用于外延沉积腔室的多端口排气系统的制作方法

本揭示内容的实施方式大体涉及用于制造微电子器件的工艺和装置，更具体而言涉及关于外延沉积的工艺和装置。

背景技术：

1、基板的处理有广泛的应用，包括制造微电子器件。在制造处理期间，基板被放置在工艺腔室内的承载器上，并且暴露于沉积和蚀刻工艺，同时分别形成和移除基板上的多个膜，以生产微电子器件。然而，在处理期间，工艺参数(例如温度、压力和处理气体流量)的变化可能导致基板上的膜的厚度和/或轮廓的变化，以及在整个工艺腔室内和在基板上形成和分布污染物。厚度的变化和/或污染物可能导致膜内出现一个或多个伪影，并且导致微电子器件内出现故障。对应的基板必须被丢弃，导致生产良率降低和制造成本增加。此外，在整个工艺腔室内(特别是在承载器的背侧)的污染物的累积可能导致用于清洁工艺的停机时间延长，从而降低整体制造效率。

2、因此，需要改进外延沉积工艺和用于进行这种外延沉积工艺的相关外延工艺腔室。

技术实现思路

1、本文所述的实施方式包括用于制造微电子器件的工艺和装置，更具体而言是关于外延沉积的工艺和装置。在一或更多个实施方式中，提供了一种用于在；基板上外延地沉积材料的方法，该方法包括：将基板放置在腔室主体的工艺容积内的承载器的基板支撑表面上，其中该工艺容积包含上部腔室区域和下部腔室区域，并且在外延工艺期间，该基板支撑表面位于该上部腔室区域中，并且该承载器的下表面位于该下部腔室区域中。该方法还包括：在该外延工艺期间，使含有一种或多种化学前驱物的工艺气体从在该腔室主体的第一侧的上部气体入口流过该基板，并且流动到在该腔室主体的第二侧的上部气体出口；在该外延工艺期间，使净化气体从在该腔室主体的该第一侧的下部气体入口流过该承载器的该下表面，并且流动到在该腔室主体的该第二侧的下部气体出口；以及在该外延工艺期间，将该下部腔室区域的压力维持为大于该上部腔室区域的压力。

2、在一些实施方式中，提供了一种用于在基板上外延地沉积材料的方法，该方法包括：将基板放置在腔室主体的工艺容积内的承载器的基板支撑表面上，其中该工艺容积包含上部腔室区域和下部腔室区域，并且在外延工艺期间，该基板支撑表面位于该上部腔室区域中，并且该承载器的下表面位于该下部腔室区域中。该方法还包括：在该外延工艺期间，使至少含有硅前驱物的工艺气体从在该腔室主体的第一侧的上部气体入口流过该基板，并且流动到在该腔室主体的第二侧的上部气体出口；在该外延工艺期间，使净化气体从在该腔室主体的该第一侧的下部气体入口流过该承载器的该下表面，并且流动到在该腔室主体的该第二侧的下部气体出口；以及在该外延工艺期间，将该下部腔室区域的压力维持为比该上部腔室区域的压力高约1％至约5％。该下部腔室区域的该压力可以通过以下步骤中的一者或多者来维持为大于该上部腔室区域的该压力：增大通过该上部气体出口的该工艺气体的排气速率；减小通过该下部气体出口的该净化气体的排气速率；和/或增加通过该下部气体入口的该净化气体的流率。

3、在其他的实施方式中，提供了一种用于处理基板的工艺腔室组件，该工艺腔室组件包括：腔室主体；工艺容积，包含在该腔室主体内，其中该工艺容积具有上部腔室区域和下部腔室区域；以及基板支撑组件，包含承载器，该承载器具有与下表面相对的基板支撑表面并且设置在该工艺容积内，其中该基板支撑组件被配置为在该处理区域内的处理位置与装载位置之间在垂直方向上定位该承载器，并且当该承载器处于该处理位置时，该基板支撑表面位于该上部腔室区域中，并且该下表面位于该下部腔室区域中。该工艺腔室还包括：在该上部腔室区域中的第一气体系统，该第一气体系统包含在该腔室主体的第一侧的上部气体入口和在该腔室主体的第二侧的上部气体出口，该第二侧与该第一侧相对；以及在该下部腔室区域中的第二气体系统，该第二气体系统包含在该腔室主体的该第一侧的下部气体入口和在该腔室主体的该第二侧的下部气体出口。该工艺腔室进一步包括：间隙，在周边和径向上围绕该承载器设置，其中该间隙设置在该承载器与该腔室主体的内表面之间，并且该上部腔室区域和该下部腔室区域通过该间隙彼此流体连通。

技术特征：

1.一种用于在基板上外延地沉积材料的方法，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其中所述下部腔室区域的所述压力被维持为比所述上部腔室区域的所述压力高约0.5％至约10％。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述下部腔室区域的所述压力被维持为比所述上部腔室区域的所述压力高约1％至约5％。

4.如权利要求2所述的方法，进一步包括独立地将所述下部腔室区域和所述上部腔室区域的所述压力中的每一者维持在约5托至约25托。

5.如权利要求1所述的方法，其中通过增大通过所述上部气体出口的所述工艺气体的排气速率，将所述下部腔室区域的所述压力维持为大于所述上部腔室区域的所述压力。

6.如权利要求1所述的方法，其中通过减小通过所述下部气体出口的所述净化气体的排气速率，将所述下部腔室区域的所述压力维持为大于所述上部腔室区域的所述压力。

7.如权利要求1所述的方法，其中通过增大通过所述下部气体入口的所述净化气体的流率，将所述下部腔室区域的所述压力维持为大于所述上部腔室区域的所述压力。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述净化气体包括氮气(n2)、氩气、氦气、氢气、或上述项的任何组合，并且其中所述化学前驱物包括硅烷、二硅烷、三硅烷、氯硅烷、二氯硅烷、四氯硅烷、六氯二硅烷、或上述项的任何组合。

9.如权利要求1所述的方法，其中在周边和径向上围绕所述承载器设置间隙，其中所述间隙设置在所述承载器与所述腔室主体的内表面之间，并且其中所述上部腔室区域和所述下部腔室区域通过所述间隙彼此流体连通。

10.一种用于在基板上外延地沉积材料的方法，所述方法包括：

11.一种用于处理基板的工艺腔室组件，所述工艺腔室组件包括：

12.如权利要求11所述的工艺腔室，进一步包括：控制单元，被配置为将所述下部腔室区域的压力维持为大于所述上部腔室区域的压力。

13.如权利要求12所述的工艺腔室，其中所述下部腔室区域的所述压力比所述上部腔室区域的所述压力高约0.5％至约10％。

14.如权利要求12所述的工艺腔室，其中所述控制单元被配置为独立地将所述下部腔室区域和所述上部腔室区域的所述压力中的每一者维持在约5托至约25托。

15.如权利要求11所述的工艺腔室，进一步包括：上部灯模块和下部灯模块，并且其中所述承载器设置在所述上部灯模块与所述下部灯模块之间。

16.如权利要求15所述的工艺腔室，进一步包括：

17.如权利要求16所述的工艺腔室，进一步包括：基部环，设置在所述上部灯模块与所述下部灯模块之间，其中所述基部环包括：

18.如权利要求17所述的工艺腔室，其中所述基板传输通道包括在所述腔室主体的所述第一侧的所述下部气体入口，并且其中所述下部腔室排气通道包括在所述腔室主体的所述第二侧的所述下部气体出口。

19.如权利要求17所述的工艺腔室，进一步包括：注射环，设置在所述基部环的顶部上和所述上部灯模块与所述下部灯模块之间，其中所述注射环包括：

20.如权利要求19所述的工艺腔室，其中所述一个或多个注射器通道包括在所述腔室主体的所述第一侧的所述上部气体入口，并且其中所述一个或多个上部腔室排气通道包括在所述腔室主体的所述第二侧的所述上部气体出口。

技术总结
本文所述的实施方式包括与外延沉积相关的工艺和装置。提供了一种用于外延地沉积材料的方法，该方法包括：将基板定位在腔室主体的工艺容积内的承载器的基板支撑表面上，其中该工艺容积包含上部腔室区域和下部腔室区域。该方法包括：使含有一种或多种化学前驱物的工艺气体从在该腔室主体的第一侧的上部气体入口流过该基板，并且流动到在该腔室主体的第二侧的上部气体出口；使净化气体从在该腔室主体的该第一侧的下部气体入口流过所述承载器的该下表面，并且流动到在该腔室主体的该第二侧的下部气体出口；以及将该下部腔室区域的压力维持为大于该上部腔室区域的压力。

技术研发人员：石川哲也,斯瓦米纳坦•T•斯里尼瓦桑,马蒂亚斯·鲍尔,曼朱纳特•苏班纳,阿拉•莫拉迪亚,卡蒂克•布彭德拉•仙,埃罗尔·安东尼奥·C·桑切斯,迈克尔·R·赖斯,彼得·赖默,马克·舒尔
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15