[發明專利]用于基板處理腔室的兩件式擋板盤組件

有效

• 申請號: 201380034832.9
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN104428885B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 振雄·馬修·蔡;阿南塔克里希納·朱普迪;羅伯特·丁斯莫爾;徐松文
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683;H01L21/205;C23C14/50
• 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,趙靜

技術領域

本發明的實施方式大體涉及基板處理腔室的領域。

背景技術

傳統半導體裝置形成通常在一或多個處理腔室中執行，這些處理腔室具有在受控制的處理環境中處理基板(例如半導體晶片)的能力。為了維持處理均勻性并且確保處理腔室的最佳性能，周期性地執行各種調節操作。例如，在物理氣相沉積(PVD)處理腔室中，一個常用的調節操作是“預燒(burn-in)”處理，其中設置于PVD處理腔室中的靶材受到等離子體離子的轟擊，以在執行基板處理之前，從靶材移除氧化物或其他污染物。另一個常用的調節操作是“上漿(pasting)”處理，其中在沉積于處理腔室表面上的材料之上施加覆蓋物，以防止所述材料在后續的處理期間從處理腔室表面剝落并且污染基板。

在前述兩個調節操作中，通過轉移機械手，可將擋板盤(shutter disk)定位在設置于處理腔室中的基板支撐件的頂部上，以防止任何材料沉積在基板支撐件上。擋板盤通常包括具有足夠的機械剛性的材料以抵抗由于沉積材料的額外重量所導致的變形。例如，擋板盤通常包括金屬合金，例如不銹鋼，或者陶瓷，例如碳化硅。

但是，發明人已經觀察到，在上漿處理期間，擋板盤會升溫。因為熱梯度和/或盤上的沉積，擋板盤會由于擋板盤的頂表面與底表面之間的熱失配而發生應力，例如，導致擋板盤變形(例如在端部處彎曲)。此種變形產生間隙，導致等離子體通過所述間隙而暴露至基板支撐件?；逯渭系慕饘俪练e會導致基板晶片電弧放電(arcing)、基板晶片粘住和/或破裂，如果基板支撐件是靜電夾盤，則會導致靜電夾力減少等。

另外，擋板盤通常儲置為遠離處理區域，且在使用期間通過緩沖腔室機械手移動至所希望的位置中。為了使機械手能夠輸送擋板盤，擋板盤的重量與厚度必須要最小化。在上漿與預燒處理期間，這些重量較輕/厚度較薄的擋板盤會變形得更嚴重。

已經嘗試各種解決方案來解決前述問題。例如，已經嘗試使用較低的RF功率、較長的冷卻周期以及增加冷卻氣體至擋板盤的背側。但是，發明人已經觀察到，這些解決方案沒有一個充分地保護基板支撐件免于不希望的材料沉積。

因此，在此提供了改良的擋板盤組件。

發明內容

在此提供了擋板盤組件，所述擋板盤組件用于使用在處理腔室中，以保護設置于所述擋板盤組件之下的基板支撐件免于不希望的材料沉積。在一些實施方式中，用于使用在處理腔室中以保護設置于擋板盤組件之下的基板支撐件的一種擋板盤組件可包括：上盤構件，所述上盤構件具有頂表面與底表面；及下承載構件，所述下承載構件的至少一部分設置于所述上盤構件的一部分之下，以支撐所述上盤構件并且產生保護性重疊區域，所述保護性重疊區域在所述上盤構件變形時防止所述基板支撐件的暴露。

在一些實施方式中，用于使用在處理腔室中以保護設置于擋板盤組件之下的基板支撐件的一種擋板盤組件可包括：上盤構件，所述上盤構件具有頂表面與底表面，其中所述上盤構件進一步包括階狀特征，所述階狀特征設置于所述上盤構件的外部直徑的周圍；及下承載構件，所述下承載構件具有中心開口和向內延伸的環狀突出部，所述環狀突出部界定所述中心開口，其中環狀突出部依一定尺寸設計以在所述階狀特征處支撐所述上盤構件。

在一些實施方式中，一種處理腔室可包括：腔室主體，所述腔室主體界定內部空間，所述內部空間具有靶材，所述靶材包括要沉積于設置于所述腔室主體中的基板的頂部上的材料；基板支撐件，所述基板支撐件設置于所述腔室主體內，用以支撐所述基板；擋板盤組件，所述擋板盤組件用于保護所述基板支撐件，所述擋板盤包括上盤構件和下承載構件，所述上盤構件具有頂表面和底表面，且所述下承載構件的至少一部分設置于所述上盤構件的一部分之下，以支撐所述上盤構件并且產生保護性重疊區域，所述保護性重疊區域在所述上盤構件變形時防止所述基板支撐件的暴露；及轉移機械手，所述轉移機械手被能移動地耦接至所述腔室主體，以用于轉移所述擋板盤組件至所述基板支撐件并且從所述基板支撐件轉移所述擋板盤組件。

本發明的其他實施方式與變化則在下面更詳細地揭示。

附圖說明

能通過參照附圖中繪示的本發明的說明性實施方式來了解以上簡要概述的且在下面更詳細論述的本發明的實施方式。但是，應注意到，附圖僅示出本發明的典型實施方式且因此不應被視為對本發明范圍的限制，因為本發明可容許其他等同有效的實施方式。

圖1是示例性處理腔室的示意圖，所述處理腔室適于與本發明的一些實施方式結合使用。