專利名稱：一種從支撐表面清除處理殘留物的清潔晶片的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于清潔襯底支架的表面的裝置，特別是涉及一種從支撐表面清除處理殘留物的清潔晶片，所述支撐表面被用于在激勵氣體中的襯底處理。
背景技術：
在半導體和顯示器的制造中，通過諸如化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、離子注入、氧化和氮化這樣的工藝將材料形成或沉積在襯底上，例如半導體晶片或絕緣體上。在襯底上形成的材料也能夠被蝕刻，從而限定出電路和裝置的功能部件。這樣的工藝一般在可產(chǎn)生等離子體的處理腔里進行。在這些工藝過程中，襯底被支撐在襯底支架上，例如靜電夾盤上。靜電夾盤典型地包括具有支撐表面的絕緣體，支撐表面覆蓋一個被施加電壓的電極。施加的電壓產(chǎn)生靜電力，靜電力在處理過程中把襯底牢固地固定在支撐表面上。在授予Tsai等人的美國6563686號專利中描述了靜電夾盤的一個示例，該專利于2001年3月19日提交并已轉(zhuǎn)讓給Applied Materials公司，在此通過引用方式將該專利的全部內(nèi)容并入本文。腔中的其他支撐表面可包括起模頂桿和襯底傳送器的表面。腔通常也具有包圍襯底支架的圍壁、氣體分配器和排放裝置及氣體激發(fā)器。
在襯底處理中，處理殘留物可沉積在處理工具組部件(例如遮護板)的表面上。處理殘留物可以是，例如通過把材料蝕刻或沉積到襯底而產(chǎn)生的處理副產(chǎn)物。這些處理副產(chǎn)物通過從組件(例如處理工具組)剝落到支撐表面上，從而在支撐表面上累積，例如在靜電夾盤的襯底接收表面上累積。同樣，有時來自其他腔中的晶片碎片的硅粒子可經(jīng)由襯底傳送器傳送到處理腔中，并且傳送到靜電夾盤表面上。這些粒子和靜電夾盤表面上的殘留物是不希望有的，因為它們會降低夾盤和襯底之間的靜電夾力的大小。夾力減少會導致襯底在處理過程中在靜電夾盤上滑動，以及襯底處理結(jié)果不均勻。而且，襯底固定無力可能會使背部傳熱氣體泄漏，這就導致襯底溫度不均勻。在某些情況下，靜電夾盤上較大的粒子甚至會妨礙其他襯底的處理，而且需要向處理腔通風，以人工地從靜電夾盤的表面上除去這些粒子，這就不受歡迎地增加了處理腔的停機時間和用戶的成本。
在清潔工藝的一個方案中，在清潔液中清洗支架表面，以溶解并沖走該表面上的所有殘留物。然而，傳統(tǒng)的清潔液通常會腐蝕夾盤表面。同樣，這種工藝經(jīng)常需要從處理腔中移走靜電夾盤，并給處理腔通風至大氣壓力，這也會導致不受歡迎的處理腔停機。
在另一個方案中，利用一種模擬晶片(dummy wafer)來除去靜電夾盤表面的殘留物，例如在授予Yen等人的美國5746928號專利中描述的，該專利于1996年6月3日提交，在此通過引用將其全部內(nèi)容并入本文。在這個方案中，模擬晶片被放置在處理腔中的夾盤上，且向夾盤施加一個電壓。當關閉電壓時，模擬晶片以及粘附到模擬晶片背部的碎片和污染物被從夾盤移去。但是，由于粒子與模擬晶片的堅硬背部的粘附力有限，所以這個方法常常不能從夾盤表面充分清除粒子，特別是難以清潔較大的粒子。而且，這樣的模擬晶片也可能會污染那些通過摩擦其上的晶片材料來進行清潔的表面。
在授予Huang等人的美國5671119號專利中描述了清潔方法的另一個方案，該專利于1996年3月22日提交，在此通過引用將其全部內(nèi)容并入本文。在這個方案中，柔軟的粒子粘附片被粘附到模擬晶片上，例如通過真空潤滑油來粘附，以幫助從蝕刻腔的靜電夾盤上除去污染粒子。但是，雖然粒子到柔軟粘附片的粘附力相對于模擬晶片單獨的裸露表面增強了，但這個方法仍然沒有提供清潔支撐表面的滿意結(jié)果。特別是，通過真空潤滑油粘附的柔軟粘附片可能不適合清潔通常在超高真空中工作的處理腔，例如在小于約10-7barr(9.8×10-7標準大氣壓)工作的沉積腔，因為真空潤滑油能污染腔。而且，由真空潤滑油固定的粘附片在超過室溫的較高溫度下可能不能良好工作，例如那些典型在處理腔中使用的粘附片。此外，松散固定的粘附片可能沒有充分粘附到模擬晶片，并且可能難以在不層壓粘附片的情況下松開模擬晶片。松散固定的粘附片材料可能也沒有在夾盤和模擬晶片之間提供足夠的靜電夾力，使得這層只是輕壓夾盤表面上的粒子。而且，通常模擬晶片具有許多粒子數(shù)和大量的化學雜質(zhì)。這些粒子和雜質(zhì)能污染柔軟的粘附片，例如在盒中彼此靠近的模擬晶片的傳輸過程中。
在2001年12月13日公布的Namikawa等人的WO01/94036專利申請中描述了清潔層的另一個方案，該申請在此全部并入作為參考。在這個方案中，清潔片具有在基材料上包括聚合物的清潔層，并且其通過粘附層附到一個傳輸構件，例如半導體晶片。但是這個實施例也存在問題，因為粘附層能在處理腔中產(chǎn)生污染，且多個材料層能減小靜電夾力。一個或多個層也能夠在清潔工藝過程中從半導體晶片滑動或剝離，導致更差地清潔支撐表面。
據(jù)此，希望具有一種清潔支撐表面(例如靜電夾盤)的方法和工具，其基本上不需要對處理腔通風。而且進一步希望具有一種方法和工具，其允許清潔足夠數(shù)量的粒子，而不需要從處理腔移去支架。還希望具有一種方法和工具，其允許從處理腔中除去粒子而不讓粒子落在腔中，或者不會在處理腔中中造成污染。
實用新型的內(nèi)容在一種方案中，提供了一種從支撐表面清除處理殘留物的清潔晶片，所述支撐表面被用于在激勵氣體中的襯底處理。所述清潔晶片包括一個圓盤，其包括源自液態(tài)前體的聚酰亞胺層，通過把液態(tài)聚酰亞胺前體施加到該圓盤，所述聚酰亞胺層直接形成在該圓盤上。所述聚酰亞胺層具有小于約50微米的厚度；和一個清潔表面，其形狀與所述支撐表面的輪廓相匹配，從而使處理殘留物粘附到所述清潔表面上，并且在從所述支撐表面移去所述清潔晶片時，所述處理殘留物從所述支撐表面被清除。
在從支撐表面清除處理殘留物的清潔晶片的另一種方案中，所述支撐表面被由于在激勵氣體中的襯底處理，所述清潔晶片具有一個圓盤，所述圓盤具有一個帶有清潔表面的聚合物層，且清潔表面的形狀匹配支撐表面的輪廓，及一個圍繞所述聚合物層的電極。所述電極能夠被充電以產(chǎn)生靜電力來對著支撐表面按壓清潔表面。處理殘留物粘附到所述清潔表面，并且在從所述支撐表面移去清潔晶片時其從支撐表面被清除。
在一個方案中，一種制造能夠從襯底支撐表面清除處理殘留物的清潔晶片的方法，其包括提供一個清潔圓盤，施加液態(tài)聚酰亞胺前體到該清潔圓盤，以在其上形成聚酰亞胺層，通過把液態(tài)聚酰亞胺層濺射或旋涂到所述圓盤上來在所述圓盤上形成聚酰亞胺前體膜，并且硬化聚酰亞胺前體膜以形成聚酰亞胺層。
在另一個方案中，一種從支撐表面清除處理殘留物的清潔晶片具有一個有第一和第二相對面的圓盤，所述支撐表面被用于在激勵氣體中的襯底處理。所述清潔晶片具有一個金屬層，該金屬層的清潔表面的形狀與所述支撐表面的輪廓相匹配。所述清潔晶片在所述圓盤的第二面上也可具有第二金屬層。處理殘留物粘附到所述清潔表面，并且在從所述支撐表面移去清潔晶片時其從支撐表面被清除。


根據(jù)下面的描述、所附的權利要求和附圖，本實用新型的這些特征、方面和優(yōu)點將會被更好地理解，其中附圖說明了本實用新型的實施例。但是應該理解的是，可以在本實用新型中一般地使用每個特征，而不僅僅是在特定附圖的背景下，且本實用新型包括這些特征的任意組合，其中圖1是靜電夾盤支撐表面上一個清潔晶片的實施例的橫截面圖；圖2是清潔晶片的另一個實施例的橫截面圖；圖3是清潔晶片的又一個實施例的橫截面圖；和圖4是化學氣相沉積腔實施例的橫截面圖，其具有能夠被清潔晶片清潔的支撐表面。
具體實施方式
清潔工具20用于對襯底支架的表面180進行清潔，其包括一個清潔晶片22。清潔晶片22的一個實施例如圖1所示。清潔晶片22適于對支架(例如真空夾盤或靜電夾盤108)進行清潔，靜電夾盤108在電極145之上具有絕緣材料109，以在處理腔106中靜電地固定襯底104。清潔晶片22也可以清潔其他組件，例如起模頂桿152或襯底傳送器153，這些組件具有對襯底104進行支撐的支撐表面。清潔晶片22包括其上具有聚合物層26的圓盤24，其中聚合物層26具有一個能夠從支撐表面180清除處理殘留物30的清潔表面28。清潔表面28的形狀和尺寸與支撐表面180的輪廓基本上相匹配。例如，清潔表面28可以可以基本上是平坦的，以使表面28齊平地放置在與襯底104相接觸的支撐表面180的平坦部分?；蛘?，清潔表面28可包括隆起或溝槽，以匹配支撐表面180中的溝道或墊片。清潔表面28的直徑或?qū)挾瘸叽缫不酒ヅ渲伪砻?80的直徑或?qū)挾?，以允許清潔表面28良好地覆蓋支撐表面180。
組成圓盤24的材料適于支撐由清潔材料制成的聚合物層26。例如，圓盤24可包括絕緣材料或半導體材料，例如氧化鋁、石英、硅和聚碳酸酯中的至少一種。圓盤24也可包括金屬材料，例如鋁、鋁合金、不銹鋼和鈦中的至少一種。在一個方案中，圓盤24包括一個高粒子等級的優(yōu)質(zhì)硅晶片(particle grade high quality silicon wafer)，其在處理腔106中造成的粒子污染很少。高粒子等級的優(yōu)質(zhì)硅晶片可包括，例如在晶片表面25上尺寸為至少約0.2微米的粒子少于約50個。高粒子等級的優(yōu)質(zhì)硅晶片也可包括降低級別的金屬污染物，例如少于約5×1011atoms/cm2(原子每平方厘米)的污染物金屬。雖然清潔晶片22優(yōu)選包括圓盤24和具有環(huán)形周界的聚合物層26，但應該理解的是清潔晶片22也可包括其他外圍形狀，例如正方形、三角形或矩形形狀的周界，以適應更多的包括有角表面的支撐表面，例如平板顯示器的支撐表面。
聚合物層26中所包括的聚合物具有增強處理殘留物30到清潔表面28的粘附性的屬性。例如聚合物層26可包括具有最佳性質(zhì)的聚合物，例如具有最佳的彈性模數(shù)、硬度和表面能，使得聚合物層26能夠選出和保留處理殘留物的粒子。將清潔晶片22的清潔表面28壓靠在支撐表面180上，這將使處理殘留物30至少部分地嵌入相對柔軟的聚合物層26中。當從支撐表面180移走清潔晶片22時，粘附的處理殘留物30被抬離支撐表面180，從而提供一個清潔的支撐表面180。在一個方案中，小于2GPa甚至小于1GPa的硬度是合適的，這能夠通過硬度負載和位移壓痕測試來測量，如在Journal of Research of theNational Institute of Standards and Technology，Vol.108，No.4，July-August 2003中的文獻Review of Instrumented Indentation中描述的，在此以引用方式將該篇文獻的內(nèi)容全部并入本文。合適的彈性模數(shù)可以是至少0.98N/mm2，這是根據(jù)JIS K7127確定的。在另一個方案中，聚合物層26包括小于約30mJ/m2的表面自由能。在2001年12月13日公布的Namikawa等人的WO01/94036專利申請中描述了增強處理殘留物的粘附力的屬性及其測量的示例，在此通過引用將該專利的全部內(nèi)容并入本文。
可優(yōu)化的另一個屬性是聚合物層26的耐熱性。例如，聚合物層26的成分和屬性可被優(yōu)化，以在真空壓力下經(jīng)受高達400℃的溫度，例如從約25℃、甚至從約150℃到約400℃。要求聚合物層26耐熱是因為這樣的聚合物層26在處理腔保持較高溫度(例如在處理過程中使用的溫度)時能夠同時清潔支撐表面180。因此，較高的清潔溫度允許進行清潔處理，而基本上無需在不同的處理和清潔溫度之間進行處理腔溫度的循環(huán)變化。
在一個方案中，聚合物層26包括一種或多種聚酰亞胺聚合物，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)聚酰亞胺聚合物適于對處理殘留物30進行清潔。聚酰亞胺是在聚合物鏈中具有酰亞胺基團(-CONRCO-)的聚合物，其中R代表氫或者含碳基團，例如甲基(CH3)或芳香環(huán)。聚酰亞胺的例子包括線型聚酰亞胺和芳香族雜環(huán)聚酰亞胺，例如Kapton和Pyralin，它們可從Du Pont High Performance Films，Circleville OH，U.S.A處購得。聚酰亞胺提供除去處理殘留物所需的粘附屬性，并且在高溫和真空環(huán)境中具有良好的抗蝕性。
聚酰亞胺層26優(yōu)選從液態(tài)聚酰亞胺前體中衍生而得，液態(tài)聚酰亞胺前體被直接施加到圓盤24的底表面32上，從而形成一個前體膜，并且基本上不需要居間的粘附層。直接施加的液態(tài)聚酰亞胺前體在表面32上硬化，從而在圓盤24和聚酰亞胺層26之間提供了牢固的粘合。能夠通過施加包括一種或多種聚酰亞胺前體的液態(tài)前體來形成聚酰亞胺層26，并且聚酰亞胺層26也能夠包括其他聚合物前體，添加這些其他聚合物前體是為了增強聚酰亞胺層26的屬性。液態(tài)聚酰亞胺前體膜也可被固化，以使聚酰亞胺前體交聯(lián)并形成硬化的聚酰亞胺層26，例如通過將液態(tài)聚酰亞胺前體加熱到至少約250℃。其他固化方法包括將聚酰亞胺前體暴露于紫外線或某種化學固化劑中。在一個方案中，通過把一層聚酰亞胺旋涂(spin-coating)到表面32上來形成聚酰亞胺層26。在旋涂工藝中，液態(tài)聚酰亞胺前體被提供到一個表面上，且該表面被旋轉(zhuǎn)以提供一個均勻的涂層。下列專利中介紹了聚酰亞胺旋涂工藝的例子2001年1月9日頒布授予Crabtree等人的、轉(zhuǎn)讓給NECElectronics，Inc公司的美國6171980號專利，并在1993年8月24日頒布授予Shinohara的、轉(zhuǎn)讓給NEC Corporation公司的美國5238878號專利，和2000年3月7日頒布授予Kikuchi等人的、轉(zhuǎn)讓給FujitsuLimited公司的美國6033728號專利，所有這些專利在此全部以引用方式并入本文。在另一個方案中，利用噴濺方法將液態(tài)聚酰亞胺前體直接噴涂(spray-coat)到圓盤24的底表面32上，以形成噴濺的聚酰亞胺層26。
直接施加的液態(tài)聚酰亞胺前體提供了一個聚酰亞胺層26，該聚酰亞胺層26甚至在高真空處理腔(小于約10-7barr)中提供了好的清潔結(jié)果，并且基本上不污染處理腔。此外，由于液態(tài)前體是直接施加的，所以在圓盤24和所得到的聚酰亞胺層26之間會形成一種強結(jié)合，其允許在清潔過程中將聚酰亞胺層26牢固地壓入支撐表面180中，而在從表面180移走清潔晶片22時聚酰亞胺層26基本上不會發(fā)生層離。通過把液態(tài)聚酰亞胺前體直接施加到圓盤24來形成聚酰亞胺層26，以允許形成較薄的聚酰亞胺層26，其提供了良好的靜電附著力，同時也保留處理殘留物30的粒子。聚合物層26優(yōu)選是足夠厚的，以容納和保留經(jīng)由清潔表面28被壓進聚合物層26的處理殘留物30，同時也是足夠薄的，以在清潔晶片22和靜電夾盤108之間提供良好的靜電附著力。聚合物層26的合適厚度可小于約50微米厚，例如從約5微米到約50微米厚，甚至小于約30微米厚，例如約15微米到約20微米厚。
在另一個方案中，通過在聚合物層26周圍提供電極34作為清潔晶片22的一部分，能夠增加清潔晶片22與靜電夾盤108的靜電吸附力，以改善支撐表面180的清潔，如圖2中的示例所示。在電極34與靜電夾盤108中的電極之間直接產(chǎn)生強夾力，靜電夾盤108把清潔晶片22吸附到支撐表面180，最好使用足以把處理殘留物30嵌入到支撐表面180的力。例如，電壓可施加給靜電夾盤108中的電極145，同時清潔晶片22在支撐表面180上，以產(chǎn)生對著支撐表面180靜電地夾緊清潔晶片22的靜電力。電極34包括能夠被充電以生產(chǎn)靜電力的導電材料，例如鋁、銅、鈦、鎳、鉻和鋯中的至少一種。
在一個方案中，電極34至少部分嵌入在聚合物層26中，如圖2中的示例所示?？赏ㄟ^合適的方法形成電極34，包括各種沉積方法，例如物理氣相沉積、電子氣相沉積、電鍍、絲網(wǎng)印刷和本領域技術人員公知的其他方法。在一個方案中，電極34包括金屬層36，并且甚至可以包括嵌入在聚合物層26中的網(wǎng)狀電極或線柵。在一個方案中，聚合物層26包括聚合材料的第一和第二層26a、26b。第一聚合物層26a能夠被直接粘合到圓盤24，而第二聚合物層26b包括清潔表面28。電極34形成在兩個層26a、26b之間，在第一聚合物層26a的底表面40上，且第二聚合物層26b形成在電極下表面42上。第二聚合物層26b的厚度優(yōu)選是較薄的，以提供電極34的足夠靜電偏置，例如小于約8微米的厚度，甚至從約2微米到約5微米厚。第一聚合物層26a的厚度可大于第二聚合物層26b的厚度，并且可以是至少約10微米，例如從約10微米到約15微米。電極34的合適厚度可以是從約200埃到約1000埃。
在又一個方案中，電極34能夠包括較薄的金屬層36，其形成在聚合物層26的清潔表面28上(未示出)。金屬層36的厚度優(yōu)選足夠薄，使得處理殘留物能夠穿過金屬層36，以變成嵌入在聚合物層26中。合適的金屬層36的厚度可小于約1000埃，并且甚至小于約500埃，例如從約200埃到約500埃的厚度。在靜電夾緊時，金屬層36把結(jié)合的清潔表面28拖向支撐表面180，因此把處理殘留物壓入聚合物層26，以清潔支撐表面180。雖然具有聚合物層26和電極34的清潔晶片22的優(yōu)選實施例在圖2中描述和示出，清潔晶片22也可包括這些實施例的各種變化和組合。例如，清潔晶片22可包括多個電極34并且也能包括一個或多個聚合物層26的不同排列。
在又一個方案中，聚合物層26可包括足夠低的電阻率，以作為相對漏電的絕緣體，其幫助將清潔晶片22夾緊到支撐表面180，并且也可在清潔之后幫助釋放夾緊電荷(chucking charge)。例如聚合物層26可通過控制聚合物的電屬性(例如聚合物結(jié)構的分子連接性或者聚合物層成分)的工藝來施加，以提供所需的較低的電阻率。聚合物層26也可摻雜某種添加劑(例如金屬)，例如在液態(tài)前體應用工藝中，以提供所需的電阻率。作為另一個示例，包括粉狀石墨的添加劑可加到液態(tài)前體中，以增強聚合物的導電性。在又一個示例中，聚合物層26可包括被注入添加劑的離子注入層以提供較高的導電性，添加劑包括金屬離子。在一個方案中，聚合物層26可包括具有添加劑的第一層26a，添加劑提供所需的較低的電阻率，及在清潔表面28的基本沒有添加劑的第二層26b，以減少添加劑造成的支撐表面180的污染。聚合物層26的電阻率可足夠低，以增強對著支撐表面180夾緊清潔晶片22的夾力，該電阻率可以小于1012Ω·cm(歐姆·厘米)，例如從約106Ω·cm到約1012Ω·cm。
在又一個方案中，從支撐表面180清除處理殘留物的清潔晶片22包括具有金屬清潔表面28的柔軟金屬層46a，金屬層46a能夠從表面180選出和保留殘留物30，以清潔表面180，如圖3中的示例所示。這個方案對于在保持非常高溫的處理腔106中清潔支架是特別有利的，而保持非常高溫的處理腔106可能是聚合物26不希望的，例如超過400℃，甚至超過450℃。在這個方案中，柔軟的金屬層46a形成在圓盤24的第一面48a上，例如圓盤24的底表面32。第二金屬層46b也能夠形成在圓盤24的另一面48b上，例如圓盤24的上表面33上。第二金屬層46b會使圓盤24出現(xiàn)彎曲或扭曲的情況減少，而圓盤24的彎曲或扭曲會因第一柔軟金屬層46a與圓盤24之間的熱膨脹不匹配而出現(xiàn)。或者，清潔晶片22可缺少第二金屬層46b。柔軟的金屬層46a優(yōu)選包括較小的厚度，該厚度足以保留清潔表面28上的處理殘留物30。例如，柔軟的金屬層46a的厚度可從約1微米到約10微米。第二金屬層46b的厚度可相同或基本類似，且優(yōu)選包括與第一金屬層46a相同的成分。
柔軟的金屬層46a包括一種或多種金屬，其柔軟得足以把殘留物30嵌入清潔表面28中。例如，金屬層46a、46b可包括鋁、銅和銦中的至少一種。金屬層成分也關于金屬污染的考慮來選擇。例如，可在鋁沉積腔中提供鋁清潔層46a，而在銅沉積腔中提供銅清潔層46a。因此，包括金屬層46a、46b的清潔晶片22甚至在更高的溫度為從支撐表面180清除殘留物30作準備。
在用清潔晶片22清潔支撐表面180的方法的一個方案中，清潔晶片22被放置在襯底處理腔106內(nèi)的靜電夾盤108的支撐表面180上。處理腔106中的氣體通過抽空至真空壓力(例如約10-7barr(9.8×10-7atm))被耗盡，以從處理腔106除去可能的污染物。處理腔106中的溫度，例如襯底支架的溫度可保持在從約25℃至約400℃。然后電壓從電極供應143被施加到靜電夾盤108中的電極145，以對著支撐表面180壓下清潔晶片22的清潔表面28。在一個方案中，電壓是DC電壓，例如至少約200伏的DC電壓，甚至從約200伏到約1000伏，例如從約500伏到約600伏。該電壓也可包括，例如RF電壓。在足夠把殘留物30粘附到清潔表面28的一段時間之后，例如從約0.5分鐘到約5分鐘之后，電壓被關閉?；蛘?，對于包括真空夾盤的支架，可施加真空壓力，其在清潔表面28上產(chǎn)生真空壓力，真空壓力把清潔表面28拖進真空夾盤支撐表面180，且清潔晶片22被真空固定在該夾盤上足夠的時間，以清潔表面180。清潔晶片22連同粘附到晶片22的殘留物30從支撐表面180被除去，以清潔支撐表面180的處理殘留物30。如果需要可重復清潔工藝，且也能夠與其他清潔步驟(例如激勵氣體清潔步驟)組合以很好地除去處理殘留物。
清潔晶片22包括聚酰亞胺層26，聚酰亞胺層26通過直接施加液態(tài)聚酰亞胺前體形成，清潔晶片22提供了優(yōu)于其他清潔方法(例如用具有多個層或多個粘附層的晶片清潔的方法)的改進的清潔方法，其通過提供高溫和高真空的良好性能，而基本不污染或損壞支撐表面180。據(jù)此，改進的清潔晶片22使得襯底支架例如靜電夾盤108的處理性能改進和組件壽命更長。
在一個方案中，清潔晶片22清潔的支撐表面180是一個能夠?qū)嵤┗瘜W氣相沉積工藝的處理腔106(例如HDP-CVD腔)的一部分，其一個實施例顯示在圖4中。授予Rossman等人的美國6559026號專利(于2003年5月6日發(fā)布)也描述了一種HDP-CVD腔，在此以引用方式將該專利的全部內(nèi)容并入本文。圖4所示的HDP-CVD腔包括圍壁118，其可包括頂板119、側(cè)壁121和底壁122，它們包圍處理區(qū)113。圍壁118能夠包括在處理區(qū)113之上的半球形頂板119。沉積氣體能夠通過氣體供應130被引入處理腔106中，氣體供應130包括沉積氣體源131和氣體分配器132。在圖4所示的情況中，氣體分配器132包括具有一個或多個氣流閥134a、134b的一個或多個導管133和一個或多個圍繞襯底104外圍的氣體出口135a，以及在襯底104之上的一個或多個出口135b、135c，以使沉積氣體在處理腔106中最佳流動。沉積氣體可包括，例如SiH4和O2中的一種或多種。在襯底支架的靜電夾盤108中的電極145可由電極電源143供電，以在處理過程中把襯底靜電地固定在支撐表面180上，或者在清潔表面180的過程中對著支撐表面180壓清潔晶片22的清潔表面28。用過的處理氣體和處理副產(chǎn)品通過排氣裝置120從處理腔106排出，排氣裝置120可包括接收來自處理區(qū)113的用過的處理氣體的排放導管127，控制處理腔106中的處理氣體壓力的減壓閥129和一個或多個排氣泵140。
在一個方案中，支架也可包括處理工具組124，其包括一個或多個環(huán)，例如覆蓋環(huán)126和套環(huán)(collar ring)128，其覆蓋支架上表面的至少一部分，以抑制支架的腐蝕。在一個方案中，套環(huán)128至少部分圍繞襯底104，以保護沒有被襯底104覆蓋的支架部分。覆蓋環(huán)126包圍和覆蓋至少一部分套環(huán)128，并且減少粒子在套環(huán)128和底部支架上的沉積。也可提供起模頂針部件154和襯底傳送器153，以把襯底104安置在支架的襯底接收表面180上。起模頂針部件154包括多個起模頂針152，它們適合接觸襯底104的下側(cè)，以把襯底104抬升和下降到襯底接收表面180上。襯底傳送器153適合把襯底104送入和送出處理腔106。
在一個方案中，沉積氣體可被氣體激發(fā)器116激勵來處理襯底104，氣體激發(fā)器116包括具有一個或多個感應線圈元件111a、110b的天線117，其圍繞腔的中心呈環(huán)形對稱，以把能量耦合至處理腔106的處理區(qū)113中的處理氣體。例如，天線117可包括圍繞處理腔106的半球形頂板119頂部的第一感應線圈元件111a和圍繞半球形頂板119側(cè)部的第二感應線圈元件110b。感應線圈元件可由第一和第二RF電源142a、142b分開供電。氣體激發(fā)器116也可包括一個或多個處理電極，其可被供電以激勵處理氣體。也可提供一個遠端的腔147，以激勵遠程區(qū)的處理氣體，例如清潔氣體。處理氣體可被遠程區(qū)電源149，例如微波電源激勵，并且激勵的氣體可經(jīng)由具有流量閥134c的導管148發(fā)送到處理腔106，例如用來清潔腔。
為了處理襯底104，處理腔106被抽空并且保持在預定的低于大氣壓的壓力。襯底104然后由襯底傳送器153提供在支架上，例如由機械手和起模頂針部件154。通過經(jīng)由電極電源143把電壓施加到支架中的電極，襯底104可被固定在支架上。氣體供應130給處理腔106提供處理氣體，并且氣體激發(fā)器116將RF或微波能量耦合到處理氣體，以激勵氣體來處理襯底104。在腔處理過程中產(chǎn)生的排出物通過排放裝置120從處理腔106排出。
處理腔106可被控制器194控制，控制器194包括具有指令集的程序代碼，指令集操作處理腔106的組件，以處理腔106中的襯底104。例如，控制器194可包括襯底定位指令集，以操作一個或多個襯底支架和襯底傳送器153及起模頂針152在處理腔106中定位襯底104或清潔晶片22；氣流控制指令集，以操作氣體供應130和氣流閥來設置到腔氣的氣流；氣壓控制指令集，以操作排放裝置120和節(jié)流閥來保持處理腔106中的壓力；氣體激發(fā)器控制指令集，以操作氣體激發(fā)器116來設置氣體激勵能量級；溫度控制指令集，以控制處理腔106中的溫度；清潔控制指令集，以設置施加到電極145的電壓來產(chǎn)生靜電力，以將清潔晶片22壓靠在支撐表面180上；和處理監(jiān)視指令集，以監(jiān)視處理腔106中的處理。
雖然示出和描述了本實用新型的示例實施例，但本領域的普通技術人員可推導出結(jié)合本實用新型的其他實施例，這些實施例也在本實用新型的范圍內(nèi)。例如，可提供不同于那些特別示出的其他聚合物層和電極成分及排列。而且，清潔晶片22可不同于所描述的那樣清潔處理腔中的支撐表面180。此外，關于示例實施例示出的相對的或者位置術語是可互換的。因此，所附的權利要求不應該限于在此描述以說明本實用新型的優(yōu)選方案、材料或者空間排列。
權利要求1.一種從支撐表面清除處理殘留物的清潔晶片，所述支撐表面被用于在激勵氣體中的襯底處理，其特征在于所述清潔晶片包括一個圓盤，其包括源自液態(tài)前體的聚酰亞胺層，通過把液態(tài)聚酰亞胺前體施加到該圓盤，所述聚酰亞胺層直接形成在該圓盤上，所述聚酰亞胺層具有(a)小于約50微米的厚度，和(b)一個清潔表面，其形狀與所述支撐表面的輪廓相匹配，從而使處理殘留物粘附到所述清潔表面上，并且在從所述支撐表面移去所述清潔晶片時，所述處理殘留物從所述支撐表面被清除。
2.根據(jù)權利要求1所述的清潔晶片，其特征在于所述聚酰亞胺層包括以下性質(zhì)中的至少一個(1)旋涂層；(2)噴濺層；(3)從約106至約1012Ω·cm的電阻率；或(4)聚酰亞胺。
3.根據(jù)權利要求1所述的清潔晶片，其特征在于所述圓盤包括一個硅圓盤，所述硅圓盤上尺寸為至少約0.2微米的粒子少于約50個，并包括少于約5×1011atoms/cm2的污染金屬。
4.根據(jù)權利要求1所述的清潔晶片，其特征在于所述清潔晶片進一步包括一個位于所述聚酰亞胺層附近的電極，其能夠被充電以產(chǎn)生將所述清潔表面壓靠在所述支撐表面上的靜電力。
5.根據(jù)權利要求4所述的清潔晶片，其特征在于所述聚合物層包括第一和第二聚酰亞胺層，且所述電極嵌入其間。
6.根據(jù)權利要求4所述的清潔晶片，其特征在于所述電極包括一個位于所述清潔表面上的金屬層，該金屬層的厚度小于約1000埃。
7.一種從支撐表面清除處理殘留物的清潔晶片，所述支撐表面被用于在激勵氣體中的襯底處理，其特征在于所述清潔晶片包括一個具有金屬層的圓盤，所述金屬層具有一個其形狀與所述支撐表面的輪廓相匹配的清潔表面，從而使處理殘留物粘附到所述清潔表面，并且在從所述支撐表面移去所述清潔晶片時，所述處理殘留物從所述支撐表面被清除。
8.根據(jù)權利要求7所述的清潔晶片，其特征在于所述圓盤包括一個具有所述金屬層的第一面和一個與所述第一面相對的第二面，并且在所述相對的第二面上進一步包括一個第二金屬層。
9.根據(jù)權利要求8所述的清潔晶片，其特征在于所述金屬層包括鋁、銅和銦中的至少一種。
10.根據(jù)權利要求7所述的清潔晶片，其特征在于所述金屬層的厚度從約1微米到約10微米。
專利摘要本實用新型提供了一種從支撐表面清除處理殘留物的清潔晶片，所述支撐表面被用于在激勵氣體中的襯底處理。所述清潔晶片包括一個圓盤，其包括源自液態(tài)前體的聚酰亞胺層，通過把液態(tài)聚酰亞胺前體施加到該圓盤，所述聚酰亞胺層直接形成在該圓盤上。所述聚酰亞胺層具有小于約50微米的厚度，以及一個清潔表面，其形狀與所述支撐表面的輪廓相匹配。從而使處理殘留物粘附到所述清潔表面上，并且在從所述支撐表面移去所述清潔晶片時，所述處理殘留物從所述支撐表面被清除。
文檔編號B08B7/00GK2838037SQ200520113698
公開日2006年11月15日 申請日期2005年7月8日 優(yōu)先權日2004年7月9日
發(fā)明者V·D·帕克赫 申請人:應用材料有限公司