[發明專利]用于襯底處理腔室的工藝配件

有效

• 申請號: 201010138516.4
• 申請日: 2008-01-29
• 公開（公告）號: CN101787519A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 克里斯托夫·M·帕夫洛夫;伊揚·理查德·洪
• 申請（專利權）人: 應用材料股份有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;H01J37/32
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

本申請為2008年1月29日遞交的申請號為2008100042992并且發明名稱為“用于襯底處理腔室的工藝配件”的分案申請，在此引用其全部內容作為參考。?

技術領域

本發明的實施方式涉及用于襯底處理腔室的工藝配件。?

背景技術

在集成電路和顯示器的制造中，諸如半導體晶圓或顯示器面板的襯底放置在襯底處理腔室中，在腔室中設定處理條件以在襯底上沉積或蝕刻材料。典型的工藝腔室包含腔室組件，其包括圍繞工藝區域的圍護壁、用于提供腔室中工藝氣體的氣體供應、用于激勵工藝氣體以處理襯底的氣體激發器、用于去除廢氣并保持腔室中的氣壓的氣體排放裝置，以及用于保持襯底的襯底支架。該腔室可包括，例如，濺射(PVD)、化學氣相沉積(CVD)和蝕刻腔室。在PVD腔室中，通過激發的氣體濺射靶，以濺射靶材，其隨后沉積在面對靶的襯底上。?

在濺射工藝中，從靶濺射的材料還沉積在圍繞靶的腔室組件的邊緣上，這是不期望的。外圍靶區域具有暗區，在該暗區中濺射材料由于在該區域中的離子散射而再沉積。在該區域中的濺射材料的積累和聚集是不期望的，原因在于所積累的沉積物需要靶和圍繞組件的拆卸和清洗或替換，可導致等離子體短路，并且可導致靶與腔室壁之間產生電弧。這些沉積物還經常由于熱應力而分離和剝離，從而落在腔室和組件內部并污染腔室和組件。?

工藝配件，其包含圍繞襯底支架和腔室側壁配置的護板、蓋環和沉積環，通常用于接收額外的濺射材料以保護并防止在腔室壁和其它組件表面上沉積。周期地，工藝配件組件被拆開并從腔室去除，用于清洗掉積累的沉積物。因而，期望具有工藝配件組件，其設計以容納并容忍更大量的積累沉積物，而不彼此粘結或者不會粘到襯底，或者導致工藝清洗循環之間的沉積物剝離。還期望具?有工藝配件，其包含較少的部件或組件，并且具有彼此相關的形狀和配置以減少形成于工藝腔室內部表面上的濺射沉積物量。?

當腔室襯墊和護板加熱高達過高溫度時，由于暴露于腔室中的濺射等離子體以及護板與腔室組件之間的熱導率，產生另一問題。例如，其難以控制由低熱導率材料制成的護板的溫度。在與制成組件諸如適配器的接觸界面處的熱電阻也影響護板溫度。在護板和適配器之間的低夾持力還可引起護板的加熱。如果不受熱控制，則在連續的襯底處理期間，護板的溫度在理想的室溫條件和高溫之間循環。當高應力金屬的工藝沉積物沉積到護板上并且經受大溫度振幅時，薄膜到護板的粘結以及薄膜自身的內聚力將顯著降低，原因在于，例如薄膜和其下護板之間的熱膨脹的系數錯配。期望在襯底處理期間降低護板和襯墊的溫度，從而減少積累的沉積物從護板表面剝離。?

由于從腔室的弱氣體傳導，產生傳統的襯底處理腔室和PVD工藝的另一問題。需要高傳導氣體流經路，以供應必須的工藝氣體到工藝空腔并且適當地排出廢工藝氣體。然而，排列腔室壁的工藝配件的護板和其它腔室組件實質上減小氣體傳導流。在這些組件中放置孔同時增加經過的氣體傳導率，還允許視線濺射沉積物經過氣體傳導孔退出，從而沉積在腔室壁上。該孔還可導致等離子體從處理空間內泄露，以圍繞腔室區域。另外，結合該孔的腔室組件具有其它缺點，包括，但是不限于需要額外的部件、它們相對脆弱、多個部件的容忍疊層和在界面的弱熱導率。?

因而，期望具有工藝配件組件，其增加熱導率同時減小工藝沉積物從組件表面剝離。還期望控制護板和襯墊的溫度，使得它們在等離子體處理期間不在過高溫度和低溫度之間循環。還期望增加總氣體傳導同時防止在工藝區域外部的視線沉積并減小等離子體泄露。?

發明內容

在第一方案中，本發明提供圍繞與襯底處理腔室中的襯底支架面對的濺射靶的護板，該護板包含：(a)圓柱帶，其具有圍繞濺射靶的頂壁和圍繞襯底支架的底壁；(b)支撐壁架，其從圓柱帶的頂壁徑向向外延伸；(c)傾斜階梯，其從圓柱帶的底壁徑向向內延伸；以及(d)U-型溝道，其接合到傾斜階梯，并且該溝道圍繞襯底支架，該U型溝道包含第一和第二腿部件，第一腿?部件具有多個氣孔以允許工藝氣體經過，從而該氣孔提供升高的氣體傳導。?