專(zhuān)利名稱(chēng)：支承環(huán)部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及在處理腔中支撐襯底的支承環(huán)。
背景技術(shù)：
在襯底處理中，例如半導(dǎo)體晶片和顯示器的處理中，襯底被放置在處理腔中，并且暴露給激勵(lì)氣體，以在襯底上沉積或蝕刻材料。典型處理腔的處理組件包括一個(gè)包圍處理區(qū)的圍壁(enclosure wall)、在腔中提供氣體的氣體供應(yīng)源、激勵(lì)處理氣體以處理襯底的氣體激勵(lì)器、襯底支座和氣體排裝置。處理腔組件還包括處理工具，其通常包括一個(gè)或多個(gè)在處理過(guò)程中參與固定和保護(hù)襯底的零件，例如襯底環(huán)。襯底環(huán)是放置在襯底外圍(peripheral)附近的環(huán)，例如沉積環(huán)、蓋環(huán)和遮蔽環(huán)。
在物理氣相沉積(PVD)工藝中，在襯底外圍附近設(shè)置有包括沉積環(huán)的襯底環(huán)。沉積環(huán)通常圍繞襯底，且具有靠在襯底支座上的凸緣或凸出部分。所述環(huán)遮蔽側(cè)壁表面和襯底支座的外圍邊緣，避免處理殘留物沉積，否則，側(cè)壁表面和襯底支座的外圍邊緣就暴露給腔中的激勵(lì)氣體。因此，沉積環(huán)減少了處理殘留物在襯底上的累積，而處理殘留物最終會(huì)剝落和污染襯底。沉積環(huán)也減少了激勵(lì)氣體對(duì)支座結(jié)構(gòu)的腐蝕。提供沉積環(huán)也降低了支座部件需要清洗的頻率，因?yàn)槌练e環(huán)本身能夠被定期從腔中移走，并且可利用例如HF和HNO3來(lái)清洗，以除去在襯底處理周期中在環(huán)上累積的處理殘留物。
但是某些工藝，例如鉭PVD工藝在處理過(guò)程中暴露給腔中的激勵(lì)氣體，因而會(huì)加熱沉積環(huán)。典型地，沉積環(huán)例如氧化鋁沉積環(huán)，在真空環(huán)境中與環(huán)境交換的熱量并不足以使環(huán)的溫度降低到一個(gè)可接受的水平。沉積環(huán)的過(guò)多熱量是有害的，因?yàn)槌练e環(huán)及其上累積的處理殘留物之間的熱應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致處理殘留物從沉積環(huán)剝落或裂開(kāi)，最終造成襯底污染。而且，熱的沉積環(huán)能夠建立從襯底外周散發(fā)的溫度梯度，其在處理過(guò)程中將改變襯底或激勵(lì)氣體的溫度。傳統(tǒng)環(huán)例如氧化鋁沉積環(huán)的另一個(gè)問(wèn)題是，它們?cè)谇逑春驮倌ス?refurbishment)工藝的過(guò)程中會(huì)受到腐蝕，減少了它們的壽命。當(dāng)清洗難以化學(xué)地清除的處理殘留物，例如清洗在氧化鋁環(huán)上形成的鉭沉積物時(shí)，情況尤其如此。
因此，希望具有一種在襯底處理過(guò)程中溫度不會(huì)過(guò)度升高的襯底環(huán)，例如沉積環(huán)。而且，希望具有一種在襯底環(huán)清洗過(guò)程中不被過(guò)度腐蝕的襯底環(huán)。此外，希望具有一種在襯底處理過(guò)程中能夠減少形成過(guò)高溫度梯度的襯底環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方案中，為具有外圍邊緣的襯底支座提供襯底環(huán)部件。所述部件具有環(huán)形帶，該環(huán)形帶具有一個(gè)包圍且至少部分覆蓋所述襯底支座的外圍邊緣的內(nèi)周長(zhǎng)(inner perimeter)。所述部件還具有將環(huán)形帶固定到所述底支座的外圍邊緣的夾具。
在另一個(gè)方案中，所述襯底環(huán)部件具有環(huán)形帶，該環(huán)形帶具有至少部分圍繞和至少部分覆蓋所述襯底支座的外圍邊緣的內(nèi)周長(zhǎng)。該環(huán)形帶在其頂表面具有至少一個(gè)突起，其適于阻礙頂表面之上的處理氣體流。一個(gè)支腳(foot)從所述環(huán)形帶向下伸展，并且適于壓在所述襯底支座的一個(gè)表面上。
在另一個(gè)方案中，所述襯底環(huán)部件具有環(huán)形帶，該環(huán)形帶具有包圍且至少部分覆蓋所述襯底支座的外圍邊緣的內(nèi)周長(zhǎng)，和從該環(huán)形帶向下伸展的支腳。所述支腳被定形、定尺寸和定位，從而當(dāng)靠著所述襯底支座固定所述環(huán)形帶時(shí)，使所述環(huán)形帶在所述襯底支座上基本僅僅施加壓力。


結(jié)合下面的描述、所附的權(quán)利要求和附圖，本發(fā)明的這些特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將被更好地理解，其中附圖示例性地說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)例。但是要理解的是，可以在本發(fā)明中一般地使用每個(gè)特征，而不僅僅是在特定圖的情況下，并且本發(fā)明包括這些特征的任何組合，其中圖1A是具有夾緊環(huán)形帶的襯底環(huán)部件的一個(gè)實(shí)施例的局部剖面?zhèn)纫晥D；圖1B是具有圖1A的襯底環(huán)部件的襯底支座的一個(gè)實(shí)施例的局部頂視圖；圖1C是具有旋轉(zhuǎn)緊固件的圖1A的襯底環(huán)部件的一個(gè)實(shí)施例的局部剖面?zhèn)纫晥D；圖2A是具有包括徑向彈簧的夾具的襯底環(huán)部件的一個(gè)實(shí)施例的局部剖面?zhèn)纫晥D；圖2B是具有包括伸出的彈簧的夾具的襯底環(huán)部件的一個(gè)實(shí)施例的局部剖面?zhèn)纫晥D；圖3是具有襯底環(huán)部件的處理腔的一個(gè)實(shí)施例的局部剖面?zhèn)纫晥D。
具體實(shí)施例方式
襯底環(huán)部件20的一個(gè)示例性實(shí)施例能夠被用于在襯底處理環(huán)境中覆蓋或保護(hù)至少一部分襯底支座22，圖1A和圖1B示出了這個(gè)示例。襯底支座22，可包括例如靜電夾具23，其具有一個(gè)在處理過(guò)程中接收和支撐襯底104的襯底接收表面24。襯底環(huán)部件20通過(guò)覆蓋至少一部分支座22來(lái)保護(hù)至少一部分支座22。襯底環(huán)部件20包括具有內(nèi)周長(zhǎng)(perimeter)28的環(huán)形帶26，內(nèi)周長(zhǎng)28適于圍繞襯底104和襯底接收表面24的周?chē)?nèi)周長(zhǎng)28也圍繞支座22的襯底接收表面24，且環(huán)形帶26保護(hù)在處理過(guò)程中沒(méi)有被襯底104覆蓋的支座22的區(qū)域。例如，環(huán)形帶26可圍繞和至少部分覆蓋支座22的外圍邊緣30，否則其將暴露給處理環(huán)境。在圖1A所示的實(shí)施例中，襯底環(huán)部件20包括環(huán)形帶26，其具有頂部32和底部35，頂部32遍布在支座22的外圍邊緣30之上，以保護(hù)外圍邊緣30；底部35向下延伸且鄰接外圍邊緣30的邊。環(huán)形帶26能夠保護(hù)支座的覆蓋表面，例如不受激勵(lì)氣體的腐蝕或者避免處理殘留物過(guò)度沉積在這些表面上。
在一個(gè)實(shí)施例中，襯底環(huán)部件20包括夾具34，其將環(huán)形帶26的一部分夾到襯底支座22。將環(huán)形帶26固定到支座22至少部分改進(jìn)了處理結(jié)果，因?yàn)榭稍诒粖A住的帶26和支座22之間發(fā)生更好的熱交換。部分環(huán)形帶26在襯底處理的過(guò)程中能夠被過(guò)度加熱，例如環(huán)形帶26的頂表面36，其暴露給處理氣體的激勵(lì)等離子。頂表面36的過(guò)度加熱能夠?qū)е颅h(huán)形帶26和沉積在環(huán)形帶26上的任何處理殘留物之間的熱膨脹不匹配，這可導(dǎo)致處理殘留物從頂表面36剝落，并且可能污染襯底104。將環(huán)形帶26固定到支座22也使帶26和支座22之間具有更好的熱交換，以改進(jìn)環(huán)形帶26的溫度控制。例如，通過(guò)在支座22中提供包括冷卻導(dǎo)管123的溫度受控的冷卻板127，如在圖3中所示的，可對(duì)支座22進(jìn)行溫度控制，這樣就使被夾住的環(huán)形帶26得到良好冷卻。將環(huán)形帶26夾到支座22也提供了支座22的更安全的覆蓋和保護(hù)。環(huán)形帶26的改進(jìn)的溫度控制也允許利用更抗腐蝕的金屬材料(例如不銹鋼、鈦或鋁)來(lái)制造所述帶。
包括夾具34的襯底環(huán)部件20的一個(gè)實(shí)施例示于圖1A和圖1B中。在這個(gè)實(shí)施例中，環(huán)形帶26包括至少一個(gè)延伸穿過(guò)其中的開(kāi)口38，例如從環(huán)形帶26的頂表面36延伸到環(huán)形帶的底表面42的基本垂直的開(kāi)口。夾具34包括緊固件40，其形狀和尺寸能夠穿過(guò)開(kāi)口38，以將環(huán)形帶固定到支座22。在圖1A所示的實(shí)施例中，夾具34還包括托架44，其適于承受緊固件40并且將環(huán)形帶26固定到支座22。托架44能夠被襯底支座22支撐，或者連接到襯底支座22，以靠著支座22夾緊環(huán)形帶26。例如，托架44可包括夾緊表面46，其被支座22的表面，例如外圍邊緣30的底表面48壓緊，以靠著支座22夾緊環(huán)形帶26，如例如在圖1A和圖1B中所示的。夾緊表面46也可壓緊環(huán)形帶26的底表面。
緊固件40包括一個(gè)適于穿過(guò)環(huán)形帶26的開(kāi)口38、并連接到托架44的結(jié)構(gòu)，例如至少螺釘、夾子、彈簧或其他連接器結(jié)構(gòu)之一。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，緊固件40可包括帶螺紋的螺釘，其適合穿過(guò)環(huán)形帶26中的開(kāi)口38，并至少部分穿過(guò)托架44中的開(kāi)口39，其中托架44中的開(kāi)口39包括配套的(complimentary)螺紋，其允許在旋轉(zhuǎn)螺釘時(shí)，托架44被緊固在支座22上。同樣，可提供所需數(shù)量的開(kāi)口38和緊固件40，以將環(huán)形帶26固定到支座22。例如，支撐環(huán)部件20可包括從大約3個(gè)到大約24個(gè)的開(kāi)口38，例如大約8個(gè)開(kāi)口38，其被置于圍繞環(huán)形帶26的所需配置中。在圖1A和圖1B所示的實(shí)施例中，開(kāi)口38被定位朝向環(huán)形帶26的外圍(periphery)50。開(kāi)口38延伸穿過(guò)環(huán)形帶26的頂部32和底部42，以將帶26固定到襯底支座22。同樣，托架44可包括使得托架“鎖定”到環(huán)形帶26上，以更好地固定環(huán)形帶26的部件。例如，托架44可包括凸起的壁59，其適于壓環(huán)形帶的圓周側(cè)壁63，以將環(huán)形帶鎖入希望的夾緊位置。
在另一個(gè)實(shí)施例中，夾具34包括旋轉(zhuǎn)緊固件41，其適于將托架44旋入希望的位置，以將環(huán)形帶26夾緊到支座22，如圖1C所示。例如，旋轉(zhuǎn)緊固件41可包括旋轉(zhuǎn)螺母43，其允許托架44被旋入靠著支座22的地方。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)緊固件41，旋轉(zhuǎn)緊固件41可允許托架44圍繞緊固件41的軸44旋轉(zhuǎn)，以至于，例如通過(guò)僅僅旋轉(zhuǎn)緊固件41，如轉(zhuǎn)動(dòng)緊固件41的頂部47，托架可被旋入或者離開(kāi)夾緊位置。因此，旋轉(zhuǎn)緊固件41允許快速移去襯底環(huán)部件20，例如為了清洗該部件，而基本不需要從托架44移去緊固件41，甚至基本不需要進(jìn)入環(huán)部件20的一部分或在支座22的外圍邊緣30之下的其他元件。
在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)形帶的頂表面36包括一個(gè)粗糙表面，其適于減少處理沉積物在支座22和支撐部件20的不希望區(qū)域上的沉積。頂表面36希望包括特征52，其形狀、尺寸和位置減少了處理殘留物在表面36的至少一部分上的沉積。例如，頂表面36可在環(huán)形帶的外圍50阻止處理殘留物流向或移向環(huán)形帶中的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口38。頂表面可收集在表面36中的凹坑中的處理殘留物，并且阻止這些處理殘留物移向襯底104，以減少襯底104的污染。在一個(gè)實(shí)施例中，頂表面36包括至少一個(gè)特征52，特征52包括突起51，其被定形和確定尺寸，以及定位在頂表面36上，以減少處理殘留物流向或移向襯底。突起51可包括，例如凸起的環(huán)或可在表面36上形成的其他特征52。表面36上的粗糙特征(textured features)52也可包括，例如表面36中的一個(gè)或多個(gè)槽53或者其他凹坑。粗糙特征52可用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法制造，例如通過(guò)機(jī)加工、滾花或蝕刻中的至少一種可以將特征52制入頂表面36中。具有粗糙特征的表面的實(shí)施例在例如2004年6月28提交的、Tsai等人(受讓人Applied Materials，Inc.)的10880235號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中描述，在此通過(guò)引用將文獻(xiàn)全部并入。
在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)部件20包括支腳54，其從環(huán)形帶26向下延伸，以壓住襯底支座22。支腳54被理想地定形和定尺寸，以壓住襯底支座，而基本不在支座20中引入裂縫或裂紋，因此為將帶26固定到所述支座提供了改進(jìn)的結(jié)構(gòu)。例如，如圖1A所示，支腳54可包括基本垂直的柱，其從環(huán)形帶26的頂部32向下延伸，以壓住外圍邊緣30的頂表面56。支腳54理想地在支座20的外圍邊緣30上基本僅僅施加壓力，并且基本沒(méi)有能夠引起外圍突出部分的裂縫或裂紋的切應(yīng)力或其他水平指向的力。支腳54也被理想地定位，使得它基本不壓住外圍邊緣30上的頂角58a或邊緣30的易于破裂或碎裂的其他部分。在一個(gè)實(shí)施例中，支腳54基本只接觸外圍邊緣30的頂表面56，并且覆蓋不超過(guò)這個(gè)外圍邊緣表面56的大約70％。
環(huán)形帶26理想地也包括圍繞向下延伸的支腳54的凹進(jìn)表面區(qū)域60，其基本不接觸支座22的外圍邊緣30，以減少環(huán)形帶26在支座22的外圍邊緣30上的壓力。例如，一個(gè)或多個(gè)凹進(jìn)區(qū)域60可而圍繞外圍邊緣30的頂角58a，以減少在頂角58a上施加的壓力大小。襯底環(huán)部件20的其他部分也適于減少施加在支座22的外圍邊緣30上的壓力和/或應(yīng)力大小。例如，托架44可包括凸緣62，其基本僅僅以壓力壓住外圍邊緣30，以及圍繞外圍邊緣的底角58b以減少底角58b上的壓力的相鄰凹進(jìn)部分64。托架44和環(huán)形帶支腳54也可以是處于互補(bǔ)的位置，以至于一個(gè)對(duì)外圍邊緣30的夾緊力至少部分被另一個(gè)抵消。例如，托架44可基本在支腳54壓的地方的徑直之下壓住外圍邊緣30，所以外圍邊緣30上的力基本等于外圍邊緣30之上和之下的力。因此，通過(guò)在支座的外圍邊緣30上基本僅僅施加垂直的壓力，并且基本不壓住易于破裂或碎裂的支座22的部分，例如外圍邊緣30的角落58a、b，襯底環(huán)部件20適于減少襯底支座22的裂縫或裂紋。
在一個(gè)實(shí)施例中，襯底環(huán)部件20包括蓋環(huán)70，其至少部分圍繞和至少部分覆蓋環(huán)形帶26的外圍50，如在圖1A、1b和1c中所示的。蓋環(huán)70包括徑向向內(nèi)延伸的突出部分72，其延伸穿過(guò)至少一部分環(huán)形帶26，以覆蓋和保護(hù)環(huán)形帶26的部分。在一個(gè)實(shí)施例中，蓋環(huán)70包括向下延伸的突起74，其尺寸和形狀被確定，以阻止處理沉積物在環(huán)形帶26的頂表面36的至少一部分上沉積，例如以阻止處理氣體和處理殘留物之一在表面36之上流動(dòng)。突起74可包括，例如在向內(nèi)延伸的突出部分72的內(nèi)直徑79處的環(huán)形凸緣78，其從蓋環(huán)70的底表面76延伸大約2mm到5mm。在一個(gè)實(shí)施例中，突起74被定形、定尺寸和定位，使得突起74與環(huán)形帶26的粗糙頂表面36相配。例如，突起74可向下延伸，并鄰接從環(huán)形帶26的頂表面36伸出的凸起的突起51，以形成蓋環(huán)70和環(huán)形帶26之間旋繞的和狹窄的流動(dòng)路徑75，其阻止處理殘留物流過(guò)突起74。突起74甚至可延伸進(jìn)入某種凹陷特征中，例如在環(huán)形帶26的頂表面中的凹槽53，以進(jìn)一步阻止處理殘留物流過(guò)或移過(guò)表面26。蓋環(huán)70優(yōu)選地是由抗腐蝕材料制造的，其可以是金屬材料，例如不銹鋼和鈦中的至少一種。蓋環(huán)70也可由陶瓷材料制造，例如氧化鋁。蓋環(huán)70也可包括處理殘留物可附著的粗糙頂表面。
在又一個(gè)實(shí)施例中，襯底環(huán)部件20包括一個(gè)具有彈簧的夾具34，以將環(huán)形帶26固定到襯底支座22，如圖2A和圖2B所示。在圖2A所示的實(shí)施例中，夾具34包括一個(gè)徑向彈簧80a，其適于在環(huán)形帶26和支座22之間被壓縮，例如螺旋彈簧。例如，徑向彈簧80a可在環(huán)形帶26底部35的內(nèi)表面82和支座22外圍邊緣30的側(cè)壁84之間被壓縮。在圖2A所示的實(shí)施例中，徑向彈簧80a也可由延伸穿過(guò)外圍邊緣30的支座凸緣86在下面支撐。壓縮的徑向彈簧80a在環(huán)形帶26和支座22上施加一個(gè)力，其阻擋環(huán)形帶26的滑動(dòng)和其他移動(dòng)，從而將帶26固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 夾具34也可在徑向彈簧80a、80b的一個(gè)或多個(gè)端89a、89b處包括一個(gè)滾珠軸承88，以施加壓縮力來(lái)固定環(huán)形帶26。例如，滾珠軸承可位于接觸環(huán)形帶26的徑向彈簧80a的第一端89a，以增加接觸帶26的夾具表面面積。滾珠軸承88也使環(huán)形帶26能夠被容易地移走，例如以便允許清洗環(huán)形帶26，這是通過(guò)向環(huán)形帶26向上施加一個(gè)穩(wěn)定的力，使所述環(huán)形帶“滾出”支座22來(lái)實(shí)現(xiàn)的。徑向彈簧80a的第二端89b可包括壓縮板92，其具有適于壓住支座22的外圍邊緣30的表面面積，以為壓縮夾緊提供更大的表面面積。環(huán)形帶26也可包括在內(nèi)表面82上的凸起的脊90或凸起，其在當(dāng)環(huán)形帶26被固定在支座22上時(shí)位于徑向彈簧80a之下。通過(guò)增加在脊90之上滾動(dòng)滾珠軸承所必需的彈簧收縮距離，凸起的脊90增加了向上移動(dòng)帶26所需的力。因此在處理過(guò)程中，凸起的脊90和徑向彈簧夾具34將環(huán)形帶26固定到支座22，同時(shí)也通過(guò)施加足夠的提升壓力允許有效移去環(huán)形帶26。
在又一個(gè)實(shí)施例中，夾具34包括彈簧80b，其適于在環(huán)形帶26和支座22的一部分之間被拉伸，以將環(huán)形帶26固定到支座22上，如圖2B所示。根據(jù)所希望的支座構(gòu)造，彈簧80b可被垂直、徑向拉伸。在圖2B所示的實(shí)施例中，彈簧80b包括第一端94a，其附到環(huán)形帶26的一部分上，例如環(huán)形帶26的底部35中的裂縫96。例如裂縫96的形狀和尺寸被確定，以在環(huán)形帶26上提供鉤98，其固定彈簧80b的第一端94a。彈簧80b的第一端94a也通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法被連到環(huán)形帶26。支座22可包括支座凸緣86，其延伸穿過(guò)外圍邊緣30，以從下面支撐環(huán)形帶26。彈簧80b的第二端94b被拉伸，以連接到支座22的夾緊部分99。因此，彈簧80b在環(huán)形帶26和支座22的夾緊部分99之間被拉伸，以對(duì)著支座22拉環(huán)形帶26。通過(guò)鉤住支座22的夾緊部分99，可將彈簧80b的第二端94b連接上。
在一個(gè)實(shí)施例中，彈簧80b的第二端94b被基本將第二端94b固定到支座22的裝置附著，例如通過(guò)將第二端94b環(huán)繞在支座22上的連接桿97，并且第一端94a是可拆卸地固定到環(huán)形帶26，如圖2B中所示。例如，第二端94b可固定到支座22上，使得彈簧80b的第一端94a能夠被轉(zhuǎn)進(jìn)，并且在環(huán)形帶26的鉤98之上被拉伸，以將環(huán)形帶26固定到支座22上。為了移動(dòng)環(huán)形帶26，第一端94a被提升，并提到鉤98之上，并且被拉離帶26，以從支座22釋放帶26?；蛘?，彈簧80b可被基本固定到環(huán)形帶26上面，并且在襯底處理過(guò)程中被可的拆卸地固定到支座22。在一個(gè)實(shí)施例中，在環(huán)形帶26和支座22之間拉伸的彈簧80b可包括彈簧鎖夾子，其可包括具有高彈簧常數(shù)的金屬?gòu)澬螏Р?，而且高彈簧常?shù)要足夠高以便抵帶材的伸直，因此在帶26上施加朝向支座22的力。在另一個(gè)實(shí)施例中，彈簧80b包括在環(huán)形帶26和支座22之間拉伸的螺旋彈簧。
圖3示出了一個(gè)合適的處理腔106的實(shí)例，其具有襯底環(huán)部件，環(huán)形帶26在支座22上面。腔106可以是多腔平臺(tái)的一部分，該平臺(tái)具有一組由機(jī)械手機(jī)構(gòu)連接的互連腔，機(jī)械手在腔106之間傳送襯底104。在所示的實(shí)施例中，處理腔106包括濺射沉積室，也被稱(chēng)為物理氣相沉積或者PVD腔，其能夠?qū)⒊练e材料例如鉭、氮化鉭、鈦、氮化鈦、銅、鎢、氮化鎢和鋁中的一種或多種濺射到襯底104上。腔106包括圍壁118，其包圍處理區(qū)109，并且包括側(cè)壁164、底壁166和頂版168。支承環(huán)130可排列在側(cè)壁164和頂板168之間，以支撐頂板168。其他的腔壁可包括一個(gè)或多個(gè)遮護(hù)板120，其為圍壁118遮避濺射環(huán)境。
腔106包括襯底支座22，以在濺射沉積室106中支撐襯底104。襯底支座22可以是電浮動(dòng)的，或者可包括電極170，其被電源172例如RF電源偏置。襯底支座22也可包括可移動(dòng)的遮擋桌133，其能夠在沒(méi)有襯底104時(shí)保護(hù)支座22的上表面134。在操作中，襯底104通過(guò)腔106的側(cè)壁164中的襯底裝載入口(未示出)被引入腔106，并且被放置在支座22上。支座22可被下面的支座升降機(jī)抬起或降低，并且提升指部件(未示出)在將襯底104送入送出腔106的過(guò)程中可被用于抬起或降低支座22上的襯底。
腔106可進(jìn)一步包括溫度控制系統(tǒng)119，以控制腔106中的一個(gè)或多個(gè)溫度，例如支座22的溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，溫度控制系統(tǒng)119包括流體供應(yīng)源，其適于從流體源121提供熱交換流體給支座22。一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)管123將熱交換流體從流體源121輸送到支座22。支座22可包括一個(gè)或多個(gè)通道125在其中，例如金屬冷卻板127中的通道125，熱交換流體流動(dòng)通過(guò)它們，以和支座22交換熱量，并且控制支座的溫度，例如通過(guò)加熱或冷卻支座22。合適的熱交換流體可以是，例如水?？刂浦ё?2的溫度也可為與支座22有良好的熱接觸的元件提供良好的溫度，例如在支座22的表面134上的襯底104，以及襯底環(huán)部件20的夾緊部分。
支座22也可包括襯底環(huán)部件20，其包括一個(gè)或多個(gè)環(huán)，例如蓋環(huán)70和環(huán)形帶26，環(huán)形帶26可被稱(chēng)為沉積環(huán)，并且覆蓋至少支座22的上表面134的一部分，以及例如支座22的外圍邊緣30的一部分，以阻止腐蝕支座22。環(huán)形帶26至少部分圍繞襯底104，以保護(hù)支座22沒(méi)有被襯底104覆蓋的部分。蓋環(huán)70環(huán)繞和覆蓋至少一部分環(huán)形帶26，并且減少顆粒在環(huán)形帶26和下支座22上的沉積。襯底環(huán)部件20進(jìn)一步包括夾具34，以將環(huán)形帶26固定到襯底支座22上面。
處理氣體，例如濺射氣體通過(guò)氣體輸送系統(tǒng)112被引入腔106中，氣體輸送系統(tǒng)112包括處理氣體供應(yīng)源，其包括一個(gè)或多個(gè)氣體源174，每個(gè)氣體源饋送具有氣體流量控制閥178例如質(zhì)量流量控制器的導(dǎo)管176，設(shè)定流速的氣體通過(guò)其中。導(dǎo)管176可饋送氣體到混合的支管(未示出)，在其中氣體被混合，以形成所需的處理氣體合成物?；旌系闹Ч茉谇?06中饋送具有一個(gè)或多個(gè)氣體出口182的氣體分配器。處理氣體可包括惰性氣體，例如氬或氙，其能夠高能地碰撞材料和從靶濺射材料。處理氣體也可包括反應(yīng)氣體，例如一種或多種含氧的氣體和含氮的氣體，其能夠和濺射的材料發(fā)生反應(yīng)，以在襯底104上形成層。用過(guò)的氣體和副產(chǎn)物通過(guò)排放口122從腔106排出，排放口122可包括一個(gè)或多個(gè)排放端口184，其接收用過(guò)的處理氣體并且將用過(guò)的氣體傳給排放導(dǎo)管186，在導(dǎo)管186中具有節(jié)流閥，以控制腔106中的氣體壓力。排放導(dǎo)管186輸送一個(gè)或多個(gè)排放泵190。典型地，在腔106中濺射氣體的壓力波設(shè)置為低于大氣壓的水平。
濺射腔106進(jìn)一步包括面向襯底104的表面105的濺射靶124，并且濺射靶包括要濺射到襯底104上的材料，例如至少鈦和氮化鈦之一。靶124通過(guò)環(huán)形絕緣環(huán)132與腔106電絕緣，并且波連接到電源192。濺射腔106也具有遮護(hù)板120，以為腔106的壁118遮蔽濺射的材料。遮護(hù)板120可包括類(lèi)似壁的圓柱形狀，其具有上和下遮蔽部分120a、120b，其遮蔽腔106的上區(qū)域和下區(qū)域。在圖3所示的實(shí)施例中，遮護(hù)板120具有安裝到支承環(huán)130的上部120a和裝配到蓋環(huán)70的下部120b。夾具遮護(hù)板141包括夾緊環(huán)，其也提供以將上和下遮蔽部分120a、120b夾緊在一起。也可以提供替代的遮護(hù)板配置，例如內(nèi)和外遮護(hù)板。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)電源192、靶124和遮護(hù)板120作為氣體激勵(lì)器116工作，氣體激勵(lì)器116能夠激勵(lì)濺射氣體，以從靶124濺射材料。電源192相對(duì)于遮護(hù)板120向靶124施加偏壓。施加的電壓在腔106中產(chǎn)生的電場(chǎng)激勵(lì)濺射氣體，以形成高能碰撞和沖擊靶124的等離子，以從靶124濺射材料并且濺射到襯底104上。具有電極170的支座22和支座電極電源172也可作為氣體激勵(lì)器116的一部分工作，朝向襯底104激勵(lì)和加速?gòu)陌?24濺射的離子材料。此外，可提供由電源192供電的氣體激勵(lì)線圈135，其位于腔106內(nèi)，以提供增強(qiáng)的激勵(lì)氣體特性，例如提高的激勵(lì)氣體密度。氣體激勵(lì)線圈135可由線圈支座137支撐，支座137波連到遮護(hù)板120或者腔106中的其他壁。
腔106可被控制器194控制，控制器194包括具有指令集的程序代碼，以操作腔106的組件來(lái)處理腔106中的襯底104。例如，控制器194可包括襯底定位指令集，以操作一個(gè)或多個(gè)襯底支座22和襯底傳送器來(lái)在腔106中定位襯底104；氣體流量控制指令集，以操作流量控制閥178來(lái)調(diào)整激勵(lì)氣體到腔106的流量；氣體壓力控制指令集，以操作排放節(jié)流閥188來(lái)保持腔106中的壓力；氣體激勵(lì)器控制指令集，以操作氣體激勵(lì)器116來(lái)調(diào)整氣體激勵(lì)的能量水平；溫度控制指令集，以控制溫度控制系統(tǒng)119來(lái)控制腔106中的溫度；和處理監(jiān)視指令集，以監(jiān)視腔106中的處理。
已經(jīng)參考某些優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是其他的實(shí)施例也是可能的。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的是，包括夾具34和環(huán)形帶26的襯底環(huán)部件20可以被用于其他類(lèi)型的應(yīng)用中，例如用于蝕刻、CVD和清潔工藝中。也可以使用襯底環(huán)部件20和夾具34的其他配置。例如，可提供用于將環(huán)形帶26固定到支座22的其他方法和配置。因此，所附權(quán)利要求的精神和范圍不應(yīng)限于本文所述的優(yōu)選實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種襯底環(huán)部件，其用于具有外圍邊緣的襯底支座，所述部件包括a.環(huán)形帶，其內(nèi)周長(zhǎng)圍繞并且至少部分覆蓋所述襯底支座的外圍邊緣；和b.夾具，其將所述環(huán)形帶固定到所述底支座的外圍邊緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，其中所述環(huán)形帶包括下列特征或部件中的至少一個(gè)a.支腳，其從所述環(huán)形帶向下延伸，以壓住所述襯底支座；和b.頂表面，其具有至少一個(gè)突起，該突起被定形和定尺寸，以減少處理沉積物在所述頂表面的至少一部分上的沉積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，其中所述環(huán)形帶包括至少一個(gè)基本垂直地穿過(guò)其中的開(kāi)口，并且其中所述夾具包括i.至少一個(gè)緊固件，其適于穿過(guò)所述帶中的開(kāi)口，和ii.托架，其適于容納所述緊固件，并將所述環(huán)形帶固定到所述支座。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的部件，其中所述緊固件包括旋轉(zhuǎn)緊固件，其能夠旋轉(zhuǎn)所述托架，以靠著所述支座來(lái)支撐所述托架。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的部件，進(jìn)一步包括蓋環(huán)，其圍繞所述環(huán)形帶的外圍，并且具有一個(gè)在所述環(huán)形帶外圍之上向內(nèi)延伸的突出部分，所述突出部分包括向下延伸的突起，該突起被定形和定尺寸，以減少處理沉積物在所述頂表面的至少一部分上的沉積。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，其中所述夾具包括a.徑向彈簧，其在所述環(huán)形帶的內(nèi)部和所述支座的外圍邊緣之間被壓縮，以將所述環(huán)形帶固定到所述支座；或者b.彈簧，其適于在所述環(huán)形帶和所述襯底支座的一部分之間被拉伸，以將所述環(huán)形帶固定到所述支座的外圍邊緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的部件，其中所述支承環(huán)包括不銹鋼、鈦和鋁中的至少一種。
8.一種襯底處理腔，其包括權(quán)利要求1所述的支承環(huán)部件，且進(jìn)一步包括襯底支座、氣體輸送系統(tǒng)、氣體激勵(lì)器和氣體排放口。
9.一種襯底環(huán)部件，其用于具有外圍邊緣的襯底支座，所述部件包括a.環(huán)形帶，其內(nèi)周長(zhǎng)至少部分地圍繞并至少部分地覆蓋所述襯底支座的外圍邊緣，所述環(huán)形帶在其頂表面上包括至少一個(gè)突起，所述突起適于阻止處理沉積物在所述頂表面的至少一部分上沉積；和b.支腳，其從所述環(huán)形帶向下延伸，所述支腳適于壓住所述襯底支座的一個(gè)表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的部件，進(jìn)一步包括夾具，其包括至少一個(gè)緊固件，該緊固件適于穿過(guò)所述環(huán)形帶中的垂直開(kāi)口，并且其進(jìn)一步包括托架，以容納所述緊固件，并且將所述環(huán)形帶固定到所述支座。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的部件，其中所述緊固件包括旋轉(zhuǎn)緊固件，其能夠旋轉(zhuǎn)所述托架，以靠著所述支座支撐所述托架。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的部件，進(jìn)一步包括蓋環(huán)，其圍繞所述環(huán)形帶的外圍，并且具有在所述環(huán)形帶外圍之上向內(nèi)延伸的突出部分，所述突出部分包括向下延伸的突起，該突起被定形和定尺寸，以減少處理沉積物在所述頂表面的至少一部分上的沉積。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的部件，其中所述環(huán)形帶包括一個(gè)向下伸的支腳以及凹進(jìn)的表面區(qū)域，所述支腳被定形和定尺寸以壓住所述襯底支座的外圍邊緣，而基本不在所述外圍邊緣中引入裂縫，所述凹進(jìn)的表面區(qū)域環(huán)繞所述向下延伸的支腳，并且基本不接觸所述外圍邊緣。
14.一種襯底環(huán)部件，其用于具有外圍邊緣的襯底支座，所述部件包括a.環(huán)形帶，其內(nèi)周長(zhǎng)具有圍繞且至少部分地覆蓋所述襯底支座的外圍邊緣和b.支腳，其從所述環(huán)形帶向下延伸，所述支腳被定形、定尺寸和定位，以當(dāng)所述環(huán)形帶被固定到所述襯底支座時(shí)，使所述環(huán)形帶在所述襯底支座上基本僅僅施加壓力。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的部件，其中所述環(huán)形帶包括圍繞所述支腳的凹進(jìn)的表面區(qū)域，其基本不接觸所述支座的外圍邊緣，且至少一個(gè)凹進(jìn)的區(qū)域在所述支座外圍邊緣的頂角的周?chē)欢ㄐ?、定尺寸和定位，以致所述頂角基本不接觸所述環(huán)形帶。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種襯底環(huán)部件，其用于具有外圍邊緣的襯底支座。所述部件具有環(huán)形帶，該環(huán)形帶的內(nèi)周長(zhǎng)包圍且至少部分覆蓋所述襯底支座的外圍邊緣。所述部件還具有將環(huán)形帶固定到所述底支座的外圍邊緣的夾具。
文檔編號(hào)C23F4/00GK1790659SQ20051011749
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2005年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月3日
發(fā)明者K·A·米勒, I·拉維茨蓋 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料有限公司