[發(fā)明專利]用于襯底處理室的處理配件和靶材

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310053011.1
• 申請日: 2006-10-31
• 公開（公告）號: CN103147049A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 凱瑟琳·沙伊貝爾;邁克爾·艾倫·弗拉尼根;良土芽吾一;阿道夫·米勒·艾倫;克里斯托弗·帕夫洛夫
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;H01J37/34
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

本申請為申請日為2006年10月31日、申請?zhí)枮?00610136694.7、名稱為“用于襯底處理室的處理配件和靶材”的發(fā)明專利申請的分案申請。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求享有2005年10月31日提交的臨時(shí)專利申請No.60/732,324的優(yōu)先權(quán)，在此引用該臨時(shí)專利申請的全部內(nèi)容作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于襯底處理室的處理配件和靶材。

背景技術(shù)

在處理諸如半導(dǎo)體晶圓和顯示器的襯底的過程中，將襯底放置在處理室中并設(shè)定處理室中的處理?xiàng)l件以在該襯底上沉積或者蝕刻材料。典型的處理室包括多個(gè)室部件，所述多個(gè)室部件包括包圍處理區(qū)的圍墻壁、用于在室內(nèi)提供氣體的氣源、對處理氣體施加能量以處理襯底的激發(fā)器、用于保持襯底的襯底支架，以及去除廢氣并保持室內(nèi)氣壓的排氣裝置。該室可以包括CVD、PVD和蝕刻室。在PVD室中，濺射靶材以促使靶材料沉積在與靶材相對的襯底上。在濺射工藝中，將惰性氣體或者反應(yīng)氣體提供到室內(nèi)，通常對靶材施加電偏壓，并且對襯底保持某一浮動(dòng)電壓，從而在室內(nèi)產(chǎn)生導(dǎo)致靶材濺射的等離子體。

PVD室可以包括包含室部件的處理配件，將該室部件設(shè)置在襯底支架處以減少在室側(cè)壁或者其他區(qū)域上沉積PVD形成物。例如，典型的PVD室處理配件可以包括沉積、覆蓋和/或遮蔽環(huán)，所有這些均位于襯底的周圍。設(shè)置不同的環(huán)結(jié)構(gòu)來接收濺射沉積，否則這些沉積物將會聚集在支架的側(cè)面或者襯底的暴露背面上。該處理配件還可以包括通過采用容納表面來接收PVD濺射沉積物從而保護(hù)室側(cè)壁的室護(hù)板和內(nèi)襯，否則這些沉積物會沉積在室的側(cè)壁上。這些處理配件部件還減少了在所述表面上的濺射沉積物的累積，否則最終這些沉積物將會脫落從而形成沉積在襯底上的污染顆粒。所述配套元件還可以通過施加能量的等離子體減少內(nèi)部室結(jié)構(gòu)的腐蝕。同時(shí)為了清洗累積的沉積物，還可以將這些部件設(shè)計(jì)為方便拆卸的配件。在經(jīng)過成批襯底處理后，例如，處理1000個(gè)襯底后，通常去除所述處理配套部件并采用包括HF和HNO₃的酸性溶液清洗從而去除在工藝循環(huán)期間累積在配套部件上的濺射沉積物。

人們希望存在一種包括相對于彼此成型并設(shè)置的元件的處理配件，該配件可以降低室內(nèi)壁上形成的濺射沉積物的數(shù)量。減少累積沉積物使得在不必關(guān)機(jī)或者為了清洗分解所述室的情況下在該室中連續(xù)處理更大量的襯底。每次該室需要清洗時(shí)，造成的停機(jī)時(shí)間提高了襯底的處理成本。因此，人們希望在不關(guān)掉處理室以清洗所述處理室的內(nèi)表面的情況下最大化采用該室在襯底上沉積濺射材料的時(shí)間量。

而且，在某些PVD工藝中，諸如鋁PVD工藝，濺射的鋁沉積在累積在各種沉積、覆蓋和襯底周圍的其他環(huán)之間的間隙中，并且還形成在襯底的背面。該累積的濺射沉積物導(dǎo)致在試圖從所述支架上去除襯底時(shí)所述襯底粘在沉積環(huán)上從而導(dǎo)致襯底損傷。人們希望存在一種可以減少襯底背面沉積以及支架側(cè)面沉積的環(huán)，在該環(huán)上不會累積導(dǎo)致襯底粘結(jié)在環(huán)上的沉積物。同時(shí)還希望在從支架上提升襯底時(shí)防止部分粘連的沉積環(huán)隨著襯底一起升高從而減少對襯底和/或沉積環(huán)的損傷。

當(dāng)圍繞襯底的內(nèi)襯和護(hù)板由于暴露在室內(nèi)的濺射等離子體中而升溫時(shí)又產(chǎn)生另一問題。通常，在室的低壓環(huán)境中內(nèi)襯和護(hù)板不會和周圍的室部件交換很多的熱量以將所述部件的溫度降低到可接受的水平。由于所述部件熱擴(kuò)散產(chǎn)生在完成工藝循環(huán)后護(hù)板和內(nèi)襯上形成的濺射沉積物發(fā)生剝落或者散裂的熱應(yīng)力，因此所述部件上的過量的熱量是不利的。因此，在處理襯底的過程中希望護(hù)板和內(nèi)襯保持在較低的溫度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種處理配件，該配件可以降低處理室內(nèi)壁上由于濺射工藝而沉積的沉積物數(shù)量，從而在不必關(guān)機(jī)或者為了清洗分解所述室的情況下在該處理室中連續(xù)處理更多的襯底。

本發(fā)明的另一目的在于減少襯底背面沉積，從而減少對襯底的損傷。

本發(fā)明的再一目的在于在處理襯底的過程中將護(hù)板和內(nèi)襯保持在較低的溫度，從而減少護(hù)板和內(nèi)襯上形成的濺射沉積物發(fā)生剝落或者散裂導(dǎo)致引入污染顆粒的現(xiàn)象。