專利名稱：制造等離子體反應(yīng)器部件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施方式通常涉及制造部件的方法，具體地，涉及制造具有增強 的化學(xué)抗性的部件的方法。
背景技術(shù)：
微電子或集成電路器件的制造典型地包括復(fù)雜的處理程序，其需要在半導(dǎo) 體、絕緣和導(dǎo)電的襯底上進行數(shù)百個單獨的步驟。這些處理步驟的實例包括氧 化、擴散、離子注入、薄膜沉積、清潔、蝕刻和平版印刷術(shù)。等離子體工藝通 常用于薄膜沉積和蝕刻，其在等離子體腔室中進行。在化學(xué)氣相沉積中，反應(yīng) 種類通過施加電壓至合適的工藝氣體產(chǎn)生，并且隨后的化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致在襯底上 形成薄膜。在等離子體蝕刻中，之前沉積的薄膜通常通過在之前的平版印刷術(shù) 步驟中形成的構(gòu)圖掩模層而暴露于在等離子體中的反應(yīng)種類。反應(yīng)種類和沉積 膜之間的反應(yīng)導(dǎo)致沉積膜的去除或蝕刻。當腔室部件被暴露于等離子體環(huán)境持續(xù)一段時間，由于與等離子體種類的 應(yīng)而可發(fā)生劣化。因此， 一直需要替代材料或制造方法以生產(chǎn)具有降低腐蝕速 率并提高使用期的部件。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明分別提供了硅樣品生長的改進工藝、硅部件退火的改進工藝，以及 包括改進的生長工藝或改進的退火工藝中至少一種的制造硅部件的方法。從本 發(fā)明的實施方式制造的硅部件展示出增強的抗腐蝕性，并且尤其適合用于等離 子體或其它反應(yīng)環(huán)境。本發(fā)明的一個實施方式提供了一種制造硅部件的方法，包括(a)使用 循環(huán)的硅生長工藝提供硅樣品，(b)機械加工該硅樣品以形成部件，和(c) 退火該部件。該實施方式的硅生長工藝可以進一步包括(al)在第一惰性氣體環(huán)境下開始硅生長，持續(xù)第一時間段，(a2)在還原氣體環(huán)境下繼續(xù)硅生長， 持續(xù)第二時間段，(a3)在第二惰性氣體環(huán)境下繼續(xù)硅生長，持續(xù)第三時間段， 和(a4)進行(a2)和(a3)足夠多次循環(huán)直到對于硅樣品獲得所需的特性。 另一實施方式提供了一種制造硅部件的方法，其包括(a)生長硅樣品； (b)機械加工硅樣品以形成部件，和(c)通過將該部件暴露于至少一種惰性 氣體持續(xù)第一時間段和還原氣體持續(xù)第二時間段而退火部件。另一實施方式提供了一種退火硅部件的方法，其包括(a)在腔體 (enclosure)中提供硅部件，(b)向腔體引入氮氣，(c)提高腔體內(nèi)溫度至 退火溫度并退火部件，持續(xù)第一時間段，(d)用惰性氣體代替腔體中的氮氣 并退火部件，持續(xù)第二時間段，(e)用還原氣體代替腔體中的惰性氣體并退 火部件，持續(xù)第三時間段；和(f)通過降低溫度而在還原氣體中冷卻該部件。 另一實施方式提供了一種用于等離子體腔室中的硅部件，其中當暴露于含 氟等離子體時該部件具有小于大約2.4pm/h的侵蝕速度。本發(fā)明的又一實施方式提供了一種等離子體工藝室，其包括腔室主體、放 置到腔室主體中并適合于在其上容納襯底的支撐基座、繞著支撐基座放置并且 構(gòu)造成圍繞襯底的硅套環(huán)(collar)、以及用于在腔室內(nèi)形成等離子體的電源。 該硅套環(huán)被使用下述方法制造，包括(a)提供已經(jīng)機械加工的硅套環(huán)，和 (b)通過將該部件順序地暴露于氮氣持續(xù)第一時間段，惰性氣體持續(xù)第二時 間段和還原氣體持續(xù)第三時間段而退火已機械加工的套環(huán)。


因此，為了能夠更詳細地理解本發(fā)明的上述特征，將參照實施方式對以上 的概述徑向更具體地描述，其中部分實施方式在附圖中示出。然而要注意的是， 附圖只說明了本發(fā)明的典型實施方式并因此不被認為限制其范圍，因為本發(fā)明 可允許其它等效的實施方式。圖1示出了制造硅部件的方法的一個實施方式；圖2示出了生長硅的工藝的一個實施方式；圖3示出了退火硅部件的工藝的一個實施方式圖4是可以受益于本發(fā)明的、示例性等離子體蝕刻腔室的一個實施方式的 示意圖；圖5A是適合用于圖4的腔室中的示例性硅套環(huán)的一個實施方式的橫截面示意圖；圖5B是硅套環(huán)的一個實施方式的平面圖，以及圖6是適合用于圖4的腔室中的示例性硅套環(huán)的另一個實施方式的橫截面 示意圖；為了使理解更容易，盡可能使用相同的附圖標記指示附圖中共同的相同的 元件?？衫斫獾氖?， 一個實施方式的元件和特征可有益地結(jié)合到另一實施方式 中而不需要進一步闡述。
具體實施方式
本發(fā)明的實施方式提供了制造由硅制成的、具有改進的特征諸如減小的應(yīng) 力和增強的化學(xué)抗性的部件的方法。如本文所使用，硅包括單晶硅和多晶硅。 改進的硅部件可通過使用下述方法制造，該方法包括本發(fā)明的改進的硅生長方 法或本發(fā)明改進的后機械加工退火方法中的至少一種。這些改進的方法也可以 單獨使用或相互結(jié)合，以實現(xiàn)硅晶體或制造部件的改進的特性。圖1示出了制造這些改進的硅部件的示例性方法100的一個實施方式。該 方法100從框102開始，其中硅例如在窯爐中生長。硅生長工藝可以是常規(guī)工 藝或根據(jù)本發(fā)明的實施方式的改進生長工藝。來自該生長工藝的硅樣品然后被 機械加工以形成部件，如在框104中所示。在框106中，使用或者傳統(tǒng)工藝， 或者根據(jù)本發(fā)明實施方式的改進的退火工藝退火硅部件，工藝的選擇取決于在 框102中進行的選擇。例如，如果使用傳統(tǒng)的生長工藝，則將使用改進的退火 工藝。然而，如果使用改進的生長工藝，則可以使用常規(guī)的或者改進的退火工 藝。一種常規(guī)的硅生長工藝是切克勞斯基(Czochralski)法，其具體內(nèi)容可以 被找到在例如"Czochralski growth of Si-single crystals",由Abrosimov等人在 Journal of Crystal Growth, Volume 174, Number 1， April 1997, pp. 182-186 (5)中發(fā)表。可理解的是可以使用其它合適的工藝以生長硅。圖2中示出了改進的生長工藝200的一個實施方式。該工藝100從框202 開始，其中硅生長以諸如在靜態(tài)的、惰性氣體環(huán)境下硅晶種在封閉窯爐或腔室 中的傳統(tǒng)工藝的條件下開始。例如，氬氣(Ar)可以在大約30 mbar至大約50mbar之間的第一壓力Pl下、窯爐溫度在大約1500至大約1900攝氏度(。C) 之間的溫度下使用。在這些條件下，硅生長繼續(xù)持續(xù)第一時間段，例如大約2 大約12小時。在框204處，第二氣體被引入到窯爐。第二氣體是還原氣體，其可以選自 氫氣(H2)、氮氣(N2)和氫氣混合物(N2/H2)、氫氟烴(CJIyFz)、氟代烷烴(Qjy， 其中x， y和z是至少等于1的整數(shù)， 一氧化碳(CO)、 二氧化碳(C02)、氨(雨3)、 H2/C02混合物、CO/C(V混合物、和H2，/CO/C02混合物。N2/H2混合物也包括 通常已知作為合成氣體的組合物，其H2濃度高達按體積計大約10%。在一個 實施方式中，第二氣體是合成氣體，其具有H2濃度按體積計大約6M?？?02 的惰性氣體在框204中通過添加第二氣體被從窯爐中清除。在框204處，通常是惰性氣體的第三氣體也可和還原氣體一起被引入到窯 爐。在一個實施方式中，第二和第三氣體在被引入到窯爐之前預(yù)混合。第三氣 體可以包括氮氣(N2)、氬氣(Ar)、氦氣(He)、氖氣(Ne)、氪氣(Kr)和氙氣(Xe)。在204中所述的工藝中的壓力P2保持在大約30 mbar 大約60mbar的范 圍內(nèi)，硅生長持續(xù)第二時間段在大約2 大約12小時的范圍。在一個實施方 式中，壓力是大約40mbar 大約50mbar。在該生長期間，還原氣體與惰性氣 體的比率在按體積計大約2% 大約20%的范圍。惰性和還原氣體的環(huán)境幫助 從硅樣品中除去氧氣，并導(dǎo)致樣品改進的特性。窯爐中的氣體在框204處被第二惰性氣體清除并替代，該第二惰性氣體可 與參考框202所述的相同或可以不同。惰性氣體例如Ar、 He、 Ne、 Kr和Xe 適合于用作第二惰性氣體。在一個實施方式中，第二惰性氣體與參考框202 所述的相同，并使用傳統(tǒng)壓力條件，即大約30mbar 大約50mbar。硅生長在 此條件下持續(xù)第三時間段在大約2 大約12小時的范圍。硅樣品然后通過如參考框202和204所述的工藝循環(huán)多次直到獲得框206 處想要的材料特性和微結(jié)構(gòu)。諸如減少的氧簇、減少的位錯密度(例如，小于 大約10"/cm2)或提高的粒度均一性(例如，小于大約3%的尺寸分布)的改 進特性有益于形成具有增強的耐腐蝕性的部件。在一個實施方式中，可以使用 大約3 5個循環(huán)，盡管根據(jù)具體樣品的需要，也可以使用其它循環(huán)數(shù)。使用生長工藝200生產(chǎn)的硅樣品可以然后被機械加工以形成硅部件。機械 加工以后，該部件可以被處理或退火，該退火工藝300的一個實施方式在圖3中說明。在框302處，通過將硅部件放置到窯爐或腔體中開始退火工藝300。在框 304處，第一氣體，例如氮氣(N2)，被引入到腔體中直到第一壓力在大約100 mbar 大約1000mbar的范圍。在框306處，腔體溫度從第一溫度(例如環(huán)境溫度)升高至第二溫度(也被稱作退火溫度)。退火溫度可以在大約ioo到大約50o攝氏度rc)的范圍。加熱速率被選擇為足夠慢以便使部件中的熱應(yīng)力最小化，而足夠快到提供合理的產(chǎn)量。例如，加熱速率在大約20到大約5(TC/min的范圍適于許多應(yīng)用。部 件在退火溫度下保持第一時間段，其可以在大約1 大約5小時的范圍內(nèi)。在框308處，惰性氣體被引入而N2基本上被從腔體中清除。樣品在與參 考框304所述相同的壓力下被暴露于惰性氣體并退火，持續(xù)第二時間段，其可 以在大約2 大約72小時的范圍內(nèi)。在一個實施方式中，惰性氣體是Ar。諸 如He、 Ne、 Kr和Xe的其它惰性氣體也可以被使用。在框310處，還原氣體被引入，而來自框308的惰性氣體基本上被從腔體 中清除。硅部件在與參考框308所述相同的溫度和壓力下被暴露于還原氣體持 續(xù)第三時間段，其可以在大約2 大約72小時的范圍內(nèi)。在一個實施方式中，還原氣體是N2和H2的混合物，例如合成氣體，其具有H2濃度小于按體積計大約10%，優(yōu)選按體積計大約6%。也可以使用其它還原氣體，例如，H2、 N2/H2 混合物、CxHyFz、 CXFZ (其中x， y和z是至少等于1的整數(shù))、CO、 C02、 NH3、 H2/C02混合物、C0/C02混合物、和H2/CO/C02混合物。在框312處，溫度在大約2 大約50小時的一段時間下降以允許退火的 部件逐漸冷卻至第三溫度，例如環(huán)境溫度。在這一冷卻期間，保持還原氣體環(huán) 境在與參考框310所述的相同壓力的等壓條件下。類似于參考框306所述的加 熱工藝，該部件以受控的速率被冷卻以使過快冷卻可能引起的熱應(yīng)力最小化。 例如可以使用大約2(TC/min 大約50°C/min的冷卻速率。在參考框306和312所述的工藝中的升溫加熱和降溫冷卻速率被控制為足 夠慢以便使非均一的熱膨脹或冷縮可能導(dǎo)致的應(yīng)力最小，同時控制為足夠快以 提供用于該工藝的實際產(chǎn)量。具體的增加和降低時間還取決于具體的部件。例 如，部件的尺寸、形狀、表面積與體積比、以及熱特性諸如熱膨脹系數(shù)或熱容 量是在確定合適的加熱或冷卻速率中考慮的因素。在退火工藝的其它實施方式中，用于參考框304所述的工藝的第一氣體可 以是惰性氣體，例如Ar等(但是不是N2)。在該情況下，圖3所示的參考框 308所述的工藝可被省略。也就是說，在框304和306的惰性氣體(不是N》 中退火部件后，該工藝繼續(xù)進行310，其中惰性氣體被還原氣體代替以進一步 退火。退火后，按照需要，該部件可經(jīng)歷進一步加工以制備其供使用或安裝。對若干使用本發(fā)明的實施方式制造的硅部件進行的侵蝕比較試驗。試驗中 的部件由在根據(jù)本發(fā)明各種實施方式的不同條件下生長的硅樣品制成，并且根 據(jù)本發(fā)明的一個實施方式進行退火。通過在暴露于反應(yīng)環(huán)境(例如，氟基等離 子體)之前和之后于部件上進行厚度測量可獲得侵蝕(或腐蝕)速率。結(jié)果顯示相比于根據(jù)傳統(tǒng)生長和退火工藝制造的硅部件，使用本發(fā)明實施 方式制造的硅部件展示提高的抗侵蝕性或降低的侵蝕速率，從大約4%到24%。 對很多樣品獲得侵蝕速率(對于暴露于含氟等離子體)小于大約2.4)im/h，并 且低至大約2.2pm/h，這相比于傳統(tǒng)樣品的大約2.8|im/h。本發(fā)明的實施方式可以被用于制造各種用途的硅部件。這些改進的部件也 適合用于腐蝕環(huán)境，例如在等離子體工藝中遇到的那些。各種等離子體沉積和 蝕刻腔室可受益于在此所公開的技術(shù)，并尤其是，介電蝕刻腔室，例如 ENABLER 蝕刻腔室，其可以是半導(dǎo)體晶片處理系統(tǒng)諸如0￡1^11^@系統(tǒng)、 尺001^^&@蝕刻腔室、6^1収@蝕刻腔室等的一部分，其全部可以獲得自 California的Santa Clara的Applied Materials有限公司。ENABLER⑧腔室的細 節(jié)在美國專禾!j 6,853,141， "Capacitively Coupled Plasma Reactor with Magnetic Plasma Control"中被公開?？衫斫獾氖瞧渌入x子體反應(yīng)器，包括來自其它制 造商的那些，可以適合受益于本發(fā)明。圖4描述了可以受益于本發(fā)明實施方式的示例性等離子體處理室402的一個實施方式的橫截面示意圖。提供在此顯示的反應(yīng)器的實施方式是為了說明的 目的并且不能被用于限制本發(fā)明的范圍。在這一實施方式中，腔室402被用作襯底414的等離子體處理，例如蝕刻。 工藝均一性可以通過使用氣體擴散器432調(diào)整，其被設(shè)計以使得校正電導(dǎo)性或 造成不對稱處理的其它腔室屬性，即相對于襯底中線不對稱的處理結(jié)果。在一個實施方式中，腔室402包括具有電導(dǎo)性腔室壁430和底部408的真空腔室主體410。腔室壁430連接到接地電路434。蓋470被放置到腔室壁430 上以封住在腔室主體410中限定的內(nèi)部體積478。至少一個電磁節(jié)段(solenoid segment) 412位于腔室壁430的外部。電磁節(jié)段412可以由能夠產(chǎn)生至少5V 的直流電源454選擇性地供能以對在處理室402內(nèi)形成的等離子體工藝提供控 制開關(guān)。陶瓷襯墊431設(shè)置在內(nèi)部體積478內(nèi)以利于清潔腔室402。蝕刻工藝的副 產(chǎn)物和殘留可以容易地從襯墊431以選擇性的間隔除去。襯底支撐基座416設(shè)置在氣體擴散器432下工藝室402的底部408。工藝 區(qū)480在內(nèi)部體積478內(nèi)的襯底支撐基座416和擴散器432之間被限定。襯底 支撐基座416可以包括靜電夾盤426以在加工時保留襯底414在氣體擴散器 432下的基座416的表面440上。靜電夾盤426被直流電源420控制。在一個實施方式中，套環(huán)500被繞著基座416以及襯底414的外周放置。 在一個實施方式中，套環(huán)500是根據(jù)本發(fā)明實施方式制造的硅部件，并且展示 出比使用傳統(tǒng)工藝制造的其它部件增強的耐腐蝕性，以及照此在襯底處理時保 護基座416避免損害。套環(huán)500的其它細節(jié)將結(jié)合圖5A-B在下面討論。支撐基座416可以通過匹配網(wǎng)絡(luò)424耦接到RF偏壓電源422。偏壓電源 422通常能夠產(chǎn)生RF信號，其具有可調(diào)頻率50 kHz 13.56 MHz以及功率0 5000 W。可選擇地，偏壓電源422可以是直流或脈沖直流電源。支撐基座416也可以包括內(nèi)部和外部溫度調(diào)節(jié)區(qū)474、476。每個區(qū)域474、 476可以包括至少一種溫度調(diào)節(jié)器件，例如電阻加熱器或循環(huán)冷卻劑的導(dǎo)管， 使得可控制放置到基座上的襯底的徑向溫度梯度。腔室402的內(nèi)部體積是由腔室壁430和/或腔室底部408形成的、通過排 氣口 435連接到真空泵436的高真空管。放置在排氣口 435中的節(jié)流閥427 和真空泵436 —起使用以控制處理室402內(nèi)的壓力。排氣口 435的位置和腔室 主體410的內(nèi)部體積478內(nèi)的其它流動限制顯著影響處理室402內(nèi)的電導(dǎo)和氣 流分布。氣體擴散器432提供導(dǎo)管，至少一種工藝氣體通過該導(dǎo)管被引入到處理區(qū) 480。在一個實施方式中，氣體擴散器432可以對稱方式向區(qū)域480提供工藝 氣體，該方式可以被用于調(diào)節(jié)由其它腔室組分(即，排氣口位置、襯底支撐基 座的幾何形狀或其它腔室組分)造成的上述電導(dǎo)性和氣流分布，使得氣流和反應(yīng)物的流以均一的或選擇性的分布被傳送到襯底。另外，氣體擴散器432可以 被用于相對襯底414(其同心地放置到基座416上)中線定位等離子體。因此， 氣體擴散器432的構(gòu)型可以被選擇以提高工藝均勻性或者可選地產(chǎn)生處理結(jié) 果的預(yù)定偏離。例如，氣體擴散器432的構(gòu)型可以被選擇以引導(dǎo)氣流以校正腔 室電導(dǎo)的方式進入襯底支撐基座416上方的工藝區(qū)480。這可以通過構(gòu)造氣體 擴散器432來完成以在處理時傳送氣體到具有不對稱性的處理室，該不對稱性 彌補在等離子體位置上的腔室電導(dǎo)和/或離子和/或反應(yīng)種類到襯底表面?zhèn)鬏數(shù)?不對稱效應(yīng)。在圖4說明的一個實施方式中，氣體擴散器432包括至少兩種氣體分配器 460， 462、固定板428和氣體分配板464。氣體分配器460， 462通過處理室 402的蓋470連接到一種或多種氣體儀表盤，并且也連接到至少一種固定或氣 體分配板428， 464。通過氣體分配器460， 462的氣流可以被獨立地控制。盡 管氣體分配器460， 462顯示了連接到單一氣體儀表盤438，應(yīng)該理解氣體分 配器460， 462可以連接到一種或多種共用的和/或分別的氣體源。從氣體儀表 盤438提供的氣體被傳送到板428， 464之間限定的區(qū)域472，然后通過穿過 氣體分配板464形成的多個孔468退出并進入處理區(qū)480。固定板428連接到支撐基座416對面的蓋470。由RF導(dǎo)電材料制成或覆 蓋該材料的固定板428通過阻抗變換器(例如1/4波長匹配短截線(matching stub))耦接到RF電源418。電源418通常能夠產(chǎn)生具有大約462 MHz可調(diào) 頻率以及大約0 2000 W功率的RF信號。固定板428和/或氣體分配板464 由RF電源供能以保持在工藝區(qū)480由工藝氣體形成的等離子體。圖5A-B是硅套環(huán)500的一個實施方式的示意性說明，其可以被用于圖4 的腔室402中。圖5A顯示繞基座416和襯底414放置的套環(huán)500的放大圖。 在一個實施方式中，套環(huán)500是多晶硅環(huán)。套環(huán)500可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員 已知的多種方法而被附著到基座416。通過設(shè)置硅套環(huán)500緊密靠近并圍繞襯 底414，例如硅晶片，可以改善工藝均勻性諸如中心到邊緣的均勻性。該提高 被認為是由硅套環(huán)500改變的襯底414附近的等離子體或電環(huán)境產(chǎn)生。圖5B顯示圖5A描述的套環(huán)500的平面圖。套環(huán)500具有外周502和內(nèi) 周504。在一個實施方式中，套環(huán)500具有大約12英寸的內(nèi)直徑和大約13英 寸的外直徑。如圖5A的橫截圖所示，套環(huán)500也具有與內(nèi)周504相鄰的凹部506，其因此被設(shè)計尺寸以容納襯底。圖6是適合用于圖4腔室中的示例性硅套環(huán)500的另一實施方式的局部截 面圖。根據(jù)以上所述的本發(fā)明的實施方式，套環(huán)600通常硅制成并且包括外周 602、內(nèi)周604和凹部606。凹部606通常被構(gòu)造以支撐覆蓋環(huán)612。在處理時， 襯底414放在基底支撐表面618上，覆蓋環(huán)612被額外地支撐在基座614的壁 架(ledge) 616上，其中壁架616向外延伸在襯底414放置在其實的襯底支撐 表面618上。覆蓋環(huán)612可以根據(jù)本發(fā)明實施方式由硅，或者由其它適合的材 料諸如石英制造。支撐表面618被構(gòu)造，使得襯底414的外緣凸出于覆蓋環(huán) 612的內(nèi)部。根據(jù)本發(fā)明實施方式制造的硅部件諸如套環(huán)500、 600被發(fā)現(xiàn)具有提高的 特性諸如形態(tài)學(xué)和微觀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致由等離子氣體增強的耐腐蝕性、減小的機械 應(yīng)力和減少的粒子生成。盡管上面的實施例和討論關(guān)注于制造用于等離子體腔室的硅部件，但是對 于不同的用途，本發(fā)明的一個或多個實施方式也可以被用于由各種材料制造的 其它部件。例如，本發(fā)明的退火工藝也可以被用于由諸如陶瓷、金屬、電介質(zhì)、 合金等材料制造的部件。根據(jù)特定的用途，涂敷的部件，包括硅涂敷的部件， 也可以受益于本發(fā)明的退火工藝。雖然前述針對于本發(fā)明的實施方式，但是在不脫離本發(fā)明的基本范圍下， 可以設(shè)計本發(fā)明的其它以及進一步的實施方式，并且其范圍被下述權(quán)利要求確 定。
權(quán)利要求
1、一種制造硅部件的方法，包括(a)使用循環(huán)硅生長工藝提供硅樣品，包括(a1)在第一惰性氣體環(huán)境中開始硅生長，持續(xù)第一時間段；(a2)在第二還原氣體環(huán)境中繼續(xù)硅生長，持續(xù)第二時間段；(a3)在第二惰性氣體環(huán)境中繼續(xù)硅生長，持續(xù)第三時間段；以及(a4)重復(fù)(a2)和(a3)進行足夠數(shù)目的循環(huán)直到對于該硅樣品獲得所需的特性；(b)機械加工該硅樣品以形成部件；以及(c)退火該部件。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在(a2)步驟中的還原氣 體選自由H2、 N2/H2混合物、CxHyFz、 CXFZ，其中x， y和z是至少等于1的整 數(shù)、CO、 C02、 NH3、 H2/C02混合物、CO/C02混合物、和H2/CO/C02混合物組成的組。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一惰性氣體是氬氣， 以及還原氣體選自由合成氣體、H2和H2/C02混合物組成的組。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二惰性氣體 環(huán)境相同，并且該惰性氣體選自由氬氣、氦氣、氖氣、氪氣和氙氣組成的組。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述(al)和(a3)步 驟的壓力每個都在大約30到大約50 mbar之間，而在(a2)步驟中的壓力在 大約30到大約60 mbar之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火步驟(c)包括 (cl)在腔體中，將所述部件暴露于第一壓力下的惰性氣體；(c2)將所述部件加熱至退火溫度；(c3)保持所述部件于退火溫度第一時間段；(c4)引入還原氣體以基本上從所述腔體清除惰性氣體，并且在第二壓力 下的還原氣體中退火部件第二時間段；以及(c5)用在第二壓力下的還原氣體冷卻所述部件。
7、 一種制造硅部件的方法，包括(a) 生長硅樣品；(b) 機械加工所述硅樣品以形成部件；以及(c) 通過將所述部件暴露于至少惰性氣體第一時間段以及還原氣體第二時間段，退火所述部件。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述惰性氣體選自氬氣、 氦氣、氖氣、氪氣和氙氣，并且所述還原氣體選自H2、 N2/H2混合物、CxHyFz、 CXFZ，其中x， y和z是至少等于l的整數(shù)、CO、 C02、 NH3、 H2/C02混合物、 CO/C02混合物、和H2/CO/C02混合物。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述退火步驟(c)進一步 包括，在暴露所述部件于惰性氣體前，在N2中退火部件并且其中所述還原氣 體是N2/H2混合物，其中H2濃度按體積計小于大約10%。
10、 一種退火硅部件的方法，包括(a) 在腔體中提供硅部件；(b) 向所述腔體引入氮氣；(c) 提高所述腔體內(nèi)溫度至退火溫度并且退火所述部件第一時間段；(d) 用惰性氣體代替所述腔體中的氮氣并退火所述部件第二時間段；(e) 用還原氣體代替所述腔體中的所述惰性氣體并退火所述部件第三時 間段；和(f) 通過降低溫度而在還原氣體中冷卻所述部件。
11、 權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，所述還原氣體選自H2、 N2/H2 混合物、CxHyFz、 CXFZ，其中x， y禾Q z是至少等于1的整數(shù)、CO、 C02、 NH3、 H2/C02混合物、CO/C02混合物、和H2/CO/C02混合物；并且其中所述還原氣體是N2/H2混合物，其中H2濃度按體積計小于大約10%。
12、 一種用于等離子體腔室中的硅部件，其特征在于，當暴露于含氟等離 子體時，所述部件具有小于大約2.4pm/h的侵蝕速度。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的部件，其特征在于，所述部件是套環(huán)，該套 環(huán)具有外周、內(nèi)周、以及與內(nèi)周相鄰的凹部。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的部件，其特征在于，所述部件使用下述方法 制造，該方法包括(a)生長硅樣品；(b)機械加工所述硅樣品以形成所述部件；和(C)通過將所述部件順序地暴露于氮氣持續(xù)第一時間段、暴露于惰性氣 體持續(xù)第二時間段和暴露于還原氣體持續(xù)第三時間段而退火該部件。 15、 一種等離子體處理室，包括 腔室主體；支撐基座，其設(shè)置在所述腔室主體中并適合于在其上容納襯底； 多晶硅套環(huán)，當暴露于氟基等離子體時該套環(huán)具有小于大約2.4pm/h的侵 蝕速度，所述多晶硅套環(huán)繞著所述支撐基座設(shè)置并且構(gòu)造成圍繞所述襯底；和 電源，用于在所述腔室內(nèi)形成等離子體； 其中，該多晶硅套環(huán)被使用下述方法制造，包括(a) 提供機械加工的多晶硅套環(huán)；和(b) 通過將該部件順序地暴露于氮氣持續(xù)第一時間段，暴露于惰性氣體 持續(xù)第二時間段和暴露于還原氣體持續(xù)第三時間段而退火所述機械加工的多 晶套環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明在此提供一種制造等離子體反應(yīng)器部件的方法，該部件由硅制成。該方法包括生長硅樣品，機械加工該硅樣品以形成部件，和通過順序地暴露該部件于一種或多種氣體而退火該部件。在硅生長和后機械加工退火期間設(shè)計工藝條件以提供尤其適合用于腐蝕環(huán)境的硅部件。
文檔編號H01L21/00GK101276733SQ200810082780
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月19日
發(fā)明者埃爾米拉·賴亞博瓦, 杰·袁, 珍妮弗·孫 申請人:應(yīng)用材料股份有限公司