[发明专利]用于半导体蚀刻室的内衬

说明书

发明领域

本发明涉及圆顶内衬和室内衬，用于涉及半导体设备干蚀刻的工艺。

发明背景

使用具有圆顶形陶瓷或铝顶盖及铝侧壁和铝底壁的室的干蚀刻工艺，部分地用于生产半导体晶片。干蚀刻工艺使用等离子体状态气体对未经保护的半导体晶片表面进行化学和物理腐蚀。使用的混合气体，以及其它变量如电功率和压力设置，将会改变侵蚀性和对半导体表面和室内部腐蚀的均匀性。室中充以气体，半导体晶片放置于室内。然后用等离子体场离子化气体，从而使气体具有活性来蚀刻室内部的晶片。等离子体场通常由气体化合物的化学活性种构成，如氟气、氧气和氯气。选择气体化合物的确切混合物以平衡各个单独气体的功能，以达到期望的蚀刻活性。蚀刻可能导致蚀刻副产物的生成，副产物如果不除去，将会最终接触和损害室内的晶片。这些副产物还可能损害蚀刻室的内壁和顶盖。

据报导一种薄壁、无缝的聚合物内衬紧贴放置于室内部，从而覆盖室的铝壁，以将蚀刻副产物从半导体设备上带走。Sakai等的日本专利申请10-150137，1999年5月16日，使用了一种薄聚合物内衬来保持蚀刻工艺中室表面温度均匀，该Sakai等的专利申请报导了通过将副产物沉积到室内部的聚合物内衬表面来将蚀刻副产物从半导体晶片上转移出去的方法。据报导该聚合物内衬很薄，厚度为2.0mm或更小，使得室内部的温度可以精确地由安置于室外部的冷却装置来调节。如Sakai等的专利申请所报导的，壁厚大于2.0mm的内衬将使室内部的物质与外部的冷却装置隔绝，从而使得室表面温度在蚀刻过程中升高。基于此原因，较高的表面温度会减少副产物在聚合物内衬表面的沉积。

Sakai等的专利申请报导了一种解决副产物从置于室内部的半导体设备上移走这一问题的方法，然而，其它与蚀刻相关的问题依然存在。室内产生的气体可以是高毒性的，并且如果室的密封性不理想的话，还可能逸出。因此需要一种能够保护室壁和顶盖不受气体损害的设备。该设备应该有较长的使用寿命，并可以经受许多小时的每项单独操作。因为室组件的移出和更换会减缓生产过程，并显著地增加生产成本。

鉴于以上叙述，开发了一种用于蚀刻半导体设备的室内部的内衬，它具有很长的使用寿命，并保护室不受腐蚀。

发明概述

在一方面，本发明涉及圆顶和室的内衬，它们可以在许多干蚀刻工艺中使用，同时保护室的顶盖和内壁。本发明的内衬由高性能树脂制备，具有大于2.0mm的壁厚，优选介于3mm到8mm。高性能树脂的特征是在高温(大于100℃)下是稳定的，抗磨损，抗等离子体和抗氧化应力，并且具有空间稳定性，即不趋向于蠕变或变形。内衬的使用寿命与内衬的厚度直接相关。本发明的圆顶内衬适于半导体生产中使用的干蚀刻设备室的内部顶盖，并且包含高性能树脂。

在另一方面，本发明涉及室的内衬，它们适于半导体生产中使用的干蚀刻设备室的内壁，所述内衬包含高性能树脂，并且具有大于2.0mm的壁厚。

本发明还涉及一种包含本发明圆顶内衬的干蚀刻设备的室。该圆顶内衬适于室的内部顶盖。该室还可以包括本发明的室内衬。

就本发明而言，在此使用下述术语：

“圆顶内衬”指的是一种覆盖物，用于覆盖室顶盖的内部部分。

“室内衬”指的是一种覆盖物，用于覆盖室的内部侧壁。

用于干蚀刻室顶盖内部部分的内衬可以由一种高性能树脂制备。用于干蚀刻室内部侧壁的内衬可以由一种高性能树脂制备，并具有大于2.0mm的壁厚。

附图简述

图1显示了本发明的一种圆顶内衬。

图2显示了本发明的一种室内衬。

图3显示了本发明圆顶内衬和室内衬的变体的俯视图。

图4显示了图3中绘出的圆顶内衬和室内衬的侧视图。

图5显示了图4中绘出的圆顶内衬和室内衬之间的接头。

发明详述

本发明的圆顶内衬和室内衬由高性能聚合物树脂制备，优选高性能热塑性树脂。适合的树脂包括：聚苯并咪唑、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚芳醚酮、聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚砜、芳香族聚酰胺、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)和乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)。优选高性能树脂不含卤素原子。