[发明专利]具有改进的微粒性能的主动加热铝挡板部件及其应用和制造方法

说明书

背景技术

随着半导体技术的发展，减小晶体管尺寸要求在晶片处理和处 理装备中更高程度的精确度、可重复性和清洁度。存在用于半导体 处理的各种装备，包括涉及等离子使用的应用，如等离子蚀刻，等 离子增强化学气相沉积(PECVD)和抗蚀剂剥除。这些处理所要求 的装备类型包括设置于该等离子室内的部件，并且必须在那样的环 境中正常工作。在等离子室内的环境可包括暴露于等离子、暴露于 蚀刻剂气体、以及热循环。用于这些部件的材料必须适于经得起该 室中的环境条件，以及对于大量晶片的处理而言也是如此，这些处 理可包括对每个晶片的多个工艺步骤。为了节省成本，这些部件往 往必须经得起几百次或者几千次的晶片循环，同时保持它们的功能 性和清洁度。通常极度不能容忍产生微粒的部件，即使那些微粒很 少并且不超过数十纳米。所选取的用于等离子处理室内的部件还需 要以最节省成本的方式符合这些要求。

发明内容

一种主动加热铝挡板部件，如热控制板或挡板环(bafflering)， 包括由电抛光过程形成的暴露的外部氧化铝层。

附图说明

图1描绘了喷头电极组件(assembly)和主动加热铝挡板部件 的示意图；

图2描绘了图1所示环中一个的横截面。

具体实施方式

用于半导体基片(如硅晶片)的等离子处理装置包括等离子蚀 刻室，其用在半导体器件制造处理工艺中以蚀刻如半导体、金属和 电介质的材料。例如，电介质蚀刻室可用来蚀刻如二氧化硅或氮化 硅的材料。在该蚀刻处理工艺期间，蚀刻室内的部件加热然后冷却， 并因此经受热应力。对于主动加热部件，如加热的喷头组件的挡板 部件，该温度循环会导致产生更多的微粒。

在共有的美国专利公布No.2005/0133160A1中描述了具有加热 器以防止该喷头电极降低到低于最低温度的喷头电极组件，该披露 通过引用结合入此处。该加热器利用温度控制顶板与热控制板在热 传导中相配合，该温度控制顶板形成等离子蚀刻室的顶壁。

图1描绘了平行板电容耦合等离子室的喷头组件100的一半， 其包括顶部电极103和固定在该顶部电极103上的可选的支撑构件 102，热控制板101，和顶板111。该顶板111可形成等离子处理装 置(如等离子蚀刻室)的可移除顶壁。该顶部电极103优选地包括 内部电极构件105和可选的外部电极构件107。该内部电极构件105 优选地是由单晶硅组成的圆柱形。如果需要，该内部和外部电极 105、107可由单块材料制成，如CVD碳化硅、单晶硅或其它适合 的材料。

内部电极构件105的直径可小于、等于或大于待处理晶片的直 径，例如，若该板由单晶硅组成，则晶片直径可高达200mm，这是 当前能够得到的单晶硅材料的最大直径。对于更大的半导体基片 (如300mm晶片)的处理而言，外部电极构件107适于将顶部电 极103的直径从大约15英寸扩展到大约17英寸。该外部电极构件 107可以是连续构件(例如，多晶硅或碳化硅构件，如环)，或者是 分段构件(例如，以环结构排列的2-6个分开的片段，如单晶硅片 段)。在顶部电极103包括多段外部电极构件107的实施方式中， 这些片段优选地具有互相交叠以保护下层的粘合材料免予暴露于 等离子的边缘。内部电极构件105优选地包括多个气体通道104， 其用于将处理气体注入到等离子反应室中在顶部电极103下的空间 内。外部电极107优选地在电极103的周缘形成突起的台阶。台阶 状电极的更多的细节可参见共有美国专利No.6,824,627，其披露的 内容通过引用结合入此处。

单晶硅是用于内部电极构件105和外部电极构件107的等离子 暴露表面的优选材料。高纯度单晶硅最小化了等离子处理过程中的 基片污染，因为其仅向该反应室中引入最小量的不期望的成分，并 且在等离子处理过程中光滑地磨损，由此使微粒的量最少。

该喷头电极组件100可为处理大的基片(如具有300mm直径 的半导体晶片)设定尺寸。对于300mm晶片，顶部电极103的直 径至少为300mm。然而，喷头电极组件可设定尺寸，以处理其它晶 片尺寸或具有非环形构造的基片。