具有减少的等离子体电弧的处理腔室制造技术

处理系统包括腔室主体、基板支撑件和盖组件。所述基板支撑件位于所述腔室主体中并且包括第一电极。所述盖组件定位在腔室主体上方并限定处理容积。所述盖组件包括面板、定位于所述面板和所述腔室主体之间的第二电极、以及定位于所述第二电极和所述处理容积之间的绝缘构件。电源系统耦接所述第一电极和所述面板，并且设置为在所述处理容积中生成等离子体。并且设置为在所述处理容积中生成等离子体。并且设置为在所述处理容积中生成等离子体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有减少的等离子体电弧的处理腔室


[0001]本文描述的实施例关于半导体制造设备和方法。具体而言，本文描述的实施例关于用于半导体基板的等离子体处理腔室。

技术介绍

[0002]许多处理系统运用盖组件，所述盖组件包括定位在处理系统的腔室主体上的一个或多个绝缘环与一个或多个电极的堆叠。在处理期间，沉积材料可堆积在绝缘环、电极上和/或电极与绝缘环之间的间隙中。随着沉积材料的厚度增加，局部化的高电场增加，导致腔室主体内部有电弧。例如，在处理系统内经历处理的基板的表面上累积的电荷可以电弧放电(arc)至在电极和绝缘环之间的间隙附近所沉积的材料。因此，在处理腔室内发生电弧。电弧可能会有害地影响基板处理，造成处理腔室脱机停机。因此，处理系统的停工时间增加，且生产率降低。
[0003]因此，需要具有减少的电弧的改进的处理系统。

技术实现思路

[0004]在一个示例中，一种处理系统包括腔室主体、设置在所述腔室主体中的基板支撑件、和设置在所述腔室主体上方并且限定处理容积的盖组件。所述盖组件包括面板、电极、和绝缘构件。所述绝缘构件定位于所述电极和所述处理腔室的处理容积之间。进一步，所述电极定位在所述面板与所述腔室主体之间。
[0005]在一个实施例中，一种用于处理系统的盖组件包括面板、电极、绝缘环、和绝缘构件。所述绝缘构件定位在所述电极和所述绝缘环与所述处理系统的处理容积之间。所述电极定位于所述面板和所述处理系统的腔室主体之间。
[0006]在一个实施例中，一种处理腔室包括腔室主体、基板支撑件、和盖组件。所述基板支撑件位于所述腔室主体中并且包括第一电极。所述盖组件位于所述腔室主体上方，并且限定所述腔室主体内的处理容积。所述盖组件包括面板、定位于所述面板和所述腔室主体之间的第二电极、以及绝缘构件。所述绝缘构件定位在所述第二电极和所述处理容积之间。
附图说明
[0007]为了能够详细地理解本公开的上述特征的方式，可以通过参考实施例(其中一些在附图中说明)而对上文简要总结的本公开进行更特定的描述。然而，应注意附图仅说明本公开的典型实施例，且因此不应视为是对本公开的范围的限制，因为本公开可允许其他等效的实施例。
[0008]图1是根据一个实施例的处理系统的示意性剖面图。
[0009]图2A是根据一个实施例的处理系统的一部分的示意性剖面图。
[0010]图2B是根据一个实施例的绝缘构件的仰视平面图。
[0011]图3是根据一个实施例的处理系统的示意性剖面图。
[0012]图4是根据一个实施例的处理系统的一部分的示意性剖面图。
[0013]为助于理解，尽可能使用相同的附图标记来指示附图中公共的相同组件。考虑一个实施例中公开的组件可在没有特定记载的情况下有利地运用于其他实施例。
具体实施方式
[0014]本文描述的实施例提供一种用于处理半导体基板的设备。在许多实例中，当处理基板时，一层或多层材料沉积在基板的表面上，并且也沉积在处理系统的其他表面上。例如，材料可沉积在盖组件的电极、盖组件的绝缘环和/或电极与绝缘环之间的间隙上。随着时间流逝，在处理腔室的各表面上的沉积的材料的厚度增加，从而增加在处理腔室内发生电弧的可能性。电弧会对基板处理和/或硬件部件产生不利的影响，而增加了报废基板与维修停工时间的频率。再者，使相对应的处理系统脱机停机造成处理系统的生产率降低以及相对应的生产成本增加。
[0015]当电极与绝缘环上的沉积厚度为约1.8微米或更大时，可能会发生电弧。在许多情况中，这种处理系统的沉积能力也约为1.8微米。因此，在这样的处理系统中，发生电弧的可能性高。然而，限制沉积厚度以减少电弧是困难的，因为1.8微米或更小的沉积能力对于许多现代半导体器件的产生而言是有挑战的。
[0016]然而，通过在电极和绝缘环以及处理系统的处理容积之间包括绝缘构件，减少或消除了在电极、绝缘环上以及电极与绝缘环之间的间隙上的材料堆积。因此，降低处理系统内电弧的发生，减少了处理系统的停工时间且增加处理系统的生产率。此外，相对应的处理系统的沉积能力也增加。
[0017]图1是根据一个或多个实施例的处理系统的处理腔室100的示意性剖面图。处理腔室100的特征在于腔室主体102、设置在腔室主体102内的基板支撑件104、以及耦接腔室主体102且将基板支撑件104包围在处理容积120中的盖组件106。通过开口126将基板105提供至处理容积120，可通过使用阀组件(未示出)的门将开口密封以供处理。处理腔室100特别可以是化学气相沉积(CVD)处理腔室、原子层沉积(ALD)处理腔室、金属有机化学气相沉积(MOCVD)处理腔室、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)处理腔室、或等离子体增强原子层沉积(PEALD)处理腔室中的一者。
[0018]腔室主体102包括腔室壁103。此外，衬垫101可位于腔室壁103上，使得衬垫101位于腔室壁103和处理容积120之间。衬垫101可包括铝。替代地，衬垫101可包括其他导电或绝缘材料。
[0019]盖组件106包括电极108、绝缘环110和面板112。进一步，盖组件106包括位于绝缘环110和电极108的径向向内的绝缘构件111。例如，绝缘构件111定位在绝缘环110和电极108与处理容积120之间，使得绝缘环110和电极108的表面不暴露于处理容积120。盖组件106和基板支撑件104可以与被配置用于等离子体处理或热处理的处理腔室一起使用。
[0020]电极108设置成与腔室主体102相邻，并且定位于腔室主体102与盖组件106的其他部件之间。电极108是环形或环状构件，并且可称为环形电极。电极108可以是绕着处理腔室100的周边而环绕处理容积120的连续环状物，或者可在所选位置处不连续。电极108也可以是穿孔电极，例如穿孔环或网状电极。在一些示例中，电极108可以通过位于电极108与腔室主体102之间的电绝缘材料(诸如陶瓷)(例如，图3的绝缘环310)与腔室主体102电隔离。
[0021]绝缘环110可以是诸如陶瓷或金属氧化物(例如，氧化铝和/或氮化铝)之类的介电材料，绝缘环110接触电极108并且使电极108与面板112电隔离和/或热隔离。
[0022]面板112的特征在于开口118，开口118用于允许处理气体进入处理容积120。面板可以称为喷头(showerhead)。面板112可耦接电源142，诸如RF(射频)发生器、直流(DC)电源、脉冲DC电源、和脉冲RF电源。此外，电源142利用脉冲DC信号、脉冲RF信号、和接地电压(或任何其他恒定电压)信号中的一者驱动面板112，以在处理容积120中生成等离子体。
[0023]绝缘构件111是由介电材料形成，并且将电极108和绝缘环110从处理容积120屏蔽。例如，绝缘构件111可以是陶瓷或金属氧化物(例如，氧化铝和/或氮化铝)。绝缘构件111形成绕处理腔室100的内径环绕处理容积120连续环状物。进一步，绝缘构件111是由单个的连续材料形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种处理腔室，包括：腔室主体；基板支撑件，定位在所述腔室主体中；以及盖组件，位于所述腔室主体上方并且限定所述腔室主体内的处理容积；所述盖组件包括：面板；电极，位于所述面板与所述腔室主体之间；以及绝缘构件，从所述电极径向向内定位，位于所述电极和所述处理容积之间，以及所述面板与所述腔室主体之间。2.如权利要求1所述的处理腔室，其中所述盖组件进一步包括：绝缘环，定位在所述面板与所述腔室主体之间。3.如权利要求2所述的处理腔室，其中所述绝缘构件进一步定位在所述绝缘环与所述处理容积之间。4.如权利要求1所述的处理腔室，进一步包括衬垫，所述衬垫定位在所述腔室主体的表面上，并且其中所述绝缘构件与所述衬垫分离。5.如权利要求1所述的处理腔室，其中所述绝缘构件包括陶瓷。6.如权利要求1所述的处理腔室，其中所述绝缘构件包括连续的环。7.如权利要求1所述的处理腔室，其中所述绝缘构件的厚度在约1mm至约7mm的范围内。8.一种用于处理系统的盖组件，所述盖组件包括：面板；电极，设置在所述面板与所述处理系统的腔室主体之间；以及绝缘构件，从所述电极径向向内之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：