低壓或真空腔室環(huán)境下執(zhí)行,其中至少一個沉積元素或成份從一材料源被蒸發(fā) 或濺射出來,被蒸發(fā)或濺射出來的材料濃縮在絕緣窗口 204的基體表面,這部分制程是一 個物理過程,在這里被稱為物理氣相沉積或PVD部分。同時,一個或多個等離子體源被用來 發(fā)出離子或產(chǎn)生等離子體以圍繞氣體噴淋頭表面,至少一沉積元素或成份被電離并與被蒸 發(fā)或濺射的元素或成份在等離子體中或在氣體噴淋頭表面上反應(yīng)。從而,絕緣窗口 204耦 接于負電壓,使得其在沉積制程過程中被電離原子或離子轟擊,這是是PEPVD中的"等離子 體增強"(plasmaenhanced,或者PE)功能。
[0051] -源材料820包括待沉積組份,其通常為固體形式。例如,如果待沉積薄膜是Y203 或YF3,源材料820應(yīng)包括釔(或氟)--可能還有其它材料,例如氧氣,氟(或釔)等。 為了形成物理沉積,所述源材料被蒸發(fā)或濺射。在圖1所示的具體實施例中,利用電子槍 (electrongun)825來執(zhí)行蒸發(fā),其將電子束(electronbeam)830導(dǎo)向源材料820之上。 當源材料被蒸發(fā),原子和分子位置向待涂覆部件絕緣窗口 204飄移并凝結(jié)于待涂覆部件絕 緣窗口 204上,圖示中用虛線箭頭示出。
[0052] 等離子體增強型部件由氣體注入口(gasinjector)212組成,其向腔室100內(nèi)注 入活性或非活性源氣體,例如包含氬、氧、氟的氣體,圖示中用虛線示出。等離子體利用等離 子體源被維持于絕緣窗口 204的前方,等離子體源例如射頻、微波等,在本實施例中示例性 地由耦合于射頻源214的線圈121示出。不受理論的束縛,我們認為在PE部分有幾個過程 發(fā)生。首先,非活性離子化氣體組份,例如氬,轟擊絕緣窗口 204,當它被聚集后從而使得薄 膜變得致密。離子轟擊的效果源自于負偏壓施加至絕緣窗口 204,或源自于由等離子體源發(fā) 出的并對準絕緣窗口 204的離子。此外,例如氧或氟的活性氣體組份或自由基與蒸發(fā)的或 濺射的源材料反應(yīng),所述反應(yīng)或者位于絕緣窗口 204的表面上或者位于腔室內(nèi)。例如,源材 料釔與氧氣反應(yīng)生成了含釔涂層,例如Y203或者YF3。因此,上述制程具有物理過程(轟擊 和凝結(jié))和化學(xué)過程(例如,氧化和電離化)。
[0053] 其中,上述等離子體源可以被用于離子化、分解和激發(fā)反應(yīng)氣體以使得沉積制程 能夠在低襯底溫度和高涂覆生長速度下執(zhí)行(由于等離子體產(chǎn)生更多的離子和自由基), 或者被用于產(chǎn)生針對絕緣窗口 204的能量離子(energeticions),以使得離子轟擊絕緣窗 口 204的表面并有助于在之上形成厚的和濃縮的抗腐蝕涂層。
[0054] 進一步地,所述制造方法還包括在步驟S12和S13之間執(zhí)行如下步驟:對絕緣窗口 204曝露于等離子體的一面進行粗糙化處理步驟,然后在所述絕緣窗口 204基體上利用增 強物理或者化學(xué)氣相沉積在其面對等離子體的一面204a涂覆一層抗腐蝕涂層。
[0055] 其中一種可能的狀況是涂覆于絕緣窗口上的抗腐蝕涂層具有抗壓應(yīng)力并且絕緣 窗口 204具有較高應(yīng)力。典型地,熱退火步驟包括熱處理。將涂覆了抗腐蝕涂層的絕緣窗 口 204在一段時間保持在特定溫度和熱度下,則能夠有效地降低應(yīng)力。這是由于抗腐蝕涂 層中的微結(jié)構(gòu)缺陷,例如原子在晶體或者界面區(qū)域中的變位、晶界以及不均勻分布。上述抗 腐蝕涂層中的微結(jié)構(gòu)缺陷可以通過原子擴散得到減少乃至消除。因此,熱退火步驟可以幫 助減少抗腐蝕涂層的剩余應(yīng)力,因此能夠改善抗腐蝕涂層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0056] 可選地,絕緣窗口 204的表面粗糙度小于0. 5um,以使得之后在其表面上涂覆抗腐 蝕涂層,例如粗糖度為 〇? 45um、0. 3um、0. 32um、0. 28um、0. 25um、0. 13um等。
[0057] 可選地,絕緣窗口的表面粗糙度大于2um,例如2. 8、3、3. 53、4. 85、5. 83等。當抗腐 蝕涂層致密并且厚度達到40um以上時,粗糙度比較大的絕緣窗口可以對抗腐蝕涂層具有 良好的粘附力。這是由于絕緣窗口表面粗糙度的增加,增加了抗腐蝕涂層和基體表面之間 界面區(qū)域的接觸面積,將抗腐蝕涂層接觸區(qū)域從二維片段(2-dimensionalfraction)變?yōu)?三維片段(3-dimensionalfraction)。粗糙表面上的沉積抗腐蝕涂層能夠?qū)е峦繉与S機晶 體取向的形成,并導(dǎo)致抗腐蝕涂層和絕緣窗口 204基體之間的界面應(yīng)力的釋放,這增強了 絕緣窗口 204基體與抗腐蝕涂層的吸附力,并促進了厚的和致密的涂層在其上形成。
[0058] 進一步地,當所述抗腐蝕涂層具有多層結(jié)構(gòu)時,所述制造方法還包括如下步驟:在 對涂覆了抗腐蝕涂層的絕緣窗口 204執(zhí)行熱退火處理步驟之后,對絕緣窗口之上的多層結(jié) 構(gòu)的抗腐蝕涂層進行表面拋光或者研磨處理。結(jié)合表面粗糙度的修整以及多層結(jié)構(gòu)的形 成,具有較高厚度的等離子體抗腐蝕涂層可以以增強界面粘附力沉積于絕緣窗口之上。減 少表面的粗糙度可以幫助減少工藝制程過程中的聚合物沉積,因此能夠減少金屬污染。典 型地,所述絕緣窗口的表面可以通過研磨或者拋光的方式根據(jù)工藝需要具有特定粗糙度, 優(yōu)選地為〇?Ium以下??蛇x地,通過懸浮液清洗(slurrycleaning)、霧化清潔(aerosol cleaning)、爆炸(blasting)對抗腐蝕涂層或者絕緣窗口表面進行粗糙化處理。上述粗糙 化表面處理可以修復(fù)絕緣窗口表面的沉積,以減少刻蝕制程中的顆粒污染。上述拋光或者 研磨或者粗糙化處理等表面處理步驟可以根據(jù)工藝需要在熱退火步驟之前或者之后進行。
[0059] 進一步地,利用增強型物理或者化學(xué)氣相沉積制造抗腐蝕涂層的溫度取值范圍為 高于室溫至300°C甚至更高。其中,增強型物理或者化學(xué)氣相沉積的工藝系數(shù)包括溫度、壓 力、功率都是可調(diào)的,其調(diào)整為形成良好粘附性的抗腐蝕涂層,也可選地形成抗腐蝕涂層為 光滑或者粗糙表面,還可選地形成抗腐蝕層為單一或者多層結(jié)構(gòu)。
[0060] 進一步地,本發(fā)明還可以在涂覆了抗腐蝕涂層的絕緣窗口 204之上執(zhí)行再次處理 步驟,以使得其使用壽命提高,成本降低。其中一個再次處理步驟為機械加工絕緣窗口 204 表面。再次處理步驟在使用過的絕緣窗口上執(zhí)行,其中,該絕緣窗口 204的表面在等離子體 損壞過,或者其表面的涂層在等離子體刻蝕制程中的沉積物所重疊或者污染,因此執(zhí)行了 該再次處理的絕緣窗口 204可以使用更長時間,其生產(chǎn)成本得到了降低。
[0061] 進一步地,所述抗腐蝕涂層具有不同的表面特征,例如設(shè)定特定的表面粗糙度使 得厚且致密的抗腐蝕涂層能夠以良好的粘附力粘附于絕緣窗口之上。上述進行了多層涂覆 或者拋光得到的涂覆了抗腐蝕涂層的絕緣窗口的使用壽命也會得到相應(yīng)地延長。
[0062] 下面將詳細對熱退火步驟及其技術(shù)效果進行介紹。參見圖6,圖6是根據(jù)本發(fā)明一 個具體實施例的一種抗腐蝕的電感耦合型等離子體處理腔室的絕緣窗口的制造方法的熱 退火步驟的曲線原理示意圖,其橫坐標表示時間,縱坐標表示溫度。如圖所示,以氧化釔制 成的電感耦合型等離子體處理腔室的絕緣窗口 204為加工組件為例,首先將絕緣窗口 204 送入熱退火爐,在tl時間段內(nèi)以2°C或者min的速度將絕緣窗口 204的溫度升高到400°C, 然后在接下來3小時時間內(nèi)將絕緣窗口 204保持在400°C,最后在t2時間段內(nèi)以1°C或者 mi