TW201942406A - 具有流量延展器之晶圓加工系統 - Google Patents

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正宏 張
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Abstract

本發明係關於晶圓加工系統及在彼等系統中使用之環流量延展器，該流量延展器靠近並圍繞該晶圓載體之周邊邊緣。該環流量延伸器具有面向上游方向之一頂表面，該環經建構及經配置使得當該反應器處於一操作狀態中時，該環緊密地圍繞該晶圓載體且該環之該頂表面實質上係平坦的及/或與該載體之該頂表面連續。該環流量延伸器具有一外周邊表面，其包含在該環之該頂表面處或附近之一圓角部分。

Description

具有流量延展器之晶圓加工系統
許多半導體器件藉由在通常指稱一「晶圓」之一基板上執行之程序形成。通常，晶圓由一結晶材料形成且呈一碟之形式。由化合物半導體(諸如III-V半導體)形成之器件通常藉由使用金屬有機化學氣相沈積或「MOCVD」在晶圓上生長化合物半導體之連續層來形成。在此一程序中，晶圓暴露於流動通過晶圓之表面之氣體之一組合，同時晶圓保持於一高溫下。一III-V族半導體之一個實例係氮化鎵，其可藉由一有機鎵化合物及氨在具有一合適晶格間距之一基板上反應形成，例如一藍寶石晶圓。
可藉由在略微不同反應條件下在晶圓之表面上連續沈積數個層來製造複合器件。例如，對於一氮化鎵基半導體，可依不同比例使用銦、鋁或兩者以改變半導體之能帶隙。同樣地，可添加p型或n型摻雜劑以控制各層之導電性。在形成所有半導體層之後，通常在施加適當電接觸之後，將晶圓切割成個別器件。可依此方式製造諸如發光二極體(「LED」)、雷射及其他光電器件之器件。
在一典型化學氣相沈積(CVD)程序中，數個晶圓經固持於通常指稱一晶圓載體之一器件上，使得各晶圓之一頂表面暴露於晶圓載體之頂表面處。接著將晶圓載體放入一反應腔室中並保持於所需溫度下，同時氣體(例如氣體混合物)流動通過晶圓載體之表面。在加工期間在載體上之各種晶圓之頂表面上之所有點處保持均勻條件(溫度及氣體濃度)係重要的。加工條件之變化可致使所得半導體器件之性能之非期望變化。例如，沈積速率之變化可致使沈積層厚度之變化，其繼而可導致所得器件之不均勻特性。因此，迄今為止在本領域中已經投入相當大努力來維持均勻條件。
工業上廣泛接受之一種類型之CVD裝置使用具有數個晶圓固持區域之一大碟形式之一晶圓載體，各區域適於固持一個晶圓。當載體旋轉時，反應氣體經向下引導至晶圓載體之頂表面上；氣體流動通過頂表面朝向晶圓載體之周邊。向外流動之氣體形成覆蓋晶圓載體之頂表面之一邊界層。使用過之氣體圍繞晶圓載體之周邊向下流動且通過晶圓載體下方之埠而自反應腔室排出。
某些處理程序之速率(諸如在質量傳遞限制之生長條件下之一MOCVD程序中之生長速率)與邊界層厚度成反比。期望一薄且均勻之擴散邊界層以在MOCVD磊晶生長期間達成均勻且快速之沈積速率。通常，在反應器中具有穩定之流動條件且晶圓載體之實質上均勻加熱之情況下，對於大部分晶圓載體表面可達成均勻邊界層厚度。然而，在晶圓載體之周邊附近，氣體流動開始自晶圓載體上方之徑向改變方向至向下流動，其將氣體自晶圓載體載送至排氣口。在靠近周邊之晶圓載體之邊緣區域中，邊界層變得更薄且因此加工速率明顯增加。例如，若一晶圓定位於載體上，晶圓之一部分靠近邊界層較薄之邊緣區域，則CVD程序將在晶圓上形成不均勻厚度之層；在安置於邊緣區域中之晶圓之彼等部分上將形成較厚部分。
為避免此問題，晶圓通常不定位於邊緣區域中。因此，晶圓載體之晶穴(pocket)、區域或其他晶圓固持特徵通常僅提供於遠離周邊之晶圓載體之區域中。此限制可容納於一給定尺寸之一載體上之晶圓之數目及尺寸，且因此限制設備及程序之生產率。
因此，儘管迄今為止在本領域中已投入相當大努力來設計及優化此等系統，但仍期望進一步改良。
本發明係關於晶圓加工系統及在彼等系統中使用之流量延展器，該流量延展器靠近該晶圓載體之周邊邊緣。特定言之，該系統具有其中具一晶圓載體之一腔室及圍繞該載體之一環流量延展器。該環流量延伸器具有面向上游方向之一頂表面，該環經建構及經配置使得當該反應器處於一操作狀態中時，該環緊密地圍繞該晶圓載體且該環之該頂表面實質上與該載體之該頂表面連續。該環流量延伸器具有一外周邊表面，其包含在該環之該頂表面處或附近之一圓角部分。
在一個特定實施方案中，本發明提供一種用於一晶圓加工系統之環流量延長器。該環流量延伸器具有一頂表面、與該頂表面相對之一底表面、一內表面及一外周邊表面，其具有靠近該頂表面之一圓角部分及靠近該底表面之一下部，該圓角部分由不大於0.5英寸之一半徑界定且自該頂表面延伸不超過0.5英寸。在一些實施方案中，該環流量延伸器具有由不大於0.4英寸之一半徑界定且自該頂表面延伸不超過0.4英寸之該圓角部分。
在另一特定實施方案中，本發明提供一種晶圓加工系統，該系統具有一腔室，其在該腔室內具有一環流量延伸器。該腔室具有界定一內部體積之一壁，在該腔室中具有一晶圓載體，該晶圓載體具有一周邊邊緣及一頂表面，且經結構設計以保持至少一個晶圓。該環流量延伸器具有一頂表面、與該頂表面相對之一底表面、一內表面及背離該晶圓載體之自該頂表面延伸至該底表面之一外周邊表面，該外周邊具有靠近該頂表面之由不大於0.5英寸之一半徑界定之一圓角部分。該圓角部分可自該頂表面沿該外周邊表面延伸不超過1英寸、不超過0.5英寸或不超過0.4英寸。
在另一特定實施方案中，本發明提供一種用於加工至少一個晶圓之方法。該方法包含將支撐至少一個晶圓之一晶圓載體定位於其之一頂表面中且將一環流量延展器定位於在一反應腔室內，其中該環圍繞該晶圓載體，該載體之一頂表面及該環之一頂表面面向一上游方向且彼此實質上係平坦的，該環具有背離該晶圓載體之一外周邊表面，該外周邊表面具有靠近該環之該頂表面之由不大於0.5英寸之一半徑界定的一圓角部分。該方法進一步包含將一或多個處理氣體在與該上游方向相反之一下游方向上引導至該載體之該頂表面及該至少一個晶圓上，同時使該載體及該至少一個晶圓圍繞該載體之一上游至下游軸旋轉，使得處理氣體在該載體之該頂表面上方及該環之該頂表面上方向外流動。
在一些實施方案中，該方法進一步包含自該環流量延伸器下游之該腔室排出該一或多種處理氣體，使得在該環之該頂表面上方向外流動之該等氣體在該環之該外周邊表面與該反應腔室之一壁之間的一間隙內向下游通過。另外或替代地，該方法包含在該引導步驟之後上游或下遊移動該環，且可選地將機械連接至該環之一擋板自一操作位置移動至其中該擋板不堵塞該腔室壁中之一開口的一打開位置。
此發明內容經提供以依一簡化形式介紹下文在實施方式中進一步描述的概念之一選擇。此發明內容並非旨在識別所主張標的之關鍵特徵或本質特徵，亦並非旨在用於限制所主張標的之範疇。自閱讀下列實施方式將明白此等及各種其他特徵及優點。
優先權之主張
本申請案主張2018年4月2日申請之美國臨時申請案第62 /651,492號的優先權，該案之全部內容出於所有目的係以引用的方式併入本文中。
本發明係關於用於增加一晶圓加工系統中一晶圓載體之有效表面積之環流量延展器。本發明之環流量延展器具有包含靠近載體頂表面之一圓角部分之一輪廓，其抑制氣體流動(例如渦流)在環之外周邊表面上或其外周邊表面處之再循環，其因此抑制顆粒累積。
以下描述提供具體實施方案。應理解，可預期其他實施方案，且可在不脫離本發明之範疇或精神之情況下做出其他實施方案。因此，以下詳細描述不應視為具有一限制意義。雖然本發明不限於此，但通過論述下文所提供之實例將獲得對本發明之各個態樣之一瞭解。
在以下描述中，參考形成其一部分之附圖，且其中藉由圖解說明展示至少一個特定實施方案。在附圖中，貫穿若干附圖可使用相同元件符號來指代類似組件。
參見圖1，一晶圓加工系統100具有一反應腔室110，其具有一壁結構，該壁結構併入界定一大體上圓柱形內部空間115之一固定壁112，內部空間115具有一中心軸114及在壁112中與內部空間115連通之一開口116。如下文進一步論述，在操作期間反應腔室110內之氣體流動大體上自圖1中之圖中頂部之區域朝向圖底部之區域。因此，沿軸朝向圖之底部之方向(由圖1中之箭頭D指示)在本文中指稱 「下游」方向，且由箭頭U表示之相反方向在本文中指稱「上游」方向。
腔室110之壁112進一步包含一環狀擋板118，其具有與中心軸114重合之一中心軸。擋板118經安裝用於相對於固定壁112在上游方向及下游方向上移動且連接至一移動致動器120。致動器120經配置以使擋板118在圖1中實線所繪示之操作位置與如圖1中118’之虛線中所描繪之打開位置之間移動。當擋板118處於操作位置中時，其覆蓋開口116，抑制流動通過開口116。通常，擋板118在開口116處不形成一氣密密封。固定壁112及擋板118可在壁內或其外表面上提供有冷卻劑通道(未展示)，使得壁112及擋板118可在系統100之操作期間保持於所期望溫度下。此等冷卻劑通道可連接至一冷卻劑供應源裝置。
一氣體入口元件122經提供於腔室110之一上游端，朝向圖1中之圖的頂部。氣體入口元件122經連接至一或多個氣體源124，其經配置以供應一或多種處理氣體；若使用多種處理氣體，則氣體可以一混合物供源或可個別地供源。氣體入口元件122大體上可為習知的，且可經配置以大體上在下游方向D上引導之一流量將處理氣體排放至腔室110中，例如，利用繞中心軸114間隔開且以自中心軸114之各種徑向距離分佈之放電之一圖案。氣體入口元件122亦可提供有冷卻劑通道(未展示)用於在該程序期間保持其溫度。
一中空箍狀排氣歧管126經提供於腔室110之下游端處。排氣歧管126具有一內部通道128及通向腔室110之內部空間115之數個埠130。排氣歧管126之內部通道128繼而被連接至一排氣系統132，其經配置以將氣體泵出內部空間115，並將氣體排廢。
經連接至一旋轉驅動機構136之一心軸134被安裝至固定壁結構112以繞中心軸114旋轉。心軸134在其上游端具有一配件138，以可釋放地接合並固持一晶圓載體140於圖1中所描繪之載體位置處。該載體位置在氣體入口元件122之下游，但在排氣歧管126之上游。一加熱器142經定位於載體位置之下游並圍繞心軸134。加熱器142可係由經固定至固定壁結構112之支撐件(未展示)支撐於腔室110內。一圓形擋板144圍繞加熱器142，並自加熱器142及載體位置向下游延伸。一加熱器吹掃氣體源145與擋板144內之空間連通。如圖2中最佳所見，擋板144經定尺寸使得當晶圓載體140被安裝於載體位置處時，擋板144與載體140之間存在一小間隙147。在操作期間，加熱器吹掃氣體源145饋送一吹掃氣體(諸如氮氣)進入擋板144內之空間，使得吹掃氣體通過間隙147流出此空間並與下文所論述之其它氣體流動一起傳遞至排氣系統132。加熱器吹掃氣體防止處理氣體接觸並侵蝕加熱器142。
一前端腔室148與固定壁112中之開口116連通。前端腔室148提供有一封閉件，諸如一閘閥元件150，在圖1中示意性地展示。閘閥元件150經配置以密封前端腔室148，並因此阻止前端腔室148與內部空間115之間的連通。閥元件150可移動至一縮回位置(未展示)，以允許前端腔室148與內部空間115之間的連通。當閥元件150處於縮回位置中且擋板118處於打開位置118'中時，晶圓承載器140可自其與心軸134之配件138之接合移除且移動通過開口116進入前端腔室148，例如，使用一機器人操縱裝置(未展示)。一新晶圓載體140'可自前端腔室148移動至反應腔室110中並與配件138接合，使得新晶圓載體140'定位於載體位置處。
一環152定位於腔室110之內部空間115內並相對於擋板118安裝。如圖2中最佳所見，環152具有面向上游方向之一頂表面154，遠離中心軸徑向向外之一外周邊表面156及朝向中心軸114徑向向內之一內表面158。環152係藉由圍繞腔室110之圓周存在之支桿160安裝至擋板118。此一支桿如定位於環152之頂表面154下方之160而描繪於圖2中。環152之外周邊表面156自擋板118之相鄰表面向內徑向間隔開，使得在擋板118之表面與環152 (特定言之環152之外周邊表面156)之間存在一間隙162。例如，在經配置以固持一465mm直徑之晶圓載體之一系統100中，間隙162在其最窄點處之寬度可為約13mm。因為支桿160相對較薄，所以其等不會實質上阻礙(向下)氣體流動或通過間隙162之其他流動。
選擇環152及其安裝至擋板118之尺寸，使得當擋板118處於一操作狀態中時，如圖1中之實線所展示且如圖2中所描繪，且當晶圓載體140處於一操作狀態且定位於載體位置處與心軸134上之配件138接合時，環152之頂表面154係水平的，例如，共面的或實質上水平的，例如與載體140之頂部或上游表面164實質上共面的。環152之寬度或徑向範圍可為約5 mm至20 mm，在其它實施方案中約為10 mm至15 mm或13 mm至15 mm，儘管在某些實施方案中更期望更大之環寬度。在將環152裝配至最初無環之現有系統中之情況下，環寬度受到提供足夠寬度之一間隙162之需要之限制。
環152經定尺寸且經安裝使得在操作狀態中，環152之內表面158位於鄰近晶圓載體140之外周邊表面166，在表面158、166之間僅留下一小間隙170。期望地，間隙170盡可能小，與製造容限及組件之差分熱膨脹容限一致。例如，間隙170可為約3 mm寬，約2 mm寬或更小。
各晶圓載體140在載體140之頂表面164中界定數個晶穴172，各晶穴172經配置以固持一晶圓174，使得晶圓174之一頂表面(實質上)與載體140之頂表面164對準或共面。在一些實施方案中，晶圓載體140在其頂表面164與其周邊表面166之接合處具有一相對尖銳之邊緣或拐角，且環152可期望地亦在其頂表面154與內表面158及外周邊表面156之接合處具有尖銳之邊緣或拐角。這些尖銳邊緣可期望地由小於約0.1 mm之半徑界定。在其他實施方案中，晶圓載體140與環152之任一者或兩者具有圓角或錐形角。
在操作中，系統100進入其操作狀態(如圖1及圖2中所展示)，其中晶圓載體140 (可選地承載晶圓174)定位於心軸134上且擋板118處於以實線展示之操作位置中，使得環152緊密地圍繞載體140之周邊表面。加熱器142經致動以使晶圓載體140及晶圓174達到所需溫度，且氣體入口元件122經致動以釋放處理氣體，而旋轉驅動器136經致動以使心軸134及晶圓載體140繞中心軸114旋轉。由氣體入口元件122排出之氣體大體上如圖1中之流動箭頭F所指示地通過。因此，氣體自入口元件122向下游流向載體位置且大體上徑向向外流動通過載體140之頂表面164及保持於其中或其上之晶圓174。流動之氣體向外穿過晶圓載體140之周邊並越過環152，且接著向下穿過環152與由擋板118界定之壁表面之間的間隙162。儘管少量氣體可通過向下穿過較小間隙170 (圖2)，但此較小量實質上不影響系統之流動力學。氣體向下游朝向排氣歧管126繼續，通過排氣埠130，並進入內部排氣通道128並通過排氣系統132自系統100流出。
如圖2中最佳所見，在晶圓載體140之頂表面164上方及晶圓174之表面上方向外流動之氣體形成具有一厚度之一邊界層B。在此邊界層B內，氣體流動流線幾乎平行於載體140之頂表面164，使得邊界層B具有一實質上均勻厚度。然而，當氣體接近間隙162時，流線明顯地在一區域R中會聚，且邊界層B之厚度在此區域R內明顯減小。定位於區域R內之晶圓174之任何部分歸因於邊界層B之厚度減小經歷不均勻生長速率。
然而，在圖2中所描繪之視圖中，此區域R定位於環152上方而非定位於晶圓載體140上方。因此，邊界層在晶圓載體140之實質上整個頂表面164上方保持實質上均勻厚度。此在所有晶圓174之表面上方提供一實質上均勻反應速率，即使當晶圓174緊鄰或靠近載體140之周邊表面166定位時亦如此。依此一方式，環152係一流量延展器，使氣體流動跨載體140延伸。與不存在環之情況相比，環152之存在允許將晶圓載體晶穴或區域放置得更靠近載體140之周邊。因此，環152增加載體140之容量。此繼而增加系統100之生產量，即每單位時間可加工之晶圓數目。
此外，將晶圓174放置得更靠近載體140之周邊促進處理氣體之有效使用。此等氣體通常係昂貴、高純度材料。通常，判定各氣體之量以在晶圓載體之整個區域上提供每單位面積之一恆定量。藉由將晶圓放置得更靠近載體之周邊，載體之更多區域可由晶圓覆蓋，且更多氣體將用於處理晶圓。
圖1及圖2及上文論述已提供一晶圓加工系統100之一大體概述，其利用靠近晶圓載體之一環流量延展器來增加實質上均勻之厚度邊界層之區域。以下附圖及論述係關於環流量延展器之各種不同實施例。
轉至圖3A，一環流量延展器300A以靠近一晶圓載體140之橫截面側視圖展示。亦展示於圖3A中的係加熱器142及隔板144。
環流量延展器300A具有一主體302，其具有面向上游方向之一頂表面304 (當環300A定位於晶圓加工系統100中時)、面向徑向向外遠離中心軸之一外周邊表面306 (當環300A定位於晶圓加工系統100中時)及朝向中心軸徑向向內之一內表面308 (當環300A定位於晶圓加工系統100中時)。環300A亦具有與頂表面304相對之一底表面309。外周邊表面306具有在一明顯接合點處相交之一上圓角部分310及一下部312，其中圓角部分310由一半徑R界定且自頂表面304延伸一距離x。環300A之寬度 (自內表面308至外表面306)歸因於外周邊表面306之大體上成角度之特性具有自頂表面304至底表面309之一大體上錐形形狀。在圖3A之實施方案中，頂表面304與載體140之頂部或上游表面實質上齊平，例如平面或共面。
圖3B展示一替代環流量延展器300B，其具有與環300A類似之特徵。圖3B之實施方案具有與載體140之頂部或上游表面實質上齊平(例如平面或共面)之一頂表面304，然而，圓角部分310及下部312具有一平滑過渡或接合。在圖3B中，環流量延展器300B具有一頂表面304、具有一上圓角部分310及一下部312之一外周邊表面、一內表面308及一底表面309。圓角部分310由一半徑R界定且自頂表面304延伸一距離x。下部312在自圓角部分310延伸至底表面309時成角度，使得環300B具有一錐形形狀。
一環流量延展器之另一實施方案在圖3C中作為環300C。類似於環300A及300B，環300C具有一頂表面304、具有一上圓角部分310及一下部312之一外周邊表面306、一內表面308及與頂表面304相對之一底表面309。圓角部分310由一半徑R界定且自頂表面304之最頂部分延伸一距離x。下部312具有自圓角部分310之一平滑過渡且當其自圓角部分310延伸至底表面309時其逐漸變細。
然而，對於環300C，頂表面304與自垂直方向量測成一角度a，或與載體之水平頂部或上游表面成「a+90度」，遠離載體向上傾斜。另外，底表面309可成一角度，自垂直方向量測為角度b。圖3C展示角度b為90度或水平，但在其他實施方案中，底表面309可向上或向下傾斜遠離載體。例如，角度b可為20度至70度，例如30度至60度。
對於具有一傾斜頂表面之環之實施方案(諸如在環300C中)，當安裝於一系統(諸如系統100)中時，環之邊緣或角最靠近晶圓載體140(其係由內表面308及頂表面304形成之角)與晶圓載體140之頂表面164齊平或平坦，或與晶圓載體140之頂表面164實質上齊平或平坦。
圖4A、圖4B及圖4C展示環流量延展器之額外實施方案。圖5A、圖5B及圖5C分別展示環上及環周圍之氣體流動及所得潛在顆粒累積之位置之設計模型化。
轉至圖4A，一環400A具有一成角度頂表面404、具有一上圓角部分410及一下部412之一外周邊表面406、一內表面408及一底表面409。與圖3A、圖3B及圖3C中所展示之環不同，環400A具有一下部412，其包含上圓角部分410之間的一凹入過渡，該凹入過渡係由一半徑r界定，例如範圍自約0.05英寸至約0.35英寸，而非具有自圓角部分410至下部412之一直錐形過渡。圓角部分410自頂表面404之最頂部分延伸一距離x並延伸超過頂表面404之角及/或底表面409之角一距離y。距離x可為(例如)約0.1英寸至約0.5英寸或0.4英寸，且距離y可為(例如)約0.05英寸至約0.3英寸。
圖5A展示環400A上方及周圍之氣體流動。如圖5A中所見，環定位成具有由內表面及頂表面形成之角或與晶圓載體之頂表面齊平或平坦，或與晶圓載體之頂表面實質上齊平或平坦。模型化展示在下部412之凹入區域附近發生一再循環區域；此再循環區域增加累積顆粒之可能性。
類似於環400A，圖4B中之一環400B具有一成角度頂表面404、具有一上圓角部分410及一下部412之一外周邊表面406、一內表面408及一底表面409，其中下部412朝向底表面409逐漸變細。環400B具有在無環400A之凹入特徵之情況下自圓角部分410至下部412之一平滑過渡。圓角部分410自頂表面404之最頂部延伸一距離x且延伸超過頂表面404之角及/或底表面409之角一距離y。距離x可為(例如)約0.3英寸至約0.7英寸，且距離y可為(例如)約0.05英寸至約0.2英寸。
圖5B展示環400B上方及周圍之氣體流動。模型化展示在靠近頂表面404之圓角部分中發生一再循環區域；此再循環區域增加累積顆粒之可能性。
類似於圖4B之環400B，圖4C中之一環400C具有一成角度頂表面404、具有一上圓角部分410及一下部412之一外周邊表面406、一內表面408，及一底表面409。圓角部分410自頂表面404之最頂部分延伸一距離x，且延伸超過頂表面404之角及/或底表面409之角一距離y。對於此環400C，距離x可為(例如)約0.1英寸至約0.5英寸或0.4英寸，且距離y可為(例如)約0.05英寸至約0.25英寸。
圖5C展示環400C上方及周圍之氣體流動。模型化展示無突出之再循環區域。
因此，已描述及展示環流量延展器之各種橫截面輪廓。各環流量延展器具有一頂表面、具有一上圓角部分及一下部之一外周邊表面、一內表面及一底表面。環流量延展器具有一總寬度及一總長度或高度。
當自環之內表面量測時，頂表面可具有45度至90度(90度為水平)之一角度a，在其他實施方案中為60度至75度，遠離載體向上傾斜。底表面可為水平或可具有一角度b，例如20度至70度，例如30度至60度。
在一些實施方案中，上圓角部分可具有一相當「尖銳」之曲率，其由0.1英寸至0.5英寸(約2.5 mm至約12.5 mm)之一半徑界定，在其他實施方案中為0.2英寸至0.4英寸(約5 mm至約10 mm)。上圓角部分可延伸一距離(自環之頂表面之最頂部量測) 0.1英寸至1英寸(約2.5 mm至約25 mm)，在其他實施方案中為0.1英寸至0.5英寸(約2.5 mm至約12.5 mm)。上文提供環400A、400B及400C之上圓角部分之長度的具體實例。另外或替代地，上圓角部分可延伸一距離(自環之頂表面之頂部量測)，例如，不超過外周邊表面之總長度的20%，諸如總長度的5%至20%，在其他實施方案中為10%至15%。
外周邊表面之下部可為線性的或包含一凹曲線或凸曲線；任何曲線可為下部之整個長度或下部的一部分。下部自頂表面至底表面為環提供一整體錐形形狀。
當環流量延展器可操作地安裝於具有一晶圓載體之一系統中時，頂表面可基本上與載體之頂部對準、共面或甚至與載體之頂部對齊，或可相對於載體成角度，遠離或朝向載體。當安裝於具有一晶圓載體之一系統中時，內表面及頂表面相遇之角可基本上與載體之頂表面對準、共面或甚至與載體之頂表面對齊。
圖6及圖7以圖形方式繪示具有具靠近頂表面之一圓角部分之一環流量延展器相較於無一圓角部分之環流量延展器之益處。圖7係圖6之一部分，其經放大以展示細節。對於此等圖，「輪廓式流量延展器」具有如圖3C中所繪示之輪廓，在其外周邊表面上具有一圓角部分，而「平坦流量延展器」在其外周邊表面上具有一平坦輪廓，無一圓角部分及整體錐形形狀。環流量延展器安裝於一晶圓載體周圍之系統中。
在圖6及圖7兩者中，曲線圖展示自載體之中心(半徑=0)朝向載體之邊緣及定位於載體周圍之相鄰流量延展器之跨晶圓載體之標準化沈積速率。該等圖展示由曲線601及701指示之平坦流量延展器在載體周邊之沈積速率比由曲線602及702指示之輪廓式流量延展器之沈積速率增加更大。曲線601中之大尖峰係不期望的，因為其在靠近該位置之晶圓上產生一不均勻沈積。圖7包含代表載體上最外部晶圓周邊之線(HC1、HC2、HC3)，用於配置支持4英寸晶圓之各種高容量晶圓載體；HC3在載體上具有比具有比HC1更多晶圓之HC2更多之晶圓。雖然兩個環流量延展器對於所有晶圓配置具有一大體上均勻之沈積速率，但輪廓式流量延展器(具有一上圓角部分)降低在周邊附近之一大沈積速率變化之可能性，且因此減少不均勻沈積及因此不適合晶圓。
因此，如圖6及圖7中可見，與在其外周邊表面上無一圓角部分之一平坦流量延展器相比，一輪廓式環流量延展器(具有一上圓角部分)導致晶圓載體周邊處之更好的生長均勻性。利用一輪廓式環流量延展器，與一平坦流量延展器相比，可更容易地在晶圓載體上之各種晶圓之頂表面上之所有點處保持均勻條件。程序條件之變化可致使所得半導體器件之性能之不期望變化；例如，沈積速率之變化可致使沈積層厚度之變化，其繼而可導致所得器件之不均勻特性。
以上說明書及實例提供本發明之例示性實施方案之程序及使用之一完整描述。以上描述提供具體實施方案。應理解，可想到其他實施方案，且可在不背離本發明之範疇或精神之情況下做出其他實施方案。因此，以上詳細描述不應視為具有一限制意義。雖然本發明不限於此，但通過對所提供之實例之論述將獲得對本發明之各種態樣之一瞭解。
除非另有說明，否則表示特徵尺寸、數量及實體性質之所有數字應理解為由術語「約」修飾。據此，除非另有說明，否則所闡述之數值參數係可取決於熟習此項技術者利用本文中所揭露之教導尋求獲得之所需性質而變化之近似值。
如本文中所使用，單數形式「一」、「一個」及「該」涵蓋具有複數指示物之實施方案，除非上下文另有明確說明。如在此說明書及隨附申請專利範圍中所使用，術語「或」大體上以包含「及/或」之含義使用，除非上下文另有明確說明。
若在本文中使用，則包含但不限於「下」、「上」、「下麵」，「下」、「上方」，「在頂部」等之空間相關術語用於易於用於描述一元件與另一元件之空間關係之描述。除了圖中所描繪及本文中所描述之特定定向之外，此等空間相關術語涵蓋器件之不同定向。例如，若圖中所描繪之一結構經翻轉或倒置，則先前描述為在其他元件下方或以下之部分將在彼等其他元件之上或上方。
由於可在不背離本發明之精神及範疇之情況下做出本發明之許多實施方案，因此本發明存在於下文所附之申請專利範圍中。此外，在不背離所述申請專利範圍之情況下，可在另一實施方案中組合不同實施方案之結構特徵。
2‧‧‧區域
100‧‧‧晶圓加工系統
110‧‧‧反應腔室
112‧‧‧固定壁
114‧‧‧中心軸
115‧‧‧內部空間
116‧‧‧開口
118‧‧‧擋板
118'‧‧‧打開位置
120‧‧‧移動致動器
122‧‧‧氣體入口元件
124‧‧‧氣體源
126‧‧‧排氣歧管
128‧‧‧內部通道
130‧‧‧埠
132‧‧‧排氣系統
134‧‧‧心軸
136‧‧‧旋轉驅動機構
138‧‧‧配件
140‧‧‧晶圓載體
140'‧‧‧晶圓載體
142‧‧‧加熱器
144‧‧‧擋板
145‧‧‧加熱器吹掃氣體源
147‧‧‧間隙
148‧‧‧前端腔室
150‧‧‧閘閥元件
152‧‧‧環
154‧‧‧頂表面
156‧‧‧外周邊表面
158‧‧‧內表面
160‧‧‧支桿
162‧‧‧間隙
164‧‧‧頂部或上游表面
166‧‧‧外周邊表面
170‧‧‧間隙
172‧‧‧晶穴
174‧‧‧晶圓
300A‧‧‧環流量延展器
300B‧‧‧環流量延展器
300C‧‧‧環
302‧‧‧主體
304‧‧‧頂表面
306‧‧‧外周邊表面
308‧‧‧內表面
309‧‧‧底表面
310‧‧‧上圓角部分
312‧‧‧下部
400A‧‧‧環
400B‧‧‧環
400C‧‧‧環
404‧‧‧頂表面
406‧‧‧外周邊表面
408‧‧‧內表面
409‧‧‧底表面
410‧‧‧上圓角部分
412‧‧‧下部
601‧‧‧曲線
602‧‧‧曲線
701‧‧‧曲線
702‧‧‧曲線
α‧‧‧角度
β‧‧‧角度
B‧‧‧邊界層
D‧‧‧箭頭/下游方向
F‧‧‧流動箭頭
HC1‧‧‧線
HC2‧‧‧線
HC3‧‧‧線
R‧‧‧區域/半徑
r‧‧‧半徑
U‧‧‧箭頭
x‧‧‧距離
y‧‧‧距離
圖1係具有一通用環流量延展器之一實例晶圓加工系統之一示意性橫截面側視圖。
圖2係展示通用環流量延展器之圖1中以「2」指示之區域之一放大圖。
圖3A係展示於一晶圓載體附近之根據本發明之一環流量延展器之一第一實例之一示意性側視圖；圖3B係根據本發明之一環流量延展器之一第二實例之一示意性側視圖，且圖3C係根據本發明之一環流量延展器之一第三實例之一示意性側視圖。
圖4A係根據本發明之一環流量延展器之一第四實例之一示意性側視圖；圖4B係根據本發明之一環流量延展器之一第五實例之一示意性側視圖，且圖4C係根據本發明之一環流量延展器之一第六實例之一示意性側視圖。
圖5A、圖5B及圖5C係分別展示繞圖4A、圖4B及圖4C之環流量延展器之氣體流動的模型化空氣動力學圖。
圖6係跨一載體之標準化沈積速率之一圖形表示。
圖7係相對於一載體上之各種晶圓配置之跨該載體之標準化沈積速率之一放大圖形表示。

Claims (13)

  1. 一種晶圓加工系統，其包括： 一腔室，其具有界定一內部體積之一壁，在該腔室中具有一晶圓載體，該晶圓載體具有一周邊邊緣及一頂表面；及 一環流量延展器，其位於該晶圓載體周圍之該腔室內，該環流量延展器具有一頂表面、與該頂表面相對之一底表面、一內表面，及背離該晶圓載體之自該頂表面延伸至該底表面之一外周邊表面，該外周邊具有靠近該頂表面之由不大於0.5英寸之一半徑界定之一圓角部分。
  2. 如請求項1之晶圓加工系統，其中該圓角部分自該頂表面沿該外周邊表面延伸不超過0.4英寸。
  3. 如請求項1之晶圓加工系統，其中由該頂表面及該內表面形成之該環流量延展器之一角基本上與該晶圓載體之該頂表面齊平。
  4. 如請求項1之晶圓加工系統，其中該環流量延展器之該頂表面向上傾斜並遠離該晶圓載體之該頂表面。
  5. 如請求項4之晶圓加工系統，其中該頂表面與垂直方向成60度至75度之間之一角度。
  6. 如請求項1之晶圓加工系統，其中該圓角部分係由0.1英寸至0.5英寸之一半徑界定。
  7. 如請求項1之晶圓加工系統，其包括具有一凹入部分之一下部。
  8. 一種用於一晶圓加工系統之環流量延展器，該環流量延展器包括： 一頂表面， 一底表面，其與該頂表面相對， 一內表面，及 一外周邊表面，其具有靠近該頂表面之一圓角部分及靠近該底表面之一下部，該圓角部分係由不大於0.5英寸之一半徑界定，且自該頂表面延伸不超過0.5英寸。
  9. 如請求項8之環流量延展器，其中該圓角部分係由不大於0.4英寸之一半徑界定，且自該頂表面延伸不超過0.4英寸。
  10. 一種方法，其包括： 將一晶圓載體及如請求項8之環流量延展器定位於一反應腔室內，使得該環圍繞該載體，該載體之一頂表面及該環之該頂表面面向一上游方向且係彼此實質上平坦；及 將一或多個處理氣體在與該上游方向相反之一下游方向上引導至該載體之該頂表面上，同時圍繞該載體之一上游至下游軸旋轉，使得該等處理氣體在該載體之該頂表面及該環之該頂表面上方向外流動。
  11. 一種加工至少一個晶圓之方法，其包括： 將支撐至少一個晶圓之一晶圓載體定位於其一頂表面中，並將一環流量延展器定位於一反應腔室內，其中該環圍繞該晶圓載體，該載體之一頂表面及該環之一頂表面面向一上游方向且係彼此實質上平坦，該環具有背離該晶圓載體之一外周邊表面，該外周邊表面具有靠近該環之該頂表面之由不大於0.5英寸之一半徑界定之一圓角部分；及 將一或多個處理氣體在與該上游方向相反之一下游方向上引導至該載體之該頂表面及該至少一個晶圓上，同時使該載體及該至少一個晶圓圍繞該載體之一上游至下游軸旋轉，使得處理氣體在該載體之該頂表面上方及該環之該頂表面上方向外流動。
  12. 如請求項11之方法，進一步包括自該腔室中排出該一或多個處理氣體，使得在該環之該頂表面上向外流動之該等氣體在該環之該外周邊表面與該反應腔室之一壁之間之一間隙內向下游通過。
  13. 如請求項11之方法，其中該環之該外周邊表面具有一輪廓，其抑制顆粒自在該間隙內流動之該一或多個處理氣體累積至該環之該外周邊表面上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW299559B (zh) * 1994-04-20 1997-03-01 Tokyo Electron Co Ltd
US6284093B1 (en) * 1996-11-29 2001-09-04 Applied Materials, Inc. Shield or ring surrounding semiconductor workpiece in plasma chamber
US6296712B1 (en) * 1997-12-02 2001-10-02 Applied Materials, Inc. Chemical vapor deposition hardware and process
US20050016684A1 (en) * 2003-07-25 2005-01-27 Applied Materials, Inc. Process kit for erosion resistance enhancement
KR100578129B1 (ko) * 2003-09-19 2006-05-10 삼성전자주식회사 플라즈마 식각 장치
US9127362B2 (en) * 2005-10-31 2015-09-08 Applied Materials, Inc. Process kit and target for substrate processing chamber
US8048226B2 (en) * 2007-03-30 2011-11-01 Tokyo Electron Limited Method and system for improving deposition uniformity in a vapor deposition system
US20090221150A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 Applied Materials, Inc. Etch rate and critical dimension uniformity by selection of focus ring material
US8287650B2 (en) * 2008-09-10 2012-10-16 Applied Materials, Inc. Low sloped edge ring for plasma processing chamber
US8135560B2 (en) * 2009-01-30 2012-03-13 Applied Materials, Inc. Sensor system for semiconductor manufacturing apparatus
WO2011094230A2 (en) * 2010-01-27 2011-08-04 Applied Materials, Inc. Life enhancement of ring assembly in semiconductor manufacturing chambers
WO2012092064A1 (en) * 2010-12-30 2012-07-05 Veeco Instruments Inc. Wafer processing with carrier extension
JP6051919B2 (ja) * 2012-04-11 2016-12-27 東京エレクトロン株式会社 液処理装置
WO2017099919A1 (en) * 2015-12-07 2017-06-15 Applied Materials, Inc. Amalgamated cover ring
KR102641441B1 (ko) * 2016-09-28 2024-02-29 삼성전자주식회사 링 어셈블리 및 이를 포함하는 척 어셈블리
US20180182635A1 (en) * 2016-12-27 2018-06-28 Tokyo Electron Limited Focus ring and substrate processing apparatus
US11043364B2 (en) * 2017-06-05 2021-06-22 Applied Materials, Inc. Process kit for multi-cathode processing chamber

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