CN104704141A - 遮覆框支撑件 - Google Patents

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    • H01J37/32862—In situ cleaning of vessels and/or internal parts

Abstract

本发明一般提供一种具有遮覆框支撑件的处理腔室，遮覆框支撑件导引清洁气体流至腔室的角落。遮覆框支撑件沿着部分的腔室壁设置，因此遗留角落成空着的状态。在清洁期间，遮覆框以置于基板支撑件与遮覆框支撑件上的方式设置。因此，沿着腔室壁流动的清洁气体由遮覆框支撑件阻挡，且由于遮覆框支撑件没有延伸到角落，清洁气体被迫使到角落。

Description

遮覆框支撑件
发明背景
技术领域
本发明的实施例一般是有关于一种处理腔室及清洁方法。
背景技术
基板处理腔室提供多种功能。通常，当沉积介电层于基板上时，来自沉积工艺的残余物收集于处理腔室的壁及其他表面上。此些沉积物可能变得易碎且污染基板的表面。因为腔室通常为整合工具的一部分以快速地处理基板，维护并清洁腔室基本上需要最少的时间。为了减少污染的可能性且因而改善腔室的产能，有效且及时地腔清洁腔室的表面是期望的。
目前，用于自腔室的表面移除含硅或碳沉积物的机制包括远程等离子体清洁(remote plasma clean)、原位射频等离子体清洁(in situ RF plasma clean)、或射频辅助远程等离子体清洁(RF-assisted remote plasma clean)。具有含氟气体的远程等离子体可用于清洁腔室表面。举例来说，清洁气体NF3可用于远程地点燃成为等离子体且来自等离子体的自由基(radicals)被导引至腔室内，以蚀刻掉沉积于腔室表面上的膜。
然而，由于自由基在腔室内流动的方式，腔室表面的清洁率是不均匀。因此，需要一种改善的设备及清洁方法以增加处理腔室的清洁率。
发明内容
本发明一般是提供一种具有遮覆框支撑件的处理腔室，遮覆框支撑件导引清洁气体流至腔室的角落。遮覆框支撑件沿着部分的腔室壁设置，因此遗留角落成空着的状态。在清洁期间，遮覆框以置于基板支撑件与遮覆框支撑件上的方式设置。因此，沿着腔室壁流动的清洁气体由遮覆框支撑件阻挡，且由于遮覆框支撑件没有延伸到角落，清洁气体被迫使到角落。
在一实施例中，揭露了一种处理设备。此处理设备包括腔室主体，该腔室主体具有由数个壁限定的内部，此些壁的至少一者具有贯穿其的开口；一遮覆框支撑件，自此些壁的第一壁延伸且具有第一长度，第一长度小于第一壁的长度；第二遮覆框支撑件，自此些壁的第二壁延伸且具有第二长度，第二长度小于第二壁的长度；第三遮覆框支撑件，自此些壁的第三壁延伸且具有第三长度，第三长度小于第三壁的长度；以及第四遮覆框支撑件，自此些壁的第四壁延伸且具有第四长度，第四长度小于第四壁的长度。
在另一实施例中，揭露了一种处理设备。此处理设备包括腔室主体，该腔室主体具有由数个壁限定的内部，此些壁的第一壁具有第一长度，此些壁形成数个角落。此处理设备亦包括数个遮覆框支撑件，此些遮覆框支撑件包括第一遮覆框支撑件，第一遮覆框支撑件具有第二长度，且第一遮覆框支撑件沿着第一壁的第一长度贴附于第一壁。第二长度小于第一长度，且第一遮覆框支撑件以沿着第一壁的第一长度的方式定位，使得第一遮覆框支撑件不接触此些角落。
在另一实施例中，揭露了一种清洁方法。此清洁方法包括设置遮覆框于处理腔室内的数个遮覆框支撑件的顶部上；升起基板支撑件至一位置，使得遮覆框接触基板支撑件及此些遮覆框支撑件；以及于处理腔室内流动清洁气体。
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更特有的说明可参照实施例，一些实施例绘示于所附的图式中。然而，值得注意的是，由于本发明可承认其他等效实施例，所附的图式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是根据本发明一实施例的具有遮覆框支撑件的处理腔室的剖面图。
图2是根据一实施例的具有基板支撑件及遮覆框的处理腔室的俯视图。
图3是遮覆框支撑件、遮覆框及基板支撑件的透视图。
图4是根据本发明一实施例的遮覆框支撑件、遮覆框及基板支撑件的透视图。
图5是根据本发明一实施例的具有基板支撑件及具有遮覆框支撑件的遮覆框的处理腔室的俯视图。
图6A是根据本发明一实施例的在清洁位置中的基板支撑件的示意性侧视图。
图6B是根据本发明一实施例的在处理位置中的基板支撑件的示意性侧视图。
图6C是根据本发明一实施例的在较低位置中的基板支撑件的示意性侧视图。
为了便于了解，在可行之处，相同的参考编号用来表示通用于图式的相同的元件。可预期的是，揭露在一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
本发明一般是提供一种具有遮覆框支撑件的处理腔室，遮覆框支撑件导引清洁气体流至腔室的角落。遮覆框支撑件沿着部分的腔室壁设置，因此遗留角落成空着的状态。在清洁期间，遮覆框以置于基板支撑件与遮覆框支撑件上的方式设置。因此，沿着腔室壁流动的清洁气体由遮覆框支撑件阻挡，且由于遮覆框支撑件没有延伸到角落，清洁气体被迫使到角落。
本发明说明性描述于下方使用于处理系统中，处理系统例如等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD)系统，此PECVD系统取自美商业凯科技(AKT America)股份有限公司，其为位于加州圣塔克拉拉的应用材料公司(Applied Materials)的子公司。然而，应理解的是，本发明在其他系统架构中具有效用，包括由其他制造商所贩售的系统架构。
图1是根据本发明一实施例的PECVD设备的剖面图。设备包括腔室100，在腔室100中，一或多个膜可沉积于基板140上。如图1中所示，基板位于较低位置中，处理不会在此发生。此设备可用于处理一或多个基板，包括半导体基板、平面显示器基板、及太阳能板基板。
腔室100一般包括数个壁102、底部104、喷头(showerhead)110、及基板支撑件或基座(susceptor)130，壁102、底部104、喷头110、及基板支撑件或基座130限定工艺容积(process volume)106。工艺容积106通过开口108而具有通道，使得基板140可传送至腔室100内或出腔室100外。基板支撑件130包括基板接收表面132，用以支撑基板140。一或多个轴部134可耦接于举升系统136，以升起或降低基板支撑件130。升降杆138可移动地设置贯穿基板支撑件130，以移动基板140至基板接收表面132且自基板接收表面132移动基板140。基板支撑件130亦可包括加热及/或冷却元件139，以保持基板支撑件130于期望的温度。基板支撑件130亦可包括接地母线131，以于基板支撑件130的周围提供RF接地。设置于基板接收表面132上的基板140的上表面与喷头110之间的间隔可介于约400密耳(mil)与约1200密耳(mil)之间。在一实施例中，此间隔可介于约400密耳(mil)与约800密耳(mil)之间。
喷头110通过悬架114可在背板112的周围耦接于背板112。喷头110亦可通过一或数个耦接支撑件160耦接于背板112，以有助于避免下弯(sag)及/或控制喷头110的平直度(straightness)/曲率。在一实施例中，十二个耦接支撑件160可用于耦接喷头110于背板112。耦接支撑件160可包括固定机构，例如螺帽及螺栓组件。额外地及/或作为替代，中央耦接机构可耦接背板112于喷头110。中央耦接机构可围绕环148(说明于下)且自桥组件悬吊。在再另一实施例中，耦接支撑件160可包括装入喷头110中的固定件。固定件可具有沟槽开口，用以容置耦接于背板112的杆。此杆可以真空密封(vacuum seal)的方式来耦接于背板112。
气体源120可耦接于背板112，以经由在背板112中的气体排气口142及喷头110中的气体通道111提供气体到基板接收表面132。真空泵109可耦接于腔室100，以将工艺容积106控制在期望的压力。射频(RF)电源122耦接于背板112及/或喷头110，以提供RF电力至喷头110。RF电力在喷头110及基板支撑件130之间产生电场，使得等离子体可自喷头110及基板支撑件130之间的气体产生。多种频率可使用，例如介于约0.3MHz与约200MHz之间的频率。在一实施例中，RF电源提供于13.56MHz的频率。
远程等离子体源124亦可耦接于气体源120与背板112之间，远程等离子体源124例如感应式耦合的远程等离子体源。在处理基板期间，清洁气体可被提供到远程等离子体源124，使得远程等离子体产生且被提供到清洁腔室元件。清洁气体可进一步通过提供至喷头的RF电源122激发。合适的清洁气体包括NF3、F2、与SF6，但不限于此些气体。
背板112可通过桥组件144支撑。一或多个锚定螺栓(anchor bolt)146可从桥组件144向下延伸至支撑环148。支撑环148可通过一或多个螺栓150耦接于背板112。支撑环148可以实质上位于背板112的中心的方式耦接于背板112。背板112的中心为在没有支撑环148的情况中具有最少支撑的区域。因此，支撑背板112的中心区域可减少及/或避免背板下弯。
遮覆框133可置于基板140的周围上。当基板支撑件130降低时，遮覆框133可置于遮覆框支撑件162上。在一实施例中，遮覆框支撑件162可包括相同于腔室的材料。在另一实施例中，遮覆框支撑件162可包括介电材料。在另一实施例中，遮覆框支撑件162可包括不锈钢。在另一实施例中，遮覆框支撑件162可包括铝。遮覆框133可减少在基板140的边缘的沉积与减少未被基板140覆盖的基板支撑件130的区域上的沉积。当基板140最初插入腔室内时，遮覆框133可置于遮覆框支撑件162上。当基板支撑件130升起至处理位置时，遮覆框133可通过基板140及基板支撑件130升起而离开遮覆框支撑件162。
在清洁工艺期间，遮覆框133可置于遮覆框支撑件162上，且基板接收表面132被升起至其接触遮覆框133的高度而没有抬起遮覆框133来离开遮覆框支撑件162。
图2是在腔室内的基板支撑件与遮覆框的俯视图。遮覆框133设置于基板支撑件130的顶部上。泵间隙208形成于遮覆框133与腔室主体206之间，用以让清洁气体通过。清洁气体可为NF3、SF6、C2F6、HCl或其组合。在一实施例中，清洁气体NF3被远程地点燃成等离子体且来自等离子体的自由基被导入至腔室内，以蚀刻掉沉积在基板支撑件130、遮覆框133、及腔室壁的表面上的膜。真空泵109将自由基拉向腔室100的底部。自由基到达基板支撑件130且导往腔室壁，因为自由基无法通过固体的基板支撑件130。真空泵将自由基通过泵间隙208拉向至基板支撑件130的下方的区域。自由基在图2内的箭头所示的方向中流动。流至腔室的角落的自由基的总量少于流至侧边的自由基的总量，因此尽管其他表面为干净的状态，遮覆框133及腔室100的角落可能不会完全地被清洁。
图3是具有遮覆框133设置于其上的遮覆框支撑件306的透视图。在清洁期间，遮覆框133置于基板支撑件130与遮覆框支撑件306上。遮覆框支撑件306包括自腔室壁308延伸的数个块件，且各块件与下一个块件分隔。当遮覆框133设置于遮覆框支撑件306与基板支撑件130上时，数个泵间隙310因此存在于相邻块件之间。因此，相较于流向角落，更多清洁气体自由基流向侧边。
图4是根据本发明一实施例的遮覆框支撑件406的透视图。在一实施例中，遮覆框支撑件406包括自腔室壁308延伸的单个块件。遮覆框支撑件406可以介电材料、不锈钢、或铝制成，且具有长度402，长度402小于腔室壁308的长度404。遮覆框支撑件406被定位，使得数个泵间隙410介于遮覆框支撑件406的两端与相邻于腔室壁308的壁之间。在一实施例中，遮覆框支撑件406位于腔室壁308的中央，所以此些泵间隙410在沿着腔室壁308处具有相同的长度。因此，清洁气体自由基通过泵间隙410被拉向至设置于基板支撑件130的下方的真空泵。自由基被均匀地导引到腔室的角落，因此改善了遮覆框133的角落的清洁率。
图5是根据本发明一实施例的基板支撑件与具有遮覆框支撑件的遮覆框的俯视图。如图5中所示，腔室主体206具有由数个壁所限定的内部。在一实施例中，第一遮覆框支撑件508自此些壁的第一壁510延伸，且具有第一长度，第一长度小于第一壁的长度。在一些实施例中，第一遮覆框支撑件508被定位，使得数个间隙介于第一遮覆框支撑件508的数端与相邻于第一壁510的壁之间。
第二遮覆框支撑件512自此些壁的第二壁514延伸，且具有第二长度，第二长度小于第二壁514的长度。在一些实施例中，第二遮覆框支撑件512被定位，使得数个间隙介于第二遮覆框支撑件512的数端与相邻于第二壁514的壁之间。
第三遮覆框支撑件516自此些壁的第三壁518延伸，且具有第三长度，第三长度小于第三壁518的长度。在一些实施例中，第三遮覆框支撑件516被定位，使得数个间隙介于第三遮覆框支撑件516的数端与相邻于第三壁518的壁之间。
第四遮覆框支撑件520自此些壁的第四壁522延伸，且具有第四长度，第四长度小于第四壁522的长度。在一些实施例中，第四遮覆框支撑件520被定位，使得数个间隙介于第四遮覆框支撑件520的数端与相邻于第四壁522的壁之间。
基于图5的配置，只有数个泵间隙530位在处理腔室的角落，清洁气体自由基可流动通过此些泵间隙530而到位于基板支撑件130的下方的区域。因为遮覆框133设置于基板支撑件130与第一遮覆框支撑件508、第二遮覆框支撑件512、第三遮覆框支撑件516、及第四遮覆框支撑件520上，所有的自由基必须通过泵间隙530。因此，泵间隙530位于处理腔室的角落且迫使清洁气体自由基沿着腔室壁流向腔室的角落，使得腔室的角落将被有效地清洁。
在一实施例中，第一遮覆框支撑件508位于第一壁510的中央，而留有具有长度“A”的间隙在第一遮覆框支撑件508的两端。第二遮覆框支撑件512亦位于第二壁514的中央，因此留有具有长度“B”的间隙在第二遮覆框支撑件512的两端。在一实施例中，第一壁510与第三壁518具有相同的长度，且第一遮覆框支撑件508与第三遮覆框支撑件516具有相同的长度。第二壁514与第四壁522具有相同的长度，且第二遮覆框支撑件512与第四遮覆框支撑件520具有相同的长度。因此，四个泵间隙530具有相同的面积。如图5中的箭头所示，清洁气体自由基被均匀地导引至泵间隙530，因而改善了沉积在遮覆框133的角落上的膜的清洁率。
图6A是根据本发明一实施例的位于清洁位置中的基板支撑件130的示意性侧视图。为了让清洁气体流向处理腔室的角落，遮覆框133可阻挡基板支撑件130与遮覆框支撑件406间的间隙。在清洁期间，遮覆框133设置于遮盖框支撑件406的顶部上。基板支撑件130绘示在清洁位置中，使得遮覆框133接触基板支撑件130与遮覆框支撑件406。清洁气体自由基被导引至处理腔室内。在一实施例中，清洁气体包括NF3。遮覆框133阻挡介于基板支撑件130和遮覆框支撑件406之间的间隙，迫使自由基去往处理腔室的角落。在一实施例中，处理腔室具有四个壁，此些壁具有四个遮覆框支撑件406从此四个壁延伸。遮覆框支撑件406阻挡清洁气体沿着壁的长度流动，且导引清洁气体流向此四个角落。
图6B是根据本发明一实施例的在处理位置中的基板支撑件130的示意性侧视图。在基板处理期间，具有基板(未绘示于图式中)设置于其上的基板支撑件130被升起至一位置，使得遮覆框133和遮覆框支撑件406分隔。遮覆框133由基板支撑件130举起，因此处理气体可经由介于遮覆框133和腔室壁间的间隙来流经基板支撑件130与遮覆框支撑件406间形成的间隙。因此，处理气体并不会被迫使至处理腔室的角落。
图6C是根据本发明一实施例的基板支撑件130在用于基板的插入或移除的较低位置中的示意性侧视图。基板支撑件130被降低至一位置，此位置在遮覆框支撑件406的下方，使得遮覆框133置于遮覆框支撑件406上，因此在遮覆框133和基板支撑件130之间建立一间隙。此间隙让气体沿着腔室壁的长度流动通过。在此配置中，气体不会被迫使到处理腔室的角落，无论是清洁气体或处理气体。
下方的表格表示根据一实施例的遮覆框在清洁时间的功效。在一实施例中，SiN膜沉积于数个基板上，沉积之后为清洁工艺，在清洁工艺期间，在遮覆框的角落监测蚀刻终点(etching endpoint)。针对蚀刻时间，根据本发明其中一个实施例的遮覆框支撑件与传统的遮覆框支撑件相互比较。在腔室的四个区域、S/V(第一侧)、S/V(第二侧)、Win(第一侧)及Win(第二侧)的清洁时间被记录。全部的清洁时间自传统的遮覆框支撑件的547秒减少至根据一实施例的遮覆框支撑件的315秒，表示减少了42％。
表格
多件式遮覆框支撑件 根据一实施例的遮覆框支撑件
全部的蚀刻时间 547秒 315秒
S/V(第一侧) 423秒 253秒
S/V(第二侧) 423秒 247秒
Win(第一侧) 500秒 306秒
Win(第二侧) 547秒 315秒
当清洁时间减少时，清洁气体的总量需求亦减少。因此，生产成本亦最小化，而产生较低的基板成本。在一实施例中，基板为液晶显示(LCD)面板。
总而言之的，腔室清洁时间可通过导引清洁气体至处理腔室的角落来缩减。改良的遮覆框支撑件用以阻挡介于基板支撑件与沿着腔室壁的遮覆框之间的泵间隙，仅余留角落是开放的。在清洁期间，基板支撑件被抬起置一位置，此位置是遮覆框接触遮覆框支撑件和基板支撑件的位置。
综上所述，虽然以上内容针对本发明的实施例，然而可以在不脱离本发明基本范围的情况下设计本发明的其他实施例和进一步的实施例，本发明的保护范围由权利要求来确定。

Claims (14)

1.一种处理设备，包括：
腔室主体，具有由数个壁限定的内部，该些壁的至少一者具有贯穿其的开口；
第一遮覆框支撑件，自该些壁的第一壁延伸且具有第一长度，该第一长度小于该第一壁的长度；
第二遮覆框支撑件，自该些壁的第二壁延伸且具有第二长度，该第二长度小于该第二壁的长度；
第三遮覆框支撑件，自该些壁的第三壁延伸且具有第三长度，该第三长度小于该第三壁的长度；以及
第四遮覆框支撑件，自该些壁的第四壁延伸且具有第四长度，该第四长度小于该第四壁的长度。
2.如权利要求1所述的处理设备，其特征在于，该第一遮覆框支撑件被定位，以有介于该第一遮覆框支撑件的两端与相邻于该第一壁的该些壁之间的数个间隙。
3.如权利要求2所述的处理设备，其特征在于，该第二遮覆框支撑件被是定位，以有介于该第二遮覆框支撑件的两端与相邻于该第二壁的该些壁之间的数个间隙。
4.如权利要求3所述的处理设备，其特征在于，该第三遮覆框支撑件被定位，以有介于该第三遮覆框支撑件的两端与相邻于该第三壁的该些壁之间的数个间隙。
5.如权利要求4所述的处理设备，其特征在于，该第四遮覆框支撑件被定位，以有介于该第四遮覆框支撑件的两端与相邻于该第四壁的该些壁之间的数个间隙。
6.一种处理设备，包括：
腔室主体，具有由数个壁限定的内部，该些壁的第一壁具有第一长度，该些壁形成数个角落；以及
数个遮覆框支撑件，包括第一遮覆框支撑件，该第一遮覆框支撑件具有第二长度，该第一遮覆框支撑件沿着该第一壁的该第一长度贴附于该第一壁，该第二长度小于该第一长度，且该第一遮覆框支撑件以沿着该第一壁的该第一长度的方式定位，使得该第一遮覆框支撑件不接触角落。
7.如权利要求6所述的处理设备，其特征在于，该第一遮覆框支撑件沿着该第一壁的该第一长度中央地定位。
8.如权利要求6所述的处理设备，其特征在于，该些壁更包括第二壁，该第二壁具有第三长度。
9.如权利要求8所述的处理设备，其特征在于，该第一长度等于该第三长度。
10.如权利要求6所述的处理设备，其特征在于，该些壁包括四个壁，且该些遮覆框支撑件包括四个遮覆框支撑件。
11.如权利要求10所述的处理设备，其特征在于，第二遮覆框支撑件、第三遮覆框支撑件、及第四遮覆框支撑件分别沿着第二壁、第三壁、及第四壁的长度贴附并沿着各该壁的长度定位，使得该些遮覆框支撑件不接触角落。
12.一种清洁方法，包括：
设置遮覆框于处理腔室内的数个遮覆框支撑件的顶部上；
升起基板支撑件至一位置，使得该遮覆框接触该基板支撑件及该些遮覆框支撑件；以及
于该处理腔室内流动清洁气体。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该清洁气体为NF3。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该些遮覆框支撑件阻挡该清洁气体沿着数个壁的长度流动且导引该清洁气体流向数个角落。
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