用于等离子体工艺系统中的改进的挡板的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了用于等离子体工艺系统的一种改进的挡板，其中挡板的设计和制作在工艺空间内方便地提供了一个均匀的工艺等离子体，以及基本上最小地腐蚀挡板。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于等离子体工艺系统的改进组件，以及更一般而言，涉及在等离子体工艺系统中围绕衬底支架使用的一种挡板。
技术介绍
半导体工业中集成电路(IC)的制造典型地在一个等离子体反应器中使用等离子体来产生和辅助表面化学，这是从衬底去除材料以及淀积材料所必须的。一般，在等离子体反应器中在真空环境下通过加热电子到足够的能量，以维持与一种供给的工艺气体的电离碰撞，从而形成等离子体。此外，加热的电子能够具有足够的能量来维持分解碰撞，因此在预定条件下(例如腔室压强，气体流速，等)便选定了一特殊系列气体，以产生适合于在腔室中进行特定工艺(例如材料从衬底去除的刻蚀工艺或材料加在衬底上的淀积工艺)的带电粒子群和化学活性粒子群。尽管在衬底表面形成带电粒子群(离子等)和化学活性粒子群对于完成等离子体工艺系统功能(例如材料刻蚀，材料淀积，等)是必须的，在工艺腔室内部的其它组件表面暴露于物理和化学活性等离子体，并且随着时间能够被腐蚀。在等离子体工艺系统中暴露组件的腐蚀能够导致等离子体工艺性能的逐步退化并且最终导致系统的完全失效。为了尽量减小由于暴露在工艺等离子体中所遭受的损坏，已知遭受暴露于等离子体工艺系统中的组件都覆盖了一层保护阻挡层。例如由铝制成的组件可以阳极氧化，以产生一个氧化铝的表面层，它对等离子体更有抵抗性。在另一个实例中，一个可消耗或可替代组件，例如由硅，石英，氧化铝，碳，或碳化硅制成，可以插入工艺腔室中来保护更有价值的组件表面，频繁替换它们成本将更大。进一步，希望表面材料的选择尽量小地将不想要的污染，杂质等引入工艺等离子体中以及可能的在衬底上形成的器件中。在这两种情况下，保护层不可避免地失效，或者由于保护阻挡层的完整性或者制造保护阻挡层的完整性，以及可替代组件的易消耗特性要求经常性地维护等离子工艺系统。这种经常性的维护能够产生与等离子体工艺故障时间联系的成本，以及新的等离子体工艺腔室组件，它们将是额外的。
技术实现思路
本专利技术对等离子体工艺系统提供了改进的挡板，其中挡板的设计和制作方便地针对了上面确定的缺点。本专利技术的一个目标是提供了一种挡板，包括一个含有一个上表面，一个下表面，一个内径向边缘，以及一个外径向边缘的曲线环。上表面可以进一步包括与外径向边缘接近的第一配合表面。下表面可以进一步包括与外径向边缘接近的第二配合表面。挡板可以进一步包括至少一个耦合到上表面和下表面的通路，并且配置的允许气流通过它，其中至少一个通路可以包括一个内部通路表面。本专利技术进一步的一个目标是挡板的暴露表面包括挡板除第一配合表面外的上表面；挡板除第二配合表面外的下表面；内边缘表面；以及与上表面和下表面邻近的内通路表面。本专利技术进一步提供了一种在等离子体工艺系统中制造挡板的方法，包括步骤制作挡板；阳极氧化挡板在挡板上形成一层表面阳极氧化层；切削挡板上暴露的表面以去除表面阳极氧化层；以及在暴露的表面上形成一层保护阻挡层。本专利技术提供了另一种在等离子体工艺系统中制造挡板的方法，包括步骤制作挡板；掩蔽挡板上暴露的表面以防止形成一层表面阳极氧化层；阳极氧化挡板在挡板上形成一层表面阳极氧化层；揭去暴露表面上的掩蔽；以及在暴露的表面上形成一层保护阻挡层。本专利技术提供了另一种在等离子体工艺系统中制造挡板的方法，包括步骤制作挡板；以及在多个暴露表面上形成一层保护阻挡层。本专利技术还可以包括一种工艺，结合切削和掩蔽来制备暴露的表面以接受保护阻挡层，以及然后在暴露的表面上形成保护阻挡层。例如，在阳极氧化前可以掩蔽两个暴露的表面，阳极氧化后可以切削两个表面以产生四个暴露表面，在其上可以形成保护阻挡层。上面的任何方法还可以任选地包括切削不是暴露表面的阳极氧化(或者另外覆盖)表面(例如获得一个裸露的金属连接，在其上切削的表面将与另一部分匹配)。附图说明从下面对本专利技术示例实施例的详细描述并结合附图，将会更明显和更容易理解本专利技术的这些和其它优点，其中图1示出了根据本专利技术一个实施例，包括一个挡板的一个等离子体工艺系统的简化方框图；图2示出了根据本专利技术一个实施例，用于一个等离子体工艺系统的一个挡板的平面图；图3示出了根据本专利技术一个实施例，用于一个等离子体工艺系统的一个挡板的截面图；图4示出了根据本专利技术一个实施例，用于一个等离子体工艺系统的在一个挡板中形成的一个通路的扩展截面图；图5示出了根据本专利技术一个实施例，用于一个等离子体工艺系统的一个挡板的扩展截面图；图6表示了根据本专利技术一个实施例，用于一个等离子体工艺系统的一个挡板的一个外径向边缘的扩展截面图；图7表示了根据本专利技术一个实施例，制作用于一个等离子体工艺系统的一个挡板的方法；图8表示了根据本专利技术另一个实施例，制作用于一个等离子体工艺系统的一个挡板的方法；以及图9表示了根据本专利技术另一个实施例，制作用于一个等离子体工艺系统的一个挡板的方法。具体实施例方式本专利技术对等离子体工艺系统提供了一种改进的挡板，其中挡板的设计和制作方便地减轻了上面确定的缺点。根据本专利技术的一个实施例，一个等离子体工艺系统1描述于图1，包括一个等离子体工艺腔室10，一个上部件20，一个电极板24，一个用于支撑衬底35的衬底支架30，以及一个抽运管道40耦合到一个真空泵(未示出)，用于在等离子体工艺腔室10中提供一个降低的压强环境11。等离子体工艺腔室10便于在邻近衬底35的工艺空间12内形成一种工艺等离子体。等离子体工艺系统1可以配置为处理200mm衬底，300mm衬底或更大的衬底。在图示的实施例中，上部件20可以包括至少一个盖，一个气体注入部件，以及一个上电极阻抗匹配网络。例如，电极板24可以耦合到一个RF源，并便于用于等离子体工艺系统1的一个上电极。在另一个可选实施例中，上部件20包括一个盖和一个电极板24，其中电极板24维持在电势等于等离子体工艺腔室10的电势。例如，等离子体工艺腔室10，上部件20，和电极板24可以电学地连接到接地电势，并便于用于等离子体工艺系统1的一个上电极。等离子体工艺腔室10可以例如进一步包括一个淀积屏蔽14，用于保护等离子体工艺腔室10免于工艺空间12中的工艺等离子体，以及一个光学观察口16。光学观察口16可以包括耦合到一个光学窗口淀积屏蔽18背面的一个光学窗口17，并且一个光学窗口凸缘19可以配置为使光学窗口17耦合到光学窗口淀积屏蔽18。密封部件，例如O环，可以在光学窗口凸缘19和光学窗口17之间，在光学窗口17和光学窗口淀积屏蔽18之间，以及在光学窗口淀积屏蔽18和等离子体工艺腔室10之间提供。光学观察口16可以例如允许监测从工艺空间12中的工艺等离子体的光发射。衬底支架30可以例如进一步包括一个垂直平移设备50，由耦合到衬底支架30和等离子体工艺腔室10的一个波纹管52包围，并配置为密封垂直平移设备50避免等离子体工艺腔室10中的降低压强环境11。此外，一个波纹管屏蔽54可以例如耦合到衬底支架30，并配置为保护波纹管52避免工艺等离子体。衬底支架30可以例如进一步耦合到至少一个聚焦环60，以及一个屏蔽环62。进一步，一个挡板64可以延伸到约衬底支架30的外围。衬底35可以例如传送进和传送出等离子体工艺腔室10，通过一个槽阀(未示出)以及通过机器人衬底传送系统的腔室馈通(未示出)，它由安放在衬底支架30中的衬底起模顶杆(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在等离子体工艺系统中的改进的挡板，包括：　　　　一个曲线环，包括一个上表面，一个下表面，一个耦合到所述上表面和所述下表面的内径向边缘，一个耦合到所述上表面和所述下表面的外径向边缘，以及至少一个耦合到所述上表面和所述下表面的通路，它的配置允许气流通过，其中所述上表面包括与外径向边缘接近的第一配合表面，所述下表面包括与所述外径向边缘接近的第二配合表面，所述内径向边缘包括一个内边缘表面，以及所述至少一个通路中的每一个包括一个内部通路表面；以及　　　　一层保护阻挡层，耦合到所述挡板的多个暴露表面，其中所述暴露表面包括除所述第一配合表面外的所述上表面，除所述第二配合表面外的所述下表面，所述内径向边缘的所述内边缘表面，以及每一个所述至少一个通路的所述内通路表面。

【技术特征摘要】
US 2002-9-30 10/259,3801.一种在等离子体工艺系统中的改进的挡板，包括一个曲线环，包括一个上表面，一个下表面，一个耦合到所述上表面和所述下表面的内径向边缘，一个耦合到所述上表面和所述下表面的外径向边缘，以及至少一个耦合到所述上表面和所述下表面的通路，它的配置允许气流通过，其中所述上表面包括与外径向边缘接近的第一配合表面，所述下表面包括与所述外径向边缘接近的第二配合表面，所述内径向边缘包括一个内边缘表面，以及所述至少一个通路中的每一个包括一个内部通路表面；以及一层保护阻挡层，耦合到所述挡板的多个暴露表面，其中所述暴露表面包括除所述第一配合表面外的所述上表面，除所述第二配合表面外的所述下表面，所述内径向边缘的所述内边缘表面，以及每一个所述至少一个通路的所述内通路表面。2.根据权利要求1的改进挡板，其中至少一个通路包括一个槽位。3.根据权利要求2的改进挡板，其中所述槽位包括一个入口区和一个出口区，其中所述入口区大于所述出口区。4.根据权利要求1的改进挡板，其中至少一个通路包括一个管口。5.根据权利要求1的改进挡板，其中所述曲线环进一步包括多个紧固接受器和多个安装通孔，耦合到所述挡板的所述上表面和所述下表面，并且配置为接受紧固设备，以便将所述挡板耦合到所述等离子体工艺系统。6.根据权利要求5的改进挡板，其中所述多个紧固接受器的每一个包括一个进入腔，一个出通孔，以及一个内接受器表面。7.根据权利要求1的改进挡板，其中所述挡板包括一种金属。8.根据权利要求1的改进挡板，其中所述金属包括铝。9.根据权利要求1的改进挡板，其中所述保护阻挡层包括含有三族元素和稀土元素中至少一种的化合物。10.根据权利要求9的改进挡板，其中所述三族元素包括钇，钪，和镧中至少一种。11.根据权利要求9的改进挡板，其中所述稀土元素包括铈，镝，和铕中至少一种。12.根据权利要求1的改进挡板，其中所述保护阻挡层包括氧化钇(Y2O3)，Sc2O3，Sc2F3，YF3，La2O3，CeO2，Eu2O3，和DyO3中至少一种。13.根据权利要求1的改进挡板，其中所述保护阻挡层包括一个最小厚度，并且所述最小厚度沿至少一个所述暴露表面为常数。14.根据权利要求1的改进挡板，其中所述保护阻挡层包括一个最小厚度，并且所述最小厚度沿至少一个所述暴露表面是变化的。15.根据权利要求1的改进挡板，其中所述上表面和所述下表面至少之一以一个角度倾斜。16.根据权利要求15的改进挡板，其中所述角度范围包括0-60度。17.一种在等离子体工艺系统中制造改进的挡板的方法，所述方法包括步骤制作所述挡板，所述挡板包括一个曲线环，它包括一个上表面，一个下表面，一个内径向边缘，一个外径向边缘，以及至少一个耦合到所述上表面和所述下表面的通路，它的配置允许气流通过，其中所述上表面包括与所述外径向边缘接近的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：三枝秀仁，高濑均，三桥康至，中山博之，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]