一種用于半導體制造的處理室和用于半導體處理室的室襯制造技術

公開了一種應用于半導體處理室的室襯和一種含有該室襯的半導體處理室。處理室含有外殼，該外殼具有構成室的內表面，在處理半導體晶片期間，該室被抽成真空。室襯（１１６）含有具有多個孔隙（１１６ｅ）的等離子約束屏（１１６ｃ）。外側壁（１１６ｂ）從等離子約束屏（１１６ｃ）向上延伸。外法蘭（１１６ａ）從外側壁（１１６ｂ）向外延伸使得外法蘭（１１６ａ）延伸至室外并伸入大氣壓力下的空間。室襯（１１６）最好還含有從等離子約束屏（１１６ｃ）向上延伸的內側壁（１１６ｄ）。等離子約束屏（１１６ｃ）、內及外側壁（分別為１１６ｄ及１１６ｂ）和外法蘭（１１６ａ）最好互相聯成一整體。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術一般地涉及半導體制造，并特別涉及應用于半導體處理室的室襯。在半導體制造中，等離子蝕刻通常用于蝕刻電導體及絕緣材料。等離子蝕刻的一個問題是當許多晶片在室內處理時，經過一段時間，在處理室的壁上會生成薄膜。這種薄膜累積物可造成兩個方面問題中的每一種。第一，薄膜可使壁面剝落并把顆粒摻入到室內。由于集成電路裝置的器件尺寸繼續減小，處理過程中允許該顆粒存在的程度急劇地下降。因此，處理期間避免出現顆粒變得更加重要了。第二，薄膜可改變射頻接地路徑并因此影響所獲得的晶片。不希望發生這些情況中的任一種，并給出了需要對處理室進行濕式清潔操作的信息，在這種操作中物理地擦凈處理室的壁面以除去薄膜累積物。在商業的半導體制造中，處理室的濕式清潔法不是首選的，因為它需用離線處理模式而因此降低了生產量。在為避免濕式清潔需求的努力中，一些處理室采用了襯來保護處理室的壁面。襯的應用是有利的，因為當薄膜累積物出現在壁上時，襯可以最短的停工時間容易地被替換。通常圓柱形襯被應用在處理室內，但是，至少具有兩個主要缺點。第一個缺點是這種襯整個地位于真空中，因為真空中的熱傳導差而缺乏充分的熱聯系。結果，當射頻電源循環地開和關時，襯的溫度顯著地波動。這種溫度波動導致晶片處理中所不希望的變化。第二個缺點是難于在真空中做到與襯進行電連接，這種連接可提供滿意的射頻接地返回路徑。通常為此目的使用的材料，例如不銹鋼螺釘、銅條帶及銅鈹合金指針，因為它們不能在處理室內與活性材料共存，即等離子化學作用，所以會在晶片上產生污染。從上述觀點看，需要一種用于半導體處理室的室襯，它能提供熱穩定性，充分的射頻接地返回路徑以及具有最短停工時間的可操作性。概括地講，本專利技術通過提供一種上室襯滿足了這一需求，該襯的結構能提供熱穩定性，格柵設計起到射頻接地返回路徑作用，并為清潔而易于移去。本專利技術還提供了一種半導體制造用的處理室，該處理室含有本專利技術的上室襯。在本專利技術的一個方面，提供了一種用于半導體制造的處理室。該處理室含有具有內表面的外殼，內表面構成一個室，在處理半導體晶片期間，該室被抽成真空。處理室還含有具有等離子約束屏的上室襯，等離子約束屏具有多個孔隙。外側壁從等離子約束屏向上延伸。外法蘭從外側壁向外延伸以使外法蘭延伸至處理室外并伸入大氣壓力下的空間。上室襯最好還含有從等離子約束屏向上延伸的內側壁。等離子約束屏、內及外側壁和外法蘭最好互相構成一個整體。處理室仍含有保護外殼內表面的下室襯，該下室襯不被上室襯所覆蓋。在一個優先實施例中，等離子約束屏具有構成內圓周及外圓周的環形結構。在這個優先實施例中，外及內側壁是圓柱形的。圓柱形外側壁從外圓周向上延伸一個第一距離，并最好是基本上垂直于等離子約束屏。圓柱形內側壁從內圓周向上延伸一個第二距離，第二距離比第一距離短，并最好是基本上垂直于等離子約束屏。如果需要，圓柱形內側壁可含有內法蘭，內法蘭朝內延伸的方面實際上與外法蘭延伸的方向相反。上室襯最好安裝在處理室內，以使第一射頻密封墊與外法蘭的上表面接觸，而第二射頻密封墊與外法蘭的下表面接觸。當上室襯由陽極化的鋁制成時，第一及第二射頻密封墊分別與外法蘭的上及下表面部分接觸，這些部分實際上是未陽極化的。根據本專利技術的另一個方面，提供了一種用于半導體制造的處理室中的室襯。該室襯含有具有多個孔隙的等離子約束屏。最好與等離子約束屏構成一體的外側壁從等離子約束屏向上延伸。最好與外側壁構成一體的外法蘭從外側壁向外延伸。外法蘭的結構延伸至處理室的內真空區域之外并伸入大氣壓力下的空間。室襯最好還含有從等離子約束屏向上延伸的內側壁。內側壁最好與等離子約束屏構成一體。在一個優先實施例中，等離子約束屏具有構成內圓周及外圓周的環形結構。在這個優先實施例中，外及內側壁是圓柱形的。圓柱形的外側壁從外圓周向上延伸一個第一距離并最好是基本上垂直于等離子約束屏。圓柱形的內側壁從內圓周向上延伸一個第二距離，第二距離比第一距離短，并最好是基本上垂直于等離子約束屏。如果需要，圓柱形的內側壁可含有內法蘭，內法蘭向內延伸的方向實際上與外法蘭的延伸方向相反。室襯最好用陽極化的鋁制成。為使室襯被電接地至處理室的外殼，外法蘭的上及下表面具有容納射頻密封墊的區域，該區域實際上是未陽極化的。本專利技術的室襯，即上室襯，具有幾個顯著的技術優點。因為外法蘭在處理室外延伸并伸入大氣中，使用已知的射頻密封墊材料，室襯可被電接地至處理室的外殼而不會在晶片上產生污染。通過增大襯的導熱率，外法蘭也使室襯具有熱穩定性。這減小了室襯中在射頻電源循環地開及關時產生的溫度波動。另一個優點是連續的射頻密封墊可用于把外法蘭與處理室的外殼電聯接。使用連續的射頻密封是有利的，因為它比使用分散的螺栓能提供更好的電氣接觸。還有的另一個優點是室襯的整體式，即一體式，結構使襯易于從處理室取出并易清潔。利用室襯可被取出及清潔的方便性從而通過減少停工時間可有助于增加晶片的產量。應理解的是上面的概要說明及下面的詳細說明僅是示范性的及解釋性的，并不對本專利技術進行限制，如權利要求中所述。與本說明結合并構成其中一部分的附圖和解釋本專利技術原理的描述共同圖解闡明了本專利技術的示范實施例。附圖說明圖1為表示具有根據本專利技術的一個實施例的室襯的半導體處理室的剖面的簡圖。圖2a更詳細地圖解說明了根據本專利技術的一個實施例的室襯的內側壁結構。圖2b更詳細地圖解說明了根據本專利技術的另一個實施例的室襯的內側壁結構。圖3a所示為根據本專利技術的一個實施例的室襯的三維視圖。圖3b所示為根據本專利技術的另一個實施例的室襯的三維視圖。圖4a為本專利技術的室襯的等離子約束屏的頂部俯視簡圖。圖中等離子約束屏的區域130用虛線標示。圖4b表示的是根據本專利技術的一個實施例的等離子屏上的小孔。小孔造在整個等離子約束屏上；但為易于解釋，小孔只表示在等離子約束屏的有限區域內，即圖4a中用虛線標示的區域130。圖4c表示的是造在根據本專利技術的另一個實施例的等離子約束屏上的孔隙。孔隙造在整個等離子約束屏上，但為易于解釋，孔隙只表示在等離子約束屏的有限區域內，即圖4a中用虛線標示的區域130。圖5表示的是根據本專利技術的一個實施例的室襯安裝在處理室中的方式。圖6為根據本專利技術的一個實施例的陽極化鋁制成的室襯的外法蘭上表面的頂部俯視圖。外法蘭的上表面具有實際上未陽極化的電接觸區域。現將參考附圖中說明的例子來介紹本專利技術的優先實施例。圖1為表示具有根據本專利技術的一個實施例的室襯的半導體處理室的剖面的簡圖。如圖1中所示，處理室100，例如高密度等離子蝕刻室，包含具有口部102a及102b的外殼102。外殼102的內表面構成室104，在晶片處理期間，室104由與口部102b聯接的真空泵106抽成真空。在處理晶片期間，通過口部102a裝入室104的晶片108被布置在靜電卡盤及殼件110的上方。如技術人員所熟知的，把由底部聚焦環114支持的聚焦環112插入于晶片108的周圍。外殼102的內表面被上襯116及下襯118聯合覆蓋，其詳情在下面的討論中陳述。上襯116包含外法蘭116a、外側壁116b、等離子約束屏116c及內側壁116d。等離子約束屏116c具有多個孔隙116e并把等離子約束在室104的上區域，即等離子屏116c上方的室104部分，如下面將更詳細描述那樣。外側壁11本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于半導體制造的處理室，其特征在于，含有： 一具有內表面的外殼，該內表面構成一個室，在半導體晶片處理期間，該室被抽真空； 一具有帶多個孔隙的等離子約束屏的室襯，外側壁從所述等離子約束屏向上延伸，而外法蘭從所述外側壁向外延伸，所述外法蘭延伸至所述室外并伸入大氣壓力下的空間。

【技術特征摘要】
US 1998-9-30 09/163,7221.一種用于半導體制造的處理室，其特征在于，含有一具有內表面的外殼，該內表面構成一個室，在半導體晶片處理期間，該室被抽真空；一具有帶多個孔隙的等離子約束屏的室襯，外側壁從所述等離子約束屏向上延伸，而外法蘭從所述外側壁向外延伸，所述外法蘭延伸至所述室外并伸入大氣壓力下的空間。2.如權利要求1所述的處理室，其特征在于所述的室襯還含有從等離子約束屏向上延伸的內側壁。3.如權利要求2所述的處理室，其特征在于所述的等離子約束屏、內及外側壁和外法蘭互相聯成一整體。4.如權利要求2所述的處理室，其特征在于所述的等離子約束屏具有構成內圓周及外圓周的環形結構，外側壁是圓柱形的，并從所述外圓周向上延伸一個第一距離，而內側壁是圓柱形的并從內圓周向上延伸一個第二距離，所述的第一距離比所述的第二距離長。5.如權利要求4所述的處理室，其特征在于所述的內、外側壁基本上垂直于等離子約束屏。6.如權利要求2所述的處理室，其特征在于所述的內側壁含有內法蘭，內法蘭向內延伸的方向基本上與外法蘭延伸的方向相反。7.如權利要求1所述的處理室，其特征在于所述的第一射頻密封墊與外法蘭的上表面接觸，而第二射頻密封墊與外法蘭的下表面接觸。8.如權利要求7所述的處理室，其特征在于所述的室襯由陽極化的鋁構成，而第一及第二射頻密封墊分別與外法蘭的上及下表面的區域接觸，該區域實際上是未陽極化的。9.一種用于半導體制造的處理室中的室襯，其特征在于，含有具有多個孔隙的等離子約束屏、從所述等離子約束屏向上延伸的外側壁、及從所述外側壁向外延伸的外法蘭，所述外法蘭的結構延伸在處理室的內真空區域之外并伸入大氣壓力下的空間。10.如權利要求9所述的室襯，其特征在于所述的還含有從等離子約束屏向上延伸的內側壁...

【專利技術屬性】
技術研發人員：阿蘭M舍佩爾，小威廉M鄧蒂，邁克爾巴恩斯，
申請(專利權)人：拉姆研究公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]