用于旋转压板式ALD腔室的等离子体源制造技术

提供了基板处理腔室以及用于处理多个基板的方法，并且所述基板处理腔室大体包括电感耦合的饼形等离子体源，所述电感耦合的饼形等离子体源定位成使得在压板上旋转的基板将穿过与所述等离子体源相邻的等离子体区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例总体涉及用于处理基板的装置。更具体而言，本专利技术涉及用于在 基板上执行原子层沉积（ALD)和化学气相沉积（CVD)的批量处理平台。
技术介绍
形成半导体器件的工艺通常在容纳有多个腔室的基板处理平台中进行。在一些情 况下，多腔室式处理平台或群集工具的目的在于，在受控环境中，顺序地对基板执行两个或 更多个工艺。然而，在其他情况下，多腔室式处理平台可以仅对基板执行单个处理步骤；附 加的腔室旨在使平台处理基板的速率最大化。在后一种情况下，对基板执行的工艺通常是 批量处理，其中，在给定腔室中，同时处理相对大数量的（例如，25个或50个）基板。以经 济上可行的方式来说，对单独的基板执行的过于耗时的工艺（诸如，对ALD工艺及一些化学 气相沉积（CVD)工艺），批量处理是尤其有益的。 基板处理平台或系统的有效性通常通过拥有成本（C00)来量化。尽管受到许多因 素影响，但是C00在很大程度上受到系统占地面积（footprint)(即，在制造工厂中操作该 系统所需的总体占地空间）以及系统产量（即，每小时处理的基板数量）影响。占地面积 通常包括维护所需的、邻近系统的进出区域。因此，尽管基板处理平台可能相对较小，但是 如果该基板处理平台需要从所有的侧面进出来操作和维护，那么系统的有效占地面积仍可 随着半导体器件的尺寸缩小，半导体产业对工艺可变性的容限持续减小。为了满 足这些更严格的工艺要求，产业已开发了满足更严格工艺窗要求的大量新工艺，但是这些 工艺常常要花费较长的时间来完成。例如，为了将铜扩散阻挡层共形地形成到高深宽比、 65nm或更小互连特征的表面上，可能必须使用ALD工艺。ALD是CVD的变体，与CVD相比， ALD展现极佳的阶梯覆盖性。ALD基于原子层外延（ALE)，ALE最初用于制造电致发光显示 器。ALD采用化学吸附作用以在基板表面上沉积反应前体分子的饱和单层。这通过使适当 的反应前体的脉冲循环交替到沉积腔室中来实现。反应前体的每次注入通常通过惰性气体 净化分开进行，以将新原子层提供到先前所沉积的层上，从而在基板表面上形成均匀的材 料层。反应前体及惰性净化气体的循环重复进行，以将材料层形成到期望厚度。ALD技术最 大缺点在于，沉积速率远低于典型CVD技术至少一个数量级。例如，一些ALD工艺可能需要 从约10分钟到约200分钟的腔室处理时间来将高质量的层沉积在基板表面上。在选择此类 ALD及外延工艺以获得更佳的器件性能时，由于非常低的基板处理产量，在常规的单个基板 处理腔室中制造器件的成本将增加。因此，当实现此类工艺时，需要连续基板处理方法以便 在经济上可行。 当前，由于处理期间基板遵循的路径，旋转传送型的处理系统不提供均匀的等离 子体处理。因此，在本领域中需要实现ALD膜的均匀沉积和后处理的连续基板处理。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及处理腔室，所述处理腔室包括至少一个电感耦合的饼形等离 子体以及基板支撑装置。所述至少一个电感耦合的饼形等离子体源沿弧形路径被定位在所 述处理腔室中，以便在与所述等离子体源相邻的等离子体区域中生成电感耦合等离子体。 所述饼形等离子体源在内周边缘处具有狭窄的宽度，且在外周边缘处具有较大的宽度。所 述饼形等离子体源包括在电感耦合的饼形等离子体源内的多个导电棒。所述电感耦合等离 子体在狭窄的内周边缘与较宽的外周边缘之间具有基本上均匀的等离子体密度。所述基板 支撑装置在所述处理腔室内，并且所述基板支撑装置可绕所述处理腔室的中心轴旋转，以 使至少一个基板沿与所述至少一个饼形等离子体源相邻的所述弧形路径移动。 在一些实施例中，所述导电棒被径向地间隔开，并且所述导电棒沿所述电感耦合 的饼形等离子体源的所述宽度延伸。在一个或多个实施例中，所述导电棒之间的间距是所 述饼形等离子体源的被所述导电棒延伸穿过的宽度的函数。在一些实施例中，相比在所述 外周边缘处，朝向所述饼形等离子体源的所述内周边缘，导电棒的密集度更大。 在一个或多个实施例中，所述多个导电棒包括重复地穿过所述饼形等离子体源的 单个棒。在一些实施例中，所述导电棒中的每一个导电棒都是分开的棒。 在一个或多个实施例中，所述多个导电棒以相对于所述饼形等离子体源的径向壁 的倾斜角度延伸，每个导电棒延伸穿过所述饼形等离子体源的长度。 在一些实施例中，所述饼形等离子体源还包括电介质层，所述电介质层在所述多 个导电棒与其中形成等离子体的区域之间。在一个或多个实施例中，所述电介质层包括石 英。 -些实施例进一步包括多个气体分布组件，所述多个气体分布组件围绕所述处理 腔室的所述中心轴被间隔开，并且所述多个气体分布组件定位在所述基板支撑装置上方。 在一个或多个实施例中，所述气体分布组件中的每一个气体分布组件包括多个伸长气体端 口，所述伸长气体端口在基本上垂直于由所述至少一个基板横穿的所述弧形路径的方向上 延伸。所述多个气体端口包括第一反应气体端口和第二反应气体端口，使得穿过所述气体 分布组件的基板将按顺序经受所述第一反应气体端口和所述第二反应气体端口以将层沉 积在所述基板上。在一个或多个实施例中，存在多个电感耦合的饼形等离子体源，所述多个 电感耦合的饼形等离子体源与所述多个气体分布组件交替，使得沿所述弧形路径移动的基 板将顺序地暴露于气体分布组件和等离子体源。 在一些实施例中，所述基板支撑装置包括基座组件。在一些实施例中，所述基板包 括多个凹槽，所述多个凹槽的尺寸设定为用于支撑基板。在一个或多个实施例中，所述凹槽 的尺寸设定为使得所述基板的顶表面基本上与所述基座的顶表面共面。 本专利技术的另外的实施例涉及处理腔室，所述处理腔室包括多个饼形气体分布组 件、多个电感耦合的饼形等离子体源以及基座。所述多个饼形气体分布组件围绕所述处理 腔室被间隔开，使得所述气体分布组件中的每一个气体分布组件之间存在区域。所述饼形 气体分布组件中的每一个气体分布组件具有内周边缘和外周边缘以及多个伸长气体端口， 所述多个伸长气体端口从所述内周边缘附近延伸到所述外周边缘附近，并在所述外周边缘 处具有比在所述内周边缘处更大的宽度。所述多个气体端口包括第一反应气体端口和第二 反应气体端口，使得穿过所述气体分布组件的基板将按顺序经受所述第一反应气体端口和 所述第二反应气体端口以将层沉积在所述基板上。所述多个电感耦合的饼形等离子体源围 绕所述处理腔室被间隔开，使得所述至少一个电感耦合的饼形等离子体源在所述多个饼形 气体分布组件中的每一个气体分布组件之间。所述电感耦合的饼形等离子体源在与所述等 离子体源相邻的等离子体区域中生成电感耦合等离子体。所述饼形等离子体源在内周边缘 处具有狭窄的宽度，且在外周边缘处具有较大的宽度。所述饼形等离子体源中的每一个饼 形等离子体源包括以下一个或多个：穿过所述等离子体源的多个导电棒以及重复地穿过所 述等离子体源的单个导电棒。所述基座包括多个凹槽用以支撑多个基板。所述基座可沿与 所述多个气体分布组件和所述多个电感耦合的饼形等离子体源中的每一个相邻的圆形路 径旋转。所述等离子体区域中的电感耦合等离子体在所述狭窄的内周边缘和所述较宽的外 周边缘附近具有基本上均匀的等离子体密度。 在一些实施例中，所述多个导电棒被径向地间隔开，并且所述多个导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理腔室，所述处理腔室包括：至少一个电感耦合的饼形等离子体源，所述至少一个电感耦合的饼形等离子体源沿弧形路径被定位在所述处理腔室中，以便在与所述等离子体源相邻的等离子体区域中生成电感耦合等离子体，所述饼形等离子体源在内周边缘处具有狭窄的宽度，并在外周边缘处具有较大的宽度，所述饼形等离子体源包括在所述电感耦合等离子体源内的多个导电棒，所述电感耦合等离子体在狭窄的内周边缘与较宽的外周边缘之间具有基本上均匀的等离子体密度；以及基板支撑装置，所述基板支撑装置在所述处理腔室内，所述基板支撑装置可绕所述处理腔室的中心轴旋转，以使至少一个基板沿与所述至少一个饼形等离子体源相邻的所述弧形路径移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·福斯特，J·约德伏斯基，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US