在基板边缘上的等离子体密度控制制造技术

本公开的实现整体涉及一种用于减少等离子体处理腔室中的基板上的颗粒污染的设备。用于减少的颗粒污染的设备包括腔室主体、耦接到所述腔室主体的盖。所述腔室主体和所述盖之间限定处理容积。所述设备还包括设置在所述处理容积中的基板支撑件以及边缘环。所述边缘环包括设置在基板上方的内部凸缘、连接到所述内部凸缘的顶表面、与所述顶表面相对并从所述基板支撑件径向向外延伸的底表面、以及在所述底表面与所述内部凸缘之间的内部台阶。为了避免在等离子体断电时将颗粒沉积在正在处理的所述基板上，所述边缘环使高等离子体密度区从所述基板的边缘区域被移开。

Plasma density control on the edge of the substrate

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在基板边缘上的等离子体密度控制
本公开的实现整体涉及用于一种减少等离子体处理腔室中的基板上的颗粒污染的设备。
技术介绍
等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺是将电磁能施加到至少一种前驱物气体或蒸气上以将前驱物转化为反应性等离子体的化学工艺。使用PECVD有许多优点，包括但不限于降低形成膜所需的温度、提高膜的形成速率、增强形成的层的性质。由等离子体电离的气体或蒸气的颗粒通过等离子体鞘扩散并被吸收到基板上以形成薄膜层。等离子体可以在处理腔室内产生，即，原位产生，或在远离处理腔室定位的远程等离子体发生器中产生。该工艺广泛地用于在基板上沉积材料以生产高质量和高性能的半导体器件。在诸如PECVD的等离子体工艺期间的颗粒污染是在这些半导体器件的生产期间的薄膜的沉积和蚀刻的主要障碍。因此，需要改善的设备来减少等离子体处理腔室中的颗粒污染。
技术实现思路
本公开的实现整体涉及一种用于减少等离子体处理腔室中的基板上的颗粒污染的设备。在一种实现中，用于减少的颗粒污染的所述设备包括腔室主体和耦接到所述腔室主体的盖。所述腔室主体和所述盖之间限定处理容积。所述设备还包括设置在所述处理容积中的基板支撑件以及边缘环。所述边缘环包括设置在基板上方的内部凸缘、连接到所述内部凸缘的顶表面、与所述顶表面相对并从所述基板支撑件径向向外延伸的底表面、以及在所述底表面与所述内部凸缘之间的内部台阶。在另一个实现中，公开了一种等离子体处理设备，并且所述等离子体处理设备包括腔室主体和耦接到所述腔室主体的盖。所述腔室主体和所述盖之间限定处理容积。所述等离子体处理设备进一步包括设置在所述处理容积中的基板支撑件和设置在所述基板支撑件上的边缘环。所述边缘环包括径向向内延伸的内部凸缘和连接到所述内部凸缘的顶表面。所述边缘环的所述顶表面是倾斜的。所述边缘环还包括与所述顶表面相对并从所述基板支撑件径向向外延伸的底表面和在所述底表面与设置在所述基板支撑件上的所述内部凸缘之间的内部台阶。在又一个实现中，公开了一种等离子体处理设备，所述等离子体处理设备包括腔室主体和耦接到所述腔室主体的盖。所述腔室主体和所述盖之间限定处理容积。所述等离子体处理设备还包括设置在所述处理容积中的基板支撑件和设置在所述基板支撑件上的边缘环。所述边缘环包括径向向内延伸的内部凸缘和耦接到所述内部凸缘的顶表面。所述边缘环的所述顶表面是倒角的。所述边缘环还包括与所述顶表面相对并从所述基板支撑件径向向外延伸的底表面和在所述底表面与设置在所述基板支撑件上的所述内部凸缘之间的内部台阶。附图说明因此，为了能够详细地理解本公开的上述特征的方式，可以通过参考实现获得上面简要地概述的本公开的更具体的描述，实现中的一些在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出了示例性实现，并且因此不应视为限制范围，因为本公开可以允许其它同等有效的实现。图1示出了根据本文所述的实现的等离子体处理腔室的示意性横截面视图。图2示出了根据本文所述的实现的边缘环的局部横截面视图。图3示出了根据本文所述的另一个实现的边缘环的局部横截面视图。为了便于理解，在可能情况下，使用相同的附图标记来表示各图共有的相同元件。附图未必按比例绘制，并且为了清楚起见，可以进行简化。构想到，一个实现的要素和特征可以有利地并入其它实现方式而无需进一步叙述。具体实施方式图1示出了根据本文描述的实现的等离子体处理腔室100的示意性横截面视图。处理腔室100可以是等离子体增强化学气相沉积(PECVD)腔室或其它等离子体增强处理腔室。可以受益于本文所述的实现的示例性处理腔室是可从加利福尼亚州圣克拉拉市应用材料公司(AppliedMaterials,Inc.,SantaClara,CA)获得的支持PECVD的腔室的系列。构想到，来自其它制造商的其它类似地配备的处理腔室也可以受益于本文所述的实现。处理腔室100以腔室主体102、设置在腔室主体102内的基板支撑件104、以及耦接到腔室主体102并将基板支撑件104封闭在内部处理容积120中的盖组件106为特征。基板154通过开口126提供到处理容积120。电极108可以邻近腔室主体102设置并将腔室主体102与盖组件106的其它部件分开。电极108可以是盖组件106的一部分，或可以是单独的侧壁电极。电极108可以是环形或环状构件，并且可以是环形电极。电极108可以是围绕包围处理容积120的处理腔室100的圆周的连续环，或如果需要可以在选定位置处是间断的。电极108也可以是穿孔电极，诸如穿孔环或网状电极。电极108也可以是板状电极，例如，二次气体分配器。隔离器110接触电极108并使电极108与气体分配器112和腔室主体102电分离和热分离。隔离器110可以由一种或多种介电材料制成或包含一种或多种介电材料。示例性介电材料可以是或包括一种或多种陶瓷、金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化物、氧化硅、硅酸盐或它们的任何组合。例如，隔离器110可以包含氧化铝、氮化铝、氧氮化铝或它们的任何组合或由其形成。气体分配器112以开口118为特征，开口118用于允许工艺气体进入处理容积120。工艺气体可以经由导管114供应到处理腔室100，并且工艺气体可以在流过开口118之前进入气体混合区域116。气体分配器112可以耦接到电源142，诸如RF发生器、DC电源、脉冲DC电源和脉冲RF电源也可以被使用。电极108可以耦接到调谐电路128，该调谐电路128控制处理腔室100的接地路径。调谐电路128包括电子传感器130和电子控制器134，电子控制器134可以是可变电容器。调谐电路128可以是包括一个或多个电感器132的LLC电路。调谐电路128以与电子控制器134串联的第一电感器132A和与电子控制器134并联的第二电感器132B为特征。电子传感器130可以是电压或电流传感器，并且可以耦接到电子控制器134以提供对处理容积120内的等离子体状态的一定程度的闭环控制。第二电极122可以耦接到基板支撑件104。第二电极122可以嵌入基板支撑件104内或耦接到基板支撑件104的表面。第二电极122可以是板、穿孔板、网状物、金属丝网或任何其它分布布置。第二电极122可以是调谐电极，并且可以通过设置在基板支撑件104的轴144中的导管146(例如具有选定电阻(诸如约50Ω)的电缆)耦接到第二调谐电路136。第二调谐电路136可以具有第二电子传感器138和第二电子控制器140，第二电子控制器140可以是第二可变电容器。第二电子传感器138可以是电压或电流传感器，并且可以耦接到第二电子控制器140以提供对处理容积120中的等离子体状态的进一步控制。可以是偏压电极和/或静电吸附电极的第三电极124可以耦接到基板支撑件104。第三电极124可以通过包含在电路180中的滤波器148耦接到第二电源150。滤波器148可以是阻抗匹配电路。第二电源150可以是DC电源、脉冲DC电源、RF电源、脉冲RF电源或它们的任何组合。图1的盖组件106和基板支撑件104可以与任何处理腔室一起用于等离子体或热处理。来自其它制造商的腔室也可以与上述部件一起使用。基板支撑件104可以包含一种或多种金属或陶瓷材料或由其形成。示例性金属或陶瓷材料可以是或包括一种或多种金属、金属氧化物、金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子体处理设备，包括：腔室主体；盖，所述盖耦接到所述腔室主体；其中所述腔室主体与所述盖之间限定处理容积；基板支撑件，所述基板支撑件设置在所述处理容积中；以及边缘环，所述边缘环包括：内部凸缘，所述内部凸缘径向向内延伸；顶表面，所述顶表面连接到所述内部凸缘；底表面，所述底表面与所述顶表面相对并从所述基板支撑件径向向外延伸；以及内部台阶，所述内部台阶在所述底表面与所述内部凸缘之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.04.07 US 62/482,9151.一种等离子体处理设备，包括：腔室主体；盖，所述盖耦接到所述腔室主体；其中所述腔室主体与所述盖之间限定处理容积；基板支撑件，所述基板支撑件设置在所述处理容积中；以及边缘环，所述边缘环包括：内部凸缘，所述内部凸缘径向向内延伸；顶表面，所述顶表面连接到所述内部凸缘；底表面，所述底表面与所述顶表面相对并从所述基板支撑件径向向外延伸；以及内部台阶，所述内部台阶在所述底表面与所述内部凸缘之间。2.如权利要求1所述的设备，其中所述基板支撑件和所述边缘环中的每个独立地包括陶瓷材料。3.如权利要求1所述的设备，其中所述盖包括气体分配器，所述气体分配器具有从中穿过而形成的多个气流开口。4.如权利要求1所述的设备，进一步包括边缘环保持器，所述边缘环保持器耦接到所述腔室主体。5.如权利要求1所述的设备，其中所述边缘环的所述顶表面是倾斜的。6.如权利要求1所述的设备，其中所述边缘环的所述顶表面是平坦的。7.如权利要求1所述的设备，其中所述边缘环具有圆形边缘。8.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·库玛，P·科特努尔，S·巴蒂亚，A·K·辛格，V·B·沙赫，G·巴拉苏布拉马尼恩，C·王，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US