，控制表面粗糙度Ra為4 10um ;然后，在石英零件表面，通過電弧熔射沉積一層Al-Ni合金作為噴涂前的打底層材料，A1-Ni合金優選的成為為5% Al+95% Ni，打底層的厚度為50 100咖，粗糙度Ra為5 20um ;之后，在打底層表面，通過等離子噴涂沉積一層高純氧化釔 作為保護層，噴涂的保護層厚度控制在50 500um，較佳的范圍為150 250um，涂層孔隙 率小于6%。制備出來帶氧化釔涂層的石英零件，具有較高的涂層結合強度，提高了石英零 件的使用壽命，并拓展了石英零件的應用范圍。 上述實施例中，采用Al-Ni合金作為金屬打底層材料，一方面，由于Al-Ni合金絲 因在電弧熔射的作用下，與空氣中氧發生反應而產生大量的熱，從而提高反應粒子的溫度； 另一方面，金屬熔射可獲得較高的表面粗糙度。 本發明的方法制造的半導體加工腔室部件，具有更好的涂層結合強度，減少腔室 部件在使用、維護過程中破損的風險，能對腔室部件表面進行有效保護并減少顆粒產生，從 而降低設備的消耗成本并保證半導體加工工藝的正常進行。同時，可以拓展氧化釔等涂層 在石英和陶瓷件上的廣泛應用。 以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種半導體加工腔室部件，其特征在于，所述腔室部件的表面涂有金屬打底層，所述金屬打底層之上涂有陶瓷保護層。
2. 根據權利要求1所述的半導體加工腔室部件，其特征在于，所述金屬打底層包括以 下至少一種材料A1、A1-Ni合金、Ti、P-Ni合金。
3. 根據權利要求2所述的半導體加工腔室部件，其特征在于，所述Al-Ni合金中包括以 下至少一種物質相Ni、Al203、NiO。
4. 根據權利要求2或3所述的半導體加工腔室部件，其特征在于，所述Al-Ni合金中， Al、Ni之比為Al : Ni = 4 7 : 93 96。
5. 根據權利要求4所述的半導體加工腔室部件，其特征在于，所述A1-Ni合金中，Al、 Ni之比為A1 : Ni = 5 : 95。
6. 根據權利要求1或2所述的半導體加工腔室部件，其特征在于，所述金屬打底層的厚 度為50 100um。
7. 根據權利要求1所述的半導體加工腔室部件，其特征在于，所述陶瓷保護層包含以 下至少一種材料Y203、 A1203、 SiC、 Si3N4、 BN、 B4C。
8. 根據權利要求1或7所述的半導體加工腔室部件，其特征在于，所述陶瓷保護層的厚 度為50 500咖。
9. 根據權利要求8所述的半導體加工腔室部件，其特征在于，所述陶瓷保護層的厚度 為150 250um。
10. 根據權利要求8所述的半導體加工腔室部件，其特征在于，所述陶瓷保護層的孔隙 率小于6%。
11. 根據權利要求1所述的半導體加工腔室部件，其特征在于，所述腔室部件的材質包括以下至少一種材質陶瓷、石英、合金材料。
12. —種權利要求1至11任一項所述的半導體加工腔室部件的制造方法，其特征在于，包括步驟首先，對所述腔室部件的表面進行噴砂處理； 然后，在所述腔室部件的表面沉積金屬打底層； 之后，在所述金屬打底層之上噴涂陶瓷保護層。
13. 根據權利要求12所述的半導體加工腔室部件的制造方法，其特征在于，所述腔室 部件的表面進行噴砂處理后的表面粗糙度Ra為4 10um。
14. 根據權利要求12所述的半導體加工腔室部件的制造方法，其特征在于，所述金屬 打底層的表面粗糙度Ra為5 20um。
15. 根據權利要求14所述的半導體加工腔室部件的制造方法，其特征在于，所述金屬 打底層的沉積方式包括以下至少一種方式電弧熔射、等離子噴涂。
16. 根據權利要求12所述的半導體加工腔室部件的制造方法，其特征在于，所述陶瓷 保護層的噴涂方式包括等離子噴涂沉積。
17. —種半導體加工設備，包括工藝腔室，其特征在于，所述工藝腔室包括權利要求1 至11任一項所述的半導體加工腔室部件。
18. 根據權利要求17所述的半導體加工設備，其特征在于，該半導體加工設備包括以 下至少一種設備干法刻蝕機、離子注入機、化學氣相淀積設備'
全文摘要
本發明公開了一種半導體加工腔室部件及其制造方法及半導體加工設備，首先在腔室部件的表面涂一層Al、Al-Ni合金、Ti或P-Ni合金等金屬打底層；然后在金屬打底層之上涂一層Y2O3等陶瓷保護層。涂層結合強度高，可以減少腔室部件在使用、維護過程中破損的風險，能對腔室部件表面進行有效保護并減少顆粒產生，用于干法刻蝕機、離子注入機、CVD等設備，能降低設備的消耗成本并保證半導體加工工藝的正常進行。
文檔編號H01L21/00GK101752214SQ20081024010
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月17日 優先權日2008年12月17日
發明者張寶輝, 錢進文, 陶林 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司