[发明专利]具有等离子体限制间隙的处理配件

说明书

技术领域

本发明的实施方式大体涉及等离子体增强基板处理系统。

背景技术

基板处理系统(诸如物理气相沉积(PVD)腔室)可利用处理配件来使内容积的非处理容积与处理容积隔离。例如，可利用处理配件来避免材料(诸如从等离子体形成的活性物种、溅射金属或类似者)污染内容积的非处理侧上的一个或更多个部件。发明人观察到，对于使用较高射频(RF)频率和较低腔室压力的等离子体增强PVD工艺而言，来自处理容积的材料会穿过处理配件的部件中的间隙而污染内容积的非处理侧上的部件。

因此，本发明提供用在等离子体增强基板处理系统中的改善的处理配件。

发明内容

在此提供用于处理基板的设备。在一些实施方式中，一种设备包括处理配件，所述处理配件包括挡板(shield)，所述挡板具有配置成围绕第一容积的一个或更多个侧壁，所述第一容积设置在工艺腔室的内容积内；和第一环，所述第一环可移动地介于第一位置与第二位置之间，在第一位置，第一环置于挡板上，而在第二位置，在第一环的外表面与一个或更多个侧壁的内表面之间形成间隙，其中对于在约40MHz或更高的频率下和约140毫托(mTorr)或更低的压力下形成的等离子体而言，间隙的宽度小于约两倍等离子体壳层(plasma sheath)的宽度。

在一些实施方式中，所述设备包括基板处理系统，所述基板处理系统包括具有内容积的工艺腔室；挡板，所述挡板设置在内容积中并具有配置成围绕内容积内的第一容积的一个或更多个侧壁；基板支撑件，所述基板支撑件设置在内容积中；和第一环，所述第一环可移动地介于第一位置与第二位置之间，在第一位置，第一环置于挡板上，而在第二位置，第一环置于基板支撑件顶上并且在第一环的外表面与一个或更多个侧壁的内表面之间形成间隙，其中对于在约40MHz或更高的频率下和约140毫托或更低的压力下形成的等离子体而言，间隙的宽度小于约两倍等离子体壳层的宽度。

本发明的其他和进一步的实施方式在下文中描述。

附图说明

可通过参照在附图中描绘的本发明的示例性实施方式来理解以上简要概述的并在下文更详细地讨论的本发明的实施方式。但应注意到，这些附图仅示出本发明的典型实施方式，因此不应视为对本发明范围的限制，因为本发明可允许其他等效实施方式。

图1描绘根据本发明的一些实施方式的工艺腔室的示意性截面图。

图2描绘根据本发明的一些实施方式的工艺腔室中的处理配件和基板支撑件的一部分的截面侧视图。

为了便于理解，已尽可能地使用相同的参考数字来标示各附图共有的相同元件。这些附图并非按比例绘制并且为了清楚起见可能经过简化。预期一个实施方式的元件和特征结构可有利地结合到其他实施方式中而不需特别详述。

具体实施方式

在此提供用于等离子体增强基板处理系统中的处理配件的实施方式。所述处理配件可被有利地配置成至少限制在约40MHz或更高的频率和约140毫托或更低的压力下形成的等离子体穿过处理配件的相邻部件之间的一个或更多个间隙，诸如介于处理配件的挡板与盖环之间的间隙。下文讨论处理配件的其他和进一步的实施方式。

图1描绘根据本发明的一些实施方式的PVD腔室100的简化截面图。适于根据在此提供的教导做改进的PVD腔室的实例包括Plus和SIPPVD处理腔室，两者皆可从California(加利福尼亚)州Santa Clara(圣克拉拉)市的Applied Mterials,Inc.(应用材料公司)购得。来自应用材料公司或其他制造商的其他处理腔室(包括那些配置用于除了PVD之外的其他类型的处理的处理腔室)也可受益于根据在此披露的本发明的设备的改进。

在本发明的一些实施方式中，PVD腔室100包括腔室盖101，所述腔室盖101设置在工艺腔室104顶上并且可从工艺腔室104移去。腔室盖101可包括靶材组件102和接地组件103。工艺腔室104包括基板支撑件106，所述基板支撑件106用于接收在其上的基板108。基板支撑件106可位于下接地围壁(enclosure wall)110内，下接地围壁110可以是工艺腔室104的腔室壁。下接地围壁110可电耦接至腔室盖101的接地组件103，以便向设置在腔室盖101上方的射频电源182提供射频返回路径。或者，其他射频返回路径也是可能的，诸如从基板支撑件106出发经由处理配件挡板(例如下文讨论的挡板138)，最终回到腔室盖101的接地组件103。如下文讨论的，射频电源182可提供射频功率至靶材组件102。