减少在晶片边缘的背面沉积的制作方法
【技术领域】
[0001 ]这些实施方式涉及半导体晶片处理设备工具，并且更具体地，用于室内的承载环。 室被用于处理和传输晶片。
【背景技术】
[0002] 在原子层沉积(ALD)中，通过连续的配料和活化步骤一层一层地沉积膜。ALD用来 在高深宽比结构上产生保形膜。ALD的缺点之一是，在晶片的背面的膜沉积是难以避免的， 因为膜可以穿过通往晶片背面的任何间隙来沉积。在间隔物应用中，背面沉积是不希望有 的，因为在作为集成流的一部分的光刻步骤期间，背面沉积会导致对准/聚焦问题。
[0003] 通过在配料步骤期间将前体物质传输到背面以及在活化步骤期间前体与传输的 自由基物质的反应而产生背面上的膜。在基准工艺中，已经观察到与在边缘的正面膜一样 厚并从边缘向内延伸到大于5mm的膜环。
[0004]正是在这样的背景下，发明的实施方式出现了。
【发明内容】
[0005] 本公开的实施方式提供了用以在ALD处理期间减少背面沉积的系统、装置和方法。
[0006] 在ALD处理室中，晶片被支撑在基座组件上，该基座组件还装有用于在室内晶片转 向的承载环。在这样的结构中，通往晶片背面的两个主要传输路径可供使用:在晶片和承载 环之间的间隙，以及在承载环和基座之间的间隙。本发明的实施方式提供了一种用于在低 温ALD工艺中减少在晶片边缘的背面沉积的新的方法。提供了一种改进的基座和承载环设 计以限制前体或自由基物质到晶片背面的传输路径，从而使在离边缘3毫米处在背面形成 的膜大大降低至小于50埃。本发明的实施方式通过使用减少两个主要的间隙的基座和承载 环的组合来减少在晶片边缘的背面沉积，该两个主要的间隙为：晶片到承载环(例如，从14 密耳到例如6.5密耳)和承载环到基座(例如，从6密耳至例如2密耳）。
[0007] 在一种实施方式中，提供了一种用于在晶片上沉积膜的处理室，其包括:配置为接 收所述晶片的基座，所述基座具有，从所述基座的中心轴线延伸至顶表面的直径的中央顶 表面，所述中央顶表面具有限定在其上的多个晶片支撑件，所述晶片支撑件被配置成将所 述晶片支撑在所述中央顶表面上面的支撑水平，环形表面，其从所述顶表面的直径延伸到 所述环形表面的外径，所述环形表面处于所述中央顶表面下的台阶，多个承载环支撑件，其 位于所述环形表面的所述外径;具有环形主体的承载环，所述环形主体具有底部表面和顶 部表面，所述承载环的所述环形主体的所述底部表面配置成由所述承载环支撑件支撑，使 得所述环形主体的底部表面是在所述环形表面上方的第一垂直间隔处，所述承载环具有内 径和被定义为接近所述内径的台阶下表面，所述台阶下表面与从所述台阶下表面延伸到所 述环形主体的外径的所述顶部表面相对;其中，当所述承载环坐落在所述承载环支撑件上 时，然后所述承载环的所述台阶下表面被定位在处理水平，所述处理水平在相对于所述基 座的顶表面上方的支撑水平的第二垂直间隔处;其中，所述第一垂直间隔限定所述承载环 的底部表面和所述环形表面之间的下部间隙，而所述第二垂直间隔在晶片被支撑在基座上 的所述多个晶片支撑件上时限定所述承载环的台阶下表面和所述晶片之间的上部间隙，所 述上部间隙小于约0.15毫米;其中，当所述晶片存在于所述处理室内并被支撑在所述晶片 支撑件上时，所述晶片的边缘被配置为悬垂在所述顶表面的直径上方，使得所述晶片的边 缘悬垂和驻留在所述承载环的台阶下表面上方。
[0008] 在一种实施方式中，所述下部间隙小于约0.15毫米。
[0009] 在一种实施方式中，所述下部间隙为约0.1毫米或更小。
[0010] 在一种实施方式中，所述上部间隙为约0.1毫米或更小。
[0011] 在一种实施方式中，每个承载环支撑件是高度可调节的，以在所述承载环被所述 承载环支撑件支撑时，限定在所述环形表面上的所述第一垂直间隔，其中所述承载环的所 述底部表面被定位在所述环形表面处。
[0012] 在一种实施方式中，所述承载环支撑件中的至少一个包括用于调节所述承载环支 撑件中的至少一个的高度的一个或多个间隔件。
[0013] 在一种实施方式中，所述多个承载环支撑件限定对称地定位在所述环形表面的外 径处的至少三个承载环支撑件。
[0014] 在一种实施方式中，在沉积工艺期间，所述下部间隙和上部间隙限制工艺气体通 向所述晶片的背面的入口，所述下部间隙和所述上部间隙限制在所述晶片的边缘区域处在 所述晶片的背面上的沉积至小于在所述边缘区域处在所述晶片的正面上的沉积的约20%， 所述边缘区域被限定在离所述晶片的边缘约3毫米处。
[0015] 在一种实施方式中，所述沉积工艺是原子层沉积(ALD)工艺。
[0016] 在一种实施方式中，所述承载环被配置成在往来于所述基座传输所述晶片期间支 撑所述晶片。
[0017] 在一种实施方式中，所述承载环包括限定在所述承载环的台阶下表面上的多个承 载环晶片支撑件，所述承载环晶片支撑件被配置为在传输过程中由所述承载环支撑所述晶 片时接合所述晶片。
[0018] 在另一种实施方式中，提供了一种用于在晶片上沉积膜的处理室，其包括:配置为 接收所述晶片的基座，所述基座具有，从所述基座的中心轴线延伸至顶表面的直径的中央 顶表面，所述中央顶表面具有限定在其上的多个晶片支撑件，所述晶片支撑件被配置成将 所述晶片支撑在所述中央顶表面上面的支撑水平，环形表面，其从所述顶表面的直径延伸 到所述环形表面的外径，所述环形表面处于所述中央顶表面下的台阶，多个承载环支撑件， 其位于所述环形表面的所述外径处;具有环形主体的承载环，所述环形主体具有底部表面 和顶部表面，所述承载环的所述环形主体的所述底部表面配置成由所述承载环支撑件支 撑，使得所述环形主体的底部表面是在环形表面上方的第一垂直间隔处，所述承载环具有 内径和被定义为接近所述内径的台阶下表面，所述台阶下表面与从所述台阶下表面延伸到 所述环形主体的外径的所述顶部表面相对;其中，当所述承载环坐落在所述承载环支撑件 上时，然后所述承载环的所述台阶下表面被定位在处理水平，所述处理水平在相对于所述 基座的顶表面上的支撑水平的第二垂直间隔处;其中，所述第一垂直间隔限定所述承载环 的底部表面和所述环形表面之间的下部间隙，所述下部间隙小于约0.15毫米，而所述第二 垂直间隔在晶片被支撑在基座上的所述多个晶片支撑件上时限定所述承载环的台阶下表 面和所述晶片之间的上部间隙，所述上部间隙小于约0.15毫米;其中，当所述晶片存在于所 述处理室内并被支撑在所述晶片支撑件上时，所述晶片的边缘被配置为悬垂在所述顶表面 的直径上方，使得所述晶片的边缘悬垂和驻留在所述承载环的台阶下表面上方;其中，在沉 积工艺期间，所述下部间隙和上部间隙限制通往所述晶片的背面的入口，所述下部间隙和 所述上部间隙限制在所述晶片的边缘区域处在所述晶片的背面上的沉积至小于在所述边 缘区域处在所述晶片的正面上的沉积的约20%，所述边缘区域被限定在离所述晶片的边缘 约3毫米处。
[0019] 在一种实施方式中，所述下部间隙为约〇.1毫米或更小;所述上部间隙为约〇.1毫 米或更小。
[0020] 在一种实施方式中，每个承载环支撑件是高度可调节的，以在所述承载环被所述 承载环支撑件支撑时，限定在所述环形表面上的所述第一垂直间隔，其中所述承载环的所 述底部表面被定位在所述环形表面处。
[0021] 在一种实施方式中，所述承载环支撑件中的至少一个包括用于调节所述承载环支 撑件中的至少一个的高度的一个或多个间隔件。
[0022] 在一种实施方式中，所述多个承载环支撑件限定对称地定位在所述环形表面的外 径处的至少三个承载环支撑件。
[0023] 在一种实施方式中，所述承载环被配置成在往来于所述基座传输所述晶片期间支 撑所述晶片；所述承载环包括限定在所述承载环的台阶下表面上的多个承载环晶片支撑 件，所述承载环晶片支撑件被配置为在传输过程中由所述承载环支撑所述晶片时接合所述 晶片。
[0024] 在一种实施方式中，所述沉积工艺是原子层沉积(ALD)工艺。
[0025]在另一种实施方式中，提供了一种用于在晶片上沉积膜的处理室，其包括:配置为 接收所述晶片的基座，所述基座具有，从所述基座的中心轴线延伸至顶表面的直径的中央 顶表面，所述中央顶表面具有限定在其上的多个晶片支撑件，所述晶片支撑件被配置成将 所述晶片支撑在所述中央顶表面上面的支撑水平，环形表面，其从所述顶表面的直径延伸 到所述环形表面的外径，所述环形表面处于所述中央顶表面下的台阶，多个承载环支撑件， 其位于所述环形表面的所述外径处;具有环形主体的承载环，所述环形主体具有底部表面 和顶部表面，所述承载环的所述环形主体的所述底部表面配置成由所述承载环支撑件支 撑，使得所述环形主体的底部表面是在所述环形表面上方的第一垂直间隔处，所述承载环 具有内径和被定义为接近所述内径的台阶下表面，所述台阶下表面与从所述台阶下表面延 伸到所述环形主体的外径的所述顶部表面相对;其中，当所述承载环坐落在所述承载环支 撑件上时，然后所述承载环的所述台阶下表面被定位在处理水平，所述处理水平在相对于 所述基座的顶表面上的支撑水平的第二垂直间隔处;其中，所述第一垂直间隔限定所述