环形挡板
专利汇可以提供环形挡板专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种用于蚀刻设备的 挡板 组件。挡板组件包含环及下挡板部分，下挡板部分具有在凸缘部分和下 框架 部分之间延伸的弯曲 侧壁 。加热组件可存在于该下框架部分内以控制该挡板的 温度 。该挡板组件可辅助将 等离子体 限制在该腔室的处理空间中。该环可包含 碳 化 硅 ，并且该下挡板部分可包含 铝 。，下面是环形挡板专利的具体信息内容。
1.一种挡板组件，包含：
环；以及
基底部分，与所述环连结，所述基底部分包含：
凸缘，具有第一直径；
下框架部分，具有小于所述第一直径的第二直径；以及
第一侧壁，连结在所述凸缘和所述下框架部分之间，其中所述第一侧 壁从所述下框架部分弯出至所述凸缘。
2.如权利要求1所述的组件，其中所述环包含硅，并且其中所述基底部分 包含铝。
3.如权利要求1所述的组件，其中所述基底部分还包含突出部分，设置成 从所述第一侧壁径向往内。
4.如权利要求1所述的组件，还包含：
一或多个间隔物，连结在所述环和所述基底部分之间；以及
加热组件，与所述基底部分连结。
5.如权利要求1所述的组件，其中所述环还包含：
顶壁，延伸至第三直径；
外壁，具有大于所述第三直径的第四直径；以及
第二侧壁，连结在所述顶壁和所述外壁之间，其中所述第二侧壁从所述顶 壁的所述第三直径处弯至所述外壁的所述第四直径处，其中所述第四直径基本 上与所述第一直径相等。
6.如权利要求1所述的组件，其中所述基底部分还包含：
底壁，具有大于所述第二直径但小于所述第一直径的第三直径；以及
第二侧壁，在所述第三直径和所述第一直径之间弯曲。
7.一种挡板的基底部分，包含：
凸缘，具有第一直径；
下框架部分，具有小于所述第一直径的第二直径；以及
第一侧壁，连结在所述凸缘和所述下框架部分之间，其中所述第一侧壁从 所述下框架部分弯出至所述凸缘。
8.如权利要求7所述的基底部分，还包含：
突出部分，设置成从所述第一侧壁径向往内；
加热组件；
底壁，具有大于所述第二直径但小于所述第一直径的第三直径；以及
第二侧壁，在所述第三直径和所述第一直径之间弯曲，其中所述凸缘、所 述下框架部分、所述第一侧壁、所述突出部分、所述底壁及所述第二侧壁包含 铝。
9.一种挡板组件，包含：
环；以及
基底部分，与所述环连结，所述基底部分包含：
凸缘，具有第一直径；
下框架部分，具有小于所述第一直径的第二直径；
支撑部分，用以支撑所述凸缘；以及
加热组件。
10.如权利要求9所述的组件，其中所述环包含硅，并且其中所述基底部 分包含铝。
11.如权利要求9所述的组件，还包含：
一或多个间隔物，连结在所述环和所述基底部分之间。
12.如权利要求9所述的组件，其中所述环还包含：
顶壁，延伸至第三直径；
外壁，具有大于所述第三直径的第四直径；以及
第二侧壁，连结在所述顶壁和所述外壁之间，其中所述第二侧壁从所述顶 壁的所述第三直径处弯至所述外壁的所述第四直径处，其中所述第四直径基本 上与所述第一直径相等。
13.如权利要求9所述的组件，其中所述基底部分还包含：
突出部分，设置成从所述第一侧壁径向往内；
底壁，具有大于所述第二直径但小于所述第一直径的第三直径；以及
第二侧壁，弯曲在所述第三直径和所述第一直径之间。
14.如权利要求9所述的组件，其中所述支撑部分包含阶梯状部分。
15.如权利要求9所述的组件，其中所述支撑部分包含弯曲侧壁。
技术领域
本发明实施例大体来说是有关于一种挡板组件，以将等离子体限制在蚀刻 腔室中。
背景技术
可通过将工作气体供应至由支撑构件支撑的基板上方的处理区，且施加射 频(RF)功率至该工作气体来完成蚀刻。所形成的电场在该处理区内产生反应区 域，而激发该工作气体成为等离子体。可偏压该支撑构件以吸引等离子体中的 离子朝向支撑在支撑构件上的基板移动。离子朝毗邻该基板的等离子体边界层 迁移，并在离开该边界层时加速。加速的离子产生将材料从该基板表面移除或 蚀刻所需的能量。因为加速的离子可蚀刻该处理腔室内的其它零组件，将等离 子体限制在该基板上方的处理区内会是有利的。
未受限的等离子体可造成蚀刻副产物(通常是聚合物)沉积在腔室壁上，并 且也可能蚀刻腔室壁。蚀刻副产物沉积在腔室壁上可能会使工艺漂移(drift)。 从腔室壁蚀刻出的材料会经由再沉积而污染该基板及/或可能在该腔室内产 生微粒。此外，未受限的等离子体也可能使蚀刻副产物沉积在下游区域中。累 积的蚀刻副产物可能会脱落而造成微粒。
因此，本领域中需要一种改良的挡板组件，以将等离子体限制在该等离子 体腔室内部的处理区中。
发明内容
在一实施例中，公开一种挡板组件。该挡板组件可包含环及与该环连结的 基底部分。该基底部分包含：凸缘，具有第一直径；下框架部分，具有小于该 第一直径的第二直径；以及第一侧壁，连结在该凸缘和该下框架部分之间。该 第一侧壁从该下框架部分弯出至该凸缘。
在另一实施例中，公开一种用于蚀刻腔室的挡板组件内的环。该环可包含： 顶壁，延伸至第一直径；外壁，具有大于该第一直径的第二直径；以及第二侧 壁，连结在该顶壁和该外壁之间。该第二侧壁从该顶壁的第一直径处弯至该外 壁的第二直径处。
在另一实施例中，公开一种挡板的基底部分。该基底部分可包含：凸缘， 具有第一直径；下框架部分，具有小于该第一直径的第二直径；以及第一侧壁 连结在该凸缘和该下框架部分之间。该第一侧壁从该下框架部分弯出至该凸 缘。
在另一实施例中，公开一种挡板组件。该挡板组件可包含环及与该环连结 的基底部分。该基底部分包含：凸缘，具有一第一直径；下框架部分，具有小 于该第一直径的第二直径；支撑部分，用以支撑该凸缘；以及加热组件。
在另一实施例中，公开一种挡板的基底部分。该基底部分可包含：凸缘， 具有第一直径；下框架部分，具有小于该第一直径的第二直径；支撑部分，用 以支撑该凸缘；以及加热组件。
附图说明
为了可以详细了解上述本发明的特征，可参照实施例来阅读概述如上的本 发明更明确描述，其中某些实施例显示在附图中。但是应注意的是，附图仅示 出本发明的典型实施例，因此不应被认为是对本发明范围的限制，因为本发明 可允许其它等效实施例。
第1图是根据本发明一实施例的等离子体处理腔室简要图。
第2A图是根据本发明一实施例的挡板组件剖面图。
第2B图是第2A图中A部分的剖面图。
第2C图是第2B图中B部分的剖面图。
第3A图是根据本发明一实施例的环的上视图。
第3B图是第3A图的环的剖面图。
第4A和4B图是根据本发明一实施例的下挡板部分的简要透视图。
第4C图是第4A图中C部分的剖面图。
第4D图是第4C图的剖面图。
第5图示出根据本发明另一实施例的挡板组件。
为促进了解，尽可能地使用相同的组件符号来表示该些图式共有的相同组 件。预期到在一实施例中公开的组件可有利地使用在其它实施例中而不需特别 详述。
具体实施方式
第1图示出等离子体反应器的一范例，例如加州圣塔克拉拉的应用材料公 司制造的蚀刻系统，其包含反应器腔室100，反应器腔室100可 包含内衬以保护侧壁，基板支撑件(或台座)105在该腔室100底部以支撑半导 体基板。该腔室100在顶部利用碟(disc)形顶板铝电极125做边界，碟形顶 板铝电极125利用介电性的(石英)密封件130支撑在接地的腔室主体127上且 位于基板上方预定间隙长度处。功率产生器150施加甚高频(VHF)功率至该电 极125。VHF通常是介于约30MHz至约300MHz之间，并且是RF频带之一， RF频带范围从约10kHz至约10GHz。在一实施例中，就300毫米基板直径 而言，该VHF源功率频率是162MHz。来自该产生器150的VHF功率透过与 该产生器150匹配的同轴电缆162连接，并进入与该电极125连接的同轴短截 线(coaxial stub)135。该短截线135具有特性阻抗、共振频率，并在该电极125 和该同轴电缆162或该VHF功率产生器150之间提供阻抗匹配。该腔室主体 与该VHF产生器150的VHF反射(VHF接地)连接。透过现有阻抗匹配电路 104将偏压功率RF信号产生器102连接至该基板支撑件105而将偏压功率施 加至该基板。该偏压产生器102的功率水平控制该基板表面附近的离子能量。 该偏压功率(通常是13.56MHz)一般用来控制离子能量，而该VHF源功率则施 加至该顶板电极以控制等离子体密度。真空泵系统111透过气室112排空该腔 室100。
该基板支撑件105包含支撑着下绝缘层107的金属台座层106，导电筛网 层108位于该下绝缘层107上，以及薄的顶绝缘层110覆盖该导电筛网层108。 该半导体工作件或基板设置在该顶绝缘层110上。该基板支撑件105和该基板 在基板处理期间形成阴极。若该基板不存在，在等离子体处理期间该基板支撑 件105即为阴极。该导电筛网层108和该金属台座层106可分别由例如钼和铝 的材料形成。绝缘层107和110可由例如氮化铝或氧化铝的材料形成。该导电 筛网层108供应RF偏压电压以控制基板表面处的离子轰击能量。该导电筛网 108也可用来静电吸附(chucking)或释放(de-chucking)该基板，并且在此情况中 可以熟知方式与吸附电压源连接。该导电筛网108因此并不一定要接地，并且 可根据常规吸附和释放操作具有浮动电势或固定的DC电势。该基板支撑件 105，明确地说是该金属台座层106，通常(但不必定)是接地的，并形成该顶板 电极125放射出的VHF功率的反射路径的一部分。
为了改善该基板支撑件上的阻抗均匀性，设计介电圆柱套筒113来围绕该 RF导体114。构成该套筒113的材料的轴长以及介电常数决定该RF导体114 对于该VHF功率所表现的馈电点阻抗。通过调整构成该套筒113的材料的轴 长以及介电常数，可得到更均匀的径向阻抗分布，而有更均匀的VHF源功率 电容耦合。
在该短截线135远端135a处的终止导体165将该内及外导体140、145一 起短路(shorted)，因此该短截线135在其远端135a被短路。在该短截线135 的近端135b(未短路端)，该外导体145透过环形导电外壳或支撑件175与该腔 室主体连接，而该内导体140则透过导电圆柱176与电极125的中心连接。介 电环180容纳在该导电圆柱176和该电极125之间并将两者分离。
该内导体140可为例如工艺气体和冷却剂等用品提供管道。此特征的主要 优点在于，不同于典型等离子体反应器，该气体管线170和该冷却剂管线173 不会跨越大的电势差，因此可由金属构成，而金属对于此用途而言是较便宜且 更可靠的材料。该金属气体管线170供给至位在该顶板电极125内或与其毗邻 的气体入口172，而该金属冷却剂管线173供给至位于该顶板电极125内的冷 却剂通道或外罩174。
因为侧壁附近的等离子体密度相当低，设置在基板周围并且与该内腔室壁 128有一段距离(或间隙)的挡板组件131可限制等离子体。该挡板组件131的 边缘和该内腔室壁128之间的距离(或间隙)不能太大。若该间隙距离大于接近 腔室壁的等离子体壳层厚度，可能会使被拉离该基板上方反应区域并朝向该腔 室壁和下游的等离子体量增加，这使等离子体较不受局限。该挡板组件131 的边缘和该内腔室壁128之间的距离(或间隙)也不能太小，因为影响腔室压力 的流阻(flow resistance)会增加至不可接受的程度。因此，该挡板组件131以离 开该内腔室壁128一段适当距离的方式设置在该基板周围，以提供良好的等离 子体限制及低的流阻。
第2A图是根据本发明一实施例的挡板组件200的剖面图。该挡板组件200 包含环202以及基底部分204。该基底部分204也包含凸缘206，凸缘206具 有介于约19英寸至约20英寸之间的第一直径“D”。弯曲侧壁208从该凸缘 206延伸至加热组件214，加热组件214与该基底部分204连结。该弯曲侧壁 208为从该基底部分204延伸出的凸缘206以及该环202提供支撑。该基底部 分204最内部的外壁220具有介于约14英寸至约16英寸之间的直径“G”。 凹槽222也可存在于该基底部分204的底部。加热组件可存在于该挡板组件 200内。该加热组件可包含焊接在该基底部分204内的加热管。
第2B图是第2A图中A部分的剖面图。突出部分210可径向设置在该凸 缘206内侧。弯曲侧壁218可延伸在该凸缘206的外壁218和该凸缘206的底 壁216之间。
第2C图是第2B图中B部分的剖面图。该环202可以与该基底部分204 连结，并且在环202与该基底部分204之间有一或多个间隔物212。一或多个 O形环224也可设置在该基底部分204和该环202之间，以在该环202和该基 底部分204之间提供连结的密封件。该O形环224可设置在形成于该基底部 分204内的凹槽中。
第3A图是根据本发明一实施例的环300的上视图。第3B图是第3A图的 环300的剖面图。该环300可包含顶壁302，顶壁302具有介于约18英寸至 约19英寸之间的直径“E”。该环300也可包含外壁308，外壁308具有介于 约19英寸至约20英寸之间的直径“F”。弯曲侧壁304可延伸在该外壁308 和该顶壁302之间。该环300可包含开口306，开口306具有介于约13英寸 至约14英寸之间的直径“I”。在一实施例中，该环的外壁308的直径基本上 可与该凸缘206的直径相等。
第4A和4B图是根据本发明一实施例的下挡板部分的简要透视图。第4A 图是从底部观看该下挡板部分的简要透视图。第4B图是从顶部观看该下挡板 部分的简要图。如可在第4A图中见到般，该下挡板部分的底部具有插孔板以 提供电源至该加热组件。第4C图是第4A图中C部分的剖面图，示出该插孔 板400。如可从第4C图见到者，该插孔板包含三个插槽402以容纳电源插头。
第4D图是第4C图的剖面图。第4D图示出第4C图所示插孔板400的剖 面图。该下挡板部分包含顶部404，其与底部406连结。紧扣机构408可用来 将该插孔板固定在该底部406上。在一实施例中，该紧扣机构408是螺栓，但 应了解可使用其它紧扣机构408。两个电接触412设置在插孔板410内以传送 电源至该加热管414，加热管414焊接在该下挡板部分内。
第5图示出根据本发明另一实施例的挡板组件500。如可在第5图中见到 的，该挡板组件500包含环502，环502与下部504连结，下部504具有由支 撑结构508支撑的凸缘506。在一实施例中，该支撑结构508可包含阶梯或转 角形状，虽然该支撑结构508显示为阶梯或转角形状，应了解可用其它形状来 提供机械强度以支撑该凸缘506，包含上述的弯曲侧壁。
虽然前述内容提供多个本发明实施例，但可在不背离本发明基本范围下设 计出本发明的其它及进一步实施例，并且其范围是由如下权利要求决定。
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