稀土氧化物基单片式腔室材料的制作方法_3

文档序号:9650068阅读:来源:国知局
间。
[0036] 烧结工艺产生固体烧结陶瓷制品,所述固体烧结陶瓷制品包括由各种处于单相中 的陶瓷材料组分构成的至少一种固溶体。例如,在一个实施例中,固体烧结陶瓷制品包括固 溶体,所述固溶体包括:约30摩尔%至约60摩尔%的浓度的Y 2O3;约20摩尔%至约50摩 尔%的浓度的Er2O3;以及约0摩尔%至约30摩尔%的浓度的ZrO 2、Gd2O3或SiO 2中的至少 一者。
[0037] 在各种实施例中,固体烧结陶瓷制品可用于等离子体蚀刻反应器的不同的腔室组 件。取决于正在被制造的特定的腔室部件,生坯体可具有不同的形状。例如,如果最终的腔 室部件将是工艺套环,则生坯体可以是环形的。如果腔室部件将是静电夹盘的静电圆盘,则 生坯可以是碟形的。取决于将制造的腔室部件,生坯体还可具有其他形状。
[0038] 烧结工艺通常使陶瓷制品的尺寸改变不受控的量。至少部分地由于此尺寸变化, 在完成烧结工艺之后,通常在框275处对陶瓷制品进行机械加工。机器加工步骤可包括: 表面研磨和/或抛光陶瓷制品,在陶瓷制品中钻孔,切割陶瓷制品和/或对陶瓷制品塑形, 研磨陶瓷制品,抛光陶瓷制品(例如,使用化学机械平坦化(CMP),火焰抛光或其他抛光技 术),粗糙化陶瓷制品(例如,通过珠粒喷击),在陶瓷制品上形成凸块,等等。
[0039] 可将陶瓷制品机械加工成适合于特定应用的配置。在机械加工之前,陶瓷制品可 具有适合于特定目的(例如,将用作等离子体蚀刻器中的盖)的粗略的形状和尺寸。然而, 可执行机械加工以精确低控制陶瓷制品的尺寸、形状、尺度、孔尺寸,等等。
[0040] 取决于待制造的特定的腔室部件,可另外执行附加的处理操作。在一个实施例中, 附加的处理操作包括:将固体烧结陶瓷制品粘接至金属体(框280)。在既对固体烧结陶瓷 制品进行机械加工又将所述固体烧结陶瓷体粘接至金属体的一些实例中,可先执行机械加 工,接着执行粘接。在其他实例中,可先将固体烧结陶瓷制品粘接至金属体,并且随后可对 固体烧结陶瓷制品进行机械加工。在其他实施例中,在粘接之前与之后都执行一些机械加 工。另外,在一些实施例中,可将固体烧结陶瓷制品粘接至另一陶瓷制品。
[0041] 在第一示例中,陶瓷制品将用于喷淋头。在此类实施例中,可将许多孔钻入到陶瓷 制品中,并且可将陶瓷制品粘接至铝气体分配板。在第二示例中,陶瓷制品用于静电夹盘。 在此类实施例中,将氦针孔钻入到(例如,通过激光钻凿)陶瓷制品中,并且可通过硅酮粘 合剂来将陶瓷制品粘接至铝底板。在另一示例中,陶瓷制品是陶瓷盖。由于陶瓷盖具有大的 表面积,因此由新型烧结陶瓷材料形成的陶瓷盖可具有高结构强度以防止在处理期间(例 如,当将真空施加至等离子体蚀刻反应器的工艺腔室时)的破裂或弯曲。在其他示例中,形 成喷嘴、工艺套环或其他腔室部件。
[0042] 图3是示出根据本发明的实施例的各种固体烧结陶瓷制品对2200瓦特的偏置功 率下生成的等离子体的抗溅射性的图表。此图表示出由73. 13摩尔%的Y2O3和26. 87摩 尔%的ZrO2组成的第一示例固体烧结陶瓷制品(示例1+)的0. 10与0. 15纳米/射频小时 (nm/RFhr)之间的溅射侵蚀速率。此图表示出由63. 56摩尔%的Y203、35. 03摩尔%的ZrO2 以及1. 41摩尔%的Al2O3组成的第四示例固体烧结陶瓷制品(示例4+)的0. 15与0. 20nm/ RFhr之间的溅射侵蚀速率。此图表示出由71. 96摩尔%的Y203、26. 44摩尔%的ZrO2以及 1. 60摩尔%的Al2O3组成的第二示例固体烧结陶瓷制品(示例2+)的0. 15与0. 20nm/RFhr 之间的溅射侵蚀速率。此图表示出由64. 46摩尔%的Y2O3和35. 54摩尔%的ZrO 2组成的第 三示例固体烧结陶瓷制品(示例3+)的0. 20与0. 25nm/RFhr之间的溅射侵蚀速率。此图表 示出由52. 12摩尔%的Y2O3和47. 88摩尔%的ZrO2组成的第六示例固体烧结陶瓷制品(示 例6+)的0. 25与0. 30nm/RFhr之间的溅射侵蚀速率。此图表示出由57. 64摩尔%的Y2O3 和42. 36摩尔%的ZrO2组成的第五示例固体烧结陶瓷制品(示例5+)的0. 30与0. 35nm/ RFhr之间的溅射侵蚀速率。此图表另外示出由Er203、Y20 3、Gd203、Er3Al50 12(EAG)、99. 8%的 Al203、92%的Al2O3分别构成的固体烧结陶瓷以及包括63摩尔%的Y 203、14摩尔%的Al2O3 以及23摩尔%的ZrO2的对照复合陶瓷的抗溅射侵蚀速率,以用于比较。
[0043] 图4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附加的图表。词图表示出由73. 13摩尔%的Y2O3和26. 87摩 组成的第一示例固体烧结陶瓷制品的大约lOnm/RFhr的侵蚀速率。此图表示出 由64. 46摩尔%的Y2O3和35. 54摩尔%的ZrO 2组成的第三示例固体烧结陶瓷制品的略大 于10nm/RFhr的侵蚀速率。此图表示出由63. 56摩尔%的Y203、35. 03摩尔%的ZrO2以及 1. 41摩尔%的Al2O3组成的第四示例固体烧结陶瓷制品的略大于10nm/RFhr的侵蚀速率。 此图表示出由71. 96摩尔%的Y2O3、26. 44摩尔%的ZrO2以及1. 60摩尔%的Al 203组成的 第二示例固体烧结陶瓷制品的低于15nm/RFhr的侵蚀速率。此图表另外示出分别由Y 203、 石英和HPM构成的固体烧结陶瓷的侵蚀速率以用于比较。
[0044] 图5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CHF4/CF 4化学品 所产生的等离子体的抗侵蚀性的又一图表。此图表图示参考图3所定义的第一示例固体烧 结陶瓷制品(示例1+)、第二示例固体烧结陶瓷制品(示例2+)、第六示例固体烧结陶瓷制 品(示例6+)以及第三示例固体烧结陶瓷制品(示例3+)的略大于0. 05nm/RFhr的侵蚀速 率。此图表另外图示参考图3所定义的第五示例固体烧结陶瓷制品(示例5+)以及第四示 例固体烧结陶瓷制品(示例4+)的略低于0.75nm/RFhr的侵蚀速率。此图表另外示出分别 由Er203、Y203、Gd20 3、EAG、99. 8%的Al203、92%的Al2O3构成的固体烧结陶瓷以及对照复合 陶瓷的侵蚀速率,以用于比较。
[0045] 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。此图表图示氧化钇、示例4++陶瓷制品以及示例5++ 陶瓷制品的低于15nm/RFhr的侵蚀速率。此图表还示出硅的略低于20nm/RFhr的侵蚀速率 以及对照复合陶瓷的高于20nm/RFhr的侵蚀速率。示例4++陶瓷包括约37摩尔%的浓度 的Y 2O3、约8摩尔%的浓度的ZrO2以及约55摩尔%的浓度的Er 203。示例5++陶瓷包括约 40摩尔%的浓度的Y2O 3、约10摩尔%的浓度的ZrO2、约30摩尔%的浓度的Er2O3以及约20 摩尔%的浓度的Gd 2O3。
[0046] 图6B是示出固体烧结(块状)氧化钇、示例4++、示例5++、硅以及对照复合陶瓷 的蚀刻前与蚀刻后的粗糙度的图表。如图所示,示例4++固体烧结陶瓷及示例5++固体烧 结陶瓷显示出最小的侵蚀速率,并且示例4++显示出最小的粗糙度变化。
[0048] 表1 :导体盖的液体粒子计数(LPC),单位:粒子/平方厘米(p/cm2)
[0049] 表1示出由对照复合陶瓷制成的导体盖以及由第一示例陶瓷材料(示例1+)制成 的导体盖的清洁后所量测的粒子缺陷。第一示例性陶瓷材料由73. 13摩尔%的浓度的Y2O3 和26. 87摩尔%的浓度的ZrO2组成。可通过执行液体粒子计数(LPC)来测量粒子污染。表 中的每一列表示至少特定尺寸的粒子的数量。
[0051] 表2A :金属污染,单位:101°原子/cm 2
[0053] 表2B :金属污染,单位:101°原子/cm 2
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1