CN110114866A - 用于半导体处理的锥形晶片居中和保持装置 - Google Patents

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Abstract

一种半导体系统包括室、设置在所述室中的基座和围绕基座的聚焦环。所述基座具有用于支撑衬底(例如晶片)的中心区域的中央区域。所述聚焦环被构造成围绕所述基座的所述中央区域。所述聚焦环具有环形支撑区域，该环形支撑区域在所述聚焦环的内部部分和所述聚焦环的外部部分之间延伸。以相对于水平线成角度设置的所述环形支撑区域在所述衬底存在于所述基座的所述中央区域和所述聚焦环的所述环形支撑区域上方时，为所述衬底提供刀刃式接触。衬底的边缘和聚焦环的环形支撑区域之间的刀刃式接触使得能够化学品不能进入衬底背面，从而减少不希望有的背面沉积。

Description

用于半导体处理的锥形晶片居中和保持装置
背景技术
在原子层沉积(ALD)中，通过连续的定量配料和激活步骤逐层沉积膜。ALD用于在高深宽比结构上生成共形膜。ALD的缺点之一是难以避免在晶片背面上的膜沉积，因为膜可以通过进入晶片背面的任何间隙沉积。由于许多原因，背面沉积是不希望有的，其中之一是晶片背面上的多余膜易于剥落，例如在晶片运输期间，如果来自晶片背面的剥落片与晶片(相同的晶片或不同的晶片)接触，则晶片会被污染并且可能导致缺陷。
在电容耦合等离子体室中，在基座和晶片之间的间隙需要小。该间隙引起晶片和基座之间的阻抗，该阻抗足以基本上覆盖由基座表面的微尺度的变化引起的阻抗变化。为了在基座和晶片之间创建小的间隙，最小接触面积(MCA)特征用于为支撑件创建水平(level)虚拟偏移位置，以确保晶片平面平坦。如上所述，基座和晶片之间的间隙提供了进入晶片背面的通路，从而有利于在晶片背面的膜沉积。
传统ALD和等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统中使用的基座通常包括高度可调节的多个MCA特征。当前的基座设计指南规定了足够的MCA特征的使用，以确保由这些特征创建的支撑平面保持晶片与基座平行。实际上，如果使用的MCA特征的数量允许晶片偏转或下垂，则认为设计不合适。因此，在一些基座设计中，使用超过30个MCA特征来支撑晶片。
正是在这种背景下出现了实施方案。
发明内容
在一示例性实施方案中，一种半导体系统包括室、设置在所述室中的基座和围绕基座的聚焦环。所述基座具有用于支撑衬底(例如晶片)的中心区域的中央区域。所述聚焦环被构造成围绕所述基座的所述中央区域。所述聚焦环具有环形支撑区域，该环形支撑区域在所述聚焦环的内部部分和所述聚焦环的外部部分之间延伸。以相对于水平线成角度设置的所述环形支撑区域在所述衬底存在于所述基座的所述中央区域和所述聚焦环的所述环形支撑区域上方时，为所述衬底提供刀刃式接触。
在一示例中，所述聚焦环的所述环形支撑区域以范围从1度至25度的角度设置。在另一示例中，所述聚焦环的所述环形支撑区域以范围从1度至15度的角度设置。在又一示例中，所述聚焦环的所述环形支撑区域以范围从5度至10度的角度设置。
在一示例中，所述环形支撑区域具有1Ra-32Ra的表面粗糙度。在另一示例中，所述环形支撑区域具有2Ra-15Ra的表面粗糙度。
在一示例中，所述聚焦环由金属材料、介电材料或经涂覆的材料构成。在一示例中，所述聚焦环由铝或不锈钢构成。在一示例中，所述聚焦环由氧化铝(Al2O3)或氧化钇(Y2O3)构成。
在另一示例性实施方案中，一种半导体系统包括室和设置在所述室中的袋状基座。所述袋状基座具有中央区域、环形聚焦区域和环形倾斜区域。所述袋状基座的中央区域用于支撑衬底的中心区域。所述环形聚焦区域围绕所述袋状基座的所述中央区域。从所述中央区域延伸到所述环形聚焦区域的所述环形倾斜区域限定环形支撑件，所述环形支撑件在所述衬底存在于所述中央区域和所述环形倾斜区域上方时，为所述衬底提供刀刃式接触。
在一示例中，所述环形倾斜区域具有圆锥形构造。在一示例中，所述袋状基座的所述环形倾斜区域相对于水平线以范围从1度至25度的角度设置。在另一示例中，所述袋状基座的所述环形倾斜区域相对于水平线以范围从1度至15度的角度设置。在又一示例中，所述袋状基座的所述环形倾斜区域相对于水平线以范围从5度至10度的角度设置。
在一示例中，所述环形倾斜区域具有1Ra-32Ra的表面粗糙度。在另一示例中，所述环形倾斜区域具有2Ra-15Ra的表面粗糙度。
在又一示例性实施方案中，一种半导体系统包括：室；设置在所述室中的基座；以及围绕所述基座的聚焦环。所述基座具有用于支撑衬底(例如晶片)的中心区域的中央区域和围绕所述中央区域的周边区域。所述周边区域是在所述中央区域下的台阶。所述聚焦环被配置为围绕所述基座的所述中央区域。设置在所述基座的所述周边区域上方的所述聚焦环具有在所述聚焦环的内部部分和所述聚焦环的外部部分之间延伸的环形支撑区域。相对于水平线以范围从1度至15度的角度设置的所述环形支撑区域具有2Ra-15Ra的表面粗糙度。所述环形支撑件在所述衬底存在于所述基座的所述中央区域和所述环形支撑区域上时，为所述衬底提供刀刃式接触。
在一示例中，在所述衬底存在时，所述聚焦环的所述环形支撑区域与所述衬底之间的所述刀刃式接触将通向所述晶片背面的气态化学物质通路密封到足以减少背面沉积的程度。
在一示例中，所述聚焦环的所述环形支撑区域相对于水平线以范围从5度至10度的角度设置。在一示例中，所述聚焦环由选自铝、不锈钢、氧化铝(Al2O3)和氧化钇(Y2O3)组成的组中的材料组成。
根据详细描述、权利要求和附图，本公开内容的适用性的进一步范围将变得显而易见。详细描述和具体实施例仅用于说明的目的，并非意在限制本公开的范围。
附图说明
图1根据示例性实施方案示出衬底处理系统的示意图，其被用于处理晶片。
图2示出了多站处理工具的顶视图，其中四个处理站被提供。
图3示出了具有入站装载锁和出站装载锁的多站处理工具的实施方式的示意图。
图4是示出根据示例性实施方案的图1中示出的承载聚焦环和基座的放大剖视图的示意图。
图5是示出根据示例性实施方案的聚焦环和基座的放大剖视图的示意图。
图6A是根据示例性实施方案的包括整体式聚焦环的单片式袋状基座的简化剖视图。
图6B是根据示例性实施方案的袋状基座的简化剖视图，该袋状基座具有设置在其上的固定聚焦环。
图6C是根据示例性实施方案的包括整体式聚焦环的单片式袋状基座的简化透视图。
图7是根据示例性实施方案的晶片边缘和聚焦环的上表面之间的刀刃式接触的简化示意图。
图8是根据示例性实施方案的晶片边缘与袋状基座的环形倾斜区域的上表面之间的刀刃式接触的简化示意图。
图9是根据示例性实施方案的晶片边缘与基座的环形倾斜区域的上表面之间的刀刃式接触的简化示意图。
图10是根据示例性实施方案的包括竖直延伸部分的聚焦环的简化剖视图。
图11示出了根据一示例性实施方案的用于控制处理系统的控制模块。
具体实施方式
在以下描述中，阐述了许多具体细节以便提供对示例性实施方案的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些的情况下实践示例性实施方案。在其他情况下，如果已经公知，则没有详细描述工艺操作和实现细节。
图1示出了衬底处理系统100，其被用于处理晶片101。该系统包括具有下室主体102b和上室主体102a的室102。中心柱119被配置来支撑基座140，其在一实施方式中是加电电极。中心柱119被配置为支撑基座140，基座140在一个实施例中是供电电极。基座140由基座组件限定，基座组件包括中心柱119和包括衬底支撑表面的基座主体。基座140经由匹配网络106被电耦合到电源104。电源由控制模块110(例如控制器)控制。控制模块110被配置为通过执行工艺输入和控制108来操作衬底处理系统100。工艺输入和控制108可包括工艺配方(比如功率电平、定时参数、工艺气体、晶片101的机械运动等)以例如通过ALD方法或PECVD方法在晶片101上沉积或形成膜。
此外，中心柱被示出为包括升降销120，其可由升降销控制器122控制。升降销120被用于从基座140抬升晶片101以允许末端执行器拾取晶片并在被末端执行器放置后降低晶片101。衬底处理系统100还包括连接到工艺气体114(例如，来自一设施的气体化学品供应源)的气体供应歧管112。根据被执行的处理，控制模块110通过气体供应歧管112控制工艺气体114的输送。然后，选定的气体流入喷头150并被分配在限定于喷头150和停留在基座140上的晶片101之间的空间的容积中。
此外，所述气体可被预先混合或不预先混合。合适的阀和质量流量控制机构可被用来确保在工艺的沉积和等离子体处理阶段中输送正确的气体。工艺气体经由出口排出室。真空泵(例如，一或二阶机械干式泵和/或涡轮分子泵)将工艺气体抽出并通过闭环控制的限流设备(比如节流阀或摆阀)在反应器内维持合适的低压。
此外还示出了围绕基座140外部区域的承载聚焦环200。承载聚焦环200被配置为坐落在环支撑区域上，环支撑区域是从在基座140中心的晶片支撑区域下来的台阶。承载聚焦环200包括其盘结构的外边缘侧(例如，外径)和其盘结构最靠近晶片101所在处的晶片边缘侧(例如，内径)。承载聚焦环200的上表面200a倾斜以提供锥形刀口，其允许晶片边缘接触并且用作晶片滑动斜坡以1)使得可变温度晶片居中和2)密封进入晶片背面的气体化学物质通路并因此减少晶片背面沉积。下面参考图4-10描述关于承载聚焦环(或聚焦环或袋状基座)的上表面的结构和功能的附加细节。承载聚焦环200与晶片101一起被提升，并且可以旋转到另一个站，例如，在多站系统中。如上所述，在一些实施方案中，承载聚焦环200不用于通过蜘蛛叉226提升晶片101。在这些实施方案中，晶片101用末端执行器(未示出)提升而不移动承载聚焦环200。
图2示出了多站处理工具的顶视图，其中四个处理站被提供。该顶视图是下室主体102b的(例如，为了图示去除了上室部分102a)，其中四个站可被蜘蛛叉226访问。每个蜘蛛叉或多个蜘蛛叉包括第一臂和第二臂，每个臂围绕基座140的每一侧的一部分被设置。在该视图中，蜘蛛叉226用虚线画出以表达它们在承载环200下面。蜘蛛叉226耦合到旋转主轴220上，旋转主轴220被配置来同时从站(即，从承载聚焦环200的下表面)升高和抬起承载聚焦环200，接着在降低承载聚焦环200(其中承载聚焦环中的至少一个支撑晶片101)之前将一或多个站转动到下一位置以便进一步的等离子体加工、处理和/或膜沉积可在各晶片101上进行。
图3示出了具有入站装载锁302和出站装载锁304的多站处理工具300的实施方案的示意图。机械手306在大气压下被配置来经由大气端口310将衬底从通过舱308(pod)装载的晶舟移动到入站装载锁302。入站装载锁302被耦合到真空源(未图示)，使得当大气端口310被关闭时，入站装载锁302可被抽空。入站装载锁302还包括与处理室102b接口的室传送端口316。因此，当室传送端口316被打开时，另一机械手(未图示)可将衬底从入站装载锁302移动到第一处理站的基座140(见图2)以进行处理。
所述处理室102b包括四个处理站，在图3所示实施方案中从1到4进行编号。在一些实施方案中，处理室102b可被配置为维持低压环境使得可用承载聚焦环200在处理站之间传送衬底而不经历真空打破和/或空气暴露。图3中所示的每个处理站包括处理站衬底保持器(就站1而言示出在318处)和工艺气体输送管线入口。
在一些实施方案中，也可以使用“无环”衬底传送。在这样的实施方案中，承载环保持固定在一个站上。通过以下方式移动衬底：用销将衬底从基座上抬起，在晶片下方插入桨叶，然后将在销上的衬底降低，从而确保桨叶与衬底直接接触。此时，使用桨叶将衬底转位到另一个站。一旦衬底处于新站，就用销将衬底从桨叶上抬起，使桨叶旋转或移出，并降低销以确保衬底与基座直接接触。现在，可以在新站对被转位(即移动)的衬底进行衬底处理。当系统具有多个站时，对于无环衬底传送，每个衬底(即，存在于站的那些衬底)可以以类似的方式一起(例如同时)传送。
图4是示出图1中所示的承载聚焦环200和基座140的放大剖视图的示意图。如图4所示，承载聚焦环200围绕在基座140的中心部分的晶片支撑区域140a。承载聚焦环200位于环支撑区域140b上，环支撑区域140b是晶片支撑区域140a下的台阶。蜘蛛叉226设置在承载聚焦环200下方，使得蜘蛛叉能够以上述方式提升和旋转承载聚焦环。如图4所示，蜘蛛叉226位于承载聚焦环200下方，在由环支撑区域140b下的台阶限定的空间S中。晶片101通过最小接触面积(MCA)支撑件224以及承载聚焦环200的上表面200a支撑在基座140上方，所述支撑件224接触晶片的背面，而所述上表面200a接触晶片的边缘。在图4的示例中可以看到两个MCA支撑件224；然而，本领域技术人员应理解，用于为晶片101提供支撑的MCA支撑件的数量将根据例如晶片的尺寸、处理温度等而变化。举例来说，MCA的数量范围可以为3个至30个。MCA支撑件224通常由蓝宝石制成，其将晶片101支撑在基座140的晶片支撑区域的表面上方一定距离处，该距离通常在1-10密耳的范围内(1密耳＝0.001英寸)。
基座140和聚焦承载环200可由各种合适的材料制成。例如，基座和聚焦承载环可以由金属(例如，铝(Al)、不锈钢等)、电介质(例如，氧化铝(Al2O3)，氧化钇(Y2O3)等)、或者经涂覆的材料(例如，涂有氧化钇或氧化铝的铝)制成。晶片101由合适的半导体材料，例如硅(Si)制成。半导体沉积工艺可以在很宽的温度范围内进行，具体取决于要沉积在衬底(例如晶片)上的薄膜类型和用于沉积薄膜的化学过程。例如，用于沉积氧化物的沉积温度可以小于约100℃，并且在一些实施方案中，小于约50℃。用于沉积氮化物或碳化物的沉积温度通常小于约400℃，但是，在一些实施方案中，可以大于400℃。因此，广义地说，沉积温度可以在20℃至700℃的范围内。在一实施方案中，沉积温度在100℃至550℃的范围内。在另一实施方案中，沉积温度在300℃至450℃的范围内，例如，约400℃。如本文关于温度所使用的，术语“约”意指±10℃。因此，举例来说，“约400℃”的温度表示390℃至410℃的温度。
在运输和处理期间，不希望晶片101例如通过在聚焦承载环200上滑动而移动。考虑到这一点，应该选择承载聚焦环200的上表面200a的表面粗糙度，使得上表面提供的动摩擦基本上抵消了向下的重力。此外，上表面200a的粗糙度不仅应该使得在晶片101的边缘处提供的接触密封能有效地限制气态化学物质进入到晶片背面(以限制在晶片背面上的沉积)，而且还应避免在与晶片接触时产生颗粒。为了获得前述因素的可行平衡，承载聚焦环200的上表面200a应相对平滑。在一些实施方案中，承载聚焦环200的上表面200a具有1Ra-32Ra的表面粗糙度。在一实施方案中，承载聚焦环的上表面具有2Ra-15Ra，例如4Ra的表面粗糙度。
图5是示出根据示例性实施方案的聚焦环和基座的放大的剖视图的示意图。图5中所示的布置与图4中所示的布置相同，不同之处在于基座140-1未配置为图4中所示的容纳蜘蛛叉226。因此，聚焦环200-1不用于载运晶片101，而承载聚焦环200(图4)用于载运晶片。为此，聚焦环200-1被称为“聚焦环”，承载聚焦环200被称为“承载聚焦环”。如图5所示，聚焦环200-1围绕位于基座140-1的中心部分的晶片支撑区域140a-1。聚焦环200-1位于环支撑区域140b-1上方，环支撑区域140b-1是在晶片支撑区域140a-1下的台阶。聚焦环200-1的上表面200a-1具有与图4中所示的承载聚焦环200的上表面200a相同的构造。
图6A、6B和6C示出了装置的其他示例，其中可以实施锥形配置以使晶片居中并保持晶片。图6A是单片式袋状基座的简化剖视图，其包括整体式聚焦环。如图6A所示，单片式袋状基座140-2具有上表面140x-2、环形表面140y-2和晶片支撑表面140z-2。上表面140x-2是围绕环形表面140y-2并且限定袋状基座140-2的环形聚焦区域的边界的平坦表面。环形表面140y-2是倾斜的，以提供用于接收晶片101的锥形刀口形状要素，如本文所述。晶片支撑表面140z-2设置有多个MCA支撑件224，以用于将晶片101支撑在晶片支撑表面上。如上所述，MCA支撑件224的数量可以在3个到30个的范围内。
对于图6A中所示的构造，单片式袋状基座140-2用作聚焦环。在这种构造中，袋状基座140-2的环形倾斜表面140y-2和外部与袋状基座一体形成。替代地，可以将单独的聚焦环附接到袋状基座，如下面参考图6B更详细地描述的。
图6B是单片式袋状基座的简化剖视图，其包括与袋状基座串联使用的固定焦点环。如图6B所示，聚焦环200-2围绕袋状基座140-3的晶片支撑区域140a-3。在一个示例中，聚焦环200-2可以在环支撑区域140b-3(其是在晶片支撑区域140a-3下的台阶)处附接到袋状基座140-3，形成单片式结构。聚焦环200-2的上表面200a-2是倾斜的，以提供用于接收晶片101的锥形刀口形状要素，如本文所述。提供合适数量的MCA支撑件224以将晶片101支撑在晶片支撑区域140a-3上。
图6C是包括整体式聚焦环的单片式袋状基座的简化透视图。图6C中所示的组件包括单片式袋状基座140-2，其具有类似于图6A中所示的构造，其被支撑在中心柱119-1上。袋状基座140-2具有上表面140x-2、环形表面140y-2和晶片支撑表面140z-2。上表面140x-2是围绕环形表面140y-2并且限定袋状基座140-2的环形聚焦区域的边界的平坦表面。如本文所述，环形表面140y-2是倾斜的，以提供用于使晶片居中和支撑晶片的锥形刀口形状要素。晶片支撑表面140z-2设置有升降销孔250和多个MCA支撑件224(或可以设置MCA支撑件的孔)，以用于将晶片支撑在晶片支撑表面上。升降销孔250通常以星形图案布置，并且使得位于中心柱119-1内的升降销能穿过晶片支撑表面140z-2并与晶片的底表面(背面)接合以便运输。
图7-9示出了关于晶片边缘与聚焦环或袋状基座的上表面之间的刀刃式接触的附加细节。图7是晶片边缘和聚焦环的上表面之间的刀刃式接触的简化示意图，其进一步包括晶片的放大视图。如图7所示，晶片101具有非边缘表面101a、边缘表面101b和底表面101c。非边缘表面101a是晶片101的活性顶表面，底表面101c是晶片的背面。边缘表面101b在边缘过渡开始的点处开始，该点在图7中由标记为表示零度参考点的竖直虚线表示。边缘表面101b的中心点由标记为表示90度参考点的水平虚线表示。该水平90度参考线基本平行于基座的晶片支撑区域的顶表面(由图7中的虚线140a表示)。聚焦环200的上表面200a是倾斜的，以使得晶片101的边缘表面101b与聚焦环的上表面之间能够进行刀刃式接触。如图7所示，上表面相对于水平线(例如图7中所示的虚线水平90度参考线)以角度θ1倾斜。在一些实施方案中，角度θ1在从1度至25度的范围内。本领域技术人员应理解，聚焦环200的上表面200a的斜度可以大于25度；然而，在如此陡峭的斜坡上，晶片可能会在聚焦环的上表面上滑动，具体取决于作为表面粗糙度的函数的动摩擦的竞争力和重力之间的平衡。晶片101在聚焦环200的上表面200a上滑动是不希望有的，因为它不仅会对晶片居中产生不利影响，而且还会导致颗粒产生增加。因此，在一实施方案中，角度θ1在从1度至15度的范围内。在另一实施方案中，角度θ1在从5度到10度的范围内。
本领域技术人员应理解，由于聚焦环的环形形状，聚焦环200的倾斜上表面200a具有锥形构造。如图7所示，晶片101的边缘表面101b沿着虚线101x与晶片周边的聚焦环200的上表面200a相接。沿着边缘表面101b和上表面200a之间的界面，在晶片的边缘表面与聚焦环的上表面物理接触的任何地方，密封晶片101的底表面101c(背面)的气态化学物质通路。通过使用这种刀刃式接触禁止气体化学品进入晶片背面，减少了背面沉积。
根据许多参数，例如，晶片的尺寸、聚焦环(或袋状基座)的环形倾斜区域的角度(θ)、晶片的边缘表面的曲率等，晶片的边缘表面和聚焦环的上表面之间的刀刃式接触可以发生在晶片101的下边缘扇区400内的不同位置处。如图7所示，可以发生刀刃式接触的下边缘区域内的区域由角度φ1限定，角度φ1从相对于指表零度参考点的竖直虚线以微小角度设置的虚线402跨越至标记为表示45度参考点的虚线。虚线402由水平90度参考线和竖直零度参考线的交点处的第一点和边缘表面101b上的第二点限定，该第二点对应于边缘表面已经远离水平底表面101c经历足够的曲率使得能够在边缘表面和基座200的上表面200a之间进行刀刃式接触的点。
在图7所示的示例中，边缘表面101b在虚线404与边缘表面相交的点(如二维图中所示)处与聚焦环200的上表面200a处于刀刃式接触。应当理解，边缘表面101b和上表面200a之间的这种刀刃式接触围绕晶片101的周边延伸，如虚线101x所示。在图7中，刀刃式接触发生在下边缘扇区400内的由虚线402和404限定的角度φ2处。
图8是晶片边缘与袋状基座的环形倾斜区域的上表面之间的刀刃式接触的简化示意图，其进一步包括晶片的放大视图。如图8所示，晶片101的边缘表面101b在虚线406与边缘表面相交的点(如二维图中所示)处与袋状基座140-2的环形倾斜区域(参见例如图4中的环形表面140y-2)处于刀刃式接触。应当理解，如虚线101x所示，边缘表面101b与环形倾斜区域的表面之间的这种刀刃式接触围绕晶片101的周边延伸。袋状基座140-2的环形倾斜区域相对于水平线(例如，水平90度参考线)以角度θ2设置。在图8中，刀刃式接触发生在下边缘扇区400内的由虚线402和406限定的角度φ3处。角度φ3大于如图7所示的角度φ2。这意味着图8中所示的刀刃式接触比图7中所示的刀刃式接触更多地朝向边缘表面101b的中心点发生。
图9是晶片边缘与基座的环形倾斜区域的上表面之间的刀刃式接触的简化示意图，其进一步包括晶片的放大视图。如图9所示，聚焦环200-1围绕基座140-1的中心部分中的晶片支撑区域140a-1。聚焦环200-1位于环支撑区域140b-1上，环支撑区域140b-1是在晶片支撑区域140a-1下的台阶。晶片101的边缘表面101b在虚线408与边缘表面相交的点(如二维图中所示)处与基座140-1的环形倾斜区域(参见例如图5中的上表面200a-1)处于刀刃式接触。应当理解，边缘表面101b与环形倾斜区域的上表面之间的这种刀刃式接触围绕晶片101的周边延伸，如虚线101x所示。聚焦环200-1的环形倾斜区域相对于水平线(例如，水平90度参考线)以角度θ3设置。在图9中，刀刃式接触以角度φ4发生，该角度由虚线402和408限定。本领域技术人员应理解，指示刀刃式接触发生的位置的该角度(例如角度φ4)与环形倾斜区域的角度(例如，角度θ3)有关。例如，假设所有相关参数除角度外都相同，如果角度θ2(见图8)大于角度θ3(见图9)，那么角度φ3(见图8)将大于角度φ4(见图9)。
现在参照图7，聚焦环200的倾斜上表面200a使晶片能够相对于基座处于可变高度，同时保持晶片边缘和聚焦环上表面之间的刀刃式接触。因此，对于给定的晶片尺寸，例如200mm、300mm和450mm，聚焦环200可以适应晶片直径的变化，同时仍然减少背面沉积。此外，聚焦环200的倾斜上表面200a能够实现可变温度处理以解决晶片的可变翘曲。特别地，关于晶片翘曲，无论晶片的翘曲是凹形还是凸形，晶片的边缘将保持与聚焦环的上表面的刀刃式接触。如本领域技术人员应理解的，在升高的处理温度(例如，约400摄氏度)下，晶片和聚焦环将以不同的速率膨胀，因为这些部件由具有不同热膨胀系数的不同材料制成。一般而言，选择相关参数(例如，材料选择、斜率、表面粗糙度等)以确保在处理期间晶片处于平面状态(平坦)或者以中心高状态(其中晶片边缘低于晶片的中心处)翘曲。本领域技术人员将理解，前述原理也适用于例如图8和9中所示的构造。
根据聚焦环的导电性，聚焦环的锥形上表面也可以帮助离子聚焦。例如，相对于传统(非圆锥形)聚焦环，由介电材料或导电材料制成锥形聚焦环会对离子聚焦方向的影响更大，因为锥形聚焦环和晶片之间没有间隙。此外，在介电锥形聚焦环的情况下，离子可以被引导远离晶片。在高导电聚焦环的情况下，离子可以被引向晶片。此外，如果使用诸如掺杂钛的陶瓷的材料，其中可以精确地控制导电性(例如，通过改变钛掺杂)，则也可以控制离子聚焦。
图10是根据示例性实施方案的包括竖直延伸部分的聚焦环的简化剖视图。如图10所示，晶片101位于聚焦环200-3的倾斜上表面200a-3上。竖直延伸部分200b-3相对于倾斜上表面200a-3的外周Z竖直延伸。这样，竖直延伸部分200b-3包括在图10中所示的虚线上方限定的环形区域。竖直延伸部分200b-3可以用作流体挡板结构，以控制处理区域内的处理气体流向量，以帮助稳定晶片。在由于库仑力或来自气流的不对称拖曳力导致晶片滑动的情况下，竖直扩展部分200b-3还用作屏障。本领域技术人员应理解，竖直延伸部分也可以结合到本文所述的其他结构中，以提供锥形刀口形状因素，例如袋状基座(参见例如图6A和6C)。
图11示出了用于控制上述系统的控制模块800。在一实施方式中，图1的控制模块110可包括示例部件中的一些。例如，控制模块800可包括处理器、存储器和一或多个接口。控制模块800可被用于部分地基于感测值来控制系统中的设备。仅仅作为示例，控制模块800可基于感测值和其他控制参数来控制一或多个阀802、过滤器加热器804、泵806以及其他设备808。控制模块800从仅作为示例的压力计810、流量计812、温度传感器814和/或其他传感器816接收感测值。控制模块800还可被用于在前体输送和膜沉积的过程中控制工艺条件。控制模块800通常可包括一或多个存储器设备和一或多个处理器。
控制模块800可控制前体输送系统和沉积装置的活动。控制模块800执行包括指令集的计算机程序，所述指令集用于控制工艺时序、输送系统温度、跨越过滤器的压差、阀位置、气体混合物、室压、室温、晶片温度、RF功率电平、晶片卡盘或基架位置以及特定工艺的其他参数。控制模块800还可监控压差以及将气相前体输送从一或多个路径自动切换到一或多个其他路径。存储在与控制模块800相关联的存储器设备上的其他计算机程序可在一些实施方式中被采用。
通常会有与控制模块800相关联的用户界面。用户界面可包括显示器818(例如显示屏和/或该装置和/或工艺条件的图形软件显示器)以及诸如指点设备、键盘、触摸屏、话筒等用户输入设备820。
用于控制前体输送、沉积和工艺序列中的其他工艺的计算机程序可以任何常用计算机可读编程语言编写：例如，汇编语言、C、C++、Pascal、Fortran或其他。编译的目标代码或脚本由处理器执行以完成程序中所识别的任务。
控制模块参数与工艺条件有关，比如，例如过滤器压差、工艺气体组分和流率、温度、压强、等离子体条件(比如RF功率电平和低频RF频率)、冷却气压、以及室壁温度。
系统软件可以许多不同方式被设计或配置。例如，种种室部件子例程或控制对象可被编写来控制执行创造性的沉积工艺所需要的室部件的操作。用于此目的的程序或程序段的示例包括衬底放置代码、工艺气体控制代码、压强控制代码、加热器控制代码和等离子体控制代码。
衬底放置程序可包括用于控制用来将衬底装载到基架或卡盘上以及用来控制衬底和其他室部件(比如气体入口和/或标靶)之间的间隔的室部件的程序代码。工艺气体控制程序可包括用于控制气体组分和流率以及可选地用于在沉积之前使气体流入室中以便稳定室中的压强的代码。过滤器监控程序包括将测定的差与预定值进行比较的代码和/或用于切换路径的代码。压强控制程序可包括用于通过调整例如室的排放系统中的节流阀来控制室中的压强的代码。加热器控制程序可包括用于控制给用于加热前体输送系统中的部件、衬底和/或该系统的其他部分的加热单元的电流的代码。替代地，加热器控制程序可控制传热气体(比如氦)到晶片卡盘的输送。
在沉积过程中可被监控的传感器的示例包括但不限于质量流量控制模块、压力传感器(比如压力计810)和位于输送系统、基架或卡盘中的热电耦(例如温度传感器814)。经恰当编程的反馈和控制算法可与来自这些传感器的数据一起用来维持希望的工艺条件。前述内容描述了本发明的实施方式在单或多室半导体处理工具中的实施。
因此，示例性实施方案的公开内容旨在说明而非限制本公开的范围，本公开的范围在所附权利要求及其等同方案中阐述。尽管为了清楚理解的目的已经在一些细节上描述了本公开的示例性实施方案，但是显而易见的是，可以在所附权利要求的范围内实践某些改变和修改。例如，除了与基座结合使用或结合到袋状基座中之外，提供刀刃式接触的聚焦环还可以与真空卡盘一起使用。在以下权利要求中，除非在权利要求中明确说明或者本公开隐含地要求，否则元件和/或步骤并不暗示任何特定的操作顺序。

Claims (20)

1.一种半导体系统，其包括：
室；
设置在所述室中的基座，所述基座具有用于支撑衬底的中心区域的中央区域；和
聚焦环，其构造成围绕所述基座的所述中央区域，所述聚焦环具有环形支撑区域，该环形支撑区域在所述聚焦环的内部部分和所述聚焦环的外部部分之间延伸，所述环形支撑区域以相对于水平线成角度设置，并且所述环形支撑区域在所述衬底存在于所述中央区域和所述环形支撑区域上方时，为所述衬底提供刀刃式接触。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述聚焦环的所述环形支撑区域以范围从1度至25度的角度设置。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述聚焦环的所述环形支撑区域以范围从1度至15度的角度设置。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述聚焦环的所述环形支撑区域以范围从5度至10度的角度设置。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述环形支撑区域具有1Ra-32Ra的表面粗糙度。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述环形支撑区域具有2Ra-15Ra的表面粗糙度。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述聚焦环由金属材料、介电材料或经涂覆的材料构成。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述聚焦环由铝或不锈钢构成。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述聚焦环由氧化铝(Al2O3)或氧化钇(Y2O3)构成。
10.一种半导体系统，其包括：
室；和
设置在所述室中的袋状基座，所述袋状基座具有用于支撑衬底的中心区域的中央区域、围绕所述中央区域的环形聚焦区域、以及从所述中央区域延伸到所述环形聚焦区域的环形倾斜区域，所述环形倾斜区域限定了环形支撑件，所述环形支撑件在所述衬底存在于所述中央区域和所述环形倾斜区域上方时，为所述衬底提供刀刃式接触。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述环形倾斜区域具有圆锥形构造。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述袋状基座的所述环形倾斜区域相对于水平线以范围从1度至25度的角度设置。
13.根据权利要求10所述的系统，其中所述袋状基座的所述环形倾斜区域相对于水平线以范围从1度至15度的角度设置。
14.根据权利要求10所述的系统，其中所述袋状基座的所述环形倾斜区域相对于水平线以范围从5度至10度的角度设置。
15.根据权利要求10所述的系统，其中所述环形倾斜区域具有1Ra-32Ra的表面粗糙度。
16.根据权利要求10所述的系统，其中所述环形倾斜区域具有2Ra-15Ra的表面粗糙度。
17.一种半导体系统，其包括：
室；
设置在所述室中的基座，所述基座具有用于支撑衬底的中心区域的中央区域和围绕所述中央区域的周边区域，所述周边区域是在所述中央区域下的台阶；和
聚焦环，其被配置为围绕所述基座的所述中央区域，所述聚焦环设置在所述基座的所述周边区域上方并且具有在所述聚焦环的内部部分和所述聚焦环的外部部分之间延伸的环形支撑区域，所述环形支撑区域相对于水平线以范围从1度至15度的角度设置，所述环形支撑区域具有2Ra-15Ra的表面粗糙度，并且所述环形支撑件在所述衬底存在于所述中央区域和所述环形支撑区域上时，为所述衬底提供刀刃式接触。
18.根据权利要求17所述的系统，其中在所述衬底存在时，所述聚焦环的所述环形支撑区域与所述衬底之间的所述刀刃式接触将通向所述晶片背面的气态化学物质通路密封到足以减少背面沉积的程度。
19.根据权利要求17所述的系统，其中所述聚焦环的所述环形支撑区域相对于水平线以范围从5度至10度的角度设置。
20.根据权利要求17所述的系统，其中所述聚焦环由选自铝、不锈钢、氧化铝(Al2O3)和氧化钇(Y2O3)组成的组的材料组成。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112708871A (zh) * 2019-10-25 2021-04-27 联芯集成电路制造(厦门)有限公司 使用于沉积室的载环

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10655224B2 (en) * 2016-12-20 2020-05-19 Lam Research Corporation Conical wafer centering and holding device for semiconductor processing
US10950483B2 (en) * 2017-11-28 2021-03-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Systems and methods for fixed focus ring processing
KR20190092154A (ko) * 2018-01-30 2019-08-07 삼성전자주식회사 반도체 설비의 실링 장치 및 기류 산포 제어 장치
KR102546322B1 (ko) * 2018-10-19 2023-06-21 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP7023826B2 (ja) * 2018-12-07 2022-02-22 株式会社ニューフレアテクノロジー 連続成膜方法、連続成膜装置、サセプタユニット、及びサセプタユニットに用いられるスペーサセット
CN111354657B (zh) * 2018-12-24 2023-09-26 拓荆科技股份有限公司 半导体多站处理腔体
CN113423866A (zh) * 2019-02-08 2021-09-21 朗姆研究公司 用于在原子层沉积(ald)衬底处理室中调整膜性质的基座
JP7345289B2 (ja) * 2019-06-18 2023-09-15 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理システム及び基板搬送方法
US20210320027A1 (en) * 2020-04-09 2021-10-14 Applied Materials, Inc. Systems and methods for substrate support temperature control
US11972935B2 (en) * 2021-08-27 2024-04-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Methods for processing a semiconductor substrate
CN114351120A (zh) * 2021-12-27 2022-04-15 拓荆科技股份有限公司 晶圆支撑装置及沉积薄膜厚度控制的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10173032A (ja) * 1996-11-05 1998-06-26 Applied Materials Inc 傾斜付き基板支持具
US6146504A (en) * 1998-05-21 2000-11-14 Applied Materials, Inc. Substrate support and lift apparatus and method
US20040074605A1 (en) * 2001-02-15 2004-04-22 Takaaki Nezu Focus ring for semiconductor treatment and plasma treatment device
JP2010016183A (ja) * 2008-07-03 2010-01-21 Sumco Corp 気相成長装置、エピタキシャルウェーハの製造方法
US20110272100A1 (en) * 2006-03-17 2011-11-10 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus, plasma processing method, focus ring, and focus ring component
US20160133504A1 (en) * 2014-11-12 2016-05-12 Applied Materials, Inc. Susceptor design to reduce edge thermal peak
CN106024567A (zh) * 2015-03-31 2016-10-12 朗姆研究公司 具有倾斜约束环的等离子体处理系统和结构

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5766824A (en) * 1993-07-16 1998-06-16 Semiconductor Systems, Inc. Method and apparatus for curing photoresist
US5645646A (en) * 1994-02-25 1997-07-08 Applied Materials, Inc. Susceptor for deposition apparatus
US6026589A (en) 1998-02-02 2000-02-22 Silicon Valley Group, Thermal Systems Llc Wafer carrier and semiconductor apparatus for processing a semiconductor substrate
JP4592916B2 (ja) * 2000-04-25 2010-12-08 東京エレクトロン株式会社 被処理体の載置装置
JP2002134484A (ja) 2000-10-19 2002-05-10 Asm Japan Kk 半導体基板保持装置
JP4433614B2 (ja) 2001-01-17 2010-03-17 ソニー株式会社 エッチング装置
JP4216055B2 (ja) 2002-11-28 2009-01-28 大日本スクリーン製造株式会社 熱処理装置
KR100657054B1 (ko) * 2003-01-07 2006-12-13 동경 엘렉트론 주식회사 플라즈마 처리 장치 및 포커스 링
US7658816B2 (en) * 2003-09-05 2010-02-09 Tokyo Electron Limited Focus ring and plasma processing apparatus
JP4798693B2 (ja) 2004-06-07 2011-10-19 コバレントマテリアル株式会社 プラズマ処理装置用イットリアセラミックス部品及びその製造方法
US8038837B2 (en) * 2005-09-02 2011-10-18 Tokyo Electron Limited Ring-shaped component for use in a plasma processing, plasma processing apparatus and outer ring-shaped member
US8226769B2 (en) * 2006-04-27 2012-07-24 Applied Materials, Inc. Substrate support with electrostatic chuck having dual temperature zones
JP5317424B2 (ja) * 2007-03-28 2013-10-16 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US7942969B2 (en) * 2007-05-30 2011-05-17 Applied Materials, Inc. Substrate cleaning chamber and components
US20080314319A1 (en) 2007-06-19 2008-12-25 Memc Electronic Materials, Inc. Susceptor for improving throughput and reducing wafer damage
US8314371B2 (en) * 2008-11-06 2012-11-20 Applied Materials, Inc. Rapid thermal processing chamber with micro-positioning system
JP2010278166A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理用円環状部品、及びプラズマ処理装置
US8409995B2 (en) * 2009-08-07 2013-04-02 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus, positioning method and focus ring installation method
JP5808750B2 (ja) * 2009-11-30 2015-11-10 ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 傾斜側壁を備える静電チャック
DE202010015933U1 (de) * 2009-12-01 2011-03-31 Lam Research Corp.(N.D.Ges.D.Staates Delaware), Fremont Eine Randringanordnung für Plasmaätzkammern
JP2011151263A (ja) * 2010-01-22 2011-08-04 Tokyo Electron Ltd エッチング方法、エッチング装置及びリング部材
KR101141577B1 (ko) * 2010-07-07 2012-06-08 (주)세미머티리얼즈 태양전지의 플라즈마 텍스처링 장치 및 방법
US9478428B2 (en) * 2010-10-05 2016-10-25 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for shielding a plasma etcher electrode
US20130025538A1 (en) * 2011-07-27 2013-01-31 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for deposition processes
JP5834632B2 (ja) 2011-08-30 2015-12-24 株式会社Sumco サセプタ、該サセプタを用いた気相成長装置およびエピタキシャルウェーハの製造方法
JP5860668B2 (ja) * 2011-10-28 2016-02-16 東京エレクトロン株式会社 半導体装置の製造方法
US9835388B2 (en) * 2012-01-06 2017-12-05 Novellus Systems, Inc. Systems for uniform heat transfer including adaptive portions
JP2015109249A (ja) * 2013-10-22 2015-06-11 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP2015115421A (ja) * 2013-12-10 2015-06-22 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びフォーカスリング
JP6231370B2 (ja) * 2013-12-16 2017-11-15 東京エレクトロン株式会社 消耗量測定装置、温度測定装置、消耗量測定方法、温度測定方法及び基板処理システム
WO2015095147A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-25 Tokyo Electron Limited System and method for controlling plasma density
US10283344B2 (en) * 2014-07-11 2019-05-07 Applied Materials, Inc. Supercritical carbon dioxide process for low-k thin films
KR102654680B1 (ko) * 2015-01-09 2024-04-05 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 기판 이송 메커니즘들
US10041868B2 (en) * 2015-01-28 2018-08-07 Lam Research Corporation Estimation of lifetime remaining for a consumable-part in a semiconductor manufacturing chamber
KR20160137746A (ko) * 2015-05-20 2016-12-01 삼성전자주식회사 기판 제조 장치, 및 그의 탄소 보호막 코팅 방법
KR102382823B1 (ko) * 2015-09-04 2022-04-06 삼성전자주식회사 에어 홀을 갖는 링 부재 및 그를 포함하는 기판 처리 장치
US9870917B2 (en) * 2015-12-17 2018-01-16 Lam Research Corporation Variable temperature hardware and methods for reduction of wafer backside deposition
JP6976725B2 (ja) * 2016-06-07 2021-12-08 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials, Incorporated ウエハ均一性のための輪郭ポケット及びハイブリッドサセプタ
US10655224B2 (en) * 2016-12-20 2020-05-19 Lam Research Corporation Conical wafer centering and holding device for semiconductor processing
KR102205922B1 (ko) * 2017-03-31 2021-01-22 베이징 이타운 세미컨덕터 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 공정에서의 워크피스 상의 재료 증착 방지

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10173032A (ja) * 1996-11-05 1998-06-26 Applied Materials Inc 傾斜付き基板支持具
US6146504A (en) * 1998-05-21 2000-11-14 Applied Materials, Inc. Substrate support and lift apparatus and method
US20040074605A1 (en) * 2001-02-15 2004-04-22 Takaaki Nezu Focus ring for semiconductor treatment and plasma treatment device
US20110272100A1 (en) * 2006-03-17 2011-11-10 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus, plasma processing method, focus ring, and focus ring component
JP2010016183A (ja) * 2008-07-03 2010-01-21 Sumco Corp 気相成長装置、エピタキシャルウェーハの製造方法
US20160133504A1 (en) * 2014-11-12 2016-05-12 Applied Materials, Inc. Susceptor design to reduce edge thermal peak
CN106024567A (zh) * 2015-03-31 2016-10-12 朗姆研究公司 具有倾斜约束环的等离子体处理系统和结构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112708871A (zh) * 2019-10-25 2021-04-27 联芯集成电路制造(厦门)有限公司 使用于沉积室的载环
US11795544B2 (en) 2019-10-25 2023-10-24 United Semiconductor (Xiamen) Co., Ltd. Carrier ring used in a deposition chamber

Also Published As

Publication number Publication date
US10655224B2 (en) 2020-05-19
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WO2018118718A1 (en) 2018-06-28

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