[发明专利]用于减少背面沉积和减少基片边缘处的厚度变化的系统和方法

说明书

用于在基片上沉积膜的基片处理系统包括限定了反应体积并包括用于支撑基片的基片支撑件的处理室。气体输送系统被配置为将处理气体引入处理室的反应体积。等离子体发生器被配置为有选择地生成在反应体积内的RF等离子体。夹紧系统被配置为在膜的沉积期间将基片夹紧到基片支撑件上。背面净化系统被配置为在膜的沉积期间将反应气体供应到基片的背面边缘，以净化背面边缘。

技术领域

本发明涉及基片处理系统，更具体地，涉及用于降低在膜沉积期间的背面膜沉积和减少基片边缘处的厚度变化的系统和方法。

背景技术

本文提供的背景描述是出于一般性地呈现本公开的上下文的目的。在本背景部分中所述的程度上的当前提名的发明人的工作，以及可能在提交申请时无法以其它方式有资格作为现有技术的本说明书中的各方面的工作，既不明确也不暗示地承认其作为本公开的现有技术。

基片处理系统可被用于在基片上执行膜沉积。基片处理系统通常包括一个限定了反应体积的处理室。诸如基座、夹盘、板等基片支撑件被布置在处理室中。诸如半导体晶片的基片可以被布置在基片支撑件上。在原子层沉积(ALD)期间，一个或多个ALD循环被执行，以在基片上沉积膜。对于基于等离子体的ALD，每一ALD循环包括前体剂量、净化、RF等离子体剂量和净化的步骤。

在将膜沉积到基片上期间，沉积也可发生在在期望的基片顶部之外的位置。沉积可沿基片的背面边缘发生(以下称为“背面边缘沉积”)。在后续处理期间，背面边缘沉积会引起一些问题。在垫片应用中，背面边缘沉积可能会在随后的光刻步骤期间引起散焦的问题。

由于ALD膜天性是共形的(由于表面饱和机制的原因)，在基片背面的两个半反应都应被最小化。换言之，在前体剂量期间，从前体向基片的背面的流动应被最小化或消除。此外，绕回到基片背面的等离子体包也需要被最小化或消除。

一般而言，诸如氩的净化气体可以被定向在基片的背面边缘。然而，即使在采用净化气体时，背面沉积仍可能发生。在一些实例中，在距晶片边缘3毫米处可能会出现大于250A的背面沉积。

发明内容

一种用于在基片上沉积膜的基片处理系统包括处理室，其限定了反应体积并包括用于支撑所述基片的基片支撑件。气体输送系统被配置为将处理气体引入所述处理室的所述反应体积。等离子体发生器被配置为有选择地生成在反应体积内的RF等离子体。夹紧系统被配置为在膜的沉积期间将基片夹紧到基片支撑件上。背面净化系统被配置为在膜的沉积期间将反应气体提供到基片的背面边缘，以净化背面边缘。

在另一些特征中，夹紧系统包括真空夹紧系统，以利用真空压力将基片夹紧到基片支撑件。净化所述背面边缘的反应气体包括分子氧，并且所述膜包括二氧化硅。净化背面边缘的反应气体包括一氧化二氮，并且所述膜包括二氧化硅。净化背面边缘的反应气体包括分子氧，并且所述膜包括二氧化钛。净化背面边缘的反应气体包括一氧化二氮，并且所述膜包括二氧化钛。净化背面边缘的反应气体包括分子氮，并且所述膜包括氮化硅。净化背面边缘的反应气体包括氨，并且所述膜包括氮化硅。

在其它特征中，使用原子层沉积来沉积膜。背面净化系统使反应气体以在不存在真空压力时足以移动所述基片的速度流动。真空夹紧系统包括：阀；设置在基片支撑件的面对基片的表面上的腔，其中，所述腔与所述阀是流体连通的；以及真空源，其与所述阀是流体连通的。

在其它特征中，背面净化系统包括：阀；布置在靠近基片的边缘的所述基片支撑件的面对基片的表面上的腔，其中，所述腔与所述阀是流体连通的；以及反应气体源，其与所述阀是流体连通的。

在其它特征中，控制器被配置为在一个或多个原子层沉积循环中控制气体输送系统、等离子体发生器、夹紧系统和背面净化系统。