TW201800596A - 包含具有高純度sp3 鍵之化學氣相沉積鑽石塗層的電漿處理系統用之邊緣環等元件 - Google Patents

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Abstract

一種電漿處理系統用的底座，包含一基板支撐表面。一環形邊緣環係圍繞該基板支撐表面之週邊而佈置。一化學氣相沉積(CVD)鑽石塗層係佈置在該環形邊緣環的一電漿暴露表面上。該CVD鑽石塗層包含sp3鍵。該鑽石塗層中的sp3鍵之純度大於90％。

Description

包含具有高純度SP3鍵之化學氣相沉積鑽石塗層的電漿處理系統用之邊緣環等元件
本揭露內容係關於基板的電漿處理系統，更具體而言係關於用於基板之電漿處理系統的處理腔室中之元件(例如，邊緣環)。
這裡所提供之先前技術描述係為了大體上呈現本發明之背景。在此先前技術章節中敘述的成果之範圍內之本案列名之發明人的成果、以及在申請期間不適格作為先前技術之說明書的實施態樣，皆非有意地或暗示地被承認為對抗本發明之先前技術。
基板處理系統可用以執行基板(例如，半導體晶圓)的沉積、蝕刻、及/或其它處理。可將基板佈置在基板處理系統之處理腔室中的一底座上。例如於蝕刻或沉積期間，將包含一或更多前驅物的氣體混合物導入處理腔室中，並可將電漿觸發以蝕刻基板或將膜沉積於基板上。
吾人已將邊緣環用於調整基板之徑向外緣附近的電漿輪廓。例如在蝕刻處理中，可使用邊緣環以調整蝕刻率或蝕刻輪廓。邊緣環一般圍繞基板之徑向外緣而配置於底座上。在基板之徑向外緣的處理條件可藉由改變邊緣環的位置、邊緣環之內緣的形狀或輪廓、邊緣環相對於基板的上表面之高度、邊緣環的材料等而加以修改。
更換邊緣環通常需要打開處理腔室，而這係吾人不想要的。換言之，吾人無法在不打開處理腔室的情況下改變邊緣環的邊緣效應。但當邊緣環在蝕刻期間被電漿所侵蝕時，邊緣效應改變。
現在參照圖1-2，基板處理系統可包含底座20及邊緣環30。邊緣環30可包含一或更多的部分。在圖1-2之範例中，邊緣環30包含了佈置於基板33之徑向外緣附近的第一環形部分32。第二環形部分34係位於從第一環形部分徑向向內處而在基板33下方。第三環形部分36係佈置於第一環形部分32的下方。於使用期間，電漿42係被引導向基板33以蝕刻基板33的暴露部分。邊緣環30係用以幫助對電漿進行塑形，俾使基板33之均勻蝕刻發生。
在圖2中，在使用邊緣環30之後，邊緣環30之徑向靠內部分的上表面可能出現如48所示的侵蝕。因此，電漿42可傾向於以較蝕刻基板33之徑向靠內部分更快的速率來蝕刻基板33之徑向外緣(如於44可見)。
吾人已將塗層用於改良處理腔室中的邊緣環及其它元件之耐蝕性。例如，已對類鑽碳塗層(diamond-like carbon coating)進行測試。然而，該塗層很快地被氧電漿蝕刻。由於類鑽碳塗層的高蝕刻率，半導體製造設備工業已尋求其他方法來減少邊緣環之侵蝕。
一種電漿處理系統用的底座，包含一基板支撐表面。一環形邊緣環係圍繞該基板支撐表面之週邊而佈置。一鑽石塗層係佈置在該環形邊緣環的一電漿暴露表面上。該鑽石塗層包含sp3鍵。該鑽石塗層中的sp3鍵之純度大於90％。
在其他態樣中，該鑽石塗層中的sp3鍵之純度大於95％。該鑽石塗層中的sp3鍵之的純度大於99％。該鑽石塗層係藉由使用化學氣相沉積(CVD)而沉積在該環形邊緣環上。
一種電漿處理系統，包含一處理腔室。該底座係設置在該處理腔室中。一電漿來源於該處理腔室中產生電漿。該電漿來源包含一電容耦合電漿(CCP)來源。該電漿來源包含一感應耦合電漿(ICP)來源。
一種電漿處理系統，包含一處理腔室。該底座係設置在該處理腔室中。一遠距電漿來源供應電漿至該處理腔室。
一種電漿處理系統包含一處理腔室及一電漿來源，該電漿來源係用以供應電漿至該處理腔室或於該處理腔室中產生電漿。佈置在該處理腔室中的至少一元件包含一鑽石塗層。該鑽石塗層包含sp3鍵。該鑽石塗層中的sp3鍵之純度大於90％。
在其他態樣中，該鑽石塗層中的sp3鍵之純度大於95％。該鑽石塗層中的sp3鍵之的純度大於99％。該鑽石塗層係藉由使用化學氣相沉積(CVD)而沉積在該至少一元件上。
在其它態樣中，該至少一元件係選自於由一邊緣環、一腔室壁、一氣體分配裝置、一氣體注入器、進入該處理腔室的一窗、及一底座之上表面所組成之群組。
一種電漿處理系統用的邊緣環，包含一環形環及一鑽石塗層，該鑽石塗層係佈置在於使用期間暴露於電漿的該環形環的一表面上。該鑽石塗層包含sp3鍵。該鑽石塗層中的sp3鍵之純度大於90％。
在其他態樣中，該鑽石塗層中的sp3鍵之純度大於95％。該鑽石塗層中的sp3鍵之的純度大於99％。該鑽石塗層係藉由使用化學氣相沉積(CVD)而沉積在該環形環上。該環形環係由一材料所製成，該材料係選自於矽(Si)、矽碳化物(SiC)、及二氧化矽(SiO2)所組成之群組。
本揭露內容之進一步的可應用領域將從實施方式、發明申請專利範圍及圖式中變得明顯。詳細說明及具體範例係意圖為僅供說明的目的，而非意欲限制本揭示內容的範圍。
本揭露內容係關於電漿處理腔室中所使用的邊緣環。邊緣環之面向電漿的表面係以化學氣相沉積(CVD)之鑽石塗層加以塗佈。據信上面所述之類鑽碳塗層由於類鑽碳塗層中的高濃度sp2鍵而於電漿應用中失敗。在一些範例中，本文中所述之CVD鑽石塗層包含高純度sp3鍵。具有高純度sp3鍵使得該CVD鑽石塗層能夠承受較長期間的電漿侵蝕。
高純度的sp3鍵改良了腔室性能及耐蝕性。由於具有高純度sp3鍵之CVD鑽石塗層的低電漿侵蝕率，因此使用該塗層的邊緣環改良了平均更換時間(MTBC)。CVD鑽石塗層可被乾淨地蝕刻，而這減少了基板上缺陷(on-substrate defect)。CVD鑽石塗層亦具有高熱傳導性，而這改良了在基板邊緣的蝕刻均勻性。在一些範例中，CVD鑽石塗層係由位於3901 Burton Drive, Santa Clara, CA 95054, USA的Element Six Technologies U.S. Corporation提供。
該邊緣環可做為由用於電漿處理腔室中之可消耗元件的矽、矽碳化物(SiC)、石英及其它材料所製成之邊緣環的替代品。在對一些範例之測試中，相較在沒有CVD鑽石塗層之情況下使用SiC的邊緣環，本文中所述之具有CVD鑽石塗層的邊緣環具有改良的MTBC且沒有明顯的殘留物。由於較低的侵蝕率及一級碳(primarily carbon)之使用，基板上缺陷係預期為相對較低的。具有鑽石塗層的邊緣環會幫助設備製造者達成下一代的微粒規格並改良MTBC。
由於較低的侵蝕率，邊緣環的幾何形狀可維持更高數量的RF小時(RFH)，而這在客戶希望維持相同的MTBC時容許了更大的處理重複性。
雖然參照邊緣環進行描述，但本揭露內容之原理亦可以基板處理腔室的其它元件來實行。例如，可以CVD鑽石塗層塗佈以下元件，該等元件包含(但不限於)電漿限制罩/環、噴淋頭或上電極的元件等。
現在參照圖3，基板處理系統可包含底座20及邊緣環80。邊緣環80可包含單一物件或者二或更多部分。在圖3之範例中，邊緣環80包含佈置在基板33之徑向外緣附近(或底座20之基板支撐表面附近)的第一環形部分82。第二環形部分84係位於從第一環形部分徑向向內處而在基板33下方。第三環形部分86係佈置於第一環形部分82的下方。
雖然邊緣環80的第一環形部分82的橫剖面形狀係顯示為矩形，但是亦可使用具有其他形狀的橫剖面。在一些範例中，邊緣環係由選自於一群組之材料所製成，該群組係由矽(Si)、碳化矽(SiC)、及二氧化矽(SiO2)所組成。雖然本文中揭露了特定的邊緣環材料，但是亦可使用其它材料。
邊緣環80的第一環形部分82包含鑽石塗層90。在一些範例中，鑽石塗層係藉由使用化學氣相沉積(CVD)而沉積。在一些範例中，鑽石塗層具有 1 μm至1 mm的厚度。在其他範例中，鑽石塗層具有100 μm至1 mm的厚度。在其他範例中，鑽石塗層具有250 μm 至1 mm的厚度。在一些範例中，sp3鍵之純度大於90％。在其他範例中，sp3鍵之純度大於95％。在其他範例中，sp3鍵之純度大於99％。在其他範例中，sp3鍵之純度大於99.5％(例如，＞99.85％)。
雖然鑽石塗層90係顯示為在第一環形部分82之面向電漿的表面上，但鑽石塗層90亦可沉積在第一環形部分82、第二環形部分84、及第三環形部分86之面向電漿的表面或整個外表面上。
在使用期間，電漿42係被引導向基板33以蝕刻基板33的暴露部分。邊緣環80係用以幫助對電漿進行塑形，俾使基板33之均勻蝕刻發生。
雖然本文中將其描述為應用於邊緣環80，然而本揭露內容之塗層可應用於基板處理系統的其他元件(例如，位於執行電漿蝕刻及/或沉積處理處之基板處理腔室的元件)。僅舉例而言，本揭露內容之塗層可應用於以下元件，該等元件包含(但不限於)邊緣環、窗(例如，RF窗、介電窗等)、注入器、襯墊部、腔室壁、及底座的各種元件/底座(舉例而言，卡盤，例如靜電卡盤)。
現在參照圖4，顯示了用以使用RF電漿執行蝕刻的基板處理系統100之範例。基板處理系統100中可以如上面所述之鑽石塗層(於圖4中以「d」標示)加以塗佈的各種元件之範例係加以顯示。基板處理系統100包含處理腔室102，其包圍基板處理系統100的其他元件並容納RF電漿。在一些範例中，處理腔室102的內壁表面係塗佈有鑽石塗層d。基板處理系統100包含上電極104、及包含下電極107的底座106。在一些範例中，上電極係塗佈有鑽石塗層d。在一些範例中，底座106的一或更多表面係塗佈有鑽石塗層d。邊緣環103係由底座106所支撐，且係圍繞基板108而佈置。在一些範例中，邊緣環103係塗佈有鑽石塗層d。於操作期間，基板108係佈置於底座106上位於上電極104與下電極107之間。
僅以舉例而言，上電極104可包含導入並分配處理氣體的噴淋頭109。噴淋頭109可包含柄部部分，其包含連接至處理腔室之頂部表面的一端。基部部分大體上為圓柱形，且在與處理腔室之頂部表面間隔開的位置處自柄部部分的一相反端徑向向外延伸。噴淋頭之基部部分的面向基板之表面或面板包含複數的孔，處理氣體或吹淨氣體(purge gas)係流動通過該等孔。或者，上電極104可包含導電板，且處理氣體可以另一方式導入。下電極107可佈置於非導電性底座中。或者，底座106可包含靜電卡盤，其包含了做為下電極107的導電板。
RF產生系統110產生並輸出一RF電壓至至上電極104及下電極107其中一者。上電極104與下電極107其中另一者可為DC接地、AC接地、或浮接。僅以舉例而言，RF產生系統110可包含產生RF電壓之RF電壓產生器111，該RF電壓係藉由匹配與分配網路112而供給至上電極104或下電極107。在其他範例中，可感應地或遠距地產生電漿。
氣體輸送系統130包含一或更多氣體來源132-1、132-2、…、及132-N(統稱為氣體來源132)，其中N為大於零的整數。該氣體來源供應一或更多前驅物及其混合物。該氣體來源亦供應吹淨氣體 。亦可使用汽化之前驅物。氣體來源132藉由閥134-1、134-2、…，及134-N(統稱為閥134)、與質量流量控制器136-1、136-2、…，及136-N(統稱為質量流量控制器136)而連接至岐管140。岐管140之輸出係供給至處理腔室102。僅以舉例而言，岐管140之輸出係供給至噴淋頭109。
加熱器142可連接至配置在底座106中的加熱線圈(未顯示)。加熱器142可用以控制底座106及基板108之溫度。閥150及泵浦152可用以從處理腔室102抽空反應物。控制器160可用以控制基板處理系統100的元件。
根據本揭露內容，現在參照圖5，顯示了基板處理系統210之範例。基板處理系統210中的各種元件可用如上面所述之鑽石塗層d加以塗佈。基板處理系統210包含一RF來源212，該RF來源212連接至一變壓耦合電容調諧(TCCT)電路214，該TCCT電路214連接至TCP線圈216。TCCT電路214通常包含一或更多固定或可變的電容器215。在Long等人之共同受讓的美國專利公開案第2013/0135058號中顯示並敘述了TCCT電路214之範例，上述公開案內容係藉由參照完整納入本文中。TCP線圈216可包含一對線圈、或一內線圈對及一外線圈對。
TCP線圈216係佈置成與介電窗224相鄰。 在一些範例中，介電窗口224的一或更多表面係塗佈有鑽石塗層。介電窗224係沿著處理腔室228的一側而佈置。在一些範例中，處理腔室228的內壁表面係塗佈有鑽石塗層d。處理腔室228更包含支撐基板234的底座232。在一些範例中，底座232的一或更多表面係塗佈有鑽石塗層d。在一些範例中，底座232包含塗佈有如上面所述之鑽石塗層的邊緣環(未顯示)。底座232可包含靜電卡盤、機械卡盤、或其他類型的卡盤。電漿240係產生於處理腔室228內。電漿240蝕刻基板234的暴露表面。可於操作期間使用RF來源250及偏壓匹配電路252而將底座232偏壓。
氣體輸送系統256可用以供應處理氣體混合物至處理腔室228。氣體輸送系統256可包含處理氣體來源257、計量系統258(例如，閥及質量流量控制器)、及歧管259。加熱器264可用以將基座32加熱至一預定溫度。排氣系統265包含閥266及泵浦267以藉由吹淨或排空而從處理腔室228將反應物移除。
控制器254可用以控制蝕刻處理。控制器254監控系統參數並對氣體混合物之輸送、電漿之觸發、維持、及熄滅、反應物之移除、冷卻氣體之供應等進行控制。
現在參照圖6，根據本揭露內容，顯示了用以蝕刻或灰化基板的基板處理腔室300之範例。基板處理腔室300中的各種元件可用如上面所述之鑽石塗層d加以塗佈。雖然顯示並描述特定類型的基板處理腔室，但本文中所描述之改良可應於於許多其他的基板處理腔室。
基板處理腔室300包含下腔室區域302及上腔室區域304。下腔室區域302係由腔室側壁表面308、腔室底部表面310、及氣體分配裝置314的下表面所界定。在一些範例中，氣體分配裝置314的一或更多表面係塗佈有鑽石塗層。
上腔室區域304係由氣體分配裝置314的上表面及上腔室區域304的內表面318所界定。在一些範例中，上腔室及下腔室的內壁表面塗係佈有鑽石塗層d。在一些範例中，上腔室區域304可具有圓頂形狀，但是亦可使用其他形狀。在一些範例中，上腔室區域304係置於第一支撐件321上。在一些範例中，第一支撐件321具有環形形狀。在一些範例中，第一支撐件321包含用以將處理氣體輸送至上腔室區域304的一或更多氣體流動通道323(如以下將進一步描述)。在一些範例中，處理氣體係藉由該一或更多氣體流動通道323而在向上方向上以一銳角(相對於包含氣體分配裝置314之平面)輸送，但是亦可使用其它角度/方向。在一些範例中，氣體流動通道323係圍繞第一支撐件321而均勻地間隔開。
第一支撐件321可置於第二支撐件325上。在一些範例中，第一支撐件及第二支撐件係塗佈有鑽石塗層。在一些範例中，第二支撐件具有環形形狀。第二支撐件325界定了用以將處理氣體輸送至下腔室區域302的一或更多氣體流動通道327。在一些範例中，氣體流動通道係圍繞第二支撐件325而均勻地間隔開。在一些範例中，氣體分配裝置314中的氣體通孔331係與氣體流動通道327對準。在其他範例中，氣體分配裝置314具有較小的直徑且不需要氣體通孔331。在一些範例中，處理氣體係藉由一或更多氣體流動通道327而在向下方向上朝基板以一銳角(相對於包含氣體分配裝置314之平面)輸送，但是亦可使用其它角度/方向。
在其他範例中，上腔室區域304為具有平坦的頂部表面之圓柱形，且可使用平坦的感應線圈。在更其他範例中，可使用在噴淋頭與底座之間具有一間隔物的單一腔室。
底座322係佈置在下腔室區域302中。在一些範例中，底座322包含靜電卡盤(ESC)，但是亦可使用其它類型的底座。基板326於蝕刻期間係設置在底座322的上表面上。在一些範例中，底座的一或更多表面係塗佈有鑽石塗層。在一些範例中，基板326的溫度可藉由加熱板、具有流體通道之可選性的冷卻板、及一或更多感測器(皆未顯示)而控制，但是亦可使用任何其他合適的底座溫度控制系統。
在一些範例中，氣體分配裝置314包含一噴淋頭(例如，具有複數氣體通孔329的板328)。該複數氣體通孔329從板328的上表面延伸至板328的下表面。在一些實施例中，氣體通孔329具有在從0.4英吋至0.75英吋之範圍內的直徑，且噴淋頭係由導電材料(例如，鋁)或具有由導電材料製成之嵌入式電極的非導電材料(例如，陶瓷)所製成。
一或更多感應線圈340係圍繞上腔室區域304的外部部分而佈置。當通電時，一或更多感應線圈340於上腔室區域304內產生電磁場。氣體注入器342從氣體輸送系統350注入一或更多氣體混合物。在一些範例中，氣體注入器342包含以向下方向引導氣體的一中央注入位置、及以相對於向下方向的一角度注入氣體的一或更多側邊注入位置。在一些範例中，氣體注入器342的暴露表面係塗佈有鑽石塗層。在一些範例中，氣體輸送系統350以第一流率將氣體混合物的第一部分輸送至氣體注入器342的中央注入位置、並以第二流率將氣體混合物的第二部分輸送至氣體注入器342的側邊注入位置。在其它範例中，藉由氣體注入器342輸送不同的氣體混合物。在一些實施例中，氣體輸送系統350輸送調諧氣體至氣體流動通道323及327、及/或至將於以下描述之處理腔室中的其它位置。在一些範例中，藉由改變離子化物種之體積的位置而改變調諧氣體以調整蝕刻或灰化率及/或選擇性。
電漿產生器370可用以產生輸出至一或更多感應線圈340的RF功率。電漿係於上腔室區域304中產生。在一些實施例中，電漿產生器370包含RF產生器372、及匹配網路374。匹配網路374將RF產生器372的阻抗與一或更多感應線圈340的阻抗相匹配。在一些範例中，氣體分配裝置314係連接至一參考電位(例如接地)。閥378及泵浦380可用以各別地控制下腔室區域302及上腔室區域304內的壓力、及從下腔室區域302及上腔室區域304將反應物抽空。
控制器376與氣體輸送系統350、閥378、泵浦380、及/或電漿產生器370通訊以控制吹淨氣體、處理氣體之流量、RF電漿及腔室壓力。在一些範例中，電漿係藉由一或更多感應線圈340而維持在上腔室區域304內。一或更多氣體混合物係藉由使用氣體注入器342而從腔室的頂部部分導入，且電漿係藉由使用氣體分配裝置314而限制在上腔室區域304中，氣體分配裝置314可為接地的。
將電漿限制在上腔室區域304中使得電漿物種得以進行體積復合(volume recombination)，並使得想要的蝕刻劑物種得以透過氣體分配裝置314而流出。在一些範例中，沒有施加RF偏壓至基板326。因此，基板326上不存在有效的鞘層且離子不以任何有限的能量撞擊基板。一些量的離子會透過氣體分配裝置314而擴散離開電漿區域。然而，擴散的電漿量較位於上腔室區域304內的電漿低了一個數量級。電漿中大部分的離子由於高壓下的體積複合而損失。在氣體分配裝置314之上表面上的表面復合損失(surface recombination loss)亦降低了氣體分配裝置314下方的離子密度。
在其它範例中，設置一RF偏壓產生器384，該RF偏壓產生器384包含RF產生器386及匹配網路388。RF偏壓可用以在氣體分配裝置314與底座之間產生電漿，或在基板326上產生自偏壓以吸引離子。控制器376可用以控制RF偏壓。
以上所述在本質上僅為說明且係決非意欲限制本揭示內容、其應用、或使用。本揭示內容的廣泛教示可以多種方式執行。因此，雖然此揭示內容包含特殊的例子，但本揭示內容的真實範圍應不被如此限制，因為其他的變化將在研讀圖示、說明書及以下申請專利範圍後變為顯而易見。吾人應理解方法中的一或多個步驟可以不同的順序(或同時)執行而不改變本揭示內容的原理。另外，儘管每個實施例中皆於以上敘述為具有特定的特徵，但相關於本揭示內容之任何實施例中所敘述的該等特徵之任何一或多者可在其他實施例之任一者的特徵中實施、及/或與之組合而實施，即使該組合並未明確說明亦然。換言之，上述實施例並非互相排除，且一或多個實施例之間的排列組合仍屬於本揭示內容的範圍內。
元件之間(例如，在模組、電路元件，半導體層等之間)的空間和功能上的關係係使用各種術語來表述，其中包括「連接」、「接合」、「耦接」、「相鄰」、「接近」、「在頂端」、「上方」、「下方」和「配置」。除非明確敘述為「直接」，否則當於上述揭示內容中描述第一和第二元件之間的關係時，該關係可為第一及二元件之間沒有其他中間元件存在的直接關係，但也可為第一及二元件之間(空間上或功能上)存在一或多個中間元件的間接關係。如本文中所使用，詞組「A、B和C中至少一者」應解讀為意指使用非排除性邏輯OR的邏輯(A OR B OR C)，且不應解讀為「A中至少一者、B中至少一者、及C中至少一者」。
在一些實行例中，控制器為系統的一部分，其可為上述範例的一部分。此等系統可包括半導體處理設備，其包含一個以上處理工具、一個以上腔室、用於處理的一個以上平臺、及/或特定處理元件(晶圓基座、氣流系統等)。這些系統可與電子設備整合，該等電子設備用於在半導體晶圓或基板處理之前、期間、及之後控制這些系統的操作。電子設備可稱作為「控制器」，其可控制該一個以上系統之各種的元件或子部分。依據系統的處理需求及/或類型，控制器可加以編程以控制本文中所揭露的任何製程，其中包含：處理氣體的輸送、溫度設定(例如，加熱及/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻(RF)產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、位置及操作設定、出入工具、及其他轉移工具、及/或與特定系統連接或介接的負載鎖之晶圓傳送。
廣義而言，控制器可定義為電子設備，其具有各種不同的積體電路、邏輯、記憶體、及/或軟體，其接收指令、發布指令、控制操作、啟用清潔操作、啟用終點量測等。積體電路可包含儲存程式指令之韌體形式的晶片、數位信號處理器(DSP)、定義為特殊應用積體電路(ASIC)的晶片、及/或執行程式指令(例如軟體)的一或多個微處理器或微控制器。程式指令可為以各種個別設定(或程式檔案)的形式與控制器通訊的指令，該等設定定義了用以在半導體晶圓上、對基板、或系統執行特定製程的操作參數。在一些實施例中，該等操作參數可為由製程工程師定義之配方的部分，以在一或多個層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、及/或晶圓的晶粒之製造期間內完成一或多個處理步驟。
在一些實行例中，控制器可為電腦的一部分或連接至電腦，該電腦係與系統整合、連接至系統、以其他方式網路連至系統、或其組合。舉例而言，控制器可為在「雲端」或工廠主機電腦系統的整體或部分，可允許晶圓處理的遠端存取。該電腦可允許針對系統的遠端存取以監測製造操作的當前進度、檢查過往製造操作的歷史、檢查來自複數個製造操作的趨勢或性能度量、改變目前處理的參數、設定目前操作之後的處理步驟、或開始新的處理。在一些範例中，遠端電腦(例如伺服器)可透過網路提供製程配方給系統，該網路可包含區域網路或網際網路。遠端電腦可包含使用者介面，其允許參數及/或設定的輸入或編程，這些參數及/或設定係接著從遠端電腦被傳遞至系統。在一些例子中，控制器接收數據形式的指令，該數據明確指定於一或多個操作期間將被執行之各個處理步驟的參數。吾人應理解參數可專門用於將執行之製程的類型與配置控制器以介接或控制之工具的類型。因此，如上面所述，控制器可為分散式的，例如藉由包含一或多個分散的控制器，其由網路連在一起且朝共同的目的(例如本文中所述之製程及控制)作業。一個用於此等目的之分散式控制器的例子將為腔室上的一或多個積體電路，連通位於遠端(例如在平台級或作為遠端電腦的一部分)的一或多個積體電路，其結合以控制腔室中的製程。
不受限制地，示例系統可包含電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉-潤洗腔室或模組、金屬電鍍腔室或模組、清潔腔室或模組、斜邊蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積(PVD)腔室或模組、化學氣相沉積(CVD)腔室或模組、原子層沉積(ALD)腔室或模組、原子層蝕刻(ALE)腔室或模組、離子植入腔室或模組、軌道腔室或模組、及任何可關聯或使用於半導體晶圓的製造及/或生產中之其他的半導體處理系統。
如上面所述，依據將由工具執行的一個以上處理步驟，控制器可與下述通訊：一或多個其他工具電路或模組、其他工具元件、群組工具、其他工具介面、毗鄰工具、相鄰工具、位於工廠各處的工具、主電腦、另一個控制器、或用於材料傳送的工具，該等用於材料傳送的工具將晶圓的容器攜帶進出半導體生產工廠內的工具位置及/或裝載埠。
d‧‧‧鑽石塗層
20‧‧‧底座
30‧‧‧邊緣環
32‧‧‧第一環形部分
33‧‧‧基板
34‧‧‧第二環形部分
36‧‧‧第三環形部分
42‧‧‧電漿
44‧‧‧位置
48‧‧‧位置
80‧‧‧邊緣環
82‧‧‧第一環形部分
84‧‧‧第二環形部分
86‧‧‧第三環形部分
90‧‧‧鑽石塗層
100‧‧‧基板處理系統
102‧‧‧處理腔室
103‧‧‧邊緣環
104‧‧‧上電極
106‧‧‧底座
107‧‧‧下電極
108‧‧‧基板
109‧‧‧噴淋頭
110‧‧‧RF產生系統
111‧‧‧RF電壓產生器
112‧‧‧匹配與分配網路
130‧‧‧氣體輸送系統
132-1~132-N‧‧‧氣體來源
134-1~134-N‧‧‧閥
136-1~136-N‧‧‧質量流量控制器
140‧‧‧岐管
142‧‧‧加熱器
150‧‧‧閥
152‧‧‧泵浦
160‧‧‧控制器
210‧‧‧基板處理系統
212‧‧‧RF來源
214‧‧‧變壓耦合電容調諧(TCCT)電路
215‧‧‧電容器
216‧‧‧TCP線圈
224‧‧‧介電窗
228‧‧‧處理腔室
232‧‧‧底座
234‧‧‧基板
240‧‧‧電漿
250‧‧‧偏壓RF來源
252‧‧‧偏壓匹配電路
254‧‧‧控制器
256‧‧‧氣體輸送系統
257‧‧‧處理氣體來源
258‧‧‧計量系統
259‧‧‧歧管
264‧‧‧加熱器
265‧‧‧排氣系統
266‧‧‧閥
267‧‧‧泵浦
300‧‧‧基板處理腔室
302‧‧‧下腔室區域
304‧‧‧上腔室區域
308‧‧‧腔室側壁表面
310‧‧‧腔室底部表面
314‧‧‧氣體分配裝置
318‧‧‧內表面
321‧‧‧第一支撐件
322‧‧‧底座
323‧‧‧氣體流動通道
325‧‧‧第二支撐件
326‧‧‧基板
327‧‧‧氣體流動通道
328‧‧‧板
329‧‧‧氣體通孔
331‧‧‧氣體通孔
340‧‧‧感應線圈
342‧‧‧氣體注入器
350‧‧‧氣體輸送系統
370‧‧‧電漿產生器
372‧‧‧RF產生器
374‧‧‧匹配網路
376‧‧‧控制器
378‧‧‧閥
380‧‧‧泵浦
384‧‧‧RF偏壓產生器
386‧‧‧RF產生器
388‧‧‧匹配網路
從詳細描述及附圖將更全面地理解本揭露內容，其中：
根據先前技術，圖1為底座及邊緣環之側視橫剖面圖；
根據先前技術，圖2為邊緣環被電漿侵蝕之後的底座及邊緣環之側視橫剖面圖；
根據本揭露內容，圖3為底座及邊緣環之範例的側視橫剖面圖，該底座及邊緣環包含具有高純度sp3鍵的CVD鑽石塗層；及
根據本揭露內容，圖4-6為各種基板處理系統之功能方塊圖，該等基板處理系統包含一處理腔室、及位於該處理腔室中且具有一鑽石塗層的至少一元件，該鑽石塗層具有高純度之sp3鍵。
在圖式中，元件符號可被再次使用以辨別相似及/或相同的元件。
20‧‧‧底座
33‧‧‧基板
42‧‧‧電漿
44‧‧‧位置
80‧‧‧邊緣環
82‧‧‧第一環形部分
84‧‧‧第二環形部分
86‧‧‧第三環形部分
90‧‧‧鑽石塗層

Claims (20)

  1. 一種電漿處理系統用的底座，包含： 一基板支撐表面； 一環形邊緣環，圍繞該基板支撐表面之週邊而佈置；及 一鑽石塗層，佈置在該環形邊緣環的一電漿暴露表面上， 其中該鑽石塗層包含sp3鍵，且 其中該鑽石塗層中的sp3鍵之純度大於90％。
  2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統用的底座，其中該鑽石塗層中的sp3鍵之純度大於95％。
  3. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統用的底座，其中該鑽石塗層中的sp3鍵之純度大於99％。
  4. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統用的底座，其中該鑽石塗層係藉由使用化學氣相沉積(CVD)而沉積在該環形邊緣環上。
  5. 一種電漿處理系統，包含： 一處理腔室，其中如申請專利範圍第1項之底座係設置在該處理腔室中；及 一電漿來源，用以於該處理腔室中產生電漿。
  6. 如申請專利範圍第5項之電漿處理系統，其中該電漿來源包含一電容耦合電漿(CCP)來源。
  7. 如申請專利範圍第5項之電漿處理系統，其中該電漿來源包含一感應耦合電漿(ICP)來源。
  8. 一種電漿處理系統，包含： 一處理腔室，其中如申請專利範圍第1項之底座係設置在該處理腔室中；及 一遠距電漿來源，用以供應電漿至該處理腔室。
  9. 一種電漿處理系統，包含： 一處理腔室； 一電漿來源，用以供應電漿至該處理腔室或於該處理腔室中產生電漿；及 包含一鑽石塗層的至少一元件，佈置在該處理腔室中， 其中該鑽石塗層包含sp3鍵，且 其中該鑽石塗層中的sp3鍵之純度大於90％。
  10. 如申請專利範圍第9項之電漿處理系統，其中該鑽石塗層中的sp3鍵之純度大於95％。
  11. 如申請專利範圍第9項之電漿處理系統，其中該鑽石塗層中的sp3鍵之純度大於99％。
  12. 如申請專利範圍第9項之電漿處理系統，其中該鑽石塗層係藉由使用化學氣相沉積(CVD)而沉積在該至少一元件上。
  13. 如申請專利範圍第9項之電漿處理系統，其中該至少一元件係選自於由以下元件所組成之群組，該等元件為： 一邊緣環； 一腔室壁； 一氣體分配裝置； 一氣體注入器 進入該處理腔室的一窗；及 一底座之上表面。
  14. 一種電漿處理系統用的邊緣環，包含： 一環形環；及 一鑽石塗層，佈置在於使用期間暴露於電漿的該環形環的一表面上， 其中該鑽石塗層包含sp3鍵，且 其中該鑽石塗層中的sp3鍵之純度大於90％。
  15. 如申請專利範圍第14項之電漿處理系統用的邊緣環，其中該鑽石塗層中的sp3鍵之純度大於95％。
  16. 如申請專利範圍第14項之電漿處理系統用的邊緣環，其中該鑽石塗層中的sp3鍵之純度大於99％。
  17. 如申請專利範圍第14項之電漿處理系統用的邊緣環，其中該鑽石塗層係藉由使用化學氣相沉積(CVD)而沉積在該環形環上。
  18. 如申請專利範圍第14項之電漿處理系統用的邊緣環，其中該環形環係由一材料所製成，該材料係選自於矽(Si)、矽碳化物(SiC)、及二氧化矽(SiO2 )所組成之群組。
  19. 如申請專利範圍第14項之電漿處理系統用的邊緣環，其中該鑽石塗層具有1 μm至1 mm的厚度。
  20. 如申請專利範圍第14項之電漿處理系統用的邊緣環，其中該鑽石塗層具有100 μm至1 mm的厚度。
TW106106790A 2016-03-03 2017-03-02 包含具有高純度sp3 鍵之化學氣相沉積鑽石塗層的電漿處理系統用之邊緣環等元件 TWI737686B (zh)

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