專利名稱：氮化鋁或氧化鈹?shù)奶沾筛采w晶片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在此描述的實施例涉及一種用于清潔處理腔室的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝期間，反應(yīng)氣體能形成沉積于腔室的內(nèi)表面 上的化合物。隨著這些沉積物累積，殘余物能夠剝落并污染后續(xù)處理步驟。該 殘余物沉積還能夠?qū)χT如沉積均勻、沉積速度、膜強(qiáng)度等其它處理情況有不利 影響。
因此，通常對處理腔室進(jìn)行周期性清潔以去除殘余物質(zhì)。典型地，在腔室 中執(zhí)行每個工藝之后或者數(shù)個工藝之后使用蝕刻氣體來清潔腔室。在較長的時 段后，通常在已處理約1，000—2，000個晶片之后，用手打開腔室并利用清洗水 和清潔擦拭來清潔。顯然，為了提高經(jīng)過處理腔室的晶片的產(chǎn)量，期望所需的 清潔時長最小。
采用清潔氣體來清潔典型地包含等離子體增強(qiáng)干法清潔(dry cleaning)技 術(shù)。這些技術(shù)需要單獨的工藝步驟，這要求向腔室中導(dǎo)入清潔氣體，轟擊來自 清潔氣體的等離子體，并利用等離子體來去除污染殘余物。典型地，氟被用作 清潔氣體物種。例如，可以在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利4,960,488和5,124,958中找 到該清潔工藝的描述，在此引入兩者的全部內(nèi)容作為參考。
干法清潔技術(shù)操作的缺點在于其造成基座損壞，該基座典型地由鋁制成。 基座典型地在其表面上具有陽極層，這起到一些保護(hù)。但是，在等離子體清潔 工藝期間，該工藝的氟化學(xué)物質(zhì)將進(jìn)入陽極層并導(dǎo)致形成氟化鋁。這通常發(fā)生 在基座上的陽極層中的點缺陷位置。氟化鋁的形成將導(dǎo)致形成結(jié)節(jié)(nodule)、 破裂和分層，這反過來，將引起隨后放置在基座上的晶片的均勻性和顆粒問題。
用于解決上述基座損壞的一種方法是采用如在美國專利No.5,158,644中 所描述的兩步清潔工藝，在此通過引用結(jié)合作為參考。在這兩步工藝中，腔室 在延伸狀態(tài)下先進(jìn)行清潔，其中基座被降低到與排氣歧管恰好間隔開，因而通過由于基座和排氣壓頭之間的距離而導(dǎo)致減少等離子體來限制到達(dá)基座的等 離子體量。利用該構(gòu)造，等離子體將被稍微改向到腔室的接地壁而對該處實施 清潔。在第二歩中，基座被移回靠近排氣壓頭，以便清潔基座自身。該兩歩工 藝減少了基座被暴露于高強(qiáng)度等離子體的時長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一種通過在向腔室中引入清潔劑之前裝載包含氮化 鋁陶瓷晶片或者氧化鈹陶瓷晶片的陶瓷覆蓋襯底到基座上，用于在清潔操作期 間保護(hù)基座的方法和裝置。
在一個實施例中，提供一種氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，該氮化鋁陶瓷覆蓋襯底
包括氮化鋁陶瓷晶片，具有大于160W/m-K的熱傳導(dǎo)率，從約11英寸到約13 英寸范圍內(nèi)的直徑的圓形幾何形狀，從約0.03英寸到約0.060英寸范圍內(nèi)的厚 度，以及約0.010英寸或更小的平整度。熱傳導(dǎo)率可以是約180W/m-K或更大， 以及在一些實例中，熱傳導(dǎo)率可以是約190W/m-K或者更大。厚度可以是從約 0.035英寸到約0.050英寸的范圍內(nèi)。在一個實例中，厚度可以是約0.040英寸。 平整度可以是約0.008英寸或更小，諸如約0.006英寸或更小。在另一實例中， 氮化鋁陶瓷晶片的直徑可以是從約11.2英寸到12.8英寸的范圍內(nèi)，優(yōu)選從約 11.5英寸到約12.5英寸，諸如約11.8英寸。
在另一實施例中，提供一種氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，該氮化鋁陶瓷覆蓋襯底 包括氮化鋁陶瓷晶片，具有約160W/m-K的或更大的熱傳導(dǎo)率，圓形幾何形狀， 從約0.03英寸到約0.060英寸范圍內(nèi)的厚度，以及約0.010英寸或更小的平整 度。熱傳導(dǎo)率可以是從約160W/m-K到約200W/m-K的范圍內(nèi)，優(yōu)選約 180W/m-K或更大，諸如約187W/m-K。實例提供厚度可以是從約0.035英寸 到約0.050英寸的范圍內(nèi)。此外，平整度可以是約0.008英寸或更小，諸如約 0.006英寸或更小。
在一個實例中，氮化鋁陶瓷晶片可以具有圓形幾何形狀，并且直徑為從約 11英寸到約13英寸的范圍內(nèi)，優(yōu)選從約11.2英寸到約12.5英寸，諸如11.8 英寸。在另一實例中，氮化鋁陶瓷晶片可以具有圓形幾何形狀，并且直徑為從 約7英寸到約9英寸的范圍內(nèi)，優(yōu)選從約7.2英寸到約8.8英寸，以及更優(yōu)選 從約7.5英寸到約8.5英寸，諸如7.8英寸。在另一實例中，氮化鋁陶瓷晶片可以具有圓形幾何形狀，并且直徑在從約5英寸到約7英寸的范圍內(nèi)，優(yōu)選從 約5.2英寸到約6.8英寸，更優(yōu)選從約5.5英寸到約6.5英寸，諸如約5.8英寸。
在另一實例中，提供一種氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，該氮化鋁陶瓷覆蓋襯底包 括氮化鋁陶瓷晶片，具有約185W/m-K或更大的熱傳導(dǎo)率，具有直徑為約11.5 英寸或更大的圓形幾何形狀，從約0.03英寸到約0.060英寸范圍內(nèi)的厚度，以 及約0.008英寸或更小的平整度。
實例提供氮化鋁陶瓷晶片可以具有光潔度為約120微英寸或更小，優(yōu)選約 100微英寸或更小，優(yōu)選約80微英寸或更小，優(yōu)選約50微英寸或更小，更優(yōu) 選約IO微英寸或更小的頂表面。 一些實例提供氮化鋁陶瓷覆蓋襯底的頂表面 具有鏡面光潔度。
氮化鋁陶瓷晶片包括至少鋁和氮，還可以包括諸如氧、釔、鈧、鉺、鈹、 鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鴇及其合金、衍生物或組合的其它材料或 元素。氮化鋁陶瓷晶片的成分包含氮化鋁，并可以通過還包含鋁氧化物或氧化 鋁、釔氧化物或氧化釔、氧化鈧、氧化鉺、氧化鈹、氧化鈦、氧化鋯、氧化鉿、 氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢及其合金或組合而變化。 在一個實施例中，氮化鋁陶瓷晶片包含約90wt% (重量百分比)或更多，優(yōu)選 約95wt。/?；蚋啵鼉?yōu)選約98wt。/?；蚋嗟牡X。在另一實施例中，氮化 鋁陶瓷晶片可以包含小于約90wt。/。的氮化鋁。
在其它實施例中，提供一種氧化鈹陶瓷覆蓋襯底，該氧化鈹陶瓷覆蓋襯底 包括氧化鈹陶瓷晶片，具有大于200W/m-K的熱傳導(dǎo)率，直徑為從約ll英寸 到約13英寸的范圍內(nèi)的圓形幾何形狀，從約0.030英寸到約0.060英寸的范圍 內(nèi)的厚度，以及約0.010英寸或更小的平整度。熱傳導(dǎo)率可以大于約 300W/m-K，諸如約330W/m-K或350W/m-K。厚度可以是從約0.035英寸到 約0.050英寸的范圍內(nèi)。在一個實例中，厚度可以是約0.040英寸。平整度 可以是約0.008英寸或更小，諸如約0.006英寸或更小。在另一實例中，氧化 鈹晶片的直徑可以是從約11.5英寸到約12.5英寸的范圍內(nèi)，諸如約11.8英寸。
在另一實施例中，提供一種氧化鈹陶瓷覆蓋襯底，該氧化鈹陶瓷覆蓋襯底 包括氧化鈹陶瓷晶片，具有約200W/m-K的熱傳導(dǎo)率，圓形幾何形狀，從約 0.030英寸到約0.060英寸的范圍內(nèi)的厚度，以及約0.010英寸或更小的平整度。 熱傳導(dǎo)率可以是從約200W/m-K到約350W/m-K的范圍內(nèi)，優(yōu)選大于約250W/m-K，更優(yōu)選大于約300W/m-K，諸如約330W/m-K。實例提供厚度可 以是從約0.035英寸到約0.050英寸的范圍內(nèi)。此外，平整度可以是約0.008 英寸或更小，諸如約0.006英寸或更小。
在一個實例中，氧化鈹陶瓷晶片可以具有圓形幾何形狀并且直徑為從約 11英寸到約13英寸的范圍內(nèi)，優(yōu)選從約11.2英寸到約12.8英寸，更優(yōu)選從 約11.5英寸到約12.5英寸，諸如11.8英寸。在另一實例中，氧化鈹陶瓷晶片 可以具有圓形幾何形狀并且直徑為從約7英寸到約9英寸的范圍內(nèi)，優(yōu)選從約 7.2英寸到約8.8英寸，更優(yōu)選從約7.5英寸到約8.5英寸，諸如7.8英寸。在 另一實例中，氧化鈹陶瓷晶片可以具有圓形幾何形狀并且直徑為從約5英寸到 約7英寸的范圍內(nèi)，優(yōu)選從約5.2英寸到約6.8英寸，更優(yōu)選從約5.5英寸到 約6.5英寸，諸如5.8英寸。
在另一實例中，提供一種氧化鈹陶瓷覆蓋襯底，該氧化鈹陶瓷覆蓋襯底包 括氧化鈹陶瓷晶片，具有約250W/m-K或更大的熱傳導(dǎo)率，具有直徑為約11.5 英寸或更大的圓形幾何形狀，從約0.030英寸到約0.060英寸的范圍內(nèi)的厚度， 以及約0.008英寸或更小的平整度。
實例提供氧化鈹陶瓷晶片可以具有光潔度為約120微英寸或更小，優(yōu)選約 100微英寸或更小，更優(yōu)選約80微英寸或更小，更優(yōu)選約50微英寸或更小， 以及更優(yōu)選，約IO微英寸或更小的頂表面。 一些實例提供氧化鈹陶瓷晶片的 頂表面具有鏡面光潔度。
氧化鈹陶瓷晶片包含至少鈹和氧，還可以包含諸如氮、釔、鈧、鉺、鋁、 鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢及其合金、衍生物或組合的其它材料或 元素。氧化鈹陶瓷晶片的成分包含氧化鈹(BeO)，并可以通過還包含氮化鋁、 鋁氧化物或氧化鋁、釔氧化物或氧化釔、氧化鈧、氧化鉺、氧化鈦、氧化鋯、 氧化鉿、氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢及其合金或組合 而變化。在一個實施例中，氧化鈹陶瓷晶片包含約95wt% (重量百分比)或更 多，優(yōu)選約99.5wt。/。或更多，更優(yōu)選約99.9wt。/。或更多的氮化鋁。在另一實 施例中，氧化鈹陶瓷晶片可以包含小于約90wt。/。的氧化鈹。
在其它實施例中，選擇具有足以改變電磁場的介電值的氮化鋁陶瓷晶片或 者氧化鈹陶瓷晶片，從而在清潔操作期間使等離子體遠(yuǎn)離基座分布，并朝腔室 壁引導(dǎo)更多等離子體。向腔室中引入氮化鋁陶瓷晶片或氧化鈹陶瓷晶片對晶片產(chǎn)量有負(fù)面影響，因為增加了裝載陶瓷晶片以及然后在清潔工藝之后對其卸載 所需要的時間。但是，利用陶瓷晶片使等離子體改向不止補(bǔ)回了傳遞陶瓷晶片 需要的時長，還減少了自身的清潔時間。在此描述的方法可以用于增加基座的 壽命并減少需要更換的基座的次數(shù)，從而減少了腔室的停機(jī)時間，因而增加晶 片產(chǎn)量。


圖1是如在此的實施例描述的包括氮化鋁陶瓷晶片的處理腔室的剖面圖； 圖2是示出用于傳遞氮化鋁陶瓷晶片的機(jī)械手和晶片倉內(nèi)升運(yùn)器(storage elevator)的視圖；以及
圖3是示出如在此的實施例中描述的清潔工藝的流程圖。
具體實施例方式
圖1描繪了用于執(zhí)行在實施例中描述的方法的合適處理腔室。圖l，是處 理腔室10的立式剖面圖，該處理腔室10是具有真空腔室15的簡化的平行板 化學(xué)氣相沉積(CVD)反應(yīng)器。處理腔室10包括進(jìn)氣歧管11，用于向放置在 基座12上的襯底或晶片分配氣體?；?2是高度溫度敏感型并被安裝在支撐 指狀物13上，從而基座12 (以及在基座12的上表面上支撐的晶片)能夠在 下部裝載/卸載位置和上部處理位置14之間可控移動，該上部位置14緊鄰進(jìn) 氣歧管ll。
當(dāng)基座12和晶片都位于處理位置14時，它們由具有多個間隔孔23的擋 板(baffleplate) 17包圍，該多個間隔孔23向環(huán)形真空歧管24排氣。在處理 期間，氣體經(jīng)過進(jìn)氣歧管11的孔30流動，并在整個表面上或晶片上徑向均勻 分布，如用箭頭21和22表示。然后氣體通過真空泵系統(tǒng)(未示出)經(jīng)由間隔 孔23排入環(huán)形真空歧管24。在到達(dá)進(jìn)氣歧管11之前，沉積氣體和載氣都經(jīng) 過氣體管道18輸入到混合氣體系統(tǒng)19中，在此它們被混合并隨后送到進(jìn)氣歧 管11。
在處理腔室10中執(zhí)行的沉積工藝能夠或者是熱工藝，或者是等離子體增 強(qiáng)工藝。在等離子體工藝中，利用由射頻電源25給進(jìn)氣歧管11施加的射頻能 量在晶片附近形成可控等離子體。進(jìn)氣歧管11還是射頻電極，并且基座12接地。射頻電源25能夠給進(jìn)氣歧管11提供或者單一頻率，或者雙頻率射頻功率，
以增強(qiáng)引入真空腔室15中的反應(yīng)物種的分解。
外部燈組件26通過石英窗口 28將燈27的準(zhǔn)直環(huán)形圖案提供到基座12 的環(huán)形外圍部。該熱分布補(bǔ)償基座的自然熱損耗圖案，并為實現(xiàn)沉積提供快速 加熱且均勻的基座和晶片熱量。
典型地，腔室襯墊、進(jìn)氣歧管面板、支撐指狀物13，和反應(yīng)器硬件的各 種其它零件中任意之一或全部可以用諸如陽極鋁制成。在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利 No.5,000,113中描述了這種CVD裝置的實例，在此引入其全部內(nèi)容作為參考。
所示的陶瓷晶片40被放置在基座12上，并可以包含氮化鋁陶瓷晶片、氧 化鈹陶瓷晶片或其組合。在清潔操作期間，陶瓷晶片40保護(hù)基座12隔離經(jīng)過 進(jìn)氣歧管11注入到腔室的氟氣體。氮化鋁或氧化鈹?shù)奶沾删?0充當(dāng)電介質(zhì) 作用，限制進(jìn)氣歧管11和基座12之間的射頻電場，因而使等離子體朝腔室壁 以及需要被清潔的腔室的其它方面分布并改向。從實驗結(jié)果中已經(jīng)觀察到該分 布效果減少50%的清潔時間。
受存儲在存儲器45中的程序所控制的處理器43可以用于操作圖1的腔 室，該腔室包括射頻電源25、進(jìn)氣歧管ll、混合氣體系統(tǒng)19和基座12的上 升和降低。處理器還能夠控制經(jīng)由圖2中所示的裝置插入和移除氮化鋁或氧化 鈹?shù)奶沾删?0。
圖2示出用于裝載氮化鋁或氧化鈹?shù)奶沾删?0和在使用之間儲存陶瓷 晶片的裝置的視圖。圖2示出包括處理腔室52，諸如如圖1所示的處理腔室 的處理系統(tǒng)50。機(jī)械手54用于從倉內(nèi)升運(yùn)器56裝載陶瓷晶片40。倉內(nèi)升運(yùn) 器56容納處理步驟兩者之間的大量晶片，并還可以用于容納如在此實施例中 描述的氮化鋁或氧化鈹?shù)奶沾删?0。陶瓷晶片40可以通過機(jī)械臂54在處 理腔室52和倉內(nèi)升運(yùn)器56之間傳遞。
圖3示出關(guān)鍵在此的實施例的清潔工藝的流程圖。清潔步驟可以通過處理 器43依照存儲器45中的程序來控制。在完成對被處理的晶片的最后處理步驟， 并通過來自處理器43的命令關(guān)閉射頻電源25的射頻電源(步驟A)之后，通 過響應(yīng)來自處理器43的命令控制混合氣體系統(tǒng)19中的適當(dāng)閥，利用諸如氮氣 的惰性氣體凈化腔室(步驟B)。在通過真空泵去除最后的凈化氣體之后，通 過利用處理器43控制真空閥而解除真空(步驟C)，以及響應(yīng)來自處理器的命令利用機(jī)械臂54移除晶片(步驟D)，并將其放置在倉內(nèi)升運(yùn)器56中。
然后，通過機(jī)械臂54從倉內(nèi)升運(yùn)器56取回陶瓷晶片40并將其放置在腔 室52中(步驟E)。晶片穿過槽(slot) 42插入在圖1的腔室的側(cè)部中。然后 利用由處理器控制的電機(jī)基座被提升到清潔等離子體所需的高度(歩驟F)， 以及在適當(dāng)壓力和溫度條件下，向腔室中引入清潔劑，典型地，包括氟(步驟 G)，如通過來自處理器的命令引導(dǎo)到混合氣體系統(tǒng)19、真空節(jié)流閥和基座加 熱器。
使用用于檢測來自氟氣體的光發(fā)射的終點檢測器來確定清潔操作的終點 (步驟H)?？蛇x地，可以采用定時清潔。在已經(jīng)完成清潔并且關(guān)閉射頻功率 之后，再次采用諸如氮氣的惰性氣體來凈化腔室(步驟I)。解除真空(步驟 J)，并然后從腔室移除氮化鋁或氧化鈹?shù)奶沾删?步驟K)。
能夠以多種方式而仍利用本發(fā)明的概念來改變清潔工藝。例如，可以采用 如共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No. 5,158,644中描述的兩步工藝，在此引入其全部內(nèi) 容作為參考。在該兩步工藝中，基座與陶瓷晶片一起位于下降位置，并經(jīng)歷第 一次清潔操作。然后，移除陶瓷晶片，并且基座被提升到更靠近排氣壓頭，以 便于第二次局部清潔操作。在-一個實施例中，兩步清潔工藝可以僅用于周期清 潔，而單一步驟工藝可以用于大部分清潔工藝，或者反過來也是。
氮化鋁或氧化鈹?shù)奶沾删暮穸群徒殡姵?shù)能夠根據(jù)將要被清潔的腔 室而變化。具體地說，如果腔室壁用陶瓷襯墊覆蓋，諸如共同轉(zhuǎn)讓的美國專利 Na5,366，585中描述的，在此引入其全部內(nèi)容作為參考，陶瓷應(yīng)當(dāng)比無襯墊腔 室使用的陶瓷晶片更厚，或具有更低的介電常數(shù)。這是因為陶瓷襯墊引導(dǎo)等離 子體遠(yuǎn)離該襯墊腔室壁，因此陶瓷晶片必須較厚或具有較低的介電常數(shù)，以重 新引導(dǎo)等離子體回到壁，克服陶瓷襯墊的絕緣特征。
在一個實施例中，陶瓷晶片包含氮化鋁陶瓷覆蓋襯底。氮化鋁陶瓷覆蓋襯 底提供具有大于約160W/m-K的熱傳導(dǎo)率的晶片。如在此描述的熱傳導(dǎo)率，除 非另外說明，在陶瓷襯底在室溫(例如，約2(TC)時指示或測量。在一個實 例中，熱傳導(dǎo)率可以在從約160W/m-K到約200W/m-K，優(yōu)選約180W/m-K或 更大，諸如約187W/m-K或約l卯W/m-K或更大。
氮化鋁陶瓷覆蓋襯底包含至少鋁和氮，還可以包含氧、釔、鈧、鉺、鈹、 鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢及其合金、衍生物或組合的其它材料或元素。氮化鋁陶瓷晶片的成分可以變化，并包含鋁氧化物或氧化鋁、釔氧化物 或氧化釔、氧化鈧、氧化鉺、氧化鈹、氧化鈦、氧化鋯、氧化鉿、氧化釩、氧 化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鉤及其合金或組合。在許多實施例中，
氮化鋁陶瓷晶片包含約90wt% (重量百分比)或更多的氮化鋁，優(yōu)選約95wt% 或更多，更優(yōu)選約98wte/。或更多的氮化鋁。例如，氮化鋁陶瓷晶片可以包含 AIN CERALLOY 1370-CS或者ALN CERALLOY 1370-DP,每種材料都可從 位于CostaMesa， California的Ceradyne有限公司獲得。在另一實施例中，氮 化鋁陶瓷晶片可以包含小于約90wt。/。的氮化鋁。
在一個實例中，襯底或晶片可以具有圓形幾何形狀，并且直徑為從約11 英寸到約13英寸的范圍內(nèi)，優(yōu)選從約11.2英寸到約12.8英寸，更優(yōu)選從約 11.5英寸到約12.5英寸，諸如約11.8英寸。例如，如果對12英寸直徑的晶片 進(jìn)行處理，則可以采用12英寸直徑的陶瓷晶片。在另一實例中，襯底或晶片 的直徑可以為從約7英寸到9英寸的范圍內(nèi)，優(yōu)選從約7.2英寸到約8.8英寸， 優(yōu)選從約7.2英寸到約8.8英寸，更優(yōu)選從約7.5英寸到約8.5英寸，諸如約 7.8英寸。在另一實例中，襯底或晶片的直徑可以為從約5英寸到約7英寸的 范圍內(nèi)，優(yōu)選從約5.2英寸到約6.8英寸，更優(yōu)選從約5.5英寸到約6.5英寸， 諸如約5.8英寸。氧化鈹陶瓷晶片的厚度可以為從約0.030英寸到約0.060英 寸的范圍內(nèi)，優(yōu)選從約0.035英寸到約0.050英寸，例如，約0.040英寸。
氮化鋁陶瓷晶片可以具有小的平整度值，從而有助于防止晶片受熱破裂。 由于一般認(rèn)為底座上的夾盤是平坦的，因此氮化鋁陶瓷晶片應(yīng)當(dāng)同樣平坦從而 盡可能與夾盤更多接觸。在工藝期間，夾盤被冷卻而晶片被加熱。晶片在與夾 盤接觸的點將變得比不與夾盤接觸的點更熱。因此，由于整個氮化鋁材料的不 均勻加熱梯度而導(dǎo)致氮化鋁陶瓷晶片更有可能變得受力，這最終可以導(dǎo)致陶瓷 襯墊的破裂。平整度可以是約0.010英寸或更小，優(yōu)選約0.008英寸或更小， 諸如約0.006英寸或更小。
實例提供氮化鋁陶瓷晶片可以具有光潔度為約120微英寸或更小，優(yōu)選約 100微英寸或更小，更優(yōu)選約80微英寸或更小，更優(yōu)選約50微英寸或更小， 以及更優(yōu)選約IO微英寸或更小的頂表面。 一些實例提供頂表面具有鏡面光潔 度。
在另一實施例中，提供一種氧化鈹陶瓷覆蓋襯底，該氧化鈹陶瓷覆蓋襯底包括氧化鈹陶瓷晶片，具有約200W/m或更大的熱傳導(dǎo)率，圓形幾何形狀，從 約0.030英寸到約0.060英寸的范圍內(nèi)的厚度，以及約0.010英寸或更小的平 整度。熱傳導(dǎo)率可以是從約200W/m-K到約350W/m-K的范圍內(nèi)，優(yōu)選大于約 250W/m-K，更優(yōu)選大于約300W/m-K，諸如約330W/m-K。
氧化鈹陶瓷晶片包含至少鈹和氧，還可以包含氮、釔、鈧、鉺、鋁、鈦、 鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢及其合金、衍生物或組合的其它材料或元素。 氧化鈹陶瓷晶片的成分包含氧化鈹(BeO)，并且可以通過還包含氮化鋁、鋁 氧化物或氧化鋁，釔氧化物或氧化釔，氧化鈧、氧化鉺、氧化鈹、氧化鈦、氧 化鋯、氧化鉿、氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化轉(zhuǎn)及其合金 或組合而變化。在一個實施例中，氧化鈹陶瓷晶片包含約95wt。/o(重量百分比) 或更多，優(yōu)選約99.5wt。/?；蚋啵鼉?yōu)選約99.9wt。/o或更多的氮化鋁。在另 一實施例中，氧化鈹陶瓷晶片可以包含小于約90wty。的氧化鈹。
在一個實例中，襯底或晶片可以具有圓形幾何形狀，并具有從約ll英寸 到約13英寸的范圍內(nèi)的直徑，優(yōu)選從約11.2英寸到約12.8英寸，更優(yōu)選從約 11.5英寸到約12.5英寸，諸如約11.8英寸。例如，如果對12英寸直徑的晶片 進(jìn)行處理，則可采用12英寸直徑的陶瓷晶片。在另一實例中，襯底或晶片可 以具有從約7英寸到約9英寸范圍內(nèi)的直徑，優(yōu)選從約7.2英寸到約8.8英寸， 更優(yōu)選從約7.5英寸到約8.5英寸，諸如約7.8英寸。在另一實例中，襯底或 晶片的直徑可以為從約5英寸到約7英寸范圍內(nèi)，優(yōu)選從約5.2英寸到約6.8 英寸，更優(yōu)選從約5.5英寸到約6.5英寸，諸如約5.8英寸。氧化鈹陶瓷晶片 的厚度可以是從約0.030英寸到約0.060英寸的范圍內(nèi)，優(yōu)選從約0.035英寸 到約0.050英寸，例如，約0.040英寸。
氧化鈹陶瓷晶片可以具有較小的平整度值，從而有助于防止晶片受熱破 裂。由于一般認(rèn)為底座上的夾盤是平坦的，因此氧化鈹陶瓷晶片應(yīng)當(dāng)同樣平坦 從而盡可能與夾盤更多接觸。在工藝期間，夾盤被冷卻而晶片被加熱。晶片在 與夾盤接觸的點將變得比不與夾盤接觸的點更熱。因此，由于整個氧化鈹材料 的不均勻加熱梯度而導(dǎo)致氧化鈹陶瓷晶片更有可能變得受力，這最終可以導(dǎo)致 陶瓷襯墊的破裂。平整度可以是約0.010英寸或更小，優(yōu)選約0.008英寸或更 小，諸如約0.006英寸或更小。
實例提供氧化鈹陶瓷晶片可以具有光潔度為約120微英寸或更小，優(yōu)選約IOO微英寸或更小，更優(yōu)選約80微英寸或更小，更優(yōu)選約50微英寸或更小， 以及更優(yōu)選約IO微英寸或更小的頂表面。 一些實例提供頂表面具有鏡面光潔 度。
對陶瓷晶片自身周期性更換或清潔，以避免由于陶瓷晶片上累積的殘余物 而導(dǎo)致在清潔工藝期間向腔室中引入污染物。然而，可以執(zhí)行上千個清潔操作 而不需要晶片清潔或更換。
如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在不偏離本發(fā)明的精神或必要特征的情況 下，可以用其它特定形式來具體表達(dá)本發(fā)明的實施例。例如，晶片，僅是局部 陶瓷，具有陶瓷涂層，或者具有一些其它合金或材料，該材料具有類似于可以 采用的陶瓷的介電性質(zhì)。氮化鋁陶瓷晶片的介電常數(shù)和其厚度不僅可以根據(jù)腔 室特點，還可以根據(jù)等離子體清潔工藝期間所采用的基座的高度而變化。雖然 所述的實施例是CVD腔室，但本發(fā)明可以應(yīng)用于沉積物累積的諸如物理氣相 沉積(PVD)腔室、原子層氣相沉積(ALD)腔室或蝕刻腔室的任何腔室。
雖然前述針對本發(fā)明的實施例，但在不偏離由以下權(quán)利要求限定的本發(fā)明 的基本范圍的情況下，可以設(shè)計本發(fā)明的其它和另外實施例。
權(quán)利要求
1. 一種氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，包括氮化鋁陶瓷晶片，具有大于160W/m-K的熱傳導(dǎo)率；圓形幾何形狀，包括從約11英寸到約13英寸范圍內(nèi)的直徑；從約0. 03英寸到約0.060英寸范圍內(nèi)的厚度；以及約0. 010英寸或更小的平整度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，其特征在于，所述熱傳 導(dǎo)率是約180W/m-K或更大。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，其特征在于，所述厚度 是從約0.035英寸到約0.050英寸的范圍內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，其特征在于，所述厚度 是約0.040英寸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，其特征在于，所述平整 度是約0.006英寸或更小。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，其特征在于，所述氮化 鋁陶瓷晶片還包括具有光潔度為約120微英寸或更小的底表面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，其特征在于，所述光潔 度是約IO微英寸或更小。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，其特征在于，所述頂表 面具有鏡面光潔度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，其特征在于，所述氮化 鋁陶瓷晶片還包括鈹、氧化鈹或其衍生物。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，其特征在于，所述氮化 鋁陶瓷晶片還包括鉺、氧化鉺或其衍生物。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，其特征在于，所述氮化 鋁陶瓷晶片還包括釔、氧化釔、氧化鋁或其衍生物。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，其特征在于，所述氮化 鋁陶瓷晶片還包括含金屬的金屬氧化物，所述金屬選自包括鈦、鋯、鉿、釩、 鈮、鉭、鉻、鉬、鎢及其合金、衍生物或組合的組。
13. —種氮化鋁覆蓋襯底，包括氮化鋁陶瓷晶片，具有約160W/m-K或更大的熱傳導(dǎo)率； 圓形幾何形狀；從約0.03英寸到約0.060英寸范圍內(nèi)的厚度；以及 約0.010英寸或更小的平整度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，其特征在于，所述熱 傳導(dǎo)率是從約160W/m-K到約200W/m-K的范圍內(nèi)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，其特征在于，所述圓 形幾何形狀包括從約11.2英寸到約12.8英寸的范圍內(nèi)的直徑。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，其特征在于，所述圓 形幾何形狀包括從約7.2英寸到約8.8英寸的范圍內(nèi)的直徑。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，其特征在于，所述圓 形幾何形狀包括從約5.2英寸到約6.8英寸的范圍內(nèi)的直徑。
18. —種氧化鈹陶瓷覆蓋襯底，包括 氧化鈹陶瓷晶片，具有約200W/m-K或更大的熱傳導(dǎo)率； 從約0.030英寸到約0.060英寸的范圍內(nèi)的厚度；以及 約0.010英寸或更小的平整度。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的氧化鈹陶瓷覆蓋襯底，其特征在于，所述熱 傳導(dǎo)率是約250W/m-K或更大。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的氧化鈹陶瓷覆蓋襯底，其特征在于，所述熱 傳導(dǎo)率是約330W/m-K或更大。
全文摘要
本發(fā)明的實施例提供一種通過在向腔室中引入清潔劑之前裝載包含氮化鋁陶瓷晶片或者氧化鈹陶瓷晶片的陶瓷覆蓋襯底到基座上，用于在清潔操作期間保護(hù)基座的方法和裝置。在一個實施例中，提供一種氮化鋁陶瓷覆蓋襯底，該氮化鋁陶瓷覆蓋襯底包括氮化鋁陶瓷晶片，具有大于160W/m-K的熱傳導(dǎo)率，從約11英寸到約13英寸范圍內(nèi)的直徑的圓形幾何形狀，從約0.03英寸到約0.060英寸范圍內(nèi)的厚度，以及約0.010英寸或更小的平整度。熱傳導(dǎo)率可以是約180W/m-K、約190W/m-K或者更大。厚度可以是從約0.035英寸到約0.050英寸的范圍內(nèi)，以及平整度可以是約0.008英寸、約0.006英寸或更小。
文檔編號C23C16/04GK101418436SQ200810135599
公開日2009年4月29日 申請日期2008年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月5日
發(fā)明者穆罕默德·M·拉希德 申請人:應(yīng)用材料股份有限公司