專利名稱：用于腔室襯里的樹脂模塑制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無縫環(huán)狀樹脂模塑制品，該制品用于半導(dǎo)體生產(chǎn)中所使用的干蝕刻設(shè)備腔室內(nèi)的襯里。更具體地說，本發(fā)明涉及一種用作襯里的樹脂模塑制品，該樹脂模塑制品在一段持續(xù)時間內(nèi)能減少對在晶片上形成的電路的破壞作用，而該破壞作用是因襯里中重金屬或反應(yīng)產(chǎn)物的污染所致。且本發(fā)明還涉及裝配襯里的簡單方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體生產(chǎn)中最近一直采用的是利用等離子體進行的一種干蝕刻方法。在這種等離子體干蝕刻方法中，用等離子體離子化反應(yīng)氣體，離子化的氣體被誘導(dǎo)與待刻蝕的材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且刻蝕下來的材料與氣體一起被除去。但是刻蝕方向具有各向同性，因此在干蝕刻設(shè)備腔室內(nèi)安裝的襯里由于濺蝕和刻蝕作用，使襯里晶片被重金屬污染。為了防止發(fā)生上述現(xiàn)象，一直使用的是經(jīng)氧化鋁處理得到的鋁襯里。
遺憾的是，在劇烈的等離子體輻射條件下，氧化鋁表層在很短的時間內(nèi)脫落，結(jié)果晶片被鋁粒子污染。
而且，由干蝕刻形成的部分反應(yīng)產(chǎn)物不能隨氣體一起被排放出去，而是留在了襯里上，為了防止其沉積在晶片上，在反應(yīng)產(chǎn)物沉積的襯里內(nèi)壁處，設(shè)置了由襯里外壁對襯里內(nèi)壁進行加熱的一個結(jié)構(gòu)，使襯里內(nèi)壁保持在一個預(yù)定的溫度上，因此可用來控制反應(yīng)產(chǎn)物的附聚作用。盡管如此還不足以充分防止反應(yīng)產(chǎn)物對晶片的污染。
為了防止鋁粒子和反應(yīng)產(chǎn)物對晶片的污染，一直在開發(fā)一種經(jīng)氧化鋁處理的、內(nèi)壁涂覆有聚酰亞胺母體分散體的、具有優(yōu)秀的耐等離子體特性的鋁襯里。但是，采用的涂層缺乏足夠的耐久性和耐等離子體性能，并且不可能做得較厚。
雖然可以使用由聚酰亞胺母體得到的聚酰亞胺薄膜作為襯里，但是它們?nèi)狈δ途眯院妥銐虻哪偷入x子體特性，另外無法得到厚度大于0.25mm的薄膜。而且，反應(yīng)產(chǎn)物沉積在接縫處，甚至當(dāng)控制了襯里內(nèi)壁的溫度時，仍有大量沉積物，并引起沉積物的脫落，導(dǎo)致在襯里內(nèi)的污染。并且，薄膜從接縫處易剝落。另外，因使用粘合劑將薄膜固定在襯里的內(nèi)壁上，很難再實現(xiàn)對薄膜的更換。
因此，需要存在一種樹脂模塑制品作為襯里，該樹脂模塑制品在一段持續(xù)時間內(nèi)，能減少因襯里內(nèi)重金屬和反應(yīng)產(chǎn)物的污染在晶片上形成的電路所致破壞作用，并且它容易固定且易于去除。
由此得出，本發(fā)明的一個目的是提供一種用作襯里的樹脂模塑制品，該制品具有優(yōu)秀的耐等離子體特性和耐久性，并且也容易固定且容易去除。
發(fā)明概述為了解決這些問題，我們已經(jīng)進行了廣泛的研究。結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，通過將具有耐等離子體特性、耐熱性、彎曲性和預(yù)定厚度的無縫環(huán)狀或環(huán)形樹脂模塑制品裝配在襯里的內(nèi)壁，經(jīng)過一段持續(xù)時間后能夠減少由襯里內(nèi)重金屬和反應(yīng)產(chǎn)物的污染而在晶片上形成的電路的破壞作用。
因此，本發(fā)明的第一個方面涉及一種樹脂模塑制品，該制品可裝配到半導(dǎo)體生產(chǎn)中所使用的干蝕刻設(shè)備腔室襯里的內(nèi)壁上。其中該樹脂模塑制品是一種無縫的環(huán)狀模塑制品，其耐熱溫度至少為100℃、拉伸斷裂伸長率至少0.3％、彎曲模量至少為10,000kg/cm2、該模塑制品的外徑比襯里的內(nèi)徑大0～0.3％，且壁厚不大于2mm。
本發(fā)明的第二個方面涉及上述樹脂模塑制品，其中該樹脂模塑制品是無縫的環(huán)狀模塑制品，其耐熱溫度至少為100℃、拉伸斷裂伸長率至少5％、彎曲模量范圍為10,000～100,000kg/cm2，該模塑制品的外徑比襯里的內(nèi)徑大0.01～0.3％，并且壁厚不大于2mm。
本發(fā)明的第三個方面涉及樹脂模塑制品，該制品可裝配到在半導(dǎo)體中所使用的干蝕刻設(shè)備腔室襯里的內(nèi)壁上，其中該樹脂模塑制品是一種無縫的環(huán)狀模塑制品，該制品是由聚酰亞胺樹脂粉末模塑而成的，且該制品的外徑比襯里的內(nèi)徑大0.01～0.3％且壁厚不大于2mm。
附圖簡述附圖表示出本發(fā)明中所使用的一種襯里、按照本發(fā)明中的一個實施方案的一個樹脂模塑件，和能將本發(fā)明的樹脂模塑制品固定在襯里內(nèi)壁上的裝配工具。

圖1(a)表示裝配工具3，圖1(b)表示樹脂模塑制品2，及圖1(c)表示襯里。
發(fā)明詳述參照附圖1描述本發(fā)明，其中圖1(a)是能夠用在本發(fā)明中的裝配工具3，圖1(b)是本發(fā)明的無縫的環(huán)狀樹脂模塑制品2，及圖1(c)是用于本發(fā)明的襯里1。
本發(fā)明中用作襯里的樹脂模塑制品2(下面如沒有必要將省略引用數(shù)字1和2)是一種具有如下特征的樹脂模塑制品，其耐熱溫度至少100℃、拉伸斷裂伸長率至少為0.3％及彎曲模量至少為10,000kg/cm2。
耐熱溫度優(yōu)選至少120℃，且進一步優(yōu)選至少150℃。如果耐熱溫度低于100℃，因為干蝕刻法溫度局部超過100℃，使樹脂模塑制品因熱裂解而脫氣造成襯里內(nèi)部污染。
樹脂模塑制品是無縫的環(huán)狀模塑制品，該模塑制品的外徑比襯里的內(nèi)徑大0～0.3％，且壁厚不大于2mm。樹脂模塑制品具有的外徑比襯里的內(nèi)徑大0.3％以上時，在襯里被固定的地方會產(chǎn)生局部應(yīng)力，這種情況是不理想的。
樹脂模塑制品的壁厚優(yōu)選0.3～1.5mm，且進一步優(yōu)選0.5～1.0mm。在厚度大于2mm的情況下，當(dāng)襯里從外部被加熱時，樹脂模塑制品起熱絕緣體的作用，不可能使襯里內(nèi)壁保持在預(yù)定溫度。因此，反應(yīng)產(chǎn)物不能被誘導(dǎo)沉積在襯里內(nèi)壁上。
另外，嚴(yán)格的是該樹脂模塑制品是無縫的環(huán)狀模塑制品。如果有縫，反應(yīng)產(chǎn)物局部沉積在接縫處，甚至在襯里內(nèi)壁溫度得到控制時也有大量的沉積物，這將引起沉積物的脫落，在襯里內(nèi)形成污染。當(dāng)樹脂模塑制品有縫時，容易引起接縫處樹脂模塑制品的脫落。
本發(fā)明中用作襯里的樹脂模塑制品，可通過加熱鋁襯里約至100℃將其裝進去，使其膨脹。替代地，當(dāng)模塑樹脂制品具有拉伸斷裂伸長率至少5％、彎曲模量在10,000～100,000kg/cm2范圍內(nèi)且該模塑制品的外徑比襯里的內(nèi)徑大0.01～0.3％時，通過在室溫和常壓下，從樹脂模塑制品的外周邊至少一處以上進行加載將其裝入襯里內(nèi)壁，壓力使樹脂模塑制品發(fā)生撓曲，然后在襯里內(nèi)解除撓曲。在這種情況中，室溫和常壓條件下，通過壓力裝配法也可能將樹脂模塑制品插入進去。
在那些情況里，樹脂模塑制品如上所述在常溫和常壓下被撓曲，并被固定就位，通過使用圖1(a)中所示裝配工具3可將樹脂模塑制品2很容易地固定，而不產(chǎn)生損害。
樹脂模塑制品在常溫和常壓下可固定就位是利用了樹脂模塑制品的彎曲性，拉伸斷裂伸長率優(yōu)選至少7％、進一步優(yōu)選至少10％，及彎曲模量優(yōu)選20,000～60,000kg/cm2、進一步優(yōu)選20,000～40,000kg/cm2。當(dāng)在干蝕刻中，該樹脂模塑制品暴露在真空高熱中、經(jīng)歷脫水收縮和松弛，該制品外徑比襯里的內(nèi)徑大0.01％以下，這種情況不使用粘合劑將無法完成裝配，即，裝配方法只依賴于模塑制品的彎曲性。依照本發(fā)明所用樹脂的彎曲性必須決定優(yōu)選的外徑。
具有耐熱溫度至少100℃、拉伸斷裂伸長率至少0.3％及彎曲模量至少10,000kg/cm2的本發(fā)明樹脂模塑制品是由樹脂粉末制備的模塑制品，所述實施例中包括如下任一種或兩種或多種的混合物聚苯硫醚、液晶聚合物、聚苯并咪唑、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚芳基化合物、四氟乙烯/全氟代烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)、芳香族聚酰胺和聚醚砜。
如果不使用粘合劑而完成裝配(即僅僅依賴于樹脂模塑制品的可彎曲性)，該樹脂模塑制品必須具有如下特性拉伸斷裂伸長率至少5％、及彎曲模量為10,000～100,000kg/cm2。所列舉的實施例中的模塑制品包含下述樹脂粉末中的任一種、或兩種或兩種以上的混合物聚苯硫醚、液晶聚合物、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚芳基化合物、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)、芳香族聚酰胺及聚醚砜。
這些樹脂模塑制品可通過已知的、適合于使用特殊的樹脂粉末的模塑方法生產(chǎn)。實施例中的模塑方法包括注射模塑和擠壓模塑法。綜上所述，因為聚酰亞胺樹脂粉末具有很高的純度，同時具有優(yōu)良的耐真空性、高頻絕緣性能及抗靜電性能，優(yōu)選使用通過擠壓模塑聚酰亞胺樹脂粉末生產(chǎn)的樹脂模塑制品。
本發(fā)明中所使用的樹脂模塑制品可以包括眾所周知的添加劑，而該添加劑在襯里內(nèi)不會成為污染源。例如，可以通過將氟碳樹脂、二硫化鉬等與樹脂粉末混合，然后模塑得到樹脂模塑制品。
實施例1Du Pont公司生產(chǎn)的注冊商標(biāo)為“Vespel”SP-1的聚酰亞胺樹脂粉末，裝入無縫的環(huán)狀模具中，且在擠壓壓力(區(qū)域)至少為40,000psi和溫度至少為350℃下擠壓，得到的聚酰亞胺模塑制品具有如下特性耐熱溫度300℃、拉伸斷裂伸長率7％、及彎曲模量為30,000kg/cm2。該模塑制品被加工成樹脂模塑制品2，該制品具有最終壁厚約1mm且外徑比襯里內(nèi)徑大0.2％。
使用裝配工具3，在常溫和常壓下將所得樹脂模塑制品2裝配到一種耐酸鋁處理過的鋁襯里1的內(nèi)壁上。
在裝配有樹脂模塑制品2的襯里內(nèi)，主要用氟等離子體完成干蝕刻，在經(jīng)歷150小時以上后由襯里內(nèi)重金屬和反應(yīng)產(chǎn)物污染引起的在晶片上形成的電路的破壞作用降低。
比較例1用噴槍將聚酰亞胺母體分散體噴射到如實施例1中所用的耐酸鋁處理過的鋁襯里內(nèi)壁上，由此形成10-50μm的涂層，然后在350℃以上的溫度下燒制。在所得襯里內(nèi)及與實施例1中相同條件下，主要用氟等離子體完成干蝕刻，在經(jīng)歷約15小時后，由襯里內(nèi)重金屬和反應(yīng)產(chǎn)物污染引起的在晶片上形成的電路的破壞作用降低。
比較例2厚度約為0.25mm的聚酰亞胺薄膜利用丙烯酸粘合劑與一種如實施例1中所用的經(jīng)耐酸鋁處理過的鋁襯里粘接。在所得襯里內(nèi)和與實施例1中相同條件下，主要使用氟等離子體進行干蝕刻，在經(jīng)歷約30小時后，由襯里內(nèi)重金屬和反應(yīng)產(chǎn)物污染引起的對在晶片上形成的電路的破壞作用降低。
上述結(jié)果顯然表明，按照本發(fā)明的具有獨特性能的無縫環(huán)狀模塑制品在一段持續(xù)時間內(nèi)，可減少襯里內(nèi)由重金屬和反應(yīng)產(chǎn)物引起的污染對晶片的破壞作用，特別是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明中的樹脂模塑制品的壽命，比現(xiàn)有技術(shù)的涂層襯里至少長10倍，且比用薄膜裝配的襯里壽命約長5倍。
權(quán)利要求
1．一種樹脂模塑制品，它可裝配到半導(dǎo)體生產(chǎn)中所使用的干蝕刻設(shè)備腔室襯里的內(nèi)壁上，它是一種無縫的環(huán)狀模塑制品且具有如下特性耐熱溫度至少100℃、拉伸斷裂伸長率至少0.3％、彎曲模量至少10,000kg/cm2、外徑比襯里的內(nèi)徑大0～0.3％，及壁厚不大于2mm。
2．一種樹脂模塑制品，它可裝配到半導(dǎo)體生產(chǎn)中所使用的干蝕刻設(shè)備腔室襯里的內(nèi)壁上，它是一種無縫的環(huán)狀模塑制品且具有如下特性耐熱溫度至少100℃、拉伸斷裂伸長率至少5％、彎曲模量至少10,000～100,000kg/cm2、外徑比襯里的內(nèi)徑大0.01～0.3％，及壁厚不大于2mm。
3．一種樹脂模塑制品，它可裝配到半導(dǎo)體生產(chǎn)中所使用的干蝕刻設(shè)備腔室襯里的內(nèi)壁上，它是由聚酰亞胺樹脂粉末制備的一種無縫環(huán)狀模塑制品，具有如下特性外徑比襯里的內(nèi)徑大0.01～0.3％，及壁厚不大于2mm。
全文摘要
公開了一種樹脂模塑制品,該制品可裝配到半導(dǎo)體生產(chǎn)中所使用的干蝕刻設(shè)備腔室襯里的內(nèi)壁上。該樹脂模塑制品是一種無縫的環(huán)狀模塑制品,其具有耐熱溫度至少為100℃、拉伸斷裂伸長率至少0.3%、彎曲模量至少為10,000kg/cm
文檔編號C08L101/12GK1303516SQ99806771
公開日2001年7月11日 申請日期1999年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月29日
發(fā)明者S·納卡加瓦, S·薩凱 申請人:納幕爾杜邦公司