TW202111152A - 化學氣相沉積設備、泵浦襯套及化學氣相沉積方法 - Google Patents

化學氣相沉積設備、泵浦襯套及化學氣相沉積方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202111152A
TW202111152A TW109129655A TW109129655A TW202111152A TW 202111152 A TW202111152 A TW 202111152A TW 109129655 A TW109129655 A TW 109129655A TW 109129655 A TW109129655 A TW 109129655A TW 202111152 A TW202111152 A TW 202111152A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
aperture
apertures
pair
distance
bushing
Prior art date
Application number
TW109129655A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI827877B (zh
Inventor
楊勝鈞
林藝民
李志聰
邱云姿
萬昭宏
Original Assignee
台灣積體電路製造股份有限公司
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 台灣積體電路製造股份有限公司 filed Critical 台灣積體電路製造股份有限公司
Publication of TW202111152A publication Critical patent/TW202111152A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI827877B publication Critical patent/TWI827877B/zh

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45565—Shower nozzles
    • 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
    • C23C16/45587—Mechanical means for changing 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
    • C23C16/458—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
    • 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
    • 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
    • C23C16/50—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 using electric discharges
    • H01L21/205—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67207—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本揭露揭示用於使用在用於藉由化學氣相沉積將一材料沉積在一工件上之一設備中的泵浦襯套，該等泵浦襯套包括複數個非均勻間隔的孔徑。該複數個孔徑之非均勻間隔產生加工腔室內的加工氣體之均勻流動，該泵浦襯套與該加工腔室相關聯。使用所揭示之泵浦襯套藉由化學氣相沉積化學氣相沉積沉積在一工件上的材料膜展現理想的性質諸如均勻厚度及光滑及均勻表面。

Description

化學氣相沉積裝置泵浦襯套
無
積體電路(Integrated circuit; IC)係藉由在半導體基板之表面上形成離散半導體裝置來製造。此基板之實例為矽(Si)或二氧化矽(SiO2 )晶圓。半導體裝置通常以大規模製造，其中數千個微電子裝置(例如，電晶體、電容器等等)形成於單個基板上。為互連基板上之裝置，形成互連結構之多階網路。材料以層沉積在基板上且在一系列受控制步驟中選擇性地移除。以此方式，各種導電層彼此互連以促進電子訊號之傳播。
半導體工業中沉積膜之一個方式稱為化學氣相沉積或「CVD」。CVD可用來沉積各種種類的膜，包括本質及摻雜非晶矽、氧化矽、氮化矽、氮氧化矽等等。半導體CVD加工通常藉由加熱前驅物氣體在真空腔室中時行，該等前驅物氣體解離且反應以形成所要的膜。為以低溫及相對高的沉積速率沉積膜，可在沉積期間在腔室中由前驅物氣體形成電漿。此類製程稱為電漿增強化學氣相沉積或「PECVD」。
當製造積體電路時，基板加工之精確再現性為用於改良生產力之重要因素。各種製程參數之精確控制為達成跨於基板之一致結果，以及自基板至基板可再現的結果所需要的。更具體而言，所沉積材料層之均勻性為用於達成良好製造產率之要求中之一者。
無
所揭示實施例包括用於使用在用於使用化學氣相沉積技術將材料沉積至工件上的設備中之泵浦襯套。根據所揭示實施例之泵浦襯套包括通過泵浦襯套之主體的複數個孔徑。在一些實施例中，複數個孔徑中之鄰接孔徑不均勻地間隔開。在一些實施例中，泵浦襯套之孔徑之直徑為不等的，通過泵浦襯套的孔徑之形狀不同或通過泵浦襯套的孔徑相對於泵浦襯套之上表面及下表面傾斜。根據所揭示實施例之泵浦襯套之利用改良加工氣體穿過加工腔室之流動之均勻性，泵浦襯套與該加工腔室相關聯。改良之加工氣體流動均勻性導致加工腔室內的更均勻加工氣體速度及壓力，此改良沉積在工件上的材料例如其厚度之均勻性。
以下揭示內容提供用於實行所提供主題之不同特徵的許多不同實施例，或實例。以下描述組件及佈置之特定實例以簡化本揭示案。當然，此等僅為實例且不欲為限制。例如，以下描述中的第二特徵上方或上之第一特徵之形成可包括其中第一特徵及第二特徵係直接接觸地形成的實施例，且可亦包括其中額外特徵可形成在第一特徵與第二特徵之間，使得第一特徵及第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本揭示案可在各種實例中重複元件符號及/或字母。此重複係用於簡單性及清晰性之目的，且實質上並不規定所論述之各種實施例及/或組態之間的關係。
此外，空間相對術語，諸如「下方」、「以下」、「下」、「上方」、「上」等等，可在本文中使用於便於描述，以描述一個元件或特徵與如圖中所例示的另一元件(多個)或特徵(多個)之關係。除圖中所描繪的定向之外，空間相對術語意欲涵蓋使用或操作中的裝置之不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)，且同樣可據此解釋本文中所使用的空間相對描述符。
在以下描述中，闡述某些特定細節，以便提供本揭示案之各種實施例之透徹理解。然而，熟習此項技術者將理解，可在無此等特定細節的情況下實踐本揭示案。在其他情況下，沒有詳細描述與電子組件及製造技術相關聯的熟知的結構以避免不必要地模糊本揭示案之實施例之描述。
除非上下文另外需要，否則遍及以下說明書及申請專利範圍，字「包括」及其變化諸如「包括(comprises)」及「包括(comprising)」將在開放式包括意義上解釋，亦即，解釋為「包括但不限於」。
序數諸如第一、第二及第三之使用未必暗示順序之排序意義，而相反可僅在動作或結構之多個實例之間進行區分。
遍及本說明書對「一個實施例」或「一實施例」之參考意味結合該實施例描述的特定特徵、結構或特性包括在至少一個實施例中。因而，片語「在一個實施例中」或「在一實施例中」在遍及本說明的各種地方之出現未必全部涉及同一實施例。此外，特定特徵、結構或特性可以任何合適的方式組合在一或多個實施例中。
如本說明書及所附申請專利範圍中所使用，單數形式「一」、「一個」及「該」包括複數參考物，除非內容另外清楚地規定。亦應注意，術語「或」通常在其包括「及/或」的意義上加以使用，除非內容另外清楚地規定。
第1圖提供半導體加工系統100之實例的平面圖。半導體加工系統100包括加工腔室106，本揭示案之實施例實行於該等加工腔室中。說明性加工腔室106為成對的，以進一步增加加工通量。
半導體加工系統100通常包括多個相異區部。第一區部為前端分級區域102。前端分級區域102支撐等待加工的晶圓匣109。晶圓匣109轉而支撐基板或晶圓113。前端晶圓處置器118諸如機器人裝配在鄰近於晶圓匣轉盤的分級平台上。半導體加工系統100包括負載鎖定腔室120。晶圓113經裝載至負載鎖定腔室120中且自該負載鎖定腔室卸載。較佳地，前端晶圓處置器118包括晶圓映(mapping)系統，以索引每個晶圓匣109中之基板113，為將基板113裝載至安置於負載鎖定腔室120中的負載鎖定匣中作準備。半導體加工系統100包括移送腔室130。移送腔室130容置晶圓處置器132，該晶圓處置器132處置自負載鎖定腔室120接收的基板113。晶圓處置器132包括裝配至移送腔室130之底部的機器人總成138。晶圓處置器132藉由可密封的通道136遞送晶圓。狹縫閥致動器134致動用於通道136的密封機構。通道136與加工腔室140中之晶圓通道配合以允許基板113進入加工區塊中以用於定位晶圓在加熱器基座(第2圖中之228處所示)上。
第2圖呈現沉積腔室200的橫截面示意圖。沉積腔室為用於沉積碳基氣體物質諸如碳摻雜氧化矽子層的CVD腔室。此圖係基於當前由應用材料公司製造的Producer腔室之特徵。Producer CVD腔室(200 mm或300 mm)具有兩個隔離加工區塊，該等隔離加工區塊可用來沉積碳摻雜氧化矽及其他材料。
沉積腔室200具有限定內腔室區域的主體212。提供分離加工區塊218及220。每個加工區塊218、220具有用於支撐在沉積腔室200內的基板(不可見)的基座228。基座228通常包括加熱元件(未示出)。較佳地，基座228藉由桿226可移動地安置於每個加工區塊218、220中，該桿延伸穿過腔室的主體212之底部，其中該桿連接至驅動系統203。內部可移動升舉銷(未示出)提供在基座228中以嚙合基板之下表面。支撐環(未示出)亦提供在基座228上方。支撐環可為多組件基板支撐總成之部分，該多組件基板支撐總成包括蓋環及捕獲環。升舉銷作用於環以在加工之前接收基板，或在沉積之後升舉基板以用於移送至下一站。
加工區塊218、220中之每一個包括氣體分配總成208，該氣體分配總成穿過腔室蓋子204安置以將氣體遞送至加工區塊218、220中。每個加工區塊218、220之氣體分配總成208通常包括氣體入口通道240，該氣體入口通道240將氣體遞送至噴淋頭總成242。噴淋頭總成242由環形基底板材248組成，該環形基底板材248具有安置在面板246中間的阻擋板244。噴淋頭總成242包括在加工期間藉以注入氣體混合物的複數個噴嘴(在第3圖中之Pr處示意性地示出)。噴嘴在基板上方向下導向氣體，例如，氧、矽烷、含矽烷烴及/或氬，藉此沉積非晶膜。RF (射頻)引線將偏壓電位提供至噴淋頭總成242以促進噴淋頭總成242之面板246與基座228之間的電漿之產生。在電漿增強化學氣相沉積製程期間，基座228可充當用於在腔室壁202內產生RF偏壓之陰極。陰極電性耦接至電極電源以在沉積腔室200中產生電容性電場。通常，在腔室主體202電性接地時將RF電壓施加至陰極。施加至基座228的功率在基板之上表面上產生呈負電壓形式的基板偏壓。此負電壓用來將來自形成於沉積腔室200中的電漿之離子吸引至基板之上表面。電容性電場形成偏壓，該偏壓使感應形成的電漿物種朝著基板加速以提供基板在沉積期間更垂直定向的各向異性成膜，及基板在清潔期間之蝕刻。
第3圖描繪第1圖及第2圖之沉積腔室200之基板支撐件的簡化橫截面圖。第3圖中之圖面係簡化來用於說明性目的且未按比例描繪。
基座228包括基板加熱器總成348、基底板材352，及後面板總成354。後面板總成354耦接至基板偏壓功率源322、受控制的加熱器電源338，及背側氣體(例如，氦(He))源336，並且耦接至升舉銷機構356。在基板加工期間，基座228支撐基板312並且控制基板之溫度及偏壓。基板312通常為標準化半導體晶圓，例如200 mm或300 mm之晶圓。
基板加熱器總成348包括主體(加熱器構件332)且加熱器構件332進一步包括複數個嵌入式加熱元件358、溫度感測器(例如，熱電偶)360，及複數個射頻(radio-frequency; RF)電極362。
嵌入式加熱元件358耦接至加熱器電源338。溫度感測器360以習知方式監測加熱器構件332之溫度。所量測溫度在回饋迴路中用來調節加熱器電源338之輸出。
嵌入式射頻電極362將基板偏壓功率源322耦接至基板312，並且耦接至反應容積中之加工氣體混合物之電漿。基板偏壓功率源322通常包括RF產生器324及匹配網路328。RF產生器324通常能夠以範圍自約50 kHz至13.6 MHz的頻率產生高達5000 W的連續或脈衝功率。在其他實施例中，RF產生器324可為脈衝DC功率產生器。
基板312之溫度藉由使加熱器構件332之溫度穩定來控制。在一個實施例中，來自背側氣體源336之氦氣經由氣體導管366提供至形成於基板312下方的加熱器構件332中之凹槽(或，替代地，正淺凹(positive dimples))。氦氣提供加熱器構件332與基板312之間的熱傳遞且促進基板之均勻加熱。使用此熱控制，基板312可維持在約200℃與800℃之間的溫度處。
第4圖呈現沉積腔室400之一部分的透視圖。沉積腔室400包括加工套件40，該加工套件40包括根據本揭示案之頂部襯套。腔室主體402經提供來限定基板加工區域404，及用於支撐加工套件40之各種襯套。晶圓狹縫406見於腔室主體402中，從而限定晶圓通過狹縫。以這種方式，可選擇性地將基板移動至沉積腔室400中且移出該腔室。基板在中空腔室內未示出。晶圓狹縫406藉由閘極設備(未示出)選擇性地打開且關閉。閘門設備藉由腔室主體402支撐。閘門在基板加工期間隔離腔室環境。
腔室主體402較佳地由氧化鋁或其他陶瓷化合物製造。陶瓷材料由於其低熱傳導性性質而為較佳的。腔室主體402可為圓柱形的或其他形狀。第4圖之腔室主體402具有外多邊形輪廓，及圓形內徑。
如所述，腔室主體402用以支撐一系列襯套及其他可互換加工構件。此等加工構件通常為拋棄式的，且作為特定於具體腔室應用或組態的「加工套件」40之部分。加工套件可包括頂部泵浦襯套、中間襯套、下襯套、氣體分配板、氣體擴散器板、加熱器、噴淋頭，或其他部分。某些襯套可整體地形成；然而，在一些應用中較佳的係提供分離襯套，該等分離襯套堆疊在一起以允許襯套之間的熱膨脹。第7圖提供加工套件40之實施例的透視圖。襯套及加工套件40之其他設備在沉積腔室400上方展示為分解的。下文中將更詳細地論述第7圖之沉積腔室400。
第5圖展示第4圖之說明性沉積腔室400的剖面透視圖。第5圖更清楚地看到腔室主體402之幾何形狀。腔室主體402包括側部分408及底部部分409。開口405形成於主體402之側部分408中。開口405用於在沉積、蝕刻或清潔製程期間接收加工氣體的通道。
基板在中空的加工區域404內未示出。然而，應理解，基板在中空的加工區域404內支撐在諸如第2圖之基座228的基座上。基座藉由延伸穿過主體402之底部部分409中之開口407的軸桿支撐。另外，應理解，沉積腔室400具有一氣體加工系統(在第5圖中未示出)。開口478提供於說明性沉積腔室400中以用於接收氣體導管。導管將氣體遞送至氣體箱(第7圖中在472處看出)。自那裡，氣體經遞送至加工區域404。
用於沉積腔室的加工套件40之某些部分在第4圖及第5圖中為可見的。此等包括泵浦襯套410、C通道襯套420、中間襯套440及底部襯套450。如所述，頂部襯套410、C通道襯套420、中間襯套440及底部襯套450經示出且以下將結合第7圖更詳細地加以描述。密封構件427提供於C通道襯套420與上泵浦埠襯套442(第6A圖)之界面處，且提供在泵浦襯套410與下泵浦埠襯套442之界面處，如以下將亦示出且結合第6A圖更詳述地描述。
第6圖示出第5圖之腔室主體402的另一透視圖。在一些情況下重複來自第5圖之元件符號。第6圖經提供來強調來自剖視圖的兩個暴露區域。此兩個橫截面區域係區域6A及區域6B。在第6A圖及第6B圖之各別放大橫截面圖中更清楚地看到區域6A及6B中所示的沉積腔室400之特徵。以下亦詳細地描述此等特徵。
第7圖提供沉積腔室400的腔室主體402的部分分解視圖。第7圖之視圖中所見的設備之第一物品為頂部蓋470。頂部蓋470在加工區域404內位於中心，且突出穿過腔室蓋子(不可見)。頂部蓋470充當用以支撐某些氣體遞送設備的板材。此設備包括氣體箱472，該氣體箱藉由氣體供應導管(不可見)接收氣體。(導管藉由腔室主體402之底部部分409中之開口478插入，如第5圖中所見)。氣體箱472將氣體進料至氣體輸入476中。氣體輸入476限定在上方延伸至頂部蓋470之中心的臂。以此方式，可在中心將加工氣體及清潔氣體引入基板上方的加工區域404中。
RF功率經供應至氣體箱472，藉此將加工氣體產生電漿。恆定電壓梯度474安置在氣體箱472與氣體輸入476之間。在氣體自氣體箱472朝向加工區域404內的接地基座移動時，恆定電壓梯度474或「CVG」控制功率位準。
緊接在頂部蓋470以下為阻擋板480。阻擋板480限定出同心地放置在頂部蓋470以下的板材。阻擋板480包括複數個螺栓孔482。螺栓孔482充當貫穿開口，螺釘或其他連接器可穿過該貫穿開口置放以用於將阻擋板480緊固至頂部蓋470。在阻擋板480與頂部蓋470之間選擇間距。氣體在加工期間分配在此間距中，並藉由複數個穿孔484穿過阻擋板480遞送。以此方式，可將加工氣體均勻地遞送至沉積腔室400之加工區域404中。在氣體擴散時，阻擋板480亦提供用於氣體的高壓降。
在阻擋板480以下為噴淋頭490。噴淋頭490同心地置放在頂部蓋470以下。噴淋頭490包括用於將氣體向下導向至基板(不可見)上的複數個噴嘴(不可見)。面板496及隔離器環498緊固至噴淋頭490。隔離器環498將噴淋頭490與腔室主體402電性隔離。隔離器環498較佳地係由平滑的及相對耐熱的材料諸如鐵氟龍(Teflon)或陶瓷製造。
安置在噴淋頭490以下的為頂部襯套或「泵浦襯套」410。在第7圖之實施例中，泵浦襯套410限定圓周主體，該圓周主體具有安置在該圓周主體周圍且穿過泵浦襯套之圓周主體的複數個泵浦孔或孔徑412。在晶圓加工製程期間，自頂部襯套410之背側拉拔真空，從而抽吸氣體穿過泵浦孔412且將氣體抽吸至通道部分425(在第6A圖及第6B圖中更清楚地看出)中。泵浦孔412為加工氣體提供主要流動路徑，如第3圖之示意圖中所描繪。
參照第6A圖及第6B圖之放大橫截面圖，可更容易看見頂部襯套410之特徵。第6A圖提供來自第6圖的橫截面區域6A的放大視圖。類似地，第6B圖提供來自第6圖的區域6B的放大視圖。泵浦襯套410在此等放大圖中之每一個中為可見的。
泵浦襯套410限定圓周主體410ʹ，且用來保持複數個泵浦孔或孔徑412。在第7圖之佈置中，泵浦襯套410包括上表面區域(第8圖中之810)上的上唇部414，及沿著下表面區域(第8圖中之812)的下肩部416。在一些實施例中，上表面區域810及下表面區域812彼此平行且當實行於沉積腔室200中時處於水平平面中，亦即，泵浦襯套410之上表面區域810及下表面區域812處於水平的平面中，亦即，垂直於重力向量。在一個態樣中，上唇部414自頂部襯套410之半徑向外延伸，而下肩部416徑向向內延伸。上唇部414沿圓周安置，基於此原因，上唇部414在第6A圖及第6B圖兩者中為可見的。然而，下肩部416並未沿圓周環繞頂部襯套410，而在上泵浦埠襯套442之區域中保留開放。
返回至第4圖，沉積腔室400接下來包括圓周的襯套420。在第7圖之佈置中，襯套420具有倒置「C」之輪廓。另外，襯套420包括通道部分425。出於此等原因，襯套420亦稱作「C通道襯套」。在第6B圖之放大橫截面圖中更清楚地看見倒置「C」組態。繼續參考第6B圖，C通道襯套420具有上臂421、下臂423及中間內主體422。上臂421具有形成於其中的上肩部424。上肩部424用以接收泵浦襯套410之上唇部414。同時，下臂423用以接收頂部襯套410之下肩部416。頂部襯套410與C通道襯套420之間的交錯配置提供一迂迴界面，此迂迴界面實質上減少不需要的寄生泵浦(parasitic pumping)。以此方式，在氣體自沉積腔室400之加工區域404且藉由泵浦襯套410之泵浦孔412排氣時，氣體優先藉由C通道襯套420之通道部分425排空。
在第6A圖、第6B圖及第7圖之加工套件40佈置中，上肩部424沿著上臂421沿圓周安置。基於此原因，上肩部424在第6A圖及第6B圖兩者中為可見的。然而，下唇部426並未沿圓周環繞C通道襯套420，而是在上泵浦埠襯套442之區域中保留開放。因此，使徑向部分保留開放以形成泵浦埠襯套開口429。
如自第6圖中所提供之剖面透視圖所示，區域6A及6B示出沉積腔室400之相對末端。來自區域6A的剖面末端包括氣體排氣埠，亦分別稱作上泵浦埠襯套442與下泵浦埠襯套444。上泵浦埠襯套442提供在C通道襯套420之通道部分425之下。下泵浦埠襯套444隨後係與上泵浦埠襯套442流體連通地提供。氣體隨後可藉由排氣系統排出下泵浦埠襯套444且遠離沉積腔室400。
為進一步限制上泵浦埠襯套442及下泵浦埠襯套444之區域處的寄生泵浦，將密封構件427提供在C通道襯套420與上泵浦埠襯套442之間的界面處，及在頂部襯套410與上泵浦埠襯套442之間的界面處。密封構件427為在第7圖及第6B圖兩者中可見。較佳地，密封構件427限定環繞上泵浦埠襯套442的圓形環。密封構件427較佳地係由鐵氟龍材料製造或以其他方式包括高度研磨表面製造。密封構件427進一步使C通道襯套420能夠與泵浦埠442、444聯鎖且限制氣體洩漏。
返回參考第7圖，中間襯套440接下來安置在C通道襯套420以下。中間襯套440在狹縫432之水平處安置於加工區域404中。可自第7圖看出，中間襯套440為C形襯套，且並非圓形。在將晶圓輸入沉積腔室400中時，中間襯套440中之開放區域用以接收晶圓。中間襯套440可在第6A圖及第6B圖兩者中部分地看見，安置在C通道襯套420及頂部襯套410以下。
第7圖中亦可見的是底部襯套450。在第7圖之佈置中，底部襯套450在沉積腔室400中安置在中間襯套440以下。底部襯套450安置在沉積腔室400之中間襯套440與底部表面409之間。
第7圖中所見的額外加工套件包括填料構件430及壓力均衡埠襯套436。填料構件430置放在中間襯套440及底部襯套450周圍，以便填充此等中間襯套440、底部襯套450之外徑與周圍腔室主體402之間的空間。填料構件430之存在藉由在防止殘留物在中間襯套440、底部襯套450後方形成來幫助使中間襯套440、底部襯套450後面的炭殘留物之收集溝流。
應注意，填料構件430，如中間襯套440，並非完全圓周的。在此方面，開放部分保留在填料構件430中以提供兩個加工區域404之間的流體連通。壓力均衡埠襯套436藉由限定孔口的大小來控制兩個加工區域404之間的流體連通。壓力均衡埠襯套436之存在確保兩個加工區域404之間的壓力保持相同。
此時亦應注意，填料構件430、壓力均衡埠襯套436，及上泵浦埠襯套442及下泵浦埠襯套444較佳地以高度平滑材料，例如研磨鋁塗層。具有極光滑表面的材料之其他實例包括聚合物塗層、鐵氟龍、陶瓷及石英。
為進一步幫助部分腔室上的沉積減少，沿著狹縫432提供狹縫閥襯套434。狹縫閥襯套434同樣地係由諸如以上所提及之彼等的高度平滑材料製造。
在沉積或蝕刻製程期間，通常加熱加工區域404。為此，加熱器具有用於支撐晶圓的基座。在第7圖之沉積腔室400中可見加熱器板462。
再次參考第7圖，提供基座總成460。基座總成460用來在加工期間支撐基板。基座總成460不僅包括加熱器板462，而且亦包括軸桿468、銷升器464及安置在該銷升器周圍的升舉環箍466。銷升器464及升舉環箍466幫助選擇性地抬升加熱器板462上方的晶圓。銷孔467安置在加熱器板462內以接收升舉銷(未示出)。
應理解，第7圖之沉積腔室400為說明性的，且根據本公開之頂部襯套的改良為在能夠執行CVD或PECVD的任何沉積腔室中可行的。因而，可提供本揭示案之其他實施例。例如，泵浦襯套410可具有小於C通道襯套420之內徑的內徑。用於泵浦襯套410的此減少之尺寸用來減少泵浦埠405之內徑，藉此增加移出加工區域404內且穿過泵浦埠405移動的氣體之速度。理想上，增加之氣體速度，因為該增加之氣體速度降低腔室表面上碳質殘留物積累的機會。同樣是理想上，襯套係由具有高度光滑表面之材料製造。此用來減少來自累積在表面上的非晶碳沉積。此材料之實例再次包括研磨鋁、聚合物塗層、鐵氟龍、陶瓷，及石英。
亦應注意，相對較溫暖表面碳更快速地積累在較冷表面上。由於此現象，碳傾向於優先積累在與沉積腔室相關聯的泵浦系統上。泵浦系統較佳地經加熱至大於80℃的溫度以減少優先積累。替代地或另外，冷阱可整合至泵浦系統中以收集未反應的碳副產物。可以定期維修間隔清潔或替換冷阱。
參考第8圖，如以上所描述，泵浦襯套410包括通過泵浦襯套410之主體814的複數個孔徑412。主體814包括在上表面區域810與下表面區域812之間延伸的內圓周表面816。主體亦包括在上表面區域810與下表面區域812之間延伸的外圓周表面818。孔徑812通過內圓周表面816與外圓周表面818之間的主體814。如以下參考第9圖及第10圖更詳細地描述，根據本揭示案之一些實施例，彼此鄰接(亦即，緊鄰著)的孔徑412之間的間距為不相等的或非均勻的。如本揭示案中所使用的鄰接孔徑之間的間距係指如沿著泵浦襯套410之內圓周表面816或外圓周表面818量測的一對兩個鄰接孔徑之中心線之間的距離。不相等或非均勻間距係指當如沿著泵浦襯套410之內圓周表面816或外圓周表面818量測的第一對兩個鄰接孔徑之中心線之間的距離不同於如沿著泵浦襯套410之內圓周表面816或外圓周表面818量測的第二對兩個鄰接孔徑之中心線之間的距離時的情形。替代地，根據本揭示案之實施例，兩個鄰接孔徑之中心線之間的不相等或非均勻間距表示第一對兩個鄰接孔徑之中心線之間的節距及第二對兩個鄰接孔徑之中心線之間的節距為不同。
參考第9圖，排氣埠910示意性地例示在所例示泵浦襯套410之頂部附近。自沉積腔室200藉由泵浦襯套410之孔徑412傳送且進入至通道部分425中的加工氣體可經由排氣埠910自通道部分425排除。參考第10圖，孔徑1016例示為至排氣埠910的最近孔徑。在第10圖之實施例中，孔徑1016比孔徑1018、1020及1022更接近於排氣埠910。類似地，孔徑1016比孔徑1030、1032及1034更接近於排氣埠910。
參考第10圖，鄰接孔徑之間的節距係指藉由鄰接孔徑1032及1034之中心線及圓形泵浦襯套410之中心形成的中心角1013 (藉由兩個半徑1015及1017與頂點在圓形泵浦襯套410之中心1019處形成的角度)。鄰接孔徑1016及1018之間的節距藉由元件符號1010識別。鄰接孔徑1018及1020之間的節距藉由元件符號1012識別。鄰接孔徑1020及1022之間的節距藉由元件符號1014識別。中心角1013之變化導致如在各別外圓周表面818及內圓周表面816上量測的藉由鄰接孔徑1032及1034之中心線之間的弧所截取限定的劣弧1021及1023之按比例變化。
參考第9圖及第10圖，根據本文所描述之實施例的鄰接孔徑之間的不相等或非均勻間距之以下描述具有對鄰接孔徑之間的不相等節距之參考；然而，描述同樣適用於如沿著泵浦襯套410之內圓周表面816或外圓周表面818量測的鄰接孔徑之間的距離。根據第10圖之實施例，限定第一孔徑對1024的第一孔徑1016與第二孔徑1018 (該第一孔徑及該第二孔徑彼此鄰接)之間的節距1010不等於限定第二孔徑對1026的第二孔徑1018與第三孔徑1020 (該第二孔徑及該第三孔徑彼此鄰接)之間的節距1012，該第二孔徑對1026鄰接於(直接緊挨著)第一孔徑對1024。根據本揭示案之實施例，限定第二孔徑對1026的第二孔徑1018與第三孔徑1020之間的節距1012不等於限定第三孔徑對1028的第三孔徑1020與第四孔徑1022之間的節距1014。根據本揭示案之一些實施例，節距1010與節距1012相差的量及節距1012與節距1014相差的量為相等的。換言之，根據本揭示案之實施例，其中節距1014小於節距1012，節距1012小於節距1010，節距1012比節距1010小的量等於節距1014比節距1012小的量。換言之，根據本揭示案之一些實施例，在孔徑變得進一步自排氣泵埠移除至到達最遠離排氣埠910的孔徑(例如，第9圖及第10圖中之孔徑912)的點時，泵浦襯套410之鄰接孔徑412之間的間距以規則間隔減少。在此點處，在孔徑變得更接近於排氣埠910時，泵浦襯套410之鄰接孔徑412之間的間距以規則間隔增加。根據本揭示案之其他實施例，在孔徑變得進一步自排氣埠910移出至到達最遠離排氣埠910的孔徑(例如，第9圖中之孔徑912)的點時，泵浦襯套410之鄰接孔徑412之間的間距以規則間隔增加。根據此類替代性實施例，在此點處，在孔徑變得更接近於排氣埠910時，泵浦襯套410之鄰接孔徑412之間的間距以規則間隔減少。鄰接孔徑之間的間距藉以增加或減少的規則間隔之實例包括0.05°、0.1°、0.2°、0.3°、0.4°、0.5°或更大，其中0.4°提供加工腔室內的所要的加工氣體速度及加工氣體壓力分佈。根據本揭露之實施例的泵浦襯套之鄰接孔徑之間的間距之相對不等性經選擇以影響加工腔室內的加工氣體之速度分佈及加工腔室內的加工氣體之壓力分佈，以與當泵浦襯套之圓周周圍的孔徑之間距為相同時相比，為跨於加工腔室中之工件表面更均勻的。本揭示案之實施例不限於其中鄰接孔徑之間的間距以間隔增加或減少的泵浦襯套。鄰接孔徑之間的間距藉以增加或減少的規則間隔可不同於所描述的特定角度規則間隔。以數學方式描述，第一孔徑對之鄰接孔徑之間的節距為X度(°)且鄰接於第一孔徑對的第二孔徑對(例如，第一孔徑對1024及第二孔徑對1026或第二孔徑對1026及第三孔徑對1028)之鄰接孔徑之間的節距為X - 0.05°至X - 0.5°。在其他實施例中，第一孔徑對之鄰接孔徑之間的節距為X度(°)且鄰接於第一孔徑對的第二孔徑對(例如，第一孔徑對1024及第二孔徑對1026或第二孔徑對1026及第三孔徑對1028)之鄰接孔徑之間的節距為X - 0.1°至X -0.4°。當第一孔徑對之鄰接孔徑之間的間距為X度(°)時，不同於第一孔徑對的第二孔徑對之鄰接孔徑之間的節距滿足方程式X° - my，其中m為整數且y介於0.1°與0.4°之間。在根據本揭示案之替代性實施例中，先前方程式中之減號以加號替換。
參考第9圖，根據本揭示案之實施例之孔徑之不相等間距導致包括部分L1及部分L2的泵浦襯套410，該部分L1及該部分L2包括不同數目的孔徑912。例如在第9圖中，泵浦襯套410之部分L2包括17個孔徑且部分L1包括31個孔徑。本揭示案之實施例不限於第9圖中所例示之部分L1或部分L2之大小、部分L1及部分L2中之特定孔徑之數目或部分L1及部分L2之位置。部分L1及部分L2可為不同長度，只要該等部分在長度上相等，且部分L1中之孔徑之數目可小於或大於31且部分L2中之孔徑之數目小於或大於17，只要與部分L1相關聯的孔徑之數目及與部分L2相關聯的孔徑之數目為不相等的。
雖然已參考以規則間隔增加或減少的鄰接孔徑之間的間距描述了根據本揭示案之實施例，但本揭示案不限於包括其中鄰接孔徑之間的間距以規則間隔增加或減少的孔徑的泵浦襯套。例如，根據本揭示案之實施例包括其中在孔徑遠離排氣埠910時鄰接孔徑之間的間距不以規則間隔增加的孔徑。換言之，根據本揭示案之實施例，鄰接孔徑之間的間距以不相等或非均勻量增加或減少。
包括在根據本文所描述之實施例之泵浦襯套中的孔徑之數目變化。儘管本文所描述之特定實施例及圖式例示具有48個孔徑的泵浦襯套，但根據本揭示案之泵浦襯套之其他實施例包括更大或更少數目的孔徑，例如，35至65個孔徑。具有40及60個孔徑的泵浦襯套包括在本揭示案中。與使用具有等距間隔開的更少或更多孔徑之泵浦襯套之加工腔室相比，如本文所描述的包括具有不相等間距(例如，0.4°)之48個孔徑的泵浦襯套利用此類泵浦襯套提供加工腔室內中工氣體更均勻的速度分佈及加工氣體壓力分佈。
根據本揭示案之實施例，孔徑412為圓柱形的且具有圓形橫截面，或並非圓柱形的且具有非圓形橫截面(參見第10圖及第12圖)。例如，孔徑412可具有多邊形橫截面，諸如三角形、矩形、五邊形、六邊形等橫截面。孔徑412可包括如第12圖中所例示的不同橫截面大小及形狀之組合。在第12圖中，示例性孔徑包括具有圓形橫截面之圓柱形部分及具有截頭錐形形狀之部分。孔徑412之直徑或橫截面區域可變化。例如，當孔徑412具有圓形橫截面時，在一些實施例中，其直徑落入1 mm至7 mm之範圍內，在其他實施例中，孔徑412之直徑落入4 mm至7 mm之範圍內，在其他實施例中，孔徑之直徑落入2 mm至6 mm之範圍內。在孔徑412之橫截面並非圓形的實施例中，孔徑412之橫截面區域與藉由具有圓形橫截面及以上所描述之直徑的孔徑提供的橫截面區域相等或類似。
參考第8圖及第11圖，在一些實施例中，孔徑412相對於上表面區域810及下表面區域812傾斜。根據第11圖中所例示之實施例，孔徑412相對於水平上表面區域810及水平下表面區域812以角度1102傾斜。根據本揭示案之此等實施例，孔徑412藉以傾斜的角度變化，例如孔徑412可藉由範圍在0°至60°之間的角度1102傾斜。根據其他實施例，孔徑412可以大於60°的角度傾斜。
第13圖為例示用於利用根據本文所描述之實施例之泵浦襯套藉由化學氣相沉積將材料沉積在工件上之方法之步驟的流程圖。示例性方法包括在步驟1310處將工件定位在加工腔室中。在步驟1320處，使加工氣體流動至加工腔室。加工腔室係在促進步驟1330處的來自加工氣體之材料於工件上之化學氣相沉積的條件下操作。在步驟1340處，加工氣體流經加工腔室之泵浦襯套延伸的複數個不相等地間隔的孔徑。在步驟1350處，已流過孔徑的加工氣體經收集且流過加工腔室之排氣埠。
創作人已觀察到，利用根據本文所描述之實施例中具有非均勻間隔的孔徑之泵浦襯套來實行化學氣相沉積製程產生沉積在工件上的材料之層或膜，該等層或膜展現關於諸如厚度、表面平坦度及表面光滑度之性質的改良之均勻性。創作人亦已觀察到，利用根據本文所描述之實施例之泵浦襯套實行化學氣相沉積製程，起因於加工腔室內的加工氣體之例如氣體速度及氣體壓力的非均勻泵浦條件的加工氣體的浪費得以減少。
根據本揭示案之實施例包括用於使用化學氣相沉積製程將材料沉積在工件上的設備。所描述之設備包括加工腔室。加工腔室具有泵浦襯套。泵浦襯套包括複數個孔徑，加工腔室內的氣體藉由複數個孔徑自加工腔室排氣。泵浦襯套包括主體、內圓周表面及外圓周表面。包括複數個孔徑對的複數個孔徑通過泵浦襯套之主體。每個孔徑對包括鄰接孔徑。每個孔徑對之鄰接孔徑間隔開沿著內圓周表面量測的一距離。該複數個孔徑對之鄰接孔徑之間的距離為不相等的。
根據本揭示案之其他實施例，描述用於使用在藉由化學氣相沉積將材料沉積在工件之方法中的泵浦襯套。泵浦襯套包括主體、內圓周表面及外圓周表面。第一孔徑、第二孔徑及第三孔徑穿過主體自內圓周表面延伸至外圓周表面。第二孔徑在第一孔徑及第三孔徑中間。第一孔徑及第二孔徑形成第一孔徑對，其中沿著外圓周表面測量的第一距離將第一孔徑對之第一孔徑及第二孔徑分離。第二孔徑及第三孔徑限定第二孔徑對，其中沿著外圓周表面量測將第二孔徑對之第二孔徑及第三孔徑分離的距離不等於第一距離。
根據本揭示案之其他實施例，描述藉由化學氣相沉積將材料沉積在工件之方法。所描述之實施例包括將工件定位在加工腔室內及使加工氣體流動至加工腔室之步驟。加工氣體內之加工氣體流過穿過泵浦襯套延伸的複數個孔徑以自泵浦腔室移除氣體。泵浦襯套之鄰接孔徑之間的間距為不相等的。
前述內容概述若干實施例之特徵，使得熟習此項技術者可更好地理解本揭示案之態樣。熟習此項技術者應瞭解，他們可容易地將本揭示案用作設計或修改其他製程及結構之基礎，以用於實行相同目的及/或達成本文引入的實施例之相同優點。熟習此項技術者亦應認識到此類等效構造不脫離本揭示案之精神及範疇，且他們可在不脫離本揭示案之精神及範疇的情況下在本文中做出各種變化、置換及變更。
L1:部分 L2:部分 Pr:噴嘴 6A:區域 6B:區域 40:加工套件 100:半導體加工系統 102:前端分級區域 106:加工腔室 109:晶圓匣 113:晶圓(基板) 118:前端晶圓處置器 120:負載鎖定腔室 130:移送腔室 134:狹縫閥致動器 136:通道 138:機器人總成 140:加工腔室 200:沉積腔室 202:腔室主體(腔室壁) 203:驅動系統 204:腔室蓋子 208:氣體分配總成 212:主體 218、220:加工區塊 226:桿 228:基座 240:氣體入口通道 242:噴淋頭總成 244:阻擋板 246:面板 248:環形基底板材 312:基板 322:基板偏壓功率源 324:RF產生器 328:匹配網路 332:加熱器構件 336:背側氣體源 338:加熱器電源 348:基板加熱器總成 352:基底板材 354:後面板總成 356:升舉銷機構 358:嵌入式加熱元件 360:溫度感測器 362:射頻電極 366:氣體導管 40:加工套件 400:沉積腔室 402:腔室主體 404:加工區域 405:開口(泵浦埠) 406:晶圓狹縫 407:開口 408:側部分 409:底部部分(底部表面) 410:泵浦襯套(頂部襯套) 410ʹ:圓周主體 412:泵浦孔(孔徑) 414:上唇部 416:下肩部 420:襯套(C通道襯套) 421:上臂 422:中間內主體 423:下臂 424:上肩部 426:下唇部 427:密封構件 429:泵浦埠襯套開口 430:填料構件 432:狹縫 434:狹縫閥襯套 436:壓力均衡埠襯套 440:中間襯套 442:上泵浦埠襯套 444:下泵浦埠襯套 450:底部襯套 460:基座總成 462:加熱器板 464:銷升器 466:升舉環箍 467:銷孔 468:軸桿 470:頂部蓋 472:氣體箱 474:恆定電壓梯度 476:氣體輸入 478:開口 480:阻擋板 482:螺栓孔 484:穿孔 490:噴淋頭 496:面板 498:隔離器環 810:上表面區域 812:下表面區域 814:主體 816:內圓周表面 818:外圓周表面 910:排氣埠 912:孔徑 1010、1012、1014:節距 1013:中心角 1019:中心 1015、1017:半徑 1016、1018、1020、1022:孔徑 1021、1023:劣弧 1024:第一孔徑對 1026:第二孔徑對 1028:第三孔徑對 1030、1032、1034:孔徑 1102:角度 1310～1350:步驟
當與附圖一起閱讀時自以下詳細描述更好地理解本揭示案之態樣。應注意，根據行業中之標準實踐，各種特徵未按比例繪製。實際上，可出於論述之清晰性而任意地增加或減少各種特徵之尺寸。 第1圖為包括加工腔室對的半導體加工系統之實例的俯視圖。 第2圖為第1圖之加工腔室對的橫截面圖。 第3圖為第1圖及第2圖之加工腔室的局部示意性橫截面圖。 第4圖為第1圖至第3圖之加工腔室之一部分的透視圖。 第5圖為第1圖至第3圖之加工腔室之一部分的剖面透視圖。 第6圖為第1圖至第3圖之加工腔室之一部分的剖面透視圖。 第6A圖為第6圖之加工腔室之橫截面區域6A的放大視圖。 第6B圖為第6圖之加工腔室之橫截面區域6B的放大視圖。 第7圖為第1圖至第3圖之加工腔室的分解視圖。 第8圖為第7圖之泵浦襯套的放大視圖。 第9圖為根據本揭示案之一些實施例形成的泵浦襯套的俯視圖。 第10圖為根據本揭示案之一些實施例之泵浦襯套的頂部示意圖。 第11圖為貫穿根據本揭示案之一些實施例之泵浦襯套之孔徑的垂直橫截面的示意圖。 第12圖為根據本揭示案之一些實施例之泵浦襯套之孔徑之一個實施例的示意圖。 第13圖為根據本揭示案之一些實施例之利用包括泵浦襯套的加工腔室將材料沉積在工件上之方法之步驟的流程圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
402:腔室主體
410:頂部泵浦襯套
410':圓周主體
412:泵浦孔
414:上唇部
420:襯套(C通道襯套)
421:上臂
424:上肩部
427:密封構件
429:泵浦埠襯套開口
440:中間襯套
442:上泵浦埠襯套
444:下泵浦埠襯套

Claims (20)

  1. 一種用於藉由化學氣相沉積將一材料沉積在一工件上之設備，該設備包括： 一加工腔室；以及 一泵浦襯套，限定複數個孔徑，該加工腔室內之氣體藉由該等孔徑自該加工腔室排出，該泵浦襯套包括一主體、一內圓周表面及一外圓周表面，其中該等孔徑包括複數個孔徑對，每一該等孔徑對包括鄰接的該等孔徑，每個該等孔徑對中鄰接的該等孔徑沿著該內圓周表面量測間隔一距離，該等孔徑對中鄰接的該等孔徑之間的該距離為不相等的。
  2. 如請求項1所述之設備，進一步包括一排氣埠，已通過該泵浦襯套之該等孔徑的該氣體藉由該排氣埠自該加工腔室排出，其中該等孔徑對包括比一第二孔徑對更接近於該排氣埠的一第一孔徑對，該第一孔徑對之該距離大於該第二孔徑對之該距離。
  3. 如請求項2所述之設備，其中在沿著該內圓周表面量測的各別孔徑對與該排氣埠之間的一距離增加時，該孔徑對中鄰接的該等孔徑之間的距離以一規則間隔減少。
  4. 如請求項3所述之設備，其中第一孔徑對中鄰接的該等孔徑之間的一節距為X度(°)且鄰接於該第一孔徑對的一第二孔徑對中鄰接的該等孔徑之間的一節距為X°減0.05°至X°減0.5°。
  5. 如請求項1所述之設備，其中該等孔徑的數量為35至65個孔徑。
  6. 如請求項1所述之設備，其中該等孔徑具有範圍介於4 mm至7 mm之間的一直徑。
  7. 一種用於使用在藉由化學氣相沉積將一材料沉積在一工件上之一方法中的泵浦襯套，該泵浦襯套包括： 一主體； 一內圓周表面； 一外圓周表面；以及 一第一孔徑、一第二孔徑及一第三孔徑，穿過該主體自該內圓周表面延伸至該外圓周表面，該第二孔徑在該第一孔徑及該第三孔徑中間，該第一孔徑及該第二孔徑包括一第一孔徑對，沿著該外圓周表面量測的一第一距離將該第一孔徑對之該第一孔徑及該第二孔徑分離，該第二孔徑及該第三孔徑包括一第二孔徑對，沿著該外圓周表面量測的將該該第二孔徑對之該第二孔徑及該第三孔徑分離的距離不等於該第一距離。
  8. 如請求項7所述之泵浦襯套，其中該泵浦襯套包括在圓周上沿著該外圓周表面量測的相等長度L之兩個部分，一個部分包括與另一部分相比的一較大數目的孔徑。
  9. 如請求項7所述之泵浦襯套，進一步包括一第四孔徑，該第三孔徑在該第二孔徑及該第四孔徑中間，該第三孔徑及該第四孔徑包括一第三孔徑對，沿著該外圓周表面量測的一第三距離將該第三孔徑對之該第三孔徑及該第四孔徑分離，其中該第一距離與該第二距離之間的差異等於該第二距離與該第三距離之間的差異。
  10. 如請求項7所述之泵浦襯套，其中兩個鄰接孔徑對之鄰接孔徑之間的該距離以一規則間隔減少。
  11. 如請求項7所述之泵浦襯套，其中一第一孔徑對之該等鄰接孔徑之間的一節距為X度(°)且鄰接於該第一孔徑對的一第二孔徑對之該等鄰接孔徑之間的一節距為X°減0.1°至X°減0.4°。
  12. 如請求項7所述之泵浦襯套，其中一第一孔徑對之該等鄰接孔徑之間的一節距為X度(°)且不同於該第一孔徑對的一第二孔徑對之該等鄰接孔徑之間的一節距滿足方程式X° - my，其中m為一整數且y介於0.1°與0.4°之間。
  13. 如請求項7所述之泵浦襯套，其中該第一孔徑、該第二孔徑及該第三孔徑具有一直徑，且該直徑介於4 mm至7 mm之間。
  14. 如請求項7所述之泵浦襯套，其中該第一孔徑、該第二孔徑或該第三孔徑為傾斜的。
  15. 一種藉由化學氣相沉積將一材料沉積在一工件上之方法，該方法包括以下步驟： 將該工件定位在一加工腔室內； 使一加工氣體流動至該加工腔室； 將該材料沉積在該工件上； 使該加工氣體流過延伸穿過一泵浦襯套的複數個孔徑，該等孔徑中之鄰接孔徑之間的一間距為不相等的；以及 使該加工氣體流過該加工腔室之一排氣埠。
  16. 如請求項15所述之方法，其中該加工氣體包括選自矽烷、四甲矽烷、氬及氧的一或多個氣體。
  17. 如請求項15所述之方法，其中該等孔徑為圓形的。
  18. 如請求項15所述之方法，其中該等孔徑包括複數個孔徑對，該等孔徑對包括鄰接的該等孔徑，每個該等孔徑對之鄰接的該等孔徑在沿著該泵浦襯套之一內圓周表面量測相隔一距離，該等孔徑對之鄰接孔徑之間的該距離為不相等的。
  19. 如請求項15所述之方法，其中該等孔徑對包括比一第二孔徑對更接近於該排氣埠的一第一孔徑對，該第一孔徑對之該距離大於該第二孔徑對之該距離。
  20. 如請求項19所述之方法，其中在沿著該泵浦襯套之該內圓周表面量測的各別孔徑對與該排氣埠之間的一距離增加時，該孔徑對之鄰接孔徑之間的該距離以一規則間隔減少。
TW109129655A 2019-09-13 2020-08-28 化學氣相沉積設備、泵浦襯套及化學氣相沉積方法 TWI827877B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/570,274 US11685994B2 (en) 2019-09-13 2019-09-13 CVD device pumping liner
US16/570,274 2019-09-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202111152A true TW202111152A (zh) 2021-03-16
TWI827877B TWI827877B (zh) 2024-01-01

Family

ID=74868438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109129655A TWI827877B (zh) 2019-09-13 2020-08-28 化學氣相沉積設備、泵浦襯套及化學氣相沉積方法

Country Status (3)

Country Link
US (2) US11685994B2 (zh)
CN (1) CN112501587A (zh)
TW (1) TWI827877B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11499223B2 (en) * 2020-12-10 2022-11-15 Applied Materials, Inc. Continuous liner for use in a processing chamber
TW202413701A (zh) * 2022-06-21 2024-04-01 美商應用材料股份有限公司 用於處理腔室的泵襯墊

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5188672A (en) * 1990-06-28 1993-02-23 Applied Materials, Inc. Reduction of particulate contaminants in chemical-vapor-deposition apparatus
US5441568A (en) * 1994-07-15 1995-08-15 Applied Materials, Inc. Exhaust baffle for uniform gas flow pattern
US5895530A (en) * 1996-02-26 1999-04-20 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for directing fluid through a semiconductor processing chamber
US6402847B1 (en) * 1998-11-27 2002-06-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Dry processing apparatus and dry processing method
US6645884B1 (en) * 1999-07-09 2003-11-11 Applied Materials, Inc. Method of forming a silicon nitride layer on a substrate
JP4592856B2 (ja) 1999-12-24 2010-12-08 東京エレクトロン株式会社 バッフル板及びガス処理装置
WO2001051680A1 (en) * 2000-01-12 2001-07-19 Tokyo Electron Limited Vacuum processing apparatus
US6261408B1 (en) * 2000-02-16 2001-07-17 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for semiconductor processing chamber pressure control
US6802906B2 (en) * 2000-07-21 2004-10-12 Applied Materials, Inc. Emissivity-change-free pumping plate kit in a single wafer chamber
KR100353578B1 (ko) 2000-11-15 2002-09-28 주식회사 유진테크 씨브이디 박막 제조장치
CN1930322A (zh) 2004-03-05 2007-03-14 应用材料公司 减少斜壁沉积的硬件设备
US20050196971A1 (en) 2004-03-05 2005-09-08 Applied Materials, Inc. Hardware development to reduce bevel deposition
US20050223986A1 (en) * 2004-04-12 2005-10-13 Choi Soo Y Gas diffusion shower head design for large area plasma enhanced chemical vapor deposition
JP5184890B2 (ja) 2004-12-21 2013-04-17 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 基板のための処理チャンバ
US7601242B2 (en) * 2005-01-11 2009-10-13 Tokyo Electron Limited Plasma processing system and baffle assembly for use in plasma processing system
US20110303148A1 (en) * 2010-06-09 2011-12-15 Jun Xie Full-enclosure, controlled-flow mini-environment for thin film chambers
EP2692898B1 (en) * 2011-03-31 2020-03-25 Toray Industries, Inc. Plasma cvd apparatus and plasma cvd method
CN103827024B (zh) * 2011-08-24 2017-06-23 日本瑞翁株式会社 取向碳纳米管集合体的制造装置及制造方法
CN103377979B (zh) * 2012-04-30 2016-06-08 细美事有限公司 调节板和具有该调节板的用于处理基板的装置
US10669625B2 (en) * 2013-03-15 2020-06-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Pumping liner for chemical vapor deposition
US9741575B2 (en) 2014-03-10 2017-08-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. CVD apparatus with gas delivery ring
CN107548515B (zh) 2015-04-24 2019-10-15 应用材料公司 包含流动隔离环的处理套组
GB2540581A (en) * 2015-07-22 2017-01-25 Edwards Ltd Abatement system

Also Published As

Publication number Publication date
US20210079524A1 (en) 2021-03-18
US20220356574A1 (en) 2022-11-10
TWI827877B (zh) 2024-01-01
US11685994B2 (en) 2023-06-27
CN112501587A (zh) 2021-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI434334B (zh) 電漿ｃｖｄ裝置
US7622005B2 (en) Uniformity control for low flow process and chamber to chamber matching
JP3946641B2 (ja) 処理装置
US8778813B2 (en) Confined process volume PECVD chamber
US20080283086A1 (en) Substrate processing apparatus and cleaning method therefor
US20030019428A1 (en) Chemical vapor deposition chamber
US20090017635A1 (en) Apparatus and method for processing a substrate edge region
TW201718927A (zh) 具有漏斗狀氣體分散通道及氣體分配板的原子層沉積腔室
TWI838240B (zh) 具有背側泵送的熱處理腔室蓋
JP2000510652A (ja) 化学蒸着プロセスのための多目的プロセス室
WO2011100109A2 (en) Gas distribution showerhead with coating material for semiconductor processing
WO2003081657A1 (fr) Dispositif de traitement, electrode, plaque electrode et procede de traitement
US20220356574A1 (en) Cvd device pumping liner
JP2007173848A (ja) 処理装置
TWI814291B (zh) 均勻的原位清洗及沉積
US20090194237A1 (en) Plasma processing system
KR20210145314A (ko) 웨이퍼에 공간적으로 튜닝 가능한 rf 커플링을 하는 정전 척
US20180258531A1 (en) Diffuser design for flowable cvd
KR101464202B1 (ko) 기판 처리 장치
US20230009859A1 (en) Asymmetric purged block beneath wafer plane to manage non-uniformity
KR101374300B1 (ko) 배기부재와 이를 이용한 기판 처리 장치 및 방법
TW202428929A (zh) 具有背側泵送的熱處理腔室蓋
TW202430693A (zh) 可調整式台座
TW202430694A (zh) 用於腔室的環形泵送