用于半导体设备的密封槽方法
【专利说明】
【背景技术】领域
[0001]本文中公开的实施例一般涉及用于密封真空处理腔室的装置及方法。更具体地，本文中的实施例涉及用于真空处理腔室的密封技术。
【背景技术】
[0002]在制造现代半导体集体电路(1C)的过程中，需要在先前形成的层及结构之上发展各种材料层。在完全形成1C之前，制造工艺经常涉及各种真空处理腔室中的多个严格受控的步骤。排空腔室气体以严格控制等离子体工艺以及从真空处理腔室内移除污染物。因此，诸如等离子体辅助蚀刻、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、加载锁及传送腔室及类似腔室之类的真空处理腔室被设计成在真空条件下操作。真空处理腔室沿开口或连接的表面具有密封件，以在抽吸真空时防止外部空气被吸入到真空处理腔室内并且在真空处理腔室内部维持负压。
[0003]—些真空处理腔室(诸如等离子体处理腔室)在升高的温度下操作。例如，硅的沉积以及金属的蚀刻通常在非常高的腔室温度的情况下发生。等离子体腔室中的这些高温引起腔室部件的热膨胀，且可能有助于腔室真空密封故障。密封故障损害密封件自身，因此需要昂贵的腔室停机时间，以允许密封件更换。一些腔室制造利用大的密封槽以缓解高温下的密封问题。然而，在较低温度下，0形环往往从过大的密封槽掉出来。
[0004]因此，需要适合于在真空处理系统中使用的改良的密封技术。
【发明内容】
[0005]本文中描述的实施例一般涉及适合在升高的温度下使用的密封槽。在一些实施例中，该密封槽尤其适合在真空处理腔室及类似物中使用。
[0006]在一个实施例中，一种表面具有形成于其中的密封槽。该密封槽被配置成接受弹性体密封件。该密封槽包括第一部分，该第一部分具有完整的燕尾轮廓，以及至少第二部分，该第二部分具有半燕尾轮廓。
[0007]在另一实施例中，真空处理腔室包括:腔室主体，该腔室主体具有底部以及侧壁；盖组件，该盖组件可在打开与关闭位置之间移动；以及密封槽，该密封槽形成在盖组件和腔室主体中的一者中。该密封槽被配置成接受弹性体密封件，并且包括第一部分，该第一部分具有完整的燕尾轮廓，以及至少第二部分，该第二部分具有半燕尾轮廓。
[0008]在又一实施例中，密封槽被设置于表面中。该密封槽包括第一部分，该第一部分具有完整的燕尾轮廓，以及至少第二部分，该第二部分具有半燕尾轮廓。
【附图说明】
[0009]为了可详细理解本发明的上述特征的方式，可通过参照实施例对简要概述于上的本发明进行更加详细的描述，该等实施例中的一些实施例图示于附图中。然而应注意的是，这些附图仅图示本发明的典型实施例且因此不被视为限制本发明的范畴，因为本发明可允许其他等效实施例。
[0010]图1是具有密封槽的一个实施例的示例性真空处理腔室的横截面图；
[0011 ]图2是包含密封槽的真空处理腔室的盖的仰视图；
[0012]图3是图2中所示的密封槽的放大的部分俯视图；
[0013]图4是密封槽的且沿图3的剖面线A-A获取的剖面图；以及
[0014]图5是密封槽的且沿图3的剖面线B-B获取的剖面图。
[0015]为了便于理解，已经在可能的地方使用相同的附图标记来指示诸图所共有的相同元件。可构想，一个实施例的元件及特征可有利地并入其他实施例而无需进一步详述。
【具体实施方式】
[0016]本文中公开的实施例一般涉及密封技术，该密封技术用于在宽的操作温度范围上启用(enable)真空处理腔室中的压力控制。本文中描述的密封技术包括容纳密封件膨胀的密封槽，同时能够在低温及高温条件下将密封件保持在槽中。尽管该密封槽被公开用于真空处理腔室中，但该密封槽可被用于将密封件保持在其他表面之间，尤其是在密封件被暴露于升高的温度的应用中。
[0017]可修改各种真空处理腔室以合并本文中描述的密封槽。例如，本发明的密封槽可被用于化学气相沉积(CVD)腔室、物理气相沉积(PVD)腔室、蚀刻腔室、退火腔室、恪炉、等离子体处理腔室、传送腔室、加载锁腔室及植入腔室以及其他腔室中。
[0018]图1图示了具有密封槽101的示例性真空处理腔室100。示例性真空处理腔室100被配置为蚀刻处理腔室，且适合于从基板移除一个或多个材料层。真空处理腔室100包括腔室主体105，该腔室主体105由腔室盖组件110封围，且在其中限定处理腔室空间152。腔室主体105具有侧壁112及底部118，该底部118可被耦接至地面126。侧壁112具有顶表面132。腔室主体105及真空处理腔室100的有关部件的尺寸不受限制，且一般成比例地大于待处理的基板120的尺寸。除了别的之外，基板尺寸的示例包括具有150mm的直径、200mm的直径、300mm的直径及450mm的直径以及其他直径的基板120。
[0019]腔室主体105可由铝或其他适当的材料制成。基板进出口113穿过腔室主体105的侧壁112形成，从而便于将基板120传送进及传送出真空处理腔室100。进出口 113可被耦接至传送腔室和/或基板处理系统的其他腔室(两者均未图示)。
[0020]气源160通过入口 161将处理气体提供至处理腔室空间152中，该入口 161穿过腔室主体105或盖组件110而形成。在一个或多个实施例中，处理气体可包括蚀刻剂及钝化气体。
[0021]喷头114可被耦接至盖组件110。喷头114具有数个气体输送孔150，该数个气体输送孔150用于分配通过入口 161进入腔室空间152的处理气体。喷头114可通过匹配电路141连接至RF电源142。提供至喷头114的RF功率激励离开喷头114的处理气体，以在处理腔室空间152内形成等离子体。
[0022]基板支撑底座135在处理腔室空间152中被设置在喷头114下方。基板支撑底座135可包括用于在处理期间保持基板120的静电夹盘(ESC)122。环形组件130被设置于ESC 122上，且沿着基板支撑底座135的外围。环形组件130被配置成控制基板120的边缘处的蚀刻气体自由基的分配，同时屏蔽基板支撑底座135的顶表面免受真空处理腔室100内部的等离子体环境的侵害。
[0023]ESC 122由与匹配电路124集成的RF电源125供电。ESC 122包括嵌入在介电主体133内的电极134 AF电源125可将约200伏特至约2000伏特的RF夹持电压提供至电极13LRF电源125还可被耦接至系统控制器，以用于通过将DC电流引导至电极以用于夹持与解夹持基板120来控制电极134的操作。
[0024]提供冷却基底129以保护基板支撑底座135，且该冷却基底129辅助控制基板120的温度。冷却基底129与ESC 122共同工作，以将基板温度维持在正于基板120上制造的设备的热预算所需的温度范围内。ESC 122可包括用于加热基板的加热器，而冷却基底129可包括用于循环传热流体的导管，以从ESC 122及设置在该ESC上的基板散热。例如，ESC 122及冷却基底129可被配置成对于某些实施例，将基板120维持在约负25摄氏度至约100摄氏度的温度下，对于其他实施例，将基板120维持在约100摄氏度至约200摄氏度的温度下，以及对于又其他实施例，将基板120维持在约200摄氏度至约500摄氏度的温度下。在一个实施例中，通过ESC 122及冷却基底129将基板120温度维持在15至40摄氏度下。
[0025]使升降杆(未图示)选择性地移动通过基板支撑底座135，以将基板120举在基板支撑底座135的上方，以便于通过传送机器人或其他适当的传送机构存取基板120。
[0026]阴极电极138被设置于基板支撑底座135中，并且通过集成匹配电路137连接至RF电源136。阴极电极138从基板120下方将功率电容性地耦合至等离