TWI795030B - 用於減少斜面沉積的基板支撐組件及方法 - Google Patents

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Abstract

示例性基板支撐組件包括界定基板平台的靜電夾盤主體。基板平台以上表面為特徵。平台可界定淨化孔。平台可包括設置在上表面的內部區域中的複數個檯面。每個檯面可從上表面向上突出。平台可包括密封帶，密封帶從上表面以圓周圖案向上延伸，並部分環繞上表面的內部區域。檯面和密封帶的頂表面可形成基板的支撐表面。密封帶可界定多個間隙。組件可包括與靜電夾盤主體耦接的支撐桿、嵌入靜電夾盤主體內的加熱器、和與支撐表面的淨化孔耦接的背側氣源。

Description

用於減少斜面沉積的基板支撐組件及方法 交叉參考相關申請案
本申請主張於2020年10月15日提交的題為「BACKSIDE GAS LEAKBY FOR BEVEL DEPOSITION REDUCTION」的美國專利申請案第17/071,595號的權益和優先權，該申請的全部內容透過引用併入本文。
本技術涉及用於半導體製造的元件和設備。更具體地，本技術涉及基板支撐組件和其他半導體處理設備。
透過在基板表面上產生複雜地圖案化的材料層的處理使得積體電路成為可能。在基板上產生圖案化材料需要受控的形成和去除材料的方法。腔室元件通常將處理氣體輸送到基板以沉積膜或去除材料。晶圓邊緣的不連續性可能導致在晶圓的斜面上的沉積，這可能對產量有很大影響，因為遠邊緣膜厚度變化會影響晶圓邊緣處的大量裝置晶粒。
因此，需要可用於生產高品質裝置和結構的改進的系統和方法。這些和其他需求由本技術解決。
示例性基板支撐組件可包括靜電夾盤主體，其界定基板平台。基板平台以上表面為特徵。基板平台可界定淨化孔。基板平台可包括複數個檯面，其設置在上表面的內部區域中。複數個檯面中的每個檯面可從上表面向上突出。基板平台可包括密封帶，其從上表面以圓周圖案向上延伸，並部分環繞上表面的內部區域。複數個檯面和密封帶的頂表面形成基板的支撐表面。密封帶可界定多個間隙。基板支撐組件可包括支撐桿，其與靜電夾盤主體耦接。基板支撐組件可包括加熱器，其嵌入靜電夾盤主體內。基板支撐組件可包括背側氣源，其與支撐表面的淨化孔耦接。
在一些實施例中，複數個檯面與密封帶的頂表面高度相同。間隙可繞密封帶以規則的角度間隔提供。支撐桿可界定流體腔，該流體腔在背側氣源和孔之間延伸並耦接。複數個檯面可繞上表面的內部區域均勻佈置。密封帶可定位於基板平台上，以界定基板的外周的支撐座。密封帶的一部分和每個間隙的一部分可從支撐座的最外邊緣徑向向外延伸。密封帶可以是以一般呈圓形的形狀為特徵，該形狀被多個間隙中斷。密封帶可以是以複數個突出段為特徵，該等突出段界定用於基板的外周的支撐座。複數個突出段的相鄰的對可被多個間隙中的相應一個間隙隔開。複數個段中的每個段的大小和多個間隙中的每個間隙的大小可基本相等。背側氣源可輸送反應性淨化氣體。反應性淨化氣體可以是O 2。
本技術的一些實施例可涵蓋基板支撐組件。基板支撐組件可包括靜電夾盤主體，其界定基板平台。基板平台以上表面為特徵。基板平台可界定單個淨化孔。基板平台可包括複數個檯面，其設置在上表面的內部區域中。複數個檯面中的每個檯面從上表面向上突出。基板平台可包括密封帶，其從上表面以圓周圖案向上延伸，並部分環繞上表面的內部區域。密封帶可以是以複數個突出段為特徵，該等突出段界定用於基板的外周的支撐座。複數個突出段的相鄰的對被複數個間隙中的一個間隙隔開。基板支撐組件可包括支撐桿，其與靜電夾盤主體耦接。基板支撐組件可包括背側氣源，其與支撐表面的淨化孔耦接。
在一些實施例中，間隙可繞密封帶以規則的角度間隔提供。支撐桿可界定流體腔，該流體腔在背側氣源和孔之間延伸並耦接。複數個檯面可繞上表面的內部區域均勻佈置。背側氣源可輸送反應性淨化氣體。複數個段中的每個段的大小和複數個間隙中的每個間隙的大小可基本相等。
本技術的一些實施例可包括處理半導體基板的方法。方法可包括使用夾持電壓將半導體基板夾持到基板平台的支撐表面。基板平台可以是以上表面為特徵，且基板平台可界定單個淨化孔。基板平台可包括複數個檯面，其設置在上表面的內部區域中。複數個檯面中的每個檯面從上表面向上突出。基板平台可包括密封帶，其從上表面以圓周圖案向上延伸，並部分環繞上表面的內部區域。支撐表面可由複數個檯面和密封帶的頂表面形成。密封帶可界定將多個突出段分開的多個間隙。方法可包括使反應性淨化氣體流到半導體基板的下側並流過多個間隙。反應性淨化氣體可以是O 2。密封帶的每個間隙和每個突出段的至少一部分可向外延伸超出半導體基板的外周。
相對於常規的系統和技術，本技術可提供許多益處。例如，本技術的實施例可提供基板支撐組件，其可相對於常規技術減少斜面處的沉積，同時仍提供足夠的夾持力。結合以下描述和隨附圖式更詳細地描述了這些和其他實施例以及它們的許多優點和特徵。
晶圓斜面（bevel）膜管理是硬遮罩膜沉積的關鍵方面，因為這會影響下游處理，因為劣質膜會導致最終落在晶圓上的缺陷，並可能導致裝置故障。斜面管理的另一個方面是遠邊膜厚度。通常，與本體膜（bulk film）相比，晶圓邊緣的不連續性會導致斜面處的膜厚度發生劇烈變化。這對後續蝕刻步驟和沈積在膜頂部的其他層的均勻性帶來了困難。這對產量有顯著影響，因為遠邊緣膜厚度變化會影響晶圓邊緣的大量裝置晶粒，因為面積與半徑的平方成比例增加。
常規系統可透過利用物理屏蔽晶圓邊緣和斜面膜免於沉積的遮蔽環來管理斜面厚度。儘管遮蔽環在減少斜面沉積厚度方面非常有效，但這些環會導致面內畸變（in-plane distortion，IPD）增加，並對覆蓋層產生影響，並且對晶圓定位高度敏感。一些常規系統可透過最佳化加熱器口袋以產生電漿遮蔽效果來管理斜面厚度。然而，儘管與遮蔽環相比，加熱器口袋的最佳化對IPD的影響較小，但此選項在減少斜面膜厚度方面效果較差。其他常規系統可能試圖透過使用斜面淨化來管理斜面厚度，其中單獨的保護氣體被引導通過底座加熱器並流過晶圓的斜面以屏蔽斜面免受沉積氣體的影響。這是防止沉積氣體到達晶圓斜面的有針對性的方法。因此，膜沉積可透過流率進行針對性和調整。然而，常規的斜面淨化技術需要減小靜電夾盤網格尺寸，這會導致夾持力降低。網格尺寸的減小是由斜面淨化所需的氣體通道引起的。當硬遮罩應用於以膜堆疊（例如3D NAND ON堆疊）為特徵的基板上時，傳入的晶圓彎曲會節點到節點增加，這嚴重限制了對夾持性能產生負面影響的任何解決方案的實用性。另一種管理斜面厚度的常規方法是僅對斜面進行後蝕刻。然而，這種方法增加了額外的處理步驟並需要額外的腔室。此外，在使用難以蝕刻的硬遮罩膜的情況下，斜面蝕刻方法非常困難。
本技術以具有表現出特定物理特性的特定材料和配置的基板支撐組件克服了這些挑戰，相對於常規技術，該特定物理特性可減少斜面處的沉積。具體而言，本技術結合了具有平面加熱器的斜面淨化的特徵以減少IPD和斜面沉積，同時仍提供足夠的夾持力。
儘管其餘的公開內容將慣常地確定利用所公開技術的特定沉積處理，但是將容易理解的是，系統和方法同樣可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，本技術不應被視為僅限於與這些特定的沉積處理或腔室單獨使用。在根據本技術的實施例描述一種可能的系統的附加變化和調整之前，本公開將討論該系統和腔室，其可包括根據本技術的實施例的底座。
第 1 圖示出根據實施例的沉積、蝕刻、烘烤、及固化腔室的處理系統100的一個實施例的頂部平面視圖。在圖式中，一對前開式晶圓傳送盒102供應藉由機械臂104接收的各種尺寸的基板，且在放置至定位於串聯部分109a-c中的基板處理腔室108a-f之一者中之前，放置至低壓保持區域106中。第二機械臂110可用於將基板晶圓從保持區域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可以被裝備以實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可包括一或多個系統元件，用於在基板上沉積、退火、固化、和/或蝕刻介電質或其他膜。在一個配置中，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堆疊。所描述的任何一或多個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。應理解到，系統100也考量到用於介電膜的沉積、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的示意性截面圖。電漿系統200可示出一對處理腔室108，其可以安裝在上述的一或多個串聯部分109中，並且其可包括根據本技術的實施例的基板支撐組件。電漿系統200通常可包括腔室主體202，腔室主體202具有界定一對處理區域220A和220B的側壁212、底壁216、和內側壁201。處理區域220A-220B中的每一個可以類似地配置，並且可包括相同的元件。
例如，處理區域220B的元件也可以包括在處理區域220A中，處理區域220B可包括穿過形成在電漿系統200中的底壁216中的通路222設置在處理區域中的底座228。底座228可提供適於在底座的暴露表面（例如主體部分）上支撐基板229的加熱器。底座228可包括加熱元件232，例如電阻加熱元件，其可在期望的處理溫度下加熱和控制基板溫度。底座228亦可由遠端加熱元件加熱，例如燈組件或任何其他加熱裝置。
底座228的主體可透過凸緣233耦接到桿226。桿226可將底座228與電源插座或電力箱203電耦接。電力箱203可包括控制底座228在處理區域220B內的升高和移動的驅動系統。桿226亦可包括電源介面以向底座228提供電力。電力箱203亦可包括用於電力和溫度指示器的介面，例如熱電偶介面。桿226可包括適於可拆卸地與電力箱203耦接的基座組件238。圓周環235示於電力箱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台部（land）的肩部，其被配置為在基座組件238和電力箱203的上表面之間提供機械介面。
棒230可穿過形成在處理區域220B的底壁216中的通路224被包括並且可用於定位穿過底座228的主體設置的基板升舉銷261。基板升舉銷261可選擇性地將基板229與底座間隔開，以促進與用於穿過基板傳送端口260將基板229傳送進和傳送出處理區域220B的機器人的基板229的交換。
腔室蓋204可以與腔室主體202的頂部耦接。蓋204可容納與其耦接的一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路240，其可將反應物和清潔前驅物輸送穿過雙通道噴頭218到處理區域220B中。雙通道噴頭218可包括環形基底板248，其具有設置在面板246中間的擋板244。射頻（「RF」）源265可與雙通道噴頭218耦接，其可為雙通道噴頭218供電以促進在雙通道噴頭218的面板246與底座228之間產生電漿區域。在一些實施例中，RF源可以與腔室主體202的其他部分例如底座228耦接以促進電漿的產生。介電隔離器258可設置在蓋204和雙通道噴頭218之間以防止將RF功率傳導到蓋204。遮蔽環206可以設置在與底座228接合的底座228的周邊上。
選擇性的冷卻通道247可以形成在氣體分配系統208的環形基底板248中以在操作期間冷卻環形基底板248。諸如水、乙二醇、氣體等的傳熱流體可循環穿過冷卻通道247，使得基底板248可保持在預定溫度。襯墊組件227可設置在處理區域220B內緊鄰腔室主體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。襯墊組件227可包括圓周泵腔225，其可耦接到泵系統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。在襯墊組件227上可形成複數個排氣口231。排氣口231可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流動到圓周泵腔225。
圖 3示出了根據本技術的一些實施例的示例性半導體處理腔室300的示意性局部截面圖。圖3可包括上文關於圖2討論的一或多個元件，並且可說明與該腔室有關的進一步細節。腔室300可用以實行半導體處理操作，包括如前所述的介電材料的堆疊的沉積。腔室300可示出半導體處理系統的處理區域的局部視圖，並且可不包括所有元件，例如前文描述的附加蓋堆疊元件，該等元件被理解為包含在腔室300的一些實施例中。
如上所述，圖3可說明處理腔室300的一部分。腔室300可包括噴頭305，以及基板支撐組件310。連同腔室側壁315，噴頭305和基板支撐組件310可界定可在其中產生電漿的基板處理區域320。基板支撐組件可包括靜電夾盤主體325，其可包括嵌入或設置在主體內的一或多個元件。在一些實施例中，包含在頂部圓盤內的元件可不暴露於處理材料，並且可完全保持在夾盤主體325內。靜電夾盤主體325可界定具有上表面329的基板平台327，並且可根據夾盤主體325的具體幾何形狀以厚度和長度或直徑為特徵。在一些實施例中，夾盤主體可以是橢圓形的，並且可以以從中心軸線穿過夾盤主體325的一或多個徑向尺寸為特徵。應理解，頂部圓盤可以是任何幾何形狀，並且當討論徑向尺寸時，它們可界定離夾盤主體325的中心位置的任何長度。基板平台327可以在基板平台327的內部區域內界定淨化孔337。
基板平台327可包括多個檯面331或突起，其設置在上表面329的內部區域內並從上表面329的內部區域向上突出。檯面331可圍繞基板平台327的面以規則和/或不規則間隔提供並且可用以在各個位置支撐基板的下側。可以提供從上表面325以大致圓周或外周樣式（取決於頂部圓盤的形狀）向上延伸的密封帶333。密封帶333可位於內部區域和檯面331的外側。密封帶333可界定多個間隙，該等間隙可用作基板下方的氣體的洩漏通道以向外流動超過基板的斜面。密封帶333的頂表面可以與每個檯面331的頂表面處於相同高度。這使得基板能夠由檯面331和密封帶333兩者支撐，並且基板的斜面由密封帶333的一部分支撐。
儘管以檯面331和密封帶333的角部為方形來進行說明，但應理解，在一些實施例中，可以向檯面331和/或密封帶333的角部提供一定量的倒圓。這可減少或限制檯面331和/或密封帶333的邊緣與基板之間的尖銳接觸。透過在檯面331和/或密封帶333上提供圓角，當基板開始偏轉時可以減少與基板的邊緣相互作用，這可以減少或限制基板背側上的刮痕。在一些實施例中，可以在檯面331和/或密封帶333的形成期間實行附加的研磨操作，這可以提供更光滑的接觸表面以及圍繞每個突起徑向延伸的圓角。附加研磨可包括任何數量的研磨操作，其可包括機械軟研磨、化學研磨、雷射燒蝕或減少，或可產生圓形輪廓的任何其他方式。
在一些實施例中，檯面331和/或密封帶333可發展到更大的高度，而認可額外的研磨操作可將突起的高度降低到目標水平。例如，在一些實施例中，連同提供圓角，研磨操作可將檯面331和/或密封帶333的高度減小小於或約10 µm。此外，研磨可降低檯面331和/或密封帶333的頂表面的表面粗糙度。例如，在一些實施例中，跨檯面331和/或密封帶333的頂表面的平均粗糙度可小於或約1.00 µm，並且可小於或約0.95 µm、小於或約0.90 µm、小於或約0.85 µm、小於或約0.80 µm、小於或約0.75 µm、小於或約0.70 µm、小於或約0.65 µm、小於或約0.60 µm、小於或約0.55 µm、小於或約0.50 µm、小於或約0.45 µm、小於或約0.40 µm、或在一些實施例中更少。
附加的研磨可產生邊緣混合，從而產生繞檯面331和/或密封帶333徑向延伸的圓角。因為基板可在所有方向上繞檯面331和/或密封帶333偏轉，所以一致的倒圓可以促進減少檯面331和/或密封帶333與基板之間的邊緣接觸。倒圓的量可根據突起或基板支撐件的任意數量的特性而變化，但是在一些實施例中，角半徑可以小於或約為突起的高度的30%，並且可以小於或約為高度的25%、小於或約為高度的20%、小於或約為高度的18%、小於或約為高度的15%、小於或約為高度的14%、小於或約為高度的13%、小於或約為高度的12%、小於或約為高度的11%、小於或約為高度的10%、小於或約為高度的9%，或更少，儘管在一些在實施例中，角半徑可大於或約5％以確保檯面331和/或密封帶333的減小的邊緣接觸基板。
例如，對於30 µm高的檯面331，角半徑可以小於或約10 µm，並且可以小於或約9 µm、小於或約8 µm、小於或約7 µm、小於或約6 µm、小於或約5 µm、小於或約 4µm、小於或約3 µm、小於或約2 µm、或更小，但在一些實施例中角半徑可大於或約3 µm以確保足夠的圓角以限制邊緣接觸。應理解，本技術的實施例所包含的檯面331和/或密封帶333可以是以如前所述的任何其他高度或直徑為特徵。透過提供以減小的晶粒尺寸為特徵的基板支撐組件和/或以圓形邊緣輪廓為特徵的檯面331和/或密封帶333，本技術可減少對經處理的基板的背側損壞，這可以限制落入顆粒和微影散焦，以及提高裝置良率。
靜電夾盤主體325可以與桿330連接，桿330可支撐夾盤主體325並且可包括將於下文所述的用於輸送和接收可與夾盤主體325的內部元件耦接的電線和/或流體線路的通道。夾盤主體325可包括相關聯的通道或元件以操作為靜電夾盤，儘管在一些實施例中，該組件可操作為或包括用於真空夾盤的元件或任何其他類型的夾盤系統。桿330可以在夾盤主體的與基板支撐表面相對的第二表面上與夾盤主體耦接。靜電夾盤主體325可包括電極335，其可以是DC電極，電極嵌入夾盤主體內靠近基板支撐表面。電極335可以與電源340電耦接。電源340可被配置以向導電夾持電極335提供能量或電壓。這可被操作以在半導體處理腔室300的處理區域320內形成前驅物的電漿，儘管可以類似地維持其他電漿操作。例如，電極335也可以是夾盤網格，其操作為電容電漿系統的電接地，包括與噴頭305電耦接的RF源307。例如，電極335可操作為自RF源307的RF功率的接地路徑，同時也操作為基板的電偏壓以提供基板到基板平台327的靜電夾持。電源340可包括濾波器、電源、和被配置以提供夾持電壓的多個其他電子元件。
桿330可界定沿著桿330的長度的至少一部分延伸的氣腔355。氣腔355的頂端可以與淨化孔337耦接並且氣腔355的底端可以與背側氣源耦接，這使得背側氣源能夠經由氣腔355和淨化孔337傳輸氣體到基板的底側。透過在檯面331和密封帶333的頂表面上支撐基板，產生了用於來自背側氣源的氣體的強制洩漏路徑。背側氣源可穿過氣腔355和淨化孔337將氣體引入洩漏路徑。可以以壓差設備控制背側氣體以保持正壓並迫使從基板下方越過基板的斜面洩漏。檯面331的圖案和密封帶333中間隙的定位可用於擴散氣體並產生穿過斜面的均勻氣流。儘管常規的斜面淨化系統使用惰性氣體，但本發明可使用反應氣體來提供背側保護。例如，特定的沉積處理可使用含硼和/或含碳的前驅物以在基板上沉積摻硼的碳膜。用於背側洩漏斜面淨化的合適的反應氣體選擇可包括O 2、NF 3、N 2）和/或其他氟和/或含氧物質。在一些實施例中，用於斜面淨化的氣體可包括惰性氣體（Ar、He、N 2等）、氧化物質（oxygenating species）、氟化物質（fluorinating species）和/或氫氣的任何組合。例如，O 2將比惰性流（例如氬氣或氦氣）更有效，因為O 2與基板斜面附近的碳（或其他）前驅物反應並消耗，這排除了在基板斜面處的沉積。類似地，氟去除硼，而惰性氣體（例如氬氣）可用於控制稀釋。當氣體在電漿中分解時，H 2可用於引起一些碳的局部蝕刻。H 2O可用於引起硼碳膜的一些蝕刻。如果建立合適的條件以分解靠近斜面的淨化氣體，則可能發生原位蝕刻。例如，自由基沉積前驅物流出物可與氧氣反應，這可消耗沉積流出物並限制或阻止在斜面處的沉積。
在操作中，基板可至少部分地與靜電夾盤主體的基板平台327接觸並且由檯面331和/或密封帶333支撐。這可產生接觸間隙，其可實質上在底座表面與基板之間產生電容效應。電壓可施加到接觸間隙，這可產生用於夾持的靜電力。電源340可提供從電極遷移到基板支撐表面的電荷，在基板支撐表面可積聚電荷，並且可在基板處產生以相對具有以相反電荷的庫侖吸引力的電荷層，並且可靜電地保持基板抵靠夾盤主體325的基板平台327。此電荷遷移可基於用於Johnsen-Rahbek型夾盤的介電質內的有限電阻透過流經夾盤主體325的介電材料的電流而發生，其可在本技術的一些實施例中使用。
在一些實施例中，靜電夾盤主體325和/或桿330可以是絕緣或介電材料。例如，氧化物、氮化物、碳化物、和其他材料可用於形成元件。示例性材料可包括陶瓷，包括氧化鋁、氮化鋁、碳化矽、碳化鎢和任何其他金屬或過渡金屬氧化物、氮化物、碳化物、硼化物或鈦酸鹽，以及這些材料與其他絕緣或介電材料的組合。不同等級的陶瓷材料可用於提供被配置為在特定溫度範圍內操作的複合材料，因此在一些實施例中，不同陶瓷等級的相似材料可用於頂部圓盤和桿。如下文將進一步解釋的，在一些實施例中可併入摻雜劑以調整電特性。示例性摻雜劑材料可包括釔、鎂、矽、鐵、鈣、鉻、鈉、鎳、銅、鋅、或任何數量的已知結合在陶瓷或介電材料內的其他元素。
靜電夾盤主體325亦可包括包含在夾盤主體325內的嵌入式加熱器350。在實施例中，加熱器350可包括電阻加熱器或流體加熱器。在一些實施例中，電極335可操作為加熱器，但是透過將這些操作分離，可以提供更多的單獨控制，並且可以提供擴展的加熱器覆蓋範圍，同時限制用於電漿形成的區域。加熱器350可包括與夾盤主體材料結合或耦接的聚合物加熱器，儘管導電元件可嵌入靜電夾盤主體內並被配置為接收電流，例如交流電流，以加熱頂部圓盤。電流可通過與上文討論的直流電源類似的通道通過桿330傳送。加熱器350可與電源365耦接，電源365可向電阻加熱元件提供電流以促進相關夾盤主體325和/或基板的加熱。在實施例中，加熱器350可包括多個加熱器，並且每個加熱器可與夾盤主體的一區域相關聯，並因此示例性夾盤主體可包括與加熱器相似數量或更多數量的區域。在一些實施例中，夾持網狀電極335可位於加熱器350和基板平台327之間，並且在一些實施例中，夾盤主體325內的電極和基板平台327之間可保持距離，如下文將進一步描述的。
加熱器350能夠調節橫跨靜電夾盤主體325以及位於基板平台327上的基板的溫度。加熱器可具有操作溫度範圍以將夾盤主體325和/或基板加熱至高於或約100°C，並且加熱器可被配置為加熱至高於或約125°C、高於或約150°C、高於或約175°C、高於或約200°C、高於或約250°C、高於或約300°C、高於或約350°C、高於或約400°C、高於或約450°C、高於或約約500°C，高於或約550°C，高於或約600°C，高於或約650°C，高於或約700°C，高於或約750°C，高於或約800°C，高於或約850°C，高於或約900°C，高於或約950°C，高於或約1000°C，或更高。加熱器亦可被配置為在這些所述數字中的任何兩個之間包含的任何範圍內操作，或者在這些範圍中的任意者內包含的更小範圍內操作。在一些實施例中，如下文將進一步描述的，可操作夾盤加熱器以在沉積操作期間將基板溫度保持在至少500℃以上，例如形成用於如前所述的記憶體裝置的材料的堆疊。
圖 4示出了根據本技術的一些實施例的示例性基板平台400的示意性俯視圖。基板平台400可包括之前描述的任何材料或元件，並且可示出之前討論的基板平台的附加細節。如圖所示，基板平台400可具有上表面405，上表面405具有內部區域。多個檯面410可設置在上表面405的內部區域內並從上表面405的內部區域向上突出。如圖所示，檯面410可佈置在內部區域內的行和列的陣列中。然而，其他實施例可利用檯面410的其他佈置。例如，檯面410可從上表面405的中心朝向內部區域的外周佈置在多個同心圓環中。此外，儘管示出了以規則間隔定位的檯面410，但一些實施例可利用不規則佈置的檯面410。檯面410可具有如圖所示的圓形橫截面，或任何其他幾何形狀。
例如，本技術可形成以約1mm、約2mm、或更大的直徑或寬度為特徵的檯面410，並且在一些實施例中可包括以大於或約1mm的直徑為特徵的檯面410及以大於或約2mm的直徑為特徵的檯面410的組合。在本技術的實施例中，檯面410可以是以任意數量的幾何形狀和輪廓為特徵。對於示例性基板平台400，基板平台400可界定大於或約250個檯面410，並且可界定大於或約500個檯面410、大於或約750個檯面410、大於或約1,000個檯面410、大於或約1,250個檯面410、大於或約1,500個檯面410、大於或約1,750個檯面410、大於或約2,000個檯面410，或更多。檯面410可界定於任何數量的構造或圖案，包括均勻的圖案以及橫跨表面的一般分佈。
透過根據本技術的一些實施例製造檯面410，沿基板的表面的接觸百分比可增加至大於或約1.0%，並且可大於或約1.5%、大於或約2.0%、大於或約2.5%、大於或約3.0%、大於或約3.5%、大於或約4.0%、大於或約4.5%、大於或約5.0%、或更大。接觸百分比可以保持在低於或約10％以將洩漏電流限制在低於前述範圍，並且可將接觸限制在低於或約8％、低於或約6％、低於或約5％、或更少。當不包括沿壁架（ledge）420的接觸量時，由檯面410提供的接觸百分比可保持為大於或約0.2%的沿基板平台400的基板表面的表面積。在一些實施例中，不包括密封帶的貢獻，由檯面410提供的接觸百分比可保持在大於或約0.3%、大於或約0.4%、大於或約0.6%、大於或約0.8%、大於或約1.0%、大於或約1.2%、大於或約1.4%、大於或約1.6%、大於或約1.8%、大於或約2.0%、大於或約2.2%、大於大於或約2.4%、大於或約2.6%、大於或約2.8%、大於或約3.0%、或更大。透過提供以受控的洩漏電流為特徵的基板平台400，本技術可提供增加的夾持窗口，該窗口可適當地夾持以增加的膜應力為特徵的基板，同時限制或防止電漿環境內的電弧。
密封帶415可從上表面405向上延伸。密封帶415可以以圓周圖案佈置並且可以界定內部區域的外邊界。密封帶415可至少部分地環繞檯面410。密封帶415的尺寸和位置可設置為支撐基板的周邊邊緣，其中密封帶415的最外邊緣延伸超出基板的周邊邊緣。例如，對於半徑為150 mm的基板，密封帶415的最外邊緣可以定位為距基板平台400的中心大於150 mm，例如約151-155 mm。在一些實施例中，密封帶415的尺寸和位置可設置為支撐基板，其中基板的周邊邊緣定位在密封帶415的寬度的大約一半處。密封帶415在用作背側氣體的洩漏通道的各點處界定多個間隙420。因此，密封帶415是以多個突出段425為特徵，其界定了用於基板的外周的支撐座，其中相鄰段425被間隙420中之一者隔開。間隙420可繞密封帶415以規則間隔提供。例如，如圖所示，沿著密封帶415的圓周每隔45°提供間隙420。應理解，可產生間隙420的其他角度佈置，包括不規則的間隔。如圖所示，段425可以大於間隙420，然而段425和間隙420的其他尺寸和/或數量也是可能的。例如，段425和間隙420可以是大致相同的尺寸。此外，儘管示出八個段425和八個間隙420，但在各種實施例中可使用更少或更多數量的段425和間隙420。
基板平台400可進一步在上表面405的內部區域內界定淨化孔430。淨化孔430可整個延伸穿過基板平台400的厚度並且可與背側氣源耦接以將氣體輸送到支撐在檯面410和密封帶415頂上的基板的背側。淨化孔430可設置在各種檯面410之間形成的空間中，而不破壞檯面410的圖案，或者可定位成替換檯面410中的一或多個。例如，如圖所示，中央檯面位置沒有檯面，而是替代地，為淨化孔430提供空間以延伸穿過基板平台400。
圖 5示出了根據本技術的一些實施例的支撐基板550的示例性基板平台500的示意性局部俯視圖。基板平台500可包括之前描述的任何材料或元件，並且可示出之前討論的基板平台的附加細節。例如，支撐平台500可具有上表面，上表面界定淨化孔並且包括如前所述分佈在上表面周圍的檯面陣列。密封帶510可在檯面的徑向外側提供。密封帶510可完全繞基板550的周邊邊緣555延伸。密封帶510可包括多個突出段515，其突出到密封帶510的內部並且可被多個間隙520隔開。交替的段515和間隙520繞密封帶510的內邊界形成鋸齒圖案，並提供支撐表面，基板550的周邊邊緣555定位在該支撐表面上。如圖所示，每個段515和每個間隙520可具有大致相同的尺寸並且可以以規則的角度間隔佈置。然而，應理解，段515和間隙520可具有彼此不同的尺寸。
基板550可位於基板平台500的頂上，其中基板550的周邊邊緣555被支撐在密封帶510的頂上。例如，基板550的周邊邊緣555可位於密封帶510的中間部分上，其中密封帶510的每個段515和每個間隙520的至少一部分延伸超出基板550的周邊邊緣。這允許間隙520用作洩漏通道，其使淨化氣體能夠流過間隙520並穿過基板550的周邊邊緣555以減少斜面處的沉積。
圖 6A是根據本技術的一些實施例的支撐基板650的示例性基板平台600的局部截面側視圖。基板平台600可包括之前描述的任何材料或元件，並且可示出之前討論的基板平台的附加細節。例如，支撐平台600可具有上表面605，上表面界定淨化孔630並且包括如前所述分佈在上表面605周圍的檯面625陣列。每個檯面625可接觸基板650的中間部分。密封帶610可在檯面625的徑向外側提供。基板650可位於基板平台500的頂上，其中基板650的周邊邊緣655被支撐在密封帶610的頂上。 圖 6B是示出根據本技術的一些實施例的用於使用基板平台600消除斜面沉積的氣體流動路徑的局部橫截面側視圖。例如，諸如用於硬遮罩程序的沉積氣體可由氣箱提供並且流過基板650的頂表面。如箭頭660所示，氣體可朝基板650的斜面680向外流動。例如，特定的沉積處理可使用B 2H 6和C 3H 6以在基板650上沉積摻硼碳膜。反應性背側氣體可流到基板650的下側。背側氣體可以向外流過檯面625並流向密封帶610，如箭頭670所示。背側氣體可流過由密封帶610的段之間的間隙形成的洩漏通道，其可接著向上流動並在接近基板650的斜面680的位置處與沈積氣體相遇。由於背側氣體（例如O 2）與斜角680處的沉積氣體混合，反應氣體與靠近基板斜角680的自由基碳（或其他）前驅物反應並消耗自由基碳（或其他）前驅物，這阻止了在基板650的斜角680處的沉積。
圖 7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700的操作。方法700可在各種處理腔室中實行，包括上述處理系統200，其可包括根據本技術的實施例的基板平台，例如基板平台300、400、500和600。方法700可包括多個選擇性操作，其可以或可以不與根據本技術的方法的一些實施例具體地相關聯。
方法700可包括處理方法，其可包括用於形成硬遮罩膜的操作或其他沉積操作。方法可包括在方法700開始之前的選擇性操作，或者該方法可包括附加操作。例如，方法700可包括以不同於所示出的順序來實行的操作。在一些實施例中，方法700可包括在操作705使用夾持電壓將半導體基板夾持到基板平台的支撐表面。例如，半導體基板可位於多個檯面之上，其中半導體基板的周邊邊緣由密封帶支撐，如圖5、6A和6B中所述。密封帶的每個間隙和每個突出段的至少一部分可以延伸超出半導體基板的外周。密封帶可以是以由間隙分開的多個突出段的數量為特徵，類似於上述密封帶333、415、510和/或610。方法700可包括在操作710中使反應性淨化氣體流到半導體基板的下側並流過多個間隙。諸如O 2的反應性淨化氣體可以與從斜面處的半導體基板的頂部流動的沉積氣體混合，並且可在腔室處理區域中產生的電漿中解離。反應氣體接著與靠近基板斜面的沉積氣體反應並消耗該沉積氣體，例如透過產生二氧化碳或其他可從腔室排出的揮發性材料，且這限制或排除了在基板650的斜面處的沉積。
在前面的描述中，出於解釋的目的，已闡述許多細節以便提供對本技術的各種實施例的理解。然而，對所屬技術領域具有通常知識者將顯而易見的是，可以在沒有這些細節中的一些或具有其他細節的情況下實施某些實施例。
已經公開了幾個實施例，所屬技術領域具有通常知識者將認識到，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、和均等。此外，為了避免不必要地混淆本技術，沒有描述許多習知的處理和元件。因此，以上描述不應被視為限制本技術的範疇。
在提供值的範圍的情況下，應理解到，除非上下文另外明確指出，否則在此範圍的上限和下限之間的每個中間的值，到下限的單位的最小部分，都亦明確揭露。涵蓋了在描述的範圍內的任何描述的值或未描述的中間值與該描述的範圍內的任何其他描述的或中間值之間的任何較窄的範圍。這些較小範圍的上限和下限可以獨立地包括在該範圍中或排除在該範圍之外，且在界限的一者、均沒有、或兩者被包括在該較小範圍內的每個範圍亦被涵蓋於本技術之中，針對受描述的範圍內任何明確排除的界限。在所述範圍包括界限的一者或兩者的情況下，亦包括排除那些所包括的界限中的一者或兩者的範圍。
如本文和隨附申請專利範圍中所使用的，單數形式的「一」、「一個」、和「該」包括複數參照，除非上下文有另外明確指出。因此，例如，對於「加熱器」的參照包括複數個這種加熱器，並且對「該突起」的參照包括對所屬技術領域具有通常知識者為已知的一或多個突起及其均等，等等。
而且，當在本說明書和隨附申請專利範圍中使用時，用語「包括（comprise(s)）」、「包括（comprising）」、「包含（contain(s)）」、「包含（containing）」、「包括（include(s)）」、和“包括（including）」是旨在於指名所描述的特徵、整體、元件、或操作的存在，但是它們並不排除一或多個其他特徵、整體、元件、操作、動作、或組的存在或增加。
100:處理系統 102:前開式晶圓傳送盒 104:機械臂 106:低壓保持區域 108a-108f:基板處理腔室 109a-109c:串聯部分 110:第二機械臂 200:電漿系統 201:內側壁 202:腔室主體 203:電力箱 204:腔室蓋 206:遮蔽環 208:前驅物分配系統 212:側壁 216:底壁 218:雙通道噴頭 220A:處理區域 220B:處理區域 222:通路 224:通路 225:圓周泵腔 226:桿 227:襯墊組件 228:底座 229:基板 230:棒 231:排氣口 232:加熱元件 233:凸緣 235:圓周環 238:基座組件 240:前驅物入口通路 244:擋板 246:面板 247:冷卻通道 248:基底板 258:介電隔離器 260:端口 261:基板升舉銷 264:泵系統 265:RF源 300:腔室 305:噴頭 307:RF源 310:基板支撐組件 315:側壁 320:基板處理區域 325:夾盤主體 327:基板平台 329:上表面 330:桿 331:檯面 333:密封帶 335:電極 337:淨化孔 340:電源 350:加熱器 355:氣腔 365:電源 400:基板平台 405:上表面 410:檯面 415:密封帶 420:間隙 425:段 430:淨化孔 500:基板平台 510:密封帶 515:段 520:間隙 550:基板 555:周邊邊緣 600:基板平台 605:上表面 610:密封帶 625:檯面 630:淨化孔 650:基板 655:周邊邊緣 660:箭頭 670:箭頭 680:斜面 700:方法 705:操作 710:操作
透過參照說明書的其餘部分和隨附圖式，可以實現對所揭露的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頂視平面圖。
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圖。
圖3示出了根據本技術的一些實施例的示例性基板支撐組件的示意性局部截面圖。
圖4示出了根據本技術的一些實施例的示例性基板平台的示意性俯視圖。
圖5示出了根據本技術的一些實施例的示例性基板平台的示意性局部俯視圖。
圖6A示出了根據本技術的一些實施例的支撐基板的示例性基板平台的示意性局部側視圖。
圖6B示出了根據本技術的一些實施例的用於使用支撐基板的示例性基板平台來消除斜面沉積的氣流路徑的示意性局部側視圖。
圖7是根據本技術的一些實施例的半導體處理的示例性方法的流程圖。
一些圖作為示意圖包含在內。應理解，圖式僅用於說明性目的，除非特別說明是按比例，否則不應視為按比例。此外，作為示意，提供了圖以幫助理解，並且與實際表示相比，圖可能不包括所有態樣或資訊，並且出於說明目的，可能包括放大的材料。
在隨附圖式中，相似的元件和/或特徵可具有相同的參照標籤。此外，相同類型的各種元件可以透過在參照標籤後加上一個在相似元件之間進行區分的字母來進行區分。如果在說明書中僅使用第一參照標籤，則該描述可應用於具有相同第一參照標籤的任何一個類似的元件，而與字母無關。
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
400:基板平台
405:上表面
410:檯面
415:密封帶
420:間隙
425:段
430:淨化孔

Claims (20)

  1. 一種基板支撐組件，包括：一靜電夾盤主體，其界定一基板平台，其中：該基板平台的特徵在於一上表面，該基板平台界定一淨化孔；及該基板平台包括：複數個檯面，其設置在該上表面的一內部區域中，其中該複數個檯面中的每個檯面從該上表面向上突出；及一密封帶，其從該上表面以一圓周圖案向上延伸，並部分環繞該上表面的該內部區域，其中：該複數個檯面和該密封帶的頂表面形成一基板的一支撐表面；該密封帶界定多個間隙；該密封帶的特徵在於複數個突出段，該複數個突出段界定用於一基板的一外周的一支撐座，其中該複數個突出段中成對的相鄰突出段被該多個間隙中的一相應一個間隙分隔開；及該複數個突出段中的每個突出段的一大小和該多個間隙中的每個間隙的一大小實質相等；一支撐桿，其與該靜電夾盤主體耦接；一加熱器，其嵌入該靜電夾盤主體內；及一背側氣源，其與該支撐表面的該淨化孔耦接。
  2. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中：該複數個檯面與該密封帶的該等頂表面高度相同。
  3. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中：該等間隙繞該密封帶以規則的角度間隔提供。
  4. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中：該支撐桿界定一流體腔，該流體腔在該背側氣源和該淨化孔之間延伸並耦接。
  5. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中：該複數個檯面繞該上表面的該內部區域均勻佈置。
  6. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中：該密封帶定位於該基板平台上，以界定一基板的一外周的一支撐座；和該密封帶的一部分和每個間隙的一部分從該支撐座的一最外邊緣徑向向外延伸。
  7. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中：該密封帶的特徵在於一一般呈圓形的形狀，該形狀被該多個間隙中斷。
  8. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中：該背側氣源輸送一反應性淨化氣體。
  9. 如請求項8所述之基板支撐組件，其中：該反應性淨化氣體包含O2。
  10. 如請求項1所述之基板支撐組件，其中：該密封帶的一周邊邊緣及該多個間隙中的每個間隙的一部分在安置於該密封帶上的一基板的一周邊邊緣處徑向 向外延伸。
  11. 一種基板支撐組件，包括：靜電夾盤主體，其界定一基板平台，其中：該基板平台的特徵在於一上表面，該基板平台界定一單個淨化孔；及該基板平台包括：複數個檯面，其設置在該上表面的一內部區域中，其中該複數個檯面中的每個檯面從該上表面向上突出；及一密封帶，其從該上表面以一圓周圖案向上延伸，並部分環繞該上表面的該內部區域，其中：該密封帶的特徵在於複數個突出段，該等突出段界定用於一基板的一外周的一支撐座；該複數個突出段中成對的相鄰突出段被複數個間隙中的一個間隙隔開；及該複數個突出段中的每個突出段的一大小和該複數個間隙中的每個間隙的一大小實質相等；及一支撐桿，其與該靜電夾盤主體耦接；及一背側氣源，其與該支撐表面的該淨化孔耦接。
  12. 如請求項11所述之基板支撐組件，其中：該等間隙繞該密封帶以規則的角度間隔提供。
  13. 如請求項11所述之基板支撐組件，其中：該支撐桿界定一流體腔，該流體腔在該背側氣源和該 淨化孔之間延伸並耦接。
  14. 如請求項11所述之基板支撐組件，其中：該複數個檯面繞該上表面的該內部區域均勻佈置。
  15. 如請求項11所述之基板支撐組件，其中：該背側氣源輸送一反應性淨化氣體。
  16. 如請求項11所述之基板支撐組件，其中：該密封帶的一周邊邊緣及該複數個間隙中的每個間隙的一部分在安置於該密封帶上的一基板的一周邊邊緣處徑向向外延伸。
  17. 一種處理一半導體基板的方法，包括以下步驟：使用一夾持電壓將一半導體基板夾持到一基板平台的一支撐表面，其中：該基板平台的特徵在於一上表面，且該基板平台界定一單個淨化孔；及該基板平台包括：複數個檯面，其設置在該上表面的一內部區域中，其中該複數個檯面中的每個檯面從該上表面向上突出；及一密封帶，其從該上表面以一圓周圖案向上延伸，並部分環繞該上表面的該內部區域，其中：該支撐表面由該複數個檯面和該密封帶的頂表面形成；該密封帶界定將多個突出段分開的多個間 隙；及該多個突出段中的每個突出段的一大小和該多個間隙中的每個間隙的一大小實質相等；及使一反應性淨化氣體流到該半導體基板的一下側並流過該多個間隙。
  18. 如請求項17所述之處理一半導體基板的方法，其中：該反應性淨化氣體包含O2。
  19. 如請求項17所述之處理一半導體基板的方法，其中：該密封帶的每個間隙和每個突出段的至少一部分向外延伸超出該半導體基板的一外周。
  20. 如請求項17所述之處理一半導體基板的方法，其中：該密封帶的一周邊邊緣及該多個間隙中的每個間隙的一部分在該半導體基板的一周邊邊緣處徑向向外延伸。
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