CN116057663A - 具有边缘流动控制的面板 - Google Patents

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Abstract

示例性的半导体处理腔室可包括气体箱。腔室可包括基板支撑件。腔室可包括定位在气体箱和基板支撑件之间的阻挡板。阻挡板可界定穿过板的多个孔口。腔室可包括位于阻挡板和基板支撑件之间的面板。面板的特征可在于面向阻挡板的第一表面和与第一表面相对的第二表面。面板的第二表面和基板支撑件可至少部分地在半导体处理腔室内界定处理区域。面板的特征可在于中心轴线，并且面板可界定穿过面板的多个孔口。面板可界定围绕多个孔口且径向向外延伸的多个凹陷。多个凹陷中的每个凹陷可从面板的第二表面延伸到比面板的厚度要小的深度。

Description

具有边缘流动控制的面板
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年4月23日提交的标题为“FACEPLATE WITH EDGE FLOWCONTROL(具有边缘流动控制的面板)”的美国专利申请第16/856,878号的权益和优先权，此美国专利申请通过引用以其全文的方式而合并在本文中。
技术领域
本技术涉及用于半导体制造的部件和设备。更具体地，本技术涉及处理腔室分配部件和其他半导体处理装备。
背景技术
通过在基板表面上产生复杂图案化的材料层的工艺使得集成电路成为可能。在基板上产生图案化材料需要用于形成和移除材料的受控方法。腔室部件通常将处理气体输送到基板，以用于沉积膜或移除材料。为了促进对称性和均匀性，许多腔室部件可包括特征(诸如孔口)的规则图案，用于以可增加均匀性的方式提供材料。然而，这可能会限制用以微调晶片上调整的配方的能力。
因此，存在有可用以生产高品质装置和结构的改进的系统和方法的需求。这些和其他需求通过本技术解决。
发明内容
示例性的半导体处理腔室可包括气体箱。腔室可包括基板支撑件。腔室可包括定位在气体箱和基板支撑件之间的阻挡板。阻挡板可界定穿过板的多个孔口。腔室可包括定位在阻挡板和基板支撑件之间的面板。面板的特征可在于面向阻挡板的第一表面和与第一表面相对的第二表面。面板的第二表面和基板支撑件可至少部分地在半导体处理腔室内界定处理区域。面板的特征可在于中心轴线，并且面板可界定穿过面板的多个孔口。面板可界定围绕多个孔口且径向向外延伸的多个凹陷。多个凹陷中的每个凹陷可从面板的第二表面延伸到比面板的厚度要小的深度。
在一些实施例中，面板在多个孔口的径向向外延伸的环形区域中跨面板的第一表面可为基本上平面的。腔室可包括电源，电源配置为在半导体处理腔室的处理区域内撞击等离子体。多个孔口中的每个孔口可包括孔口轮廓，孔口轮廓的特征在于从面板的第一表面部分地延伸穿过面板的第一区段。孔口的特征可进一步在于从部分地穿过面板的位置延伸到面板的第二表面的第二区段。第一区段的特征可在于基本圆柱形的轮廓。第二区段可包括圆锥形或埋头形轮廓。多个凹陷中的每个凹陷的特征可在于与多个孔口中的每个孔口的孔口轮廓的第二区段相似的轮廓。多个凹陷中的每个凹陷可从面板的第二表面延伸小于穿过面板的厚度的一半。
本技术的一些实施例可涵盖半导体处理腔室面板。面板可包括第一表面和与第一表面相对的第二表面。面板的特征可在于延伸穿过第一表面和第二表面的中心轴线。面板可界定穿过面板的多个孔口。面板可界定围绕多个孔口且径向向外延伸的多个凹陷。多个凹陷中的每个凹陷可从面板的第二表面延伸到比面板的厚度要小的深度。
在一些实施例中，多个凹陷可作为从中心轴线向外延伸的一组环而分布。根据以下等式，所述一组环的第一子集的特征可在于每个对应环内的孔口的数量为：XR，其中X为孔口的基准数量，并且R为对应的环的数量。根据以下等式，所述一组环的第一子集径向内侧的所述一组环的第二子集的特征可在于环内的孔口的数量：(XR)+N，其中N是额外的孔口的数量。根据以下等式，所述一组环的第一子集的径向外侧的所述一组环的第三子集的特征可在环内的孔口的数量为：(XR)–N，其中N是额外的孔口的数量。多个孔口中的每个孔口可从面板的第一表面延伸到面板的第二表面。每个孔口的轮廓可包括从面板的第二表面延伸的锥形物。锥形物可延伸到穿过面板的深度的一半深度。每个孔口的轮廓可从锥形物过渡至扼流器。每个孔口的轮廓可从扼流器过渡至延伸到面板的第一表面的基本圆柱形的轮廓。多个凹陷中的每个凹陷的特征可在于与多个孔口中的每个孔口的轮廓的锥形物相同的轮廓。多个凹陷中的每个凹陷的轮廓可过渡至延伸到小于面板的厚度的位置的基本圆柱形的轮廓。可阻挡多个凹陷中的每个凹陷，以避免在面板的第一表面处提供通过面板的流体通路。多个凹陷中的每个凹陷可从面板的第二表面延伸穿过小于面板的厚度的一半。
本技术的一些实施例可涵盖半导体处理的方法。方法可包括使前驱物流入处理腔室中。处理腔室可包括面板和基板设置在其上的基板支撑件。处理腔室的处理区域可至少部分地界定在面板和基板支撑件之间。面板可界定前驱物流过的多个孔口。面板可界定围绕多个孔口且径向向外延伸的多个凹陷。多个凹陷中的每个凹陷可从面板的面向基板支撑件的表面延伸到比面板的厚度要小的深度。方法可包括在处理腔室的处理区域内产生前驱物的等离子体。方法可包括在基板上沉积材料。在一些实施例中，所沉积的材料的特征可在于靠近基板的边缘的厚度比靠近基板的中心的厚度大5％以下。多个凹陷中的每个凹陷的特征可在于圆锥形或埋头形轮廓。
与常规系统和技术相比，这样的技术可提供许多好处。例如，本技术的实施例可允许在基板的边缘区域处的受控沉积。另外，部件可维持边缘区域等离子体的产生，以减少对等离子体密度和分布的影响。结合以下描述和附加的附图更详细地描述了这些和其他实施例以及它们的许多优点和特征。
附图说明
通过参考说明书的其余部分和附图，可实现对所公开的技术的本质和优点的进一步理解。
图1示出了根据本技术的一些实施例的示例性处理系统的顶部平面图。
图2示出了根据本技术的一些实施例的示例性等离子体系统的示意性横截面图。
图3示出了根据本技术的一些实施例的示例性面板的示意性局部横截面图。
图4A示出了根据本技术的一些实施例的示例性面板的示意性底部平面图。
图4B示出了根据本技术的一些实施例的示例性面板的示意性顶部平面图。
图5示出了显示根据本技术的一些实施例的用于面板的孔口分布的图表。
图6示出了根据本技术的一些实施例的半导体处理的示例性方法的操作。
包括几个附图作为示意图。应当理解附图仅用于说明目的，并且除非特别说明是按比例绘制的，否则不应视为按比例绘制的。另外，作为示意图，提供了附图以帮助理解，并且与现实的表示相比，附图可能不包括所有方面或信息，并且出于说明目的，附图可能包括夸大的材料。
在附图中，相似的部件和/或特征可具有相同的参考标号。此外，相同类型的各种部件可通过在参考标号后面加上一个在相似部件之间进行区分的字母来进行区分。若在说明书中仅使用第一参考标号，则描述适用于具有相同的第一参考标号的任何类似部件，而与字母无关。
具体实施方式
等离子体增强的沉积工艺可以能量化一种或多种成分前驱物，以促进在基板上的膜形成。可生产任何数量的材料膜来开发半导体结构，包括导电膜和介电膜，以及有助于传送和移除材料的膜。例如，可形成硬掩模膜以促进基板的图案化，同时保护待维持的下面材料。在许多处理腔室中，许多前驱物可在气体面板中混合并输送到腔室的处理区域，基板可设置在处理区域处。前驱物可通过腔室内的一种或多种部件来分配，这可产生径向或横向的输送分配，以在基板表面处提供增加的形成或移除。
随着装置特征的尺寸的减小，可能减小整个基板表面上的公差，并且整个膜的材料性质差异可能影响装置的实现和均匀性。许多腔室都包括特征性的处理标志，这可能会在整个基板上产生不均匀性。温差、流动图案均匀性和其他处理的方面可能会影响基板上的膜，从而在用于产生或移除材料时在整个基板上会产生膜均匀性差异。例如，一个或多个装置可包括在处理腔室内，用于在处理腔室内输送和分配前驱物。阻挡板可包括在腔室中以在前驱物流中提供扼流器，这会增加在阻挡板处的停留时间以及前驱物的横向或径向分配。面板可进一步改善输送到处理区域中的均匀性，这可改善沉积或蚀刻。
在沉积工艺的一些非限制性示例中，前驱物流率可能会影响基于被形成的膜的操作。例如，尽管一些工艺实际上可通过增加一些前驱物流量来降低沉积速率，然而其他工艺可能在较宽的范围内随着前驱物流量的增加而成比例地增加沉积速率。因此，为了增加产量，一些沉积工艺的特征可在于前驱物输送速率大于或约5L/分钟、大于或约7L/分钟、大于或约10L/分钟或更大。为了适应这些增加的速率，一些阻挡板设计的特征可在于增加的传导，诸如通过增加孔口的数量或尺寸，这可促进清洁操作并允许增加的前驱物输送速率。然而，这可能影响板的阻挡功能，并且取决于腔室入口，可能(诸如增加中心输送)增加前驱物输送。这种流动轮廓可继续穿过面板并进入处理区域中，这可导致在基板的中心区域中的沉积增加，这可能发展成中心峰值沉积轮廓。在一些其他工艺中，沉积的边缘区域可更厚，并且调节阻挡板传导以改进中心流动可通过增加中心沉积来促进这种沉积图案的改进。
本技术克服了在这些较高的输送速率工艺以及可能产生边缘峰形成的任何其他工艺期间的这些挑战。通过利用可改变通过处理腔室的流动路径的一个或多个腔室部件，可提供对膜形成的增强控制。因此，本技术可产生改善的膜沉积，其特征在于跨基板的表面的改善均匀性。
尽管其余公开内容将常规地利用所公开的技术来标识具体的沉积工艺，然而将容易理解，系统和方法同样适用于其他沉积和清洁腔室以及所述腔室中可能发生的工艺。因此，所述技术不应被视为仅限于与这些特定的沉积工艺或仅与腔室一起使用的技术。在描述根据本技术的实施例的对这个系统的另外的变化和调整之前，本公开内容将讨论可包括根据本技术的实施例的盖堆叠组件的一种可能的系统和腔室。
图1示出了根据本技术的实施例的沉积、蚀刻、烘烤和固化腔室的处理系统100的一个实施例的顶部平面图。在附图中，一对前开式标准舱102供应各种尺寸的基板，基板在放置到定位在串联区段109a-c中的基板处理腔室108a-f的一个中之前，由机械臂104接收并放置在低压保持区域106中。第二机械臂110可用以将基板晶片从保持区域106输送到基板处理腔室108a-f并返回。每个基板处理腔室108a-f可装配成执行许多基板处理操作，除了等离子体增强的化学气相沉积、原子层沉积、物理气相沉积、蚀刻、预清洁、除气、定向和其他基板工艺(包括退火、灰化等)之外，还包括形成于此所述的半导体材料的堆叠。
基板处理腔室108a-f可包括用于在基板上沉积、退火、固化和/或蚀刻介电质或其他膜的一个或多个系统部件。在一种配置中，可使用两对处理腔室(例如，108c-d和108e-f)以在基板上沉积介电材料，并且可使用第三对处理腔室(例如，108a-b)以蚀刻沉积的介电质。在另一种配置中，所有三对腔室(例如，108a-f)可配置为在基板上沉积交替的介电膜的堆叠。所描述的工艺中的任一个或多个可在与不同实施例中所示的制造系统分开的腔室中实施。应当理解，系统100可构想用于介电膜的沉积、蚀刻、退火和固化腔室的其他配置。
图2示出了根据本技术的一些实施例的示例性等离子体系统200的示意性横截面图。等离子体系统200可示出一对处理腔室108，一对处理腔室108可装配在上述串联区段109的一个或多个中，并且可包括如以下进一步描述的根据本技术的实施例的面板或其他部件或组件。等离子体系统200通常可包括腔室主体202，腔室主体202具有界定一对处理区域220A和220B的侧壁212、底壁216和内侧壁201。处理区域220A-220B中的每一个可类似地配置，并且可包括相同的部件。
例如，处理区域220B(处理区域220B的部件也可被包括在处理区域220A中)可包括通过形成在等离子体系统200的底壁216中的通道222而设置在处理区域中的基座228。基座228可提供加热器，加热器适以将基板229支撑在基座的暴露表面(诸如，主体部分)上。基座228可包括加热元件232(例如电阻加热元件)，加热元件232可在期望的工艺温度下加热并控制基板温度。基座228也可由远程加热元件(诸如灯组件)或任何其他加热装置加热。
基座228的主体可通过凸缘233耦接至杆226。杆226可将基座228与功率插座或功率箱203电耦合。功率箱203可包括控制在处理区域220B内的基座228的高度和运动的驱动系统。杆226还可包括用以向基座228提供电功率的电功率界面。功率箱203还可包括用于电功率和温度指示器的界面，诸如热电偶界面。杆226可包括适以与功率箱203可拆卸地耦接的底座组件238。在功率箱203上方示出了周向环235。在一些实施例中，周向环235可为适于用作机械止动件或平台的肩部，其配置为在底座组件238和功率箱203的上表面之间提供机械界面。
可通过形成在处理区域220B的底壁216中的通道224而包括棒230，并且棒230可用以定位穿过基座228的主体而设置的基板升降杆261。基板升降杆261可选择性地将基板229与基座间隔开，以利于利用机器人进行基板229的交换，机器人用于通过基板传送端口260将基板229传送到处理区域220B中和从处理区域220B移出。
腔室盖204可与腔室主体202的顶部部分耦接。盖204可容纳与盖204耦接的一个或多个前驱物分配系统208。前驱物分配系统208可包括前驱物入口通道240，前驱物入口通道240可将反应物和清洁前驱物通过气体输送组件218输送到处理区域220B中。气体输送组件218可包括具有在面板246中间设置的阻挡板244的气体箱248。射频(“RF”)源265可与气体输送组件218耦合，射频源265可为气体输送组件218提供功率，以促进在气体输送组件218的面板246与基座228之间产生等离子体区域，等离子体区域可为腔室的处理区域。在一些实施例中，RF源可与腔室主体202的其他部分(诸如基座228)耦合，以促进等离子体的产生。介电隔离器258可设置在盖204和气体输送组件218之间，以防止向盖204传导RF功率。阴影环206可设置在与基座228接合的基座228的周边上。
任选的冷却通道247可形成在气体分配系统208的气体箱248中，以在操作期间冷却气体箱248。热传送流体(诸如水、乙二醇、气体等)可循环通过冷却通道247，使得气体箱248可维持在预定温度下。衬套组件227可紧邻腔室主体202的侧壁201、212设置在处理区域220B内，以防止侧壁201、212暴露于处理区域220B内的处理环境。衬套组件227可包括周向泵送腔225，周向泵送腔225可耦接至泵送系统264，泵送系统264配置成从处理区域220B排出气体和副产物并且控制处理区域220B内的压力。多个排气端口231可形成在衬套组件227上。排气端口231可配置为允许气体以促进系统200内的处理的方式从处理区域220B流到周向泵送腔225。
图3示出了根据本技术的一些实施例的示例性面板300的示意性局部横截面图。图3可示出与系统200中的部件(诸如用于面板246)有关的进一步的细节。面板300应理解为包括先前在一些实施例中讨论的系统200的任何特征或方面。面板300可用以执行半导体处理操作，包括如上所述的硬掩模材料的沉积，以及其他沉积、移除和清洁操作。面板300可示出可结合在半导体处理系统中的面板的局部视图，并且可示出跨面板的中心的视图，面板在其他情况下可具有任何尺寸，并且包括任何数量的孔口。尽管示出了具有横向或径向向外延伸的多个孔口，然而应当理解，附图仅包括用于实施例的说明，并且不被视为是按比例的。例如，示例性面板的特征可在于沿着中心直径的大于或约20个孔口和/或凹陷的多个孔口，如将在下面进一步描述的，并且其特征可在于大于或约25个孔口、大于或约30个孔口、大于或约35个孔口、大于或约40个孔口、大于或约45个孔口、大于或约50个孔口或更多。
如所指出的，面板300可包括在任何数量的处理腔室中，包括上述的系统200。面板300可包括(诸如与气体箱和阻挡板一起)作为气体入口组件的一部分。例如，气体箱可界定或提供进入处理腔室中的通道。基板支撑件可包括在腔室内，并且可配置为支撑基板以进行处理。阻挡板可包括在气体箱与基板支撑件之间的腔室中。阻挡板可包括或界定穿过板的多个孔口。在一些实施例中，阻挡板的特征可在于增加的中心传导。例如，在一些实施例中，邻近或围绕阻挡板的中心区域延伸的孔口的子集的特征可在于孔口直径大于在中心区域径向外侧的孔口。在一些实施例中，这可增加中心流传导。部件可包括先前针对类似部件所描述的任何特征，以及由本技术类似地涵盖的各种其他修改。
如前所述，面板300可位于阻挡板和基板支撑件之间的腔室内。面板300的特征可在于第一表面305和可与第一表面相对的第二表面310。在一些实施例中，第一表面305可面向阻挡板、气体箱或进入处理腔室中的气体入口。第二表面310可定位成面对处理腔室的处理区域内的基板支撑件或基板。例如，在一些实施例中，面板的第二表面310和基板支撑件可至少部分地在腔室内界定处理区域。面板300的特征可在于中心轴线315，中心轴线315可垂直延伸穿过面板的中点，并且可与穿过处理腔室的中心轴线同轴。
面板300可界定多个孔口320，多个孔口320穿过所述面板而界定并且从第一表面延伸穿过第二表面。每个孔口320可提供穿过面板的流体路径，并且孔口可提供到腔室的处理区域的流体通路。取决于面板的尺寸和孔口的尺寸，面板300可界定穿过板的任何数量的孔口，诸如大于或约1000个孔口、大于或约2000个孔口、大于或约3000个孔口、大于或约4000个孔口、大于或约5000个孔口、大于或约6000个孔口或更多。如上所述，孔口可包括在从中心轴线向外延伸的一组环中，并且可包括如前所述的任何数量的环。环的特征可在于多种形状，包括圆形或椭圆形，以及任何其他几何图案，诸如矩形、六边形或可包括分布在径向向外的多个环中的孔口的任何其他几何图案。孔口可具有均匀的或交错的间隔，并且可从中心到中心以小于或约10mm的距离间隔开。孔口还可以小于或约9mm、小于或约8mm、小于或约7mm、小于或约6mm、小于或约5mm、小于或约4mm、小于或约3mm或更小的距离间隔开。
环的特征可在于如上所述的任何几何形状，并且在一些实施例中，孔口的特征可在于每个环的孔口的缩放函数。例如，在一些实施例中，第一孔口可延伸穿过面板的中心，诸如沿着所示的中心轴线。第一环的孔口可围绕中心孔口延伸，并且可包括任意数量的孔口，诸如在约个4至约10个孔口之间，其可围绕延伸通过每个孔口的中心的几何形状均匀地间隔开。任何数量的额外环的孔口可从第一环径向向外延伸，并且可包括可为第一环中的孔口的数量的函数的多个孔口。例如，每个连续环中的孔口的数量的特征可在于根据等式XR的每个相应环内的孔口的数量，其中X是孔口的基准数量，而R是对应的环的数量。孔口的基准数量可为第一环内的孔口的数量，并且在一些实施例中可为一些其他数量，如将在下面进一步描述的，其中第一环具有增加数目的孔口。例如，对于具有5个孔口分布在第一环周围的示例性面板而言，其中5是孔口的基准数量，第二环的特征可在于10个孔口((5)x(2))，第三环的特征可在于15个孔口((5)x(3))，而第二十环的特征可在于100个孔口((5)x(20))。对于如前所述的任何数量的环的孔口而言，这可继续进行(诸如直至大于或约50个环)。在一些实施例中，整个面板上的多个孔口中的每个孔口的特征可在于孔口轮廓，孔口轮廓在本技术的实施例中可相同或不同。
孔口可包括任何轮廓或具有不同轮廓的多个区段，诸如所示者。在一些实施例中，面板可具有至少两个区段，至少3个区段、至少4个区段、至少5个区段或更多，从而界定穿过孔口的不同轮廓。在所示的一个非限制性示例中，多个孔口中的每个孔口可包含包括至少三个区段的孔口轮廓。例如，第一区段322可从面板的第一表面305延伸，并且可部分地延伸穿过面板。在一些实施例中，第一区段322可延伸在第一表面305和第二表面310之间的面板的厚度穿过至少约一半或大于一半。第一区段322的特征可在于如图所示的基本圆柱形的轮廓。所谓“基本上”是指轮廓的特征可在于圆柱形轮廓，但是可考虑加工公差和零件变化以及一定的误差范围。
第一区段322可过渡到任选的第二区段324，第二区段324可用作面板的扼流器，并且可增加流量的分布或均匀性。如图所示，区段可包括从第一区段322到更窄直径的锥形物。区段可接着外扩到第三区段326。第三区段326可从部分地穿过面板的位置延伸到第二表面310。第三区段326可(例如)延伸穿过小于面板的厚度的一半，或者可延伸直到或约穿过面板的一半。在一些实施例中，第三区段326的特征可在于来自第二表面的锥形轮廓，并且当被包括时，第三区段326可延伸以包括与来自第二区段324的外扩相交的圆柱形部分。在一些实施例中，第三区段326的特征可在于圆锥形轮廓，或者除其他锥形轮廓以外，第三区段326的特征可在于埋头形轮廓。
例如，沿着中心轴线(诸如与中心轴线同心)，可界定中心孔口330，多个环的孔口可如前所述围绕中心孔口330延伸。另外，在多个孔口的径向外侧并围绕多个孔口延伸者可为多个凹陷335。在一些实施例中，多个凹陷335中的每个凹陷可为阻挡孔或盲孔，其可不提供通过面板的流体通路。凹陷335可从面板的第二表面延伸到比面板的厚度要小的深度。例如，多个凹陷中的每个凹陷的特征可在于与多个孔口中的每个孔口的第三区段相似或相同的轮廓。每个凹陷可从面板的第二表面延伸小于面板的厚度的一半。每个凹陷的特征可在于从第二表面到圆柱形部分的锥形物，圆柱形部分延伸到阻挡部分或通过面板部分地终止。面板的第一表面305可在环形区域中在多个孔口的径向外侧延伸的整个第一表面上基本上是平面的，诸如跨在凹陷在其他情况下将延伸通到第一表面的区域。例如，对于从面板的第一表面围绕径向最外侧环形区段的任何孔口而言，可不包括圆柱部分。
图4A示出了根据本技术的一些实施例的示例性面板的示意性底部平面图，并且可(例如)(诸如沿着第二表面310)示出面板300的示意图。如图所示，面板300可包括多个孔口320，多个孔口320可分布在沿着面板径向向外延伸的一组环中。例如，从中心孔口330开始，包括8个孔口的第一环的孔口围绕中心孔口延伸。外侧的下一环(诸如第二环)可包括围绕第一环延伸的16个孔口。对于如前所述的任何数量的环而言，这可遵循如前所述的模式。应当理解，附图仅仅是出于说明的目的，并且所涵盖的面板的特征可在于如前所述的数百个或数千个孔口，并且例如可配置为具有任何基准数量的孔口。例如，沿着第二表面310，孔口320可示出第三区段326。除了在凹陷335可位于其中的面板的外部区段处之外，所有的孔口都可示出延伸通过面板的通道。凹陷可能表现为盲孔或被阻挡，因为凹陷335可能不允许流体通过面板。尽管仅示出了一组凹陷335，然而凹陷335可包括与向外延伸的孔口的环类似的图案。例如，凹陷335可如孔口的环一样定位，孔口的环位于可定位在处理腔室内的基板的外半径之外。
例如，基板的特征可在于任何尺寸，诸如矩形或椭圆形。对于特征在于300mm直径的圆形基板而言，基板的半径可为150mm。在面板上，在本技术的一些实施例中，可将包括在距中心轴线超过150mm的孔口切换成凹陷。应当理解，也可对任何其他尺寸的基板，诸如150mm、450mm、600mm或其他尺寸的基板做出类似的修改。在一些实施例中，一个或多个最外环可为凹陷而不是孔口。在一些实施例中，可完全移除孔口，并且可提供从基板的外边缘的位置延伸的平坦表面。随着沉积工艺前驱物继续变得更昂贵，减少浪费的前驱物的量对于降低制造成本来说可能变得更加重要。
尽管可将这种材料作为废物从系统中泵送出，然而通过将沉积和流动图案延伸到被处理的基板的径向或横向尺寸之外，可促进维持适当的等离子体轮廓和沉积均匀性。本技术可修改面板以容纳或减少这种浪费的材料。通过将前驱物朝至少部分地受到基板的尺寸限制的容积引导，可产生更少的废物。
图4B示出了根据本技术的一些实施例的示例性面板的示意性顶部平面图，并且可示出诸如沿着第一表面305的面板300的示意图。如图所示，面板300可包括多个孔口320，并且可再次包括用于本技术所涵盖的面板的数千个孔口。例如，沿着第一表面305，孔口320可示出第一区段322。除了在凹陷335可位于板的相对侧的面板的边缘区域处之外，所有的孔口都可示出延伸通过面板的通道。如图所示，在一些实施例中，面板在第一表面305上的外部区域或环形区域可为空白的，并且可在整个区域上基本上是平面的或平面的。通过在这个区域周围包括空白空间，穿过面板的外边缘区域的流可更好地径向分散到更向内的孔口。
如先前所讨论的，在一些实施例中，面板300可被包括在处理腔室中，处理腔室配置成执行沉积、蚀刻或边缘轮廓可能不均匀的其他工艺的方法。例如，在示例性沉积工艺中，基板的特征可在于边缘峰沉积，其中额外的材料可沉积在基板上的外部或边缘位置处。如上所讨论的，许多条件和配置可能有造成这种影响。在一个非限制性示例中，等离子体轮廓可在径向向外的位置处产生额外的材料。因此，尽管面板的孔口可至少部分地减轻这种影响，然而增加的流量可携带通过面板，从而当产生等离子体时在边缘区域处提供了更多的材料用于沉积。
通过移除边缘孔，即使相邻的孔在小于或约10mm、小于或约8mm、小于或约6mm、小于或约4mm或更小的距离内，也可减少在边缘区域处的沉积，同时可增加在中心区域处的沉积。然而，当从面板的面向等离子体侧移除孔时，空白表面可能会影响正在形成的等离子体。例如，每个孔口的第三区段可提供空心阴极效应，其可增加所述区域内的电流密度，从而改善处理区域的相邻部分内的离子化和等离子体密度。当空白包括在第二表面中时，所述区域包括减小的表面积以及减小的表面轮廓。相对于其他区域，这可降低离子化。因此，在所述区域中的等离子体产生可能受到影响，这可进一步减少在基板表面处的材料沉积。
通过在等离子体产生侧上的面板的外部区域处移除孔口和/或并入凹陷，延伸穿过面板的前驱物流可向内阻塞，这可能影响通过面板的传导。尽管这可减少前驱物浪费，然而在一些实施例中，边缘厚度可能基于从腔室入口通过阻挡板和面板的流动轮廓而增加。如前所述，可调节阻挡板以增加中心流传导，但是在本技术的一些实施例中可执行进一步的调节。例如，在一些实施例中，如前所述，可通过面板形成偏离孔口环图案的孔口。图5示出了图表500，图表500示出了根据本技术的一些实施例的用于面板的孔口的分布。所示的垂直轴线可能是与界定用于每一环的孔口的孔口图案的通式的偏差，诸如先前所述的XR，其中X是孔口的基准数量，而R是对应的环的数量。水平轴线可为从中心轴线穿过面板延伸的径向尺寸，其中沿着轴线进一步的位置可对应于沿着半径向外的更远的距离。
为了进一步影响通过面板的流传导，在一些实施例中，孔口图案可偏离共同的方程。如前所述，在一些实施例中，每个环的孔口的数量可基于孔口的基准数量成比例地缩放，诸如在一些实施例中在4个和10个孔口之间。每个连续环的孔口可围绕所述环分布，面板的孔口的基准数量乘以从中心轴线或中心孔口向外延伸的环的数量。图5可示出根据本技术的实施例的用于一些面板的偏差轮廓。如图所示，沿着水平轴线延伸，可从总体设计维持孔口。在本技术所涵盖的一个特定示例中，这可仅考虑单个中心孔口，其中可维持单个中心孔口，尽管在一些实施例中，这可延伸出任意数量的环的孔口。
在一些实施例中，每个环的孔口的数量可接着增加到标准等式之外，以增加邻近面板的中心区域(诸如在第一区域或第一环形区域内)的每个环的孔口的数量，第一区域或第一环形区域可包括第一子集的环，沿着面板径向向外延伸。例如，每个环可包括一个或多个额外的孔口，所述一个或多个额外的孔口将是标准数量的孔口。在一个非限制性示例中，这些环的特征可在于根据等式(XR)+N的多个孔口，其中，N可为额外数量的孔口，诸如从约1个额外孔口到约X个额外孔口或更多，诸如最多达到孔口的基准数量。这可能会持续一个或多个环的孔口。如图所示，对于第二区域(诸如第二环形区域)而言，这可朝着与等式XR相对应的多个孔口向后倾斜，第二区域可包括第二子集的环的孔口，第二子集的环的孔口沿着面板径向向外延伸。然而，随着斜率减小，这可能不对应于不同的数字N，因为附图将偏差示出为孔口的百分比。例如，由于每个连续向外的环包括更多的孔口，所以相同的N个额外孔口可具有较小的百分比偏差。因此，在一些实施例中，在任何相邻的环的孔口之间，N可为相同或不同数目的孔口。
接着，在一些实施例中，从孔口的第二区域(其特征可在于XR孔口)，对于第三区域(诸如第三环形区域)的每个环的孔口的数量可根据等式(XR)–N而减少，直至(XR)–2N或更大，其中N可为多个孔口，诸如从约少1个孔口到少约X个孔口或更多个。通过减少在这个第三区域中的孔口的数量，可更普遍地减小沉积厚度。因此，可能不会发生沉积中的阶梯函数差异，同时还降低了沉积工艺的不均匀性。因此，面板的中间区域可根据等式XR维持孔口的数量，这个中间区域的径向内侧区域可根据等式(XR)+N来增加孔口的数量，并且这个中间区域的径向外侧或外部区域可根据等式(XR)–N或(XR)–2N来减少孔口的数量，每个等式都可考虑径向外部区域中的不同环的孔口。
如在位置505处所示，在一些实施例中，孔口轮廓中可能发生过渡，其可能对应于与正被处理的基板的径向边缘相对应的位置。例如，随着环的孔口延伸超过基板的径向边缘，诸如对于300mm的基板而言为约150mm，孔口可恢复为标准等式XR，尽管孔口可如前所述切换成凹陷。例如，最后一个子集的环的孔口可为与上述等式的任何一个相对应的凹陷。尽管没有流通过这些孔口，但凹陷仍可能影响所产生的等离子体分布。因此，可产生凹陷的分布，以维持从基板的中心区域向外延伸的图案中的凹陷的分布。
通过在整个面板上的孔口的径向外侧的位置处在面板的第二表面上维持凹陷，同时在相邻和内侧位置(包括在整个面板上的所有其他孔口位置)维持孔口，可改善沉积轮廓。沉积的不均匀性可为在沉积的最高和最低位置之间的差异。通过利用根据本技术的实施例的面板，与没有孔口径调节或在面板的任一侧都没有凹陷的面板相比，可将不均匀性减少大于或约0.5％，并且不均匀性可减少大于或约1.0％、大于或约2.5％、大于或约5.0％、大于或约7.5％、大于或约10.0％、大于或约15％或更大，取决于沉积的厚度或其他沉积条件。例如，与特征在于整个面板的相似孔口的标准面板相比，在全部包括对应于方程式XR的孔口的环中，其中不均匀度大于17％，根据本技术的实施例的面板可减少不均匀度小于或等于约5％，并且可将不均匀度减小至小于或约3％、小于或约2％、小于或约1％或更小。
图6示出了根据本技术的一些实施例的半导体处理的示例性方法600的操作。方法可在包括上述处理系统200的各种处理腔室中执行，处理系统200可包括根据本技术的实施例的面板(诸如面板300)。方法600可包括多个任选操作，其可与或不可与根据本技术的方法的一些实施例具体关联。
方法600可包括处理方法，处理方法可包括用于形成硬掩模膜的操作或其他沉积操作。方法可包括在方法600开始之前的任选操作，或者方法可包括额外的操作。例如，方法600可包括以与所显示的顺序不同的顺序执行的操作。在一些实施例中，方法600可包括在操作605处使一种或多种前驱物流动到处理腔室中。例如，前驱物可流入腔室(诸如包括在系统200中)中，并且可在将前驱物输送到腔室的处理区域中之前，使前驱物流过气体箱、阻挡板或面板中的一个或多个。
在一些实施例中，面板可具有被阻挡的通路和一组盲凹陷，被阻挡的通路在面板的外部区域处，围绕沿着第一表面的一组孔口，盲凹陷在与第一表面相对的第二表面中并且可面对处理区域。也可包括先前描述的面板的任何其他特征，包括面板300的任何方面，诸如多个凹陷的特征可在于圆锥形或埋头形轮廓。在操作610处，可诸如通过向面板提供RF功率以产生等离子体来在处理区域内产生前驱物的等离子体。在操作615处，可将在等离子体中形成的材料沉积在基板上。在一些实施例中，取决于所沉积的材料的厚度，所沉积的材料的特征可在于在基板的边缘处的厚度比沿着基板的半径的靠近中间或中心区域的厚度大10％以下或约10％。
另外，在基板的边缘处的厚度可比沿着基板的半径的靠近中间或中心区域的厚度大9％以下或约9％，并且可大8％以下或约8％、大7％以下或约7％、大6％以下或约6％、大5％以下或约5％、大4％以下或约4％、大3％以下或约3％、大2％以下或约2％、大1％以下或约1％，或沿着基板的整个可基本相似或均匀。通过利用在面板的边缘区域处包括一组盲孔的喷头，同时不通过沿着边缘区域延伸穿过面板的孔口提供流体通路，可提供改善的均匀性。
在前面的描述中，出于解释的目的，已经阐述了许多细节以便提供对本技术的各种实施例的理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，可在没有这些细节的一些或具有额外细节的情况下实施某些实施例。
已经公开了几个实施例，本领域技术人员将认识到，在不背离实施例的精神的情况下，可使用各种修改、替代构造和等效元件。另外，为了避免不必要地混淆本技术，没有描述许多已知的工艺和元件。因此，以上描述不应被视为限制本技术的范围。
在提供值的范围的情况下，应理解除非上下文另外明确指出，否则也特别地公开了在那个范围的上限和下限之间的每个中间值(至下限单位的最小分数)。涵盖了在宣称范围中的任何宣称值或未宣称中间值与那个宣称范围中的任何其他宣称或中间值之间的任何较窄范围。那些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在所述范围中，并且在较小范围中包括的上下限中的任一者、两者皆无或两者的每个范围也涵盖在本技术内，受到在宣称范围中任何明确排除的限制。在宣称范围包括上下限中的一个或两个的情况下，还包括了排除那些包括的上下限中的任一个或两个的范围。
如于此和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述(the)”包括多引用，除非上下文另外明确指出。因此，例如，对“一加热器”的引用包括多个这样的加热器，而对“所述突起”的引用包括对本领域技术人员已知的一个或多个突起及其等效元件等等。
另外，当在这份说明书和所附的权利要求书中使用时，词语“包含(comprise(s))”、“包含(comprising)”、“含有(contain(s))”、“含有(containing)”、“包括(include(s))”和“包括(including)”旨在指定所宣称的特征、整数、部件或操作的存在，但是它们并不排除一个或多个其他特征、整数、部件、操作、动作或群组的存在或增加。

Claims (20)

1.一种半导体处理腔室，包含：
气体箱；
基板支撑件；
阻挡板，所述阻挡板定位在所述气体箱与所述基板支撑件之间，其中所述阻挡板界定穿过所述阻挡板的多个孔口；以及
面板，所述面板定位在所述阻挡板与所述基板支撑件之间，其中所述面板的特征在于面向所述阻挡板的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，其中所述面板的所述第二表面和所述基板支撑件至少部分地在所述半导体处理腔室内界定处理区域，其中所述面板的特征在于中心轴线，并且所述面板界定穿过所述面板的多个孔口，其中所述面板界定围绕所述多个孔口且径向向外延伸的多个凹陷，并且其中所述多个凹陷中的每个凹陷从所述面板的所述第二表面延伸到比所述面板的厚度要小的深度。
2.如权利要求1所述的半导体处理腔室，其中所述面板在所述多个孔口的径向向外延伸的环形区域中跨所述面板的所述第一表面为基本上平面的。
3.如权利要求1所述的半导体处理腔室，进一步包含电源，所述电源配置为在所述半导体处理腔室的所述处理区域内撞击等离子体。
4.如权利要求1所述的半导体处理腔室，其中所述多个孔口中的每个孔口包含孔口轮廓，所述孔口轮廓的特征在于从所述面板的所述第一表面部分地延伸穿过所述面板的第一区段，并且所述孔口的特征进一步在于从部分地穿过所述面板的位置延伸到所述面板的所述第二表面的第二区段。
5.如权利要求4所述的半导体处理腔室，其中所述第一区段的特征在于为基本上圆柱形的轮廓。
6.如权利要求4所述的半导体处理腔室，其中所述第二区段包含圆锥形或埋头形轮廓。
7.如权利要求6所述的半导体处理腔室，其中所述多个凹陷中的每个凹陷的特征在于与所述多个孔口中的每个孔口的所述孔口轮廓的所述第二区段相似的轮廓。
8.如权利要求1所述的半导体处理腔室，其中所述多个凹陷中的每个凹陷从所述面板的所述第二表面延伸小于穿过所述面板的厚度的一半。
9.一种半导体处理腔室的面板，包含：
第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，其中：
所述面板的特征在于延伸穿过所述第一表面和所述第二表面的中心轴线，
所述面板界定穿过所述面板的多个孔口，
所述面板界定围绕所述多个孔口且径向向外延伸的多个凹陷，以及
所述多个凹陷中的每个凹陷从所述面板的所述第二表面延伸到比所述面板的厚度要小的深度。
10.如权利要求9所述的半导体处理腔室的面板，其中所述多个凹陷作为从中心轴线向外延伸的一组环而分布，其中根据以下等式，所述一组环的第一子集的特征在于每个对应环内的孔口的数量为：XR，其中X为孔口的基准数量，并且R为对应的环的数量，其中根据以下等式，所述一组环的所述第一子集径向内侧的所述一组环的第二子集的特征在于所述环内的孔口的数量：(XR)+N，其中N是额外的孔口的数量，并且其中根据以下等式，所述一组环的所述第一子集的径向外侧的所述一组环的第三子集的特征在所述环内的孔口的数量为：(XR)–N，其中N是额外的孔口的数量。
11.如权利要求9所述的半导体处理腔室的面板，其中所述多个孔口中的每个孔口从所述面板的所述第一表面延伸到所述面板的所述第二表面，并且其中每个孔口的轮廓可包括从所述面板的所述第二表面延伸的锥形物。
12.如权利要求11所述的半导体处理腔室的面板，其中所述锥形物延伸到穿过所述面板的深度的一半深度，并且其中每个孔口的所述轮廓从所述锥形物过渡至扼流器。
13.如权利要求12所述的半导体处理腔室的面板，其中每个孔口的所述轮廓从所述扼流器过渡至延伸到所述面板的所述第一表面的基本圆柱形的轮廓。
14.如权利要求12所述的半导体处理腔室的面板，其中所述多个凹陷中的每个凹陷的特征在于与所述多个孔口中的每个孔口的所述轮廓的所述锥形物相同的轮廓。
15.如权利要求14所述的半导体处理腔室的面板，其中所述多个凹陷中的每个凹陷的轮廓过渡至延伸到比所述面板的所述厚度要小的位置的基本圆柱形的轮廓。
16.如权利要求15所述的半导体处理腔室的面板，其中阻挡所述多个凹陷中的每个凹陷，以避免在所述面板的所述第一表面处提供通过所述面板的流体通路。
17.如权利要求9所述的半导体处理腔室的面板，其中所述多个凹陷中的每个凹陷从所述面板的所述第二表面延伸穿过小于所述面板的厚度的一半。
18.一种半导体处理的方法，包含：
使前驱物流入处理腔室中，其中所述处理腔室包含面板和基板设置在其上的基板支撑件，其中所述处理腔室的处理区域至少部分地界定在所述面板与所述基板支撑件之间，其中所述面板界定所述前驱物流过的多个孔口，其中所述面板界定围绕所述多个孔口且径向向外延伸的多个凹陷，并且其中所述多个凹陷中的每个凹陷从所述面板的面向所述基板支撑件的表面延伸到比所述面板的厚度要小的深度；
在所述处理腔室的所述处理区域内产生所述前驱物的等离子体；以及
在所述基板上沉积材料。
19.如权利要求18所述的半导体处理的方法，其中所沉积的所述材料的特征在于靠近所述基板的边缘的厚度比靠近所述基板的中心的厚度大5％以下。
20.如权利要求18所述的半导体处理的方法，其中所述多个凹陷中的每个凹陷的特征在于锥形或埋头形轮廓。
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