[发明专利]用于半导体制造中的可流动沉积的系统和装置

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案根据35U.S.C.§119(e)主张2010年12月20日提交的第61/425,150号美国临时专利申请案的权利，所述申请案以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及电子器件制造工艺、装置和系统。在特定实施例中，本发明涉及介电间隙填充工艺、装置和系统。

背景技术

在半导体处理中，通常有必要用绝缘材料来填充高纵横比间隙。对于浅沟槽隔离(STI)、金属间电介质(IMD)层、层间电介质(ILD)层、前金属电介质(PMD)层、钝化层等即为此情况。随着器件几何尺寸缩小且热预算降低，窄宽度、高纵横比(AR)部件(例如，AR＞6∶1)的无空隙填充由于现有沉积工艺的限制而变得越来越困难。

本文中论述用于介电间隙填充的新方法、装置、系统和技术。

发明内容

在一些实施中，提供一种晶片支撑装置。所述晶片支撑装置可包含卡盘，所述卡盘包含顶表面、底表面和外表面。所述顶表面与所述底表面可实质上平行于彼此，且可偏离彼此。所述外表面可位于所述顶表面与所述底表面之间，且所述顶表面可经配置以支撑半导体晶片。所述晶片支撑装置还可包含外壳。所述外壳可包含外壁和连接到所述外壁的外壳底板。所述外壳底板可包含从所述外壁朝向所述外壳底板的中心延伸的第一隔热区。所述第一隔热区可在一直延伸到所述外壳底板的中心之前停止。所述卡盘的底表面可面向所述外壳底板，且所述卡盘的底表面和外表面可实质上处于由所述外壁和所述外壳底板界定的容积内。所述卡盘与所述外壳可经配置以作为单一组合件在半导体制造腔室中一起移动。所述卡盘的外表面与所述外壳的外壁之间可无实质热接触，且跨越所述第一隔热区在所述底表面与所述外壳底板之间可无实质热接触。

在一些其它实施中，当所述晶片支撑装置暴露于在可流动沉积半导体制造腔室中存在的气体和环境条件时，可能会发生所述卡盘的外表面与所述外壳的外壁之间的无实质热接触以及跨越所述第一隔热区在所述底表面与所述外壳底板之间的无实质热接触。在又一些其它实施中，所述气体可包含Ar或He，且所述环境条件可包含介于25托与75托之间的压强。

在一些实施中，在所述卡盘的实质上全部外表面与所述外壳的外壁之间可存在至少为0.015″的间隙，且跨越所述第一隔热区在实质上全部所述底表面与所述外壳底板之间可存在至少为0.015″的间隙。

在一些实施中，所述外表面与所述外壁可为实质上圆柱形，所述外壳底板可为实质上环形且具有内部周界，且所述隔热区可不延伸到所述内部周界。

在一些其它实施中，所述晶片支撑装置可进一步包含介电中断区(dielectric break)。所述介电中断区可包含外介电壁和与所述外介电壁相接的介电底板，且所述介电底板可包含从所述外介电壁朝向所述介电底板的中心延伸的第二隔热区。所述介电底板可插入于所述外壳底板与所述底表面之间，且所述外介电壁可插入于所述外壁与所述外表面之间。所述外壁、所述外介电壁与所述外表面之间可以无实质热接触，跨越所述第二隔热区在所述底表面与所述介电底板之间无实质热接触，且跨越所述第一隔热区在所述介电底板与所述外壳底板之间无实质热接触。

在一些实施中，所述外表面与所述外介电壁的面向所述外表面的表面可隔开介于0.015″与0.050″之间的间隙，所述底表面与所述介电底板的在所述第二隔热区内且面向所述底表面的表面之间可隔开介于0.015″与0.050″之间的间隙，所述外介电壁与所述外壁的面向彼此的表面可隔开介于0.015″与0.050″之间的间隙，且所述介电底板的表面与所述外壳底板的在所述第一隔热区中的表面可隔开介于0.015″与0.050″之间的间隙。

在一些实施中，所述卡盘可包含冷却通道，所述冷却通道位于所述顶表面与所述底表面之间且沿循穿过所述卡盘的迂回路径。在一些其它实施中，所述迂回路径可包含具有不同大小的复数个嵌套的C形区段和复数个跨接区段。每一跨接区段可用另一C形区段的相应末端来接合一个C形区段的末端，且仅一个跨接区段可将任何两个C形区段接合在一起。

在一些实施中，所述卡盘可包含位于所述顶表面与所述底表面之间的环形吹扫气体通道。孔的圆形图案可将所述环形吹扫气体通道与所述顶表面流体连接。在又一些其它实施中，所述晶片支撑件可经配置以支撑呈指定标称直径的晶片，且所述圆形图案的直径可比所述标称直径小1mm到2mm。