[发明专利]用于基板处理腔室的冷却遮蔽件

说明书

本申请为申请日为2008年4月22日、申请号为200880015419.7、进入国家阶段日为2009年11月9日、名称为“用于基板处理腔室的冷却遮蔽件”的发明专利申请的分案申请。

本申请与Pavloff等人于2007年1月29日申请、名称为“PROCESS KIT FOR SUBSTRATE PROCESSING CHAMBER (用于基板处理腔室的处理套件)”、申请案序号为11/668461的共同未决的正式申请有关。

技术领域

本发明的实施例涉及一种用于基板处理腔室中的遮蔽件。

背景技术

在集成电路及显示器的工艺中，诸如半导体晶片或显示面板等基板会放置在处理腔室中，并且设定腔室内的处理条件以在基板上沉积或蚀刻材料。典型的处理腔包含多种腔室部件，所述腔室部件包括用以圈出处理区域的圈围室壁、提供工艺气体至腔室中的气体供应器、激发工艺气体以处理基板的气体激发器(energizer)、用以排放及去除用毕气体且维持腔内压力的气体出口，以及用以支撑基板的基板支撑件。此类腔室可包括例如溅射或物理气相沉积室(PVD)、化学气相沉积室(CVD)以及蚀刻室。

在PVD腔室中，靶材受到溅射而造成溅射出的靶材材料沉积在位于靶材对面处的基板上。在溅射工艺中，供应含有惰性气体与反应性气体的工艺气体至腔室中。激发工艺气体以形成能量化离子来轰击靶材，而将材料从靶材上溅击出来并且沉积在基板上而形成薄膜。在这些溅射工艺中，从靶材溅射出来的材料会顺着这些用来接收溅射材料的遮蔽件或内衬再次沉积，以保护与避免材料沉积在腔室侧壁与其他腔室部件的表面上。然而，并不希望在遮蔽件或内衬上累积与结集再沉积材料，因为此类累积沉积物可能脱落与剥离，而掉落至腔室中而污染腔室与腔室部件。为了避免此种后果，所述遮蔽件和内衬在少数个工艺循环后就要拆卸下来加以清洗，也因为这些必要的劳动而使得工艺非常没有效率且花费较高。

由于在遮蔽件多个部件之间以及在遮蔽件与接合件之间的界面处具有高热阻性(thermal resistance)，因此可能因为遮蔽件的热传导性不佳而造成累积沉积物的颗粒剥离与掉落。现有的遮蔽件与内衬仅提供小幅的温度控制，且遮蔽件又会因为暴露在等离子体中而随着遮蔽件的循环温度负载经历大幅温度震荡，使得颗粒从遮蔽件与内衬上脱离且剥落下来。大幅的温度震荡会造成遮蔽件膨胀与收缩，从而在遮蔽件的结构中产生热应力。由于遮蔽件或内衬与所述遮蔽件或内衬上方沉积材料(例如高应力膜层)之间的热膨胀系数并不相同，因此待完成工艺循环之后，形成在遮蔽件与内衬上的溅射材料可能会剥落或碎裂。

因此，需要一种能够减少遮蔽件表面上累积沉积物的剥落情形的遮蔽件。更期望能够提高遮蔽件与内衬的热传导性，以控制基板处理过程中的遮蔽件与内衬温度，从而减少遮蔽件与内衬表面上的颗粒剥落情形。还期望一种遮蔽件与内衬，所述遮蔽件与内衬具有能接受与承受非常大量的累积沉积物又能够提高这些沉积物对遮蔽件与内衬的附着力。更期望一种具有少数个零件或部件的遮蔽件或内衬，并且部件的造型与部件之间的彼此配置关系能够减少处理腔室内表面上的溅射沉积量。

发明内容

本发明提供一种用以在基板处理腔室中环绕溅射靶材的上遮蔽件，其中所述溅射靶材具有倾斜外围边缘。所述上遮蔽件具有：(a)顶环，所述顶环包含径向向内凸块，且所述凸块具有拱形表面用以环绕所述溅射靶材的倾斜外围边缘﹔(b)支撑支架，位于顶环下方，所述支撑支架径向向外延伸﹔以及(c)圆筒状箍(cylindrical band)，从所述支撑支架向下延伸。所述圆筒状箍具有：(1)径向向内表面，所述径向内表面具有倾斜平面以及基本上垂直平面﹔以及(2)径向向外表面，所述径向向外表面具有多个阶梯。

本发明提供一种用以在基板处理腔室中设置在上遮蔽件及基板支撑件周围的下遮蔽件，并且所述基板支撑件具有外围边缘(peripheral edge)。所述下遮蔽件具有环形箍以及内凸唇部，其中所述环形箍向下延伸出曲形接合部(curvedjoint)﹔以及所述内凸唇部从所述曲形接合部水平地延伸出﹔所述内凸唇部包含径向向内边缘，且所述径向向内边缘至少部分地环绕着所述基板支撑件的所述外围边缘。