电感耦合型等离子体处理腔室及其抗腐蚀绝缘窗口及制造方法
阅读：421发布：2023-02-26
专利汇可以提供电感耦合型等离子体处理腔室及其抗腐蚀绝缘窗口及制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了电感耦合型 等离子体 处理腔室及其抗 腐蚀 绝缘窗口及制造方法，其中，所述绝缘窗口上利用增强型物理或者 化学气相沉积 在其面对等离子体的一面涂覆抗腐蚀涂层，所述涂覆了抗腐蚀涂层的绝缘窗口进行了 热处理 步骤。其中，所述热处理步骤包括热 退火 步骤。本发明制造的抗腐蚀层厚度高，质地均匀，结构稳定，应 力 较低，不会破裂。，下面是电感耦合型等离子体处理腔室及其抗腐蚀绝缘窗口及制造方法专利的具体信息内容。
1.一种抗腐蚀的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口，其特征在于：所述绝缘窗口上利用等离子体增强型物理或化学气相沉积在其面对等离子体的一面涂覆抗腐蚀涂层，所述涂覆了抗腐蚀涂层的绝缘窗口进行了热处理步骤。
2.根据权利要求1所述的绝缘窗口，其特征在于：所述热处理步骤包括热退火处理。
3.根据权利要求2所述的绝缘窗口，其特征在于：所述抗腐蚀层涂层的材料包括以下任一种或任多种：Y2O3、YF3、ErO2、Al2O3、SiC、AlN、ZrO2。
4.根据权利要求3所述的绝缘窗口，其特征在于：所述抗腐蚀涂层的厚度为大于40um。
5.根据权利要求3所述的绝缘窗口，其特征在于：所述抗腐蚀层涂层具有多层结构。
6.根据权利要求2所述的绝缘窗口，其特征在于：所述绝缘窗口的陶瓷基体为石英或者氧化铝。
7.一种抗腐蚀的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步骤：
提供一绝缘窗口基体；
在所述绝缘窗口基体上利用增强型物理或者化学气相沉积在其面对等离子体的一面涂覆一层抗腐蚀涂层；
然后对涂覆了抗腐蚀涂层的绝缘窗口执行热处理步骤。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于：所述热处理步骤包括热退火处理。
9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括如下步骤：对绝缘窗口曝露于等离子体的一面进行粗糙化处理步骤，然后在所述绝缘窗口基体上利用增强型物理或者化学气相沉积在其面对等离子体的一面涂覆一层抗腐蚀涂层。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于：所述粗糙化处理使得绝缘窗口的表面粗糙度小于0.5um。
11.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于：所述粗糙化处理使得绝缘窗口的表面粗糙度大于2um。
12.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，当所述抗腐蚀涂层具有多层结构时，所述制造方法还包括如下步骤：在对涂覆了抗腐蚀涂层的绝缘窗口执行热退火处理步骤之后，对绝缘窗口之上的多层结构的抗腐蚀涂层进行表面抛光或者研磨处理。
13.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于：利用增强型物理或者化学气相沉积制造抗腐蚀涂层的温度取值范围为高于室温。
14.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于：所述抗腐蚀涂层的厚度为大于
40um。
15.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于：当所述抗腐蚀涂层具有多层结构时，其多层结构中的每一层单层结构的厚度取值范围为0.1um到30um，多层结构的数目能够达到1到100层。
电感耦合型等离子体处理腔室及其抗腐蚀绝缘窗口及制造
方法
技术领域
背景技术
[0002] 等离子体处理腔室利用真空反应室的工作原理进行半导体基片和等离子平板的基片的加工。真空反应室的工作原理是在真空反应室中通入含有适当刻蚀剂源气体的反应气体，然后再对该真空反应室进行射频能量输入，以激活反应气体，来激发和维持等离子体，以便分别刻蚀基片表面上的材料层或在基片表面上淀积材料层，进而对半导体基片和等离子平板进行加工。
[0003] 由于等离子体处理腔室中存在等离子体，等离子体处理腔室曝露于等离子体的组件或者腔壁都会受到不同程度的腐蚀。业内也提出了不同的制造抗腐蚀组件的机制。
[0004] 如何制造稳定可靠的抗腐蚀组件，是本领域技术人员研发的目标。
发明内容
[0005] 针对背景技术中的上述问题，本发明提出了一种电感耦合型等离子体处理腔室及其抗腐蚀绝缘窗口及制造方法。
[0006] 本发明第一方面提供了一种抗腐蚀的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口，其中：所述绝缘窗口上利用增强型物理或者化学气相沉积在其面对等离子体的一面涂覆抗腐蚀涂层，所述涂覆了抗腐蚀涂层的绝缘窗口进行了热处理步骤。
[0007] 进一步地，所述热处理步骤包括热退火处理。
[0008] 进一步地，所述抗腐蚀层涂层的材料包括以下任一种或任多种：Y2O3、YF3、ErO2、Al2O3、SiC、AlN、ZrO2。
[0009] 进一步地，所述抗腐蚀涂层的厚度为大于40um。
[0010] 进一步地，所述抗腐蚀层涂层具有多层结构。
[0012] 本发明第二方面提供了一种抗腐蚀的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口的制造方法，其中，所述制造方法包括如下步骤：
[0013] 提供一绝缘窗口基体；
[0014] 在所述绝缘窗口基体上利用增强型物理或者化学气相沉积在其面对等离子体的一面涂覆有一层抗腐蚀涂层；
[0015] 然后对涂覆了抗腐蚀涂层的绝缘窗口执行热处理步骤。
[0016] 进一步地，所述热处理步骤包括热退火处理。
[0017] 进一步地，所述制造方法还包括如下步骤：对绝缘窗口曝露于等离子体的一面进行粗糙化处理步骤，然后在所述绝缘窗口基体上利用增强型物理或者化学气相沉积在其面对等离子体的一面涂覆有一层抗腐蚀涂层。
[0018] 进一步地，所述粗糙化处理使得绝缘窗口的表面粗糙度小于0.5um。
[0019] 进一步地，所述粗糙化处理使得绝缘窗口的表面粗糙度大于2um。
[0020] 进一步地，当所述抗腐蚀涂层具有多层结构时，所述制造方法还包括如下步骤：在对涂覆了抗腐蚀涂层的绝缘窗口执行热退火处理步骤之后，对绝缘窗口之上的多层结构的抗腐蚀涂层进行表面抛光或者研磨处理。
[0021] 进一步地，利用增强型物理或者化学气相沉积制造抗腐蚀涂层的温度取值范围为高于室温。
[0022] 进一步地，所述抗腐蚀涂层的厚度为大于40um。
[0023] 进一步地，当所述抗腐蚀涂层具有多层结构时，其多层结构中的每一层单层结构的厚度取值范围为0.1um到30um，多层结构的数目能够达到1到100层。
[0024] 根据本发明一个具体实施例，本发明采用增强型物理或者化学气相沉积沉积的抗腐蚀涂层具有较高厚度，在绝缘窗口上执行热退火步骤，以稳定涂覆了涂层的绝缘窗口的结构稳定性。由于不同材料以及利用增强型物理或者化学气相沉积在离子轰击作用下形成抗腐蚀涂层，绝缘窗口上涂覆的抗腐蚀涂层必然具有剩余应力。附图说明
[0025] 图1是电感耦合型等离子体处理腔室的结构示意图；
[0027] 图2b是现有技术的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口的利用块体陶瓷直接掺杂氧化钇的方法制造表面涂层的剖面示意图；
[0028] 图3是根据本发明一个具体实施例的抗腐蚀的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口的剖面结构示意图；
[0029] 图4是根据本发明一个具体实施例的一种抗腐蚀的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口的制造方法步骤流程图；
[0030] 图5是根据本发明一个具体实施例的一种抗腐蚀的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口的制造方法的PEPVD的原理示意图；
[0031] 图6是根据本发明一个具体实施例的一种抗腐蚀的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口的制造方法的热退火步骤的曲线原理示意图；
[0032] 图7是根据本发明一个具体实施例的一种抗腐蚀的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口的制造方法的热退火步骤针对不同材料层的参数列表；
[0033] 图8是布拉格原理示意图；
[0034] 图9是利用布拉格原理进行直线拟合求斜率对本发明的发明效果进行分析的曲线图。
具体实施方式
[0035] 以下结合附图，对本发明的具体实施方式进行说明。
[0036] 要指出的是，“半导体工艺件”、“晶圆”和“基片”这些词在随后的说明中将被经常互换使用，在本发明中，它们都指在处理反应室内被加工的工艺件，工艺件不限于晶圆、衬底、基片、大面积平板基板等。为了方便说明，本文在实施方式说明和图示中将主要以“基片”为例来作示例性说明。
[0037] 本发明适用于所有的等离子体处理腔室中容易被等离子体腐蚀的组件，包括电容耦合型等离子体处理腔室(CCP)和电容耦合型等离子体处理腔室(ICP)。例如，电容耦合型等离子体处理腔室的气体喷淋头(showerhead)，以及各种腔室侧壁顶板等部位。下文将以电容耦合性等离子体处理腔室的绝缘窗口为例进行说明。需要说明的是，虽然本文将以电容耦合性等离子体处理腔室的绝缘窗口为例进行说明，但是其不能用于限制本发明，本发明的应用范围不限于此。
[0038] 图1是根据本发明一个具体实施例的电感耦合等离子体处理装置的结构示意图。图2示出根据本发明一个实施例的等离子处理装置200。应当理解，其中的电感耦合等离子体处理装置200仅仅是示例性的，所述200实际上也可以包括更少或额外的部件，部件的排列也可以不同于图2中所示出。
[0039] 图1示出了根据本发明第一实施例的电感耦合等离子体处理装置的截面图。电感耦合等离子体处理装置200包括金属侧壁202和绝缘顶板204，构成一个气密的真空封闭壳体，并且由抽真空泵(未示出)抽真空。所述绝缘顶板204仅作为示例，也可以采用其它的顶板样式，比如穹顶形状的，带有绝缘材料窗口的金属顶板等。基座206包括一静电夹盘(未示出)，所述静电夹盘上放置着待处理的基片W。偏置功率被施加到所述静电夹盘上，以产生对基片W的夹持力。射频电源208的射频功率被施加到位于绝缘顶板204上的射频功率发射装置上。其中，在本实施例中，所述射频发射装置包括射频线圈210。处理气体从气源经过管线被供应到反应腔内，以点燃并维持等离子，从而对基片W进行加工。优选地，处理气体从气体注入口212进入腔室。
[0040] 参见图1，可知，绝缘窗口204的背面直接曝露于制程区域P，长期处于制程区域P中的等离子体的腐蚀之下。因此，现有技术也采用了很多抗腐蚀机制试图解决这个问题，但是也带来了新的问题。例如，利用氧化铝Al2O3制造的绝缘窗口204会引起Al金属污染，金属污染是等离子体处理腔室中的大忌，绝缘窗口204位于基片W的正上方，若金属污染从绝缘窗口204掉落在基片W上，将会对基片造成不可逆转的损坏。而用石英制造的绝缘窗口又往往使用寿命短。
[0041] 为了制造出稳定可靠的绝缘窗口，工程师采用了许多不同方法来制造具有一抗腐蚀层的电感耦合型等离子体绝缘窗口。图2a是现有技术的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口的采用等离子体喷涂的方法制造表面涂层的剖面示意图。如图2a所示，利用等离子喷涂(plasma spray)制造涂覆在绝缘窗口104表面104a之上的抗腐蚀涂层d11由于利用喷涂的氧化钇粒子形成的，质地松软，并且具有多孔状疏松组织，如图2所示其中具有很多孔洞a。利用等离子喷涂(plasma spray)制造的抗腐蚀涂层d11通常导致形成的涂层具有高表面粗糙度(Ra大于4微米或更多)和相应地高孔隙度(体积率大于3％)，在等离子体环境中中易产生颗粒污染。此外，由于孔洞a中还包含其他气体，例如氮气等，使得抗腐蚀层d11的抗腐蚀材料纯度下降非常多，当抗腐蚀层d11由于腐蚀作用逐渐变薄，孔洞a中的气体会逐渐被放出，也会成为基片制程过程中的杂质气体。因此，现有技术利用等离子体喷涂方法制造的绝缘窗口抗腐蚀层d11具有高粗糙度和多孔结构，使得绝缘窗口104或者抗腐蚀层易产生颗粒，其有可能导致制程基片的污染。另外，由于气体注入孔内的等离子体喷涂层非常粗糙并和绝缘窗口104的基体具有较弱的粘附力，当这种被喷涂过的气体喷淋头在等离子处理腔室中使用时，所述颗粒会从气体注入口出来，掉落到基片上。
[0042] 图2b是现有技术的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口的采用块体陶瓷直接掺杂氧化钇的方法制造表面涂层的剖面示意图，其利用块体陶瓷直接掺杂氧化钇抗腐蚀材料来制造绝缘窗口104，但是这样制造的绝缘窗口104抗热冲击性能差，存在较大的开裂失效风险。如图2b所示，这样制造的绝缘窗口104仍然存在很多孔洞a。
[0043] 此外，工程师还采用许多其他方法来制造绝缘窗口，例如块体氧化钇基陶瓷固溶体或复相陶瓷，但是制造成本非常高高。再例如，复合结构陶瓷的绝缘窗口，如用氧化铝和氧化钇双层粉料烧结压制陶瓷窗口，加工复杂，成本高。
[0044] 为了解决上文出现的缺陷，本发明一种抗腐蚀的电感耦合型等离子体处理腔室200的绝缘窗口204，以改善由氧化铝制程的电感耦合型等离子体处理腔室200的性能。图
3是根据本发明一个具体实施例的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口及其抗腐蚀涂层的剖面示意图，本发明利用等离子体增强型物理或者化学气相沉积(PEPVD或者PECVD)制程在绝缘窗口204上面对等离子体的一面204a沉积了一层厚且致密的抗腐蚀涂层d2，然后对所述涂覆了抗腐蚀涂层的绝缘窗口204进行了热处理步骤。
3是根据本发明一个具体实施例的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口及其抗腐蚀涂层的剖面示意图，本发明利用等离子体增强型物理或者化学气相沉积(PEPVD或者PECVD)制程在绝缘窗口204上面对等离子体的一面204a沉积了一层厚且致密的抗腐蚀涂层d2，然后对所述涂覆了抗腐蚀涂层的绝缘窗口204进行了热处理步骤。
[0045] 根据本发明的一个优选实施例，所述热处理步骤包括热退火处理。增强型物理或者化学气相沉积沉积的抗腐蚀涂层虽然可以达到较高厚度，但是抗腐蚀涂层中的组织稳定性欠佳，原子之间的晶体结合度有缺陷，具有较高应力，这样的抗腐蚀涂层容易开裂，开裂的抗腐蚀层在制程过程中容易被制程用等离子体轰击从而掉落在腔室内成为颗粒污染或者金属污染，甚至掉落在基片W上使得基片W报废。热退火步骤能够使得抗腐蚀涂层中的原子之间相互震动，填补原子间空隙，使得相互之间结合得更加紧密。本发明利用增强型物理或者化学气相沉积制造的抗腐蚀层厚度厚，并且结构上无空隙，其具有良好致密的原子结构或者无定型结构。如图3所示，绝缘窗口204上的抗腐蚀层d2厚度高，且质地紧密，表面光滑，并未产生任何孔洞。等离子体增强型物理气相沉积(PEPVD)工艺来能够制造一种具有良好或者紧密颗粒结构和随机晶体取向(random crystal orientation)的抗腐蚀涂层d2。
[0046] 典型地，加热的速率应小于3℃或者min。典型地，加热温度的取值范围应当在100℃至750℃甚至更高，加热时间的取值范围应当在10min到12h或者更久。上述热退火步骤的时间和条件应依赖于所需抗腐蚀涂层的厚度、绝缘窗口的厚度和尺寸等。
[0047] 进一步地，所述抗腐蚀层涂层的材料包括以下任一种或任多种：Y2O3、YF3、ErO2、Al2O3、SiC、AlN、ZrO2。进一步地，所述绝缘窗口204的陶瓷基体为石英或者氧化铝。进一步地，所述抗腐蚀涂层的厚度为大于40um，例如45um、50um、58um、63.5um、100um等。
[0048] 根据本发明一个变形例，所述抗腐蚀层涂层具有多层结构。所述抗腐蚀涂层具有多层结构，其中，所述抗腐蚀层的剩余应力(residual stress)在多层结构中之间的界面得到了释放，因此厚且致密的抗腐蚀层能够以良好的粘附力和性能粘附于绝缘窗口204之上。当所述抗腐蚀涂层具有多层结构时，其多层结构中的每一层单层结构的厚度取值范围为0.1um到30um，多层结构的数目能够达到1到100层。根据本发明一个优选实施例，将最优选的每个单层材料复合在一起形成具有一定厚度的多层结构的抗腐蚀涂层，其厚度可以利用增强型物理或者化学气相沉积达到60um及以上。多层结构的之间界面的增加可以有效地降低由多层材料结构(例如不同晶体结构或者弹性模量)或者不同材料特性(例如不同的热膨胀系数)带来的涂层剩余应力。绝缘窗口204上沉积有多层抗腐蚀涂层，以使得被涂覆抗腐蚀涂层的绝缘窗口204具有增大的涂层厚度、面对等离子体化学的稳定表面以及预期功能，以改善等离子体处理腔室的制程性能。区别于单层涂层的结构，相同材料被沉积但具有多层结构的涂层结构能够达到增大的厚度，由于多层结构增加的界面面积可以释放涂层应力(所述涂层应力通常随着材料层或涂层的厚度增加而增加)，其产生裂缝或裂开的风险被降低。其中，多层材料结构的顶层材料必然是抗腐蚀涂层材料，以克服等离子体制程环境的腐蚀。
[0049] 如图4所示，本发明第二方面提供了一种抗腐蚀的电感耦合型等离子体处理腔室200的绝缘窗口204的制造方法，其中，所述制造方法包括如下步骤：首先执行步骤S11，提供一绝缘窗口204基体；然后执行步骤S12，在所述绝缘窗口204基体上利用增强物理或者化学气相沉积在其面对等离子体的一面204a上涂覆有一层抗腐蚀涂层d2；然后对涂覆了抗腐蚀涂层d2的绝缘窗口204执行热处理步骤根据本发明一个具体实施例，所述热处理步骤包括热退火处理。
[0050] 图5是根据本发明一个具体实施例的一种抗腐蚀的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口的制造方法的PEPVD的原理示意图。具体地，其中，所述增强型物理或者化学气相沉积在低压或真空腔室环境下执行，其中至少一个沉积元素或成份从一材料源被蒸发或溅射出来，被蒸发或溅射出来的材料浓缩在绝缘窗口204的基体表面，这部分制程是一个物理过程，在这里被称为物理气相沉积或PVD部分。同时，一个或多个等离子体源被用来发出离子或产生等离子体以围绕气体喷淋头表面，至少一沉积元素或成份被电离并与被蒸发或溅射的元素或成份在等离子体中或在气体喷淋头表面上反应。从而，绝缘窗口204耦接于负电压，使得其在沉积制程过程中被电离原子或离子轰击，这是是PEPVD中的“等离子体增强”(plasma enhanced，或者PE)功能。
[0051] 一源材料820包括待沉积组份，其通常为固体形式。例如，如果待沉积薄膜是Y2O3或YF3，源材料820应包括钇(或氟)——可能还有其它材料，例如氧气，氟(或钇)等。为了形成物理沉积，所述源材料被蒸发或溅射。在图1所示的具体实施例中，利用电子枪(electron gun)825来执行蒸发，其将电子束(electron beam)830导向源材料820之上。
当源材料被蒸发，原子和分子位置向待涂覆部件绝缘窗口204飘移并凝结于待涂覆部件绝缘窗口204上，图示中用虚线箭头示出。
当源材料被蒸发，原子和分子位置向待涂覆部件绝缘窗口204飘移并凝结于待涂覆部件绝缘窗口204上，图示中用虚线箭头示出。
[0052] 等离子体增强型部件由气体注入口(gas injector)212组成，其向腔室100内注入活性或非活性源气体，例如包含氩、氧、氟的气体，图示中用虚线示出。等离子体利用等离子体源被维持于绝缘窗口204的前方，等离子体源例如射频、微波等，在本实施例中示例性地由耦合于射频源214的线圈121示出。不受理论的束缚，我们认为在PE部分有几个过程发生。首先，非活性离子化气体组份，例如氩，轰击绝缘窗口204，当它被聚集后从而使得薄膜变得致密。离子轰击的效果源自于负偏压施加至绝缘窗口204，或源自于由等离子体源发出的并对准绝缘窗口204的离子。此外，例如氧或氟的活性气体组份或自由基与蒸发的或溅射的源材料反应，所述反应或者位于绝缘窗口204的表面上或者位于腔室内。例如，源材料钇与氧气反应生成了含钇涂层，例如Y2O3或者YF3。因此，上述制程具有物理过程(轰击和凝结)和化学过程(例如，氧化和电离化)。
[0053] 其中，上述等离子体源可以被用于离子化、分解和激发反应气体以使得沉积制程能够在低衬底温度和高涂覆生长速度下执行(由于等离子体产生更多的离子和自由基)，或者被用于产生针对绝缘窗口204的能量离子(energetic ions)，以使得离子轰击绝缘窗口204的表面并有助于在之上形成厚的和浓缩的抗腐蚀涂层。
[0054] 进一步地，所述制造方法还包括在步骤S12和S13之间执行如下步骤：对绝缘窗口204曝露于等离子体的一面进行粗糙化处理步骤，然后在所述绝缘窗口204基体上利用增强物理或者化学气相沉积在其面对等离子体的一面204a涂覆一层抗腐蚀涂层。
[0055] 其中一种可能的状况是涂覆于绝缘窗口上的抗腐蚀涂层具有抗压应力并且绝缘窗口204具有较高应力。典型地，热退火步骤包括热处理。将涂覆了抗腐蚀涂层的绝缘窗口204在一段时间保持在特定温度和热度下，则能够有效地降低应力。这是由于抗腐蚀涂层中的微结构缺陷，例如原子在晶体或者界面区域中的变位、晶界以及不均匀分布。上述抗腐蚀涂层中的微结构缺陷可以通过原子扩散得到减少乃至消除。因此，热退火步骤可以帮助减少抗腐蚀涂层的剩余应力，因此能够改善抗腐蚀涂层的结构稳定性。
[0056] 可选地，绝缘窗口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蚀涂层，例如粗糙度为0.45um、0.3um、0.32um、0.28um、0.25um、0.13um等。
[0057] 可选地，绝缘窗口的表面粗糙度大于2um，例如2.8、3、3.53、4.85、5.83等。当抗腐蚀涂层致密并且厚度达到40um以上时，粗糙度比较大的绝缘窗口可以对抗腐蚀涂层具有良好的粘附力。这是由于绝缘窗口表面粗糙度的增加，增加了抗腐蚀涂层和基体表面之间界面区域的接触面积，将抗腐蚀涂层接触区域从二维片段(2-dimensional fraction)变为三维片段(3-dimensional fraction)。粗糙表面上的沉积抗腐蚀涂层能够导致涂层随机晶体取向的形成，并导致抗腐蚀涂层和绝缘窗口204基体之间的界面应力的释放，这增强了绝缘窗口204基体与抗腐蚀涂层的吸附力，并促进了厚的和致密的涂层在其上形成。
[0058] 进一步地，当所述抗腐蚀涂层具有多层结构时，所述制造方法还包括如下步骤：在对涂覆了抗腐蚀涂层的绝缘窗口204执行热退火处理步骤之后，对绝缘窗口之上的多层结构的抗腐蚀涂层进行表面抛光或者研磨处理。结合表面粗糙度的修整以及多层结构的形成，具有较高厚度的等离子体抗腐蚀涂层可以以增强界面粘附力沉积于绝缘窗口之上。减少表面的粗糙度可以帮助减少工艺制程过程中的聚合物沉积，因此能够减少金属污染。典型地，所述绝缘窗口的表面可以通过研磨或者抛光的方式根据工艺需要具有特定粗糙度，优选地为0.1um以下。可选地，通过悬浮液清洗(slurry cleaning)、雾化清洁(aerosol cleaning)、爆炸(blasting)对抗腐蚀涂层或者绝缘窗口表面进行粗糙化处理。上述粗糙化表面处理可以修复绝缘窗口表面的沉积，以减少刻蚀制程中的颗粒污染。上述抛光或者研磨或者粗糙化处理等表面处理步骤可以根据工艺需要在热退火步骤之前或者之后进行。
[0059] 进一步地，利用增强型物理或者化学气相沉积制造抗腐蚀涂层的温度取值范围为高于室温至300℃甚至更高。其中，增强型物理或者化学气相沉积的工艺系数包括温度、压力、功率都是可调的，其调整为形成良好粘附性的抗腐蚀涂层，也可选地形成抗腐蚀涂层为光滑或者粗糙表面，还可选地形成抗腐蚀层为单一或者多层结构。
[0060] 进一步地，本发明还可以在涂覆了抗腐蚀涂层的绝缘窗口204之上执行再次处理步骤，以使得其使用寿命提高，成本降低。其中一个再次处理步骤为机械加工绝缘窗口204表面。再次处理步骤在使用过的绝缘窗口上执行，其中，该绝缘窗口204的表面在等离子体损坏过，或者其表面的涂层在等离子体刻蚀制程中的沉积物所重叠或者污染，因此执行了该再次处理的绝缘窗口204可以使用更长时间，其生产成本得到了降低。
[0061] 进一步地，所述抗腐蚀涂层具有不同的表面特征，例如设定特定的表面粗糙度使得厚且致密的抗腐蚀涂层能够以良好的粘附力粘附于绝缘窗口之上。上述进行了多层涂覆或者抛光得到的涂覆了抗腐蚀涂层的绝缘窗口的使用寿命也会得到相应地延长。
[0062] 下面将详细对热退火步骤及其技术效果进行介绍。参见图6，图6是根据本发明一个具体实施例的一种抗腐蚀的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口的制造方法的热退火步骤的曲线原理示意图，其横坐标表示时间，纵坐标表示温度。如图所示，以氧化钇制成的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口204为加工组件为例，首先将绝缘窗口204送入热退火炉，在t1时间段内以2℃或者min的速度将绝缘窗口204的温度升高到400℃，然后在接下来3小时时间内将绝缘窗口204保持在400℃，最后在t2时间段内以1℃或者min的速度将绝缘窗口204的温度降低到0。需要说明的是，t1和t2时间段在这里仅示意性地表示一段时间，t1和t2的具体数据也没有具体限定，只要将绝缘窗口204的温度升高或者降低的速度控制在一定范围内，并且最后达到最高温度或者降低到0就可以了。
[0063] 本领域技术人员应当理解，热退火步骤执行的具体参数要求，包括时间、最高温度、升温速度、降温速度等都由具体的材料及其层数来决定。图7是根据本发明一个具体实施例的一种抗腐蚀的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口的制造方法的热退火步骤针对不同材料层的参数列表。如图7示意的表格所示，当材料选择为阳极处理后的Al，要求其最后形成的厚度为75um，层数为1层时，热退火步骤需要保持在200℃达到4h。在执行热退火步骤之前其初始应力为3.27GPa，在执行热退火步骤之后的后续应力为2.71，其应力减小幅度达到17％。当材料选择为Al2O3，要求其最后形成的厚度为75um，层数为4层时，热退火步骤需要保持在400℃达到3h。在执行热退火步骤之前其初始应力为3.13GPa，在执行热退火步骤之后的后续应力为2.24，其应力减小幅度达到28％。当材料选择为Al，要求其最后形成的厚度为90um，层数为2层时，热退火步骤需要保持在200℃达到4h。在执行热退火步骤之前其初始应力为1.97GPa，在执行热退火步骤之后的后续应力为1.71，其应力减小幅度达到13％。当材料选择为Al，要求其最后形成的厚度为130um，层数为4层时，热退火步骤需要保持在200℃达到4h。在执行热退火步骤之前其初始应力为3.82GPa，在执行热退火步骤之后的后续应力为2.53，其应力减小幅度达到34％。由此可见，本发明方法提供的热退火步骤对各种材料的应力降低都具有显著效果，这说明了本发明的优越性。
[0064] 我们还通过布拉格原理分析了应力变化。图8是布拉格原理示意图，如图8所示，将利用本发明提供的绝缘窗口的制造方法制得的电感耦合型等离子体处理腔室的绝缘窗口204上的抗腐蚀层d2利用布拉格原理进行分析，具体地，从抗腐蚀层d2的上表面入射至少两个X光射线S11和S21至抗腐蚀层d2的上表面和下表面，分别经过反射和衍射以后得到反射光线S12和衍射光线S22。因此上表面的X光射线会发生反射，下表面的X光射线会发生衍射。其中θ为衍射角(布拉格角)，λ为X光波长，2d为晶面距，S＝d*sinθ。按照布拉格原理，若无应力存在，在不同倾角Ψ(PSI)下，同一(hkl)晶面的2θ角、晶面距d无变化。若存在残余应力，在不同倾角Ψ(PSI)下，同一(hkl)晶面的2θ角、晶面距d随倾角Ψ的变化而变化。若为拉应力，Ψ越大，d越大。若为压应力，Ψ越大，d越小。若为理想的平面应力状态，则有以下关系式：
[0065] σ＝K·M
[0066]
[0067]
[0068] 其中，E为杨氏模量，E＝171.5GPa。v为泊松比，v＝0.298。M为多个转交ψ条件下同一晶面2θ值的变化，下面进行直线拟合求斜率，斜率即为上述关系式的M。
[0069] 图9示出了利用布拉格原理直线拟合求斜率M的曲线图，其横坐标表示Sin2ψ，纵坐标为2θ，如图所示，得到其斜率M＝0.5614。因此，可以得知，在不同倾角Ψ(PSI)下，同一(hkl)晶面的2θ角、晶面距d变化很小，因此说明本发明对应力降低具有显著效果。
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