[发明专利]用于蚀刻反应器的涡轮分子泵和阴极组件

说明书

提供了一种蚀刻半导体衬底的处理室和方法。该处理室是对称的，其中用于保持半导体衬底的台架的卡盘和杆部的中心线与位于泵的芯部中的通道的中心线以及与气体端口的中心线对准，该泵用于将处理室抽气，而气体通过该气体端口而被引导至处理室。杆部延伸穿过通道，且螺旋沟槽被形成在通道中且仅形成在杆部或芯部的内表面中的一者中，以提供泵抽作用，以抵销气体在介于杆部与芯部之间的间隙内以中间且粘性流动的状态从泵的排气口进行的回流。

优先权

本申请要求于2019年3月15日申请的美国临时专利申请序列No.62/819,223的优先权利益，其全部公开内容都通过引用合并于此。

技术领域

本文所公开的主题总体上涉及半导体制造设备、以及使用该半导体制造设备的方法、系统、与程序。在一些示例中，本文的主题涉及涡轮分子泵、以及在涡轮分子泵的操作期间所提供的蚀刻管理。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

用于半导体装置和集成电路的不断缩小的特征尺寸和装置几何形状持续要求改良的加工处理和机器。目前，集成电路的加工设备通常是制造特征尺寸为65nm(0.065μm)的装置，而在接下来的世代中特征尺寸将更进一步缩小。

现今的加工处理涉及在处理室内导入等离子体，以与设置在其中的衬底反应、或促进与设置在其中的衬底反应。待处理的衬底可以是半导体衬底，例如(硅)Si衬底。等离子体处理用于各种各样的应用，包括从衬底蚀刻材料、将材料沉积至衬底上、清洁衬底表面、以及修饰衬底表面。随着衬底上的元件的特征尺寸减小，在处理室内的操作条件以及处理室的几何形状变得更加严格。

发明内容

示例性的方法、系统和设备涉及提供一种对称的处理环境。示例仅代表可能的变化。举例而言，在一实施方案中，一种处理室系统包括处理室和泵。处理室包括：气体端口，其用于将气体引导至所述处理室的上部区域中；以及台架，其设置在所述处理室内、所述气体端口下；以及泵，其配置在所述处理室的下部区域处以将所述气体从所述处理室移除。所述泵包括芯部，所述芯部具有设置在其中的通道。所述台架包括被配置成保持衬底的卡盘和从所述卡盘延伸的杆部，所述杆部被配置成穿过所述芯部中的整个所述通道。

在一实施方案中，所述处理室的所述下部区域具有开口，所述开口被配置成与所述通道对准并且容纳所述杆部，以及一或多个螺旋沟槽形成在与所述芯部的内表面相对的所述杆部中，每个螺旋沟槽具有提供泵抽作用以抵销所述气体在介于所述杆部与所述芯部之间的间隙内以中间(intermediate)且粘性流动的状态从所述泵的排气口至所述处理室的回流的尺寸。

在一实施方案中，芯部的内表面系平面的。

在一实施方案中，所述处理室的所述下部区域具有开口，所述开口被配置成与所述通道对准并且容纳所述杆部，以及一或多个螺旋沟槽形成在与所述芯部的内表面中，每个螺旋沟槽具有提供泵抽作用以抵销所述气体在介于所述杆部与所述芯部之间的间隙内以中间且粘性流动的状态从所述泵的排气口至所述处理室的回流的尺寸。

在一实施方案中，与芯部的内表面相对的杆部的表面是平面的。

在一实施方案中，所述台架相对于所述气体端口对称地设置在所述处理室内，所述泵的所述芯部与所述杆部在所述气体端口下方沿着中心线对准。

在一实施方案中，所述处理室的侧壁具有开口，所述衬底被配置成在蚀刻之前将所述衬底装载至所述卡盘上以及在蚀刻之后将所述衬底从所述卡盘卸除期间通过所述开口。

在一实施方案中，所述台架能在下部位置与上部位置之间移动，在所述下部位置处能够将所述衬底装载至所述台架上或从所述台架卸除，在所述上部位置处将所述衬底定位以进行处理。