CN115505895A - 用于沉积工艺的半导体设备 - Google Patents

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CN115505895A CN202210062000.9A CN202210062000A CN115505895A CN 115505895 A CN115505895 A CN 115505895A CN 202210062000 A CN202210062000 A CN 202210062000A CN 115505895 A CN115505895 A CN 115505895A
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林生元
纪元兴
周银铜
王宏志
刘育奇
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Abstract

一种用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备包括腔室、晶片固持件和屏蔽结构。腔室包含反应区域，晶片固持件设置在腔室中以固持半导体晶片，反应区域在半导体晶片之上。屏蔽结构设置在腔室中并将腔室的内侧壁与反应区域隔离。屏蔽结构包括基底构件、第一构件和第二构件。基底构件设置在腔室的内侧壁和晶片固持件之间。第一构件设置在基底构件上且不具窗口。第二构件设置在基底构件上且在第一构件内，第二构件包括具有第一窗口的侧壁以传送半导体晶片。

Description

用于沉积工艺的半导体设备
技术领域
本发明的实施例是有关于一种半导体设备，特别是关于一种用于进行沉积工艺的半导体设备。
背景技术
在一些半导体工艺中，晶片通过沉积进行处理。举例来说，可通过采用化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)步骤来形成金属氮化物层。在一个例子中，在每个沉积步骤之间，金属氮化物层经受等离子体处理以减少在沉积工艺期间所使用的前驱气体而引起的污染。虽然目前用于执行沉积工艺的设备已普遍满足其预期之目的，但并非在所有方面都能完全令人满意。
发明内容
根据一些实施例，用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备包括腔室、晶片固持件和屏蔽结构。腔室包括反应区域，晶片固持件设置在所述腔室中以固持所述半导体晶片，反应区域在半导体晶片之上。屏蔽结构设置在所述腔室中并将所述腔室的内侧壁与所述反应区域隔离。屏蔽结构包括基底构件、第一构件和第二构件。基底构件设置在所述腔室的所述内侧壁和所述晶片固持件之间。第一构件设置在所述基底构件上且不具窗口。第二构件设置在所述基底构件上且在所述第一构件内，第二构件包括具有第一窗口的侧壁以传送所述半导体晶片。
根据一些实施例，用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备包括腔室和设置在所述腔室中的屏蔽结构。腔室包括在所述半导体晶片之上的反应区域，而屏蔽结构将所述腔室的内侧壁与所述反应区域隔离。屏蔽结构包括基底构件、内环和外环。基底构件包括具有第一窗口的侧壁，所述基底构件的所述侧壁围绕所述腔室的所述内侧壁设置。内环设置在所述基底构件上并包括具有第二窗口的侧壁，所述基底构件的所述第一窗口与所述内环的所述第二窗口连通以传送所述半导体晶片。外环设置在所述基底构件上并设置在所述腔室的所述内侧壁和所述内环之间，所述外环包括不具窗口的封闭侧壁。
根据一些实施例，用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备包括腔室、晶片固持件和屏蔽结构。腔室包括在所述半导体晶片上方的反应区域，晶片固持件设置在所述腔室中并包括承载表面，所述半导体晶片设置在所述承载表面上。屏蔽结构设置在所述腔室中并设置在所述腔室的内侧壁和所述晶片固持件之间。屏蔽结构包括内环和外环。内环包括和第一窗口并定义了第一内部空间和第一外部空间，所述第一窗口在所述内环的径向方向上连通所述第一外部空间和所述第一内部空间。外环设置在所述腔室的所述内侧壁和所述的内环之间，所述外环定义了第二内部空间和第二外部空间，并且所述外环包括封闭侧壁，所述封闭侧壁在所述外环的径向方向上阻挡所述第二内部空间与所述第二外部空间。
附图说明
结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。
图1是根据一些实施例的用于处理半导体晶片的半导体设备的示意性剖视图。
图2是根据一些实施例的半导体设备的腔室的下部的示意性俯视图。
图3是根据一些实施例的半导体设备的各种部件的示意性立体分解图。
图4是根据一些实施例的屏蔽结构的外部构件的立体放大示意图。
图5是根据一些实施例的屏蔽结构的内部构件的立体放大示意图。
图6是根据一些实施例的屏蔽结构的基底构件的立体放大示意图。
图7是根据一些实施例的保护构件的立体放大示意图。
图8是根据一些实施例的晶片固持件和移动机制的立体放大示意图。
图9是根据一些实施例示出使用带将保护构件贴合到晶片固持件的立体放大示意图。
图10-12是根据一些实施例示出将屏蔽结构放置在腔室中的各种阶段的立体局部示意图。
图13是根据一些实施例示出组装后的半导体设备的腔室的立体示意图。
具体实施方式
以下公开内容提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同实施例或实例。以下阐述组件及布置的具体实例以简化本公开。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成在第二特征之上或第二特征上可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，及也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征从而使得所述第一特征与所述第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开可能在各种实例中重复使用参照编号和/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。
此外，为易于说明，本文中可能使用例如“在...之下(beneath)”、“在...下方(below)”、“下部的(lower)”、“在...上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括器件在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)且本文中所使用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。
将关于特定上下文来描述实施例，即化学气相沉积(chemical vapordeposition，CVD)处理腔室。其他实施例也可应用于其他等离子体辅助工艺和设备。
图1是根据一些实施例的用于处理半导体晶片的半导体设备的示意性剖视图。参照图1，半导体设备10配置为对半导体晶片W进行沉积工艺(例如CVD)。须注意的是，这里提到的半导体晶片W并不旨在于限定任何特定类型。在一些实施例中，沉积层W2通过沉积工艺形成在基底层W1上。在一些实施例中，基底层W1是半导体基底的一部分，例如块材半导体或其类似物，其可为经掺杂的或未经掺杂的。在一些实施例中，基底层W1包括半导体基底，其上形成有各种特征和各种层。在一些实施例中，沉积层W2是金属氮化物层(例如氮化钛)，作为黏着层或阻障层。举例来说，沉积层W2是集成电路结构中内连的一部分。作为另一种选择，沉积层W2可以是或可包括其他金属薄膜(例如钛层、钽层或氮化钽层等)或介电质薄膜(例如氧化物、氮氧化物、氮化物等)。
在一些实施例中，形成沉积层W2至少包括以下步骤。可将至少一种反应气体引入腔室以执行CVD工艺，其中腔室可处于真空条件。接着，通过反应气体进行沉积而在基底层W1上沉积具有良好阶梯覆盖的薄膜。在一些实施例中，反应气体包括但不限于TDMAT、TiCl4、TDEAT及/或其类似物。取决于要沉积的预期的层，反应气体可包括金属-卤素气体、金属-有机气体、其组合及/或其类似物。随后，可执行等离子体处理以调整薄膜的密度以形成具有高密度的沉积层W2。举例来说，执行等离子体处理以减少在沉积工艺期间引进到薄膜中的杂质(例如碳、氧、氢等)。在一些实施例中，反应气体在等离子体处理之前停止流入腔室。在一些实施例中，等离子体处理包括用由至少一种载流气体形成的等离子体来轰击薄膜。举例来说，等离子体处理的载流气体使用氮气和氢气的混合物。但也可使用其他载流气体来进行等离子体处理。
上述步骤可通过各种技术、手段、设备及/或系统来执行。适于形成沉积层W2的半导体设备10在附图和以下描述中阐述。应当注意的是，为了便于说明和描述，附图可能未绘出半导体设备10的所有组件。
参照图1，半导体设备10可包括腔室105和设置在腔室105内的晶片固持件110。举例来说，待处理的半导体晶片W放在晶片固持件110的承载表面110s上。晶片固持件110可以是或可包括加热机制112，其被配置为将待处理的半导体晶片W加热到处理温度。在一些实施例中，晶片固持件110被视为加热组件。在一些实施例中，晶片固持件110配备有移动机制(如图3中标记的M1)以用于移动半导体晶片W。举例来说，晶片固持件110被配置为在处理过程中向上抬升半导体晶片W，并在处理结束时向下降低半导体晶片W。稍后将结合图3和图8描述移动机制的细节。作为另一种选择，晶片固持件110可被配置为根据工艺需求使用任何合适的方式执行其他运动(例如平移、倾斜等)。
在一些实施例中，半导体设备10包括保护构件120，所述保护构件120设置在晶片固持件110外围并在承载表面110s周围，其中半导体晶片W设置在承载表面110s上。在一些实施例中，保护构件120与半导体晶片W没有物理接触并可在空间上与半导体晶片W分开。举例来说，间距C1位于保护构件120和半导体晶片W之间，并且间距C1是非零的。举例来说，保护构件120是环形的并且覆盖晶片固持件110的边缘110e以保护边缘110e免于沉积。沿着晶片固持件110的周长延伸的保护构件120可被称为边环(edge ring)。保护构件120可包括能够承受过程中涉及的化学物质和热能的任何合适的材料。在一些实施例中，保护构件120为包括主环和被主环覆盖的至少一个辅助环的多层环组件。在一些实施例中，主环和辅助环之间可形成间隙。举例来说，主环可由铝或其他合适的导电材料制成，而辅助环可由一或多个导电或绝缘材料制成。辅助环可被配置为有利于保护构件120的散热，使得在处理过程中保护构件120的温度可低于半导体晶片上的温度，从而使环组件上的沉积最小化。取决于工艺和设计需求，保护构件120可包括其他合适的部件。
半导体设备10可包括位于腔室105顶部和晶片固持件110上方的喷头130，以用于将气体引入腔室105中。举例来说，在腔室105中的喷头130和晶片固持件110之间形成反应区域RA。在一些实施例中，至少一个气体来源GS可操作地耦合到腔室105以使反应气体(或载流气体)通过喷头130流入腔室105。在一些实施例中，喷头130可具有圆形设计，其中孔(未示出)均匀分布在喷头130周边，以允许气体分散到腔室105中。根据工艺需求，喷头130的孔可有多种配置方式。在一些实施例中，喷头130作为上部电极，而晶片固持件110作为下部电极。举例来说，在等离子体处理期间，射频电源可施加到上部电极，而下部电极可保持在接地电位。举例来说，晶片固持件110在等离子体处理期间与腔室105电性接地。虽然也有其他配置可执行沉积和等离子体处理。
仍参照图1，半导体设备10可包括设置在腔室105内部并在晶片固持件110周围的屏蔽结构140。屏蔽结构140可被配置来屏蔽腔室105的内侧壁105W以保护腔室主体并防止泄漏。举例来说，屏蔽结构140配置为将腔室105的内侧壁105W与反应区域RA隔离。在一些实施例中，屏蔽结构140包括基底构件142、外部构件144和内部构件146。举例来说，基底构件142设置在晶片固持件110和腔室105的内侧壁105W之间。在一些实施例中，基底构件142实体地紧靠腔室105的内侧壁105W。作为另一种选择，基底构件142可与腔室105的内侧壁105W在空间上分开，并在基底构件的外侧壁和腔室的内侧壁之间形成间隙(未示出)。在一些实施例中，间距C2在基底构件142和晶片固持件110之间，其中间距C2不为零。换句话说，基底构件142可与晶片固持件110及设置在晶片固持件110上的保护构件120在空间上分开。
在一些实施例中，外部构件144和内部构件146设置在基底构件142上并与基底构件142卡合。外部构件144可设置在内部构件146和腔室105的内侧壁105W之间。在一些实施例中，外部构件144沿第一方向D1与内部构件146偏移，以与内部构件146横向分离。在一些实施例中，外部构件144和内部构件146在第二方向D2上偏移，因此外部构件144可以可触及的方式暴露出至少一部分的内部构件146。第二方向D2可以是大致上垂直于第一方向D1。为了便于描述，并不旨在将本文公开的结构限制于任何特定取向，第一方向D1可被称为高度方向并且第二方向D2可被称为宽度方向。在一些实施例中，外部构件144实体地紧靠腔室105的内侧壁105W。作为另一种选择，外部构件144可与腔室105的内侧壁105W在空间上分开，并在其两者之间形成间隙。
在一些实施例中，外部构件144比内部构件146薄。举例来说，外部构件144的侧向尺寸LD1(例如宽度或厚度)大致上小于内部构件146的最大侧向尺寸(例如顶部宽度)LD2。在一些实施例中，外部构件144设置在基底构件142的外凸缘1421上，内部构件146设置在基底构件142的内凸缘1422上。举例来说，外凸缘1421的侧向尺寸(例如宽度或厚度)LD3大致上小于内凸缘1422的侧向尺寸LD4。在一些实施例中，外凸缘1421的侧向尺寸LD3大致上等于外部构件144的侧向尺寸LD1，所以外部构件144大致上与基底构件142对齐。作为另一种选择，外凸缘1421的侧向尺寸LD3大于外部构件144的侧向尺寸LD1。在一些实施例中，基底构件142的内凸缘1422的侧向尺寸LD4大于内部构件146的底部宽度LD5。作为另一种选择，底部宽度LD5和侧向尺寸LD3可大致上相等。
继续参照图1，外部构件144可被配置为将腔室105中的内侧壁105W与反应区域RA隔离以避免泄漏(例如等离子体泄漏)。在一些实施例中，内部构件146限制了反应区域RA。在一些实施例中，于等离子体处理期间，内部构件146是电性浮置的。在一些实施例中，内部构件146可被配置为用于限制排气泵浦通道，而外部构件144可被配置为用于形成泵浦通道的外壁。举例来说，真空泵(未示出)连接到泵浦通道以将废气从腔室105排出。在一些实施例中，真空泵还用于控制腔室105内的压力并根据需求而从腔室105中排出材料。
在一些实施例中，内部构件146是圆环结构。内部构件146可具有L形剖面，其中内部构件146的顶部宽度大于内部构件146的底部宽度。在一些实施例中，外部构件144可以是具有矩形剖面的圆环。但亦可适用其他形状，其具体取决于设计需求。在一些实施例中，内部构件146和外部构件144是由相同的材料制成的。举例来说、内部构件146和外部构件144是铝环。在一些实施例中，基底构件142由不同于内部构件146和外部构件144的材料制成。举例来说，基底构件142由陶瓷制成。基底构件142、内部构件146和外部构件144可由其他材料及/或不同形状制成，只要所述材料可承受工艺中涉及的化学物质和热能，并且形状可适当地屏蔽腔室主体即可。稍后将在以下附图中描述屏蔽结构140的更多细节。
图2是根据一些实施例的半导体设备的腔室的下部的示意性俯视图。举例来说，图2示出当腔室打开(例如释放腔室盖)时从顶部看的半导体设备10的视图。应注意的是，除非另有说明，否则在所有附图中将用相同的附图标记来表示相同的组件。
参照图2和图1，腔室105的内侧壁105W是环形形式以环绕屏蔽结构140。举例来说，设置在腔室105的内侧壁105W之内的基底构件142从俯视图来看是环状的。设置在基底构件142上的内部构件146和外部构件144可彼此不实体接触。外部构件144的顶部厚度LD1可小于内部构件146的顶部厚度LD2。举例来说，设置在基底构件142的外围上的外部构件144是一个环，其接近腔室105的内侧壁105W。如从俯视图所见，设置在基底构件142的内围上的内部构件146也可以是环形的。考虑到这两者在腔室105中的基底构件142上的位置，外部构件144可被视为外环，而内部构件146可被视为内环。
在一些实施例中，屏蔽结构140不与保护构件120和晶片固持件110物理接触。举例来说，间距C2在保护构件120和基底构件142之间。在一些实施例中，间距C2是具有环形形状的沟槽。在一些实施例中，晶片固持件110的承载表面110s是盘状的。从俯视图看，设置在晶片固持件110上的保护构件120可以是环形的。半导体晶片W可设置在晶片固持件110的承载表面110s上而不与保护构件120物理接触。举例来说，间距C1在半导体晶片W和保护构件120之间并形成具有环形形状的沟槽。
在一些实施例中，晶片固持件110配备了移动机制(如图3中标记的M1)以用于移动半导体晶片W。举例来说，移动机制包括多个顶针(lift pin)12，所述顶针12设置在晶片固持件110的承载表面110s的接收孔内。在一些实施例中，顶针12被配置为从传送机构(例如机械输送叶片；未示出)抬升起待处理的半导体晶片并将待处理的半导体晶片释放在晶片固持件110的承载表面110s上以进行处理。在一些实施例中，在处理结束时，顶针12被配置为将经处理的半导体晶片从处理位置下降到的传送机构。应当理解的是，顶针12是出于说明性目的而绘示的，而各种数量、形状和配置都在本公开的预期范围内。
图3是根据一些实施例的半导体设备的各种部件的示意性立体分解图。举例来说，屏蔽结构、保护构件、晶片固持件、移动机制是分别提供的并且这些部件可组装在腔室中。图4是根据一些实施例的屏蔽结构的外部构件的立体放大示意图，图5是根据一些实施例的屏蔽结构的内部构件的立体放大示意图，图6是根据一些实施例的屏蔽结构的基底构件的立体放大示意图，图7是根据一些实施例的保护构件的立体放大示意图，图8是根据一些实施例的晶片固持件和移动机制的立体放大示意图。应注意的是，除非另有说明，否则在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同的组件。
参照图3-6并参照图1-2，屏蔽结构140可包括基底构件142、外部构件144和内部构件146。在一些实施例中，基底构件142、外部构件144和内部构件146是环形的。在一些实施例中，基底构件142的最外周大致上等于外部构件144的外周。在一些实施例中，如图5所示，内部构件146包括侧壁146W和窗口WD1，所述侧壁146W定义内部空间146I和外部空间146O的侧壁146W，所述窗口WD1在侧壁146W上以沿内部构件146的径向方向RD1与内部空间146I和外部空间146O连通。侧壁146W可包括面向内部空间146I的内表面146IW、与内表面146IW相对的外表面146OW以及连接内部空间146I和外部空间146O的窗口WD1。窗口WD1可形成为用于传送半导体晶片的细长狭槽。
在一些实施例中，基底构件142具有窗口WD2，所述窗口WD2对应于内部构件146的窗口WD1。窗口WD2可具有与窗口WD1相似的形状和尺寸，以用于转移半导体晶片。举例来说，如图6所示，基底构件142包括侧壁142W和窗口WD2，所述侧壁142W定义内部空间142I和外部空间142O，所述窗口WD2在侧壁142W上以沿着基底构件142的径向方向RD2与内部空间142I和外部空间142O连通。侧壁142W可包括面向内部空间142I的内表面142IW、与内表面142IW相对的外表面142OW以及连接内部空间142I和外部空间142O的窗口WD2。举例来说，基底构件142的窗口WD2和内部构件146的窗口WD1对齐并相互连通，以作为晶片传送槽，使半导体晶片W穿过所述传送槽而传送进腔室105内/传送到腔室105外。
继续参照图1和图3-6，在一些实施例中，外部构件144具有无窗口的侧壁144W。举例来说，如图4所示，侧壁144W是封闭的侧壁，所述侧壁144W定义了内部空间144I和外部空间144O，并且内部空间144I和外部空间144O并不沿外部构件144的任何径向方向RD3相互连通。如图1的剖面图所示，外部构件144和内部构件146可在高度方向和宽度方向彼此相对偏移。组装在一起后，外部构件144可以可触及的方式暴露出内部构件146的窗口WD1和基底构件142的窗口WD2(如图12所示)。在一些实施例中，外部构件144设计为具有最佳尺寸，以配合腔室105的内侧壁105W和基底构件142之间的间隙。举例来说，外部构件144的厚度LD1在约2.5mm和约5mm的范围内。外部构件144可设计为具有最佳高度，以使在关闭盖子后，外部构件144不会干扰到腔室的盖子。举例来说，外部构件144的高度LH1的范围从约23.5mm到约28.0mm。应当理解的是，厚度和高度的这些值是作为示例并可根据腔室设计和工艺需求而不同。
在一些实施例中，通过将外部构件144配置为无窗口，可使外部构件144在处理过程中不会变形。已观察到的是，当外部构件在侧壁上设置窗口(例如观测窗口)时，颗粒或污染物可能会堆积在外部构件的窗口的框架上，这可能会导致污染腔室。此外，已观察到的是，当外部构件具有窗口时，外部构件发生变形并可能导致腔室壁成弧型。这可能会导致等离子体的放电条件发生变化，而产生高频反射波。腔室中的等离子体可能会变得不稳定而无法适当地执行预定的等离子体处理，这会对产量产生不利影响。在说明性的实施例中，外部构件144不具有窗口/狭槽，以避免处理过程中的变形，从而消除了外部构件变形所引起的腔室弧化的问题。外部构件144的高度可设计为防止外部构件144干扰腔室盖。外部构件144的厚度可足够厚，使清洗外部构件144时不会发生变形。外部构件144的圆度可在清洗前后大致上保持不变。
仍参照图3和参照图1和图7-8，保护构件120可以是环形形式。晶片固持件110可具有低于承载表面110s的边缘110e。举例来说，晶片固持件110包括外围凹槽，保护构件120设置在所述外围凹槽上，如图1所示。在一些实施例中，晶片固持件110的最外周可大致上等于保护构件120的外周。作为另一种选择，保护构件120的外周长大致上大于晶片固持件110的最外周。在一些实施例中，提供带(strap)ST以牢固地连接保护构件120和晶片固持件110。举例来说，在安装时，带ST设置接收凹槽ST’内，所述凹槽ST’在保护构件120和晶片固持件110的侧壁上。举例来说，保护构件120和晶片固持件110的凹槽ST’的组合轮廓和带ST的轮廓大致上互补。将结合图9描述更多细节。
继续参照图3并参照图1和图8，晶片固持件110可配备有用于移动半导体晶片W的移动机制M1。举例来说，移动机制M1的顶针12分布在晶片固持件110的承载表面110s上，并配置成执行往复运动以使半导体晶片W上升及下降。移动机制M1可包括环状板材14和管16，其被配置为在抬升半导体晶片W时支撑顶针12。须注意的是，移动机制M1可包含更多的组件(如驱动器、齿轮、轴、致动器等)或任何合适的手段来改变半导体晶片在腔室中的位置，而此处示出的移动机制M1仅用于说明目的。
图9是根据一些实施例示出使用带将保护构件贴合到晶片固持件的立体放大示意图。应注意的是，除非另有说明，否则在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同的组件。
参照图9并参照图3和图8，保护构件120设置在晶片固持件110上并围绕晶片固持件110的承载表面110s。间距C1可形成在保护构件120和晶片固持件110的承载表面110s之间。在一些实施例中，带ST设置在保护构件120和晶片固持件110的侧壁上的凹槽ST’中并牢固地附着在保护构件120和晶片固持件110上。举例来说，带ST以垂直的方式设置并从保护构件120的侧壁延伸到晶片固持件110的侧壁。带ST可使用任何合适的固定装置与保护构件120和晶片固持件110接合。举例来说，带ST由任何合适的导电材料制成。在一些实施例中，带ST被称为射频带(RF strap)。在一些实施例中，在操作过程中，带ST被配置为帮助将保护构件120保持在加热电位(heater potential)，并且保护构件120和晶片固持件110之间的电阻可保持在期望值或范围内。
图10-12是根据一些实施例示出将屏蔽结构放置在腔室中的各种阶段的立体局部示意图。应注意的是，除非另有说明，否则在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同的组件。
参照图10和图3，基底构件142可设置在腔室105中。在一些实施例中，保护构件120在放置基底构件142之前便安装在晶片固持件110上。在一些实施例中，基底构件142的窗口WD2与腔室105的传送端口(未标记)对齐，以用于将半导体晶片传送进/出腔室105。在一些实施例，基底构件142的窗口WD2也可对应于晶片固持件110的承载表面110s，以用于将半导体晶片放在晶片固持件110的承载表面110s上。
参照图11和图3，随后，内部构件146可放置在基底构件142上。举例来说，内部构件146与基底构件142的内周卡合。在一些实施例中，内部构件146的窗口WD1与基底构件142的窗口WD2对齐。窗口(WD1和WD2)可在腔室105和外部环境之间形成传送通道，以用于将半导体晶片传入/传出腔室105。
参考图12和图3，在放置内部构件146之后，外部构件144可设置在基底构件142上。作为另一种选择，可改变放置内部构件146和放置外部构件144的顺序。举例来说，在放置内部构件146之前，先放置外部构件144。在一些实施例中，外部构件144与基底构件142的外周卡合，而不会阻挡由窗口(WD1和WD2)形成的传送通道。举例来说，传送通道位于外部构件144下方。以此方式，外部构件144不会干扰半导体晶片的传送。
图13是根据一些实施例示出组装后的半导体设备的腔室的立体示意图。应注意的是，图13中的半导体设备是以简化的方式绘示的。除非另有说明，否则在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同的组件。
参照图13和图1，提供了包括腔室盖106和腔室主体105的半导体设备10。腔室盖106可枢转地耦接到腔室主体105。在一些实施例中，喷头装在腔室盖106上，并且晶片固持件110、保护构件120和屏蔽结构140组装在腔室主体105上。腔室盖106和腔室主体105可由诸如钢、不锈钢、镍、铝、其合金、其组合、或对各种处理材料呈惰性的任何合适的材料制成。举例来说，在腔室盖106放下时，设置在腔室盖106上的密封构件1061与腔室主体105接触，而形成密闭空间。在一些实施例中，密封构件1061是O形圈或其他密封部件或可压缩部件，其与腔室主体105接触以充分形成气密密封。但密封构件1061可用任何合适的装置代替，使腔室盖覆盖腔室主体时可形成密封空间。
根据一些实施例，用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备包括腔室、晶片固持件和屏蔽结构。腔室包括反应区域，晶片固持件设置在所述腔室中以固持所述半导体晶片，反应区域在半导体晶片之上。屏蔽结构设置在所述腔室中并将所述腔室的内侧壁与所述反应区域隔离。屏蔽结构包括基底构件、第一构件和第二构件。基底构件设置在所述腔室的所述内侧壁和所述晶片固持件之间。第一构件设置在所述基底构件上且不具窗口。第二构件设置在所述基底构件上且在所述第一构件内，第二构件包括具有第一窗口的侧壁以传送所述半导体晶片。
在一些实施例中，所述基底构件包括具有第二窗口的侧壁，并且所述第二构件的所述第一窗口与所述基底构件的所述第二窗口连通以传送所述半导体晶片。在一些实施例中，所述第一构件和所述第二构件为环形。在一些实施例中，所述第一构件和所述第二构件彼此在高度方向上偏移，并且所述第二构件的所述第一窗口被所述第一构件以可触及的方式暴露出来。在一些实施例中，所述第一构件的厚度小于所述第二构件的厚度。在一些实施例中，所述屏蔽结构安装在所述腔室上并与所述晶片固持件在空间上分隔开。在一些实施例中，所述基底构件包括内凸缘和外凸缘，所述第一构件设置在所述外凸缘上，所述第二构件设置在所述内凸缘上。在一些实施例中，所述外凸缘包括宽度，所述宽度小于所述内凸缘的宽度。在一些实施例中，用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备还包括保护构件，保护构件设置在所述晶片固持件外围并围绕所述晶片固持件的承载表面，所述半导体晶片设置在所述承载表面上。在一些实施例中，用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备还包括喷头，喷头设置在所述晶片固持件之上以在所述反应区域中产生等离子体，其中所述晶片固持件包括加热器以加热放置在其上的所述半导体晶片。
根据一些实施例，用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备包括腔室和设置在所述腔室中的屏蔽结构。腔室包括在所述半导体晶片之上的反应区域，而屏蔽结构将所述腔室的内侧壁与所述反应区域隔离。屏蔽结构包括基底构件、内环和外环。基底构件包括具有第一窗口的侧壁，所述基底构件的所述侧壁围绕所述腔室的所述内侧壁设置。内环设置在所述基底构件上并包括具有第二窗口的侧壁，所述基底构件的所述第一窗口与所述内环的所述第二窗口连通以传送所述半导体晶片。外环设置在所述基底构件上并设置在所述腔室的所述内侧壁和所述内环之间，所述外环包括不具窗口的封闭侧壁。
在一些实施例中，所述外环和所述内环在高度方向上相互偏移，并且所述内环的所述第二窗口被所述外环以可触及的方式暴露出来。在一些实施例中，所述外环比所述内环薄。在一些实施例中，所述基底构件包括内凸缘和外凸缘，所述外环设置在所述外凸缘上，并且所述内环设置在所述内凸缘上。在一些实施例中，用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备还包括晶片固持件，晶片固持件设置在所述腔室中并承载所述半导体晶片，所述晶片固持件包括加热机制，并且所述屏蔽结构与所述晶片固持件在空间上分隔开。在一些实施例中，用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备还包括保护构件，保护构件设置在所述晶片固持件的外围，所述保护构件与所述晶片固持件的承载表面在空间上分隔开，所述半导体晶片设置在所述承载表面上。
根据一些实施例，用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备包括腔室、晶片固持件和屏蔽结构。腔室包括在所述半导体晶片上方的反应区域，晶片固持件设置在所述腔室中并包括承载表面，所述半导体晶片设置在所述承载表面上。屏蔽结构设置在所述腔室中并设置在所述腔室的内侧壁和所述晶片固持件之间。屏蔽结构包括内环和外环。内环包括和第一窗口并定义了第一内部空间和第一外部空间，所述第一窗口在所述内环的径向方向上连通所述第一外部空间和所述第一内部空间。外环设置在所述腔室的所述内侧壁和所述的内环之间，所述外环定义了第二内部空间和第二外部空间，并且所述外环包括封闭侧壁，所述封闭侧壁在所述外环的径向方向上阻挡所述第二内部空间与所述第二外部空间。
在一些实施例中，屏蔽结构还包括基底构件，基底构件设置在所述晶片固持件和所述腔室的所述内侧壁之间，所述内环是设置在所述基底构件内围上，并且所述外环设置在所述基底构件外围上。在一些实施例中，所述基底构件包括与所述内环的所述第一窗口连通的第二窗口。在一些实施例中，所述内环和所述外环彼此在高度方向和宽度方向上相对偏移。
以上概述了若干实施例的特征，以使所属领域中的技术人员可更好地理解本公开的各个方面。所属领域中的技术人员应理解，他们可容易地使用本公开作为设计或修改其他工艺及结构的基础来施行与本文中所介绍的实施例相同的目的和/或实现与本文中所介绍的实施例相同的优点。所属领域中的技术人员还应认识到，这些等效构造并不背离本公开的精神及范围，而且他们可在不背离本公开的精神及范围的条件下在本文中作出各种改变、代替及变更。
[符号的说明]
10：半导体设备；
12：顶针；
14：环状板材；
16：管；
105：腔室、腔室主体；
105W：内侧壁；
106：腔室盖；
110：晶片固持件；
110e：边缘；
110s：承载表面；
112：加热机制；
120：保护构件；
130：喷头；
140：屏蔽结构；
142：基底构件；
142I、144I、146I：内部空间；
142IW、146IW：内表面；
142O、144O、146O：外部空间；
142OW、146OW：外表面；
142W、144W、146W：侧壁；
144：外部构件；
146：内部构件；
1061：密封构件；
1421：外凸缘；
1422：内凸缘；
C1、C2：间距；
D1：第一方向；
D2：第二方向；
GS：气体来源；
LD1、LD3：侧向尺寸、厚度；
LD2：最大侧向尺寸、顶部厚度；
LD5：底部宽度；
LH1：高度；
M1：移动机制；
RA：反应区域；
RD1、RD2、RD3：径向方向；
ST：带；
ST’：凹槽；
W：半导体晶片；
W1：基底层；
W2：沉积层；
WD1、WD2：窗口。

Claims (10)

1.一种用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备，包括：
腔室，包括反应区域；
晶片固持件，设置在所述腔室中以固持所述半导体晶片，所述反应区域在所述半导体晶片之上；以及
屏蔽结构，设置在所述腔室中并将所述腔室的内侧壁与所述反应区域隔离，所述屏蔽结构包括：
基底构件，设置在所述腔室的所述内侧壁和所述晶片固持件之间；
第一构件，设置在所述基底构件上且不具窗口；以及
第二构件，设置在所述基底构件上且在所述第一构件内，所述第二构件包括具有第一窗口的侧壁以传送所述半导体晶片。
2.根据权利要求1所述用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备，其中所述基底构件包括具有第二窗口的侧壁，并且所述第二构件的所述第一窗口与所述基底构件的所述第二窗口连通以传送所述半导体晶片。
3.根据权利要求1所述用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备，其中所述第一构件和所述第二构件彼此在高度方向上偏移，并且所述第二构件的所述第一窗口被所述第一构件以可触及的方式暴露出来。
4.根据权利要求1所述用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备，其中所述第一构件的厚度小于所述第二构件的厚度。
5.根据权利要求1所述用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备，其中所述基底构件包括内凸缘和外凸缘，所述第一构件设置在所述外凸缘上，所述第二构件设置在所述内凸缘上。
6.根据权利要求1的所述用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备，还包括：
保护构件，设置在所述晶片固持件外围并围绕所述晶片固持件的承载表面，所述半导体晶片设置在所述承载表面上。
7.一种用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备，包括：
腔室，包括在所述半导体晶片之上的反应区域；以及
屏蔽结构，设置在所述腔室中并将所述腔室的内侧壁与所述反应区域隔离，所述屏蔽结构包括：
基底构件，包括具有第一窗口的侧壁，所述基底构件的所述侧壁围绕所述腔室的所述内侧壁设置；
内环，设置在所述基底构件上并包括具有第二窗口的侧壁，所述基底构件的所述第一窗口与所述内环的所述第二窗口连通以传送所述半导体晶片；以及
外环，设置在所述基底构件上并设置在所述腔室的所述内侧壁和所述内环之间，所述外环包括不具窗口的封闭侧壁。
8.根据权利要求7所述用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备，还包括：
晶片固持件，设置在所述腔室中并承载所述半导体晶片，所述晶片固持件包括加热机制，并且所述屏蔽结构与所述晶片固持件在空间上分隔开。
9.一种用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备，包括：
腔室，包括在所述半导体晶片上方的反应区域；
晶片固持件，设置在所述腔室中并包括承载表面，所述半导体晶片设置在所述承载表面上；以及
屏蔽结构，设置在所述腔室中并设置在所述腔室的内侧壁和所述晶片固持件之间，所述屏蔽结构包括：
内环，包括和第一窗口并定义了第一内部空间和第一外部空间，所述第一窗口在所述内环的径向方向上连通所述第一外部空间和所述第一内部空间；以及
外环，设置在所述腔室的所述内侧壁和所述的内环之间，所述外环定义了第二内部空间和第二外部空间，并且所述外环包括封闭侧壁，所述封闭侧壁在所述外环的径向方向上阻挡所述第二内部空间与所述第二外部空间。
10.根据权利要求9所述用于在半导体晶片上执行沉积工艺的设备，其中所述内环和所述外环彼此在高度方向和宽度方向上相对偏移。
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US5846332A (en) * 1996-07-12 1998-12-08 Applied Materials, Inc. Thermally floating pedestal collar in a chemical vapor deposition chamber
US6079356A (en) * 1997-12-02 2000-06-27 Applied Materials, Inc. Reactor optimized for chemical vapor deposition of titanium
US6074514A (en) * 1998-02-09 2000-06-13 Applied Materials, Inc. High selectivity etch using an external plasma discharge
US6827815B2 (en) * 2002-01-15 2004-12-07 Applied Materials, Inc. Showerhead assembly for a processing chamber

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