TW202345198A - 保護元件和具備保護元件之電漿蝕刻腔室 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種用於一電漿處理腔室上之一通孔（125）之保護元件（10；10a；10b），其中該保護元件（10；10a；10b）具備一第一部分（13），該第一部分經指派至該通孔（125）之一上側（128），該通孔在橫截面上為槽形或矩形，且該第一部分用該保護元件（10；10a；10b）之一上側（15）覆蓋該通孔，其中該第一部分（13）具備經指派至該電漿處理腔室之一內壁（123）的一第一端面（21）及經指派至該電漿處理腔室之一外壁（124）的一第二端面（22），且其中該保護元件（10；10a；10b）由金屬製成。
Description
本發明係關於用於電漿處理腔室、尤其係電漿蝕刻腔室上之通孔之保護元件，保護元件為在電漿蝕刻腔室中之處理期間產生並沈積於保護元件上的聚合物提供特別高的耐久性或特別高的附著力。此外，本發明係關於具備根據本發明而設計之保護元件之電漿蝕刻腔室。
US 2005/0145176 A1揭示呈電漿塗佈腔室之形式之電漿處理腔室，電漿塗佈腔室具備根據技術方案1之導言而設計之保護元件。可插入於電漿塗佈腔室之晶圓或類似組件之通孔中之保護元件完全覆蓋電漿塗佈腔室之壁上的槽形或矩形通孔之壁，該等壁定界橫截面。換言之，此意謂保護元件之橫截面具備類框架設計。另外，自前述公開案已知，背對通孔的保護元件之外部係使用化學氣相沈積製程而塗佈有碳化矽。
在電漿處理腔室中之組件之處理期間，藉助於處置裝置通過電漿處理腔室中之通孔及保護元件引入組件，最初將組件引入至電漿處理腔室之內部中且在處理之後再次將自電漿處理腔室移除。
典型地，在呈電漿蝕刻腔室之形式之電漿處理腔室中之組件的蝕刻期間，在電漿蝕刻腔室之內部之區域中且尤其係亦在通孔之區域中，存在蝕刻製程期間所產生之聚合物之同時附著。此引起附著於通孔之區域中之聚合物能夠在重力下以不受控制的方式掉落，從而損壞或預損壞此時位於通孔之區域中的組件。因此，實務上習慣在特定長度之服務之後或在已執行給定數目個塗佈循環之後清潔通孔之區域。此為相對耗時的且因此亦引起相對長的工廠停工期以及相關聯的高成本。
另外，自US 7,220,497 B2已知，藉助於氧化釔塗層使半導體材料之敏感度較低。然而，實務上，將此種類之塗層施加至上文所提及之保護元件係困難的，此係因為由於槽形開口而展現相對低高度的保護元件之閉合橫截面使保護元件之內部難以接取，且因此意謂塗佈製程可僅以相對高的費用或以相對不良的品質標準（若有的話）進行。
根據本發明之具備技術方案1之特徵的用於電漿處理腔室上之通孔之保護元件具備以下優點：其允許以出人意料地簡單的方式對保護元件之內壁進行相對簡單且高品質的處理，使得在呈電漿蝕刻腔室之形式之電漿處理腔室操作時發生的聚合物之附著較容易，且因此防止聚合物粒子快速地或在僅少量存在時（以不受控制的方式）自保護元件掉落。
本發明係基於增加保護元件之耐久性的目標，該增加係經由以下各者而進行：經由保護元件之幾何設計，其中保護元件之內壁特別易於接取；或然而，替代地經由保護元件之特定生產序列，其中在保護元件之毛坯之非變形狀態下，與增加粗糙度的內壁之表面處理或替代地為意欲增加聚合物之附著力的內壁之塗佈組合，該保護元件可易於在（後續）內壁上接取。
對照上述評論之背景，在根據本發明之保護元件之狀況下，因此關於具備技術方案1之特徵之電漿處理腔室上之通孔而規定：保護元件配置於電漿蝕刻腔室中，且形成為一體，其中保護元件另外經設計為僅覆蓋定界通孔之壁中之一些，且其中保護元件之橫截面在面向保護元件之第一部分之內壁之側上具備開口，尤其係槽，
或保護元件形成為具有補充元件及閉合橫截面之至少兩部分，其中補充元件覆蓋面向保護元件之第一部分之內壁之側上的開口，尤其係槽，
且
保護元件之至少內壁具備塗層以改良聚合物附著力，或內壁被處理以便增加其粗糙度，
或替代地，保護元件由用薄片金屬毛坯製成之毛坯形成，薄片金屬毛坯較佳地在重塑形狀態下形成閉合橫截面，其中在內壁之區域中呈非變形或尚未完全變形狀態的薄片金屬毛坯具備塗層以增加聚合物附著力或被處理以增加其粗糙度。
根據本發明之用於經設計為電漿蝕刻腔室之電漿處理腔室上之通孔之保護元件的有利發展列出於附屬請求項中。
關於保護元件之幾何構造，存在多個參考實施例。在第一較佳實施例中，規定：在保護元件之一體設計之狀況下，該保護元件具備彼此相對配置以用於覆蓋通孔之豎直延伸側壁之兩個周邊部分。此種類之豎直延伸覆蓋部分具備以下優點：保護元件之第一部分在通孔之橫截面之上側上的定位可因此特別容易且準確地進行。
替代地，亦有可能使保護元件之元件具備半殼設計且較佳地具備平行於內壁而延行之分模平面。
此外，在涉及塗層的情況下較佳的係使此塗層由釔或鋯之基底材料形成。
關於意欲增加粗糙度或在內壁上形成相對粗糙表面之處理，規定：經由加工表面處理或經由自先前技術已知的另一種類之表面處理，在表面處理之後，保護元件之內壁之表面具備具有在3 μm與5 μm之間的深度之凹陷。
此外，較佳地規定：保護元件由用鋁或鋁合金製成之薄片金屬毛坯形成。
另外，本發明亦包含具有外壁及內壁之電漿蝕刻腔室，在外壁與內壁之間形成有槽形或矩形通孔以用於在電漿蝕刻腔室中向內及向外輸送待處理之組件，尤其係晶圓，其中根據本發明而設計之保護元件配置於通孔中。
在允許特別簡單地更換保護元件的電漿蝕刻腔室之較佳發展中，規定：藉助於夾持連接件以固定方式將保護元件收納於通孔中。
為了使電漿蝕刻腔室之壁之整個深度由通孔之區域中之保護元件保護，此外特別有利的係使保護元件及其兩個端面適應於內壁及外壁之形狀，以使得兩個端面與內壁及/或外壁齊平而終止或突出於內壁及/或外壁之外。
簡化保護元件之裝配或移除之另一較佳實施例設想到，保護元件容納於插入框架中，插入框架形成通孔且可連接至電漿蝕刻腔室。
本發明之其他優點、特徵及細節將根據本發明之較佳實施例之以下描述且亦參看圖式而顯現。
具備相同功能之一個或多個相同元件在諸圖中被提供相同參考符號。
圖1中以高度簡化形式描繪用於對半導體產品、尤其係晶圓W執行不同製程或處理步驟之總成100。總成100包含居中配置之環形分配站101，該環形分配站具有一個或多個處置設施102以用於向/自配置於分配站101之外部周邊上之個別處理站105a至105f供應或移除晶圓W。另外，分配站101與傳送裝置107互動，最初未處理之晶圓W藉助於處置裝置102自該傳送裝置移除，且一旦已進行製程步驟就回饋至該傳送裝置107。
在分配站101處的係定界壁110，該定界壁在橫截面上或在平面視圖中為環形，例如，其在橫截面上具備圓形內壁111及多邊形外壁112。在各狀況下，在外壁112之平面部分之區域中，處理站105a至105f對接於分配站101處或連接至分配站101。另外，定界壁110具備未展示之通道或開口以用於導引晶圓W進入及離開處理站105a至105f之區域。取決於處理或製程步驟，此外可規定：鎖定元件115垂直於圖1之投影平面而配置於分配站101與處理站105a至105f之間，該等鎖定元件允許處理站105a至105f相對於分配站101被密封。
純粹作為實例，兩個處理站105c及105d經設計為電漿蝕刻腔室120。兩個電漿蝕刻腔室120亦各自具備定界壁122，該定界壁在橫截面上形成圓形內壁123並形成多邊形外壁124。另外，平坦或槽形通孔125形成於定界壁122中或形成於配置於定界壁122中之插入框架12中，使得藉助於處置裝置102，晶圓W在各狀況下可被引導至電漿蝕刻腔室120中之一者中或在處理之後被引導至電漿蝕刻腔室120之外。
通孔125之大小設定或橫截面適應於晶圓W，以使得在晶圓W藉助於處置裝置102被導引通過或輸送時達成最小可能間隙。
雖然晶圓W之蝕刻製程係在電漿蝕刻腔室120內進行，但產生了可特別亦積聚或沈積於通孔125之區域中的聚合物粒子。此為不利的，此係因為通孔125之區域中的聚合物層之厚度隨時間而增加，且存在聚合物粒子在重力下分裂並到達晶圓W且從而使其預損壞或損壞的風險。
為了延遲聚合物粒子自通孔125之區域的此種類之剝落或分裂之時序，圖2及圖3中所描繪之保護元件10配置於通孔125之區域中。
在此狀況下，如自圖2可見，保護元件10插入於板狀插入框架12中，該板狀插入框架又連接、尤其係旋擰至電漿蝕刻腔室120之外壁124。插入框架12在其內側上形成通孔125。
在根據圖2及圖3之保護元件10之第一實施例中，該保護元件由彎曲薄片金屬毛坯14形成且由鋁或鋁合金構成。保護元件10具備：作為第一部分13之平坦上側15，其經指派至通孔125之上側128；兩個側部分16、17，其經指派至通孔125之豎直延伸部分；及向內繪製之兩個周邊部分18、19，其附接至側部分16、17。另外，面向內壁123之側上之保護元件10具備第一端面21，其中在第一端面21之區域中的保護元件10之上側15之形狀適應於具備圓形設計之內壁123之形狀。在與第一端面21相對之側上，第二端面22具備直線邊緣，其適應於（直線）外壁124之形狀。
詳言之，保護元件10之上側15之大小設定使得該保護元件以其上側15與電漿蝕刻腔室120之定界壁122之內壁123或外壁124齊平的方式終止。
周邊部分18、19僅具備相對小寬度b之事實意謂保護元件10經設計為具有寬槽26之開放保護元件10，以使得經由槽26而可能實現保護元件10之內壁25之良好可接取性。出於此目的，槽26之寬度較佳地為保護元件10在其上側15上之寬度的至少80%。此使得特別在保護元件10之第一實施例中有可能藉助於加工或另一合適形式之處理使保護元件10在已重塑形狀態下之內壁25具備增加之粗糙度，具有在較佳地為3 μm與5 μm之間的凹陷。增加之粗糙度產生所提及之聚合物在內壁25上之較簡單或改良的附著力。此又防止聚合物粒子自內壁25之過早剝落或分離且防止聚合物粒子掉落至在內壁25下方輸送之晶圓W上。
替代地或除內壁部分25之增加之粗糙度以外，亦可規定：內壁25具備額外塗層27，以便改良其附著屬性，尤其係具有釔或鋯作為基底材料之塗層。
為了促進簡單地更換保護元件10，例如為了清潔保護元件10或用無聚合物附著力之新保護元件10替換該保護元件，規定：保護元件10之大小設定使得其尤其藉由側部分16、17及周邊部分18、19經由夾持連接件28而固持於插入框架12之通孔125中。
為了使與上側128相對的通孔125之底面129（圖2）亦可另外被保護或覆蓋，可根據圖4及圖5中之描繪而規定：保護元件10連接至覆蓋底面124之板狀補充元件30。純粹為了使補充元件30更易於可辨識，該補充元件在圖4中之表示中被描繪為與保護元件10相隔短距離。然而，在通孔125中之安裝狀態下，前述元件係以彼此承載接觸的方式配置。此意謂保護元件10具備兩部分設計。出於此目的，同樣相應地具備粗糙表面或在面向內壁25之壁31上配備有塗層27的補充元件30具備肩部32，該肩部將補充元件30劃分為矩形第一部分34及第二部分36。第二部分36在第一端面21之區域中具備作為保護元件10之圓形邊緣38，該圓形邊緣與保護元件10之上側15齊平而延行。
為了允許補充元件30在由圖5中之雙箭頭42指示之方向上之經界定（止擋）位置與保護元件10齊平，亦可根據圖6及圖7而規定：使用經修改之補充元件30a、30b，其各自在面向周邊部分18、19之側上具備凹口或突出物44，該等凹口或突出物與對應經修改之保護元件10a、10b上之匹配凹口46相互作用。
至此描述之保護元件10、10a及10b或補充元件30、30a、30b可以各種方式被調適或修改，而不脫離本發明所隱含之基礎想法。
因此可設想到，例如，在保護元件10、10a、10b之兩部分設計的情況下，保護元件10、10a、10b之元件具備半殼設計，其中分模平面較佳地平行於內壁25而延行。
亦可設想到，旨在增加內壁25之粗糙度或將塗層27施加至保護元件10、10a、10b的措施係在保護元件10、10a、10b在薄片金屬毛坯14之毛坯上之尚未（完全）重塑形狀態下進行，且保護元件10、10a、10b僅在之後被完全重塑形。以此方式，保護元件10、10a、10b或薄片金屬毛坯14之毛坯亦可展現在保護元件10、10a、10b之重塑形狀態下覆蓋通孔125之所有壁的形式，亦即形成閉合橫截面。在塗層27之狀況下，在此狀況下可有利的係使該塗層不設置於待在薄片金屬毛坯14上進行塑形工作的區域中，以便防止塗層27在薄片金屬毛坯14之彎曲區域中剝落。
無
[圖1]以簡化平面視圖展示用於對半導體產品、尤其係晶圓執行製程步驟之總成，其作為簡化平面視圖。
[圖2]展示可插入至電漿蝕刻腔室之壁中之插入框架，其中配置有保護元件作為保護元件之第一實施例，
[圖3]展示根據圖2之保護元件的立體圖，
[圖4]在端面上以前視圖與板狀第二保護元件相關聯地展示根據圖2及圖3之第一保護元件，
[圖5]展示根據圖4之第二保護元件的立體圖，且
[圖6]及[圖7]展示經修改之保護元件之部分區域的立體圖。
100:總成
101:環形分配站
102:處置設施
107:傳送裝置
110:定界壁
111:圓形內壁
112:多邊形外壁
115:鎖定元件
120:電漿蝕刻腔室
123:圓形內壁
124:多邊形外壁/底面
125:平坦或槽形通孔
105a:處理站
105b:處理站
105c:處理站
105d:處理站
105e:處理站
105f:處理站
W:晶圓
Claims (10)
- 一種用於一電漿處理腔室上之一通孔（125）之保護元件（10；10a；10b），其中該保護元件（10；10a；10b）具備一第一部分（13），該第一部分經指派至該通孔（125）之一上側（128），該通孔在橫截面上為槽形或矩形，且該第一部分用該保護元件（10；10a；10b）之一上側（15）覆蓋該通孔，其中該第一部分（13）具備經指派至該電漿處理腔室之一內壁（123）的一第一端面（21）及經指派至該電漿處理腔室之一外壁（124）的一第二端面（22），且其中該保護元件（10；10a；10b）由金屬製成， 其特徵在於， 該電漿處理腔室經設計為一電漿蝕刻腔室（120），該保護元件（10；10a；10b）形成為一體，其中其另外經設計以僅覆蓋定界該通孔（125）之該等壁中之一些，且其中該保護元件（10）之該橫截面在面向該第一部分（13）之一內壁（25）之該側上具備一開口，尤其係一槽（26）， 或該保護元件（10；10a；10b）形成為具有一補充元件（30；30a；30b）及一閉合橫截面之至少兩部分，其中該補充元件（30；30a；30b）覆蓋面向該第一部分（13）之一內壁（25）之該側上的一開口，尤其係一槽（26）， 且 該保護元件（10；10a；10b）之至少該內壁（25）具備一塗層（27）以改良聚合物附著力，或該內壁（25）被處理以便增加其粗糙度， 或替代地，該保護元件（10；10a；10b）由用一薄片金屬毛坯（14）製成之一毛坯形成，該薄片金屬毛坯較佳地在重塑形狀態下形成一閉合橫截面，其中在一內壁（25）之區域中呈非變形或尚未完全變形狀態的該薄片金屬毛坯至少在區段中具備一塗層（27）以增加聚合物附著力或被處理以增加其粗糙度。
- 如請求項1之保護元件， 其特徵在於， 在一保護元件（10；10a；10b）形成為一體的情況下，該保護元件（10；10a；10b）具備彼此相對配置以用於覆蓋該通孔（125）之豎直延伸側壁之兩個周邊部分（18，19）。
- 如請求項1之保護元件， 其特徵在於， 在該保護元件（10；10a；10b）之一至少兩部分設計的情況下，該保護元件（10；10a；10b）之該等元件具備一半殼設計且較佳地具備平行於該內壁（25）而延行之一分模平面。
- 如請求項1至3中任一項之保護元件， 其特徵在於， 該塗層（27）由釔或鋯之一基底材料形成。
- 如請求項1至3中任一項之保護元件， 其特徵在於， 在該表面處理之後，該內壁（25）之表面具備具有在3 μm與5 μm之間的一深度之凹陷。
- 如請求項1至5中任一項之保護元件， 其特徵在於， 其由用鋁或一鋁合金製成之至少一個薄片金屬毛坯（14）形成。
- 一種具有一外壁（124）及一內壁（123）之電漿蝕刻腔室（120），在該外壁與內壁之間形成有一槽形或矩形通孔（125）以用於在該電漿蝕刻腔室（120）中向內及向外輸送待處理之組件，尤其係晶圓（W），其中根據請求項1至6中任一項而設計之一保護元件（10；10a；10b）配置於該通孔（125）中。
- 如請求項7之電漿蝕刻腔室， 其特徵在於， 該保護元件（10；10a；10b）藉由一夾持連接件（28）至少間接固定於該通孔（125）中。
- 如請求項7或8之電漿蝕刻腔室， 其特徵在於， 該保護元件（10；10a；10b）及其兩個端面（21、22）適應於該內壁（123）及該外壁（124）之形狀，以使得該兩個端面（21、22）與該內壁（123）及/或該外壁（124）齊平而終止或突出於該內壁（123）及/或該外壁（124）之外。
- 如請求項7至9中任一項之電漿蝕刻腔室， 其特徵在於， 該保護元件（10；10a；10b）容納於一插入框架（12）中，該插入框架形成該通孔（125）且可連接至該電漿蝕刻腔室（120）。
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