[发明专利]基板清洁腔室以及清洁与调节方法

说明书

技术领域

本发明实施例关于基板清洁室、腔室组件与基板清洁方法。

背景技术

集成电路与显示器制造中，基板(诸如，半导体晶片或显示器)置于处理室 中，且处理条件经设定以在基板上形成不同的有源与无源特征结构。高级集成 电路与显示器应用多层次微米大小的互连结构(interconnect)以连接形成于基板 上的特征结构。为了改善电路的可靠性，在互连结构或其它特征结构的表面上 沉积覆盖材料前，先清洁基板上的表面特征结构。一般的预先清洁室或清洁室 包括封围件，封围件围绕含有腔室组件的处理区，腔室组件包括：基板支撑件， 用以固持基板；气体供应器，用以提供清洁气体；气体激发器，用以激发清洁 气体好蚀刻特征结构的表面以清洁基板；及排气装置，用以移除废气，例如描 述于2000年8月22日颁发给Subrahmanyan等人编号6,107,192的美国专利， 在此将该专利全文援引在本文中作为参考。

然而，传统的预先清洁室与处理经常无法均匀地清洁制造在基板上的非常 小的特征结构的表面。无法适当地清洁这些特征结构会造成空隙形成或提高表 面特征结构间的电阻性。例如，留在特征结构上的天然氧化物与污染物层通过 下列方式而造成空隙形成：在随后的处理步骤中促进沉积于基板上的材料的不 均匀分布；或者在特征结构被即将沉积于其间的材料填满前，造成特征结构边 角的成长、合并与密封。为了随后的阻挡层或金属沉积处理，更需要预先清洁 处理来均匀地蚀刻与清洁基板表面。

还需要这样的预先清洁室，该预先清洁室可以容纳数量越来越多的累积沉 积物，而不会造成腔室组件彼此黏住或累积沉积物在清洁循环间剥落。

蚀刻清洁处理过程中，清洁残余物通常沉积在腔室中暴露的内部表面上。 这些残余物的积累是不希望得到的，因为累积沉积物在热压力出现时会剥落， 从而污染基板与其它腔室表面。定期性清洁腔室组件的残余物可减少此问题， 但这同时需要将腔室组件分解与清洁并使腔室停工。再者，当含有金属的处理 残余物累积在腔室的顶面(腔室具有外部电感线圈气体激发器，以通过顶面耦 合感应能量以激发清洁气体)上时，含有金属的残余物减小或妨碍感应能量通 过顶面的耦合。传统的清洁室使用工艺套组，工艺套组包括下挡板与上挡板以 及各种沉积或覆盖环，沉积或覆盖环配置为围绕基板支撑件以接收上述的处理 残余物。定期地将工艺套组组件自腔室拆下并移除以便清洁。然而，需要有可 容纳更大量的累积沉积物的腔室与内部组件，以便腔室可在停工前用于较多的 工艺周期。

发明内容

轮廓顶电极(contouredceilingelectrode)用于清洁室中，所述清洁室包括基 板支撑件，基板支撑件具有基板接收表面与支撑电极。轮廓顶电极包括面对基 板支撑件的拱形表面。拱形表面的直径大小可延伸横跨基板支撑件的基板接收 表面；且拱形表面的横截面厚度可跨越基板支撑件而改变，以改变形成在拱形 表面与基板支撑件的支撑电极间的间隙大小，从而可让拱形表面与基板支撑件 间形成的等离子体的等离子体密度可随其跨越基板支撑件而径向地改变。顶电 极还可具有环状带，该环状带自拱形表面的外围向下延伸以包围基板支撑件。 支撑架部自环状带向外径向延伸。

清洁室的介电环包括底部，该底部位于腔室中介电底板的外围凸缘上以围 绕基板支撑件。介电环高度高于基板接收表面的脊部。径向向内的架部可覆盖 基板支撑件的外围唇部。

基板清洁室的底部挡板包括圆形盘，圆形盘具有顶面，以支撑介电底板； 并且圆形盘具有多个穿过圆形盘的举升销孔，好让腔室举升销延伸穿过所述圆 形盘。底部挡板还具有外围壁，该外围壁自圆形盘向上延伸并包围圆形盘，外 围壁与介电底板的外围凸缘有所间隔。

清洁室中基板上的层的蚀刻清洁处理包括：将基板置于清洁室中的基板支 撑件上；设定支撑件与轮廓顶电极间的间隙；维持腔室中的清洁气体压力；并 通过施加双频电功率给顶电极与支撑电极来激发清洁气体，双频电功率包括至 少约1∶2的第一频率与第二频率的功率比，第一频率为低于约20KHz而第 二频率为至少约20MHz。