TWI822808B - 鋁處理腔室部件之保護 - Google Patents
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Abstract
本揭示的實施例涉及用於處理腔室部件的保護性多層塗層，該等處理腔室部件在使用處理腔室期間暴露於從約20℃至約300℃的溫度。保護性多層塗層包含黏接層及頂層，黏接層在腔室部件上形成以減少在頂層與腔室部件之間的應力。減少的應力降低或防止在使用處理腔室期間及之後粒子從多層塗層的頂層掉落。黏接層包含鈦、氮化鈦、鋁、或其組合，並且頂層包含氮化鎢。
Description
本申請案主張於2018年7月5日提交的美國臨時申請案第62/694,305號「Protection of Aluminum Process Chamber Components」的優先權，此申請案的全部內容以引用方式併入本文中。
本發明的實施例通常係關於處理腔室的操作。
半導體及電子裝置係在處理腔室中製造，該等處理腔室經歷從室溫到高於400℃的溫度。在高溫應用期間，該等處理腔室中之一些亦伴隨著高壓，處理腔室的部件可能形成不期望的顆粒物質，該顆粒物質可以導致在處理腔室中製造的裝置的缺陷或以其他方面降低的效能。當腔室的內部部件在使用期間斷裂、磨損或以其他方式劣化時，形成粒子。此劣化額外減少部件壽命並且導致停機時間及維護成本。用於保護處理腔室中的鋁部件的塗層亦可以呈現損壞並且可以污染處理腔室以及在處理腔室中製造的產品。
因此，在本領域中仍然需要減少或防止處理腔室中的顆粒污染的方法。
本文的系統及方法與用於處理腔室部件的保護性塗層相關聯。在一個實例中，一種形成塗層的方法包括：在腔室部件上形成第一層，其中第一層由氮化鈦(TiN)形成；以及在第一層上形成第二層，其中第二層由氮化鎢(W2
N)形成。
在另一實例中，一種裝置包括：腔室部件；以及多層塗層。多層塗層包括：在腔室部件上方形成的TiN的第一層；以及在第一層上方形成的W2
N的第二層。
在另一實例中，一種形成塗層的方法包括：在腔室部件上將第一層形成至從約50微米至約200微米的厚度。第一層包括氮化鈦（TiN）。另外在該方法中，在形成期間，腔室部件的溫度係從20℃至300℃。此外，在此示例性方法中，該方法包括在第一層上將第二層形成至從約200微米至約400微米的厚度，其中第二層由氮化鎢(W2
N)形成。
半導體裝置製造包括用於材料沉積的各種操作及材料移除與圖案化操作，該等操作係在高溫（300℃或更高溫度）下執行，並且在一些實例中，該等操作係使用苛刻蝕刻劑氣體及氣體混合物執行。處理腔室的內部部件可以由複數種材料製造，包括鎳超合金、不鏽鋼、石英、鋁、或用以承受各種處理條件的其他材料。為了保護處理腔室的內部部件，諸如噴頭、襯墊、基板支撐基座、及其他部件，該等部件在本文中統稱為「腔室部件」，可以使用保護性塗層。在一些實例中，氮化鎢(W2
N)用作保護性塗層。然而，正是由於在沒有保護性塗層的情況下內部部件可以劣化，處理腔室的相同苛刻環境會導致保護性塗層呈現不期望的粒子形成。因為所塗覆的內部部件在操作處理腔室期間暴露於高溫及/或壓力之後經歷表面斷裂、磨損、或擴散，發生導致粒子掉落的粒子形成，其中塗層的粒子從所塗覆的部件落下並且污染裝置及/或腔室。粒子掉落可以導致最終裝置的致命缺陷或降低效能，並且可以減少處理腔室部件的壽命。由於至少部分歸因於塗層在下層腔室部件上的沉積而在塗層中殘留的應力，塗層掉落粒子的趨勢可以部分歸因於掉落粒子的塗層的一或多層的應力。與處於預定的允許應力閾值（該應力閾值可在半導體裝置之中及之間變化）下的塗層相比，呈現與預定的允許應力相比較高的應力的塗層更有可能掉落。由於半導體裝置持續具有較小線寬及其他尺寸，在一些實例中在小於10 nm的數量級上，從處理腔室的內部部件掉落的粒子可以在半導體裝置中導致較大數量的缺陷。
如在本文的實施例中論述，將保護性多層塗層施加到處理腔室的內部部件，諸如可以由鋁製造的彼等部件，包括用於壁的腔室襯墊、基板支撐基座、及噴頭。用於此等部件的保護性多層塗層減少或消除粒子掉落，從而延長腔室部件的壽命並且減少由粒子掉落導致的有缺陷產品及碎片。多層保護性塗層包括至少兩層，被稱為黏接層的第一層及在第一層上方形成的第二層（頂層）。黏接層在一或多個腔室部件上形成，如本文論述，該等腔室部件可以包括處理腔室的內部部件，諸如由鋁形成的彼等腔室部件。黏接層減少在腔室部件與頂層之間的應力，這降低在使用處理腔室期間粒子從頂層掉落的可能性。
在一實施例中，黏接層包括鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)，及/或在一些實例中，包括鋁(Al)，並且頂層包括氮化鎢(W2
N)。保護性多層塗層用作熱阻障層並且用作擴散阻障層，該保護性多層塗層與習知塗層相比具有改進的黏著性以在於300℃或更高的溫度下的處理腔室操作期間更好地保護內部部件。在一個實例中，當直接在鋁腔室部件上形成時頂層的應力係高於當黏接層在鋁腔室部件上形成時在黏接層上形成的頂層約25%。在另一實例中，與在第二層直接於腔室部件上形成的情況下的第二層的應力相比，多層塗層的黏接層將多層塗層的第二層的應力減少15%至60%。在一實施例中，多層塗層的應力（例如，多層塗層的每層的應力）在可延展材料的情況下小於多層塗層的降伏強度或在脆性材料的情況下小於極限強度。在使用處理腔室期間，此等相對應力進一步有助於多層塗層在腔室部件上的黏著。如本文論述，多層塗層的降伏強度係應力，高於該應力發生材料（塗層）的永久變形，且該應力高於材料強度劣化或經歷失效的極限強度。
在一實例中，當超過降伏強度或極限強度時，材料效能藉由獲得塑性狀態或失效而從預定義的功能劣化。在內部處理腔室部件上的處理腔室塗層可以斷裂、掉落、或以其他方式形成特定物質，該特定物質可以污染裝置以及處理腔室的其他部件或在處理腔室中定位的基板。在一個實例中，鋁(Al)的降伏強度係+276 MPa，氮化鈦(TiN)的極限強度係-972 MPa，並且氮化鎢(W2
N)的極限強度係+700 MPa。正號及負號分別表示拉伸(+)及壓縮(-)強度。因此，在本文中將在每個塗覆階段處的各個層的應力靶向為小於材料的相應降伏強度或極限強度。
本文論述的多層塗層可以在包括鋁及鋁合金（例如，Al6061-T6）的腔室部件上形成。當將處理腔室100保持在從室溫至約300℃時，鋁及鋁合金可以用於形成在處理腔室（諸如處理腔室100）中使用的內部部件。如本文論述，「室溫」係從約20℃至約25℃。用本文的多層塗層塗覆的部件可以在處理腔室中組裝時原位塗覆，或者可以在原始設備製造商(original equipment manufacturer; OEM)或其他製造商處異位塗覆並且現場組裝，在一或多個部件亦包括多層塗層的一些情況下。在其他實例中，可以將用本文論述的多層塗層塗覆的部分塗覆並且運輸到多個位置，此處稍後將腔室部件組裝為處理腔室。如本文論述，多層塗層可以包括在以單程或多程執行的沉積操作中形成為單層的黏接層。在可以與本文的其他實例結合的另一實例中，黏接層可以包括具有不同材料的兩個或兩個以上中間層的結構。在一些實施例中，黏接層由Ti、TiN、及/或Al的一或多個中間層製造。
第1圖係根據本揭示的某些實施例的示例性處理腔室100的橫截面圖。處理腔室100具有根據本揭示的某些實施例形成的多層塗層120。處理腔室100包括圍繞內腔室主體104形成的外腔室主體102。在一實施例中，外腔室主體102包括鋁，並且內腔室主體104包括石英、鋁、或基於鎳的超合金，諸如Hastelloy®。內腔室主體104可由腔室壁122、腔室底部124、及由腔室蓋108的底表面形成的腔室頂部108A界定。在一實施例中，在外腔室主體102與內腔室主體104之間的空間132中形成真空。在一實施例中，本文論述的腔室壁122、腔室底部124、腔室頂部108A、及額外部件可由一或多種材料形成，諸如不鏽鋼、石英、基於鎳的超合金、或鋁。將內腔室主體104暴露於高溫、壓力、及在一些實例中暴露於蝕刻劑氣體，該等蝕刻劑氣體可以腐蝕並且劣化內腔室主體104的部件。在一個實例中，處理腔室100耦接到遠端電漿源(remote plasma source; RPS)112、氣體控制板118、冷凝器114、及蒸汽產生器116。
在一實施例中，在處理腔室100的操作期間，處理腔室100可以加壓並且具有以各種方式控制的溫度。在一個實例中，使用節流閥136控制處理空間134內的壓力，節流閥136位於內腔室主體104與真空泵138之間。使用一或多個加熱元件128A控制在腔室壁122的表面處的溫度。一或多個加熱元件128A可以係固體元件或含有液體的元件，該等加熱元件位於內腔室主體104的腔室壁122及/或腔室蓋108中。在一些實施例中，一或多個加熱元件128A在基板支撐基座106中定位。在一個實例中，可以將腔室蓋108從100℃加熱到300℃。複數個加熱元件128A可在內腔室主體104的腔室壁122中定位並且電氣耦接到電源128。在第1圖的實例中，將加熱元件128A圖示為在腔室壁122中定位或耦接到腔室壁122的兩對加熱元件128A、在基板支撐基座106中定位或耦接到基板支撐基座106的一對加熱元件128A、以及在腔室蓋108中定位或耦接到腔室蓋108的一對加熱元件128A。在替代實施例中，與第1圖中示出者相比較多或較少的加熱元件128A可以各種構造在腔室壁122、腔室蓋108中採用，並且在一些實施例中，在基板支撐基座106內部採用或耦接到基板支撐基座106。在處理腔室100中蝕刻的一個實例中，從電漿釋放化學反應性離子，該電漿可以經由RPS 112引入或在處理腔室100中經由如下文論述的其他構件形成。一旦從電漿釋放，化學反應性離子就撞擊在位於基板支撐基座106上的基板146，由此從基板146的表面移除暴露的材料。
在處理腔室100的另一實例中，電漿可以使用RF源功率140及RF偏壓功率142產生。RF源功率140及RF偏壓功率142的每一個耦接到處理腔室100並且用以將功率，以及在一些實例中將功率脈衝施加到腔室壁122及/或基板支撐基座106。在一些實例中，亦可以將負偏壓施加到基板支撐基座106。在一個實例中，藉由將RF功率從RF源功率140施加到複數個天線區段（未繪示）來將在處理空間134內部由耦接到氣體控制板118的氣體源（未圖示）形成的氣體混合物點燃為電漿。
另外，在處理腔室100中，噴頭110可移除地耦接到腔室頂部108A附近的處理腔室100。噴頭110用於分配複數種氣體，例如，在內腔室主體104中經由氣體控制板118供應的氣體。噴頭110可以用於在基板處理操作期間、或在處理腔室100內部執行的其他清潔操作中分配氣體及氣體混合物。噴頭110可包括複數個島狀物126。複數個空間144在每對相鄰的島狀物126之間形成。島狀物126經連接（本文未圖示）以使得氣體流過噴頭110並且流到處理空間134中，特定而言，氣體流過在空間144之間的噴頭110並且流到處理空間134中。在一實施例中，如本文論述地形成多層塗層120，該多層塗層在噴頭110暴露至氣體成分的表面上形成，該等氣體成分用於形成多層塗層120。在各個實施例中，多層塗層120亦在一或多個內腔室主體104（包括腔室壁122、腔室頂部108A、基板支撐基座106、及腔室底部124，以及由例如鋁製造的任何其他腔室部件）的暴露表面上形成。
在一實施例中，控制器130耦接到處理腔室100並且用以執行複數個指令。在一個實例中，由控制器130執行的複數個指令與基板處理（包括層沉積及圖案化）以及腔室清潔相關聯。在另一實例中，由控制器130執行的複數個指令與在內腔室主體104的腔室壁122、腔室底部124、腔室頂部108A、基板支撐基座106、及其他暴露表面上形成多層塗層120相關聯。在一實施例中，保護性覆蓋（未圖示）可在基板支撐基座106上定位，該保護性覆蓋覆蓋基板支撐基座106的一些或所有直徑106A。因此，在此實例中圖示為區域106B的基板支撐基座106的一部分未用多層塗層120塗覆，並且保持暴露於處理環境。在其他實例中，不在基板支撐基座106上使用保護性覆蓋，並且多層塗層120亦在區域106B中形成。可形成從約250微米厚至約600微米厚的多層塗層120。
在處理腔室100的操作期間，在一或多個部件上形成多層塗層120之後，該等部件經組裝以形成處理腔室100，將基板146放置在基板支撐基座106的未塗覆區域106B中的基板支撐基座106上。經由噴頭110的複數個島狀物126（用作氣體的進入埠）將氣體成分從氣體控制板118供應到處理腔室100。同時或者以替代及/或交替方式從氣體控制板118供應一或多種氣體成分以在處理空間134中形成氣體混合物。多層塗層120可以藉由在處理腔室100中經由噴頭110形成F或NF3
電漿（或經由RPS 112引入電漿）來移除以移除多層塗層120。移除多層塗層120可以在處理腔室中的一或多個循環之後發生，例如，在基板146上形成一或多個膜（本文未圖示）之後發生，或者在形成複數個膜或圖案化複數個膜，或其組合之後發生。
在一實施例中，在處理基板146期間，藉由穩定基板支撐基座106的溫度來控制在處理腔室100中定位的基板146的溫度。此外，氦氣或另一氣體從氣體控制板118流動到在基板146（安置在未塗覆區域106B中）與基板支撐基座106的支撐表面106C之間界定的氣室（未圖示）。氦氣用於促進在基板146與基板支撐基座106之間的熱傳遞。在處理腔室100中的處理（該處理可以包括蝕刻製程）期間，基板146由電漿逐漸加熱至在200℃與600℃之間的穩態溫度。使用對腔室頂部108A及基板支撐基座106的熱控制，並且在一些情況下，使用對腔室壁122的熱控制，在處理期間將基板146維持在預定溫度下。當處理腔室100處於使用中時，內腔室主體104暴露於苛刻環境。多層塗層120因此保護內腔室主體104，從而防止至少腔室頂部108A、底部124、腔室壁122、噴頭110、及基板支撐基座106劣化。本文論述的多層塗層120可以在包括鋁及鋁合金（例如，AI6061-T6）的腔室部件上形成，在可在處理腔室（諸如從室溫至約300℃的處理腔室100）中使用的部件上形成。
第2圖係根據本揭示的實施例的其上形成有多層塗層的部件的示意性圖解200。多層塗層120在第1圖中圖示為在處理腔室100中的各個部件上形成，並且在各個實施例中，與第2圖中圖示的彼等相比可在其他處理腔室中在更多或更少的部件上形成。在又一些實例中，如第2圖所示，多層塗層120可以在單個部件（諸如噴頭110）上形成。第2圖中的噴頭110包括多層塗層120，並且係如在本文方法的實施例中所論述地製造，以及隨後設置在內運輸器202（諸如包狀、盒狀、包裹狀容器、或其他保護性容器）中，並且進一步設置在運輸容器204中。噴頭110可以因此與其上的多層塗層120一起形成，並且在複數個處理腔室中定位，該等處理腔室用於各種裝置製造及處理操作。在其他實例中，與一或多個部件用多層塗層120原位塗覆的實例相反，其他部件（諸如基板支撐基座及/或襯墊）、或者其他鋁部件或其他部件可以用多層塗層120塗覆，並且隨後經分配為用於組裝，或者經塗覆且隨後在OEM處組裝到處理腔室中。儘管在第2圖中將單個噴頭110圖示為封裝且準備運輸的，在替代實施例中，兩個或兩個以上部件可以在內運輸器202中定位，並且兩個或兩個以上內運輸器202可以在運輸容器204中設置。
第3圖係根據本揭示的實施例的形成多層塗層的方法300。第4圖係包括其上設置的多層塗層120的塗覆的腔室部件400的橫截面的部分說明性圖解。第3圖及第4圖在下文中一起論述。在方法300中，於操作302處，第一層404在處理腔室中定位的腔室部件402上形成。第一層404可以與腔室部件402直接接觸。當腔室部件位於用於適用（PVD、ALD、或CVD）製程的適當處理腔室中時，第一層404可以於操作302處經由PVD濺射、ALD、CVD、或其他方法形成。在一個實例中，於操作302處，在存在N2
及Ar氣體的情況下，在CVD處理腔室中使用PVD濺射形成第一層。在此實例中，在處理腔室中的N2
及Ar氣體的處理壓力係從0.9 10-1
Pa至1.5 10-1
Pa，在處理腔室中的沉積溫度係從20℃至350℃，放電電壓係從400 V至520 V，放電電流係從0.7 A至1.3 A，並且N2
的分壓係從4.0 10-3
Pa至7.0 10-3
Pa。在另一實例中，在操作302期間的溫度係從20℃至350℃，並且在形成第一層404期間溫度可以在此範圍內變化。
在替代實施例中，在操作302處，第一層404於操作302形成至從50微米至200微米厚、或從75微米厚至150微米厚、或從95微米至130微米厚的厚度T302
。在一個實例中，第一層404包含TiN，並且可以使用TiN濺射靶或Ti濺射靶以及氮濺射靶來形成。在另一實例中，第一層404包含鋁、或者鋁與Ti或TiN的組合，並且Al濺射靶進一步用以形成第一層404。在一實施例中，在所形成的第一層404中的殘留應力可以為從約-1100 MPa至約-900 MPa。在一些實例中，第一層404於操作302處形成為具有從0%（無孔隙度）至15%孔隙度、或從1%至10%、或小於1%的孔隙度位準。如本文論述，層孔隙度的百分比係在層中的空隙的體積（V空隙
）除以層的總體積（V層
）的百分比，使得層孔隙度的百分比可以表示為[(V空隙
/V層
)*100]。本文論述的殘留應力係在所形成的層中殘留的應力，例如，在下層上的沉積完成之後在層中殘留的應力。第一層404可以形成為具有大於0%（0.1%、0.5%、或＜1%的其他值）的孔隙度百分比以獲得包括較輕結構、減少材料使用、在重新塗覆之前便於移除、及/或提高的產量的優點。
於方法300中的操作304處，第二層406在第一層404頂部上形成。第二層406可以與第一層404直接接觸。第二層406可以於操作304處經由PVD或CVD製程形成。在此實例中，在處理腔室中的N2
及Ar氣體的處理壓力係從0.9 10-1
Pa至1.5 10-1
Pa，在處理腔室中的沉積溫度係從20℃至350℃，放電電壓係從500 V至700 W，放電電流係從0.4 A至1.2 A，並且N2
的分壓係從6.0 10-2
Pa至9.0 10-2
Pa。在其他實例中，在操作304期間，在處理腔室中的溫度係從250℃至350℃。在一實施例中，第二層406可以由W2
N形成。第二層406可以由W2
N的濺射靶或由W的靶及N的靶形成。與在腔室部件上直接沉積的第二層406的應力相比，第一層404用於減少第二層406的應力。第二層406可以於操作304處形成至從200微米至500微米、或從300微米至400微米的厚度T406
。腔室部件402的厚度T402
可以係從1000微米至5000微米。腔室部件402的厚度T402
可以在腔室部件402內基於其幾何形狀而變化。在可以與本文的其他實例結合的一個實例中，第二層的殘留應力係從-600 MPa至-400 MPa。在一個實例中，第一層404與第二層406的厚度比（T404
:T406
）係從1:1至1:3。
在一實施例中，如與在沒有黏接層（諸如第一層404）的情況下第二層406在腔室部件402上沉積並且與腔室部件402接觸時的情況相比，在操作304處沉積第二層406之後，第一層404減少第二層406上殘留的應力達約15%至60%。於操作306處，在操作304處形成頂層之後，可以在操作302及304處於腔室部件上已經形成多層塗層之後發生後續操作。在一些實例中，操作306包括將塗覆的腔室部件組裝到如第1圖所示的處理腔室中。在其他實例中，操作306包括封裝操作，以使得塗覆的腔室部件得以封裝，例如，如第2圖所示，並且發送來用於後續處理，包括在與用多層塗層塗覆腔室部件的位置分離的設施處組裝到處理腔室中。在使用包括第一層404及第二層406的多層塗層的腔室部件之後，可以移除塗層。取決於實例，第一層404及第二層406的多層塗層可以藉由下列的一或多個移除：噴砂處理、使用一或多種酸的化學剝離、磨料噴水、微噴砂、及/或機械加工，在此點之後可以經由方法300再次施加多層塗層。
第5A圖及第5B圖係習知塗層結構及根據本揭示的實施例的結構的圖表。第5A圖展示包括其上形成有W2
N層的腔室部件的結構的應力圖表。當W2
N層直接在包括鋁的腔室部件上形成時，W2
N層的殘留應力係約800 MPa。腔室部件的降伏強度亦在第5A圖中圖示並且為約-250 MPa，而W2
N的極限強度為約+700 MPa。相比之下，第5B圖圖示了包括腔室部件的結構的殘留應力，該腔室部件具有其上形成的TiN黏接層、以及在TiN黏接層上形成的W2
N層。如第5B圖所示，TiN層將W2
N層中的殘留應力減少到600 MPa，從第5A圖減少25%。第5B圖中的結構的腔室部件呈現200 MPa的殘留應力，與W2
N層直接在腔室部件上形成的情況相比從-250 MPa增加，以及與第5A圖中的腔室部件（該腔室部件呈現約-250 MPa的降伏強度）相比增加了約275 MPa的降伏強度。如第5B圖中的圖表所示的W2
N層上減少的殘留應力導致來自製造製程的多層塗層的壽命增加、較少的粒子掉落、以及較高的產量。與W2
N層相比，TiN層具有與鋁相比較少的膨脹係數及楊氏模量變化。
因此，使用本文論述的系統及方法，多層塗層包括TiN的黏接層並且W2
N的頂層減少多層塗層的頂層上的應力。應力越低，剝落/粒子掉落越低，並且因此，黏著越好，因此使用本文論述的多層塗層提高了塗覆部件的壽命以及在含有塗覆部件的處理腔室中製造的裝置的產品品質，這是歸因於降低的粒子從多層塗層掉落的可能性及程度。
儘管上述內容涉及本揭示的實施例，本揭示的其他及進一步實施例可在不脫離其基本範疇的情況下設計，並且其範疇由以下申請專利範圍決定。
100‧‧‧處理腔室
102‧‧‧外腔室主體
104‧‧‧內腔室主體
106‧‧‧基板支撐基座
106A‧‧‧直徑
106B‧‧‧區域
106C‧‧‧支撐表面
108‧‧‧腔室蓋
108A‧‧‧腔室頂部
110‧‧‧噴頭
112‧‧‧遠端電漿源(RPS)
114‧‧‧冷凝器
116‧‧‧蒸汽產生器
118‧‧‧氣體控制板
120‧‧‧多層塗層
122‧‧‧腔室壁
124‧‧‧腔室底部
126‧‧‧島狀物
128‧‧‧電源
128A‧‧‧加熱元件
130‧‧‧控制器
132‧‧‧空間
134‧‧‧處理空間
136‧‧‧節流閥
138‧‧‧真空泵
140‧‧‧RF源功率
142‧‧‧RF偏壓功率
144‧‧‧空間
146‧‧‧基板
200‧‧‧圖解
202‧‧‧內運輸器
204‧‧‧運輸容器
300‧‧‧方法
302‧‧‧操作
304‧‧‧操作
306‧‧‧操作
400‧‧‧塗覆的腔室部件
402‧‧‧腔室部件
404‧‧‧第一層
406‧‧‧第二層
為了能夠詳細理解本揭示的上述特徵所用方式，可參考實施例進行對上文簡要概述的本揭示的更特定描述，一些實施例在附圖中示出。然而，將注意，附圖僅示出本揭示的示例性實施例，並且由此不被認為限制其範疇，並且可允許其他等同有效的實施例。
第1圖係根據本揭示的實施例的示例性處理腔室的橫截面圖。
第2圖係根據本揭示的實施例的其上形成有多層塗層的部件的示意性圖解。
第3圖係根據本揭示的實施例的形成多層塗層的方法。
第4圖係根據本揭示的某些實施例的包括其上形成的多層塗層的腔室部件的橫截面的部分示意性圖解。
第5A圖係習知塗層結構及根據本揭示的實施例的結構的圖表。
第5B圖係習知塗層結構及根據本揭示的實施例的結構的圖表。
為了便於理解，相同元件符號在可能的情況下已經用於標識圖中共有的相同元件。可以預期，一個實施例的元件及特徵可有利地併入其他實施例中，而無需進一步敘述。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
100‧‧‧處理腔室
102‧‧‧外腔室主體
104‧‧‧內腔室主體
106‧‧‧基板支撐基座
106A‧‧‧直徑
106B‧‧‧區域
106C‧‧‧支撐表面
108‧‧‧腔室蓋
108A‧‧‧腔室頂部
110‧‧‧噴頭
112‧‧‧遠端電漿源(RPS)
114‧‧‧冷凝器
116‧‧‧蒸汽產生器
118‧‧‧氣體控制板
120‧‧‧多層塗層
122‧‧‧腔室壁
124‧‧‧腔室底部
126‧‧‧島狀物
128‧‧‧電源
128A‧‧‧加熱元件
130‧‧‧控制器
132‧‧‧空間
134‧‧‧處理空間
136‧‧‧節流閥
138‧‧‧真空泵
140‧‧‧RF源功率
142‧‧‧RF偏壓功率
144‧‧‧空間
146‧‧‧基板
Claims (20)
- 一種形成一塗層的方法，包含以下步驟：在包含一鋁合金的一腔室部件上形成一多層塗層，該多層塗層具有250微米至600微米的一厚度，形成該多層塗層的步驟包含以下步驟：形成一第一層，該第一層設置在該腔室部件上並且與該腔室部件接觸，其中該第一層包含氮化鈦(TiN)；以及形成一第二層，該第二層設置在該第一層上並且與該第一層接觸，其中該第二層包含氮化鎢(W2N)，其中該第一層的厚度與該第二層的厚度之一比為1：1至1：3，及其中與如果該第二層直接設置在該腔室部件上的情況相比，該第二層包含的一殘留應力少了15%至60%。
- 如請求項1所述之方法，其中形成該第一層之步驟包含以下步驟：使用原子層沉積(ALD)、化學氣相沉積(CVD)、或物理氣相沉積(PVD)，並且其中形成該第二層之步驟包含以下步驟：使用PVD或CVD。
- 如請求項1所述之方法，其中該第一層具有從1%至20%的一體積孔隙度。
- 如請求項1所述之方法，其中該第一層具有 從約50微米至約200微米的一厚度。
- 如請求項1所述之方法，其中該第二層具有從約200微米至400微米的一厚度。
- 如請求項1所述之方法，其中該第一層包含從-1100MPa至-900MPa的一殘留應力，並且該第二層包含從-600MPa至-400MPa的一殘留應力。
- 如請求項1所述之方法，其中在該形成該多層塗層之步驟期間，該腔室部件的一溫度係從180℃至220℃。
- 一種塗覆的腔室部件，包含：一腔室部件，包含一鋁合金；以及一多層塗層，具有250微米至600微米的一厚度，包含：一第一層，包含氮化鈦(TiN)，該第一層設置在該腔室部件上並且與該腔室部件接觸；及一第二層，包含氮化鎢(W2N)，該第二層設置在該第一層上並且與該第一層接觸，其中該第一層的厚度與該第二層的厚度之一比為1：1至1：3，及其中與如果該第二層直接設置在該腔室部件上的情況相比，該第二層包含的一殘留應力少了15%至60%。
- 如請求項8所述之塗覆的腔室部件，其中該第一層進一步包含鋁(Al)。
- 如請求項8所述之塗覆的腔室部件，其中該第一層具有從1%至20%的一體積孔隙度。
- 如請求項8所述之塗覆的腔室部件，其中該腔室部件具有從2000微米至5000微米厚的一厚度。
- 如請求項8所述之塗覆的腔室部件，其中該第一層係從100微米至150微米厚。
- 如請求項8所述之塗覆的腔室部件，其中該第二層係從250微米至320微米厚。
- 如請求項8所述之塗覆的腔室部件，其中該第一層包含從約-900至約-1100MPa的一殘留應力。
- 如請求項8所述之塗覆的腔室部件，其中該第二層包含從約-400MPa至約-600MPa的一殘留應力。
- 如請求項8所述之塗覆的腔室部件，其中該第一層係從50微米至200微米的一厚度。
- 如請求項8所述之塗覆的腔室部件，其中該第二層具有200微米至400微米的一厚度。
- 一種形成一塗層的方法，包含以下步驟： 在包含一鋁合金的一腔室部件上形成一多層塗層，該多層塗層具有250微米至600微米的一厚度，其中，在該形成之步驟期間，該腔室部件的一溫度係從20℃至300℃，形成該多層塗層的步驟包含以下步驟：將一第一層形成至從約50微米至約200微米的一厚度，該第一層設置在該腔室部件上並且與該腔室部件接觸，其中該第一層包含氮化鈦(TiN)；以及將一第二層形成至從約200微米至400微米的一厚度，該第二層設置在該第一層上並且與該第一層接觸，其中該第二層包含氮化鎢(W2N)，其中該第一層的厚度與該第二層的厚度之一比為1：1至1：3，及其中與如果該第二層直接設置在該腔室部件上的情況相比，該第二層包含的一殘留應力少了15%至60%。
- 如請求項18所述之方法，其中該第一層具有從1%至20%的一體積孔隙度。
- 如請求項18所述之方法，其中該第一層包含從-1100MPa至-900MPa的一殘留應力，並且該第二層包含從-600MPa至-400MPa的一殘留應力。
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