射頻遮板的製作方法

2023-12-01 03:10:56

專利名稱：射頻遮板的製作方法
技術領域：
本發明的實施例涉及一種射頻(RF)遮板(shutter)，其用於降低基板座下方所產生的沉積量。
背景技術：
在等離子體工藝中，基板暴露於等離子體，以在基板上執行工藝，此種工藝包括沉積、蝕刻、離子注入及後沉積處理。在此種等離子體沉積工藝中，例如等離子體輔助化學氣相沉積(PECVD) ， RF偏壓被施加至噴氣頭以產生等離子體及/或進一步激發由遠程所產生在噴氣頭與基板支撐件之間的等離子體。在等離子體沉積工藝中，沉積現象會在腔室中所有會暴露於等離子體的位置中發生。只要是沉積在腔室表面上的材料不會移出或剝落且汙染基板，那麼在腔室表面上的部分沉積量是可接受的。一旦達到腔室表面上的沉積的容限程度，則要清洗或替換腔室表面以降低粒子剝落的可能性。
剝落現象的發生基於數種原因。其一是因為過多材料沉積在表面上，故可能因為等離子體中離子的轟擊而剝落。另一原因是腔室部件的移動，當腔室部件移動(例如基板支撐件將基板升高至工藝位置)，則部件的移動可能會使具有材料沉積於其上的部件產生震動。此震動會導致材料自部件上剝落。因此，本技術領域具有對於預防等離子體工藝室中的不期望的剝落情形的需求。

發明內容
本發明一般涉及用於等離子體工藝設備中的RF遮板組件。RF遮板組件可降低在工藝期間逐漸出現在(creep)基板與遮蔽框下方的等離子體的量，因而降低發生在不期望表面上的沉積量。通過降低在不期望表面上的沉積量，則粒子剝落現象降低，因此可減少基板的汙染情形。
在一實施例中，公開一種工藝設備。該設備包括腔室主體，且腔室主體具有由多個壁所界定的內部。多個壁的第一壁具有開口，以供一個或多個基板通過其間。該開口可沿著第一壁而延伸第一距離。 一個或多個RF遮板與一個或
多個壁耦接。 一個或多個RF遮板可設置於開口上方，並延伸第二距離，該第二距離至少為第一距離的50%長。
在另一實施例中，公開一種等離子體輔助氣相沉積設備。該設備包括具有多個壁的工藝室。開口設置在多個壁的第一壁中，並沿著第一壁延伸第一距離。一個或多個RF遮板設置在工藝室中而位於開口上方。 一個或多個遮板可以與第一壁耦接，並延伸第二距離，該第二距離至少為第一距離的50%長。
在又一實施例中，公開一種等離子體工藝設備。該設備包括腔室主體，該主體具有至少一個壁以及供至少一個基板通過其中至少一個開口。也可設置有RF遮板結構，其圍繞腔室主體並位於至少一個開口的上方。RF遮板包括多個沿著第一壁設置的突出物。該些突出物共同沿著第一壁橫跨一距離，且該距離至少為至少一個開口長度的約50%長。


為讓本發明的上述特徵更明顯易懂，可配合參考實施例說明，其部分繪示如附圖所式。須注意的是，雖然附圖揭露本發明特定實施例，但其並非用以限定本發明的精神與範圍，任何熟習此技藝者，當可作各種更動與潤飾而得等效實施例。
第1圖，繪示根據本發明的一個實施例的具有RF遮板的工藝室的剖面視圖。
第2圖，表示第1圖的RF遮板的頂視圖。第3圖，表示第2圖的RF遮板的透視圖。
第4圖，表示第1圖的工藝室的剖面視圖，其中基板升高至工藝位置。第5A圖，表示根據本發明的另一實施例的具有RF遮板的設備的頂視圖。第5B圖，表示第5A圖的RF遮板的透視圖。
第6圖，表示根據本發明的另一實施例的具有RF遮板的設備的頂視圖。為便於了解，圖式中相同的組件符號表示相同的組件。某一實施例採用的組件當不需特別詳述而可應用到其它實施例。
具體實施方式
本發明涉及用於等離子體工藝設備中的RF遮板組件。RF遮板組件可降 低在工藝期間逐漸出現在(creep)基板與遮蔽框下方的等離子體的量，因而 降低在不期望表面上所產生的沉積量。通過降低在不期望表面上所產生的沉積 量，則可降低粒子剝落，且因而降低基板汙染。
"第1圖"為根據本發明的一個實施例的PECVD設備的剖面視圖。該設 備包括腔室100，且一個或多個薄膜在腔室100中沉積在基板140上。如"第 1圖"所示，在未進行工藝之前，基板處於下降位置。可使用的一種適合的 PECVD設備購自AKT，其為位於加州聖克拉拉的應用材料公司(Applied Materials, Inc.)的子公司。下文的描述將會針對PECVD設備，但應了解本發 明也可等效應用至其它等離子體工藝室，例如物理氣相沉積(PVD)室，也包 括由其它製造商所製造的設備。本設備用於對一個或多個基板進行工藝，該些 基板包括半導體基板、平板顯示器基板，及太陽能面板基板。
腔室100 —般包括壁102、底部104、噴氣頭110及基板支撐件130，因 而界定工藝容積106。透過閥108可進出工藝容積106，這樣基板140可傳輸 進出腔室100。基板支撐件130包括用以支撐基板140的基板承接表面132。 一個或多個軸杆134可耦接至升舉系統136，以使基板支撐件130上升及下降。 升舉銷138可移動地穿過設置於基板支撐件130，以將基板140移至基板承接 表面132或自其移開。基板支撐件130也可包括加熱及/或冷卻組件139，以將 基板支撐件130維持在期望溫度下。基板支撐件130也包括接地帶(grounding strap) 131，以提供在基板支撐件130的周圍的RF接地。
噴氣頭110可通過懸掛件114而耦接至背板112。噴氣頭110也可通過一 個或多個耦接支撐件160而耦接至背板112，以預防噴氣頭110的下垂及/或控 制噴氣頭110的平直度/曲度。在一個實施例中，可使用12個耦接支撐件160 以將噴氣頭110耦接至背板112。耦接支撐件160可包括緊固構件，例如螺帽 與螺栓組件。在一個實施例中，螺帽與螺栓組件可以由電絕緣材料製成。在另 一個實施例中，螺栓可由金屬製成並包圍電絕緣材料。在又一個實施例中，噴 氣頭110可具有螺紋以容設螺栓。在另一個實施例中，螺帽由電絕緣材料製成。 電絕緣材料協助預防耦接支撐件160與腔室中存在的任何等離子體為電耦接。 另外及/或可選擇地，可設置有中央耦接構件以將背板112耦接至噴氣頭110。 中央耦接構件可圍繞環148 (討論於下)，並懸掛自橋接組件。在另一個實施例中，耦接支撐件160可包括螺鎖至噴氣頭110內的緊固件，緊固件可具有狹
縫型開口以容設用於耦接至背板112的杆。杆可在真空密封的條件下耦接至背 板112。
氣體源120可耦接至背板112，以提供氣體經過背板112中的氣體出口 142 並通過噴氣頭110中的氣體通道111而至基板承接表面132。真空泵109可耦 接至腔室100，以控制工藝容積106處於期望壓力下。RF功率源122可耦接 至背板112及/或噴氣頭110，以提供RF功率至噴氣頭110。 RF功率在噴氣頭 IIO與基板支撐件130之間產生電場，從而可由噴氣頭IIO與基板支撐件130 之間的氣體產生等離子體。可使用多種頻率，例如介於約0.3 MHz 約200 MHz 之間的頻率。在一個實施例中，RF功率源在頻率13.56 MHz下提供。
遠程等離子體源124 (例如感應耦合遠程等離子體源)也可耦接於氣體源 120與背板112之間。在處理基板之間，可將清潔氣體提供至遠程等離子體源 124，因而可產生遠程等離子體，並將其提供以清潔腔室組件。清潔氣體更可 由RF功率源122激發，以提供至噴氣頭。適合的清潔氣體包括但不限於為 NF3、 FJSF6。
設置在基板承接表面132上的基板140的上表面與噴氣頭IIO之間的間距 可設置在約400密耳(mil) 約1200密耳之間。在一個實施例中，該間距可 以為約400密耳 約800密耳。
背板112可以由橋接組件144所支撐。一個或多個固定螺栓146可以由橋 接組件144往下延伸至支撐環148。支撐環148可通過一個或多個螺栓150而 與背板112耦接。支撐環148實質在背板112的中央處而與背板112耦接。背 板112的中央處為在缺乏支撐環148時，具有最少量支撐的區域。因此，支撐 背板112的中央區域可降低及/或預防背板112的下垂現象。
在一個實施例中，支撐環148可耦接至用於控制背板112形狀的致動器， 這樣，背板112的中央可相對於背板112的邊緣而升高或下降。可預期的是， 通過使背板112的中央區域升高，則會產生似漩渦流，而使得可在大面積基板 上進行原子層沉積工藝。背板112的移動可相應於工藝過程中所獲得的計量標 準(metric)而進行。在一個實施例中，該計量標準為所沉積的層的厚度。背 板112的移動可與工藝同時發生。
支撐環148可以與噴氣頭110的支撐構件為一體成形或是為獨立構件。於一個實施例中，在支撐環148耦接至背板112的中央區域的同時， 一個或多個 支撐組件可在多個位置將噴氣頭110耦接至背板112。於另一個實施例中，在 支撐環148耦接至背板112的中央區域的同時，可使用中央裝設耦接構件而將 背板112耦接至噴氣頭110。當噴氣頭110使用除了背板112的支撐環148而 支撐其中央處時，背板112的支撐環148可設置在噴氣頭110的中央支撐件內。
遮蔽框133可選擇性設置在基板140的周圍上方。當基板支撐件130下降 時，遮蔽框133可支撐在RF遮板162上。在一個實施例中，RF遮板162可 包括與腔室相同的材料。在另一個實施例中，RF遮板162可包括介電材料。 在另一個實施例中，RF遮板162可包括不鏽鋼。在另一個實施例中，RF遮板 162可包括鋁。遮蔽框133可降低在基板140邊緣及基板支撐件130未被基板 140覆蓋住的區域上的沉積。當在基板140—開始置入腔室中時，遮蔽框133 支撐在RF遮板162上。當基板支撐件130升高至工藝位置時，遮蔽框133可 因基板140及基板支撐件130而升高，因而離開RF遮板162。
在工藝期間，RF遮板162可協助降低等離子體逐漸出現現象(plasma creep)。等離子體逐漸出現現象是指等離子體散布至基板支撐件130下方的 區域，且在等離子體逐漸出現處，會發生沉積現象。RF遮板162可自腔室100 的壁102延伸，其不但在遮蔽框133並未與基板140及基板支撐件130耦接時， 提供遮蔽框133的支撐，也可改變等離子體逐漸出現通過腔室100的路徑。通 過改變等離子體的流動，則可降低等離子體逐漸出現的量。
RF遮板162可阻斷及/或改變等離子體及任何未點燃成等離子體的工藝氣 體的路徑，則可預防等離子體及/或工藝氣體進入狹縫閥開口。由於等離子體 及/或工藝氣體不會進入狹縫閥開口，開口中則沉積較少量的材料，且在腔室 膨脹、腔室收縮、基板置入或基板移除時有較少材料剝落的現象。
雖然圖中並未示出，但也可設置有腔室襯墊。腔室襯墊可用於減少等離子 體工藝過程中在腔室壁上的沉積。可移除腔室襯墊並接著清潔及/或替換，以 降低腔室中的剝落量。通過移除腔室襯墊，則可立即將乾淨的腔室襯墊設置於 腔室中，並清潔或再利用上述移除的襯墊。在一個實施例中，RF遮板162可 以與腔室襯墊為一體成形，因此會與腔室襯墊一起移除。在另一個實施例中， RF遮板162可穿過設置於腔室襯墊中。通過將RF遮板162穿過設置於腔室 襯墊中，則可以在腔室襯墊移除之前，將RF遮板162自腔室襯墊解耦合。可選擇地，腔室襯墊可以為多部件(piece)，則不需要在襯墊移除之前就先移除 RF遮板162。
"第2圖"為"第1圖"的RF遮板162的頂視圖，圖中已將腔室100、基 板140及遮蔽框133移除而可清楚視之。腔室100可包括四個壁102a、 102b、 102c、 102d。 RF遮板162可設置在各個壁102a、 102b、 102c、 102d上。在不 包括開口 108的壁102a、 102b、 102c， RF遮板162a、 162b、 162c可包括一連 續材料部件。RF遮板162a、 162b、 162c可以為耦接至壁102a、 102b、 102c 的單獨部件。在一實施例中，RF遮板162a、 162b、 162c可共同為單一的材料 部件。在另一個實施例中，壁102a、 102b、 102c及RF遮板162a、 162b、 162c 可包括單一的材料部件。
沿著具有開口 108的壁102d， RF遮板162可包括一個或多個RF遮板部 件162山、162d2、 162d3、 162d^ 162d5、 162d6。雖然圖中顯示出六個RF遮板 部件162d!、 162d2、 162d3、 162d4、 162d5、 162d6，但應了解可存在有更多或 更少個RF遮板部件。"第3圖"為"第2圖"的RF遮板的透視圖，其顯示RF 遮板部件162dp 162d2、 162d3、 162d4、 162d5、 162(16設置在開口 108上方。 開口 108在第一方向延伸跨越壁102d。RF遮板部件162山、162d2、162d3、162d4、 162d5、 162(16沿壁102d於第一方向共同橫跨一長度，此長度大於壁102d中開 口 108長度的約50%。
RF遮板部件162d,、 162d2、 162d3、 162d5、 162(16可減少發生在腔
室開口108的沉積量，這是因為RF遮板部件162山、162d2、 162d3、 162d4、 162d5、 1624可在等離子體逐漸出現穿過腔室100時，改變等離子體的流動。 在一個實施例中，RF遮板部件162d,、 162d2、 162d3、 162山、162d5、 162(16可 包括一個橫跨壁102d長度的連續材料部件。在另一個實施例中，各個RF遮 板部件162山、162d2、 162d3、 162^、 162d5、 162(16及壁102d可共同包括單一 的材料部件。在另一個實施例中，RF遮板部件162d" 162d2、 162d3、 162(1*、 162d5、 162d6可以與壁102d耦接。
在RF遮板部件162d。 162d2、 162d3、 162d4、 162d5、 162^為一系列單獨 部件時，RECVD工藝中所產生的等離子體在其遇到RF遮板部件162山、162d2、 162d3、 162d4、 162d5、 162^時會改變其流動。單獨的RF遮板部件162d" 162d2、 162d3、 162dt、 162d5、 162(16可降低等離子體於RF遮板部件162d,、 162d2、 162d3、162d4、 162d5、 162d6下方流動的能力。通過降低等離子體於RF遮板部件162d,、 162d2、 162d3、 162d4、 162d5、 162d6下方逐漸出現的量，則可降低在RF遮板 部件162d,、 162d2、 162d3、 162d4、 162d5、 162(16下方(例如在RF遮板部件 162d!、 162d2、 162d3、 162d4、 162d5、 162(16上，或是在開口 108內)所產生的 沉積量。通過降低RF遮板部件162d!、 162d2、 162d3、 162d4、 162d5、 162d6 下方的沉積量，則可使剝落情形減少。
"第4圖"為"第1圖"的工藝室的剖面視圖，其中基板升高至工藝位置。 如"第4圖"所示，RF遮板162可以改變等離子體402的流動，因此可降低逐 漸出現至RF遮板162下方的等離子體的量。
"第5A圖"為根據本發明的另一實施例的具有RF遮板的設備500的頂 視圖。"第5B圖"為"第5A圖"的RF遮板的透視圖。設備500在腔室壁502 中具有狹縫閥開口514。在狹縫閥開口 514上方可設置有RF遮板508。如"第 5A及5B圖"所示，在狹縫閥開口 514上方的RF遮板508可包括單一材料部 件。沿著相對於狹縫閥開口 514設置的壁506，存在有另一個RF遮板510。 RF遮板510可以與位於狹縫閥開口 514上方的RF遮板508相同。
然而，位於與狹縫閥開口 514相鄰處的壁504上的RF遮板512可以不同 於狹縫閥開口 514上方的RF遮板508。如"第5A及5B圖"所示， 一個或多 個RF遮板512單獨存在，但並未橫跨壁504的整個長度。在一個實施例中， 單獨RF遮板512之間的間距長度可基本等於或小於RF遮板512的長度。在 另一個實施例中，位於相對壁504上的RF遮板512可基本對齊。在另一個實 施例中，位於相對壁504上的RF遮板512為基本未對齊。RF遮板508、 510、 512在設備中設置在相對於狹縫閥開口 514的基本相同高度處。因此，在相對 壁上的RF遮板可為實質相同，且在相鄰壁上的RF遮板為實質不同。RF遮板 508、 510、 512的厚度為約0.5英寸 約4英寸。RF遮板512的長度為約1英 寸 約12英寸。
"第6圖"為根據本發明的另一個實施例的具有RF遮板的設備600的頂 視圖。設備600在具有狹縫閥開口的腔室側具有壁602。在狹縫閥開口上方， 設置有RF遮板608。狹縫閥開口上方的RF遮板608包括單一材料部件。
沿著相對於狹縫閥開口的壁606以及相鄰於狹縫閥開口的壁604，設置有 多個RF遮板610。然而，在壁604、 606上的RF遮板610不同於在狹縫閥幵口上方的RF遮板608。 一個或多個RF遮板610可單獨設置而並未橫跨壁604、 606的整個長度。在一個實施例中，在單獨的RF遮板610之間的間距長度基 本上等於或小於RF遮板610的長度。在另一個實施例中，位於相對壁604上 的RF遮板610基本對齊。在另一個實施例中，位於相對壁604上的RF遮板 610為基本未對齊。RF遮板608、 610可設置在設備中的相對於狹縫閥開口的 基本相同高度。因此，有三個壁604、 606具有沿著壁604、 606而交錯設置的 RF遮板610，而具有狹縫閥開口穿過設置於其中的壁602可具有橫跨壁602 長度的單一RF遮板608。 RF遮板608、 610的厚度為約0.5英寸 約4英寸。 RF遮板610的長度為約1英寸 約12英寸。
通過改變在等離子體工藝中在工藝室內的等離子體流動，RF遮板可降低 在工藝室的下方區域所發生的等離子體逐漸出現的量。通過降低等離子體逐漸 出現的量，則可使不期望產生的沉積量降低，因而也可降低會汙染基板的剝落 現象發生的可能性。
本發明雖以較佳實施例說明如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此 技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內所作的更動與潤飾，仍應屬本發明 的技術範疇。本發明的範疇由隨附的權利要求來界定。
權利要求
1、一種工藝設備，包括腔室主體，具有由多個壁所界定的內部，至少一個所述壁具有穿過設置於其中的開口，且所述開口延伸第一距離；第一射頻遮板，由第一壁延伸，且所述第一射頻遮板的長度與所述第一壁的長度相同；第二射頻遮板，由第二壁延伸，且所述第二射頻遮板的長度小於所述第二壁的長度；以及第三射頻遮板，由所述第二壁延伸，且所述第三射頻遮板的長度小於所述第二壁的長度。
2、 如權利要求l所述的設備，其中所述第一壁具有穿過設置於其中的所述開口。
3、 如權利要求l所述的設備，其中所述第二壁與所述第一壁相對設置。
4、 如權利要求3所述的設備，進一步包括第四射頻遮板，由第三壁延伸，且所述第四射頻遮板的長度與所述第三壁的長度基本相同；以及第五射頻遮板，由第四壁延伸，且所述第五射頻遮板的長度與所述第四壁 的長度基本相同。
5、 如權利要求4所述的設備，其中所述第二射頻遮板與所述第三射頻遮 板基本相同。
6、 如權利要求5所述的設備，其中所述第三壁與所述第四壁為彼此平行， 並且與所述第一壁及所述第二壁相鄰。
7、 如權利要求l所述的設備，其中所述第二壁設置與所述第一壁相鄰。
8、 如權利要求7所述的設備，所述包括第四射頻遮板，由第三壁延伸，且所述第四射頻遮板的長度小於所述第三 壁的長度；以及第五射頻遮板，由第三壁延伸，且所述第五射頻遮板的長度小於所述第三 壁的長度。
9、 如權利要求8所述的設備，進一步包括第六射頻遮板，由第四壁延伸，且所述第六射頻遮板的長度小於所述第四 壁的長度；以及第七射頻遮板，由所述第四壁延伸，且所述第七射頻遮板的長度小於所述 第四壁的長度。
10、 如權利要求9所述的設備，其中所述第二射頻遮板、所述第三射頻遮板、所述第四射頻遮板、所述第五射頻遮板、所述第六射頻遮板及所述第七射 頻遮板實質相同。
11、 如權利要求l所述的設備，進一步包括遮蔽框，可移動地位於與所述第一射頻遮板、所述第二射頻遮板及所述第 三射頻遮板耦接的第一位置，以及不與所述第一射頻遮板、所述第二射頻遮板 及所述第三射頻遮板耦接的第二位置之間。
12、 一種等離子體輔助化學氣相沉積設備，包括腔室主體，具有由多個壁所界定的內部，所述多個壁中的第一壁具有穿過 設置於其中的開口；第一射頻遮板，由第一壁延伸，且所述第一射頻遮板的長度與所述第一壁的長度基本相同；多個第二射頻遮板，由第二壁延伸，且所述多個第二射頻遮板的共同長度 小於所述第二壁的長度；多個第三射頻遮板，由第三壁延伸，且所述多個第三射頻遮板的共同長度小於所述第三壁的長度；以及第四射頻遮板，由第四壁延伸，且所述第四射頻遮板的長度與所述第四壁 的長度基本相同。
13、 如權利要求12所述的設備，其中所述第一壁基本平行於所述第四壁。
14、 如權利要求13所述的設備，其中所述多個第二射頻遮板及所述多個 第三射頻遮板橫跨彼此而基本對齊。
15、 一種方法，包括將基板經過狹縫閥開口置入工藝室中而位於基座上； 將所述基板升高至工藝位置，並在所述基板升高時使所述基板與遮蔽環耦接；使工藝氣體在所述工藝室內流動，而所述工藝氣體沿著所述工藝室中的回 旋路徑流動，並實質避免進入所述狹縫閥開口中； 點燃所述工藝室中的等離子體；以及 沉積層在所述基板上。
全文摘要
本發明一般包括用於一等離子體工藝設備的RF遮板組件。RF遮板組件可降低工藝期間逐漸出現(creep)於基板及遮蔽框下方的等離子體的量，因而減少發生在不期望的表面上的沉積量。通過減少在不期望的表面上的沉積量，粒子剝落現象降低，因此可減少基板的汙染情形。
文檔編號H01L21/20GK101647090SQ200880009630
公開日2010年2月10日 申請日期2008年2月29日 優先權日2007年3月1日
發明者古田學, 安達幸伸, 羅賓·L·泰內 申請人:應用材料股份有限公司