TW201724198A - 基於改善邊緣膜厚均勻性之目的之電漿限制與晶圓邊緣的分離 - Google Patents

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Abstract

用以實施沉積製程的腔室包含用以支持半導體晶圓的支座。矽環設置在支座上並圍繞半導體晶圓。矽環具有接近半導體晶圓厚度的環厚度。矽環具有環寬度，其將界定在半導體晶圓上方的製程區延伸至界定在半導體晶圓及矽環上方的製程區。由介電材料所界定的侷限環被設置在支座上並圍繞矽環。亦包括具有中央噴淋頭區域及延伸噴淋頭區域的噴淋頭。中央噴淋頭區域實質上設置在半導體晶圓及矽環上方。延伸噴淋頭區域實質上設置在侷限環上方。矽環的環寬度擴大了被暴露的半導體晶圓的表面積，並且使半導體晶圓上的沉積材料的不均勻性效應從半導體晶圓之邊緣轉移至矽環的外側邊緣。

Description

基於改善邊緣膜厚均勻性之目的之電漿限制與晶圓邊緣的分離
本發明實施例係關於半導體晶圓處理設備工具，更具體而言，係關於在沉積製程中使用的腔室。
電漿增強化學氣相沉積(PECVD)為用以將沉積化學品之薄膜沉積在基板(例如半導體晶圓)上的一種電漿沉積方法。為達成氣相化學品的施加，PECVD系統包括汽化器，用以將液態的沉積化學品以受控制的方式轉化至氣態並在沉積製程期間將氣態的沉積化學品輸送到電漿腔室。當被施加到半導體晶圓(或簡稱為「晶圓」)的表面上時，氣態的沉積化學品轉化至固態。用於PECVD的腔室包括用以在製程期間支持半導體晶圓的晶圓接收機制，例如陶瓷支座等。使用陶瓷支座之原因為其能夠耐受沉積製程期間存在於電漿處理腔室內的高溫。
為改善半導體產物(界定在晶圓中)的每晶圓良率，必須改善所沉積之薄膜的均勻性。改善薄膜均勻性的一方法為透過使用有效的電漿限制技術。被認為能有效地限制腔室中產生的電漿的限制技術的若干範例，包括使用由介電材料製成的侷限環、終止電極(termination of electrodes)、使用遮蔽環(shadow rings)等。使用此類限制技術在晶圓的某些區域(例如涵蓋晶圓中央的區域)中呈現出薄膜均勻性的可偵測到的改善，但其他區域仍然歷經不均勻性。晶圓之更常表現出薄膜厚度不均勻性的主要區域係在晶圓之邊緣。這可能係因為所使用的前述或任何其他的電漿限制技術經設計，使得電漿限制與晶圓邊緣重合。在晶圓邊緣處，薄膜厚度因為晶圓、電極、及反應器腔室的其他部件與電漿交互作用而有變化。因此存在解決這些缺點中的若干者的需要，以改善晶圓表面(包括晶圓邊緣)上的薄膜厚度均勻性。
此為本發明實施例產生的背景。
本發明實施例界定一製程腔室，其應用在沉積製程期間用以支持半導體晶圓的晶圓接收機制，例如支座。在一實施例中，支座配置以接收並固持半導體晶圓及矽環。設置在支座上的矽環圍繞半導體晶圓(當存在時)。支座的頂部表面包括用以支持晶圓及矽環的支持結構。矽環由表現出與半導體晶圓相似電氣性質的材料製成，且經設計以使沉積表面從半導體晶圓之表面延伸至矽環之表面。在支座上可設置侷限環以圍繞矽環。侷限環(當存在時)用以侷限在矽環之外側邊緣的電漿。矽環作用為類似半導體晶圓表面的連續體，且經設計以接受沉積處理。
除了支座之外，製程腔室包括噴淋頭，其經調整尺寸以至少涵蓋支座之表面，而晶圓及矽環設置在支座之表面上。延伸的上電極以及與半導體晶圓相鄰之矽環之存在，設計電漿侷限(即限制、或終止)延伸至矽環的外側邊緣(而非半導體晶圓邊緣)，因此使得沉積處理在超過晶圓邊緣處繼續進行。沉積處理超過半導體晶圓邊緣的繼續進行促使所沉積之薄膜厚度在半導體晶圓邊緣處實質上和在晶圓表面之中央處一樣均勻，且使不均勻性效應從半導體晶圓邊緣轉移至矽環的外側邊緣。
在一實施例中，矽環係由與半導體晶圓相同的材料(例如矽)製成。然而，應注意的係，圍繞半導體晶圓的環可由其他材料(例如類似矽的材料，諸如鍺、鋯增韌氧化鋁(ZTA)等)製成，其表現出與半導體晶圓相似的電氣性質。在一些實施例中，矽環亦可具有預沉積於上方之塗層(例如一或更多塗層)，使得塗層模擬晶圓的頂部材料層，例如材料被沉積在上方。從此類材料設計環(例如矽環)，允許從半導體晶圓表面到矽環表面之過渡的平滑化(smoothening)。
在一實施例中，將矽環與半導體晶圓分離的間隙被維持最小，使得平滑過渡(smooth transition)得以實現。例如，設定間隙使得電漿不受間隙不利地影響，或使沉積表面的電氣性質產生製程轉移變化。此類性質可包括下列中之一或更多者:阻抗、功率、電位、密度、其中之組合等。在一實施例中，矽環之寬度經界定俾擴大半導體晶圓的表面積，並且使沉積薄膜的不均勻性效應從半導體晶圓之邊緣轉移至矽環的外側邊緣。在一些實施例中，半導體晶圓邊緣與矽環之內側邊緣之間的間隙取決於若干因素，包括腔室的幾何形狀、上電極與支座(作用為下電極)的幾何形狀、上與下電極之間的間隙、腔室內之製程參數(例如製程壓力等)、以及在一些情況下還包括腔室中生成之電漿的德拜長度（Debye length）。在一配置中，間隙經設定成小於電漿的德拜長度，這達成使沉積表面延伸超過晶圓邊緣並允許實質上移除在晶圓邊緣處及此處附近之不均勻性。使不均勻性效應從半導體晶圓邊緣轉移，使在晶圓邊緣處的所沉積之薄膜厚度均勻性獲得改善，而實質上如同在遠離晶圓表面的晶圓上一樣均勻。
在一配置中，支持結構可被提供作為在支座表面上的凸出部或抬升表面。支持結構用以增強半導體晶圓之下表面與支持結構的精密接觸。支持結構之晶圓的下表面進行接觸的邊緣提供最小接觸面積(MCAs)，其使晶圓在沉積製程期間能夠被接收並被固持在原位。
在一實施例中，揭露用以處理半導體晶圓的腔室。腔室包含:用以在沉積製程期間支持半導體晶圓的支座。矽環圍繞半導體晶圓(當存在時)並設置在支座上。矽環具有接近半導體晶圓厚度的環厚度。該矽環具有環寬度，其將界定在半導體晶圓上方的製程區延伸至界定在半導體晶圓及矽環上方的延伸製程區。侷限環被設置在支座上並圍繞矽環。侷限環由介電材料所界定。腔室亦包括噴淋頭。噴淋頭包括中央噴淋頭區域及延伸噴淋頭區域。中央噴淋頭區域實質上設置在半導體晶圓及矽環上方。延伸噴淋頭區域實質上設置在侷限環上方。矽環的環寬度擴大了暴露到延伸製程區的半導體晶圓的表面積，並且使半導體晶圓上的沉積材料的不均勻性效應從半導體晶圓之邊緣轉移至矽環的外側邊緣。
在一實施例中，半導體晶圓具有約300mm之直徑，且矽環延伸至約450mm之直徑。前述尺寸為範例且不應被視為限制性。
在一實施例中，支座的表面包括:第一區域，具有用以支持半導體晶圓的第一最小接觸面積(MCAs)；第二區域，具有用以支持矽環的第二MCAs；第三區域，具有用以支持侷限環的第三MCAs。
在一實施例中，矽環表現出與半導體晶圓相似的電氣性質。
在一實施例中，矽環係設置在支座上，使得矽環的內側邊緣相鄰於半導體晶圓的外側邊緣。
在一實施例中，支座透過匹配網路而連接至射頻(RF)功率來源，且噴淋頭被電氣接地。RF功率來源提供功率以在腔室中產生電漿。
在另一實施例中，噴淋頭透過匹配網路而連接至射頻(RF)功率來源，且支座被電氣接地。RF功率來源提供功率以在腔室中產生電漿。
在一實施例中，設置在支座上的矽環在半導體晶圓的外側邊緣及矽環的內側邊緣之間界定間隙。
在一實施例中，矽環包括階梯部。階梯部由頂部表面、側壁、及底部表面所界定。底部表面配置以在腔室中從一處理站到另一處理站的傳送期間支持半導體晶圓。階梯部之側壁的高度接近半導體晶圓厚度。
在一實施例中，揭露用以處理半導體晶圓的腔室。腔室用以在半導體晶圓的表面上執行材料的沉積處理。腔室包含載具晶圓，其包括圓周環表面及界定在上方的凹穴。凹穴被界定在載具晶圓之中央。階梯部經界定在凹穴中。圓周環表面被界定為圍繞凹穴且從載具晶圓之外側邊緣延伸至階梯部之頂部邊緣。階梯部之底部表面用以支持半導體晶圓。階梯部的高度接近半導體晶圓厚度。載具晶圓使界定在半導體晶圓上方的製程區延伸至界定在載具晶圓的圓周環表面及凹穴兩者上方的延伸製程區。腔室包括支座，載具晶圓被支持在其上。由介電材料所界定的侷限環被設置在支座上並圍繞載具晶圓。腔室亦包括噴淋頭。噴淋頭具有中央噴淋頭區域及延伸噴淋頭區域。中央噴淋頭區域實質上設置在載具晶圓上方，且延伸噴淋頭區域實質上設置在侷限環上方。載具晶圓的圓周環表面擴大了暴露到延伸製程區的半導體晶圓的表面積，並且使半導體晶圓上的沉積材料的不均勻性效應從半導體晶圓之邊緣轉移至載具晶圓的外側邊緣。
在一實施例中，支座的頂部表面包括:第一區域，具有用以支持載具晶圓的第一最小接觸面積(MCAs)；以及第二區域，具有用以支持侷限環的第二MCAs。
在一實施例中，凹穴的底部表面包括用以支持半導體晶圓的MCAs。
本發明實施例提供將電漿限制從半導體晶圓邊緣引導至矽環的外側邊緣的方法。設置成相鄰於半導體晶圓的矽環允許沉積處理繼續進行在矽環的表面上，如同矽環為半導體晶圓的一部分般。矽環的組成及設計使得對電漿而言，沉積表面的變化為最小。噴淋頭經調整尺寸而延伸超過界定在晶圓上的製程區而至界定在半導體晶圓及矽環上的延伸製程區。此提供晶圓邊緣處的薄膜沉積均勻性的實質改善。
從如下詳細的實施方式，本發明之其他實施態樣將變得顯而易見，實施方式結合隨附圖式一起考慮，且圖式係以本發明之原則的舉例方式來圖解。
本發明實施例界定在用以處理半導體晶圓的沉積腔室(例如反應器)中使用的支座及噴淋頭。在一實施例中，腔室包括用以支持半導體晶圓以及矽環的支座。矽環圍繞半導體晶圓並作用以擴大半導體晶圓的表面積，藉此使沉積材料的不均勻性效應從晶圓邊緣轉移至矽環的外側邊緣。選擇性地，腔室可包括侷限環。侷限環被接收在支座上且設計成圍繞矽環，使得侷限環的內側邊緣相鄰於矽環的外側邊緣。在一實施例中，在支座的上表面上可設置凸出部形式或抬升表面形式的支持結構，用以支持支座上的晶圓及矽環。在侷限環存在的實施例中，支座包括用以支持侷限環的支持結構。製程腔室亦包括上電極，其為噴淋頭的形式。噴淋頭包括:中央噴淋頭區域，其實質上涵蓋半導體晶圓與矽環上方的區域；及在一些實施例中包括延伸噴淋頭區域，其實質上涵蓋侷限環上方的區域。噴淋頭提供氣體化學品，其用以在腔室中產生電漿，且在特定實施例中用以沉積材料。
在一例示性配置中，矽環係由與半導體晶圓(或簡稱為「晶圓」)相同的材料(例如矽)製成，且實質上表現出與晶圓相似的電氣性質。應注意的係，雖然在此範例中，使用矽環來圍繞晶圓，但實施例不限於使用矽環。取而代之地，圍繞半導體晶圓的環可由其他類似矽的材料(例如鍺(Ge)、鋯增韌氧化鋁(ZTA)、氧化釔摻雜(例如氧化釔) 氧化鋁、氧化釔安定氧化鋯(YSZ)、藍寶石等)製成。將環配製成具有與半導體晶圓相似或相同的材料類型，允許沉積表面延伸超過晶圓邊緣。因此，當電漿在沉積製程期間形成時，矽環使沉積表面積擴大超過半導體晶圓表面而至矽環表面上，且有助於使沉積處理的不均勻性效應從晶圓邊緣轉移至矽環的外側邊緣。
在一實施例中，只要電漿實質上不被界定在晶圓邊緣及相鄰之矽環邊緣間的間隙干擾，便能達到使沉積表面延伸超過晶圓邊緣。在一實施例中，半導體晶圓與矽環之間的間隙之尺寸被最小化。使晶圓與矽環分離的間隙之尺寸可取決於一或更多因素，例如腔室的幾何形狀、噴淋頭與支座的幾何形狀、噴淋頭與支座之間的間隙、製程壓力、腔室中生成之電漿所產生的德拜長度（Debye length）、及其組合等。
在一實施例中，間隙小於約1.0mm，且在另一實施例中，其可小於約0.5mm，且在一間隙中，間隙約0.25mm。在更另一實施例中，間隙可小於約0.25mm，只要沉積處理實質上不封閉間隙即可。
應理解前述因素僅為範例，且較少或額外的因素可能被使用而影響晶圓與矽環之間的間隙的選擇。
透過準備矽環、或由與晶圓相似的類似矽的材料製成的環而使沉積表面延伸，有助於使電漿不均勻性從晶圓邊緣轉移至矽環的外側邊緣。因為矽環並非製程的標的物或目標，所以在矽環邊緣處的不均勻性並不重要(例如，矽環為可更換且可消耗之部件)。在一實施例中，矽環的表面經配置而表現出與晶圓相同或相似的電氣性質，例如阻抗、功率、電位、密度等。此外，在一實施例中，在晶圓邊緣與矽環邊緣之間的間隙經界定，俾最小化晶圓與矽環之間的電氣性質變化。因此，沉積在矽環上繼續進行，如同矽環為晶圓的一部分般，藉此使電漿的邊緣效應從晶圓邊緣轉移至矽環邊緣。例如晶圓邊緣的表面經受與遠離晶圓邊緣的晶圓表面相似的沉積厚度。改善邊緣沉積均勻性因此有用於改善晶圓良率。
已知本發明實施例可以多種方式來實施，例如製程、設備、系統、裝置、或方法。若干實施例描述如下。
薄膜的沉積處理較佳地係在電漿增強化學氣相沉積(PECVD)系統中實施。PECVD系統可採取多種不同的形式。例如，PECVD系統包括一或更多腔室或「反應器」(有時包括複數站)，各固持一或更多晶圓且適用於電漿處理。一或更多腔室將晶圓維持在所界定的一或複數位置(在該位置中有移動或無移動，例如旋轉、振動、或其他擾動)。歷經沉積處理的晶圓可在製程期間於一反應器腔室中從一站被傳送到另一站。薄膜沉積處理可完全在單一站上進行，或薄膜之任何比例可在任何數量的站上被加以沉積。雖然參考PECVD系統之使用來描述各種實施例以實施薄膜沉積處理，但實施例不侷限在PECVD系統，亦可擴展至原子層沉積(ALD)系統、或甚至蝕刻系統。
在沉積製程期間，各晶圓被沉積腔室內的支座、晶圓卡盤、或其他晶圓接收機制固持在腔室內的位置上。晶圓接收機制(例如支座)可包括分散在整個頂部表面上的複數支持結構。在一實施例中，支持結構為凸出部，其界定在晶圓接收機制(例如支座)的頂部表面上。支持結構界定最小接觸面積(MCAs)且可操作以透過增強支持結構與半導體晶圓之底部表面的精密接觸(尤其有著較高容忍度)而在沉積製程期間支持晶圓。針對某些操作，在一實施例中，晶圓接收機制亦可包括用以加熱晶圓的加熱器，例如加熱板。
圖1描繪在一實施例中用以處理晶圓101的晶圓處理系統100。系統100包括腔室102，其具有下腔室部分102b及上腔室部分102a。下腔室部分102b中的中央柱配置以支持晶圓接收機制(例如支座140)，支座在一實施例中為被施加功率的電極。支座140在此實施例中經由匹配網路106而被電氣耦接至功率供應器104(例如RF功率供應器)。上腔室部分102a容置噴淋頭150，其在此實施例中被電氣接地(將參考圖3A-2解釋)。在另一實施例中，下腔室部分102b中的晶圓接收機制(例如支座140) 被電氣接地(將參考圖3A-1解釋)。在該實施例中，上腔室部分102a中的噴淋頭150經由匹配網路106而被電氣耦接至功率供應器104。如前文提及，噴淋頭150供應用以產生電漿的氣體化學品。功率供應器用以在腔室中產生電漿，且受控制模組110(例如控制器)所控制。控制模組110配置以透過執行製程輸入與控制模組108來操作晶圓處理系統100。製程輸入與控制模組108可用以控制製程配方(例如功率位準、時程參數、製程氣體、晶圓101的機械移動等)以在晶圓101上沉積或形成薄膜。
下腔室部分102b中的中央柱包括升降機制，用以接收、固持晶圓、及將晶圓從支座140上抬起。在一實施例中，升降機制包括升降銷120，其受升降銷控制器122所控制。升降銷控制器122操作以透過端點制動器控制升降銷120進行下列動作:當必需移開晶圓101時，將晶圓從支座140上抬起；當移動晶圓101進入時處理腔室102時，接收、降低、並固持晶圓101。可使用矽環升降及旋轉控制模組124來控制將晶圓從支座140上升降並將晶圓移進相同腔室內的不同處理站、或將晶圓移進不同腔室。在一實施例中，可使用矽環升降及旋轉控制模組124來操控移動機制(例如叉狀升降機制)，其用以將晶圓從一處理站的支座140(即晶圓接收機制)移動到不同處理站的晶圓接收機制。
連接至製程氣體供應模組114(例如維持從設施供應而來的氣體化學品的氣體化學品貯存器) 的氣體供應集流箱112，可操作地連接至晶圓處理系統100。根據執行中的製程而定，控制模組110可操作以控制製程氣體(或複數製程氣體)(即氣體化學品)透過氣體供應集流箱112的輸送。所選氣體(或複數所選氣體)流進噴淋頭150並且被分散在空間容積中，該空間容積界定在噴淋頭150之面對半導體晶圓101(其置放於支座140上)的面及晶圓101的頂部表面之間。噴淋頭150為上電極的一部分。
當使用多於一種製程氣體時，可將製程氣體預先混合或將之保持分離。若保持分離，可以預定順序來供應製程氣體。可應用適當的閥及質流控制機制來確保正確的製程氣體在沉積期間及在製程的電漿處理階段被輸送。製程氣體經由出口(未圖示)離開腔室。可應用真空泵浦將製程氣體抽出腔室俾維持腔室中的適當壓力。可透過封閉迴路控制流量限制裝置(例如節流閥或鐘擺閥) (未圖示)來操作真空泵浦。
在一實施例中，設置在下腔室部分102b中的支座140的表面經設計為夠大而至少足以容納半導體晶圓101及矽環132。在此實施例中，支座140的表面包括: 在沉積製程期間支持半導體晶圓101的明確的晶圓支持區域(在圖1中以參考數字B表示)；及圍繞晶圓支持區域(B)的載具支持區域(以參考數字A表示)。載具支持區域(A)經界定成涵蓋支座140中緊鄰且圍繞該晶圓支持區域(界定在中央)的面積。矽環132被設置在支座140的載具支持區域上而圍繞半導體晶圓101(當存在時)。在一些實施例中，矽環132係由與半導體晶圓101相同的材料(例如矽)製成。在其他實施例中，矽環132係由類似矽的材料(例如鍺、鋯增韌氧化鋁(ZTA)、氧化釔摻雜氧化鋁、氧化釔安定氧化鋯(YSZ)、藍寶石等)製成。由於矽環132與晶圓101中使用之材料的相似性，矽環132表現出與設置在晶圓支持區域上的晶圓101實質上相似的電氣性質。
在一實施例中，矽環132(或類似矽的環)作用以使沉積處理延伸超過晶圓101的邊緣，且對於電漿而言，允許從晶圓表面到矽環表面的沉積表面之平滑過渡(smooth transition)。在一實施例中，界定在設置於支座上的晶圓與矽環之間的間隙經設定，俾實質上不干擾電漿，而藉此達到電漿的平滑過渡。
在一實施例中，除了晶圓支持區域及載具支持區域以外，支座表面亦包括限制區域(未圖示)，侷限環(未圖示)設置於上方。限制區域經界定成圍繞載具支持區域。接收在支座140的限制區域上的侷限環在形狀上為環狀並且圍繞矽環132，使得接收在支座140上的矽環132的外側邊緣相鄰於侷限環的內側邊緣。在一實施例中，侷限環係由介電材料製成。侷限環配置以輔助將電漿(在腔室102中產生)侷限於矽環132的外側邊緣附近。
圖2A描繪在一實施例中具有沉積製程中使用的腔室102的例示性處理系統的側視圖的簡易方塊圖。腔室102包括支座140與噴淋頭150，其經設計以使沉積表面延伸超過半導體晶圓表面而至矽環表面。支座140的結構與圖1所繪者相似，且包括: 用以接收並固持晶圓101的明確的晶圓支持區域(以參考數字B表示)；及用以接收矽環132的載具支持區域(以參考數字A表示)。在一實施例中，晶圓支持區域包括複數支持結構138，其可操作地配置以在沉積製程期間接收並固持晶圓101。如前文提及，矽環132在形狀上為環狀，並且配置以圍繞半導體晶圓101。矽環132係由與晶圓材料相似的材料製成，且在一實施例中，經設計成大約與晶圓101相同厚度。在其他實施例中，矽環132可比晶圓厚或比晶圓薄。在一實施例中，晶圓101的頂部表面與矽環132的頂部表面大致上共平面。
在一實施例中，支座140亦包括絕緣器區塊134，其由介電或陶瓷材料製成。絕緣器區塊134於矽環132下方的區域中被設置在支座140上。該區域由包括外側階梯部壁136的外側階梯部所界定，而絕緣器區塊134經設置成相鄰於外側階梯部壁136。絕緣器區塊134可為單一區塊或可包括二或更多區塊。在圖2A所繪之實施例中，該區域包括兩區塊式絕緣器結構，其具有第二絕緣器區塊134a設置在絕緣器區塊134與矽環132之間。在一實施例中，絕緣器區塊134或絕緣器區塊134a可由陶瓷、介電質製成、或由能夠耐受腔室102中的製程條件的任何其他絕緣材料製成。
設置在腔室102中的噴淋頭150提供產生電漿所必須的製程氣體。在一實施例中，噴淋頭150經設計成夠大而至少足以涵蓋支座140的表面積，包括晶圓支持區域及載具支持區域。例如，在一實施例中，噴淋頭150涵蓋延伸製程區域154，其不僅涵蓋界定在晶圓101上方的製程區域152，亦涵蓋界定在矽環132上方的區域。在圖2A所繪之實施例中，噴淋頭150透過匹配網路106而耦接至RF功率來源104，而支座140被電氣接地。
圖2B描繪在一實施例中的腔室102的下部分，其中矽環132被設置在支座140上。支座140的結構與圖2A所繪者相似。支座140經設計成包括複數支持結構138，其設置在晶圓支持區域(B)及載具支持區域(A)上，以界定在沉積製程期間用以接收並支持晶圓101與矽環132的最小接觸面積。為了簡明的緣故，由階梯部壁136所界定的外側階梯部顯示為不具有絕緣器區塊134，但可透過參考圖2A圖解並描述的相似方式在矽環下方或矽環的側邊設置絕緣器區塊134。
界定在矽環132與半導體晶圓101之間的間隙44經設定為最小值，藉以避免不利地影響電漿。在一實施例中，矽環132的厚度45接近晶圓101的厚度，使得晶圓101的頂部表面與矽環132的頂部表面大約在相同的高度。設計矽環132的厚度接近晶圓101的厚度，更有助於電漿從晶圓表面到矽環表面的平滑過渡。在一實施例中，矽環132的厚度約1.75mm。在另一範例中，矽環132的厚度介於約1.5mm至2mm之間。在其他實施例中，矽環132可更薄或更厚，只要矽環132與晶圓的頂部表面至少大約共平面即可。在此範例中，間隙被識別為間隙44。在一實施例中，間隙小於約1.0mm，而在另一實施例中，其可小於約0.5mm，且在一範例中，間隙約0.25mm。在更另一實施例中，間隙可小於約0.25mm，只要沉積處理實質上不封閉間隙即可。
圖2C描繪一替代實施例，其中矽載具環133(而非矽環132)被設置在支座140上。矽載具環133呈現為包括由下方的階梯部所界定之擱架。該階梯部由頂部表面133a、階梯部側壁133b、及底部表面133c所界定。支座140包括支持結構138，用以支持晶圓101並且固持矽載具環133。矽載具環133之階梯部的底部表面133c經設計以在當晶圓101待於腔室102中從一處理站被移動到另一處理站時支持晶圓101。在一實施例中，階梯部的側壁133b之高度45’經界定，使得當矽載具環133在分離模式(disengaged mode)時，矽載具環133的頂部表面133a與晶圓101的頂部表面在相同的高度。同時，在一實施例中，在分離模式時，矽載具環133中階梯部的底部表面133c不接觸晶圓的底部表面，但在接合模式時，經定位而接觸晶圓的底部表面。在分離模式時，晶圓101被支持結構138支持在支座140上。當矽載具環133在接合模式時，矽載具環133被移動去支持晶圓101。在一實施例中，矽載具環133在沉積製程期間被設定成分離模式。在一實施例中，接收在支座140上的晶圓101的厚度小於階梯部的側壁133b之高度45’。在此實施例中，側壁133b之高度45’約0.79mm，而晶圓101的厚度約0.76mm。
界定在晶圓101邊緣與矽載具環133之邊緣(由階梯部側壁133b所界定)之間的間隙44，經設計為最小值，使得電漿不會受到不利地影響。如前文提及，與腔室之不同元件有關的若干因素、及與電漿相關的參數會影響間隙的尺寸。參考圖2A-2C，在一實施例中，支座140的表面具有一直徑，其夠大以接收直徑約300mm的晶圓101、以及矽環132或矽載具環133。在此實施例中，設置在支座上的矽環132或矽載具環133的環狀寬度約75mm，而噴淋頭的直徑約450mm。例如，噴淋頭至少夠大以上覆晶圓表面以及矽環132或矽載具環133。當然，前述晶圓表面、矽環132表面、或矽載具環133表面、及噴淋頭之尺寸僅為範例，且不應被視為限制性。例如，在一些實施例中，若處理小於300mm的晶圓101時，矽環132或矽載具環133經選擇並調整尺寸以擴大半導體晶圓101以及矽環132或矽載具環133之總直徑至較大標準尺寸。例如，若處理200mm之晶圓，矽環132或矽載具環133可延伸晶圓以及矽環132或矽載具環133之結合直徑至300mm。在一些實施例中，矽環132或矽載具環133的尺寸調整不需要將結合直徑延伸至下個標準尺寸。取而代之地，矽環132或矽載具環133的尺寸可經界定以任何界定之增量來擴大結合直徑，只要邊緣效應被從真實晶圓101之邊緣移到矽環132或矽載具環133上即可。
圖3A-1描繪在一實施例中於沉積系統中利用的例示性支座140的側視圖的簡易方塊圖。支座140經設計成接收半導體晶圓101於晶圓支持區域(B)上；接收矽環132於載具支持區域(A)；並接收侷限環144於限制區域(以參考數字C表示)上。分散在支座140的頂部表面上的複數支持結構138界定接收晶圓101、矽環132、及侷限環144的最小接觸面積。在此實施例中，支座140被電氣接地。
噴淋頭150配置以提供在腔室102中產生電漿的處理氣體。噴淋頭150經設計成涵蓋支座140上的面積，並經由匹配網路106而被連接至RF功率來源104。在一實施例中，噴淋頭150包括中央噴淋頭面積150-1及延伸噴淋頭面積150-2。中央噴淋頭面積150-1在製程區域152 (界定在晶圓101上方)以及延伸製程區域154 (界定在晶圓101及矽環132兩者上方)上方延伸。延伸噴淋頭面積150-2使噴淋頭延伸至進一步涵蓋界定在侷限環144上方的區域。複數出口被界定在噴淋頭150面對支座140的表面上，以提供製程氣體。在一實施例中，界定在延伸製程區域154上的出口可設置得彼此更靠近，但界定在侷限環區域上的噴淋頭中的出口可分離得較遠。此設計有助於在延伸製程區域154上方提供較聚集的電漿施加，同時繼續維持侷限環區域上方的電漿。在另一實施例中，出口均勻地分散在涵蓋150-1與150-2的各面積中。
在一實施例中，侷限環144的高度經設計成與矽環132或載具晶圓142的高度實質上相同。在其他實施例中，侷限環144可比矽環132或載具晶圓142厚或薄，只要侷限環表面經設置成與載具晶圓142表面及晶圓101表面實質上共平面即可。
圖3A-2描繪在替代實施例中位於沉積系統中的例示性支座140的側視圖的簡易方塊圖。圖3A-2所繪之實施例與圖3A-1所繪之實施例不同之處在於支座140經由匹配網路106而連接至RF功率來源104，而噴淋頭150被電氣接地。在圖3A-1與圖3A-2所繪之實施例中，支座140的尺寸夠大以容納晶圓101、矽環132、及侷限環144。
圖3B圖解支座140的側視圖的簡易方塊圖，載具晶圓142(而非矽環132)設置於其上方。圖3C描繪圖3B 中識別的載具晶圓142之部分的放大圖。如圖3B所繪，支座140配置以接收載具晶圓142及侷限環144。支座140的頂部表面包括複數支持結構138(即MCAs)，用以接收並支持載具晶圓142及侷限環144。載具晶圓142包括圓周環表面143及界定在中央用以接收晶圓101的凹穴232。載具晶圓142由矽或類似矽的材料製成，其表現出與晶圓101相似的電氣性質。外側階梯部136相鄰於侷限環144的外側邊緣而被界定在支座上。外側階梯部136可包括一或多個絕緣體區塊(未圖示)。支座140透過匹配網路106而連接至RF功率來源104。RF功率來源104提供在腔室102中產生電漿所必須的功率。
在一實施例中，侷限環144為環狀且經設計以圍繞載具晶圓142。在一實施例中，侷限環144可為遮蔽環。在一些實施例中，侷限環144可由介電材料或其他侷限材料製成。在其他實施例中，侷限環144可例如氧化鋁、氧化釔摻雜氧化鋁、氧化釔安定氧化鋯(YSZ)、藍寶石等材料製成。
噴淋頭150被設置在腔室中且經設計成夠大而足以涵蓋延伸製程區域156，其涵蓋界定在晶圓101上方的製程區域152、界定在載具晶圓142上方的製程區域154、及界定在侷限環144上方的區域。在此實施例中，噴淋頭150被電氣接地。在另一實施例中，噴淋頭150可被施加功率而支座140可被接地，視期望之製程與系統配置而定。
圖3C描繪界定在載具晶圓142的中央且用以接收晶圓101的凹穴232的各種元件。如稍早提及，載具晶圓142包括圍繞凹穴232的圓周環表面143。凹穴232由向下延伸的內側階梯部242所界定。內側階梯部242包括頂部表面236(與圓周環表面143對應)、側壁234、及底部表面240。在一些實施例中，界定凹穴232的內側階梯部242的高度(Hstep )等於或大於晶圓101的厚度。在一些實施例中，載具晶圓之底部表面的厚度45”經界定為約0.97mm，且內側階梯部242的高度(Hstep )約0.79mm。在一些實施例中，凹穴之底部表面240可包括用以在沉積製程期間支持晶圓101的複數支持結構138。在一實施例中，支持結構138的高度經界定，使得當晶圓設置在凹穴232內的支持結構138上時，晶圓101的頂部表面與界定在載具晶圓142中的內側階梯部242的頂部表面236大約在相同的高度。圓周環表面143從載具晶圓142的外側邊緣延伸到階梯部的頂部邊緣242a。
圓周環表面143與凹穴232的幾何形狀及尺寸允許沉積表面超過晶圓邊緣而連續到載具晶圓142的圓周環表面143。載具晶圓142被接收在支座140上。在一實施例中，載具晶圓142由單晶矽製成。在其他實施例中，載具晶圓142由類似矽的材料(例如鍺、ZTA等)製成。在一實施例中，支座140的頂部表面包括用以接收載具晶圓142及侷限環144的複數支持結構138。
在一實施例中，載具晶圓包括外側邊緣238。環狀的侷限環144被設置在支座140上而圍繞載具晶圓142，使得侷限環144的內側邊緣相鄰於載具晶圓142的外側邊緣238。在一實施例中，侷限環144的高度經設計為與載具晶圓142大約相同高度，使得侷限環144(當存在時)的頂部表面144a幾乎與載具晶圓142的圓周環表面143共平面。在其他實施例中，如前文提及，侷限環144可比載具晶圓142厚或薄，且侷限環144經設置使得侷限環144的表面與載具晶圓142表面實質上共平面。侷限環144可由介電材料或其他侷限材料(例如氧化鋁等)製成，且可作用以侷限、或有助於侷限在載具晶圓142的外側邊緣238的電漿。
圖3D-3G描繪被界定在載具晶圓142的凹穴232中的階梯部側壁234之各種配置，而載具晶圓142被接收在設置於沉積腔室內的支座140上。應注意的係，圖3D-3G所繪之階梯部側壁的各種配置僅為範例，而在載具晶圓142內可利用階梯部側壁的其他配置。例如，在一些實施例中，內側階梯部242的階梯部側壁234可以垂直的方式向下延伸，如圖3D所示。頂部邊緣242a經界定在內側階梯部242之頂部表面236與側壁234的交會處。底部邊緣242b經界定在內側階梯部242之底部表面240與側壁234的交會處。在此範例中，邊緣242a 及邊緣242b可為銳利或加工邊緣。
間隙44經界定在晶圓的外側邊緣與內側階梯部242的側壁234之間。載具晶圓的外側邊緣238相鄰於設置在支座140(未圖示)上的侷限環(未圖示)。
圖3E圖解另一實施例中的凹穴232之側壁234的變化，其中內側階梯部242之側壁234係設置成從垂直線(在圖3E中以虛線247表示)朝外延伸角度βo 。與圖3D所繪之實施例相似，頂部邊緣242a 及底部邊緣242b具有銳利或加工邊緣，但邊緣242a 及邊緣242b亦可為圓弧狀或推拔狀。在此實施例中，間隙44a經界定在晶圓的外側邊緣與內側階梯部242之頂部邊緣242a之間。
圖3F圖解更另一實施例中界定凹穴232之內側階梯部242的側壁234的另一變化，其中凹穴232之側壁234係設置成從垂直線247朝內延伸角度θo ，而頂部邊緣242a 及底部邊緣242b仍為銳利或加工邊緣，但這些邊緣(242a 、242b)可為圓弧狀或推拔狀。在此實施例中，間隙44b經界定在晶圓的外側邊緣與內側階梯部242之頂部邊緣242a之間。
圖3G圖解圖3B-3D所繪之內側階梯部242的頂部邊緣242a 及底部邊緣242b之變化。此圖中，內側階梯部242的頂部邊緣242a 及底部邊緣242b為圓弧狀。雖然頂部及底部邊緣(242a 、242b)兩者均呈現為圓弧狀，但此實施例的變化可包括僅有頂部邊緣242a為圓弧狀或僅有底部邊緣242b為圓弧狀。在此實施例中，間隙44經界定在晶圓101的外側邊緣與內側階梯部242之側壁234之間。圖3D-3G所繪之內側階梯部242(其界定載具晶圓142的凹穴232)之側壁234的變化為範例，而可應用內側階梯部242之側壁的其他變化。
如各種實施例中提及，透過下列方式，在腔室中產生的電漿可擴張超過晶圓邊緣而至矽環邊緣: (a)設置由矽或類似矽的材料所製成的矽環(或矽載具環或載具晶圓)，其相鄰於支座上的半導體晶圓(如參考各種實施例所討論般)；(b)將半導體晶圓的外側邊緣與矽環之內側邊緣(或矽載具環或載具晶圓之階梯部壁)之間的間隙維持在最小值，以避免在腔室中產生的電漿受到不利地影響；(c)延伸噴淋頭以涵蓋界定在支座上方的延伸製程區域，其至少包括半導體晶圓及矽環(或矽載具環或載具晶圓)；以及選擇性地(d)設置侷限環以圍繞矽環(或矽載具環或載具晶圓)。當存在侷限環時，噴淋頭可被延伸至除了涵蓋半導體晶圓及矽環(或矽載具環或載具晶圓)上方的區域之外，又涵蓋支座之界定在侷限環上方的區域。
各種實施例因此可達到使所沉積之薄膜的不均勻性效應從半導體晶圓邊緣轉移至矽環邊緣。轉移使得晶圓邊緣處的薄膜厚度均勻性實質上可相當於在晶圓之遠離晶圓邊緣的其他區域中認定的薄膜厚度均勻性，因此改善晶圓良率。
圖4A及4B圖解X及Y線性掃描作圖，鑑定使用本文所述之矽環或載具晶圓的實施例的薄膜沉積之效果。圖4A圖解X線性掃描404及 X線性掃描402；其中X線性掃描404係針對利用不具有矽環或載具晶圓的腔室的沉積製程而繪製，而X線性掃描402係針對使用包括載具晶圓的腔室的沉積製程而繪製。如X線性掃描404(針對不包括矽環或載具晶圓的腔室)所繪，相較於作圖的中央部404b，邊緣翼部(由點404a、 404c所界定)較為明顯。明顯的邊緣翼部代表與晶圓之中央部相較之下的晶圓邊緣處的不均勻性效應。另一方面，X線性掃描402係針對使用(例如)具有本文所討論之載具晶圓的實施例的腔室的沉積製程而繪製，邊緣翼部(由點402a、 402c所界定)受到明顯抑制且較靠近作圖的中央部402b。受到抑制的邊緣翼部代表與遠離晶圓邊緣之晶圓的其他區域(例如晶圓之中央部)相較之下的晶圓邊緣處的沉積薄膜之均勻性的實質改善。
如圖4B所繪，Y線性掃描作圖414(針對利用不具有矽環或載具晶圓的腔室的沉積製程而繪製)表現出相似的效應，其有著與中央部414b相較之下的明顯的邊緣翼部(以點414a、 414c呈現)。這指出與晶圓之中央部相較之下的晶圓邊緣處的不均勻性效應。相似地，如從Y線性掃描作圖412(針對利用具有本文所討論之載具晶圓的腔室之實施例的沉積製程)可見，晶圓邊緣處的不均勻性效應被顯著降低，可從與作圖412之中央部412b相較之下的受到抑制的邊緣翼部(以點412a、 412c呈現)看出。
在一實施例中，在腔室中使用的噴淋頭經調整尺寸成直徑約450mm，而設置在載具晶圓上的晶圓101的直徑約300mm。在另一實施例中，載具晶圓的外側直徑約450mm，而載具晶圓的內側直徑(界定用以接收晶圓101的凹穴)約300mm。在此實施例中，噴淋頭經調整尺寸以至少涵蓋載具晶圓。在另一實施例中，侷限環相鄰於載具晶圓而設置，且噴淋頭經調整尺寸以上覆載具晶圓以及侷限環。如稍早提及，前述尺寸僅為範例，且不應被視為限制性。根據晶圓之直徑，矽環經選擇並調整尺寸以擴大晶圓及矽環(或矽載具環或載具晶圓)之總直徑至較大標準尺寸。在一些實施例中，矽環(或矽載具環或載具晶圓)可經調整尺寸以任何界定之增量來擴大晶圓及矽環(或矽載具環或載具晶圓)之總直徑，以允許邊緣效應從晶圓邊緣移動至矽環(或矽載具環或載具晶圓)的邊緣。本文所述之實施例允許電漿限制與晶圓邊緣分離，俾實質上改善在晶圓邊緣處的薄膜厚度均勻性至如同在遠離晶圓邊緣的晶圓上般均勻。
圖1中所繪之控制模組110用以安排電漿的產生以及腔室中沉積條件的維持。例如，控制模組110可用以控制沉積腔室的製程參數，以產生用於沉積製程的電漿。控制模組110可包括處理器、記憶體、及一或更多介面。在一些實施例中，控制模組110可用於部分地基於所感測到的數值來控制系統100中的一或更多裝置。例如，控制模組110可用以基於所感測到的數值及其他控制參數來控制一或更多閥、濾件、加熱器、泵浦、及整合在系統100中的其他裝置。控制模組透過分散在整個腔室102中的各種感測器(例如壓力計、流量計、溫度感測器、及/或其他感測器)接收所感測到的數值。控制模組亦可用於控制輸送及薄膜沉積期間的製程條件。控制模組一般包括一或更多記憶體裝置及一或更多處理器。
控制器模組可控制輸送系統及沉積設備的活動。控制模組執行電腦程式，包含控制下述的指令集：製程時序、輸送氣體溫度、跨濾件之壓力差、閥位置、氣體混合、腔室壓力、腔室溫度、晶圓溫度、RF功率位準、晶圓卡盤或支座位置、電極(下及下電極)之間的間隙、及特定製程的其他參數。控制模組亦可偵測壓力差並且自動地將氣體輸送從第一路徑(或複數第一路徑)切換到第二路徑(或複數第二路徑)。在一些實施例中可使用儲存於與控制模組連接的記憶體裝置的其他電腦程式。
通常，存在與控制模組連接的使用者介面。該使用者介面可包括顯示器(例如顯示螢幕、及/或設備及/或製程條件的圖形化軟體顯示)、及使用者輸入裝置諸如指向裝置、鍵盤、觸控螢幕、麥克風等。
在製程序列中控制沉積的輸送、和其他製程的電腦程式可以任何習知電腦可讀程式設計語言寫入：例如，組合語言、C、C++、巴斯卡（Pascal）、福傳（Fortran）、或其他。編譯的目的碼或稿件係由處理器實行以執行在程式中所識別的任務。
控制模組參數涉及製程條件，例如：濾件的壓力差、製程氣體組成和流率、溫度、壓力、電漿條件(例如RF功率位準及低頻RF頻率)、冷卻氣體壓力、及腔室壁溫度。
系統軟體可以許多不同的方式設計或配置。例如，可寫入各種腔室元件的副程式（subroutine）或控制物件，以控制實現本發明沉積製程必須的腔室元件之操作。為了此目的之程式或程式部分的範例包含晶圓定位碼、製程氣體控制碼、壓力控制碼、加熱器控制碼、及電漿控制碼。
晶圓定位程式可包含控制腔室元件的程式碼，用以裝載晶圓到支座或卡盤之上，及用以控制晶圓和腔室其他部分（諸如氣體入口及/或目標物）之間的間距。處理氣體控制程式可包含程式碼，用於控制氣體組成和流率，及選擇性地用於在沉積之前流動氣體進入腔室以使腔室內的氣壓穩定。濾件壓力偵測程式包含將所量測到的差值(或複數差值)與預設數值(或複數預設數值)及/作比較的程式碼、及/或用以轉換路徑的程式碼。壓力控制程式碼可包括程式碼，用於藉由調節如腔室之排氣系統內的節流閥而控制腔室內的壓力。加熱器控制程式可包含程式碼，用於控制流至加熱單元的電流，加熱單元係用以加熱輸送系統中的元件、晶圓、及/或系統的其他部分。替代地，該加熱器控制程式可控制諸如氦氣的熱傳氣體至晶圓卡盤的輸送。
於沉積期間可被監測之感測器的例子包括(但不限於)：質流控制模組，諸如壓力計的壓力感測器、及位於輸送系統、支座或卡盤的熱電偶(例如溫度感測器)。適當編程的反饋和控制演算法可與來自這些感測器的資料一起使用以維持期望的製程條件。以上描述在單一或多腔室半導體處理工具內之本發明實施例的實施方式。
為說明和描述之目的而提供實施例的前述說明。其並非意在詳盡、或限制本發明。特定實施例之單獨元件或特徵部一般而言並不受限於該特定實施例，反而在可應用之處係可互換的，並可用在選定的實施例中，即使該選定的實施例並未具體地顯示或描述。相同的情況可以許多方式而改變。如此改變不應被認為背離該發明，且意圖將所有的如此修正併入本發明的範疇內。
儘管上述實施例已針對清楚理解之目的而作詳細地描述，但將顯而易見的是，在所附申請專利範圍的範疇中，可實行某些變更及修改。因此，本實施例應視為舉例性而非限制性，且實施例不應受限於此處所給出的細節，卻可在其範疇及申請專利範圍的等效應用內加以修正。
44‧‧‧間隙
44a‧‧‧間隙
44b‧‧‧間隙
45‧‧‧厚度
45’‧‧‧高度
45”‧‧‧厚度
100‧‧‧系統
101‧‧‧晶圓
102‧‧‧腔室
102a‧‧‧下腔室部分
102b‧‧‧上腔室部分
104‧‧‧功率供應器/功率來源
106‧‧‧匹配網路
108‧‧‧製程輸入與控制模組
110‧‧‧控制模組
112‧‧‧氣體供應集流箱
114‧‧‧製程氣體供應模組
120‧‧‧升降銷
122‧‧‧升降銷控制器
124‧‧‧矽環升降及旋轉控制模組
132‧‧‧矽環
133‧‧‧矽載具環
133a‧‧‧頂部表面
133b‧‧‧階梯部側壁
133c‧‧‧底部表面
134‧‧‧絕緣器區塊
134a‧‧‧絕緣器區塊
136‧‧‧階梯部壁/外側階梯部
138‧‧‧支持結構
140‧‧‧支座
142‧‧‧載具晶圓
143‧‧‧圓周環表面
144‧‧‧侷限環
144a‧‧‧頂部表面
150‧‧‧噴淋頭
150-1‧‧‧噴淋頭面積
150-2‧‧‧噴淋頭面積
152‧‧‧製程區域
154‧‧‧製程區域
156‧‧‧製程區域
232‧‧‧凹穴
234‧‧‧側壁
236‧‧‧頂部表面
238‧‧‧外側邊緣
240‧‧‧底部表面
242‧‧‧內側階梯部
242a‧‧‧邊緣
242b‧‧‧邊緣
247‧‧‧線
402‧‧‧掃描
402a‧‧‧點
402b‧‧‧中央部
402c‧‧‧點
404‧‧‧掃描
404a‧‧‧點
404b‧‧‧中央部
404c‧‧‧點
412‧‧‧掃描
412a‧‧‧點
412b‧‧‧中央部
412c‧‧‧點
414‧‧‧掃描
414a‧‧‧點
414b‧‧‧中央部
414c‧‧‧點
透過結合隨附圖式的如下描述將可最佳地理解本發明。
圖1描繪在本發明的一實施例中用以處理半導體晶圓(例如於其上形成薄膜)的例示性晶圓處理系統。
圖2A描繪在本發明的一實施例中在圖1之沉積腔室中使用的支座的側視圖的簡易方塊圖。
圖2B及2C描繪在本發明的不同實施例中圖2A的支座的側視圖。
圖3A-1及3A-2描繪在本發明的替代實施例中在沉積腔室中使用的支座的側視圖的簡易方塊圖。
圖3B描繪在本發明的一實施例中被支持在支座上的載具晶圓之側視圖的簡易方塊圖。
圖3C描繪在本發明的一實施例中圖3B所繪之載具晶圓的部分的放大圖。
圖3D-3G描繪在本發明的各種實施例中界定在載具晶圓中的階梯部之各種配置。
圖4A及4B根據本發明的一實施例圖解X及Y線性掃描，圖解使用圖1-3G所繪之腔室配置的晶圓邊緣均勻性。
44‧‧‧間隙
101‧‧‧晶圓
102‧‧‧腔室
104‧‧‧功率供應器/功率來源
106‧‧‧匹配網路
132‧‧‧矽環
138‧‧‧支持結構
140‧‧‧支座
144‧‧‧侷限環
150‧‧‧噴淋頭
150-1‧‧‧噴淋頭面積
152‧‧‧製程區域
154‧‧‧製程區域
156‧‧‧製程區域

Claims (22)

  1. 一種用以處理半導體晶圓的腔室，該半導體晶圓的處理包括在該半導體晶圓的表面上方執行材料的沉積處理，該腔室包含: 一支座，用以支持該半導體晶圓； 一矽環，圍繞該半導體晶圓並設置在該支座上，該矽環具有接近半導體晶圓厚度的環厚度，該矽環具有環寬度，其將該半導體晶圓上方的一製程區延伸至位於該半導體晶圓及該矽環上方的一延伸製程區； 一侷限環，圍繞該矽環並設置在該支座上，該侷限環由一介電材料所界定； 一噴淋頭，具有一中央噴淋頭區域及一延伸噴淋頭區域，該中央噴淋頭區域實質上設置在該半導體晶圓及該矽環上方，且該延伸噴淋頭區域實質上設置在該侷限環上方； 其中該矽環的該環寬度擴大了暴露到該延伸製程區的該半導體晶圓的表面積，並且使該半導體晶圓上的沉積材料的不均勻性效應從該半導體晶圓之邊緣轉移至該矽環的外側邊緣。
  2. 如申請專利範圍第1項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該半導體晶圓具有約300mm之直徑，且該矽環延伸至約450mm之直徑。
  3. 如申請專利範圍第1項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該半導體晶圓具有第一標準直徑，且該矽環使該半導體晶圓延伸至第二標準直徑。
  4. 如申請專利範圍第1項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該環寬度約75mm。
  5. 如申請專利範圍第1項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該矽環的該環厚度介於約1.5mm及約2mm之間。
  6. 如申請專利範圍第1項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該支座的表面包括:第一區域，具有用以支持該半導體晶圓的第一最小接觸面積(MCAs)；第二區域，具有用以支持該矽環的第二MCAs；第三區域，具有用以支持該侷限環的第三MCAs。
  7. 如申請專利範圍第1項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該矽環表現出與該半導體晶圓相似的電氣性質。
  8. 如申請專利範圍第1項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該矽環係設置在該支座上，使得該矽環的內側邊緣相鄰於該半導體晶圓的外側邊緣。
  9. 如申請專利範圍第1項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該支座透過一匹配網路而連接至射頻(RF)功率來源，且該噴淋頭被電氣接地，該RF功率來源提供功率以在該腔室中產生電漿。
  10. 如申請專利範圍第1項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該噴淋頭透過一匹配網路而連接至射頻(RF)功率來源，且該支座被電氣接地，該RF功率來源提供功率以在該腔室中產生電漿。
  11. 如申請專利範圍第1項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該矽環係設置在該支座上，以在該半導體晶圓的外側邊緣及該矽環的內側邊緣之間界定一間隙，該間隙介於約0.25mm與約1.0mm之間。
  12. 如申請專利範圍第1項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該矽環包括一階梯部，該階梯部由一頂部表面、一側壁、及一底部表面所界定，該底部表面配置以在該腔室中從一處理站到另一處理站的傳送期間支持該半導體晶圓，且該側壁的高度接近該半導體晶圓厚度。
  13. 一種用以處理半導體晶圓的腔室，該半導體晶圓的處理包括在該半導體晶圓的表面上方執行材料的沉積處理，該腔室包含: 一載具晶圓，包括一圓周環表面及一凹穴，該凹穴被界定在該載具晶圓之中央且包括一階梯部，該圓周環表面被界定為圍繞該凹穴且從該載具晶圓之外側邊緣延伸至該階梯部之頂部邊緣，該階梯部之底部表面用以支持該半導體晶圓，該階梯部的高度接近該半導體晶圓厚度，該載具晶圓的該圓周環表面使界定在該半導體晶圓上方的一製程區延伸至界定在該載具晶圓的該圓周環表面上方的一延伸製程區； 一支座，用以支持該載具晶圓； 一侷限環，圍繞該載具晶圓並設置在該支座上，該侷限環由一介電材料所界定；以及 一噴淋頭，具有一中央噴淋頭區域及一延伸噴淋頭區域，該中央噴淋頭區域實質上設置在該載具晶圓上方，且該延伸噴淋頭區域實質上設置在該侷限環上方； 其中該載具晶圓的該圓周環表面擴大了暴露到該延伸製程區的該半導體晶圓的表面積，並且使該半導體晶圓上的沉積材料的不均勻性效應從該半導體晶圓之邊緣轉移至該載具晶圓的外側邊緣。
  14. 如申請專利範圍第13項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中接收在該凹穴中的該半導體晶圓具有約300mm之直徑，且該載具晶圓的該圓周環表面延伸該載具晶圓至約450mm之直徑。
  15. 如申請專利範圍第13項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該半導體晶圓具有第一標準直徑，且該載具晶圓使該半導體晶圓延伸至第二標準直徑。
  16. 如申請專利範圍第13項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該圓周環表面之寬度約75mm。
  17. 如申請專利範圍第13項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該階梯部的高度約0.79mm。
  18. 如申請專利範圍第13項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該支座的頂部表面包括:第一區域，具有用以支持該載具晶圓的第一最小接觸面積(MCAs)；以及第二區域，具有用以支持該侷限環的第二MCAs。
  19. 如申請專利範圍第13項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該凹穴的底部表面包括用以支持該半導體晶圓的最小接觸面積(MCAs)。
  20. 如申請專利範圍第13項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該支座透過一匹配網路而連接至射頻(RF)功率來源，且該噴淋頭被電氣接地，該RF功率來源提供功率以在該腔室中產生電漿。
  21. 如申請專利範圍第13項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中該噴淋頭透過一匹配網路而連接至射頻(RF)功率來源，且該支座被電氣接地，該RF功率來源提供功率以在該腔室中產生電漿。
  22. 如申請專利範圍第13項之用以處理半導體晶圓的腔室，其中在界定於該凹穴中之該階梯部的頂部邊緣以及該半導體晶圓的外側邊緣之間，界定出一間隙，該間隙介於約0.25mm與約1.0mm之間。
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