TWI834331B - 動態處理腔室擋板 - Google Patents

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Abstract

半導體處理的示例性方法可包括將沉積前驅物輸送到半導體處理腔室的處理區域中。方法可包括在容納於半導體處理腔室的處理區域中的基板上沉積材料層。處理區域可在沉積期間保持在第一壓力。方法可包括在處理區域內延伸擋板。擋板可改變處理區域內的流動路徑。方法可包括在半導體處理腔室的處理區域內形成處理或蝕刻前驅物的電漿。處理區域可在形成期間保持在第二壓力。方法可包括利用處理前驅物的電漿流出物處理沉積在基板上的材料層。處理可循環任意次數。

Description

動態處理腔室擋板
交叉參考相關申請案 本申請案主張於2021年10月11日提交的題為「DYNAMIC PROCESSING CHAMBER BAFFLE」的美國專利申請案第17/498,179號的權益和優先權，該申請案的全部內容透過引用併入本文。
本技術涉及用於半導體製造的元件和設備。更具體地，本技術涉及處理腔室元件和其他半導體處理設備，以及操作方法。
透過在基板表面上產生複雜地圖案化的材料層的處理使得積體電路成為可能。在基板上產生圖案化材料需要受控的形成和去除材料的方法。前驅物通常被傳送到處理區域並被分配以在基板上均勻沉積或蝕刻材料。處理腔室的許多態樣可能影響處理均勻性，例如腔室內的處理條件的均勻性、流經元件的均勻性、以及其他處理和元件參數。即使基板上的微小差異也可能影響形成或去除處理。
因此，需要可用於生產高品質裝置和結構的改進的系統和方法。這些和其他需求由本技術解決。
半導體處理的示例性方法可包括將沉積前驅物輸送到半導體處理腔室的處理區域中。方法可包括在容納於半導體處理腔室的處理區域中的基板上沉積材料層。處理區域可在沉積期間保持在第一壓力。方法可包括在處理區域內延伸擋板。擋板可改變處理區域內的流動路徑。方法可包括在半導體處理腔室的處理區域內形成處理或蝕刻前驅物的電漿。處理區域可在形成期間保持在第二壓力。方法可包括利用處理前驅物的電漿流出物處理沉積在基板上的材料層。處理可循環任意次數。
在一些實施例中，半導體處理腔室可包括面板。腔室可包括基板支撐件，基板位於基板支撐件上。處理區域可界定在面板和基板支撐件之間。腔室可包括泵送環。泵送環可圍繞處理區域周向延伸。擋板可圍繞面板延伸。延伸擋板可包括將擋板朝向基板支撐件移動。在一延伸位置中的擋板可限制到泵送環的流動路徑。擋板可將泵送環的內邊緣與基板支撐件的外邊緣之間的間隙距離減小大於或約10％。沉積材料層可以是在處理區域內大於或約100 Torr的壓力下實行的。形成處理前驅物的電漿可以是在處理區域內小於或約20 Torr的壓力下實行的。在沉積期間和在處理期間，基板可保持在大於或約400℃的溫度。擋板可包括界定內部形狀的端效器，內部形狀經配置以控制到排氣系統的流動。方法可包括，在基板上沉積材料層之後，將基板向半導體處理腔室的面板移動。
本技術的一些實施例可涵蓋半導體處理系統。系統可包括腔室主體，腔室主體包括側壁和基座。腔室主體可界定處理區域。系統可包括基板支撐件，基板支撐件延伸穿過腔室主體的基座。基板支撐件可配置以支撐處理區域內的基板。系統可包括面板，面板界定穿過面板的複數個孔。面板可從上方界定處理區域。系統可包括泵送環，泵送環圍繞處理區域延伸並提供從處理區域的排氣路徑。系統可包括擋板，擋板圍繞面板延伸。擋板可在第一位置和第二位置之間平移，位於第一位置中的擋板圍繞面板縮回，且位於第二位置中的擋板延伸到處理區域中。
在一些實施例中，位於第二位置中的擋板可將泵送環的內邊緣與基板支撐件的外邊緣之間的間隙距離減小大於或約10％。位於第二位置中的擋板可與面板和泵送環之間的流動路徑相交。擋板可包括腔室主體內的第一環。擋板可包括腔室主體外部的第二環。擋板可包括耦接第一環與第二環的一或多個柱。擋板可包括界定內部形狀的端效器，該內部形狀經配置以控制到排氣系統的流動。擋板可包括陶瓷材料。
本技術的一些實施例可涵蓋半導體處理的方法，包括以下步驟。方法可包括將沉積前驅物輸送到半導體處理腔室的處理區域中。方法可包括在容納於半導體處理腔室的處理區域中的基板上沉積材料層。處理區域可在沉積期間保持在大於或約100 Torr的第一壓力。方法可包括在處理區域內延伸擋板。擋板可改變處理區域內的流動路徑。方法可包括在半導體處理腔室的處理區域內形成處理前驅物的電漿。處理區域可在形成期間保持在小於或約20 Torr的第二壓力。方法可包括利用處理前驅物的電漿流出物處理沉積在基板上的材料層。
在一些實施例中，擋板可將界定排氣路徑的泵送環的內邊緣與基板位於其上的基板支撐件的外邊緣之間的間隙距離減小大於或約10％。半導體處理腔室可包括面板。腔室可包括基板支撐件，基板位於基板支撐件上。處理區域可界定在面板和基板支撐件之間。腔室可包括泵送環。泵送環可圍繞處理區域周向延伸。擋板可圍繞面板延伸。擋板可包括在由半導體處理腔室的腔室主體界定的空間內的第一環。擋板可包括腔室主體外部的第二環。擋板可包括耦接第一環與第二環的一或多個柱。擋板可包括端效器，端效器與第一環耦接並界定擋板的內部形狀，該內部形狀被配置為控制到排氣系統的流動。
相對於常規的系統和技術，本技術可提供許多益處。例如，本技術的實施例可允許在發生沉積的相同腔室中實行製程處理。此外，這些元件可允許修改以適應任何數量的腔室或處理，以提高處理的均勻性。結合以下描述和隨附圖式更詳細地描述了這些和其他實施例以及它們的許多優點和特徵。
半導體處理中的沉積處理可以以多種方式實行，包括熱或電漿增強化學氣相沉積。可用於填充高深寬比特徵的處理可包括精確的腔室配置和處理條件以實行填充操作。例如，低大氣壓（sub-atmospheric）的化學氣相沉積可包括在相對高的腔室壓力下發生的熱激發沉積。一旦已發生沉積，可實行第二操作以處理沉積的材料，例如使膜緻密化，以及改善間隙填充性能。
隨著裝置特徵的尺寸減小，橫越基板表面的公差可能會減小，並且腔室配置可能會影響裝置的實現和均勻性。傳統技術無法充分處理透過低大氣壓化學氣相沉積所沉積的材料。例如，沉積腔室通常針對高壓和高流量操作最佳化。流量、壓力、或間距的任何變化都可能在最終的膜特性中造成不對稱。例如，製程處理可以通常包括在更低的壓力下實行的電漿處理。如果在沉積腔室中嘗試電漿處理，則降低的流率可能導致前驅物立即穿過配置用於高流量操作的排氣系統從腔室中泵出。此外，一些系統包括在腔室之間共享泵送的腔室，這導致每個腔室內的泵送不對稱。為了適應這種不對稱性，可以圍繞處理區域延伸的泵送襯墊可以以不對稱的排氣孔形成為特徵，這可以平衡從腔室的排氣。然而，這種設置可能不能夠平衡低流量排氣，這可能無法降低流動的傳導並導致排氣不均勻，並且可能導致基板上的處理不均勻。因此，傳統技術被迫在針對低流量最佳化的單獨腔室中實行處理，這導致排隊時間增加和潛在的真空破壞。
本技術透過利用包括允許修改處理空間的可伸縮擋板的腔室設置來克服這些挑戰。這種可原地調整的可調整配置可提供對腔室傳導的動態控制。透過增加低流量前驅物的停留時間並降低從腔室到排氣的傳導性，擋板和腔室配置可適應高壓處理和低壓處理。因此，本技術可改善單獨操作期間的處理的均勻性，以及允許在不同壓力狀態下實行單腔室處理。
儘管其餘的公開內容將慣常地識別利用所公開技術的特定沉積處理，但是將容易理解的是，系統和方法同樣可適用於其他沉積、蝕刻、和清潔腔室，以及可能發生在所述腔室中的處理。因此，本技術不應被視為僅限於與這些特定的沉積處理或腔室單獨使用。在描述根據本技術的實施例的對一種系統的附加變化和調整之前，本公開將討論該種可能的系統和腔室，其可以包括根據本技術的實施例的擋板系統。
圖 1示出根據實施例的沉積、蝕刻、烘烤、及固化腔室的處理系統100的一個實施例的頂部平面視圖。在圖式中，一對前開式晶圓傳送盒102供應藉由機械臂104接收的各種尺寸的基板，且在放置至定位於串聯部分109a-c中的基板處理腔室108a-f之一者中之前，放置至低壓保持區域106中。第二機械臂110可用於將基板晶圓從保持區域106傳送到基板處理腔室108a-f並返回。除了電漿增強化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、蝕刻、預清潔、脫氣、定向、和其他基板處理，包括退火、灰化等之外，每個基板處理腔室108a-f可以被裝備以實行多個基板處理操作，包括形成本文所述的半導體材料的堆疊。
基板處理腔室108a-f可包括一或多個系統元件，用於在基板上沉積、退火、固化、和/或蝕刻介電質或其他膜。在一個配置中，兩對處理腔室，例如，108c-d和108e-f，可用於在基板上沉積介電材料，而第三對處理腔室，例如，108a-b，可用於蝕刻沉積的介電質。在另一配置中，所有三對腔室，例如108a-f，可被配置為在基板上沉積交替介電膜的堆疊。所描述的任何一或多個處理都可以在與不同實施例中所示的製造系統分開的腔室中進行。應理解到，系統100也考量到用於介電膜的沉積、蝕刻、退火、和固化腔室的附加配置。因為處理腔室可成對被包括在內，所以每組成對的腔室可包括單個泵送系統，該泵送系統包括用於每個腔室的單個通路（access）。
圖 2示出了根據本技術的一些實施例的示例性半導體處理系統200的示意性截面圖，且其可包括成對的腔室組中的一個，或者可結合為獨立的腔室。然而，應理解，本技術可適用於任何類型的腔室，包括單個獨立腔室、雙腔室、四腔室、或任何其他腔室設置。該圖可示出結合了將在下文進一步描述的本技術的一或多個態樣和/或可具體配置以實行根據本技術的實施例的一或多個操作的系統的概述。下文進一步描述了系統200的附加細節，例如結合的擋板，以及在腔室或任何其他腔室內實行的方法。然而，應理解，方法可類似地在可以適應多種壓力狀態的任何系統中實行，如在本公開全文中所討論的。
半導體處理系統200可包括半導體處理腔室205，其可包括頂壁224或蓋、側壁201、和底壁222，其可界定基板處理區域226，且可形成腔室主體。氣體控制板230和控制器210可以與處理腔室205耦合。基板支撐組件246可以設置在處理腔室205的基板處理區域226中。基板支撐組件246可包括由桿260支撐的靜電吸盤250。靜電吸盤250可由鋁、陶瓷、和其他合適的材料例如不銹鋼製成。靜電吸盤250可使用允許噴頭和晶圓之間的相對位置變化的機構208在處理腔室205內移動。例如，根據本技術的實施例，可以在腔室中調整噴頭和基板之間的相對位置。電源206可用於促進在處理操作期間的靜電夾持。溫度感測器272，例如熱電偶，可嵌入靜電吸盤250中以監控靜電吸盤250的溫度。控制器210可使用所測得的溫度來控制提供給加熱器元件270的功率以將基板保持在期望的溫度。
真空泵202可以與處理腔室以及如前所述的串聯對腔室耦合。真空泵202可用於維持處理腔室205中所期望的氣壓。真空泵202也可從處理腔室205排空處理後氣體和處理的副產物。真空泵可與可圍繞腔室主體延伸的泵送環204或襯墊耦合。泵送環可界定多個任意配置或尺寸的孔，並且可允許從腔室中均勻地抽取氣體和其他材料。
具有複數個孔228的氣體分配組件220或面板可設置在靜電吸盤250上方的處理腔室205的頂部。氣體分配組件220的孔228可用於將處理氣體，例如沉積前驅物或氧化前驅物，引入處理腔室205中。孔228可具有不同的尺寸、數量、分佈、形狀、設計、和直徑，以促進各種處理氣體針對不同處理要求的流動。氣體分配組件220可連接到氣體控制板230，例如利用輸送管，這可以允許各種氣體在處理期間流到處理空間226。電漿可由離開氣體分配組件220的處理氣體混合物形成，以增強處理氣體的熱分解和/或離子化，從而導致材料在位於靜電吸盤250的基板290的頂面291上的沉積或形成。
氣體分配組件220和靜電吸盤250可在處理空間226中形成一對間隔開的電極。一或多個RF電源240可以穿過匹配網路238（其可以是選擇性的）向氣體分配組件220提供電漿功率，以促進氣體分配組件220和靜電吸盤250之間電漿的產生。替代地，RF電源240和匹配網路238可與氣體分配組件220、靜電吸盤250耦合，或與氣體分配組件220和靜電吸盤250兩者耦合，或與設置在處理腔室205外部的天線耦合。在一些實施例中，RF電源240可以以大於或約100 KHz、大於或約500 KHz、大於或約1 MHz、大於或約10 MHz、大於或約20 MHz、大於或約50 MHz、大於或約100 MHz及其他頻率範圍來產生功率。RF電源240產生的電力的頻率的具體示例包括350 KHz、2 MHz、13.56 MHz、27 MHz、40 MHz、60 MHz、100 MHz和162 MHz、及其他頻率。
控制器210可包括中央處理單元（「CPU」）212、記憶體216、和支持電路214，其可用於控制處理序列並調節來自氣體控制板230的氣流。CPU 212可以是可以在工業設置中使用的任何形式的通用電腦處理器。軟體程序可儲存在記憶體216中，記憶體例如隨機存取記憶體、唯讀記憶體、軟碟或硬碟驅動、或其他形式的數位儲存。支持電路214可與CPU 212耦接，並且可包括快取、時鐘電路、輸入/輸出系統、電源、和任何其他相關聯的元件。控制器210與基板處理系統200的各個元件之間的雙向通訊可透過統稱為信號匯流排218的大量信號電纜進行處理，其中一些信號電纜示於圖中。
如上所述，本技術可包括一或多個附加元件或特徵，允許在相同處理腔室內實行高壓和低壓操作。高壓處理亦可使用大量的處理氣體。為確保材料從腔室中適當排出，泵送環可包括尺寸設置為適合高流量的孔。由於在一些系統中的非對稱泵送，孔的尺寸和間隔可經設置以調整處理腔室內的流動阻力，並透過調整到排氣的壓降來增加或減少傳導，並且可實行該等調整以確保在多種壓力狀態下的均勻排氣。然而，這些孔的尺寸可能不被設置為針對低流量操作，導致傳統技術在不同的腔室中實行後續處理。
本技術可包括允許在相同處理腔室中實行在多個壓力狀態下的處理的特徵。轉到 圖 3，其示出了根據本技術的實施例的用於半導體處理的方法300中的示例性操作。方法300可包括在方法開始之前的一或多個操作，包括前端處理、沉積、蝕刻、研磨、清潔、或可在所述操作之前實行的任何其他操作。例如，方法可以在已經實行處理之後開始，這可以產生可以以介電材料填充的高深寬比間隙或結構。然而，本描述並非旨在將技術僅限制於此處理。一些或所有操作可以在如前所述的腔室或系統工具中實行，或者可以在結合擋板的腔室中實行。
方法300可包括如圖所示多個選擇性操作，其可以或可以不與根據本技術的方法的一些實施例具體地相關聯。例如，描述了許多操作以提供結構形成的更廣泛的範疇，但對技術來說並非關鍵，或者可以透過如下文進一步討論的替代方法來實行。方法300描述了可在 圖 4A- 圖 4B中示意性示出的腔室中實行的操作，該等操作的說明將結合方法300的操作進行描述。應當理解，圖式僅示出了部分示意圖，並且處理腔室可包含如圖式中所示的任意數量的元件，以及仍然可受益於本技術的操作的替代結構態樣。
一旦基板準備好用於沉積操作，例如包括要填充材料的特徵，或可能在其上發生沉積的任何結構，基板就可被傳送到處理腔室中。示例性腔室在 圖 4A中示出，其示出了根據本技術的一些實施例的處理系統400的示意性局部截面圖。系統400可包括上述系統200的任何態樣，並且可以例如說明與系統200中的元件相關的進一步細節，例如用於併入的擋板。系統400可用以實行半導體處理操作，包括如前所述的材料沉積和沈積材料的處理，以及其他沉積、去除和清潔操作。
系統400可包括腔室主體410，其如圖所示可包括側壁和基座，以及如所示的在一些實施例中的蓋，所有這些可至少部分地界定內部空間或處理空間，內部空間或處理空間可包括基板可在其中處理的處理區域。如前所述，底座或基板支撐件415可穿過腔室的基座延伸到處理區域中。基板支撐件可包括支撐平台420，其可支撐半導體基板422。支撐台板420可與軸425耦接，軸425可延伸穿過腔室的基座。系統400亦可包括面板430，且處理區域可至少部分地界定在面板430和基板支撐件415之間。此外，系統400可包括泵送環435，其可界定多個孔438，該等孔438的尺寸和間隔經設置以任何數量的方式來提供從處理腔室的均勻排氣。如圖所示，泵送環435可圍繞處理區域周向延伸，並且可從面板和基板支撐件徑向向外定位。例如，在泵送環與基板支撐件或面板中的每一者或任一者之間可存在間隙，如圖所示，且如下文將進一步討論的。如前所述，對稱或非對稱泵送可與泵送環耦合。系統400亦可包括擋板440，其可如圖所示圍繞面板430延伸。
一旦基板被定位在處理區域中，例如位於基板支撐件上，方法300可包括在操作305將一或多種沉積前驅物輸送到半導體處理腔室的處理區域中。任何各種的沉積處理都可以在本技術的實施例中實行，包括電漿和非電漿沉積操作，且在一個包含的實施例中，可實行低大氣壓化學氣相沉積處理。例如，一或多種前驅物可熱分解以在基板上沉積材料。處理可在任何溫度下發生，例如大於或約200°C，並且可在大於或約250°C、大於或約300°C、大於或約350°C、大於或約400°C、大於或約450°C、大於或約500°C、大於或約550°C、大於或約600°C或更高的溫度下發生。
在操作310，可在基板上沉積一層材料。儘管處理可在任何處理壓力下發生，但在一些實施例中，處理可在第一處理壓力下發生，第一處理壓力可以是相對較高的處理壓力。例如，在一些實施例中，沉積期間的第一壓力或腔室壓力可大於或約50 Torr，且可大於或約100 Torr、大於或約150 Torr、大於或約200 Torr、大於或約250 Torr、大於或約300 Torr、大於或約350 Torr、大於或約400 Torr、大於或約450 Torr、大於或約500 Torr、大於或約550 Torr、大於或約600 Torr或更高。在這些高壓處理期間，一或多種沉積前驅物的流率可能更高，以提供用於沉積的足夠的材料。例如，沉積期間的總流率可大於或約1 slm，並且可大於或約5 slm、大於或約10 slm、大於或約15 slm、大於或約20 slm、大於或約25 slm、大於或約30 slm、大於或約35 slm、大於或約40 slm、大於或約45 slm、大於或約50 slm、大於或約55 slm、大於或約60 slm、或更高。
本技術可不限於任何特定的沉積處理，並且可用於任何數量的沉積處理，包括含矽材料、含碳材料、含氧材料、含氮材料、或可在半導體處理期間沉積的任何其他材料。作為一個非限制性範例，在一些實施例中，可以實行低大氣壓沉積以形成氧化矽。處理可包括任何數量的前驅物，例如含矽前驅物，例如矽烷、四乙氧基矽烷或任何其他含矽材料。可提供雙原子氧、臭氧、一氧化二氮或任何其他含氧前驅物，以及一或多種載體和/或惰性氣體，例如氮氣、氬氣或任何其他材料。流量可大於或約40 slm、大於或約50 slm或更大，且處理壓力可大於或約400 Torr、大於或約500 Torr或更大。再次，所屬技術領域具有通常知識者將容易理解任何數量的其他沉積處理可類似地在根據本技術的實施例的系統中實行。
如前所述，系統400可配置為適應更高壓力、更高流率的沉積處理，其可包括圍繞泵送環的更大孔，以及任何數量的其他腔室或系統特徵以適應這些處理條件。因為系統可被配置為適應高流量、高壓處理，所以在沉積操作期間可能不需要擋板。如圖4A所示，擋板440可在沉積操作期間完全縮回處理區域內，並且可在沉積操作期間對處理具有有限的影響或沒有影響。然而，一旦已完成沉積，擋板可用於促進低壓電漿處理或可能在不同處理壓力下發生的任何後續處理，且其可以被本技術的實施例所涵蓋。
例如，一旦已完成沉積，可以中止一或多種沉積前驅物的輸送，並且在一些實施例中，可以中止所有沉積前驅物的流動。接著可調整處理區域以準備隨後的處理操作。例如，在操作315，擋板可延伸到處理區域中，如圖4B所示。擋板440可延伸到處理空間中以修改處理區域內的流動路徑。例如，儘管泵送環孔的尺寸可針對高流量條件設置，但對於低流量條件，該等孔可能無法完全提供足夠的流動阻力，這可能會導致不對稱的泵送不均勻地從腔室中抽出，並且可能基於材料的不均勻流動造成基板上的不均勻性問題。擋板440可至少部分地阻擋向泵送環435的流動，這可以增加低流量材料的停留時間，並確保處理和排氣的均勻性可維持。
將擋板440延伸到處理區域中可包括利用致動器445將擋板驅動到腔室中。致動器可由系統控制器操作，例如上文討論的控制器210。擋板可至少部分地存在於處理腔室內部並且至少部分地存在於處理腔室之外，儘管一或多個柱或支撐件可延伸到腔室外部以與致動器耦合，且因此可包括密封件、波紋管、或任何其他元件以在處理期間保持真空環境。例如，波紋管和/或密封件可圍繞擋板組件的每個柱延伸，柱可延伸穿過蓋。如圖所示，擋板可朝向基板支撐件延伸，並且可朝向、到達、或超過泵送環435的上表面延伸。這可以允許擋板限制到泵送襯墊的流動路徑，例如透過減小泵送環的內表面與面板或基板支撐件任一者的外表面之間的間隙距離。例如，如圖式所示，基板支撐件415的支撐平台420可以向外延伸，並且平台的外邊緣可以以相對於泵送環435的內邊緣的間隙距離D1為特徵。類似地，面板430可具有外邊緣，且其以相對於泵送環435的內邊緣的間隙距離D2為特徵。
當擋板延伸到處理區域中時，例如到達或低於泵送襯墊的上表面時，到泵送襯墊的通達（access）可被限制在間隙距離D3內，間隙距離D3可至少或約10%小於D1或D2間隙距離任一者，且可至少或約15%小於D1或D2間隙距離任一者、至少或約20%小於D1或D2間隙距離任一者、至少或約25%小於D1或D2間隙距離任一者、至少或約30%小於D1或D2間隙距離任一者、至少或約35%小於D1或D2間隙距離任一者、至少或約40%小於D1或D2間隙距離任一者、至少或約45%小於D1或D2間隙距離任一者、至少或約50%小於D1或D2間隙距離任一者、至少或約55%小於D1或D2間隙距離任一者、至少或約60%小於D1或D2間隙距離任一者、至少或約65%小於D1或D2間隙距離任一者、至少或約70%小於D1或D2間隙距離任一者、至少或約75%小於D1或D2間隙距離任一者、或更多。透過減小間隙距離，可以對泵送環形成限制，這可以充分限制流動以確保在低壓處理期間均勻排氣。
在一些實施例中，在選擇性操作320，基板支撐件415可以垂直平移，例如如圖所示朝向噴頭升高，這可以在後續處理之前進一步修改處理區域。接著可實行後續處理，該處理可在小於實行沉積的第一壓力的第二壓力下實行。作為一個非限制性範例，可在本技術的一些實施例中實行沉積膜的電漿處理。例如，在操作325，電漿可由半導體處理腔室的處理區域內的處理前驅物形成。儘管可以使用遠端電漿處理，但在一些實施例中，可在腔室的處理區域中形成局部電漿。繼續之前的非限制性範例，處理前驅物可流入處理區域且可產生處理前驅物的電漿。在操作330，可以以處理前驅物的電漿流出物處理沉積在基板上的材料層。
如前所述，處理操作可在小於第一壓力的第二壓力下實行，例如，在一些實施例中，第二壓力可以是低一個數量級的壓力。處理操作可在第二壓力下實行，第二壓力可小於實行沉積的第一壓力，且可小於或約100 Torr，且可小於或約75 Torr、小於或約50 Torr、小於或約30 Torr、小於或約20 Torr、小於或約15 Torr、小於或約12 Torr、小於或約10 Torr、小於或約8 Torr、小於或約6 Torr、小於或約4 Torr、或更少。此外，一或多種處理前驅物可以以小於或約20 slm的總流率流動，且可以以小於或約15 slm、小於或約12 slm、小於或約10 slm、小於或約8 slm、小於或約6 slm、小於或約4 slm、小於或約2 slm、小於或約1 slm、小於或約0.5 slm、或更低的流率流動。
繼續該非限制性範例，氦可以流入處理區域且可形成電漿以產生可以與沈積膜交互作用的氦電漿流出物。這可以使先前沉積的膜緻密化或改善其品質。這種相對於沉積的低壓、低流量處理可能不允許泵送襯墊的孔限制來自腔室的流動。然而，利用延伸的擋板，可以增加停留時間，並且擋板外部和泵送環內部之間的流動路徑的外部限制可促進從腔室均勻排氣。因此，本技術可允許在同一處理腔室內跨廣泛壓差實行均勻的沉積和處理。
因為擋板可能暴露於電漿流出物或其他腐蝕性材料，所以根據本技術的實施例的擋板可以由任何數量的材料形成，例如陶瓷、鋁、氧化材料或塗層材料，例如塗層鋁。此外，擋板可接地或與面板處於相同的電位，或以其他方式配置以控制或限制處理期間對電漿條件的影響。擋板亦可以有利於半導體處理腔室的任何數量的形狀或形式為特徵。例如， 圖 5圖示了根據本技術的一些實施例的示例性擋板組件500的示意性透視圖，並且可以圖示貫穿本技術討論的任何擋板的一或多個態樣，例如上文討論的擋板440。應理解，擋板組件500可包括上文討論的擋板的任何特徵、態樣或元件，並且可包括在上文討論的任何腔室中，或者其中擋板組件500可用於促進處理的任何腔室中。
如前所述，擋板組件500可圍繞一些腔室的面板延伸，且因此也可形成以圍繞氣體輸送特徵延伸。作為根據本技術的實施例的擋板組件的一個非限制性範例，擋板組件500可包括第一環505和第二環510。第一環505可定位在處理區域內，並且可以以所示的高度為特徵，該高度可以至少部分地基於處理腔室內的尺寸。例如，第一環505可以以從面板底部至少延伸到泵送環頂部的高度為特徵，如前所述。此高度可確保當環延伸到處理區域中時，穿過面板輸送的前驅物或其他氣體不會流過環的頂部，或者在第一環上的流動有限，且反而是確保材料流向基板，並且必須從第一環下方排氣，因此該環可如前述適當地操作為流阻器。在一些實施例中，第一環505可由處理兼容的材料形成，例如陶瓷，儘管在一些實施例中可使用任何材料。此外，第一環可以以外徑為特徵，外徑被配置為將間隙減小任何量，如前所述。
第二環510可定位在腔室外，並且可被配置為圍繞可延伸穿過第二環以將材料輸送到面板的任何氣體輸送元件延伸。第二環510可以以任意數量的方式設置尺寸或形狀，其可以或可以不與第一環505相同。因為第二環510設置在處理腔室外部，所以第二環可以由不同的材料形成，例如金屬或有助於支撐懸掛在處理腔室中的第一環505的重量的其他材料。擋板組件500亦可包括一或多個柱515或支撐件，其可將第一環505與第二環510耦接。柱515可延伸穿過腔室的蓋，且因此可至少部分地在腔室內且部分地在處理腔室之外。因此，在一些實施例中，支撐件可以是與第一環505相同的材料，或者可以是可以被處理為處理兼容或能夠承受處理環境的其他材料。例如，在一些實施例中，柱515可以是陶瓷或塗層材料。
柱515或第二環510任一者可與軌道520耦合，軌道520可具有馬達525或致動器，馬達525或致動器被配置以沿著軌道升高和降低擋板組件。如前所述，馬達可由控制器210操作。系統可允許第一環505縮回處理腔室內以限制對處理的影響，例如在高壓處理期間。例如，系統亦可允許第一環505在處理區域內延伸以在低壓處理期間操作為流動限制。
根據本技術的實施例的擋板可以以可以進一步促進或發展前驅物在處理腔室內的流動的特徵。 圖 6示出了可在處理區域內圍繞第一環或擋板的內部或外部形成的示例性邊緣處理，且該處理可進一步調整處理區域內的流動特性。例如，第一環605a可包括上文討論的任何擋板的任何態樣，且可包括內部錐形（interior taper），這可以允許透過噴頭輸送的前驅物向外流動而無需調整擋板的內角（interior corner）。類似地，第一環605b可以以外部錐形為特徵，這可以在材料流向泵送環時允許更漸進的阻塞。根據本技術的實施例的擋板可以以內邊緣處理或外邊緣處理中的一或多者為特徵，其可使材料凹陷或形成進一步延伸到本技術的實施例中的處理區域中的突起。此外，連同任何程度的錐形效應，擋板可包括其他形狀的內部或外部輪廓，其可包括如第一環605c中所示的彎曲特徵。所示的邊緣處理不旨在限制，因為可以形成任何數量的輪廓並且包含在本技術中。
此外，本技術的一些實施例可包括與擋板結構或組件耦合的端效器，這可以透過允許使用不同的端效器來適應不同的處理條件而允許增加擋板組件的彈性。 圖 7示出了根據本技術的一些實施例的包括端效器的擋板第一環的截面圖。如圖所示，儘管可以使用任何擋板配置，但如上文所討論的第一環505可包括端效器705，其可以與第一環相配合（fit）或耦接以提供有助於處理區域內的材料流動的輪廓。儘管顯示了內部錐形，但應理解，端效器可以以如前文討論的任何內部或外部輪廓為特徵，並且可以是或包括上文討論的任何材料。透過利用根據本技術的實施例的擋板，腔室可用於寬廣範圍的處理壓力或條件，同時在不同壓力狀態下保持更均勻的流動。
在前面的描述中，出於解釋的目的，已闡述許多細節以便提供對本技術的各種實施例的理解。然而，對所屬技術領域具有通常知識者將顯而易見的是，可以在沒有這些細節中的一些或具有其他細節的情況下實施某些實施例。
已經公開了幾個實施例，所屬技術領域具有通常知識者將認識到，可以使用各種修改、替代構造、和均等而不脫離實施例的精神。此外，為了避免不必要地混淆本技術，並未描述許多習知的處理和元件。因此，以上描述不應被視為限制本技術的範疇。
在提供值的範圍的情況下，應理解到，除非上下文另外明確指出，否則在此範圍的上限和下限之間的每個中間的值，到下限的單位的最小部分，都亦明確揭露。涵蓋了在描述的範圍內的任何描述的值或未描述的中間值與該描述的範圍內的任何其他描述的或中間值之間的任何較窄的範圍。這些較小範圍的上限和下限可以獨立地包括在該範圍中或排除在該範圍之外，且在界限的一者、均沒有、或兩者被包括在該較小範圍內的每個範圍亦被涵蓋於本技術之中，針對受描述的範圍內任何明確排除的界限。在所述範圍包括界限的一者或兩者的情況下，亦包括排除那些所包括的界限中的一者或兩者的範圍。
如本文和隨附申請專利範圍中所使用的，單數形式的「一」、「一個」、和「該」包括複數參照，除非上下文有另外明確指出。因此，例如，對於「一環」的參照包括複數個這種環，並且對「該孔」的參照包括對所屬技術領域具有通常知識者為已知的一或多個孔及其均等，等等。
而且，當在本說明書和隨附申請專利範圍中使用時，用語「包括（comprise(s)）」、「包括（comprising）」、「包含（contain(s)）」、「包含（containing）」、「包括（include(s)）」、和「包括（including）」是旨在於指名所描述的特徵、整體、元件、或操作的存在，但是它們並不排除一或多個其他特徵、整體、元件、操作、動作、或組的存在或增加。
100:處理系統 102:前開式晶圓傳送盒 104:機械臂 106:低壓保持區域 108a-f:基板處理腔室 109a-c:串聯部分 110:機械臂 200:處理系統 201:側壁 202:真空泵 204:泵送環 205:處理腔室 206:電源 208:機構 210:控制器 212:CPU 214:支持電路 216:記憶體 218:信號匯流排 220:氣體分配組件 222:底壁 224:頂壁 226:基板處理區域 228:孔 230:氣體控制板 238:匹配網路 240:RF電源 246:基板支撐組件 250:靜電吸盤 260:桿 270:加熱器元件 272:溫度感測器 290:靜電吸盤 291:頂面 300:方法 305:操作 310:操作 315:操作 320:操作 325:操作 330:操作 400:處理系統 410:腔室主體 415:基板支撐件 420:支撐平台 422:半導體基板 425:軸 430:面板 435:泵送環 438:孔 440:擋板 445:致動器 500:擋板組件 505:第一環 510:第二環 515:柱 520:軌道 525:馬達 605a:第一環 605b:第一環 605c:第一環 705:端效器
透過參照說明書的其餘部分和隨附圖式，可以實現對所揭露的技術的性質和優點的進一步理解。
圖1示出了根據本技術的一些實施例的示例性處理系統的頂視圖。
圖2示出了根據本技術的一些實施例的示例性電漿系統的示意性截面圖。
圖3示出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。
圖4A-圖4B示出了根據本技術的一些實施例的示例性處理系統的示意性截面圖。
圖5示出了根據本技術的一些實施例的示例性擋板組件的示意性透視圖。
圖6示出了根據本技術的一些實施例的示例性擋板的示意性邊緣效應。
圖7示出了根據本技術的一些實施例的包括端效器的示例性擋板組件的示意性截面圖。
一些圖作為示意圖包含在內。應理解，圖式僅用於說明性目的，除非特別說明是按比例，否則不應視為按比例。此外，作為示意，提供了圖以幫助理解，並且與實際表示相比，圖可能不包括所有態樣或資訊，並且出於說明目的，可能包括放大的材料。
在隨附圖式中，相似的元件和/或特徵可具有相同的參照標籤。此外，相同類型的各種元件可以透過在參照標籤後加上一個在相似元件之間進行區分的字母來進行區分。如果在說明書中僅使用第一參照標籤，則該描述可應用於具有相同第一參照標籤的任何一個類似的元件，而與字母無關。
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
400:處理系統
410:腔室主體
415:基板支撐件
420:支撐平台
422:半導體基板
425:軸
430:面板
435:泵送環
438:孔
440:擋板

Claims (20)

  1. 一種半導體處理的方法，包括以下步驟： 將一沉積前驅物輸送到一半導體處理腔室的一處理區域中； 在容納於該半導體處理腔室的該處理區域中的一基板上沉積一材料層，其中該處理區域在該沉積期間保持在一第一壓力； 在該處理區域內延伸一擋板，其中該擋板改變該處理區域內的一流動路徑； 在該半導體處理腔室的該處理區域內形成一處理前驅物的一電漿，其中該處理區域在該形成期間保持在一第二壓力；和 利用該處理前驅物的電漿流出物處理沉積在該基板上的該材料層。
  2. 如請求項1所述之半導體處理的方法，其中該半導體處理腔室包括： 一面板； 一基板支撐件，基板位於該基板支撐件上，其中該處理區域界定在該面板和該基板支撐件之間；和 一泵送環，其中該泵送環圍繞該處理區域周向延伸。
  3. 如請求項2所述之半導體處理的方法，其中該擋板圍繞該面板延伸。
  4. 如請求項3所述之半導體處理的方法，其中延伸該擋板包括將該擋板朝向該基板支撐件移動。
  5. 如請求項4所述之半導體處理的方法，其中在一延伸位置中的該擋板限制到該泵送環的一流動路徑。
  6. 如請求項5所述之半導體處理的方法，其中該擋板將該泵送環的一內邊緣與該基板支撐件的一外邊緣之間的一間隙距離減小大於或約10％。
  7. 如請求項1所述之半導體處理的方法，其中沉積該材料層是在該處理區域內大於或約100 Torr的壓力下實行的，且其中形成該處理前驅物的該電漿是在該處理區域內小於或約20 Torr的壓力下實行的。
  8. 如請求項1所述之半導體處理的方法，其中在該沉積期間和在該處理期間，該基板保持在大於或約400℃的一溫度。
  9. 如請求項1所述之半導體處理的方法，其中該擋板包括界定一內部形狀的一端效器，該內部形狀經配置以控制到一排氣系統的流動。
  10. 如請求項1所述之半導體處理的方法，進一步包括以下步驟： 在該基板上沉積該材料層之後，將該基板向該半導體處理腔室的一面板移動。
  11. 一種半導體處理系統，包括： 一腔室主體，包括側壁和一基座，該腔室主體界定一處理區域； 一基板支撐件，延伸穿過該腔室主體的該基座，其中該基板支撐件經配置以支撐該處理區域內的一基板； 一面板，界定穿過該面板的複數個孔，其中該面板從上方界定該處理區域； 一泵送環，圍繞該處理區域延伸並提供從該處理區域的一排氣路徑；和 一擋板，圍繞該面板延伸，該擋板可在一第一位置和一第二位置之間平移，位於該第一位置中的該擋板圍繞該面板縮回，位於該第二位置中的該擋板延伸到該處理區域中。
  12. 如請求項11所述之半導體處理系統，其中位於該第二位置中的該擋板將該泵送環的一內邊緣與該基板支撐件的一外邊緣之間的一間隙距離減小大於或約10％。
  13. 如請求項11所述之半導體處理系統，其中位於該第二位置中的該擋板與該面板和該泵送環之間的一流動路徑相交。
  14. 如請求項11所述之半導體處理系統，其中該擋板包括： 該腔室主體內的一第一環； 該腔室主體外部的一第二環；和 耦接該第一環與該第二環的一或多個柱。
  15. 如請求項11所述之半導體處理系統，其中該擋板包括界定一內部形狀的一端效器，該內部形狀經配置以控制到一排氣系統的流動。
  16. 如請求項11所述之半導體處理系統，其中該擋板包括一陶瓷材料。
  17. 一種半導體處理的方法，包括以下步驟： 將一沉積前驅物輸送到一半導體處理腔室的一處理區域中； 在容納於該半導體處理腔室的該處理區域中的一基板上沉積一材料層，其中該處理區域在該沉積期間保持在大於或約100 Torr的一第一壓力； 在該處理區域內延伸一擋板，其中該擋板改變該處理區域內的一流動路徑； 在該半導體處理腔室的該處理區域內形成一處理前驅物的一電漿，其中該處理區域在該形成期間保持在小於或約20 Torr的一第二壓力；和 利用該處理前驅物的電漿流出物處理沉積在該基板上的該材料層。
  18. 如請求項17所述之半導體處理的方法，其中該擋板將界定一排氣路徑的一泵送環的一內邊緣與該基板位於其上的一基板支撐件的一外邊緣之間的一間隙距離減小大於或約10％。
  19. 如請求項17所述之半導體處理的方法，其中該半導體處理腔室包括： 一面板； 一基板支撐件，基板位於該基板支撐件上，其中該處理區域界定在該面板和該基板支撐件之間；和 一泵送環，其中該泵送環圍繞該處理區域周向延伸，且其中該擋板圍繞該面板延伸。
  20. 如請求項17所述之半導體處理的方法，其中該擋板包括： 在由該半導體處理腔室的一腔室主體界定的一空間內的一第一環； 該腔室主體外部的一第二環； 耦接該第一環與該第二環的一或多個柱；和 一端效器，與該第一環耦接並界定該擋板的一內部形狀，該內部形狀被配置為控制到一排氣系統的流動。
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