[實用新型]可更換的等離子處理設備的上部室部分

有效

• 申請號: 201020166556.5
• 申請日: 2010-03-24
• 公開（公告）號: CN201820736U
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 倫納德·J·夏普萊斯;哈米特·辛格;邁克·S·康恩
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01J37/16
• 分類號: H01J37/16
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 周文強;李獻忠

技術領域

本發明大體上涉及半導體制造技術，特別涉及等離子室的更換上部室部分。

背景技術

在基片(例如，半導體基片或如用于平面顯示器制造中的玻璃面板)的處理中，往往采用等離子。例如作為基片處理的一部分，將基片分為多個模片或者矩形區域，其每個將成為集成電路。然后在一系列步驟中處理該基片，其中有選擇地去除(蝕刻)以及沉積(沉積)材料以便在其上形成電器部件。

在示范性的等離子工藝中，基片在蝕刻之前涂覆硬化乳劑薄膜(即，如光刻膠掩模)。然后有選擇地去除硬化乳劑的區域，使得下面的層的部件暴露出來。然后，將基片設在等離子處理室中、包括單極或雙極電極的基片支撐結構上，稱為卡盤或基座。然后將適當的蝕刻劑源通入室并激發形成等離子以蝕刻該基片的暴露區域。

現在參照圖1，示出電感耦合等離子處理系統部件的簡圖。通常，等離子室(室)202由是形成室側壁的底部室部分250、也形成室側壁的上部室部分244和蓋子252組成。將一組適當的氣體從氣體分配系統222通入室202。這些等離子處理氣體隨后被激勵形成等離子220，以便處理(例如，蝕刻或沉積)利用邊緣環215設在靜電卡盤(卡盤)216上的基片224(如半導體基片或玻璃面板)的暴露區域。氣體分配系統222通常由多個包含等離子處理氣體(例如C₄F₈、C₄F₆、CHF₃、CH₂F₃、CF₄、HBr、CH₃F、C₂F₄、N₂、O₂、Ar、Xe、He、H₂、NH₃、SF₆、BCl₃、Cl₂等)的壓縮氣筒(未示)組成。

感應線圈231通過形成室上壁的電介質窗204與等離子隔開，并且在等離子處理氣體中引起隨時間變化的電流以產生等離子220。該窗既保護感應線圈免受等離子220損害，還允許所產生的RF場208在等離子處理室內產生感應電流211。還耦接于感應線圈231的是匹配網絡232，其可進一步耦接到RF發生器234。匹配網絡232試圖將RF發生器234的阻抗(其通常運行在大約13.56MHz和大約50歐姆)與等離子220的阻抗匹配。另外，第二RF能量源238還可通過匹配網絡236耦接于基片224以便利用等離子產生偏壓，引導等離子遠離等離子處理系統的結構并朝向該基片。通過泵220從該室去除氣體和副產物。

通常，某些類型的冷卻系統240耦接于卡盤216以便在引發等離子時實現熱平衡。冷卻系統本身通常由將冷卻液抽送通過卡盤內空腔的冷卻器和抽送到卡盤和基片之間的氦氣組成。除了去除所產生的熱量，氦氣還允許冷卻系統快速控制熱耗散。也就是，增加氦壓力隨后也增加熱傳遞速率。大多數等離子處理系統還通過包含操作軟件程序的精密計算來控制。在通常的運行環境中，制造工藝參數(例如，電壓、氣流混合物、氣體流率、壓力等)通常為特定的等離子處理系統和具體制法配置。

另外，加熱和冷卻設備246可運行以控制等離子處理設備202的上部室部分244的溫度，從而上部室部分244的內表面(其在運行期間暴露于等離子)保持在受控的溫度。加熱和冷卻設備246由多個不同的材料層形成以提供加熱和冷卻兩種操作。

上部室部分本身通常由耐等離子材料構造，其或者接地或者可透過等離子處理系統內所生成的RF場(例如，涂覆或未涂覆的鋁、陶瓷等)。

例如，上部室部分可以是機械加工的鋁塊，其可去除用以對其清潔或更換。上部室部分的內表面優選地涂覆耐等離子材料，如熱噴涂氧化釔涂層。因為這種類型的陶瓷涂層容易受到損傷以及某些等離子工藝的感光處理而使得清潔會出現問題，所以有時寧可更換上部室部分而不是去除清潔。

另外，上部室部分在維護之后正確的重新安裝往往也是困難的，因為其必須與底部室部分恰當的對齊而使得一組墊圈恰當地圍繞上部室部分密封。稍微不對齊就會妨礙正確的安裝布置。