專利名稱：用于除氣室的石英窗的制作方法
用于除氣室的石英窗
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體基底在等離子體處理過(guò)程中，若半導(dǎo)體基底暴露于含有鹵素的處理氣體中，殘留的處理氣體會(huì)留在半導(dǎo)體基底表面。這樣的殘留物會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體基底在后續(xù)操作步驟中出現(xiàn)瑕疵，并且會(huì)污染流水線上其他半導(dǎo)體基底。因此，在除氣室(degas chamber) 中從半導(dǎo)體基底去除該等殘留物，是期望的。

發(fā)明內(nèi)容
此處描述的有五條邊的石英窗設(shè)置成能安裝到除氣室；該石英窗含有厚度均勻的石英板且具有底表面、上表面和在該底表面和該上表面之間延伸的側(cè)壁，其中該側(cè)壁包括通過(guò)5個(gè)弧形部相互連接的5個(gè)直線部。


附圖1顯示了除氣室橫斷面的示意圖。附圖2顯示了用于除氣室的有五條邊的石英窗的透視圖。附圖3顯示了附圖2中石英窗的俯視圖。附圖4顯示了附圖2中石英窗的側(cè)視圖。附圖5顯示了附圖2中石英窗的橫斷面。附圖6顯示了附圖2中石英窗的另一個(gè)橫斷面。
具體實(shí)施例方式附圖1顯示了示例性除氣室100橫斷面的示意圖。該除氣室包括由例如鋁等金屬材料制成的室壁10。通過(guò)多個(gè)夾具40、45把有五條邊的石英窗30鉗夾到所述室壁10的頂部。該石英窗30優(yōu)選由人造石英制成，因?yàn)槠渚哂懈遀V光透過(guò)率。人造石英通常會(huì)散開并且是通過(guò)熱液作用在高壓釜中合成。位于該石英窗30和室壁10之間的連續(xù)五邊形的0 形環(huán)35提供了真空密封。UV源80設(shè)置在石英窗30上方。負(fù)壓泵60通過(guò)能用閥65封閉的排氣口(exhaust port)連接到除氣室100。氣體源70通過(guò)能用另外的閥75封閉的氣體管道(gas line)連接到除氣室100。附圖2是石英窗30實(shí)施例的透視圖。該石英窗30是厚度均勻的有五條邊的石英板，厚度約為1. 1至1. 2英寸(此處使用的“約”指士 10% )，優(yōu)選是約1. 15英寸。該石英窗30的上表面301和底表面302用機(jī)械拋光，粗糙度Ra優(yōu)選為1微英寸和5微英寸之間。 側(cè)壁410在上表面301和底表面302之間延伸。當(dāng)安裝到除氣室100上時(shí)，通過(guò)與石英窗 30上表面301的4個(gè)夾區(qū)(clamping regions) 391-394相接合的4個(gè)夾具40把該石英窗 30鉗夾至室壁10。附圖3是有五條邊的石英窗30的俯視圖。該石英窗30的周邊是由5個(gè)弧形部 (351、353、355、357和359)與5個(gè)直線部(352、354、356、358和360)相互連接構(gòu)成。該石英窗30是五邊形，其具有直線基部356、與垂直穿過(guò)基部356中點(diǎn)并且等分該窗的中心線成約18. 5度夾角的直線下歧(diverging)部3 和358、以及與該中心線成約47. 2度夾角的直線上聯(lián)(converging)部352和360、位于上下直線部之間的大半徑弧形部353和359、位于直線基部356和下直線部3M和358之間的小半徑弧形部355和357、以及位于上直線部 352和360之間的另一個(gè)小半徑弧形部。出于簡(jiǎn)單的考慮，設(shè)立笛卡爾坐標(biāo)系(Cartesian coordinator system)來(lái)限定這些部。此處描述的所有坐標(biāo)具有士 10%的公差且單位為英寸。笛卡爾坐標(biāo)的原點(diǎn)位于十字準(zhǔn)線310標(biāo)記的中心點(diǎn)。石英窗30是相對(duì)于y軸對(duì)稱的。 石英窗30沿y軸的長(zhǎng)度約為15.2英寸，沿χ軸的寬度約為12.6英寸。這樣的話，石英窗 30略大于直徑為300mm(12英寸)的晶片。部352是坐標(biāo)(-1.58,7. 12)和(-4. ，4. 62)之間的直線。部360是坐標(biāo)上 (1. 58，7. 12)和(4. 29，4. 62)之間的直線。部邪4 是坐標(biāo)(-5. 97,-2. 00)和(-4. 46,-6. 53) 之間的直線。部358是坐標(biāo)(5. 97，-2. 00)和(4. 46，-6. 53)之間的直線。部356是坐標(biāo) (-3. 15，-7. 47)和(3. 15，-7. 47)之間的直線?；⌒尾?51的半徑約為2. 32英寸，中心角 (弧形兩端半徑之間的夾角)為約85. 7°，且與部352和360都呈相切關(guān)系?；⌒尾?53 的半徑約為6. 3英寸，中心角為約65. V，且與部352和3M都呈相切關(guān)系?；⌒尾?55的半徑約為1.38英寸，中心角為約71. 5°，且與部邪4和356都呈相切關(guān)系?；⌒尾?57的半徑約為1.38英寸，中心角為約71. 5°，且與部356和358都呈相切關(guān)系?；⌒尾?59的半徑為約6. 3英寸，中心角為約65. V，且與部358和360都呈相切關(guān)系。附圖4顯示石英窗30的側(cè)視圖，其中側(cè)壁410在石英窗30的上表面301和底表面302之間延伸。石英窗30優(yōu)選是固態(tài)石英，且除了在側(cè)壁內(nèi)有用于手工或者自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)石英窗30的凹槽之外，不含有任何突起(protrusion)、缺口(indentation)或者孔道 (passage)。石英窗30優(yōu)選是超純?nèi)斯な?。附圖5顯示了附圖4中沿A-A線的橫斷面。側(cè)壁410在直線部352、360、3M和 358上分別具有4個(gè)弧形凹槽450A、450B、450C和450D，該凹槽設(shè)置成與用于安裝和拆卸石英窗30的升降工具相配合。附圖6顯示了附圖5中沿B-B線的橫斷面。每個(gè)凹槽在側(cè)壁 410上限定了約1英寸*約0. 5英寸的開口、平行的上下壁、和在該平行的上下壁之間半徑約為0. 75英寸高度為0. 5英寸的弧形垂直壁。該凹槽位于上表面301和底表面302之間的約中部位置。凹槽450A和450B的弧形中心分別位于坐標(biāo)(-3. 74，5. 74)和(3. 74，5. 74) 處。凹槽450C和450D的弧形中心分別位于坐標(biāo)(-5. 79，-3. 97)和(5. 79，-3. 97)處。凹槽的內(nèi)角是圓形的，半徑約為0. 1英寸。凹槽的外角具有45°的斜切，寬度約為0.04英寸。石英窗30設(shè)置成安裝在除氣室100頂部，為了從例如在除氣室100中的直徑為 300mm的晶片等半導(dǎo)體基底去除例如蝕刻副產(chǎn)物等含鹵素殘留物，當(dāng)諸如臭氧或者氧氣等氣體流入除氣室100時(shí)，UV光穿過(guò)石英窗30進(jìn)入到除氣室100內(nèi)部。石英窗30足夠大， 以使得晶片上表面上方的氣體能被UV光照射，并且石英窗30非圓形的形狀覆于稍小的同樣形狀的開口之上，這使得可以進(jìn)入到室中的、如果石英窗是圓形或者其尺寸與半導(dǎo)體基底差不多的話就不可能進(jìn)入的部分。由于周圍有壓力計(jì)裝置、氣體管道和與室相鄰的部件的存在，石英窗30的形狀還使得石英窗30可以被抬升或者降低而不會(huì)與這些相鄰的硬件相碰擦。結(jié)合附圖1，在除氣室100中進(jìn)行處理的過(guò)程中，半導(dǎo)體基底50通過(guò)室壁10上的裝載門(loading door) 20運(yùn)入并且放置在多個(gè)基底支持銷55上。除氣室100通過(guò)負(fù)壓泵
460抽成真空，并且氣源70把臭氧或者氧氣供入除氣室100內(nèi)，氣室100保持負(fù)壓為IOmTorr 至IOTorr。UV源80用UV光穿過(guò)石英窗30照射半導(dǎo)體基底50，優(yōu)選地，UV光波長(zhǎng)為254nm， 強(qiáng)度介于0. 05和5W/cm2之間，照射時(shí)間為10秒至1分鐘之間。臭氧和氧氣吸收來(lái)自于UV 光的UV輻射，并且降解成能與含鹵素殘留物反應(yīng)的氧自由基(氧原子)。反應(yīng)產(chǎn)物是氣體并且從除氣室100排出。 雖然此處結(jié)合特定的實(shí)施例詳細(xì)描述了石英窗，本發(fā)明可以有各種改變或者修改和等同的實(shí)施方式，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)都很顯然的，并且不偏離所附權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.除氣室的有五條邊的石英窗，該石英窗含有厚度均勻的石英板，該石英板含有 底表面、上表面和在該底表面和該上表面之間延伸的側(cè)壁，其中該側(cè)壁包括通過(guò)5個(gè)弧形部相互連接的5個(gè)直線部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英窗，其中，所述5個(gè)直線部和所述5個(gè)弧形部的構(gòu)成為 直線基部、2個(gè)直線下歧部和2個(gè)直線上聯(lián)部、以及所述上連接部和所述下歧部之間的2個(gè)大半徑弧形部、所述基部和所述下歧部之間的2個(gè)小半徑弧形部、和所述上聯(lián)部之間的另一個(gè)小半徑弧形部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英窗，其中，所述5個(gè)直線部和5個(gè)弧形部包括 第一弧形部，其半徑約為2. 32英寸，中心角為約85. 7° ；第二弧形部，其半徑約為6. 3英寸，中心角為約65. 7° ； 第三弧形部，其半徑約為1.38英寸，中心角為約71. 5° ； 第四弧形部，其半徑約為1.38英寸，中心角為約71. 5° ； 第五弧形部，其半徑約為6. 3英寸，中心角為約65. 7° ； 連接到所述第一和第二弧形部的第一直線部； 連接到所述第二和第三弧形部的第二直線部； 連接到所述第三和第四弧形部的第三直線部； 連接到所述第四和第五弧形部的第四直線部； 連接到所述第五和第一弧形部的第五直線部；和每一個(gè)所述直線部與其相連的弧形部呈相切關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的石英窗，其中，所述石英窗的厚度約為1.15英寸，且所述上表面的最大尺寸約為15. 2英寸，最小尺寸約為12. 6英寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英窗，其中，所述上表面和所述底表面是拋光的表面，其粗糙度Ra介于1微英寸和5微英寸之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石英室，進(jìn)一步包括在沿所述聯(lián)部和歧部的所述側(cè)壁中的4 個(gè)弧形凹槽，其中，所述凹槽具有平行的上壁和下壁和位于其間的弧形垂直壁，所述弧形垂直壁的直徑約為0. 75英寸，所述上壁和下壁之間的高度為0. 5英寸，所述凹槽位于所述上表面和所述底表面的中間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除氣室，其中，所述石英為人造石英。
8.除氣室，其包括可移除地安裝在所述除氣室上表面的權(quán)利要求1所述石英窗。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的除氣室，其中，所述石英窗是通過(guò)多個(gè)夾具和連續(xù)的五邊形0 形環(huán)可移除地安裝，該連續(xù)的五邊形0形環(huán)設(shè)置在所述石英窗和所述除氣室上表面之間以提供真空密封。
10.處理半導(dǎo)體基底的方法，其包括把該半導(dǎo)體基底置入權(quán)利要求8所述的除氣室；把臭氧或者氧氣供入所述除氣室內(nèi)，同時(shí)該室內(nèi)負(fù)壓保持為IOmTorr至IOTorr ； 通過(guò)用UV光穿過(guò)所述石英窗照射所述除氣室中的所述臭氧和氧氣產(chǎn)生氧自由基； 通過(guò)與所述氧自由基的反應(yīng)去除所述半導(dǎo)體基底上的含鹵素殘留物。
全文摘要
有五條邊的石英窗，其被設(shè)置為安裝在除氣室上作為UV-透射窗，該石英窗由人造石英制成并具有均勻的厚度。該石英窗的形狀由底表面、上表面和在該底表面和該上表面之間的側(cè)壁。該側(cè)壁具有通過(guò)5個(gè)弧形部相互連接的5個(gè)直線部。該石英窗具有延伸進(jìn)入所述側(cè)壁的4個(gè)弧形部。
文檔編號(hào)H01L21/02GK102598210SQ201080049309
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日
發(fā)明者蒂姆·哈特, 賈森·奧古斯蒂諾 申請(qǐng)人:朗姆研究公司