TWI780572B - 晶圓處理設備與製造半導體裝置的方法 - Google Patents

Abstract

一種製造半導體裝置的方法，包含在處理設備中形成電漿以處理晶圓。停止形成電漿。在停止形成電漿後，降低承載晶圓的支撐盤至閒置高度，使處理設備的覆蓋環的開口與處理設備的遮蔽罩的對準件嵌合。覆蓋環的開口具有由上往下漸寬的寬度。

Description

晶圓處理設備與製造半導體裝置的方法

本揭露內容是關於一種晶圓處理設備與製造半導體裝置的方法，特別是關於物理氣相沉積的晶圓處理設備與製造半導體裝置的方法。

在半導體的製造過程中，半導體元件通常藉由以下方式所生產：依次在半導體基材之上沉積絕緣或介電層、導電層及半導體材料層，並使用微影製程圖案化各種材料層以在其上形成電路組件及元件。常見的沉積製程有物理氣相沉積、化學氣相沉積、原子層沉積等。

藉由沉積製程製造薄膜時，薄膜的均勻度是製程的特性之一。因此，如何改善薄膜的均勻度也是值得關注的課題之一。

一種製造半導體裝置的方法，包含在處理設備中形成電漿以處理晶圓。停止形成電漿。在停止形成電漿後，降低承載晶圓的支撐件至閒置高度，使處理設備的覆蓋環的開口與處理設備的遮蔽罩的對準件嵌合。覆蓋環的開口具有由上往下漸寬的寬度。

一種製造半導體裝置的方法包含放置晶圓於處理設備的支撐件上。移動支撐件，使得支撐件接觸處理設備的覆蓋環。處理設備更包含遮蔽罩。覆蓋環的開口與處理設備的遮蔽罩的對準件嵌合，使得覆蓋環的開口的頂面接觸遮蔽罩的對準件，且覆蓋環的開口的頂面的寬度與遮蔽罩的對準件的厚度之差距小於約0.2毫米。提升支撐件與覆蓋環至處理高度，以分離覆蓋環與遮蔽罩。在處理設備的處理室中形成電漿以處理晶圓。

一種晶圓處理設備包含：處理室、支撐件、遮蔽罩與覆蓋環。支撐件位於處理室中，用以承載晶圓。遮蔽罩安裝於處理室並環繞支撐件。遮蔽罩包含對準件。覆蓋環自遮蔽罩延伸至支撐件，覆蓋環具有可嵌合至遮蔽罩的對準件的開口，且開口由下往上漸窄。

以下揭露提供許多不同的實施例或實例以用於實施所提供之主題的不同特徵。下文描述元件及配置之具體實例以簡化本揭露。當然，此等僅僅為實例，且並不意欲進行限制。例如，在以下描述中，在第二特徵部之上或在其上形成第一特徵部可包括將第一特徵部與第二特徵部形成為直接接觸的實施例，且亦可包括可在第一特徵部與第二特徵部之間形成額外特徵部以使得第一特徵部與第二特徵部可不直接接觸的實施例。此外，本揭露可在各種實例中重複參照數位及/或字母。此重複係為了簡單及清楚的目的，且本身並不決定所討論之各種實施例及/或組態之間的關係。

另外，為便於描述，在本文中可使用空間相對術語(諸如「在......下方」、「在......之下」、「下部」、「在......上方」、「上部」及類似者)來描述如圖中所例示之一個元件或特徵部與另一個(另一些)元件或特徵部之關係。除了圖中所描繪之定向之外，空間相對術語意欲涵蓋在使用中或操作中的裝置之不同定向。可以其他方式來定向設備(旋轉90度或以其他定向)，且同樣可相應地解釋本文所使用之空間相對描述詞。

如本文中所使用，「左右」、「約」、「近似」或「實質」一般應意指與給定值或範圍相差在20%內、10%內，或5%內。本文給定的數值量係近似的，即意指在無明確表述之情況下可推論術語「左右」、「約」、「近似」或「實質」。

本揭露的一些實施方式為改善製造半導體裝置的製程。具體來說，在本文中揭露在製造半導體裝置的沉積製程時，製造設備中的遮蔽罩與覆蓋環互相嵌合的問題。如本文所揭露的實施方式可用於物理氣相沉積(physical vapor deposotion，PVD)或任何適合的沉積製程。此外，如本文所揭露的實施方式可用於10奈米、7奈米、5奈米或任何合適尺寸的半導體製程。

第1圖繪示在一些實施方式的晶圓處理設備100的示意圖。晶圓處理設備100包含處理室101、支撐件110、覆蓋環140、遮蔽罩150、磁控模組160與隔離環170。晶圓處理設備100可為物理氣相沉積設備，並可使用晶圓處理設備100以在晶圓W上沉積材料。沉積材料的來源為靶材T。

處理室101可包含上部側壁102、下部側壁104、底板106與上蓋108。上部側壁102在下部側壁104與上蓋108之間，且下部側壁104在上部側壁102與底板106之間。上部側壁102、下部側壁104、底板106與上蓋108可共同界定容置空間109，且可在容置空間109中執行晶圓W的沉積製程。

在一些實施方式中，上部側壁102、下部側壁104、底板106與上蓋108可以是一體成形的。在另一些實施方式中，上部側壁102、下部側壁104、底板106與上蓋108也可以是組合而成的。上部側壁102、下部側壁104、底板106、上蓋108可由與彼此相同或相異的材料製成。在一些實施例中，上部側壁102、下部側壁104、底板106、上蓋108由不鏽鋼製成。

支撐件110可置於處理室101中，下部側壁104水平環繞支撐件110。支撐件110可包含支撐盤112、支撐柱114與沉積環116。支撐盤112可用於承載晶圓W。支撐柱114可連接支撐盤112與底板106，並置於底板106上。沉積環116可為環狀物，位於支撐盤112上且位於支撐盤112的周圍，因此在沉積製程時，沉積環116可環繞晶圓W。沉積環116可用於遮蔽未被晶圓W覆蓋的部分支撐盤112，以免將沉積材料沉積於支撐盤112上，造成支撐盤112的損壞。

遮蔽罩150包含安裝結構152、外部環狀罩154、基底板156與對準件158。安裝結構152設置於處理室101中並固定在上部側壁102上，配置用以安裝遮蔽罩150於處理室101中。外部環狀罩154具有可在沉積製程期間，保護上部側壁102與下部側壁104的高度，以免將沉積材料沉積在上部側壁102與下部側壁104上，造成上部側壁102與下部側壁104的損壞。基底板156連接外部環狀罩154，並從外部環狀罩154的底部實質水平地向內延伸。對準件158連接基底板156的內緣，並從基底板156的內緣向上延伸。

在一些實施方式中，可在安裝結構152與外部環狀罩154的上部設置隔離環170，並接觸遮蔽罩150的安裝結構152與外部環狀罩154的上部。隔離環170的最頂部可接近靶材T，且隔離環170的下部可部分包圍於外部環狀罩154的內側。隔離環170可配置用以電性隔絕靶材T與遮蔽罩150。隔離環170可由適當的介電材料或絕緣材料製成，例如氧化鋁。

覆蓋環140可為環狀物，且具有第一開口142與包含前端部分144(請參第2A圖)。第一開口142位於覆蓋環140的下表面，且可與遮蔽罩150的對準件158互相嵌合。前端部分144可接觸沉積環116。在沉積製程期間，覆蓋環140可用於保護部分的底板106，以免沉積材料沉積在底板106，造成底板106的損壞。

在沉積製程期間，遮蔽罩150為接地狀態，因此覆蓋環140接觸遮蔽罩150可能造成電弧現象。在一些實施方式中，當未執行沉積製程時，覆蓋環140的開口與對準件158互相嵌合。在一些實施方式中，當執行沉積製程時，可調升支撐柱114的高度，使沉積環116接觸覆蓋環140的前端部分144。因此，沉積環116將覆蓋環140向上頂起，如此一來，沉積環116與覆蓋環140分開。

遮蔽罩150、覆蓋環140與沉積環116可將電漿限制在特定範圍內。此特定範圍被遮蔽罩150、覆蓋環140、沉積環116與上蓋108包圍。若電漿擴散出此範圍，可能造成晶圓處理設備100的其他部件，例如底板106或下部側壁104，的損害。此外，若電漿擴散至如第1圖所示的覆蓋環140與遮蔽罩150之間的間隙G，也可能造成局部電弧現象，從而影響後續的沉積製程。

詳細而言，如第1圖所示，覆蓋環140與遮蔽罩150之間的相對位置由覆蓋環140的第一開口142與遮蔽罩150的對準件158所決定。當覆蓋環140往下移動時，覆蓋環140的第一開口142會接觸遮蔽罩150的對準件158並與之嵌合，而後覆蓋環140便由遮蔽罩150所支撐。然而若覆蓋環140的第一開口142的寬度大於遮蔽罩150的對準件158的寬度太多，則覆蓋環140接觸遮蔽罩150時，覆蓋環140可能會伴隨於水平方向的移動，使得覆蓋環140與遮蔽罩150之間的間隙G的寬度改變。若間隙G過窄，即覆蓋環140太靠近外部環狀罩154，則間隙G處可能發生局部電弧現象。一旦局部電弧現象發生，沉積的薄膜特性會隨之改變。

另外，覆蓋環140太靠近外部環狀罩154也可能發生元件(例如覆蓋環140與遮蔽罩150)之間的磨擦，導致元件受損。更甚者，磨擦產生的刮痕亦會影響電漿分佈，沉積的薄膜特性也隨之改變。

因此，本揭露一些實施方式藉由改良覆蓋環140的構造以改善覆蓋環140與遮蔽罩150之間間隙G過小的問題。第2A圖繪示在一些實施方式中第1圖的區域M的放大示意圖。在第2A圖中，沉積環116置於支撐盤112上並位於支撐盤112的外側。遮蔽罩150環繞支撐盤112，而覆蓋環140位於遮蔽罩150與沉積環116上。具體而言，一部分的覆蓋環140覆蓋遮蔽罩150，而另一部分的覆蓋環140覆蓋沉積環116。覆蓋環140具有第一開口142與第二開口146以分別嵌合遮蔽罩150與沉積環116，使得覆蓋環140與遮蔽罩150和沉積環116之間皆有良好的對位。

覆蓋環140可更包含前端部分144、外側環狀帶147與內側環狀帶148。外側環狀帶147位於覆蓋環140的最外緣且向下延伸。前端部分144自外側環狀帶147向外側環狀帶147的圓心延伸，而內側環狀帶148位於外側環狀帶147與前端部分144之間並向下延伸。第一開口142由外側環狀帶147與內側環狀帶148共同定義，因此在一些實施方式中，第一開口142為環型開口。

遮蔽罩150的外部環狀罩154與覆蓋環140的外側環狀帶147之間具有間隙G，且間隙G具有寬度W1。在一些實施方式中，寬度W1在約2.2毫米至約2.5毫米之間的範圍。若寬度W1大於約2.5毫米，則沉積製程中所使用的電漿可能擴散至覆蓋環140與遮蔽罩150之間的間隙G。若寬度W1小於約2.2毫米，則使另一邊的間隙G寬度過大，沉積製程中所使用的電漿也可能擴散至覆蓋環140與遮蔽罩150之間的間隙G。如此一來，局部電弧現象可能發生。一旦局部電弧現象發生，沉積的薄膜特性會隨之改變。

第一開口142具有由上往下漸寬的寬度，亦即第一開口142的寬度由下往上漸窄。在一些實施方式中，第一開口142具有外側壁142a、內側壁142b與頂面142c。在本文中，頂面142c為第一開口142最高的面，外側壁142a為外側環狀帶147面向內側環狀帶148的側壁，而內側壁142b為內側環狀帶148面向外側環狀帶147的側壁。頂面142c連接外側壁142a與內側壁142b。頂面142c具有可等於、實質上等於或略大於對準件158的厚度T1的寬度W2，例如頂面142c的寬度W2與對準件158的厚度T1之差距小於約0.2毫米。若頂面142c的寬度W2與對準件158的厚度T1之差距大於約0.2毫米，則覆蓋環140與遮蔽罩150之間容易產生上述的水平位移。在一些實施方式中，寬度W2在約3毫米至約4毫米之間的範圍。

在一些實施方式中，外側壁142a(內側壁142b)具有與對準件158的第一側壁158a(第二側壁158b)實質平行的下部側壁142aa(142ba)與由下往上漸窄的上部側壁142ab(142bb)，如第2A圖所示。亦即，上部側壁142ab(142bb)的斜率小於下部側壁142aa(142ba) 的斜率。另外，上部側壁142ab(142bb)的斜率大於頂面142c的斜率。換言之，上部側壁142ab(142bb)的斜率介於下部側壁142aa(142ba) 的斜率與頂面142c的斜率之間。

第一開口142具有夾角d1與夾角d2。夾角d1為外側壁142a的上部側壁142ab與頂面142c之間的夾角，而夾角d2為內側壁142b的上部側壁142bb與頂面142c之間的夾角。夾角d1與夾角d2皆為鈍角且小於180度。在一些實施方式中，夾角d1與夾角d2的大小實質相同，如第2A圖所示。在一些實施方式中，外側壁142a與頂面142c之間的夾角與內側壁142b與頂面142c之間的夾角大小實質相同，第2B圖所示。第2A圖與第2B圖的差別在於，第2A圖中的夾角d1與夾角d2較第2B圖中的夾角大。在一些實施方式中，外側壁142a與頂面142c之間的夾角與內側壁142b與頂面142c之間的夾角大小不同，例如外側壁142a與頂面142c之間的夾角大於內側壁142b與頂面142c之間的夾角(如第2D圖所示)，或外側壁142a與頂面142c之間的夾角小於內側壁142b與頂面142c之間的夾角(如第2C圖所示)。如第2D圖所示，當覆蓋環140置於遮蔽罩150上時，對準件158較靠近內側壁142b。如第2C圖所示，當覆蓋環140置於遮蔽罩150上時，對準件158較靠近外側壁142a。然而在第2A圖至第2D圖的實施方式中，遮蔽罩150與覆蓋環140之間的間隙G的寬度W1皆在約2.2毫米至約2.5毫米之間的範圍。

請回到第2A圖。遮蔽罩150的對準件158具有相對的第一側壁158a與第二側壁158b。第一側壁158a面向外部環狀罩154。而當覆蓋環140的第一開口142嵌合至遮蔽罩150的對準件158時，遮蔽罩150的第一側壁158a面向覆蓋環140的外側壁142a，且遮蔽罩150的第二側壁158b面向覆蓋環140的內側壁142b。

在一些實施方式中，第一側壁158a與下部側壁142aa實質平行，且第一側壁158a的斜率大於上部側壁142ab的斜率。因此，上部側壁142ab比起下部側壁142aa更靠近第一側壁158a。在一些實施方式中，第二側壁158b與下部側壁142ba實質平行，且第二側壁158b的斜率大於上部側壁142bb的斜率。因此，上部側壁142bb比起下部側壁142ba更靠近第二側壁158b。在一些實施方式中，對準件158的厚度T1在約0.4毫米至約0.5毫米之間的範圍，例如約為0.44毫米。

藉由如此的設置，遮蔽罩150與覆蓋環140之間可具有良好的對位。詳細而言，由於執行沉積製程時與不執行沉積製程時的覆蓋環140的高度、位置不同，當反覆進行沉積製程時，覆蓋環140反覆在較高位置與較低位置間移動，使得覆蓋環140重覆置於遮蔽罩150上。然而，在反覆地作動之下，若覆蓋環140的第一開口142的寬度大於對準件158太多，則覆蓋環140嵌合對準件158時可能會伴隨水平移位，多次嵌合後，覆蓋環140的位置容易產生移位，造成間隙G的寬度W1改變，引發非意圖的局部電弧現象。

然而在第1圖與第2A圖中，第一開口142為由下往上漸窄(即由上往下漸寬)，當覆蓋環140由上往下移動時，即使對準件158與第一開口142有水平移位，對準件158仍可沿著外側壁142a或內側壁142b到達頂面142c，實現預期的對準位置。此外，在一些實施方式中，由於頂面142c具有約與對準件158的厚度T1相同的寬度W2，對準件158與第一開口142之間的相對位置可被固定，亦即空隙G的寬度W1可被固定。如此一來，可避免電漿不再擴散至覆蓋環140與遮蔽罩150之間的間隙G，並可抑止局部電弧現象的發生。

在一些實施方式中，覆蓋環140的內側環狀帶148與覆蓋環140的外側環狀帶147相距距離D1，其中距離D1也可為第一開口142的底部寬度。在一些實施方式中，距離D1在約8毫米至約9毫米之間的範圍。在一些實施方式中，外側環狀帶147的寬度在約4.0毫米至約4.5毫米之間的範圍，例如約4.3毫米。內側環狀帶148與沉積環116之間相距距離D2。在一些實施方式中，距離D2在約0.2毫米至約0.4毫米之間的範圍，例如為約0.3毫米。

在一些實施方式中，覆蓋環140與支撐盤112之間可藉由沉積環116而對準。詳細而言，支撐盤112具有凸台112a。晶圓W可置於凸台112a上進行沉積製程。支撐盤112的外緣部分可具有相對於凸台112a較凹的凹環112b。在一些實施方式中，凹環112b具有深度d3。

沉積環116可置於支撐盤112的凹環112b上，並可藉由卡榫或其他適合的固定方式，將沉積環116固定於支撐盤112上。在一些實施方式中，沉積環116與凹環112b的接觸面為平面。因此，沉積環116可貼合或實質上貼合支撐盤112未被晶圓W覆蓋的部分，以免在後續製程中造成支撐盤112的損壞。

沉積環116具有厚度T2，在一些實施方式中，厚度T2與凹環112b的深度d3實質相同。因此，支撐盤112與固定於支撐盤112上的沉積環116的上表面實質上共平面。在一些實施方式中，如第2A圖所示，沉積環116可具有向上延伸的凸出部116a。凸出部116a用於將覆蓋環140與沉積環116對準。在一些實施方式中，凸出部116a為環狀物。在另一些實施方式中，凸出部116a為平均分布於沉積環116上的圓形凸出物(如第6圖所示)。

覆蓋環140的前端部分144延伸至沉積環116的上方，且前端部分144至少覆蓋一部分的沉積環116。覆蓋環140的第二開口146位於前端部分144且面向沉積環116的凸出部116a。使得當覆蓋環140往沉積環116移動時，第二開口146可嵌合至凸出部116a，以實現覆蓋環140與沉積環116之間的對準。

在一些實施方式中，覆蓋環140的第二開口146與沉積環116的凸出部116a之間具有間隙。舉例而言，第二開口146的凹面與凸出部116a的表面實質共形。如此一來，在沉積製程期間，從靶材T(如第1圖所示)掉落下的沉積材料可沉積於第二開口146與凸出部116a之間的間隙，而此間隙具有足夠空間，使得沉積材料不會沉積至沉積環116與覆蓋環140的接觸區，造成接地路徑的產生。

如第2A圖所示，覆蓋環140可遮蔽沉積環116與遮蔽罩150之間的間隙，使底板106不會因為沉積製程而造成損壞。由於在沉積製程中，部分沉積材料可能沉積至覆蓋環140上。若使用時數到達一定程度，可替換新的覆蓋環140繼續執行沉積製程。

覆蓋環140的構造並不以第1圖與第2A圖為限。第2B圖至第2G圖繪示在一些其他實施方式中第1圖的區域M的放大示意圖。在第2B圖中，覆蓋環140的第一開口142的外側壁142a為單一斜率，且此斜率小於對準件158的第一側壁158a的斜率。類似的，覆蓋環140的第一開口142的內側壁142b亦為單一斜率，且此斜率小於對準件158的第二側壁158b的斜率。在第2B圖中，外側壁142a與內側壁142b的斜率實質相同。在第2C圖中，外側壁142a的斜率小於內側壁142b的斜率。在第2D圖中，外側壁142a的斜率大於內側壁142b的斜率。在第2A圖至第2D圖中，外側壁142a與內側壁142b皆為平面。第2E圖與第2B圖類似，但外側壁142a與內側壁142b皆為曲面。第2F圖與第2C圖類似，但外側壁142a與內側壁142b皆為曲面。第2G圖與第2D圖類似，但外側壁142a與內側壁142b皆為曲面。另外，雖然在第2E圖至第2G圖中，外側壁142a與內側壁142b皆為凸面，然而在其他的實施方式中，外側壁142a與/或內側壁142b可為凹面；或是外側壁142a與內側壁142b其中一者為凸面，另一者為凹面；或是每一外側壁142a與內側壁142b可為凸面、凹面或平面。至於第2B圖至第2G圖的結構，其餘的細節皆與第1圖與第2A圖相同或相似，因此便不再贅述。

第3圖繪示根據本揭露的一些實施方式之晶圓處理設備的使用方法的流程圖。第4A圖至第4D圖繪示根據本揭露的一些實施方式之晶圓處理設備的細部結構的橫截面試圖的示意圖。第3圖中所繪示的方法可應用於沉積製程的前置作業。請同時參照第1圖、第2A圖與第3圖，本實施方式的方法可適用於第1圖的晶圓處理設備，以下即搭配晶圓處理設備中各裝置之間的作動關係來說明本揭露實施例之晶圓處理設備的詳細步驟。

在操作410中，將晶圓放置於支撐件的支撐盤上，以準備執行晶圓的沉積製程。具體而言，如第1圖所示，一移動機構(如機械手臂)將晶圓W於下部側壁104的一開口中移入處理室101。在一些實施方式中，也可開啟上蓋108，從處理室101的頂部放入晶圓W。

接著請同時參照第1 圖與第6圖，其中第6圖繪示在一些實施方式中支撐盤112的上視圖。支撐件110更包含複數個定位銷113，這些定位銷113可自支撐盤112的上表面突出，而移動機構即可將晶圓W置於定位銷113上(如第4A圖所示)，以將晶圓W固定在支撐件110上。待晶圓W置於定位銷113上之後，移動機構即可退出晶圓處理設備100。

在一些實施方式中，在沉積製程之前，可將支撐盤112的高度移動至與下部側壁104上的開口(未繪示)相同的高度，以利晶圓W自下部側壁104的開口進入處理室101並置於定位銷113上。在操作410中，支撐盤112的高度可稱為閒置高度。且在此操作中，覆蓋環140的第一開口142與遮蔽罩150的對準件158嵌合，如第4A圖所示。在此操作中，第一開口142可具有如第2A圖至第2G圖其中一者之形狀，在此便不再贅述。

在操作420中，移動支撐件，使得支撐盤上的沉積環接觸晶圓處理設備的覆蓋環。具體而言，如第1圖與第4B圖所示，晶圓處理設備100更包含控制器185，配置以調整支撐柱114的高度，進而移動支撐盤112至不同的高度，例如可將支撐盤112的高度從閒置高度調升至中間高度，在此「中間高度」時，支撐盤112上的沉積環116接觸覆蓋環140，如第4B圖所示。在接觸沉積環116之前，覆蓋環140置於遮蔽罩150上。換句話說，當支撐盤112位於中間高度時，覆蓋環140同時接觸遮蔽罩150與沉積環116。在中間高度時，覆蓋環140的第一開口142仍與遮蔽罩150的對準件158嵌合。

另外，當支撐盤112往上移動時，定位銷113(如第6圖所示)同時縮入支撐盤112內，使得晶圓W置於支撐盤112中央的凸台112a，以進行後續製程。支撐盤112可為靜電夾盤(electrostatic chuck，ESC)、夾持式夾盤或任何適合的夾盤類型。在一些實施方式中，支撐盤112為靜電夾盤，並包含複數個吸附部112c(如第6圖所示)，突出於支撐盤112的上表面並為導電結構。在晶圓W放置在支撐盤112上後，藉由在支撐盤112施加偏壓，可將晶圓W藉由吸附部112c而吸附至支撐盤112上以固定晶圓W。

在一些實施方式中，支撐盤112也具有加熱功能，以在沉積製程期間調節晶圓W的溫度。例如，在操作430中，加熱置於支撐盤上的晶圓。具體而言，支撐盤112可包含加熱裝置，配置用以加熱氣體(如惰性氣體)。加熱後的氣體經由支撐盤112上的孔洞112d(如第6圖所繪示)而加熱晶圓W至所想要的溫度。當晶圓W被吸附至支撐盤112後，支撐盤112可加熱晶圓W。可根據欲達成的沉積薄膜特性改變加熱溫度、加熱速率、加熱時間等參數。支撐盤112例如由鋁或其他合適的材料製成，因此可被適當且有效率的加熱/降溫。

接著，在操作440中，提升支撐件的支撐盤與覆蓋環至處理高度，以分離覆蓋環與遮蔽罩。具體來說，如第1圖與第4C圖所示，可藉由控制器185調整支撐柱114的高度，將支撐盤112的高度再調升至處理高度。處理高度為執行晶圓W的沉積製程的高度。將支撐盤112從中間高度調升至處理高度的同時，覆蓋環140被沉積環116向上頂起，使得覆蓋環140與遮蔽罩150分離。

在操作450中，形成電漿在晶圓處理設備的處理室中以處理晶圓。具體而言，在第1圖中，靶材T可置於上蓋108下方。在一些實施方式中，靶材T(即沉積於晶圓W上的材料)可以是金屬材料，例如銅(Cu)、鈷(Co)、鎢(W)、釕(Ru)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、其他適合的材料或其組合。在另一些實施方式中，沉積於晶圓W上的材料可以非金屬材料，例如氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN) 、其他適合的材料或其組合。

晶圓處理設備100更包含氣體源181、氣體排入口182、排出口183、泵184、電源186與電感調節器187。氣體源181可從氣體排入口182進入處理室101。可將進入至處理室101的氣體稱為製程氣體。在一些實施方式中，氣體源181為氬氣，但氣體源181也可以是其他惰性氣體，如氙氣。在另一些實施方式中，氣體源181可以為反應氣體，例如氧氣、氮氣、含氧氣體、含氮氣體、任何適合的氣體或其組合，因此氣體源181中的氣體可與靶材T的材料反應，以產生新的產物並沉積在晶圓W上。在一些實施方式中，可使用流量控制器以控制氣體源181進入處理室101的流量。

使用過的製程氣體與未沉積至晶圓W上的多餘產物、副產物可透過排出口183排出處理室101。排出口183可連接至泵184。泵184可將處理室101的氣壓抽至真空或實質上真空，以利於沉積製程的進行。

控制器185可調控支撐盤112、支撐柱114、氣體源181與泵184的多種參數。具體而言，可透過控制器185調控支撐盤112的加熱程序、支撐柱114的高度位置、氣體源181的氣體流量與可藉由泵184所達到的處理室101的壓力。電源186配置用以維持控制器185的運作。

電感調節器187可連接至支撐盤112。請同時參照第1圖與第6圖。電感調節器187電性連接至一中央感測器188。可將中央感測器188置於支撐盤112中，以感測晶圓處理設備100內的狀態，例如晶圓處理設備100內的電感等數據。在一些實施方式中，中央感測器188可置於支撐盤112的中央位置。具體而言，可透過調整電感調節器187的電流大小以控制容置空間109、遮蔽罩150、覆蓋環140等的狀態，進一步達成每個沉積製程中，晶圓W所期望的薄膜特性，例如薄膜的厚度、均勻度或其他特性。電感調節器187的訊號線可與支撐盤112的訊號線連接在一起，因此可藉由中央感測器188感測晶圓處理設備100內的狀態。

在一些實施方式中，當晶圓處理設備100內的構造位於異常的位置時，中央感測器188可感測到晶圓處理設備100內的電感發生變化。電感調節器187的電流的輸出穩定度隨之發生變化，且沉積的薄膜特性也隨之改變，例如薄膜的均勻度可能變差。當電感調節器187的電流的輸出穩定度變化時，可導致電感調節器187發出警示聲。當警示聲響起，即可得知晶圓處理設備100中的結構位置發生不尋常的變化，以提醒操作人員解決問題。如此，即可完成晶圓W的沉積製程。

上述之製程氣體可藉由磁控模組160轉為電漿態，並可藉由磁控模組160調整電漿於處理室101中的分佈。具體而言，晶圓處理設備100的磁控模組160包含磁鐵162與電源164。磁鐵162置於上蓋108的上方，即處理室101的外側。電源164連接上蓋108。電源164可施加電壓至上蓋108與支撐盤112，使通入處理室101的製程氣體(如氣體源181)成為電漿態。電漿態的氣體可高速衝擊靶材T，而撞擊出靶材T的原子。被撞擊出的原子掉落至晶圓W上，從而完成晶圓W的沉積製程。在一些實施方式中，可視情況調整電源164的強度以改變晶圓W上的沉積厚度或其他可透過調整電源164可改變的參數。在一些實施方式中，施加電壓為直流電壓。在一些實施方式中，為控制沉積層之密度及分佈，可利用磁鐵162以操縱靶材T周圍之磁場。當晶圓處理設備100正在操作時，由磁鐵162產生之磁場促使磁場與靶材T表面相交之處發生電弧，由此影響沉積層形成之處。磁鐵162可懸垂在上蓋108上。改變磁鐵162的位置即提供對電弧之定位，以用於控制氣相沉積。

第5圖繪示根據本揭露的一些實施方式之晶圓處理設備的使用方法的流程圖。第5圖中所繪示的方法可應用於沉積製程的後續處理作業，並可將繪示於第5圖的操作視為繪示於第3圖的操作的接續。請參照第5圖，本實施方式的方法適用於第1圖的晶圓處理設備，以下即搭配晶圓處理設備中各裝置之間的作動關係來說明本揭露實施例之晶圓處理設備的詳細步驟。

在操作510中，形成電漿於處理設備的處理室中以處理晶圓。具體的實施方式如第1圖與第4C圖所述，因此不在此贅述。

在操作520中，停止形成電漿，同時停止晶圓的沉積製程。具體而言，如第1圖所示，可停止氣體源181向處理室101內輸送製程氣體，並且停止磁控模組160的運作，以停止磁控模組160將製程氣體轉為電漿。

接著，在操作530中，降低承載晶圓的支撐件的支撐盤至閒置高度，使處理設備的覆蓋環的開口與處理設備的遮蔽罩的對準件嵌合，覆蓋環的開口具有一由上往下漸寬的寬度。具體來說，可將支撐盤112從處理高度移至閒置高度，如第4D圖所示。當支撐盤112移至閒置高度時，覆蓋環140與沉積環116分離，並藉由第一開口142嵌合至遮蔽罩150的對準件158。如上所述，因覆蓋環140的第一開口142具有如第2A圖至第2G圖至少其中一者的結構，因此覆蓋環140能與遮蔽罩150有良好的對位。

在一些實施方式中，如操作540所示，冷卻晶圓。具體來說，在一些實施方式中，可在降低支撐盤112的同時，停止在支撐盤112施加偏壓，使得晶圓W不被吸附部112c(如第6圖所示)所吸附。之後可突出支撐件110的定位銷113(如第6圖所示)，以分離晶圓W與支撐盤112。如此一來，因支撐盤112離開晶圓W，晶圓W便不會再被支撐盤112加熱而開始降溫。在另一些實施方式中，可在支撐盤112下方另外配置冷卻裝置，配置用以冷卻氣體。冷卻後的氣體經由第6圖的孔洞112d吹向晶圓W以降低晶圓W的溫度。接下來，位於定位銷113上的晶圓W可被移動機構帶離處理室101。

如此一來，當反覆進行操作410至操作450以及操作510至操作540時，覆蓋環140的反覆上下做動不會造成相對於遮蔽罩150的位移，使得電漿不會進入覆蓋環140與遮蔽罩150之間的間隙G而形成局部電弧現象。

根據上文論述，本揭露內容提供了優點。然而，應當理解，其他實施例可提供額外的優點，且在本文中不必揭露所有優點，且對於所有實施例均不需特定的優點。透過本揭露一些實施方式揭示的由上往下漸寬的第一開口，並具有與遮蔽罩的對準件的寬度實質相同的寬度的覆蓋環，可改善覆蓋環反覆上下做動所造成的位移問題，且避免處理室中可能發生的局部電弧現象。

在一些實施方式中，一種製造半導體裝置的方法包含在處理設備中形成電漿以處理晶圓。停止形成電漿。在停止形成電漿後，降低承載晶圓的支撐件盤至閒置高度，使處理設備的覆蓋環的開口與處理設備的遮蔽罩的對準件嵌合，其中覆蓋環的開口具有由上往下漸寬的寬度。

在一些實施方式中，上述之方法更包含在處理晶圓完成之後，冷卻晶圓。

在一些實施方式中，處理設備為物理氣相沉積設備。

在一些實施方式中，在降低承載晶圓的支撐件至閒置高度時，覆蓋環的外側環狀帶與遮蔽罩的外部環狀罩之間的間隙的寬度為約2.2毫米至約2.5毫米。

在一些實施方式中，一種製造半導體裝置的方法包含放置晶圓於處理設備的支撐件上。移動支撐件，使得支撐件接觸處理設備的覆蓋環。處理設備更包含遮蔽罩。覆蓋環的開口與處理設備的遮蔽罩的對準件嵌合，使得覆蓋環的開口的頂面接觸遮蔽罩的對準件，且覆蓋環的開口的頂面的寬度與遮蔽罩的對準件的厚度之差距小於約0.2毫米。提升支撐件與覆蓋環至處理高度，以分離覆蓋環與遮蔽罩。在處理設備的處理室中形成電漿以處理晶圓。

在一些實施方式中，上述之方法更包含在移動支撐件之後，加熱晶圓。

在一些實施方式中，覆蓋環的開口的側壁的斜率小於遮蔽罩的對準件的側壁的斜率。

在一些實施方式中，一種晶圓處理設備包含處理室、支撐件、遮蔽罩與覆蓋環。支撐件位於處理室中，用以承載晶圓。遮蔽罩安裝於處理室並環繞支撐件，其中遮蔽罩包含對準件。覆蓋環自遮蔽罩延伸至支撐件，覆蓋環具有可嵌合至遮蔽罩的對準件的開口，且開口由下往上漸窄。

在一些實施方式中，覆蓋環的開口具有頂面，且頂面的寬度與對準件的寬度大小實質相同。

在一些實施方式中，支撐件包含支撐盤與沉積環，沉積環位於支撐盤上及支撐盤的周圍。

前文概述數種實施例的特徵，因而熟習此項技藝者可更理解本揭露內容的態樣。熟習此項技藝者應當理解，熟習此項技藝者可輕易地使用本揭露內容作為設計或修改其他製程及結構之基礎，以實現本文介紹的實施例的相同目的及/或達成相同優點。熟習此項技藝者亦應當認識到，這些效構造不脫離本揭露內容的精神及範圍，且在不脫離本揭露內容之精神及範圍之情況下，熟習此項技藝者可在本文中進行各種改變、替換及變更。

D1:距離 D2:距離 d1:夾角 d2:夾角 d3:深度 G:間隙 M:區域 T:靶材 T1:厚度 T2:厚度 W:晶圓 W1:寬度 W2:寬度 100:晶圓處理設備 101:處理室 102:上部側壁 104:下部側壁 106:底板 108:上蓋 109:容置空間 110:支撐件 112:支撐盤 112a:凸台 112b:凹環 112c:吸附部 112d:孔洞 113:定位銷 114:支撐柱 116:沉積環 116a:凸出部 140:覆蓋環 142:第一開口 142a:外側壁 142aa:下部側壁 142ab:上部側壁 142b:內側壁 142ba:下部側壁 142bb:上部側壁 142c:頂面 144:前端部分 146:第二開口 147:外側環狀帶 148:內側環狀帶 150:遮蔽罩 152:安裝結構 154:外部環狀罩 156:基底板 158:對準件 158a:第一側壁 158b:第二側壁 160:磁控模組 162:磁鐵 164:電源 170:隔離環 181:氣體源 182:氣體排入口 183:排出口 184:泵 185:控制器 186:電源 187:電感調節器 188:中央感測器 410:操作 420:操作 430:操作 440:操作 450:操作 510:操作 520:操作 530:操作 540:操作

在隨附圖式一起研讀時，根據以下詳細描述內容可最佳地理解本揭露的態樣。應注意，根據行業中之標準慣例，各種特徵未按比例繪製。實際上，各種特徵的尺寸可為了論述清楚經任意地增大或減小。 第1圖繪示在一些實施方式中晶圓處理設備的示意圖。 第2A圖繪示在一些實施方式中第1圖的局部放大示意圖。 第2B圖至第2G圖繪示在另一些實施方式中第1圖的局部放大示意圖。 第3圖繪示根據本揭露的一些實施方式之晶圓處理設備的使用方法的流程圖。 第4A圖至第4D圖繪示根據本揭露的一些實施方式之晶圓處理設備的細部結構的橫截面試圖的示意圖。 第5圖繪示根據本揭露的一些實施方式之晶圓處理設備的使用方法的流程圖。 第6圖繪示在一些實施方式中支撐盤的上視圖。

D1:距離

D2:距離

d1:夾角

d2:夾角

d3:深度

G:間隙

M:區域

T1:厚度

T2:厚度

W:晶圓

W1:寬度

W2:寬度

112:支撐盤

112a:凸台

112b:凹環

113:定位銷

116:沉積環

116a:凸出部

140:覆蓋環

142:第一開口

142a:外側壁

142aa:下部側壁

142ab:上部側壁

142b:內側壁

142ba:下部側壁

142bb:上部側壁

142c:頂面

144:前端部分

146:第二開口

147:外側環狀帶

148:內側環狀帶

154:外部環狀罩

156:基底板

158:對準件

158a:第一側壁

158b:第二側壁

Claims (10)

1. 一種製造半導體裝置的方法，包含：形成一電漿在一處理設備中以處理一晶圓；停止形成該電漿；以及在停止形成該電漿後，降低承載該晶圓的一支撐件至一閒置高度，使該處理設備的一覆蓋環的一開口與該處理設備的一遮蔽罩的一對準件嵌合，其中該覆蓋環的該開口具有一由上往下漸寬的寬度，其中在降低承載該晶圓的該支撐件至該閒置高度時，該覆蓋環的一外側環狀帶與該遮蔽罩的一外部環狀罩之間的一間隙的一寬度為約2.2毫米至約2.5毫米。
2. 如請求項1所述之方法，更包含：在處理該晶圓完成之後，冷卻該晶圓。
3. 如請求項1所述之方法，其中該處理設備為物理氣相沉積設備。
4. 如請求項1所述之方法，其中在降低承載該晶圓的該支撐件至該閒置高度時，該覆蓋環與該支撐件上的一沉積環分離。
5. 一種製造半導體裝置的方法，包含： 放置一晶圓於一處理設備的一支撐件上；移動該支撐件，使得該支撐件接觸該處理設備的一覆蓋環，其中該處理設備更包含一遮蔽罩，該覆蓋環的一開口與該處理設備的一遮蔽罩的一對準件嵌合，使得該覆蓋環的該開口的一頂面接觸該遮蔽罩的該對準件，且該覆蓋環的該開口的該頂面的一寬度與該遮蔽罩的該對準件的一厚度之差距小於約0.2毫米；提升該支撐件與該覆蓋環至一處理高度，以分離該覆蓋環與該遮蔽罩；及形成一電漿在該處理設備的一處理室中以處理該晶圓。
6. 如請求項5所述之方法，更包含：在移動該支撐件之後，加熱該晶圓。
7. 如請求項5所述之方法，其中該覆蓋環的該開口的一側壁的一斜率小於該遮蔽罩的該對準件的一側壁的一斜率。
8. 一種晶圓處理設備，包含：一處理室；一支撐件，位於該處理室中，用以承載一晶圓；一遮蔽罩，安裝於該處理室並環繞該支撐件，其中該遮蔽罩包含一對準件；以及 一覆蓋環，自該遮蔽罩延伸至該支撐件，該覆蓋環具有可嵌合至該遮蔽罩的該對準件的一開口，且該開口由下往上漸窄，其中該覆蓋環的該開口具有一頂面，且該頂面的一寬度與該對準件的一寬度大小實質相同。
9. 如請求項8所述之晶圓處理設備，其中該開口的一內側壁為曲面。
10. 如請求項8所述之晶圓處理設備，其中該支撐件包含：一支撐盤；及一沉積環，位於該支撐盤上及該支撐盤的周圍。

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