專利名稱：具有覆蓋釔鋁層的部件的處理腔的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及基片處理腔及其制造方法。
背景技術：
在基片處理過程中，例如，基片刻蝕過程、沉積過程以及基片和 腔室的清理過程中，會使用諸如鹵素或氧氣之類的氣體。該氣體，特 別是當其被諸如射頻電源或微波之類的能量激發(fā)時能夠腐蝕或侵蝕 (此二術語在此可互換)腔壁等腔室部件。例如，由鋁制成的腔室部 件會被鹵族氣體腐蝕成A1C13或A1F3。被腐蝕的部件需要被更換或被清 理，導致不希望有的腔室停機。此外，當部件被腐蝕的部分剝落和污 染基片時，會降低基片的產量。因此，有必要降低腔室部件的腐蝕。
在鋁制腔室部件上形成陽極化氧化鋁層可以改進該部件的抗腐蝕 性或抗侵蝕性。例如，在電鍍槽中可以對鋁制腔室壁進行陽極化處理 以形成由陽極化氧化鋁組成的防護層。雖然陽極化層提高了鋁制腔室 的抗腐蝕性，但其有時仍可被高度激發(fā)的或腐蝕性的氣體組分所腐蝕， 例如，被含有諸如CF4之類的含氟氣體等離子體的被激發(fā)氣體所腐蝕， 形成A1F;之類的氣態(tài)副產物。
由塊狀陶瓷材料或者等離子噴射陶瓷層制成的傳統(tǒng)腔室部件雖然 表現(xiàn)出較好的抗侵蝕性，但是卻容易受到其它破壞方式的影響。例如， 由含有氧化釔和氧化鋁混合物的塊狀材料制成的腔室部件是脆的，當 加工成部件形狀時容易斷裂。塊狀陶瓷材料在腔室工作期間也可能易 于開裂。腔室部件也可由等離子噴射涂層制成。然而，在加熱或冷卻 期間，層和底層部件材料之間的熱膨脹不一致會導致熱應變，從而造成裂紋或使陶瓷涂層從底下的部件上剝落下來。因而，傳統(tǒng)的陶瓷部 件并不總是具有期望的抗腐蝕或抗破壞性。
因此，對于腔室部件需要具有對腐蝕性激發(fā)氣體的改進的抗腐蝕 或抗侵蝕性。也需要能夠容易地將這樣的腔室部件制成期望形狀。對 于耐久性的腔室部件，還需要該腔室部件在其工作期間不容易開裂或 斷裂。

發(fā)明內容
在本發(fā)明的一個實施方式中，能夠暴露于RF或微波激發(fā)氣體的基 片處理腔部件包括釔和鋁的金屬合金，所述金屬合金具有能夠暴露于 基片處理腔中的RF或微波激發(fā)氣體并且具有穿過層厚度的成分梯度 的層。該部件能夠抵抗基片處理腔中的激發(fā)氣體的腐蝕。
提供了一種制造等離子體處理腔部件的方法，所述方法具有步驟 (a)形成結構；以及(b)在所述結構上形成層，該層能夠暴露于處 理腔中的等離子體中，所述層包括釔-鋁氧化物，該釔-鋁氧化物具有穿 過該層厚度的成分梯度。該方法能夠形成能抵抗處理腔中等離子體的 腐蝕的部件。
在另一個實施方式中，提供了基片處理腔部件，其能夠暴露于基 片處理腔中的RF或微波激發(fā)氣體中。該部件具有包括(i)鋁或(ii) 釔和鋁的金屬合金的結構，所述結構具有離子注入的表面層，該表面 層包括釔-鋁化合物，其中激發(fā)的釔離子被注入到含鋁的部件中或者激 發(fā)的氧離子被注入到含釔和鋁的金屬合金的部件中。該部件能夠抵抗 基片處理腔中RF和微波激發(fā)氣體的腐蝕。
提供了一種制造基片處理腔部件的方法，該方法具有步驟(a) 形成包括含鋁結構的腔室部件；以及(b)離子注入釔到所述鋁中。
提供了基片處理裝置，該基片處理裝置含有具有圍繞處理區(qū)的 壁的處理腔；能夠接收基片的基片傳送器；能將處理氣體導入所述處 理腔內的供氣設備；能激發(fā)處理腔中處理氣體的氣體激發(fā)器；以及能 從處理腔排出處理氣體的排氣設備，其中處理腔壁、基片支座、基片 傳送器、供氣設備、氣體激發(fā)器和排氣設備中的一個或多個包括具有 表面層的結構，所述表面層包括具有穿過該層厚度的成分梯度的釔-鋁氧化物。


通過參照下列描述、所附權利要求書以及闡釋本發(fā)明實施例的附 圖，本發(fā)明的上述及其它特征、方面和優(yōu)點將更加明白，其中 圖1A是根據本發(fā)明的處理腔的一個實施例的示意性剖面圖； 圖1B是另一種氣體激發(fā)器的剖視圖； 圖1C是另一種處理腔的示意性剖視圖2是腔室部件的局部示意性剖視圖，該腔室部件包括釔鋁化合 物的整體式表面層；
圖3A是陽極化處理金屬合金部件表面以形成整體式表面層的過 程的一個實施例的流程圖3B是離子注入部件表面以形成整體式表面層的過程的一個實 施例的流程圖4是離子注入器的示意性俯視圖5是圖4的離子注入器中的離子源的示意性剖視圖6是退火裝置的示意性剖視圖。
具體實施例方式
一種適于處理基片104的示范性裝置102包括能裝入該基片104 的處理腔106，如圖1A和1C所示。示范性的腔室有從Applied Materials, Inc. Santa Clara, California公司購得的eMax (TM)和DPS II (TM)腔。
這里展示的裝置102的這種特殊實施方式適于處理例如半導體晶片之 類的基片104，還可由那些普通技術人員進行改造以處理其它基片104， 如平板顯示器、聚合物面板或其它電路接收構件。裝置102對處理層， 如基片104上的抗蝕刻層、含硅層、含金屬層、絕緣層和/或導電層特 別有用。
裝置102可安在主機架體上(未示出)，該主機架包括并為裝置102 提供電的、保持垂直及其它的支持功能，且可以成為多腔室系統(tǒng)的一 部分(未示出)。示范性的主機架是從Applied Materials, Inc. Santa Clara， California公司購得的Centura (TM)和Producer (TM)。多腔室系統(tǒng)能 在腔室之間傳送基片104而不會破壞真空，也不會將基片104曝露到多腔室系統(tǒng)外的濕氣或其它污染物之中。多腔室系統(tǒng)的一個優(yōu)點是多 腔室系統(tǒng)內的不同腔室可有不同的用途。例如， 一個腔室可用于蝕刻 基片104，另一個用于沉積金屬膜，另一個用于快速熱處理，而再一個 用于沉積抗反射層。此處理過程可在多腔室系統(tǒng)內無間斷地進行，從
而防止基片104受到污染，否則，在用于處理過程的不同部分的各個 分開的單獨腔室之間傳送基片104時，污染可能會發(fā)生。
一般來說，裝置102包括處理腔106，其具有例如圍壁103之類的 腔壁107，該腔壁可能包括圍繞處理區(qū)108的頂壁118、側壁114和底 壁116。腔壁107還可包括腔壁襯里105，其裝襯在處理區(qū)108周圍的 圍壁103的至少一部分。示范性的襯里有采用于前面提及的eMax和 DPS II腔中的那些襯里。在操作中，通過供氣設備130將處理氣體導 入處理腔106中，該供氣設備包括處理氣源138和氣體分配器137。氣 體分配器137可包括一個或多個具有一個或多個氣體流量閥134的導 管136，以及一個或多個位于基片支座110周邊的氣體出口 142，該基 片支座110具有容納基片的表面180。或者，氣體分配器137可包括蓮 蓬頭式氣體分配器(未示出)。通過排氣設備144從處理腔106排出處 理余氣和蝕刻劑副產物，該排氣設備144可包括從處理區(qū)接收剩余處 理氣體的抽吸通道170、控制處理腔106內部處理氣體壓力的節(jié)流閥 135，以及一個或多個排氣泵152。
氣體激發(fā)器154可通過使能量耦合到處理腔106的處理區(qū)108內 的處理氣體上而激發(fā)處理氣體。在圖1A所示的方案中，氣體激發(fā)器 154包括由電源159供電以激發(fā)處理氣體的處理電極139， 141。處理 電極139， 141可包括成為壁或在壁內的電極141，如腔室106的側壁 114或頂壁118，該腔室106可電容性地連接到另一電極139上，如基 片104下面的支座110中的電極。作為一種選擇或附加地，如圖1B所 示，氣體激發(fā)器154可包括天線175，其含有一個或多個可能關于腔室 106的中心呈圓對稱的感應線圈178。在又一種方案中，氣體激發(fā)器154 可包括微波源和波導管，以通過位于腔室106上游處的遠區(qū)157中的 微波能量激活處理氣體，如圖1C所示。為處理基片104，對處理腔106 抽真空并使其保持在預定的低于大氣的壓力下。然后通過基片傳送器 101如機械手和起模頂桿系統(tǒng)等將基片104傳送到支座110上。此后，使RF或微波能量耦合到氣體上，由氣體激發(fā)器154激發(fā)氣體，向處理 區(qū)108提供激發(fā)的氣體以處理基片104。
腔室106的至少一個部件114，例如腔壁107、基片支座IIO、基 片傳送器IOI、供氣設備130、氣體激發(fā)器154、和排氣設備144中的 一個或多個，包括含釔-鋁化合物的整體性表面層117，如圖2所示意 性地表示。部件114的下層結構111和整體性表面層構成單一且連續(xù) 的結構，其間不存在不連續(xù)和明顯的晶界，如圖2中點劃線所示意性 地表示出的。采用至少一部分下層部件的材料，在部件114表面原地 形成整體性表面層。與傳統(tǒng)的層如在層和下層結構之間存在不連續(xù)和 明顯的邊界的等離子體噴射層相比，在制造部件114的結構外"生長" 整體性表面層117，使得整體性表面層117更牢固地結合到下層部件材 料結構上。例如通過陽極化處理由所需的金屬成分組成的部件的表面 113，或通過離子注入部件114的表面113，從結構111形成整體性表 面層117。整體性表面層117也可具有成分梯度，該成分梯度發(fā)生從下 層材料成分到表面成分的連續(xù)或逐漸的成分變化。結果是整體性表面 層117牢固地結合到下層材料，這減少了該整體性表面層117的剝落， 也使得該層更好地抵抗熱應力而不發(fā)生開裂。
具有整體性表面層117的部件114可以是腔壁107，如部分的圍壁 103或襯里105、基片支座110、供氣設備130、氣體激發(fā)器154、排氣 設備144，或基片傳送器101。也需要對易受腐蝕或侵蝕的腔室部件114 的各部分，例如曝露于高溫、腐蝕性氣體和/或處理區(qū)108內侵蝕性濺 射物質中的部件114的表面115進行處理以形成整體性表面層117。例 如，部件114可構成腔壁107的一部分，如曝露于腔室106內等離子 體中的腔壁表面115。
在一種方案中，整體性表面層117含有釔-鋁化合物，該釔-鋁化合 物可能是釔和鋁的合金，或是具有預先確定的化學計量的一種或多種 化合物，如釔和鋁的多種氧化物。例如，釔-鋁化合物可為￥203和A1203 的混合物，這類混合物的例子是釔鋁石榴石(YAG)。當整體性表面層 117為釔鋁氧化物時，整體性表面層117穿過部件114厚度的氧化物化 合物的濃度梯度為在典型存在于部件114的表面113附近處的氧化 物化合物的濃度較高，隨著進入部件的內部結構111和離開表面113的距離的增加，氧化物化合物的濃度降低。
例如，當整體性表面層H7含有釔鋁氧化物時，鄰近表面113的 區(qū)域傾向于具有較高濃度的氧化的釔和鋁物質，而在朝向部件內部結 構111的區(qū)域的氧化物濃度較低。釔鋁氧化物的整體性表面層117對 受激鹵化氣體表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性，對激發(fā)的濺射氣體也表現(xiàn)出良 好的抗侵蝕性。尤其是，整體性表面層117對激發(fā)的含氯氣體有良好
的抵抗性。選擇整體性表面層117的成分和厚度以提高對腐蝕、侵蝕 或其它破壞作用的抵抗性。例如，較厚的整體性表面層117可對腔室 部件114的腐蝕和侵蝕設置更堅固的屏障，而較薄的層更適于抵抗熱 沖擊。甚至可以形成整體性表面層117，使氧化物以及整體性表面層 117的厚度延伸穿過部件的一定深度或剛好停留在其表面上。例如，整 體性表面層117的合適的厚度可為約0.5密耳到約8密耳，或甚至是1 密耳到4密耳。
在一種方案中，部件114由含有釔和鋁的合金組成，且整體性表 面層117由陽極化處理金屬合金表面而形成。具有陽極化的整體性表 面層117的金屬合金可構成腔室部件114的一部分或全部。金屬合金 包括元素釔和鋁這一成分，可選擇元素釔和鋁成分以獲得所需的抗腐 蝕性或其它合金特性。例如，可選擇該成分以獲得具有優(yōu)良熔點或使 腔室部件114易于制造和成形的延展性的金屬合金。也可選擇該成分 以獲得基片處理期間的有益特性，如在激發(fā)的處理氣體中的抗腐蝕性、 耐高溫性，或抵抗熱沖擊的能力。在一種方案中，合適的成分包括基 本由釔和鋁組成的金屬合金。
對陽極化處理的金屬合金的成分進行選擇，使覆蓋層獲得所需的 抗腐蝕和抗侵蝕性能?？蛇x擇該成分以使金屬合金能被陽極化而形成 陽極化的整體性表面層117，該層抵抗激發(fā)的氣體的腐蝕。例如，可選 擇金屬合金成分，以使在酸溶液中進行陽極化處理時于金屬合金的表 面113上獲得所需的氧化的鋁和釔的面層成分。 一種獲得了抗腐蝕的 陽極化整體性表面層117的金屬合金的合適成分，例如，其中釔至少 占金屬合金重量的5%，優(yōu)選占少于金屬合金重量的約80%，如占金 屬合金重量的約67%。
金屬合金使具有有益覆蓋整體性表面層117的一體化或連續(xù)結構成為可能。該一體化的結構降低了陽極化的整體性表面層117和下層 的金屬合金之間的熱膨脹不一致。換句話說，包括陽極化整體性表面 層117的陽極化金屬合金在金屬合金的加熱和冷卻期間保持了基本單
一的結構。因此，陽極化的整體性表面層117在基片處理期間出現(xiàn)開
裂和剝落現(xiàn)象最少，并以剩余的金屬合金形成持久的抗腐蝕結構。 在一種制造由含釔和鋁的金屬合金組成且具有陽極化的整體性表
面層117的部件114的示范性方法中，加熱軟化或熔化釔和鋁的混合 物以形成用于加工成腔室部件114的金屬合金。將腔室部件114置于 氧化溶液中并對腔室部件114電偏置(electrically biasing),以清潔腔 室部件114的表面113并隨后進行陽極化處理。
圖3A表示說明制造中陽極化處理方法的一個實施例的流程圖。在 所需的成分中形成含釔和鋁的金屬合金。例如，合適的成分可包含其 中釔和鋁的摩爾比為約5:3的金屬合金。例如，金屬合金可由加熱含 有所需量的釔和鋁的混合物至成分的熔點或軟化點，使金屬熔化并使 它們結合成單一的合金。在一種方案中，金屬合金可基本由釔和鋁組 成，例如其它金屬之類的其它合金添加劑可與金屬釔和鋁一起熔化以 幫助形成合金或提高金屬合金的性能。例如，可加入鈰或其它稀土元 素。
金屬合金被加工成形為所需的腔室部件或腔室部件的部分。例如， 所需的金屬合金的形狀可由澆鑄或機械加工金屬合金而得到。通過在 具有預定形狀或形式的澆鑄容器中冷卻熔融或其它液化形式的金屬合 金，對金屬合金進行澆鑄。澆鑄容器可包含其中熔化金屬釔和鋁以形 成合金的相同容器，或者也可為分開的澆鑄容器。熱金屬合金的冷卻 使金屬合金固化成與饒鑄容器形狀一致的形狀，從而獲得所需的金屬 合金形狀。
一旦形成了具有所需形狀的金屬合金，就可以進行陽極化處理使 金屬合金的表面陽極化，從而形成氧化物類的陽極化整體性表面層 117。也可在陽極化處理之前清潔金屬合金以除去金屬合金的表面113 上的任何污染物或微粒，這些污染物或微?？赡軙蓴_陽極化表面層 的生長。例如，將金屬合金浸入酸溶液中除去所有污染粒子以清潔表 面113,或者可采用超聲波方法清潔金屬合金。在一種方案中，使金屬合金的表面113和氧化劑發(fā)生電解反應來 陽極氧化金屬合金。例如，可將金屬合金置于氧化性溶液如氧化性酸 溶液中，向金屬合金加偏置電壓以誘發(fā)形成陽極化的表面層。合適的 酸溶液可包括如鉻酸、草酸和硫酸中的一種或多種。可選擇陽極化處 理的參數(shù)，如酸溶液成分、偏置電功率、以及處理時間以形成具有所 需性質如具有所需厚度或抗腐蝕性等的陽極化整體性表面層117。例
如，對槽中的電極施加合適的偏置電功率約30分鐘至約90分鐘，甚 至是約120分鐘，在包括約0.5M到1.5M硫酸溶液中陽極化處理金屬 合金，形成包含陽極化表面層的金屬合金。
將金屬合金曝露于如空氣之類的含氧氣體中，也可使金屬合金至 少發(fā)生部分陽極化?？諝庵械难鯕鈱饘俸辖鸬谋砻?13進行氧化， 從而形成陽極化整體性表面層117。通過加熱金屬合金和含氧氣體并采 用純的氧氣，可以提高陽極化處理的速度。
按照本領域普通技術人員所公知的技術，采用最合適于制造腔室 部件114的順序實施形成腔室部件114的步驟，該腔室部件114由具 有陽極化整體性表面層117的金屬合金組成。例如，可如前述將金屬 合金形成所需的形狀之后，再進行陽極化處理。另一個例子是可在金 屬合金形成所需形狀之前進行陽極化處理。例如，可在陽極化處理之 前或之后用焊接使金屬合金成形。
至少部分從含有釔和鋁并具有陽極化整體性表面層117的金屬合 金形成的腔室部件114，如腔室壁107、供氣設備、氣體激發(fā)器、排氣 設備，基片傳送器或支座，使部件114在激發(fā)的處理氣體中和在高處 理溫度下具有改進的抗腐蝕性。具有陽極化整體性表面層117的金屬 合金的一體化結構進一步提高了抗腐蝕性，并減少了陽極化表面層的 開裂和剝落現(xiàn)象。因此，理想的是腔室部件114在例如曝露于處理區(qū) 的腔室壁107的表面115之類的部件114易被腐蝕的區(qū)域包含具有陽 極化整體性表面層117的金屬合金，以減少這些區(qū)域受到腐蝕和侵蝕。
在本發(fā)明的另一方面，如圖4所示，采用離子注入器300將整體 性表面層117的構成材料離子注入到部件114的表面113中，形成整 體性表面層H7。在這種方法中，離子注入器300采用一種或多種金屬 制造部件114，并采用激發(fā)的離子注入物質轟擊其表面113，將其它金屬或非金屬物質注入到部件114中。在一個實施例中，將激發(fā)的釔離 子注入到含鋁的部件114的表面113中，而在另一個實施例中，將激
發(fā)的氧離子注入到釔-鋁合金的表面113中。離子注入器300包括封閉 真空環(huán)境的真空倉310，以及一個或多個對真空倉310進行抽真空以在 此形成真空環(huán)境的真空泵320?？稍谑覝鼗蚋叩臏囟认逻M行離子注入 處理。圖3B中給出了一典型的處理步驟的列表。
離子注入器300能很好控制注入到金屬合金的表面113中的材料 的均勻性和表面分布。例如，離子注入器300能控制注入密度，注入 離子以該密度被注入到部件114中；以及控制注入材料在部件中的滲 透深度。離子注入器300也能提供均勻的表面覆蓋和濃度水平。此外， 離子注入器300也能只在部件114的某些選定區(qū)域形成整體性表面層 117，并可控制注入材料在這些區(qū)域邊緣處的分布。在典型的離子注入 方法中，可注入合適劑量范圍的離子，如從10']到10"個離子/cm2。 在一個實施例中，離子注入器300可將離子注入量控制在該量范圍的 ±1%內。
典型地，離子注入器300包括位于真空倉310內的離子源330，以 提供注入形成整體性表面層117的材料并使其離子化。在一個方案中， 離子源330包括固態(tài)的注入材料，并采用汽化室(未示出)使固態(tài)注 入材料汽化。在另一個方案中，離子源330提供氣態(tài)的注入材料。例 如，可從遠處將氣態(tài)注入材料輸入到離子源330內，從而使材料在離 子源330中得到補充而不用打開真空倉，否則就會破壞真空環(huán)境。例 如，注入材料可包括將被注入到鋁部件中以形成含釔-鋁氧化物化合物 如YAG的部件的元素釔或氧。可采用任何來源的可離子化的材料，如 含釔氣體、固態(tài)釔或氧氣。
在一個實施例中，如圖5所示，離子源330包括氣體入口 410，通 過它可將氣態(tài)注入材料導入離子化系統(tǒng)420的離子化區(qū)，以使氣態(tài)注 入材料在被輸送到部件的表面113之前先進行離子化。使氣體或注入 材料蒸汽通過熱陰極電子放電、冷陰極電子放電或RF放電，對氣態(tài)或 汽化的注入材料迸行離子化。在一個方案中，離子化系統(tǒng)420包括加 熱絲425。離子源330進一步包括陽極430和圍繞抽吸出口 445的抽吸 電極440，對該抽吸電極遞增地加上偏置電壓，從離子化氣體抽吸出正離子并形成離子束340。在一個實施例中，在陽極430上加的偏壓為約 70V到約130V，例如為IOOV。抽吸電極(extraction electrode) 440上 所加的偏壓可為約10keV到約25keV，如從約15keV到約20keV?？?做成一定形狀的抽吸出口 445以決定離子束340的形狀。例如，抽吸 出口 445可為圓形孔或為長方形縫。設置螺線管450以產生迫使電子 沿螺旋形軌道移動的磁場，以增加離子源330的離子化效率。離子束 340的電流的示范性合適范圍為約O.lmA到約100mA，如約lmA到約 20mA o
回到圖4，離子注入器300也典型地包括一系列加速電極350以加 速離子束340。加速電極350通常保持為在沿離子束340前進的方向上 遞增地增加電勢的強度，以逐漸加速離子束340。在一個方案中，加速 電極350加速離子束至其能量達到約50到約500keV，更典型地為從 約100到約400keV。可采用該高能離子束來注入相對較重或需要較深 注入到部件114的表面113中的離子。
離子注入器300包括聚焦離子束340的束聚焦器360。在一個方案 中，束聚焦器360包括產生磁場以匯聚離子束340的磁場透鏡(未示 出)。例如，磁場可基本平行于離子束340前進的方向。例如通過保持 在某一電勢，束聚焦器360還可額外用于進一步加速離子束340。在另 一個方案中，束聚焦器360包括產生電場以聚焦離子束340的靜電場 透鏡(未示出)。例如，電場的一部分可基本垂直于離子束340前進的 方向。
在一個方案中，離子注入器300進一步包括分析并挑選離子質量 的質量分析器370。在一個方案中，質量分析器370包括離子束340 可以穿過的彎曲通道(未示出)。質量分析器370在通道內部產生磁場 以加速具有選定的質荷比的離子沿彎曲通道內部前進。選定的離子中 具有相當大差異的質荷比的那些離子與彎曲通道的側面碰撞，因而不 繼續(xù)穿過彎曲通道。在一個實施例中，質量分析器370通過選擇特定 的磁場強度，選擇出允許的特定質荷比。在另一個實施例中，質量分 析器370通過測定磁場強度范圍并觀測每個磁場強度下穿過彎曲通道 的離子數(shù)目，決定離子束340的質荷比分布。質量分析器370典型地 包括許多由鐵磁體材料制成的磁極靴?？稍O置一個或多個螺線管以在磁極靴附近產生磁場。
離子注入器300包括束偏轉器380，使離子束340偏轉通過部件 114的表面113以分布地將離子注入部件114。在一個實施例中，束偏 轉器380包括產生電場以使離子束340發(fā)生偏轉的靜電偏轉器。該電 場具有垂直于離子束340前進方向的場分量，靜電偏轉器使離子束340 沿著該場分量偏轉。在另一個實施例中，束偏轉器380包括產生磁場 以使離子束340發(fā)生偏轉的磁偏轉器。該磁場具有垂直于離子束340 前進方向的磁場分量，且該磁偏轉器使離子束340在既垂直于離子束 340的前進方向又垂直于垂直的磁場分量的方向偏轉。
離子注入器300將一定量的注入材料注入到部件114的結構111 中，使注入材料與下層結構的材料的比率達到所需的化學計量。例如， 當將釔離子注入到鋁結構的表面中時，鋁和釔的理想摩爾比可以是約 4:2到約6:4，或者甚至是約5:3。當結構111隨后進行退火、陽極化、 或注入氧離子時優(yōu)化這一比率以得到YAG。
如圖6所示，也可采用退火裝置500對部件114進行退火，使部 件114晶體結構的破壞得到修復。例如，退火裝置500可"愈合"部 件114在離子注入期間被激發(fā)離子破壞的區(qū)域。典型地，退火裝置500 包括能加熱部件114到合適的溫度進行退火的熱源510，如不相干的或 相干的電磁輻射源。例如，退火裝置500可將部件114加熱到至少約 60(TC的溫度，如至少約900。C。在圖6所示的一個實施例中，退火裝 置500是包括有熱源510的快速熱退火裝置505，該熱源包括產生射線 的鎢鹵素燈515以及將射線反射到部件114上的反射裝置520。如空氣 或水之類的流體525沿熱源510流動以調整熱源510的溫度。在一種 實施方式中，在熱源510和部件114之間設置石英片530以隔離流體 與部件114?？焖贌嵬嘶鹧b置可進一步包括監(jiān)控部件114溫度的溫度監(jiān) 控器540。在一個實施例中，溫度監(jiān)控器540包括分析部件114發(fā)出的 輻射以測定部件114的溫度的光學高溫計545。
雖然對本發(fā)明的示范性實施例進行了展示和描述，但本領域的普 通技術人員可設計出并入本發(fā)明同時也落入本發(fā)明范圍的其它實施 例。例如，金屬合金可包括例如其它金屬之類的其它合適成分而不偏 離本發(fā)明的范圍。此外，金屬合金可形成除那些特別提及的部分之外的部件114的各部分，這對本領域的普通技術人員來說是顯而易見的。 此外，之下、之上、底、頂、上、下、第一和第二等術語以及其它表 示相對關系或表示位置的術語是參照附圖中的示范性實施例給出的， 并且是可互換的。因此，用于闡釋本發(fā)明的優(yōu)選方案、材料，或空間 位置排列的說明，不應限制所附的權利要求。
權利要求
1. 一種用于基片處理腔的部件，其能夠暴露于RF或微波激發(fā)氣體中，所述部件包括包含釔和鋁的金屬合金，所述金屬合金具有包括釔-鋁氧化物的層，該釔-鋁氧化物具有穿過該層厚度的成分梯度，所述層能夠暴露于所述基片處理腔中的所述RF或微波激發(fā)氣體。
2. 根據權利要求1的部件，其中所述成分梯度穿過所述層厚度連 續(xù)變化。
3. 根據權利要求l的部件，其中所述釔-鋁氧化物包括YAG。
4. 根據權利要求1的部件，其中所述金屬合金包含按重量計至少 約5%的釔含量。
5. 根據權利要求1的部件，其中所述金屬合金包含按重量計約50 %以下的釔含量。
6. 根據權利要求1的部件，其中所述層的厚度為從約0.5密耳到 約8密耳。
7. —種制造等離子體處理腔部件的方法，包括(a) 形成結構；以及(b) 在所述結構上形成層，該層包括釔-鋁氧化物，該釔-鋁氧化 物具有穿過該層厚度的成分梯度，所述層能夠暴露于所述處理腔中的 等離子體中。
8. 根據權利要求7的方法，其中步驟(a)包括形成含金屬合金的 結構，該金屬合金由釔和鋁構成，而且其中步驟(b)包括陽極化處理 所述金屬合金以形成由所述具有成分梯度的釔-鋁氧化物組成的陽極化層。
9. 根據權利要求7的方法，其中步驟(a)包括形成含鋁的結構， 而且其中步驟(b)包括離子植入激發(fā)的釔和氧離子到所述鋁中，以形成具有所述成分梯度的釔-鋁氧化物。
10. 根據權利要求7的方法，其中步驟(b)包括形成層，該層包括YAG的成分梯度。
11. 一種基片處理腔部件，其能夠暴露于基片處理腔中的RF或微 波激發(fā)氣體中，所述部件包括含(i)鋁或(ii)金屬合金的結構，該金 屬合金包括釔和鋁，所述結構具有離子注入的表面層，該表面層包括 釔-鋁化合物。
12. 根據權利要求11的部件，其中激發(fā)的釔離子被注入到含鋁的 部件中或者激發(fā)的氧離子被注入到含釔和鋁的金屬合金的部件中。
13. 根據權利要求11的部件，其中所述結構包括按重量計釔含量 至少約5。Z的金屬合金。
14. 根據權利要求ll的部件，其中所述釔-鋁化合物包括釔鋁氧化物。
15. 根據權利要求ll的部件，其中所述釔-鋁化合物包括YAG。
16. 根據權利要求11的部件，其中所述離子注入的表面層的厚度 在從約0.5密耳到約8密耳之間。
17. 根據權利要求11的部件，其中所述結構包括一部分圍壁或腔 壁襯里。
18. —種制造基片處理腔部件的方法，包括(a) 形成包括含鋁結構的腔室部件；以及(b) 離子注入釔到所述鋁中。
19. 根據權利要求18的方法，其中步驟(b)包括產生釔離子并將所 述離子激發(fā)到大約50至大約500keV的能級。
20. 根據權利要求18的方法，進一步包括對所述結構進行退火處理。
21. 根據權利要求18的方法，進一步包括離子注入氧到所述結構中。
22. 根據權利要求18的方法，包括在酸溶液中陽極化處理所述結 構的表面。
23. 根據權利要求18的方法，包括處理所述結構的表面以形成釔 鋁氧化物。
24. 根據權利要求18的方法，包括處理所述結構的表面以形成 YAG。
25. 根據權利要求18的方法，包括處理所述結構的表面以形成整 體性表面層，該層包括具有穿過該層厚度的成分梯度的釔-鋁氧化物。
26. 基片處理裝置，包括 處理腔，其具有圍繞處理區(qū)的壁； 基片傳送器，其能接收基片；供氣設備，其能將處理氣體導入所述處理腔內； 氣體激發(fā)器，其能激發(fā)所述處理腔中的所述處理氣體；和 排氣設備，其能從所述處理腔排出所述處理氣體； 其中所述處理腔壁、基片支座、基片傳送器、供氣設備、氣體激發(fā)器、排氣設備中的一個或多個包括具有表面層的結構，所述表面層包括具有穿過該層厚度的成分梯度的釔-鋁氧化物。
27. 根據權利要求26的裝置，其中所述表面層包括通過施加偏置 電功率形成的陽極化表面層。
28. 根據權利要求26的裝置，其中所述表面層包括離子注入層。
全文摘要
本發(fā)明的發(fā)明名稱是具有覆蓋釔鋁層的部件的處理腔?；幚砬徊考蔷哂姓w性表面層的結構，該層含有釔鋁化合物?？梢杂珊惡弯X構成的金屬合金澆鑄成該部件形狀，并陽極化處理其表面以形成整體性陽極化表面層。該腔室部件也可以在預制金屬模中用離子注入材料形成。該部件可以是腔壁、基片支座、基片傳送器、供氣設備、氣體激發(fā)器和排氣設備中的一個或多個。
文檔編號H01J37/32GK101302610SQ20081010841
公開日2008年11月12日 申請日期2002年12月19日 優(yōu)先權日2002年1月8日
發(fā)明者立 徐, 宏 石, 韓念慈 申請人:應用材料有限公司