CN103189957A - 用于真空加工聚合物基板的原位调节 - Google Patents

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Abstract

装配有主动冷却元件的蚀刻室。所述主动冷却元件优先吸附在蚀刻过程中从晶片的聚合物层释放的挥发性化合物，如果所述化合物再沉积在晶片上，则它们将起到污染物的作用，例如，在暴露的金属接触部分它们可能干扰金属接触层的后续沉积。在期望的实施方式中，还提供了在所述蚀刻室中作为吸气材料源的吸气剂升华泵。还公开了在这种室中的蚀刻方法。

Description

用于真空加工聚合物基板的原位调节
在半导体加工中，特别是在晶片封装中，聚合物材料的使用已经变得非常重要。在真空涂布工具中的基板(例如，用聚酰亚胺(PI)或聚苯并双噁唑(PBO)涂布的硅晶片)的加工已经成为非常普遍的问题，因为这些材料的大量排气。更大的问题是具有所谓的晶圆级球栅阵列封装技术（eWLB)的情形，其中硅片被嵌入在由聚合物树脂制成的晶片中，又称作扇出晶片(fanout wafer)。
作为晶片封装工艺的一部分，在构图的晶片5(例如，在图1中所示的晶片)上进行金属化。示于图1中的晶片5包括基底基板10(例如，硅)和具有暴露的接触部分13的一个或多个金属层12(其可以为不连续的)。所述金属层的接触部分13通过上覆的构图的绝缘层14而为可接触的，所述绝缘层14是由有机聚合物材料(例如，PI或PBO)组成的。目的是为所述金属层12的接触部分13提供金属接触层(或触点)16和18(示于图2)。所述触点16、18提供与所述层12的导电路径，所述层12通过构图的绝缘层14中的开口而保持为可接触的。所述工艺通常以两步进行：即，蚀刻步骤，其从所述金属层12的接触部分除去金属氧化物沉积物，接着为金属化步骤，其沉积所述金属触点16、18。
在第一步骤中，如在图1所示，通过惰性气体的等离子体、通常为氩离子(Ar+)的溅射蚀刻被用于除去已经在金属层12的暴露接触部分13上形成的金属氧化物(MeO)。MeO层9以便于观察的夸大尺寸而示意性地示于图1中(除非明确表示，则在本申请中无附图按照比例绘制)。需要除去这种氧化物以使金属层12与稍后涂布的接触层16和18之间的导电性和粘结性最大化。
然而，等离子体蚀刻并不仅限于金属接触部分13。相反，等离子体还蚀刻有机绝缘层14，因此加速了从其释放挥发性化合物(VC)以及释放聚合物材料。这些VC和释放的聚合物可以污染金属接触部分13并妨碍为除去MeO而进行的对它们的蚀刻。在第二步骤中，在图2所示，涂布了至少一层接触层(两层接触层16和18示于所示的实施方式中)。所述接触层16和18可以为，例如，钛，然后为铜。这些接触层16和18通常通过由适当的金属靶(例如，Ti或Cu，在图中未示出)溅射而涂布。可以理解的是，与第一步骤中的等离子体溅射相似，这种金属溅射工艺也并非仅针对接触区域13。相反，如由图2中箭头所示意性表示的，金属涂布将应用于整个晶片5表面(包括聚合物绝缘层14的上表面)。这表明，如图2所示，用于触点16和18的金属层延伸所涂布的接触部分13之外，并且覆盖晶片5的整个上表面。
一旦用于触点16、18的一层或多层金属涂层已经沉积，则来自该层14的VC和有机材料的释放将会停止，因为沉积在绝缘层14的顶部的金属涂层将用作VC和其他有机物传送的屏障。在沉积用于触点16、18的金属层之后，通常进行后续的光刻步骤以分离将形成触点16、18所需的导电电路的那些层的部分。后续的光刻步骤不在本公开的范围之内。
前述两个步骤通常在各自的蚀刻和溅射室中连续地进行。在蚀刻室中进行的第一步骤中，该蚀刻室起初被用泵抽至真空，并在升高的温度下进行脱气操作。所述脱气操作是非常重要的，因为不能超过某一脱气温度以避免聚合物绝缘层14的降解。另外，除气为时间的函数，其不能容易地被加速。然而，长的除气时间是不合意的，因为这会使生产量降低。在脱气之后，进行使用惰性气体等离子体(通常为氩)的溅射蚀刻操作以清洁污染MeO的暴露的金属表面(接触部分13)。该工艺相对简单，但是其具有的缺点为其不是选择性的，而且Ar+离子不仅蚀刻来自暴露的接触部分表面的MeO，而且还蚀刻来自绝缘层14的聚合物材料。所得的蚀刻的聚合物通常在室壁上形成不完整的厚的沉积物，导致产生颗粒。此外，由于蚀刻工艺向晶片引入了热量，所以在所述蚀刻工艺时间内，存在着增加量的从所述晶片除气的挥发性化合物(VC)-主要为水蒸气和来自绝缘层14的有机残留物。通过除气的VC释放可以被视作蚀刻室内的压力升高。由于污染物(即，挥发性有机物)的并入，这些VC导致的效果为MeO不能从金属层的暴露的接触部分适当地被清洁。最终地，来自金属表面的MeO的蚀刻清洁率低于基于从绝缘层14除气的VC的那些表面的污染率，导致不良的接触电阻。
在上述讨论的第二步骤中，将晶片移至其中涂布金属接触层16、18的溅射室中。在两层或更多层的情况下，溅射金属沉积可以在两个或更多个连续溅射室中施用，一个室对应于每一涂布层。由于金属溅射操作将金属沉积在聚合物绝缘层14上以及沉积的金属用作除气的屏障，所以主要在上述讨论的第一步骤中除气(用Ar+等离子体溅射以从暴露的金属接触部分13除去MeO)，对此，必须解决与过量聚合物溅射和除气相关的问题。
因此，本领域需要改进在上述讨论的步骤1中的蚀刻工艺以实现由来自绝缘层14的蚀刻的聚合物材料产生较少的粒子，以及使由于过量MeO或在蚀刻工艺过程中从绝缘层14释放的其它污染物(即，聚合物颗粒和VC)导致的在金属层12和各个触点16、18之间的界面处的接触电阻最小化。
技术背景
图3示出电感耦合等离子体(ICP)蚀刻室的典型设置。在介电外壳20之内限定的室中，等离子体是通过线圈22产生的，其将电源连接至在优选300-15000kHz、最优选为或约为450kHz的频率下的等离子体。通过气体入口24和由挡板组(挡板26和28)的部件而限定的泵口(pumping port)来使Ar或其它可电离的惰性气体供给经过室。将晶片5(其即将被蚀刻以从暴露的接触部分13(参见图1)除去MeO沉积物)放置在基架30的支撑表面上，其中通过建立自偏压电势而施加例如1-70MHz、最优选为或约为13.56MHz的高频以将等离子体离子吸引至晶片5。所述基架30本身至少部分地在外壳20(而因此在蚀刻室内)内延伸，从而至少其上表面(支撑表面)全部地布置在所述室内。作为第一方法，可以假定所述室被非常好地调节，从而挥发性化合物VC的唯一来源为晶片5(且特别为绝缘层14-参见图1)。如果所述室具有冷壁40和干净的表面，则只要由蚀刻工艺引入的温度增加，VC将离开晶片5，并且这些将会沉积在由箭头100所指的壁40上。这种机制充分的运行以使在低热负载下或者当可以实现并保持室壁40的有效冷却时的污染最小化。然而，当所述线圈22位于外壳20的外面时，在用于连接电磁功率(例如，ICP)的室部分上不能总是有效冷却。为了有效地传输RF辐射，外壳20必须由介电材料、例如石英制成，其通常具有低传导性，因此不能均匀或有效地冷却。相反地，这种材料的局部冷却趋向于由诱导的温度梯度而引入内应力，其可以引起外壳20破裂。分别从设计和维护的角度出发，还经常期望的是，使用容易并快速更换的部件以用于清洁。例如连接到热交换装置的或包含连接到冷水源的水冷管道的冷却的部件不能有效地换出和替换。这表明在生产条件下，壁40将会变热，从而在运行一段时间后吸收VC的机制失效。这如图4所示，其中吸附率和解吸率相抵。此时，从晶片5的聚合物绝缘层14释放的VC和其它有机物将会在室内积聚。
在图5a-d中，在类似于图3-4所示的用于Ar作为等离子体源的典型蚀刻操作的蚀刻室内测量典型的残留气体谱。在这些图中的数据是从高压四级质量分析器得到的，并且以对数形式绘制。从上至下：图5a为在其中没有晶片5或氩气的室内采集的质谱，并且其显示在用泵抽至真空(仅有少量空气泄露)之后为3×10-7mbar的总基准(起始)压力；图5b为在引入氩气之后的类似质谱，这是溅射蚀刻工艺中所需要的；图5c为在室中没有氩气但其中具有含由PI制成的绝缘层14的晶片5(参见图1)的另一质谱，其显示从所述晶片的除气；以及图5d为在PI涂布的晶片的ICP溅射蚀刻过程中采集的另一质谱。从这些谱中可以看出：主要的VC为水(16、17、18amu)、烃(2、12、15amu以及更高)以及CO(28amu)和CO2(44amu)。应该注意到水蒸气和其它VC的分压已经接近于Ar加工压力的分压。在一些情况下，其甚至可以阻止ICP等离子体的引发。
在ICP加工室(参见图3-4)中VC的依时行为示于图6中。晶片5一进入所述室中，水蒸气的含量就以2次方的量级增加。当Ar被引入到约8×10-4mbar的相对高压中时，由于抑制效应，其它气体信号轻微下降。在此，Ar(36amu-Ar同位素36具有0.34%的相对天然分数，因此提供了与更低浓度的气体相比更好的信号)信号被用于更好的可测量性。48秒的蚀刻工艺被引发，表明在几秒之后已经观察到CO2(44amu)和CO(28amu)的信号的急剧增强。至于O2(32amu)和H2O(18amu)，在开始数秒内观察到下降，其可以归因于氧气消耗，因为聚合物组分反应为CO2和CO。然后，在大约5秒之后，所有信号增强，因为温度上升和PI涂布的晶片的除气。在小于20秒之后，这些信号再次下降。
如在图7中所示的180秒的更加延长的蚀刻时间，在大约80秒之后可以观察到解吸的第二峰。所述第一解吸峰较弱且较短，并且可以被解释成表面解吸，而第二峰更强烈且更广，并且可以解释成从聚合物中本体解吸(bulk desorption)。在图7中，给出了两种情形，并且该两种情形被调节为相同的时间标尺，即约30°C壁温的冷蚀刻室(图7a)和约120°C壁温的热蚀刻室(图7b)的信号跟踪。可以容易地看出：热壁的所有信号均更高，因为所述壁的降低的吸附能力。同时，Ar信号不变。还可以看出：在热壁的情形下，在取出晶片5之后，水蒸气的泵出(the pump out)更低。
附图简述
图1示意性地示出在构图的晶片5上进行的溅射蚀刻操作，所述晶片5具有保护其下方金属层12的聚合物绝缘层14。在涂布金属触点16和18(在图2中示意地示出)的后续步骤之前，等离子体(在附图中为氩)被用于溅射晶片5以除去已经积聚在金属层的暴露的接触部分13上的金属氧化物(MeO)。
图2示出在图1所述步骤结束之后，在构图的晶片5上进行的溅射涂布操作。在该步骤中，通过由合适的金属靶的溅射而涂布金属接触层16和18。
图3-4示意性地示出在溅射操作过程中的不同时刻的用于进行图1所示溅射步骤以从晶片5除去MeO沉积物的电感耦合等离子体蚀刻室。
图5a-d示出在与图3-4所示类似的Ar作为等离子体源的典型蚀刻操作的蚀刻室内测量的典型残留气体谱。
图6示出在说明气体浓度的依时行为的48秒蚀刻操作过程中，与图3-4所示类似的蚀刻室中气体的气体谱。
图7示出与图6类似但为180秒蚀刻操作的气体谱。
图8示意地示出如上述图3-4的蚀刻室，但其具有临近室底座上的基架而布置的主动冷却元件。
图9和11-13示意性地示出在蚀刻室的底座上并入主动冷却元件的蚀刻室的多个实施方式。在一些实施方式中，还并入吸气剂升华泵以在所述蚀刻室中提供吸气材料源，其与主动冷却元件组合使用以降低由于等离子体蚀刻而在所述室中从聚合物绝缘层14发出的污染气体的浓度，所述污染气体即VC和聚合物。
图10为示出在Ti吸气剂基板上进行蚀刻操作以在蚀刻室中引入吸气材料的过程中的依时残留气体浓度的气体谱，其在如图9所示的蚀刻室中进行，并在下面进一步描述。
发明概述
由于残留气体环境起到非常重要的作用，所以在处理室中的VC(包含释放的蒸汽污染物和溅射的聚合物材料)的量的简单模型可以如下公式化：
VC的积聚～(DSUB-AWALL+DWALL-P)
其中，P为泵浦率(pump rate)，AWALL为壁的吸附率，DWALL为壁的解吸率，并且DSUB为基板5的解吸率，所有均对VC而言。吸附和解吸的平衡主要由温度给定。在上述关系中，假定污染VC的源仅为晶片5，由下面3个热源驱动。
1.晶片的起始温度如由脱气工艺所给定，其在蚀刻加工前通常不被冷却，
2.由蚀刻工艺产生的加工热量，和
3.通过辐射由热室环境产生的加热，其取决于操作的时间、加工的占空度和源(例如，线圈22)设计。
加工热量(紧上面的项目2)为晶片5加热的主要贡献者，并且其不能避免，因为需要除去某些物质以清洁接触部分13。抑制除气的晶片5的主动冷却可能在此为一个解决方案，但是太大范围的冷却将导致任何可凝结化合物凝结并积聚在晶片5上，这可能导致甚至更高程度的污染和接触电阻问题。提高泵浦速度P将会导致更少的VC，然而，这受限于安装在***上的泵和图3-4中的挡板26和28，其具有保护室免受溅射蚀刻材料的作用，因此表现为泵浦速率P的限制。
因此，本公开的方法为通过引入装置以通过提高冷却策略来提高在前述关系中的壁AWALL的吸附率，从而降低VC。在室的所有位置的冷却并不总是可行的，特别不可行的是其中电磁功率穿过外壳20的情况(例如，当使用ICP线圈(图3-4中的22))。如果将传导足够的物质用于那些区域(例如，对于上述顶壁)，壁40的其它区域的冷却(例如，在图3-4中所示的顶壁)是可能的。然而，当一定量的VC积聚在表面上时，非常冷的表面的应用通常具有VC的不受控释放的危险。当***排放时，非常冷的表面也需要加热以防止吸附环境湿度。还需要考虑挡板更换的易于维护的这些方面。
因此，在下面的方案中提出优选-20°C至+10°C的适当冷却，特别是与吸气剂泵设置的组合。本方案使用布置在蚀刻室中的主动冷却元件，所述主动冷却元件优选在或靠近在使用过程中支撑晶片5的基架30的支撑表面所临近的底座。这个位置使冷却的元件靠近产生VC的源，而不是在泵口或室的更远端壁40的边远区域内。优选布置主动冷却元件，以使在蚀刻过程中其比蚀刻室中任何其他主要表面更靠近晶片5(除了晶片5所搁置的基架30之外)。“主要表面”表示具有不可忽视的表面宽度的表面，例如，其中的室的壁40或暗区挡板；所述术语不包括与这种壁或挡板相比的可忽略表面积的不重要的或小的特征。在室的底座的这个位置还通常提供便利的区域以接近冷却元件而用于维护或置换。
图8示意地示出如上述图3-4的外壳20内封闭的蚀刻室，其具有布置在位于所述室的底座上的基架30附近的主动冷却元件。示于图8中的主动冷却元件50纯粹为示意性的，除了表示其被布置在位于蚀刻室的底座上的基架30的表面附近之外，并不旨在表示这种元件的具体的结构或位置。例如，冷却元件50可以为并入蚀刻室中的孤立的元件，或者其可以为或形成挡板26和28的一个或两个中的一部分。在优选的实施方式中，冷却元件50可以为围绕并与基架30的表面共享共同的纵轴的环形环形式，在蚀刻过程中所述基架30支撑晶片5。在示出的实施方式中，吸气剂材料层52被沉积在冷却元件50的表面上。吸气剂材料已经广为人知，且优选选择对水蒸气和CO/CO2都具有亲和性的吸气剂材料(例如，Ti)，因为这些是由于溅射而通过除气从绝缘层14释放的主要污染物。吸气剂材料将对蚀刻室的VC蒸汽具有强烈的亲和性，并吸引如图8的箭头所示的那些物质，与保持吸附至吸气剂涂布的表面的物质形成稳定的固体化合物。使吸气剂涂布的表面冷却提高了这种效果，并提供甚至更高的VC吸附能力。
大体而言，提供了溅射蚀刻室，其包括用于引入可电离气体的入口和位于室内的支撑表面。调节支撑表面以在室中支撑待蚀刻的晶片。室还包括位于室内的临近基架的主动冷却元件。
还提供了溅射方法，其包括如下步骤：a)将需要从其中除去金属氧化物沉积物的晶片放置到如在上面段落所述的溅射蚀刻室中的支撑表面上；使所述主动冷却元件冷却至-50°C至+10°C的温度；以及使在所述室内的可电离气体电离以由其产生等离子体，其中所述等离子体蚀刻所述晶片以除去金属氧化物沉积物；以及其中，与所述室内的其它表面相比，由于蚀刻而从所述晶片释放的挥发性化合物被优先地吸附至主动冷却元件上。
具体实施方式
图9示出使用如上所概述的主动冷却元件50的第一实施方式。为了清楚起见，在图9中仅示出位于蚀刻室底座的特征，前面附图的类似参考编号用于类似的特征。在本实施方式中，使待蚀刻以除去MeO沉积物的晶片5搁置在如上所述的蚀刻室的基架30上。晶片5被由石英制成的保护环6围绕，所述保护环6位于基架30上，其连接至RF偏压。暗区挡板26形成部分的泵通道。对应的挡板28被与挡板28热接触的外壳冷却，所述外壳例如为一卷管29的形式。在-50°C至+10°C，优选在-20°C至+10°C，更优选在-20°C至0°C的冷却流体循环通过管29。所述管是由导热材料制成，例如金属且优选由铜制成，以确保主动冷却挡板28本身基于从其中到冷却流体中的热量转移而基本达到上述温度范围。
在蚀刻操作中，与其它在蚀刻室中的高温表面相比，从主动冷却挡板28上的绝缘层14中释放的VC的吸附是热力学上有利的。这种效果通过其相对靠近VC源、直接临近晶片5而进一步提高，表明与由于它们升高的温度而导致的热力学不利的其它表面相比，VC为了吸附而移动的距离更短。
除了主动冷却元件50(在该实施方式中为挡板28)之外，增强从所述室空间除去VC并改善所述室的条件的一个方式是在蚀刻所想要的基板5以除去MeO沉积物之前，溅射蚀刻用钛或其它吸气剂材料(例如，Ta、Al、Zr、Mo、Nb或V)涂布或制备的基板(下文中称作吸气剂基板)。在该方法中，首先将吸气剂基板放置室中的基架30上，并激活氩等离子体，并通过施加到基架上的偏电势而指向吸气剂基板。从吸气剂基板溅射的吸气剂材料将会进入蒸汽相，并吸附至室内的内表面上，包括吸附至外壳20的壁40上和吸附至各挡板26和28上。值得注意的是，当在该过程中使主动冷却的挡板28冷却时，溅射的吸气剂材料将会优先吸附至挡板26的表面上，因为吸附至更冷的表面(因此显示更高能力的溅射材料的吸附等温线)是热力学上有利的。然而，溅射的吸气剂材料也将被沉积在蚀刻室的其它内表面上。一旦完成了使用吸气剂基板的蚀刻步骤，吸气剂基板在蚀刻室内可以被待蚀刻MeO沉积物的想要的晶片5所替换。然后，如上所述进行蚀刻操作以除去那些沉积物。值得注意的是，蚀刻吸气剂基板以在所述蚀刻室的内表面上沉积吸气剂材料可以在蚀刻各晶片5以除去MeO沉积物之后进行，或可以在多个连续的晶片5被蚀刻之后进行。例如，吸气剂基板的蚀刻可以在每2、5、10、25或50(或一些其它数字)次晶片蚀刻操作之后进行。
钛为优选的吸气剂材料，因为其对水、氢气和烃的高吸气能力，并且因为如果层为钛，则不会干扰形成接触层16的后续金属化，这在许多情况下被用作粘合接触层(即，首先直接沉积在金属层12上的接触层)。因此，甚至可以以相同的工具在室中制备Ti吸气剂基板。
图9所示的在蚀刻室中溅射48秒的Ti吸气剂基板的吸气效果绘制在图10中。在这个实验中，从具有300mm直径的基板上除去12nm厚度的Ti金属，相当于大约3mg总量的Ti沉积至室内的壁40和其它内表面。从图10的H2O信号可以看出，在吸气步骤之后，水蒸气水平降低至小于50%。由于一些金属层沉积，吸气剂材料是否对蚀刻室条件具有影响是重要的问题。这是特别重要的，因为通过介电壁40的电磁耦合可能受金属层影响。然而，发现对电感耦合的影响非常小，因为薄Ti层仅为几纳米。当金属层被沉积于在其上吸附有水蒸气的壁上时，以及当来自下一个PI涂布的晶片的水蒸气与新沉积的金属反应时，这些金属层在上界面和下界面上都被氧化。
代替使用Ti涂布的吸气剂基板(或者由钛制成的基板)，支架30本身可以被用作吸气剂材料的纯金属(例如Ti)涂布或由其制成，这可以用于室调节。在这个实施方式中，如果RF和偏电势被激活以直接蚀刻基架30表面，例如在用于连续的晶片5的连续(或选择的多个连续)的蚀刻操作之间，基架30(有时称作卡盘)本身可以起到升华吸气装置的作用。这将直接从基架表面上溅射吸气剂材料，例如Ti。然后，溅射的吸气剂材料将沉积在蚀刻室的内表面上，其中其在确保除去MeO沉积物的溅射操作的情况下增加从绝缘层14释放的VC污染物的吸附。以这种方式，可以在溅射连续的晶片5之间的短期内重新调节蚀刻室而不需要在所述室内提供单独的吸气剂基板，这将降低生产量和周转时间。
在这个实施方式中，优选选择基架30的材料从而不干扰后续的接触层16沉积，或者不对所述沉积提供妨碍。此外，可以选择基架/卡盘材料以对应于粘附接触层的材料，从而消除这种担忧。这个实施方式对单独的吸气剂基板溅射操作是优选的，因为其将完全消除额外步骤，导致蚀刻室的更短的闲置时间。
在图11示出的另外实施方式中，在蚀刻室中提供了额外的升华吸气装置。在最简单的情况下，能通过施加电流而为电阻-加热的单匝电阻-加热电线35被用作额外的升华吸气装置。这种电线35可以卷绕晶片位置(例如，圆周地环绕且与基架30的支撑表面同轴)，并连接至电源以施加用于加热电线的电流，并且可以受到同轴挡板26和28保护。这种电线原则上可以由任何吸气剂材料制备，但是为了耐热性，优选名义上85%钛和15%钼(基于质量，可忽略的或痕量的杂质)的组合物。通过施加电流使所述钛蒸发，因此电阻-加热所述电线，并冷凝至约束从所述绝缘层14释放的作为VC的水蒸气、氢和烃的冷却挡板28上。在300mm晶片的蚀刻室中，可以使这种电线35布置在围绕晶片5的400mm直径上(即，围绕所述基架30的支撑表面)，得到1250mm的总长度的电线。2mm直径的电线可以在40V电压50A电流下运行以蒸发钛吸气剂材料。
本质上，电线35运行为请求式吸气剂升华泵(on-demand gettersublimation pump)。在蚀刻操作过程中，电线35没有被蚀刻，因为如在图11中示意地看出：其没有在负电势上并且被挡板28屏蔽。因此用Ar等离子体进行蚀刻操作不会导致释放吸气剂材料。相反地，在该应用中的Ti升华泵的优点在于其可以仅当需要时而应用。这表明电阻加热器(电线35)优选仅在当蚀刻工艺运行时以及根据预期的VC量而被打开，如图6-7所示，其是依时性的。通过产生或参照正在进行的特定蚀刻操作的适当的依时性VC曲线，吸气剂材料的释放可以调整或程控至具体的用应需求。例如，电线35电流可以被用作可程控参数以基于应用-特定的VC-时间曲线而在时间和强度方面被设定。或者，当晶片5已经被卸下，在下一个晶片载入之前，可以打开升华加热器(电线35)以为低浓度的污染作准备。
在图12示出的又一实施方式中，基架30是由吸气剂材料、例如钛制成，如与结合图9所讨论的上述实施方式类似。然而，在这个实施方式中，基架包括从围绕晶片5的保护环6辐射状向外延伸的其上表面的周边区域8，其周边区域8未受任何暗区挡板保护，因此在从晶片5除去MeO沉积物的溅射操作中对等离子体溅射开放。在这个实施方式中，无论等离子体和连接到基架的RF偏电势是否激活-即，在晶片5的溅射操作过程中，通过从基架本身溅射钛或其它吸气剂材料来连续调节蚀刻室。溅射器表面可以对于图12的周边区域8朝上，或者为辐射方向。这种设置的优点为非常简单。然而，一个缺点为从基架30蒸发的吸气剂材料的量在从晶片5除去MeO沉积物的溅射操作过程中不能独立地调节，因为基架的周边区域8被持续地暴露于溅射等离子体。
图13示出又一实施方式，其中基架30(或至少其上部分或者其周壁的32的上部分)是由吸气剂材料(例如钛)制备或用吸气剂材料(例如钛)涂布的。在这个实施方式中，屏蔽基架30的周壁的暗区挡板26相对于基架高度为缩短的，因而暴露了基架周壁32的上末端部分。在蚀刻操作中，随着这部分的基架周壁暴露于等离子体，所述等离子体将从周壁32的这部分溅射吸气剂材料。大体而言，在示出的实施方式中，如图13的箭头所示，吸气剂材料从周壁32的上部分以辐射方向溅射至冷却的挡板28、50。这个实施方式的一个优点为通过保护环6避免了由吸气剂材料导致的晶片5污染，所述保护环6应该在直径上大于基架30。
尽管已经参考某些优选实施方式描述了本发明，但是应该理解到本发明不限于在此公开的实施方式，其为示例性的并且本质上非限制性的，但是要包括如本领域的技术人员在阅读本公开之后将对其作出的所有修改和变化，并且都落入所附权利要求所述的本发明的精神和范围内。

Claims (30)

1.溅射蚀刻室，其包括：用于引入可电离气体的入口、位于所述室中的适于支撑在所述室中蚀刻的晶片的支撑表面，和位于所述室中临近所述支撑表面的主动冷却元件。
2.根据权利要求1所述的溅射蚀刻室，其还包括至少部分地布置在所述室内的基架，所述支撑表面为所述基架的表面。
3.根据权利要求2所述的溅射蚀刻室，放置所述主动冷却元件使得在蚀刻搁置在所述支撑表面上的晶片时，所述冷却元件比除了所述基架之外的在所述蚀刻室内的任何其它主要表面更接近所述晶片。
4.根据权利要求1所述的溅射蚀刻室，所述主动冷却元件位于所述溅射蚀刻室的底座上。
5.根据权利要求1所述的溅射蚀刻室，所述主动冷却元件包括位于所述溅射蚀刻室的底座上的暗区挡板。
6.根据权利要求5所述的溅射蚀刻室，所述暗区挡板与适于运送冷却流体的管道热接触。
7.根据权利要求1所述的溅射蚀刻室，所述主动冷却元件的温度为-50°C至+10°C。
8.根据权利要求1所述的溅射蚀刻室，所述主动冷却元件的温度为-20°C至+10°C。
9.根据权利要求4所述的溅射蚀刻室，所述主动冷却元件的温度为-20°C至+10°C。
10.根据权利要求1所述的溅射蚀刻室，所述主动冷却元件包括暗区挡板，其位于临近所述室的底座上的所述基架的支撑表面。
11.根据权利要求10所述的溅射蚀刻室，所述暗区挡板的温度为-20°C至+10°C。
12.根据权利要求1所述的溅射蚀刻室，其还包括位于所述室内的吸气剂升华泵。
13.根据权利要求12所述的溅射蚀刻室，所述吸气剂升华泵包括含有吸气剂材料的电阻-加热电线。
14.根据权利要求13所述的溅射蚀刻室，所述电阻-加热电线与所述支撑表面分开并相对于所述支撑表面同轴地卷绕，在蚀刻操作中，所述电线被屏蔽了等离子体的溅射。
15.根据权利要求13所述的溅射蚀刻室，所述电线包括：基于质量的名义上85%的钛和15%的钼。
16.根据权利要求15所述的溅射蚀刻室，所述电线具有2mm直径，且连接至电源以当通电时可操作地向所述电线提供在40V下的50A电流以从其中蒸发钛。
17.根据权利要求12所述的溅射蚀刻室，其还包括至少部分地布置在所述室内的基架，所述支撑表面为所述基架的表面，所述吸气剂升华泵包括至少一部分的由吸气剂材料制备或用吸气剂材料涂布的所述基架。
18.根据权利要求1所述的溅射蚀刻室，其还包括沉积在所述主动冷却元件的表面上的吸气剂材料层。
19.溅射方法，其包括：
a)将需要从其中除去金属沉积物的晶片放置在权利要求1所述的溅射蚀刻室内的支撑表面上；
b)将所述主动冷却元件冷却至-50°C至+10°C的温度；以及
c)在所述室内电离可电离的气体以由其产生等离子体，所述等离子体蚀刻所述晶片以除去金属氧化物沉积物；
其中，与在所述室内的其它表面相比，由所述蚀刻而从所述晶片释放的挥发性化合物优先被吸附至所述主动冷却元件上。
20.根据权利要求19所述的方法，所述温度为-20°C至+10°C。
21.根据权利要求19所述的方法，所述温度为-20°C至0°C。
22.根据权利要求19所述的方法，所述主动冷却元件包括暗区挡板，其位于临近所述室的底座上的所述基架的支撑表面。
23.根据权利要求19所述的方法，所述室还包括包含吸气剂材料的吸气剂升华泵，所述方法还包括：
d)溅射所述吸气剂升华泵以从其中蒸发吸气剂材料并使所述吸气剂材料沉积在所述主动冷却元件上。
24.根据权利要求23所述的方法，其包括实施所述步骤(a)至(c)以从一个晶片上除去金属氧化物沉积物，之后，从所述蚀刻室中移除所述的一个晶片，之后，在所述蚀刻室内没有晶片的情况下实施步骤(d)，然后在所述蚀刻室内***其它晶片并在所述其它晶片上实施步骤(a)至(c)。
25.根据权利要求23所述的方法，其包括重复所述步骤(a)至(c)以从第一组多个连续晶片除去金属氧化物沉积物，之后，在所述蚀刻室中没有晶片的情况下实施步骤(d)，然后再次重复步骤(a)至(c)以从其它的多个连续晶片除去金属氧化物沉积物。
26.根据权利要求19所述的方法，所述室还包括含有电阻-加热电线的吸气剂升华泵，所述电阻-加热电线包含吸气剂材料，所述方法还包括使所述电线通电以在步骤(c)中从其中蒸发所述吸气剂材料。
27.根据权利要求26所述的方法，基于在蚀刻过程中从所述晶片释放的挥发性化合物的依时性曲线，根据需要使所述电线通电以在步骤(c)中从其中蒸发吸气剂材料。
28.根据权利要求19所述的方法，其包括实施所述步骤(a)至(c)以从一个晶片除去金属氧化物沉积物，之后，从所述蚀刻室中移除所述的一个晶片，之后，***包含吸气剂材料或用吸气剂材料涂布的吸气剂基板，之后，等离子体蚀刻所述吸气剂基板以从其中除去要沉积在所述蚀刻室的内表面上的吸气剂材料，然后在所述蚀刻室中***其它晶片并在所述其它晶片上实施步骤(a)至(c)。
29.根据权利要求19所述的方法，其包括重复所述步骤(a)至(c)以从第一组多个连续晶片除去金属氧化物沉积物，之后，在所述蚀刻室中***包含吸气剂材料或用吸气剂材料涂布的吸气剂基板，之后，等离子体蚀刻所述吸气剂基板以从其中除去要沉积在所述蚀刻室的内表面上的吸气剂材料，之后，从所述蚀刻室中移除所述吸气剂基板，然后再次重复步骤(a)至(c)以从第二组多个连续晶片除去金属氧化物沉积物。
30.根据权利要求19所述的方法，所述支撑表面具有从在步骤(c)中搁置在其上的所述晶片辐射状向外延伸的暴露的周边区域，所述周边区域包含吸气剂材料，其中在步骤(c)过程中，等离子体溅射从所述支撑表面的所述周边区域除去吸气剂材料，其沉积到所述室内的其它表面上。
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