TW202229628A - 透過局部離子增強電漿（ｉｅｐ）的晶圓非均勻性調整 - Google Patents

透過局部離子增強電漿（ｉｅｐ）的晶圓非均勻性調整 Download PDF

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Abstract

示例性半導體處理室包括氣盒。腔室可以包括基板支撐件。腔室可以包括位於氣盒和基板支撐件之間的擋板。擋板可以限定複數個孔。腔室可以包括位於擋板和基板支撐件之間的面板。面板的特徵在於具有面向擋板的第一表面和與第一表面相對的第二表面。第二表面和基板支撐件可以至少部分地限定腔室內的處理區域。面板可以限定複數個內部孔。每個內部孔可以包括大致圓柱形的孔輪廓。面板可以限定複數個外部孔，這些孔從內部孔徑向向外定位。每個外部孔可包括延伸穿過第二表面的錐形孔輪廓。

Description

透過局部離子增強電漿(IEP)的晶圓非均勻性調整
本申請要求於2020年9月21日提交的名稱為「WAFER NON-UNIFORMITY TWEAKING THROUGH LOCALIZED ION ENHANCED PLASMA (IEP)」的美國專利申請號17/026,840的權益和優先權，其透過引用併入它的整體。
本技術涉及用於半導體製造的組件和裝置。更具體地，本技術涉及處理腔室分配組件和其他半導體處理設備。
透過在基板表面上產生復雜圖案化材料層的處理，使得積體電路成為可能。在基板上生產圖案化材料需要受控的方法來形成和去除材料。腔室組件通常將處理氣體輸送到基板以沉積薄膜或去除材料。為了促進對稱性和均勻性，許多腔室組件可以包括規則的特徵的圖案(例如孔)，以用於以可以增加均勻性的方式提供材料。然而，這可能會限制調整晶圓上調整配方的能力。
因此，需要可用於生產高品質元件和結構的改進的系統和方法。本技術解決了這些和其他需要。
示例性半導體處理腔室可以包括氣盒。腔室可以包括基板支撐件。腔室可以包括位於氣盒和基板支撐件之間的擋板。擋板可限定穿過板的複數個孔。腔室可以包括位於擋板和基板支撐件之間的面板。面板的特徵在於面向擋板的第一表面和與第一表面相對的第二表面。面板的第二表面和基板支撐件可以至少部分地限定半導體處理腔室內的處理區域。面板可限定穿過面板的複數個內部孔。複數個內部孔中的每一者可具有大致呈圓柱形的孔輪廓。面板可限定穿過面板的複數個外部孔，其定位在複數個內部孔的徑向外側。複數個外部孔中的每一者可具有延伸穿過面板的第二表面的錐形孔輪廓。
在一些實施例中，複數個外部孔中的每一者可以在面板的第二表面處具有大於複數個內部孔中的每一者的對應直徑的直徑。面板的傳導性可以在面板的所有區域上基本恆定。複數個外部孔中的每一者可包括延伸穿過面板的第一表面的上部孔輪廓。上部孔輪廓的特徵可以是基本上圓柱形的輪廓。複數個外部孔中的每一者還可以包括在上部孔輪廓和錐形孔輪廓之間延伸的阻流件。阻流件可以具有比上部孔輪廓和錐形孔輪廓中的每一者更小的直徑。複數個內部孔中的每一者的一部分和複數個外部孔中的每一者的一部分的特徵在於具有相同的直徑。複數個內部孔中的每一者的部分可以延伸穿過面板的第二表面。複數個外部孔中的每一者的部分可以設置在面板厚度的中間部分處並且可以設置在錐形孔輪廓上方。複數個外部孔可以圍繞面板以多個周向佈置的列來佈置。
本技術的一些實施例可以包括半導體處理腔室面板。面板可以包括第一表面和與第一表面相對的第二表面。面板可以限定穿過面板的複數個內部孔。複數個內部孔中的每一者可以包括孔輪廓，該孔輪廓具有延伸穿過面板的第二表面的大致呈圓柱形部分。面板可限定穿過面板的複數個外部孔，其定位在複數個內部孔的徑向外側。複數個外部孔中的每一者可包括延伸穿過面板的第二表面的錐形孔輪廓。
在一些實施例中，複數個內部孔可以設置在面板的中心區域中。複數個外部孔可以設置在面板的環形區域中，該環形區域從面板的中心區域徑向向外。環形區域的內部邊緣可定位在距面板中心至少135mm處。在面板的第一表面和面板的第二表面之間的面板的中間位置處，複數個外部孔中的每一者的錐形輪廓可以轉變為阻流件。複數個外部孔中的每一者的孔輪廓可以從阻流件轉變為延伸到面板的第一表面的基本上圓柱形的輪廓。複數個內部孔中的每一者的孔輪廓的大致呈圓柱形部分和複數個外部孔中的每一者的阻流件可以具有基本相似的直徑。複數個內部孔中的每一者的孔輪廓的大致呈圓柱形部分的長度可以大於複數個外部孔中的每一者的阻流件的長度。複數個內部孔中的每一者的孔輪廓可以包括延伸穿過面板的第一表面的附加的圓柱形部分。附加的圓柱形部分可以具有比大致呈圓柱形部分更大的直徑。複數個內部孔的孔密度可以大於複數個外部孔的孔密度。複數個內部孔的孔密度可以是複數個外部孔的孔密度的至少兩倍。
本技術的一些實施例可以包括半導體處理方法。該方法可以包括使前驅物流入處理腔室。處理腔室可以包括面板和基板支撐件，基板設置在基板支撐件上。處理腔室的處理區域可以至少部分地限定在面板和基板支撐件之間。面板可限定前驅物流過的複數個內部孔。複數個內部孔中的每一者可具有大致呈圓柱形的孔輪廓。面板可限定前驅物流過的複數個外部孔，這些孔位於複數個內部孔的徑向外側。複數個外部孔中的每一者可具有錐形孔輪廓，其延伸穿過面向基板支撐件的面板的表面。該方法可以包括在處理腔室的處理區域內產生前驅物的電漿。該方法可以包括在基板上沉積材料。在一些實施例中，沉積的材料的特徵可以在於接近基板邊緣的厚度在基板中心處的厚度的500埃以內。
這種技術可以提供優於傳統系統和技術的許多好處。例如，本技術的實施例可以允許在基板的邊緣區域處受控沉積。此外，這些組件可以保持邊緣區域電漿的產生以減少對電漿密度和分佈的影響。結合以下描述和附圖更詳細地描述這些和其他實施例，連同它們的許多優點和特徵。
電漿增強沉積處理可以激發一種或多種成分前驅物以促進在基板上的膜形成。可以生產任意數量的材料膜以開發半導體結構，包括導電膜和介電膜，以及促進材料轉移和去除的膜。例如，可以形成硬遮罩膜以促進基板的圖案化，同時保護另外保持的下面的材料。在許多處理腔室中，許多前驅物可以在氣體面板中混合並且被傳送到可以設置基板的腔室的處理區域。前驅物可透過腔室內的一個或多個組件來分佈，這可產生徑向或橫向分佈的輸送以提供在基板表面處增加的形成或去除。
隨著元件特徵尺寸減小，跨基板表面的公差可以減小，並且跨膜的材料特性差異可以影響元件實現和均勻性。許多腔室包括一個特徵性的處理特徵，這可能會在整個基板上產生不均勻性。溫度差異、流型均勻性和處理的其他態樣可能會影響基板上的薄膜，從而對於經生產或移除的材料在整個基板上產生薄膜均勻性差異。例如，一個或多個裝置可以被包括在處理腔室內，以用於在處理腔室內傳送和分配前驅物。擋板可包含在腔室中以提供前驅物流中的阻流，這可增加在擋板處的停留時間和前驅物的橫向或徑向分佈。面板可以進一步改進輸送到處理區域的均勻性，這可以改進沉積或蝕刻。
在沉積處理的一些非限制性示例中，前驅物流速可基於正在形成的膜而影響操作。例如，雖然一些處理實際上可能透過增加一些前驅物流量來降低沉積速率，但其他處理可能隨著前驅物流量在一寬範圍內的增加而成比例地增加沉積速率。因此，為了增加產量，一些沉積處理的特徵可以是大於或約5L/min、大於或約7L/min、大於或約10L/min、或更大的前驅物輸送速率。為了適應這些增加的速率，一些擋板設計的特徵在於增加的傳導性（conductance）(例如透過增加孔的數量或尺寸)，這可以促進清潔操作並允許增加前驅物輸送速率。然而，這可能會影響板的阻擋功能，並且前驅物輸送可能會增加(例如增加中心輸送)，這取決於腔室入口。該流動分佈可繼續通過面板並進入處理區域，這可能導致基板上沉積的不均勻性。特別地，基板的中心區域可以形成比基板的邊緣區域更厚的沉積輪廓。
本技術在這些更高輸送速率處理期間以及對於可能形成中心峰的任何其他處理中克服了這些挑戰。透過使用可以增加基板邊緣區域上的電漿離子密度的一種或多種腔室組件，可以提供對膜形成的增加的控制。因此，本技術可以產生改進的膜沉積，其特徵在於改進的橫跨整個基板表面的均勻性。
儘管剩餘的公開內容將例行地識別出利用所公開的技術的特定沉積處理，但是將容易理解的是，這些系統和方法同樣適用於其他沉積和清潔腔室，以及可能發生在所述腔室中的處理。因此，不應認為該技術僅限於用於這些特定的沉積處理或腔室。在描述根據本技術的實施例的對該系統的附加變化和調整之前，本公開發明將討論一種可能的系統和腔室，其可以包括根據本技術的實施例的蓋堆疊組件。
圖1示出了根據本技術實施例的沉積、蝕刻、烘烤和固化腔室的處理系統100的一個實施例的俯視圖。在圖中，一對前開式晶圓傳送盒(front opening unified pods)102供應各種尺寸的基板，這些基板在被放入(位於串聯部分109a-c的)基板處理腔室108a-f之一者之前，由機械臂104接收並被放置在低壓保持區域106中。第二機械臂110可用於將基板晶片從保持區域106傳送到基板處理腔室108a-f並返回。除了電漿增強化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、蝕刻、預清潔、脫氣、定向和其他基板處理(包括退火、灰化等)之外，每個基板處理腔室108a-f還可以被裝備以執行多個基板處理操作，包括形成本文所述的半導體材料的堆疊。
基板處理腔室108a-f可以包括一個或多個系統組件，以用於在基板上沉積、退火、固化和/或蝕刻介電質或其他膜。在一種配置中，兩對處理腔室(例如，108c-d和108e-f)，可用於在基板上沉積介電材料，而第三對處理腔室(例如，108a-b)，可用於蝕刻沉積的介電質。在另一種配置中，所有三對腔室(例如108a-f)，可以被配置為在基板上沉積交替介電膜的疊層。所描述的任何一種或多種處理都可以在與不同實施例中所示的製造系統分開的腔室中進行。應當理解，系統100考慮了用於介電膜的沉積、蝕刻、退火和固化腔室的附加配置。
圖2示出了根據本技術的一些實施例的示例性電漿系統200的示意性截面視圖。電漿系統200可以示出一對處理腔室108，其可以裝配在上述一個或多個串聯部分109中，並且可以包括根據本技術的實施例的面板或其他組件或配件，如下文進一步描述的。電漿系統200通常可以包括腔室主體202，腔室主體202具有限定一對處理區域220A和220B的側壁212、底壁216和內側壁201。處理區域220A-220B中的每一者可以類似地配置，並且可以包括相同的組件。
例如，處理區域220B的組件也可以包括在處理區域220A中，處理區域220B可以包括透過形成在電漿系統200中的底壁216中的通道222而設置在處理區域中的基座228。基座228可提供適於在基座的暴露表面(例如主體部分)上支撐基板229的加熱器。基座228可以包括加熱元件232(例如電阻加熱元件)，其可以在期望的處理溫度下加熱和控制基板溫度。基座228也可以由遠程加熱元件加熱，例如燈組件或任何其他加熱裝置。
基座228的主體可以透過凸緣233連接到桿226。桿226可以將基座228與電源出口或電源盒203電耦合。電源盒203可以包括將基座228的高度和移動控制在處理區域220B內的驅動系統。桿226還可包括電力界面以向基座228提供電力。電源盒203還可包括用於電力和溫度指示器的界面，例如熱電偶界面。桿226可包括適於可拆卸地與電源盒203耦合的基座組件238。圓周環235顯示在電源盒203上方。在一些實施例中，圓周環235可以是適於作為機械止動件或平台的肩部，其被配置為在基座組件238和電源盒203的上表面之間提供機械界面。
桿230可以透過形成在處理區域220B的底壁216中的通道224而被包括，並且可以被用於將透過基座228的主體而設置的基板升降銷261加以定位。基板升降銷261可以選擇性地將基板229與基座隔開以促進基板229與用於透過基板傳送端口260將基板229轉移進和轉移出處理區域220B的機械手的交換。
腔室蓋204可以與腔室主體202的頂部連接。蓋204可容納與其耦合的一個或多個前驅物分配系統208。前驅物分配系統208可包括前驅物入口通道240，其可將反應物和清潔前驅物透過氣體輸送組件218輸送到處理區域220B中。氣體輸送組件218可包括氣盒248，其具有設置在面板246中間的擋板244。射頻(「RF」)源265可與氣體輸送組件218耦合，其可為氣體輸送組件218供電以促進在氣體輸送組件218的面板246與基座228之間產生電漿區域，其可以是腔室的處理區域。在一些實施例中，RF源可以與腔室主體202的其他部分(例如基座228)耦合以促進電漿的產生。介電隔離器258可以設置在蓋204和氣體輸送組件218之間以防止將RF功率傳導到蓋204。遮蔽環206可以設置在與基座228接合的基座228的外圍上。
可選的冷卻通道247可以形成在氣體分配系統208的氣盒248中以在操作期間冷卻氣盒248。熱轉移流體，例如水、乙二醇、氣體等，可以透過冷卻通道247循環，使得氣盒248可以保持在預定溫度。襯裡組件227可以設置在處理區域220B內而緊鄰腔室主體202的側壁201、212以防止側壁201、212暴露於處理區域220B內的處理環境。襯裡組件227可包括圓周泵送腔225，其可聯接到泵系統264，泵系統264被配置為從處理區域220B排出氣體和副產物並控制處理區域220B內的壓力。在襯裡組件227上可形成複數個排氣端口231。排氣端口231可以被配置成以促進系統200內的處理的方式允許氣體從處理區域220B流動到圓周泵送腔225。
圖3示出了根據本技術的一些實施例的示例性面板300的示意性局部截面視圖。圖3可以說明與系統200中的組件有關的進一步細節，例如面板246。面板300被理解為包括之前在一些實施例中討論的系統200的任何特徵或態樣。面板300可用於執行半導體處理操作，包括如前所述的硬遮罩材料的沉積，以及其他沉積、去除和清潔操作。面板300可以示出可以結合在半導體處理系統中的面板的局部視圖，並且可以示出橫跨面板中心的視圖，要不然其可以是任何尺寸並且包括任意數量的孔。儘管示出了多個橫向或徑向向外延伸的孔，但應理解，該圖僅用於說明實施例，並不認為是按比例繪製的。例如，示例性面板的特徵可以在於沿中心直徑的多個孔，如將在下面進一步描述的，其大於或約20個孔，並且可以以大於或約25個孔、大於或約30個孔、大於或約35個孔、大於或約40個孔、大於或約45個孔、大於或約50個孔或更多為特徵。
如上所述，面板300可以被包括在任何數量的處理腔室中，包括上述系統200。面板300可以作為氣體入口組件的一部分(例如具有氣盒和擋板)而被包括在內。例如，氣盒可以限定或提供進入處理腔室的進出通路。基板支撐件可以包括在腔室內，並且可以被配置為支撐用於處理的基板。擋板可以包括在氣盒和基板支撐件之間的腔室中。擋板可以包括或限定穿過板的多個孔。組件可以包括先前針對類似組件描述的任何特徵，以及本技術類似地涵蓋的各種其他修改。
面板300可以定位在擋板和基板支撐件之間的腔室內，如前所述。面板300的特徵在於第一表面305和第二表面310，第二表面310可以與第一表面相對。在一些實施例中，第一表面305可面向擋板、氣盒或進入處理腔室的氣體入口。第二表面310可以定位成面向處理腔室的處理區域內的基板支撐件或基板。例如，在一些實施例中，面板的第二表面310和基板支撐件可以至少部分地限定腔室內的處理區域。面板300的特徵在於中心軸315，其可以垂直地延伸通過面板的中點，並且可以與通過處理腔室的中心軸同軸。
面板300可以限定複數個孔320，這些孔被限定為穿過面板並且從第一表面延伸穿過第二表面。每個孔320可以提供穿過面板的流體路徑，並且孔可以提供到腔室的處理區域的流體進出通路。取決於面板的尺寸和孔的尺寸，面板300可限定穿過板的孔的任何數量，例如大於或約1,000個孔、大於或約2,000個孔、大於或約3,000個孔、大於或約4,000個孔、大於或約5,000個孔、大於或約6,000個孔或更多。如上所述，孔可以包括在從中心軸線向外延伸的一組環中，並且可以包括如前所述的任何數量的環。環的特徵可以是任何數量的形狀，包括圓形或橢圓形，以及任何其他幾何圖案，例如矩形、六邊形，或可以包括分佈在徑向向外數量的環中的孔的任何其他幾何圖案。孔可以具有均勻或交錯的間距，並且可以從中心到中心間隔小於或約10mm。孔還可以間隔開小於或約9mm、小於或約8mm、小於或約7mm、小於或約6mm、小於或約5mm、小於或約4mm、小於或約3mm，或更小。
環可以以如上所述的任何幾何形狀為特徵，並且在一些實施例中，孔可以以每個環的孔的縮放函數為特徵。例如，在一些實施例中，第一孔可以延伸穿過面板的中心，例如沿著所示的中心軸。第一孔的環可以圍繞中心孔延伸，並且可以包括任何數量的孔，例如約4個和約10個之間的孔，這些孔可以圍繞延伸穿過每個孔的中心的幾何形狀而等距地間隔開。任何數量的附加孔的環可以從第一環徑向向外延伸，並且可以包括可以是第一環中的孔數量的函數的多個孔。例如，根據等式XR，每個連續環中的孔的數量可以由每個對應環內的孔的數量來表徵，其中X是孔的基數，並且R是對應的環數。孔的基本數量可以是第一環內的孔的數量，並且在一些實施例中可以是一些其他數量，如下文將進一步描述的，其中第一環具有增加數量的孔。例如，對於具有分佈在第一環周圍的5個孔的示例性面板，其中5可以是孔的基數，第二環的特徵可以是10個孔((5)x(2))、第三環可以是以15個孔為特徵((5)x(3))，並且第二十環可以以100個孔為特徵((5)x(20))。對於如前所述的任何數量的孔的環，這可以繼續，例如多達、大於或約50個環。在一些實施例中，橫跨面板的複數個孔中的每個孔的特徵在於孔輪廓，其在本技術的實施例中可以相同或不同。
孔320可以包括任何輪廓或具有不同輪廓的多個部分，例如所示出的。在一些實施例中，面板可具有至少兩個部分、至少3個部分、至少4個部分、至少5個部分或更多，以限定穿過孔的不同輪廓。在如圖所示的一個非限制性示例中，面板300包括兩個部分：具有內部孔320a的內部部分和具有外部孔320b的外部部分。每個內部孔320a可以包括孔輪廓，該孔輪廓包括至少兩個部分。例如，第一部分322可以從面板300的第一表面305延伸，並且可以部分地延伸穿過面板300。在一些實施例中，第一部分322可以延伸穿過第一表面305和第二表面310之間的面板厚度的至少約或大於一半，或者至少約或大於75%。第一部分322的特徵可以是如圖所示的基本上圓柱形的輪廓。大體上是指輪廓可以以圓柱形輪廓為特徵，但可考慮到處理公差和零件變化，以及一定的誤差幅度。第二部分324可以從面板300的第二表面310延伸，並且可以部分地延伸穿過面板300並且與第一部分322的底端流體耦合。第二部分324的特徵可以是如圖所示的基本上圓柱形的輪廓。第二部分324的直徑可以小於第一部分322的直徑。例如，第一部分322的直徑可以大於第二部分324的直徑的1.5倍、1.75倍、2.0倍、2.25倍、2.5倍或更大。
此外，徑向向外並圍繞複數個內部孔320a延伸，可以是複數個外部孔320b。每個外部孔320b可以包括包含至少三個部分的孔輪廓。例如，第一部分326可以從面板300的第一表面305延伸，並且可以部分地延伸穿過面板300。第一部分326可以類似於內部孔320a的第一部分322。在一些實施例中，第一部分326可具有與內部孔320a的第一部分322相同或相似的直徑。在一些實施例中，第一部分326可以在第一表面305和第二表面310之間延伸至少約或大於面板300的厚度的一半。第一部分326的特徵可以是如圖所示的基本上圓柱形的輪廓。
第一部分326可以轉變為可選的第二部分328，其可以作為面板300中的阻流件來操作，並且可以增加流動的分佈或均勻性。如圖所示，第二部分328可以包括從第一部分322漸變成更窄直徑的錐形。第二部分328的直徑可以小於第一部分326的直徑。例如，第一部分326的直徑可以是第二部分328的直徑的1.5倍以上、1.75倍以上、2.0倍以上、2.25倍以上、2.5倍以上或更大。在一些實施例中，第二部分328的阻流件的直徑可以與內部孔320a之一的第二部分324的直徑相同或相似。然而，每個外部孔320b的第二部分328的長度可以短於每個內部孔320a的第二部分234。例如，每個外部孔320b的第二部分328可以是每個內部孔320a的第二部分324的約或小於一半的長度。
然後第二部分328可以張開到第三部分330。第三部分330可以從部分穿過面板的位置延伸到第二表面310。例如，第三部分330可以延伸小於面板300厚度的一半，或者可以延伸到面板300的一半或約一半。在一些實施例中，第三部分330可以以從第二表面310開始的錐形輪廓為特徵，並且可以延伸以包括與來自第二部分328的喇叭口相交的圓柱形部分(當包括圓柱形部分時)。在一些實施例中，第三部分330可以以錐形輪廓為特徵，或者可以以沉頭(countersunk)輪廓以及其他錐形輪廓為特徵。第三部分330在第二表面310處的直徑可以大於第一部分326和第二部分328兩者的直徑。例如，第三部分330的直徑可以是第一部分326的直徑的1.5x以上、1.75x以上、2.0倍以上、2.25x以上、2.5倍以上或更大。第三部分330的直徑可以是第二部分328的直徑的3.5倍以上、4.0倍以上、4.5倍以上、5.0倍以上、5.25倍以上或更大。
由於錐形部分中顯著的空心陰極效應，外部孔320b的錐形第三部分330有助於增加離子通量。這種增加的離子通量直接轉化為位於面板300下方的基板邊緣處的沉積速率的提昇。基板邊緣處增加的沉積可導致沉積均勻性的總體增加和橫跨基板的更平坦的厚度分佈。
圖4A示出了根據本技術的一些實施例的示例性面板的示意性底部平面視圖，並且可以示出面板300的示意圖，舉例而言，例如沿著第二表面310。如圖所示，面板300可包括複數個孔320，其可沿面板300以陣列分佈。在一些實施例中，孔320可以被佈置為沿著面板300徑向向外延伸的環組。例如，從中心孔330開始，包括多個孔(例如8個孔)的第一孔的環會圍繞中心孔而延伸。下一個環外，例如第二個環，可以包括圍繞第一環而延伸的16個（或一些其他數量的）孔。這可以遵循先前針對任何數量的環所描述的模式，如前所述。環的特徵可以是任何數量的形狀(包括圓形或橢圓形)，以及任何其他幾何圖案(例如矩形、六邊形)，或可以包括分佈在徑向向外數量的環中的孔的任何其他幾何圖案。應當理解，該圖僅用於說明目的，並且所包含的面板的特徵可以是如前所述的數百或數千個孔，並且例如，其可以配置有任何基本數量的孔。例如，沿著第二表面310，內部孔320a可顯示第二部分324，而外部孔320b可顯示第三部分330。孔可以全部示出延伸穿過面板的通道。儘管僅示出了一組外部孔320b，但是外部孔320b可以包括與向外延伸的內部孔320a的環類似的圖案。例如，外部孔320b可以定位成孔的環，所述孔位於可以定位在處理腔室內的基板的外半徑之外。
例如，基板的特徵可以是任何尺寸，例如矩形或橢圓形。對於以300mm直徑為特徵的圓形基板，基板的半徑可以是150mm。在本技術的一些實施例中，在面板上，離中心軸超過135mm、136mm、137mm、138mm、139mm、140mm等的孔320可以是外部孔320b，其具有延伸穿過第二表面310的錐形第三部分330。應當理解，可以對任何其他尺寸的基板進行類似的修改，例如150mm、200mm、450mm、600mm或其他尺寸的基板。在一些實施例中，最外面的一個或多個環可以是外部孔320b而不是內部孔320a。對於任何尺寸的腔室或晶片，包括具有類似於320b的輪廓特徵的孔的環的數量可以位於超過基板半徑的80%的所有徑向位置，並且可以位於超過基板半徑的85%、超過基板半徑的90%、超過基板半徑的91%、超過基板半徑的92%、超過基板半徑的93%、超過基板半徑的94%、超過基板半徑的95%的所有徑向位置，或者進一步地，取決於在基板的邊緣區域處所尋求的沉積特性。在一些實施例中，具有類似於外部孔320b的結構的孔可以設置在面板300上的內部和/或中間位置。例如，具有錐形孔輪廓的孔可以在面板300的各種徑向距離處被設置在一個或多個環形（或其他形狀）帶中。在一些實施例中，錐形孔的帶可以設置在由距面板300的中心一內徑向距離和一外徑向距離所限定的環形區域內。這樣的佈置可以使膜厚度和非均勻性能夠被調整，例如在可能需要膜輪廓改變的應用中。
使用在基板的周邊處或附近具有錐形第三部分300的較大的外部孔320b有助於在基板的邊緣處產生更大的沉積，以在被處理的基板上實現更大的沉積均勻性。由於它們各自的幾何形狀，外部孔320b中的每一者可以具有比內部孔320a中的每一者更大的傳導性。例如，每個外部孔320b可以具有每個內部孔320a的傳導性的至少1.5倍、至少1.75倍、至少2.0倍、至少2.25倍等的傳導性。基於外部孔320a和內部孔320b中的每一者之間的相對傳導性，可以選擇內部孔320a的區域和外部孔320b的區域內的孔密度（每單位面積的孔數）以在橫跨整個面板300上保持相對均勻的傳導性。例如，對於傳導性率約是內部孔320a的兩倍的外部孔320b，內部孔320a的區域中的孔密度可以是外部孔320b的區域的孔密度的約兩倍。
圖4B示出了根據本技術的一些實施例的示例性面板的示意性底部平面視圖，且例如可以示出面板300的示意圖。如圖所示，面板300可以分成多個區域，每個區域限定多個孔。例如，如圖所示的面板300被分成兩個區域。第一區域340的形狀可以是大致圓形並且以面板300為中心。多個孔(例如內部孔320a)可以佈置在第一區域340內。例如，第一區域340內的孔可以從面板300的中心朝向第一區域340的外周邊佈置成多個同心環，儘管第一區域340內的孔的其他圖案或佈置是可能的。第二區域345的形狀可以是大體環形的。第二區域345可以圍繞第一區域340延伸並與第一區域340呈同心。例如，第二區域345可以從第一區域340的外周邊延伸到面板300的外周邊。許多孔(例如外部孔320b)可以佈置在第二區域345內。例如，第二區域345內的孔可以從第二區域345的內部邊緣朝向第二區域345的外周邊佈置成多個同心環，儘管第二區域345內的孔的其他圖案或佈置是可能的。第二區域345可以位於如前所述的任何徑向向外尺寸處，或者可以在如前所述的面板半徑的任何百分比處開始。如上所述，基於第一區域340和第二區域345中的每一者內的孔的佈置和幾何形狀，面板300的傳導性可以在橫跨兩個區340、345上基本一致。例如，第二區域345的每個孔的傳導性可以是第一區域340內的每個孔的傳導性的約兩倍。為了保持傳導性基本均勻，第一區域340內的孔密度可以是第二區域345內的孔密度的約兩倍。透過在第二區域345內使用更大的錐形孔，可以在基板的周邊邊緣附近提供增加的離子流，從而導致沿著基板的周邊邊緣更均勻地氣體的沉積。
圖5示出了根據本技術的一些實施例的半導體處理的示例性方法500的操作。該方法可以在各種處理腔室中執行，包括上述處理系統200，其可以包括根據本技術實施例的面板，例如面板300。方法500可以包括多個可選操作，其可以或可以不與根據本技術的方法的一些實施例具體相關聯。
方法500可以包括處理方法，該處理方法可以包括用於形成硬遮罩膜的操作或其他沉積操作。該方法可以包括在方法500開始之前的可選操作，或者該方法可以包括附加操作。例如，方法500可以包括以不同於所示出的順序執行的操作。在一些實施例中，方法500可包括在操作505處將一種或多種前驅物流入處理腔室。例如，前驅物可以流入腔室，例如包括在系統200中，並且可以在將前驅物輸送到腔室的處理區之前使前驅物流過氣盒、阻擋板或面板中的一個或多者。
在一些實施例中，面板可以具有兩個同心區域，每個區域限定多個孔。類似於內部孔320a的複數個內部孔可以佈置在內部環形區域內，而類似於外部孔320b的複數個外部孔可以佈置在外部環形區域內。還可以包括之前描述的面板的任何其他特徵，包括面板300的任何態樣，例如環形外部區域內的孔可以以圓錐形或沉頭形輪廓為特徵。在操作510，可以例如透過向面板提供RF功率以產生電漿來產生處理區域內的前驅物的電漿。在操作515中，在電漿中形成的材料可以沉積在基板上。在一些實施例中，取決於所沉積材料的厚度，所沉積材料的特徵在於基板邊緣處的厚度與基板中心區域內的厚度大致相同。例如，沉積的材料的特徵可以在於靠近基板邊緣的厚度，其在靠近基板中心的材料厚度的500埃以內，並且可以以小於或約400埃、小於或約300埃、小於或約200埃、小於或約100埃、小於或約50埃，或更小的距中心的厚度差為特徵。
在前面的描述中，為了解釋的目的，已經闡述了許多細節以提供對本技術的各種實施例的理解。然而，對於本領域技術人員來說顯而易見的是，可以在沒有這些細節中的一些或者具有附加細節的情況下實踐某些實施例。
已經公開了幾個實施例，本領域技術人員將認識到，在不脫離實施例的精神的情況下可以使用各種修改、替代構造和等同物。此外，為了避免不必要地混淆本技術，未描述許多眾所周知的處理和元件。因此，以上描述不應被視為限制本技術的範圍。
在提供值範圍的情況下，應當理解，每個中間值，係到下限單位的最小分數，除非上下文另有明確規定，其在該範圍的上限和下限之間也特別地揭露。任何規定值或規定範圍內未規定的中間值與該規定範圍內的任何其他規定或中間值之間的任何更窄範圍都包括在內。這些較小範圍的上限和下限可以獨立地包括在該範圍內或排除在該範圍內，並且每個範圍(其中一者包含、其中兩者皆不包含、其中兩個皆包含在較小的範圍內)也包括在該技術內，其受制於任何明確排除的限制規定的範圍。如果所述範圍包括該限制的一者或兩者，則還包括那種不包括該限制的一者或兩者的範圍。
如本文和所附請求項中使用的，單數形式「一」和「該」包括複數個參考，除非上下文另有明確規定。因此，例如，提及「加熱器」包括複數個這樣的加熱器，提及「突起」包括提及本領域技術人員已知的一個或多個突起及其等同物，等等。
此外，當在本說明書和以下請求項中使用詞語:「包括」、「包含」、「含有」「具有」，其旨在指名存在有所述特徵、整數、組件或操作，但不排除存在有或另添加一個或多個其他特徵、整數、組件、操作、動作或群組。
100:處理系統 102:前開式晶圓傳送盒 109a-c:串聯部分 108a-f:基板處理腔室 104:機械臂 106:保持區域 110:第二機械臂 200:電漿系統 202:腔室主體 220A/220B:處理區域 212:側壁 216:底壁 201:內側壁 222:通道 228:基座 229:基板 232:加熱元件 233:凸緣 226:桿 203:電源盒 238:基座組件 235:圓周環 224:通道 261:基板升降銷 260:基板傳送端口 204:蓋 208:前驅物分配系統 240:前驅物入口通道 218:氣體輸送組件 248:氣盒 246:面板 244:擋板 265:射頻源 258:介電隔離器 206:遮蔽環 247:冷卻通道 227:襯裡組件 201、212:側壁 225:圓周泵送腔 264:泵系統 231:排氣端口 200:促進系統 300:面板 305:第一表面 310:第二表面 315:中心軸 320:孔 320a:內部孔 320b:外部孔 322:第一部分 324:第二部分 326:第一部分 328:第二部分 330:第三部分 340:第一區域 345:第二區域 500:方法 505:操作 510:操作 515:操作
透過參考說明書的其餘部分和附圖，可以實現對所公開技術的性質和優點的進一步理解。
圖1示出了根據本技術的一些實施例的示例性處理系統的俯視圖。
圖2示出了根據本技術的一些實施例的示例性電漿系統的示意性截面視圖。
圖3示出了根據本技術的一些實施例的示例性面板的示意性局部截面視圖。
圖4A示出了根據本技術的一些實施例的示例性面板的示意性底部平面視圖。
圖4B示出了根據本技術的一些實施例的示例性面板的示意底部平面視圖。
圖5示出了根據本技術的一些實施例的示例性半導體處理方法的操作。
包括幾個圖作為示意圖。應當理解，這些圖是為了說明的目的，除非特別說明是按比例繪製的，否則不應認為是按比例繪製的。此外，作為示意圖，提供這些圖是為了幫助理解，並且可能不包括與現實表示相比的所有態樣或訊息，並且可能包括用於說明目的的誇大材料。
在附圖中，相似的組件和/或特徵可以具有相同的元件符號。此外，相同類型的各種組件可以透過在參考標號後面加上區分相似組件的字母來區分。如果說明書中僅使用第一參考標記，則該描述適用於具有相同第一參考標記的任何一個相似組件，而不管字母如何。
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
300:面板
305:第一表面
310:第二表面
315:中心軸
320:孔
320a:內部孔
320b:外部孔
322:第一部分
324:第二部分
326:第一部分
328:第二部分
330:第三部分
340:第一區域
345:第二區域

Claims (20)

  1. 一種半導體處理腔室，包括： 一氣盒； 一基板支撐件； 一擋板，該擋板位於該氣盒和該基板支撐件之間，其中該擋板限定了穿過該擋板的複數個孔；和 一面板，該面板位於該擋板和該基板支撐件之間，其中： 該面板的特徵在於具有面對該擋板的一第一表面和與該第一表面相對的一第二表面； 該面板的該第二表面和該基板支撐件至少部分地限定該半導體處理腔室內的一處理區域； 該面板限定了穿過該面板的複數個內部孔； 該複數個內部孔中的每一者包括一大致呈圓柱形的孔輪廓； 該面板限定出穿過該面板的複數個外部孔，該複數個外部孔從該複數個內部孔徑向向外定位；和 該複數個外部孔中的每一者包括延伸穿過該面板的該第二表面的一錐形孔輪廓。
  2. 如請求項1所述的半導體處理腔室，其中： 該複數個外部孔中的每一者在該面板的該第二表面處的一直徑大於該複數個內部孔中的每一者的一對應的直徑。
  3. 如請求項1所述的半導體處理腔室，其中： 該面板的一傳導性在該面板的所有區域上基本恆定。
  4. 如請求項1所述的半導體處理腔室，其中： 該複數個外部孔中的每一者還包括延伸穿過該面板的該第一表面的一上部孔輪廓；和 該上部孔輪廓的特徵在於具有一基本上圓柱形的輪廓。
  5. 如請求項4所述的半導體處理腔室，其中： 該複數個外部孔中的每一者進一步包括在該上部孔輪廓和該錐形孔輪廓之間延伸的一阻流件，該阻流件具有比該上部孔輪廓和該錐形孔輪廓中的每一者一更小的直徑。
  6. 如請求項1所述的半導體處理腔室，其中： 該複數個內部孔中的每一者的一部分和該複數個外部孔中的每一者的一部分的特徵在於具有一相同的直徑。
  7. 如請求項6所述的半導體處理腔室，其中： 該複數個內部孔中的每一者的該部分延伸穿過該面板的該第二表面；和 該複數個外部孔中的每一者的該部分設置在該面板的一厚度的一中間部分處並且設置在該錐形孔輪廓上方。
  8. 如請求項1所述的半導體處理腔室，其中： 該複數個外部孔以周向佈置的多個列而圍繞該面板來佈置。
  9. 一種半導體處理腔室面板，包括： 一第一表面和與該第一表面相對的該第二表面，其中： 該面板限定了穿過該面板的複數個內部孔； 該複數個內部孔中的每一者包括一孔輪廓，該孔輪廓具有延伸穿過該面板的該第二表面的一大致呈圓柱形部分； 該面板限定穿過該面板的複數個外部孔，該等複數個外部孔從該複數個內部孔徑向向外定位；和 該複數個外部孔中的每一者包括延伸穿過該面板的該第二表面的一錐形孔輪廓。
  10. 如請求項9所述的半導體處理腔室面板，其中： 該複數個內部孔設置在該面板的一中央區域中；和 該複數個外部孔設置在該面板的一環形區域中，該環形區域從該面板的該中心區域徑向向外。
  11. 如請求項10所述的半導體處理腔室面板，其中： 該環形區域的一內部邊緣距該面板的一中心至少135mm。
  12. 如請求項9所述的半導體處理腔室面板，其中： 該複數個外部孔中的每一者的該錐形輪廓在該面板的該第一表面和該面板的該第二表面之間的該面板的一中間位置處轉變為一阻流件。
  13. 如請求項12所述的半導體處理腔室面板，其中： 該複數個外部孔中的每一者的該孔輪廓從該阻流件轉變為延伸到該面板的該第一表面的一基本上圓柱形的輪廓。
  14. 如請求項12所述的半導體處理腔室面板，其中： 該複數個內部孔中的每一者的該孔輪廓的該大致呈圓柱形部分和該複數個外部孔中的每一者的該阻流件具有一基本相似的直徑。
  15. 如請求項14所述的半導體處理腔室面板，其中： 該複數個內部孔中的每一者的該孔輪廓的該大致呈圓柱形部分的一長度大於該複數個外部孔中的每一者的該阻流件的一長度。
  16. 如請求項9所述的半導體處理腔室面板，其中： 該複數個內部孔中的每一者的該孔輪廓包括延伸穿過該面板的該第一表面的一附加的圓柱形部分；和 該附加的圓柱形部分的一直徑大於該大致呈圓柱形部分的一直徑。
  17. 如請求項9所述的半導體處理腔室面板，其中： 該複數個內部孔的一孔密度大於該複數個外部孔的一孔密度。
  18. 如請求項17所述的半導體處理腔室面板，其中： 該複數個內部孔的該孔密度至少是該複數個外部孔的該孔密度的兩倍。
  19. 一種半導體處理方法，包括以下步驟： 使一前驅物流入一處理腔室，其中： 該處理腔室包括一面板和一基板支撐件，一基板設置在該基板支撐件上； 該處理腔室的一處理區域至少部分地限定在該面板與該基板支撐件之間； 該面板限定了該前驅物流過的複數個內部孔； 該複數個內部孔中的每一者包括一大致呈圓柱形的孔輪廓； 該面板限定穿過該面板的複數個外部孔，該複數個外部孔從該複數個內部孔徑向向外定位；和 該複數個外部孔中的每一者都包括一錐形孔輪廓，其延伸穿過該面板的面向該基板支撐件的一表面； 在該處理腔室的該處理區域內產生該前驅物的一電漿；和 在該基板上沉積一材料。
  20. 如請求項19所述的半導體處理方法，其中： 經沉積的該材料的特徵在於其靠近該基板的一邊緣的一厚度係在靠近該基板的一中心的一厚度的500埃以內。
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