[發明專利]半導體設備及其工藝腔室

有效

• 申請號: 202010573086.2
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111613512B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 紀克紅;王帥偉;魏景峰
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H01L21/68
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;王婷

本申請實施例提供了一種半導體設備及其工藝腔室。該工藝腔室內設置有可升降的基座，基座用于承載晶圓；基座上沿周向均布有多個導向滑塊，導向滑塊能沿基座的徑向滑動；工藝腔室內壁上設置有蓋環支架，蓋環支架上搭設有蓋環，蓋環位于基座的上方且與基座同心設置，蓋環底部對應于導向滑塊設置有多個導向件；在基座上升至工藝位置的過程中，導向件能帶動導向滑塊沿基座的徑向向基座的中心滑動，使導向滑塊推動承載在基座上的晶圓，對晶圓與蓋環進行對中，基座上升至工藝位置后，蓋環壓覆于晶圓的邊緣上。本申請實施例使晶圓能夠自動對中，從而大幅提高工藝良率。

技術領域

本申請涉及半導體加工技術領域，具體而言，本申請涉及一種半導體設備及其工藝腔室。

背景技術

目前，鎢塞(W-plug)是在當代半導體行業中廣泛應用的一道工藝，它是以獨特的方法將金屬鎢填充于孔洞(Via)或溝槽(Trench)中，利用金屬鎢的良好導電性和抗電遷移特性，最終實現了前道器件與后道金屬互聯之間可靠電導通的工藝需求。目前主流的鎢塞工藝為原子層沉積(Atomic Layer Deposition，ALD)或者化學氣相沉積(Chemical VaporDeposition，CVD)工藝，具體是先通SiH₄(硅烷)或B₂H₆(乙硼烷)對晶圓進行浸潤處理，然后通過ALD工藝生長成核層，再通過CVD工藝沉積一定厚度的鎢；再通過后續的化學機械研磨(Chemical Mechanical Polish，CMP)工藝得到器件所需的塞(Plug)結構。但在此過程中，尤其CVD工藝中，若晶圓側面(Bevel)和背面(Backside)被鍍上金屬鎢，在CMP之后側面的鎢就會形成導電通路，對后續器件造成損害從而降低晶圓的良率，因此依據現有工藝的經驗需保證在距離晶圓邊緣約1mm(毫米)左右區域內不被鍍上鎢。而針對上述問題，一般來說需要一個蓋環(Cover ring)蓋住晶圓邊緣，防止反應氣體到達晶圓邊緣，同時通入氬氣作為邊緣清潔(Edge Purge)氣體將反應氣體從晶圓邊緣進行清潔，兩種方式共同作用才能防止晶圓側面和背面被鍍上鎢。

但是針對CVD工藝溫度高的特點，基座的各部的熱膨脹系數相差較大，會導致其相互定位結構的誤差增大；另外由于CVD工藝壓力為30～300Torr(托，1托＝133.32帕)，并且壓力切換較為頻繁，加之通過真空吸盤(Vacuum Chuck)形式吸住晶圓，當拆除工裝(Dechuck)時也會導致晶圓輕微移動，這樣即便蓋環蓋住晶圓邊緣的面積比較均勻，也會因為晶圓自身的移動導致晶圓相對于蓋環被蓋住的邊緣區域變得不均勻，且誤差很容易超出要求的范圍。硬件的缺陷直接會導致工藝的結果變差，即晶圓邊緣的未鍍區域的誤差值會變大，直接影響后續的工藝，造成器件良率的下降。

發明內容

本申請針對現有方式的缺點，提出一種半導體設備及其工藝腔室，用以解決現有技術存在晶圓連續的未鍍區域誤差較大、以及未鍍區域面積不均勻的技術問題。

第一個方面，本申請實施例提供了一種半導體設備的工藝腔室，所述工藝腔室內設置有可升降的基座，所述基座用于承載晶圓；所述基座上沿周向均布有多個導向滑塊，所述導向滑塊能沿所述基座的徑向滑動；所述工藝腔室內壁上設置有蓋環支架，所述蓋環支架上搭設有蓋環，所述蓋環位于所述基座的上方且與所述基座同心設置，所述蓋環底部對應于所述導向滑塊設置有多個導向件；在所述基座上升至工藝位置的過程中，所述導向件能帶動所述導向滑塊沿所述基座的徑向向所述基座的中心滑動，使所述導向滑塊推動承載在所述基座上的晶圓，對所述晶圓與所述蓋環進行對中，所述基座上升至所述工藝位置后，所述蓋環壓覆于所述晶圓的邊緣上。

于本申請的一實施例中，所述導向件包括設置在所述蓋環底部朝遠離所述基座的方向斜向延伸設置的導向柱，所述導向柱的軸線與所述蓋環的軸線呈一預設夾角。

于本申請的一實施例中，所述基座包括有基座本體、適配環，所述適配環套設于所述基座本體上，所述適配環上開設有多個安裝槽，所述多個導向滑塊一一對應地設置在所述多個安裝槽中，所述導向滑塊能在所述安裝槽中沿所述基座的徑向滑動。