TWI790261B

TWI790261B - 耐電漿體特性得到提高的電漿體蝕刻裝置用構件及其製造方法

Info

Publication number: TWI790261B
Application number: TW107126570A
Authority: TW
Inventors: 鄭洞勳; 高賢哲; 金善台
Original assignee: 南韓商Ｋｏｍｉｃｏ有限公司
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2023-01-21
Also published as: TW201916164A; US20200354827A1; CN111247627A; US11827975B2; JP6980101B2; KR102016615B1; JP2020534684A; KR20190030421A; WO2019054617A1; CN111247627B

Abstract

本發明有關於電漿體蝕刻裝置用構件及製造方法，更詳細而言，有關於一種電漿體蝕刻裝置用構件及其製造方法，藉由稀土類金屬薄膜的沉積及表面熱處理而提高耐電漿體特性，保持光透過性，能夠用作蝕刻步驟的終點分析用途的構件。

Description

耐電漿體特性得到提高的電漿體蝕刻裝置用構件及其製造方法

本發明有關於光電漿體蝕刻裝置用構件及其製造方法，更詳細而言，有關於一種利用稀土類金屬薄膜的熱擴散現象，改善電漿體蝕刻裝置用構件的耐電漿體特性的技術。

在半導體製造步驟中，為了進行矽晶片等基板電路的高整合化所需的微細加工，電漿體乾式蝕刻步驟的重要性越來越重要。

電漿體蝕刻步驟可以使得豎直蝕刻率遠遠大於水平蝕刻率，因而可以適宜地控制作為蝕刻的圖案最終的縱橫比。實際上，如果使用電漿體蝕刻步驟，則可以在厚度約1微米左右的膜中形成具有較大縱橫比的極其細微的圖案。

執行這種乾式蝕刻步驟的裝備內腔室環境，隨著加工水平的微細化而要求高清潔性。但是，在細微加工用各種流程中，使用氟化物、氯化物等腐蝕性強的氣體，這種工藝氣體存在不僅腐蝕晶片，而且腐蝕腔室內部的問題。

為了在這種環境中使用，正在將耐電漿體抵抗性優秀的材料用作腔室構件，代表性的有耐酸鋁、氧化鋁燒結體、石英構件等。

其中，就石英構件而言，儘管乾式電漿體蝕刻率高於其他材料，但卻使用，這起因於特別的目的。石英構件使用最多的情形是包圍晶片周邊的邊緣環。就晶片周邊而言，只有在電氣上與矽晶片類似的環境才有利，蝕刻步驟中會發生的副產物是比其他材料容易氣化的SiF₄ （氟化矽）。藉由利用這種容易氣化的材料，可以對晶片收率施加較小的影響，因而邊緣環的大部分正在使用石英構件。

另一種使用的石英構件的一個示例是終點分析用構件，是藉由分析蝕刻步驟時發生的波長，從而調節使得可以按希望的深度蝕刻的附屬裝置。適合觀察內部的材料必須是透明的材料才可以，石英的透明準確符合目的。但是，就石英而言，電漿體抵抗性遠遠低於其他材料，從長期觀點而言，存在需要更換構件的問題。

為了解決這種問題，作為習知技術，探討了多樣的方法。就電漿體蝕刻裝置用石英構件而言，為了提高電漿體抵抗性，正在利用以氫氧焰來熔融、被覆的方法，或者塗覆溶解了釔或釔化合物或YAG（釔鋁石榴石）的溶液並進行加熱熔融的方法等。另外，最近由於半導體領域中應用的熱噴塗技術的發展，正在應用電漿體熱噴塗法或高速火焰熱噴塗法、氣溶膠沉積等。但是，這種以往的技術存在多種問題。

特別是就石英構件中包圍矽晶片周邊的邊緣環而言，如果形成10μm以上的不同材料的皮膜，則在與晶片的間隙，暴露於因電氣特性差異導致的電弧放電危險性。而且，存在因腔室周邊電容率變化導致的CD及EPD等步驟變數發生變化的可能性。

就近來主要應用的電漿體熱噴塗法而言，對石英構件的表面實施噴丸步驟而形成粗糙度，藉助於這種物理性衝擊，石英構件表面受到損傷，從長期觀點而言，具有在再使用方面受到限制的龜裂、疲勞破壞等問題，存在無法均一地控制10μm以下水平的皮膜的侷限。

另外，作為熱噴塗法工藝上的特徵，例如可以有淬火（quenching）效應，就石英而言，從原子的觀點而言，是具有較強結合力的物質，對熱衝擊很脆弱。由於實施熱噴塗法時發生的淬火（quenching）效應，熱應力累積，殘留應力導致的材料特性低下也會成為問題。

就最近正在研究的氣溶膠沉積而言，也構成10μm水平的皮膜，這在技術上雖然可行，但由於皮膜與表面間單純的機械性吻合導致的低黏合力，當長時間使用時，會發生剝離等問題，藉助於乾式蝕刻步驟時使用的CF₄ 電漿體離子和自由基，皮膜被蝕刻，發生顆粒，會使晶片污染。

最近，乾式蝕刻步驟裝備製造商作為變更使用材料的方法，更提出了利用非晶質耐電漿體玻璃組合物或碳化矽的方法，但在費用方面不夠合理，在使用方面受到限制。

下面對本發明的技術所屬領域存在的習知技術進行簡略說明，接著，對本發明相對於所述習知技術而要差異化地實現的技術事項進行說明。

首先，韓國授權專利第10-0727672號（2007.06.05）有關於電漿體蝕刻裝置用構件，更具體而言，記載了在石英玻璃、鋁、耐酸鋁或由其組合構成的構件的表面，形成有厚度為10μm以上、厚度偏差為10%以下，較佳地，面粗糙度Ra為1μm以下的氧化釔或形成有YAG皮膜的電漿體蝕刻裝置用構件，以及利用在該構件表面電漿體熱噴塗氧化釔或YAG的方法、以氫氧焰熔融氧化釔或YAG粉末並被覆的方法、塗覆溶解釔或釔化合物或YAG的溶液並進行加熱熔融的方法或他們的組合中某一種方法，形成厚度為10μm以上、厚度偏差為10%以下，較佳地，面粗糙度Ra為1μm以下的氧化釔或YAG皮膜的製造技術。

另外，韓國註冊專利第10-0689889號（2007.02.26.）有關於耐電漿體性石英玻璃及其製造方法，具體而言，提供一種石英玻璃及石英玻璃夾具及其製造方法，作為用於半導體製造的電漿體反應用夾具材料，電漿體耐蝕性，特別是對氟類電漿體氣體的耐蝕性優秀，能夠不對矽晶片造成異常地使用。記載了作為將2種類以上金屬元素合在一起並含有0.1至20重量%的石英玻璃，該金屬元素由在元素周期表第3B族中選擇至少1個種類的第一金屬元素和在由Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、鑭系及錒系元素構成的組中選擇的至少1個種類的第二金屬元素構成，使得第二金屬元素各自的最大濃度達到2.0重量%以下，提高耐腐蝕性的技術。

但是，所述習知技術文獻的耐電漿體性構件也同樣具有上面提出的熱噴塗法等工藝上的技術侷限，或者，在與不同種元素混合後加熱、熔融而製造的經摻雜的石英玻璃構件，在不同種元素的比例方面不夠經濟。

發明人認識到這種皮膜形成法及材料變更方法的侷限性，為了提出一種藉由表面重整的有效而優秀的電漿體抵抗性提高方法，藉由金屬皮膜沉積和熱處理步驟的連續步驟，反覆進行了對耐電漿體性優秀的電漿體蝕刻裝置用構件的製造技術的研究，結果達成了本發明。

﹝習知技術文獻﹞

﹝專利文獻﹞

（專利文獻0001）韓國授權專利第10-0727672號

（專利文獻0002）韓國授權專利第10-0689889號

本發明的主要目的在於提供一種電漿體蝕刻裝置用構件的製造方法，在半導體步驟時不僅提高耐電漿體特性，而且保持光透過性，能夠用作蝕刻步驟終點分析用途。

本發明的目的更在於提供一種利用該電漿體蝕刻裝置用構件的製造方法而提高了光透過性及耐電漿體特性的電漿體蝕刻裝置用構件。

為了達成如上所述的目的，本發明的一個體現例提供一種電漿體蝕刻裝置用構件的製造方法，包括：步驟a），藉由真空沉積法，將稀土類金屬薄膜在基板上沉積0.01至2.0μm厚度；及步驟b），將沉積了該稀土類金屬薄膜的基板在大氣、氮氣、氧氣或氬氣氣氛中，以1000至2000℃熱處理2至40小時時間。

在本發明的一個較佳體現例中，該真空沉積法可以為電子束物理氣相沉積法（EBPVD）或濺射法（Sputtering）。

在本發明的一個較佳體現例中，該稀土類金屬可以為釔（Yttrium）、鐿（Ytterbium）、釤（Samarium）中某一者以上。

在本發明一個較佳體現例中，該基板材料的熔點可以為1000℃以上。

在本發明一個較佳體現例中，該基板可以為石英、氧化鋁燒結體、藍寶石中某一者。

在本發明的一個較佳體現例中，該步驟b）熱處理時間可以為2至20小時。

本發明的又一體現例提供一種電漿體蝕刻裝置用構件，以該製造方法製造，該稀土類金屬的熱擴散層（thermal diffusion layer）厚度為0.1至10μm。

本發明的又一體現例提供一種電漿體蝕刻裝置用構件，其透明，且以該製造方法製造，該稀土類金屬的熱擴散層（thermal diffusion layer）厚度為0.1至10μm。

本發明的電漿體蝕刻裝置用構件沒有因稀土類金屬的摻雜效應導致的電氣特性（破壞電壓及電容率）等的變化，使步驟變數變化可能性實現最小化，由於是利用熱擴散方法的化學性結合，因而不存在剝離等的危險性，使材料因熱處理效應而具有的熱應力消除，可以防止材料的物理特性低下，沉積後藉由氣氛熱處理而保持透明性，保持構件原本的光學特性，可以用作原有終點分析構件等。

另外，本發明的製造方法藉由簡單的沉積及熱處理，在費用、時間方面也是合理的，提供不包括諸如噴丸步驟的引起物理損傷的預處理過程的優點。

只要未以其他方式定義，本說明書中使用的所有技術性及科學性術語具有與本發明所屬技術領域的熟練專家通常所理解的內容相同的意義。一般而言，本說明書中使用的命名法是本技術領域熟知和常用的。

在本申請通篇說明書中，當提到某部分「包括」某種構成要素時，只要沒有特別相反的記載，則意味著不排除其他構成，可以更包括其他構成要素。

在半導體的製造步驟中，利用柵蝕刻裝置、絕緣膜蝕刻裝置、抗蝕膜蝕刻裝置、濺射裝置、CVD裝置等。另一方面，在液晶的製造步驟中，利用用於形成薄膜晶體管的蝕刻裝置等。另外，在這些製造裝置中，以基於微細加工的高整合化等為目的，採用具備電漿體發生機構的構成。

在這些製造步驟中，作為處理氣體，氟類、氯類等鹵素類腐蝕氣體，由於他們的高反應性而用於所述的裝置。作為氟類氣體，可以為SF₆ 、CF₄ 、CHF₃ 、ClF₃ 、HF、NF₃ 等，作為氯類氣體，例如可以為Cl₂ 、BCl₃ 、HCl、CCl₄ 、SiCl₄ 等，在導入這些氣體的氣氛下，如果接入微波或高頻等，則這些氣體被電漿體化。暴露於這些鹵素類氣體或其電漿體的裝置構件，在表面上除材料成份之外的金屬很少，並要求具有高耐蝕性，因此，本發明的目的在於提供一種耐電漿體性優秀的電漿體蝕刻裝置用構件的製造方法。

根據本發明的一個方面，提供一種電漿體蝕刻裝置用構件的製造方法，包括：步驟a），藉由真空沉積法，在基板上沉積稀土類金屬薄膜0.01至2.0μm；及步驟b），將沉積了該稀土類金屬薄膜的基板在大氣、氮氣、氧氣或氬氣氣氛中，以1000至2000℃熱處理2至40小時時間。

該電漿體蝕刻裝置用構件的代表性示例主要用作邊緣環（edge ring），在第1圖中顯示出顯示邊緣環形態的模式圖。另外，邊緣環不僅是電漿體蝕刻裝置用，更可以為了電漿體PVD、CVD、離子注入等而在腔室中使用。

較佳地，該基板材料的熔點為1000℃以上，在基板的熔點不足1000℃的情況下，在熱處理過程中會出現基板的熱損毀。另外，如果熔點過高，則沉積物質的熱擴散無法充分發生，也會發生無法控制擴散深度的問題，因用於控制這種問題的高溫處理，更會誘發沉積物質的變形。

該基板往往是由在元素周期表4族元素、5族元素、13族元素及14族元素中選擇的1種以上元素（例如，在矽及鋁中選擇的1種以上元素）構成的氧化物陶瓷類、經氧化處理的金屬類或金屬類。作為這種處理構件的代表性示例，可以為從二氧化矽或玻璃、氧化鋁、耐酸鋁、經加工的鋁、矽及鋁中選擇的1種以上，具體而言，較佳為石英、氧化鋁燒結體或藍寶石。

該石英材料可以從由適合形成玻璃、合成二氧化矽、熔融二氧化矽、熔融石英、高純度石英、石英砂及石英玻璃組合物的其他適宜的含有矽材料構成的組中選擇。石英材料更可以藉助於任意的適宜步驟而獲得。

本發明在熔點1000℃以上的基板中均可應用，易於作為半導體製造流程中使用的乾式蝕刻裝置腔室構件的材料使用。

該真空沉積法可以為電子束物理氣相沉積法（EBPVD）或濺射法（Sputtering），作為所述兩種方法的結果而獲得的稀土類金屬薄膜幾乎沒有品質差異。

該電子束物理氣相沉積法（electron beam physical vapor deposition、EB-PVD）具有的膜形成機制，是以數keV以上的能量使電子加速，照射於標靶物質，使物質熔融，熔融的物質以氣體狀態移動並沉積於基板。與利用燈絲的電阻加熱沉積法或濺射相比，電子束物理氣相沉積法可以在短時間內將標靶物質加熱到較高的溫度，有利於製造氧化物等的高熔點陶瓷的薄膜。具體而言，本發明提供一種稀土類金屬薄膜的製造方法，其特徵在於，在真空腔室內利用固體稀土類金屬原料物質準備標靶，利用電子束使該標靶熔融、氣化，將氣化的標靶物質沉積於基板。

另外，在本發明中，在複雜形狀的電漿體蝕刻裝置用構件上沉積金屬薄膜的情況下，濺射法更有效。具體而言，濺射法可以容易地獲得高品位的薄膜，因而大量使用。濺射法是在晶片上沉積金屬薄膜和絕緣體的方法。濺射的原理是如同將鋼球拋向混凝土牆一樣的物理性步驟。轟擊的球掀起如同混凝土一樣具有化學、物理特性的碎片。如果該過程重複，則轟擊地點附近被混凝土磁片覆蓋。濺射中的「鋼球」是離子化的氬原子，「混凝土牆」作為進行濺射的物質板，稱為標靶。在真空室中執行濺射步驟。向濺射物質的標靶與晶片所在的反應室注入離子化的氬。標靶與呈陽性填充的氬相比，帶有負電荷。因此，氬原子被加速，不同於離子注入，在濺射中，氬原子不射入標靶。而是像鋼球一樣轟擊，將標靶掀掉一些。由於反應室為真空，因而掉落的物質包括晶片在內層疊於反應室各處。

該稀土類金屬（rare earth metals）是包括原子號為57號的鑭（La）至71號鑥（Lu）的鑭系元素和21號鈧（Sc）、39號釔（Y）的17種類元素的總稱。作為本發明的構件中使用的稀土類金屬元素，較佳為從Y、Sc、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及Lu中選擇的稀土類金屬元素，更較佳地為從Y、Sm及Yb中選擇的稀土類金屬元素，這些稀土類金屬元素可以單獨使用1種或組合2種以上使用。

特別是作為該釔的氧化物的氧化釔，與石英相比具有多項優點。第一，氧化釔具有比石英更高的濺射閥值能量，因此是更良好的濺射阻抗體。第二，氧化釔存在比石英更少地形成揮發性層的傾向，因而氧化釔薄膜可以在更長期間持續，可以誘導氧化釔薄膜構件更換周期的更長平均時間。第三，氧化釔具有11次方的更高介電常數，相反，石英具有大致3.5的介電常數，在接地延長部與電漿體之間可以獲得RF希望的結合。

使用氧化釔薄膜的又一優點是可以獲得含氟工藝氣體的更有效使用。即，當氟化碳工藝氣體與石英環相關聯使用時，由於揮發性化合物的形成，在晶片邊緣的氟物種的濃度會被去除，因而與使用氧化釔環相比，在整個晶片基板的蝕刻方面，會誘發缺乏均一性及更低的邊緣蝕刻速度。但是，氧化釔薄膜構件是比石英環更良好的濺射阻抗體，不易形成氟化合物，因而使用氧化釔薄膜構件，可以進一步提高整個晶片基板的臨界幅度和蝕刻速度均一性，可以發生在化學上更均一的電漿體。

該稀土類金屬薄膜厚度為0.01至2.0μm，這在提高本發明的電漿體蝕刻裝置用構件的耐電漿體性方面有利。具體而言，如果稀土類金屬薄膜的厚度不足0.01μm，則稀土類金屬成分的熱擴散（thermal diffusion）深度減小，不出現稀土類金屬成分的充分摻雜效應，本發明要達到的耐電漿體性提高效果不充分，如果稀土類金屬薄膜的厚度超過2.0μm，則在經濟方面不為較佳。

該步驟b）熱處理步驟在大氣、氮氣、氧氣或氬氣氣氛中，藉由熱擴散現象，將稀土類金屬摻雜於電漿體蝕刻裝置用構件，最終熱擴散層的深度會根據氣氛而變化。

較佳地，該步驟b）熱處理步驟在1000至2000℃條件下進行。就石英構件而言，如果溫度條件不足1000℃，則稀土類金屬成分在構件內部不出現充分擴散，如果溫度條件超過2000℃，則由於在玻璃化轉變溫度附近，會變化成其他相。另外，較佳地，熱處理溫度條件根據沉積的氣氛和電漿體蝕刻裝置用構件的種類而不同地設置。

稀土類金屬薄膜根據材質、厚度及物質的性質，其溫度升降特性，即溫度升降時的溫度升降率和面內溫度分布不同，因而有必要根據薄膜金屬的種類，調節升溫時間及下降時間。

而且，藉由適宜地調節達到設置溫度所需的升溫時間及熱處理後達到室溫所需的下降時間等，可以提高稀土類金屬薄膜的耐久性。

較佳地，該步驟b）熱處理時間進行2至40小時時間，具體而言，更較佳地進行2至20小時時間。如果熱處理時間不足2小時，則稀土類金屬的熱擴散深度達不到0.1至10μm範圍，如果熱處理時間超過40小時，則會出現因電漿體蝕刻裝置用構件的熱變形等導致的構件物性低下。

通常而言，電漿體處理裝置包括：反應腔室；氣體供應單元，其安裝於反應腔室內部，將生成電漿體氣體所需的源氣體供應到反應腔室內部；電極單元，其在安放晶片的同時，起到電極作用；氣體分配裝置，其將從氣體供應單元供應的源氣體朝向晶片均一地噴射。

而且，在該反應腔室，提供可以觀察腔室內部的觀察口（view port）。腔室觀察口（或習知為終點窗口）通常是由石英或藍寶石構成的透明部件。多樣的光學感測器可以被觀察口所保護，藉由觀察口，可以執行光學感測器判讀。進一步而言，觀察口使得使用者可以在加工期間，從視覺上檢查或觀察晶片。石英及藍寶石兩者均具有不良的電漿體耐侵蝕性。由於電漿體化學物質侵蝕觀察口而使表面粗糙，因而觀察口的光學性質發生變化。例如，觀察口會變得模糊及/或穿過觀察口的光學訊號會失真。這會損傷收集準確的判讀的光學感測器的能力。但就較厚的膜保護層而言，這種塗層會遮擋觀察口，因而不適合在觀察口上使用。

在該步驟a）中，藉由真空沉積法獲得的稀土類金屬薄膜外觀上的特徵顯示出金屬性光澤，熱處理前處於缺乏光透過性的狀態，相反，包括在該步驟b）中經熱處理的稀土類金屬的熱擴散層在內的電漿體蝕刻裝置用構件表面，外觀上失去金屬性光澤，呈現重整得透明的狀態。

這使得保持原沉積材料具有的顏色，不同於皮膜形成後具有白色等顏色的氣溶膠沉積及熱噴塗法的情形，本申請發明在沉積後，藉由氣氛熱處理，稀土類金屬成分具有的光澤消失，顯示出光透明性，保持構件本來的光學特性，提供可作為原有終點分析構件等使用的優點。另外，可以作為需要視窗構件的裝備的附屬品使用，由於視窗構件的耐腐蝕性提高，裝置可以實現長壽命使用。

在第2圖中，以模式圖顯示了所述本申請發明的電漿體蝕刻裝置用石英構件的製造方法。如果將沉積有釔金屬薄膜的石英構件在該熱處理溫度範圍內進行熱處理，則藉助於從高濃度向低濃度移動的擴散現象，釔金屬成分移動到石英構件內部，同時，石英構件內存在的矽成分移動到釔金屬薄膜。結果，釔薄膜層形成由釔金屬成分和矽成分及氧成分構成的三成分系的Y-Si-O薄膜層，摻雜了這種稀土類金屬氧化物的形態的皮膜，是在石英構件表面賦予耐蝕刻性及耐電漿體性的塗層。

在本發明中，熱擴散層（thermal diffusion layer）厚度意味著，藉由該步驟b）的熱處理過程而沉積的稀土類金屬擴散到構件內部，從稀土類金屬薄膜表面至構件主要元素濃度與稀土類金屬濃度相同的地點的距離。

藉由該熱處理步驟，在電漿體蝕刻裝置用構件表面形成厚度為0.1 至10μm的稀土類金屬的熱擴散層（thermal diffusion layer），可以根據基板的成分，形成Y-Si-O薄膜或Al-Y-O（YAG）薄膜層等。

藉由所述本申請發明的熱處理步驟而在表面摻雜有稀土類金屬成分的形態的構件，在沒有電氣特性（破壞電壓及電容率）等的變化方面更有利。這具體而言，邊緣環的幾何學結構及形成邊緣環的材料對蝕刻率曲線產生影響。即，如果形成電漿體裝置的邊緣環的材料的電容率（dielectric value）變化，則需要在晶片邊緣區域，使對下部電極的耦合發生變化，調節步驟變數。但是，在本申請發明中，藉由在石英構件內摻雜一部分氧化釔，從而沒有電容率的變化，可以使控制蝕刻率曲線所需的步驟變數變化可能性實現最小化。

另外，兩個鄰接的物質間的熱膨脹係數的不一致越大，這種物質中一者最終發生裂紋、剝離或損害其對此外其他物質的結合的可能性越大。原有的皮膜形成法藉由物理沉積方法進行單純的物理結合，因而暴露於因熱膨脹係數差異導致的剝離等脫落危險性中，但熱擴散方法是藉由化學性結合，因而不存在剝離等危險性。

另外，就熱噴塗法而言，由於淬火（quenching）效應，熱應力高，但相應技術藉助於後熱處理，利用所謂的退火效應，使材料具有的熱應力消除，可以阻止材料的物理特性低下。不同於熱噴塗法，不藉由噴丸步驟對石英構件表面賦予粗糙度，因而不對材料施加物理性損傷，長時間使用時則為較佳。

與變更材料相比，藉由簡單的沉積及熱處理而對錶面進行重整，從而在費用、時間方面也會成為合理的替代方案。

下面藉由實施例，更詳細地說明本發明。但是，下述實施例只是對本發明舉例，並非本發明由下述實施例所限定。

＜實施例1至3＞

實施例1至3按下述表1記載的構成和條件，製造了釔金屬薄膜。

表1

為了分析該實施例的元素分布而進行了如下實驗。

＜實驗例1-二次離子質譜儀＞

利用二次離子質譜儀（Secondary Ion Mass Spectrometer：以下稱為「SIMS」），評價了實施例1及實施例2的釔（Y）元素的熱擴散深度。首先，為了使該樣本保護膜在大氣中的暴露實現最小化，將該樣本放於凈化系統（purge system）內，採集該樣本的保護膜的一部分，加裝於SIMS分析用樣本夾持器（sample holder）。在保持凈化（purge）狀態的同時，將該樣本夾持器放入SIMS裝置的準備腔室（preparation chamber）後，對該準備腔室進行抽吸（pumping），放入實驗腔室（experimental chamber），然後，利用氧離子槍（oxygen ion gun），定量分析釔（Y）、矽（Si）及氧（O）含量，獲得了深度曲線圖表（depth profile graph）。

實施例1和實施例2的深度曲線圖表分別顯示於第3圖和第4圖中。這是考慮到各個元素的陽離子化（positive ionization）特性優於陰離子化（negative ionization）特性。更詳細的分析條件參照下表2。

表2

如上SIMS分析結果顯示出熱處理後，釔（Y）原子因擴散現象而移動到深部，確認了實施例1的釔（Y）的熱擴散深度為1.97μm，實施例2的釔（Y）的熱擴散深度為0.20μm。

＜實驗例2-X射線光電子能譜法＞

利用X射線光電子能譜法（XPS）（賽默飛世爾科技公司，使用Al Kα（1486.6eV） X射線光源），調查了電漿體處理前後試片的化學結合狀態及原子含量。試片腔室的基本壓力調節為10-9托，分析中保持10-9至10-7托的範圍。測量的能譜在固定、微小能量（small-energy）間隔下，顯示為電子結合能對電子數的圖表。峰面積與峰高度敏感係數用於定量化。在此顯示的所有表面組合物標識為原子%（atm%）。

如第5圖所示，Y 3d軌道根據L-S coupling（羅素—桑德斯耦合）而出現Y3d3/2和3d5/2峰，釔的氧化物形成時，藉助於化學位移（chemical shifts）而在更低的結合能位置發生3d oxide峰。在第5圖（B）中，在表面進行熱處理後出現Y 3d oxide峰，在第5圖（D）中，熱處理後在深部也檢測到Y 3d oxide峰。

如第6圖（A、B）所示，顯示出實施例3的熱處理後Y 3d峰位置移動到深部，移動到化學位移（chemical shifts）低的，高結合能位置。這些結合能的化學位移（chemical shifts）由與藍寶石構件內的Al元素成分的化學結合所導致。在第6圖（C、D）中，可以觀察到實施例3的熱處理後，Al 2p峰位置擴散到表面。這是藉助於熱擴散現象，藍寶石構件表面存在的Al成分擴散到Y皮膜內。

另外，按下述表3的條件，測量了實施例3的熱擴散深度。分析結果，實施例3製造的構件的以Al為基準，換算至擴散層的蝕刻時間，確認了熱擴散層的深度為2.0μm。

表3

以上詳細記述了本發明內容的特定部分，這種具體記述只是較佳實施形態而已，並非本發明的範圍由此限定，這是本產業的具有通常知識者不言而喻的。因此，本發明的實質範圍由附帶的申請專利範圍及其等價物所定義。

無

第1圖是電漿體蝕刻裝置用邊緣環（edge ring）構件的模式圖。第2圖是本申請發明的為提高電漿體蝕刻裝置用構件的耐電漿體性而形成稀土類金屬厚膜的過程。第3圖顯示了用於顯示實施例1的（A）熱處理前與（B）熱處理後各深度的元素分析所需的SIMS分析結果。第4圖顯示了用於顯示實施例2的（A）熱處理前與（B）熱處理後各深度的元素分析所需的SIMS分析結果。第5圖（A、B）是實施例1的（A）熱處理前與（B）熱處理後表面存在的釔3d orbitals XPS分析結果。第5圖（C、D）是實施例1的（C）熱處理前與（D）熱處理後內部存在的釔3d orbitals XPS分析結果。第6圖（A、B）是實施例3的（A）熱處理前與（B）熱處理後釔3d orbitals各深度的XPS分析結果。第6圖（C、D）是實施例3的（C）熱處理前與（D）熱處理後鋁3d orbitals各深度的XPS分析結果。

Claims

一種電漿體蝕刻裝置用構件的製造方法，其包括：步驟 a），藉由真空沉積法，將稀土類金屬之薄膜在基板上沉積0.01至2.0μm厚度；以及步驟 b），將沉積了該稀土類金屬之薄膜的該基板在大氣、氮氣、氧氣或氬氣氣氛中，以1000至2000℃熱處理2至40小時時間。
如申請專利範圍第1項所述之電漿體蝕刻裝置用構件的製造方法，其中該真空沉積法為電子束物理氣相沉積法（EBPVD）或濺射法（Sputtering）。
如申請專利範圍第1項所述之電漿體蝕刻裝置用構件的製造方法，其中該稀土類金屬為釔（Yttrium）、鐿（Ytterbium）、釤（Samarium）中某一者以上。
如申請專利範圍第1項所述之電漿體蝕刻裝置用構件的製造方法，其中該基板材料的熔點為1000℃以上。
如申請專利範圍第1項所述之電漿體蝕刻裝置用構件的製造方法，其中該基板為石英、氧化鋁燒結體、藍寶石中某一者。
如申請專利範圍第1項所述之電漿體蝕刻裝置用構件的製造方法，其中該步驟b）熱處理時間為2至20小時。
一種電漿體蝕刻裝置用構件，係以如申請專利範圍第1至6項中之任意一項所述之電漿體蝕刻裝置用構件的製造方法製造，該稀土類金屬的熱擴散層（thermal diffusion layer）厚度為0.1至10μm。
一種電漿體蝕刻裝置用構件，該電漿體蝕刻裝置用構件透明，且以如申請專利範圍第1至6項中之任意一項所述之電漿體蝕刻裝置用構件的製造方法製造，該稀土類金屬的熱擴散層（thermal diffusion layer）厚度為0.1至10μm。