用于改善自由基浓度的侧面注入设计制造技术

在一个实例中，腔室入口组件包括腔室入口、用于输送管线的外部耦接件以及用于处理腔室的处理区域的内部耦接件。内部耦接件和外部耦接件分别在腔室入口的内端和外端上，其中内部耦接件的横截面面积大于外部耦接件的横截面面积。腔室入口组件还包括纵向剖面，该纵向剖面包含内端和外端以及第一侧和第二侧，第一侧和第二侧位于腔室入口的相对侧，其中纵向剖面的形状包括以下各者中的至少一个：三角形、修改式三角形、梯形、修改式梯形、矩形、修改式矩形、菱形和修改式菱形。腔室入口组件还包括盒，该盒包含腔室入口并经配置以设置到处理腔室的侧壁中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改善自由基浓度的侧面注入设计
本公开内容的实施方式一般涉及制造半导体器件。更具体言之，本文描述的实施方式涉及使用来自远程等离子体源的离子、自由基和电子的改进式侧面注入来制造浮栅NAND存储器器件和其他晶体管栅极结构。
技术介绍
闪存(如NAND闪存器件)是广泛用于大容量存储应用的常用类型的非易失性存储器。NAND闪存器件通常具有堆叠型栅极结构，其中隧道氧化物(TO)、浮栅(FG)、多晶硅间电介质(IPD)和控制栅(CG)依序堆叠在半导体基板上。浮栅、隧道氧化物和基板的下面部分大体形成NAND闪存器件的单元(或存储器单元)。浅沟槽隔离(STI)区域设置在隧道氧化物相邻的每个单元与浮栅之间的基板中，以将该单元与相邻单元分离。在写入NAND闪存器件期间，向控制栅施加正电压，该电压将电子从基板吸引到浮栅中。为了抹除NAND闪存器件的数据，将正电压施加到基板以将电子从浮栅释出并通过隧道氧化物。电子流由感测电路感测，而使得返回“0”或“1”作为当前指示。浮栅中的电子量和“0”或“1”特性形成用于在NAND闪存器件中存储数据的基础。浮栅通常由隧道氧化物而与半导体基板隔离，以及由多晶硅间电介质而与控制栅隔离，这防止电子在例如基板和浮栅之间或浮栅和控制栅之间泄漏。为了使NAND闪存器件能够持续物理地按比例增减(scaling)，业界已经使用氮化工艺将氮结合到浮栅的表面中以改善隧道氧化物的可靠性或者将掺杂剂扩散抑制在浮栅之外。然而，氮化工艺也不合意地将氮结合到浅沟槽隔离区域中。结合在相邻浮栅结构之间的浅沟槽隔离区域中的氮形成电荷泄漏路径，其可能对最终器件效能有负面影响。一般来说，例如气体分子的能量激发所产生的等离子体含有带电离子、自由基和电子的等离子体。与离子或自由基和离子的混合物相比，等离子体的自由基通常以更加理想(desirable)的方式与基板上的硅、多晶硅或氮化硅材料反应。在这方面，消除等离子体的大部分离子是有益的，使得仅等离子体的自由基与基板上的硅、多晶硅或氮化硅材料反应，从而获得基板上的硅或多晶硅材料更高的处理选择性。许多当前的基板处理系统包括通过侧面注入耦接到处理腔室的远程等离子体源。理想地，来自远程等离子体源的自由基行进通过侧面注入到处理腔室，然后流过及穿过基板的表面。在许多当前的基板处理系统中，侧面注入的配置可能导致显着的自由基损失，这至少部分是由于(在侧面注入和处理腔室之间的)耦接适配器的限制形状/尺寸。例如，该配置可在自由基到达处理腔室之前导致大量的体积-表面重新结合(volume-surfacerecombination)。一些当前的基板处理系统可通过产生从RPS到处理腔室的背压而加剧体积-表面重新结合(参见Nobel等人的美国专利第6,450,116号)。通过减少或最小化体积-表面重新结合来改善侧面注入和/或适配器件的配置以在基板上提供更大的自由基可用性将是有益的。
技术实现思路
用于基板处理系统的腔室入口组件包括：腔室入口；用于输送管线的外部耦接件；用于处理腔室的处理区域的内部耦接件，内部耦接件和外部耦接件分别在腔室入口的内端和外端上，其中内部耦接件的横截面面积大于外部耦接件的横截面面积；纵向剖面(longitudinalprofile)，该纵向剖面包含内端和外端以及第一侧和第二侧，第一侧和第二侧位于腔室入口的相对侧，其中纵向剖面的形状包括以下各者中的至少一个：三角形、修改式三角形、梯形、修改式梯形、矩形、修改式矩形、菱形和修改式菱形；盒，该盒包含腔室入口并经配置以设置到处理腔室的侧壁中。一种用于基板处理系统的输送管线的入口构件包括：第一端，该第一端用于耦接到输送管线的安装套管；第二端，该第二端用于耦接到处理腔室；和入口通过，该入口通过从第一端延伸到第二端，其中：入口通道包含靠近第一端的圆柱形部分，入口通道包含靠近第二端的锥形部分，并且在第一端处的第一横截面面积小于在第二端处的第二横截面面积。基板处理系统包括：输送管线，该输送管线耦接在处理腔室和远程等离子体源之间；处理腔室包含侧壁；和腔室入口组件，该腔室入口组件设置到侧壁中，该腔室入口组件包含：腔室入口；耦接到输送管线的外部耦接件；用于处理腔室的处理区域的内部耦接件，内部耦接件和外部耦接件分别在腔室入口的内端和外端上，其中内部耦接件的横截面面积大于外部耦接件的横截面面积；纵向剖面，该纵向剖面包含内端和外端以及第一侧和第二侧，第一侧和第二侧位于腔室入口的相对侧上，其中纵向剖面的形状包含以下各者中的至少一个：三角形、修改式三角形、梯形、修改式梯形、矩形、修改式矩形、菱形和修改式菱形；和盒，该盒包含腔室入口并经配置以设置到侧壁中。一种基板处理系统包括：处理腔室；和输送管线，该输送管线耦接在处理腔室和远程等离子体源之间；该输送管线包含：安装套管，该安装套管耦接至远程等离子体源；和入口构件，该入口构件包含：第一端，该第一端用于耦接到安装套管；第二端，该第二端用于耦接到处理腔室；和入口通道，该入口通道从第一端延伸到第二端，其中：入口通道包含靠近第一端的圆柱形部分，入口通道包含靠近第二端的锥形部分，并且在第一端处的第一横截面面积小于在第二端处的第二横截面面积。附图说明本公开内容的特征已简要概述于前，并在以下有更详尽的论述，可以通过参考所附附图中绘示的本公开内容的实施方式以作了解。然而，值得注意的是，所附附图只绘示了示范实施方式且不会视为其范围的限制，本公开内容可允许其他等效的实施方式。图1绘示根据本文公开的实施方式的基板处理系统。图2绘示图1的基板处理系统的输送管线的示意性横截面图。图3是图1的基板处理系统的示意性顶视图。图4是替代基板处理系统的示意性顶视图。图5是另一替代基板处理系统的示意性顶视图。图6是另一替代基板处理系统的示意性顶视图。图7是另一替代基板处理系统的示意性顶视图。图8是图4至图7的基板处理系统的模拟实验(modelingexperiments)结果的曲线图，绘示在基板表面上的各个点处由O自由基浓度所测量的表面反应。图9是图4至图7的基板处理系统的模拟实验结果的曲线图，绘示O自由基浓度的面积加权平均。图10绘示氧化物生长速率实验的代表性结果。为便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图代表附图中相同的元件。可以预期的是一个实施方式中的元件与特征可有利地用于其他实施方式中而无需赘述。具体实施方式本专利申请描述了使用前驱物活化器(如远程等离子体源(“RPS”))将等离子体的自由基结合到基板或半导体基板上的材料中的设备和方法。一般来说，等离子体是由离子、自由基、电子和中性分子组成的气态材料。与离子或自由基和离子的混合物相比，等离子体的自由基通常以更理想的方式与基板上的硅或多晶硅材料反应。在这方面，本文所述的设备和方法消除了等离子体的大部分离子，使得主要是等离子体的自由基与基板上的硅或多晶硅材料反应，以改善在基板上硅或多晶硅材料的处理选择性。本文描述的设备以及方法可用于制造适本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于基板处理系统的腔室入口组件，包括：/n腔室入口；/n用于输送管线的外部耦接件；/n用于处理腔室的处理区域的内部耦接件，所述内部耦接件和所述外部耦接件分别在所述腔室入口的内端和外端上，其中所述内部耦接件的横截面面积大于所述外部耦接件的横截面面积；/n纵向剖面，所述纵向剖面包含所述内端和所述外端以及第一侧和第二侧，所述第一侧和所述第二侧位于所述腔室入口的相对侧上，其中所述纵向剖面的形状包含以下各者中的至少一个：三角形、修改式三角形、梯形、修改式梯形、矩形、修改式矩形、菱形和修改式菱形；和/n盒，所述盒包含所述腔室入口并经配置以设置到所述处理腔室的侧壁中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180130 IN 201841003399;20180124 US 62/621,4601.一种用于基板处理系统的腔室入口组件，包括：
腔室入口；
用于输送管线的外部耦接件；
用于处理腔室的处理区域的内部耦接件，所述内部耦接件和所述外部耦接件分别在所述腔室入口的内端和外端上，其中所述内部耦接件的横截面面积大于所述外部耦接件的横截面面积；
纵向剖面，所述纵向剖面包含所述内端和所述外端以及第一侧和第二侧，所述第一侧和所述第二侧位于所述腔室入口的相对侧上，其中所述纵向剖面的形状包含以下各者中的至少一个：三角形、修改式三角形、梯形、修改式梯形、矩形、修改式矩形、菱形和修改式菱形；和
盒，所述盒包含所述腔室入口并经配置以设置到所述处理腔室的侧壁中。


2.如权利要求1所述的腔室入口组件，其中：
腔室入口纵轴，所述腔室入口纵轴从所述处理区域的中心穿过所述内端并延伸到所述外部耦接件，
输送管线纵轴，所述输送管线纵轴与所述输送管线平行，所述输送管线纵轴从所述输送管线延伸并穿过所述外部耦接件，并且
所述腔室入口纵轴与所述输送管线纵轴成10度至70度之间的角度。


3.如权利要求2所述的腔室入口组件，其中所述输送管线纵轴在所述内端和所述外端之间的一点处与所述第一侧相交。


4.如权利要求1所述的腔室入口组件，其中所述第一侧是弯曲的。


5.如权利要求4所述的腔室入口组件，其中当所述第一侧接近所述内部耦接件时，所述第一侧与所述外部耦接件处的所述输送管线对齐，且朝向所述第二侧弯曲。


6.如权利要求1所述的腔室入口组件，其中所述第一侧是直的且与所述输送管线的内壁对齐。


7.如权利要求1所述的腔室入口组件，其中所述第一侧是直的且与所述输送管线的内壁形成小于180°的角度。


8.如权利要求1所述的腔室入口组件，其中所述外部耦接件的长度小于所述外端的长度。


9.一种用于基板处理系统的输送管线的入口构件，包括：
第一端，所述第一端用于耦接到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄野贤一，维希瓦·库马尔·帕迪，克里斯托弗·S·奥尔森，汉瑟·劳，阿古斯·索菲安·查德拉，泰万·基姆，托宾·卡芙曼·奥斯本，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US