TW467959B - Insulator for a substrate support pedestal - Google Patents

Description

467959 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（） 發明領域： ' 本發明大致上係關於蝕刻反應室。更特定地，本發明 係關於一種用於一蝕刻反應室中的一基材支撐件的絕緣 裝置β 發明背景= 因為積體電路（1C)的尺吋持續的變小，所以防止其上 形成該等1C之基材的微粒污染就變得更為困難及更為重 要’因為較小的電路會很容易被很小的微粒所損傷且建構 較小的電路所需之新的製程更容易受到較小微粒負面影 響。因此，保持製程及相關的硬體構件潔淨的需求變得更 為重要。 為了要製造一完整的1C ’典型地數個基材處理系統會 被使用，每一系統實施整個製程中的—特定的步驟或—連 串步驟V基材在周圍環境的條件下被移送於該等系統之 間。該周圍環境被保持非常的清潔用以在基材被已送於系 統之間時防止它們被污染β該等基材甚至可在一完全密閉 的厘盒中被傳送用以進一步防止其受污染。然而，有一個 問题為’防止氧氣存在周園空氣中而在基材上形成氧化物 是不可能的。因為在一 1C中之材料的氧化會嚴重地改變 該材料的電子特性，氧化的表面是所不想要的，且表面氧 化物，主要是二氧化矽及金屬氧化物，必需在基材接受該 系統之主要處理，如物理氣相沉積及化學氣相沉積，之前 在一預清潔室中從基材的表面上被去除或蝕刻掉《詳言 本紙張尺度適用中國國家標单（CNS)A4規格（210 X 297公楚） -----f---1--n-裝.----- f '· (請先閱讀背面之注意填寫本頁) 訂ί— rr. 乂·;二二二•.i.ldW'rjTi:.:·%.,、/.;·:.4 6 7 9 5 9 五、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之’基材表面特徵，如金屬導體，&，銘或銅，會被況 積於其内《渠道’接點或介看孔(via)，被需被清潔 保沉積層之間之一非常低的界面電阻。 一預清潔室，如由Applied Materials公司所提供之— pre-ci: II t，藉由去除掉所不想要之氧化物層來清潔 皇生。第1ϋ —nm簡化的示意圖。大致上，該 預清潔室10具有一某姑H # ^ 丞材支撐件12’其設置於該室殼14 中在一石英圓頂16底下。該基材支撐件U典型地包括一 中央基座板18’其設置於一石英絕緣板22上的一凹部 中。該中央基座板18㈤上表面典型地延伸至該石英絕緣 板22的上表面之上。一約〇〇35英吋的間隙⑷皮形成於 該基材26的底面與石英絕緣板22的上表面23之間。在 處理期間，基材26被置於該中央基座板18上且藉由定位 銷32而被保持於其上。該基材26的周緣部分超過該石英 絕緣板22並懸在該石英絕緣板22的上緣上。該石英絕緣 板22的一傾斜部分28被設置成部分在該基材26之懸浮 的周緣部分底下’及一下環形平的表面3〇從該傾斜部28 的下外緣延伸出。該石英絕緣板22典型地是一處理套件 的一部分’該套件在系統操作者之定期的維修其間會加以 更換。一處理套件具有一很長之有用的壽命是所想要的， 使得該系統的停機時間將會是整個處理時間的一小部 分。 蝕刻清潔的主要目的是要去除掉當該基材被移送至 該真空處理系統時遭遇到周圍空氣的條件之下而形成在 第5頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 閱 面 之 ί主 聲' 裝 - 買 訂 4

該基材表面上之氧化物。對於一矽ϋii 吵暴材而τ，大部分之氧 化的表面材料為氧化[但被沉料該基材表面上之金屬 亦化在該基材表面上形成金屬氧化物。該被㈣的材料藏 離該基材料表面並在該處理套件上，包括該石英絕緣板之 裸露出來的表面上，形成一膜層。然而，践射來自於該基 材懸掛在絕緣板外之該基材背側的材料毛所不想要的及 不必要的’因為過多之被職射的材料是由背侧賤射所產生_ 的。 當玆膜層形成於該處理套件的表面上時’其密度會改 變，在該膜層上形成應力。此應力加上在該膜層中之諸材 料的膨脹係數的差異會造成膜層從該處理套件表面剥 落。因此在數百個基材被清潔之後，該膜層就會變得非常 的厚且非常的重，使得其開始剝落並污染被處理的基材a 因為這些微粒會嚴重地損害到基材及/或讓該該系統之主 要處理無法進行，因此處理套件通常會在特定數量的基材 於該系統中被清潔之後被更換掉a在一處理套件被更換之 前（可被處理的基材數量與在該處理套件表面上該膜層 開始剝落之前所容許的厚度相關β該處理套件具有一長的 壽命是所想要的’使得該系統的停機時間將會是整體處理 時間的一小部分。通常，一處理套件的使用壽命是被界定 為從該基材上總共被蚀刻掉之材料的一特定的厚度，因為 與測量在該處理套件表面上之不均勻的膜層厚度比起 來’測量從該基材表面被触刻掉之材料累積數量是較容易 的。一處理套件的壽命是隨著從該基駿上被蚀刻掉的材料 第6頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） _ I ^ I I 通基 I ΛI I (請先閱讀背面之注意h:填寫本頁) -i -i-n 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 467 95 9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（） ·'··-· 而改變。例如’用來蝕刻Si02之處％套件的壽命被界定 為120以m之從該基材被蝕刻的材料，相當於3000片基 材。然而’一處理套件之實際壽命通常會比所設定的壽命 來得短’因為在實際蝕刻/清潔處理期間被蝕刻的材料（不 同於用來界定該處理套件之壽命的材料）的關係，及在實 -———際1 專理.期J二H免件可能只能持績20-30 e m之累積 —........... ............... 之被蝕刻材料數量。這些較短的壽命造成該系統的操作者 必需更常來維修該系統。此外，對於一處理套件之預期之 外的短壽命材料的屑片落在一基材上，損害到許多形成在 葳基材上之1C，而該系統的操作者仍以為該處理套件是正 常的在工作。因此，在該系統的操作者發現許多的裝置已 受損或以受污染之前，已有數個基材通過該系统了。 因此，對於一種可以將一預清潔室中及其它蝕刻室中 之基材的背侧濺射最小化的設備存在著殷切的需求。對於 孩設備而言，減少來自於形成在該處理套件的表面上之膜 層的材料剥落是所想要的。對於該設備而言’延長一處理 套件的壽命亦是所想要的。 曼_明目的及概述： 本發明提供了一種可將在一預清潔室中及其它蝕刻 室中乏基材的背侧濺射最小化的設備。本發明亦提供一種 可減少來自於形成在該處理套件的表面上之膜層的材料 制落並可延長該處理套件的壽命的設備。本發明的一個態 樣提供一種用來濺射一基材的設備，其包含—與該基材的 第7T 公釐）

*·ϋ·!'ΐ：，:;奴:匕:5 9 467959 Α7 Β7 背 面 之 注 中心部分接觸的的支撐基座及一舍'圍該基座之絕緣裝 置’該絕緣裝置具有一從該基材的周緣延伸之介於1〇产 60度之間之傾斜部。最好是，一約0.015英吋高的間隙被 形成於該絕緣裝置之上環形平的表面與該基材的—下表 面之間。再者’該絕緣裝置的傾斜部被處理過用以提供來 自於該蝕刻/清潔處理之該被濺射的材料有更好的 ....... — - · - ------- ----------------·· —. -------- ---__________________ ^ "* j 一··- —--------------------- 性a 一. 本發明的另一態樣提供一基材處理室，其包含—触刻 /預清潔室及一基材支撐件其包含一與該基材的中心部分 接觸的的支撐基座及一包圍該基座之絕緣裝置，該絕、緣裝 置具有一從該基材的周緣延伸之傾斜部 訂 圖式簡箪說明： 本發明之一更為特定的描述可藉由參照在附圖中所 示出之較佳實施例而被獲得，使得本發明之前述特徵，優 點及目的可被詳細地瞭解。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 然而’應被瞭解的是’附圖中所展示的只是本發明之 典型的實施例，其不應被解讀為本發明之範圍的限制a 第1圖為一預清潔室的簡化示意圖3 第2圖為一具有本發明之基材支撐件之一蚀刻/預清潔室 的剖面圖。 12 基材支撐件 圖號對照說明= 10 預清潔室 笫8頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） 4 67 ? A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明（） 14 室殼體 16 石讀圓頂 18 中央基座板 20 四部 22 石英絕緣板 24 , 間隙 26 基材 23 上表面 32 定位銷 28 傾斜部 30 下環形平的表面 40 蝕刻/預清潔室 42 基材支撐件 41 室殼體 44 基座板 46 凹部 48 石英絕緣板 • 50 上表面 52 上環形平的表面 54 基材 56 間隙 58 背侧 60 傾斜部 62 外環根平的表面 64 線圈 66 石英圓頂 發明詳細說明： 第2圖為一具有本發明之基材支撐件42之一蝕刻/預 清潔室40的剖面圖。該基材支撐件42被設置於該室殼體 41之内且大致上包括一基座板44，其設置在一石英絕緣 板48的一上表面的一凹部46中。該基座板44的上表面 50稍微延伸咼於該石英絕緣板48的上環形表面52且與該 基材5 4的底面或背側5 8的一中心部分.接觸。最好是該基 座板44包含鈦且連接至一電源供應器（未示出）用以提供 蝕刻-清潔所需的偏壓。該基材54之周緣部分延伸於該石 英絕緣板48的上環形表面52之上並在該基材54的底面 第9頁 本紙張尺度適用中囤國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意#^再填寫本頁) I * n I n n n 1 n I l· I I I i 11^ _.z 467959 A7 ——___B7__ 五、發明說明（） 58與該石英絕緣板48的上環形表52之間形成一間隙 56。最好是，該間隙56被見低至約〇〇15英吋（與前技之 〇·〇35英吋相比）用以將背侧濺射減至最小。基材54的背 侧58被部分蓋住且只有〇.〇15英吋的間隙將該基材54的 底面58與該石英絕緣板48的上環形表面52隔開β因此， ------------ί-自.ί該基ί....54...3ϋ58.的濺射被最小化，因為電.1離 子被阻擋而不會與該基材的背側接觸及反應^ 該石英絕緣板48之傾斜部60從該上環形表面以一向 下的斜度延伸出。最好是，該傾斜部的斜度是介於從水平 量起的10度與60度之間。如第2圖所示，該斜度是45 度。該石英絕緣板48之傾斜部60將被滅射至該絕緣板48 上的材料的沉積最小化’因為來自於該基材54之被藏射 的材料與前技絕緣體之平的環形部分比起來，並多法良好 •地黏』.一於本發明之傾斜的部分上。一般認為在傾斜表面上 一^之t # A # #陷：抵·。—因_^>方.姐^板上的沉積在本發明中被 降低’所以該處理套件’包括該石英絕緣板在内，可獲得 —較長之有用的壽命。或者，該石英絕緣板48包括一外 環形平的表面62’其由該傾斜部60之下外緣向外延仲 出。再者，該石英絕緣板48之露出來的表面可被加工或 處理用以改善該被濺射的材料之黏附性使得該被沉積的 材料的剝落被最小化。 在該預清潔室中之該基材5 4的清潔處理大體上涉及 了使用該基材作為該濺射標靶之濺射蝕刻處理。通常，一 清潔氣體，如氬氣，會被流入該室中，及一電漿於該室中 第10貫 本紙張尺度適用中國囤家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 讀 背 之 注 意 再 填 寫 本 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 467959 Α7 _____ Β7__.__ _ _ 五、發明說明（） 用施加於該基材上之150瓦至450 f的偏壓加以激發。此 外，二射頻（RF)能量經由一設在該石英圓頂66外部之線 圈而被施加至該室。一約-100伏至_6〇〇伏，偏壓功率約為 100瓦至300瓦’之直流偏壓可將離子加速朝向該基材 54。在錢射期間之該預清潔室4〇中的壓力約為〇.4mTorr 至〇.SmT〇rr .。在這_些條件之下，該預清潔室40典型地可 在姓刻速率約300埃/分鐘至6〇〇埃/分鐘下，去除掉約15〇 埃至450埃的二氧化矽。典型地，約4〇〇埃或更少之被氧 化的材料從基材的表面上被去除掉。藉由使用一根據本發 明之石英絕緣板48, 一處理套件可將其有用的壽命延長為 傳統前技設計的兩倍長^ 雖然前述是有關於本發明的較佳實施例，但本發明之 其它及進一步的實旅例可在不偏離本發明的基本範圍下 被完成《本發明的範圍是由以下的申請專利範園所界 j • n 1 l···- ϋ ·ϋ^^— \ I ·1· I I、 乂'' (請先閲缋背面之生意事备再填寫本頁} -Ai. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Claims (1)

1. 公 告本 一六 46795^ § C8 D8 修mi 申請專利範圍 第雜號專病縻年一7.-月修主 1. 一種用來濺射一基材的設備，其包含： a) —與該基材的中心部分接觸的的支撐基座；及 b) —包圍該基座之絕緣裝置，該絕緣裝置具有一從 該基材的周緣延伸之傾斜部3 2. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該支撐基座包 含鈥。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該傾斜部是從 水平面被傾斜一介於1 0度至6 0度之間的角度。 4,如申請專利範圍第〗項所述之設備，其中該傾斜部是被 傾斜4 5度。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之設備，其中一間隙被形成 於該絕緣裝置的一上環形平的表面與該基材的一下表 面之間。 6. 如申請專利範圍第5項所述之設備，其中該間隙為0.0 1 5 英对高。 7. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該絕緣裝置具 有一下環形平的表面，其從該傾斜部的一下緣延伸出。 第12頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> 衮 ----訂---------線( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ABdD 0 —與該基材的中心 4 6 "7 9 5 9 六、申請專利範圍 一種用來處理一基材的設#’其包含： a) —處理室；及 b) —設置在該處理室中之基材支撐件，其包含： 部分接觸的的支撐基座；及 Π)—包圍該基座之絕緣裝置’該絕緣裝置具有一 從該基材的周緣延伸之傾斜部β 9-如申請專利範圍第8項所述之設備’其中該處理室為一 蝕刻室β 10. 如申請專利範圍第8項所述之設備，其中該處理室為一 預清潔室。 11. 如申請專利範圍第8項所述之設備’其中該支撐基座包 含鈥。 12. 如t請專利範圍第8項所述之設備’其中該傾斜部是從 水平面被傾斜一介於丨0度至60度之間的角度。 13. 如申請專利範圍第8項所述之設備，其中該傾斜部是被 傾斜45度^ 1 4 ·如申請專利範圍第8項所述之設備’其中一間隙被形成 於該絕緣裝置的一上環形平的表面與該基材的一下表 第13頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） -In —-----I--ξ 裝-! I---—訂--------綾' (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 7 95 9 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 面之間。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項所述之設備，其中該間隙為 0.015英吋高。 1 6.如申請專利範圍第8項所述之設備，其中該絕緣裝置具 有一下環形平的表面，其從該傾斜部的一下緣延伸出。 -------------r裝------ (請先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) 訂----- 線、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第Η頁 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4规格（210 X 297公釐〉