TWI275124B - Hardware development to reduce bevel deposition - Google Patents

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TWI275124B TW094106712A TW94106712A TWI275124B TW I275124 B TWI275124 B TW I275124B TW 094106712 A TW094106712 A TW 094106712A TW 94106712 A TW94106712 A TW 94106712A TW I275124 B TWI275124 B TW I275124B
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Description

1275124 玖、本發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係相關於在半導體製程，尤指半導體基特卢 内製造積體電路時於基材上沉積均勻材料層。&理糸 【先前技術】 積體電路（1C)係藉由在半 导體基材表面上形成離 導體裝置而製成。此基材眘 土何之貫例係一矽（si)或二氡 (Si02)晶圓。半導體裝置 罝通吊疋製成相當大規模，其中 千计之微電子裝置（如電曰辦 尾日日體、電谷器及其類似者）係形 在單一基材上。 為使裝置在一基材卜S 4 ^ 上互連，會形成互連結構的一多 網。材料係在一系列受-制牛_ 士 又控制步驟中沉積於在基材上之複
層中而後選擇性地移走。依 ^ ^ ^ L 攸此方式，各種導電層會彼此 連在一起，以有助於電子信號之傳播。 「半V體產業中儿積薄膜的方式已知為化學氣相沉積 」CVD可用以沉積各種薄膜，包括本質及滲雜 晶石夕、梦氧化物、錢化物、氧氮切及其類似者。半 體CVD處理大體上是在真空室中藉由加執前驅體氣韻 行，使氣體溶解且反應以形成需求薄膜。為了在低溫及 當高沉積速率下沉積薄膜，…在沉積期間於該室内 前驅體氣體形成。此等過程已知為電製增強化學氣相 積’或「PECVD」。 當製造積體電路時，基材處理之可精確重製度對來 統 半 矽 以 成 層 數 互 或 非 導 進 相 由 沉 增 3 1275124 進生產力是一重要囚京。谷禋m程係數之牡+ 妖之精確控制係用以 達到遍及基材之一致性’及可在基材間重制 至表的結果所需。 更明確言之，已沉積材料層之均句度是用认^ 用於達到良好製造 良率的要求之一。 在CVD處理室内，基材於處理中诵杳θ τ逍吊是置於已加埶之 基材支座上。該基材支座通常包括用於松μ 、k制基材溫度之嵌 入式電加熱元件。基材支座可額外包括_ 符礼體（如氦氣（He)、 氬氣（A〇及其類似者）之通道及溝槽，以女l "M有助於在基材支座 及基材間轉移熱。此外，該基材加埶考如从， …、裔組件也可至少包含 嵌入式射頻（RF)電極，用於在各種電紫辦
电水〜強製程中供應RF 偏壓至基材。 在沉積製程（如化學氣相沉積（CVD)、電聚增強 CVD(PECVD)及其類似者）期間，基材之中央與周邊區1係 曝露至不同處理條件。處理條件中之差異大體上會導致已 沉積層之低均句度。例如，纟習知加熱基材支座上處理之 基材通常允許沉積發生直到基材之邊緣，χ相較於沉積在 基材中央之材料，靠折其奸、息 Λ近基材邊緣沉積之沉積層也可具有較 大厚度。沉積層之不h _ up 不均勻度限制了沉積製程之良率及生產 力，以及積體電路之軟_ < 之整體效此。此外，沿基材邊緣沉積之 材料可能會使在自動批获 勒控制裝置轉移機構上正確地定位基材 產生問。如果其44* X . i材未固疋在自動控制裝置轉移機構上之 預定位置中，基材可 j %會在轉移時受損或掉落，或在置於 處理設備中未對準％椹A _ a 而導致不良之處理結果。 因此’需求在 貝技術中之基材加熱組件，用於協助 4 1275124 在半導體基材處理系統内製造積體電路時於基材上沉積均 勻材料層，而不沿基材之邊緣沉積材料。 【發明内容】 依據本發明之具體實施例有關各種可單獨或結合使用 之技藝，以減少材料在半導體工件之斜邊上沉積。在一方 法中，一遮蔽環覆蓋基材之邊緣，以阻礙氣體流到斜邊區 域。在遮蔽環之邊緣的傾斜幾何特徵導引氣體流向晶圓， 以維持橫跨晶圓之厚度均勻度，同時遮蔽該邊緣。在另一 方法中，一基材加熱器/支座係設置以流動清除氣體至被支 撐之基材邊緣。此等清除氣體防止製程氣體達到基材邊 緣，且在斜邊區域上沉積材料。 一種依據本發明用於化學氣相沉積一材料於工件上之 方法的具體實施例，至少包含定位一遮蔽環，其特徵為一 覆蓋支撐於處理室内之基材邊緣區域的傾斜外伸部分，該 遮蔽環在該邊緣區域上方延伸約 〇 · 8 - 2.0毫米之距離，且 |與邊緣區域以約0.0045英吋+/-0.003英吋之間隙分隔。一 處理氣體會流到該室，且施加能量至該室，以在其内產生 電漿，使得處理氣體之反應導致在邊緣區域外部沉積材料。 一種依據本發明用於化學氣相沉積一介電膜之方法的 替代性具體實施例，至少包含將一基材定位在一處理室中 之支座上，透過該支座流動清除氣體至基材的邊緣區域， 且流動處理氣體至該室。施加能量至該室以在其内產生電 漿，使得清除氣流阻礙一處理氣體流到邊緣區域，且抑制 5 1275124 介電材料沉積在邊緣區域。 一種依據本發明用於沉積介電材料於工件上之設備的 具體實施例，至少包含一可垂直移動基材支座，其係定位 在一處理室中；一能源，其係設置以施加能量至處理室中， 以在其内產生電漿；及一排吸襯墊（pumping Hner)，其界 定一排放口及一垂直通道。一至少包含外伸部分之遮蔽環 係設置以在該邊緣區域上方延伸出約〇.8·2·〇毫米之距 離，且當基材支座升起以接合該遮蔽環時，與邊緣區域以 約0.0045英吋+/-0.003英吋之間隙分隔。 依據本發明之具體κ施例的進一步瞭解，藉由參考後 續結合附圖之詳細說明進行。 【實施方式】 具有需求關鍵尺寸之高縱橫比特徵的可靠組成，需要 基材之精確圖案化及後續姓刻…般用以在基材上形成更 精確圖案之技藝係光學微影飯刻。該技藝大體上有關透過 一透鏡或「主光罩」光能導引且到達基材上。 ，在習知光學微影蝕刻製程中’光阻材料係首先應用於 :待蝕刻之基材層i。在光阻之情況中，光阻材料係對於 5射或「光能」敏感，諸如紫 A 系外線或雷射來源。光阻材料 較佳是界定一聚合物，i彳备 ，、係及调整以對於所使用光之特定 波長或對於不同曝光來源回應。 在光阻已沉積於基材上 外㈣光或低X射線光，：ί广被啟動以發射例如紫 对線先，其經導引到已覆蓋光阻之基材。 1275124 已選定之光源化學性地改變光阻材料的 層係只被選擇性地曝光。在此方面中， 光罩」係位於光源及待處理基材之間。 t光學遮罩係圖案化以包含用於該基 態。已圖案化之光學遮罩允許光能自其 達基材表面上。已曝光之底下基材材料 在基材表面形成已圖案化之特徵，同時 維持作為未曝光之底下基材材料的一保 式，接觸、通道或互連件可精確地形成 在已顯影光阻膜下之材料可至少包 一氧化硬（S i 02)及碳摻雜碎氧化物。一 (DARC)也可置於已顯影光阻膜之下，且 含氮氧化矽（SiON)及矽氮化物（Si3N4)。 可出現在已顯影光阻膜下。 最近，一種有效碳基膜已由美國加 Applied Materials公司開發出。該膜係 (Advanced Pattrning FilmTM)或「APFj〇 包含SiON及非晶石夕碳或「α碳」之薄港 有關APFTM膜組成的細節可在美g 中發現，其係以引用方式併入本文。有 場效電晶體（FET)的閘極結構之組成的 申請案2004/00585 1 7號中發現，其係 文。有關用於沉積APFTM膜之製程套， 年12月17曰之共同審理中美國非 成刀。然而，光阻 一光學遮罩或「主 材之特徵的需求組 通過一精確圖案到 可接者被钱刻，以 被保留之光阻材料 護性塗層。以此方 〇 含各種材料，諸如 介電質抗反射塗層 此DARC可至少包 二氧化銓（Hf02)也 州 Santa Clara 之 稱為先進圖案化膜 apftm大體上至少 r 〇 I 專利 6,573,030 號 關利用APFTM膜之 細節可在美國專利 以引用方式併入本 牛的細節可在 2002 臨時專利申請案第 1275124 1 0/3 22,228號中發現，且以引用方式併入本文。 * 非晶系碳層之沉積大體上係藉由一至少包含碳來源的 - 氣體混合物之電漿增強化學氣相沉積（PECVD)。氣體混合 物可自一係液態前驅體或氣態前驅體之碳來源形成。較佳 的是，該碳來源係一氣態碳氫化合物。例如，破來源可為 丙烯（C3H6)。丙烯之注入係伴隨著在製程室中產生之RF 電漿。氣體混合物可更包含一承載氣體，諸如氦（He)或氬 (Ar)。含碳層可根據應用沉積至約100埃及約20000埃間 _之厚度。 以例如大於每分鐘 2000埃之高沉積速率沉積諸如 APFTM、含碳矽氧化物或DARC的碳基（或有機）膜之製程， 可能導致晶圓斜邊區域比中央晶圓部分較不均勻的沉積。 如杲未由後續氧氣灰化步驟完全移除，在晶圓邊緣之額外 材料可能會剝離且造成晶圓污染。因此，藉由 PECVD形 ， 成諸如APFTM的含碳薄膜，最好是利用依據本發明之遮蔽 環的一具體實施例達成。 第1 5 A-F圖顯示用於在基材上形成多晶矽特徵之製程 步驟的簡化斷面圖。第15BA-FA圖顯示用於形成該多晶矽 特徵之個別步驟的斷面電子顯微圖。 如第15A圖中所示，一 2000埃厚之多晶矽層1 500係 首先沉積在基材1 5 02上。如以下所述，多晶矽層1 5 00係 將利用微影蝕刻技藝圖案化成為特徵。在預計發生之此後 續微影蝕刻製程中，多晶矽層1 5 00具有一非晶系碳（α碳） 層 1 5 04 及一至少包含氧氮化矽之介電質抗反射層 1275124 (DARC) 1 506。 非晶系碳層1 504作用為一硬遮罩，且其作用也可為抗 反射塗層。DARC 1 506之作用有助於使在光學微影蝕刻製 程中入射之光聚焦至現場的一精確深度上。以碳層15〇4及 DARC層1 5 06二者均係使用化學氣相沉積技藝沉積。同 時，如以下進一步描述，α碳層15〇4及DARC層15〇6二 者之CVD均導致額外厚度之材料形成於晶圓斜邊區域 上，其最後可導致污染及其他問題。 如第15A圖中進一步顯示，未顯影光阻材料ι5〇8係 接著旋塗至DARC 1 506上。第15B-BA圖顯示光阻曝光及 顯影步驟，其中未顯影光阻材料丨5〇8之已選定部分係曝露 至入射輻射，且跟著為化學顯影，導致圖案化光阻1 5工〇 之形成。 第15C-FA圖顯示製程之進一步步驟，其中已顯影光 阻15 10係經修整（第15C_CA圖），未由光阻i5i〇遮罩之 DARC層1 506的部分被移除（第15D-DA圖），而未由光阻 15 10及DARC 1 506遮罩之α碳層15〇4的部分被移除（第 15Ε圖）。第15F-FA圖示範製程中之最後步驟，其中已顯 影光阻被移除，且未由剩餘DARC層is%及α碳層15〇4 遮罩之多晶矽層1 500的部分被移除，以在基材15〇2上停 止，導致多晶矽特徵1 5丨2之形成。 在有關第1 5 A圖所示及描述之製程的初始階段_，α 碳層1 504及DARC層1 506均係利用電漿協助CVD技藝產 生。此二層之沉積製程導致額外厚度之材料形成於晶圓斜 1275124 邊區域上。沉積於晶圓斜邊之此材料可導致污染及其 題。 因此，本發明之具體實施例有關可用以減少或消 料沉積於半導體工件之斜邊上。在一方法中，一遮蔽 蓋基材之斜邊，以阻止氣體流動至斜邊區域。在遮蔽 緣的一傾斜幾何特徵導引氣體流向晶圓，以維持橫跨 之厚度均勻度，同時遮蔽晶圓邊緣。在另一方法中， 材加熱器/支座係設置以流動清除氣體至被支撐之基 緣。此等清除氣體防止製程氣體達到基材邊緣，且沉 料至斜邊區域上。 範例性處理系統 第1圖提供一範例性半導體處理系統1 00之平面 處理系統1 0 0包括處理室1 0 6，其將容置以下描述之 明的處理套件。示範性室1 06係成對以更增加處理產 系統1 0 0大體上包括多個不同區域。第一區域係 端中繼區域102。前端中繼區域102支撐待處理之晶 >109。晶圓匣109依序支撐基材或晶圓113。一諸如自 制裝置之前端晶圓搬運器11 8係安裝在一鄰近晶圓匣 之中繼平台上。其次，系統 100 包括一真空載 (loadlock)120。晶圓113係載入真空載入室120及自 載。較佳的是，前端晶圓搬運器11 8包括一晶圓對映| 以在預備將基材113載入一置於真空載入室120中之 載入匣内時，用於索引各晶圓匣109中之基材113。其 他問 除材 環覆 環邊 晶圓 一基 材邊 積材 圖。 本發 量。 一前 圓匣 動控 轉盤 入室 其卸 I統， 真空 -次， 10 1275124 會提供一轉移室130。轉移室130容置一晶圓搬運器136, 其搬運自真空載入室12〇接收之基材113。晶圓搬運器136 * 包括一安裝至轉移室13〇底部之自動控制裝置組件138。 晶圓搬運器丨3 6透過町密封之通道1 3 6傳遞晶圓❶狹縫閥 致動器134致動用於通道136之密封機構。通道136與製 程室140中之晶圓通道236配對（顯示於第2圖），以允許 基材113進入處理區威中，用於定位在一晶圓加熱器基座 上（第2圖中228所示）° 一後端1 5 〇係設置供容置糸統1⑽操作所需之各種支 撐設施（未顯示）。此等設施之貫例包括一氡體面板、一電 源分配面板及電源產生器。該系統可被調適以適應各種製 程且支援諸如CVD、PVD及蝕刻之室硬體。以下所述之具 體實施例將指一利用3〇〇毫米APF沉積室之系統。然而， 應瞭解本發明係涵蓋其他製程及處理室組態。 範例性處瑄室
第2圖提供一用於比較之沉積室2 00之斷面、示意圖。 沉積室係CVD室，其係用於沉積一碳基氣態物質，諸如一 碳摻雜石夕氧化物子層。此圖式係根據目前由 Applied Matrial 公司製造之 Producer S®APF 室。該 pr〇ducer®CVD 室（200毫米或3 00毫米）具有二已隔離之處理區域，其係 可用以沉積碳摻雜矽氧化物及其他材料。一種具有二隔離 處理區域的室係揭示於美國專利第5，8 5 5，6 8 1號中，其係 以引用方式併入本文。 11 室200 分離之處理 支撐室220 包括一加熱 轴226可移 室本體202 内部移動之 合基材之底 座2 2 8上方 其包括一覆 理前承接一 一站〇 1275124 ^ 1疋—室内部區域之本體202。已設 區域218及？〇 + 久220至。各室218、220具有一用 中之基材f 土 η — 、禾顯示）的基座228。基座228通 元件（未_ +、上 々不）。較佳的是，基座228係藉由 動地置於女+ 、各處理區域218、220中，軸226透 之底延伸，以連接到一驅動系統2 0 3。可 提升銷（未顯示）最好設置在基座2 2 8内，以 面°車父佳的是，一支撐環（未顯示）也設置於 支撑％可為一多組件基材支撐組件之部分 蓋環及一捕捉環。提升銷作用在該環上以在 基材’或在沉積後提升該基材，用於轉移至 各處理區域218、220較佳也是包括一氣體分配組 2〇8 ’其係透過一室蓋2〇4設置，以傳遞氣體進入處理區 218、220。各處理區域之氣體分配組件2〇8包括一傳遞 體進入一嗔淋頭（Sh0wer)組件242之氣體進入通道240。 淋頭組件242係由一環形基板248構成，其具有一中間 放一面板246之阻隔板244。喷淋頭組件242包括複數 噴嘴（概要顯示於第3圖中之248)，處理時氣態混合物 過其注入。噴嘴248導引氣體（如丙烯及氬氣）向下遍及 材，據以沉積一非晶系碳薄膜。一 RF(射頻）饋孔提供偏 電位至噴淋頭組件242，以有助於在喷淋頭組件242之 板2 46及加熱器基座228間產生一電漿。在電漿增強化 氣相沉積製程中，基座228可作為用於在室壁202内產 置 於 常 過 在 接 基 處 下 件 域 氣 喷 置 個 透 基 壓 面 學 生 12 1275124 RF偏壓之陰極。該陰極係電耦合至一電極電源供 在沉積室200内產生一電容性電場。通常是施加 至陰極，而室本體202係電性接地。施加至基座 源在基材之上表面產生一負電壓形式之基材偏壓 壓係用以吸引來自形成在室2〇〇内之電漿的離子 之上表面◎電容性電場形成之偏壓使感應形成之 加速朝向基材，以提供該基材在沉積時更垂直排 性薄膜化，及清潔時垂直蝕刻該基材。 第3圖例示範例性producer@反應器之基材 化斷面圖。第3圖中之影像係為示範目的而簡化 比例顯示。 支撐基座228至少包含一基材加熱組件348 352及一背面組件354。背面組件3 54係耦合至一 電源之來源3 22、一控制加熱器電源供應器3 3 8、 氣體（如氦氣（He))之來源336，以及耦合至一提 3 5 6。在基材處理期間，支撐基座2 2 8支撐一基材 制該基材之溫度及偏壓。基材3 1 2大體上係一標 體晶圓，例如200毫米或3〇〇毫米晶圓。 基材加熱組件3 4 8至少包含一本體（加$ 332)，且加熱器構件332更包含複數個嵌入式 358、一溫度感應器（如熱電偶）36〇、及複數個射 極 3 62 ° 嵌入式加熱元件358係耦合至加熱器電： 3 3 8。溫度感應器3 6 0以習知方式監控加熱器構件 應器，以 RF電壓 228之電 。此負電 到達基材 電衆種類 列之異向 支座的簡 ’且未依 、一基板 基材偏壓 及一背側 升銷機構 3 12且控 準化半導 武器構件 加熱元件 頻（RF)電 原供應器 3 3 2之溫 13 1275124 度所測量到之溫度係用於一回授迴路，以調整加熱 源供應器3 3 8之輸出。 嵌入式RF電極362耦合來源322至基材312,以 反應容積内之製程氣體混合物的電漿。來源3 2 2大體 少包含一 RF產生器324及一匹配網路328。產生器 大體上係能夠以約5 〇千赫至1 3 · 6百萬赫範圍中之頻 生高達5000瓦之連續或脈衝式電源。在其他具體實 中，產生器324可為一脈衝式Dc電源產生器。 基材3 1 2之溫度係藉由穩定加熱器構件3 3 2的溫 控制。在一具體實施例中，來自氣源3 3 6之氦氣係經 氣體導管366提供至形成在基材312下方之加熱器 332中的溝槽（或者是正型凹陷）33〇(以第2圖下方之 線表示）。氧氣提供在加熱器構件332與基材312間之 移’且有助於基材之均勻加孰。使 …、1之用此熱控制，基材 可維持在約攝氏2 0 0與8 0 〇度間之溫产。 第4圖代表沉積室4〇〇之一部分的透視圖。在一 實施例中’沉積室400包括本發明之製程套件4〇。一 •體402係設置以界定一基材 埤4〇4，且用於支 程套件40之各種襯塾。一晶圓狹 134哭406係可在室本谱 中見到，其界定一晶圓通過狹縫。 M此方式，基材可 性地移入且移出該室 4 〇 〇。其材去 一 土 顯示於空心之官內 縫406係藉由一閘設備（未顯示 、釋性地開啟盘關 閉設備係由室壁402支撐。 ’、 .環境隔離。 才處理期間’該問將 器電 及至 上至 324 率產 施例 度而 由一 構件 破折 熱轉 3 12 具體 室本 撐製 ：402 選擇 。狹 。該 室與 14 1275124 室本體402大體上係由一鋁氧化物或其他陶瓷化合物 製造。陶瓷材料較佳係因為其低導熱率特性。室本體402 可為圓柱或其他形狀。第4圖之範例性本體402具有多邊 形之外 部輪廓 ，及 圓形 徑 。痛 定組態或尺寸之處理室。 如上述，本體402係設置以支撐一系列襯墊及其他可 相互交換之處理零件。此等處理零件大體上係可拋棄，且 成為專用於特定室應用或組態之「製程套件」40的零件。 φ 一製程套件可包括一頂部排吸襯墊、一中間襯墊、一下襯 墊、一氣體分配板、一氣體擴散板、一加熱器、一喷淋頭 或其他零件。某些襯墊可一體成型；然而，在一些應用中 最好設置堆疊在一起之分離襯墊，以允許在襯墊間之熱膨 脹。第7圖提供在一具體實施例中之製程套件40的透視 ' 圖。製程套件40之襯墊及其他設備係分解地顯示在沉積室 . 400上方。第7圖之室400將更詳細討論於下。 第5圖顯示第4圖之示範性沉積室400的剖面、透視 圖。室本體402之幾何形狀更清楚可見，包括本體402之 Φ側面408及底部409部分。一開口 405係形成在本體402 之側部408。開口 405之作用為一在沉積、蝕刻或清潔製 程期間接收製程氣體之通道。 空心之室404中未顯示基材。然而，應瞭解基材係支 撐在空心室404中的一基座（如第2圖之基座22 8)上。該 基座係藉由一延伸通過本體402底部409中的開口 407之 • 軸所支撐。此外，應瞭解一氣體處理系統（未顯示於第 5 15 1275124 圖中）係提供用於室400。一開口 478係設置於該示範性室 4 00中，用於接收一氣體導管。該導管傳遞氣體到氣體盒 (如第7圖中472處所示）。氣體自該處傳遞進入室404。
用於沉積室的製程套件40之某些零件可見於第4圖 中。此等包括一頂部排吸襯墊 410、一支撐 C通道襯墊 420、一中間襯墊440及一底部襯墊450。如所示，此等襯 墊410、420、440及4 50將結合第7圖顯示且更詳細說明 如下。一密封構件427係設置在C通道襯墊420與一排吸 口襯墊442之介面處，以及在排吸襯墊410與排吸口襯墊 442之介面處，如同以下也將結合第6A圖顯示且更詳細說 明。 第6圖顯示第5圖之室本體402之另一透視圖。來自 第5圖之參考數字在一些例中會重覆。第6圖係提供以自 剖面圖中強調二曝露區域。此二斷面區域係區域6A及區 域6B。顯示於區域6A及6B之室400的特徵係可在第6A 及6B圖中之各自放大的斷面圖中更清楚可見。此等特徵 也將更詳細說明於下。 第7圖提供室本體部分400之分解圖。在此例中，室 本體 400 呈現出一串列式處理室。一實例係由 Applied Materials公司製造之Producer S室。製程套件40之各種 零件係可自本體402右側上之處理區域404見到。 在第 7圖之圖式中可見到的第一項目係一頂部蓋 470。頂部蓋470係中置於處理區域404中，且突出穿過室 蓋（未顯示）。頂部蓋470之作用為一支撐某些氣體傳遞設 16
1275124 備之板。此設備包括一接收通過一氣體導管（未顯示）之氣 體的氣體盒472。（該導管係透過室本體402之底部409中 的開口 478嵌入）。氣體盒472將氣體饋送進入一氣體輸入 476。氣體輸入476界定一延伸到頂部蓋470中央上方之 臂。依此方式，處理及清潔氣體可被集中引入基材上方之 處理區域404中。 一 RF電源係供應至氣體盒472。此作用係自處理氣體 產生電漿。一固定電壓梯度474係置於氣體盒472及氣體 輸入476之間。該固定電壓梯度474或「CVG」在氣體自 氣體盒472移向處理區域404之接地基座時，會控制電源 位準。 正好在頂部蓋470下方的是一阻隔器板480。阻隔器 板4 8 0界定一同心地置於頂部蓋4 7 0下方的板。阻隔器板 4 8 0包括複數個螺孔4 8 2。螺孔4 8 2係作用為通孔，螺絲及 其他連接件可透過其置放，用於固定阻隔器板480至頂部 蓋470。一介於阻隔器板480及頂部蓋470間之間距係經 選定。在處理期間，氣體係在此間距中分配，且接著藉由 複數個孔484傳遞通過阻隔器板480。依此方式，處理氣 體可均勻地傳遞進入室400之處理區域404。阻隔器板480 也提供高壓力降，用於其等所擴散之氣體。 在阻隔器板480下方的是一喷淋頭490。噴淋頭490 係同心地置於頂部蓋470下方。噴淋頭490包括複數個喷 嘴（未顯示），用於導引氣體向下到達基材（未顯示）上。一 面板496及絕緣環498係固定至喷淋頭490。該絕緣環498 17 1275124 使喷淋頭490與室本體402電絕緣。絕緣環498最好是由 一種光滑及相當耐熱之材料製造，諸如Teflon或陶瓷。 置於喷淋頭490下方的是一頂部襯墊或「排吸襯墊」 410。在第7圖之具體實施例中，排吸襯墊410界定一圓周 體，其具有環置之複數個排吸孔4 1 2。在第7圖之配置中， 排吸孔4 1 2係等距地隔開。在晶圓處理製程期間，真空係 自頂部襯墊4 1 0之背側拉出，將氣體透過排吸孔4 1 2抽出 而進入通道區域422(第6A及6B圖中更清楚可見）。排吸 φ 孔4 1 2提供用於該處理氣體之主要流動路徑，如第3圖之 示意圖所示。 請回顧第6A及6B圖之放大斷面圖，頂部襯墊410之 特徵可更易於見到。第6A圖提供第6圖之斷面區域6A的 放大圖。同樣的，第6B圖提供第6圖之斷面區域6B的放 ' 大圖。排吸襯墊4 1 0可在各個此等放大圖中見到。 , 排吸襯墊4 1 0界定一圓周體4 1 0 ’，且作用為維持複數 個排吸口 412。在第7圖之配置中，排吸襯墊41 0在一上 表面區域包括一上唇部 414，及一沿下表面區域之下肩部 Φ 4 1 6。在一特點中，上唇部4 1 4自頂部襯墊4 1 0之半徑向外 延伸，同時下肩部4 1 6徑向朝内延伸。上唇部4 1 4係置於 圓周上。因此，上唇部414係可在第6A圖及第6B圖中見 到。然而，下肩部41 6未圓周地包圍頂部概墊41 0，而是 在上排吸口襯墊442之區域中留下開口。 請回顧第4圖，室400其次至少包含一圓周狀通道襯 * 墊420。在第7圖之配置中，該襯墊420具有一倒置「C」 18 1275124 之輪廓。此外，襯墊420包括一通道部分422。為此等目 的，襯墊420係指一「C通道襯墊」。該倒置「C」組態可 在第6B圖之斷面圖中更清楚見到。 再請參見第6B圖，C通道襯墊420具有一上臂421、 一下臂423、及一中間内部本體422。上臂421具有一上肩 部424形成於其中。上肩部424係設置以承接排吸襯墊410 之上唇部4 1 4。同時，下臂423係設置以承接頂部襯墊4 1 0 之下肩部416。介於頂部襯墊410及C通道襯墊420間之 0此互鎖配置提供一迂迴介面，其實質上減少不需要之寄生 性排吸。依此方式，當氣體自室400之處理區域404排放， 且通過排吸襯墊4 1 0之排吸孔4 1 2時，氣體係優先透過C 通道襯墊420之通道部分422排出，且不會在頂部襯墊410 間之介面處損失。 應注意的是，排吸襯墊41 0之上唇部4 1 4及C通道襯 . 墊420之上肩部424間之互鎖關係只是示範性。同樣地， 排吸襯墊410之下肩部416及C通道襯墊420之下唇部426 間之互鎖關係也只是示範性。在此特點中，排吸襯墊 4 1 0 1 C通道襯墊42 0間包括任何互鎖配置以抑制處理、清潔 或蝕刻氣體之寄生性排吸，係在本發明之範疇中。例如（且 不限於），排吸襯墊4 1 0之上唇部4 1 4及肩部4 1 6可設置以 自頂部襯墊4 1 0之半徑向外延伸。在此一配置中，C通道 襯墊4 2 0之下唇部4 2 6將會重新設置，以與排吸襯墊4 1 0 之下肩部416互鎖。 • 在第6A、6B及7圖之製程套件40配置中，上肩部 19 1275124 424係沿上臂421圓周置放。因此，上肩部424係可在第 6A圖及第6B圖中見到。然而，下唇部426未在圓周包圍 ， 頂部襯墊410，而是在上排吸口襯墊442之區域中留下開 口 。因此，一半徑部分係開放以形成一排吸口襯墊開口 429 〇 如第6圖中提供之剖面透視圖指出，區域6 A及6 B顯 示出室400之相對二端。來自區域6A之剖面端包括氣體 排放口，稱為「排吸口襯墊」442、444。一上排吸口襯墊 φ 442係設置在C通道襯墊420之通道部分422下方。一下 排吸口襯墊 444則係設置以與上排吸口襯墊 442流體連 通。氣體可接著藉由一排放系統自處理室400排出下排吸 口襯墊444而離開。 為進一步限制在排吸口襯墊442、444之區域處的寄生 ^ 性排吸，一密封構件427係設置在C通道襯墊420及上排 - 吸口襯墊442間之介面，及頂部襯墊4 1 0與上排吸口襯墊 442間之介面處。密封構件係可在第7圖及第6B圖中之 427見到。較佳的是，密封構件427界定一包圍上排吸口 ®襯墊442之圓環。密封構件427最好是由Teflon或包括高 度拋光面之材料製造。密封件427進一步使得C通道襯墊 420能夠與排吸口襯墊442、444互鎖，且限制氣體洩漏。 請回到第7圖，一中間襯墊440係接著置於C通道襯 墊420下方。中間襯墊440在狹縫432之高度置於製程區 域404中。第7圖中可見到中間襯墊440是一 C狀襯墊， ’ 而非圓形。中間襯墊440中之開口區域係設置以當晶圓輸 20 1275124 入製程區域400時承接該晶圓。可在第6A及6B圖中見到 部分之中間襯墊440，係置於C通道襯墊420及頂部襯墊 410下方。 同時在第7圖中可見到的是一底部襯墊450。在第7 圖之配置中，底部襯墊450係置於室400中之中間襯墊440 下方。底部襯墊450係存在於室400之中間襯墊440及底 部襯墊4 5 0間。
此時，應注意到利用其中已選定之襯墊係彼此一體成 型的製程套件係在本發明之範疇中。例如，中間襯墊440 可與底部襯墊4 5 0 —體成型。同樣地，頂部襯墊410可與 C通道襯墊420 —體成型。然而，再次地，最好各種襯墊（如 襯墊410、42 0、440及450)係分離。此實質上減少加熱製 程期間由於熱膨脹引起裂縫之危險。使用分離但互鎖之排 吸襯墊410及C通道襯墊420，提供用於一製程室製程套 件之改進及新穎配置。 第7圖中可見之額外製程套件，包括一填充構件430 及一壓力等化口襯墊436。填充構件430係圍繞中間440 #及底部450襯墊置放，以填充此等襯墊440、450及圍繞室 本體402之外徑間的空間。填充構件430之存在藉由保持 在襯墊440、450後形成之殘餘物，而協助引導襯墊440、 450後之碳殘餘物的收集。 應注意到填充構件43 0(如同中間襯墊440)係非完整 的圓環。在此特點中，填充構件430中係保有一開口部分， • 以提供二製程室404間之流體連通。該壓力等化口襯墊436 21 1275124 藉由界定一成型孔口控制二製程區域4〇4間之流體連通。 壓力等化口襯墊436之存在確保二製程區域404間之麇力 維持相等。 在此時，也應注意到填充構件4 3 0、壓力等化口襯墊 4 3 6、上4 4 2及下4 4 4排吸口襯墊最好是以高度光滑之材料 塗布。一實例係具有光澤之鋁塗層。設置有極光滑表面（如 少於1 5 Ar)之其他材料有助於減少沉積物累積在該表面 上。此光滑材料可為已拋光之銘、聚合物塗層、Teflon、 陶瓷及石英。 為進一步協助減少該室零件上之沉積，一狹缝闕櫬墊 4 3 4係沿狹縫4 3 2設置。狹縫襯塾4 3 4同樣最好是由諸如 上述高度光滑之材料製造。 最好在沉積或蝕刻製程期間， 熱。為此，一加熱器係連同用於支撐晶圓之基座設置。一 加熱為基座係可在第7圖之室配置4〇〇中的462處見到。 尤其最好是加熱器在電漿清潔製程期間被致動至超過攝氏 度或者疋，可使用臭氧作為清潔氣體，因為臭氧不 需要電聚來分解。在其中未使用臭氧之實例中，尤其是需 要加熱室本體，因而增加清潔速率。 再-人參考第7圖’其提供-基座組件46Q。基座組件 460作用為在處理中支樓基材。基座組件彻不只包括加 熱器板462’且包括一軸468…提升鋼偏及一提升環箱 466。提升銷464及提升環箱466協助選擇性地提升晶圓至 加熱器板462上方。射L 467係置於加熱器板^中，以 22 1275124 承接提升銷（未顯示）。
應瞭解第7圖之AFPTM室400係示範性，且本發明之 改進可在任何能夠施行PECVD之沉積室中實行。因此， 可提供本發明之其他具體實施例。例如，排吸襯墊4丨〇之 内徑可小於C通道襯塾4 2 0之内徑。此頂部襯塾4 1 〇尺寸 減少之作用為減少排吸口 405的内徑，因而增加氣體移出 室内部4 0 4且通過排吸口 4 〇 5之速度。增加速度係符合恭 求’因為其減少含碳殘餘物建立在室表面上之機會。也需 求該等概塾係由具有高度光滑表面之材料製造。此作用非 晶系碳沉積物累積在表面上。此材料之實例再次包括已拋 光之銘、t合物塗層、Tefi〇I1、陶究及石英。 --p 4今、叫丄文⑴％皿吸衣甶上快。 由於此現象，碳傾向於優先建立在與沉積室聯結之排吸系 統上。最好使該排吸系統加熱至大於攝氏80度以減少碳優 先建立。另外或額外地，可將—冷阱（“Η卜叫整合至 吸系統中’以收集未反應之碳副產品。該冷阱可依 維護間隔加以清潔或更換。 、、 遮蔽環 例的處理套件 材料沉積在一 可修改以使其具有—遮蔽環特徵，用农 半導體工件之斜邊部分。 ’ 第8Α圖顯示特徵為 施例之製程套件的具體實 依據本發明 施例之簡化 之遮蔽環的一具體實 斷面圖。f 8Β圖顯 23 1275124 示第8A圖之遮蔽環的簡化剖面透視圖。第8C圖顯示第 8A圖之製程套件的簡化平面圖。第8D圖顯示第8A圖之 遮蔽環的簡化及放大透視斷面圖。 如第8 A至D圖中所示，遮蔽環8 8 0包括外伸部分 8 8 0 a，其在晶圓8 8 2邊緣上方延伸出橫向距離X，該晶圓 8 82係被支撐在包括嵌入式電極862之加熱器/支座828 上。遮蔽環8 8 0係設置使得外伸部分8 8 0 a係與晶圓8 8 2 隔開一垂直距離Y。
加熱器/支座828上表面中央界定凹陷加熱器828b， 其係設置以承接以末端定位之晶圓8 8 2。一「緊密凹穴」 (TP Htr)之具體實施例的詳細說明可在2003年1〇月1〇日 之非臨時美國專利申請案第10/684,054號中發現，且其係 以引用方式併入本文。 加熱器/支座828上表面之邊緣界定凹處828a，其係 設置以承接自環880底側突出之垂直短小突出部880c。垂 直短小突出部8 80c與凹處828a間之配對有助於將遮蔽環 對正加熱器/支座828。 加熱器/支座 828也具有自其邊緣在水平方向突出之 短小突出部8 8 0d之特徵。已修改之排吸襯墊8 1 0界定設置 以承接短小突出部8 8 0 d之通道8 1 〇 a ’因而允許遮蔽環8 8 0 在垂直方向中移動。 明確言之，晶圓8 8 2初始係載入加熱器/支座8 2 8，其 中凹穴828b確保將晶圓明確地定位在其中。其次，加熱器 /支座828升起，使得凹處828c與遮蔽環880底側上之垂 24 1275124 直短小突出部8 8 0 c接合且配對，因而確保遮蔽環與已 '在該凹穴中之晶圓間對準。 •一旦晶圓加熱器/支座已升高至處理位置，氣體係 一覆蓋喷淋頭（未顯示）流入該室中，且反應性副產品 已修改之排吸襯墊8 1 0中的孔口（未顯示）排放。 在沉積結束時，晶圓加熱器/支座8 2 8會降低，且 環8 8 0之短小突出部8 8 0 d座落在由垂直通道（由排吸 810界定）底部界定的唇部上。一旦脫離遮蔽環880, φ加熱器/支座持續降低，以使晶圓可用於轉移至次一處 段。 APFTM及其他材料之化學氣相沉積可結合一增能 之形成而發生。出現在處理室之此電漿可在晶圓及覆 蔽環間產生一足夠電位差，以產生可能損害晶圓之電 故。 - 因此，本發明之遮蔽環的具體實施例應可設計以 免斜邊沉積之需求，以及最小化此電弧事故的需求二 平衡。第8E-F圖顯示出示範依據本發明之遮蔽環的一 ®實施例之各種尺寸（以英吋計）的簡化平面圖，其係用 300毫米直徑基材上沉積APFTM材料。第8G-H圖顯 8E-F圖之遮蔽環的具體實施例之尺寸的簡化斷面圖。 通常APFTM材料之沉積有關針對直徑為200毫米 圓施加約800至1200瓦間，且針對300毫米直徑的晶 加約1400至1 800瓦間之RF功 率 至 該 室 • 離X之範圍可在約0.8-2.0亳米間，且垂直間隔距離 定位 經由 透過 遮蔽 襯墊 晶圓 理階 電漿 蓋遮 弧事 在避 者間 具體 於在 示第 的晶 圓施 〇 該 Y可 25 1275124 為0.0045英吋至+/-0.003英吋。精確的最佳尺寸範圍可針 對在不同條件下設置以抑制於晶圓斜邊上沉積材料之遮蔽 環的其他具體實施例而改變。 第9A圖繪出一批次25個晶圓之平均厚度及均勻度， 其係用於承载使用依據本發明之遮蔽環一具體實施例沉積 的一層APFTM材料。第9A圖顯示利用第8A圖中設備沉積 之材料的此等特徵將在晶圓與晶圓間達到一致。
第9B圖繪出用於第9A圖之該批次晶圓的二種不同尺 寸之微粒污染添加物。第9B圖顯示遮蔽環之使用不會導 致實質上污染該晶圓。 第9 C圖繪出已沉積膜厚度與距第9 A圖之晶圓中心的 距離間之關係。第9 C圖顯示與缺乏遮蔽環的最佳已知方 法（BKM)之沉積設備比較下，可觀察到在晶圓邊緣處沉積 之材料厚度的減少。 依據本發明之遮蔽環的其他具體實施例可假設各種形 狀、由不同材料建構、且維持在不同電性狀態。以下表格 綜整沉積氧氮化矽之介電質抗反射塗層（DARC)於 300毫 Φ 米直徑晶圓上之結果，其利用呈現顯示於第10AA-10AE 圖中簡化斷面之實體特徵的遮蔽環。 表格
Anod.Al =接地陽極處理I呂 A12 〇 3 =銘氧化物 遮蔽環圖 10AA 10BA 10CA 10DA 10EA X-熱（毫吋） 53 53 73 73 73 晶圓中心至外伸開 7716 7716 7665 7665 7665 26 1275124
始之距離-冷（毫吋） 遮蔽環組成 Anod. A1 Anod. A1 Anod. A1 Al2〇3 AI2O3 外伸斜度（度） +10 -10 +10 +10 +90 在半徑距離 (毫米）處沉 積之 SiON DARC厚度 -99.8 20 116 15 0 0 -98.9 116 202 46 14 117 -98.0 392 304 373 174 338 -97.1 441 382 43 1 399 469 -96.2 467 437 461 445 559 + 96.2 454 408 424 461 463 + 97.1 426 350 349 436 328 + 98.0 362 267 20 382 72 + 98.9 20 166 11 56 0 + 99.8 0 0 0 11 0 線掃描平均厚度(埃)(3毫 米邊緣除外） 508 508 508 504 714 標準差/平均(％)(3毫米邊 緣除外） 2.1 3.6 3.1 2.3 4.7 (最大-最小)/2x平均(％)(所 有點） 49.4 5 1.7 50.5 5 1.6 53.5 (最大-最小)/2x平均(％)(3 毫米邊緣除外） 8.8 16.3 16.3 11.0 18.8 DARC材料係藉由電漿協助化學氣相沉積，包括矽 烷、N20及氦氣而形成。第10AB-10EB圖分 繪出 膜厚度與第10AA-EA圖之遮蔽環的徑向距離間之關係。 該表格及第10AB-10EB圖顯現已沉積DARC層之最高 平均均勻度係以第1 OAA圖之傾斜陽極處理鋁遮蔽環達 到，其在晶圓之周邊上延伸最短距離（5 3毫吋）。反轉此遮 蔽環設計（第1 OBA圖）之簡單試驗導致增加已沉積材料增 27 1275124 加不均勻度。 :用已修改的傾斜陽極處理鋁遮蔽環以在晶圓周邊上 一步延伸（第10CA圖），導致一比利用第ι〇ΑΑ圖之 蔽環沉積均勻度更少的沉積膜。此咸信… 四馮自該晶圓邊 名到3毫米除外之邊緣的邊界間損失了可用於沉積的距 離。明確言之，在&「損失」距離内利用縮短遮蔽環形成 之:料，卩允許已沉積層在達到該3毫米除外之邊緣的邊 界則達到平均厚度，因而增強厚度均勻度。 遮蔽環之成分及電性狀態也會影響材料沉積之品質。 利用第10AA-10CA圖之各遮蔽環的沉積，係使用一至少勺 含接地導電陽極處理鋁的遮蔽環進行。相反地，利用= 10D-E圖之遮蔽環的沉積，係使用一至少包含介電材料銘 氧化物（A 1 2 〇 3 )的遮蔽環進行。 雖然依據本發明之遮蔽環的具體實施例可至少包含導 電或介電材料，一具有至少一導電面之接地遮蔽環可改進 沉積材料之均勻度。明確言之，此一接地導電遮蔽環實質 上不會改變覆蓋晶圓表面之電磁場的形狀。依此方式，一 ®接地導電遮蔽環之作用單純為對於在晶圓斜邊部分上沉積 材料之實體阻障。相反地’一至少包含介電材料之遮蔽環 可改變覆蓋晶圓邊緣區域之電磁場的形狀，因此影塑電㉒ 及自其沉積之材料的均勻度。 依據本發明之巡敝環的具 而成。此等材料之實例包括鋁、已陽極處理鋁、鋁氧化物 銘氮化物、石英及諸如鎳合金之其他材料（諸如IC〇neltm 28 1275124 及Hast eel lo y)。依據某些具體實施例，一遮蔽環可至少包 -含材料之複合物，例如一具有導電面之介電核心，諸如藉 由電鍍及/或火焰噴塗形成之鎳。 最後’使用具有一鈍狀（而非傾斜）末端（第1〇ΕΑ圖） 之延伸鋁氧化物遮蔽環，可導致最低值之厚度均勻度。此 <能是歸因於純狀末端妨礙處理氣體達到靠近遮蔽環邊緣 的#遮蔽晶圓區域之效應。第1〇Αα及i〇CA圖之遮蔽環 設什的傾斜邊緣增強了氣體到達此非遮蔽區域之流動，因 φ而促使沉積在此等區域之材料具有可與其他非遮蔽區域比 擬之厚度。 依據本發明之具體實施例不限於第8A_d圖中所示之 特疋支撐機構。第i i A圖顯示依據本發明位於一排吸襯墊 之遮蔽環的另一替代性且脚— 代f ，、體貫施例的簡化透視剖面圖。第 11B圖顯示第圖之遗絲 心蔽裱的放大簡化透視剖面圖。第 1 1 A - B圖之設計類似於 、弟8A-Η圖中所示，除了在使用時 遮蔽環1 1 80係由暴露之 銘心狀件11 90支撐，而非藉由在 排吸襯墊出現中之垂直通 、的一唇狀件。 依據本發明之遮蔽 ,.,τ 的具體實施例可包括其他型式之 特徵。例如，如上述，晶 ^ “、、器/支座包括一嵌入式電極。 此嵌入式電極係負責產生— 夕漭雷1从 笔*，其賦予出現在反應室内 之f電咸件的方向性。 之晶圓預期邊緣上方延伸 聯結之電場未呈現平面形 該嵌入式電極在被支樓 。此係因為與電極邊緣 。藉由延伸該電極，聯 29 1275124 π电辦不均勻 而確保已沉積材料更均句 如第8Α ®中進一步顯示，依據本發明一具體實 之遮蔽環的-部分也覆蓋該嵌入式電極，1其導磁率二: 不口而求地改變由其產生之電場的形狀與強度。 因此，依據本發明之遮蔽環的一替代性具體實施例之 特徵在於該外伸部分與邊緣部分間之間隙，以協助維 圓邊緣上方之電場的均句度。 ' Sa
第12A圖顯示依據本發明之此一「網狀」遮蔽環的一 具體實施例之簡化斷面圖。帛12B圖顯示第12人圖之遮蔽 環的透視圖。 ~ 網狀遮蔽環980類似於第8A_D圖中所示，且特徵在 於水平短小突出部9801$垂直短小突出部980b，其係設 置以分 與f晶圓支座928的凹陷特徵配 對。然而，網狀遮蔽ml之特徵為外伸部分98〇d及邊緣 部分980e間之間隙980c，其中部分98〇d及98〇c藉由插 入衍樑部分980f而維持實體接觸。 第12C圖繪出對於第12A圖之遮蔽環的已沉積膜厚度 與徑向距離間之關係。間隔980c之出現有助於確保在晶圓 邊緣區域之磁場的均勻度，及因此確保在非遮蔽邊緣區域 沉積之材料的均勻度。 第1 3圖顯示依據本發明之遮蔽環設計的又另具體實 施例之簡化斷面圖。明確言之，遮蔽環1 3 80之外伸部分 1380a的特徵在於在其底側之一或多個突出部isgob。突出 30 1275124 部USOb與位於其下之晶圓1 3 82有實體接觸。 、使用第13圖顯不型式之遮蔽環可增強依據一些可能 幾構之處理。突出部之作用可為一實體隔塊，確保該狹窄 但最低需求之間隔會出現遮蔽環之外伸部分及其底下晶圓 間°作為-實體隔塊’該突出部因此可允許放寬公差限制， 否則將必須考慮晶圓及環厚度輪廓中之固有變異，因而允 許遮蔽環與晶圓更靠近之間距。 大出部之出現也可建立遮蔽環與其下方晶圓間之電接 觸。藉由使遮蔽環與晶圓維持在相同之電位，可減少或消 除遮蔽環與晶圓間由於處理不均句度產生不符合需求的電 大出"卩1 3 8 0b係没计以只在基材1 3 8 2之已除外邊緣區 或1 3 82a接觸。因此任何起因於遮蔽環138〇與底下晶圓 _間之實體接觸的可能污染，將不會影響良率。 一 μ ^ n，一田AiJN構成用於沉 料於彻毫米晶圓上之遮蔽環，具有三個直徑〇〇5英
仏〇.〇\英吁且高度〇.0045英对之突出部，其公差在 + 0.0002 英叶鱼^ — /、 央吋間。依據本發明之遮蔽環的呈 體貫施例具有至少：；：空山 八 一犬出部之特徵，亦可能數目更多。
上述處理套件可& # L 右-錢、^ I據本發明之具體實施㈣改，以具 ’…"加熱器特徵。此有關一經 體至基材邊緣部分之力盈 ^改以机動Μ除氣 丨刀之加熱器結構，以抑制钮·惠加υ Μ刺斜邊部分上材料 31
1275124 之沉積。 第1 4 A圖顯示依據本發明之具體實施例的 簡化斷面圖，其特徵為具有邊緣清除氣體系統 顯示第14A圖之加熱器的簡化放大斷面圖。 第 14A-B 圖顯示在室 1402中位於氣體 1404下方之加熱器/支座1400。基材1406係巧 上，位於由一圍繞邊緣環 1408所界定之凹穴 1 4 0 0係設置以包括通道 1 4 0 0 a，用於流動清1¾ 至邊緣環1408之基座，其介於邊緣環1408及J 藉由導引向外流動之清除氣體沿著晶圓邊緣， 氣體流動到基材之邊緣/斜邊區域，且減輕或消 在此等邊緣區域。 第14C圖繪出已沉積DARC材料厚度相 1 4 A圖之加熱器結構支撐的晶圓上的位置。第 對到達邊緣環之氦氣清除氣體的各種流動速率 積D ARC材料之厚度相對於在由第14A圖之加 撐的晶圓上的位置。 雖然以上說明係集中於使用已引用技藝， 一層氧氮化矽DARC或APFTM於晶圓之斜邊上 明之具體實施例不限於此特定應用。例如，已 介電常數（K)之薄膜已漸增地用於此類應用中， 隔離（STI)、金屬前介電質（PMD)及金屬間介電 此低介電常數之形成有關結合充分數量之 物沉積。一種此類低介電常數薄膜已知為由美i 一加熱器之 。第14B圖 分配噴淋頭 ^支座1400 中。加熱器 f氣體 1 4 1 0 ^材邊緣間。 可阻止處理 除沉積材料 對於在由第 14D圖係針 ，繪出已沉 熱器結構支 以減少沉積 .，依據本發 發現呈現低 作為淺溝渠 質（IMD)。 碳的矽氧化 S加州Santa 32 1275124
Clara 之 Applied Materials 公司出售之 BLACK DIAMONDtm 〇 另一型式之低介電常數薄膜的特徵在於含碳分子成為 已沉積形式中之致孔劑（porogen)。在沉積後續之退火使致 孔劑釋放’留下減少該膜介電常數之奈米孔。此一奈米孔 薄膜之實例係揭示於美國專利第6,541，367號，在此以引 用方式併入本文。 在晶圓斜邊上強化沉積已可在此等薄膜之電漿協助 CVD形成l 中觀察到。依據本發明之方法及設備的具體 實施例，因此可用以減少含碳低介電常數薄膜之此等及其 他蜇式的斜邊沉積。 雖然以上係本發明特定具體實施例之完整說明，可使 用各種修改 '變化及替代物。此等相等及替代物係包括在 本發明的範疇中。0此，本發明之範疇不限於所述之具體 實施例，而是由以下申請專利範圍及其等同者之完整範疇 所界定。
[圖式簡單說明】 圖提供一範例性半導體處理系 統包括容置本發明製程套件 統之俯視圖。 的成對沉積室 該處理系 圖是用於比較之示範性沉積 理室係一雙重或「串列」 述之製程套件可使用在— 圖提供一典型室本體之部分斷面圖 室的斷面圖。第2圖之處 室。然而，應瞭解在此描 單一室設計中。 。該室本體係以概 33
1275124 要方式顯示，用於示範氣體流動路徑。箭頭例 該室中之主氣體流動及寄生氣體流動之路徑。 第4圖代表一沉積室一部分的透視圖。室本體係設置 定基材處理區域，且用於支撐各種襯墊。所示 圓狹縫閥係在室本體中可見，其提供晶圓通過勒 第5圖顯不第4圖之不範性沉積室的剖視、透視圖。 圖中所示係一由一環繞之C通道襯墊支撐之頂 墊或「排吸襯塾」。 第6圖顯示第5圖之室本體，其中強調從剖面圖露出 區域。此等二斷面區域係指定為區域6 A及區域 第6A圖提供第6圖中斷面區域6A之放大圖。同樣地 6B圖提供斷面區域6B之放大圖。頂部襯墊及 C通道襯墊可在各圖式中見到。 第7圖顯示第4圖之室本體部分的分解圖。在此圖中 更清楚地辨識出來自一具體實施例中的製程套 各種襯墊。 第8A圖顯示依據本發明定位在排吸襯墊中且與一基 座配對接合之遮蔽環的一具體實施例之簡化 圖。 第8B圖顯示第8A圖之遮蔽環的簡化剖面透視圖。 第8C圖顯示第8A圖之遮蔽環的簡化平面圖。 第8 D圖顯示第8 A圖之遮蔽環的簡化及放大透視斷g 第8E-F圖顯示示範依據本發明用於與直徑300毫米之 結合使用的遮蔽環之一具體實施例的各種尺寸 不在 以界 之晶 L縫。 第5 部襯 的二 6B。 ，第 支撐 ，可 件之 材支 斷面 圖。 基材 之簡 34 1275124 化平面圖。 第8 G-Η圖顯示示範第8E-F圖之遮蔽環的具體實施例之其 他尺寸的簡化斷面圖。 第9A圖繪出使用第8A-H圖之遮蔽環處理的一批次25個 晶圓之一晶圓的平均厚度及均勻度。 第9B圖繪出用於第9A圖之該批次晶圓的二不同尺寸之微 粒污染添加劑。
第9C圖繪出一已沉積膜厚度與距第9A圖之晶圓中心的距 離間之關係。 第10AA-10EA圖顯示具有不同成分及形狀之簡化示意圖。
第10AB-10EB圖 分 繪沉積材料厚度與第10AA-EA 圖之遮蔽環的徑向距離間之關係。 第1 1 A圖顯示依據本發明定位在一排吸襯墊中之遮蔽環的 另一替代性具體實施例之簡化斷面圖。 第1 1 B圖顯示第1 1 A圖之遮蔽環的簡化透視剖視圖。 第1 2 A圖顯示依據本發明定位在排吸襯墊中且與一基材支 座配對接合之遮蔽環的一替代性具體實施例之簡化 斷面圖。 第12B圖顯示第12A圖之遮蔽環的透視圖。 第12C圖繪出已沉積膜厚度與第12A圖之遮蔽環的徑向距 離間之關係。 第1 3圖顯示依據本發明之遮蔽環的一替代性具體實施例 之簡化斷面圖。 第1 4 A圖顯示依據本發明一具體實施例其特徵為邊緣清除 35 1275124 氣體系統之加熱器的簡化斷面圖。 第14B圖顯示第14A圖之加熱器的簡化放大斷面圖 第14C圖繪出已沉積膜厚度與特徵為具有氮氣邊緣 體流動之基材的位置間之關係。 第14D圖繪出已沉積膜厚度與特徵為具有氦氣清除 動之基材的位置間之關係。 第15A-F圖顯示用於在基材上形成多晶矽特徵之製 的簡化斷面圖。
清除氣 氣體流 程步驟 徵之個 第15BA-DA圖及第15FA圖顯示用於形成多晶矽特 別步驟的斷面電子顯微圖。 【主要元件符號說明】 6A 區域 6B 區域 40 處理套件 100 半導體處理糸統 102 前端中繼區域 106 處理室 109 晶圓匡 113 晶圓/基材 118 前端晶圓搬運器 120 真空載入室 130 轉移室 134 狹縫閥致動器 136 晶圓搬運器 136 通道 138 動控制裝置組件 140 製程室 150 後端 200 沉積室 202 本體/室壁 203 驅動系統 208 氣體分配組件 218 處理區域 220 處理區域 226 軸 36 基座 236 晶圓通道 基座 240 氣體進入通道 喷淋頭組件 244 阻隔板 端板 248 環形基板 基材 322 電源 RF產生器 328 匹配網路 溝槽 332 加熱器構件 氣源 348 基材加熱器 基板 3 54 背面組件 提升銷機構 3 58 加熱元件 溫度感應器 366 氣體導管 沉積室 402 本體/室壁 基材處理區域 405 開口 晶圓狹缝 407 開口 側面 409 底部 頂部排吸襯墊 410’圓周體 排吸口 414 上唇部 下肩部 420 支撐C型通道襯墊 上臂 422 通道部分/中間内部本體 下臂 424 上肩部 下唇部 427 密封構件 開口 430 填充構件 狹缝 434 狹縫閥襯墊 壓力等化口襯墊 440 中間襯塾 37 1275124
442 排吸襯墊 444 排吸襯墊 450 底部襯墊 460 基座組件 462 加熱器板 464 提升銷 466 環箍 467 銷孔 468 軸 470 頂部蓋 472 氣體盒 474 固定電壓梯度 476 氣體輸入 478 開口 480 阻隔器板 482 螺孔 484 孔 490 喷淋頭 496 面板 498 絕緣環 810 排吸襯墊 810a 通道 828 加熱器/支座 828b 加熱器 828c 凹處 862 電極 880 遮蔽環 880a 外伸部分 880b 加熱器 880c 突出部 880d 短小突出部 882 晶圓 910 排吸襯墊 928 晶圓支座 980a 水平短小突出 980b 垂直短小突出部 980c 間隙 980d 外伸部分 980e 邊緣部分 980f 插入衍樑部分 1180 遮蔽環 1190 指狀件 1380 遮蔽環 1 3 80a夕卜伸部分 1380b突出部 1382 晶圓 1400 加熱器/支座 1400 a通道 38 1275124 1402 室 1406基材 1 4 1 0清除氣體 1502基材 1 5 06介電質抗反射層 1 5 1 0光阻 1404氣體分配喷淋頭 1408邊緣環 1 5 0 0多晶矽 1 5 04非晶系碳層 1 5 0 8光阻材料 1 5 1 2多晶矽特徵
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Claims (1)

1275124 拾、申請專利範圍： 1. 一種化學氣相沉積一材料於一工件上之方法，該方法至 少包含： 一定< 位一遮蔽環之步驟，其特徵在於一傾斜外伸部 分，該傾斜外伸部分覆蓋一被支撐於一處理室内之基材 的邊緣區域，該遮蔽環在該邊緣區域上方延伸約 0· 8-2.0毫米間之距離，且與該邊緣區域藉由約0.0045 英吋+/-0.003英吋之間隙分隔；及
一流動一處理氣體到該室之步驟；及 一施加能量至該室以在其内產生一電漿之步驟，其 使得該處理氣體之反應導致一材料沉積在該邊緣區域 外部。 2.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中： 上述定位該遮蔽環之步驟至少包含將該遮蔽環定 位在一直徑為200毫米之工件上方； 上述流動該處理氣體之步驟至少包含流動一通式 為CxHy之碳氫化合物，其中X係在2至4間，而y係 在2至10間；及 上述施加能量之步驟至少包含施加具有約 800至 1 2 0 0瓦間之功率的R F能置’以沉積'一非晶糸碳材料。 3.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中： 上述定位該遮蔽環之步驟至少包含將該遮蔽環定 40 1275124 位在一直徑為300毫米之工件上方； 上述流動該處理氣體之步驟至少包含流動一通式 為CxHy之碳氫化合物，其中X係在2至4間，而y係 在2至10間；及 上述施加能量之步驟至少包含施加具有約1 400至 1 8 0 0瓦間之功率的RF能量，以沉積一非晶系碳材料。 4.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中：
上述流動該處理氣體之步驟至少包含流動一含氮 氣體；及 上述施加該能量之步驟導致沉積一介電質抗反射 塗層（DARC)材料，其至少包含氧氮化矽。 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中·· 上述流動該處理氣體之步驟至少包含一流動一含 碳處理氣體之步驟；及
上述施加該能量之步驟至少包含一導致沉積一含 碳矽氧化物材料之步驟。 6.如申請專利範圍第5項所述之方法，其中： 上述流動該含碳處理氣體之步驟至少包含一流動 一致孔劑（porogen)之步驟；及 該方法更包含使該含碳矽氧化物退火，以釋放該致 孔劑。 41 1275124 7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該遮蔽環係與 該工件的一邊緣除外區域在至少一位置處實體接觸。 8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該遮蔽環界定 間隙，以促進一覆蓋該基材且由一嵌入式基材支撐電極 產生之電場的均勻度。
9. 一種化學氣相沉積一介電膜之方法，該方法至少包含： 一將一基材定位在一處理室内的一支座上之步驟； 一透過該支座流動一清除氣體至該基材之邊緣區 域之步驟； 一流動一處理氣體至該室之步驟；及 一施加能量至該室以在其内產生一電漿之步驟，其 使得該清除氣流阻礙一處理氣體流到該邊緣區域，且抑 制一介電材料沉積在該邊緣區域中。 φ 1 0.如申請專利範圍第9項所述之方法，其中上述流動該清 除氣體之步驟至少包含流動氦氣、氬氣及氮氣中至少一 氣體。 1 1.如申請專利範圍第9項所述之方法，其中上述流動該處 理氣體之步驟至少包含流動一含碳材料。 42 1275124 1 2. —種用於沉積介電材料於一工件上之設備，該設備至少 包含_· 一可垂直移動基材支座，其係定位於一處理室中； 一能源，其係設置以施加能量至該處理室，以在其 内產生一電漿； 一排吸襯墊，其界定一排放孔口及一垂直通道；
一遮蔽環，其至少包含一外伸部分，該傾斜外伸部 分係設置以在該邊緣區域上方延伸約〇 . 8 - 2.0毫考之距 離，且當該基材支座升起以接合該遮蔽環時，藉由一約 0.0045英吋+/-0·003英吋之間隙與該邊緣區域分隔。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項所述之設備，其中該基材支座 在一上表面中界定一凹處，且該遮蔽環至少包含一突出 部，其係設置以與該凹處配對。 1 4.如申請專利範圍第1 2項所述之設備，其中該遮蔽環界 定間隙，以促進一覆蓋該基材且由一基材支撐電極產生 之電場的均勻度。 1 5 .如申請專利範圍第1 2項所述之設備，其中該遮蔽環至 少包含一介電材料。 1 6.如申請專利範圍第1 5項所述之設備，其中該介電材料 至少包含銘氧化物、铭氮化物及石英中至少一者。 43 1275124 1 7.如申請專利範圍第1 2項所述之設備，其中該遮蔽環至 少包含一導電材料。 1 8.如申請專利範圍第1 7項所述之設備，其中該遮蔽環係 接地的。
1 9.如申請專利範圍第1 8項所述之設備，其中該遮蔽環至 少包含一具有一導電面之介電核心。 20 ·如申請專利範圍第1 9項所述之碑備，其中該導電面至 少包含一電鍍及一火焰噴塗金屬中之一者。 2 1 .如申請專利範圍第1 2項所述之設備，其中該外伸部分 的一下表面至少包含一突出部，其係設置以接觸該工件 的一邊緣除外區域。 Φ 22.如申請專利範圍第1 2項所述之設備，其中該外伸部分 的一上表面至少包含一斜面，其係設置以導引處理氣體 流向該基材。 44
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