CN108998776A - 通过独立控制teos流量的沉积径向和边缘轮廓可维持性 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及通过独立控制TEOS流量的沉积径向和边缘轮廓可维持性。本公开披露了用于处理基板的串联处理系统。至少一个处理腔室包括穿孔盖、设置在穿孔盖上的气体阻滞器以及设置在穿孔盖下方的基板支撑件。气体阻滞器包括：气体歧管、在气体歧管中形成的中心气体通道、设置在气体歧管下方的第一气体分配板、在气体歧管中形成的第一和第二气体通道、设置在第一气体分配板下方的第二气体分配板、设置在第二气体分配板下方的第三气体分配板、以及设置在第二气体分配板和第三气体分配板之间的多个直通通道。第二气体分配板包括穿过第二气体分配板的底部而形成的多个通孔、与中心气体通道流体连通的中心开口以及在第二气体分配板的顶表面中形成的凹陷区域。

Description

通过独立控制TEOS流量的沉积径向和边缘轮廓可维持性
技术领域
本公开的实施例总体上涉及用于控制在基板的边缘附近的沉积的改进的方法和装置。
背景技术
通常采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)在诸如平板或半导体晶片之类的基板上沉积薄膜。等离子体增强化学气相沉积通常通过将前体气体引入包含基板的真空室中来完成。前体气体通常被引导穿过设置在腔室顶部附近的分配板。通过从耦接至腔室的一个或多个RF源向所述腔室施加RF功率，所述腔室中的前体气体被激励(例如激发)以形成等离子体。被激发的气体反应以在位于温度受控的基板支撑件上的基板的表面上形成材料层。
已经观察到，腔室中前体气体的分配可能导致横跨基板表面的等离子体密度变化，从而造成在基板的中心和边缘之间不同的沉积速率。因此，本领域需要一种改进的具有更好的气体分配控制的方法和装置。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种用于处理基板的处理腔室。所述处理腔室包括穿孔盖、设置在所述穿孔盖上的气体阻滞器以及设置在所述穿孔盖下方的基板支撑件。所述气体阻滞器包括：气体歧管；在所述气体歧管中形成的中心气体通道；设置在所述气体歧管下方的第一气体分配板，所述第一气体分配板包括环绕所述中心气体通道的内沟槽和环绕所述内沟槽的外沟槽；在所述气体歧管中形成的第一气体通道，所述第一气体通道具有与第一气体源流体连通的第一端和与所述内沟槽流体连通的第二端；在所述气体歧管中形成的第二气体通道，所述第二气体通道具有与所述第一气体源流体连通的第一端和与所述外沟槽流体连通的第二端；设置在所述第一气体分配板下方的第二气体分配板；设置在所述第二气体分配板下方的第三气体分配板，所述第三气体分配板包括穿过所述第三气体分配板的底部而形成的多个通孔，并且所述第三气体分配板接触所述穿孔盖的顶表面；以及设置在所述第二气体分配板和所述第三气体分配板之间的多个直通通道，并且每个直通通道延伸穿过所述穿孔盖。所述第二气体分配板包括穿过所述第二气体分配板的底部而形成的多个通孔、与所述中心气体通道流体连通的中心开口以及在所述第二气体分配板的顶表面中形成的凹陷区域，所述凹陷区域环绕所述中心开口。
在另一个实施例中，所述处理腔室包括：第一气体源，所述第一气体源包括第一气体管线和第二气体管线；穿孔盖；设置在所述穿孔盖上的气体阻滞器；以及设置在所述穿孔盖下方的基板支撑件，所述基板支撑件具有基板支撑表面。所述气体阻滞器包括：气体歧管；在所述气体歧管中形成的中心气体通道；设置在所述气体歧管下方的第一气体分配板，所述第一气体分配板包括环绕所述中心气体通道的内沟槽和环绕所述内沟槽的外沟槽；在所述气体歧管中形成的第一气体通道，所述第一气体通道具有与所述第一气体管线流体连通的第一端和与所述内沟槽流体连通的第二端；在所述气体歧管中形成的第二气体通道，所述第二气体通道具有与所述第二气体管线流体连通的第一端和与所述外沟槽流体连通的第二端；设置在所述第一气体分配板下方的第二气体分配板，所述第二气体分配板包括穿过所述第二气体分配板的底部而形成的多个通孔；设置在所述第二气体分配板下方的第三气体分配板，并且所述第三气体分配板包括穿过所述第三气体分配板的底部而形成的多个通孔，并且所述第三气体分配板接触所述穿孔盖的顶表面。
在又一个实施例中，提供了一种用于处理基板的处理系统。所述处理系统包括：包括第一气体管线、第二气体管线、第三气体管线和第四气体管线的第一气体源，包括第五气体管线和第六气体管线的第二气体源，第一处理腔室，以及与所述第一处理腔室分离的第二处理腔室。所述第一处理腔室包括穿孔盖、设置在所述穿孔盖上的气体阻滞器以及具有基板支撑表面的基板支撑件，所述基板支撑表面和所述穿孔盖限定它们之间的基板处理区域。所述第一处理腔室的气体阻滞器包括：气体歧管；设置在所述气体歧管下方的第一气体分配板，所述第一气体分配板包括在所述第一气体分配板的顶表面中形成的内沟槽和外沟槽，所述内沟槽和所述外沟槽被布置成两个同心圆；穿过至少所述气体歧管和所述第一气体分配板而形成的中心气体通道，所述中心气体通道通过所述第五气体管线与所述第二气体源流体连通，并且所述中心气体通道被所述内沟槽和所述外沟槽环绕；穿过所述气体歧管的至少一部分而形成并且设置在所述中心气体通道的径向外侧的第一气体通道，所述第一气体通道具有与所述第一气体管线流体连通的第一端和与所述内沟槽流体连通的第二端；以及穿过所述气体歧管的至少一部分而形成并且设置在所述第一气体通道的径向外侧的第二气体通道，所述第二气体通道具有与所述第二气体管线流体连通的第一端和与所述外沟槽流体连通的第二端。所述第二处理腔室包括穿孔盖、设置在所述第二处理腔室的穿孔盖上的气体阻滞器以及具有基板支撑表面的基板支撑件，该基板支撑表面和该穿孔盖限定它们之间的基板处理区域。所述第二处理腔室的气体阻滞器包括：气体歧管；设置在所述气体歧管下方的第一气体分配板，所述第一气体分配板包括在所述第一气体分配板的顶表面中形成的内沟槽和外沟槽，所述内沟槽和所述外沟槽被布置成两个同心圆；穿过至少所述气体歧管和所述第一气体分配板而形成的中心气体通道，所述中心气体通道通过所述第六气体管线与所述第二气体源流体连通，并且所述中心气体通道被所述内沟槽和所述外沟槽环绕；穿过所述气体歧管的至少一部分而形成并且设置在所述中心气体通道的径向外侧的第一气体通道，所述第一气体通道具有与所述第三气体管线流体连通的第一端和与所述内沟槽流体连通的第二端；以及穿过所述气体歧管的至少一部分而形成并且设置在所述第一气体通道的径向外侧的第二气体通道，所述第二气体通道具有与所述第四气体管线流体连通的第一端和与所述外沟槽流体连通的第二端。
附图说明
为了能够详细理解本公开的上述特征的方式，可以通过参考实施例来获得上面简要总结的本公开的更具体的描述，其中一些实施例在附图中示出。然而，要注意的是，所述附图仅示出了本公开的典型实施例并且因此不应被视为对本公开的范围的限制，因为本公开可以允许其他等效实施例。
图1描绘了根据本公开的实施例的示例性串联(tandem)处理系统的俯视图。
图2描绘了根据本公开的实施例的串联处理系统的处理腔室的横截面视图。
图3示出了根据本公开的实施例的气体混合物的气体流动的示例性流动路径。
为了便于理解，已尽可能使用相同的附图标记来标示附图间共有的相同要素。
具体实施方式
图1描绘了根据本公开的实施例的示例性串联处理系统100的俯视图。处理系统100包括用于处理基板的两个分离且相邻的处理腔室101、103。处理腔室101、103可以共享第一气体源112，第一气体源112与处理腔室101、103相邻设置。第一气体源112分别通过第一气体管线118和第二气体管线119耦接至处理腔室101、103。示例性串联处理系统100可以被并入到处理系统中，诸如可从加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司(AppliedMaterials，Inc.)商购的ProducerTM处理系统。应当理解，本公开在由其他制造商制造的处理系统中也具有实用性。
第一气体源112可以包括用于使诸如四乙氧基硅烷(TEOS)之类的液体前体汽化的汽化器145。至少一个加热器147被耦接到汽化器145并将液体前体加热成气相。前体气体被输送到第一气体管线118和/或第二气体管线119，并接着到处理腔室101、103。取决于应用，第一气体源112可以包含一种或多种前体源。在一些实施例中，第一气体源112可以包含用于第一气体混合物的源和用于第二气体混合物的源。第一气体混合物可以流过第一气体管线118，并且第二气体混合物可以流过第二气体管线119。
第一气体混合物和第二气体混合物可适用于沉积电介质材料，诸如硅氧化物。在一个实施例中，第一气体混合物包括含氧气体、含硅气体和载气，而第二气体混合物包含含氧气体和载气，或反之亦然。合适的含氧气体可包括氧(O2)、臭氧(O3)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、一氧化二氮(N2O)、一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)或它们的任何组合。合适的含硅气体可以包括硅烷类、卤化硅烷类、有机硅烷类以及它们的任何组合。硅烷类可以包括硅烷(SiH4)、四乙氧基硅烷(TEOS)和具有实验式SixH(2x+2)的更高级硅烷类，所述更高级硅烷类诸如乙硅烷(Si2H6)、丙硅烷(Si3H8)和丁硅烷(Si4H10)或其他更高级硅烷类(诸如聚氯硅烷)。合适的载气包括氩、氮、氢、氦或其他合适的惰性气体。载气可用于携带汽化的含硅气体，例如TEOS。
在一些实施例中，第二气体源123可以通过第三气体管线125耦接到处理腔室101、103的中心气体通道129。中心气体通道129与处理腔室101、103的基板处理区域108(图2)流体连通。第二气体源123可以包括任何合适的处理前体，诸如上面讨论的含硅气体。同样地，第二气体源123可以包括用于使诸如TEOS之类的液体前体汽化的汽化器(未示出)和加热器(未示出)。在实施例中，第二气体源123包括含有诸如TEOS之类的硅烷类的第三气体混合物的源。
在下面要讨论的各种实施例中，第一气体混合物和第二气体混合物可以分别被路由至基板处理区域108的内气体区120和外气体区142。第三气体混合物可以被提供至中心气体通道129。使用电容性或电感性机构激发第三气体混合物、第一气体混合物和第二气体混合物以形成等离子体。这些气体混合物在等离子体中分解以在位于处理腔室101、103中的基板的表面上沉积氧化物层，例如氧化硅。
图2描绘了根据本公开的实施例的处理腔室101的横截面视图。应当理解，虽然仅示出了处理系统100的一部分，例如处理腔室101，但是针对处理腔室101的描述同样适用于处理腔室103，因为处理腔室101、103的配置基本相同。因此，在处理腔室101中发生的操作和处理能够类同地且同时地在处理腔室103中执行。处理腔室101具有穿孔盖102、设置在穿孔盖102上的气体阻滞器105、腔室壁104和底部106。穿孔盖102、腔室壁104和底部限定将安置基板(未示出)的基板处理区域108。基板处理区域108可以通过腔室壁104中的端口(未示出)进入，所述端口便于基板移入和移出处理腔室101。
基板支撑件109被设置在处理腔室101内并被腔室壁104环绕。基板支撑件109的基板支撑表面可以具有横跨基板支撑表面均匀分布的多个孔242。孔242适于允许气体流过基板支撑表面以冷却或加热安置在基板支撑表面上的基板。基板支撑件109可以耦接到杆131，杆131延伸穿过处理腔室101的底部106。杆131可通过驱动系统(未示出)来操作以上下移动基板支撑件109，从而改变基板在基板处理区域108中的位置。驱动系统也可在处理期间旋转和/或平移基板支撑件109。基板支撑件109和基板处理区域108被配置成容纳具有高达12英寸(300mm)、18英寸(450mm)或其他直径的标称直径尺寸的基板。
穿孔盖102由腔室壁104支撑并且可以被移除以维护处理腔室101的内部。穿孔盖102通常由铝、氧化铝、氮化铝、不锈钢或任何其他合适的材料构成。设置在穿孔盖102上的气体阻滞器105为双区气体阻滞器，配置成独立地控制两种或更多种气体混合物至基板处理区域108中的流动。气体阻滞器105与第一气体源112和第二气体源123流体连通。在所示的示例中，第一气体源112分别通过第一气体管线118和第二气体管线119连接到气体阻滞器105。第一气体管线118可以连接到第一气体源112以将第一气体混合物(例如含硅气体、含氧气体和载气)提供到处理腔室101中。第二气体管线119可以连接到第一气体源112以将第二气体混合物(例如含氧气体和载气)提供到处理腔室101中。第一气体管线118可被加热并被主动控制以确保气体(例如TEOS)在与载气一起行进到处理腔室101的同时保持为气相。
气体阻滞器105通常包括气体歧管212、设置在气体歧管212下方的第一气体分配板214、设置在第一气体分配板214下方的第二气体分配板216以及设置在第二气体分配板214下方的第三气体分配板218。中心气体通道129穿过至少气体歧管212和第一气体分配板214而形成。气体歧管212、第一气体分配板214、第二气体分配板216和第三气体分配板218围绕穿过中心气体通道129的纵向轴线的中心轴线同心地设置。第一气体分配板214可以包括一个或多个传热流体通道121。传热流体通道121可以用于通过使传热流体流过该传热流体通道来调节气体阻滞器105和/或穿孔盖102的温度。合适的传热流体可以包括但不限于水、空气、氦等。第一气体分配板214还可以包括泵送集气室(plenum)114，泵送集气室114将基板处理区域108流体连接到排气口(包括未示出的各种泵送部件)。
第二气体分配板216具有中心开口124和在第二气体分配板216的顶表面中形成的凹陷区域128。凹陷区域128环绕中心开口124并且在中心开口124和第二气体分配板216的边缘之间径向延伸。第一气体分配板214的底部和第二气体分配板216的底部就凹陷区域128限定集气室。中心开口124与中心气体通道129流体连通。在实施例中，中心开口124的直径大于中心气体通道129的直径。第二气体分配板216具有穿过第二气体分配板216的底部而形成的多个通孔126。通孔126可以以任何合适的图案布置。在一个实施例中，通孔126被布置成直径增加的多个同心环。
第三气体分配板218具有在第三气体分配板218的顶表面中形成的凹陷区域220。第三气体分配板218的底部接触穿孔盖102的顶表面。第二气体分配板216的底部和第三气体分配板218的底部就凹陷区域220限定集气室。内环138和外环140同心地设置在第三气体分配板218的底部上，介于第二气体分配板216和第三气体分配板218之间。外环140环绕内环138。内环138和外环140可以由铝、氧化铝、氮化铝、不锈钢或诸如电介质材料之类的其他合适材料制成。内环138和外环140可以将凹陷区域220分为内气体区120和外气体区142。例如，相对于内环138径向向内的区域可以被定义为内气体区120。内环138与外环140之间的区域以及相对于外环140径向向外的区域可以被共同定义为外气体区142。在第三气体分配板具有约360mm的直径的情况下，内气体区120可以在约20mm或更大的径向距离(例如约30mm至约60mm)处开始。自第三气体分配板218的中心测量，外气体区142可以在约60mm或更大的径向距离(例如约75mm至110mm)处开始。
第三气体分配板218具有穿过第三气体分配板218的底部而形成的多个通孔132。第三气体分配板218的通孔132的密度可以大于第二气体分配板216的通孔126的密度。在示例中，通孔132的密度与通孔126的密度的比率可以在约1.5:1至约5:1的范围内，例如约2:1至约3:1。通孔132可以以横跨第三气体分配板218的直径的径向图案布置，以允许气体均匀输送到基板处理区域108中。
气体阻滞器105还包括第一气体通道116和第二气体通道117。第一气体通道116和第二气体通道117被设置成延伸穿过气体歧管212的至少一部分。第一气体通道116被设置在中心气体通道129的径向外侧，而第二气体通道117被设置在第一气体通道116的径向外侧。第一气体通道116具有连接到第一气体管线118或与第一气体管线118流体连通的第一端，以及连接到在第一气体分配板214的顶表面中形成的内沟槽222或与内沟槽222流体连通的第二端。类似地，第二气体通道117具有连接到第二气体管线119或与第二气体管线119流体连通的第一端，以及连接到在第一气体分配板214的顶表面中形成的外沟槽224或与外沟槽224流体连通的第二端。内沟槽222和外沟槽224被布置成环绕中心气体通道129的两个同心圆。第一气体通道116可以设置在沿着内沟槽222的任何位置处，并且第二气体通道117可以设置在沿着外沟槽224的任何位置处。内沟槽222具有自第一气体分配板214的顶表面测量的第一深度D1。外沟槽224具有自第一气体分配板214的顶表面测量的第二深度D2。第一深度D1可以比第二深度D2更小或更大。在所示的示例中，第一深度D1大于第二深度D2。在示例中，第一深度D1与第二深度D2的比率为约1.1:1至约1.5:1，例如约1.3:1。
在一些实施例中，气体阻滞器105可以包括穿过气体歧管212的至少一部分而设置的第三气体通道240。第三气体通道240可以与第一气体源112和第二气体源123或包含应用所需的任何合适的气体源(例如，含氮气体源或含掺杂剂的气体源等)的任何其他气体源流体连通。同样地，第三气体通道240可以设置在中心气体通道129的径向外侧，并且第三气体通道240可以设置在沿着内沟槽222的任何位置处，使得第三气体通道240和内沟槽222彼此流体连通。
内沟槽222通过也在第一气体分配板214中形成的一个或多个内气体通道226与内气体区120流体连通。内环138的放置约束从第一气体通道116流到内气体区120的气体混合物(例如，第一气体混合物)。第一气体混合物接着流过穿孔盖102并流到基板处理区域108的内区域。基板处理区域108(并且因此安置在基板支撑件109上的基板)的内区域基本上对应于内气体区120。箭头230示出了气体混合物从第一气体管线118到基板处理区域108的可能流动路径。同样地，外沟槽224通过也在第一气体分配板214中形成的一个或多个外气体通道228与第二气体分配板216的凹陷区域128流体连通。外环140的放置约束从第二气体通道117流到凹陷区域128并流入外气体区142的气体混合物(例如，第二气体混合物)。第二气体混合物接着流过穿孔盖102并流到基板处理区域108的外区域。基板处理区域108(并且因此安置在基板支撑件109上的基板)的外区域基本上对应于外气体区142。虽然未示出，但应当理解，穿孔盖102具有与第三气体分配板218的通孔132相对应的通孔。箭头236示出了气体混合物从第二气体管线119到基板处理区域108的可能流动路径。箭头238示出了气体混合物从第三气体管线125到基板处理区域108的可能流动路径。
在一些实施例中，气体阻滞器105可以包括设置在第二气体分配板216和第三气体分配板218之间的多个直通通道(例如，直通通道232、234)。每个直通通道被配置成将来自第二气体分配板216的凹陷区域128的气体混合物(例如，第二气体混合物)直接路由到基板处理区域108中。直通通道可以设置在内环138的径向内侧。直通通道可以以任何数量提供。例如，四个直通通道(为了清楚仅示出两个直通通道232、234)可被提供并且在角度上彼此隔开90度。直通通道232、234可以穿过第二气体分配板216的底部而形成并且延伸到第三气体分配板218的底部并进入穿孔盖102中。在一些实施例中，直通通道可以延伸穿过穿孔盖102的整个厚度。直通通道232、234允许气体混合物(例如，第二气体混合物)经过凹陷区域220而不与从第一气体通道116流出的气体混合物(例如，第一气体混合物)和/或流过中心气体通道129的气体混合物过早地混合。
穿孔盖102和基板支撑件109可以分别用作上电极和下电极，用于激发和电离基板处理区域108中的气体混合物。可以将偏置功率施加到基板支撑件109。基板支撑件109可以接地，使得供应有RF功率(由电源156提供)的穿孔盖102可以用作阴极电极，而接地的基板支撑件109可以用作阳极电极。穿孔盖102和基板支撑件109被操作来在基板处理区域108中形成RF电场。RF电场可将气体混合物电离成等离子体。如果需要，第一气体分配板214、第二气体分配板216和第三气体分配板218中的任何一者或多者可以用作电极并且操作来激发和电离凹陷区域128、220中的气体混合物。以适合于基板表面积的瓦数提供通常具有几赫兹至13兆赫或更高的频率的RF功率。在一个实施例中，电源156包括双频源，所述双频源提供小于约2MHz(优选地约200至500kHz)的低频功率和大于13MHz(优选地约13.56MHz)的高频功率。所述频率可以是固定的或可变的。作为说明，对于300mm基板，低频功率可以为约0.3至约2kW，而高频功率可以为约1至约5kW。
图3描绘了具有设置在基板支撑件109上的基板302的图2的处理腔室101的简化横截面视图。图3示出了根据本公开的实施例的第一、第二和第三气体混合物(分别由箭头230、236、238表示)从第一气体源112和第二气体源123到基板处理区域108的示例性流动路径。可以看出，内环138和外环140的放置可以将来自第一气体管线118的第一气体混合物230和来自第三气体管线125的第三气体混合物238的全部或大部分限制在内气体区120，并且将来自第二气体管线119的第二混合气体236的全部或大部分限制在外气体区142。因此，来自第一气体管线118和第三气体管线125的第一气体混合物230和第三气体混合物238(诸如TEOS、O2和氩)将经过第三气体分配板218的位于内环138内的通孔，并向下穿过穿孔盖102朝向基板处理区域108的内区域流动。当第一气体混合物230和第三气体混合物238接近基板支撑件109时，所述流动弯曲成沿着基板支撑件109的顶表面304的径向向外的流动。第一气体混合物230和第三气体混合物238的径向向外的流动持续到基板处理区域108的外区域，从而维持第一气体混合物230和第三气体混合物238从基板处理区域108的内区域到其周界的流动。同时，来自第二气体管线119的第二气体混合物236(诸如氧气和氩气)将经过第二气体分配板216和第三气体分配板218的通孔，并向下穿过穿孔盖102朝向基板处理区域108的外区域流动。特别地，在第二气体混合物236接近第一气体混合物230和第三气体混合物238的径向向外的流动时，第二气体混合物236的流动弯曲成径向向外的流动并且随着第一气体混合物230和第三气体混合物238的径向向外的流动朝向基板处理区域108的边缘流动。第一气体混合物230、第二气体混合物236和第三气体混合物238在流入基板处理区域108时被电离并形成等离子体，以用于以均匀的方式在安置在基板支撑件109上的基板上沉积诸如氧化硅之类的层。
已经观察到，由于存在表面边界层，可能在基板支撑件109(并且因此安置在基板支撑件109上的基板)的边缘附近出现效率低的TEOS浓度，这可导致横跨基板表面的等离子体密度变化并且造成在基板的中心和边缘之间不同的沉积速率。气体阻滞器105的配置提供了许多优点，因为它可以将TEOS的流动约束到基板处理区域108的内区域，同时允许氧气和氩气(例如，第二气体混合物236)专门流动到基板处理区域108的外区域。向基板处理区域108的外区域添加氧气和氩气(例如，第二气体混合物236)可将TEOS、O2和Ar(例如，第一气体混合物230和第三气体混合物238)的流动限制在基板处理区域108的内区域内，并且维持TEOS在基板处理区域108的内区域内的停留时间。向基板处理区域108的外区域添加氧气和氩气还可促进在基板支撑件109的边缘处或其附近的气体反应，从而增强基板边缘附近的TEOS浓度。因为基板边缘处的TEOS浓度增加，所以在处理期间，在基板边缘处的等离子体密度可相应增加。因此，可以获得在基板的中心和边缘之间均匀的沉积速率。
而且，已经观察到，内环138和外环140的布置可以用于调节膜沉积速率(并且因此调节横跨基板表面的膜轮廓)。例如，内环138的外周表面可以设置在自基板110的中心测量约75mm例如约80mm至90mm的径向距离处，以在内气体区120处提供约27％总气体流量的气体分流和在外气体区142处提供约73％总气体流量的气体分流。本文描述的术语总气体流量指的是存在于凹陷区域220中的气体混合物的总流量。这种布置可以产生横跨基板表面良好的沉积均匀性。
此外，已经观察到，在基板处理区域108的内区域中变化约2-4％的TEOS流量(在总处理流量中可忽略不计的流量)可致使沉积速率和膜轮廓变化约5-10％而不会影响膜性质。例如，在基板处理区域108的内区域中的TEOS流量增加2％可致使基板内区域上的沉积速率增加2.6％。在基板处理区域108的内区域中的TEOS流量增加4％可致使基板内区域上的沉积速率增加5.5％。另外，在基板处理区域108的内区域中的TEOS流量减少2％可致使基板内区域上的沉积速率减小2.0％。在基板处理区域108的内区域中的TEOS流量减少4％可致使基板内区域上的沉积速率减小4.2％。
同样，已经观察到，在基板处理区域108的外区域中变化约2-4％的TEOS流量(在总处理流量中可忽略不计的流量)可致使沉积速率和膜轮廓变化约1-2％而不会影响膜性质。例如，在基板处理区域108的外区域中的TEOS流量增加2％可致使基板外区域上的沉积速率增加0.9％。在基板处理区域108的外区域中的TEOS流量增加4％可致使基板外区域上的沉积速率增加1.5％。另外，在基板处理区域108的外区域中的TEOS流量减少2％可致使基板外区域上的沉积速率增加0.1％。在基板处理区域108的外区域中的TEOS流量减少4％可致使基板内区域上的沉积速率减小0.6％。
在上述任一情况下，内气体区120/外气体区142中的气体混合物的总处理流量可以为约10,500sccm，并且内气体区120/外气体区142中的总TEOS流量可以为约177sccm至约1650mgm。因此，TEOS流量变化2％为约3.55sccm至约33sccm(约总气体流量的0.034％)。通过改变第一气体混合物和第三气体混合物(流向基板处理区域108的内区域)中的TEOS的流动速率和/或第二气体混合物(流向基板处理区域108的外区域)中的TEOS的流动速率，可以调节层(例如，氧化物)的沉积速率以调整所沉积的层的边缘轮廓和/或基板上的整体层均匀性。
虽然前述内容针对本公开的实施例，但是可以在不脱离本公开的基本范围的情况下设计本公开的其他和进一步的实施例，并且本公开的范围由随附的权利要求确定。

Claims (20)

1.一种用于处理基板的处理腔室，包括：
穿孔盖；
设置在所述穿孔盖上的气体阻滞器，所述气体阻滞器包括：
气体歧管；
在所述气体歧管中形成的中心气体通道；
设置在所述气体歧管下方的第一气体分配板，所述第一气体分配板包括环绕所述中心气体通道的内沟槽和环绕所述内沟槽的外沟槽；
在所述气体歧管中形成的第一气体通道，所述第一气体通道具有与第一气体源流体连通的第一端和与所述内沟槽流体连通的第二端；
在所述气体歧管中形成的第二气体通道，所述第二气体通道具有与所述第一气体源流体连通的第一端和与所述外沟槽流体连通的第二端；
设置在所述第一气体分配板下方的第二气体分配板，所述第二气体分配板包括：
穿过所述第二气体分配板的底部而形成的多个通孔；
与所述中心气体通道流体连通的中心开口；以及
在所述第二气体分配板的顶表面中形成的凹陷区域，所述凹陷区域环绕所述中心开口；
设置在所述第二气体分配板下方的第三气体分配板，所述第三气体分配板包括穿过所述第三气体分配板的底部而形成的多个通孔，并且所述第三气体分配板接触所述穿孔盖的顶表面；
设置在所述第二气体分配板和所述第三气体分配板之间的多个直通通道，并且每个直通通道延伸穿过所述穿孔盖；以及
设置在所述穿孔盖下方的基板支撑件。
2.根据权利要求1所述的处理腔室，其中，所述第三气体分配板包括：
限定所述第三气体分配板的内气体区的内环，所述内气体区与所述惰性沟槽流体连通；以及
环绕所述内环的外环，所述内环和所述外环同心地设置在所述第二气体分配板和所述第三气体分配板之间，其中，所述内环和所述外环限定所述第三气体分配板的外气体区，并且所述外气体区与所述第二分配板的所述凹陷区域流体连通。
3.一种用于处理基板的处理腔室，包括：
第一气体源，所述第一气体源包括第一气体管线和第二气体管线；
穿孔盖；
设置在所述穿孔盖上的气体阻滞器，所述气体阻滞器包括：
气体歧管；
在所述气体歧管中形成的中心气体通道；
设置在所述气体歧管下方的第一气体分配板，所述第一气体分配板包括环绕所述中心气体通道的内沟槽和环绕所述内沟槽的外沟槽；
在所述气体歧管中形成的第一气体通道，所述第一气体通道具有与所述第一气体管线流体连通的第一端和与所述内沟槽流体连通的第二端；
在所述气体歧管中形成的第二气体通道，所述第二气体通道具有与所述第二气体管线流体连通的第一端和与所述外沟槽流体连通的第二端；
设置在所述第一气体分配板下方的第二气体分配板，所述第二气体分配板包括穿过所述第二气体分配板的底部而形成的多个通孔；
设置在所述第二气体分配板下方的第三气体分配板，所述第三气体分配板包括穿过所述第三气体分配板的底部而形成的多个通孔，并且所述第三气体分配板接触所述穿孔盖的顶表面；以及
设置在所述穿孔盖下方的基板支撑件，所述基板支撑件具有基板支撑表面。
4.根据权利要求3所述的处理腔室，其中，所述第二气体分配板包括：
与所述中心气体通道流体连通的中心开口；以及
在所述第二气体分配板的顶表面中形成的凹陷区域，所述凹陷区域环绕所述中心开口并且在所述中心开口和所述第二气体分配板的边缘之间径向延伸。
5.根据权利要求4所述的处理腔室，其中，所述第三气体分配板包括：
在所述第三气体分配板的顶表面中形成的凹陷区域。
6.根据权利要求5所述的处理腔室，其中，所述第三气体分配板包括：
限定所述第三气体分配板的内气体区的内环，所述内气体区与所述惰性沟槽流体连通；以及
环绕所述内环的外环，所述内环和所述外环同心地设置在所述第二气体分配板和所述第三气体分配板之间，其中，所述内环和所述外环限定所述第三气体分配板的外气体区，并且所述外气体区与所述第二分配板的所述凹陷区域流体连通。
7.根据权利要求3所述的处理腔室，其中，所述第三气体分配板的通孔具有第一密度而所述第二气体分配板的通孔具有第二密度，并且所述第一密度与所述第二密度的比率在约1.5:1至约5:1的范围内。
8.根据权利要求3所述的处理腔室，其中，所述内沟槽具有第一深度而所述外沟槽具有第二深度，并且所述第一深度与所述第二深度的比率为约1.1:1至约1.5:1。
9.根据权利要求3所述的处理腔室，其中，所述第一气体源包括：
包含含氧气体、含硅气体和载气的第一气体混合物的源，其中，所述第一气体混合物的源与所述第一气体管线流体连通；以及
包含含氧气体和载气的第二气体混合物的源，其中，所述第二气体混合物的源与所述第二气体管线流体连通。
10.根据权利要求9所述的处理腔室，进一步包括：
第二气体源，所述第二气体源包括与所述中心气体通道流体连通的第三气体管线，并且所述第二气体源包括包含含硅气体和载气的第三气体混合物的源。
11.根据权利要求10所述的处理腔室，其中，所述含氧气体包括(O2)、臭氧(O3)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、一氧化二氮(N2O)、一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)或其任何组合，并且所述含硅气体包含硅烷(SiH4)、四乙氧基硅烷(TEOS)、乙硅烷(Si2H6)、丙硅烷(Si3H8)、丁硅烷(Si4H10)或其任何组合。
12.根据权利要求3所述的处理腔室，其中，所述中心气体通道穿过至少所述气体歧管和所述第一气体分配板而形成，所述第一气体通道设置在所述中心气体通道的径向外侧，并且所述第二气体通道设置在所述第一气体通道的径向外侧。
13.一种用于处理基板的处理系统，包括：
第一气体源，所述第一气体源包括第一气体管线、第二气体管线、第三气体管线和第四气体管线；
第二气体源，所述第二气体源包括第五气体管线和第六气体管线；
第一处理腔室，包括：
穿孔盖；以及
设置在所述穿孔盖上的气体阻滞器，所述气体阻滞器包括：
气体歧管；
设置在所述气体歧管下方的第一气体分配板，所述第一气体分配板包括在所述第一气体分配板的顶表面中形成的内沟槽和外沟槽，所述内沟槽和所述外沟槽被布置成两个同心圆；
穿过至少所述气体歧管和所述第一气体分配板而形成的中心气体通道，所述中心气体通道通过所述第五气体管线与所述第二气体源流体连通，并且所述中心气体通道被所述内沟槽和所述外沟槽环绕；
穿过所述气体歧管的至少一部分而形成并且设置在所述中心气体通道的径向外侧的第一气体通道，所述第一气体通道具有与所述第一气体管线流体连通的第一端和与所述内沟槽流体连通的第二端；
穿过所述气体歧管的至少一部分而形成并且设置在所述第一气体通道的径向外侧的第二气体通道，所述第二气体通道具有与所述第二气体管线流体连通的第一端和与所述外沟槽流体连通的第二端；以及
具有基板支撑表面的基板支撑件，所述基板支撑表面和所述穿孔盖限定它们之间的基板处理区域；以及
与所述第一处理腔室分离的第二处理腔室，所述第二处理腔室包括：
穿孔盖；以及
设置在所述第二处理腔室的穿孔盖上的气体阻滞器，该气体阻滞器包括：
气体歧管；
设置在所述气体歧管下方的第一气体分配板，所述第一气体分配板包括在所述第一气体分配板的顶表面中形成的内沟槽和外沟槽，所述内沟槽和所述外沟槽被布置成两个同心圆；
穿过至少所述气体歧管和所述第一气体分配板而形成的中心气体通道，所述中心气体通道通过所述第六气体管线与所述第二气体源流体连通，并且所述中心气体通道被所述内沟槽和所述外沟槽环绕；
穿过所述气体歧管的至少一部分而形成并且设置在所述中心气体通道的径向外侧的第一气体通道，所述第一气体通道具有与所述第三气体管线流体连通的第一端和与所述内沟槽流体连通的第二端；
穿过所述气体歧管的至少一部分而形成并且设置在所述第一气体通道的径向外侧的第二气体通道，所述第二气体通道具有与所述第四气体管线流体连通的第一端和与所述外沟槽流体连通的第二端；以及
具有基板支撑表面的基板支撑件，该基板支撑表面和该穿孔盖限定它们之间的基板处理区域。
14.根据权利要求13所述的处理系统，其中，所述第一处理腔室进一步包括：
设置在所述第一气体分配板下方的第二气体分配板，所述第二气体分配板包括穿过所述第二气体分配板的底部而形成的多个通孔；以及
设置在所述第二气体分配板下方的第三气体分配板，所述第三气体分配板包括：
在所述第三气体分配板的顶表面中形成的凹陷区域；以及
穿过所述第三气体分配板的底部而形成的多个通孔，并且所述第三气体分配板接触所述穿孔盖的顶表面。
15.根据权利要求14所述的处理系统，其中，所述第一处理腔室的第三气体分配板包括：
限定所述第三气体分配板的内气体区的内环，所述内气体区与所述第一气体分配板的所述惰性沟槽流体连通；以及
环绕所述内环的外环，所述内环和所述外环同心地设置在所述第二气体分配板和所述第三气体分配板之间，其中，所述内环和所述外环限定所述第三气体分配板的外气体区，并且所述外气体区与所述第二分配板的所述凹陷区域流体连通。
16.根据权利要求13所述的处理系统，其中，所述第二处理腔室进一步包括：
设置在所述第一气体分配板下方的第二气体分配板，所述第二气体分配板包括穿过所述第二气体分配板的底部而形成的多个通孔；以及
设置在所述第二气体分配板下方的第三气体分配板，所述第三气体分配板包括：
在所述第三气体分配板的顶表面中形成的凹陷区域；以及
穿过所述第三气体分配板的底部而形成的多个通孔，并且所述第三气体分配板接触所述穿孔盖的顶表面。
17.根据权利要求16所述的处理系统，其中，所述第二处理腔室的第三气体分配板包括：
限定所述第三气体分配板的内气体区的内环，所述内气体区与所述第一气体分配板的所述惰性沟槽流体连通；以及
环绕所述内环的外环，所述内环和所述外环同心地设置在所述第二气体分配板和所述第三气体分配板之间，其中，所述内环和所述外环限定所述第三气体分配板的外气体区，并且所述外气体区与所述第二分配板的所述凹陷区域流体连通。
18.根据权利要求13所述的处理系统，其中，所述第一处理腔室的气体阻滞器进一步包括：
设置在所述第二气体分配板和所述第三气体分配板之间的多个直通通道，其中，每个直通通道与所述第二气体分配板的凹陷区域以及所述基板处理区域流体连通。
19.根据权利要求13所述的处理系统，其中，所述第二处理腔室的气体阻滞器进一步包括：
设置在所述第二气体分配板和所述第三气体分配板之间的多个直通通道，其中，每个直通通道与所述第二气体分配板的凹陷区域以及所述基板处理区域流体连通。
20.根据权利要求13所述的处理系统，其中，所述第一气体管线和所述第三气体管线连接到包含含氧气体、含硅气体和载气的第一气体混合物的源，所述第二气体管线和所述第四气体管线连接到包含含氧气体和载气的第二气体混合物的源，并且所述第五气体管线和所述第六气体管线连接到包含含硅气体和载气的第三气体混合物的源。
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