[发明专利]基板清洁腔室以及清洁与调节方法

说明书

本申请是2008年5月2日递交的申请号为200880017116.9、国际申请号为PCT/US2008/062541、名称为“SUBSTRATE CLEANING CHAMBER AND CLEANING AND CONDITIONING METHODS”的PCT申请的分案申请。

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主动与被动特征结构。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围绕处理区且含有腔室组件的封围件，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，在此将其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，其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(具有外部电感线圈气体激发器以通过顶面耦接感应能量以激发清洁气体)的顶面上时，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，其包括下挡板与上挡板以及配置为围绕基板支撑件的各种沉积或覆盖环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(contoured ceiling electrode)用于清洁室中，所述清洁室包括具有基板接收表面与支撑电极的基板支撑件。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；且其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。顶电极还可具有自拱形表面的外围向下延伸以包围基板支撑件的环状带。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，其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；并具有多个通过圆形盘的举升销孔，好让腔室举升销延伸通过其间。底部挡板还具有自圆形盘向上延伸并包围圆形盘的外围壁，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。