发明名称 用以降低斜边沉积之硬体开发
摘要 本发明之具体实施例系有关于各种可单独或结合使用之技艺,用以减少材料在半导体工件之斜边上沉积。在一方法中,一遮蔽环覆盖基材之边缘,以阻碍气体流到斜边区域。当遮蔽环遮蔽边缘时,在遮蔽环之边缘的几何特征导引气体流向晶圆,以维持横跨晶圆之厚度均匀度。在另一方法中,系设置一基材加热器/支座以流动清除气体至被支撑之基材边缘。此等清除气体防止制程气体达到基材边缘,而沉积材料至斜边区域上。
申请公布号 TWI275124 申请公布日期 2007.03.01
申请号 TW094106712 申请日期 2005.03.04
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 珊索弗;佛德马克A FODOR, MARK A.;希发拉马奎斯南菲斯维斯沃伦;VISWESWAREN;刘均廷
分类号 H01L21/02(2006.01) 主分类号 H01L21/02(2006.01)
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 1.一种化学气相沉积一材料于一工件上之方法,该 方法至少包含: 一定位一遮蔽环之步骤,其特征在于一倾斜外伸部 分,该倾斜外伸部分覆盖一被支撑于一处理室内之 基材的边缘区域,该遮蔽环在该边缘区域上方延伸 约0.8-2.0毫米间之距离,且与该边缘区域藉由约0. 0045英寸+/-0.003英寸之间隙分隔;及 一流动一处理气体到该室之步骤;及 一施加能量至该室以在其内产生一电浆之步骤,其 使得该处理气体之反应导致一材料沉积在该边缘 区域外部。 2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中: 上述定位该遮蔽环之步骤至少包含将该遮蔽环定 位在一直径为200毫米之工件上方; 上述流动该处理气体之步骤至少包含流动一通式 为CxHy之碳氢化合物,其中x系在2至4间,而y系在2至10 间;及 上述施加能量之步骤至少包含施加具有约800至1200 瓦间之功率的RF能量,以沉积一非晶系碳材料。 3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中: 上述定位该遮蔽环之步骤至少包含将该遮蔽环定 位在一直径为300毫米之工件上方; 上述流动该处理气体之步骤至少包含流动一通式 为CxHy之碳氢化合物,其中x系在2至4间,而y系在2至10 间;及 上述施加能量之步骤至少包含施加具有约1400至 1800瓦间之功率的RF能量,以沉积一非晶系碳材料。 4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中: 上述流动该处理气体之步骤至少包含流动一含氮 气体;及 上述施加该能量之步骤导致沉积一介电质抗反射 涂层(DARC)材料,其至少包含氧氮化矽。 5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中: 上述流动该处理气体之步骤至少包含一流动一含 碳处理气体之步骤;及 上述施加该能量之步骤至少包含一导致沉积一含 碳矽氧化物材料之步骤。 6.如申请专利范围第5项所述之方法,其中: 上述流动该含碳处理气体之步骤至少包含一流动 一致孔剂(porogen)之步骤;及 该方法更包含使该含碳矽氧化物退火,以释放该致 孔剂。 7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该遮蔽环 系与该工件的一边缘除外区域在至少一位置处实 体接触。 8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该遮蔽环 界定间隙,以促进一覆盖该基材且由一嵌入式基材 支撑电极产生之电场的均匀度。 9.一种化学气相沉积一介电膜之方法,该方法至少 包含: 一将一基材定位在一处理室内的一支座上之步骤; 一透过该支座流动一清除气体至该基材之边缘区 域之步骤; 一流动一处理气体至该室之步骤;及 一施加能量至该室以在其内产生一电浆之步骤,其 使得该清除气流阻碍一处理气体流到该边缘区域, 且抑制一介电材料沉积在该边缘区域中。 10.如申请专利范围第9项所述之方法,其中上述流 动该清除气体之步骤至少包含流动氦气、氩气及 氮气中至少一气体。 11.如申请专利范围第9项所述之方法,其中上述流 动该处理气体之步骤至少包含流动一含碳材料。 12.一种用于沉积介电材料于一工件上之设备,该设 备至少包含: 一可垂直移动基材支座,其系定位于一处理室中; 一能源,其系设置以施加能量至该处理室,以在其 内产生一电浆; 一排吸衬垫,其界定一排放孔口及一垂直通道; 一遮蔽环,其至少包含一外伸部分,该倾斜外伸部 分系设置以在该边缘区域上方延伸约0.8-2.0毫米之 距离,且当该基材支座升起以接合该遮蔽环时,藉 由一约0.0045英寸+/-0.003英寸之间隙与该边缘区域 分隔。 13.如申请专利范围第12项所述之设备,其中该基材 支座在一上表面中界定一凹处,且该遮蔽环至少包 含一突出部,其系设置以与该凹处配对。 14.如申请专利范围第12项所述之设备,其中该遮蔽 环界定间隙,以促进一覆盖该基材且由一基材支撑 电极产生之电场的均匀度。 15.如申请专利范围第12项所述之设备,其中该遮蔽 环至少包含一介电材料。 16.如申请专利范围第15项所述之设备,其中该介电 材料至少包含铝氧化物、铝氮化物及石英中至少 一者。 17.如申请专利范围第12项所述之设备,其中该遮蔽 环至少包含一导电材料。 18.如申请专利范围第17项所述之设备,其中该遮蔽 环系接地的。 19.如申请专利范围第18项所述之设备,其中该遮蔽 环至少包含一具有一导电面之介电核心。 20.如申请专利范围第19项所述之设备,其中该导电 面至少包含一电镀及一火焰喷涂金属中之一者。 21.如申请专利范围第12项所述之设备,其中该外伸 部分的一下表面至少包含一突出部,其系设置以接 触该工件的一边缘除外区域。 22.如申请专利范围第12项所述之设备,其中该外伸 部分的一上表面至少包含一斜面,其系设置以导引 处理气体流向该基材。 图式简单说明: 第1图提供一范例性半导体处理系统之俯视图。该 处理系统包括容置本发明制程套件的成对沉积室 。 第2图是用于比较之示范性沉积室的断面图。第2 图之处理室系一双重或「串列」室。然而,应了解 在此描述之制程套件可使用在一单一室设计中。 第3图提供一典型室本体之部分断面图。该室本体 系以概要方式显示,用于示范气体流动路径。箭头 例示在该室中之主气体流动及寄生气体流动之路 径。 第4图代表一沉积室一部分的透视图。室本体系设 置以界定基材处理区域,且用于支撑各种衬垫。所 示之晶圆狭缝阀系在室本体中可见,其提供晶圆通 过狭缝。 第5图显示第4图之示范性沉积室的剖视、透视图 。第5图中所示系一由一环绕之C通道衬垫支撑之 顶部衬垫或「排吸衬垫」。 第6图显示第5图之室本体,其中强调从剖面图露出 的二区域。此等二断面区域系指定为区域6A及区 域6B。 第6A图提供第6图中断面区域6A之放大图。同样地, 第6B图提供断面区域6B之放大图。顶部衬垫及支撑 C通道衬垫可在各图式中见到。 第7图显示第4图之室本体部分的分解图。在此图 中,可更清楚地辨识出来自一具体实施例中的制程 套件之各种衬垫。 第8A图显示依据本发明定位在排吸衬垫中且与一 基材支座配对接合之遮蔽环的一具体实施例之简 化断面图。 第8B图显示第8A图之遮蔽环的简化剖面透视图。 第8C图显示第8A图之遮蔽环的简化平面图。 第8D图显示第8A图之遮蔽环的简化及放大透视断面 图。 第8E-F图显示示范依据本发明用于与直径300毫米之 基材结合使用的遮蔽环之一具体实施例的各种尺 寸之简化平面图。 第8G-H图显示示范第8E-F图之遮蔽环的具体实施例 之其他尺寸的简化断面图。 第9A图绘出使用第8A-H图之遮蔽环处理的一批次25 个晶圆之一晶圆的平均厚度及均匀度。 第9B图绘出用于第9A图之该批次晶圆的二不同尺寸 之微粒污染添加剂。 第9C图绘出一已沉积膜厚度与距第9A图之晶圆中心 的距离间之关系。 第10AA-10EA图显示具有不同成分及形状之简化示意 图。 第10AB-10EB图分绘沉积材料厚度与第10AA-EA图之遮蔽 环的径向距离间之关系。 第11A图显示依据本发明定位在一排吸衬垫中之遮 蔽环的另一替代性具体实施例之简化断面图。 第11B图显示第11A图之遮蔽环的简化透视剖视图。 第12A图显示依据本发明定位在排吸衬垫中且与一 基材支座配对接合之遮蔽环的一替代性具体实施 例之简化断面图。 第12B图显示第12A图之遮蔽环的透视图。 第12C图绘出已沉积膜厚度与第12A图之遮蔽环的径 向距离间之关系。 第13图显示依据本发明之遮蔽环的一替代性具体 实施例之简化断面图。 第14A图显示依据本发明一具体实施例其特征为边 缘清除气体系统之加热器的简化断面图。 第14B图显示第14A图之加热器的简化放大断面图。 第14C图绘出已沉积膜厚度与特征为具有氮气边缘 清除气体流动之基材的位置间之关系。 第14D图绘出已沉积膜厚度与特征为具有氦气清除 气体流动之基材的位置间之关系。 第15A-F图显示用于在基材上形成多晶矽特征之制 程步骤的简化断面图。 第15BA-DA图及第15FA图显示用于形成多晶矽特征之 个别步骤的断面电子显微图。
地址 美国