高性能氟氧化钇耐等离子体刻蚀涂层的制备及应用

【作者】 王晓娜； 王炫力； 王宇鹏； 宋希文；

【机构】 内蒙古科技大学材料与冶金学院； 内蒙古自治区先进陶瓷材料与器件重点实验室； 包头师范学院化学学院；

【摘要】 随着半导体行业的高速发展,含氟等离子体刻蚀技术逐渐成为大规模集成电路制造的关键技术之一。然而等离子体在刻蚀硅晶圆的过程中,也会对刻蚀机腔体造成侵蚀,影响设备寿命及晶圆良率^[1]。通常,在服役于等离子体环境中的腔体表面涂覆防护涂层,可以有效缓解腔体内部的刻蚀损伤。然而,常用的氧化物陶瓷涂层(如Al₂O₃、Y₂O₃、Y₃Al₅O₁₂等)在含氟等离子体环境中服役时,由于F的电负性大于O,容易出现O被F取代形成氟化物的现象,造成涂层受损失效^[2,3]。因此,研发制备新型耐等离子体刻蚀涂层是目前半导体行业的研究重点。本报告主要介绍了课题组近年来在本领域的研究进展,包括:（1）设计开发高纯度、高稳定性的氟氧化钇陶瓷材料,实现了氟氧化钇粉体-靶材-涂层全工艺流程的可控制备;（2）采用物理气相沉积技术—射频磁控溅射法制备出晶粒均匀细小、结晶度高、结合力强的氟氧化钇涂层,建立了磁控溅射氟氧化钇涂层组织和结构的精细调控机制;（3）开展氟氧化钇涂层微观结构与耐等离子体刻蚀性能的相关性研究,揭示了失效过程的元素迁移规律和结构演化机制,为等离子体刻蚀机腔体防护涂层的研发提供理论依据和高技术策略。更多还原