專利名稱：非接觸式處理套件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及半導(dǎo)體處理室的處理套件以及具有處理套件 的半導(dǎo)體處理室。更明確而言，本發(fā)明涉及一種處理套件，其包括適用于 物理氣相沉積處理室的環(huán)及遮蔽件。
背景技術(shù)：
物理氣相沉積(PVD)或?yàn)R射為制造電子器件的常用處理之一。物理 氣相沉積是在真空處理室中進(jìn)行的等離子體處理，其中在真空處理室中受 負(fù)偏壓的耙材暴露于具有重原子(如，氬(Ar)或包含此種惰性氣體的氣 體混合物)惰性氣體的電壓中。惰性氣體的離子轟擊靶材后會(huì)將靶材材料 原子擊射出。擊射出的原子則在處理室內(nèi)的襯底支撐座上的襯底上累積成 沉積薄膜。
處理套件可放置于處理室中以便在處理室內(nèi)相對(duì)于襯底的期望區(qū)域中 定義出處理區(qū)域。該處理套件一般包括遮蓋環(huán)、沉積環(huán)及接地遮蔽件。將 等離子體及擊射出的原子限定在處理區(qū)域中有助于維護(hù)處理室中的其它組 件不受沉積材料的影響，并更有效地利用靶材材料以使較高比例的擊射原 子沉積在襯底上。遮蓋環(huán)(cover ring)另外可避免襯底支撐座周圍的沉 積。該遮蓋環(huán)也可協(xié)助控制襯底邊緣處或下方的沉積。
雖然傳統(tǒng)環(huán)及遮蔽件設(shè)計(jì)已有扎實(shí)的處理歷史，但臨界尺寸的縮減使 得處理室內(nèi)的污染備受重視。由于襯底支撐座在傳送及處理位置間上升及 下降使環(huán)及遮蔽件彼此有周期性的接觸，使傳統(tǒng)設(shè)計(jì)已成為可能的特定污 染源。
此外，由于傳統(tǒng)遮蔽環(huán)設(shè)計(jì)通常未與溫度控制源連接(例如處理室壁 或襯底支撐座)，故遮蔽環(huán)的溫度在處理循環(huán)期間可能會(huì)變動(dòng)。加熱及冷 卻遮蔽環(huán)會(huì)增加遮蔽環(huán)上沉積材料中的應(yīng)力，使得受應(yīng)力材料有剝落而形成粒子的傾向。因此，本案發(fā)明人認(rèn)為若處理套件能減少處理室污染將非 常有幫助。
因此，業(yè)界對(duì)于改良的處理套件仍有需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明大致提供一種用于物理氣相沉積(PVD)處理室的處理套件，
以及一種具有交叉處理套件(interleaving process kit)的物理氣相沉積處理 室。在一種實(shí)施例中，處理套件包括交替(interleaving)沉積環(huán)及接地遮 蔽件。該沉積環(huán)經(jīng)配置具有大的機(jī)座接觸面及數(shù)個(gè)襯底支撐扣狀部 (buttons)。當(dāng)裝入物理氣相沉積處理室時(shí)，該交叉沉積環(huán)及接地遮蔽件 有利地與襯底支撐機(jī)座及處理室壁保持接觸，以便促進(jìn)良好且可預(yù)測(cè)的控 制溫度，進(jìn)而將沉積其上的薄膜的處理污染最小化。此外，在物理氣相沉 積處理室內(nèi)的使用期間該交叉沉積環(huán)及接地遮蔽件有利地設(shè)置成不會(huì)相互 接觸，故可排除傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中因所產(chǎn)生粒子的潛在污染。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的處理套件大致包括具有實(shí)質(zhì)平坦柱形本體 的柱形遮蔽件、至少一個(gè)由該本體向下延伸的細(xì)長(zhǎng)柱形環(huán)、以及由該本體 的上表面向上延伸的安裝部。
在另一個(gè)實(shí)施例中，處理套件包括大致柱形的沉積環(huán)。該沉積環(huán)包括 實(shí)質(zhì)平坦的柱形本體、至少一個(gè)向下延伸耦接至該本體的外部的U形通 道、由該本體的內(nèi)部區(qū)域的上表面向上延伸的內(nèi)壁、以及由該內(nèi)壁徑向向
內(nèi)延伸的襯底支撐突出部。
在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一個(gè)物理氣相沉積處理室，其包括交叉接地 遮蔽件及沉積環(huán)，其經(jīng)配置于物理氣相沉積處理室使用期間不相互接觸。


本發(fā)明更詳細(xì)的說明在參照下文實(shí)施例及附加圖示后將更可清楚領(lǐng) 會(huì)。然而，應(yīng)理解的是該附加圖示僅繪示本發(fā)明一般實(shí)施例而不應(yīng)視為本 發(fā)明范圍的限制，本發(fā)明亦涵蓋其它同等效果的實(shí)施例。
圖l是具有處理套件實(shí)施例的半導(dǎo)體處理系統(tǒng)的簡(jiǎn)要截面圖；圖2是該處理套件與圖1的襯底支撐機(jī)座交叉的部分截面圖3是與襯底支撐機(jī)座交叉的處理套件另一實(shí)施例的部分截面圖4是與襯底支撐機(jī)座交叉的處理套件另一實(shí)施例的部分截面圖5是與襯底支撐機(jī)座交叉的處理套件另一實(shí)施例的部分截面圖；以
及
圖6是與襯底支撐機(jī)座交叉的處理套件另一實(shí)施例的部分截面圖。 為便于理解，圖中盡可能以相同參考號(hào)標(biāo)示相同組件。應(yīng)理解的是實(shí) 施例中所揭示的組件亦可適用于其它實(shí)施例而無(wú)需特定說明。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明大致提供一種用于物理氣相沉積(PVD)處理室的處理套件。
該處理套件較佳之處在于不易產(chǎn)生特定污染，進(jìn)而促進(jìn)處理均勻性與再現(xiàn) 性以及較長(zhǎng)處理套件的生命周期。
圖1繪示一種具有處理套件114實(shí)施例的示例性半導(dǎo)體處理室150。 該處理套件114包括交叉沉積環(huán)102及接地遮蔽件162?？墒芑萦诒景l(fā)明 之一的處理室范例為加州圣塔克拉拉市應(yīng)用材料公司所提供的IMP VECTRA PVD處理室。但是，應(yīng)理解的是其它制造商所提供的其它處 理室也可受惠于本發(fā)明。
示例性處理室150包括處理室本體152，其具有底部154、蓋組件156 及數(shù)個(gè)側(cè)壁158以界定出可抽空的內(nèi)部體積160。該處理室本體150大致 由不銹鋼的焊接板或整體鋁塊制成。該等側(cè)壁158大致包含可密封的存取 埠口 (未示出)以提供襯底104到處理室150的入口及出口。設(shè)于該等側(cè) 壁158中的抽吸埠122耦接至抽吸系統(tǒng)120，以抽空并控制內(nèi)部體積160 的壓力。該處理室150的蓋組件156大致支撐該環(huán)形遮蔽件152，其與沉 積環(huán)102交叉，以將內(nèi)部體積160中形成的等離子體限定在襯底104上方 的區(qū)域。
機(jī)座組件100由處理室150的底部154支撐。該機(jī)座組件100在處理 期間可支撐沉積環(huán)102與襯底104。該機(jī)座組件IOO通過升降機(jī)構(gòu)118耦 接至處理室150的底部154，該升降機(jī)構(gòu)經(jīng)配置以將機(jī)座組件100在上方位置(如圖所示)及下方位置之間移動(dòng)。在上方位置處，該沉積環(huán)102以
間隔關(guān)系與遮蔽件162交叉。在下方位置處，該沉積環(huán)102則與遮蔽件 162分開，以使襯底104能從處理室150通過該沉積環(huán)102及遮蔽件162 之間側(cè)壁158所設(shè)的存取埠移出。此外，在下方位置處，升降銷(圖2所 示)經(jīng)由機(jī)座組件100移動(dòng)以將襯底104與機(jī)座組件100分開，以利用處 理室150外所設(shè)的晶圓傳送機(jī)構(gòu)(如單葉式機(jī)械臂，未示出)交換襯底 104。波紋管186通常設(shè)于機(jī)座組件IOO及處理室底部154之間，以將處理 室本體152的內(nèi)部體積160與機(jī)座組件100的外部及處理室外部隔絕開。
該機(jī)座組件100大致包括襯底支撐件140，其密封地耦接至平臺(tái)外殼 108。該平臺(tái)外殼108通常由例如不銹鋼或鋁的金屬材料制成。冷卻板124 則通常設(shè)于該平臺(tái)外殼108內(nèi)以便熱調(diào)節(jié)襯底支撐件140?？墒芑萦诒景l(fā) 明的機(jī)座組件100描述于1996年4月16日授予Davenport等人的美國(guó)專 利第5507499號(hào)案中。
該襯底支撐件140可由鋁或陶瓷材料制成。該襯底支撐件140可為靜 電吸盤、陶瓷體、加熱器或其組合。在一種實(shí)施例中，該襯底支撐件140 為包括電介質(zhì)本體106的靜電吸盤，該電介質(zhì)本體中內(nèi)含有導(dǎo)電層112。 該電介質(zhì)本體106通常由高導(dǎo)熱電介質(zhì)材料制成，例如熱解氮化硼、氮化 鋁、氮化硅、鋁或等同材料。
蓋組件156大致包括蓋130、靶材132、間隔物182及磁電管134。該 蓋130在處于關(guān)閉位置時(shí)由數(shù)個(gè)側(cè)壁158支撐，如圖1所示。密封件136 置于間隔物182及蓋130與側(cè)壁158之間，以避免真空在其間泄漏。
該靶材132耦接至蓋130并暴露于處理室150的外部體積160。該耙 材132在物理氣相沉積處理期間可提供材料沉積于襯底104上。該間隔物 182置于靶材132、蓋130及處理室本體152之間以將靶材132與蓋130及 處理室本體152電隔離。
該靶材132及機(jī)座組件IOO藉由電源184相對(duì)于彼此偏壓。氣體(例 如氬氣)由氣體源(未示出)供應(yīng)至體積160中。等離子體則由氣體形成 于襯底104及靶材132之間。等離子體內(nèi)的離子會(huì)加速朝向耙材132并促 使材料從靶材132脫離，而脫離的靶材材料則沉積在襯底104上。磁電管134耦接至該處理室150外部的蓋130。該磁電管134包括至 少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的磁性組件138，以便于物理氣相沉積處理期間均勻消耗靶材 132。可采用的磁電管描述于1999年9月21日授予Or等人的美國(guó)專利第 5953827號(hào)中。
樞紐組件110將蓋組件156耦接至處理室150。安裝有馬達(dá)的致動(dòng)器 116可耦接至樞紐組件110及/或蓋130，以便于蓋組件156在開啟及關(guān)閉 位置間移動(dòng)。
圖2為處理套件114與襯底支撐機(jī)座組件100接合的部分截面圖。雖 然未示出，但處理套件114的遮蔽件162安裝于處理室本體152上相對(duì)于 蓋組件156的固定高度處。圖示的沉積環(huán)102位于升高或處理位置，其中 曲折的間隙250界定在沉積環(huán)102及接地遮蔽件162之間，以將等離子體 及沉積物限定在襯底104與靶材132之間界定出的區(qū)域內(nèi)。該沉積環(huán)102 及接地遮蔽件162另外具有阻擋作用，以避免耙材132擊射出的材料不慎 沉積在處理室的其它部分上。就其本身而論，沉積環(huán)102及接地遮蔽件 162可有效地將靶材132變成襯底104上沉積的材料層。
接地遮蔽件162具有大致平坦的柱形本體202，且可由導(dǎo)電材料(例 如金屬)制成或涂覆有導(dǎo)電材料。適用于接地遮蔽件162的金屬包括不銹 鋼及鈦。選用作為接地遮蔽件162的材料應(yīng)與處理室內(nèi)進(jìn)行的處理兼容。 本體202安裝至處理室本體152，以使本體202與機(jī)座組件100的中心線 大致共中心。圖2的實(shí)施例中所示本體202的中心線200大致為垂直走 向。中心線20的位置僅為說明性質(zhì)，故其與圖標(biāo)中的其它特征并未按比 例繪制。
本體202包括上表面204、下表面206、外壁220及內(nèi)緣224。在圖2 所示實(shí)施例中，除了上表面204的傾斜面226 (往下朝向本體202內(nèi)緣 224傾斜)夕卜，該上表面204及下表面206大致垂直于中心線200。
內(nèi)環(huán)208及外環(huán)210從下表面206向下延伸。環(huán)208、 210為大致細(xì)長(zhǎng) 的柱形狀(相較于本體202的大致形狀)。在圖2所示實(shí)施例中，環(huán) 208、 210定向?yàn)榇笾缕叫虚g隔的關(guān)系。外環(huán)210的外徑也可與外壁220外 徑相同。安裝部分212沿著外壁220從上表面204向上延伸。該安裝部分212 包括內(nèi)壁214及內(nèi)錐形部216、外壁222及安裝凸緣218。該內(nèi)壁214從上 表面大致垂直于內(nèi)錐形部向上延伸。該內(nèi)錐形部216向上及向外延伸，以 在遮蔽件162及靶材130間提供空隙(如圖l所示)。該外壁222直徑通 常大于本體202外壁220的外徑。
該安裝凸緣218從外壁222向外延伸并接合本體152及/或蓋組件156 以確保遮蔽件162位于適當(dāng)位置。該安裝凸緣218可包括數(shù)個(gè)孔及/或狹長(zhǎng) 孔以便于耦接至本體152及/或蓋組件156。由于本體152及/或蓋組件156 (安裝有遮蔽件162)可作熱調(diào)節(jié)，故安裝凸緣218的溫度控制能經(jīng)由傳 導(dǎo)方式進(jìn)行。
接地遮蔽件162的某些部分可作涂覆、紋理化或其它表面處理。在一 種實(shí)施例中，該接地遮蔽件162在至少某些表面上被粗糙化。粗糙化(例 如紋理化)可經(jīng)由蝕刻、浮雕、磨蝕、噴丸、噴砂(grit blasting)、研磨 或用砂紙打磨或及他適合處理獲得。在圖2所示實(shí)施例中，接地遮蔽件 162的所有表面都經(jīng)過噴丸處理。接地遮蔽件的噴丸表面通常有約250或 更高微英寸英寸的RA表面粗糙度。
沉積環(huán)102具有大致平坦的柱形本體252且可由導(dǎo)體或非導(dǎo)體材料制 成。在實(shí)施例中，該沉積環(huán)102由陶瓷材料制成，例如石英、氧化鋁或其 它適合材料。
本體252大致包括外部274、內(nèi)部276、下表面256及上表面254。該 上表面254包括凹部258,其在遮蔽件162及沉積環(huán)102位置彼此接近時(shí) 可容納遮蔽件162的唇部228。下表面256被配置位于機(jī)座組件100周圍 處形成的突出部240上。該下表面256可呈平坦及/或具有平滑表面拋光 度，以便于和突出部240有良好熱接觸。下表面256及突出部240間相當(dāng) 大(在與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比)的接觸面積以及本體252相當(dāng)細(xì)的環(huán)截面積可在 該環(huán)102及機(jī)座組件IOO之間提供良好熱傳送。就其本身而論，環(huán)102溫 度經(jīng)由與機(jī)座組件100的熱傳遞便可輕易維持在固定溫度。
在一個(gè)實(shí)施例中， 一個(gè)或多個(gè)溫度控制件246可設(shè)于機(jī)座組件100中 突出部240正下方，以加強(qiáng)環(huán)102的溫度控制而不受機(jī)座組件100特征(用以控制襯底104溫度)的影響。溫度控制件246可包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo) 管(用以于流動(dòng)熱傳遞流體)、電阻加熱器及類似物。溫度控制件246的 輸出由一個(gè)或多個(gè)適合的溫度控制源248所控制，例如電源、熱傳遞流體 供應(yīng)器及類似物。
內(nèi)壁260由內(nèi)部276向上延伸至襯底支撐凸緣262。該內(nèi)壁260具內(nèi) 徑，其經(jīng)選擇以維持該壁260及階梯部242 (將該突出部240耦接至機(jī)座 組件100的頂表面)間的間隙。該內(nèi)壁260的高度經(jīng)選擇以維持該環(huán)102 的凸緣262及機(jī)座組件100頂表面244間的間隙。
襯底支撐凸緣262由內(nèi)壁260上端向內(nèi)延伸，并遮蓋機(jī)座組件100頂 表面244的外緣。在一個(gè)實(shí)施例中，該凸緣262大致垂直該內(nèi)壁260并平 行下表面256及上表面254。該凸緣262包括數(shù)個(gè)襯底支撐扣狀部264， 以將襯底104支撐于該凸緣262上表面上方一距離處。該扣狀部264可為 圓形、柱形、斜截錐形(truncated conical shape)或其它適合形狀。該扣狀 部264可將襯底104與環(huán)102間的接觸最小化?？蹱畈?64及襯底104間 的最小接觸能減少可能形成的粒子，同時(shí)最小化環(huán)102及襯底104間的熱 傳遞。在一種實(shí)施例中，三個(gè)扣狀部264可對(duì)稱地以環(huán)形陣列(polar array)方式安置，并呈約lmm的高度。
面朝上的U形通道266通常形成在本體252外部274處。該U形通道 266具有內(nèi)腿部2686，其藉底部270耦接至外腿部272。該內(nèi)腿部268由 本體252下表面256向下延伸，其并具有內(nèi)徑，其經(jīng)選擇以維持該機(jī)座組 件100及該環(huán)102間的間隙。
腿部26S、 272大致為細(xì)長(zhǎng)柱狀(與環(huán)102本體252相比)。在圖2所 示實(shí)施例中，腿部268、 272定向?yàn)榇笾缕叫虚g隔關(guān)系，并經(jīng)配置以與接 地遮蔽件162的內(nèi)環(huán)208交叉。
腿部268、 272及內(nèi)環(huán)208間的間隔可界定出曲折間隙250的外部區(qū)。 該曲折間隙250的內(nèi)部區(qū)界定在遮蔽件162的唇部228及沉積環(huán)102的壁 面260與凹部258之間。該唇部228及沉積環(huán)102間的間距可作選擇，以 促進(jìn)或減少襯底104面對(duì)機(jī)座組件IOO側(cè)上的沉積。
由于進(jìn)入曲折間隙250內(nèi)部區(qū)域的入口部分被襯底204遮蓋且背離(face away)內(nèi)部體積160中濺射耙材材料的軌道，故相較于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)不 太可能會(huì)有在曲折間隙250內(nèi)形成并成為橋接(bridging)的沉積物，因此 可延長(zhǎng)處理套件114多次清洗之間的使用壽命。此外，由于處理套件114 的沉積環(huán)102及接地遮蔽件162并未接觸，因此可消除形成粒子污染的可 能性。再者，由于處理套件114的沉積環(huán)102及接地遮蔽件162與其支撐 結(jié)構(gòu)(如機(jī)座組件IOO及處理室本體152/蓋組件156)有良好熱接觸，故 可改善套組114的熱控制。改善熱控制即能對(duì)套組114上沉積的薄膜作應(yīng) 力控制，故相較于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)有較少的粒子形成。
圖3為處理套件300另一實(shí)施例與襯底支撐機(jī)座100接合的截面圖。 該處理套件300大致包括沉積環(huán)302及接地遮蔽件304交叉形成曲折間隙 350。
接地遮蔽件304大致類似前述接地遮蔽件。在圖3所述實(shí)施例中，該 遮蔽件304包括柱形本體306，其具有上表面308、下表面310、內(nèi)緣312 及外壁314。該上表面308包括斜面316。本體306下表面310包內(nèi)環(huán)208 及外環(huán)210。在一種實(shí)施例中，內(nèi)緣312大體上傾斜地截短該斜面316。
沉積環(huán)302大致類似前述沉積環(huán)，但在環(huán)302上表面254上另外形成 捕捉部(trap) 352。該捕捉部352界定在捕捉壁360及環(huán)302上表面254 之間。
該捕捉壁360包括一環(huán)354，其由環(huán)302上表面254向上延伸至唇部 356。該唇部356向內(nèi)及向下延伸至內(nèi)壁260及上壁254的接合處。該唇部 356的末端基本上比唇部356臨近環(huán)354的部分更靠近上表面254，以使捕 捉部352的上頂部比唇部356末端更高。這樣的幾何關(guān)系有利于補(bǔ)獲沉積 材料而不會(huì)使沉積物集結(jié)，因此避免唇部356及襯底104之間間隙的橋接 (bridging of gap)。
在一種實(shí)施例中，該環(huán)354的上表面包括內(nèi)斜壁264及外斜壁262， 其于頂點(diǎn)266交會(huì)。該內(nèi)斜壁264由頂點(diǎn)366向下延伸至該唇部356。外 斜壁262則由頂點(diǎn)366向下延伸至外捕捉壁368。沉積環(huán)302的外斜壁262 及遮蔽件304的內(nèi)緣312界定出從內(nèi)體積160的處理區(qū)域通至曲折間隙 350的入口。圖3處理套件300藉由曲折間隙350將等離子體隔離特征與經(jīng)由捕捉 部352控制的邊緣沉積物解耦。此外，在遮蔽件304的內(nèi)徑及外徑間的距 離實(shí)質(zhì)縮減時(shí)，按此實(shí)施例方式可減少制造成本而不致大幅增加組裝匹配 的沉積環(huán)302所需的材料。
圖4為處理套件400另一實(shí)施例與襯底支撐機(jī)座100接合的截面圖。 該處理套件400大致包括沉積環(huán)402及接地遮蔽件404，其交叉形成曲折 間隙450。
該接地遮蔽件404大致類似前述圖l-2所述接地遮蔽件。在圖4所示 實(shí)施例中，該遮蔽件404包括平坦柱形本體406，其具有上表面408、下 表面410、內(nèi)緣412及外壁414。該上表面408包括斜面416。該本體406 的下表面410具有柱形環(huán)418。
該柱形環(huán)418向下及向外延伸并與沉積環(huán)402交叉。在圖4所示實(shí)施 例中，該環(huán)418相對(duì)于遮蔽件404中心線朝向約5至約35度的方位。
沉積環(huán)402大致類似前述沉積環(huán)，但加上傾斜的U形通道420。該U 形通道420包括內(nèi)腿部422，藉底部426耦接至外腿部424。腿部422、 424相對(duì)于環(huán)402的中心線朝向約5至約35度的方位。在圖4所示實(shí)施例 中，腿部422、 424與遮蔽件404的柱形環(huán)418相同的角度定向。
該外腿部424的末端內(nèi)徑大致經(jīng)選擇以不遮住該環(huán)418的末端，使得 遮蔽件404及沉積環(huán)402可在機(jī)座組件100下降以襯底交換時(shí)能隔開而不 會(huì)彼此阻礙。當(dāng)機(jī)座組件100升至圖4所示處理位置時(shí)，腿部422、 424及 環(huán)418可界定出該曲折間隙450的外部部分。
亦可選擇的是在外腿部424末端處形成延伸部430 (以虛線表示)。 該延伸部430可延伸并增加曲折間隙450額外的轉(zhuǎn)折。該延伸部430包括 凸緣432，其由外腿部424末端向外延伸至末端環(huán)434。該末端環(huán)434具 內(nèi)徑，其經(jīng)選擇以按間隔關(guān)系在機(jī)座組件100位于圖標(biāo)升降位置時(shí)限定該 遮蔽件404的外壁414周圍。
圖4的處理套件400相較于前述傳統(tǒng)設(shè)計(jì)制造成本較為經(jīng)濟(jì)并具有諸 多優(yōu)點(diǎn)。
圖5是處理套件500另一實(shí)施例與襯底支撐機(jī)座100接合時(shí)的截面圖。該處理套件500大致包括沉積環(huán)502及接地遮蔽件504交叉形成曲折 間隙550。
該接地遮蔽件504大致類似于前述圖3-4所述的接地遮蔽件。在圖5 所示實(shí)施例中，該遮蔽件504包括柱形本體506，其具有上表面308、下 表面310、內(nèi)緣312及外壁314。該外壁308包括斜面316。該本體306下 表面310包括柱形環(huán)418。該柱形環(huán)418向下并向外延伸且與沉積環(huán)502 交叉。
沉積環(huán)502內(nèi)部大致類似于前述圖3的沉積環(huán)302。該環(huán)502包括捕 捉部352形成在該環(huán)502的上表面254上。該捕捉部352界定在捕捉壁 360及上表面254之間。該捕捉壁360包括環(huán)354、唇部356及數(shù)個(gè)交會(huì)于 頂點(diǎn)366的斜壁262、 264。
該沉積環(huán)502外部大致類似于前述圖4所述的沉積環(huán)402。該環(huán)502 包括傾斜U形通道420。該U形通道420包括內(nèi)腿部422，藉底部426耦 接至外腿部424。腿部422、 424經(jīng)配置以按前述與遮蔽件504柱形環(huán)418 交叉。
圖6為處理套件600另一實(shí)施例與襯底支撐機(jī)座100接合的截面圖。 該處理套件600大致包括沉積環(huán)620及接地遮蔽件662，其交叉形成曲折 間隙650。該沉積環(huán)620及遮蔽件622大致類似于前述沉積環(huán)102及接地 遮蔽件162，且為簡(jiǎn)明起見，其類似特征均標(biāo)以相同參考號(hào)而不另作說 明。
在圖6所示實(shí)施例中，該沉積環(huán)620內(nèi)壁260具有襯底支撐端622。 該襯底支撐端622并未徑向延伸至內(nèi)壁260內(nèi)。該襯底支撐端622具有襯 底安置表面，其經(jīng)配置以將襯底104支撐在機(jī)座組件100表面244上方， 且在一種實(shí)施例中，其大致平坦且垂直該環(huán)620的中心線。在一種實(shí)施例 中，該內(nèi)壁260高度約0.45英寸。該內(nèi)壁260及沉積環(huán)凸緣262的下表面 256的交點(diǎn)進(jìn)行倒角(chamfered)，如呈45度角，以提供機(jī)座組件100額 外空間。
在圖6所示實(shí)施例中，沉積環(huán)620也可在其上表面也被紋理化，如虛 線624所示。該紋理化表面可提供環(huán)620上的沉積材料更佳的黏附性，使得沉積材料粒子或剝落物不會(huì)輕易與環(huán)620分離而成為處理過程的處理污
染物。前述黏附的沉積材料可利用原位及/或異位清潔處理由環(huán)620移除。
在一種實(shí)施例中，該環(huán)可如前述方式進(jìn)行紋理化。
該接地遮蔽件662包括安裝部分212，其在上外徑604上具有階梯部 606。該階梯部606可將外徑604耦接至大致水平的上表面602。過渡半徑 (transition radius) 608可連接該接地遮蔽件662的外壁222及上外壁 604。
唇部610從上外壁604向下延伸并超過該轉(zhuǎn)換半徑608，如圖6所 示。該唇部610可在處理室及接地遮蔽件662間提供縮減的接觸面積。
該接地遮蔽件662的上內(nèi)表面也可進(jìn)行紋理化，如虛線654所示。如 前文所述，該接地遮蔽件的紋理化表面可提供沉積材料更加的黏附性，使 其在之后不會(huì)成為處理污染物。
該接地遮蔽件662的唇部228也可包括凹部612，其形成在遮蔽件本 體202的唇部228及下表面206之間的轉(zhuǎn)換處。該凹部612可在遮蔽件 662及環(huán)620間提供額外的空間以容納大量沉積在環(huán)620凹部258中的材 料。
如前文所述之處理套件，圖6的處理套件600相較于前述傳統(tǒng)設(shè)計(jì)其 制造成本較經(jīng)濟(jì)并具有諸多優(yōu)點(diǎn)。
因此，前述用于物理氣相沉積處理室之處理套件在處理套件的接地遮 蔽件及沉積環(huán)操作期間不接觸時(shí)可有效的減少可能形成的微粒。此外，當(dāng) 處理套件的遮蔽件及環(huán)以經(jīng)溫控的表面作接觸時(shí)處理套件的溫度可控制以 降低及/或消除熱循環(huán)應(yīng)力，藉以控制沉積在處理套件上的材料應(yīng)力。再 者，由于設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化，本發(fā)明處理套件具有制造上的成本優(yōu)勢(shì)且不需要傳 統(tǒng)處理套件的第三環(huán)(third ring)設(shè)計(jì)。
雖然本發(fā)明前述針對(duì)較佳實(shí)施例，但本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例亦可在不 悖離發(fā)明基本精神下提出，且其范圍系由下文申請(qǐng)專利范圍所界定。
權(quán)利要求
1.一種處理套件，其至少包括大致柱形的遮蔽件，其至少包括大致平坦的柱形本體，具有上表面，其向下向內(nèi)端逐漸變細(xì)；至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的柱形環(huán)，由該本體向下延伸；以及安裝部，由該本體的外壁的本體的上表面向上延伸，該安裝部具有徑向向外延伸超過該本體的外壁的安裝凸緣、由該本體上表面延伸的內(nèi)壁、以及由該內(nèi)壁沿徑向向外且向上張開的內(nèi)錐形部。
2. 如權(quán)利要求1所述的處理套件 少一者制成。
3. 如權(quán)利要求1所述的處理套件 覆有導(dǎo)體材料。
4. 如權(quán)利要求1所述的處理套件 面處理。
5. 如權(quán)利要求1所述的處理套件 丸表面。
6. 如權(quán)利要求1所述的處理套件 對(duì)于該本體的中心線具有垂直定向。
7. 如權(quán)利要求1所述的處理套件 對(duì)于該本體的中心線具有約5至約35度的定向。
8. 如權(quán)利要求1所述的處理套件，其中該至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的柱形環(huán)還 至少包括內(nèi)環(huán)；以及外環(huán)，其以大致平行關(guān)系與該內(nèi)環(huán)間隔一段距離。
9. 如權(quán)利要求1所述的處理套件，其中該安裝部還至少包括 唇部，由該凸緣的外徑向下延伸。
10. 如權(quán)利要求1所述的處理套件，其中該本體的該內(nèi)緣是截短該斜 面，且其中該內(nèi)緣大致平行該本體的中心線。，其中該本體由不銹鋼或鈦中的至 ，其中該本體由導(dǎo)體材料制成或涂 ，其中該本體的至少一部分經(jīng)過表 ，其中該本體的至少一部分具有噴 ，其中該至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的柱形環(huán)相 ，其中該至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的柱形環(huán)相
11. 如權(quán)利要求1所述的處理套件，其還至少包括 大致柱形的沉積環(huán)，其至少包含大致平坦的柱形本體，其具有上表面及下表面，該下表面被設(shè)置 成支撐在襯底支撐機(jī)座的突出部上；至少一個(gè)向下延伸的U形通道，其耦接至該本體的外部；以及 內(nèi)壁，由該本體的內(nèi)部區(qū)域的上表面向上延伸，且具有襯底支撐表面；襯底支撐突出部，由該內(nèi)壁徑向向內(nèi)延伸。
12. 如權(quán)利要求ll所述的處理套件，其中該沉積環(huán)還至少包括 突出部，由該內(nèi)壁徑向向內(nèi)延伸；以及數(shù)個(gè)扣狀部，設(shè)于該突出部的上表面上且界定出該襯底支撐表面。
13. 如權(quán)利要求12所述的處理套件，其中該數(shù)個(gè)扣狀部還至少包括三個(gè)扣狀部，其以環(huán)形陣列方式等間隔配置。
14. 如權(quán)利要求11所述的處理套件，其中該U形通道被配置成與該 遮蔽件的至少一個(gè)環(huán)可交叉。
15. 如權(quán)利要求ll所述的處理套件，其中該U形通道還至少包括 第一腿部，耦接至該沉積環(huán)的本體；第二腿部，向外與該第一腿部相隔；以及 底部，接合第一和第二腿部。
16. 如權(quán)利要求15所述的處理套件，其中第一和第二腿部大致平行 于該沉積環(huán)的中心線。
17. 如權(quán)利要求15所述的處理套件，其中第一和第二腿部相對(duì)于該 沉積環(huán)的中心線具有約5至約35度的定向。
18. 如權(quán)利要求11所述的處理套件，其中該沉積環(huán)的本體還至少包括捕捉壁捕捉壁，由該沉積環(huán)的該上表面向上延伸；以及 唇部，由該捕捉壁捕捉壁向內(nèi)且向下延伸，以突出于該沉積環(huán)的該上 表面的內(nèi)部之上。
19. 如權(quán)利要求18所述的處理套件，其中該捕捉壁捕捉壁的上表面 還至少包含內(nèi)斜壁，與外斜壁交會(huì)于頂點(diǎn)。
20. —種處理套件，其至少包括 大致柱形的沉積環(huán)，其至少包括大致平坦的柱形本體，其具有上表面以及下表面，該下表面被配 置成支撐在襯底支撐機(jī)座的突出部上；至少一個(gè)向下延伸的U形通道，耦接至該本體的外部；以及 內(nèi)壁，由該本體的內(nèi)部區(qū)域的上表面向上延伸且具有襯底支撐表面。
21. 如權(quán)利要求20所述的處理套件，其中該沉積環(huán)還至少包括 突出部，由該內(nèi)壁徑向向內(nèi)延伸；以及數(shù)個(gè)扣狀部，設(shè)于該突出部的上表面上且界定出該襯底支撐表面。
22. 如權(quán)利要求21所述的處理套件，其中該數(shù)個(gè)扣狀部還至少包括三個(gè)扣狀部，其以環(huán)形陣列方式等間隔配置。
23. 如權(quán)利要求20所述的處理套件，其中該U形通道為面朝上。
24. 如權(quán)利要求20所述的處理套件，其中該U形通道還至少包括 第一腿部，耦接至該沉積環(huán)的本體；第二腿部，向外與第一腿部相隔；以及 底部，接合第一和第二腿部。
25. 如權(quán)利要求24所述的處理套件，其中第一和第二腿部大致平行 于該沉積環(huán)的中心線。
26. 如權(quán)利要求24所述的處理套件，其中該本體由不銹鋼或鈦中的 至少一者制成。
27. 如權(quán)利要求20所述的處理套件，其中該沉積環(huán)的本體還至少包括捕捉壁捕捉壁，由該沉積環(huán)的上表面向上延伸；以及唇部，由該捕捉壁捕捉壁向內(nèi)且向下延伸，以突出于該沉積環(huán)的上表面的內(nèi)部之上。
28.如權(quán)利要求27所述的處理套件，其中該捕捉壁捕捉壁的上表面還至少包含內(nèi)斜壁，與外斜壁交會(huì)于頂點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適用于物理氣相沉積處理室的處理套件、以及具有非接觸式處理套件的物理氣相沉積處理室。在一實(shí)施例中，處理套件包括大致柱形的遮蔽件，其具有大致平坦的柱形本體、由該本體向下延伸的至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)柱形環(huán)、以及由該本體的上表面向上延伸的安裝部。在另一實(shí)施例中，處理套件包括大致柱形的沉積環(huán)。該沉積環(huán)包括大致平坦的柱形本體、向下延伸耦接至該本體外部的至少一個(gè)U形通道、由該本體內(nèi)部區(qū)域的上表面向上延伸的內(nèi)壁、以及由該內(nèi)壁徑向向內(nèi)延伸的襯底支撐突出部。
文檔編號(hào)F16J15/40GK101563560SQ200780047073
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者卡爾·布朗, 普尼特·班杰 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司