CN1723530A - 高密度等离子体半导体处理中的冷式沉积用挡板 - Google Patents

高密度等离子体半导体处理中的冷式沉积用挡板 Download PDF

Info

Publication number
CN1723530A
CN1723530A CNA2004800019765A CN200480001976A CN1723530A CN 1723530 A CN1723530 A CN 1723530A CN A2004800019765 A CNA2004800019765 A CN A2004800019765A CN 200480001976 A CN200480001976 A CN 200480001976A CN 1723530 A CN1723530 A CN 1723530A
Authority
CN
China
Prior art keywords
baffle plate
dielectric window
cooling fluid
baffle
flank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2004800019765A
Other languages
English (en)
Inventor
约瑟夫·布罗卡
马克·凯肖克
蒂姆·普罗文彻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of CN1723530A publication Critical patent/CN1723530A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/35Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C23C14/354Introduction of auxiliary energy into the plasma
    • C23C14/358Inductive energy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/507Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using external electrodes, e.g. in tunnel type reactors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means
    • H01J37/32633Baffles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

一种设置在高密度等离子体装置内的改进沉积用挡板(50),该沉积用挡板用来保护介电窗不受导电沉积。该沉积用挡板具有一个中心圆形部分,该中心圆形部分具有在其内切出的槽(51),这些槽被导电性桥部隔断。在导电性本体内且处于所述槽之间的肋部(52)具有钻设于其内的冷却流体通道部分(60),冷却流体通道部分由挡板的外周环形部分的互联通道部分以串联形式连接起来,以从位于挡板的外周环形部分中的入口(61)到出口(62)形成一个连续蜿蜒的冷却流体流动路径。

Description

高密度等离子体半导体处理中的冷式沉积用挡板
本发明涉及美国专利No.6,080,287、No.6,197,165和No.6,287,435,并且涉及未决美国专利申请No.09/629,515(2000年8月1日提交)、No.09/796,971(2001年3月1日提交)和No.10/080,496(2002年2月22日提交),所有内容结合在此作为参考。
技术领域
本发明涉及使用在等离子体处理机内的沉积用挡板(deposition baffle),并且特别地,本发明涉及在生产半导体装置和集成电路中应用高密度等离子体、例如电感耦合等离子体(ICP)来处理并制备涂层、尤其是导电涂层的机器。该沉积用挡板保护真空处理室的介电壁和窗不被沉积材料所涂覆,RF能量经该介电壁和窗耦合到高密度等离子体中。
背景技术
电感耦合等离子体(ICP)源广泛地使用在半导体生产工业中,用于处理的目的。常见的ICP源包括天线,其提供RF能量并将该RF能量耦合进处理室内的工作气体以激发并维持等离子体。在许多这种处理应用中,该天线位于真空室的壁的介电窗的外侧,介电窗处于天线和真空处理室之间。该介电窗提供了空气至真空的屏障,同时能够透过来自天线的RF能量。平面ICP源的实用性逐渐增加,并且其在处理室的端部提供天线和介电窗。
离子化物理气相沉积(iPVD)系统经常被用来在半导体处理中沉积金属。在这样的金属和许多非金属沉积系统中,沉积用挡板被用于保护介电窗不受涂覆,尤其是导电性材料的涂覆。出于这样的目的,沉积用挡板被安放在等离子体和介电窗之间以阻止涂覆材料从等离子体的传播;否则,涂覆材料可能沉积在窗上。
高密度ICP经常向真空处理室内的暴露表面、包括沉积用挡板上产生强烈的热通量。例如,1012cm-3的电子密度可由5千瓦(KW)的RF功率级别获得。另外,利用iPVD源,通过溅射材料进入等离子体,金属靶材可能会向系统添加最高达20kW的DC功率。挡板和其他部件的受热导致在部件上和建立在部件的涂层上产生了热应力。该热应力导致涂层的剥落以及微粒的产生,这增加了污染物至处理中,并且破坏了形成在半导体基片上的器件。
微粒同样产生在ICP、PVD系统中,这是由于小于20至30伏特的低局部电压差产生了电弧。经过其而与RF场耦合的带槽沉积用挡板易受此电弧影响,特别地伴随着等离子体收缩,该等离子体收缩是由于在槽附近挡板的导电性材料的几何形状而出现的。在如此状态下,电弧的出现比较普遍并且能看见温度上升了100℃。
因此,需要控制等离子体处理期间出现在沉积用挡板的温度,并且需要减少微粒的产生。
发明内容
本发明的一个目的是在半导体晶片处理中减少微粒的产生。本发明一个特别目的是在应用ICP或PVD处理设备中最小化来自沉积用挡板的剥落。
本发明另一个目的是更高效地在ICP或PVD处理中冷却沉积用挡板,以使在处理期间该沉积用挡板出现的最高温度最小化,并且以使在处理期间该沉积用挡板的热应力最小化。
根据本发明的原理,沉积用挡板穿过其整个范围被相对均匀地冷却,并且更具体地讲,沉积用挡板被设有全表面冷却特征。例如,挡板的最高温度保持在低于100℃,并且常见地低于大约40℃,优选地为大约30℃。
根据本发明所说明的实施例,设有沉积用挡板,其在便于来自介电窗外侧线圈的RF能量的电感耦合的同时,保护介电窗不受沉积。该沉积用挡板具有导电性本体,多个槽延伸穿过本体。槽被构造成隔断本体内的电流路径,以至该挡板处于相对于线圈的预定位置和方向上时,RF能量耦合穿过挡板。挡板表面通常被纹理化或以其他方式处理,以便于沉积材料的附着而减少材料的剥落。槽优选被构造成使得等离子体处理室内的微粒朝介电窗移动的直视路径被阻挡。在这种挡板中,每对相邻槽之间的肋部容纳冷却流体通道的一部分。
在一个实施例中,挡板在环形边界部分的相反两侧上具有冷却流体入口和冷却流体出口。至少一个冷却流体通道形成了一个冷却流体路径,该冷却流体路径从入口到出口并穿过包含所述槽的挡板的中间部分;该冷却流体通道沿槽之间的肋部延伸,优选地该冷却流体路径为从入口到出口的单一蜿蜒路径。通道的构造以及对冷却流体穿过通道的流动进行控制可维持足够的均匀温度沉淀,以防止沉积材料从本体的处理表面上实质上剥落,并且避免容易产生电弧的状态。
挡板的本体是大致平的,各肋部与一个平面平行放置。在挡板内的各槽是大致平行的。本体包括多个导电性桥部,每个导电性桥部将一个槽隔断以至没有任何一个槽延伸跨过本体的直径。优选地,桥部只被限定在挡板的窗侧以进一步减少微粒。
在槽之间延伸的通道的各部分优选串联连接在入口和出口之间,并且通过挡板本体的外周部分内的通道部分进行互联。通道部分因而形成一个单一连续蜿蜒的冷却流体路径,该路径从入口、依次沿通道的各中间部分到达出口。提出了使用该挡板的电感耦合等离子体源。
根据某些实施例,挡板本体形成有中心圆形部分,该中心圆形部分具有形成在其内的槽和肋部,以及从中心部分的外周沿每个肋部钻设的中间通道部分。本体还包括围绕着中心圆形部分的环形外侧部分,当环形部分与圆形部分的边缘结合以形成本体并封闭了通道时,在环形部分内铣销形成的互联通道将中间通道部分以串联的形式互联。
本发明提供了在半导体晶片的等离子体处理期间沉积用挡板的最高温度的减小,并且提供了挡板内均匀的热通量。在沉积用挡板内以及形成在沉积用挡板表面上的沉积物、例如在通常的iPVD处理中的形成金属沉积物内,热梯度、并且因而热应力被减小。这导致了所产生微粒的减少以及挡板内热电子电弧的抑制。
特别地,本发明的特征提供了在整个沉积用挡板上的显著更加均匀的温度。例如,最高温度被减小到100℃以下。在挡板各个肋部、桥部、叶片以及其他部分,热应力被减小。形成在挡板上的沉积物的热应力也被减小。所以,来自挡板的沉淀物的剥落因而被减少。微粒产生因而被降低。采用了不利于电弧产生的条件,因而减少了其所导致的污染。沉积用挡板的寿命更长并且无需经常被更换。总的处理生产量和性能被提高。
附图说明
参看以下附图,将更容易地说明本发明的目的和优点。其中:
图1是iPVD的剖切透视图,其说明了现有技术的各部件;
图2A是沿线2A-2A穿过图1中iPVD装置的沉积用挡板的剖视图;
图2B是图2A的沉积用挡板内冷却流体通道的透视图;
图3A是与图2A类似的穿过根据本发明一个实施例的沉积用挡板的剖视图;
图3B是沿线3A-3A穿过图3A中的沉积用挡板的剖视图;
图3C是与图2B类似的示出了图3A和图3B中的沉积用挡板的冷却流体通道的透视图;
图4A是图2A至2B以及图3A至3C中沉积用挡板的冷却流体温度对比图;
图4B是图3A至3C中沉积用挡板的冷却流体在各种不同流速时冷却流体温度的对比图。
图5A是图2A至2B的沉积用挡板的另一个实施例的窗侧视图;
图5B是图5A的沉积用挡板沿线5B-5B的剖视图。
具体实施方式
如图1所示,本发明中所说明类型的iPVD装置10的内容在美国专利No.6,287,435中公开。装置10包括由室壁14所限制的并且具有为了在其内进行处理的半导体晶片12的真空室11,半导体晶片12被支承在面向上的基片支承13上面。离子化溅射材料源15位于真空室11的顶部,并且包括截锥形磁控溅射靶材16,RF能量源20位于靶材16的开口17内。RF能量源20包括RF线圈或天线21,其与RF能量源的输出连接并与网络22配合。线圈21位于真空室11外侧的气氛18内,在介电窗23的后面形成了真空室11的室壁14的一部分,其将保持在真空室11内真空侧的处理气体与真空室11的气氛外侧隔离开。
在所图示的实施例中,导电性材料的沉积用挡板30是在介电窗23内侧,沉积用挡板23具有多个穿过其中的平行线槽31。典型地,挡板30由实心金属或金属包覆本体39制成。挡板30的实心金属本体39包括在每对相邻的槽31之间的细长条板或肋部32。线圈21具有多个互相平行的导体段24,导体段24紧靠介电窗23的外侧放置并且由回程段25互联上,回程段25被构造成使得导体段24内的电流Ia以相同方向流动并通常使得导体段24垂直于挡板30的槽31。冷却流体通道(未示出)放置在挡板实心金属本体39内,并且其与冷却流体入口41和冷却流体出口42连接以在入口41和出口42之间提供一个或多个冷却流体路径。
图2A和2B图示出了现有技术的沉积用挡板30,其中,冷却流体通道40设置在两个半圆形部分43和44内,每一个半圆形部分从入口41到出口42形成了一个冷却水路径。冷却流体通道40的这两个部分43和44围绕着实心金属本体39的中心部分45,在其内形成了人字形横截面的槽31,在各对相邻的槽之间延伸有一个所述肋部32。沉积用挡板30使热量在边缘周围去除,通过在通道部分43、44内的冷却流体流动以及依靠肋部32的导热性,沉积用挡板30将来自其中心的热量引导至出口42以去除。
沉积用挡板30的实心金属本体39被制造成两部分,包括主体部分47以及冷却通道帽48;在主体部分47内机加工形成了槽31,冷却通道帽48覆盖了主体部分47的外周边缘以封闭通道部分43、44,通道部分被机加工在主体部分47的边缘。实心金属本体39的主体部分47和冷却通道帽48通常由如6061牌号的铝的材料制成。主体部分47和冷却通道帽48被结合和密封在一起,如通过钎焊。例如,该处理可涉及将各元件夹持于压力机中并将钎焊化合物置于其中使得便于两元件间的连接,一旦施加一定温度的热量后,使得合金开始熔化,其导致了在施加压力的条件下各元件结合在一起。接着,实心金属本体被冷却至室温。因为在该处理中很难去控制尺寸,所以在该结合完成之后需要使用机加工处理。接着,实心金属本体39被涂覆和处理(conditioned)以提供一个表面,沉积涂层材料将粘附于该表面,因而阻止了导致iPVD处理中的微粒污染物的剥落。接着,表面被清洁。
图3A至3C示出了根据本发明原理的沉积用挡板50,其替换了使用在图1中的挡板30。沉积用挡板50具有多个槽51,通常槽51的结构与挡板30的槽31或其他被认为适于在便于来自线圈21的RF能量的耦合的同时阻止微粒撞击介电窗23的槽型式相似。沉积用挡板50具有金属或导电性本体55,其具有在其内的冷却通道60,该冷却通道60在冷却流体入口61和冷却流体出口62之间沿一个或多个路径延伸。该冷却通道60可包括多于一个的平行的路径,但是在图示的实施例中从入口61到出口62包括一个单一连续的路径。
冷却通道60包括多个中间部分63和多个互联通道部分64;中间部分63延伸通过每个相应的肋部52的长度,互联通道部分64与邻近的中间部分63串联连接。这样,冷却通道60具有单一蛇形蜿蜒冷却流体路径形状,穿过其冷却流体以交互的方向流动通过每个肋部中的通道部分。这提供了在沉积用挡板50整个范围内的全表面冷却。
沉积用挡板50的本体55由两个部分形成,包括圆形中心主体部分57和环形外水套帽58。为了铜和钽的iPVD处理,各部分由2024牌号的铝制造。主体部分57具有机加工在其内的槽51,并且主体部分57包括肋部52。肋部52通常为线形的并且延伸穿过主体部分57,同时终止于主体部分57圆周上的端部。中间通道部分63沿每个肋部52的全长延伸,同样终止于主体部分57的外周。环形外水套帽58具有一个与主体部分57的外周结合的内表面。互联通道部分64被机加工在该内表面上,互联通道部分64与邻近的中间通道部分63连接,以产生中间部分63和互联通道部分64串联所形成的连续蛇形蜿蜒冷却流体路径。
同前面结合沉积用挡板30所描述的简单钎焊方法相比,通道部分63和64的对准更具有重要意义。在被结合在一起前,中间部分63和互联通道部分64被完成机加工。在机加工之后,通过允许合金的可控渗透的电子束焊,中间部分63和互联通道部分64被连接起来,同时将它们熔化在一起并在它们之间提供水密性和真空密封连接。由于电子束焊所产生的局部化加热,在结合期间中间部分63和互联通道部分64的材料变形被最小化。在结合之后,本体55被涂覆和处理以提供一个表面,沉积涂层材料将粘附于该表面,因而阻止了导致iPVD处理中的微粒污染物的剥落。接着,表面被清洁。
在沉积用挡板30和50的iPVD操作期间出现的温度极限和温度分布的对比说明了本发明的优点。沉积用挡板30和50的最高温度与冷却水流的关系在图4A中分别被表示为曲线71和72,沉积用挡板30和50的最高温度被发现出现在沉积用挡板30和50的中部、肋部32和52的最中心部分。对于特定的iPVD功率,对沉积用挡板30而言,该最高温度为120℃以上;对沉积用挡板50而言,该最高温度为30℃那样低。在图4A中,曲线73和74分别代表了沉积用挡板30和50的在出口42和62的冷却水温度。图4B示出了在一特定组的iPVD操作状态下并且对于不同冷却水流速,沉积用挡板50的最高温度和出口水温。
整个沉积用挡板50上温度的均匀性减小了热应力,热应力可增加从沉积用挡板50上沉积物的剥落,该剥落造成了iPVD处理室11内的微粒污染物。虽然出于前述美国专利申请No.10/080,496中解释的原因横贯沉积用挡板50的槽51设置桥部是理想的,但已经发现在沉积用挡板50的窗侧安放桥部能够进一步减少剥落和微粒污染物。图5A和5B示出了此类挡板。
参看图5A和5B,除了桥部85被横贯槽81添加,所示的沉积用挡板80与前面说明的沉积用挡板50在所有方面均相似,如图所示,每个槽81为相对于直径83垂直放置的槽。如图5A所示,每个槽81沿一条弦延伸穿过挡板导电性本体的圆形内部分并到达其的外周84附近。每个槽81在至少一点上被一个桥部85隔断。如图5A所示,仅仅在沉积用挡板80的窗侧这些桥部被横贯各槽而放置。桥部85放置在沉积用挡板80的窗侧进一步减小了微粒污染物的可能性,这被认为是因为其提高了沉积用挡板的等离子体侧的温度均匀性。
具有本发明特征的沉积用挡板在各类型的沉积组件中是特别有用的,美国专利No.6,287,435、No.6,197,165和No.6,080,287及未决美国专利申请No.09/629,515、No.09/796,971和No.10/080,496中说明了这些类型的沉积组件。然而,本发明的挡板还可用在其他ICP反应器。
本领域的技术人员将理解本发明在此的应用是可改变的,本发明是以示范性实施例来说明,在不脱离本发明原理的前提下可作出各种添加和修改。

Claims (27)

1.一种沉积用挡板,其用于保护等离子体处理室的室壁内的介电窗,同时便于RF能量从位于介电窗外侧的线圈、穿过介电窗和挡板而电感耦合到位于等离子体处理室内的等离子体处理空间中的等离子体中,该沉积用挡板包括:
具有一个窗侧和一个等离子体侧的导电性本体;
该本体具有在其所述侧之间延伸穿过本体的多个槽;
该本体具有位于每对相邻槽之间的肋部;
所述槽具有由该本体的表面所限定的壁,并且被构造成隔断等离子体处理室内的微粒从本体的等离子体侧穿过该本体移动到本体的窗侧的直视路径;
多个所述槽中分别具有一个结构元件,其基本上仅在该本体的窗侧固定在本体上;
与本体具有连接关系的所述元件分布于挡板上,以提高经过挡板耦合到等离子体中的能量的分布均匀性,而不限制经过挡板的电感耦合效果。
2.如权利要求1所述的挡板,其特征在于:
从所述槽的长度方向看,所述槽具有人字形横截面。
3.如权利要求1所述的挡板,其特征在于:
所述元件为导电性桥部,其与所述槽的相对壁电互联,因而在本体的窗侧隔断了所述槽。
4.如权利要求1所述的挡板,其特征在于:
本体在其内形成有冷却流体入口、冷却流体出口以及构成了从入口到出口的冷却流体路径的至少一个冷却流体通道,该冷却流体通道在本体内沿至少一个肋部延伸。
5.如权利要求1所述的挡板,其特征在于:
本体在其内形成有冷却流体入口、冷却流体出口以及构成了从入口到出口的冷却流体路径的至少一个冷却流体通道,该冷却流体通道在本体内沿每个肋部延伸。
6.如权利要求1所述的挡板,其特征在于:
本体在其内形成有冷却流体入口、冷却流体出口以及构成了从入口到出口的冷却流体路径的至少一个冷却流体通道,该冷却流体通道在本体内依次沿多个肋部延伸。
7.如权利要求6所述的挡板,其特征在于:
所述槽包括多个大致平行的槽,它们垂直于穿过本体中心的直径延伸;
所述元件是导电性桥部,所述导电性桥部将每个槽的相对壁电互联而隔断了该槽,以至没有任何一个槽是在所述直径两侧横跨挡板的单一连续槽。
8.如权利要求7所述的挡板,其特征在于:
所述通道的至少一部分沿每对相邻槽之间的相应肋部延伸,通道的各个所述部分从入口到出口形成了一个连续顺序通过的冷却流体通道。
9.一种等离子体源,其用于将RF能量电感耦合到等离子体处理室内的等离子体处理空间中,该等离子体源包括:
位于等离子体处理室的室壁内的介电窗;
位于介电窗外侧的RF天线,其与RF能量源连接;
如权利要求1所述的沉积用挡板,其在处理室内靠近所述介电窗位于介电窗与处理空间之间,沉积用挡板的窗侧面对介电窗,沉积用挡板的等离子体侧面对等离子体处理空间。
10.在iPVD处理中降低微粒污染并防止介电窗受到沉积的方法,包括下面步骤:将如权利要求1所述的沉积用挡板在沉积室内靠近介电窗设置,以维持相对均匀的温度梯度。
11.一种沉积用挡板,其用于保护等离子体处理室的室壁内的介电窗,同时便于RF能量从位于介电窗外侧的线圈、穿过介电窗和挡板而电感耦合到位于等离子体处理室内的等离子体处理空间中的等离子体中,该沉积用挡板包括:
导电性本体,其具有多个延伸穿过其中的槽,以隔断本体内的电流路径;当挡板处于相对于线圈的预定位置和方向上时,RF能量透过挡板发生耦合;本体的至少一个表面被处理,以便于使来自等离子体处理室的沉积材料粘附于所述表面;
所述槽被以下述方式构造,即当其被安装就位后,等离子体处理室中的微粒朝介电窗移动的直视路程被隔断;
本体包括分别限定在每对相邻槽之间的肋部;
本体具有冷却流体入口、冷却流体出口以及构成了从入口到出口的冷却流体路径的至少一个冷却流体通道;所述至少一个冷却流体通道在本体内沿多个所述肋部延伸;所述冷却流体通道被构造成便于冷却流体流经本体,以维持足够均匀的温度分布,从而防止沉积材料从被处理的表面剥落。
12.如权利要求11所述的挡板,其特征在于:
本体是大致平的,所述肋部平行于一个平面放置。
13.如权利要求11所述的挡板,其特征在于:
所述槽包括多个大致互相平行的槽;
本体包括多个导电性桥部,每个导电性桥部将一个槽隔断,以至没有任何一个槽基本上横跨本体的直径延伸。
14.如权利要求11所述的挡板,其特征在于:
通道具有多个中间部分,它们以串联方式在入口和出口之间连接;
每个肋部具有通道的一个中间部分,该中间部分沿肋部的长度延伸;
通道形成了一个连续的冷却流体路径,其从入口依次沿着通道的每个中间部分到达出口。
15.如权利要求11所述的挡板,其特征在于:
通道具有位于入口和出口之间的多个中间部分;
每个肋部具有通道的一个中间部分,该中间部分沿肋部的长度延伸;
中间部分在入口和出口之间以串联的方式连接起来,以至经过所述中间部分形成了一个流动路径,该流动路径从入口到出口在不同中间部分之间交替改变方向;
该通道形成了一个单一的连续冷却流体路径,其从入口依次通过通道的每个中间部分到达出口。
16.如权利要求11所述的挡板,其特征在于:
通道具有位于入口和出口之间的多个中间部分;
每个肋部具有通道的一个中间部分,该中间部分沿肋部的长度延伸;
通道形成了一个冷却流体路径,其从入口通过通道的每个中间部分到达出口。
17.如权利要求16所述的挡板,其特征在于:
所述槽包括多个大致直的槽,所述槽相互平行并且垂直于穿过本体中心的直径延伸;
本体包括多个导电性桥部,它们将多个槽的相对壁电互联并隔断这些槽,以至没有任何一个槽是横跨所述直径两侧屏蔽部的单一连续槽。
18.如权利要求17所述的挡板,其特征在于,本体包括:
中心圆形部分和环形外侧部分;
该中心圆形部分由一个外周限定边界,该中心圆形部分包括所述槽、所述肋部以及钻设于所述肋部内的通道中间部分,所述中间部分从外周部分沿相应肋部的整个长度延伸;
环形部分围绕着圆形部分;该环形部分具有与圆形部分的外周结合的内侧部,并且具有设于其内的入口和出口,还具有所述互联通道部分;所述互联通道部分形成在环形部分的内侧部中,所述互联通道部分以串联方式连接不同的通道中间部分,以形成从入口、经过所述通道到达出口的连续冷却流体路径。
19.如权利要求11所述的挡板,其特征在于:
通道具有位于入口和出口之间的多个中间部分;
本体包括一个中心圆形部分,其具有外周并且具有所述槽、所述肋部以及位于肋部内的通道中心部分;
通道的每个中间部分沿一个肋部延伸,并且具有位于中心圆形部分的外周上的相反端部,从至少一个所述端部沿中间部分的直视路径可到达中间部分中的每个点;
本体还包括围绕着圆形部分的环形部分,该环形部分具有与中心圆形部分的外周部分邻近和结合的内侧部;
通道具有互联部分,所述互联部分形成在环形部分的内侧部,并且在入口和出口之间连接通道的每个中间部分。
20.一种电感耦合等离子源,其用于将RF能量电感耦合到等离子体处理室内的等离子体处理空间中,该电感耦合等离子源包括:
位于等离子体处理室的室壁内的介电窗;
位于该介电窗外侧的线圈,其与RF能量源连接;
如权利要求11所述的沉积用挡板,其在等离子体处理室内设在介电窗和等离子体处理空间之间。
21.在等离子体处理中降低微粒污染并防止介电窗受到沉积的方法,包括下面步骤:将如权利要求11所述的沉积用挡板在沉积室内靠近介电窗设置,以维持相对均匀的温度梯度。
22.一种沉积用挡板,其用于保护等离子体处理室的室壁内的介电窗,同时便于RF能量从位于介电窗外侧的线圈、穿过介电窗和挡板而电感耦合到位于等离子体处理室内的等离子体处理空间中的等离子体中,该沉积用挡板包括:
导电性本体,其具有多个延伸穿过其中的槽,以隔断本体内的电流路径;当挡板处于相对于线圈的预定位置和方向上时,RF能量透过挡板发生耦合;
本体包括分别限定在每对相邻槽之间的肋部;
本体具有冷却流体入口、冷却流体出口以及构成了从入口到出口的冷却流体路径的至少一个冷却流体通道;所述至少一个冷却流体通道在本体内沿多个所述肋部延伸;
通道具有位于入口和出口之间的多个中间部分;
本体包括中心圆形部分,其具有外周部分并且具有所述槽、所述肋部以及位于本体内的通道中间部分;
通道的每个中间部分沿一个肋部延伸,并且具有位于中心圆形部分的外周上的相反端部;
本体还包括围绕中心圆形部分的环形部分,其具有与中心圆形部分邻近和结合的内侧部;
通道具有形成在环形部分的内侧部的互联部分,所述互联部分在入口和出口之间连接通道的每个中间部分。
23.如权利要求22所述的挡板,其特征在于:
从至少一个所述端部沿中间部分的直视路径可到达中间部分中的每个点。
24.如权利要求22所述的挡板,其特征在于:
所述槽包括多个大致平行的槽;
本体包括多个导电性桥部,每个导电性桥部隔断一个相应的槽,以至没有任何一个槽基本上横跨本体的中心圆形部分的直径延伸。
25.如权利要求22所述的挡板,其特征在于:
所述中心部分从入口到出口之间以串联方式连接,以至穿过该中间部分形成了一个连续蜿蜒的冷却流体流动路径,该流动路径从入口到出口在不同中间部分之间交替改变方向。
26.一种等离子体处理方法,包括:
透过离子体处理室的室壁中的介电窗耦合RF能量,使之从位于介电窗外侧的线圈、穿过介电窗而耦合到等离子体处理室内的等离子体中;
利用在等离子体处理室内靠近介电窗的挡板保护介电窗,该挡板包括一个带有多个槽的导电性本体,所述槽延伸穿过本体以隔断本体内的电流路径;挡板相对于线圈而放置和定向,以使RF能量穿过挡板发生耦合,所述槽被构造成阻挡等离子体处理室内的微粒朝介电窗移动的直视路径;
通过使冷却流体流经冷却流体通道而冷却挡板,以防止沉积材料从本体的被处理过的表面实质上剥落,该冷却流体通道在挡板中且在各对相邻槽之间延伸,以便于冷却流体流经本体并保持足够温度的均匀分布。
27.如权利要求26所述的方法,其特征在于:
所述冷却包括使冷却流体流经连续的冷却流体通道,该冷却流体通道从本体的入口延伸、依次经过多对相邻槽之间、并到达位于档板中的出口。
CNA2004800019765A 2003-01-08 2004-01-07 高密度等离子体半导体处理中的冷式沉积用挡板 Pending CN1723530A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/338,771 2003-01-08
US10/338,771 US20040129221A1 (en) 2003-01-08 2003-01-08 Cooled deposition baffle in high density plasma semiconductor processing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1723530A true CN1723530A (zh) 2006-01-18

Family

ID=32681500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2004800019765A Pending CN1723530A (zh) 2003-01-08 2004-01-07 高密度等离子体半导体处理中的冷式沉积用挡板

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20040129221A1 (zh)
JP (1) JP4716979B2 (zh)
KR (1) KR101068294B1 (zh)
CN (1) CN1723530A (zh)
TW (1) TWI305549B (zh)
WO (1) WO2004064113A2 (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011116564A1 (zh) * 2010-03-23 2011-09-29 东莞宏威数码机械有限公司 挡板冷却装置
CN102465260A (zh) * 2010-11-17 2012-05-23 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 腔室组件及应用该腔室组件的半导体处理设备
CN103094045A (zh) * 2011-10-05 2013-05-08 应用材料公司 对称等离子体处理室
CN103621187A (zh) * 2011-06-21 2014-03-05 Fei公司 用于与流体高压隔离结合使用的电极在固体介质内的封装
CN108385070A (zh) * 2018-04-13 2018-08-10 深圳市华星光电技术有限公司 防着板以及溅射装置
CN110904424A (zh) * 2018-09-17 2020-03-24 北京北方华创微电子装备有限公司 托架机构及反应腔室
CN113632592A (zh) * 2019-03-20 2021-11-09 日新电机株式会社 等离子体处理装置
CN113841218A (zh) * 2019-06-05 2021-12-24 日新电机株式会社 等离子体处理装置
CN114231936A (zh) * 2021-11-09 2022-03-25 中山市博顿光电科技有限公司 防污染装置、电离腔体及射频离子源

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7273533B2 (en) * 2003-11-19 2007-09-25 Tokyo Electron Limited Plasma processing system with locally-efficient inductive plasma coupling
US20070079936A1 (en) * 2005-09-29 2007-04-12 Applied Materials, Inc. Bonded multi-layer RF window
US7591935B2 (en) * 2005-12-14 2009-09-22 Tokyo Electron Limited Enhanced reliability deposition baffle for iPVD
US20110038290A1 (en) 2009-08-11 2011-02-17 Michelle Xiaohong Gong Device, system and method of power management in a wireless area network
KR101232200B1 (ko) * 2010-12-28 2013-02-12 피에스케이 주식회사 배플, 기판 처리 장치 및 그 처리 방법
WO2018152142A1 (en) * 2017-02-20 2018-08-23 Mattson Technology, Inc. Temperature control using temperature control element coupled to faraday shield
CN110289200B (zh) * 2019-07-01 2022-11-25 北京北方华创微电子装备有限公司 内衬组件及工艺腔室
JP2023550319A (ja) * 2020-11-18 2023-12-01 ラム リサーチ コーポレーション 流路を備えるセラミック部品

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4431901A (en) * 1982-07-02 1984-02-14 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Induction plasma tube
US4858817A (en) * 1983-05-05 1989-08-22 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Graphit-ceramic RF Faraday-thermal shield and plasma limiter
US4534816A (en) * 1984-06-22 1985-08-13 International Business Machines Corporation Single wafer plasma etch reactor
DE69128345T2 (de) * 1990-01-04 1998-03-26 Mattson Tech Inc Induktiver plasmareaktor im unteren hochfrequenzbereich
US5202008A (en) * 1990-03-02 1993-04-13 Applied Materials, Inc. Method for preparing a shield to reduce particles in a physical vapor deposition chamber
US5200595A (en) * 1991-04-12 1993-04-06 Universite De Sherbrooke High performance induction plasma torch with a water-cooled ceramic confinement tube
US5234529A (en) * 1991-10-10 1993-08-10 Johnson Wayne L Plasma generating apparatus employing capacitive shielding and process for using such apparatus
US5449433A (en) * 1994-02-14 1995-09-12 Micron Semiconductor, Inc. Use of a high density plasma source having an electrostatic shield for anisotropic polysilicon etching over topography
JP3150058B2 (ja) * 1994-12-05 2001-03-26 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US5643639A (en) * 1994-12-22 1997-07-01 Research Triangle Institute Plasma treatment method for treatment of a large-area work surface apparatus and methods
US5874014A (en) * 1995-06-07 1999-02-23 Berkeley Scholars, Inc. Durable plasma treatment apparatus and method
US5763851A (en) * 1995-11-27 1998-06-09 Applied Materials, Inc. Slotted RF coil shield for plasma deposition system
TW327236B (en) * 1996-03-12 1998-02-21 Varian Associates Inductively coupled plasma reactor with faraday-sputter shield
JP3739137B2 (ja) * 1996-06-18 2006-01-25 日本電気株式会社 プラズマ発生装置及びこのプラズマ発生装置を使用した表面処理装置
US6007673A (en) * 1996-10-02 1999-12-28 Matsushita Electronics Corporation Apparatus and method of producing an electronic device
US6033585A (en) * 1996-12-20 2000-03-07 Lam Research Corporation Method and apparatus for preventing lightup of gas distribution holes
US5877471A (en) * 1997-06-11 1999-03-02 The Regents Of The University Of California Plasma torch having a cooled shield assembly
EP0908921A1 (en) * 1997-10-10 1999-04-14 European Community Process chamber for plasma enhanced chemical vapour deposition and apparatus employing said process chamber
US6197165B1 (en) * 1998-05-06 2001-03-06 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for ionized physical vapor deposition
US6287435B1 (en) * 1998-05-06 2001-09-11 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for ionized physical vapor deposition
JP4384301B2 (ja) * 1999-09-13 2009-12-16 株式会社日立製作所 プラズマ処理装置
US6494998B1 (en) * 2000-08-30 2002-12-17 Tokyo Electron Limited Process apparatus and method for improving plasma distribution and performance in an inductively coupled plasma using an internal inductive element
US6471830B1 (en) * 2000-10-03 2002-10-29 Veeco/Cvc, Inc. Inductively-coupled-plasma ionized physical-vapor deposition apparatus, method and system
US6652711B2 (en) * 2001-06-06 2003-11-25 Tokyo Electron Limited Inductively-coupled plasma processing system
US6946054B2 (en) * 2002-02-22 2005-09-20 Tokyo Electron Limited Modified transfer function deposition baffles and high density plasma ignition therewith in semiconductor processing
US7042213B2 (en) * 2004-07-13 2006-05-09 Lucent Technologies Inc. Magnetometer having an electromechanical resonator

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011116564A1 (zh) * 2010-03-23 2011-09-29 东莞宏威数码机械有限公司 挡板冷却装置
CN102465260A (zh) * 2010-11-17 2012-05-23 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 腔室组件及应用该腔室组件的半导体处理设备
CN103621187B (zh) * 2011-06-21 2016-08-17 Fei公司 用于与流体高压隔离结合使用的电极在固体介质内的封装
CN103621187A (zh) * 2011-06-21 2014-03-05 Fei公司 用于与流体高压隔离结合使用的电极在固体介质内的封装
US10535502B2 (en) 2011-10-05 2020-01-14 Applied Materials, Inc. Symmetric plasma process chamber
US11315760B2 (en) 2011-10-05 2022-04-26 Applied Materials, Inc. Symmetric plasma process chamber
US10453656B2 (en) 2011-10-05 2019-10-22 Applied Materials, Inc. Symmetric plasma process chamber
CN103094045A (zh) * 2011-10-05 2013-05-08 应用材料公司 对称等离子体处理室
US10546728B2 (en) 2011-10-05 2020-01-28 Applied Materials, Inc. Symmetric plasma process chamber
US10580620B2 (en) 2011-10-05 2020-03-03 Applied Materials, Inc. Symmetric plasma process chamber
US9741546B2 (en) 2011-10-05 2017-08-22 Applied Materials, Inc. Symmetric plasma process chamber
US10615006B2 (en) 2011-10-05 2020-04-07 Applied Materials, Inc. Symmetric plasma process chamber
CN108385070A (zh) * 2018-04-13 2018-08-10 深圳市华星光电技术有限公司 防着板以及溅射装置
CN110904424A (zh) * 2018-09-17 2020-03-24 北京北方华创微电子装备有限公司 托架机构及反应腔室
CN110904424B (zh) * 2018-09-17 2022-01-07 北京北方华创微电子装备有限公司 托架机构及反应腔室
CN113632592A (zh) * 2019-03-20 2021-11-09 日新电机株式会社 等离子体处理装置
CN113841218A (zh) * 2019-06-05 2021-12-24 日新电机株式会社 等离子体处理装置
CN114231936A (zh) * 2021-11-09 2022-03-25 中山市博顿光电科技有限公司 防污染装置、电离腔体及射频离子源

Also Published As

Publication number Publication date
JP4716979B2 (ja) 2011-07-06
WO2004064113A2 (en) 2004-07-29
TW200416293A (en) 2004-09-01
TWI305549B (en) 2009-01-21
US20040129221A1 (en) 2004-07-08
JP2006516303A (ja) 2006-06-29
KR101068294B1 (ko) 2011-09-28
KR20050091764A (ko) 2005-09-15
WO2004064113A3 (en) 2005-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1723530A (zh) 高密度等离子体半导体处理中的冷式沉积用挡板
EP0105407B1 (en) A sputtering cathode apparatus
EP0940481B1 (en) Method and apparatus for forming a thin film of a metal compound
US6193853B1 (en) Magnetron sputtering method and apparatus
EP2640865B1 (en) Soft sputtering magnetron system
US5298137A (en) Method and apparatus for linear magnetron sputtering
EP2550379A2 (en) Dielectric deposition using a remote plasma source
EP2037000A2 (en) A method and apparatus for depositing a coating onto a substrate
SE529375C2 (sv) Anordning för förbättrad plasmaaktivitet i PVD-reaktorer
EP0692551A1 (en) Sputtering apparatus and methods
EP2062283B1 (en) Enhanced virtual anode
US6706157B2 (en) Vacuum arc plasma gun deposition system
JP3735462B2 (ja) 金属酸化物光学薄膜の形成方法および成膜装置
WO2012066080A1 (en) Sputtering apparatus and method
EP0606745A1 (en) Collimated deposition apparatus
US7591935B2 (en) Enhanced reliability deposition baffle for iPVD
KR100323991B1 (ko) 박막 제조 방법 및 제조 장치
KR20140116102A (ko) 균질의 HiPIMS 코팅 방법
JP2794744B2 (ja) コーティング方法
US20080023319A1 (en) Magnetron assembly
US20230100972A1 (en) Method for producing a coating of a base body and functional element having a base body with a coating
EP4281597A1 (en) Bellows coating by magnetron sputtering with kick pulse
EP4334488A1 (en) A system and a method for plasma surface treatment
EP1511881B1 (en) Surface treatment system and method
RU2402629C2 (ru) Способ обработки деталей магнитопроводов электрических реактивных двигателей малой тяги

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication