TW201003819A - Wafer processing deposition shielding components - Google Patents

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201003819 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本文所說明之實施例大致係關於半導种制< 亍等體製程腔室之構 件、半導體製程腔室之製程組、以及且古制4 人丹有製程組之半導 體製程腔室；更具體地，本文所說明之音#/ 乃 < 貫施例係關於包 括適合在物理氣相沉積腔室中使用的環形組件與多重屏 蔽件之製程組。 【先前技術】 在積體電路與顯示器製造中，基板（例如半㈣⑽ 或顯示面板）係置於基板製程腔室中，且腔室中的製程 條件係經設定，以於基板上沉積或#刻材料。典型㈣ 程腔室所·包括之腔室構件，其包含圍起—製程區之封閉 壁、提供製程氣體於腔室中之氣體供應源、激發製程氣 體以處理基板之氣體激發器、移除耗費氣體並維持腔室 中氣體壓力之排氣裝置、以及托持基板之基板支撑件。 這些腔室包括，如濺鐘(PVD)、化學氣相沉積（cvd)、 以及餘刻腔室；在削腔室中’經激發氣體係濺㈣材 以濺射出靶材材料’靶材材料接著會沉積在面對靶材的 基板上。 在濺鑛製程中，㈣材濺射出來的材料也會沉積絲 材周圍的l至構件邊緣，而這是不希望的；周圍熱材區 域八有暗工間區域，經賤射之材料會因散射於此區中 201003819 而再次沉積。在此區中經濺射之材料的累積與増長是不 希望的，因為這種累積之沉積物需要被分解與清潔、或 替換靶材與周圍構件，其會導致電漿短路，並使靶材^ 腔室壁之間產生電弧。這些沉積物常因熱應力脫落，因 而掉落並污染腔室内部及其構件。 製程組包括了配置在基板支撐件與腔室側壁周圍的屏 蔽件、覆蓋環與沉積環’其通常係用以接收過多的經錢 射之材料，以保護及避免其沉積在腔室壁與其他構件表 面上》製程組構件係週期性地拆卸及自腔室移除，以進 行累積之沉積物的清潔。因此，製程組構件需經設計以 於不彼此固著、或固著至基板、或使沉積物在清潔週期 間剝落的情況下接收及容許甚為大量的累積沉積物。進 -步需使製程組包含較少的部件或構件、以及使構件彼 此有關地成形與排列以降抵形成於製程腔室内部表面上 的濺射沉積物。 另-個問題是當腔室襯裡（liner)與屏蔽件因暴露至 腔室中的歸電漿以及因屏蔽件與腔室構件之間熱傳導 不佳而加熱至過高溫度。舉例而言’由低熱傳導性材料 製成之屏蔽件的溫度是難以控制的，與支撐構件（例如 轉接器）接觸界面處的抗熱性也會影響屏蔽件溫度，屏 蔽件與轉接器之間較低的夾鉗力也會使屏蔽件被加熱。 在沒有熱控制的情況下，屏蔽件的溫度會在待機之室溫 條件與連續基板處理„之高溫之間循環。#高應力: 屬的製程沉積物沉積在屏蔽件上且遭遇大幅度溫度變動 201003819 時:薄膜對屏蔽件的黏性以及薄膜本身的黏著性，會因 為薄膜’、下方屏蔽件間熱膨脹係數的不匹配性而大幅降 在基板處理期間需要降低屏蔽件與襯裡的溫度，以 減少累積之沉積物自屏蔽件表面脫落。 傳統基板製程腔室與PVD製程的另一個問題是因自腔 =氣體傳導不佳而產生。在對製程空穴供應必須的製 私氣體時α及在適當排出耗費之製程氣體時都需要高 傳導氣流路徑。然而，製程組中作為腔室壁襯裡之屏蔽 件與其他腔室構件實f上會降低其間之氣體傳導流動。 在這些構件中設置蘭，儘管增加了通過其巾的氣體傳 導也會使、線[生（line_〇f_slgh_鑛沉積物透過氣體傳導 孔洞離開製程區而沉積在腔室壁上。這些孔洞也會使電 装從製程空穴㈣漏至周圍的腔室區域。同時，含有這 些孔洞之腔至組件也具有其他缺點，包括桓不限於需要 額外部件，其相對較為脆弱、對於多部件堆疊的容限性、 以及在界面處熱傳導性不佳等。 因此，需要增加了熱傳導同時減少製程沉積物自構件 表面脫落的製程組構件。更需要控制屏蔽件與襯裡的溫 度使，、於電漿製程期間不會在過高與過低溫度之間循 環；同時也需要增加整體氣體傳導，避免製程區外部的 線性沉積及減少電漿茂漏。 、' 【發明内容】 201003819 本文所說明之實施例大致關於與半導體製程腔室之構 件、半導體製程腔室之製程組、以及具有該製程組之半 導體製程腔室。在—實施例中，提供了-種用於圍繞- 錢鍍把材與-基板支撐件之下屏蔽件；該下屏蔽件包 括：一圓柱狀外帶，其具有-第-直徑，該第一直徑大 小係製成能圍繞該濺錢乾材的賤錢表面與該基板支樓 件，該圓柱帶包括-上壁’其環繞該㈣㈣之一滅錢 表面；以及一下壁，其環繞該基板支撐件；一支撐壁架， 其包括-停置表©’並自該圓柱狀外帶向外徑向延伸； -基座平板，其自該圓柱狀帶的該下壁向内徑向延伸. 以及-圓柱狀内帶，其與該基座平板連接並部分環繞該 基板支撐件的一周圍邊緣。 在另-實施例中，提供了一種於—製程腔室中用於圍 繞一基板支標件的一周壁之沉積環。該沉積環包括：一 環形帶，其環繞該基板支撐件之該周壁，該環形帶包括： -内凸緣’其自該環形帶橫向延伸且實質上平行於該某 板支樓件之該周壁，其中該内凸緣限定了該沉積環：: 環繞該基板與基板切件的㈣1於製程期 曰…^基板覆蓋之支撐件區域，以降低或甚至整 體排除沉積在該周壁上的_沉積之沉積、及一 v形 :凸/其以-與該内凸緣相鄰之第-徑向内凹槽，以及 在《亥V形隆凸的任—Va,| I. ΑΛ ^ , ㈣相J上的苐一徑向内凹槽，沿著該 f的—令央部分延伸。 在又一實施例中，提供了—種覆蓋環，其園燒且至少 201003819 部分遮蔽一沉積環以# 免賤錢沉積物。該沉積環包括： 一環形楔體，包括：一上矣 上表面，一傾斜上表面，其徑向 向内傾斜並與該具有一 Ν周圍與一外周圍之上表面連 接；以及-下表面以停置於—沉積環之—壁架上，盆中 該上表面係實f上平行於該下表面；-突出上緣，直藉 由該傾斜上表面而與該上表面連接，其令該傾斜上表面 與該突出上緣配合作用，阻擋線性沉積（line_of_s响 P Sition)使其不離開内部容積而進入腔室主體空 穴；以及-圓柱狀内帶，其自該環形楔體向下延伸，該 圓柱狀内帶之高度小於該圓柱狀外帶。 在又一實施例中，接供f 4* it «μι λι 奴供了 一種半導體製程腔室之製程 組。該製程組包括一下屏蔽件、一中間屏蔽件以及—位 於製程腔室t基板支料周圍之環形組件，以減少製程 沉積物沉積在内部腔室構件上，並提供了基板之一伸出 邊緣。下屏蔽件包括一圓柱狀外帶，其具有環繞一濺鍵 輕材之-上壁以及環繞基板支撐件之—下壁，下屏蔽件 還包括-支撐壁架與環繞該基板支料之—圓柱狀 帶。環形組件包括沉積環與覆蓋環。 【實施方式】 本文所說明之實施例提供了一種用於物理氣相沉積 (PVD )腔至的製程組（厂⑽“⑸）。該製程組的優勢 在於可降低射頻谐波（harm〇nics )以及製程空弋外 201003819 部的散射電毁，其可促淮梦、杜&制 j從進車又佳的製程均勻性與重現性， 也使腔室組件的使用壽命較長。 第1圖說明了一不例半導體製程腔室⑽，其具有可 處理，板1〇5之製程組150之一實施例。製程組15〇包 括單件式下屏蔽件160、一交錯覆蓋環17〇、一沉積環 180以及一中間屏蔽件1 90。在所示之實施例中，製程 腔室100包括⑽腔室（也稱為物理沉積或PVD腔室）， 其可於-基板上沉積鈦、氧化鋁、鋁、銅、钽、氮化鋰、 鎢、或氮化鎢。適當的PVD腔室實例包括了 ALPS@plus 與ENCORE PVD製程腔室’這兩者都是加州應用材料 a 司（Applied Materials，Inc.，Santa Clara，of California) 的商。也可使用其他製造商的製程腔室來實施本文所 述的實施例。 製程腔室1〇〇包括一腔室主體1〇1，其具有圍繞壁1〇2 與側壁1 04、下壁106、以及圍繞一内部空間i丨〇或電漿 區之蓋體組件108。腔室主體1〇1 一般是由不銹鋼焊接 板或鋁單一塊材製成，側壁丨〇4 一般包含一槽閥（圖中 未示）以提供基板105進入與離開製程腔室1〇〇之入口 與出口。置於側壁104中之泵送埠丨2〇係連接至一泵送 系統122，其可自該内部空間丨1〇排氣並控制其壓力。 製程腔室100的蓋體組件108與下屏蔽件16〇 (其與覆 蓋環170、中間屏蔽件190及上屏蔽件丨95交錯）配合 作用’以將内部空間Π 0中形成的電漿侷限於基板上方 的區域。 201003819 台座組件124由腔室100的下壁106支撐，台座組件 124於製程期間支撐沉積環180與基板105。台座組件 124藉由一舉升裝置126連接至腔室1〇〇的下壁1〇6，舉 升裝置126係用以使台座組件124移動於上下位置之 間。此外，在下位置中，舉升銷係移動通過台座組件124， 以使基板105與台座組件124分開，以增進基板ι〇5與 置於製程腔室1〇〇外部之晶圓傳送機構（例如單葉片機 械（未繪示））進行交換。伸縮囊129 一般係配置在台座 組件124與腔室下壁1〇6之間，則吏腔室主體ι〇ι的内 部空間110可自台座組件124的内部及腔室外部隔離。 台座組件124 —般包括基板支撐件128，其緊密連接 至一平台外殼130。平台外殼130 一般是由金屬材料（例 如不銹鋼或鋁）所製成，在平台外殼13〇内一般會配置 一冷卻板（圖中未示）以對基板支撐件128進行熱調節。 在Davenport等人之美國專利號第5,5〇7,499號中㈠996 年4月16日公告）說明了一種可採用之台座組件124以 自本發明獲益，其以引用形式而整體併入本文中。 基板支撐件128係由鋁或陶瓷構成。基板支撐件128 具有一基板接收表面132,其於製程期間接收並支撐基 板1〇5。基板接收表面132具有—平面，其實質上平行 於濺鍍靶材136之濺鍍表面134。支撐件128也具有一 周壁138，其終結於基板105的伸出邊緣1〇7前。基板 支撐件128係一靜電吸盤、陶瓷體、加熱器、或其組合。 在一實施例中，基板支撐件128係—靜電吸盤，其包括 11 201003819 具有傳導層内嵌於其中之— ^ ^ ^ ;卜電體。介電體一般是由高 熱傳導介電材料所製成 飯疋由同 J如熱解氮化硼、氮化4 急 化石夕、氧化I呂、或相當之材料。 i化銘亂 蓋體組件108 —般包括& , 材136與磁控管140。當位 於關閉位置時，如第j# 田位 m支撑㈣ ，蓋體組件108是由側壁 _支律。絕緣環142係置於_ 之間，以避免其間之真空洩爲…， *敝仵195 、戈/属，並減少腔室壁與靶材136 之間的電性短路。在一眚始▲丨山 在Λ施例中，上屏蔽件195包括例 如鋁或不銹鋼等材料。 乾材13ό係連接至蓋體组件丨μ 件108，並暴露於製程腔室 100的内部空間110中。 粑材136如供了在PVD沉積期 間沉積於基板上的材料 n %緣％ 142係置於靶材ί36盥 腔室主體1 〇 1之間，以站h U 、 使靶材136與腔室主體1〇1電性 絕緣。在一實施例中，絕緣環142包括陶竟材料。 々靶材136與台座組件124係由電源144而彼此偏壓。 風體（例如鼠氣）係、自氣體源146經由導管148而供應 …/工間110 m 146係包括非反應氣體（例如 :或氙)’其可受激發衝擊於靶材136上並自其濺射出材 ^氣體;原146也可包括反應氣體，例如含氧氣體或含 氮乳體中其-或多者，其可與濺射材料反應以於基板上 成臈層。耗費之製程氣體與副產物透過泵送埠而 排出腔室100’ $送埠12G接收耗f之製程氣體，並將 摩費之製私氣體傳送至具有節流閥之排氣導管丨21，以 控制腔至1 00中的氣體壓力。排氣導管1 48係連接至泵 12 201003819 送系统122。一般而言，腔室1〇〇中濺射氣體的壓力係 設定為次大氣等級，例如真空環境，如氣體壓力在 至400mTorr間。電漿是從氣體形成在基板ι〇5與靶材 136之間，電漿中的離子會被加速移向靶材136，並使材 料從靶材136移逐出（dislodged)。移逐出之靶材材料係 沉積在基板105上。 磁控管140係連接至製程腔室1〇〇外部的蓋體組件 108上，磁控管140包括至少一個旋轉磁鐵組件（未示）， 其有助於PVD製程中靶材136的均勻消耗❿等人之美 國專利號第5,953,827號（1999年9月21日獲准）中說 明了 -種可使用之磁控管，其以？丨用形式而整體併入^ 文中。 腔室100受到控制器196控制，控制器196包括程式 碼，其具有用以運作腔室100的梅件進而處理腔室⑽ 中之基板的指令組。舉例而言，控制€ 196之程式碼包 括用於操作基板支#件128之基板定位指令、用於操作 氣體流量控制閥以設定對腔1100之機射氣體流量的氣 體流量控制指令組、用於操作節流閥以維持腔室100中 屢力之氣錢力控制指令組、用於控制支㈣128或側 壁10"一溫度控制系統（未示）以分別設定基板或側 壁！04的溫度之溫度控制指令組、以及用於監控腔室⑽ 中製程之製程監控指令組。 準直器197與下屏蔽件160連接，藉以接地準直器。 在-實施例中，準直器係—金屬環，且包括—外管區段 13 201003819 ,、個同心内管區段；舉例而言，三個同心内管區 段可藉由支柱而彼此連結。 腔至1 〇〇也可含有一製程組1 50，其包括例如可自腔 至1〇0輕易移除之各種構件，以清潔構件表面的濺鍍沉 積物、更換或修繕受侵蝕之構件、或使腔冑1〇〇用於其 他製程。在—實施例中，製程組15G包括-下屏蔽件 6〇中間屏蔽件1 90與一環形組件202，其置放在終 。於基板105的伸出邊緣1〇7前、基板支揮件128的周 壁138附近。如第2圖所示，環形組件2G2包括沉積環 18〇與覆蓋環170。沉積環180包括一環形帶402，其環 繞邊支撐# 128。覆蓋環17〇至少部分覆蓋該沉積環 18〇 '儿積環1 80與覆蓋環1 70彼此共同作用以減少濺鍍 沉積物形成在支撐件128的周壁138以及基板1〇5的伸 出邊緣1 0 7上。 下屏蔽件160環繞濺鍍靶材136面對基板支撐件128 與基板支撐件128之周壁138的濺鍍表面134。下屏蔽 件160覆蓋並掩蔽腔室1〇〇的側壁ι〇4，以減少從賤鐘 靶材136之濺鍍表面134產生之濺鍍沉積物沉積在下屏 蔽件160後方的構件與表面上。舉例而言，下屏蔽件ι6〇 可保護支撐件1 28的表面、基板1 〇5的伸出邊緣i 〇7、 以及腔室100的側壁104與下壁1〇6。 第3 A圖與第3 B圖為根據本發明一實掩例之下屏蔽件 的部分截面圖，第3C圖是第3A圖所示之下屏蔽件的上 視圖。如第1圖以及第3A-3C圖所示，下屏蔽件ι6〇是 201003819 單-架構且包括一圓柱狀外帶31〇，其直徑大小係製成 能環繞濺餘# 136的濺鍍表自134以及基板支樓件 12 8。圓柱狀外帶3 1 〇且古+ L @ 八之上壁3 12係環繞濺鍍乾材 136的⑽表面134。支撐壁架3U從圓柱狀外帶31〇的 上壁⑴向外徑向延伸。支樓壁架313包括一停置表面 Μ以停置在環繞腔室⑽之㈣W4的第-環形轉接 器172上。停置表面314具有複數個槽體，其係經成形 以接收*梢件（pin)，ϋί/由ΤΓΗΉ·止 ρ )以使下屏蔽件160與第一環形轉 接器172對齊。. 如第3Β圖所示，上壁312包括一内周圍326與一外 周圍321外周圍328延伸以形成—傾斜階部別。傾斜 階部330自垂直面向外徑向傾斜約5度至1〇度之間（例 如自垂直面傾斜8度）。在—實施例中’内關326自垂 直面向内徑向傾斜約2度至5度之間（例如自垂直面傾 斜3.5度）。 第一環形轉接器172支撑下屏蔽件16〇，且可作為基 板製程腔t⑽的㈣104周圍之熱交換器。第一環形 轉接器172與屏蔽件160形成了自屏蔽件16G至轉接器 P間有較佳熱傳送的組件’Μ降低了在沉積於屏蔽 :上之材料上的熱膨脹應力。部分的屏蔽件“Ο會因為 2至基板製程腔室中所形成之電裝而變得過熱，導致 件16〇之熱膨脹’並使沉積在屏蔽件上的賤鍵沉積 物自屏蔽件脫落而掉在基板1G5上而污染基板⑽。第 轉接器172具有一接觸表自174,其接觸下屏蔽件16〇 15 201003819 的停置表面314，以使屏蔽件16〇與轉接器172間熱傳

導性良好。在一實施例中，屏蔽件16〇的停置表面3M 以及第一轉接器172的接觸表面174各具有之粗糙度係 介於約10至約80微吋之間、或甚至是介於約16至約 63微吋之間，或在一實施例中，其平均表面粗糙度為約 32微吋。在一實施例中，第一轉接器} 72更包括導管， 以使熱傳送流體流動於其間，以控制第一轉接器丨72的 溫度。 在下屏蔽件160的支撐壁架313下方是一下壁316， 其％繞基板支撐件12卜基座平板318從圓柱狀外帶31〇 的下壁316徑向向内延伸。圓枉狀内帶32〇係連接基座 平板318’並至少部份圍繞支撐件ι28的周壁ι38。圓柱 狀内帶3 20、基座平板318以及圓柱狀外帶31〇形成一 u 形通道。圓柱狀内帶320的高度小於圓柱狀外帶31〇的 南度。在一實施例中，内帶32〇的高度約為圓柱狀外帶 31〇尚度的五分之一。在一實施例中，下壁316具有一 刻痕322。在一實施例中，圓柱狀外帶3 1〇有一系列的 氣體孔洞324。 圓柱狀外帶310、上壁312、支撐壁架313、下壁316 與圓柱狀内帶320包括一單一結構。舉例而言，於一實 例中’整個下屏蔽件1 60可由300系列不銹鋼製成， 或是在另一實施例中，由鋁製成。單一下屏蔽件16〇比 起先前由二或三個獨立構件所形成之多構件式屏蔽件更 為有利。舉例而言’在加熱與冷卻兩過程中，單件式下 16 201003819 屏蔽件較多構件式屏蔽件 午更為熱均勻。舉例而言，單件 式下屏蔽件1 60與笸—絲„ 田 興弟轉接器172之間只具有一個熟交 界面，因此更能和在θ . 工 敝件16〇與第一轉接器1 72之間 的熱父換。具有多構件 屏蔽件160使其更難、且需更 費力以移除屏蔽件進行清嚟 „ 逆订巧潔。早件式屏蔽件160具有暴 路至藏錢沉積物之^車錄主 積物之連續表面，而無難以清出之交界面或 角洛。早件式屏蔽件160也可更有效率地遮蔽側壁ι〇4 而免於製程循環期間受到濺鍍沉積。 在-實施例中’下屏蔽件16〇的暴露表面係經 LEANC〇AT處理，其係加州應用材料公司（Applied —。他）的商品。 CLEANC〇ATtm是一種雙線式鋁電弧噴塗塗層(t—代 mmum⑽spray eGating) ’其係施用於基板製程腔室 構件（如下屏蔽件16G)，以減少沉積物的粒子掉落在下 屏蔽件160上’並因而避免污染腔室1〇〇中的基板1〇5。 在一實施財，在下屏蔽件⑽上的雙線❹電孤喷塗 塗層具有之表面粗M度係介於約_至約测微时。 下屏蔽件160具有之暴露表面係面對腔室⑽中的内 部空間UG°在—實施例中，暴露表面係經喷砂處理， 乂八有1 75±75微对之表面粗經度。結構化之噴砂處理表 面可用以減少粒子掉落、並避免污染腔室⑽。表面粗 链度的平均值是指沿著暴露表面粗料徵波峰與波谷之 中線位移之絕對值的平均數。《度平均值、偏斜度、 或其他特性可由表面測平儀（pr〇fu〇meter)利用通過暴 17 201003819 路表面上方之針尖，並產生表面上粗糙度高度的擾動軌 跡而確疋’或疋藉由掃瞄式電子顯微鏡利用反射自表面 之電子束產生表面影像而加以確認。 參照第4A圖至笛 圃至弟4C圖，沉積環18〇包括一環形帶 4〇2,其延伸並環繞第2圖所示之支#件丨28的周壁138。 環形帶402包括一内凸緣4()4，其自環㈣_橫“ 伸且實質上平行於支揮件⑵的周壁138。内凸緣4〇4 2即終結於基板105的伸出邊緣1〇7下方。内凸緣例 疋義了沉積環18〇的 的内周長，其環繞基板105與基板支 揮件128的周圍，以於製程_保護支磐us未受基 板1〇5覆蓋的區域。舉例而言，内凸緣404環繞且至少 二刀覆蓋支挥件128的周壁138 (否則其將暴露至製程 境中）以減J、或甚至整體排除_沉積物沉積在周 壁13忌上。較佳為，可輕易移除沉積環刚，以 180的暴露表面上的軸沉積物，因此不需拆除支標： 行清潔。沉積· 180也可用以保護支擇件128 、暴露側表面’以減少其因激發電聚物種而受到侵兹。 且^2圖所示之實施例中，沉積環⑽的環形帶術 V形隆凸4〇6,其以v形隆凸偏兩侧的第一徑 °凹槽4〇8a與第二徑向内凹槽408b沿著4 表：分延伸。在一實施例中，V形隆凸406的相對 表面形成-個角度「α」。在一實施例 戶「 於約25度至約3〇度之間 &叼係介 牡乃貫施例午，角声「„ 係介於約27度至約28度之間。第一 尺」 昂徑向内凹槽408a係 18 201003819 位於猶微低於第二彳至向内凹槽4〇8b之水平面的一水平 面中。在一實施例中，第二徑向内凹槽408b的寬度介於 0.8吋與0.9吋之間。在另一實施例中，第二徑向内凹槽 4〇8b之寬度係介於0.83至〇 84吋之間。在一實施例中， 第一徑向内凹槽408a與第二徑向内四槽408b係實質上 平行於沉積環180的下表面420。第二徑向内凹槽408b 與覆蓋環170隔開以形成一弧形通道410，其間作為一 曲徑以減少電漿物種穿透至弧形通道410中，如第2圖 所示。一開放内通道4 1 2係位於内凸緣404與V形隆凸 406之間，開放内通道412徑向向内延伸，其至少部分 終止於基板105的伸出邊緣107下方。在清潔沉積環18〇 期間’開放内通道412有助於使濺鍍沉積物自這些部分 移除》沉積環180也具有一壁架414，其向外延伸且位 於V形隆凸406徑向向外處。壁架414用以支標覆蓋環 170 °環形帶402的下表面具有一刻痕422，其自内凸緣 4〇4延伸於v形隆凸4〇6下。在一實施例中，刻痕的寬 度介於0.6至約0.75吋之間·，在另一實施例中，刻痕的 寬度介於0.65至約0.69吋之間。在一實施例中，刻痕的 高度介於0.020至約0.030吋之間；在另—實施例中，刻 痕的高度介於0.023至約0.026吋之間。 在一實施例中’第二徑向内凹槽408b具有如箭頭「Aj 所示之外徑。在一實施例中，第二徑向内凹槽4〇8b的直 徑「A」介於約13吋至約13.5吋之間；在另—實施例中， 第二徑向内凹槽408b的直徑「A」介於約131吋至約 19 201003819 13.2吋之間。右一杳 在實施例中，第二徑向内四櫓4nQU θ + 如箭頭「Ε」所干$ &卜 .凹槽408b具有 '、之内徑。在一實施例中卜 槽408b的直秤「 弟一徑向内凹 ^ E」"於約12吋至約12 s上 另一實施例中，第—僻一 2‘5吋之間；在 弟一仫向内凹槽408b的直徑「 約12.2对至約12.3对之間。 E」介於 :::::中’環形，4。2具有如箭頭、所示之 仏 實施例中，環形帶402的直押「 11吋至約12 . 工D」介於約 直徑「D今 在另一實施例環形帶搬的 」介於約11.25吋至約1175吋之 施例中，環形帶402的古尸「八 曰]，在又一實 彬帶402的直#「D」介於約u % 对之間。在一音始也丨士 w 丁主、、、勺11 · 6 0 實施例中，環形帶402具有如 示之外徑。在—實施例中，環形帶術的2碩「F」所 約13忖至約14 _之間；在另—實 F」介於 的4：徑「F 入^ 中’環形帶402 的直…」介於約13.25叶至約13.75呀之 實施例中，環形帶402的直徑「F」介於 ’在又 13.60吋之間。 '、、、、13·40吋至約 如箭頭「Β」所示 約12吋至約12.3 介於約12.i吋至 在一實施例中，V形隆凸的頂部具有 之直徑。在一實施例中，直控r Β」介於 吋之間；在另一實施例中，直徑「Β」 約1 2.2吋之間。 在一實施例中，内凸緣404具 外徑。在一實施例中，直徑「C」 吋之間；在另一實施例中，直徑「 约11 ·9吋之間，·在又一實施例中， 有如箭頭「 介於約11 C」所示之 吋至約12

Cj 直徑 介於約11.5吋至 C」介於約11.7 20 201003819 吋至約11.8吋之間。 沉積環180可由一陶瓷材料（例如氧化鋁）經成形與 加工而製成。較佳為，氧化鋁的純度至少為99·5Q/。，以 減少其他元素（例如鐵）對腔室100之污染。陶瓷材料 係經傳統技術例如等靜壓成形（is〇static pressing )進行 模造與燒結，然後再利用適當的加工方法進行模造燒結 加工’以產生所需形狀與大小。 沉積環180的環形帶402係包括經粗粒喷砂之暴露表 面。粗粒噴砂係以適合達成預定表面粗糙度之粗粒尺寸 執行。在一實施例中，沉積環18〇的表面係經雙線式鋁 電弧噴塗（例如CLEANCOAtTm)處理，以減少粒子掉 落與污染。 第5 A圖係表示本發明一實施例之中間屏蔽件丨的 部分截面圖。該中間屏蔽件19〇圍繞面對該基板支撐件 128之該濺鍍靶材136的濺鍍表面134。該中間屏蔽件 190覆蓋並遮蔽該下屏蔽件16〇的上壁312與該腔室 的側壁104 ’以降低從濺鑛乾材136㈣鍵表面134產 生之濺鍍沉積物沉積到中間屏蔽件16〇之後的表面及構 件上。

如第1圖及第5A圖所千Λ M 口所不，s亥中間屏蔽件丨6〇係為單 -成型的結構並且包含—圓柱狀帶51〇，該圓柱狀帶具 有-第-直徑D1其大小係製成能圍繞該上屏蔽件。 該圓柱狀外帶310具有—卜縣m Α ' ^ 上壁5丨2，其圍繞該上屏蔽件 1 95 ’ 一中間壁5 1 7及一下礓q e 拉人”， 卜2 518。一接合凸緣514從該 21 201003819 圓柱狀帶510的上壁512向外徑向延伸。該接合凸緣514 包含一停置表面5 1 6，停置於一圍繞該腔室1 〇〇的側壁 104之第二環狀轉接器176上。該停置表面可包含多個 塑形成用以接收插梢之插槽，以對準中間屏蔽件丨9〇與 轉接器1 7 6。 該中間壁517係為上壁512的延伸。該中間壁517係 從該上壁5 1 2與該中間壁5 1 7之間的一轉換點開始從該 上壁5 12徑向内傾斜。在一實施例中’中間壁5 1 7係自 垂直面呈約5度到1 〇度之間的夾角，例如自垂直面呈約 7度。該圓柱帶之中間壁517係形成一第二直徑D2。該 第一直徑D2的尺寸係符合於該下屏蔽件160之上壁312 的傾斜部分。 該下壁518係為該中間壁517的延伸部分。該下壁518 係從該中間壁517與該下壁518之間的一轉換點開始相 對於該中間壁5 1 7徑向外傾斜。在一實施例中，該下壁 518係自該垂直面呈約i度到5度的夾角’例如自垂直 面呈約4度。 該上壁512、中間壁517、下壁518以及接合凸緣5u 包含單一結構。例如，在一實施例中，整個中間屏蔽件 190可以由300系列的不鏽鋼或其他實施例中由鋁材所 製成。 如第1圖、第2圖、第6A圖、第6A圖及第6C圖， 該覆蓋環170環繞並且至少部分覆蓋沉積環18〇，以接 收並因此遮蔽沉積環180使其免於濺鍍沉積之團塊。該 22 201003819 m可由能抵抗濺鍍電漿之腐餘的材料製成，例 像疋不鏽鋼、欽或銘等金屬材料、或像是氧…類 小：刪。在—實施例中’該覆蓋豸η。係由純度至 y達99·9°/。的鈦所構成。在一實^ ^ ^ ^ ^ ^ « 〜r ’該覆蓋環170 的一表面係經過雙線紹弧噴塗處理，例如 CLEANC〇ATTM，以降低微粒自該覆蓋環丨70表面脫落。 該覆蓋環具有一外部直徑由箭頭H所表示。在一實施例 I ’該直:f Η係介於14·5至15忖之間。在其他實施例 中，該直徑H係介於14 8至14 9 丁 ·^間。該覆蓋環具 有一内部直㈣箭頭1所表示。在—實_中，該直徑 I係介於11.5至12 5 4之ρ弓 j- β — 5寸之間。在另一實施例中，該直徑 I係介於11.8至1 2 2咕夕pq 4~ η ^ 才之間。在又—實施例中，該直徑 I係介於11.9至12.0对之間。 該覆蓋$哀170包含_ I® J N 4|s S# A Τ λ 3 %狀楔體62〇。該環形楔體包含 -上表面603以及一下表面6〇4以停置在該沉積環⑽ 的壁架414。該上表面603大致上係與該下表面604平 行。-傾斜的上表面6G3係將—突出邊緣61(>輕接至該 上表面603。該傾斜的上表面6〇5係徑向内傾 繞該基板支撐件128。該環形楔體6〇2的傾斜上表面6〇5 具有一内周圍及—外周圍606、608。該内周目_係包 含該突出邊緣61G，其覆於該沉積環⑽的第二徑向内 的凹槽408b上方，淮而犯α址Tro 運而t成该/儿積裱丨80的一弧形通道 410。該突出邊緣610降低在該沉積冑18〇的弧形通道 410上的濺鍍沉積。較佳者’該突出邊緣61〇突出一段 23 201003819 距離，該距離對應至少大約是形成在該沉積環丨8〇的開 放内通道412之一半寬度。該突出邊緣61〇之尺寸、外 形及位置係配合並互補該弧形通道4丨〇及該開放内通道 412 ’以在覆蓋環丨7〇與沉積環丨8〇之間形成旋繞且偈限 的流體路徑’以抑制沉積物流流至周壁丨38上。該弧形 通道410之經限制的流體路徑係限制了在覆蓋環1 7 〇與 此積環1 80的相襯表面上低能濺鍍沉積物的堆積，否則 將會使他們彼此相互黏住或者黏住該基板丨伸出邊緣 之表面。延伸於該基板1〇5之伸出邊緣1〇7下面的該沉 積環180之開放内通道412係設計成結合該覆蓋環17〇 的穴出邊緣610之遮蔽，以收集例如在銘滅鍍腔室内的 銘減鍵沉積物’同時降低或甚至大致上排除兩個環17〇、 180的相襯表面上的濺鍍沉積。 該傾斜的上表面605，配合該突出邊緣61〇，阻止線性 沉積（line-〇f-sight deposition)離開内部容積11〇以及進 入腔室本體的空穴。該傾斜的上表面605可以相對於該 上表面603歪斜一角度，如以角度「p」所示。在一實施 例中’該角度「β」係介於5度到15度之間。在其他實 施例中，該角度「β」係介於9度到丨丨度之間。在其他 實施例中’該角度r β」係為j 〇度。該覆蓋環17〇的傾 斜上表面605之角度係經設計，以例如減少最靠近該基 板10 5之伸出邊緣1 〇 7的滅锻沉積物之堆積，否則將會 負面地衝擊基板1 〇 5上所獲得之沉積的均一性。 該覆蓋環1 70更包含一傾斜階部6丨2位於該環形楔體 24 201003819 602的傾斜上表面6〇5之下。該傾斜階部6i2係耦接該 突出邊緣610與該下表面604。該傾斜階部612係從該 環形楔體602向下延伸，並且從該内周圍6〇6徑向向外 延伸。該傾斜階部612可以相對於該下表面具有—歪斜 角度，如角度「γ」所示。在—實施例中，該角度「γ」 係"於40度至50度之間。在另一實施例中，該角度「丫」 係"於42度至48度之間。在又一實施例中，該角度「丫」 係為44度至46度之間。 該傾斜階部具有一内直徑以箭頭「；」表示。在一實施 例中，該傾斜階部612之直徑rj」係介於12至13时之 間。在另-實施例中’該傾斜階部612之直徑「；」係介 於12.2 i 12.5对之間。在又—實施例中，該傾斜階部 612之直徑「j」係介於12 3 i 12 4吋之間。該傾斜階 I5 612具冑4控以箭頭「κ」表示。在—實施例中，該 傾斜階部612之直徑「κ」係介於125至13对之間。在 另一實施例中’該傾斜階部612之直徑「κ」係介於ΐ2·7 「12.8才之間。在一實施例中，該傾斜階部612之直徑 「κ」係作為該下表面6〇4的内部直徑。 下表面具有如箭頭「L」所示之外徑，在一實施例中， 下表面的外徑「L」介於約13.5对至約13 8叶之間；在 另-實施例中，下表面的外徑介㈣& U.5吋之間。 覆蓋環170進—步包含一圓桎狀内帶614a與一圓柱狀 帶614b其自％形楔體6〇2向下延伸，且其間具有一 25 201003819 間隙6 1 6。在一實施例中，間隙6丨6之寬度介於約〇5吋 至約1吋；在另一實施例中，間隙616之寬度介於約〇.7 吋至約0.8吋。在一實施例中，圓柱狀内外帶614&、61朴 係Λ貝上為垂直。圓柱狀内外帶614a、6 1 4b係位於楔形 體602的傾斜階部612之徑向外部。圓柱狀内帶“乜的 内周圍618係與下表面604連接；在一實施例中，圓柱 狀内帶614a的内周圍618係自垂直面傾斜一角度「中」， 在一實施例中，角度「Φ」介於約1〇度至約2〇度之間； 在另一實施例中，角度「Φ」介於約14度至約16度之間。 圓柱狀内帶614a的高度小於圓柱狀外帶614b的高 度。一般而言，圓柱狀外帶614b的高度至少為圓柱狀内 帶614a高度的兩倍。在一實施例中，圓柱狀外帶61作 的高度介於約0.4吋與約1吋之間。在另一實施例中， 圓柱狀外帶614b的高度介於約〇.6吋與約〇.7时之間。 在一實施例中’圓柱狀内帶614a的高度介於約〇.2吋與 約0.6吋之間；在另一實施例中，圓柱狀内帶614a的高 度介於約0.3时與約〇. 4对之間。 在一實施例中，下表面的外徑「L」作為圓柱狀内帶 614a的内徑，圓柱狀内帶614a具有如箭頭「M」所示之 外徑。在一貫施例中’圓柱狀内帶614 a的直徑「Μ」介 於約13.5吋至約14.2吋之間；在另一實施例中，圓柱狀 内帶614a的直徑「Μ」介於約13_7吋至約14吋之間； 在又一實施例中’圓柱狀内帶6 14 a的直徑「μ」介於約 13.8吋至約13.9吋之間。 26 201003819 在貫知例中’圓柱狀外帶614b具有如箭頭「n」所 示之内仏。在一實施例中，直徑「N」介於約14时至約 15吋之間；在另—實施例中，圓柱狀外帶014b的直徑 「N」介於約14 2吋至約14.8吋之間；在又一實施例中， 圓柱狀外帶614b的直徑「N」介於約14.5吋至約14.6 忖之間。在—實施财，覆蓋環的直徑「H」係作為圓柱 狀外帶的外徑「Η」。 在一實施例中，覆蓋環170係可調整且可有效遮蔽下 屏蔽件160中不同高度範圍的傳導孔洞。舉例而言，覆 蓋環170可上升或下降以相對於腔室1〇〇中基板支撐件 128而調整覆蓋環17〇的高度。 下屏蔽件160與覆蓋環170之間的空間或間隙形成了 一種迴旋S形路徑或曲徑以供電漿傳行。路徑的形狀是 有利的，舉例而言，這是因為其可抑制或阻礙電漿物種 進入此區域’因而可減少濺鍍材料的無用沉積。 以上說明了與本發明有關的實施例，而本發明的其他 實施例亦不背離其基本範疇，其範疇係由如附申請專利 範圍加以限定。 【圖式簡單說明】 參照如附圖式與其說明之實施例，可詳細瞭解本發明 之前述特徵以及上述發明内容的更具體描述；然而，應 知如附圖式僅繪示了本發明之典型實施例，因此不應用 27 201003819 施例。 ，該半導體 t 該製程組與 ;限制其範轉；本發明也可具有其他等效實 u第1圖係一半導體製程系統的簡要截面圖 製知系、’先具有根據本發明一實施例之製程叙 第2圖係第丨圖之製程組的部分截面圖， 乾材與一轉接器鄰接； 第3A圖係本發明一實施例之下屏蔽件戴面圖· 第3B圖係第3A圖之下屏蔽件的部分截面圖 第3C圖係第3A圖之下屏蔽件的上視圖； 第4A圖係本發明一實施例之沉積環的截面圖. 第4B圖係本發明一實施例之沉積環的部 第戴面圖； 圖係第4A圖之沉積環的上視圖； 第5A圖係本發明一實施例之中間屏蔽件的部八 ; 刀戰面 第5B圖係第5A圖之中間屏蔽件的上視圖； 第6A圖係本發明一實施例之覆蓋環的部 圖係本發明一實施例之覆蓋環的截面圖； C圖係第6A圖之覆蓋環的上視圖。 【主要元件符號說明】 1〇0 製程腔室 1 〇2 圍繞壁 1 〇5 基板 1〇7 伸出邊緣 101 腔室主體 104 側壁 106 下壁 108 蓋體組件 28 201003819 110 内部空間 120 泵送埠 121 排氣導管 122 泵送系統 124 台座組件 126 舉升機構 128 基板支撐件 129 伸縮囊 130 平台外殼 132 基板接收表面 134 濺鍍表面 136 賤鑛乾材 138 周壁 140 磁控管 142 絕緣環 144 電源 146 氣體源 148 導管 150 製程組 160 下屏蔽件 170 覆蓋環 172 轉接器 174 接觸表面 176 轉接器 180 沉積環 190 中間屏蔽件 195 上屏蔽件 196 控制器 197 準直器 202 環形組件 310 圓柱狀外帶 312 上壁 313 支撐壁架 314 停置表面 316 下壁 318 基座平板 320 圓柱狀内帶 322 刻痕 324 氣體孔洞 326 内周圍 328 外周圍 330 傾斜階部 402 環形帶 404 内凸緣 406 V形隆凸 408a 第一徑向内凹槽 408b 第二徑向内凹槽 410 弧形通道 29 201003819 412 開 放 内 通道 414 壁 架 420 下 表 面 422 刻 痕 510 圓 柱 狀 帶 5 12 上 壁 514 接 合 凸 緣 5 16 停 置 表 面 517 中 間 壁 518 下 壁 602 環 形 楔 體 603 上 表 面 604 下 表 面 605 傾 斜 上 表 面 606 内 周 圍 608 外周 圍 610 突 出 邊 緣 612 傾 斜 階部 614a 圓 柱狀 内帶 614b 圓 柱 狀 外 帶 616 間 隙 618 内 周 圍

Claims (1)

1. 201003819 七、申請專利範圍： 1· 一種於一基板製程腔室中用於圍繞一濺鍍耙材與一 基板支撐件之下屏蔽件，包括： 一圓柱狀外帶，其具有一第一直徑以圍繞該濺鍍靶材 的濺鍍表面與該基板支撐件，該圓柱外帶包括： 一上壁，其環繞該濺鍍靶材之—濺鍍表面；以及 一下壁，其環繞該基板支撐件； ^ '支撐壁架’其包括-停置表面並自該圓柱狀外帶向 外徑向延伸； 一基座平板，其自該圓柱狀外帶的該下壁向内徑向延 伸；以及 一圓柱狀内帶’其與該基座平板連接並部分環繞該基 板支揮件的一周圍邊緣。 2·如申請專利範圍第丨項所述之下屏蔽件，其中該上 k 包括： —内側周圍；以及 —外側周圍’其中該外側周圍係延伸 〜1τ叫形成一傾斜階 31 201003819 4. 如申請專利範圍第3項所 3円仫6击古工 卜屏敝件’其中該内側 周圍係自垂直面徑向向内傾斜約2度至約5度之間。 5. 如申請專利範圍第丨項 肿肉癱^ τ κ卜屏歧件，其中該圓柱 狀内帶、該基座平板與該圓柱狀外帶形成形通道。 6. 如申請專利範圍第5項所述之下屏蔽件，其中該圓柱 狀内帶包括一高度’其低於該圓柱狀外帶之高度。 狀：範圍第6項所述之下屏蔽件，其中該圓柱 的南“為該圓柱狀外帶之高度的五分之一。 8·如申請專利範,tS ήιί_、+、> MU 第項所述之下屏蔽件，其中該下壁 9.如申請專利範圍第【項所述之下屏蔽件 狀外帶、該上壁、該支撐壁架、該 枝。』柱 括一單一結構。 2/、該®柱狀内帶包 1〇.如申請專利範項所述之下屏蔽件， 蔽件的暴露表面俜细4 * 八〒遠下屏 囬係綾噴砂處理，以具有175±75 粗糙度。 风了之表面 包括 U.如申請專利範圍第i項所述之下屏蔽件，進一步 32 201003819 雙線銘電弧噴塗塗層（twin-wire aluminum are spray mating)於該下屏蔽件之一表面上，其中該雙線鋁電弧噴塗 塗層包括之—表面粗糙度係介於約600至約230〇微吋之 間。 12. —種於一製程腔室中用於圍繞一基板支撐件的一周 壁之沉積環，包括： -環形帶’其環繞該基板域件之該周壁，該環 包括： 一内凸緣，其自該環形帶橫向延伸且實質上平行 於該基板支撑件之該周壁，1中該内凸緣限定了該沉積環 的内周長’其環㈣基板與基板支揮件的周圍，以於製程 期間保護未受該基板覆蓋之支撐件區域，以降低或甚至整 體排除沉積在該周壁上的濺鑛沉積之沉積；以及 一 V形隆凸，其以一與該内凸緣相 内凹槽:，及-在該V形隆凸的任一侧上的第二2 槽，沿著該帶的一中央部分延伸❶ 13. 如申4專利範圍第12項所述之沉積環，i中該V形 隆凸的相對表面形成之-介於約25度至約3G㈣❹度。 Μ·如申請專利範圍第12項所述之沉積環，其中該第一 控向内凹槽係位於一水平平面 _ ^ 11亥尺千+面係稍微低於 该弟二徑向内凹槽之水平 33 201003819 i5’如申请專利範圍第14項所述之沉積 徑向内凹槽盥兮證_ 丹哀第一 夕一下本，、3Λ弟二徑向内凹槽係實質上平行於該沉積環 進一步包括 16.如申請專利範圍帛所述之沉積環 壁架，《自該V形隆凸向外延伸。 二如申請專利範圍第12項所述之沉積環，其中該環形 、下表面具有—刻;農，其延伸於該Μ隆凸與該内凸 緣下方’纟中該刻痕之寬度係介於、約〇.“寸至約0.75吋之 間，且其高度介於約0 020吋與約0 030吋之間。 18·如申請專利範圍第12項所述之沉積環，其中該第二 徑向内凹槽具有-介於約13时與約13.5呀間之外徑，以 及-介於約12吋與約12_5吋間之内徑，其中該ν形隆凸 之一頂點具有一介於約12吋與約12.3吋間之直徑，且其 中該内凸緣具有一介於約π吋與約1 2时間的外和 沉積環以免 19. 一種覆蓋環，其圍繞且至少部分遮蔽之 除濺鍍沉積物’該覆蓋環包括： 一環形楔體，包括： 一上表面； 傾斜上表面，其徑向向内傾斜，並與該具有一 34 201003819 内周圍與一外周圍之上表面連接；以及 一下表面以停置於一沉積環之一壁架上，其中該 上表面係實質上平行於該下表面； 一突出上緣，其藉由該傾斜上表面與該上表面連 接’其中該傾斜上表面與該突出上緣配合作用來阻擋線性 沉積（line-of-sight deposition) ’使其不離開内部容積而進入 該腔室主體空穴；以及 一圓柱狀内帶與一圓柱狀外帶，其自該環形楔體向下 延伸’該圓柱狀内帶之高度小於該圓柱狀外帶。 20.如申請專利範圍第19項所述之覆蓋環，進一步包括 一傾斜階部，其位於該環形楔體的該傾斜上表面下方，且 使該突出上緣與該下表面連接。 21.如申請專利範圍第2〇項所述之覆蓋環，其中該傾斜 階部自該環形楔體向下延伸’並自該内周圍徑向向外延伸。 /部2#如/請專利範圍第21項所述之覆蓋環，其中該傾斜 白σ '、目對於該下表面傾斜約4〇度至約5〇度之角度。 23.如申請專利笳囹笛 U 圍弟19項所述之覆蓋環，其中該覆蓋 壞係選自由不锸細 、鈦、鋁、氧化鋁及其組合所構成之一 群、，且的材料所製成。 35 201003819 24.如申請專利範圍第1 9項所述之覆蓋環，其中該覆蓋 環的表面係以雙線鋁電弧喷塗塗層加以處理。 25 ·如申請專利範圍第1 9項所述之覆蓋環，其中該覆蓋 環具有一介於約14.5吋與約15吋間之外徑，以及具有一 介於約11·5吋與約12.5吋間之内徑，且其中該傾斜上表面 係相對於該上表面傾斜約5度至約1 5度之間。 36