[發明專利]一種用于在基片上沉積膜的基片處理系統

有效

• 申請號: 201810478814.4
• 申請日: 2015-09-14
• 公開（公告）號: CN108642474B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 賽沙·瓦拉達拉簡;尚卡·斯瓦米納坦;桑格倫特·桑普倫格;弗蘭克·帕斯夸里;泰德·明歇爾;阿德里安·拉瓦伊;穆罕默德·薩布里;科迪·巴尼特
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/455;C23C16/54;H01L21/67
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠;張靜

本發明涉及一種用于在基片上沉積膜的基片處理系統，包括：處理室，其限定反應體積并包括用于支撐所述基片的基片支撐件；氣體輸送系統，其被配置為將處理氣體引入所述處理室的所述反應體積；等離子體發生器，其被配置為有選擇地生成在所述反應體積內的RF等離子體；夾緊系統，其被配置為在所述膜的沉積期間將所述基片夾緊到所述基片支撐件上；背面凈化系統，其被配置為在所述膜的沉積期間以及所述RF等離子體在所述反應體積內的生成期間，將反應氣體而不是惰性氣體作為凈化氣體供應到所述基片的背面邊緣，以凈化所述背面邊緣。

本申請是申請號為201510582177.1、申請日為2015年9月14日、發明名稱為“用于減少背面沉積和減少基片邊緣處的厚度變化的系統和方法”的申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及基片處理系統，更具體地，涉及用于在基片上沉積膜的基片處理系統。

背景技術

本文提供的背景描述是出于一般性地呈現本公開的上下文的目的。在本背景部分中所述的程度上的當前提名的發明人的工作，以及可能在提交申請時無法以其它方式有資格作為現有技術的本說明書中的各方面的工作，既不明確也不暗示地承認其作為本公開的現有技術。

基片處理系統可被用于在基片上執行膜沉積?；幚硐到y通常包括一個限定了反應體積的處理室。諸如基座、夾盤、板等基片支撐件被布置在處理室中。諸如半導體晶片的基片可以被布置在基片支撐件上。在原子層沉積(ALD)期間，一個或多個ALD循環被執行，以在基片上沉積膜。對于基于等離子體的ALD，每一ALD循環包括前體劑量、凈化、RF等離子體劑量和凈化的步驟。

在將膜沉積到基片上期間，沉積也可發生在在期望的基片頂部之外的位置。沉積可沿基片的背面邊緣發生(以下稱為“背面邊緣沉積”)。在后續處理期間，背面邊緣沉積會引起一些問題。在墊片應用中，背面邊緣沉積可能會在隨后的光刻步驟期間引起散焦的問題。

由于ALD膜天性是共形的(由于表面飽和機制的原因)，在基片背面的兩個半反應都應被最小化。換言之，在前體劑量期間，從前體向基片的背面的流動應被最小化或消除。此外，繞回到基片背面的等離子體包也需要被最小化或消除。

一般而言，諸如氬的凈化氣體可以被定向在基片的背面邊緣。然而，即使在采用凈化氣體時，背面沉積仍可能發生。在一些實例中，在距晶片邊緣3毫米處可能會出現大于250A的背面沉積。

發明內容

一種用于在基片上沉積膜的基片處理系統包括處理室，其限定了反應體積并包括用于支撐所述基片的基片支撐件。氣體輸送系統被配置為將處理氣體引入所述處理室的所述反應體積。等離子體發生器被配置為有選擇地生成在反應體積內的RF等離子體。夾緊系統被配置為在膜的沉積期間將基片夾緊到基片支撐件上。背面凈化系統被配置為在膜的沉積期間將反應氣體提供到基片的背面邊緣，以凈化背面邊緣。

在另一些特征中，夾緊系統包括真空夾緊系統，以利用真空壓力將基片夾緊到基片支撐件。凈化所述背面邊緣的反應氣體包括分子氧，并且所述膜包括二氧化硅。凈化背面邊緣的反應氣體包括一氧化二氮，并且所述膜包括二氧化硅。凈化背面邊緣的反應氣體包括分子氧，并且所述膜包括二氧化鈦。凈化背面邊緣的反應氣體包括一氧化二氮，并且所述膜包括二氧化鈦。凈化背面邊緣的反應氣體包括分子氮，并且所述膜包括氮化硅。凈化背面邊緣的反應氣體包括氨，并且所述膜包括氮化硅。

在其它特征中，使用原子層沉積來沉積膜。背面凈化系統使反應氣體以在不存在真空壓力時足以移動所述基片的速度流動。真空夾緊系統包括：閥；設置在基片支撐件的面對基片的表面上的腔，其中，所述腔與所述閥是流體連通的；以及真空源，其與所述閥是流體連通的。

在其它特征中，背面凈化系統包括：閥；布置在靠近基片的邊緣的所述基片支撐件的面對基片的表面上的腔，其中，所述腔與所述閥是流體連通的；以及反應氣體源，其與所述閥是流體連通的。