TW202237876A - 處理腔室 - Google Patents

Abstract

一種處理腔室，包含接地屏及覆蓋環。接地屏包含環形主體及自環形主體延伸的至少一個導銷。覆蓋環位於接地屏上，覆蓋環包含環形主體，環形主體包含至少一個凹部。至少一個導銷的至少一部分容納於至少一個凹部中，內柱狀環自環形主體延伸，外柱狀環自環形主體延伸且藉由環形主體之水平延伸之部分與內柱狀環徑向分隔。

Description

物理氣相沉積腔室的覆蓋環和接地屏

無

物理氣相沉積(physical vapor deposition；PVD)或濺射是用於製造電子元件的製程。PVD為在真空腔室中執行的電漿製程。在真空腔室中，將負偏壓靶材曝露於具有相對重的原子（例如氬(Ar)）之惰性氣體的電漿，或是曝露於包含此類惰性氣體的氣體混合物。惰性氣體離子轟擊靶材，造成靶材材料的原子射出。射出的原子以沉積膜的形式沉積在基板上，基板放置於腔室內的基板支撐支座上。

無

應理解以下揭示案提供用於實現本揭示案的不同特徵的許多不同的實施例或實例。為簡化本揭示案，下文描述部件及佈置的特定實施例或實例。當然，此等僅為實例，不意欲具有限制性。舉例而言，元件的尺寸不限於所揭示的範圍或值，但可取決於元件的製程條件及/或所要特性。此外，在下文的描述中，在第二特徵上方或其上形成第一特徵可包含第一及第二特徵直接相接觸而形成的實施例，亦可包含第一及第二特徵之間形成額外特徵而使得第一及第二特徵並非直接相接觸的實施例。為了簡單性及清晰性起見，可按不同比例任意地繪製各個特徵。

另外，為便於描述，本文可使用諸如「之下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」及類似者的空間相對性術語，以表述如圖中所示的一元件或特徵與另一或另一些元件或特徵的關係。除圖中所描繪的定向外，空間相對性術語意欲涵蓋使用中或運行中元件的不同定向。元件可按其他方式經定向（旋轉90度或其他定向），因此可同樣地解讀本文中使用的空間相對性描述詞。另外，術語「由……製成」可意謂「包含」或「由……組成」。

在用於諸如濺射的物理氣相沉積(physical vapor deposition；PVD)製程中的真空腔室中，靜電夾盤(electrostatic chuck；ESC)用於支撐且保持基板，通過轟擊靶材材料而射出的原子會在處理期間沉積於基板上。靜電夾盤包含具有一或多個電極的陶瓷定位盤(puck)。對電極施加夾持電壓(chucking voltage)，以將基板靜電固定於ESC上。

覆蓋環(cover ring)、沉積環(deposition ring)及接地屏(ground shield)設置於真空腔室中，界定真空腔室內基板的處理區域。接地屏與覆蓋環交錯以約束電漿。將電漿及射出的原子約束於處理區域，其限制了靶材材料在腔室中於其他組件上的沉積，且由於相對更高百分比的射出的原子沉積於基板上，亦促進了對靶材材料更高效的使用。

靜電夾盤(ESC)支撐製程環且藉由升降機構耦接至真空腔室的底部，升降機構用以在上部位置與下部位置之間移動靜電夾盤(ESC)及沉積環。在操作期間，亦升高及降低覆蓋環。當升高時，覆蓋環與接地屏垂直分開。當降低時，在接地屏的多個部分內容納覆蓋環的多個部分。覆蓋環及接地屏互相不接觸，且覆蓋環與接地屏之間維持徑向間距。重複升高及降低覆蓋環使覆蓋環發生位移，此改變覆蓋環與接地屏之間的間距。覆蓋環與接地屏之間間距的變化會偵測為系統錯誤。需打開真空腔室，且在繼續進一步處理之前需重新定位覆蓋環及接地屏。

本揭示案的實施例涉及覆蓋環及接地屏，即使在重複升高和降低覆蓋環之後，覆蓋環及接地屏之間仍維持為所要的間距。根據本揭示案的實施例，接地屏包含複數個導銷，每次覆蓋環下降至接地屏上時，形成於覆蓋環中的對應凹部（或孔）容納該複數個導銷。導銷由此維持接地屏與覆蓋環銷之間的所要間距。

第1圖圖示半導體處理腔室，其包含一體式接地屏160及交插覆蓋環170。接地屏160及交插覆蓋環170包含製程套組150，製程套件150亦包含支撐在基座組件120上的沉積環180。在一些實施例中，處理腔室100包含濺射腔室，其亦稱為物理氣相沉積或PVD腔室，能夠沉積金屬或陶瓷材料，例如鈦、氧化鋁、鋁、銅、鉭、氮化鉭、碳化鉭、鎢、氮化鎢、鑭、氧化鑭、氮化鈦、鎳及NiPt等。可以預期的是，其他處理腔室也可適用於本揭示的實施例中的效益。沉積環180具有環形形狀，且由諸如石英、氧化鋁、不鏽鋼、鈦或其他合適材料的陶瓷或金屬材料製成。覆蓋環170由可抵抗濺射電漿的腐蝕的材料（例如金屬材料或陶瓷材料）製成。

處理腔室100包含具有上配接器102及下配接器104的腔室主體101、腔室底106及包圍處理區域110或電漿區域的蓋組件108。將處理區域110界定為在處理期間於基板支撐件126上方的區域（例如在處理位置時靶材132與基板支撐件126之間）。藉由加工和焊接不鏽鋼板或藉由加工單一鋁塊製造腔室主體101。在一實施例中，下配接器104包含鋁，腔室底106包含不鏽鋼。腔室底106包含狹縫閥，其提供基板105從處理腔室100的進入和退出。處理腔室100的蓋組件108和與覆蓋環170交插的接地屏160配合，以約束在處理區域110中形成的電漿到基板上方的區域。

基座組件120由腔室100的腔室底106支撐。在處理期間，基座組件120支撐沉積環180與基板105。基座組件120藉由升降機構122耦接至腔室100的腔室底106。升降機構122用以在上部位置和下部位置之間垂直移動基座組件120，其中上部位置為靶材材料沉積於基板105期間的位置，下部位置為基板105轉移至基座組件120上的位置。此外，在下部位置中，經由基座組件120移動升降銷，使基板105與基座組件120間隔開，便於使用設置於處理腔室100外的晶圓傳輸機構（諸如單葉片機器人）更換基板。伸縮囊124通常設置於基座組件120與腔室底106之間，使腔室主體101的處理區域110與基座組件120內部及腔室外部隔離。

基座組件120包含基板支撐件126，其密封耦接至底板128。基板支撐件126由鋁或陶瓷製成。在一些實施例中，基板支撐件126為靜電夾盤、陶瓷體、加熱器或其組合。在一實施例中，基板支撐件126為靜電夾盤，其包含具有電極138嵌入其中的介電體。介電體由諸如熱分解的氮化硼、氮化鋁、氮化矽、氧化鋁或等效材料的導熱性強的介電材料製成。在一實施例中，藉由諸如鋁箔的金屬箔112將基板支撐件126附接至底板128，其中金屬箔112擴散接合底板128及基板支撐件126。

在一些實施例中，底板128包含具有熱特性的材料，此熱特性與上覆的基板支撐件126匹配。舉例而言，底板128包含陶瓷及金屬的複合材料，諸如碳化矽鋁，此複合材料相比於陶瓷提供更高的強度及耐久性，且改善了傳熱特性。複合材料具有與基板支撐件126的材料匹配的熱膨脹係數，以降低熱膨脹的不匹配。在一些實施例中，複合材料包含陶瓷，陶瓷具有滲入了金屬的孔，金屬至少部分地填充孔以形成複合材料。陶瓷包含（例如）碳化矽、氮化鋁、氧化鋁或堇青石(cordierite)中之至少一者。陶瓷包含的孔容積為總容積的約20 %至約80 %，剩餘容積為滲入的金屬。滲入的金屬包含具有附加矽的鋁，且亦含有銅。在一些實施例中，複合材料包含陶瓷及金屬的不同組成，例如具有分散陶瓷粒子的金屬，或底板128可僅由諸如不鏽鋼或鋁的金屬製成。冷卻板設置於底板128內，以熱調節基板支撐件126。

基板支撐件126包含鋁或陶瓷。基板支撐件126具有基板接收表面127，其在處理期間容納且支撐基板105。基板接收表面127具有與靶材132的濺射表面133基本上平行的平面。基板支撐件126亦具有周圍邊緣129，其在基板105的懸伸邊緣之前終止。基板支撐件126的周圍邊緣129具有約275 mm與約300 mm之間的直徑。如上文所討論，基板支撐件126高於習知的支撐件，具有大於約0.25英寸（約0.64公分）的高度，例如約0.30英寸與約0.75英寸之間（約0.75公分至約1.91公分）。如下文所進一步描述，基板支撐件126的相對高的高度有益地使基板與沉積環180的水平表面垂直間隔來。

蓋組件108包含靶材背板130、靶材132及磁控管134。如第1圖中所示，當處於封閉位置時，靶材背板130由上配接器102支撐。陶瓷環封136設置於靶材背板130與上配接器102之間，以最小化其間的真空滲漏。磁控管134耦接至處理腔室100外部上的靶材背板130。

靶材132耦接至靶材背板130且曝露於處理腔室100的處理區域110。在PVD製程期間，靶材132提供沉積於基板上的材料。隔離環198設置於靶材132、靶材背板130與腔室主體101之間，以將靶材132與靶材背板130和腔室主體的上配接器102電性隔離。

藉由電源140使靶材132相對於接地（例如腔室主體101）具有射頻(radio frequency；RF)及/或直流(direct current；DC)功率的偏壓。自氣體源142經由導管144將諸如氬氣的氣體提供至處理腔室100的內部容積。氣體源142可包含諸如氬氣或氙氣的非反應性氣體，其能夠帶能量衝擊靶材132和濺射材料。氣體源142亦包含反應氣體，諸如含氧氣體、含氮氣體、含甲烷氣體中之一或多者，其與濺射材料反應以在基板上形成層。經由排氣口146將廢棄的製程氣體及副產物自腔室100中排出，排氣口146容納廢棄的製程氣體，並將廢棄的製程氣體導向具有節流閥的排氣管148，以控制腔室100中的氣體壓力。排氣管148連接至一或多個排氣泵149。通常，將腔室100中的濺射氣體的壓力設定為低於大氣壓力的位準，諸如真空環境，例如0.6 mTorr至400 mTorr的氣體壓力。從在基板105與靶材132之間的氣體形成電漿。電漿中的離子向靶材132加速，使材料自靶材132中逸出。逸出的靶材材料沉積於基板105上。

腔室100由系統控制器190控制，系統控制器設計為促進腔室100的控制及自動化，包含中央處理單元(central processing unit；CPU)、記憶體及支持電路（或I/O）。系統控制器190讀取儲存於記憶體中的程式（或電腦指令），此程式用於決定基板上可執行的任務。程式是系統控制器190可讀取的軟體，系統控制器190包含執行與監控、執行及控制移動相關的任務及處理腔室100中所執行的各個製程配方任務及配方步驟的代碼。舉例而言，系統控制器190包含程式碼，其包含：基板定位指令集，其使基座組件120操作；氣體流動控制指令集，其使氣體流動控制閥操作，設定濺射氣體向腔室100的流動；氣體壓力控制指令集，其使節流閥或閘閥操作，維持腔室100中的壓力；溫度控制指令集，其控制基座組件120中的溫度控制系統，設定基板105的溫度；及/或製程監控指令集，其監控腔室100中的製程。

接地屏160由腔室主體101支撐，環繞濺射靶材132面向基板支撐件126的濺射表面133。當基板支撐件126位於上（升高的）沉積位置時，接地屏160圍繞基板支撐件126的周圍邊緣129設置。接地屏160覆蓋腔室100的下配接器104，以減少源自濺射靶材132的濺射表面133的濺射沉積物沉積在接地屏160後面的組件及表面上。

當基板支撐件126位於第1圖中所圖示的下部裝載位置時，覆蓋環170靠在接地屏160上。當基板支撐件126升高至沉積位置時，覆蓋環170靠在基板支撐件126的外緣上，以保護基板支撐件126不受濺射沉積。

第2圖圖示基板支撐件126位於上（升高的）沉積位置，覆蓋環170靠在基板支撐件126上。覆蓋環170設置於接地屏160上，且覆蓋環170與接地屏160互相交插以形成彎曲的路徑或曲徑，其限制腔室100中產生的電漿的通路。當覆蓋環170靠在接地屏160上時，接地屏160與覆蓋環170之間存在間隙。簡要地參考第3A圖，間隙253使覆蓋環170與接地屏160互相徑向（X方向）分隔。重複升高及降低覆蓋環170造成覆蓋環170側向移動，且覆蓋環170與接地屏160之間的間隙253改變。間距的變化將視為故障（不良的狀況）。當此故障發生時，需停止腔室100中執行的操作，且需重調覆蓋環170。

第3A圖圖示根據本揭示案的實施例的覆蓋環170及包含導銷402的接地屏160的部分的橫截面圖。第3B圖示意性地圖示根據本揭示案的實施例的第3A圖中之覆蓋環170及導銷160之佈置的部分平面圖。應指出的是，出於說明的目的，未按比例而誇示了第3A圖及第3B圖（及以下第3C圖）。參考第3A圖及第3B圖，覆蓋環170包含環形主體245，其具有經由水平延伸的部分261之彼此連接的內柱狀環254及外柱狀環256。外柱狀環256設置於或鄰接覆蓋環170的徑向外端291，自外柱狀環256徑向向內設置內柱狀環254，內柱狀環254設置於覆蓋環170的徑向外端291與徑向內端293之間。內柱狀環254及外柱狀環256自水平延伸的部分261向下（負Y方向）延伸，且藉由間隙251彼此徑向分隔開。間隙251使內柱狀環254及外柱狀環256與接地屏160交插。接地屏160包含環形主體271，其具有經由水平延伸的部分257之彼此連接的內壁258及外壁260。內壁258及外壁260均自水平延伸的部分257向上（正Y方向）延伸，當覆蓋環170靠在（例如接觸）接地屏160上時，內壁258及外壁260位於外柱狀環256的兩側上。

空間264形成在接地屏160與覆蓋環170之間，空間264界定迴旋的彎曲路徑或曲徑，其限制電漿在其中的通路。路徑的形狀限制電漿物種進入此區域，減少濺射材料之不預期的沉積。當覆蓋環170靠在接地屏160上時，接地屏160的外壁260與覆蓋環170的外柱狀環256藉由間隙253彼此徑向分隔。在一些實施例中，間隙253為約2.2 mm至約2.5 mm。間隙253的變化會視為故障（不良的狀況）。

如所圖示，接地屏160包含2種類型的導銷402-1及402-2（統稱為導銷402），其自接地屏160的水平延伸的部分257向（正Y方向）覆蓋環170凸出。每一導銷402為桿形或柱形結構，具有光滑（鈍）的尖端或頂表面401（個別地為頂端401-1及401-2）。如所圖示，導銷402-1位於接地屏160的外壁260與導銷402-2之間。在一些實施例中，導銷402-1在水平延伸的部分257中的所要位置處耦接至接地屏160。導銷402-2位於接地屏160的內壁258的位置。在此情況下，自水平延伸的部分257移除（例如刮去）接地屏160的內壁258，導銷402-2耦接（例如使用諸如螺釘、螺栓等的固定件）至水平延伸的部分257上的其位置。在一些實施例中，導銷402-1具有約0.5 mm至約10 mm的高度及約0.5 mm至約3 mm的寬度（或直徑）。在一些實施例中，導銷402-2具有約16 mm至約21 mm的高度及約0.5 mm至約1.4 mm的寬度（或直徑）。

雖然所討論的導銷402具有光滑（鈍）的頂表面401，實施例在此方面不具限制性。在其他實施例中，頂表面401可為三角形的或其他任何形狀的，允許導銷相對容易地進入凹部403，且不阻礙導銷402進入凹部403。

當覆蓋環170靠在接地屏160上時，導銷402-1位於覆蓋環170的外柱狀環250下方，導銷402-2位於內柱狀環254與外柱狀環256之間或鄰接接地屏160的內徑向端281。在此佈置中，覆蓋環170中界定的對應孔或凹部403（個別地為凹部403-1及403-2）中容納每一導銷402。如所圖示，在覆蓋環170的主體（結構）中切入凹部403。覆蓋環170的外柱狀環256中形成的凹部403-1中容納導銷402-1。覆蓋環170的內柱狀環254與外柱狀環256之間水平延伸的部分261中形成的凹部403-2中容納導銷402-2。設計每一凹部403的尺寸及形狀（或以其他方式設置），使其容納對應導銷402的一部分，該對應導銷包含其頂表面401。在一些實施例中，當凹部403-1及403-2中容納導銷402-1及402-2時，間隙253為約2.2 mm至約2.5 mm，外柱狀環256與水平延伸的部分257分隔約0.5 mm至約10 mm的距離V1，水平延伸的部分261與水平延伸的部分257分隔約16 mm至約26 mm的距離V2。由此，僅導銷402接觸覆蓋環170。

在一些實施例中，凹部403-1及403-2的側壁為斜角的，使得凹部在開口處比在底部更寬。簡要地參考第3C圖，圖示了覆蓋環170，其包含凹部403-1及403-2，此等凹部具有相對於水平（X方向）的斜角（或錐形）側壁407。由此，每一凹部403的開口409比凹部403的底部411寬（X方向）。凹部403-1及403-2的此「喇叭型(flared)」設計使導銷402-1及402-2能相對容易地進入對應的凹部403-1及403-2。應指出的是，在靠近底部411處設計凹部403的尺寸及形狀（或以其他方式設置），使導銷402-1及402-2的移動在水平方向（X方向）上受到限制。在一些實施例中，限制移動確保間隙253維持於約2.2 mm至約2.5 mm，外柱狀環256與水平延伸的部分257分隔約0.5 mm至約10 mm的距離V1，水平延伸的部分261與水平延伸的部分257分隔約16 mm至約26 mm的距離V2。在一些實施例中，側壁相對於水平具有約0.5度至2度的斜角。應指出的是，出於圖示及解釋的目的，誇示第3C圖中側壁407的角度。

在操作期間，當覆蓋環170下降至接地屏160時，當基板支撐件126下降至下部裝載位置時，導銷402進入對應的凹部403。由於頂表面401為光滑（鈍）的，對應的凹部403中相對容易地容納導銷402。由此，即使由於重複的向上向下移動而導致覆蓋環170側向（X方向）移動，光滑的頂表面401使導銷402「滑」入對應的凹部403中，由此將覆蓋環170重新定位至正確的位置，並將間隙253維持為約2.2 mm至約2.5 mm。在一些實施例中，導銷402的頂表面401包含磁性陶瓷材料，其使得覆蓋環170在導銷402進入凹部403時「接合(snapping)」到位。在一些實施例中，將由磁性陶瓷材料製成的頂蓋固定於導銷402的頂表面401。磁性陶瓷材料亦最小化磨損，增加了導銷402的使用壽命。由此，導銷402提供了自定中心機構，其確保覆蓋環170位於正確的位置。

在一些實施例中，導銷402-1及402-2由與接地屏相同的材料製成。雖然接地屏160包含2個導銷402，但實施例在此方面不具限制性，可在不脫離本揭示案的範疇的情況下根據設計及應用的要求增加或減少導銷402的數量。將理解類似於導銷402-1及402-2的一或多個導銷亦位於接地屏160上與導銷402-1及402-2直徑上相對的位置，或位於接地屏160周圍的一或多個其他位置。覆蓋環170類似地在對應於導銷位置的位置處包含凹部。

在一些其他實施例中，接地屏包含單個導銷，每個導銷在接地屏直徑上相對的一端。在其他實施例中，接地屏包含複數個導銷，此等導銷佈置於接地屏周圍。以規則或隨機的間隔放置導銷。在一些實施例中，接地屏僅包含單個導銷。在每一此類實施例中，覆蓋環包含用於容納接地屏上導銷的對應數量的凹部。

雖然將兩個導銷402均描述為包含磁性陶瓷材料，但實施例在此方面不具限制性，至少一導銷包含磁性陶瓷材料。在其他實施例中，導銷402可包含能使導銷吸引至覆蓋環的材料使得覆蓋環170「接合」到位的任何材料。

在所揭示的實施例中，凹部403為盲孔。在其他實施例中，凹部為貫穿孔，導銷402穿過貫穿孔。

在一些實施例中，接地屏160包含沿接地屏160周向延伸的柱狀壁，而非導銷402。在一些態樣中，柱狀壁類似於導銷，出於簡要的目的省略對其的詳細解釋。第4圖圖示根據本揭示案的實施例的包含柱狀壁452-1及452-2的接地屏160的部分平面圖。雖然圖示了兩個柱狀壁452-1及452-2，但實施例不具限制性。其他實施例中可存在一個或兩個以上柱狀壁。覆蓋環170包含對應於柱狀壁的數量的凹部。設計凹部的尺寸及形狀（或以其他方式設置），使其以類似於導銷402容納於凹部403中的方式容納對應的柱狀壁452。

在一些實施例中，而非接地屏，覆蓋環包含導銷，且對應的凹部位於接地屏中。第5圖圖示根據本揭示案的實施例的包含導銷502-1及502-2的覆蓋環170及接地屏160的部分的橫截面圖。第5圖中的組件包含接地屏160及覆蓋環170，在一些方面類似於第3A圖中圖示的總成，其中相同的數字所指為相同的組件，此處對其不再詳細描述。在第5圖中，當覆蓋環170位於接地屏160上方時，包含導銷502-1及502-2的覆蓋環170形成於接地屏160中的對應的凹部503-1及503-2中，凹部503-1及503-2接收導銷502-1及502-2。

第6A圖為控制器（例如系統控制器190）的電腦系統的示意圖，此控制器用於執行與監控、執行及控制移動相關的任務及處理腔室100中所執行的各個製程配方任務及配方步驟。使用電腦硬體及其上執行的電腦程式可實現前述實施例。在第6A圖中，電腦系統600具有電腦601，電腦包含光碟唯讀記憶體（例如CD-ROM或DVD-ROM）驅動器605及磁碟驅動器605、鍵盤602、滑鼠603及顯示器604。

第6B圖為顯示電腦系統600的內部設置的圖。在第6B圖中，除了光碟驅動器605及磁碟驅動器606之外，電腦601具有：一或多個處理器611，諸如微處理單元(micro processing unit；MPU)；ROM 612，其中儲存有諸如啟動程式的程式；隨機存取記憶體(random access memory；RAM) 613，其連接至MPU 611，其中暫時儲存應用程式的命令且提供暫時儲存區域；硬碟614，其中儲存有應用程式、系統程式及資料；及匯流排615，其連接MPU 611、ROM 612及類似者。應指出的是，電腦601可包含用於提供對LAN的連接的網路卡（未展示）。

用於使電腦系統600執行前述實施例中討論的操作/任務的程式碼可儲存於光碟621或磁碟622中，光碟621或磁碟622可插入至光碟驅動器605或磁碟驅動器606中並傳輸至硬碟614。替代地，程式可經由網路（未展示）傳輸至電腦601且儲存於硬碟614。在執行之時，將程式裝載於RAM 613中。可自光碟621或磁碟622載入程式或直接自網路載入程式。

在程式中，程式實現的功能不包含在一些實施例中僅由硬體實現的功能。舉例而言，由上述程式實現的功能不包含僅由獲取資訊之獲取單元或輸出資訊之輸出單元中的硬體（諸如網路介面）實現的功能。另外，執行程式的電腦可為單個電腦或可為多個電腦。

本揭示案的實施例旨在確保覆蓋環正確地位於接地屏上，且使用最少的操作員介入改正覆蓋環位置的側向移動。由此，減少了故障且儘可能減少處理腔室的操作的中斷。

將理解本文未必討論了所有優點，所有實施例或實例未必都需要特定優點，其他實施例或實例可提供不同的優點。

根據第7圖中圖示的流程圖，本揭示案的實施例為基板處理方法700。應理解，在第7圖中討論的製程之前、期間或之後可提供額外的操作，在該方法的其他實施例中，可替換或排除下文討論的操作中之一些。可改變操作/製程的次序，可按不同的順序執行至少一些操作/製程。至少兩個或更多個操作/製程的執行可在時間上重疊，或可幾乎同時執行。

方法包含操作S710，其將氣體引入至處理腔室中。在一些實施例中，處理腔室包含：靶材，其具有第一表面及相對於第一表面的第二表面；射頻(radio frequency；RF)電源，其耦接至靶材；直流(direct current；DC)電源，其耦接至靶材；基板支撐件，其具有基板接收表面，基板接收表面固定用於處理的基板。在一些實施例中，處理腔室進一步包含：接地屏，其包含環形主體；及至少兩個導銷，其延伸自環形主體。在一些實施例中，處理腔室進一步包含位於接地屏上的覆蓋環。覆蓋環包含：環形主體，其包含對應於至少兩個導銷的至少兩個凹部；內柱狀環，其自環形主體向接地屏延伸；及外柱狀壁，其自環形主體向接地屏延伸且與內柱狀環徑向分隔。在一些實施例中，內柱狀環中界定至少兩個凹部中的第一凹部，內柱狀環與外柱狀環之間的環形主體中界定至少兩個凹部中的第二凹部。在一些實施例中，至少兩個導銷中的第一導銷位於接地屏的內徑向端或鄰接接地屏的內徑向端，且在內柱狀環與外柱狀環之間，至少兩個導銷中的第二導銷位於第一導銷與接地屏的外壁之間，且在外柱狀環下方。在一些實施例中，至少兩個導銷中的第一導銷具有約16 mm至約21 mm的高度及約0.5 mm至約1.4 mm的直徑，至少兩個導銷中的第二導銷具有約0.5 mm至約10 mm的高度及約0.5 mm至約3 mm的直徑。在一些實施例中，覆蓋環及接地屏彼此徑向分隔約2.2 mm至約2.5 mm。方法包含操作S720，其降低基板支撐件且由此將覆蓋環定位於接地屏上。當覆蓋環位於接地屏上時，至少兩個導銷容納於對應的至少兩個凹部中。方法進一步包含操作S730，其中將基板裝載於基板支撐件上。在操作S740中，基板支撐件經升高以接合覆蓋環，使覆蓋環自接地屏取出。因此，覆蓋環靠在基板支撐件上，保護基板支撐件免於濺射沉積。在操作S750中，在處理腔室中形成電漿。在操作S760中，藉由電漿中的離子與靶材碰撞來濺射靶材的材料。在操作S770中，沉積靶材材料於基板上。

根據本揭示案的一態樣，處理腔室包含：接地屏，其包含環形主體；及至少一個導銷，其延伸自環形主體。處理腔室亦包含位於接地屏上方的覆蓋環。覆蓋環包含具有至少一個凹部的環形主體。至少一個導銷的至少一部分容納於至少一個凹部中，內柱狀環自環形主體延伸，外柱狀環自環形主體延伸且藉由環形主體之水平延伸之部分與內柱狀環徑向分隔。在一實施例中，接地屏包含自環形主體延伸的至少兩個導銷，覆蓋環包含對應於至少兩個導銷的至少兩個凹部。至少兩個導銷中的第一導銷位於接地屏的內徑向端或鄰接接地屏的內徑向端，且在內柱狀環與外柱狀環之間。至少兩個導銷中的第二導銷位於第一導銷與接地屏的外壁之間，且在外柱狀環下方。外柱狀環中界定至少兩個凹部中的第一凹部，在內柱狀環與外柱狀環之間的環形主體中界定至少兩個凹部中的第二凹部，每一導銷的至少一部分容納於對應的凹部中。在一實施例中，第一導銷具有16 mm至21 mm的高度及0.5 mm至1.4 mm的直徑，第二導銷具有0.5 mm至10 mm的高度及0.5 mm至3 mm的直徑。在一實施例中，當對應的導銷容納於凹部中時，每一凹部的底部配置用以限制接地屏的水平移動。覆蓋環及接地屏彼此徑向分隔2.2 mm至2.5 mm。在一實施例中，至少一個導銷的頂表面至少部分為圓形的。在一實施例中，接地屏與外柱狀環的間距為0.5 mm至10 mm，接地屏與水平延伸的部分之間的間距為16 mm至26 mm。在一實施例中，處理腔室進一步包含沉積環，其中覆蓋環設置於沉積環的一部分上方。在一實施例中，至少一個導銷包含磁性陶瓷材料。

根據本揭示案的另一態樣，處理腔室包含：靶材，其具有接觸處理區域的第一表面以及與第一表面相對的第二表面；射頻(radio frequency；RF)電源，其耦接至靶材；直流(direct current；DC)電源，其耦接至靶材；磁控管，設置鄰接於靶材的第二表面；基板支撐件，其具有用於固定基板以進行處理的基板接收表面；接地屏，其包含環形主體；至少兩個導銷，其延伸自環形主體；及覆蓋環，其位於接地屏上。覆蓋環及接地屏彼此徑向分隔。覆蓋環包含環形主體，環形主體包含對應於至少兩個導銷的至少兩個凹部。每一凹部具有錐形側壁，用以容納對應的導銷的至少一部分。內柱狀環自環形主體向接地屏延伸。外柱狀環自環形主體向接地屏延伸且與內柱狀環徑向分隔。在外柱狀環中界定至少兩個凹部中的第一凹部，在內柱狀環與外柱狀環之間的環形主體中界定至少兩個凹部中的第二凹部。在一實施例中，處理腔室進一步包含設置於基板支撐件的一部分上方的沉積環，其中覆蓋環設置於沉積環的一部分上，沉積環及覆蓋環設置於基板接收表面下方，基板接收表面設置於靶材下方。在一實施例中，至少兩個導銷中的第一導銷位於接地屏的內徑向端或鄰接接地屏的內徑向端，且在內柱狀環與外柱狀環之間，至少兩個導銷中的第二導銷位於第一導銷與接地屏的外壁之間，且在外柱狀環下方。在一實施例中，每一導銷具有圓形的頂表面。至少兩個導銷中的第一導銷具有16 mm至21 mm的高度及0.5 mm至1.4 mm的直徑，至少兩個導銷中的第二導銷具有0.5 mm至10 mm的高度及0.5 mm至3 mm的直徑。在一實施例中，當對應的導銷容納在凹部中時，每一凹部的底部配置用以限制接地屏的水平移動。覆蓋環及接地屏彼此徑向分隔2.2 mm至2.5 mm。在一實施例中，至少一導銷的頂表面包含磁性陶瓷材料。在一實施例中，外柱狀環藉由環形主體的水平延伸的部分與內柱狀環徑向分隔。接地屏與外柱狀環之間的間距為約5 mm，接地屏與水平延伸的部分之間的間距為約20 mm。

根據本揭示案的一態樣，基板處理方法包含將氣體引入至處理腔室中。處理腔室包含：靶材，其具有第一表面以及與第一表面相對的第二表面；射頻(RF)電源，其耦接至靶材；直流(DC)電源，其耦接至靶材；基板支撐件，其具有用於固定基板以進行處理的基板接收表面；接地屏，其包含環形主體；至少兩個導銷，其延伸自環形主體；及覆蓋環，其位於接地屏上。覆蓋環包含：環形主體，其包含對應於至少兩個導銷的至少兩個凹部；內柱狀環，其自環形主體向接地屏延伸；及外柱狀壁，其自環形主體向接地屏延伸且與內柱狀環徑向分隔。方法進一步包含藉由降低基板支撐件且由此將至少兩個導銷容納於對應的至少兩個凹部中而將覆蓋環定位於接地屏上。將基板裝載於基板支撐件上。升高基板支撐件且接合覆蓋環，使覆蓋環自接地屏取出。覆蓋環靠在基板支撐件上，保護基板支撐件免於濺射沉積。方法亦包含在處理腔室中形成電漿，藉由使電漿中的離子與靶材碰撞濺射靶材材料，且將靶材材料沉積於基板上。在一實施例中，將覆蓋環定位於接地屏上進一步包含將第一導銷容納於內柱狀環中界定的第一凹部中，將第二導銷容納於在內柱狀環與外柱狀環之間的環形主體中界定的第二凹部中。在一實施例中，至少兩個導銷中的第一導銷位於接地屏的內徑向端或鄰接接地屏的內徑向端，且在內柱狀環與外柱狀環之間，至少兩個導銷中的第二導銷位於第一導銷與接地屏的外壁之間，且在外柱狀環下方。在一實施例中，至少兩個導銷中的第一導銷具有16 mm至21 mm的高度及0.5 mm至1.4 mm的直徑，至少兩個導銷中的第二導銷具有0.5 mm至10 mm的高度及0.5 mm至3 mm的直徑。在一實施例中，覆蓋環及接地屏彼此徑向分隔約2.2 mm至約2.5 mm。

上文概述若干實施例或實例的特徵，使得熟習此項技術者可較佳地理解本揭示案的態樣。熟習此項技術者應理解它們可容易地以本揭示案為基礎來設計或修改其他製程或結構，以達到相同的目的及/或獲得本文所介紹的實施例或實例的相同優點。熟習此項技術者亦應認識到此等等效構造不脫離本揭示案的精神及範疇，並且他們可在不脫離本揭示案之精神及範疇的情況下作出各種改變、替換及更改。

100:處理腔室 101:腔室主體 102:上配接器 104:下配接器 105:基板 106:腔室底 108:蓋組件 110:處理區域 112:金屬箔 120:基座組件 122:升降機構 124:伸縮囊 126:基板支撐件 127:基板接收表面 128:底板 129:周圍邊緣 130:靶材背板 132:靶材 133:濺射表面 134:磁控管 136:陶瓷環封 138:電極 140:電源 142:氣體源 144:導管 146:排氣口 148:排氣管 149:排氣泵 150:製程套件 160:接地屏 170:覆蓋環 180:沉積環 190:系統控制器 198:隔離環 245:環形主體 250:外柱狀環 251:間隙 253:間隙 254:內柱狀環 256:外柱狀環 257:水平延伸的部分 258:內壁 260:外壁 261:水平延伸的部分 264:空間 271:環形主體 281:內徑向端 291:徑向外端 293:徑向內端 401:頂表面 401-1:頂端 401-2:頂端 402:導銷 402-1:導銷 402-2:導銷 403:凹部 403-1:凹部 403-2:凹部 407:側壁 409:開口 411:底部 452-1:柱狀壁 452-2:柱狀壁 502-1:導銷 502-2:導銷 503-1:凹部 503-2:凹部 600:電腦系統 601:電腦 602:鍵盤 603:滑鼠 604:顯示器 605:光碟驅動器 606:磁碟驅動器 611:處理器 612:ROM 613:隨機存取記憶體(RAM) 614:硬碟 615:匯流排 621:光碟 622:磁碟 700:基板處理方法 S710:操作 S720:操作 S730:操作 S740:操作 S750:操作 S760:操作 S770:操作 V1:距離 V2:距離 X:方向 Y:方向 Z:方向

當結合附圖閲讀時，自以下詳細描述最佳地理解本揭示案。應強調的是，根據工業中的標準實務，各個特徵未按比例繪製且僅用於圖示的用途。事實上，出於討論清晰的目的，可任意增加或減少各個特徵的尺寸。 第1圖圖示半導體處理腔室，其包含接地屏及覆蓋環。 第2圖圖示第1圖中的覆蓋環，當第1圖中的基板支撐件在升高的位置時，覆蓋環接觸基板支撐件。 第3A圖圖示根據本揭示案的實施例的佈置的部分橫截面圖，佈置包含覆蓋環，覆蓋環位於包含導銷的接地屏上方。 第3B圖圖示根據本揭示案的實施例的第3A圖中的佈置的部分平面圖。 第3C圖為根據本揭示案的實施例的第3A圖中的覆蓋環的部分立視圖，覆蓋環包含具有斜角（錐形）側壁的凹部。 第4圖圖示根據本揭示案的實施例的第3A圖中的接地屏的部分平面圖，接地屏包含柱狀壁。 第5圖圖示根據本揭示案的實施例的佈置的部分橫截面圖，佈置包含覆蓋環，覆蓋環包含位於接地屏上方的導銷。 第6A圖及第6B圖示出根據本揭示案的實施例的系統控制器。 第7圖圖示根據本揭示案的實施例的使用處理腔室處理基板的方法的流程圖，處理腔室包含覆蓋環及接地屏。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

126:基板支撐件

160:接地屏

170:覆蓋環

180:沉積環

245:環形主體

250:外柱狀環

251:間隙

253:間隙

254:內柱狀環

256:外柱狀環

257:水平延伸的部分

258:內壁

260:外壁

261:水平延伸的部分

264:空間

271:環形主體

281:內徑向端

291:徑向外端

293:徑向內端

401-1:頂端

401-2:頂端

402-1:導銷

402-2:導銷

403-1:凹部

403-2:凹部

V1:距離

V2:距離

X:方向

Y:方向

Claims (20)

1. 一種處理腔室，包含： 一接地屏，包含： 一環形主體，及 至少一個導銷，自該環形主體延伸；及 一覆蓋環，位於該接地屏上方，該覆蓋環包含： 一環形主體，該環形主體包含至少一個凹部，其中該至少一個導銷的至少一部分容納於該至少一個凹部中， 一內柱狀環，自該覆蓋環的該環形主體延伸，及 一外柱狀環，自該覆蓋環的該環形主體延伸，且藉由該覆蓋環的該環形主體的一水平延伸的部分而與該內柱狀環徑向分隔。
2. 如請求項1所述之處理腔室，其中： 該接地屏包含自該環形主體延伸的至少兩個導銷；及 該覆蓋環包含對應於該至少兩個導銷的至少兩個凹部，其中 該至少兩個導銷中的一第一導銷位於或鄰接該接地屏的一內徑向端，且在該內柱狀環與該外柱狀環之間，及 該至少兩個導銷中的一第二導銷位於該第一導銷與該接地屏的一外壁之間，且在該外柱狀環下方，且 其中在該外柱狀環中界定該至少兩個凹部中的一第一凹部，在該內柱狀環與該外柱狀環之間的該環形主體中界定該至少兩個凹部中的一第二凹部，且每一導銷的至少一部分容納於該對應的凹部中。
3. 如請求項2所述之處理腔室，其中該第一導銷具有16 mm至21 mm的一高度以及0.5 mm至1.4 mm的一直徑，且該第二導銷具有0.5 mm至10 mm的一高度以及0.5 mm至3 mm的一直徑。
4. 如請求項1所述之處理腔室，其中該覆蓋環及該接地屏彼此徑向分隔2.2 mm至2.5 mm。
5. 如請求項1所述之處理腔室，其中該至少一個導銷的一頂表面至少部分為圓形的。
6. 如請求項1所述之處理腔室，其中在該接地屏與該覆蓋環的該外柱狀環之間的一垂直間距為0.5 mm至10 mm，在該接地屏與該覆蓋環的該水平延伸的部分之間的一垂直間距為16 mm至26 mm。
7. 如請求項1所述之處理腔室，更包含一沉積環，其中該覆蓋環位於該沉積環的一部分上方。
8. 如請求項1所述之處理腔室，其中該至少一個導銷包含磁性陶瓷材料。
9. 一種處理腔室，包含： 一靶材，具有接觸一處理區域的一第一表面以及與該第一表面相對的一第二表面； 一射頻電源，耦接至該靶材； 一直流電源，耦接至該靶材； 一磁控管，設置鄰接於該靶材的該第二表面； 一基板支撐件，具有用於固定基板以進行處理的一基板接收表面； 一接地屏，包含： 一環形主體，及 至少兩個導銷，自該環形主體延伸；及 一覆蓋環，位於該接地屏上，其中該覆蓋環及該接地屏彼此徑向分隔，且該覆蓋環包含： 一環形主體，包含對應於該至少兩個導銷的至少兩個凹部，其中每一凹部具有錐形側壁且用以容納一對應於導銷的至少一部分， 一內柱狀環，自該環形主體向該接地屏延伸，及 一外柱狀環，自該環形主體向該接地屏延伸，且與該內柱狀環徑向分隔，其中在該外柱狀環中界定該至少兩個凹部中的一第一凹部，在該內柱狀環和該外柱狀環之間的該環形主體中界定該至少兩個凹部中的一第二凹部。
10. 如請求項9所述之處理腔室，更包含： 一沉積環，設置於該基板支撐件的一部分上方，其中該覆蓋環設置於該沉積環的一部分上，該沉積環及該覆蓋環設置於該基板接收表面下方，該基板接收表面設置於該靶材下方。
11. 如請求項9所述之處理腔室，其中： 該至少兩個導銷中的一第一導銷位於或鄰接該接地屏的一內徑向端，且在該內柱狀環和該外柱狀環之間，及 該至少兩個導銷中的一第二導銷位於該第一導銷和該接地屏的一外壁之間，且在該外柱狀環下方。
12. 如請求項9所述之處理腔室，其中每一導銷具有一圓形的頂表面。
13. 如請求項12所述之處理腔室，其中，當一對應的導銷容納在一凹部中時，每一凹部的一底部配置用以限制該接地屏的水平移動。
14. 如請求項12所述之處理腔室，其中該至少一個導銷的該頂表面包含一磁性陶瓷材料。
15. 如請求項9所述之處理腔室，其中該外柱狀環藉由該環形主體的一水平延伸的部分與該內柱狀環徑向分隔，其中該接地屏與該外柱狀環之間的一間距為約5 mm，該接地屏與該水平延伸的部分之間的一間距為約20 mm。
16. 一種基板處理方法，包含： 將氣體引入至一處理腔室中，該處理腔室包含： 一靶材，具有一第一表面以及與該第一表面相對的一第二表面， 一射頻電源，耦接至該靶材， 一直流電源，耦接至該靶材， 一基板支撐件，具有用於固定基板以進行處理的一基板接收表面， 一接地屏，包含： 一環形主體，及 至少兩個導銷，自該環形主體延伸，及 一覆蓋環，定位於該接地屏上方，且該覆蓋環包含 一環形主體，包含對應於該至少兩個導銷的至少兩個凹部， 一內柱狀環，自該環形主體向該接地屏延伸，及 一外柱狀環，自該環形主體向該接地屏延伸且與該內柱狀環徑向分隔； 藉由降低該基板支撐件且由此將該至少兩個導銷容納於該對應的至少兩個凹部中而將該覆蓋環定位於該接地屏上； 將該基板裝載於該基板支撐件上； 升高該基板支撐件且接合該覆蓋環，使該覆蓋環自該接地屏取出，該覆蓋環靠在該基板支撐件上且保護該基板支撐件免於濺射沉積； 在該處理腔室中形成電漿； 藉由使該電漿中的離子與該靶材碰撞濺射該靶材材料；及 在該基板上沉積靶材材料。
17. 如請求項16所述之方法，其中將該覆蓋環定位於接地屏上更包含，將一第一導銷容納於該內柱狀環中界定的一第一凹部中，將一第二導銷容納於在該內柱狀環與該外柱狀環之間的該環形主體中界定的一第二凹部中。
18. 如請求項16所述之方法，其中： 該至少兩個導銷中的一第一導銷位於或鄰接該接地屏的一內徑向端，且在該內柱狀環與該外柱狀環之間，及 該至少兩個導銷中的一第二導銷位於該第一導銷與該接地屏的一外壁之間，且在該外柱狀環下方。
19. 如請求項18所述之方法，其中該至少兩個導銷中的一第一導銷具有16 mm至21 mm的一高度以及0.5 mm至1.4 mm的一直徑，該至少兩個導銷中的一第二導銷具有0.5 mm至10 mm的一高度以及0.5 mm至3 mm的一直徑。
20. 如請求項16所述之方法，其中該覆蓋環及該接地屏彼此徑向分隔2.2 mm至2.5 mm。

Images