專利名稱：低污染、高密度等離子蝕刻腔體及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及半導(dǎo)體晶片的加工，而且更具體地涉及具有在處理過程中減少顆粒和金屬污染的襯瓦材料的高密度等離子蝕刻腔體以及相關(guān)的腔體襯瓦結(jié)構(gòu)。
當(dāng)集成電路裝置的幾何尺寸以及其工作電壓都連續(xù)減小時(shí)，其相關(guān)的加工生產(chǎn)容易受顆粒和金屬雜質(zhì)的污染。因此，加工具有較小尺寸的集成電路需要顆粒和金屬污染級(jí)別應(yīng)低于以前可以接受的級(jí)別。
通常，集成電路(表現(xiàn)為晶片的形式)的加工包括使用等離子蝕刻腔體，它們可以蝕刻由一個(gè)光阻材料罩限定的選定層。處理腔構(gòu)造成可以承接處理氣體(即蝕刻化學(xué)物質(zhì))，同時(shí)一無線電頻率(RF)能施加到處理腔的一個(gè)或多個(gè)電極上。還針對具體的處理控制處理腔體中的壓力。當(dāng)向電極施加所需的RF能時(shí)，腔體中的處理氣體受激，結(jié)果產(chǎn)生等離子。等離子可以進(jìn)行對選定的半導(dǎo)體層進(jìn)行所需的蝕刻。
通常，同在加工過程中蝕刻的其他薄膜相比，用于蝕刻材料例如氧化硅的處理腔體需要相對高的能量以取得所需的蝕刻結(jié)果。這種氧化硅包括例如導(dǎo)熱生成的二氧化硅(SiO2)、TEOS,PSG,BPSG,USG,LTO等。對高能量的需求來自轟擊并斷開氧化硅膜的鍵并且促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)以形成揮發(fā)性蝕刻產(chǎn)品。這些腔體因此被稱為“高密度氧化物蝕刻腔體”，它們能夠產(chǎn)生高等離子密度以向晶片提供高離子流并在低氣壓下取得高蝕刻率。
盡管高密度氧化物蝕刻腔體在蝕刻所需的晶片表面時(shí)效果很好。因此，來自蝕刻腔體內(nèi)表面的材料由于離子轟擊的結(jié)果根據(jù)材料的成分以及蝕刻氣體的成分通過物理噴射或化學(xué)噴射被去除。
由于認(rèn)識(shí)到蝕刻腔體的內(nèi)表面在高密度氧化物腔體中暴露給等離子，腔體則設(shè)計(jì)成可以利用簡單的襯瓦部件，如盤、環(huán)以及筒體。由于這些部件構(gòu)造成可以將等離子限定在正在處理的晶片上，這些部件連續(xù)暴露并由處理等離子能量沖擊。由于這種暴露，這些部件最終腐蝕或積累成聚合物，從而需要更換或完全清洗。最終，所有部件被磨損以至于不能再使用。這些部件因此稱為“消耗件”。因此，如果部件的壽命很短，則消耗件的成本就很高(即部件成本/部件壽命)。
由于這些部件是消耗件，則需要具有對等離子能抗腐蝕的表面，從而減小消耗件的成本?，F(xiàn)有技術(shù)減小消耗件成本的試圖包括從氧化鋁(Al2O3)和石英材料中加工這些部件。盡管這些材料可以抵抗少許等離子能，但在高密度氧化物蝕刻腔體中，等離子的高能離子轟擊具有不能接受的下側(cè)污染生產(chǎn)級(jí)別(例如顆粒污染和金屬雜質(zhì)污染)。例如，如果消耗件的表面是氧化鋁(即剛玉)，當(dāng)?shù)入x子轟擊表面時(shí)，鋁可以釋放并且與位于晶片之上的等離子混合。其中一些鋁會(huì)嵌入在蝕刻過程中沉積在晶片上以及消耗件表面(例如腔體襯瓦、蓋等)上的有機(jī)聚合物中。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，消耗件表面上的聚合物就不能在常規(guī)的現(xiàn)場等離子清理或“排灰”步驟中完全被清除。這樣，在現(xiàn)場等離子清除之后就會(huì)留下一個(gè)包括C、Al、O的易碎的脆膜或涂層，因此產(chǎn)生大量的顆粒。沉積在正在被蝕刻的結(jié)構(gòu)中的鋁以及硅晶片上的薄膜會(huì)例如通過增大DRAM電池中的漏電而使隨后形成的裝置質(zhì)量下降。
如上所述，石英也用做消耗件內(nèi)表面的材料。但是，已發(fā)現(xiàn)由于石英的低導(dǎo)熱性以及在用于蝕刻氧化物的高密度等離子中的高蝕刻率，石英表面成為顆粒源。另外，低導(dǎo)熱性的石英使這些部件的表面溫度控制很困難。這導(dǎo)致較大的溫度循環(huán)以及沉積在消耗件表面上的蝕刻聚合物很脆，因此產(chǎn)生污染顆粒。石英消耗件的另一個(gè)缺點(diǎn)在于高密度氧化物蝕刻中的高蝕刻率會(huì)在石英中產(chǎn)生剝蝕，這會(huì)產(chǎn)生石英顆粒的脫落。
根據(jù)以上所述，需要一種具有消耗件的高密度等離子處理腔體，它更能抵腐蝕并有助于減小正在處理的晶片表面的污染(例如顆粒和金屬雜質(zhì))。還需要用于高密度等離子應(yīng)用中的消耗件，可以經(jīng)受溫度變化并防止消耗件的損壞。
本發(fā)明通過提供用于等離子處理腔中的溫控型、低污染、高耐蝕刻的等離子限定件(即消耗件)滿足以上要求?？梢岳斫獗景l(fā)明可以由多種方式實(shí)施，包括一種工藝、一種設(shè)備、一個(gè)系統(tǒng)、一個(gè)裝置或一種方法。以下描述本發(fā)明的幾個(gè)創(chuàng)造性實(shí)施例。
在一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種等離子處理腔，包括一用于保持一晶片的靜電吸盤，并具有高抗蝕刻、不易產(chǎn)生污染并且可以溫控的消耗件。消耗件包括一個(gè)腔體襯瓦，腔體襯瓦具有一個(gè)下支撐部以及一個(gè)圍繞靜電吸盤構(gòu)成的壁。消耗件還包括一個(gè)襯瓦支撐結(jié)構(gòu)，具有一下延伸部、一柔性壁以及一上延伸部。柔性壁構(gòu)造成圍繞腔體襯瓦的壁的外表面，而襯瓦支撐柔性壁與腔體襯瓦的壁隔離開。但是襯瓦支撐的下延伸部構(gòu)造成與腔體襯瓦的下支撐部直接熱接觸。另外，一擋環(huán)是消耗件的一部分，并構(gòu)造成可以與腔體襯瓦和襯瓦支撐組裝并導(dǎo)熱接觸。擋環(huán)限定一個(gè)圍繞靜電吸盤的等離子篩。一加熱器可以與襯瓦支撐導(dǎo)熱連接，用于從襯瓦支撐向腔體襯瓦和擋環(huán)導(dǎo)熱。還包括一個(gè)外支撐，外支撐與同腔體一頂板聯(lián)結(jié)的一冷卻環(huán)導(dǎo)熱相連。因此外支撐和冷卻環(huán)可以提供對一澆鑄加熱器以及腔體襯瓦精確的溫度控制。這種精確的溫度控制可以防止溫漂，所以可以對第一晶片至最后一個(gè)晶片進(jìn)行相同溫度狀況的蝕刻。
在一優(yōu)選實(shí)施例中，包括腔體襯瓦和擋環(huán)的消耗件完全由下列材料制成或涂有一種下列材料，包括碳化硅(SiC)，氮化硅(Si3N4)碳化硼(B4C)和/或氮化硼(BN)。這樣，當(dāng)這些材料暴露給高密度等離子噴射能時(shí)，會(huì)產(chǎn)生與在晶片表面層的蝕刻過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性蝕刻產(chǎn)品相似的揮發(fā)性產(chǎn)品。
在另一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種具有消耗件的等離子蝕刻腔體。消耗件包括一個(gè)具有一下支撐部和一圍繞等離子蝕刻腔體中心的圓柱形壁。一襯瓦支撐可以圍繞腔體襯瓦。襯瓦支撐導(dǎo)熱連接在腔體襯瓦的下支撐部上。襯瓦支撐環(huán)包括將襯瓦支撐分隔成多個(gè)指狀物的槽。在一優(yōu)選實(shí)施例中，腔體襯瓦由碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、碳化硼(B4C)以及氮化硼(BN)中的一種或多種材料制成，而且襯瓦支撐由鋁材制成。
在另一個(gè)實(shí)施例中，還公開了一種使用用于一高密度等離子蝕刻腔體中的消耗件的方法。此方法包括使用一腔體襯瓦，腔體襯瓦由碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、碳化硼(B4C)以及氮化硼(BN)中的一種或多種材料制成。腔體襯瓦可以具有一個(gè)圍繞腔體等離子區(qū)的壁和一下支撐部。此方法可以包括使用一個(gè)鋁襯瓦支撐，它可以具有一下延伸部、一柔性壁以及一上延伸部，其中在襯瓦支撐的柔性壁和下延伸部中設(shè)有多個(gè)槽，使襯瓦支撐在高溫下可以膨脹。本發(fā)明的方法還包括使用一擋環(huán)，擋環(huán)由碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、碳化硼(B4C)以及氮化硼(BN)中的一種或多種材料制成。多個(gè)槽可以設(shè)置在擋環(huán)中以限定一等離子篩。此方法可以包括由一個(gè)通過襯瓦支撐和擋環(huán)的導(dǎo)熱路徑控制腔體襯瓦。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種等離子處理腔體包括一個(gè)腔體襯瓦和一個(gè)襯瓦支撐，襯瓦支撐包括一個(gè)構(gòu)造成可以圍繞腔體襯瓦一外表面的柔性壁，柔性壁與腔體襯瓦的壁隔離開。為了可選擇地控制襯瓦的溫度，一個(gè)加熱器與襯瓦支撐導(dǎo)熱連接，以從襯瓦支撐向腔體襯瓦傳導(dǎo)熱量。盡管對襯瓦和襯瓦支撐可以使用任何適當(dāng)?shù)牟牧?，但?yōu)選地襯瓦支撐由柔性鋁材制成而腔體襯瓦包括一陶瓷材料。
襯瓦支撐可以具有許多特征。例如，柔性壁包括將襯瓦支撐分隔成多個(gè)指狀物的槽，指狀物使柔性壁可以吸收熱應(yīng)力和/或襯瓦支撐的一下延伸部可以固定在腔體襯瓦的一下支撐部上。如果需要，一個(gè)與腔體襯瓦和襯瓦支撐熱接觸的擋環(huán)可以用于限定一個(gè)等離子篩，等離子篩圍繞一個(gè)位于腔體中部中的靜電吸盤。腔體襯瓦和/或擋環(huán)最好由碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、碳化硼(B4C)以及氮化硼(BN)中的一種或多種材料制成。
等離子處理腔體可以包括許多特征。例如，腔體襯瓦可以具有低電阻率并構(gòu)造成可以提供一個(gè)接地的RF路徑。如果需要，還包括一個(gè)限定在一靜電吸盤上的氣體分配板，氣體分配板具有高電阻率和/或包括一個(gè)支撐集中環(huán)和靜電吸盤的支座。氣體分配板、集中環(huán)和/或支座由碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、碳化硼(B4C)以及氮化硼(BN)中的一種或多種材料制成。通過一個(gè)通過氣體分配板感應(yīng)耦合RF能并在腔體中產(chǎn)生高密度等離子的RF能源可以在腔體中產(chǎn)生等離子。最好RF能源包括一平面天線。腔體可以用于等離子處理半導(dǎo)體晶片。例如，腔體可以是一個(gè)等離子蝕刻腔體。
襯瓦具有許多特征。例如，襯瓦支撐可以包括一個(gè)與襯瓦支撐的一下延伸部導(dǎo)熱連接的外支撐，而且外支撐可以與安裝在腔體上的一水冷頂板熱接觸。襯瓦支撐可以包括一個(gè)上延伸部、一個(gè)柔性壁以及一個(gè)下延伸壁，其中柔性壁和下延伸部具有多個(gè)槽，槽在襯瓦支撐中限定多個(gè)指狀物。為了進(jìn)行溫度控制，一個(gè)澆鑄加熱器環(huán)可以與襯瓦支撐熱接觸，加熱器環(huán)包括一電阻加熱件，可以加熱襯瓦支撐而導(dǎo)熱控制腔體襯瓦的溫度。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，一種半導(dǎo)體晶片在一種等離子處理腔體中處理，腔體具有一個(gè)腔體襯瓦和一個(gè)襯瓦支撐，襯瓦支撐包括一個(gè)構(gòu)造成圍繞腔體襯瓦一外表面的柔性壁，柔性壁與腔體襯瓦的壁隔離開。其中一半導(dǎo)體晶片傳送到腔體中而基質(zhì)的一外露面由高密度等離子處理。腔體襯瓦最好是一種陶瓷材料而襯瓦支撐包括一在襯瓦支撐和腔體的一溫控部件之間延伸的外支撐，外支撐的尺寸做成可以減小在處理一批半導(dǎo)體晶片時(shí)腔體襯瓦的溫度漂移。在晶片處理過程中，在處理完預(yù)定數(shù)量的半導(dǎo)體晶片后陶瓷襯瓦從腔體中被取走并由另一個(gè)陶瓷襯瓦替換。此外，腔體襯瓦包括一使晶片可以進(jìn)入腔體中的晶片入口。
在結(jié)合附圖從下面的詳細(xì)說明中可以更明顯地看出本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)，其中附圖只是示例性地示出本發(fā)明的原理。
結(jié)合附圖從下面的詳細(xì)描述中可以容易地理解本發(fā)明。為了便于這種描述，相同的附圖標(biāo)記表示相同的結(jié)構(gòu)件。


圖1示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一高密度等離子蝕刻腔體；圖2A至2C示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)擋環(huán)的細(xì)節(jié)；圖3A示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一襯瓦支撐的詳細(xì)的剖視圖3B示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在圖3A中沿A-A所做的襯瓦支撐的一個(gè)側(cè)視剖視圖；圖3C示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例當(dāng)襯瓦支撐經(jīng)受溫度應(yīng)力時(shí)襯瓦支撐的柔性；圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例腔體襯瓦如何裝有襯瓦支撐；圖5A示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例組裝的腔體襯瓦、襯瓦支撐和擋環(huán)的局部剖視圖；圖5B示出本發(fā)明一實(shí)施例的外支撐的側(cè)視圖；圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例腔體襯瓦、擋環(huán)和襯瓦支撐的一個(gè)三維組裝圖；圖7示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例組裝的腔體襯瓦、襯瓦支撐以及擋環(huán)的另一個(gè)三維組裝圖；而圖8示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例圖1的高密度等離子蝕刻腔體的局部分解圖。
本發(fā)明提供了一個(gè)或多個(gè)用于等離子腔體中的溫控型低污染、高耐蝕等離子約束體(即消耗件)。在以下的說明書中，給出具體的細(xì)節(jié)以便可以完全理解本發(fā)明。但是可以理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員不用這些具體的細(xì)節(jié)也可以實(shí)施本發(fā)明。在其他情況中，公知的操作過程就不詳細(xì)描述，以便不會(huì)不必要地使本發(fā)明變得模糊。
本發(fā)明的等離子約束體最好表現(xiàn)為例如腔體襯瓦、擋環(huán)、氣體分散板、集中環(huán)、襯瓦支撐以及其他的非電驅(qū)動(dòng)件。這些部件最好構(gòu)造成可以基本無污染并耐腐蝕，并且它們最好為溫控型而不會(huì)損壞這些部件。等離子約束體最好由對在晶片上加工的裝置無害的元素組成的材料制成，如硅(Si)，碳(C)，氮(N)或氧(O)。以此方式，當(dāng)?shù)入x子約束體由離子轟擊(即由等離子噴射)時(shí)，則產(chǎn)生與處理氣體混合的揮發(fā)性產(chǎn)品。這些揮發(fā)性產(chǎn)品則可以使用一個(gè)真空泵從腔體中排出并不會(huì)附著在晶片上引起污染。在一優(yōu)選實(shí)施例中，其中等離子約束體在一個(gè)等離子蝕刻腔體中，這些部件可以抵抗蝕刻氣體而且部件的壽命可以延長。
本發(fā)明的等離子約束體最好由一種或多種材料制成，如碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、碳化硼(B4C)以及氮化硼(BN)。這些材料都具有高耐腐蝕、無污染元素以及揮發(fā)性腐蝕產(chǎn)品的所需特性。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，等離子約束體(也稱為消耗件)由固態(tài)碳化硅(SiC)制成，因此會(huì)減少對加工的晶片的金屬和/或顆粒污染。用于擋環(huán)132和襯瓦130的SiC最好為導(dǎo)電性，這樣當(dāng)它與等離子接觸時(shí)則對RF電流形成良好的接地路徑。高耐腐蝕的SiC可以用做一個(gè)氣體分散板(“GDP”)(即圖1中的120)，以允許RF能的感應(yīng)耦合通過。如上所述，SiC還由等離子較慢地蝕刻，使其成為一個(gè)低成本的消耗件。
此外，由于SiC具有高純度，可以減小由等離子化學(xué)噴射SiC產(chǎn)生的晶片污染。而且，通過對任何非碳化硅表面的等離子勢能以及離子轟擊能而使接地的SiC可以減少在腔體中噴射其他表面，SiC成分還提供了一個(gè)很穩(wěn)定的等離子勢能，這樣在各自腔體中并從一個(gè)腔體到另一個(gè)腔體可以多次重復(fù)蝕刻結(jié)果。對于可以減小污染的高密度等離子處理的等離子約束件的情況，可以參考于1998年3月31日遞交的已轉(zhuǎn)讓的美國專利申請No.09/050,902，題目為“用于等離子處理腔的污染控制方法和設(shè)備”。此申請?jiān)诖俗鰹閰⒖?。下面參照圖1-8描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。
圖1示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的高密度等離子蝕刻腔體100。其中示出腔體外殼102包含一個(gè)半導(dǎo)體基質(zhì)，如硅晶片104，它可以經(jīng)受一個(gè)等離子蝕刻處理。在此實(shí)施例中，蝕刻操作最好是一種高密度等離子操作，它可以腐蝕形成在晶片104表面上的材料如氧化硅。通過確保腔體保持在約80mTorr之下的低壓下使高密度等離子(即具有約1011-1012個(gè)離子/cm3之間密度的等離子)形成在腔體中，而且最好在約1mTorr和約40mTorr之間。通常通過在腔體底部施加一個(gè)適當(dāng)?shù)恼婵毡枚３智惑w中的壓力。
晶片104支撐在一個(gè)靜電吸盤106上。一個(gè)下部電極108位于靜電吸盤106之下，它包含一個(gè)后側(cè)冷卻環(huán)110，用于控制靜電吸盤106的溫度。靜電吸盤106由一個(gè)支座112和一個(gè)圍繞晶片104的集中環(huán)114限定。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，支座112和集中環(huán)114最好由從以下一組中選出的材料構(gòu)成，包括(a)碳化硅(SiC),(b)氮化硅(Si3N4),(c)碳化硼(B4C)，或(d)氮化硼(BN)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，選用Si3N4做為支座112和集中環(huán)114的材料。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一個(gè)絕緣鋁環(huán)116位于鋁支座118和下部電極108以及碳化硅支座112之間。腔體襯瓦130最好是一個(gè)可以連在一擋環(huán)132上的圓柱形襯瓦。擋環(huán)132通常包括一個(gè)內(nèi)環(huán)132a，它與腔體襯瓦130有良好的電接觸和良好的熱接觸。擋環(huán)132還具有一排整體齒132b，對此將參照圖2A至2C詳細(xì)描述。
一個(gè)氣體分散板(GDP)120位于晶片104之上，它起一個(gè)將腐蝕氣體化學(xué)物質(zhì)釋放到處理腔體中的噴頭的作用。一個(gè)陶瓷窗口122位于氣體分散板120之上。一個(gè)RF線圈裝置120(即一個(gè)RF天線)位于陶瓷窗口122之上，用于將一個(gè)頂部RF能供入反應(yīng)器腔體100中。RF線圈120最好由一個(gè)在RF線圈120中心集成的冷卻通道冷卻。在此簡化示意圖中，一個(gè)氣體供給口126用于將處理氣體供入限定在陶瓷窗口122和氣體分配板120之間的通道中。關(guān)于處理腔體的更多資料可以參考TCP 9100TM等離子蝕刻反應(yīng)器，它從加州Fremont的LAM研究公司中可以獲得。
一個(gè)RF阻抗匹配系統(tǒng)127構(gòu)造成可以安裝在處理腔體之上并與RF線圈122適當(dāng)接觸，以控制功率的傳遞以及其他反應(yīng)器控制參數(shù)。如上所述，陶瓷窗口122設(shè)計(jì)成可以與安裝在頂板124中的氣體分配板接觸。頂板124限定大氣壓力和高密度蝕刻腔室100中的所需真空狀況的一個(gè)接口。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，通過在腔體外殼102、頂板124、GDP120、陶瓷窗口122以及RF匹配系統(tǒng)127之間設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的O形圈而形成所需的壓力接口。
在高密度等離子蝕刻腔體100中還設(shè)有一個(gè)襯瓦支撐134，以便向腔體襯瓦130和擋環(huán)132精確控制和傳遞所需的溫度。在此實(shí)施例中，襯瓦支撐134由鋁制成，以有利于其柔性和改進(jìn)其導(dǎo)熱性。襯瓦支撐134包括一上延伸部134a、一柔性壁134b、一下延伸部134c以及一襯瓦支撐延伸部134d。下延伸部134c安裝成與腔體襯瓦130和擋環(huán)132直接導(dǎo)熱接觸。在此實(shí)施例中，柔性壁134b略微與腔體襯瓦130隔開。加熱器140可以安裝成與襯瓦支撐134的上延伸部134a直接導(dǎo)熱接觸。為了對加熱器140供能并對其進(jìn)行控制，一個(gè)能量連接件142連在加熱器能源129上。因此襯瓦支撐適當(dāng)定位以控制傳遞給腔體襯瓦130和擋環(huán)132的所需溫度而不會(huì)損壞(很脆弱的)腔體襯瓦130或擋環(huán)132。
還示出一個(gè)外支撐131，它導(dǎo)熱地連接在襯瓦支撐134的下延伸部134c上。外支撐還導(dǎo)熱連接在頂板124上，它設(shè)計(jì)成可以承接一冷卻環(huán)121。從以下參照圖5A和5B的詳細(xì)描述中可知，外支撐131用于在晶片處理操作(即蝕刻)中精確控制腔體襯瓦130的位置。由外支撐131和冷卻環(huán)121提供的精確的溫度控制可以有利于幫助防止腔體襯瓦溫度的逐漸上升(由于等離子能)快于襯瓦能向其周圍輻射熱量的速度。
如上所述，腔體襯瓦130和擋環(huán)132最好由純碳化硅材料制成。另外，氣體分配板120、集中環(huán)114以及支座112也由一種純氮化硅或碳化硅材料制成，或至少鍍有碳化硅。以此方式，基本上所有限定高密度等離子的表面都為純碳化硅或涂有碳化硅。推而廣之，可以使用其他只包含對在正在處理的晶片上的裝置無害的元素的材料，例如硅(Si)、碳(C)、氮(N)或氧，它們與蝕刻氣體形成易揮發(fā)的蝕刻產(chǎn)品。以此方式，當(dāng)限定等離子的內(nèi)表面被轟擊時(shí)，產(chǎn)生的揮發(fā)性產(chǎn)品與從腔體中排出的多余的蝕刻氣體(使用一個(gè)真空泵等)混合。由于當(dāng)?shù)入x子轟擊腔體的內(nèi)表面(即消耗體)時(shí)產(chǎn)生的產(chǎn)品易揮發(fā)，這些產(chǎn)品既不會(huì)落在晶片表面上引起污染，也不會(huì)埋嵌在沉積在消耗件中的聚合物中。
圖2A至2C示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的擋環(huán)132的細(xì)節(jié)。如圖1中所示，擋環(huán)132起一個(gè)氣體和副產(chǎn)品通過至連在腔體102底部上的一真空泵的等離子篩的作用。如圖所示，擋環(huán)132具有一排幫助維護(hù)在腔體102頂部半側(cè)中的等離子的齒132b，其中(消耗件的)碳化硅表面將等離子基本限制在晶片104之上。擋環(huán)132還具有一個(gè)內(nèi)環(huán)132a，用于與腔體襯瓦130良好地導(dǎo)熱接觸。
圖2B是一對齒132b的三維圖。通常，由空間132c提供的開口區(qū)構(gòu)造成保持50％-70％的開口區(qū)，以便從腔體102泵出的氣體和副產(chǎn)品充分通過。為了形成每個(gè)空間132c，如圖2C中所示，固態(tài)的碳化硅材料(或鍍有SiC的材料)必須進(jìn)行加工以保持至少1.5或更大的適當(dāng)?shù)姆伪?。在此?yōu)選結(jié)構(gòu)中，空間132c的寬度最好為約0.13英寸，而高度約為0.28英寸。因此這些優(yōu)選尺寸提供了一個(gè)約2.0的幅形比。
在此200mm晶片腔體實(shí)施例中，擋環(huán)132的內(nèi)徑(ID)約為10.75英寸，這樣在圖1所示的支座112之間形成約1/16英寸的間隙。但是，取決于正在處理的晶片的尺寸內(nèi)徑(ID)當(dāng)然可以更大。例如，對于一個(gè)300mm的晶片，內(nèi)徑可以約為14英寸這么大。
在一變化的實(shí)施例中，擋環(huán)132可以加工成齒132b由一排孔或槽代替。當(dāng)加工一排孔或槽代替齒132b時(shí)，仍然希望保持一個(gè)在約50％-70％之間的開口區(qū)(即通路)。擋環(huán)132還具有多個(gè)螺紋孔150，它們設(shè)計(jì)成圍繞內(nèi)環(huán)132a。如圖1中所示，螺紋孔150構(gòu)造成可以承接一適當(dāng)?shù)穆菟?，以相互連接擋環(huán)132至腔體襯瓦130和襯瓦支撐134?？梢允褂闷渌木o固件如夾具，以提供必要的接觸力進(jìn)行充分的熱傳遞。
圖3A示出本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的襯瓦支撐134的一個(gè)更詳細(xì)的剖視圖。如上所述，襯瓦支撐134具有一個(gè)柔性壁134b，當(dāng)加熱器140施加所需的熱量時(shí)柔性壁可以響應(yīng)于可能產(chǎn)生的熱變形彎曲。最好柔性壁134b是圓柱形并切入多個(gè)指狀物。如上所述，襯瓦支撐最好由鋁材制成，因?yàn)殇X具有良好的導(dǎo)熱性，并且當(dāng)加熱器140施加所需的溫度時(shí)還可以提供很好的柔性。由于下延伸部134c由螺栓固定在腔體襯瓦130和擋環(huán)132上，下延伸部134c將保持到位，而在一導(dǎo)熱界面141連在加熱器140上的上延伸部134a可以如圖3C所示向外彎曲。
最好使用數(shù)量適當(dāng)?shù)穆菟?44將加熱器140安裝到上延伸部134a上，以確保導(dǎo)熱界面141總是保持圍繞上延伸部134a。在一優(yōu)選實(shí)施例中，螺栓144可以保持加熱器140以約1,000磅/英寸2的壓力與上延伸部134a接觸。
當(dāng)高密度等離子蝕刻腔體100處理一個(gè)8英寸的晶片時(shí)(即200mm的晶片)，襯瓦支撐134可以具有一個(gè)約141/2英寸的內(nèi)徑。柔性壁134b的厚度170可以在約1/16英寸和約3/32英寸之間。對處理溫度約300℃最好使用1/16英寸的尺寸，而對具有高達(dá)約1000℃的處理溫度的腔體使用3/32英寸的尺寸。
根據(jù)腔體高度下延伸部134c和上延伸部134a之間的間隔176最好設(shè)置成約21/2英寸。但是間隔176越大，襯瓦支撐134中的熱阻力越大。因此，間隔176盡可能短，這樣襯瓦支撐的鋁材在越過300℃以及以上時(shí)不會(huì)應(yīng)力太大。上延伸部134a優(yōu)選的厚度172最好設(shè)置成約9/16英寸，而下延伸部134c的優(yōu)選厚度約為5/8英寸。
圖3B示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖3A中沿A-A所做的襯瓦支撐134的一個(gè)側(cè)剖視圖。為了便于襯瓦支撐134的彎曲，在襯瓦支撐134的側(cè)面中形成槽152，以限定多個(gè)指狀物。槽152通過柔性壁134b并通過下延伸部134c豎直延伸。因?yàn)橐r瓦支撐134最好為一個(gè)圓柱形部件，槽152之間的間隔必須構(gòu)造成在柔性壁134b中可以保持適當(dāng)水平的柔性。因此，槽152之間的間隔最好設(shè)置成約為15°。但是，根據(jù)襯瓦支撐134和所需程度的柔性，槽152之間的實(shí)際間隔可以變化和改變。而且圖中示出螺紋孔150，形成在下延伸部134c中。
為了示出由襯瓦支撐134提供的柔性，圖3C示出從一Y軸(相對于一水平X軸)向外延伸以取得一個(gè)間隔133的襯瓦支撐。在某些場合下，間隔可以為1/16英寸或更大。因此，襯瓦支撐134可以承受設(shè)置在襯瓦支撐134的鋁材上的熱應(yīng)力，同時(shí)隔絕柔性小的腔體襯瓦130和擋環(huán)132免受溫度變形應(yīng)力。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例腔體襯瓦130如何與襯瓦支撐134組裝。在此實(shí)施例中，當(dāng)腔體襯瓦130由碳化硅制成時(shí)，可以為供能的電極108(底部電極)提供一個(gè)接地的高集成度RF返回路徑。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員公知的是，在處理腔體中提供一個(gè)高集成度的RF接地路徑帶來極好的處理重復(fù)性的優(yōu)點(diǎn)。此外，接地的SiC可以通過減小等離子勢能以及任何非硅碳化物表面上的離子轟擊能而減小在腔體中其他表面的噴射。
另外，用于腔體襯瓦130的材料如SiC的電阻率可以變化很大。例如，可以針對具體的應(yīng)用調(diào)整SiC的電阻率。當(dāng)用于腔體襯瓦130和擋環(huán)132時(shí)，SiC調(diào)整成可以提供低電阻率，可以便于用于RF能的良好的接地導(dǎo)電路徑。另一方面，當(dāng)部件必須具有通過它感應(yīng)耦合的RF能以減少在部件中的能量耗散時(shí)，就必須具有高電阻率。
如圖所示，螺栓孔150構(gòu)造成可以在下支撐部通過腔體襯瓦130并進(jìn)入襯瓦支撐134中。通常，使用適當(dāng)數(shù)量的螺栓相互連接腔體襯瓦130和襯瓦支撐134，這樣可以保持良好導(dǎo)熱界面156。這樣，通過襯瓦支撐134傳導(dǎo)的熱量可以導(dǎo)熱地連通到腔體襯瓦130和擋環(huán)132上。
在此優(yōu)選實(shí)施例中，襯瓦支撐134最好與腔體襯瓦130隔開一個(gè)間距154。間距154最好設(shè)置成約1/16英寸。通常需要這種間隔，因?yàn)橐r瓦支撐134構(gòu)造成可以彎曲，如參照圖3C所述。對一個(gè)200mm的晶片，腔體襯瓦130的直徑179約14英寸。腔體襯瓦130的厚度最好在此實(shí)施例中在約0.1英寸和約0.3英寸之間，更好地約為0.2英寸。此優(yōu)選腔體襯瓦的高度177可以在約3英寸和約12英寸之間，最好約5英寸。
還示出一個(gè)外支撐131，它導(dǎo)熱地連在襯瓦支撐134的下延伸部134c上。最好外支撐與柔性壁134b隔開，這樣它可以基本不受阻礙地彎曲。外支撐131的外側(cè)具有一個(gè)帶有一表面123′的上延伸壁，表面123′構(gòu)造成可以與頂板124進(jìn)行良好的熱接觸。以此方式，在圖5A中詳細(xì)示出的冷卻環(huán)121可以用于控制腔體襯瓦130和腔體內(nèi)區(qū)的溫度。因此，通過加熱器140和冷卻環(huán)121的聯(lián)合即時(shí)控制，腔體襯瓦130的溫度可以從沒有等離子的狀況至承受等離子的狀況保持在小于±10℃中。這樣，蝕刻的第一晶片可以以與最后一個(gè)蝕刻的晶片相同的腔體襯瓦130溫度蝕刻，變化在±10℃內(nèi)。
圖5A示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例組裝的腔體襯瓦130、襯瓦支撐134以及擋環(huán)132的局部剖視圖。如圖中所示，腔體襯瓦130和襯瓦支撐134組裝成可以如上所述取得良好的導(dǎo)熱界面156。
如上所述，外支撐131通過多個(gè)螺栓135導(dǎo)熱連接到下延伸部134c上。在一個(gè)最優(yōu)選的實(shí)施例中，外支撐131具有一個(gè)柔性壁131a，柔性壁將導(dǎo)熱連接到頂板124上。在圖5B中還示出外支撐131的一個(gè)側(cè)視圖，以示出由多個(gè)槽131c隔開的多個(gè)指狀物131d如何幫助向柔性壁131a提供必要的柔性。頂板124還構(gòu)造成可以在頂板124的一個(gè)頂邊上承接冷卻環(huán)121。當(dāng)然，可以使用用于向頂板124施加冷卻環(huán)121或其它類型的冷卻系統(tǒng)的其它結(jié)構(gòu)。
在此實(shí)施例中，加熱器140和冷卻環(huán)121的聯(lián)合使用可以在很窄的溫度范圍中精確進(jìn)行溫度控制。例如，腔體襯瓦130通常在高溫下工作，如200℃或更高，而熱量主要通過輻射損失到周圍環(huán)境中。當(dāng)產(chǎn)生等離子時(shí)，等離子通過離子轟擊將更多熱量排入腔體襯瓦130中。腔體襯瓦130的溫度緩慢增加，因?yàn)橥ǔＫ荒芟髲牡入x子獲取熱量那樣快地通過輻射將此熱量傳遞給其周圍環(huán)境。這樣，與冷卻環(huán)121導(dǎo)熱連接的外支撐131可以避免腔體襯瓦溫度的驟降。在此實(shí)施例中，從襯瓦支撐134至外支撐131的熱量損失可以通過調(diào)整外支撐131的橫截面和長度而固定。因此這種調(diào)整可以用于控制從襯瓦支撐134到溫控頂板124的熱量損失路徑。
如圖所示，腔體襯瓦130還可以提供與擋環(huán)132良好的導(dǎo)熱界面157。為了取得此良好的傳導(dǎo)界面，擋環(huán)132、腔體襯瓦130以及襯瓦支撐134使用多個(gè)螺栓150′安裝在一起。最好，螺栓150′通過一個(gè)與擋環(huán)132的內(nèi)環(huán)132a直接接觸的間隔圈131b、一隔片131a′以及腔體襯瓦130安裝。
間隔圈131b和隔片131a′最好由鋁制成，并提供一個(gè)良好的表面用于向螺栓150′和擋環(huán)132的脆表面以及腔體襯瓦130施加壓力。即，由于擋環(huán)132最好是陶瓷，用螺栓直接向擋環(huán)施加太大的壓力會(huì)使擋環(huán)或腔體襯瓦130破裂。一旦螺栓150′圍繞腔體安裝，腔體襯瓦、擋環(huán)以及襯瓦支撐(即消耗件)可以方便地用于圖1的高密度等離子蝕刻腔體100中。當(dāng)用于其中時(shí)，這些部件稱為消耗件，但是當(dāng)碳化硅(或其他在此所述的變化的材料)用做限定高密度等離子的部件時(shí)，這些部件具有較長的壽命，因此成為低成本的消耗件。
當(dāng)需要更換時(shí)，這些部件必須由替換件快速更換(即使用一種快捷潔凈的工具)。因?yàn)橐r瓦支撐134沒有設(shè)計(jì)成與高密度等離子接觸，它不會(huì)象腔體襯瓦130和擋環(huán)132那樣很快地磨損。這樣，襯瓦支撐134可以從磨損的消耗件上取下(可以離線清潔并重新使用或拋棄)，然后使用替換的消耗件。當(dāng)腔體用于小批量生產(chǎn)時(shí)，能夠快速替換這些消耗件則可以減少清洗腔體的平均時(shí)間。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例腔體襯瓦130、擋環(huán)132以及襯瓦支撐134的一個(gè)三維組裝圖。如圖所示，襯瓦支撐134的上延伸部134a的頂面具有多個(gè)可以承接加熱器140的螺紋孔。沿襯瓦支撐134的壁設(shè)有多個(gè)限定指狀物的槽152，指狀物構(gòu)造成可以響應(yīng)于溫度變化而彎曲。一晶片入口160形成在腔體襯瓦130的壁中，以使晶片可以進(jìn)出腔體100。通常，最好使用一個(gè)機(jī)器人臂將晶片放入腔體中，機(jī)器人臂必須局部安裝在入口160中，并在靜電吸盤106上釋放晶片一次。因此，入口160應(yīng)該足夠大，以承接晶片和機(jī)器人臂，但還應(yīng)足夠小以不會(huì)干擾晶片上的等離子構(gòu)形。如圖7所示，一個(gè)帶有表現(xiàn)為口160形狀的槽的插體連在襯瓦外側(cè)。同其他消耗件一樣，插體可以由SiC、Si3N4、B4C和/或BN構(gòu)成。
襯瓦支撐134通常還包括也形成在腔體襯瓦130中的通孔162。通孔162可以包括用于在處理過程中檢測腔體中壓力以及光學(xué)檢測一個(gè)具體處理過程終點(diǎn)的孔。而且示出孔161的細(xì)節(jié)，孔161用于承接向下將加熱器140保持在襯瓦支撐134的上延伸部134a上的螺栓144。
圖7示出另一個(gè)組裝的腔體襯瓦130、襯瓦支撐134以及擋環(huán)132的三維圖。在此圖中詳細(xì)示出用于向靜電吸盤106傳送晶片的開口160。還示出擋環(huán)132的齒132b。因此齒132b延伸接近支座112，以過濾如圖1所示來自腔體下部的等離子。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖1的高密度等離子蝕刻腔體100的局部分解圖。圖中示出用于擋環(huán)132、腔體襯瓦130以及襯瓦支撐134的組件中的間隔圈131b。此立體圖還示出加熱器140是如何施加到襯瓦支撐134的上延伸部134a上的。如圖所示，加熱器140最好是一個(gè)澆鑄的加熱器。當(dāng)然其他類型的加熱系統(tǒng)也可以工作。當(dāng)加熱器140適當(dāng)安裝時(shí)，可以形成與襯瓦支撐134良好的熱接觸。
圖中還示出能量連接件142，它穿過頂板124中的一個(gè)孔124a。頂板124可以承接氣體分配板120。氣體分配板120具有通道120a，通道可以將由氣體供給口126提供的處理氣體導(dǎo)入腔體100中。盡管在此例子中未示出，但陶瓷窗口122可以降低到氣體分配板120上。
在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，高密度等離子蝕刻腔體100可以蝕刻氧化硅材料，例如導(dǎo)熱生成的二氧化硅(SiO2)、TEOS、PSG、BPSG、USG、LTO等，同時(shí)減少產(chǎn)生不想要的污染物。只為了優(yōu)選的目的，為了在腔體100中取得高密度等離子狀況，腔體中的壓力最好保持在80mTorr下，而且RF線圈128(即頂部電極)最好設(shè)置在約2500瓦和約400瓦之間，并且最好約1,500瓦。底部電極108最好保持在約2500瓦和約700瓦之間，而且最好約為1,000瓦。在通常的高密度氧化物蝕刻處理中，處理氣體例如CHF3、C2HF5和/或C2F6被導(dǎo)入腔體中以產(chǎn)生所需的蝕刻特性。
如前所述，可以用做等離子約束件(即消耗件，包括腔體襯瓦130、擋環(huán)132、GDP120、集中環(huán)114以及支座112)的材料通常對在晶片104之上的層無損害。即，當(dāng)消耗件由等離子性轟擊(即噴射)時(shí)來自蝕刻晶片104表面的揮發(fā)性蝕刻產(chǎn)品與產(chǎn)生的揮發(fā)性產(chǎn)品相性。結(jié)果有利的是，這些由離子轟擊消耗件產(chǎn)生的揮發(fā)性產(chǎn)品可以加入到正常的揮發(fā)性蝕刻產(chǎn)品中。
因此這樣便于通過使用連接到腔體上的一個(gè)真空泵從腔體100的內(nèi)區(qū)中去除這些組合的揮發(fā)性產(chǎn)品。由于來自消耗件的揮發(fā)性產(chǎn)品可以迅速從晶片處理區(qū)中去除，基本上很少有顆粒和金屬污染物會(huì)干擾在晶片104表面上加工的裝置。盡管結(jié)合幾個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，通過閱讀以前的說明書和研究附圖可以進(jìn)行不同的變化、增加、修改和替換。因此，盡管針對減少半導(dǎo)體晶片的污染提供了具體的細(xì)節(jié)，但這些優(yōu)點(diǎn)也可以應(yīng)用到平板顯示基質(zhì)等上。此外，盡管用于消耗件的優(yōu)選的材料是純碳化硅(SiC)，但材料也可以是鍍有SiC的材料如鍍有SiC的石墨，或主要是SiC，其中加有10～20％的Si，以在反應(yīng)物粘結(jié)的SiC中填充空洞。而且如上所述，消耗件還可以由例如氮化硅(Si3N4)、碳化硼(B4C)以及氮化硼(BN)制成。這些材料都具有高抗腐蝕、無污染元素以及揮發(fā)性蝕刻產(chǎn)品的特性。
因此本發(fā)明包括所有落入本發(fā)明權(quán)利要求范圍中的這些變化、增加、修改和替換。
權(quán)利要求
1．一種等離子處理腔體，具有一個(gè)腔體襯瓦和一個(gè)襯瓦支撐，襯瓦支撐包括一個(gè)構(gòu)造成圍繞腔體襯瓦一外表面的柔性壁，柔性壁與腔體襯瓦的壁隔離開。
2．如權(quán)利要求1所述的等離子處理腔體，其特征在于，還包括一個(gè)加熱器，與襯瓦支撐導(dǎo)熱連接以從襯瓦支撐向腔體襯瓦傳導(dǎo)熱量。
3．如權(quán)利要求1所述的等離子處理腔體，其特征在于，襯瓦支撐由柔性鋁材制成而腔體襯瓦包括一種陶瓷材料。
4．如權(quán)利要求3所述的等離子處理腔體，其特征在于，柔性壁包括將襯瓦支撐分隔成多個(gè)指狀物的槽，指狀物使柔性壁可以吸收熱應(yīng)力。
5．如權(quán)利要求4所述的等離子處理腔體，其特征在于，襯瓦支撐的一下延伸部固定在腔體襯瓦的一下支撐部上。
6．如權(quán)利要求1所述的等離子處理腔體，其特征在于，還包括一個(gè)與腔體襯瓦和襯瓦支撐熱接觸的擋環(huán)，擋環(huán)限定一個(gè)等離子篩，等離子篩圍繞一個(gè)位于腔體中部中的靜電吸盤。
7．如權(quán)利要求6所述的等離子處理腔體，其特征在于，擋環(huán)由碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、碳化硼(B4C)以及氮化硼(BN)中的一種或多種制成。
8．如權(quán)利要求1所述的等離子處理腔體，其特征在于，腔體襯瓦由碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、碳化硼(B4C)以及氮化硼(BN)中的一種或多種制成。
9．如權(quán)利要求1所述的等離子處理腔體，其特征在于，腔體襯瓦具有低電阻率并構(gòu)造成可以提供一個(gè)接地的RF路徑。
10．如權(quán)利要求1所述的等離子處理腔體，其特征在于，還包括一個(gè)限定在一靜電吸盤上的氣體分配板，氣體分配板具有高電阻率。
11．如權(quán)利要求10所述的等離子處理腔體，其特征在于，氣體分配板由碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、碳化硼(B4C)以及氮化硼(BN)中的一種或多種制成。
12．如權(quán)利要求1所述的等離子處理腔體，其特征在于，還包括一個(gè)集中環(huán)和一個(gè)支撐集中環(huán)以及一個(gè)靜電吸盤的支座。
13．如權(quán)利要求12所述的等離子處理腔體，其特征在于，集中環(huán)和支座由碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、碳化硼(B4C)以及氮化硼(BN)中的一種或多種制成。
14．如權(quán)利要求1所述的等離子處理腔體，其特征在于，還包括一個(gè)集中環(huán)、一個(gè)支座、和/或一個(gè)由碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、碳化硼(B4C)以及氮化硼(BN)中的一種或多種制成的氣體分配板。
15．如權(quán)利要求11所述的等離子處理腔體，其特征在于，還包括一個(gè)通過氣體分配板感應(yīng)耦合RF能并在腔體中產(chǎn)生高密度等離子的RF能源。
16．如權(quán)利要求1所述的等離子處理腔體，其特征在于，RF能源包括一平面天線。
17．如權(quán)利要求1所述的等離子處理腔體，其特征在于，襯瓦支撐還包括一個(gè)與襯瓦支撐的一下延伸部導(dǎo)熱連接的外支撐，外支撐與安裝在腔體上的一水冷卻頂板熱接觸。
18．如權(quán)利要求1所述的等離子處理腔體，其特征在于，腔體是一個(gè)等離子蝕刻腔體。
19．如權(quán)利要求1所述的等離子處理腔體，其特征在于，襯瓦支撐包括一個(gè)上延伸部、一個(gè)柔性壁以及一個(gè)下延伸壁，其中柔性壁和下延伸部具有多個(gè)槽，槽在襯瓦支撐中限定多個(gè)指狀物。
20．如權(quán)利要求1所述的等離子處理腔體，其特征在于，一個(gè)澆鑄加熱器環(huán)與襯瓦支撐熱接觸，加熱器環(huán)包括一可以加熱襯瓦支撐而導(dǎo)熱控制腔體襯瓦溫度的電阻加熱件。
21．一種用于處理如權(quán)利要求1所述的等離子處理腔體中的半導(dǎo)體基質(zhì)的方法，其中一半導(dǎo)體晶片被傳送到腔體中而基質(zhì)的一外露面由高密度等離子處理。
22．如權(quán)利要求21所述的處理半導(dǎo)體基質(zhì)的方法，其特征在于，腔體襯瓦是一種陶瓷材料而襯瓦支撐包括一在襯瓦支撐和腔體的一溫控部件之間延伸的外支撐，外支撐的尺寸做成可以減小在處理一批半導(dǎo)體晶片時(shí)腔體襯瓦的溫度漂移。
23．如權(quán)利要求21所述的處理半導(dǎo)體基質(zhì)的方法，其特征在于，腔體襯瓦是一種陶瓷襯瓦，在處理完預(yù)定數(shù)量的半導(dǎo)體晶片后陶瓷襯瓦從腔體中被取走并由另一個(gè)陶瓷襯瓦替換。
24．如權(quán)利要求1所述的處理半導(dǎo)體基質(zhì)的方法，其特征在于，腔體襯瓦包括一使晶片可以進(jìn)入腔體中的晶片入口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高密度等離子處理腔,包括一用于保持一晶片的靜電吸盤以及抗蝕刻、不易產(chǎn)生污染并且可以溫控的消耗件。消耗件包括一個(gè)腔體襯瓦,腔體襯瓦具有一個(gè)下支撐部以及一個(gè)圍繞靜電吸盤的壁。消耗件還包括一個(gè)襯瓦支撐結(jié)構(gòu),具有一下延伸部、一柔性壁以及一上延伸部。柔性壁構(gòu)造成圍繞腔體襯瓦的壁的外表面,而襯瓦支撐柔性壁與腔體襯瓦的壁隔離開。但是襯瓦支撐的下延伸部構(gòu)造成與腔體襯瓦的下支撐部直接熱接觸。另外,一擋環(huán)是消耗件的一部分,并構(gòu)造成可以與腔體襯瓦和襯瓦支撐組裝并導(dǎo)熱接觸。一加熱器可以與襯瓦支撐導(dǎo)熱連接,用于從襯瓦支撐向腔體襯瓦和擋環(huán)導(dǎo)熱。在一優(yōu)選實(shí)施例中,腔體襯瓦和擋環(huán)由對正在蝕刻的晶片上的材料無害的材料制成。這樣,當(dāng)這些材料暴露給高密度等離子噴射能時(shí),會(huì)產(chǎn)生與在晶片表面層的蝕刻過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性蝕刻產(chǎn)品相似的揮發(fā)性產(chǎn)品。然后這些揮發(fā)性產(chǎn)品可以從腔體中被去除。
文檔編號(hào)H01L21/205GK1319247SQ99811286
公開日2001年10月24日 申請日期1999年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月25日
發(fā)明者托馬斯·E·維克, 羅伯特·A·馬拉欣, 威廉·S·肯尼迪 申請人:蘭姆研究公司