用于衬底处理室的处理配件和靶材制造技术

本发明专利技术公开了一种处理配件，该处理配件包括在衬底处理室中设置于衬底支架周围的环组件，用于减少沉积在室组件和衬底的悬伸边上的工艺沉积物。该处理配件包括沉积环、盖环以及防升托架，并且还包括整体护板。同时还对靶材进行了说明。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于衬底处理室的处理配件和靶材。
技术介绍
在处理诸如半导体晶圆和显示器的衬底的过程中，将衬底放置在处理室中并设定处理室中的处理条件以在该衬底上沉积或者蚀刻材料。典型的处理室包括多个室部件，所述多个室部件包括包围处理区的围墙壁、用于在室内提供气体的气源、对处理气体施加能量以处理衬底的激发器、用于保持衬底的衬底支架，以及去除废气并保持室内气压的排气装置。该室可以包括CVD、PVD和蚀刻室。在PVD室中，溅射靶材以促使靶材料沉积在与靶材相对的衬底上。在溅射工艺中，将惰性气体或者反应气体提供到室内，通常对靶材施加电偏压，并且对衬底保持某一浮动电压，从而在室内产生导致靶材溅射的等离子体。PVD室可以包括包含室部件的处理配件，将该室部件设置在衬底支架处以减少在室侧壁或者其他区域上沉积PVD形成物。例如，典型的PVD室处理配件可以包括沉积、覆盖和/或遮蔽环，所有这些均位于衬底的周围。设置不同的环结构来接收溅射沉积，否则这些沉积物将会聚集在支架的侧面或者衬底的暴露背面上。该处理配件还可以包括通过采用容纳表面来接收PVD溅射沉积物从而保护室侧壁的室护板和内衬，否则这些沉积物会沉积在室的侧壁上。这些处理配件部件还减少了在所述表面上的溅射沉积物的累积，否则最终这些沉积物将会脱落从而形成沉积在衬底上的污染颗粒。所述配套元件还可以通过施加能量的等离子体减少内部室结构的腐蚀。同时为了清洗累积的沉积物，还可以将这些部件设计为方便拆卸的配件。在经过成批衬底处理后，例如，处理1000个衬底后，通常去除所述处理配套部件并采用包括HF和HNO3的酸性溶液清洗从而去除在工艺循环期间累积在配套部件上的溅射沉积物。人们希望存在一种包括相对于彼此成型并设置的元件的处理配件，该配件可以降低室内壁上形成的溅射沉积物的数量。减少累积沉积物使得在不必关机或者为了清洗分解所述室的情况下在该室中连续处理更大量的衬底。每次该室需要清洗时，造成的停机时间提高了衬底的处理成本。因此，人们希望在不关掉处理室以清洗所述处理室的内表面的情况下最大化采用该室在衬底上沉积溅射材料的时间量。而且，在某些PVD工艺中，诸如铝PVD工艺，溅射的铝沉积在累积在各种沉积、覆盖和衬底周围的其他环之间的间隙中， 并且还形成在衬底的背面。该累积的溅射沉积物导致在试图从所述支架上去除衬底时所述衬底粘在沉积环上从而导致衬底损伤。人们希望存在一种可以减少衬底背面沉积以及支架侧面沉积的环，在该环上不会累积导致衬底粘结在环上的沉积物。同时还希望在从支架上提升衬底时防止部分粘连的沉积环随着衬底一起升高从而减少对衬底和/或沉积环的损伤。当围绕衬底的内衬和护板由于暴露在室内的溅射等离子体中而升温时又产生另一问题。通常，在室的低压环境中内衬和护板不会和周围的室部件交换很多的热量以将所述部件的温度降低到可接受的水平。由于所述部件热扩散产生在完成工艺循环后护板和内衬上形成的溅射沉积物发生剥落或者散裂的热应力，因此所述部件上的过量的热量是不利的。因此，在处理衬底的过程中希望护板和内衬保持在较低的温度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种处理配件，该配件可以降低处理室内壁上由于溅射工艺而沉积的沉积物数量，从而在不必关机或者为了清洗分解所述室的情况下在该处理室中连续处理更多的衬底。本专利技术的另一目的在于减少衬底背面沉积，从而减少对衬底的损伤。本专利技术的再一目的在于在处理衬底的过程中将护板和内衬保持在较低的温度，从而减少护板和内衬上形成的溅射沉积物发生剥落或者散裂导致引入污染颗粒的现象。因此，根据本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种在衬底处理室中位于衬底支架周围的沉积环，在该处理室中形成处理气体等离子体，所述支架包括中止于所述衬底悬伸边的外壁，并且所述沉积环包括:(a)围绕所述支架外壁的环形带，所述环形带包括:(i)从所述环形带横向延伸处的内唇，所述内唇基本上和所述支架的外壁平行，并且在所述衬底悬伸边的下部终止；(ii)凸起 的脊；(iii)位于所述内唇和凸起的脊之间的内部开口通道，并至少部分沿所述衬底的悬伸边延伸；以及(iv)所述凸起的脊向外呈放射状的壁架。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种至少部分覆盖具有凸起的脊和内部开口通道的沉积环的盖环，在衬底处理室中所述覆盖和沉积环位于衬底支架的周围，在所述衬底处理室形成处理气体的等离子体从而处理所述衬底，所述支架包括终止于所述衬底悬伸边前的外壁，并且所述盖环包括:Ca)环形楔，所述环形楔包括位于所述沉积环的凸起的脊上的底脚以及逐渐变细成覆盖在所述沉积环的内部开口通道的突出边的倾斜表面；以及(b)一个或者多个从环形楔向下延伸的圆柱形壁。根据本专利技术的再一方面，本专利技术提供了一种在衬底处理室中位于衬底支架周围的环组件，在该处理室中形成处理气体等离子体以处理所述衬底，所述支架包括中止于所述衬底悬伸边的外壁，并且所述环组件包括:(a)围绕所述支架外壁的环形带，所述环形带包括:(i)从所述环形带横向延伸处的内唇，所述内唇基本上和所述支架的外壁平行，并且在所述衬底悬伸边的下部终止；(ii)凸起的脊；(iii)位于所述内唇和凸起的脊之间的内部开口通道，并至少部分沿所述衬底的悬伸边延伸；以及(iv)所述凸起的脊向外呈放射状的壁架；以及(b)至少部分覆盖所述沉积环的盖环，所述盖环包括:(i )环形楔，所述环形楔包括位于所述沉积环的凸起的脊上的底脚以及逐渐变细成覆盖在所述沉积环的内部开口通道的突出边的倾斜表面；以及(ii) 一个或者多个从环形楔向下延伸的圆柱形壁，从而所述凸起的脊和所述盖环限定了阻止等离子体通过所述间隙的弯曲间隙。根据本专利技术的又一方面，本专利技术提供了一种在衬底处理室中用于在衬底支架周围保持沉积环的固定组件，所述沉积环包括具有固定柱的外围凹槽，并且所述固定组件包括:(a)包括两端的限制梁，所述限制梁可以与所述衬底支架连接；(b)防升托架包括:(i)包括用于容纳限制梁一端的直通通道的部件；(ii)与所述部件连接固定环，设计所述固定环的尺寸使所述固定环在所述沉积环的外围凹槽中的固定柱上部滑动，从而，在使用时，所述直通通道在限制梁上滑动使得所述固定环环绕所述固定柱，所述固定柱允许使所述部件的重量稳定地将所述沉积环固定到支架上。根据本专利技术的又一方面，本专利技术提供了一种在衬底处理室中可以围绕与衬底支架相对的溅射靶材的溅射表面的整体护板，所述护板可以减少沉积在支架和室侧壁上的溅射沉积物，所述护板包括:(a)具有围绕溅射靶材的溅射表面和所述衬底支架的直径尺寸的圆柱形外部带，所述外部带具有顶端和底端，所述顶端具有与所述溅射靶材相邻沿径向向外的锥形表面；(b)从所述外部带底端向内径向延伸的底板；(C)与底板接合的圆锥形内部带，并且所述圆锥形内部带至少部分围绕所述衬底支架的外围边缘。根据本专利技术的又一方面，本专利技术提供了一种用于在衬底处理室中冷却圆柱形护板的热交换器，所述热交换器包括:(a) —板，所述板内周包括设计尺寸适于围绕圆柱形护板的圆孔；以及(b)位于所述板中的多边形导管，在所述导管中流过热交换液体，所述多边形导管包括以多边形图案形状围绕所述圆孔互连的多个分支，并且所述多边形导管包括入口和出口。根据本专利技术的又一方面，本专利技术提供了一种在衬底处理室中可以固定在护板内以及位于隔离器上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在衬底处理室中用于在衬底支架周围保持沉积环的固定组件，所述沉积环包括具有固定柱的外围凹槽，并且所述固定组件包括：（a）可以与所述衬底支架连接的限制梁，所述限制梁包括两端；（b）防升托架，所述防升托架包括：（i）包括用于容纳限制梁一端的直通通道的部件；和（ii）与所述部件连接的固定环，设计所述固定环的尺寸使所述固定环在所述沉积环的所述外围凹槽中的所述固定柱上部滑动，并且其中所述直通通道适于在所述限制梁一端上滑动使得所述固定环环绕所述固定柱。

【技术特征摘要】
2005.10.31 US 60/732,324;2006.10.27 US 11/553,9821.一种在衬底处理室中用于在衬底支架周围保持沉积环的固定组件，所述沉积环包括具有固定柱的外围凹槽，并且所述固定组件包括: Ca)可以与所述衬底支架连接的限制梁，所述限制梁包括两端； (b)防升托架，所述防升托架包括: (i)包括用于容纳限制梁一端的直通通道的部件；和 ( )与所述部件连接的固定环，设计所述固定环的尺寸使所述固定环在所述沉积环的所述外围凹槽中的所述固定柱上部滑动，并且 其中所述直通通道适于在所述限制梁一端上滑动使得所述固定环环绕所述固定柱。2.根据权利要求1所述的组件，其中所述限制梁包括插脚端，并且所述直通通道包括椭圆形孔，所述椭圆形孔的大小大于所述插脚端。3.根据权利要求1所述的组件，还包括位于所述防升托架和所述限制梁之间的陶瓷隔离器。4.一种在衬底处理室中可以围绕与衬底支架相对的溅射靶材的溅射表面的整体护板，所述护板可以减少沉积在所述支架和所述室侧壁上的溅射沉积物，所述护板包括: (a)具有围绕所述溅射靶材的溅射表面和所述衬底支架的直径尺寸的圆柱形外部带，所述外部带具有顶端和底端，所述顶端具有与所述溅射靶材相邻沿径向向外的锥形表面； (b)从所述外部带底端向 内径向延伸的...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯瑟琳·沙伊贝尔，迈克尔·艾伦·弗拉尼根，良土芽吾一，阿道夫·米勒·艾伦，克里斯托弗·帕夫洛夫，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：