基板清洁腔室与其部件制造技术

一种基板清洁腔室包含多种部件，例如，一消耗性陶瓷衬垫、基板加热底座、以及工艺套组。该消耗性陶瓷衬垫是经提供以连接一远程气体激发器的出气道至一基板清洁腔室的进气道。该基板加热底座包含一环状板，该环状板具有一基板承接表面，且该基板承接表面具有设置在一凹槽数组内的数个陶瓷球。一工艺套组包含一顶板、顶部衬垫、配气板、底部衬垫、集中环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于基板清洁腔室与其部件。
技术介绍
在例如半导体及显示器的基板处理中，层是形成在该基板上，然后蚀刻以形成特 征结构(feature)，例如导电内联机、接触、通孔、闸极和阻障。例如，电气内联机的图案可通 过在该基板上沉积一含金属的导体、在该导体上形成一图案化抗蚀刻材料、蚀刻该导体以 形成该内联机、除去残余的光阻、以及在该蚀刻的特征结构上沉积介电层来制造。可进一步 蚀刻该介电层以形成接触孔或通孔，其暴露出下方的含金属导电材料或其它基板层。导电 材料然后沉积至该等经蚀刻的孔或沟槽内，以电气接触该下方的导体。例如，在含铜内联机 的形成中，可蚀刻该介电层以形成暴露出下方的铜导电材料的接触孔。可在该暴露出的导 体和接触孔上沉积一薄的铜晶种层，以促进随后的铜电镀工艺，以填充该等接触孔。 但是，该含金属导体上的污染物和不期望存在的表面材料需要该暴露出的导体表 面在执行后续的工艺步骤之前先经清洁。例如，在一中间工艺步骤期间暴露在氧气物种下 的导体上常会形成原生氧化膜(native oxidefilm)，例如，在一光阻剥除工艺期间，其中使 用一含氧气体等离子来剥除光阻，或者是在不同腔室间传送基板时。该等氧化膜增加导体 表面之间的接触接口处的电阻。该表面材料也可能有来自先前工艺的残余工艺沉积物，例 如含碳、含硅、含氟、及含氮工艺残余物。这些工艺沉积物可使空孔(void)或其它不规则物 形成在暴露出的及被沉积的材料之间的接口处。 基板清洁腔室，也称为预清洁腔室，是用来在处理之前以及处理步骤之间从该基 板表面清除氧化膜及其它不期望存在的工艺沉积物。在清洁处理期间，该基板是支撑在该 清洁腔室内，并且一经激发的清洁气体是经形成在一远程气室内并导入该腔室中。该清洁 气体与该等表面残余物反应并将其除去。在某些工艺中，该基板加热底座包含一加热组件， 以在清洁期间控制该基板的温度。 但是，在此种清洁处理中使用经激发的清洁气体的一个问题在于难以控制该经激 发的的清洁气体的自由基及离子物种的能量。该清洁气体和该基板表面之间的较高能量碰 撞可导致对下方基板的损伤。该清洁气体中较轻的离子，例如H+，在其穿透该基板表面而损 伤下方介电层时也可能是有害的。因此，希望可以控制导入该工艺腔室内的经激发物种的 能量及类型。 另一个问题在于该清洁气体常蚀除并腐蚀围绕一气体激发器内远程的该激发区 的远程腔室壁，并且甚至可蚀刻并腐蚀该清洁腔室内部的部件。此种腐蚀损伤这些部件，并 且若该部件是该腔室的一整合部分，则必须关闭该腔室以使该部件可在预定的工艺周期数 量后被翻修或置换，这是不理想的。习知的不锈钢壁和衬垫特别容易受到腐蚀，而需要频繁 的置换或整修。 又另一个问题在该清洁腔室内接触该基板的基板加热底座在该基板传送工艺期 间传送污染物和工艺残余物及沉积物至该基板背部或甚至刮伤该基板时发生。含有加热组件的基板加热底座也可能在该基板表面上提供不均匀的加热。拥有由升高的凸形物(mesa)和沟槽组成的基板承接表面的基板加热底座容许一热传气体在该基板后方流动以改善温度均匀性，但仍传送不期望存在的工艺残余物和沉积物数量至该基板。 因此，希望具有一种清洁腔室和气体激发器，其可选择性过滤经激发的气体物种，例如，以从该清洁气体滤掉特定离子物种。也希望具有可轻易置换或整修的腔室部件。更希望具有一种基板加热底座，其使得传送该等工艺沉积物至该基板的背部表面所造成基板的污染最小化。也希望具有一种容许更均匀的基板加热的基板加热底座。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于连接一远程腔室的出气道至一基板清洁腔室的进气道的消耗性(consumable)陶瓷衬垫。该衬垫包含一入口圆柱，其外径是按一定尺寸制作以适配至该远程腔室的出气道内；一出口圆柱，与该基板清洁腔室的进气道连接；以及一圆锥形展开部(flare)，是将该入口圆柱连结至该出口圆柱。 该衬垫的该圆锥形展开部可包含一圆锥形表面，其由一垂直轴而倾斜约10度 60度。在一实施例中，该圆锥形展开部的长度和该出口圆柱的长度的比例为约1 : 2至约1 : 8。在一实施例中，该衬垫的该入口圆柱包含一第一直径，而该衬垫的该出口圆柱包含一第二直径，其是第二直径至少是第一直径的1. 5倍大。在更一实施例中，第一直径为约1至约4公分，且第二直径为约2至约8公分。在一实施例中，该衬垫包含一陶瓷材料，该陶瓷材料能够从在该远程气体激发器内产生的激发气体中清除一离子物种。在一实施例中，该衬垫是由石英、氧化铝或氮化铝组成，并且甚至厚度可以为约2毫米至约6毫米。该衬垫可更包含一衬垫锁定圆柱，该圆柱是按一定尺寸制作以适配至该出口圆柱的外径周围。 本专利技术提供一种将一陶瓷衬垫置入一上腔室壁以连接一远程腔室的出气道至一基板清洁腔室的进气道的方法，该陶瓷衬垫包含一入口圆柱、一出口圆柱及一圆锥形展开部，其中，入口圆柱是按一定尺寸制作以适配至该远程腔室的出气道内，出口圆柱则与该基板清洁腔室的进气道连接，圆锥形展开部是将该入口圆柱连结至该出口圆柱。该方法的步骤如下(a)将一衬垫锁定圆柱设置于该陶瓷衬垫的出口圆柱上方；(b)将一衬垫固持工具滑入该陶瓷衬垫的出口圆柱内，且该衬垫固持工具的外径是按一定尺寸制作以紧夹该出口圆柱的内径；以及(c)抓住该衬垫固持工具，并将该陶瓷衬垫的入口圆柱置入该远程腔室的出气道内。 在一实施例中，该方法更包含(d)转动该衬垫固持工具以将该锁定圆柱的环状凸缘锁进上腔室壁的匹配环状唇部内。 本专利技术提供一种用于一基板清洁腔室的基板加热底座。该基板加热底座包含(a)一环状板，包含一第一盘状物，具有一基板承接表面，且该基板承接表面具有凹槽的一数组；一第二盘状物，具有一经成形以容纳加热组件的通道；以及一铜焊连结，是连结该第一和第二盘状物；(b)数个陶瓷球，每一个皆设置在该基板承接表面上的一凹槽内；以及(C)一加热组件，嵌设在该环状板内。 该基板加热底座的铜焊连结可包含一铝铜焊化合物。该底座的第一及第二盘状物可包含铝。该底座的该等陶瓷球可由氧化铝、石英、蓝宝石、氮化硅、合成刚石、氧化锆、三氧化二铝、或其混合物组成。在一实施例中，该底座的陶瓷球的直径为约1至约3毫米，并且其直径甚至可大到足以将该基板承接表面维持在比该环状板的顶表面高约0. 01毫米至约 0. 5毫米。 本专利技术提供一种用于一基板工艺腔室的配气板。该配气板具有第一孔的一第一 环，各个第一孔的直径为d :第二孔的一第二环，各个第二孔的直径为2d，且第二环位于第 一环的径向外侧；一第三孔的一第三环，各个第三孔的直径为3d，且第三环是位于第二环 的径向外侧；以及第四孔的一第四环，各个第四孔的直径为4d，且第四环是位于第三环的 径向外侧。 在配气板的一实施例中，直径d为约1至约5毫米。该配气板可由陶瓷组成，并且 甚至可包含氧化铝或氧化硅。 本专利技术提供一种用于一基板清洁腔室的工艺套组，该基板清洁腔室具有用于支托 一配气板的腔室盖，且配气板是面对一基板加热底座。该工艺套组具有(a) —顶板，用以 接触该腔室盖，该石英顶板具有一用以使工艺气体通过其间的孔洞，并且具有一外围边缘； (b) —顶部衬垫，接触该石英顶板的外围边缘，并且是位于该配气板上方；(C) 一底部衬垫， 位于该配气板下方；以及(d) —集中环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于连接远程腔室的出气道至基板清洁腔室的进气道的消耗性（ｃｏｎｓｕｍａｂｌｅ）陶瓷衬垫，该陶瓷衬垫包含：（ａ）入口圆柱，其外径是按一定尺寸制作以适配至该远程腔室的该出气道内；（ｂ）出口圆柱，与该基板清洁腔室的该进气道连接；以及（ｃ）圆锥形展开部（ｆｌａｒｅ），将该入口圆柱连结至该出口圆柱。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-5-30 60/940,959;US 2007-9-19 11/857,975一种用于连接远程腔室的出气道至基板清洁腔室的进气道的消耗性(consumable)陶瓷衬垫，该陶瓷衬垫包含(a)入口圆柱，其外径是按一定尺寸制作以适配至该远程腔室的该出气道内；(b)出口圆柱，与该基板清洁腔室的该进气道连接；以及(c)圆锥形展开部(flare)，将该入口圆柱连结至该出口圆柱。2. 如权利要求1所述的衬垫，其中该圆锥形展开部的长度和该出口圆柱的长度的比例 为约1 : 2至约1 : 8。3. 如权利要求1所述的衬垫，包含一陶瓷材料，该陶瓷材料能够从在该远程气体激发 器中产生的激发气体清除离子物种。4. 一种将陶瓷衬垫置入上腔室壁中以将远程腔室的出气道连接至基板清洁腔室的进 气道的方法，该陶瓷衬垫包含入口圆柱、出口圆柱及圆锥形展开部，该入口圆柱是按一定尺 寸制作以适配至该远程腔室的该出气道内，该出口圆柱与该基板清洁腔室的该进气道连 接，该圆锥形展开部是将该入口圆柱连结至该出口圆柱，该方法包含(a) 将衬垫锁定圆柱设置于该陶瓷衬垫的该出口圆柱上方；(b) 将衬垫固持工具滑入该陶瓷衬垫的该出口圆柱内，该衬垫固持工具的外径是按一 定尺寸制作以紧夹该出口圆柱的内径；以及(c) 抓住该衬垫固持工具并且将该陶瓷衬垫的该入口圆柱置入该远程腔室的该出气道内。5. 如权利要求4所述的方法，更包含(d) 转动该衬垫固持工具以将该衬垫锁定圆柱的环状凸缘锁至该上腔室壁的匹配环状 唇部内。6. —种用于基板清洁腔室的基板加热底座，该基板加热底座包含(a) 环状板，包含第一盘状物、第二盘状物及铜焊连结，该第一盘状物具有基板承接表 面，且该基板承接表面具有数个凹槽的数组，该第二盘状物具有经成形以容纳加热组件的 通道，该铜焊连结是连结该第一盘状物和该第二盘状物...

【专利技术属性】
技术研发人员：M瑞克，WW王，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]