CN114830318A - 用于管理不均匀性的晶片平面下方的非对称清扫块 - Google Patents

用于管理不均匀性的晶片平面下方的非对称清扫块 Download PDF

Info

Publication number
CN114830318A
CN114830318A CN202080088587.XA CN202080088587A CN114830318A CN 114830318 A CN114830318 A CN 114830318A CN 202080088587 A CN202080088587 A CN 202080088587A CN 114830318 A CN114830318 A CN 114830318A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate support
opening
openings
baffle
sweeping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080088587.XA
Other languages
English (en)
Inventor
拉梅什·钱德拉塞卡拉
阿德里安·拉沃伊
迈克尔·菲利普·罗伯茨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lam Research Corp
Original Assignee
Lam Research Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lam Research Corp filed Critical Lam Research Corp
Publication of CN114830318A publication Critical patent/CN114830318A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4408—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber by purging residual gases from the reaction chamber or gas lines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45502—Flow conditions in reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C23C16/4585—Devices at or outside the perimeter of the substrate support, e.g. clamping rings, shrouds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means
    • H01J37/32633—Baffles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816—Pressure
    • H01J37/32834—Exhausting

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

一种用于衬底支撑件的清扫挡板包含环形环部以及第一部分，所述环形环部被配置成在所述衬底支撑件下方的容积中环绕在所述衬底支撑件周围的外周边。所述第一部分包含：充气部，其被限定在所述衬底支撑件下方的所述容积中的所述第一部分的下方和所述环形环部的外部；以及多个开口，其提供从所述第一部分上方的区域进入所述充气部的各自的流动路径。所述多个开口中的至少第一开口具有第一传导率，且所述多个开口中的至少第二开口具有不同于所述第一传导率的第二传导率。

Description

用于管理不均匀性的晶片平面下方的非对称清扫块
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年12月18日申请的美国临时申请No.62/949,825的权益。本公开内容的主题涉及2018年10月15日申请的美国专利申请No.14/872,513(现为美国专利No.10,157,755)、以及2018年12月14日申请的美国专利申请No.16/220,914。上述引用的申请其全部公开内容都通过引用合并于此。
技术领域
本公开内容涉及从衬底处理系统中的处理室中清除气体混合物。
背景技术
这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。
衬底处理系统可用于处理衬底(例如半导体晶片)。衬底处理的示例包含蚀刻、沉积、光致抗蚀剂去除等。在处理期间，可以将衬底设置于衬底支撑件上，并且可将一或更多种处理气体导入处理室中。例如，衬底支撑件是基座、静电卡盘、和/或限定被配置成在处理期间支撑衬底的表面的其他结构。可以通过气体输送系统利用气体分配设备(如喷头)将该一或更多种处理气体输送至处理室。
在处理期间，可以将不同的气体混合物导入处理室中，然后将其排空。重复进行该处理多次以沉积膜、蚀刻衬底和/或执行其他衬底处理。在一些衬底处理系统中，可使用射频(RF)等离子体以活化化学反应。在一些示例中，该程序利用原子层沉积(ALD)在衬底上沉积薄膜。
发明内容
一种用于衬底支撑件的清扫挡板包含环形环部以及第一部分，所述环形环部被配置成在所述衬底支撑件下方的容积中环绕在所述衬底支撑件周围的外周边。所述第一部分包含：充气部，其被限定在所述衬底支撑件下方的所述容积中的所述第一部分的下方和所述环形环部的外部；以及多个开口，其提供从所述第一部分上方的区域进入所述充气部的各自的流动路径。所述多个开口中的至少第一开口具有第一传导率，且所述多个开口中的至少第二开口具有不同于所述第一传导率的第二传导率。
在其他特征中，所述第一开口与所述第二开口具有不同的长度。所述第一开口与所述第二开口具有不同的直径。所述多个开口对应于多个孔洞。所述多个开口对应于多个狭缝。所述第一部分具有非对称的形状。所述第一部分具有椭圆形的形状。所述多个开口的各自的传导率根据距处理室的端口的距离而变化。
在其他特征中，所述第一部分的下表面是台阶状的。所述下表面包含第一台阶和第二台阶，所述第二台阶具有与所述第一台阶不同的高度，所述第一开口被设置在所述第一台阶中，且所述第二开口被设置在所述第二台阶中。所述第一部分的下表面是倾斜的。一种处理室包含：所述清扫挡板；以及所述衬底支撑件，并且所述清扫挡板被设置在所述衬底支撑件下方的所述容积中。所述环形环部的内径比所述衬底支撑件的外径大1-2mm。所述衬底支撑件下方的所述容积为非对称的。
一种在处理室中用于衬底支撑件的清扫挡板包含：护罩，其被配置成在所述衬底支撑件下方的容积中限定环形的充气部；多个开口，其位于所述护罩中，所述多个开口提供从所述衬底支撑件上方的区域进入所述充气部的各自的流动路径；以及多个通道，其被限定在所述充气部内，所述多个通道对应于所述多个开口中的相应开口，所述多个通道中的每一者被配置成提供从所述衬底支撑件上方的区域至所述处理室的端口的相同的气体流率。
在其他特征中，所述多个通道包含对应于所述多个开口中的第一开口的第一通道、以及对应于所述多个开口中的第二开口的第二通道，其中所述第一开口与所述端口相距第一距离，且所述第二开口与所述端口相距不同于所述第一距离的第二距离。一种系统包含：所述处理室；所述衬底支撑件；以及所述清扫挡板，并且所述清扫挡板被设置于所述衬底支撑件下方的所述容积中。所述护罩的内径比所述衬底支撑件的外径大1-2mm。所述容积为非对称的，且所述护罩为大致圆形的。所述容积为椭圆形的，且所述护罩为大致圆形的。
一种用于衬底支撑件的清扫挡板包含环部，该环部包含限定中心开口的主体。所述环部被配置成环绕所述衬底支撑件。该环部包括：上部，其在所述衬底支撑件下方的容积中于所述上部下方限定充气部；以及多个开口，其被设置在所述上部中，其中所述多个开口提供从所述上部上方的区域进入所述充气部的各自的流动路径。所述多个开口中的第一开口具有第一传导率。所述多个开口中的第二开口具有不同于所述第一传导率的第二传导率。所述第一开口与所述第二开口具有不同长度和不同直径中的至少一者。
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的范围将变得显而易见。详细描述和具体示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
根据详细描述和附图将更充分地理解本公开，其中：
图1为根据本公开内容的衬底处理系统的示例的功能框图；
图2显示了根据本公开内容的示例性清扫挡板；
图3A为根据本公开内容的另一示例性清扫挡板的截面图；
图3B为图3A的示例性清扫挡板的另一截面图；
图3C为根据本公开内容的示例性清扫挡板的俯视图；
图3D为根据本公开内容的示例性清扫挡板的底视图；以及
图3E显示根据本公开内容的清扫挡板的台阶状下表面。
在附图中，可以重复使用附图标记来标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
有些衬底处理系统在衬底与气体分配设备(例如喷头)之间形成反应区。可利用气帘将该反应区与大型处理室容积隔开。大型处理室容积可协助减轻与接地的处理室壁的寄生耦合(例如，归因于从反应区至处理室壁的距离增加)。然而，大型处理室容积可能包含无效容积(dead volumes)，其会阻碍流动的均匀性并导致粒子堆积，从而可能使缺陷增加。例如，无效容积可能存在于喷头的水平面上方。在另一示例中，无效容积可能存在于衬底支撑件的水平面下方(例如，在衬底支撑件下方的“基座井(pedestal well)”中)。
在一些示例中，基座井具有非对称(例如，椭圆形或长球形)的形状，且衬底支撑件下方的流动路径可能不均匀。例如，流动路径可能在方位角上是不均匀的。换言之，在基座井周围的各个方位角位置处的流动路径可能具有不同的长度和/或压差。因此，基座井中的死区可能未被有效地清扫。
在其他示例中，衬底支撑件下方的表面的温度可能与衬底支撑件上方的表面的温度不同。例如，衬底支撑件下方的表面的温度可能低于衬底支撑件上方的表面的温度。因此，在衬底支撑件下方有较长平均自由程的情况下，前体吸附以及与氧化性或清洁气体自由基的反应可能增加。因此，可能发生残留物积累情况(例如，形成寄生氧化物或氯氟化物类型(CFX))。这些残留物通常不具挥发性，但可能随时间推移而影响晶片上的性能。
根据本公开内容的原理的系统及方法实施清扫或泵送挡板，其被配置成在衬底支撑件下方提供非对称的清扫流动路径。例如，清扫挡板可对应于限定非对称流动路径的大致上中空的结构、或其中限定有非对称流动路径的实心块体。非对称流动路径彼此隔离。此外，非对称流动路径使得从衬底支撑件下方至衬底处理系统的前级管线的方位角流动均等。以此方式，流动路径的每一者的相应流动被配置为以相同的速率从处理室(例如，从对应于衬底表面的平面)泵送气体。
现在参考图1，显示了示例性衬底处理系统100。虽然将在原子层沉积(ALD)的背景下描述前述示例，但本公开内容可应用于其他衬底处理系统，该其他衬底处理系统被配置成执行包括(但不限于)等离子体增强ALD(PEALD)、热ALD、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强CVD(PECVD)、原子层蚀刻(ALE)和等离子体增强ALE(PEALE)在内的处理。衬底处理系统100包含处理室104，其包围衬底处理系统100的其他部件并且容纳RF等离子体(如果使用的话)。处理室104包含顶表面、底表面和侧表面。
衬底处理系统100包含上电极108和衬底支撑件112。在一些示例中，衬底支撑件112包含静电卡盘。在操作期间，衬底116被设置于衬底支撑件112上。容积(例如，基座井120)被限定在衬底支撑件与处理室104的底表面之间。
仅举例而言，上电极108可以包含气体分配设备124(例如喷头)，其导入和分配处理气体。喷头的基底部的面对衬底的表面或面板包含多个孔洞，处理气体或清扫气体经由这些孔洞流过。替代地，上电极108可包含导电板。在上电极108包含导电板的示例中，处理气体可经由另一方式而导入。
在一些示例中，衬底支撑件112可包含下电极128。下电极128可支撑加热板130。加热板130可对应于陶瓷多区加热板。可将热阻层132设置于加热板130与下电极128之间。下电极128可包含一或更多个冷却剂通道134，以使冷却剂流过下电极128。
RF产生系统138产生并且输出RF电压至上电极108和下电极128中的一者。上电极108和下电极128中的另一者可以是DC接地、AC接地或浮动的。仅举例而言，RF产生系统138可包含产生RF功率的RF产生器142，该RF功率通过匹配和分配网络146馈送至上电极108或下电极128。在其他示例中，可感应式地或远程地产生等离子体。
气体输送系统150包含一或更多个气体源152-1、152-2、...、以及152-N(统称为气体源152)，其中N为大于零的整数。通过阀154-1、154-2、…、以及154-N(统称为阀154)和质量流量控制器156-1、156-2、…、以及156-N(统称为质量流量控制器156)将气体源152连接至歧管158。
可以将温度控制器160连接至设置于加热板130中的多个热控制元件(TCE)164。温度控制器160可用于控制多个TCE 164，以控制衬底支撑件112及衬底116的温度。温度控制器160可以与冷却剂组件168进行通信，以控制流过通道134的冷却剂。例如，冷却剂组件168可包含冷却剂泵贮存器。温度控制器160操作冷却剂组件168以选择性地使冷却剂流过通道134，以将衬底支撑件112冷却。
阀170和泵172可用于从处理室104中排空反应物(例如，处理气体和材料)以及清扫气体。例如，阀170和泵172经由衬底处理系统100的前级管线174将气体从处理室104中抽出。系统控制器176可用于控制衬底处理系统100的部件。可使用机械手180将衬底传送至衬底支撑件112上和从衬底支撑件112上移除衬底。例如，机械手180可以在衬底支撑件112与装载锁182之间传送衬底。
根据本公开内容的处理室104包含清扫挡板186，其被配置成在其中限定充气部(例如，被限定的空间或容积)，以在衬底支撑件112下方提供非对称的清扫流动路径，如下文中更详细地描述的。例如，清扫气体经由相应的开口190而被供应至限定在清扫挡板186内的流动路径中。清扫气体经由端口194从处理室104流出并且进入前级管线174。
图2显示了设置于处理室204中的根据本公开内容的示例性清扫挡板200。在该示例中，清扫挡板200包含护罩208，其被设置在衬底支撑件216下的容积212中。在衬底支撑件216下的容积212对应于限定在衬底支撑件216下(即，下方)的处理室204的区域。换言之，容积212被限定在衬底支撑件216与处理室204的底部表面或壁部之间。限定在清扫挡板200内的充气部218包含多个非对称清扫流动路径。例如，由喷头220所供应的气体经由相应的开口224而流入限定在清扫挡板200内的流动路径中。气体经由端口228从处理室204流出并且进入前级管线232。
仅举例而言，尽管容积212可以为非对称的(例如，在俯视图中呈椭圆形或长球形)，但清扫挡板200可具有大致对称的形状。例如，清扫挡板200可具有大致圆形或环形的形状。护罩208的第一部分的内径236可比衬底支撑件216的外径240稍大(例如1-2mm)。例如，护罩208的第一部分对应于护罩208的与衬底支撑件216的外径240相邻且/或接触的上部。因此，护罩208被配置为向下插入至衬底支撑件216上，以安装在容积212内。
开口224中的每一者距离端口228的距离不同。因此，对应于开口224中的相应开口的流动路径可具有对应于开口224与端口228之间的不同距离的不同长度。换言之，流过距离端口228较远的开口224的气体具有比流过较靠近端口228的开口224的气体更长的流动路径。具有不同长度的流动路径可对应于不同的压降和不同的流率(即，从衬底支撑件216上方的区域进入充气部218并通过端口228)。不同的压降以及流率导致设置在衬底支撑件216上的衬底244上方的径向流速不同。例如，流动路径可具有方位角上非对称的流率。非对称的流率以及相关联的流速可能导致处理不均匀性。因此，本公开内容的清扫挡板200被配置成提供通过开口224的对称流率。
例如，无论开口224相对于端口228的相应位置如何，对应于开口224的流动路径可分别配置成提供相同的气体分子流率。在一示例中，清扫挡板200可针对开口224中的每一者而在充气部218内(例如，利用挡板、鳍件、管路或管道等)限定相应的通道，以使这些通道中的每一者从相应的开口224到端口228具有相同的总长度。例如，距离端口228最远的开口224的通道可提供通往端口228的直接路径。相反地，最靠近端口228的开口224的通道可提供通往端口228的曲折(例如，蛇形、迷宫式、迂回式等)路径。在其他示例中，这些通道的宽度、直径等可针对开口224中的相应开口而变化。
因此，对应于开口224的通道的构造可以不同，以补偿与开口224相对于端口228的相应位置和距离相关联的不同流率。以此方式，清扫挡板200减小(即，调除)流率不均匀性，以将气体以相同速率从处理室204泵送通过开口224。
图3A、3B、3C、3D和3E显示了设置于处理室304中的根据本公开内容的另一示例性清扫挡板300。图3A为沿图3C的线A-A截取的清扫挡板300的剖视图。图3B为沿图3C的线B-B截取的清扫挡板300的剖视图。图3C显示清扫挡板300的俯视图，而图3D显示清扫挡板300的底视图。
在该示例中，清扫挡板300包含设置在衬底支撑件316下方的容积312中的环形环部308。例如，环形环部308包含限定中心开口318的圆形或卵形主体。清扫挡板300在衬底支撑件316的外周下方和周围限定环形充气部320。例如，环形环部308的内径324比衬底支撑件316的外径328稍大(例如1-2mm)。因此，清扫挡板300被配置为向下插入衬底支撑件316上，以安装在容积312内。
由喷头332所供应的气体流入清扫挡板300的上部340中的孔洞或开口336中、进入充气部320、并通过端口344从处理室304流出并进入前级管线348。仅举例而言，容积312可以是非对称的(例如，在俯视图中呈椭圆形或长球形)。相似地，清扫挡板300的上部340可具有与容积312的形状相对应的非对称形状。相反，对应于环形环部308的清扫挡板300的下部为圆形或圆柱形，其提供通过充气部320的大致对称的环形流动路径。
上部340的外周352比处理室304的内表面稍小(例如1-2mm)。因此，上部340的外周352与处理室304的内表面352之间的界面防止衬底支撑件316上方的区域与充气部320之间泄露。在某些示例中，可在上部340的外周352与处理室304的内表面352之间设置密封件(未图示)。
对应于开口336中的相应开口的流动路径具有对应于开口336与端口344之间的不同距离的不同长度。换言之，流过距离端口344较远的开口336的气体具有比流过较靠近端口344的开口336的气体更长的流动路径。具有不同长度的流动路径可对应于不同的压降和不同的流率(即，从衬底支撑件316上方的区域进入充气部320并通过端口344)。不同的压降及流率导致设置在衬底支撑件316上的衬底350上方的径向流速不同。例如，流动路径可具有方位角上非对称的流率。非对称的流率以及相关联的流速可能导致处理不均匀性。因此，本公开内容的清扫挡板300被配置成提供可变的传导率(即，与气体分子的流率相对应的流动或流体传导率)。
例如，无论开口336的相应位置如何，开口336可分别配置成提供相同的气体分子流速。换言之，开口336的传导率可以不同，以补偿与开口336相对于端口344的相应位置和距离相关联的不同流率。在图3C和3D所示的示例中，开口336的长度可根据距端口344的距离而变化，以改变开口336的相应的传导率。例如，开口336的较短长度对应于较大的传导率。相反，较长的长度对应于较低的传导率。由清扫挡板300所提供的可变传导率减低(亦即，调除)流率不均匀性，以将气体以相同速率从处理室304泵送通过开口336。
如图3D和3E所示，通过在充气部320内提供台阶状的下表面360以改变开口336的长度。台阶状的下表面360为开口336提供不同的高度。相应地，台阶状的下表面360为开口336提供不同的长度。例如，开口336中的一或多者可被设置在具有第一高度的第一台阶364中。相反，开口336中的其它一或多者被设置在具有不同于第一高度的第二高度的第二台阶368中。以此方式，改变开口336的长度以提供不同的传导率。虽然清扫挡板300被显示为具有台阶状的下表面360，但在其他示例中，代替下表面360或除了下表面360外，清扫挡板300的上表面也可为台阶状的。在其他示例中，下表面360和/或上表面可以是倾斜或波状而非台阶状，以提供开口336的不同长度。
如图3A-3E所示，开口336的直径可以是相同的，以有助于开口336的机械加工。在其他示例中，可以改变开口336的直径，以相应地改变开口336的各自的传导率。此外，虽然开口336被显示为大致圆形的孔洞，但在其他示例中，开口336可对应于一或多个环形狭缝。在这些示例中，可通过改变狭缝的宽度、狭缝的长度等而改变传导率。在某些示例中，可对清扫挡板300进行加热以减少在清扫挡板300和衬底支撑件316的表面上的沉积。
前面的描述本质上仅仅是说明性的，绝不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式实现。因此，虽然本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应当被如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求时，其他修改方案将变得显而易见。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时地)执行。此外，虽然每个实施方案在上面被描述为具有某些特征，但是相对于本公开的任何实施方案描述的那些特征中的任何一个或多个，可以在任何其它实施方案的特征中实现和/或与任何其它实施方案的特征组合，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施方案不是相互排斥的，并且一个或多个实施方案彼此的置换保持在本公开的范围内。
使用各种术语来描述元件之间(例如，模块之间、电路元件之间、半导体层之间等)的空间和功能关系，各种术语包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“紧挨”、“在...顶部”、“在...上面”、“在...下面”和“设置”。除非将第一和第二元件之间的关系明确地描述为“直接”，否则在上述公开中描述这种关系时，该关系可以是直接关系，其中在第一和第二元件之间不存在其它中间元件，但是也可以是间接关系，其中在第一和第二元件之间(在空间上或功能上)存在一个或多个中间元件。如本文所使用的，短语“A、B和C中的至少一个”应当被解释为意味着使用非排他性逻辑或(OR)的逻辑(A或B或C)，并且不应被解释为表示“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。
在一些实现方案中，控制器是系统的一部分，该系统可以是上述示例的一部分。这样的系统可以包括半导体处理设备，半导体处理设备包括一个或多个处理工具、一个或多个室、用于处理的一个或多个平台、和/或特定处理部件(晶片基座、气体流系统等)。这些系统可以与用于在半导体晶片或衬底的处理之前、期间和之后控制它们的操作的电子器件集成。电子器件可以被称为“控制器”，其可以控制一个或多个系统的各种部件或子部件。根据处理要求和/或系统类型，控制器可以被编程以控制本文公开的任何处理，包括处理气体的输送、温度设置(例如加热和/或冷却)、压力设置、真空设置、功率设置、射频(RF)产生器设置、RF匹配电路设置、频率设置、流率设置、流体输送设置、位置和操作设置、晶片转移进出与具体系统连接或通过接口连接的工具和其他转移工具和/或装载锁。
概括地说，控制器可以定义为电子器件，电子器件具有接收指令、发出指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等的各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件。集成电路可以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、定义为专用集成电路(ASIC)的芯片、和/或一个或多个微处理器、或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指令可以是以各种单独设置(或程序文件)的形式发送到控制器的指令，单独设置(或程序文件)定义用于在半导体晶片或系统上或针对半导体晶片或系统执行特定处理的操作参数。在一些实施方案中，操作参数可以是由工艺工程师定义的配方的一部分，以在一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或晶片的管芯的制造期间完成一个或多个处理步骤。
在一些实现方案中，控制器可以是与系统集成、耦合到系统、以其它方式联网到系统或其组合的计算机的一部分或耦合到该计算机。例如，控制器可以在“云”中或是晶片厂(fab)主机系统的全部或一部分，其可以允许对晶片处理的远程访问。计算机可以实现对系统的远程访问以监视制造操作的当前进展、检查过去制造操作的历史、检查多个制造操作的趋势或性能标准，以改变当前处理的参数、设置处理步骤以跟随当前的处理、或者开始新的处理。在一些示例中，远程计算机(例如服务器)可以通过网络(其可以包括本地网络或因特网)向系统提供处理配方。远程计算机可以包括使得能够输入或编程参数和/或设置的用户界面，然后将该参数和/或设置从远程计算机发送到系统。在一些示例中，控制器接收数据形式的指令，其指定在一个或多个操作期间要执行的每个处理步骤的参数。应当理解，参数可以特定于要执行的处理的类型和工具的类型，控制器被配置为与该工具接口或控制该工具。因此，如上所述，控制器可以是例如通过包括联网在一起并朝着共同目的(例如本文所述的处理和控制)工作的一个或多个分立的控制器而呈分布式。用于这种目的的分布式控制器的示例是在与远程(例如在平台级或作为远程计算机的一部分)的一个或多个集成电路通信的室上的一个或多个集成电路，其组合以控制在室上的处理。
示例系统可以包括但不限于等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转漂洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(PVD)室或模块、化学气相沉积(CVD)室或模块、原子层沉积(ALD)室或模块、原子层蚀刻(ALE)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块、以及可以与半导体晶片的制造和/或制备相关联或用于半导体晶片的制造和/或制备的任何其它半导体处理系统。
如上所述，根据将由工具执行的一个或多个处理步骤，控制器可以与一个或多个其他工具电路或模块、其它工具部件、群集工具、其他工具接口、相邻工具、邻近工具、位于整个工厂中的工具、主计算机、另一控制器、或在将晶片容器往返半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口运输的材料运输中使用的工具通信。

Claims (20)

1.一种用于衬底支撑件的清扫挡板，该清扫挡板包含：
环形环部，其被配置成在所述衬底支撑件下方的容积中环绕在所述衬底支撑件周围的外周边；以及
第一部分，其中所述第一部分包含：
充气部，其被限定在所述衬底支撑件下方的所述容积中的所述第一部分的下方和所述环形环部的外部；以及
多个开口，其提供从所述第一部分上方的区域进入所述充气部的各自的流动路径，其中所述多个开口中的至少第一开口具有第一传导率，且所述多个开口中的至少第二开口具有不同于所述第一传导率的第二传导率。
2.根据权利要求1所述的清扫挡板，其中所述第一开口与所述第二开口具有不同的长度。
3.根据权利要求1所述的清扫挡板，其中所述第一开口与所述第二开口具有不同的直径。
4.根据权利要求1所述的清扫挡板，其中所述多个开口对应于多个孔洞。
5.根据权利要求1所述的清扫挡板，其中所述多个开口对应于多个狭缝。
6.根据权利要求1所述的清扫挡板，其中所述第一部分具有非对称的形状。
7.根据权利要求1所述的清扫挡板，其中所述第一部分具有椭圆形的形状。
8.根据权利要求1所述的清扫挡板，其中所述多个开口的各自的传导率根据距处理室的端口的距离而变化。
9.根据权利要求1所述的清扫挡板，其中所述第一部分的下表面是台阶状的。
10.根据权利要求9所述的清扫挡板，其中所述下表面包含第一台阶和第二台阶，所述第二台阶具有与所述第一台阶不同的高度，所述第一开口被设置在所述第一台阶中，且所述第二开口被设置在所述第二台阶中。
11.根据权利要求1所述的清扫挡板，其中所述第一部分的下表面是倾斜的。
12.一种处理室，其包含：
根据权利要求1所述的清扫挡板；以及
所述衬底支撑件，其中所述清扫挡板被设置在所述衬底支撑件下方的所述容积中。
13.根据权利要求12所述的处理室，其中所述环形环部的内径比所述衬底支撑件的外径大1-2mm。
14.根据权利要求12所述的处理室，其中所述衬底支撑件下方的所述容积为非对称的。
15.一种在处理室中用于衬底支撑件的清扫挡板，其包含：
护罩，其被配置成在所述衬底支撑件下方的容积中限定环形的充气部；
多个开口，其位于所述护罩中，所述多个开口提供从所述衬底支撑件上方的区域进入所述充气部的各自的流动路径；以及
多个通道，其被限定在所述充气部内，所述多个通道对应于所述多个开口中的相应开口，其中所述多个通道中的每一者被配置成提供从所述衬底支撑件上方的区域至所述处理室的端口的相同的气体流率。
16.根据权利要求15所述的清扫挡板，其中所述多个通道包含对应于所述多个开口中的第一开口的第一通道、以及对应于所述多个开口中的第二开口的第二通道，其中所述第一开口与所述端口相距第一距离，且所述第二开口与所述端口相距不同于所述第一距离的第二距离。
17.一种系统，其包含：
根据权利要求15的所述处理室；
所述衬底支撑件；以及
所述清扫挡板，其中所述清扫挡板被设置于所述衬底支撑件下方的所述容积中。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述护罩的内径比所述衬底支撑件的外径大1-2mm。
19.根据权利要求17所述的系统，其中所述容积为非对称的，且所述护罩为大致圆形的。
20.一种用于衬底支撑件的清扫挡板，其包含：
环部，其包含限定中心开口的主体，其中所述环部被配置成环绕所述衬底支撑件；
上部，其在所述衬底支撑件下方的容积中于所述上部下方限定充气部；以及
多个开口，其被设置在所述上部中，其中所述多个开口提供从所述上部上方的区域进入所述充气部的各自的流动路径，其中
所述多个开口中的第一开口具有第一传导率，
所述多个开口中的第二开口具有不同于所述第一传导率的第二传导率，以及
所述第一开口与所述第二开口具有不同长度和不同直径中的至少一者。
CN202080088587.XA 2019-12-18 2020-12-15 用于管理不均匀性的晶片平面下方的非对称清扫块 Pending CN114830318A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962949825P 2019-12-18 2019-12-18
US62/949,825 2019-12-18
PCT/US2020/065115 WO2021126848A1 (en) 2019-12-18 2020-12-15 Asymmetric purged block beneath wafer plane to manage non-uniformity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114830318A true CN114830318A (zh) 2022-07-29

Family

ID=76477928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080088587.XA Pending CN114830318A (zh) 2019-12-18 2020-12-15 用于管理不均匀性的晶片平面下方的非对称清扫块

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230009859A1 (zh)
JP (1) JP2023507092A (zh)
KR (1) KR20220116519A (zh)
CN (1) CN114830318A (zh)
TW (1) TW202139324A (zh)
WO (1) WO2021126848A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040129218A1 (en) * 2001-12-07 2004-07-08 Toshiki Takahashi Exhaust ring mechanism and plasma processing apparatus using the same
KR100967881B1 (ko) * 2007-07-30 2010-07-05 주식회사 아이피에스 박막증착장치
JP5350043B2 (ja) * 2009-03-31 2013-11-27 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
KR101091309B1 (ko) * 2009-08-18 2011-12-07 주식회사 디엠에스 플라즈마 식각장치
CN103578906B (zh) * 2012-07-31 2016-04-27 细美事有限公司 用于处理基板的装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20230009859A1 (en) 2023-01-12
JP2023507092A (ja) 2023-02-21
WO2021126848A1 (en) 2021-06-24
KR20220116519A (ko) 2022-08-23
TW202139324A (zh) 2021-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11069553B2 (en) Electrostatic chuck with features for preventing electrical arcing and light-up and improving process uniformity
TWI783960B (zh) 具有改良的處理均勻性之基板支撐件
US11443975B2 (en) Planar substrate edge contact with open volume equalization pathways and side containment
US20190244793A1 (en) Tapered upper electrode for uniformity control in plasma processing
CN110337714B (zh) 一种衬底支撑件和衬底处理系统
US20190122871A1 (en) Purge and pumping structures arranged beneath substrate plane to reduce defects
US10900124B2 (en) Substrate processing chamber with showerhead having cooled faceplate
JP2017036493A (ja) 原子層堆積中における化学物質の制御された分離および送出により低欠陥処理を可能にするシステムおよび方法
US20220199378A1 (en) Electrostatic chuck with spatially tunable rf coupling to a wafer
TWI823977B (zh) 預防半導體基板處理中基座上的沉積
CN114830318A (zh) 用于管理不均匀性的晶片平面下方的非对称清扫块
US20230087913A1 (en) Coolant channel with internal fins for substrate processing pedestals
US20230253193A1 (en) Substrate support with uniform temperature across a substrate
US20220162749A1 (en) Pedestals for modulating film properties in atomic layer deposition (ald) substrate processing chambers
WO2024076480A1 (en) Annular pumping for chamber
WO2024076479A1 (en) Adjustable pedestal
WO2023076321A1 (en) Modulating thermal conductivity to control cooling of showerhead
CN117063269A (zh) 在高温沉积序列中操作的低温基座的传导冷却
JP2024506289A (ja) Ｔｃｐ窓用のハイブリッド液体／空気冷却システム
WO2024076477A1 (en) Showerhead for diffusion bonded, multi-zone gas dispersion
KR20220127895A (ko) 트렌치 프로파일 최적화를 위한 멀티 존 가스 분배 플레이트

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination