一种部件表面处理方法、等离子处理装置及其制备方法与流程

本发明属于半导体设备领域，涉及一种工件的表面处理方法，具体涉及一种等离子处理装置的部件表面处理方法、等离子处理装置及其制备方法。

背景技术：

1、等离子体刻蚀制程在集成电路制造领域发挥着至关重要的作用。在刻蚀晶圆工艺过程中,为了保障刻蚀机台的稳定性，需要在等离子刻蚀装置的腔体的内壁及零部件表面形成抗等离子体涂层，以防腔体内刻蚀晶圆用的等离子体对内壁造成腐蚀。

2、形成抗等离子体涂层的典型沉积方式包含：在室温下沉积的粉末喷涂沉积(powder sprayed deposition)，冷喷涂沉积(cooled sprayed deposition，csd)和/或气溶胶沉积(aerosol deposition，ad)。另一些沉积涂层的方式为与等离子体相关的真空沉积方式，包含等离子体增强物理气相沉积(plasma enhanced physical vapordeposition，pepvd)，物理气相沉积(physical vapor deposition，pvd)，化学气相沉积(chemical vapor deposition，cvd)中的一种或其任意两种以上的组合。

3、无论上述哪种沉积方式，通常都会事先在在金属基或陶瓷基部件上做表面处理，形成高致密的涂层。即，各部件在出厂前，预先在部件胚体上做表面处理，形成防腐蚀涂层。使用者购买相应的表面预处理部件后，组装成等离子体刻蚀设备。表面处理后的部件的购买成本远远高于部件胚体。而且，对于表面处理形成的涂层的定制化成本更高。如果是某些部件出现问题，维修也不方便，且成本高。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决等离子处理装置的购置成本，尤其是对涂层的定制化成本。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种等离子处理装置的部件表面处理方法，其包含：

3、提供一等离子处理装置，其包含：用于提供等离子体环境的反应腔；及，若干暴露于等离子环境中的零部件；

4、对所述反应腔抽真空；

5、向所述反应腔内通入涂层前驱体；

6、开启等离子体射频源，使所述涂层前驱体解离为涂层等离子体，所述涂层等离子体在暴露于等离子体环境的反应腔和/或零部件上形成表面涂层。

7、可选地，所述表面涂层为耐等离子体腐蚀涂层。

8、可选地，所述涂层前驱体包含取代的甲基硅烷，其中，si与c的原子比例为1：1。

9、可选地，所述取代的甲基硅烷中，h原子部分或全部为f和/或cl取代。

10、可选地，所述取代的甲基硅烷为ch3sicl3，ch2clsihcl2，chcl2sih2cl，ch3sif3，ch2fsihcl2，chf2sih2f中的至少一种。

11、可选地，所述表面涂层包含碳化硅(sic)涂层。

12、可选地，所述涂层前驱体包含y(etcp)2(ipr-amd)、y(ipr-meamd)3、y(mecp)3、yb(thd)3中的至少一种。

13、可选地，所述表面涂层包含氧化钇(y2o3)涂层。

14、可选地，所述反应腔和/或零部件为未经表面处理的胚体，所述坯体材质包括金属或陶瓷中的至少一种。

15、可选地，所述反应腔和/或零部件在形成所述表面涂层前设置有氧化硅或氧化钇涂层。

16、可选地，所述反应腔和/或零部件需翻新处理。

17、可选地，所述反应腔内的温度小于150℃。

18、可选地，所述等离子处理装置包含：等离子反应装置或等离子清洁装置。

19、可选地，所述等离子处理装置为电感耦合等离子体刻蚀装置，其中，所述零部件包括：陶瓷板、内衬套、气体喷嘴、气体分配板、气管法兰、静电吸盘组件、覆盖环、聚焦环、绝缘环或等离子体约束装置中的至少一种。

20、可选地，所述等离子处理装置为电容耦合等离子体刻蚀装置，其中，所述零部件包括：喷淋头、上接地环、移动环、气体分配板、气体缓冲板、静电吸盘组件、下接地环、覆盖环、聚焦环、绝缘环、可升降隔离环或等离子体约束装置中的至少一种。

21、本发明还提供了一种等离子处理装置的制备方法，包含：

22、将零部件胚体组装形成等离子处理装置；

23、对所述等离子处理装置的反应腔抽真空；

24、向所述反应腔内通入涂层前驱体；

25、开启等离子体射频源，使得所述涂层前驱体解离为涂层等离子体，所述涂层等离子体在暴露于等离子体环境的反应腔和/或零部件上形成表面涂层。

26、本发明还提供了一种等离子处理装置，其通过上述的方法制备。

27、本发明的表面处理方法以单一化合物作为涂层前驱体，在等离子射频源作用下，真空，较低温度即可解离为涂层等离子体，该涂层等离子体在等离子处理装置的腔体内壁和暴露于等离子体环境中的零部件的表面原位形成起保护作用的表面涂层。该方法不仅能在零部件胚体表面形成表面涂层，还可以在待翻修的零部件表面原位形成表面涂层。应用本发明的表面处理方法，能大幅降低等离子处理装置的购置成本、翻新成本及维修成本。

技术特征：

1.一种等离子处理装置的部件表面处理方法，其特征在于，该方法包含：

2.如权利要求1所述等离子处理装置的部件表面处理方法，其特征在于，所述表面涂层为耐等离子体腐蚀涂层。

3.如权利要求1所述等离子处理装置的部件表面处理方法，其特征在于，所述涂层前驱体包含取代的甲基硅烷，其中，si与c的原子比例为1：1。

4.如权利要求3所述等离子处理装置的部件表面处理方法，其特征在于，所述取代的甲基硅烷中，h原子部分或全部为f和/或cl取代。

5.如权利要求3所述等离子处理装置的部件表面处理方法，其特征在于，所述取代的甲基硅烷为ch3sicl3，ch2clsihcl2，chcl2sih2cl，ch3sif3，ch2fsihcl2，chf2sih2f中的至少一种。

6.如权利要求3所述等离子处理装置的部件表面处理方法，其特征在于，所述表面涂层包含sic涂层。

7.如权利要求1所述等离子处理装置的部件表面处理方法，其特征在于，所述涂层前驱体包含y(etcp)2(ipr-amd)、y(ipr-meamd)3、y(mecp)3、yb(thd)3中的至少一种。

8.如权利要求7所述等离子处理装置的部件表面处理方法，其特征在于，所述表面涂层包含y2o3涂层。

9.如权利要求1所述等离子处理装置的部件表面处理方法，其特征在于，所述反应腔和/或零部件为未经表面处理的胚体，所述坯体材质包括金属或陶瓷中的至少一种。

10.如权利要求1所述等离子处理装置的部件表面处理方法，其特征在于，所述反应腔和/或零部件在形成所述表面涂层前设置有氧化硅或氧化钇涂层。

11.如权利要求1所述等离子处理装置的部件表面处理方法，其特征在于，所述反应腔和/或零部件需翻新处理。

12.如权利要求1所述等离子处理装置的部件表面处理方法，其特征在于，所述反应腔内的温度小于150℃。

13.如权利要求1所述等离子处理装置的部件表面处理方法，其特征在于，所述等离子处理装置包含：等离子反应装置或等离子清洁装置。

14.如权利要求1所述等离子处理装置的部件表面处理方法，其特征在于，所述等离子处理装置为电感耦合等离子体刻蚀装置，其中，所述零部件包括：陶瓷板、内衬套、气体喷嘴、气体分配板、气管法兰、静电吸盘组件、覆盖环、聚焦环、绝缘环或等离子体约束装置中的至少一种。

15.如权利要求1所述等离子处理装置的部件表面处理方法，其特征在于，所述等离子处理装置为电容耦合等离子体刻蚀装置，其中，所述零部件包括：喷淋头、上接地环、移动环、气体分配板、气体缓冲板、静电吸盘组件、下接地环、覆盖环、聚焦环、绝缘环、可升降隔离环或等离子体约束装置中的至少一种。

16.一种等离子处理装置的制备方法，其特征在于，包含：

17.一种等离子处理装置，其特征在于，其通过权利要求16的方法制备。

技术总结
本发明公开了一种等离子处理装置的部件表面处理方法、等离子处理装置及其制备方法，该表面处理方法包含：提供一等离子处理装置，其包含：用于提供等离子体环境的反应腔；及，若干暴露于等离子环境中的零部件；对所述反应腔抽真空；向所述反应腔内通入涂层前驱体；开启等离子体射频源，使所述涂层前驱体解离为涂层等离子体，所述涂层等离子体在暴露于等离子体环境的零部件上形成表面涂层。本发明利用等离子处理装置的现有功能部件，以单一化合物为涂层前驱体，不仅能在零部件胚体表面形成表面涂层，还可以在待翻修的零部件表面原位形成表面涂层。应用本发明的表面处理方法，能大幅降低等离子处理装置的购置成本、翻新成本及维修成本。

技术研发人员：陈星建,陈煌琳,史文博,朱海波,刘身健
受保护的技术使用者：中微半导体设备（上海）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16