一种表面镀膜方法及半导体设备与流程

    专利查询2026-02-04  2


    本申请涉及半导体设备功能增强的表面防护,更具体的说,涉及一种表面镀膜方法及半导体设备。


    背景技术:

    1、由于半导体设备(如薄膜沉积及等离子体刻蚀机等)对大规模集成电路进行15nm尺度以下的芯片加工过程中(如等离子体刻蚀和薄膜沉积),大多数工艺所用的反应气体或等离子体(如含o、f、cl、br、或h等元素的等离子体)同时也对反应腔体内部构件表面产生腐蚀,改变构件的尺寸及表面成分,影响芯片加工的质量和工艺过程的稳定性。

    2、为能使等离子体等工艺对芯片进行原子量级的精确加工,必须保证在芯片制备如薄膜沉积或等离子体刻蚀的过程中反应室构件的尺寸及成分具有高度的一致性。为了实现该目的,需要在半导体设备的表面形成保护层。现有技术中,无法在半导体设备的表面形成全面且稳定的保护层。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本申请提供了一种半导体设备及其表面镀膜方法,方案如下:

    2、一种半导体设备的表面镀膜方法,包括:

    3、提供待镀膜的设备本体;

    4、在所述设备本体的表面形成第一保护层;其中,所述第一保护层至少包括基于原子层沉积工艺形成的第一子保护层。

    5、优选的,在上述表面镀膜方法中,形成所述第一子保护层的方法包括:

    6、采用原子层沉积工艺,在所述设备本体的表面上依次形成原子层薄膜,作为所述第一子保护层。

    7、优选的,在上述表面镀膜方法中,形成所述第一子保护层的方法包括:

    8、基于第一前驱体与所述设备本体的表面的饱和化学吸附和反应形成第一原子层薄膜;

    9、基于第二前驱体与前一原子层薄膜表面的饱和化学吸附和反应形成另一原子层薄膜;

    10、其中,在形成下一原子层薄膜之前,吹扫排出用于形成前一原子层薄膜的前驱体。

    11、优选的,在上述表面镀膜方法中,在形成所述第一保护层之前,还包括:

    12、对所述设备本体的表面进行预处理,以提高所述第一子保护层在所述设备本体表面上的附着稳定性。

    13、优选的,在上述表面镀膜方法中,对所述设备本体的表面进行预处理的方法包括:

    14、采用第一次等离子体浸没工艺,对所述设备本体的表面进行改性处理,使得所述设备本体的表面内形成掺杂组分渐变的和缓过渡层。

    15、优选的,在上述表面镀膜方法中,采用第一次等离子体浸没工艺,对所述设备本体的表面进行改性处理,包括:

    16、在第一脉冲偏压下,对所述设备本体的表面内进行第一深度的离子注入;

    17、在第二脉冲偏压下,对所述设备本体的表面内进行第二深度的离子注入,和/或实现所述设备本体的表面合金化;

    18、其中,所述第二深度小于所述第一深度。

    19、优选的,在上述表面镀膜方法中,形成所述第一保护层的方法还包括:

    20、采用第二次等离子体浸没工艺,在所述第一子保护层的表面上形成第二子保护层。

    21、优选的,在上述表面镀膜方法中,采用第二次等离子体浸没工艺,在所述第一子保护层的表面上形成第二子保护层,包括:

    22、在小于15kv的负偏压下,在形成有所述第一子保护层的设备本体表面进行全方位镀膜,以形成所述第二子保护层。

    23、优选的,在上述表面镀膜方法中,还包括:

    24、在所述第一保护层的表面上形成第二保护层;

    25、其中,所述第二保护层的厚度大于所述第一保护层的厚度。

    26、优选的,在上述表面镀膜方法中,形成所述第二保护层的方法包括:

    27、采用等离子体增强物理气相沉积工艺,形成所述第二保护层。

    28、本申请还提供了一种半导体设备,包括:

    29、设备本体;

    30、覆盖所述设备本体的第一保护层,所述第一保护层至少包括基于原子层沉积工艺形成的第一子保护层。

    31、优选的,在上述半导体设备中,所述第一子保护层包括多层依次层叠的原子层薄膜。

    32、优选的,在上述半导体设备中,所述设备本体的表面经过改性处理,以提高所述第一子保护层在所述设备本体表面上的附着稳定性。

    33、优选的,在上述半导体设备中,所述第一保护层还包括:位于所述第一子保护层表面上的第二子保护层;

    34、其中,所述第二子保护层为等离子体浸没工艺形成的膜层。

    35、优选的,在上述半导体设备中,所述第一保护层包括陶瓷薄膜。

    36、优选的,在上述半导体设备中,还包括:

    37、位于所述第一保护层的表面上的第二保护层。

    38、优选的,在上述半导体设备中,所述第二保护层为等离子体增强物理气相沉积薄膜。

    39、优选的,在上述半导体设备中,所述第一保护层的厚度小于25μm,所述第二保护层的厚度大于10μm。

    40、优选的,在上述半导体设备中,所述第二保护层为陶瓷薄膜。

    41、优选的,在上述半导体设备中,所述第二保护层的厚度大于所述第一保护层的厚度。

    42、通过上述描述可知,本申请技术方案提供的表面镀膜方法及半导体设备中,在设备本体表面形成有第一保护层,第一保护层至少包括基于原子层沉积工艺形成的第一子保护层,能够对设备本体表面实现全方位的薄膜覆盖,以提高耐腐蚀性能。



    技术特征:

    1.一种半导体设备的表面镀膜方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的表面镀膜方法,其特征在于,形成所述第一子保护层的方法包括:

    3.根据权利要求2所述的表面镀膜方法,其特征在于,形成所述第一子保护层的方法包括:

    4.根据权利要求1所述的表面镀膜方法,其特征在于,在形成所述第一保护层之前,还包括:

    5.根据权利要求4所述的表面镀膜方法,其特征在于,对所述设备本体的表面进行预处理的方法包括:

    6.根据权利要求5所述的表面镀膜方法,其特征在于,采用第一次等离子体浸没工艺,对所述设备本体的表面进行改性处理,包括:

    7.根据权利要求2所述的表面镀膜方法,其特征在于,形成所述第一保护层的方法还包括:

    8.根据权利要求7所述的表面镀膜方法,其特征在于,采用第二次等离子体浸没工艺,在所述第一子保护层的表面上形成第二子保护层,包括:

    9.根据权利要求1-8任一项所述的表面镀膜方法,其特征在于,还包括:

    10.根据权利要求9所述的表面镀膜方法,其特征在于,形成所述第二保护层的方法包括:

    11.一种半导体设备,其特征在于,包括:

    12.根据权利要求11所述的半导体设备,其特征在于,所述第一子保护层包括多层依次层叠的原子层薄膜。

    13.根据权利要求11所述的半导体设备,其特征在于,所述设备本体的表面经过改性处理,以提高所述第一子保护层在所述设备本体表面上的附着稳定性。

    14.根据权利要求11所述的半导体设备,其特征在于,所述第一保护层还包括:位于所述第一子保护层表面上的第二子保护层;

    15.根据权利要求11所述的半导体设备,其特征在于,所述第一保护层包括陶瓷薄膜。

    16.根据权利要求11所述的半导体设备,其特征在于,还包括:

    17.根据权利要求16所述的半导体设备,其特征在于,所述第二保护层为等离子体增强物理气相沉积薄膜。

    18.根据权利要求16所述的半导体设备,其特征在于,所述第一保护层的厚度小于25μm,所述第二保护层的厚度大于10μm。

    19.根据权利要求16所述的半导体设备,其特征在于,所述第二保护层为陶瓷薄膜。

    20.根据权利要求16所述的半导体设备,其特征在于,所述第二保护层的厚度大于所述第一保护层的厚度。


    技术总结
    本申请公开了一种表面镀膜方法及半导体设备,该表面镀膜方法包括:提供待镀膜的设备本体;在所述设备本体的表面形成第一保护层;其中,所述第一保护层至少包括基于原子层沉积工艺形成的第一子保护层。本申请技术方案在设备本体表面形成有第一保护层,第一保护层至少包括基于原子层沉积工艺形成的第一子保护层,能够对设备本体表面实现全方位的薄膜覆盖,以提高耐腐蚀性能。

    技术研发人员:贺小明,李雪冬,杨振,邹博,胡杰,王聪,胡冬冬,许开东
    受保护的技术使用者:江苏鲁汶仪器股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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