相關(guān)申請的交叉引用

本申請是于2015年12月17日提交的美國申請no.14/972,205的部分繼續(xù)申請案，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。

本發(fā)明涉及用于進行化學沉積并用于進行等離子體增強化學沉積的裝置和方法。

背景技術(shù)：

等離子體處理裝置可以用于通過包括蝕刻、物理氣相沉積(pvd)、化學氣相沉積(cvd)、等離子體增強化學氣相沉積(pecvd)、原子層沉積(ald)、等離子體增強原子層沉積(peald)、脈沖沉積層(pdl)、等離子體增強脈沖沉積層(pepdl)處理和抗蝕劑去除的技術(shù)處理半導體襯底。例如，用于等離子體處理的一種類型的等離子體處理裝置包括含有頂部電極和底部電極的反應室或沉積室。在電極之間施加射頻(rf)功率以將處理氣體或反應器化學物質(zhì)激發(fā)成用于處理反應室中的半導體襯底的等離子體。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)一實施方式，在化學沉積裝置中有用的處理調(diào)整套件包括承載環(huán)、成組的三個馬蹄形物和成組的三個墊片，其中(a)所述墊片具有上表面、平行于所述上表面的下表面、端壁、從所述端壁延伸的u形側(cè)壁以及在所述上表面和所述下表面之間延伸的孔、具有相同厚度的第一組三個墊片和具有與第一組墊片不同的厚度的第二組墊片，(b)所述馬蹄形物具有上表面、平行于所述上表面的下表面、端壁、從所述端壁延伸的u形側(cè)壁、在所述上表面和所述下表面之間延伸的孔，以及在所述端壁中開口并且延伸小于跨越所述上表面一半的槽，所述孔具有與所述墊片的孔相同的直徑，和/或(c)所述承載環(huán)具有上表面、平行于所述上表面的下表面、外側(cè)壁、內(nèi)側(cè)壁以及從所述下表面延伸的三個對準銷。

根據(jù)另一個實施方式，在化學沉積裝置中有用的處理調(diào)整套件的墊片具有上表面、平行于所述上表面的下表面、端壁、從所述端壁延伸的u形側(cè)壁以及在所述上表面和所述下表面之間延伸的孔。所述墊片優(yōu)選地具有約0.8英寸的長度，約0.5英寸的寬度，具有約0.15英寸的直徑的孔，以及0.0465英寸、0.0470英寸、0.0475英寸、0.0480英寸、0.0485英寸、0.0490英寸、0.0495英寸、0.0500英寸、0.0505英寸、0.0510英寸、0.0515英寸、0.0520英寸、0.0525英寸、0.0530英寸、0.0535英寸、0.0540英寸、0.0545英寸、0.0550英寸、0.0555英寸、0.0560英寸、0.0565英寸、0.0570英寸、0.0575英寸、0.0580英寸、0.0585英寸、0.0590英寸、0.0595英寸、0.0600英寸、0.0605英寸、0.0610英寸或0.0615英寸的厚度。

根據(jù)另一個實施方式，在化學沉積裝置中有用的處理調(diào)整套件的馬蹄形物具有上表面、平行于所述上表面的下表面、端壁、從所述端壁延伸的u形側(cè)壁、在所述上表面和所述下表面之間延伸的孔，以及在所述端壁中開口并且延伸小于跨越所述上表面一半的槽。馬蹄形物優(yōu)選具有約0.8英寸的長度，約0.5英寸的寬度，約0.5英寸的厚度，所述孔具有約0.15英寸的直徑，所述槽具有約0.19英寸的寬度和約0.25英寸的高度，所述孔與所述槽對齊，所述側(cè)壁具有由半圓形區(qū)段連接的一對平行的直區(qū)段，所述半圓形區(qū)段具有從所述孔的中心測量的約0.26英寸的半徑，所述孔具有從所述下表面延伸約0.16英寸的均勻直徑部分和延伸到所述馬蹄形物的所述上表面中的錐形部分，所述錐形部分形成具有約80°的角度的倒角，以及所述槽沿著所述端壁和所述上表面具有倒角邊緣。

根據(jù)另一個實施方式，一種處理在化學沉積裝置中的半導體襯底的方法包括(a)將承載環(huán)上的所述襯底輸送到所述化學沉積裝置的真空室中并將所述承載環(huán)放置在具有支撐所述承載環(huán)的成組的馬蹄形物和墊片的基座組件上，所述馬蹄形物具有接收從所述承載環(huán)的下表面延伸的對準銷的孔，所述襯底通過所述基座組件上的最小接觸面積支撐件被抬離所述承載環(huán)，使得所述襯底的下側(cè)位于與所述承載環(huán)的上表面相距預定偏移距離處，以及(b)在所述襯底上沉積材料層，同時加熱所述襯底并保持所述預定偏移距離，使得所述襯底上的背側(cè)沉積最小化。

具體而言，本發(fā)明的一些方面可以闡述如下：

1.一種在化學沉積裝置中有用的處理調(diào)整套件，所述套件包括承載環(huán)、成組的三個馬蹄形物和成組的三個墊片，其中：

所述墊片具有上表面、平行于所述上表面的下表面、端壁、從所述端壁延伸的u形側(cè)壁以及在所述上表面和所述下表面之間延伸的孔、具有相同厚度的第一組三個墊片和具有與第一組墊片不同的厚度的第二組墊片；

所述馬蹄形物具有上表面、平行于所述上表面的下表面、端壁、從所述端壁延伸的u形側(cè)壁、在所述上表面和所述下表面之間延伸的孔，以及在所述端壁中開口并且延伸小于跨越所述上表面一半的槽，所述孔具有與所述墊片的孔相同的直徑；

所述承載環(huán)具有上表面、平行于所述上表面的下表面、外側(cè)壁、內(nèi)側(cè)壁以及從所述下表面延伸的三個對準銷。

2.根據(jù)條款1所述的套件，其中所述墊片包括具有不同厚度的至少十組。

3.根據(jù)條款1所述的套件，其中所述馬蹄形物的所述孔向外到所述孔的上端呈錐型。

4.根據(jù)條款1所述的套件，其中所述承載環(huán)、馬蹄形物和墊片由高純度氧化鋁制成。

5.根據(jù)條款1所述的套件，其中所述馬蹄形物具有約0.8英寸的長度，約0.5英寸的寬度，約0.5英寸的厚度，其所述孔具有約0.15英寸的直徑，所述槽具有約0.19英寸的寬度和約0.25英寸的高度，所述孔與所述槽對齊，所述側(cè)壁具有由半圓形區(qū)段連接的一對平行的直區(qū)段，所述半圓形區(qū)段具有從所述孔的中心測量的約0.26英寸的半徑，所述孔具有從所述下表面延伸約0.16英寸的均勻直徑部分和延伸到所述馬蹄形物的所述上表面中的錐形部分，所述錐形部分形成具有約80°的角度的倒角，以及所述槽沿著所述端壁和所述上表面具有倒角邊緣。

6.根據(jù)條款1所述的套件，其中所述墊片具有約0.8英寸的長度，約0.5英寸的寬度，具有約0.15英寸的直徑的孔，以及0.0465英寸、0.0470英寸、0.0475英寸、0.0480英寸、0.0485英寸、0.0490英寸、0.0495英寸、0.0500英寸、0.0505英寸、0.0510英寸、0.0515英寸、0.0520英寸、0.0525英寸、0.0530英寸、0.0535英寸、0.0540英寸、0.0545英寸、0.0550英寸、0.0555英寸、0.0560英寸、0.0565英寸、0.0570英寸、0.0575英寸、0.0580英寸、0.0585英寸、0.0590英寸、0.0595英寸、0.0600英寸、0.0605英寸、0.0610英寸或0.0615英寸的厚度。

7.根據(jù)條款1所述的套件，其中所述承載環(huán)具有：約15英寸的外徑；約11.7英寸的內(nèi)徑；約0.1英寸的厚度；三個對準銷，每個對準銷具有約0.2英寸的長度、具有從所述下表面延伸約0.06英寸的均勻直徑部分和延伸到所述對準銷的自由端的錐形部分；以及延伸到所述內(nèi)壁和所述上表面中的環(huán)形凹部，所述環(huán)形凹部由具有約11.9英寸的直徑且從所述上表面延伸約0.03英寸的豎直壁和從所述內(nèi)壁延伸約0.08英寸的水平壁形成。

8.一種包括根據(jù)條款1所述的套件的基座組件，其中所述基座組件包括三個矩形開口，其中所述墊片位于所述馬蹄形物下方，并且所述承載環(huán)被支撐在所述馬蹄形物上。

9.根據(jù)條款8所述的基座組件，其中所述基座組件包括定位銷，所述定位銷延伸穿過所述墊片的所述孔并部分穿過所述馬蹄形物的所述孔，所述承載環(huán)的所述對準銷延伸到所述馬蹄形物的所述孔中。

10.一種在化學沉積裝置中有用的處理調(diào)整套件的墊片，所述墊片具有上表面、平行于所述上表面的下表面、端壁、從所述端壁延伸的u形側(cè)壁和在所述上表面和所述下表面之間延伸的孔，以及在所述上表面和所述下表面之間延伸的孔。

11.根據(jù)條款10所述的墊片，其中所述墊片由介電陶瓷材料制成，并且具有約0.8英寸的長度，約0.5英寸的寬度，具有約0.15英寸的直徑的孔，以及0.0465英寸、0.0470英寸、0.0475英寸、0.0480英寸、0.0485英寸、0.0490英寸、0.0495英寸、0.0500英寸、0.0505英寸、0.0510英寸、0.0515英寸、0.0520英寸、0.0525英寸、0.0530英寸、0.0535英寸、0.0540英寸、0.0545英寸、0.0550英寸、0.0555英寸、0.0560英寸、0.0565英寸、0.0570英寸、0.0575英寸、0.0580英寸、0.0585英寸、0.0590英寸、0.0595英寸、0.0600英寸、0.0605英寸、0.0610英寸或0.0615英寸的厚度。

12.一種在化學沉積裝置中有用的處理調(diào)整套件的馬蹄形物，所述馬蹄形物具有上表面、平行于所述上表面的下表面、端壁、從所述端壁延伸的u形側(cè)壁、在所述上表面和所述下表面之間延伸的孔，以及在所述端壁中開口并且延伸小于跨越所述上表面一半的槽。

13.根據(jù)條款12所述的馬蹄形物，其中所述馬蹄形物由介電陶瓷材料制成，并且具有約0.8英寸的長度，約0.5英寸的寬度，約0.5英寸的厚度，所述孔具有約0.15英寸的直徑，所述槽具有約0.19英寸的寬度和約0.25英寸的高度，所述孔與所述槽對齊，所述側(cè)壁具有由半圓形區(qū)段連接的一對平行的直區(qū)段，所述半圓形區(qū)段具有從所述孔的中心測量的約0.26英寸的半徑，所述孔具有從所述下表面延伸約0.16英寸的均勻直徑部分和延伸到所述馬蹄形物的所述上表面中的錐形部分，所述錐形部分形成具有約80°的角度的倒角，以及所述槽沿著所述端壁和所述上表面具有倒角邊緣。

14.一種在化學沉積裝置中有用的處理調(diào)節(jié)套件的承載環(huán)，所述承載環(huán)具有上表面、平行于所述上表面的下表面、外側(cè)壁、內(nèi)側(cè)壁、以及從所述下表面延伸的三個對準銷。

15.根據(jù)條款14所述的承載環(huán)，其中所述承載環(huán)由介電陶瓷材料制成，并且具有：約15英寸的外徑；約11.7英寸的內(nèi)徑；約0.1英寸的厚度；三個對準銷，每個對準銷具有約0.2英寸的長度、具有從所述下表面延伸約0.06英寸的均勻直徑部分和延伸到所述對準銷的自由端的錐形部分；以及延伸到所述內(nèi)壁和所述上表面中的環(huán)形凹部，所述環(huán)形凹部由具有約11.9英寸的直徑且從所述上表面延伸約0.03英寸的豎直壁和從所述內(nèi)壁延伸約0.08英寸的水平壁形成。

16.一種在化學沉積裝置中有用的處理調(diào)整套件的墊片組，每個墊片具有上表面、平行于所述上表面的下表面、端壁、從所述端壁延伸的u形側(cè)壁以及在所述上表面和所述下表面之間延伸的孔、以及在所述上表面和所述下表面之間延伸的孔，所述墊片組包括第一組墊片和第二組墊片，其中所述第一組墊片中的每個墊片具有相同的厚度，以及其中第二組墊片中的每個墊片具有相同的厚度，所述第一組的所述厚度不同于所述第二組的所述厚度。

17.根據(jù)條款16所述的墊片組，其中所述墊片包括具有不同厚度的至少十組。

18.根據(jù)條款16所述的墊片組，其中每個墊片由介電陶瓷材料制成，并且具有約0.8英寸的長度，約0.5英寸的寬度，具有約0.15英寸的直徑的孔，以及0.0465英寸、0.0470英寸、0.0475英寸、0.0480英寸、0.0485英寸、0.0490英寸、0.0495英寸、0.0500英寸、0.0505英寸、0.0510英寸、0.0515英寸、0.0520英寸、0.0525英寸、0.0530英寸、0.0535英寸、0.0540英寸、0.0545英寸、0.0550英寸、0.0555英寸、0.0560英寸、0.0565英寸、0.0570英寸、0.0575英寸、0.0580英寸、0.0585英寸、0.0590英寸、0.0595英寸、0.0600英寸、0.0605英寸、0.0610英寸或0.0615英寸的厚度。

19.一種處理在化學沉積裝置中的半導體襯底的方法，其包括：

將陶瓷承載環(huán)上的所述襯底傳送到所述化學沉積裝置的真空室中，并且將所述承載環(huán)放置在具有支撐所述承載環(huán)的成組的陶瓷馬蹄形物和陶瓷墊片的基座組件上，所述馬蹄形物具有接收從所述承載環(huán)的下表面延伸的對準銷的孔，通過所述基座組件上的最小接觸面積支撐件將所述襯底抬離所述承載環(huán)，使得所述襯底的下側(cè)位于與所述承載環(huán)的上表面相距預定的偏移距離處；

在所述襯底上沉積材料層，同時加熱所述襯底并保持所述預定的偏移距離，使得所述襯底上的背側(cè)沉積最小化。

20.根據(jù)條款19所述的方法，其中所述基座組件包括環(huán)形凹部和三個矩形開口，所述三個矩形開口延伸到所述基座組件的外周中并通向所述環(huán)形凹部，每個所述矩形開口具有安裝在其中的墊片和馬蹄形物，所述基座組件上的定位銷延伸穿過所述墊片的孔并且部分通過所述馬蹄形物的孔，每個墊片具有相同的厚度并且提供所述預定的偏移距離，所述預定的偏移距離將距離所述襯底的斜邊緣3mm處的背側(cè)沉積限制到或以下。

附圖說明

圖1根據(jù)示例性的實施方式示出了顯示具有基座的化學沉積裝置的示意圖。

圖2是在位于基座組件的周邊周圍的馬蹄形物和墊片上支撐承載環(huán)的基座組件的透視圖。

圖3a-3e是承載環(huán)的視圖，其中圖3a是承載環(huán)的俯視圖，圖3b是承載環(huán)的沿圖3a中的線a-a的側(cè)視圖，圖3c是圖3b中的細節(jié)a的截面圖，圖3d是圖3c中的細節(jié)d的截面圖，以及圖3e是圖3c中的細節(jié)e的截面圖。

圖4a-4d是馬蹄形物的視圖，其中圖4a是馬蹄形物的透視圖，圖4b是馬蹄形物的俯視圖，圖4c是馬蹄形的端視圖，以及圖4d是圖4b中的沿線a-a的截面圖。

圖5a-5c是墊片的視圖，其中圖5a是墊片的透視圖，圖5b是墊片的俯視圖，以及圖5c是墊片的端視圖。

圖6是具有馬蹄形物和墊片的基座組件的透視圖，所述馬蹄形物和墊片通過定位銷安裝在基座組件上。

具體實施方式

在以下詳細公開內(nèi)容中，闡述了示例性的實施方式以便提供對本文公開的裝置和方法的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下或通過使用替代的元件或過程來實踐示例性的實施方式。在其他情況下，沒有詳細描述已知的方法、程序和/或組件，以免不必要地使本文所公開的實施方式的一些方面難以理解。

根據(jù)示例性的實施方式，本文公開的裝置和相關(guān)方法可以用于進行化學沉積，例如等離子體增強化學沉積(pecvd)。該裝置和方法可以與基于半導體制造的電介質(zhì)沉積工藝結(jié)合使用，該工藝需要在多步沉積工藝(例如，原子層沉積(ald)、等離子體增強原子層沉積(peald)、脈沖沉積層(pdl)或等離子體增強脈沖沉積層(pepdl)處理)中的單獨的自限制沉積步驟，然而它們不限于此。

如所指出的，本實施方式提供用于進行化學沉積(例如等離子體增強化學氣相沉積)的裝置和相關(guān)方法。該裝置和方法特別適用于與基于半導體制造的電介質(zhì)沉積工藝結(jié)合使用，該工藝需要在多步沉積工藝(例如，原子層沉積(ald)、等離子體增強原子層沉積(peald)、等離子體增強化學氣相沉積(pecvd)、脈沖沉積層(pdl)或等離子體增強脈沖沉積層(pepdl)處理)中的單獨的自限制沉積步驟，但是它們不限于此。上述工藝可能遭受與在經(jīng)處理的晶片的背側(cè)上的沉積相關(guān)的一些缺點，這可能由于由背側(cè)膜沉積引起的晶片上的應力而導致晶片彎曲。

在化學沉積工藝中，諸如晶片之類的半導體襯底可以被保持在位于加熱的基座上的最小接觸面積(mca)銷上。晶片或其他襯底可以在諸如陶瓷承載環(huán)之類的承載環(huán)上傳輸，該承載環(huán)除了保持晶片之外，還有助于將等離子體聚焦到晶片上方的期望區(qū)域。基座可以由耐受高溫并且對化學環(huán)境是惰性的任何材料制成。諸如鋁之類的金屬或諸如氮化鋁和氮化硼之類的陶瓷是適當材料的實例。為了支撐晶片并容納承載環(huán)，基座可以具有兩種直徑的區(qū)段，其中臺形區(qū)段支撐晶片，而在基座的周邊處的環(huán)形凹部允許來往基座放置用于傳送晶片的承載環(huán)。雖然mca銷確保晶片的均勻和快速加熱，但是在離晶片的斜邊緣3mm處測得的前側(cè)膜沉積與背側(cè)膜沉積的比率可以為約1:1。

本文公開的實施方式優(yōu)選地在諸如等離子體增強化學沉積裝置(即pecvd裝置、peald裝置或pepdl裝置)之類的沉積裝置中實施，然而，它們不限于此。圖1提供了描繪被布置用于實施如本文所公開的實施方式的各種襯底等離子體處理裝置部件的簡單框圖。如圖所示，襯底等離子體處理裝置300包括用于在處理區(qū)域中容納等離子體的真空室324，其由包括噴頭組件314的電容器型系統(tǒng)產(chǎn)生，噴頭組件314可選地具有與其中具有下rf電極(未示出)的襯底基座組件320一起工作的上rf電極(未示出)。至少一個rf發(fā)生器可操作以將rf能量供應到真空室324中的襯底316的上表面上方的處理區(qū)域中，以將供應到真空室324的處理區(qū)域中的氣體激勵為等離子體，使得可以在真空室324中執(zhí)行等離子體沉積工藝。例如，高頻rf發(fā)生器302和低頻rf發(fā)生器304可以各自連接到匹配網(wǎng)絡(luò)306，匹配網(wǎng)絡(luò)306連接到噴頭組件314的上rf電極，使得可以將rf能量供應到真空室324中的襯底316上方的處理區(qū)域。

由匹配網(wǎng)絡(luò)306供應到真空室324的內(nèi)部的rf能量的功率和頻率足以從氣體產(chǎn)生等離子體。在一實施方式中，使用高頻rf發(fā)生器302和低頻rf發(fā)生器304兩者，而在替代的實施方式中，僅使用高頻rf發(fā)生器302。在處理中，高頻rf發(fā)生器302可以在約2-100mhz的頻率下操作；在優(yōu)選的實施方式中在13.56mhz或27mhz的頻率下操作。低頻rf發(fā)生器304可以在約50khz至2mhz下操作；在優(yōu)選的實施方式中在約350至600khz下操作?？梢曰谑殷w積、襯底尺寸和其他因素來縮放工藝參數(shù)。類似地，處理氣體的流速可以取決于真空室或處理區(qū)域的自由體積。

在真空室324內(nèi)的處理期間，襯底基座組件320的上表面支撐襯底316。襯底基座組件320可以可選地包括在沉積和/或等離子體處理工藝之前、期間和/或之后保持襯底的卡盤和/或升降襯底的提升銷。在替代的實施方式中，襯底基座組件320可以包括在沉積和/或等離子體處理工藝之前、期間和/或之后升降襯底的承載環(huán)。卡盤可以是靜電卡盤、機械卡盤或如可用于工業(yè)和/或研究中的各種其它類型的卡盤。用于包括靜電卡盤的襯底基座組件的提升銷組件的細節(jié)可見于共同轉(zhuǎn)讓的美國專利no.8,840,754，該專利的全部內(nèi)容通過引用并入本文。用于襯底基座組件的承載環(huán)的細節(jié)可見于共同轉(zhuǎn)讓的美國專利no.6,860,965，該專利的全部內(nèi)容通過引用并入本文。背側(cè)氣體供應器341可操作以在處理期間通過襯底基座組件320將傳熱氣體或吹掃氣體供應到襯底的下表面下方的區(qū)域。襯底基座組件320可以包括在其內(nèi)的下rf電極，其中下rf電極優(yōu)選在處理期間接地，然而在替代的實施方式中，下rf電極可以在處理期間被供應rf能量。

為了處理在襯底等離子體處理裝置300的真空室324中的襯底，經(jīng)由入口312和噴頭組件314將氣體從氣體源362引入到真空室324，其中用rf能量使氣體形成等離子體，使得可以將膜沉積到襯底的上表面上。在一實施方式中，氣體源362可以包括連接到加熱歧管308的多個氣體管線310。氣體可以預混合或者單獨地被供應到室。采用適當?shù)拈y和質(zhì)量流量控制機構(gòu)以確保在襯底處理期間通過噴頭組件314輸送合適的氣體。在處理期間，可選地將背側(cè)傳熱氣體或吹掃氣體供應到被支撐在襯底基座組件320上的襯底的下表面下方的區(qū)域。優(yōu)選地，處理是化學氣相沉積處理、等離子體增強化學氣相沉積處理、原子層沉積處理、等離子體增強原子層沉積處理、脈沖沉積層處理或等離子體增強脈沖沉積層處理中的至少一種。

在某些實施方式中，在沉積、沉積后處理和/或其它工藝操作期間，采用系統(tǒng)控制器162來控制工藝條件?？刂破?62通常將包括一個或多個存儲器設(shè)備和一個或多個處理器。處理器可以包括cpu或計算機、模擬和/或數(shù)字輸入/輸出連接、步進馬達控制器板等。在某些實施方式中，控制器162控制裝置的所有活動。系統(tǒng)控制器162執(zhí)行系統(tǒng)控制軟件，該系統(tǒng)控制軟件包括用于控制處理操作的時序、低頻rf發(fā)生器304和高頻rf發(fā)生器302的操作的頻率和功率、前體和惰性氣體及其相對混合的流速和溫度、支撐在襯底基座組件320的上表面上的襯底316和噴頭組件314的等離子體暴露表面的溫度、真空室324的壓力、以及特定工藝的其他參數(shù)的指令集。在一些實施方式中可以采用存儲在與控制器相關(guān)聯(lián)的存儲設(shè)備上的其他計算機程序。通常將存在與控制器162相關(guān)聯(lián)的用戶接口。用戶接口可以包括顯示屏、裝置和/或工藝條件的圖形軟件顯示、以及用戶輸入設(shè)備，例如指點設(shè)備、鍵盤、觸摸屏、麥克風等。非暫時性計算機機器可讀介質(zhì)可以包括用于控制裝置的程序指令。用于控制處理操作的計算機程序代碼可以以任何常規(guī)計算機可讀編程語言編寫：例如匯編語言、c、c++、pascal、fortran或其他。編譯的目標代碼或腳本由處理器執(zhí)行以執(zhí)行程序中標識的任務。

控制器參數(shù)涉及工藝條件，例如處理步驟的時序、前體和惰性氣體的流速和溫度、襯底的溫度、室的壓力和特定工藝的其它參數(shù)。這些參數(shù)以配方的形式提供給用戶，并且可以使用用戶界面輸入。用于監(jiān)視處理的信號可以由系統(tǒng)控制器的模擬和/或數(shù)字輸入連接件提供。用于控制處理的信號在裝置的模擬和數(shù)字輸出連接件上輸出。系統(tǒng)軟件可以以許多不同的方式設(shè)計或配置。例如，可以寫入各種室部件子程序或控制對象以控制執(zhí)行沉積處理所需的室部件的操作。用于此目的的程序或程序段的示例包括處理步驟的襯底時序代碼、前體和惰性氣體的流速和溫度代碼、以及用于真空室324的壓力的代碼。

如上所述，期望減少經(jīng)處理的晶片上的背側(cè)沉積。在示例性的實施方式中，可以顯著減少背側(cè)沉積。例如，當考慮的膜時，可以使用處理調(diào)整套件(ptk)將距離斜邊緣3mm處的背側(cè)沉積減少至或以下、優(yōu)選或以下、以及更優(yōu)選或以下。這種改進的性能是通過對在處理期間將晶片保持在承載環(huán)上方期望距離處的承載環(huán)和馬蹄形物組的修改來實現(xiàn)。然而，在一實施方式中，晶片和承載環(huán)在處理期間可以彼此接觸。

ptk包括承載環(huán)、馬蹄形物和墊片組的墊片中的至少一個。在優(yōu)選的實現(xiàn)方式中，基座包括三個凹部，其接收三個馬蹄形物，通過在每個馬蹄形物下方安裝墊片，可以相對于基座的上表面改變馬蹄形物的高度。墊片組包括可以在0.04英寸至0.08英寸范圍內(nèi)的不同厚度的墊片。例如，墊片組可以包括具有至少10個墊片的組、優(yōu)選至少20個墊片的組以及更優(yōu)選至少30個墊片的組，這些墊片具有變化為0.0005英寸的不同厚度。在示例性的實施方式中，為了與基座一起使用，墊片組可以包括具有至少三個墊片的組，墊片具有0.0465、0.0470、0.0475、0.0480、0.0485、0.0490、0.0495、0.0500、0.0505、0.0510、0.0515、0.0520、0.0525、0.0530、0.0535、0.0540、0.0545、0.0550、0.0555、0.0560、0.0565、0.0570、0.0575、0.0580、0.0585、0.0590、0.0595、0.0600、0.0605、0.0610和0.0615英寸的厚度。因此，取決于特定的沉積工藝和基座的溫度，可以使用一組墊片來調(diào)整馬蹄形物的高度，從而以晶片和承載環(huán)之間的預定間隙(偏移距離)來定位晶片。

在真空室324內(nèi)，基座組件320支撐其上可沉積材料的襯底316?；M件320可以與用于將襯底316加熱到期望的溫度的加熱器塊聯(lián)接。通常，將襯底316保持在約25℃至500℃的溫度，具體取決于將要沉積的材料。在多站沉積裝置中，每個站可以將晶片加熱到不同的溫度，并且可以使用不同厚度的墊片來改變適合于每個站的處理條件的偏移距離。

圖2是基座組件320的透視圖，其中承載環(huán)400位于延伸到基座組件320的上表面322中的環(huán)形凹部321中。在優(yōu)選的實施方式中，基座組件320包括延伸到基座組件320的側(cè)壁324的外周邊中的三個矩形開口323，并且三個馬蹄形物500位于開口323中。墊片600位于馬蹄形物500的下方以調(diào)節(jié)馬蹄形物相對于基座組件320的上表面322的高度。

圖3a-3d示出了承載環(huán)400的優(yōu)選的實施方式。如圖3a所示，承載環(huán)400包括環(huán)形上表面401、外側(cè)壁402和內(nèi)側(cè)壁403。圖3b示出了承載環(huán)400的沿圖3a中的線a-a的橫截面。如圖3b所示，承載環(huán)400包括下表面404，下表面404具有從其延伸的多個對準銷405。圖3c是承載環(huán)400的在圖3b中的細節(jié)b處的橫截面。如圖3c所示，對準銷405位于外側(cè)壁402的內(nèi)部，并且環(huán)形凹部406延伸到內(nèi)側(cè)壁403中并且延伸到上表面401中。圖3d是承載環(huán)400的在圖3c中的細節(jié)d處的橫截面，而圖3e是承載環(huán)400的在圖3c中的細節(jié)e處的橫截面。如圖3d所示，對準銷405包括靠近下表面404的均勻直徑區(qū)段407和在對準銷405的自由端處的錐形區(qū)段408。如圖3e所示，環(huán)形凹部406由豎直壁409和水平壁410形成。承載環(huán)優(yōu)選具有約15英寸的外徑、約11.7英寸的內(nèi)徑、約0.1英寸的厚度、三個對準銷，每個對準銷具有約0.2英寸的長度，具有從下表面延伸約0.06英寸的均勻直徑部分和延伸到對準銷的自由端的錐形部分，以及延伸到內(nèi)壁和上表面中的環(huán)形凹部，所述環(huán)形凹部由具有約11.9英寸的直徑且從所述上表面延伸約0.03英寸的豎直壁和從所述內(nèi)壁延伸約0.08英寸的水平壁形成。

圖4a-4d示出了優(yōu)選的馬蹄形物500的細節(jié)。圖4a是具有上表面501、端壁502、側(cè)壁503、底表面504、孔505和槽506的馬蹄形物500的透視圖。側(cè)壁504具有由彎曲區(qū)段連接的一對相對的直區(qū)段?？?05從上表面501延伸到下表面504。槽506在端壁502上開口并且沿著上表面501的約一半延伸?？?05位于槽506和側(cè)壁504的彎曲區(qū)段之間。圖4b是馬蹄形物500的俯視圖、圖4c是馬蹄形物500的端視圖以及圖4d是馬蹄形物的沿圖4b中的線a-a截取的橫截面。如圖4c所示，槽506由豎直壁507和水平壁508形成，其中豎直壁507包括一對短彎曲區(qū)段507a、一對直區(qū)段507b和彎曲區(qū)段507。如圖4d所示，孔505包括錐形區(qū)段505a和均勻直徑區(qū)段505b。馬蹄形物優(yōu)選具有約0.8英寸的長度、約0.5英寸的寬度、約0.5英寸的厚度，孔具有約0.15英寸的直徑，狹槽具有約0.19英寸的寬度和約0.25英寸的高度，所述孔與所述槽對齊，側(cè)壁具有由半圓形區(qū)段連接的一對平行的直區(qū)段，所述半圓形區(qū)段具有從所述孔的中心測量的約0.26英寸的半徑，所述孔具有從下表面延伸約0.16英寸的均勻直徑部分和延伸到馬蹄形物的上表面中的錐形部分，所述錐形部分形成約80°的角度的倒角，并且槽具有沿著端壁和上表面的倒角邊緣。

圖5a-5c示出了墊片600的細節(jié)。圖5a是墊片600的透視圖，所述墊片600具有上表面601、端壁602、側(cè)壁603、底表面604和在上表面601和下表面604之間延伸的孔605。上表面601平行于下表面604，并且側(cè)壁603包括由彎曲區(qū)段603b連接的一對平行的直區(qū)段603a?？?05具有與馬蹄形物500的孔505相同的直徑。墊片組的墊片具有相同的形狀和在上表面601和下表面604之間的各種厚度“t”。墊片優(yōu)選地具有約0.8英寸的長度、約0.5英寸的寬度、直徑約0.15英寸的孔、以及0.0465英寸、0.0470英寸、0.0475英寸、0.0480英寸、0.0485英寸、0.0490英寸、0.0495英寸、0.0500英寸、0.0505英寸、0.0510英寸、0.0515英寸、0.0520英寸、0.0525英寸、0.0530英寸、0.0535英寸、0.0540英寸、0.0545英寸、0.0550英寸、0.0555英寸、0.0560英寸、0.0565英寸、0.0570英寸、0.0575英寸、0.0580英寸、0.0585英寸、0.0590英寸、0.0595英寸、0.0600英寸、0.0605英寸、0.0610英寸或0.0615英寸的厚度。

圖6示出了安裝在基座組件320的矩形開口323中的馬蹄形物500和墊片600的細節(jié)。如圖所示，馬蹄形物和墊片600通過定位銷325保持在開口323中，定位銷325延伸穿過墊片600中的孔605并進入馬蹄形物500的孔505中。通過使用具有期望厚度“t”的墊片，可以相對于基座組件320的上表面322以期望的偏移來定位上表面501。

處理調(diào)整套件(ptk)優(yōu)選地包括一組墊片，其被配置為相對于基座組件320的上表面322以期望的偏移距離定位承載環(huán)400。在多站處理裝置中，例如其中四個承載環(huán)安裝在位于真空室內(nèi)的四個基座組件上并且晶片在每個站被順序處理的系統(tǒng)，每個基座組件可以設(shè)置有具有預定厚度的墊片，所述墊片被選擇以減少在襯底上的背側(cè)沉積。因此，可以在每個基座組件中使用相同的成組的馬蹄形物并且使用墊片組調(diào)節(jié)它們的高度。

承載環(huán)400可以具有不同的內(nèi)徑以實現(xiàn)期望的處理效果。例如，為了改變背側(cè)沉積的程度，可能希望減小內(nèi)側(cè)壁403的內(nèi)徑，以提供晶片的下側(cè)和承載環(huán)400的環(huán)形凹部406之間的期望的間隙。承載環(huán)400的內(nèi)徑的千分之一英寸的數(shù)量級的變化可有助于背側(cè)沉積的減少。

用于承載環(huán)、馬蹄形物和墊片的材料優(yōu)選是具有適合于半導體處理的合適純度，例如99.5％或更高純度的陶瓷材料。承載環(huán)、馬蹄形物和墊片優(yōu)選由通過任何合適的技術(shù)制成的高純度氧化鋁制成。例如，作為起始材料，可以混合高純度氧化鋁粉末和少量在燒制期間用作燒結(jié)助劑的mgco3、caco3和sio2粉末，并進行濕磨，從而獲得漿料，并且可以將有機粘合劑加入到漿料中，并進行混合，然后噴霧干燥以形成氧化鋁顆粒。

為了制造承載環(huán)，可以將氧化鋁顆粒形成為具有約15英寸的外徑、約11.7英寸的內(nèi)徑和約0.1英寸的厚度的成形體，具有約0.2英寸長的三個對準銷。如果需要，可以將所得成形體加工，并在空氣中在1550℃至1650℃下燒制以形成燒結(jié)體。所得到的燒結(jié)體可以在ar氣中，在低于燒制溫度并在1500℃至1600℃范圍內(nèi)的溫度下，以及在200mpa下，通過熱等靜壓(hip)進行熱處理。由此，形成致密的氧化鋁體。所得致密氧化鋁體可在空氣中，在低于通過hip的熱處理溫度并在1400℃至1550℃的范圍內(nèi)的溫度下退火至少5分鐘。從熱等靜壓成型時的溫度到熱等靜壓后的退火溫度的降溫速率設(shè)定為低于1.0℃/小時。例如，降溫速率可以設(shè)定為0.6℃/小時。在執(zhí)行退火之后，可以使用任何合適的設(shè)備(例如使用旋轉(zhuǎn)研磨機的金剛石-電沉積磨石)來拋光兩個主表面。由此，可以獲得承載環(huán)。使用激光束機，所得到的承載環(huán)可以被加工，以便具有精確的尺寸和表面粗糙度。

為了制造馬蹄形物，可以將氧化鋁顆粒形成為約0.825英寸長、約0.525英寸寬和約0.53英寸厚的成形體。所得的成形體可以被加工以形成具有約0.15英寸直徑的孔，在上表面處具有約80°的錐度，并且槽可以形成為具有約0.25英寸的深度、約0.2英寸的寬度和約0.3英寸的長度，并且如上面對于承載環(huán)所述那樣進行處理。在執(zhí)行燒結(jié)和退火處理之后，可以使用任何合適的設(shè)備(例如使用旋轉(zhuǎn)研磨機的金剛石-電沉積磨石)來拋光暴露表面。由此，可以獲得馬蹄形物。使用激光束機，所得馬蹄形物可以被加工，以便具有精確的尺寸和表面粗糙度。

為了制造墊片，可以將氧化鋁顆粒形成為約0.825英寸長、約0.525英寸寬和約0.05至0.06英寸厚的成形體。所得的成形體可以被加工以形成直徑為約0.15英寸的孔，并且如上面對于承載環(huán)所述那樣進行處理。在執(zhí)行燒結(jié)和退火處理之后，可以使用任何合適的設(shè)備(例如使用旋轉(zhuǎn)研磨機的金剛石-電沉積磨石)來拋光暴露表面。由此，可以獲得墊片。使用激光束機，所得到的墊片可以被加工，以便具有精確的尺寸和表面粗糙度。

本文還公開了一種處理在處理裝置中的半導體襯底的方法。該方法包括將反應器化學品從反應器化學品源供應到沉積室中，以及在等離子體處理室中處理半導體襯底。該方法優(yōu)選地包括等離子體處理襯底，其中使用產(chǎn)生在沉積室中的等離子體的rf發(fā)生器將rf能量施加到反應器化學品。

當在本說明書中使用與數(shù)值相關(guān)的詞語“約”時，意味著相關(guān)的數(shù)值包括圍繞所述數(shù)值的±10％的公差。

此外，當結(jié)合幾何形狀使用詞語“一般”、“相對”和“基本上”時，意味著幾何形狀的精度不是必需的，而且形狀的寬容度在本公開范圍內(nèi)。當與幾何術(shù)語一起使用時，詞語“一般”、“相對”和“基本上”旨在不僅涵蓋滿足嚴格定義的特征，而且涵蓋非常接近嚴格定義的特征。

雖然已經(jīng)參考其具體實施方式詳細描述了包括等溫沉積室的等離子體處理裝置，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，可以進行各種改變和修改以及使用等同方式，而不背離所附權(quán)利要求書的范圍。