TW202209398A - 具有噴頭的預清潔腔室上屏蔽件 - Google Patents
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Abstract
此處提供在處理腔室中使用的處理套件。在某些實施例中,一種在處理腔室中使用的處理套件,包括:頂板,具有中心凹槽佈置於頂板的上部表面中;通道,從頂板的外部部分延伸至中心凹槽;複數個孔洞,通過頂板佈置,從中心凹槽的底部表面至頂板的下部表面;覆蓋板,配置成耦合至頂板,且沿著中心凹槽的周圍形成密封,使得覆蓋的凹槽在頂板之中界定氣室;及管狀主體,從頂板的下部表面向下延伸,且環繞複數個孔洞,管狀主體進一步配置成環繞基板支撐件。
Description
本揭露案的實施例大致關於基板處理設備,且更具體而言,關於在基板處理設備中使用的處理套件。
處理腔室配置成實行預清潔處理為已知的。舉例而言,此等腔室配置成在基板上用於沉積一或更多屏蔽層(例如鈦(Ti)、銅(Cu)等等)的物理沉積處理(PVD)之前於基板的金屬接觸墊上移除天然氧化物且移除其他材料。預清潔處理通常使用離子轟擊(藉由RF電漿誘發)以移除金屬接觸墊上的天然氧化物及其他材料。舉例而言,預清潔處理可從基板蝕刻天然氧化物及材料。預清潔處理配置成降低在基板上金屬接觸之間的接觸電阻,以增強在基板上積體電路的效能及功率消耗,且提升黏著度。
為了實行電漿清潔處理,包含積體電路的基板放置於電漿腔室中,且幫浦從腔室移除大部分空氣。電磁能量(例如,射頻)施加至注入的氣體,例如氬氣,以將注入的氣體激發成電漿狀態。電漿釋放轟擊基板的表面的離子,以從基板移除污染物及/或材料。污染物及/或基板材料的原子或分子從基板蝕刻,且大部分吸取離開腔室。然而,某些污染物及/或蝕刻的材料可沉積在腔室的表面上。處理套件通常用以降低或避免污染物及/或蝕刻的材料沉積至腔室的表面上。然而,處理套件可干擾將處理氣體的均勻流動提供至電漿腔室中。
因此,發明人已提供強化的處理套件的實施例。
此處提供在處理腔室中使用的處理套件的實施例。在某些實施例中,一種在處理腔室中使用的處理套件,包括:頂板,具有中心凹槽佈置於頂板的上部表面中;通道,從頂板的外部部分延伸至中心凹槽;複數個孔洞,通過頂板佈置,從中心凹槽的底部表面至頂板的下部表面;覆蓋板,配置成耦合至頂板,且沿著中心凹槽的周圍形成密封,使得覆蓋的凹槽在頂板之中界定氣室;及管狀主體,從頂板的下部表面向下延伸,且環繞複數個孔洞,管狀主體進一步配置成環繞基板支撐件,其中氣體流動路徑從通道延伸至氣室,通過複數個孔洞,且至管狀主體之中的空間中。
在某些實施例中,一種在處理腔室中使用的處理套件,包括:頂板,具有中心凹槽佈置於頂板的上部表面中;通道,從頂板的外部部分延伸至中心凹槽;複數個孔洞,通過頂板佈置,從中心凹槽的底部表面至頂板的下部表面,其中複數個孔洞沿著複數個同心圓圈安排;及管狀主體,從頂板的下部表面向下延伸,且環繞複數個孔洞,管狀主體進一步配置成環繞基板支撐件,且其中管狀主體的側壁不包括任何通孔洞,且其中氣體流動路徑從通道延伸至中心凹槽,通過複數個孔洞,且至管狀主體之中的空間中。
在某些實施例中,一種在處理腔室中使用的處理套件,包括管狀主體,配置成環繞基板支撐件;及頂板,耦合至管狀主體的上部端,其中頂板包括埋頭孔及佈置於埋頭孔中且延伸通過頂板的中心開口,其中頂板包括上部部分及下部部分,且其中上部部分從下部部分徑向向外延伸,且下部部分的外部表面與管狀主體的外部表面共平面。
在某些實施例中,一種處理腔室,包括:腔室主體,界定內部空間且具有幫浦通口;配接器,佈置於腔室主體的側壁上;基板支撐件,佈置於內部空間中;上部護套,具有:氣室,在該上部護套中中;通道,從上部護套的外部部分延伸至氣室;複數個孔洞,佈置成通過上部護套從氣室至上部護套的下部表面;及管狀主體,從下部表面向下延伸,其中管狀主體佈置於基板支撐件四周;及幫浦,耦合至幫浦通口,且配置成從內部空間藉由間隙移除粒子,間隙介於管狀主體及基板支撐件之間。
以下說明本揭露案的其他及進一步實施例。
此處提供在處理腔室中使用的處理套件的實施例。處理腔室可配置成對基板實行任何適合的處理。在某些實施例中,處理腔室配置成實行蝕刻處理、沉積處理或預清潔處理。處理腔室包括基板支撐件,以支撐基板。幫浦可耦合至處理腔室,以從處理腔室的內部空間移除粒子。處理套件佈置於基板支撐件四周,且包括上部護套,而有利地配置成遮護腔室部件避免非所欲的材料,且配置成充當噴淋頭以提供一或更多處理氣體至上部護套及基板支撐件之間的處理空間。處理套件亦配置成提供高導通的流動通過處理套件。
第1圖根據本揭露案的至少某些實施例,描繪具有處理套件的處理腔室(例如,電漿處理腔室)的概要側視圖。在某些實施例中,電漿處理腔室為預清潔處理腔室。然而,亦可使用配置用於其他處理的其他類型的處理腔室,或修改與此處所述的處理套件的實施例一起使用。
腔室100為真空腔室,而適合適以在基板處理期間於內部空間120之中維持次大氣壓力。在某些實施例中,腔室100可維持約1.0 mTorr至約25.0 mTorr的壓力。腔室100包括藉由蓋104覆蓋的腔室主體106,而包覆定位於內部空間120的上半部中的處理空間119。在某些實施例中,配接器180放置於腔室主體106的側壁上,於腔室主體106及蓋104之間。腔室主體106及配接器180可以金屬製成,例如鋁。腔室主體106可透過耦合至接地115而接地。
基板支撐件124佈置於內部空間120之中,以支撐且保留基板122,例如半導體晶圓,或舉例而言其他此基板可靜電保留。基板支撐件124可大致包含基座136及用於支撐基座136的中空支撐桿112。基座136包括靜電夾盤150,具有一或更多夾持電極嵌入其中。在某些實施例中,靜電夾盤150包含介電板。中空支撐桿112提供導管,以提供例如背側氣體、處理氣體、流體、冷卻劑、電源或類似者至靜電夾盤150。在某些實施例中,基板支撐件124包括佈置於靜電夾盤150四周的邊緣環187,以增強基板122的邊緣處的處理均勻性。在某些實施例中,邊緣環187以氧化鋁(Al2
O3
)製成。狹縫閥134可耦合至腔室主體106,以促進基板122傳送進出內部空間120。
在某些實施例中,中空支撐桿112耦合至舉升機制113,例如致動器或馬達,而提供靜電夾盤150在上部處理位置及下部傳送位置之間的垂直運動。風箱組件110佈置於中空支撐桿112四周,且耦合於靜電夾盤150及腔室100的底部表面126之間,以提供彈性密封而允許靜電夾盤150的垂直動作同時降低或避免從腔室100之中漏失真空。風箱組件110亦包括與O形環165接觸的下部風箱凸緣164或其他適合的密封元件,而接觸底部表面126以幫助避免腔室真空的漏失。
基板舉升130可包括固定在平台108上連接至桿111的舉升銷109,而耦合至第二舉升機制132用於抬升及降低基板舉升130,使得基板122可放置在記電夾盤150上或從靜電夾盤150移除。靜電夾盤150可包括穿孔洞,以容納舉升銷109。風箱組件131耦合於基板舉升130及底部表面126之間,以提供彈性密封,而在基板舉升130的垂直動作期間維持腔室真空。
中空支撐桿112提供導管,用於將背側氣體供應器141、夾持電源供應器140及RF電源供應器190耦合至靜電夾盤150。在某些實施例中,夾持電源供應器140透過導管154提供DC功率至靜電夾盤150,以保留基板122。在某些實施例中,藉由RF電源供應器190供應的RF能量可具有約10 MHz或更大的頻率。在某些實施例中,RF電源供應器190可具有約13.56 MHz的頻率。
在某些實施例中,背側氣體供應器141佈置於腔室主體106的外側,且供應氣體至靜電夾盤150。在某些實施例中,靜電夾盤150包括氣體通道138,從靜電夾盤150的下部表面延伸至靜電夾盤150的上部表面152。氣體通道138配置成提供例如氮氣(N)、氬氣(Ar)或氦氣(He)的背側氣體至靜電夾盤150的上部表面152,以充當熱傳送媒介。氣體通道138透過氣體導管142與背側氣體供應器141流體連通,以在使用期間控制基板122的溫度及/或溫度輪廓。舉例而言,背側氣體供應器141可供應氣體以在使用期間冷卻基板122。
腔室100包括處理套件,限制各種腔室部件,以避免此等部件及蝕刻的材料及其他污染物之間非所欲的反應。處理套件包括上部護套117。上部護套117可以金屬製成,例如鋁。在某些實施例中,上部護套117放置於配接器180或腔室主體106的側壁上。腔室100亦耦合至且與處理氣體供應器118流體連通,處理氣體供應器118可供應一或更多處理氣體至腔室100用於處理佈置於其中的基板。上部護套117包括氣體流動路徑,以引導從處理氣體供應器118至處理空間119的流動。在某些實施例中,氣體流動路徑從處理氣體供應器118通過配接器180延伸至上部護套117。在某些實施例中,氣體流動路徑從處理氣體供應器118延伸至上部護套117而不通過配接器180。在某些實施例中,處理氣體供應器118提供氬(Ar)氣體。
上部護套117在其中包括氣室162,及從上部護套117的外部部分延伸至氣室163的通道166。上部護套117包括複數個孔洞169,從氣室162至上部護套117的下部表面170。在某些實施例中,上部護套117包括管狀主體,從下部表面170向下延伸且佈置於基板支撐件124四周。
在某些實施例中,處理套件包括下部護套105,限制基板支撐件124。在某些實施例中,下部護套105耦合至基座136的接地的部分。在某些實施例中,下部護套105以金屬製成,例如鋁。在某些實施例中,下部護套105包含環繞基板支撐件124的環狀環182,及從環狀環182向上延伸的環狀唇部184。在某些實施例中,環狀唇部184從環狀環182實質上垂直地延伸。在某些實施例中,一或更多條帶(未顯示)佈置於上部護套117及下部護套105之間,以有利地將上部護套117接地至接地的下部護套105。
環狀環182包括延伸通過環狀環246的複數個環插槽186。在某些實施例中,複數個環插槽186沿著環狀環182以規則間隔佈置。在某些實施例中,複數個環插槽186包括複數個第一環插槽及從複數個第一環插槽徑向向外佈置的複數個第二環插槽。在某些實施例中,環狀唇部184包括延伸通過環狀唇部184的複數個唇部插槽188。在某些實施例中,複數個唇部插槽188沿著環狀唇部184以規則間隔佈置。在某些實施例中,複數個唇部插槽188包括複數排,其中複數個唇部插槽188沿著複數排之各排安排。舉例而言,複數個唇部插槽188可包括靠近環狀環182的下排、靠近環狀唇部184的上部表面的上排及佈置於上排及下排之間的中心排。
複數個環插槽186及複數個唇部插槽188有利地經尺寸設計以提供增加的導通,同時最小化藉由插槽的電漿洩漏。如此,複數個環插槽186基於內部空間120中的壓力、內部空間120中的溫度及提供至腔室100的RF功率的頻率(例如,透過RF電源供應器190)而尺寸設計。幫浦通口128配置成促進從內部空間120藉由下部護套105的複數個環插槽186及複數個唇部插槽188移除粒子。
腔室100耦合至且與真空系統114流體連通,真空系統114包括節流閥(未顯示)及用以排空腔室100的幫浦(未顯示)。在某些實施例中,真空系統114耦合至佈置於腔室主體106的底部表面126上的幫浦通口128。幫浦通口128促進從內部空間120藉由介於上部護套117及基板支撐件124之間的間隙移除粒子。腔室100內部的壓力可藉由調整節流閥及/或真空幫浦而調節。在某些實施例中,幫浦具有約每秒1900公升至約每秒3000公升的流率。
在操作中,舉例而言,可在內部空間120中建立電漿102,以實行一或更多處理。可藉由從電漿功率源(例如,RF電源供應器190)透過靜電夾盤150耦合功率至處理氣體來建立電漿102,以點燃處理氣體且建立電漿102。RF電源供應器190亦配置成從電漿吸引離子朝向基板122。上部護套117配置成在使用期間限定電漿102。
第2A圖根據本揭露案的至少某些實施例,描繪上部護套117的等距剖面視圖。上部護套117大致包括頂板210及從頂板210的下部表面204向下延伸的管狀主體220。在某些實施例中,上部護套117包括在頂板210及管狀主體220之間的界面處的半徑。管狀主體220具有內部表面212,而配置成環繞基板支撐件124。管狀主體220的內部表面212及頂板210的下部表面204至少部分界定處理空間119。在某些實施例中,管狀主體220的側壁不包括任何通孔洞。在某些實施例中,頂板210為圓形的形狀。在某些實施例中,頂板210具有的外部直徑大於管狀主體220的外部直徑。在某些實施例中,管狀主體220從頂板210直向下延伸。在某些實施例中,管狀主體220的外部直徑小於環狀唇部184的內部直徑,使得環狀唇部184佈置於管狀主體220四周。在某些實施例中,管狀主體220的內部直徑為約15.0英吋至約19.0英吋。在某些實施例中,頂板210的外部直徑為約22.0英吋至約25.0英吋。
在某些實施例中,頂板210包括佈置於頂板210的上部表面208中的中心凹槽206。在某些實施例中,頂板210包括從頂板210的外部部分214延伸至中心凹槽206的通道166。在某些實施例中,通道166從頂板210的外部側壁216延伸。在某些實施例中,通道166從外部側壁216水平延伸至中心凹槽206。在某些實施例中,氣體流動路徑從處理氣體供應器118延伸至通道166,在外部側壁216處至中心凹槽206。在某些實施例中,第二通道238從頂板210的下部表面204延伸至通道166,且通道116在頂板210的外部側壁216處堵塞。第二通道238流體耦合至配接器180中的通道,配置成從處理氣體供應器118流動處理氣體通過配接器180且至第二通道238中。
頂板210包括複數個孔洞168,從中心凹槽206的底部表面222延伸至頂板的下部表面204。管狀主體220環繞複數個孔洞168,以隨著氣體流動通過複數個孔洞168限定來自處理氣體供應器118的處理氣體,且至管狀主體220之中的空間中。在某些實施例中,頂板210的上部表面208包括從中心凹槽206徑向向外佈置的第一環狀凹槽224,以容納O形環310。在某些實施例中,上部表面208包括從中心凹槽206徑向向外的第二環狀凹槽234,以容納RF墊片320。在某些實施例中,第二環狀凹槽234從第一環狀凹槽224徑向向外佈置。
在某些實施例中,頂板210包括複數個固定孔洞228,配置成將頂板210固定至配接器180或腔室主體106。在某些實施例中,複數個固定孔洞228從第一環狀凹槽224徑向向外佈置。在某些實施例中,頂板210包括複數個蓋固定孔洞230,配置成將頂板210固定至蓋104。在某些實施例中,複數個蓋固定孔洞230從複數個固定孔洞228徑向向內佈置。在某些實施例中,頂板210包括複數個覆蓋板孔洞232,配置成將覆蓋板302(見第3圖)固定至頂板210。
第2B圖根據本揭露案的至少某些實施例,描繪第2A圖的上部護套117的放大的視圖250。在某些實施例中,複數個孔洞168沿著複數個同心圓圈安排。在某些實施例中,複數個孔洞168沿著三個同心圓圈安排。在某些實施例中,徑向最內同心圓圈255具有約3.0英吋至約5.0英吋的直徑。在某些實施例中,徑向最外同心圓圈260具有約10.0英吋至約13.0英吋的直徑。在某些實施例中,複數個孔洞168之每一者具有類似的直徑。在某些實施例中,複數個孔洞168具有約.01英吋至約0.1英吋的直徑。在某些實施例中,複數個孔洞包括約200個至約350個孔洞。
第3圖根據本揭露案的至少某些實施例,描繪處理套件的等距視圖。在某些實施例中,覆蓋板302耦合至頂板210以沿著中心凹槽206的周圍形成密封,使得覆蓋的凹槽在頂板210之中形成氣室162。在某些實施例中,O形環310佈置於第一環狀凹槽224中,以沿著中心凹槽206的周圍形成密封。在某些實施例中,RF墊片320佈置於第二環狀凹槽234中,以維持頂板210及覆蓋板302之間的電氣連接。覆蓋板302可以金屬製成,例如鋁。覆蓋板302可為圓形盤。在某些實施例中,覆蓋板302包括與頂板210的複數個覆蓋板孔洞232對齊的複數個固定孔洞308,以促進將覆蓋板302耦合至頂板210。在某些實施例中,頂板210的外部側壁216包括插槽306,以促進將氣體線耦合至通道166。在某些實施例中,插槽306可容納插頭,用於在外部側壁216處密封通道166,且引導處理氣體從第二通道238流動至通道166中至氣室162。
儘管以上導向本揭露案的實施例,可衍生本揭露案的其他及進一步實施例而不會悖離其基本範疇。
100:腔室
102:電漿
104:蓋
106:主體
108:平台
110:組件
111:桿
112:桿
113:機制
114:真空系統
115:接地
116:通道
117:護套
118:供應器
120:空間
122:基板
124:支撐件
126:表面
128:通口
130:舉升
131:組件
132:機制
134:狹縫閥
136:基座
138:通道
140:供應器
141:供應器
142:導管
150:夾盤
152:表面
162:氣室
164:凸緣
165:O形環
166:通道
168:孔洞
180:配接器
182:環
184:唇部
186:插槽
188:插槽
190:電源供應器
204:表面
206:凹槽
208:表面
210:頂板
212:表面
214:部分
216:側壁
220:環狀主體
222:表面
224:凹槽
228:孔洞
230:孔洞
232:板孔洞
234:凹槽
238:通道
250:視圖
255:圓圈
302:板
306:插槽
308:孔洞
310:O形環
320:墊片
以上簡要概述且以下更詳細討論的本揭露案的實施例可藉由參考在隨附圖式中描繪的本揭露案的圖示實施例而理解。然而,隨附圖式僅圖示本揭露案的通常實施例,且因此不應考量為範疇之限制,因為本揭露案可認可其他均等效果的實施例。
第1圖根據本揭露案的至少某些實施例,描繪處理腔室的概要側視圖。
第2A圖根據本揭露案的至少某些實施例,描繪上部護套的頂部等距剖面視圖。
第2B圖根據本揭露案的至少某些實施例,描繪第2A圖的上部護套的放大視圖。
第3圖根據本揭露案的至少某些實施例,描繪處理套件的等距剖面視圖。
為了促進理解,已儘可能地使用相同的元件符號代表共通圖式中相同的元件。圖式並非按照比例繪製,且為了清楚可簡化。一個實施例的元件及特徵可有益地併入其他實施例中而無須進一步說明。
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106:主體
108:平台
110:組件
111:桿
112:桿
113:機制
114:真空系統
115:接地
116:通道
117:護套
118:供應器
120:空間
122:基板
124:支撐件
126:表面
128:通口
130:舉升
131:組件
132:機制
134:狹縫閥
136:基座
138:通道
140:供應器
141:供應器
142:導管
150:夾盤
152:表面
162:氣室
164:凸緣
165:O形環
166:通道
168:孔洞
180:配接器
182:環
184:唇部
186:插槽
188:插槽
190:電源供應器
Claims (20)
- 一種在一處理腔室中使用的處理套件,包含: 一頂板,具有一中心凹槽佈置於該頂板的一上部表面中; 一通道,從該頂板的一外部部分延伸至該中心凹槽; 複數個孔洞,通過該頂板佈置,從該中心凹槽的一底部表面至該頂板的一下部表面; 一覆蓋板,配置成耦合至該頂板,且沿著該中心凹槽的一周圍形成一密封,以在該頂板之中界定一氣室;及 一管狀主體,從該頂板的該下部表面向下延伸,且環繞該複數個孔洞,該管狀主體進一步配置成環繞一基板支撐件,其中一氣體流動路徑從該通道延伸至該氣室,通過該複數個孔洞,且至該管狀主體之中的一空間中。
- 如請求項1所述之處理套件,其中該頂板的該上部表面包括一第一環狀凹槽,以容納一O形環,該O形環配置成沿著該中心凹槽的該周圍形成該密封。
- 如請求項2所述之處理套件,其中該頂板包括複數個固定孔洞,從該第一環狀凹槽徑向向外,且配置成將該頂板固定至一配接器。
- 如請求項2所述之處理套件,其中該頂板的該上部表面包括一第二環狀凹槽,以在該頂板及該覆蓋板之間容納一RF墊片。
- 如請求項1所述之處理套件,其中該通道從該頂板的一外部側壁水平延伸至該氣室。
- 如請求項1所述之處理套件,其中該頂板的一外部直徑大於該管狀主體的一外部直徑。
- 如請求項1至6任一項所述之處理套件,其中該複數個孔洞具有約0.01英吋至約0.1英吋的一直徑。
- 如請求項1至6任一項所述之處理套件,其中該處理套件以鋁製成。
- 如請求項1至6任一項所述之處理套件,其中該複數個孔洞沿著複數個同心圓圈安排。
- 一種在一處理腔室中使用的處理套件,包含: 一頂板,具有一中心凹槽佈置於該頂板的一上部表面中; 一通道,從該頂板的一外部部分延伸至該中心凹槽; 複數個孔洞,通過該頂板佈置,從該中心凹槽的一底部表面至該頂板的一下部表面,其中該複數個孔洞沿著複數個同心圓圈安排; 一覆蓋板,耦合至該頂板,且配置成覆蓋該中心凹槽,以界定一氣室;及 一管狀主體,從該頂板的該下部表面向下延伸,且環繞該複數個孔洞,該管狀主體進一步配置成環繞一基板支撐件,且其中一氣體流動路徑從該通道延伸至該中心凹槽,通過該複數個孔洞,且至該管狀主體之中的一空間中。
- 如請求項10所述之處理套件,進一步包含: 一環狀環,配置成環繞該基板支撐件;及 一環狀唇部,從該環狀環的一上部表面延伸,其中該環狀環包括複數個環插槽,延伸通過該環狀環且沿著該環狀環以規則間隔佈置,且其中該環狀唇部包括複數個唇部插槽,延伸通過該環狀唇部沿著該環狀唇部以規則間隔佈置。
- 如請求項10所述之處理套件,其中該頂板的該上部表面包括從該氣室徑向向外的一環狀凹槽,以在該頂板及該覆蓋板之間容納一O形環。
- 如請求項10至12任一項所述之處理套件,其中該通道從該頂板的該下部表面延伸至該中心凹槽。
- 如請求項10至12任一項所述之處理套件,其中該複數個孔洞包括約200個至約350個孔洞。
- 如請求項10至12任一項所述之處理套件,其中該管狀主體不包括任何通孔洞。
- 一種處理腔室,包含: 一腔室主體,界定一內部空間且具有一幫浦通口; 一配接器,佈置於該腔室主體的側壁上; 一基板支撐件,佈置於該內部空間中; 一上部護套,具有:一氣室,在該上部護套中;一通道,從該上部護套的一外部部分延伸至該氣室;複數個孔洞,佈置成通過該上部護套從該氣室至該上部護套的一下部表面;及一管狀主體,從該下部表面向下延伸,其中該管狀主體佈置於該基板支撐件周圍;及 一幫浦,耦合至該幫浦通口,且配置成從該內部空間藉由一間隙移除粒子,該間隙介於該管狀主體及該基板支撐件之間。
- 如請求項16所述之處理腔室,進一步包含一下部護套,包含配置成環繞該基板支撐件的一環狀環,及從該環狀環的一上部表面延伸的一環狀唇部,其中該環狀環包括複數個環狀插槽,且其中該環狀唇部包括複數個唇部插槽。
- 如請求項16所述之處理腔室,其中該基板支撐件包含具有一靜電夾盤的一基座。
- 如請求項18所述之處理腔室,其中該靜電夾盤包括一氣體通道,通過該靜電夾盤延伸,且配置成流動一處理氣體至該靜電夾盤的一上部表面。
- 如請求項16至19任一項所述之處理腔室,其中該上部護套包括:一頂板,具有一中心凹槽佈置於該頂板的一上部表面中;及一覆蓋板,耦合至該頂板,且配置成覆蓋該中心凹槽以界定該氣室。
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