[实用新型]适于覆盖半导体处理腔室的至少一部分内壁的上腔室衬垫

说明书

技术领域

【001】本实用新型实施例一般涉及真空处理腔室，其用于在半导体衬底等中刻蚀高纵横比部件。更具体地，本实用新型一般涉及上腔室衬垫，其适合用在真空处理腔室中以刻蚀高纵横比部件。

背景技术

【002】对更快、功能更强的集成电路(IC)器件的要求已经对IC制造技术提出新的挑战，包括需要刻蚀高纵横比部件，如诸如半导体晶片的衬底上的沟槽或通孔。例如，在某些动态随机存取存储器中应用的深沟槽存储结构要求在半导体衬底中刻蚀深的高纵横比沟槽。深硅沟槽刻蚀通常是在反应离子刻蚀(RIE)工艺中用二氧化硅掩膜进行的。

【003】在刻蚀高纵横比部件中具有强大性能的传统系统是CENTURA HART^TM刻蚀系统，其可从位于加利福尼亚Santa Clara的应用材料公司得到。HART^TM刻蚀系统利用MERIE反应器，该反应器能够刻蚀具有高达70∶1纵横比的沟槽，同时保持从中央到边缘5％的沟槽深度一致性。然而，为了使得能够制造具有亚90纳米临界尺寸的集成电路，电路设计者要求提高的沟槽一致性，甚至在高纵横比的情况下。因此，希望提高刻蚀性能，从而使得下一代器件能够实现。

【004】因此，需要用于刻蚀高纵横比部件的改进装置。

实用新型内容

【005】本实用新型实施例提供一种装置，如适于刻蚀高纵横比的部件的处理腔室。其它实施例包括用在处理腔室中的上腔室衬垫。

【006】在一个实施例中，上腔室衬垫包括圆柱主体，其具有在外表面上形成的凹口。狭槽位于凹口中并穿过所述主体。圆柱主体包括上边缘和下边缘。法兰从所述主体的上边缘径向向外延伸。

【007】在另一个实施例中，上腔室衬垫适于覆盖半导体处理腔室内壁的至少一部分，其包括具有上边缘和下边缘的圆柱主体。该主体是由开口腔(atrium)形成或覆盖有氧化物。主体的上边缘具有径向向外延伸的法兰。主体的下边缘包括啮合部件，其经配置与第二衬垫紧密配合。凹口是在主体的外表面上形成的，并具有位于其中的狭槽。狭槽延伸穿过主体。

【007.1】在另一个实施例中，一种适于覆盖半导体处理腔室内壁的至少一部分的上腔室衬垫，该衬垫包括具有上边缘、下边缘、外壁和内壁的圆柱铝主体，钇或钇氧化物中的至少一种的涂层，其设置在所述主体的内壁上，从所述主体的上边缘径向向外延伸的法兰，形成在所述下边缘中，并经配置从而与第二衬垫匹配的阶梯状的啮合部件，从所述主体的内表面径向向内延伸并具有上表面的唇状体，该上表面具有形成在其中的O形圈凹槽，在所述主体的外表面中形成并具有多个固定孔的凹口，形成在所述主体的外壁中的凹陷，设置在所述凹陷处并穿过所述主体形成的孔；和设置在所述凹口中并穿过所述主体形成的狭槽。

【008】在一个实施例中，处理腔室包括腔室主体，其具有位于其中的喷头组件和衬底支撑组件。喷头组件包括至少两个流体地隔离的充气室(plenum)，可透射光学计量信号的区域，以及多个穿过喷头组件形成的气体通道，喷头组件将充气室流体地耦合至腔室主体的内部容积或空间(interior volume)。

【009】在另一个实施例中，处理腔室包括腔室主体，其具有位于其中的喷头组件和衬底支撑组件。喷头组件包括内部气体流动区、外部气体流动区和可透射光学计量信号的区域。所述内部和外部区彼此是流体地隔离的。衬底支撑组件包括至少两个独立可控制的且横向隔开的温度区。设置光学计量系统，以通过喷头组件的可透射区域观察腔室主体的内部容积。衬底支撑组件具有偏压电源和至少两个耦合到其上的等离子体电源。

【010】在另一个实施例中，处理腔室包括具有位于其中的气体分配板和衬底支撑组件的腔体。气体分配板具有一组外部气流孔、一种内部气流孔和一组光学计量孔。内部气体流动区是通过第一组气流孔流体地耦合到腔室主体内部容积。外部气体流动区与内部区隔离，并通过第二组气流孔耦合到所述内部容积。陶瓷插塞具有多个孔并与光学计量孔和窗口对齐。衬底支撑组件被安置在腔室主体中并具有至少两个独立可控制的且横向隔开的温度区。安置光学计量系统以便通过窗口、插塞中的孔和光学计量孔限定的光学通道观察腔室主体的内部容积。衬底支撑组件具有偏压电源和至少两个耦合到其中的等离子体电源。

【011】在另一个实施例中，提供了一种用于刻蚀高纵横比部件的方法，其包括向混合歧管提供多种气体，控制从混合歧管流到处理腔室中不同区域的混合气体比率；并旁路混合歧管向处理腔室的至少一个区域提供至少一种直接注入气体。