[发明专利]用于衬底处理室的处理配件和靶材

说明书

本申请为申请日为2006年10月31日、申请号为200610136694.7、名称为“用于衬底处理室的处理配件和靶材”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2005年10月31日提交的临时专利申请No.60/732,324的优先权，在此引用该临时专利申请的全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及用于衬底处理室的处理配件和靶材。

背景技术

在处理诸如半导体晶圆和显示器的衬底的过程中，将衬底放置在处理室中并设定处理室中的处理条件以在该衬底上沉积或者蚀刻材料。典型的处理室包括多个室部件，所述多个室部件包括包围处理区的围墙壁、用于在室内提供气体的气源、对处理气体施加能量以处理衬底的激发器、用于保持衬底的衬底支架，以及去除废气并保持室内气压的排气装置。该室可以包括CVD、PVD和蚀刻室。在PVD室中，溅射靶材以促使靶材料沉积在与靶材相对的衬底上。在溅射工艺中，将惰性气体或者反应气体提供到室内，通常对靶材施加电偏压，并且对衬底保持某一浮动电压，从而在室内产生导致靶材溅射的等离子体。

PVD室可以包括包含室部件的处理配件，将该室部件设置在衬底支架处以减少在室侧壁或者其他区域上沉积PVD形成物。例如，典型的PVD室处理配件可以包括沉积、覆盖和/或遮蔽环，所有这些均位于衬底的周围。设置不同的环结构来接收溅射沉积，否则这些沉积物将会聚集在支架的侧面或者衬底的暴露背面上。该处理配件还可以包括通过采用容纳表面来接收PVD溅射沉积物从而保护室侧壁的室护板和内衬，否则这些沉积物会沉积在室的侧壁上。这些处理配件部件还减少了在所述表面上的溅射沉积物的累积，否则最终这些沉积物将会脱落从而形成沉积在衬底上的污染颗粒。所述配套元件还可以通过施加能量的等离子体减少内部室结构的腐蚀。同时为了清洗累积的沉积物，还可以将这些部件设计为方便拆卸的配件。在经过成批衬底处理后，例如，处理1000个衬底后，通常去除所述处理配套部件并采用包括HF和HNO₃的酸性溶液清洗从而去除在工艺循环期间累积在配套部件上的溅射沉积物。

人们希望存在一种包括相对于彼此成型并设置的元件的处理配件，该配件可以降低室内壁上形成的溅射沉积物的数量。减少累积沉积物使得在不必关机或者为了清洗分解所述室的情况下在该室中连续处理更大量的衬底。每次该室需要清洗时，造成的停机时间提高了衬底的处理成本。因此，人们希望在不关掉处理室以清洗所述处理室的内表面的情况下最大化采用该室在衬底上沉积溅射材料的时间量。

而且，在某些PVD工艺中，诸如铝PVD工艺，溅射的铝沉积在累积在各种沉积、覆盖和衬底周围的其他环之间的间隙中，并且还形成在衬底的背面。该累积的溅射沉积物导致在试图从所述支架上去除衬底时所述衬底粘在沉积环上从而导致衬底损伤。人们希望存在一种可以减少衬底背面沉积以及支架侧面沉积的环，在该环上不会累积导致衬底粘结在环上的沉积物。同时还希望在从支架上提升衬底时防止部分粘连的沉积环随着衬底一起升高从而减少对衬底和/或沉积环的损伤。

当围绕衬底的内衬和护板由于暴露在室内的溅射等离子体中而升温时又产生另一问题。通常，在室的低压环境中内衬和护板不会和周围的室部件交换很多的热量以将所述部件的温度降低到可接受的水平。由于所述部件热扩散产生在完成工艺循环后护板和内衬上形成的溅射沉积物发生剥落或者散裂的热应力，因此所述部件上的过量的热量是不利的。因此，在处理衬底的过程中希望护板和内衬保持在较低的温度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种处理配件，该配件可以降低处理室内壁上由于溅射工艺而沉积的沉积物数量，从而在不必关机或者为了清洗分解所述室的情况下在该处理室中连续处理更多的衬底。

本发明的另一目的在于减少衬底背面沉积，从而减少对衬底的损伤。

本发明的再一目的在于在处理衬底的过程中将护板和内衬保持在较低的温度，从而减少护板和内衬上形成的溅射沉积物发生剥落或者散裂导致引入污染颗粒的现象。