用于基板处理腔室的冷却遮蔽件的制作方法

专利名称：用于基板处理腔室的冷却遮蔽件的制作方法
技术领域：
本发明的实施例是有关于一种用于基板处理腔室中的遮蔽件。
背景技术：
在集成电路及显示器的工艺中，诸如半导体晶片或显示面板等基板会放置 在处理腔室中，并且设定腔室内的处理条件以在基板上沉积或蚀刻材料。典型 的处理腔包含多种腔室部件，包括用以圈出处理区域的圈围室壁、提供工艺气 体至腔室中的气体供应器、激发工艺气体以处理基板的气体激发器(energizer)、 用以排放及移除用毕气体且维持腔内压力的气体出口，以及用以支撑基板的基 板支撑件。此类腔室可包括例如溅射或物理气相沉积室(PVD)、化学气相沉积 室(CVD)及蚀刻室。
在PVD腔室中，耙材受到溅射而造成溅射出的靶材材料沉积在位于耙材 对面处的基板上。在溅射工艺中，供应含有惰性气体与反应性气体的工艺气体 至腔室中。激发工艺气体以形成能量化离子来轰击靶材，而将材料从靶材上溅 击出来并且沉积在基板上而形成薄膜。在这些溅射工艺中，从靶材溅射出来的 材料会顺着该些用来接收溅射材料的遮蔽件或内衬再次沉积，以保护与避免材 料沉积在腔室侧壁与其它腔室部件的表面上。然而，并不希望在遮蔽件或内 衬上累积与结集再沉积材料，因为此类累积沉积物可能脱落与剥离，而掉落至 腔室中而污染腔室与腔室部件。为了避免此种后果，该些遮蔽件和内衬在少数 个工艺循环后就要拆卸下来加以清洗，也因为这些必要的劳动而使得工艺非常 没有效率且花费较高。
由于在遮蔽件多个部件之间以及在遮蔽件与接合件之间的界面处具有高
7热阻性(thermal resistance),因此可能因为遮蔽件的热传导性不佳而造成累积沉 积物的颗粒剥离与掉落。现有的遮蔽件与内衬仅提供小幅的温度控制，且遮蔽 件又会因为暴露在等离子体中而随着遮蔽件的循环温度负载经历大幅温度震 荡，使得颗粒从遮蔽件与内衬上脱离且剥落下来。大幅的温度震荡会造成遮蔽 件膨胀与收縮，从而在遮蔽件的结构中产生热应力。由于遮蔽件或内衬与其上 方沉积材料(例如高应力膜层)之间的热膨胀系数并不相同，因此待完成工艺循 环之后，形成在遮蔽件与内衬上的溅射材料可能会剥落或碎裂。
因此，需要一种能够减少遮蔽件表面上累积沉积物的剥落情形的遮蔽件。 更期望能够提高遮蔽件与内衬的热传导性，以控制基板处理过程中的遮蔽件与 内衬温度，从而减少遮蔽件与内衬表面上的颗粒剥落情形。还期望一种遮蔽件 与内衬，其具有能接受与承受非常大量的累积沉积物又能够提高这些沉积物对 遮蔽件与内衬的附着力。更期望一种具有少数个零件或部件的遮蔽件或内衬， 并且部件的造型与部件之间的彼此配置关系能够减少处理腔室内表面上的溅 射沉积量。

发明内容
本发明提供一种用以在基板处理腔室中环绕溅射耙材的上遮蔽件，其中所 述溅射靶材具有倾斜外围边缘。所述上遮蔽件具有(a)顶环，所述顶环包含径
向向内凸块，且所述凸块具有拱形表面用以环绕所述溅射靶材的倾斜外围边
缘；(b)支撑支架，位于顶环下方，所述支撑支架径向向外延伸；以及(C)圆筒 状箍(cylindrical band)，从所述支撑支架向下延伸。所述圆筒状箍具有(l)径 向向内表面，具有倾斜平面以及基本上垂直平面；以及(2)径向向外表面，具 有多个阶梯。
本发明提供一种用以在基板处理腔室中设置在上遮蔽件及基板支撑件周围 的下遮蔽件，并且所述基板支撑件具有外围边缘(peripheraledge)。所述下遮蔽 件具有环形箍以及内凸唇部，其中所述环形箍向下延伸出曲形接合部(curved joint);以及所述内凸唇部从所述曲形接合部水平地延伸出；所述内凸唇部包 含径向向内边缘，且所述径向向内边缘至少部分地环绕着所述基板支撑件的所 述外围边缘。
本发明提供一种用以设置在溅射靶材周围的遮蔽件支撑组件。所述遮蔽件支撑组件具有上遮蔽件、用以支撑所述遮蔽件的接合件以及多个螺钉。所述上 遮蔽件包含顶环、支撑支架与圆筒状箍；其中所述顶环具有内表面，所述内表 面环绕着所述溅射靶材的溅射表面；所述支撑支架位于所述顶环下方，且所述 支撑支架径向向外延伸并包含多个突出物，每个突出物具有半圆形形状；以及 所述圆筒状箍从所述支撑支架向下延伸。所述接合件具有一或多个切口，所述 切口的形状与尺寸塑造成用以接收所述多个突出物的其中一个或多个，以使所 述遮蔽件对准所述接合件。所述多个螺钉用以将所述上遮蔽件固定至所述接合 件，从而提高所述上遮蔽件与所述接合件之间的传导性。
本发明提供一种下遮蔽件，其用以设置在上遮蔽件与基板处理腔室的侧壁 之间，且所述下遮蔽件环绕着具有外围边缘的基板支撑件。所述下遮蔽件具有 (a)环形箍，且所述环形箍具有末端；(b)内凸唇部，其从所述环形箍的所述末 端径向向内延伸出；以及(C)径向向内边缘，其从所述内凸唇部延伸出，而至少 部分环绕所述基板支撑件的所述外围边缘。
本发明提供一种用以在基板处理腔室中设置在上遮蔽件及基板支撑件周 围的下遮蔽件，并且所述基板支撑件具有外围边缘。所述下遮蔽件具有向下延 伸的环形箍以及内凸唇部，所述内凸唇部从所述环形箍水平延伸出，并且所述 内凸唇部包含径向向内边缘，所述径向向内边缘至少部分地环绕着所述基板支 撑件的外围边缘。
本发明提供一种用以在基板处理腔室中设置在基板支撑件与沉积环周围 的盖环。所述盖环具有(a)楔形物，(b)从所述楔形物向下延伸出的多个外脚 及内脚，以及(c)一停靠在所述沉积环上以支撑所述盖环的基脚(footing)。所述 楔形物包括(i)顶面，其延伸环绕着所述基板支撑件，以及(ii)位在所述沉积环 上的凸缘。


本发明的上述特征、特点与优点将可参阅下述描述、权利要求以及绘示出 本发明多个范例的附图而更加清楚明白。然而，需了解的是，每个特征都可用 于整体本发明中，而不是仅限于特定图式内容。本发明包含该些特征的任意组 合。附图如下
图1A是基板处理腔室的侧剖面示意图，其显示出多个处理套组部件与靶材；
图1B是上遮蔽件实施例的侧剖面图； 图2A是上遮蔽件的简化上视图； 图2B是上遮蔽件的实施例的立体图；以及
图3是连接至接合件的上遮蔽件的上部分的剖面图。
具体实施例方式
可用来处理基板104的处理腔室100的适当范例显示于图1A中。腔室100 包含圈围室壁106，这些室壁圈围出处理区域108。室壁106包含侧壁116、 底壁120以及顶壁124。腔室100可以是具有通过基板传送机构(例如机械手臂) 而互相连接多个腔室的多腔室平台的其中一部分，而该基板传送机构可在这些 腔室100之间传送基板104。在图中所示的态样中，处理腔室100包含溅射沉 积腔室，也就是所谓的物理气相沉积或PVD腔室，其能将诸如铝、铜、钽、 钛及钨等一或多种材料溅射沉积在基板104上。
腔室100包含基板支撑件130，该基板支撑件130包含基座134以支撑基 板104。基座134具有基板接收表面138，该基板接收表面138具有基本上平 行于上方溅射靶材140的溅射表面139的水平平面。基座134的基板接收表面 138可在处理过程中接收且支撑着基板104。基座134可能包含静电夹盘或加 热器，例如电阻式加热器或热交换器。操作时，透过位于腔室100的侧壁116 中的基板装载入口 142将基板104引进腔室100内，并且放置在基板支撑件 130的接收表面138上。在将基板104放置在基板支撑件130上的过程中，可 利用支撑件升降波纹管(support lift bellows)来升高或降低该支撑件130，并 且可使用升降手指组件(lift finger assembly)在该支撑件130上升高或降低该 基板104。在等离子体操作过程中，基座134可能保持电浮动电位或是接地。
腔室100包含处理套组200，其用以设置在溅射靶材140以及基板支撑件 130的周围。处理套组200包含多个不同部件(components)并且可轻易地从腔 室100上拆卸下来，以进行诸如从部件表面上清除溅射沉积物、更换或维修受 到腐蚀的部件，以及调整腔室100以进行其它工艺等动作。在一态样中，处理 套组200包含上遮蔽件201a、下遮蔽件201b以及环组件202，环组件202用 以设置在该基板支撑件130的外围壁204的周围，止于放置在基板支撑件130的接收表面138上的基板104的悬伸边缘206。环组件202包含沉积环208与 盖环212。沉积环208与盖环212彼此合作，以减少形成在该支撑件130的外 围壁204与基板104的悬伸边缘206上的溅射沉积物。
参阅图1A、 1B、 2A与2B，上遮蔽件201a的直径尺寸可环绕住面对着基 板支撑件130的溅射靶材140的溅射表面139，环绕基板支撑件130的外围， 并且遮挡住腔室100的侧壁116。上遮蔽件201a可用来减少来自溅射靶材140 的溅射表面139的溅射沉积物在支撑件130的表面、基板104的悬伸边缘206 以及腔室100的侧壁116及底壁120上的沉积作用。
上遮蔽件201a包含顶环216，该顶环216具有径向向内凸块217。凸块 217具有拱形表面，该拱形表面塑造成可以环绕该溅射耙材140的倾斜外围边 缘。借着使用顶环216的凸块217为不需要的溅射沉积物创造出更小的区域， 使介于顶环216与溅射靶材140之间的间隔縮小或减至最小。此外，顶环216 的内凸块217的拱形表面让溅射沉积物难以附着。
参阅图1B与3，支撑支架(support ledge)226位于顶环216的正下方。支 撑支架226径向向外地朝向腔室100的侧壁116延伸出。支撑支架226包含顶 面与底面228a、 228b。顶面228a具有多个切口(cutouts)230，且每个切口 230 都具有半圆形的形状。在一态样中，支撑支架226具有三个切口 230。支撑支 架226的底表面228b包含多个突出物(protrusions)231用以使上遮蔽件201a对 准环状接合件(a皿ular adapter)232，该环状接合件232支撑着上遮蔽件201a。 每个突出物231具有半圆形形状，并且在一态样中，支撑支架226具有三个突 出物231。位在支撑支架226的顶面228a上的多个切口 230位于该支撑支架 226的底面228b上的多个突出物231的上方且与其垂直对齐，而可用以使突 出物231与接合件232上的相似切口对准。支撑支架226的底表面228b上的 多个突出物231可用以将上遮蔽件201a精确地对准至该接合件232上。此对 准动作有助于严密控制靶材140与上遮蔽件201a之间的间隔(spacing)，而可 将电弧与次级等离子体的发生率降至最少，并且可使每次更换处理套组200 以及与腔室匹配之间都维持固定电压。利用多个螺钉将上遮蔽件201a的支撑 支架226锁固至接合件232。在一态样中，多个螺钉是12个螺钉。将上遮蔽 件201a锁固至环状接合件232可提供上遮蔽件201a的温度控制。
从上遮蔽件201a的顶环216向下延伸出来的是圆筒状箍(cylindricalband)214，其具有径向向内表面219以及径向向外表面220。圆筒状箍214的 径向向内表面219具有倾斜平面221a以及基本上垂直平面221b。在一态样中， 相对于该圆筒状箍214的基本上垂直平面221b而言，倾斜平面221a的角度约 为7度至14度。该圆筒状箍214的径向向内表面219所具有的内倾斜平面221a 位在该基本上垂直平面221b的上方，以例如可为从顶环216以及从靶材140 的边缘剥落下来的溅射沉积物提供可供其附着的表面。如此可有效地将基板 104(特别是边缘周围)的污染减至最少。
圆筒状箍214的径向向外表面220包含多个阶梯(steps)223。并且通过倾 斜平面224使该些阶梯223彼此连接。圆筒状箍214上的最下方阶梯223从该 倾斜平面224向下延伸出且其末端呈圆滑边缘225。在一态样中，圆筒状箍214 具有三个阶梯223a、 b、 c。在一态样中，圆筒状箍214的第三阶梯223c的厚 度小于第一及第二阶梯223a、 b的厚度。在一态样中，第三阶梯223c的厚度 约为0.05英寸至约0.3英寸。
顶环216、支撑支架226以及圆筒状箍214形成单件式结构。例如，整个 上遮蔽件201a可由导电材料所制成，例如用不锈钢300系列，或在一态样中， 则使用铝。现有的上遮蔽件经常是由两个独立部分拼凑而成，当欲移除遮蔽件 以进行清洗时，比起移除由多零件所构成的遮蔽件来说，移除单个上遮蔽件 201a较不困难也较不吃力，因此一体成形(unitary)的上遮蔽件201a优于现有 含有多个零件的上遮蔽件。再者，单件式的上遮蔽件201a具有可暴露至溅射 沉积物中的连续表面，而没有难以清洗的转角或界面；由于界面可能成为颗粒 产生来源，这样的界面是不受欢迎的。此外，不论是在定期维护期间进行的加 热，还是在等离子体加热该上遮蔽件201a的处理期间进行的冷却，单件式上 遮蔽件201a比起多零件式遮蔽件而言可得到更加均匀的热均匀性。单件式上 遮蔽件201a还可遮挡住室壁106，以在工艺循环中，能避免室壁受到溅射沉 积。
在一态样中，可使用双丝电弧喷镀铝来处理该上遮蔽件201a的表面，例 如使用购自美国加州圣克拉拉市应用材料公司的CleanCoatTM商品来进行喷 镀。将CleanCoatTM施用至基板处理腔室部件上，例如上遮蔽件201a，以减少 从上遮蔽件201a上剥落下来的颗粒，从而避免腔室100内部受到污染。在一 态样中，涂覆在上遮蔽件201a上的双丝电弧喷镀铝涂层具有约600微英寸至2600微英寸的平均表面粗糙度。
上遮蔽件201a具有多个露出表面240，该些表面240面对着腔室100内 的等离子体区域108的中心。可选地，该些露出表面可经过喷砂处理(bead blasted),使其具有介于约200微英寸至约300微英寸之间的表面粗糙度。经 过喷砂处理的表面有助于双丝电弧喷镀铝涂层附着到上遮蔽件201a的表面 上，并且也可用来减少掉落颗粒以及避免污染腔室100内部。
下遮蔽件201b设置在上遮蔽件201a的圆筒状箍214的外表面220周围， 并且遮蔽住腔室100的侧壁116。在一态样中，下遮蔽件201b环绕着该上遮 蔽件201a的圆筒状箍至少一部分的外表面220。下遮蔽件201b可减少来自溅 射靶材140的溅射表面139以及上遮蔽件201a的溅射沉积物沉积到支撑件 130、基板104的悬伸边缘206、腔室100的侧壁116和底壁120的表面上。 下遮蔽件201b包含环形箍242，其向下延伸出曲形接合部(curved joint)246。 曲形接合部246水平延伸出内凸唇部(inwardly projecting lip)249。内凸唇部249 包含径向向内边缘252，该径向向内边缘252至少部分环绕着该基板支撑件130 的外围边缘204。在一态样中，内凸唇部249向下倾斜。该内凸唇部249向下 倾斜可让从该表面落下的溅射沉积物能收集在唇部249与径向向内边缘252 相接的圆形角落中。此类区域是有益的，因为等离子体难以激起此区域中的沉 积物将其再沉积到基板104上。
沉积环208包含环形箍210，如图1A所示，环形箍210延伸且环绕着支 撑件130的外围壁204。环形箍210包含内唇部211，内唇部211从该环形箍 210横向地延伸出且基本上平行于支撑件130的外围壁204。内唇部211止于 基板104的悬伸边缘206的正下方。内唇部211界定出沉积环208的内围，且 其环绕着基板104的外围与基板支撑件130，以在处理过程中保护支撑件130 未被基板104覆盖住区域。例如，内唇部211环绕且至少部分覆盖住支撑件 130的外围壁204(否则外围壁204将会暴露在工艺环境中)，以减少或完全避 免溅射沉积物沉基在外围壁204上。
沉积环208的环形箍210具有拱形突出物265，其沿着环形箍210的中心 部分延伸，并且在该拱形突出物265的每侧上径向向内下降。开放内侧通道位 在内唇部211与拱形突出物265之间。开放内侧通道径向地向内延伸且当其 至少部分位在该基板104的悬伸边缘206的下方处时终止。当清洗沉积环208时，开放内侧通道有助于移除从该些部位上移除溅射沉积物。沉积环208还具 有支架(ledge)282，其向外延伸并且位在该拱形突出物265的径向外侧。支架 282用以支撑该盖环212。
可利用模塑与机械加工陶瓷材料(例如氧化铝)来制造沉积环208。利用诸 如等静压成型法(isostatic pressing)等传统技术来模铸与烧结陶瓷材料，随后利 用适当的机械加工方法来加工该已模铸成形且烧结后的陶瓷材料以达成所要 求的形状与尺寸规格。沉积环208的环形箍210可能包含露出表面，并且使用 适当喷砂尺寸来喷砂研磨该露出表面以达成预定的表面粗糙度。选用性地，可 对该沉积环208表面施以双丝电弧喷镀铝涂层的处理，例如在该表面上施加 CleanCoatTM，以减少掉落颗粒和腔室100内部污染。
环组件202的盖环212用以设置在基板支撑件的周围，以及环绕且至少部 分地覆盖住沉积环208，以接收溅射沉积物，从而遮蔽住沉积环208使其免于 受到大量溅射沉积物沉积。使用能够抵抗溅射等离子体腐蚀的材料来制造盖环 212，例如金属材料，如不锈钢、钛或铝，或是诸如氧化铝等陶瓷材料。选用 性地，亦可使用双丝电弧喷镀铝涂层(例如CleanCoatTM)来处理该盖环212的 表面。
盖环212包含下表面(midersurface)，该下表面位于沉积环208的支架282 上方、并与该沉积环208的支架282间隔开来，且至少部分地覆盖住沉积环 208的支架282以限定出窄间隙，该窄间隙阻碍等离子体种类通过。该窄间隙 的狭窄流动路径将低能量溅射沉积物的累积限制在沉积环208与盖环212的啮 合表面(mating surfaces),否则沉积物将会让沉积环208与盖环212彼此相黏， 或是黏着到基板104的周围悬伸边缘206。
如图1A所示，盖环212包含楔形物(wedge)300 ,楔形物300包含顶面 302与基脚(footing)306，该顶面302环绕着基板支撑件130，以及该基脚306 停靠在沉积环208的支架282上用以支撑盖环212。基脚306从该楔形物300 向下延伸出，以在基本上不使沉积环208破损或裂开的情况下压紧沉积环208。 盖环212的顶面可做为边界，用以将等离子体维持在介于耙材140与支撑件 130之间的处理区域108内、接收大部分的溅射沉积物，以及遮挡住沉积环208。
楔形物300向内延伸至凸缘(projecting brim)308中，其位在该介于盖环212 与沉积环208之间的窄间隙上。凸缘308向外延伸且随后向下延伸出外脚(outerleg)309，并且外脚309的末端呈圆底(roundedbottom)310。盖环212还具有内 脚305，其从该环形楔形物300向下延伸而出。内脚305位在该楔形物300的 基脚306的径向外侧处。内脚305的高度小于外脚309的高度。内脚305具有 倾斜内表面，该倾斜内表面与沉积环208的侧边相接而形成另一个回旋路径， 以阻碍等离子体种类行进以及光热释放到周围区域。
在腔室100内处理基板104的期间，溅射靶材140设置成面对着基板104。 溅射靶材140包含溅射板330，该溅射板330安装至背板333。溅射板330包 含金属材料，例如，铝、铜、钨、钛、钴、镍与钽的其中一或多种欲溅射至基 板104上的金属。溅射板330包含中央圆柱形平台(central cylindrical mesa)335 ，其具有溅射表面139，该溅射表面139的平面与该基板104的平 面平行。环状倾斜边缘(annular inclined rim)337环绕着圆柱形平台335。在腔 室100中，该环状倾斜边缘337邻近上遮蔽件201的圆筒状箍214的顶环216， 并且介于两者之间的区域形成回旋间隙270，该回旋间隙270包含暗区(dark space region)。此区域的作用如同可阻挡溅射等离子体种类通过间隙270的曲 径般，因此可减少溅射沉积物累积在周围靶材区域的表面上。
背板333是由金属制成，例如不锈钢、铝和铜合金，如铬铜(CuCr)、锌铜 (CuZn)以及硅镍铜(CuNiSi)。背板333具有背表面334及支撑表面350，该背 表面334中可选择具有一或多条沟槽，该支撑表面350则用以支撑溅射板330。 外围支架352延伸超出溅射板330的半径。外围支架352包含外基脚354，该 外基脚354停靠在腔室100内部的绝缘体(isolator)360上。绝缘体360通常由 介电材料或绝缘材料所制成，其将背板333与腔室100电性绝缘且分隔开来， 且通常是由陶瓷材料(例如氧化铝)制造的环。外围支架352包含O形环槽362， 并将0形环364放置在该槽中以形成真空密封。靶材140的外围支架352可 涂覆保护涂层，例如双丝电弧喷镀铝涂层，如CleanCoatTM。可利用诸如扩散 连接(difftision bonding),例如将两个板330、 333相叠，然后加热该些板330 及333至适当温度，通常至少约20(TC，而将溅射板330安装至背板333上。 选用性地，溅射靶材140可能是包含由相同材料构成且总厚度约0.5至约1.3 英寸的溅射板与背板的单一结构。
溅射过程中，使用功率电源(未示出)对靶材140、支撑件130以及上遮蔽 件201a施以相对的电偏压。靶材140、上遮蔽件201a、支撑件130以及其它连接至靶材功率电源的腔室部件一起运作而做为气体激发器(gas energizer)370 来激发溅射气体，以形成溅射气体的等离子体。气体激发器370也可包含源线 圈(sourcecoil),并透过该线圈来施加电流以供电。富含能量的等离子体射向靶 材140的溅射表面139且轰击之，以将表面139的材料溅射到基板104上。
气体输送系统372从气体供应器374经由多个具有气体流量控制阀(例如 质量流量控制器)的导管，使设定流速的气体通过该些导管而将溅射气体引入 腔室100中。该些气体供应至混合歧管(未示出)中进行混合，以形成所需的工 艺气体组合，然后供应至在腔室100中具有多个气体出口的气体分配器377， 以将气体分配至腔室100内。工艺气体可能包含非反应性气体，例如氩气或氙 气，其可以高能地撞击靶材140并且将材料从耙材上溅射出来。工艺气体还可 能包含反应性气体，例如一或多种含氧气体与含氮气体，其能够与溅射材料反 应而在基板104上形成膜层。用毕的工艺气体与副产物可透过出口 380排出腔 室100，该出口 380包含排气口 382 ，用以接收用毕气体并让用毕气体通过而 流到具有节流阀的排出导管，以控制腔室100内部的气体压力。排出导管可连 接到一或多个排气泵。通常地，腔室100内的溅射气体压力设定成低于大气压， 例如真空环境，如介于1毫托(mTorr)至400毫托的气体压力。
可利用控制器400来控制腔室100，该控制器400包括程序编码，该程序 编码中含有多组用来操作腔室100多个部件的指令，以在腔室100中处理基板 104。例如，控制器400的程序编码可包含用以操作基板支撑件130和基板 传送机构的基板定位指令组；用以操作气体流量控制阀以设定输送到腔室100 的溅射气体流量的气体流量控制指令组；用以操作排气节流阀以维持腔室100 内部压力的气体压力控制指令组；用以操作气体激发器370以设定气体激发功 率的激发器控制指令组；用以控制支撑件130或室壁116中的温度控制系统以 设定腔室100内部各种部件温度的温度控制指令组；以及，用以监控腔室IOO 中的工艺的工艺监控指令组。
处理套组200的多个部件，例如上下遮蔽件201a、 b可大幅提高工艺循环 次数，以及大幅提高在无需移出处理套组200进行清洗前该处理套组200在腔 室100中的使用时间。其可借着温度与表面光滑度来提高溅射沉积物对于处理 套组200的部件的附着力来达成。由于处理套组200的多个部件会因为受到快 速加热及冷却而膨胀与收縮，造成溅射沉积物的颗粒剥离或掉落而污染基板，因此处理套组200的多个部件设计用来提高与控制热传导性。
以上已主要参考较佳实施例来说明本发明，但仍可能具有其它的实施态 样。例如，本领域技术人员应能了解到处理套组200的上下遮蔽件201a、 b可 用于其它类型的应用用途与腔室中。因此，后附权利要求的精神与涵盖范围不 应仅限制于本文中对于较佳实施例的叙述内容。
权利要求
1.一种用以在基板处理腔室中环绕溅射靶材的上遮蔽件，所述溅射靶材具有倾斜外围边缘，所述上遮蔽件包含(a)顶环，包含径向向内凸块，所述凸块具有拱形表面用以环绕所述溅射靶材的所述倾斜外围边缘；(b)支撑支架，位于顶环下方，所述支撑支架径向向外延伸；以及(c)圆筒状箍，从所述支撑支架向下延伸，并且所述圆筒状箍包括(1)径向向内表面，具有倾斜平面以及基本上垂直平面；(2)径向向外表面，具有多个阶梯。
2. 如权利要求1所述的上遮蔽件，其中所述圆筒状箍包含一或多个下列特征(i) 倾斜平面，相对于所述基本上垂直平面而言，所述倾斜平面具有约 从7度至约14度的角度；(ii) 径向向外表面，具有借着所述倾斜平面而结合的第一、第二与第三阶梯；(iii) 径向向外表面，具有从所述倾斜平面向下延伸并且终止于圆形边缘 的阶梯；以及(iv) 具有第一、第二与第三阶梯的径向向外表面，其中所述第三阶梯的 厚度小于所述第一与所述第二阶梯的厚度。
3. 如权利要求1所述的上遮蔽件，其中所述支撑支架包含一或多个下列特性(i) 底面，具有多个半圆形突出物，以使所述遮蔽件对准接合件；以及(ii) 顶面，具有多个半圆形切口。
4. 如权利要求1所述的上遮蔽件，其中所述顶环、支撑支架与圆筒状箍是 由铝所构成的单一结构。
5.如权利要求1所述的上遮蔽件，其中所述遮蔽件的表面包含一或多个下列特征(i) 双丝电弧喷镀铝涂层；以及(ii) 平均表面粗糙度约600至2600微英寸的铝涂层。
6. —种用以在基板处理腔室中设置于溅射靶材及基板支撑件周围的处理套组，所述处理套组包括(a) 权利要求1所述的上遮蔽件，以环绕所述溅射耙材；(b) 下遮蔽件，用以设置在权利要求l所述的上遮蔽件的周围；以及 (C)环组件，包括(1) 盖环，用以设置在所述基板支撑件周围；以及(2) 沉积环，支撑所述盖环。
7. —种用以在基板处理腔室中设置在上遮蔽件及基板支撑件周围的下遮蔽 件，所述基板支撑件具有外围边缘，所述下遮蔽件包括环形箍，向下延伸出曲形接合部；以及内凸唇部，从所述曲形接合部水平地延伸出，所述内凸唇部包含径向向内 边缘，且所述径向向内边缘至少部分地环绕着所述基板支撑件的所述外围边 缘。
8. —种遮蔽件支撑组件，用以设置在溅射靶材周围，所述遮蔽件支撑组件包 括(a) 上遮蔽件，包含(1) 顶环，所述顶环包含内表面，所述内表面环绕着所述溅射耙材的溅射 表面；(2) 支撑支架，位于所述顶环下方，所述支撑支架径向向外延伸且包含多 个突出物，且每个突出物具有半圆形形状；以及(3) 圆筒状箍，从所述支撑支架向下延伸；(b) 接合件，用以支撑所述遮蔽件，所述接合件具有一或多个切口，所述 切口的形状与尺寸塑造成用以接收一或多个所述突出物，以使所述遮蔽件对准所述接合件；以及(c) 多个螺钉，用以将所述上遮蔽件固定至所述接合件，从而提高所述上遮 蔽件与所述接合件之间的传导性。
9. 如权利要求8所述的组件，其中所述顶环、支撑支架与圆柱状箍形成由铝 所构成的单一结构。
10. —种基板处理腔室，包括(a) 基板支撑件，包含用以接收基板的接收表面；(b) 权利要求8所述的遮蔽件支撑组件，用以设置在所述基板支撑件周围； (C)下遮蔽件，用以设置在所述上遮蔽件周围；(d) 气体分配器，用以分配工艺气体到所述腔室中；(e) 气体激发器，用以激发所述工艺气体；以及(f) 气体出口，用以排出所述工艺气体。
11. 一种下遮蔽件，用以设置在上遮蔽件与基板处理腔室的侧壁之间，且环绕 着具有外围边缘的基板支撑件，所述下遮蔽件包括-(a) 环形箍，具有末端；(b) 内凸唇部，从所述环形箍的所述末端径向向内延伸；以及(c) 径向向内边缘，从所述内凸唇部延伸出，而至少部分环绕所述基板支撑件的所述外围边缘。
12. 如权利要求ll所述的遮蔽件，包括一或多个下列特征(i) 所述内凸唇部从所述环形箍的所述末端水平延伸出；(ii) 所述内凸唇部从所述环形箍的所述末端向下倾斜；(iii) 在所述环形箍的所述末端和所述内凸唇部之间具有曲形接合部；以及(iv) 所述内凸唇部和所述径向向内边缘在圆角处相接。
13. 如权利要求11所述的遮蔽件，其中所述上遮蔽件包含外表面，且至少一部分的所述环形箍环绕住至少一部分的所述上遮蔽件的外表面。
14. 如权利要求11所述的遮蔽件，其中所述遮蔽件的表面包含双丝电弧喷镀 铝涂层，且所述双丝电弧喷镀铝涂层的平均表面粗糙度约600至约2600微英寸。
15. —种用以在基板处理腔室中设置于溅射靶材及基板支撑件周围的处理套 组，所述处理套组包括(a) 权利要求11所述的下遮蔽件，用以环绕所述溅射耙材；(b) 上遮蔽件，用以设置在所述下遮蔽件周围；以及 (C)环组件，包括盖环，用以设置在所述基板支撑件的周围； 沉积环，支撑所述盖环。
16. —种用以在基板处理腔室中设置于上遮蔽件及基板支撑件周围的下遮蔽 件，所述基板支撑件具有外围边缘，所述下遮蔽件包括(a) 向下延伸的环形箍；以及(b) 内凸唇部，从所述环形箍水平延伸出，且所述内凸唇部包含径向向内 边缘，所述径向向内边缘至少部分地环绕住所述基板支撑件的所述外围边缘。
17.如权利要求16所述的遮蔽件，在所述环形箍与所述内凸唇部之间具有曲形接合部。
18. —种用以在基板处理腔室中设置在基板支撑件与沉积环周围的盖环，所述盖环包括(a)楔形物，所述楔形物包括(i) 顶面，延伸环绕着所述基板支撑件；以及(ii) 凸缘，位在所述沉积环上；(b) 多个从所述楔形物向下延伸出的外脚及内脚；以及(c) 基脚，停靠在所述沉积环上以支撑所述盖环。
19.如权利要求18所述的盖环，包括一或多个下列特性(i) 所述内脚的高度小于所述外脚的高度；(ii) 所述内脚位于所述基脚的径向外侧；(iii) 所述外脚的终点呈圆形底部；(iv) 所述凸缘包含下表面，所述下表面与所述沉积环间隔开来并且至少部 分覆盖住所述沉积环；以及(V)所述沉积环包括侧，且所述内脚包含倾斜内表面，所述内脚的所述倾 斜内表面配合所述沉积环的所述侧。
20.如权利要求19所述的盖环，包括(l)材料，能抵抗溅射等离子体的腐蚀，且所述材料包括陶瓷、不锈钢、 钛或铝；以及(2)位在所述材料上的双丝电弧喷镀铝涂层。
全文摘要
本发明提供一种处理套组(200)，其包含上遮蔽件(201a)，用以环绕住基板处理腔室(100)中的溅射靶材(140)，以减少工艺沉积物沉积在腔室部件及基板悬伸边缘上。所叙述的遮蔽件为单一结构，其具有在外表面(220)上的顶环(216)、支撑支架(226)和具有多个阶梯(223)的圆筒状箍(214)，以及具有在内表面(219)上的倾斜平面(221a)和垂直平面(221b)。顶环包括具有拱形表面的径向向内凸块(217)，该拱形表面塑造成可以环绕该溅射靶材的倾斜外围边缘。
文档编号H01J37/34GK101688291SQ200880015419
公开日2010年3月31日 申请日期2008年4月22日 优先权日2007年4月23日
发明者克里斯托夫·马克·帕夫洛夫, 凯瑟琳·沙伊贝尔 申请人:应用材料股份有限公司