CN104508180A - 粗糙化的基板支撑件 - Google Patents
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Abstract
本发明一般是有关于一种用于在一基板处理腔体中使用的基板支撑件。一粗糙化的基板支撑件减少在腔体内的电弧且亦提供均匀沉积于基板上。粗糙化可以两个步骤执行。于一第一步骤中,基板支撑件是进行喷珠以初步地粗糙化表面。接着,粗糙化的表面是以较细的磨粒进行喷珠,以产生一具有介于约707微英寸及约837微英寸间的表面粗糙度的基板支撑件。在表面粗糙化之后,基板支撑件进行阳极处理。
Description
发明的背景
技术领域
本发明的实施例一般是有关于一种用于在一基板处理腔体中使用的基板支撑件。
相关技术的描述
等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)一般是用于沉积薄膜于一基板上,例如是平板或是半导体晶圆。PECVD通常是通过导入一前驱气体(precursor gas)至包含一基板的一真空腔体内来完成。前驱气体一般是导引通过一分布板,此分布板靠近腔体的顶部。在腔体内的前驱气体通过从一或多个射频(RF)源提供RF电力至腔体来提供能量(例如是激发(excited))而成为等离子体,RF源耦接于腔体。激发气体反应而形成一材料层于基板的一表面上,所述基板摆置于一温度控制基板支撑件上。
在处理期间,可能对装置的制造造成不利的小部分的膜厚变化已观察出来,所述小部分的膜厚变化时常以成为较薄的膜厚的点(spots)的方式显现。一般认为,沿着一平滑基板支撑表面,在玻璃的厚度及平坦度的变化是在跨基板的特定位置产生局部电容变化,因而产生了局部的等离子体不均匀性,所述离子体不均匀性导致沉积变化,例如是薄点。
因此,对基板支撑件做改善是有需要的。
发明内容
本发明一般是有关于一种用于在一基板处理腔体中使用的基板支撑件。一粗糙化的基板支撑件是减少在腔体内的电弧且亦提供均匀沉积于基板上。粗糙化可以两个步骤执行。于一第一步骤中,基板支撑件进行喷珠以初步地粗糙化表面。接着,粗糙化的表面以较细的磨粒进行喷珠,以产生一具有介于约707微英寸及约837微英寸间的表面粗糙度的基板支撑件。在表面粗糙化之后,基板支撑件进行阳极处理。
于一个实施例中,一种形成一粗糙化的基板支撑件的方法,包括于一第一工艺中对一基板支撑件的一表面进行喷珠,其中此些珠体具有一第一磨粒(grit)尺寸;以及于一第二工艺中对基板支撑件的表面进行喷珠,其中此些珠体具有一第二磨粒尺寸,所述第二磨粒尺寸小于第一磨粒尺寸。
于另一实施例中,一种形成一粗糙化的基板支撑件的方法,包括于一第一工艺中对一基板支撑件的一表面进行喷珠。第一工艺包括于一第一方向中使喷嘴扫描过基板支撑件的表面;沿着基板支撑件的表面转换喷嘴于一第二方向中,第二方向垂直于第一方向;以及于一第三方向中使喷嘴扫描过基板支撑件的表面,第三方向相反于第一方向。此方法更包括于一第二工艺中对基板支撑件的表面进行喷珠。第二工艺包括于第一方向中使喷嘴第一次扫描过基板支撑件的表面;沿着基板支撑件的表面转换喷嘴于第二方向中;于第三方向中使喷嘴第二次扫描过基板支撑件的表面;逆时针转动基板支撑件约90度;以及重复第一次扫描、转换、第二次扫描及转动。
于另一实施例中,一种基板支撑件包括一基板支撑件主体,具有一表面粗糙度,此表面粗糙度介于约707微英寸及约834微英寸之间;以及一阳极处理涂布层,位于基板支撑件上。
附图说明
为了可详细地了解本发明上述的特性,简要摘录于上的本发明的更特有的说明可参照实施例。一些实施例是绘示于所附的附图中。然而,值得注意的是,由于本发明可承认其他等效实施例,所附的附图仅为本发明的代表性实施例,因此并非用以限制本发明的范围。
图1绘示根据本发明的一个实施例的PECVD设备的剖面图。
图2绘示根据一个实施例的基板支撑件的局部剖面图。
图3A绘示根据一个实施例的基板支撑件在粗糙化的第一步骤后的示意性剖面图。
图3B绘示根据一个实施例的图3A的基板支撑件在粗糙化的第二步骤后的示意性剖面图。
图4绘示根据一个实施例的粗糙化机相对于基板支撑件的示意图。
图5A绘示根据一个实施例的在基板支撑件于第一步骤中进行粗糙化的示意图。
图5B-5E绘示根据一个实施例的图5A的基板支撑件于第二步骤中进行粗糙化的示意图。
为了便于了解,在可行之处,相同的参考编号是使用来表示通用于附图的相同的元件。可预期的是,揭露于一个实施例中的元件可在无需特别说明的情况下,有助益地使用于其他实施例中。
具体实施方式
本发明一般是有关于一基板支撑件,用于使用于一基板处理腔体内。一粗糙化的基板支撑件减少在腔体内的电弧,且亦有助于均匀沉积于基板上。粗糙化可以两个步骤执行。在一第一步骤中,基板支撑件是进行喷珠(bead blasted)以初步地粗糙化表面。接着,粗糙化的表面是以一较细的磨粒(grit)进行喷珠,以产生具有一表面粗糙度介于约707微英寸及约837微英寸之间的一基板支撑件。在表面粗糙化之后,基板支撑件进行阳极处理(anodized)。
此处的说明是有关于一PECVD腔体,此PECVD腔体可取自美商业凯科技股份有限公司(AKT America,Inc.),AKT America,Inc.为位于加州圣塔克拉拉的应用材料公司(Applied Materials,Inc.,Santa Clara,CA)的子公司。可理解的是,此处的实施例亦可同样应用于其他处理腔体,包括由其他制造商所贩售的处理腔体。
图1绘示可利用此处所述的基板支撑件的PECVD设备的剖面图。此设备包括一腔体100,于腔体100中,一或数个膜可沉积于一基板120上。腔体100一般包括数个墙102、一底部104及一莲蓬头(showerhead)106,莲蓬头106决定一工艺容积(processvolume)。一基板支撑件118是设置于工艺容积内。工艺容积是经由一狭缝阀开口(slitvalve opening)108可被存取,使得基板120可传送至腔体100内及传送出腔体100外。基板支撑件118可耦接于一致动器116,以升高及降低基板支撑件118。举栓122可移动地设置贯穿基板支撑件118,以移动一基板至基板接收表面且自基板接收表面移动基板。基板支撑件118亦可包括加热及/或冷却元件124,以保持基板支撑件118于一所需的温度。基板支撑件118亦可包括射频返回带(RF return strap)126,以在基板支撑件118的周围提供RF返回路径。
莲蓬头106通过一固定机构150耦接于一背板112。莲蓬头106可通过一或数个固定机构150耦接于背板112,以有助于避免下弯(sag)及/或控制莲蓬头106的平直度(straightness)/曲率。
一气体源132耦接于背板112,以经由莲蓬头106中的气体通道提供气体到一处理面积,所述处理面积位于莲蓬头106与基板120之间。一真空泵110耦接于腔体100,以控制工艺容积于一所需的压力。一RF源128经由一匹配网络190耦接于背板112及/或耦接于莲蓬头106,以提供一RF电流至莲蓬头106。RF电流在莲蓬头106及基板支撑件118之间产生一电场,使得一等离子体可自莲蓬头106及基板支撑件118之间的气体产生。
一远程等离子体源130,诸如是感应式耦合的远程等离子体源130,亦可耦接于气体源132与背板112之间。在处理基板之间,一清洁气体可提供到远程等离子体源130,使得一远程等离子体产生。来自远程等离子体的自由基(radicals)可提供至腔体100,以清洁腔体100部件。清洁气体可进一步通过提供至莲蓬头106的RF源128激发。
莲蓬头106可额外地通过莲蓬头悬架134来耦接于背板112。于一个实施例中,莲蓬头悬架134可为一挠性金属裙板(flexible metal skirt)。莲蓬头悬架134可具有一唇部136,莲蓬头106可置于唇部136上。背板112可置于一架体114的上表面上,所述架体114耦接于腔体墙102,以密封腔体100。
图2绘示基板支撑件118的局部剖面图。基板支撑件118包括一主体202,本质上覆盖有一阳极处理涂布层210。主体202可由一或数个耦接的元件或一单一铸成体(casted body)所组成,其具有加热及/或冷却元件124内嵌于其中。于一个实施例中,主体202可包括铝。
主体202一般包括一基板支撑表面204及一相对固定表面206。阳极处理涂布层210覆盖至少主体202的支撑表面204,且提供一分离层于基板120与支撑表面204之间。
涂布层210包括一外表面212及一内表面214。内表面214一般直接设置于主体202上。于一个实施例中,阳极处理涂布层具有一厚度,介于约23μm至约27μm之间,例如是约25μm。内表面214具有一表面粗糙度,其转变成阳极处理涂布层210。位于基板支撑表面204上的外表面212的一部分218具有配置来支撑基板120于其上的一几何形状。外表面212的部分218具有一预定粗糙度的一表面抛光216,其促进沉积于基板140上的膜厚的均匀度。表面抛光216具有约707微英寸至约847微英寸的粗糙度,例如是777微英寸。表面抛光216有利地改善了膜厚的均匀度。
阳极处理涂布层210的表面抛光216可通过处理在基板140下的外部的基板支撑表面204的至少一部分220来达成,此将于下述中说明。基板支撑表面204的表面抛光208可以数种方式来形成,包括喷珠(bead blasting)、喷砂(abrasive blasting)、研磨(grinding)、压成型(embossing)、砂磨(sanding)、织构(texturing)、蚀刻或其他用以提供一预定义表面粗糙度的方法。于一个实施例中,主体202的支撑表面204的表面抛光208是约707微英寸至约847微英寸,例如是约777微英寸。
可选地,支撑表面204的一带部224可留下而不进行处理来最小化制造成本,带部224邻接于位于基板120下方之外的部分220。此是于未进行处理的带部224的上方产生阳极处理涂布层210的一带部222,而可能具有相异于表面抛光216的修饰度(finish),但由于带部222是位于基板120的范围外,带部222的表面抛光对层沉积的均匀度并未有影响。于一个实施例中,相较于所邻接的涂布层210的部分218,阳极处理涂布层210的带部222具有一较平滑的表面抛光。
为了粗糙化基板支撑件118,可进行两个步骤的工艺。图3A绘示根据一个实施例的基板支撑件118在粗糙化的第一步骤后的示意性剖面图。于工艺的第一步骤中,基板支撑件是暴露于一第一喷珠工艺,以在基板支撑件118中形成数个凹部302,数个高原部304分离此些凹部302。喷珠是通过暴露基板支撑件118于从一喷嘴402所射出的珠体来进行。
图4绘示根据一个实施例的粗糙化机(例如是喷嘴402)相对于基板支撑件118的示意图。喷嘴402可设置于相对正进行喷珠的基板支撑件118的表面的一角度α。角度α可介于约85度及约95度之间,例如是90度。喷嘴402可相隔基板支撑件118一距离A,距离A介于约400mm及约600mm之间。用于喷珠的珠体可具有一第一磨粒(grit)尺寸,介于约23磨粒及约25磨粒之间,例如是24磨粒。使用的珠体为球状珠体。
于操作中,喷嘴402于基板支撑件118上扫描,然而,可预期的是,基板支撑件118可相对于喷嘴402移动,或者喷嘴402与基板支撑件118两者皆可移动。图5A绘示根据一实施例的基板支撑件118于第一步骤中进行粗糙化的示意图。如图所示,基板支撑件118具有一大略为矩形的形状,使得四个边501-504呈现出来。
喷嘴402横向地移动,如箭头E所示,且于第一方向中从第一个边501至第二个边502扫描过基板支撑件118的表面505,如箭头B所示。之后,喷嘴402转换至第二方向中,也就是垂直于第一方向,如箭头C所示。在喷嘴402于相反于第一方向的第三方向中从第二个边502移动至第一个边501时,喷嘴402接着朝向表面505喷射珠体,如箭头D所示。喷嘴402接着再度转换至第二方向中,如箭头C所示。当喷嘴402转换时,喷嘴转换一距离,此距离介于约20mm与约40mm之间。因此,喷嘴402依循蜿蜒(serpentine)的图案而暴露整个表面505于喷珠处理。
在第一喷珠工艺之后,基板支撑件118被粗糙化,如图3A中所示,但表面505还不够粗糙。此外,在基板120置放于基板支撑件118上的期间与进行处理的期间,气体可能会受困于凹部302中且无法脱离,因为高原部304接触基板120并阻止气体从凹部302脱离。因此,基板支撑件118在第二工艺中进行喷珠,以粗糙化高原部304且更粗糙化凹部302。图3B绘示根据一个实施例的图3A的基板支撑件118在粗糙化的第二步骤后的示意性剖面图。如图3B中所示,高原部304已不存在,但反而是粗糙化表面306存在。在第二喷珠工艺之后,基板支撑件118的表面粗糙度可介于约707微英寸与约837微英寸之间,例如是777微英寸。因为使用介于约58磨粒与约61磨粒之间的磨粒尺寸,例如是60磨粒,在基板支撑件118上的粗糙尖端(peak)/边缘稀少并且相距较远。尖端/边缘为基板120将接触基板支撑件118的尖角(sharppoint),且可导引基板120与基板支撑件118之间的电弧以及基板120的刮痕。此外,由于不均匀表面及缺乏高原部,可能以其他方式受困于基板支撑件118与基板120之间的气体可自基板支撑件118与基板120之间自由地脱离。使用的珠体为球状珠体。
图5B-5E绘示根据一个实施例的图5A的基板支撑件118于第二步骤中进行粗糙化的示意图。第二工艺通过相同于第一工艺中的距离与角度来分隔喷嘴402与基板支撑件118。在基板支撑件118为矩形的形状的情况中,第二工艺具有四个各别的步骤。
在第二工艺的第一步骤中,喷嘴402以类似于第一工艺的方式扫描过基板支撑件118,绘示于图5B中。也就是,喷嘴402于第一方向中从第一个边501扫描至第二个边502,如箭头B所示。接着,喷嘴转换至如箭头C所示的朝向第三个边503的第二方向中。然后,喷嘴在第三方向中从第二个边502扫描至第一个边501,如箭头D所示。喷嘴402接着再度转换至第二方向中,如箭头C所示。当喷嘴402转换时,喷嘴转换一距离,此距离介于约20mm与约40mm之间。因此,喷嘴402依循蜿蜒的图案而暴露整个表面505于喷珠处理。
在第二步骤中,基板支撑件118逆时针转动大约90度,绘示于图5C中。可理解的是,基板支撑件118可顺时针转动而不是逆时针。在转动之后,喷嘴402于第一方向中从第四个边504扫描至第三个边503,如箭头B所示。接着,喷嘴转换至如箭头C所示的朝向第一个边501的第二方向中。然后,喷嘴在第三方向中从第三个边503扫描至第四个边504,如箭头D所示。喷嘴402接着再度转换至第二方向中,如箭头C所示。当喷嘴402转换时,喷嘴转换一距离,此距离介于约20mm与约40mm之间。因此,喷嘴402依循蜿蜒的图案而暴露整个表面505于喷珠处理。
在第三步骤中,基板支撑件118逆时针转动大约90度,绘示于图5D中。可理解的是,基板支撑件118可顺时针转动而不是逆时针,只要在第三步骤的转动是与在第二步骤中相同方向。在转动之后,喷嘴402于第一方向中从第二个边502扫描至第一个边501,如箭头B所示。接着,喷嘴转换至如箭头C所示的朝向第四个边504的第二方向中。然后,喷嘴在第三方向中从第一个边501扫描至第二个边502,如箭头D所示。喷嘴402接着再度转换至第二方向中,如箭头C所示。当喷嘴402转换时,喷嘴转换一距离,此距离介于约20mm与约40mm之间。因此,喷嘴402依循蜿蜒的图案而暴露整个表面505于喷珠处理。
在第四步骤中,基板支撑件118逆时针转动大约90度,绘示于图5E中。可理解的是,基板支撑件118可顺时针转动而不是逆时针,只要在第三步骤的转动是与在第二步骤中相同方向。在转动之后,喷嘴402于第一方向中从第三个边503扫描至第四个边504,如箭头B所示。接着,喷嘴转换至如箭头C所示的朝向第二个边502的第二方向中。然后,喷嘴在第三方向中从第四个边504扫描至第三个边503,如箭头D所示。喷嘴402接着再度转换至第二方向中,如箭头C所示。当喷嘴402转换时,喷嘴转换一距离,此距离介于约20mm与约40mm之间。因此,喷嘴402依循蜿蜒的图案而暴露整个表面505于喷珠处理。
此刻第二喷珠工艺完成,基板支撑件118具有一表面505,此表面505具有介于约707微英寸至约837微英寸之间的粗糙度,例如是777微英寸。在喷珠工艺之后,基板支撑件118进行阳极处理,以形成一阳极处理涂布层210于其上,阳极处理涂布层210的厚度是介于约23μm至约27μm之间,例如是25μm。
粗糙化的基板支撑件118降低或消除于基板支撑件118与基板120之间的电弧。此外,粗糙化的基板支撑件118降低或消除在沉积于基板120上时的薄点,使得本质上均匀厚度的层可沉积于基板120上。虽然基板支撑件118粗糙化,但是基板支撑件118本质上不会刮伤基板。
虽然前述涉及本发明的诸实施例,但可以在不脱离本发明的基本范围的情况下设计出本发明的其他和进一步的实施例,且本发明的保护范围当由后附的权利要求书来确定。
Claims (15)
1.一种形成粗糙化的基板支撑件的方法,包括:
于第一工艺中对基板支撑件的表面进行喷珠,其中所述珠体具有第一磨粒尺寸;以及
于第二工艺中对所述基板支撑件的所述表面进行喷珠,其中所述珠体具有第二磨粒尺寸,所述第二磨粒尺寸小于所述第一磨粒尺寸。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述第一工艺包括自喷嘴传送所述喷珠至所述基板支撑件,且其中所述喷嘴被设置为相对所述基板支撑件的所述表面呈一角度,所述角度介于约85度及约95度之间。
3.如权利要求2所述的方法,其中所述第一磨粒尺寸介于约23磨粒及约25磨粒之间。
4.如权利要求3所述的方法,其中在所述第一工艺期间,所述喷嘴与所述基板支撑件的所述表面相隔介于约400mm及约600mm之间。
5.如权利要求4所述的方法,其中所述第一工艺更包括:
使所述喷嘴于第一方向中扫描过所述基板支撑件的所述表面;
沿着所述基板支撑件的所述表面转换所述喷嘴于第二方向中,所述第二方向垂直于所述第一方向;以及
使所述喷嘴于第三方向中扫描过所述基板支撑件的所述表面,所述第三方向相反于所述第一方向。
6.如权利要求5所述的方法,其中所述转换包括于所述第二方向中移动所述喷嘴一距离,所述距离介于约20mm及约40mm之间。
7.如权利要求1所述的方法,其中所述第二工艺包括自喷嘴传送所述喷珠至所述基板支撑件,且其中所述喷嘴被设置为相对所述基板支撑件的所述表面呈一角度,所述角度介于约85度及约95度之间。
8.如权利要求7所述的方法,其中所述第二磨粒尺寸介于约58磨粒及约61磨粒之间。
9.如权利要求8所述的方法,其中在所述第二工艺期间,所述喷嘴与所述基板支撑件的所述表面相隔介于约400mm及约600mm之间。
10.如权利要求9所述的方法,其中所述第二工艺更包括:
使所述喷嘴于第一方向中扫描过所述基板支撑件的所述表面;
沿着所述基板支撑件的所述表面转换所述喷嘴于第二方向中,所述第二方向垂直于所述第一方向;以及
使所述喷嘴于第三方向中扫描过所述基板支撑件的所述表面,所述第三方向相反于所述第一方向。
11.如权利要求10所述的方法,其中所述转换包括于所述第二方向中移动所述喷嘴一距离,所述距离介于约20mm及约40mm之间。
12.如权利要求11所述的方法,其中所述第二工艺更包括:
逆时针转动所述基板支撑件90度;
使所述喷嘴于所述第一方向中扫描过所述基板支撑件的所述表面;
沿着所述基板支撑件的所述表面转换所述喷嘴于所述第二方向中;
使所述喷嘴于所述第三方向中扫描过所述基板支撑件的所述表面;
逆时针转动所述基板支撑件90度;
使所述喷嘴于所述第一方向中扫描过所述基板支撑件的所述表面;
沿着所述基板支撑件的所述表面转换所述喷嘴于所述第二方向中;
使所述喷嘴于所述第三方向中扫描过所述基板支撑件的所述表面;
逆时针转动所述基板支撑件90度;
使所述喷嘴于所述第一方向中扫描过所述基板支撑件的所述表面;
沿着所述基板支撑件的所述表面转换所述喷嘴于所述第二方向中;以及
使所述喷嘴于所述第三方向中扫描过所述基板支撑件的所述表面。
13.一种形成粗糙化的基板支撑件的方法,包括:
于第一工艺中对基板支撑件的表面进行喷珠,所述第一工艺包括:
使所述喷嘴于第一方向中扫描过所述基板支撑件的所述表面;
沿着所述基板支撑件的所述表面转换所述喷嘴于第二方向中,所述第二方向垂直于所述第一方向;以及
使所述喷嘴于第三方向中扫描过所述基板支撑件的所述表面,所述第三方向相反于所述第一方向;以及
于第二工艺中对所述基板支撑件的所述表面进行喷珠,所述第二工艺包括:
使所述喷嘴于所述第一方向中第一次扫描过所述基板支撑件的所述表面;
沿着所述基板支撑件的所述表面转换所述喷嘴于所述第二方向中;
使所述喷嘴于所述第三方向中第二次扫描过所述基板支撑件的所述表面;
逆时针转动所述基板支撑件约90度;以及
重复所述第一次扫描、所述转换、所述第二次扫描及所述转动。
14.如权利要求13所述的方法,其中所述重复是执行三次,其中所述第一工艺包括利用数个具有介于约23磨粒及约25磨粒间的磨粒尺寸的珠体来对所述表面进行喷珠,且其中所述第二工艺包括利用数个具有介于约58磨粒及约61磨粒间的磨粒尺寸的珠体来对所述表面进行喷珠。
15.一种基板支撑件,包括:
基板支撑件主体,具有表面粗糙度,所述表面粗糙度介于约707微英寸及约834微英寸之间;以及
阳极处理涂布层,位于所述基板支撑件上。
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