具有保护涂层的制品的制作方法

本公开总体涉及用于具有保护涂层的制品的方法和设备。更具体地，本公开涉及用于半导体制造设备中的具有保护涂层的静电卡盘加热器。

背景技术：

1、半导体制造中使用的静电卡盘(esc)加热器可以由陶瓷材料形成，例如氮化铝(aln),因为其具有高导热性和功率耗散极限。然而，陶瓷材料可能易于在esc加热器上沾污和/或不均匀沉积，这可能导致esc加热器的性能问题(例如不均匀加热)。因此，防止上述问题的保护涂层可能是理想的。氧化铝(例如al2o3)是保护涂层的良好候选材料，因为它具有优异的介电性能，是化学中性的，并且具有良好的摩擦特性。然而，在氮化铝衬底上形成氧化铝膜存在挑战。

技术实现思路

1、本技术的各种实施例可以提供由陶瓷材料形成的制品。该制品还可以包括覆盖在制品的一个或多个表面上的保护涂层。保护涂层可包括含铝和镁的第一层和含氧化铝或者氧化铝和氧化镁的第二层。

2、根据一方面，一种设备包括：由氮化铝形成的制品，该制品包括第一表面和第二表面；以及覆盖至少第一表面的保护涂层，该保护涂层包括：包含铝和镁的第一层；以及包含氧化铝的第二层。

3、在一实施例中，第二层还包括氧化镁。

4、在一实施例中，第二层中的氧化镁与氧化铝的比例为200:10。

5、在一实施例中，第一层中的镁的浓度在1-500ppm的范围内。

6、在一实施例中，第一层直接与制品相接。

7、在一实施例中，保护涂层的厚度在130nm至170nm的范围内。

8、在一实施例中，第一层的厚度在10nm至50nm的范围内。

9、在一实施例中，第二层的厚度在50nm至170nm的范围内，并且包括直径在30nm至40nm范围内的纳米晶体。

10、在一实施例中，保护涂层具有第一热膨胀系数(cte),制品具有第二cte；其中第一cte与第二cte相差25-50％的范围。

11、根据另一方面，一种静电卡盘包括：包含氮化铝的制品，该制品包括面朝上的第一表面和相对的第二表面；覆盖第一表面的保护涂层，该保护涂层包括：包含铝和镁的第一层；以及包含氧化铝的第二层；嵌入在制品内的多个电极；以及嵌入制品内的多个加热元件。

12、在一实施例中，第二层还包含氧化镁，并且其中第二层中的氧化镁与氧化铝的比例为200:10。

13、在一实施例中，第一层中的镁的浓度在1-500ppm的范围内。

14、在一实施例中，保护涂层的厚度在130nm至170nm的范围内。

15、在一实施例中，第一层具有在10nm至50nm范围内的第一厚度，并且其中第二层具有在50nm至170nm范围内的第二厚度。

16、在一实施例中，第二层包括直径在30nm至40nm范围内的纳米晶体。

17、根据又一方面，一种系统包括：反应器，包括：基座，其配置为保持晶片并且由陶瓷材料形成，该基座包括：面朝上的第一表面和相对的第二表面；覆盖第一表面的保护涂层，该保护涂层包括：包含铝和镁的第一层；以及包含氧化铝的覆盖第一层的第二层；设置在基座上方的喷淋头组件；以及源容器，其耦合到反应器并且配置为包含化学物质。

18、在一实施例中，保护涂层的厚度在130nm至170nm的范围内。

19、在一实施例中，第二层还包括氧化镁。

20、在一实施例中，制品包括静电卡盘，该静电卡盘包括由氮化铝形成的主体和嵌入主体内的多个电极。

21、在一实施例中，第二层包括直径在30nm至40nm范围内的多晶纳米晶体。

技术特征：

1.一种设备，包括：

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二层还包含氧化镁。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第二层中的氧化镁与氧化铝的比例为200:10。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一层中的镁的浓度在1-500ppm的范围内。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一层直接与所述制品相接。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述保护涂层的厚度在130nm至170nm的范围内。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一层的厚度在10nm至50nm的范围内。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二层的厚度在50nm至170nm的范围内，并且包括直径在30nm至40nm范围内的纳米晶体。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述保护涂层具有第一热膨胀系数(cte),并且所述制品具有第二cte；其中第一cte与第二cte相差25-50％的范围。

10.一种静电卡盘，包括：

11.根据权利要求10所述的静电卡盘，其中，所述第二层还包括氧化镁，并且其中，所述第二层中的氧化镁与氧化铝的比例为200:10。

12.根据权利要求10所述的静电卡盘，其中，所述第一层中的镁的浓度在1-500ppm的范围内。

13.根据权利要求10所述的静电卡盘，其中，所述保护涂层的厚度在130nm至170nm的范围内。

14.根据权利要求10所述的静电卡盘，其中，所述第一层具有在10nm至50nm范围内的第一厚度，并且其中，所述第二层具有在50nm至170nm范围内的第二厚度。

15.根据权利要求10所述的静电卡盘，其中，所述第二层包括直径在30nm至40nm范围内的纳米晶体。

16.一种系统，包括：

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述保护涂层的厚度在130nm至170nm的范围内。

18.根据权利要求16所述的系统，其中，所述第二层还包括氧化镁。

19.根据权利要求16所述的系统，其中，所述制品包括静电卡盘，所述静电卡盘包括由氮化铝形成的主体和嵌入所述主体内的多个电极。

20.根据权利要求16所述的系统，其中，所述第二层包括直径在30nm至40nm范围内的多晶纳米晶体。

技术总结
本技术的各种实施例可以提供由陶瓷材料形成的制品。该制品还可以包括覆盖在制品的一个或多个表面上的保护涂层。保护涂层可以包括含铝和镁的第一层以及含氧化铝或者氧化铝和氧化镁的第二层。

技术研发人员：J·A·桑蒂兰,H·高,S·库塔思
受保护的技术使用者：ASM IP私人控股有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15