TW202224088A - 半導體處理腔室的覆蓋晶圓 - Google Patents

Abstract

根據本技術的實施例的半導體處理系統可包括具有側壁及基座的腔室主體。腔室主體可界定內部體積。系統可包括基板支撐組件，該基板支撐組件具有軸件及平台，該平台沿其第一表面與軸件耦接。半導體處理系統可包括沿著平台的與第一表面相對的第二表面在基板支撐組件的平台上定位的覆蓋板。覆蓋板可包括繞著覆蓋板的外部區域延伸的凸緣。凸緣可與平台直接接觸。覆蓋板可包括從凸緣垂直偏移的上壁。內部體積可在上壁與基板支撐組件的平台之間界定。

Description

半導體處理腔室的覆蓋晶圓

本申請案主張標題為「COVER WAFER FOR SEMICONDUCTOR PROCESSING CHAMBER」的於2020年10月21日提交的美國專利申請案第17/076,639號的權益及優先權，此專利申請案的全部內容藉由引用方式併入本文中。

本技術係關於用於半導體製造的部件及設備。更具體而言，本技術係關於處理腔室部件及其他半導體處理設備。

積體電路可能由在基板表面上產生複雜圖案化的材料層的製程來製成。在基板上產生圖案化材料需要用於形成及移除材料的受控方法。材料可在處理操作之後餘留在腔室中，包括殘留的沉積或蝕刻材料，及處理副產物。可執行清潔操作以移除產生材料，但此等製程可在暴露的腔室表面上產生額外挑戰。因此，可能需要可用於產生高品質裝置及結構的經改進系統及方法。

根據本技術的實施例的半導體處理系統可包括具有側壁及基座的腔室主體。腔室主體可界定內部體積。系統可包括基板支撐組件，該基板支撐組件具有軸件及平台，該平台沿著其第一表面與軸件耦接。基板支撐組件可穿過腔室主體的基座延伸。基板支撐組件可經配置為在內部體積內支撐基板。半導體處理系統可包括沿著平台的與第一表面相對的第二表面在基板支撐組件的平台上定位的覆蓋板。覆蓋板可包括繞著覆蓋板的外部區域延伸的凸緣。凸緣可與平台直接接觸。覆蓋板可包括從凸緣垂直偏移的上壁。內部體積可在上壁與基板支撐組件的平台之間界定。

在一些實施例中，覆蓋板可由與基板支撐組件相同的材料構成。內部體積可藉由小於或約5 mm的高度表徵。凸緣可包括從凸緣延伸並且經配置為接觸基板支撐組件的平台的至少一個突起。凸緣可藉由高度為內部體積的高度的小於或約50%來表徵。至少一個突起可藉由小於或約0.5 mm的高度來表徵。系統可包括遮蔽環。在遮蔽環與基板支撐組件接合時，可維持遮蔽環不與覆蓋板的凸緣接觸。覆蓋板可進一步界定沿著覆蓋板的側壁穿過覆蓋板的孔。上壁可藉由小於或約2 mm的厚度來表徵。

本技術的一些實施例可涵蓋半導體處理腔室覆蓋板。覆蓋板可包括繞著覆蓋板的外部區域延伸的凸緣。凸緣可界定從凸緣的第一表面延伸的複數個突起。覆蓋板可包括從凸緣垂直偏移的上壁。內部體積可藉由從凸緣的第一表面凹陷的覆蓋板界定。

在一些實施例中，覆蓋板可係或包括陶瓷。內部體積可藉由高度為覆蓋板的長度的小於或約1.0%來表徵。凸緣可藉由高度為內部體積的高度的小於或約50%來表徵。複數個突起可藉由小於或約1 mm的高度來表徵。覆蓋板可包括沿著覆蓋板的側壁穿過覆蓋板界定的孔。孔可藉由直徑為內部體積的高度的小於或約50%來表徵。

本技術的一些實施例可涵蓋半導體處理方法。方法可包括從處理腔室移除已處理的基板。處理腔室可包括面板及其上設置已處理基板的基板支撐組件。方法可包括將覆蓋板定位在基板支撐組件上。覆蓋板可包括繞著覆蓋板的外部區域延伸的凸緣。凸緣可與基板支撐組件的平台直接接觸。覆蓋板可包括從凸緣垂直偏移的上壁。內部體積可在上壁與基板支撐組件的平台之間界定。方法可包括利用含鹵素前驅物的電漿流出物清潔腔室。

在一些實施例中，方法可包括升高基板支撐組件。方法可包括接合遮蔽環與基板支撐組件。可維持遮蔽環不與覆蓋板接觸。覆蓋板可包括沿著覆蓋板的側壁穿過覆蓋板界定的孔。孔可藉由直徑為內部體積的高度的小於或約50%來表徵。內部體積可藉由高度為覆蓋板的長度的小於或約1.0%來表徵。覆蓋板可由與基板支撐組件的平台相同的材料構成。凸緣可包括從凸緣延伸並且經配置為接觸基板支撐組件的平台的至少一個突起。凸緣可藉由高度為內部體積的高度的小於或約50%來表徵。至少一個突起可藉由小於或約1 mm的高度來表徵。

此種技術可提供優於習知系統及技術的數個益處。例如，本技術的實施例可減輕或消除污染物（如基於鹵素的沉積物）在半導體基板支撐件上的堆積。此外，使用在本技術的各個實施例中描述的部件可增加藉由半導體處理系統執行的製程的可重複性。結合下文描述及附圖更詳細描述此等及其他實施例，連同其優點及特徵。

電漿增強沉積製程可激發一或更多種組成前驅物以促進基板上的膜形成。任何數量的材料膜可產生以開發半導體結構，包括導電及介電膜，及用於促進材料的傳送及移除的膜。例如，硬遮罩膜可形成以促進基板的圖案化，同時保護以其他方式維持的下層材料。在許多處理腔室中，多種前驅物可在氣體面板中混合並且遞送到其中可設置基板的腔室的處理區域。儘管蓋堆疊的部件可影響進入處理腔室中的流動分配，但許多其他製程變數可類似地影響沉積的均勻性。

隨著裝置特徵的尺寸減小，整個基板表面的容差可減小，並且整個膜的材料性質差異可影響裝置實現及均勻性。許多腔室包括特性製程特徵，該特性製程特徵可在整個基板產生不均勻性。溫度差、流型均勻性、及處理的其他態樣可影響基板上的膜，從而針對產生或移除的材料而在整個基板產生膜均勻性差異。此外，清潔操作可利用反應性材料來移除腔室的處理區域內的殘留材料。然而，一旦從處理腔室移除基板，此舉可對暴露的表面產生過度的影響。

例如，在完成生產循環之後，已處理的基板可從半導體處理腔室移除。可隨後執行清潔製程以從腔室表面移除沉積產物。此製程可涉及使一或更多種含鹵素氣體的電漿流出物流動到半導體處理腔室中。儘管清潔材料可移除腔室表面上的殘留材料，但鹵素流出物亦可與在處理期間已經安置基板的基板支撐件的暴露表面相互作用。隨著時間的推移，此等鹵素流出物可腐蝕基板支撐件的暴露表面，此可導致對基板支撐件的電氣、熱、或機械效應，此可隨著時間的推移降低基板上的處理的均勻性。

習知技術可嘗試藉由在基板表面（包括基板支撐件）上形成陳化來降低此影響。然而，因為基板支撐件通常係處理腔室中最熱的部件，陳化可從整個表面優先移除，此可隨後將表面暴露於更苛刻的清潔材料。此外，陳化不能解決其他腔室表面上的上層材料，其中基板可限制基板支撐件的整個表面的沉積。因此，可能發生對基板支撐件的額外損壞。因為基板支撐件可係氮化鋁、或一些其他含鋁材料，因此可產生鹵化鋁顆粒，如氟化鋁。此等顆粒可於較高溫度處理操作中堆積並且昇華，並且隨後在更冷的腔室部件（包括襯墊及噴淋頭）上冷凝。此可影響流動分佈，並且在後續處理中導致顆粒落在上方，從而隨著時間的推移而增加處理的漂移。

一旦已經移除基板，本技術藉由將覆蓋板引入基板支撐件上來克服此等缺陷。覆蓋板可藉由減少或消除在半導體處理系統中在清潔製程期間堆積的替代污染物的特徵表徵。覆蓋板可作為熱扼流器操作，該熱扼流器可有助於限制來自基板支撐件的溫度效應。藉由利用根據本技術的實施例的覆蓋板，可執行清潔操作，該等清潔操作限制對基板支撐件的影響，並且可改進基板之間的製程均勻性。此外，當使用覆蓋板時，陳化操作可受限制或減少，此可改進處理腔室中的產出量。

儘管剩餘揭示內容將常規地辨識利用所揭示技術的具體沉積製程，但將容易理解該等系統及方法等效地應用於其他沉積及清洗製程及如可在所描述的腔室中發生的製程。由此，技術不應當被認為僅限於與此等具體蝕刻製程一起使用或單獨的腔室。在描述了根據本技術的實施例的對此系統的額外變化及調節之前，本技術將論述可包括根據本技術的實施例的部件的一種可能的系統及腔室。

第1圖圖示了根據各個實施例的具有沉積、蝕刻、烘焙、及固化腔室的處理系統100的一個實施例的俯視圖。在附圖中，一對前開式晶圓傳送盒102供應各種尺寸的基板，該等基板可在放置到在串列區段109中定位的基板處理腔室108之一者中之前先藉由機械臂104接收並且放置到低壓固持區域106中。第二機械臂110可用於將基板晶圓從低壓固持區域106傳輸往返於基板處理腔室108。每個基板處理腔室108可配備以執行多個基板處理操作，除了電漿增強的化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、蝕刻、預清洗、除氣、定向、或包括退火、灰化等的其他基板製程之外，該等基板處理操作包括形成本文描述的半導體材料的堆疊。基板處理腔室108可包括用於在基板上沉積、退火、固化、蝕刻電介質或其他膜的一或更多個系統部件、或其組合。在一種配置中，兩對處理腔室（例如，108c-108d及108e-108f）可用於在基板上沉積介電材料，並且第三對處理腔室（例如，108a-108b）可用於蝕刻沉積的電介質。在另一配置中，所有三對腔室（例如，108a-108f）可經配置為在基板上沉積交替介電膜的堆疊。所描述的任何一或更多個製程可在與不同實施例中圖示的製造系統分離的腔室中執行。將瞭解，由處理系統100預期用於介電膜的沉積、蝕刻、退火、及固化腔室的額外配置。

第2圖圖示了根據本技術的實施例的示例性電漿系統200的示意性橫截面圖。電漿系統200可示出一對基板處理腔室108，該等基板處理腔室可適配在上文描述的一或更多個串列區段109中，並且可包括根據本技術的各個實施例的基板支撐件或其他部件或組件。電漿系統200通常可包括腔室主體202，該腔室主體具有界定一對處理區域220A及220B的側壁212、底壁216、及內部側壁201。處理區域220A-220B的每一者可經類似地配置，且可包括相同的部件。例如，處理區域220B（其部件亦可包括在處理區域220A中）可包括在處理區域中穿過在電漿系統200中的底壁216中形成的通道222安置的底座228。底座228可提供適於在基座（如主體部分）的暴露表面上支撐基板229的加熱器。底座228可包括加熱元件232，例如，電阻式加熱元件，該等加熱元件可將基板溫度加熱及控制在期望的處理溫度下。底座228亦可藉由遠端加熱元件（如燈組件、或任何其他加熱裝置）加熱。

底座228的主體可藉由凸緣233耦接到桿226。桿226可將底座228與電力出口或電力箱203電氣耦接。電力箱203可包括驅動系統，該驅動系統控制處理區域220B內的底座228的高度及移動。桿226亦可包括電力介面以將電力提供到底座228。電力箱203亦可包括用於電力及溫度指示器的介面，如熱電偶介面。桿226可包括適於與電力箱203可拆卸地耦接的基座組件238。將周圍環235圖示為位於電力箱203之上。在一些實施例中，周圍環235可係適於作為機械停止件或平台的肩部，該機械停止件或平台經配置為在基座組件238與電力箱203的上表面之間提供機械介面。

棒230可穿過處理區域220B的底壁216中形成的通道224而包括在內，並且可用於定位穿過底座228的主體安置的基板升舉銷261。基板升舉銷261可選擇性隔開基板229與底座以促進基板229與機器人的交換，該機器人用於將基板229穿過基板傳送埠260傳送進出處理區域220B。腔室蓋204可與腔室主體202的頂部耦接。蓋204可容納與其耦接的一或更多個前驅物分配系統208。前驅物分配系統208可包括前驅物入口通道240，該前驅物入口通道可將反應物及清洗前驅物穿過氣體遞送組件218遞送到處理區域220B中。氣體遞送組件218可包括氣箱248，該氣箱具有在面板246中間設置的阻隔板244。射頻（「RF」）源265可與氣體遞送組件218耦接，該氣體遞送組件可為氣體遞送組件218供電以促進在氣體遞送組件218的面板246與底座228之間產生電漿區域，該電漿區域可係腔室的處理區域。在一些實施例中，RF源可與腔室主體202的其他部分（如底座228）耦接以促進電漿產生。介電隔離器258可在蓋204與氣體遞送組件218之間安置以防止將RF電力傳導至蓋204。遮蔽環206可在與底座228接合的底座228周邊上安置。

可選的冷卻通道247可在氣體分配系統208的氣箱248中形成以在操作期間冷卻氣箱248。熱傳遞流體（如水、乙二醇、氣體、或類似者）可穿過冷卻通道247循環，使得氣箱248可維持在預定義的溫度下。襯墊組件227可在處理區域220B中緊靠腔室主體202的側壁201、212安置以防止將側壁201、212暴露於處理區域220B內的處理環境。襯墊組件227可包括周圍泵送空腔225，該周圍泵送空腔可耦接到經配置為排放來自處理區域220B的氣體及副產物並且控制處理區域220B內的壓力的泵送系統264。複數個排放埠231可在襯墊組件227上形成。排放埠231可經配置為允許氣體從處理區域220B以促進系統200內的處理的方式流動到周圍泵送空腔225。

第3圖圖示了根據本技術的一些實施例的半導體處理系統的示例性半導體處理腔室300的示意性橫截面部分視圖。第3圖可包括上文關於第2圖論述的一或更多個部件，並且可示出關於彼腔室的更多細節。腔室300可用於執行半導體處理操作，包括如先前描述的沉積電介質或硬遮罩材料。腔室300可圖示半導體處理系統的處理區域的部分視圖，並且可能不包括所有部件，如先前描述的額外的蓋堆疊部件，將理解該等部件併入腔室300的一些實施例中。

如本文所提及，第3圖可示出處理腔室300的一部分。腔室300可包括噴淋頭305，及基板支撐組件310。連同腔室側壁315一起，噴淋頭305及基板支撐組件310可界定其中可產生電漿的基板處理區域320。基板支撐組件可包括靜電卡盤主體325，該靜電卡盤主體可包括嵌入或安置在卡盤主體325內的一或更多個部件。在一些實施例中整合在頂部圓盤內的部件可不暴露於處理材料，並且可完全保持在卡盤主體325內。卡盤主體325可界定基板支撐表面327，並且可藉由厚度及長度或直徑表徵，此取決於卡盤主體325的具體幾何形狀。在一些實施例中，卡盤主體325可係橢圓形，並且可藉由距穿過卡盤主體325的中心軸的一或更多個徑向尺寸表徵。將理解，頂部圓盤可係任何幾何形狀，並且當論述徑向尺寸時，該等尺寸可界定距卡盤主體的中心位置的任何長度。

靜電卡盤主體325可與桿330耦接，該桿可支撐卡盤主體325並且可包括如將在下文論述的用於遞送及接收電氣及/或流體管線的通道，該等管線可與卡盤主體325的內部部件耦接。卡盤主體325可包括相關聯的通道或部件以作為靜電卡盤操作，儘管在一些實施例中，該組件可作為用於真空卡盤的部件、或任何其他類型的夾持系統而操作，或包括該等部件或夾持系統。桿330可與卡盤主體325在卡盤主體的與基板支撐表面相對的第二表面上耦接。靜電卡盤主體325可包括電極335，該電極可係靠近基板支撐表面327嵌入卡盤主體325內的直流電電極。電極335可與電源340電氣耦接。電源340可經配置為將能或電壓提供到導電的卡盤電極335。此操作可在半導體處理腔室300的處理區域320內形成前驅物的電漿，但可類似地保持其他電漿操作。例如，電極335可額外地為夾持網格，該夾持網格作為用於電容電漿系統的電氣接地操作，該電容電漿系統包括與噴淋頭305電氣耦接的RF源307。例如，電極335可作為來自RF源307的RF電力的接地路徑操作，同時亦作為對基板的電偏壓而操作，以提供基板到基板支撐表面327的靜電卡緊。電源340可包括濾波器、電源供應器、及經配置為提供夾持電壓的多個其他電氣部件。

卡盤主體325亦可界定基板支撐表面327內的凹陷區域345，該凹陷區域可提供其中可安置基板的凹穴。凹陷區域345可在頂部圓盤的內部區域處形成，並且可經配置為接收基板用於處理。凹陷區域345可涵蓋如圖所示的靜電卡盤主體325的中心區域，並且其尺寸可經調節為容納任何種類的基板尺寸。基板可安置在凹陷區域345內，並且由可涵蓋基板的外部區域347包含在內。在一些實施例中，外部區域347的高度可使得基板與外部區域347處的基板支撐表面的表面高度齊平或在該表面高度之下凹陷。凹陷表面可在處理期間控制邊緣效應，此在一些實施例中可改進整個基板的沉積均勻性。在一些實施例中，邊緣環可繞著頂部圓盤的周邊安置，並且可至少部分界定其內可安置基板的凹陷。在一些實施例中，卡盤主體325的表面可係實質上平坦的，並且邊緣環可完全界定其內可安置基板的凹陷。

在一些實施例中，靜電卡盤主體325及/或桿330可係絕緣材料或介電材料。例如，氧化物、氮化物、碳化物、或其他材料可用於形成部件。示例性材料可包括陶瓷，包括氧化鋁、氮化鋁、碳化矽、碳化鎢、及任何其他金屬或過渡金屬氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、或鈦酸鹽，及此等材料及其他絕緣材料或介電材料的組合。不同等級的陶瓷材料可用於提供經配置為在特定溫度範圍下操作的複合物，並且因此在一些實施例中不同陶瓷等級的類似材料可用於頂部圓盤及桿。如將在下文進一步解釋，摻雜劑可在一些實施例中整合以調節電氣性質。示例性摻雜劑材料可包括釓、鎂、矽、鐵、鈣、鉻、鈉、鎳、銅、鋅、或已知整合在陶瓷或介電材料內的任何數量的其他元素。

靜電卡盤主體325亦可包括在卡盤主體內含有的嵌入加熱器350。在實施例中，加熱器350可包括電阻式加熱器或流體加熱器。在一些實施例中，電極335可作為加熱器350操作，但藉由與此等操作解除耦接，可提供更多獨立控制，並且可提供延伸的加熱器覆蓋，同時限制用於電漿形成的區域。加熱器350可包括與卡盤主體材料結合或耦接的聚合物加熱器，但導電元件可嵌入靜電卡盤主體內並且經配置為接收電流（如交流電電流）以加熱頂部圓盤。電流可穿過與上文論述的直流電電力類似的通道穿過桿330遞送。加熱器350可與電源供應器365耦接，該電源供應器可將電流提供到電阻式加熱元件以促進相關聯的卡盤主體及/或基板的加熱。在實施例中加熱器350可包括多個加熱器，並且每個加熱器可與卡盤主體325的區域相關聯，且因此示例性卡盤主體可包括與加熱器類似數量或更大數量的區域。在一些實施例中夾持網格電極335可在加熱器350與基板支撐表面327之間定位，並且如將在下文進一步描述，在一些實施例中在卡盤主體內的電極與基板支撐表面之間可維持一距離。

加熱器350可能能夠調節整個靜電卡盤主體325的溫度，及擱置在基板支撐表面327上的基板的溫度。加熱器可具有操作溫度的範圍以將卡盤主體及/或基板加熱到高於或約100℃，並且加熱器350可經配置為加熱到高於或約125℃、高於或約150℃、高於或約175℃、高於或約200℃、高於或約250℃、高於或約300℃、高於或約350℃、高於或約400℃、高於或約450℃、高於或約500℃、高於或約550℃、高於或約600℃、高於或約650℃、高於或約700℃、高於或約750℃、高於或約800℃、高於或約850℃、高於或約900℃、高於或約950℃、高於或約1000℃、或更高。加熱器350亦可經配置為在此等所述數量的任何兩者之間涵蓋的任何範圍、或在此等範圍的任一者內涵蓋的較小範圍中操作。在一些實施例中，卡盤加熱器可操作以在沉積操作期間將基板溫度維持高於至少500℃，如形成用於如先前描述的記憶體裝置的材料的堆疊。加熱器350亦可經配置為在清潔製程期間在所提及溫度範圍中操作。

如第3圖中示出，在一些實施例中腔室300可額外包括覆蓋板380，並且一旦在處理之後並且在清潔操作之前已經移除基板，該覆蓋板可在處理區域內放置。覆蓋板380可定位在基板支撐組件310的卡盤主體325的基板支撐表面327上。在一些實施例中，卡盤主體325或基板支撐表面327可被稱為基板支撐組件310的平台。如前文所述，並且下文進一步描述，在腔室300內的清潔製程期間，覆蓋板380可防止或減少腔室300中例如含鹵素污染物（如氟化鋁）的堆積。因此，經後續處理的基板可產生較高品質的膜、更一致的膜或二者兼有。

第4圖圖示了根據本技術的一些實施例的覆蓋板400的外部部分的橫截面圖。第4圖所示的覆蓋板可與第3圖的覆蓋板380類似或一致。如第4圖中示出，覆蓋板400可包括多個特徵以適應處理操作及處理效應。覆蓋板400可包括繞著覆蓋板400的外部區域延伸的凸緣402。凸緣可繞著覆蓋板向周圍延伸，並且可經配置為接觸基板支撐組件的平台，且可提供一表面以用於在基板支撐件上安置覆蓋板。凸緣402亦可限制對覆蓋板內的內部體積或區域的暴露通路。凸緣402可從內部體積向外延伸，並且可延伸到任何半徑以適應基板支撐件的特徵。凸緣可藉由經配置為適應一或更多個特徵的厚度來表徵，該等特徵包括凹穴、邊緣環、或遮蔽環，如將在下文進一步描述。例如，凸緣可藉由小於或約5 mm的厚度來表徵，並且可藉由小於或約4.5 mm、小於或約4.0 mm、小於或約3.5 mm、小於或約3.0 mm、小於或約2.5 mm、小於或約2.0 mm、小於或約1.5 mm、小於或約1.0 mm、小於或約0.5 mm、或更小的厚度來表徵。

此外，凸緣402的高度可小於或約為內部體積404的自基板支撐件的表面（覆蓋板可安置於其上）沿覆蓋板中部至內部或背側的高度的85%。此外，凸緣可藉由厚度為內部體積的高度的小於或約80%、內部體積的高度的小於或約75%、內部體積的高度的小於或約70%、內部體積的高度的小於或約65%、內部體積的高度的小於或約60%、內部體積的高度的小於或約55%、內部體積的高度的小於或約50%、內部體積的高度的小於或約45%、內部體積的高度的小於或約40%、或更小來表徵。藉由減小凸緣的厚度，可確保覆蓋板與其他腔室部件（如遮蔽環）的交互作用受限，如將在下文進一步描述。

覆蓋板400的長度可使得覆蓋板400可針對任何尺寸的基板支撐件或表面幾何形狀安置在基板支撐表面327上。覆蓋板的內部體積的高度可為覆蓋板400的長度小於或約1.0%，並且可為長度的小於或約0.5%、長度的小於或約0.3%、長度的小於或約0.1%、或更小，此可促進將覆蓋板傳遞進出基板處理腔室，及整合在傳遞大量基板的FOUP內。然而，在一些實施例中，覆蓋板可藉由略微小於基板直徑的直徑來表徵，以確保可接近並且清潔任何邊緣或斜面沉積。由此，在一些實施例中，對於可處理的任何大小的晶圓，覆蓋板可藉由大於基板直徑或比基板直徑小約0.01 mm的直徑來表徵，並且該直徑可大於基板直徑或比基板直徑小約0.05 mm、大於基板直徑或比基板直徑小0.10 mm、大於基板直徑或比基板直徑小0.5 mm、大於基板直徑或比基板直徑小1.0 mm、或更大，但由於覆蓋板直徑進一步減小，基板支撐表面中有更多可暴露於清潔流出物。由此，覆蓋板可為待處理的基板的直徑的大於或約99%、或更大。

如前文所述，基板支撐件可處於與處理腔室內的許多其他部件相比較高的溫度。為了限制穿過覆蓋板的熱傳遞，凸緣與基板支撐件的接觸可受限。例如，多個突起406可界定為從覆蓋板延伸以產生與基板支撐件的接觸點。突起的任何數量可藉由覆蓋板界定，如大於或約2、大於或約4、大於或約8、大於或約16、或更多。然而，覆蓋板可利用更多突起更快地加熱，並且因此在一些實施例中，覆蓋板可界定小於或約15個突起、小於或約12個突起、或更少。每個突起可藉由尺寸表徵以限制熱傳遞及總覆蓋板高度。例如，每個突起可藉由小於或約5 mm的直徑來表徵，並且可藉由小於或約4 mm、小於或約3 mm、小於或約2 mm、小於或約1 mm、小於或約0.5 mm、或更小的直徑來表徵，該直徑可限制向覆蓋板的熱傳遞。此外，突起可藉由小於或約1 mm的高度或厚度來表徵，並且可藉由小於或約0.5 mm、小於或約0.1 mm、小於或約0.05 mm或更小的高度來表徵。

覆蓋板400可從如圖所示的凸緣垂直偏移，此可進一步增加在覆蓋板400與基板支撐件（如上文描述的組件310）之間的溫度梯度。藉由將在突起406與基板支撐表面327之間的接觸面積最小化，突起406可藉由減少或消除在基板支撐組件310與覆蓋板400之間的固體熱傳導來增強溫度梯度。溫度梯度可減少或限制與覆蓋板的鹵素交互作用，此覆蓋板可具有先前描述的材料的任一者，並且可係與基板支撐件相同的材料。

孔408可穿過覆蓋板400的側壁界定並且可經配置為均衡覆蓋板400中的壓力。例如，當在處理腔室內抽真空時，壓力差可在覆蓋板內形成，並且此可導致覆蓋板在基板支撐件上移動，此可影響覆蓋均勻性、或可導致與其他部件（如遮蔽環，當包括在內時）接觸。任何數量的孔可繞著覆蓋板形成，包括大於或約2個、大於或約4個、大於或約8個、大於或約16個、或更多個，但利用更多孔，可提供電漿流出物的額外通路。由此，一或更多個孔408可穿過覆蓋板的側壁形成，該覆蓋板可藉由大於或約0.25 mm的孔直徑來表徵，並且可藉由大於或約0.50 mm、大於或約0.75 mm、大於或約1.00 mm、大於或約1.25 mm、大於或約1.50 mm、大於或約1.75 mm、大於或約2.00 mm、或更大的孔直徑來表徵。然而，隨著孔直徑增大，電漿流出物的通路可增加，並且因此孔尺寸可經調節以增大在孔處消除電漿流出物的可能性。因此，在一些實施例中，孔可藉由小於或約1.5 mm、小於或約1.25 mm、或更小的孔直徑來表徵。

覆蓋板400的上壁410的尺寸可經調節為限制覆蓋板重量，否則可能損壞機械葉片，該等機械葉片可將覆蓋板傳遞進出處理腔室。此外，隨著覆蓋板的重量增加，刻劃或刮擦基板支撐件的可能性可增加，及熱質量增大了增加覆蓋板加熱的可能性。由此，在一些實施例中，上壁410的厚度可係小於或約5 mm，並且可係小於或約4.5 mm、小於或約4.0 mm、小於或約3.5 mm、小於或約3.0 mm、小於或約2.5 mm、小於或約2.0 mm、小於或約1.5 mm、小於或約1.0 mm、或更小。

第5圖圖示了根據本技術的一些實施例的腔室部件500的示意性橫截面部分視圖。覆蓋板380可包括第3圖的覆蓋板380、第4圖的覆蓋板400、或兩者的任何特徵或特性。第5圖可圖示第3圖的類似部件，該等部件包括基板支撐表面527、電極535、外部區域547、及加熱元件550。所有此等部件的形式及/或功能可與如上文描述的對應部件實質上類似。此外，第5圖可圖示遮蔽環502可定位或整合在腔室內的實施例。

遮蔽環可在半導體基板的外邊緣上方徑向向內延伸，以限制在基板的邊緣或斜面區域上方的沉積或處理。如前文所述，在腔室300內的處理或沉積循環之後，覆蓋板380可在腔室中定位。已處理的基板可移除，並且覆蓋板380可在腔室300內的基板支撐件上定位。覆蓋板380可包括如關於第4圖描述的凸緣402，並且凸緣402的高度可藉由一厚度來表徵以限制或防止與遮蔽環502的交互作用。由於遮蔽環可擱置在處理腔室中並且藉由升高的基板支撐件接合，因此覆蓋板凸緣的尺寸可經調節以確保部件無法交互作用。例如，若凸緣402藉由與前文描述者相比較大的高度來表徵，則覆蓋板380可能撞擊遮蔽環或以其他方式與遮蔽環接觸。此接觸在一些實例中可導致損壞的遮蔽環502，並且在其他實例中，此接觸可移動或移位遮蔽環，此可影響對正在處理基板的影響均勻性。利用如前文所述的凸緣402的高度，可限制或防止覆蓋板380與遮蔽環502之間的接觸。

第6圖圖示了根據本技術的一些實施例的用於清潔半導體處理腔室300的製程600的流程圖。第6圖圖示了根據本技術的一些實施例的半導體處理的示例性製程600的操作。製程可在各種處理腔室中執行，包括前文所述的腔室的任一者，並且該等處理腔室可包括根據本技術的實施例的部件，如任何覆蓋板、或前文論述的其他部件。製程600可包括多個可選操作，該等操作可能或可能不與根據本技術的方法的一些實施例具體地相關聯。例如，在一些實施例中，製程可包括在半導體處理腔室的處理區域內的基板上形成或沉積一或更多種材料。

於操作605中，製程600可包括從半導體處理腔室移除經處理的基板。一旦移除，於操作610中，覆蓋板可在處理腔室內定位，並且該覆蓋板可在藉由移除基板暴露的位置處安置在基板支撐件上。

覆蓋板可由與平台相同或類似的材料構成，並且覆蓋板可包括凸緣及上壁，如前文所述，該凸緣及上壁可界定在上壁與基板支撐件的平台之間的體積。覆蓋板可藉由前文所述的任何覆蓋板的任何特徵或態樣來表徵。在遮蔽環可包括在腔室內的實施例中，該方法可包括接合遮蔽環，如在升高基板支撐件期間進行。清潔製程可於操作615中在半導體處理腔室300內執行。清潔製程可涉及使含鹵素氣體或含鹵素前驅物的電漿流出物（如來自遠端電漿單元）流入半導體處理腔室300中，用於從半導體處理腔室300移除殘留材料。

如上文所說明的，基於覆蓋板的突起及其他特徵，覆蓋板在加熱的基板支撐件上安置時的溫度可維持在比基板支撐件的溫度低小於或約25℃的溫度，並且可維持在比基板支撐件的溫度低小於或約30℃、比基板支撐件的溫度低小於或約35℃、比基板支撐件的溫度低小於或約40℃、比基板支撐件的溫度低小於或約45℃、比基板支撐件的溫度低小於或約50℃、比基板支撐件的溫度低小於或約55℃、比基板支撐件的溫度低小於或約60℃、比基板支撐件的溫度低小於或約65℃、比基板支撐件的溫度低小於或約70℃、比基板支撐件的溫度低小於或約75℃、比基板支撐件的溫度低小於或約80℃、比基板支撐件的溫度低小於或約85℃、比基板支撐件的溫度低小於或約90℃、或更多的溫度。

藉由利用根據本技術的一些實施例的覆蓋板，在清潔製程期間，覆蓋板可減輕或消除含鹵素污染物（如氟化鋁）的堆積。覆蓋板亦可保護基板支撐件的暴露表面，此可增加部件壽命。此保護亦可減少基板支撐件的腐蝕，其可影響洩漏電流、溫度均勻性、及部件的任何數量的其他特性。

在前文描述中，出於解釋的目的，已經闡述數個細節以便提供對本技術的各個實施例的理解。然而，熟習此項技術者將顯而易見，可在沒有此等細節中的一些細節的情況下或具有額外細節的情況下實踐某些實施例。

在已揭示數個實施例的情況下，熟習此項技術者將認識到可使用各種修改、替代構造、及等效者而不脫離實施例的精神。此外，尚未描述多種熟知製程及元素，以便避免不必要地混淆本技術。由此，以上描述不應當被認為限制技術的範疇。

在提供值範圍的情況下，將理解除非上下文另外明確指出，否則本文亦具體地揭示每個中介值到在彼範圍的上限與下限之間的下限單位的最小分數。涵蓋在任何所述值或在所述範圍中未提及的中介值與在所述範圍中的任何其他所述值或中介值之間的任何較窄範圍。彼等較小範圍的上限及下限可獨立地包括在範圍中或排除於範圍，並且每個範圍（其中任一限值、無一限值、或兩個限值包括在較小範圍中）亦在本技術內涵蓋，以所述範圍中任何具體排除的限值為準。在所述範圍包括一或兩個限值的情況下，排除彼等包括的限值中任一者或兩者的範圍亦包括在內。

如在本文及隨附申請專利範圍中使用，除非上下文另外明確指出，否則單數形式「一(a)」、「一(an)」、及「該(the)」包括複數參考。因此，例如，提及「一孔」包括複數個此種孔，並且提及「該突起」包括提及一或更多突起及熟習此項技術者已知的其等效物等等。

此外，當在此說明書及以下申請專利範圍中使用時，詞語「包含(comprise(s))」、「包含(comprising)」、「含有(contain(s))」、「含有(containing)」、「包括(include(s))」、及「包括(including)」意欲規定存在所提及的特徵、整數、部件、或操作，但該等詞語不排除存在或添加一或更多個其他特徵、整數、部件、操作等或群組。

100:處理系統 102:前開式晶圓傳送盒 104:機械臂 106:低壓固持區域 108a:處理腔室 108b:處理腔室 108c:處理腔室 108d:處理腔室 108e:處理腔室 108f:處理腔室 109a:串列區段 109b:串列區段 109c:串列區段 110:第二機械臂 200:電漿系統 201:內部側壁 202:腔室主體 203:電力箱 204:腔室蓋 206:遮蔽環 208:氣體分配系統 212:側壁 216:底壁 218:氣體遞送組件 220A:處理區域 220B:處理區域 222:通道 224:通道 225:周圍泵送空腔 226:桿 227:襯墊組件 228:基座 229:基板 230:棒 231:排放埠 232:加熱元件 233:凸緣 235:周圍環 238:基底組件 240:前驅物入口通道 244:阻隔板 246:面板 247:冷卻通道 248:氣箱 258:介電隔離器 260:基板傳送埠 261:基板升舉銷 264:泵送系統 265:射頻（「RF」）源 300:半導體處理腔室 305:噴淋頭 307:RF源 310:基板支撐組件 315:腔室側壁 320:基板處理區域 325:靜電卡盤主體 327:基板支撐表面 330:桿 335:電極 340:電源 345:凹陷區域 347:外部區域 350:加熱器 365:電源供應器 380:覆蓋板 400:覆蓋板 402:凸緣 404:內部體積 406:突起 408:孔 410:上壁 500:腔室部件 502:遮蔽環 527:支撐表面 535:電極 547:外部區域 550:加熱元件 600:製程 605:操作 610:操作 615:操作

可藉由參考說明書的剩餘部分及圖式來實現對所揭示實施例的性質及優點的進一步理解。

第1圖圖示了根據本技術的一些實施例的示例性半導體處理系統的示意性俯視圖。

第2圖圖示了根據本技術的一些實施例的示例性電漿系統的示意性橫截面圖。

第3圖圖示了根據本技術的一些實施例的示例性處理腔室的示意性橫截面部分視圖。

第4圖圖示了根據本技術的一些實施例的覆蓋板的示意性橫截面部分視圖。

第5圖圖示了根據本技術的一些實施例的腔室部件的示意性橫截面部分視圖。

第6圖圖示了根據本技術的一些實施例的半導體處理的示例性方法的操作。

數個圖式作為示意圖包括在內。將理解圖式係出於說明目的，並且除非特別聲明為按比例，否則不認為該等圖式係按比例的。此外，作為示意圖，提供圖式以輔助理解，並且與現實表示相比可能不包括所有態樣或資訊，並且出於說明目的可包括誇示的材料。

在附圖中，類似部件及/或特徵可具有相同的數字元件符號。另外，相同類型的各個部件可藉由元件符號之後跟有在類似部件及/或特徵之間進行區分的字母來進行區分。若在本說明書中僅使用第一數字元件符號，則描述適用於具有相同的第一數字元件符號的類似部件及/或特徵的任一者，而與字母後綴無關。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

300:半導體處理腔室

305:噴淋頭

307:RF源

310:基板支撐組件

315:腔室側壁

320:基板處理區域

325:靜電卡盤主體

327:基板支撐表面

330:桿

335:電極

340:電源

345:凹陷區域

347:外部區域

350:加熱器

365:電源供應器

380:覆蓋板

Claims (20)

1. 一種半導體處理系統，包含： 一腔室主體，包含側壁及一基座，該腔室主體界定一內部體積； 一基板支撐組件，具有一軸件及一平台，該平台沿其一第一表面與該軸件耦接，該基板支撐組件穿過該腔室主體的該基座延伸，其中該基板支撐組件經配置為在該內部體積內支撐一基板；及 一覆蓋板，沿著該平台的與該第一表面相對的一第二表面在該基板支撐組件的該平台上定位，該覆蓋板包含： 一凸緣，繞著該覆蓋板的一外部區域延伸，該凸緣與該平台直接接觸；及 一上壁，從該凸緣垂直偏移，其中一內部體積在該上壁與該基板支撐組件的該平台之間界定。
2. 如請求項1所述的半導體處理系統，其中該覆蓋板由與該基板支撐組件相同的該材料構成。
3. 如請求項1所述的半導體處理系統，其中該內部體積藉由小於或約5 mm的一高度來表徵。
4. 如請求項3所述的半導體處理系統，其中該凸緣進一步包含： 至少一個突起，從該凸緣延伸並且經配置為接觸該基板支撐組件的該平台，其中該凸緣藉由一高度為該內部體積的該高度的小於或約50%來表徵。
5. 如請求項4所述的半導體處理系統，其中該至少一個突起藉由小於或約0.5 mm的一高度來表徵。
6. 如請求項4所述的半導體處理系統，進一步包含： 一遮蔽環，其中在該遮蔽環與該基板支撐組件接合時，維持該遮蔽環不與該覆蓋板的該凸緣接觸。
7. 如請求項1所述的半導體處理系統，進一步包含沿著該覆蓋板的一側壁穿過該覆蓋板界定的一孔。
8. 如請求項1所述的半導體處理系統，其中該上壁藉由小於或約2 mm的一厚度來表徵。
9. 一種半導體處理腔室覆蓋板，包含： 一凸緣，繞著該覆蓋板的一外部區域延伸，該凸緣界定從該凸緣的一第一表面延伸的複數個突起；及 一上壁，從該凸緣垂直偏移，其中一內部體積藉由從該凸緣的該第一表面凹陷的該覆蓋板界定。
10. 如請求項9所述的半導體處理腔室覆蓋板，其中該覆蓋板包含一陶瓷。
11. 如請求項9所述的半導體處理腔室覆蓋板，其中該內部體積藉由一高度為該覆蓋板的一長度的小於或約1.0%來表徵。
12. 如請求項11所述的半導體處理腔室覆蓋板，其中該凸緣藉由一高度為該內部體積的該高度的小於或約50%來表徵。
13. 如請求項12所述的半導體處理腔室覆蓋板，其中該複數個突起藉由小於或約1 mm的一高度來表徵。
14. 如請求項9所述的半導體處理腔室覆蓋板，進一步包含沿著該覆蓋板的一側壁穿過該覆蓋板界定的一孔。
15. 如請求項14所述的半導體處理腔室覆蓋板，其中該孔藉由一直徑為該內部體積的一高度的小於或約50%來表徵。
16. 一種半導體處理方法，包含以下步驟： 從一處理腔室移除一已處理的基板，其中該處理腔室包含： 一面板；及 一基板支撐組件，其上設置該已處理的基板； 將一覆蓋板定位在該基板支撐組件上，該覆蓋板包含： 一凸緣，繞著該覆蓋板的一外部區域延伸，該凸緣與該基板支撐組件的一平台直接接觸，及 一上壁，從該凸緣垂直偏移，其中一內部體積在該上壁與該基板支撐組件的該平台之間界定；及 利用一含鹵素前驅物的電漿流出物清潔該腔室。
17. 如請求項16所述的半導體處理方法，進一步包含以下步驟： 升高該基板支撐組件，及 接合一遮蔽環與該基板支撐組件，其中維持該遮蔽環不與該覆蓋板接觸。
18. 如請求項17所述的半導體處理方法，其中該覆蓋板進一步包含沿著該覆蓋板的一側壁穿過該覆蓋板界定的一孔，其中該孔藉由一直徑為該內部體積的一高度的小於或約50%來表徵。
19. 如請求項17所述的半導體處理方法，其中該內部體積藉由一高度為該覆蓋板的一長度的小於或約1.0%來表徵，並且其中該覆蓋板由與該基板支撐組件的該平台相同的該材料構成。
20. 如請求項19所述的半導體處理方法，其中該凸緣進一步包含： 至少一個突起，從該凸緣延伸並且經配置為接觸該基板支撐組件的該平台，其中該凸緣藉由一高度為該內部體積的該高度的小於或約50%來表徵，並且其中該至少一個突起藉由小於或約1 mm的一高度為來表徵。

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