用于沉积工艺的方法和设备技术

本发明专利技术提供用于沉积工艺的方法和设备。在部分实施例中，一种设备可包括基板支撑件，所述基板支撑件包括：基座板，所述基座板具有凹穴和唇部，所述凹穴设置在基座板的上表面中，所述唇部形成在所述上表面中，且所述唇部外接所述凹穴，而所述唇部配置以将基板支撑在唇部上；以及多个通气孔，所述多个通气孔从凹穴延伸至基座板的上表面，以当基板设置在唇部上时，使在基板的背侧与凹穴之间所捕捉（trapped）的气体排出。本发明专利技术还公开了使用本发明专利技术的设备而在基板上沉积一层的方法。

【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一般涉及处理设备和使用所述处理设备的方法。
技术介绍
在工艺中，可使用基座板(susceptor plate)以支撑基板，而所述工艺例如为外延沉积、蚀刻、热氧化或类似工艺。在部分工艺中，基座板可配置有中央凹槽(或凹穴〈pocket〉)和支撑突出部(ledge)，用以在接近所述基板的外边缘处支撑正在进行处理的所述基板。所述凹穴可通过将自基板背侧辐射的能量反射而往回朝向所述基板，以协助基板温度的控制。所述凹穴还可在处理中作为升降销处于缩回位置时的支撑表面。此种设备所使用的一种工艺为选择性外延沉积，所述选择性外延沉积利用交替的沉积和蚀刻工艺。选择性外延沉积的交替的沉积和蚀刻工艺必须在实质不同的压力下进 行。举例来说，沉积工艺可以在约10托(Torr)的压力下进行，蚀刻工艺可以在约300托的压力下进行。此压力差需要重复地改变腔室压力，因而不期望地使工艺生产量降低。此外，本专利技术人还发现必须缓慢地改变压力，以避免基板的前侧与背侧之间的压力差所导致基板在基座板上的移动。不幸地，沉积与蚀刻工艺之间的缓慢压力改变会进一步使工艺生产量降低。本专利技术人还已发现升降销可能会不期望地影响来自基板背侧的辐射能量的反射。因此，在基座凹穴中的升降销的现存配置，会造成基板上的不期望的非均一温度分布。因此，本专利技术人已专利技术了新颖的基座设计、工艺设备以及沉积工艺，以克服上述的限制。
技术实现思路
本专利技术提供用于沉积工艺的方法和设备。在部分实施例中，一种设备可包括基板支撑件，所述基板支撑件包括基座板(susceptor plate),所述基座板具有凹穴(pocket)和唇部，所述凹穴设置在基座板的上表面中，所述唇部形成在所述上表面中，且所述唇部外接(circumscribe)所述凹穴，而所述唇部配置为将基板支撑在唇部上；以及多个通气孔(vent)，所述多个通气孔从凹穴延伸至基座板的上表面，以将基板设置在唇部上时，在基板的背侧与凹穴之间所捕捉(trapped)的气体排出。在部分实施例中，一种设备可包括基座环，所述基座环具有内边缘，以将基板支撑在内边缘上；中央支撑件，所述中央支撑件具有支撑构件，所述支撑构件从中央支撑件径向延伸，以将基座环支撑在支撑构件上，所述支撑构件具有多个升降销支撑表面，所述多个升降销支撑表面位于支撑构件的面向基座环侧(susceptor ring facing side),各个升降销支撑表面具有孔，所述孔穿设各个升降销支撑表面，且所述孔位于所述面向基座环侧与支撑构件的背侧之间；以及多个升降销，各个升降销可移动地穿设各个升降销支撑表面中的所述孔，且当升降销处于缩回位置时，各个升降销由升降销支撑表面所支撑。在部分实施例中，一种基板支撑件可包括基座板，所述基座板具有凹穴和唇部，所述凹穴设置在基座板的上表面中，所述唇部形成在所述上表面中，且所述唇部外接所述凹穴，而所述唇部配置为将基板支撑在唇部上；以及多个通气孔，所述多个通气孔从凹穴延伸至基座板的背侧，以将存在有基板时，在基板的背侧与凹穴之间所捕捉的气体排出，其中所述多个通气孔经配置而使得在平行于基座板的中心轴的方向上，由凹穴至基座板的背侧并无视线(line of sight)存在。在部分实施例中，一种设备可包括处理腔室，具有此处所述的任何实施例的基板支撑件，所述基板支撑件设置在处理腔室中，其中处理腔室具有内部容积，所述内部容积包括第一容积与第二容积，所述第一容积设置于基板支撑件上方，所述第二容积设置于基板支撑件的下方；第一气体入口，设置在基板支撑件上方，所述第一气体入口用于将处理气体提供至第一容积，以对设置在基板支撑件上的基板进行处理；以及第二气体入口，设置在基板支撑件的表面下方，所述第二气体入口用于将加压气体提供至第二容积，以利于采用期望的压力斜升率(ramping rate)而使腔室压力升高至期望的腔室压力。在部分实施例中，所述设备更包括压力控制阀，所述压力控制阀耦接在气体面板(gas panel)与所述第一气体入口、所述第二气体入口之间,所述气体面板用于供应处理气 体与加压气体，其中所述压力控制阀调节处理气体与加压气体的流量，而使得在采用所述期望的压力斜升率而使压力斜升的过程中，腔室压力不会实质超过期望的腔室压力。在部分实施例中，一种在基板上选择性沉积外延层的方法，所述方法包括提供处理腔室，所述处理腔室具有内部容积，而基板支撑件设置在内部容积中，且基板设置在基板支撑件上，其中，所述内部容积包括第一内部容积与第二内部容积，第一内部容积位于基板支撑件上方，且第二内部容积位于基板支撑件的上表面下方，其中基板具有第一表面和第二表面，在所述第一表面上沉积外延层；流入沉积气体，以在第一腔室压力下，而在基板的第一表面上沉积外延层；将蚀刻气体流入第一内部容积中，以对沉积在第二表面上的第二层进行选择性蚀刻；以及在将蚀刻气体流入第一内部容积中的同时，将加压气体流入第二内部容积中，使腔室压力以期望的压力斜升率而升高至第二腔室压力，所述第二腔室压力大于所述第一腔室压力。在下文对本专利技术的其它和进一步的实施例进行描述。附图简单说明通过参照附图中描绘的本专利技术的示例性实施例，可以理解如上简要概括的并且在下文更详细讨论的本专利技术的实施例。需注意的是，虽然附图仅图示本专利技术的典型实施例，但并非用以限定本专利技术的范围，本专利技术可允许其他等效的实施方式。图I描绘根据本专利技术的部分实施例的处理腔室的示意侧视图。图2描绘根据本专利技术的部分实施例的处理腔室的示意侧视图。图3描绘根据本专利技术的部分实施例的处理腔室的示意侧视图。图4A至图4C描绘根据本专利技术的部分实施例的基板支撑件的多个实施例的示意侧视图。图5描绘根据本专利技术的部分实施例而在基板上选择性沉积外延层的方法的流程图。图6A至图6D描绘根据图5的方法而在基板上选择性沉积外延层的多个阶段。为便于了解，所有图中相同的元件符号表示相同的元件。所有图未照比例描绘且为明了易懂而简化。可以预期，一个实施例采用的元件和特征可应用到其它实施例，而不需特别详述。具体描述在此公开用于沉积工艺的方法和设备。本专利技术的设备包括在此公开的基座设计和/或额外设备，以在处理过程中有利地提供基板的前侧与背侧之间快速的压力平衡，所述处理例如在选择性外延沉积工艺过程中，在沉积与蚀刻工艺之间切换时。本专利技术的设备可进一步有利地提供跨越基板的改善的温度均一性。还公开了本专利技术的方法，本专利技术的方法可与本专利技术的设备一起使用，以快速地使压力斜升(ramp)，从而有利地提高工艺生产量。本专利技术的方法可进一步在沉积过程中维持选择性、生长速率和层质量。图I描绘根据本专利技术的部分实施例的处理腔室100的示意侧视图。处理腔室100可以修改自市售的处理腔室，例如购自加州圣克拉拉市的应用材料公司的RP EPI 反应器，或是适于执行外延沉积工艺的任何适合的半导体处理腔室。或者，处理腔室100可适于执行下列工艺中的至少一种工艺沉积工艺、蚀刻工艺、等离子体增强沉积和/或蚀刻工 艺、热工艺以及在集成半导体器件和电路制造中所执行的其它工艺。特定的说，这类工艺可包括(但不限于为)在处理过程中使用快速压力改变的工艺。在部分实施例中，处理腔室100可适于执行如上所述的外延沉积工艺，且所述处理腔室100说明性地包括腔室主体110、支持系统130本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：尼欧·谬，凯文·鲍蒂斯塔，叶祉渊，舒伯特·S·楚，金以宽，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：