用于半導體設備的密封槽方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】領域
[0001]本文中公開的實施例一般涉及用于密封真空處理腔室的裝置及方法。更具體地，本文中的實施例涉及用于真空處理腔室的密封技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在制造現(xiàn)代半導體集體電路(1C)的過程中，需要在先前形成的層及結(jié)構(gòu)之上發(fā)展各種材料層。在完全形成1C之前，制造工藝經(jīng)常涉及各種真空處理腔室中的多個嚴格受控的步驟。排空腔室氣體以嚴格控制等離子體工藝以及從真空處理腔室內(nèi)移除污染物。因此，諸如等離子體輔助蝕刻、化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、加載鎖及傳送腔室及類似腔室之類的真空處理腔室被設計成在真空條件下操作。真空處理腔室沿開口或連接的表面具有密封件，以在抽吸真空時防止外部空氣被吸入到真空處理腔室內(nèi)并且在真空處理腔室內(nèi)部維持負壓。
[0003]—些真空處理腔室(諸如等離子體處理腔室)在升高的溫度下操作。例如，硅的沉積以及金屬的蝕刻通常在非常高的腔室溫度的情況下發(fā)生。等離子體腔室中的這些高溫引起腔室部件的熱膨脹，且可能有助于腔室真空密封故障。密封故障損害密封件自身，因此需要昂貴的腔室停機時間，以允許密封件更換。一些腔室制造利用大的密封槽以緩解高溫下的密封問題。然而，在較低溫度下，0形環(huán)往往從過大的密封槽掉出來。
[0004]因此，需要適合于在真空處理系統(tǒng)中使用的改良的密封技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本文中描述的實施例一般涉及適合在升高的溫度下使用的密封槽。在一些實施例中，該密封槽尤其適合在真空處理腔室及類似物中使用。
[0006]在一個實施例中，一種表面具有形成于其中的密封槽。該密封槽被配置成接受彈性體密封件。該密封槽包括第一部分，該第一部分具有完整的燕尾輪廓，以及至少第二部分，該第二部分具有半燕尾輪廓。
[0007]在另一實施例中，真空處理腔室包括:腔室主體，該腔室主體具有底部以及側(cè)壁；蓋組件，該蓋組件可在打開與關閉位置之間移動；以及密封槽，該密封槽形成在蓋組件和腔室主體中的一者中。該密封槽被配置成接受彈性體密封件，并且包括第一部分，該第一部分具有完整的燕尾輪廓，以及至少第二部分，該第二部分具有半燕尾輪廓。
[0008]在又一實施例中，密封槽被設置于表面中。該密封槽包括第一部分，該第一部分具有完整的燕尾輪廓，以及至少第二部分，該第二部分具有半燕尾輪廓。
【附圖說明】
[0009]為了可詳細理解本發(fā)明的上述特征的方式，可通過參照實施例對簡要概述于上的本發(fā)明進行更加詳細的描述，該等實施例中的一些實施例圖示于附圖中。然而應注意的是，這些附圖僅圖示本發(fā)明的典型實施例且因此不被視為限制本發(fā)明的范疇，因為本發(fā)明可允許其他等效實施例。
[0010]圖1是具有密封槽的一個實施例的示例性真空處理腔室的橫截面圖；
[0011 ]圖2是包含密封槽的真空處理腔室的蓋的仰視圖；
[0012]圖3是圖2中所示的密封槽的放大的部分俯視圖；
[0013]圖4是密封槽的且沿圖3的剖面線A-A獲取的剖面圖；以及
[0014]圖5是密封槽的且沿圖3的剖面線B-B獲取的剖面圖。
[0015]為了便于理解，已經(jīng)在可能的地方使用相同的附圖標記來指示諸圖所共有的相同元件?？蓸?gòu)想，一個實施例的元件及特征可有利地并入其他實施例而無需進一步詳述。
【具體實施方式】
[0016]本文中公開的實施例一般涉及密封技術(shù)，該密封技術(shù)用于在寬的操作溫度范圍上啟用(enable)真空處理腔室中的壓力控制。本文中描述的密封技術(shù)包括容納密封件膨脹的密封槽，同時能夠在低溫及高溫條件下將密封件保持在槽中。盡管該密封槽被公開用于真空處理腔室中，但該密封槽可被用于將密封件保持在其他表面之間，尤其是在密封件被暴露于升高的溫度的應用中。
[0017]可修改各種真空處理腔室以合并本文中描述的密封槽。例如，本發(fā)明的密封槽可被用于化學氣相沉積(CVD)腔室、物理氣相沉積(PVD)腔室、蝕刻腔室、退火腔室、恪爐、等離子體處理腔室、傳送腔室、加載鎖腔室及植入腔室以及其他腔室中。
[0018]圖1圖示了具有密封槽101的示例性真空處理腔室100。示例性真空處理腔室100被配置為蝕刻處理腔室，且適合于從基板移除一個或多個材料層。真空處理腔室100包括腔室主體105，該腔室主體105由腔室蓋組件110封圍，且在其中限定處理腔室空間152。腔室主體105具有側(cè)壁112及底部118，該底部118可被耦接至地面126。側(cè)壁112具有頂表面132。腔室主體105及真空處理腔室100的有關部件的尺寸不受限制，且一般成比例地大于待處理的基板120的尺寸。除了別的之外，基板尺寸的示例包括具有150mm的直徑、200mm的直徑、300mm的直徑及450mm的直徑以及其他直徑的基板120。
[0019]腔室主體105可由鋁或其他適當?shù)牟牧现瞥??；暹M出口113穿過腔室主體105的側(cè)壁112形成，從而便于將基板120傳送進及傳送出真空處理腔室100。進出口 113可被耦接至傳送腔室和/或基板處理系統(tǒng)的其他腔室(兩者均未圖示)。
[0020]氣源160通過入口 161將處理氣體提供至處理腔室空間152中，該入口 161穿過腔室主體105或蓋組件110而形成。在一個或多個實施例中，處理氣體可包括蝕刻劑及鈍化氣體。
[0021]噴頭114可被耦接至蓋組件110。噴頭114具有數(shù)個氣體輸送孔150，該數(shù)個氣體輸送孔150用于分配通過入口 161進入腔室空間152的處理氣體。噴頭114可通過匹配電路141連接至RF電源142。提供至噴頭114的RF功率激勵離開噴頭114的處理氣體，以在處理腔室空間152內(nèi)形成等離子體。
[0022]基板支撐底座135在處理腔室空間152中被設置在噴頭114下方?；逯蔚鬃?35可包括用于在處理期間保持基板120的靜電夾盤(ESC)122。環(huán)形組件130被設置于ESC 122上，且沿著基板支撐底座135的外圍。環(huán)形組件130被配置成控制基板120的邊緣處的蝕刻氣體自由基的分配，同時屏蔽基板支撐底座135的頂表面免受真空處理腔室100內(nèi)部的等離子體環(huán)境的侵害。
[0023]ESC 122由與匹配電路124集成的RF電源125供電。ESC 122包括嵌入在介電主體133內(nèi)的電極134 AF電源125可將約200伏特至約2000伏特的RF夾持電壓提供至電極13LRF電源125還可被耦接至系統(tǒng)控制器，以用于通過將DC電流引導至電極以用于夾持與解夾持基板120來控制電極134的操作。
[0024]提供冷卻基底129以保護基板支撐底座135，且該冷卻基底129輔助控制基板120的溫度。冷卻基底129與ESC 122共同工作，以將基板溫度維持在正于基板120上制造的設備的熱預算所需的溫度范圍內(nèi)。ESC 122可包括用于加熱基板的加熱器，而冷卻基底129可包括用于循環(huán)傳熱流體的導管，以從ESC 122及設置在該ESC上的基板散熱。例如，ESC 122及冷卻基底129可被配置成對于某些實施例，將基板120維持在約負25攝氏度至約100攝氏度的溫度下，對于其他實施例，將基板120維持在約100攝氏度至約200攝氏度的溫度下，以及對于又其他實施例，將基板120維持在約200攝氏度至約500攝氏度的溫度下。在一個實施例中，通過ESC 122及冷卻基底129將基板120溫度維持在15至40攝氏度下。
[0025]使升降桿(未圖示)選擇性地移動通過基板支撐底座135，以將基板120舉在基板支撐底座135的上方，以便于通過傳送機器人或其他適當?shù)膫魉蜋C構(gòu)存取基板120。
[0026]陰極電極138被設置于基板支撐底座135中，并且通過集成匹配電路137連接至RF電源136。陰極電極138從基板120下方將功率電容性地耦合至等離