CN114763602B

CN114763602B - 晶圆处理设备与制造半导体装置的方法

Info

Publication number: CN114763602B
Application number: CN202110042230.4A
Authority: CN
Inventors: 吴宗晟; 吴昇颖; 林明贤; 侯国隆; 张见诚
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2021-01-13
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2023-09-29
Anticipated expiration: 2041-01-13
Also published as: CN114763602A

Abstract

一种晶圆处理设备与制造半导体装置的方法，制造半导体装置的方法包含在处理设备中形成电浆以处理晶圆。停止形成电浆。在停止形成电浆后，降低承载晶圆的支撑盘至闲置高度，使处理设备的覆盖环的开口与处理设备的遮蔽罩的对准件嵌合。覆盖环的开口具有由上往下渐宽的宽度。

Description

晶圆处理设备与制造半导体装置的方法

技术领域

本揭露内容是关于一种晶圆处理设备与制造半导体装置的方法，特别是关于物理气相沉积的晶圆处理设备与制造半导体装置的方法。

背景技术

在半导体的制造过程中，半导体元件通常通过以下方式所生产：依次在半导体基材之上沉积绝缘或介电层、导电层及半导体材料层，并使用微影制程图案化各种材料层以在其上形成电路组件及元件。常见的沉积制程有物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积等。

通过沉积制程制造薄膜时，薄膜的均匀度是制程的特性之一。因此，如何改善薄膜的均匀度也是值得关注的课题之一。

发明内容

一种制造半导体装置的方法，包含在处理设备中形成电浆以处理晶圆。停止形成电浆。在停止形成电浆后，降低承载晶圆的支撑件至闲置高度，使处理设备的覆盖环的开口与处理设备的遮蔽罩的对准件嵌合。覆盖环的开口具有由上往下渐宽的宽度。

一种制造半导体装置的方法，包含放置晶圆于处理设备的支撑件上。移动支撑件，使得支撑件接触处理设备的覆盖环。处理设备还包含遮蔽罩。覆盖环的开口与处理设备的遮蔽罩的对准件嵌合，使得覆盖环的开口的顶面接触遮蔽罩的对准件，且覆盖环的开口的顶面的宽度与遮蔽罩的对准件的厚度的差距小于0.2毫米。提升支撑件与覆盖环至处理高度，以分离覆盖环与遮蔽罩。在处理设备的处理室中形成电浆以处理晶圆。

一种晶圆处理设备包含：处理室、支撑件、遮蔽罩与覆盖环。支撑件位于处理室中，用以承载晶圆。遮蔽罩安装于处理室并环绕支撑件。遮蔽罩包含对准件。覆盖环自遮蔽罩延伸至支撑件，覆盖环具有能够嵌合至遮蔽罩的对准件的开口，且开口由下往上渐窄。

附图说明

在随附图式一起研读时，根据以下详细描述内容可最佳地理解本揭露的态样。应注意，根据行业中的标准惯例，各种特征未按比例绘制。实际上，各种特征的尺寸可为了论述清楚经任意地增大或减小。

图1绘示在一些实施方式中晶圆处理设备的示意图；

图2A绘示在一些实施方式中图1的局部放大示意图；

图2B至图2G绘示在另一些实施方式中图1的局部放大示意图；

图3绘示根据本揭露的一些实施方式的晶圆处理设备的使用方法的流程图；

图4A至图4D绘示根据本揭露的一些实施方式的晶圆处理设备的细部结构的横截面视图的示意图；

图5绘示根据本揭露的一些实施方式的晶圆处理设备的使用方法的流程图；

图6绘示在一些实施方式中支撑盘的上视图。

【符号说明】

D1:距离

D2:距离

d1:夹角

d2:夹角

d3:深度

G:间隙

M:区域

T:靶材

T1:厚度

T2:厚度

W:晶圆

W1:宽度

W2:宽度

100:晶圆处理设备

101:处理室

102:上部侧壁

104:下部侧壁

106:底板

108:上盖

109:容置空间

110:支撑件

112:支撑盘

112a:凸台

112b:凹环

112c:吸附部

112d:孔洞

113:定位销

114:支撑柱

116:沉积环

116a:凸出部

140:覆盖环

142:第一开口

142a:外侧壁

142aa:下部侧壁

142ab:上部侧壁

142b:内侧壁

142ba:下部侧壁

142bb:上部侧壁

142c:顶面

144:前端部分

146:第二开口

147:外侧环状带

148:内侧环状带

150:遮蔽罩

152:安装结构

154:外部环状罩

156:基底板

158:对准件

158a:第一侧壁

158b:第二侧壁

160:磁控模块

162:磁铁

164:电源

170:隔离环

181:气体源

182:气体排入口

183:排出口

184:泵

185:控制器

186:电源

187:电感调节器

188:中央感测器

410:操作

420:操作

430:操作

440:操作

450:操作

510:操作

520:操作

530:操作

540:操作

具体实施方式

以下揭露提供许多不同的实施例或实例以用于实施所提供的主题的不同特征。下文描述元件及配置的具体实例以简化本揭露。当然，这些仅仅为实例，且并不意欲进行限制。例如，在以下描述中，在第二特征部之上或在其上形成第一特征部可包括将第一特征部与第二特征部形成为直接接触的实施例，且亦可包括可在第一特征部与第二特征部之间形成额外特征部以使得第一特征部与第二特征部可不直接接触的实施例。此外，本揭露可在各种实例中重复参照数位及/或字母。此重复是为了简单及清楚的目的，且本身并不决定所讨论的各种实施例及/或组态之间的关系。

另外，为便于描述，在本文中可使用空间相对术语(诸如“在......下方”、“在......之下”、“下部”、“在......上方”、“上部”及类似者)来描述如图中所例示的一个元件或特征部与另一个(另一些)元件或特征部的关系。除了图中所描绘的定向之外，空间相对术语意欲涵盖在使用中或操作中的装置的不同定向。可以其他方式来定向设备(旋转90度或以其他定向)，且同样可相应地解释本文所使用的空间相对描述词。

如本文中所使用，“左右”、“约”、“近似”或“实质”一般应意指与给定值或范围相差在20％内、10％内，或5％内。本文给定的数值量是近似的，即意指在无明确表述的情况下可推论术语“左右”、“约”、“近似”或“实质”。

本揭露的一些实施方式为改善制造半导体装置的制程。具体来说，在本文中揭露在制造半导体装置的沉积制程时，制造设备中的遮蔽罩与覆盖环互相嵌合的问题。如本文所揭露的实施方式可用于物理气相沉积(physical vapor deposotion，PVD)或任何适合的沉积制程。此外，如本文所揭露的实施方式可用于10纳米、7纳米、5纳米或任何合适尺寸的半导体制程。

图1绘示在一些实施方式的晶圆处理设备100的示意图。晶圆处理设备100包含处理室101、支撑件110、覆盖环140、遮蔽罩150、磁控模块160与隔离环170。晶圆处理设备100可为物理气相沉积设备，并可使用晶圆处理设备100以在晶圆W上沉积材料。沉积材料的来源为靶材T。

处理室101可包含上部侧壁102、下部侧壁104、底板106与上盖108。上部侧壁102在下部侧壁104与上盖108之间，且下部侧壁104在上部侧壁102与底板106之间。上部侧壁102、下部侧壁104、底板106与上盖108可共同界定容置空间109，且可在容置空间109中执行晶圆W的沉积制程。

在一些实施方式中，上部侧壁102、下部侧壁104、底板106与上盖108可以是一体成形的。在另一些实施方式中，上部侧壁102、下部侧壁104、底板106与上盖108也可以是组合而成的。上部侧壁102、下部侧壁104、底板106、上盖108可由与彼此相同或相异的材料制成。在一些实施例中，上部侧壁102、下部侧壁104、底板106、上盖108由不锈钢制成。

支撑件110可置于处理室101中，下部侧壁104水平环绕支撑件110。支撑件110可包含支撑盘112、支撑柱114与沉积环116。支撑盘112可用于承载晶圆W。支撑柱114可连接支撑盘112与底板106，并置于底板106上。沉积环116可为环状物，位于支撑盘112上且位于支撑盘112的周围，因此在沉积制程时，沉积环116可环绕晶圆W。沉积环116可用于遮蔽未被晶圆W覆盖的部分支撑盘112，以免将沉积材料沉积于支撑盘112上，造成支撑盘112的损坏。

遮蔽罩150包含安装结构152、外部环状罩154、基底板156与对准件158。安装结构152设置于处理室101中并固定在上部侧壁102上，配置用以安装遮蔽罩150于处理室101中。外部环状罩154具有可在沉积制程期间，保护上部侧壁102与下部侧壁104的高度，以免将沉积材料沉积在上部侧壁102与下部侧壁104上，造成上部侧壁102与下部侧壁104的损坏。基底板156连接外部环状罩154，并从外部环状罩154的底部实质水平地向内延伸。对准件158连接基底板156的内缘，并从基底板156的内缘向上延伸。

在一些实施方式中，可在安装结构152与外部环状罩154的上部设置隔离环170，并接触遮蔽罩150的安装结构152与外部环状罩154的上部。隔离环170的最顶部可接近靶材T，且隔离环170的下部可部分包围于外部环状罩154的内侧。隔离环170可配置用以电性隔绝靶材T与遮蔽罩150。隔离环170可由适当的介电材料或绝缘材料制成，例如氧化铝。

覆盖环140可为环状物，且具有第一开口142与包含前端部分144(请参照图2A)。第一开口142位于覆盖环140的下表面，且可与遮蔽罩150的对准件158互相嵌合。前端部分144可接触沉积环116。在沉积制程期间，覆盖环140可用于保护部分的底板106，以免沉积材料沉积在底板106，造成底板106的损坏。

在沉积制程期间，遮蔽罩150为接地状态，因此覆盖环140接触遮蔽罩150可能造成电弧现象。在一些实施方式中，当未执行沉积制程时，覆盖环140的开口与对准件158互相嵌合。在一些实施方式中，当执行沉积制程时，可调升支撑柱114的高度，使沉积环116接触覆盖环140的前端部分144。因此，沉积环116将覆盖环140向上顶起，如此一来，沉积环116与覆盖环140分开。

遮蔽罩150、覆盖环140与沉积环116可将电浆限制在特定范围内。此特定范围被遮蔽罩150、覆盖环140、沉积环116与上盖108包围。若电浆扩散出此范围，可能造成晶圆处理设备100的其他部件，例如底板106或下部侧壁104，的损害。此外，若电浆扩散至如图1所示的覆盖环140与遮蔽罩150之间的间隙G，也可能造成局部电弧现象，从而影响后续的沉积制程。

详细而言，如图1所示，覆盖环140与遮蔽罩150之间的相对位置由覆盖环140的第一开口142与遮蔽罩150的对准件158所决定。当覆盖环140往下移动时，覆盖环140的第一开口142会接触遮蔽罩150的对准件158并与之嵌合，而后覆盖环140便由遮蔽罩150所支撑。然而若覆盖环140的第一开口142的宽度大于遮蔽罩150的对准件158的宽度太多，则覆盖环140接触遮蔽罩150时，覆盖环140可能会伴随于水平方向的移动，使得覆盖环140与遮蔽罩150之间的间隙G的宽度改变。若间隙G过窄，即覆盖环140太靠近外部环状罩154，则间隙G处可能发生局部电弧现象。一旦局部电弧现象发生，沉积的薄膜特性会随之改变。

另外，覆盖环140太靠近外部环状罩154也可能发生元件(例如覆盖环140与遮蔽罩150)之间的磨擦，导致元件受损。更甚者，磨擦产生的刮痕亦会影响电浆分布，沉积的薄膜特性也随之改变。

因此，本揭露一些实施方式通过改良覆盖环140的构造以改善覆盖环140与遮蔽罩150之间间隙G过小的问题。图2A绘示在一些实施方式中图1的区域M的放大示意图。在图2A中，沉积环116置于支撑盘112上并位于支撑盘112的外侧。遮蔽罩150环绕支撑盘112，而覆盖环140位于遮蔽罩150与沉积环116上。具体而言，一部分的覆盖环140覆盖遮蔽罩150，而另一部分的覆盖环140覆盖沉积环116。覆盖环140具有第一开口142与第二开口146以分别嵌合遮蔽罩150与沉积环116，使得覆盖环140与遮蔽罩150和沉积环116之间皆有良好的对位。

覆盖环140可还包含前端部分144、外侧环状带147与内侧环状带148。外侧环状带147位于覆盖环140的最外缘且向下延伸。前端部分144自外侧环状带147向外侧环状带147的圆心延伸，而内侧环状带148位于外侧环状带147与前端部分144之间并向下延伸。第一开口142由外侧环状带147与内侧环状带148共同定义，因此在一些实施方式中，第一开口142为环型开口。

遮蔽罩150的外部环状罩154与覆盖环140的外侧环状带147之间具有间隙G，且间隙G具有宽度W1。在一些实施方式中，宽度W1在约2.2毫米至约2.5毫米之间的范围。若宽度W1大于约2.5毫米，则沉积制程中所使用的电浆可能扩散至覆盖环140与遮蔽罩150之间的间隙G。若宽度W1小于约2.2毫米，则使另一边的间隙G宽度过大，沉积制程中所使用的电浆也可能扩散至覆盖环140与遮蔽罩150之间的间隙G。如此一来，局部电弧现象可能发生。一旦局部电弧现象发生，沉积的薄膜特性会随之改变。

第一开口142具有由上往下渐宽的宽度，亦即第一开口142的宽度由下往上渐窄。在一些实施方式中，第一开口142具有外侧壁142a、内侧壁142b与顶面142c。在本文中，顶面142c为第一开口142最高的面，外侧壁142a为外侧环状带147面向内侧环状带148的侧壁，而内侧壁142b为内侧环状带148面向外侧环状带147的侧壁。顶面142c连接外侧壁142a与内侧壁142b。顶面142c具有可等于、实质上等于或略大于对准件158的厚度T1的宽度W2，例如顶面142c的宽度W2与对准件158的厚度T1的差距小于约0.2毫米。若顶面142c的宽度W2与对准件158的厚度T1的差距大于约0.2毫米，则覆盖环140与遮蔽罩150之间容易产生上述的水平位移。在一些实施方式中，宽度W2在约3毫米至约4毫米之间的范围。

在一些实施方式中，外侧壁142a(内侧壁142b)具有与对准件158的第一侧壁158a(第二侧壁158b)实质平行的下部侧壁142aa(142ba)与由下往上渐窄的上部侧壁142ab(142bb)，如图2A所示。亦即，上部侧壁142ab(142bb)的斜率小于下部侧壁142aa(142ba)的斜率。另外，上部侧壁142ab(142bb)的斜率大于顶面142c的斜率。换言之，上部侧壁142ab(142bb)的斜率介于下部侧壁142aa(142ba)的斜率与顶面142c的斜率之间。

第一开口142具有夹角d1与夹角d2。夹角d1为外侧壁142a的上部侧壁142ab与顶面142c之间的夹角，而夹角d2为内侧壁142b的上部侧壁142bb与顶面142c之间的夹角。夹角d1与夹角d2皆为钝角且小于180度。在一些实施方式中，夹角d1与夹角d2的大小实质相同，如图2A所示。在一些实施方式中，外侧壁142a与顶面142c之间的夹角与内侧壁142b与顶面142c之间的夹角大小实质相同，图2B所示。图2A与图2B的差别在于，图2A中的夹角d1与夹角d2较图2B中的夹角大。在一些实施方式中，外侧壁142a与顶面142c之间的夹角与内侧壁142b与顶面142c之间的夹角大小不同，例如外侧壁142a与顶面142c之间的夹角大于内侧壁142b与顶面142c之间的夹角(如图2D所示)，或外侧壁142a与顶面142c之间的夹角小于内侧壁142b与顶面142c之间的夹角(如图2C所示)。如图2D所示，当覆盖环140置于遮蔽罩150上时，对准件158较靠近内侧壁142b。如图2C所示，当覆盖环140置于遮蔽罩150上时，对准件158较靠近外侧壁142a。然而在图2A至图2D的实施方式中，遮蔽罩150与覆盖环140之间的间隙G的宽度W1皆在约2.2毫米至约2.5毫米之间的范围。

请回到图2A。遮蔽罩150的对准件158具有相对的第一侧壁158a与第二侧壁158b。第一侧壁158a面向外部环状罩154。而当覆盖环140的第一开口142嵌合至遮蔽罩150的对准件158时，遮蔽罩150的第一侧壁158a面向覆盖环140的外侧壁142a，且遮蔽罩150的第二侧壁158b面向覆盖环140的内侧壁142b。

在一些实施方式中，第一侧壁158a与下部侧壁142aa实质平行，且第一侧壁158a的斜率大于上部侧壁142ab的斜率。因此，上部侧壁142ab比起下部侧壁142aa更靠近第一侧壁158a。在一些实施方式中，第二侧壁158b与下部侧壁142ba实质平行，且第二侧壁158b的斜率大于上部侧壁142bb的斜率。因此，上部侧壁142bb比起下部侧壁142ba更靠近第二侧壁158b。在一些实施方式中，对准件158的厚度T1在约0.4毫米至约0.5毫米之间的范围，例如约为0.44毫米。

通过如此的设置，遮蔽罩150与覆盖环140之间可具有良好的对位。详细而言，由于执行沉积制程时与不执行沉积制程时的覆盖环140的高度、位置不同，当反复进行沉积制程时，覆盖环140反复在较高位置与较低位置间移动，使得覆盖环140重复置于遮蔽罩150上。然而，在反复地作动之下，若覆盖环140的第一开口142的宽度大于对准件158太多，则覆盖环140嵌合对准件158时可能会伴随水平移位，多次嵌合后，覆盖环140的位置容易产生移位，造成间隙G的宽度W1改变，引发非意图的局部电弧现象。

然而在图1与图2A中，第一开口142为由下往上渐窄(即由上往下渐宽)，当覆盖环140由上往下移动时，即使对准件158与第一开口142有水平移位，对准件158仍可沿着外侧壁142a或内侧壁142b到达顶面142c，实现预期的对准位置。此外，在一些实施方式中，由于顶面142c具有约与对准件158的厚度T1相同的宽度W2，对准件158与第一开口142之间的相对位置可被固定，亦即空隙G的宽度W1可被固定。如此一来，可避免电浆不再扩散至覆盖环140与遮蔽罩150之间的间隙G，并可抑止局部电弧现象的发生。

在一些实施方式中，覆盖环140的内侧环状带148与覆盖环140的外侧环状带147相距距离D1，其中距离D1也可为第一开口142的底部宽度。在一些实施方式中，距离D1在约8毫米至约9毫米之间的范围。在一些实施方式中，外侧环状带147的宽度在约4.0毫米至约4.5毫米之间的范围，例如约4.3毫米。内侧环状带148与沉积环116之间相距距离D2。在一些实施方式中，距离D2在约0.2毫米至约0.4毫米之间的范围，例如为约0.3毫米。

在一些实施方式中，覆盖环140与支撑盘112之间可通过沉积环116而对准。详细而言，支撑盘112具有凸台112a。晶圆W可置于凸台112a上进行沉积制程。支撑盘112的外缘部分可具有相对于凸台112a较凹的凹环112b。在一些实施方式中，凹环112b具有深度d3。

沉积环116可置于支撑盘112的凹环112b上，并可通过卡榫或其他适合的固定方式，将沉积环116固定于支撑盘112上。在一些实施方式中，沉积环116与凹环112b的接触面为平面。因此，沉积环116可贴合或实质上贴合支撑盘112未被晶圆W覆盖的部分，以免在后续制程中造成支撑盘112的损坏。

沉积环116具有厚度T2，在一些实施方式中，厚度T2与凹环112b的深度d3实质相同。因此，支撑盘112与固定于支撑盘112上的沉积环116的上表面实质上共平面。在一些实施方式中，如图2A所示，沉积环116可具有向上延伸的凸出部116a。凸出部116a用于将覆盖环140与沉积环116对准。在一些实施方式中，凸出部116a为环状物。在另一些实施方式中，凸出部116a为平均分布于沉积环116上的圆形凸出物(如图6所示)。

覆盖环140的前端部分144延伸至沉积环116的上方，且前端部分144至少覆盖一部分的沉积环116。覆盖环140的第二开口146位于前端部分144且面向沉积环116的凸出部116a。使得当覆盖环140往沉积环116移动时，第二开口146可嵌合至凸出部116a，以实现覆盖环140与沉积环116之间的对准。

在一些实施方式中，覆盖环140的第二开口146与沉积环116的凸出部116a之间具有间隙。举例而言，第二开口146的凹面与凸出部116a的表面实质共形。如此一来，在沉积制程期间，从靶材T(如图1所示)掉落下的沉积材料可沉积于第二开口146与凸出部116a之间的间隙，而此间隙具有足够空间，使得沉积材料不会沉积至沉积环116与覆盖环140的接触区，造成接地路径的产生。

如图2A所示，覆盖环140可遮蔽沉积环116与遮蔽罩150之间的间隙，使底板106不会因为沉积制程而造成损坏。由于在沉积制程中，部分沉积材料可能沉积至覆盖环140上。若使用时数到达一定程度，可替换新的覆盖环140继续执行沉积制程。

覆盖环140的构造并不以图1与图2A为限。图2B至图2G绘示在一些其他实施方式中图1的区域M的放大示意图。在图2B中，覆盖环140的第一开口142的外侧壁142a为单一斜率，且此斜率小于对准件158的第一侧壁158a的斜率。类似的，覆盖环140的第一开口142的内侧壁142b亦为单一斜率，且此斜率小于对准件158的第二侧壁158b的斜率。在图2B中，外侧壁142a与内侧壁142b的斜率实质相同。在图2C中，外侧壁142a的斜率小于内侧壁142b的斜率。在图2D中，外侧壁142a的斜率大于内侧壁142b的斜率。在图2A至图2D中，外侧壁142a与内侧壁142b皆为平面。图2E与图2B类似，但外侧壁142a与内侧壁142b皆为曲面。图2F与图2C类似，但外侧壁142a与内侧壁142b皆为曲面。图2G与图2D类似，但外侧壁142a与内侧壁142b皆为曲面。另外，虽然在图2E至图2G中，外侧壁142a与内侧壁142b皆为凸面，然而在其他的实施方式中，外侧壁142a与/或内侧壁142b可为凹面；或是外侧壁142a与内侧壁142b其中一者为凸面，另一者为凹面；或是每一外侧壁142a与内侧壁142b可为凸面、凹面或平面。至于图2B至图2G的结构，其余的细节皆与图1与图2A相同或相似，因此便不再赘述。

图3绘示根据本揭露的一些实施方式的晶圆处理设备的使用方法的流程图。图4A至图4D绘示根据本揭露的一些实施方式的晶圆处理设备的细部结构的横截面视图的示意图。图3中所绘示的方法可应用于沉积制程的前置作业。请同时参照图1、图2A与图3，本实施方式的方法可适用于图1的晶圆处理设备，以下即搭配晶圆处理设备中各装置之间的作动关系来说明本揭露实施例的晶圆处理设备的详细步骤。

在操作410中，将晶圆放置于支撑件的支撑盘上，以准备执行晶圆的沉积制程。具体而言，如图1所示，一移动机构(如机械手臂)将晶圆W于下部侧壁104的一开口中移入处理室101。在一些实施方式中，也可开启上盖108，从处理室101的顶部放入晶圆W。

接着请同时参照图1与图6，其中图6绘示在一些实施方式中支撑盘112的上视图。支撑件110还包含多个定位销113，这些定位销113可自支撑盘112的上表面突出，而移动机构即可将晶圆W置于定位销113上(如图4A所示)，以将晶圆W固定在支撑件110上。待晶圆W置于定位销113上之后，移动机构即可退出晶圆处理设备100。

在一些实施方式中，在沉积制程之前，可将支撑盘112的高度移动至与下部侧壁104上的开口(未绘示)相同的高度，以利晶圆W自下部侧壁104的开口进入处理室101并置于定位销113上。在操作410中，支撑盘112的高度可称为闲置高度。且在此操作中，覆盖环140的第一开口142与遮蔽罩150的对准件158嵌合，如图4A所示。在此操作中，第一开口142可具有如图2A至图2G其中一者的形状，在此便不再赘述。

在操作420中，移动支撑件，使得支撑盘上的沉积环接触晶圆处理设备的覆盖环。具体而言，如图1与图4B所示，晶圆处理设备100还包含控制器185，配置以调整支撑柱114的高度，进而移动支撑盘112至不同的高度，例如可将支撑盘112的高度从闲置高度调升至中间高度，在此“中间高度”时，支撑盘112上的沉积环116接触覆盖环140，如图4B所示。在接触沉积环116之前，覆盖环140置于遮蔽罩150上。换句话说，当支撑盘112位于中间高度时，覆盖环140同时接触遮蔽罩150与沉积环116。在中间高度时，覆盖环140的第一开口142仍与遮蔽罩150的对准件158嵌合。

另外，当支撑盘112往上移动时，定位销113(如图6所示)同时缩入支撑盘112内，使得晶圆W置于支撑盘112中央的凸台112a，以进行后续制程。支撑盘112可为静电夹盘(electrostatic chuck，ESC)、夹持式夹盘或任何适合的夹盘类型。在一些实施方式中，支撑盘112为静电夹盘，并包含多个吸附部112c(如图6所示)，突出于支撑盘112的上表面并为导电结构。在晶圆W放置在支撑盘112上后，通过在支撑盘112施加偏压，可将晶圆W通过吸附部112c而吸附至支撑盘112上以固定晶圆W。

在一些实施方式中，支撑盘112也具有加热功能，以在沉积制程期间调节晶圆W的温度。例如，在操作430中，加热置于支撑盘上的晶圆。具体而言，支撑盘112可包含加热装置，配置用以加热气体(如惰性气体)。加热后的气体经由支撑盘112上的孔洞112d(如图6所绘示)而加热晶圆W至所想要的温度。当晶圆W被吸附至支撑盘112后，支撑盘112可加热晶圆W。可根据欲达成的沉积薄膜特性改变加热温度、加热速率、加热时间等参数。支撑盘112例如由铝或其他合适的材料制成，因此可被适当且有效率的加热/降温。

接着，在操作440中，提升支撑件的支撑盘与覆盖环至处理高度，以分离覆盖环与遮蔽罩。具体来说，如图1与图4C所示，可通过控制器185调整支撑柱114的高度，将支撑盘112的高度再调升至处理高度。处理高度为执行晶圆W的沉积制程的高度。将支撑盘112从中间高度调升至处理高度的同时，覆盖环140被沉积环116向上顶起，使得覆盖环140与遮蔽罩150分离。

在操作450中，形成电浆在晶圆处理设备的处理室中以处理晶圆。具体而言，在图1中，靶材T可置于上盖108下方。在一些实施方式中，靶材T(即沉积于晶圆W上的材料)可以是金属材料，例如铜(Cu)、钴(Co)、钨(W)、钌(Ru)、钛(Ti)、钽(Ta)、其他适合的材料或其组合。在另一些实施方式中，沉积于晶圆W上的材料可以非金属材料，例如氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)、其他适合的材料或其组合。

晶圆处理设备100还包含气体源181、气体排入口182、排出口183、泵184、电源186与电感调节器187。气体源181可从气体排入口182进入处理室101。可将进入至处理室101的气体称为制程气体。在一些实施方式中，气体源181为氩气，但气体源181也可以是其他惰性气体，如氙气。在另一些实施方式中，气体源181可以为反应气体，例如氧气、氮气、含氧气体、含氮气体、任何适合的气体或其组合，因此气体源181中的气体可与靶材T的材料反应，以产生新的产物并沉积在晶圆W上。在一些实施方式中，可使用流量控制器以控制气体源181进入处理室101的流量。

使用过的制程气体与未沉积至晶圆W上的多余产物、副产物可透过排出口183排出处理室101。排出口183可连接至泵184。泵184可将处理室101的气压抽至真空或实质上真空，以利于沉积制程的进行。

控制器185可调控支撑盘112、支撑柱114、气体源181与泵184的多种参数。具体而言，可透过控制器185调控支撑盘112的加热程序、支撑柱114的高度位置、气体源181的气体流量与可通过泵184所达到的处理室101的压力。电源186配置用以维持控制器185的运作。

电感调节器187可连接至支撑盘112。请同时参照图1与图6。电感调节器187电性连接至一中央感测器188。可将中央感测器188置于支撑盘112中，以感测晶圆处理设备100内的状态，例如晶圆处理设备100内的电感等数据。在一些实施方式中，中央感测器188可置于支撑盘112的中央位置。具体而言，可透过调整电感调节器187的电流大小以控制容置空间109、遮蔽罩150、覆盖环140等的状态，进一步达成每个沉积制程中，晶圆W所期望的薄膜特性，例如薄膜的厚度、均匀度或其他特性。电感调节器187的信号线可与支撑盘112的信号线连接在一起，因此可通过中央感测器188感测晶圆处理设备100内的状态。

在一些实施方式中，当晶圆处理设备100内的构造位于异常的位置时，中央感测器188可感测到晶圆处理设备100内的电感发生变化。电感调节器187的电流的输出稳定度随之发生变化，且沉积的薄膜特性也随之改变，例如薄膜的均匀度可能变差。当电感调节器187的电流的输出稳定度变化时，可导致电感调节器187发出警示声。当警示声响起，即可得知晶圆处理设备100中的结构位置发生不寻常的变化，以提醒操作人员解决问题。如此，即可完成晶圆W的沉积制程。

上述的制程气体可通过磁控模块160转为电浆态，并可通过磁控模块160调整电浆于处理室101中的分布。具体而言，晶圆处理设备100的磁控模块160包含磁铁162与电源164。磁铁162置于上盖108的上方，即处理室101的外侧。电源164连接上盖108。电源164可施加电压至上盖108与支撑盘112，使通入处理室101的制程气体(如气体源181)成为电浆态。电浆态的气体可高速冲击靶材T，而撞击出靶材T的原子。被撞击出的原子掉落至晶圆W上，从而完成晶圆W的沉积制程。在一些实施方式中，可视情况调整电源164的强度以改变晶圆W上的沉积厚度或其他可透过调整电源164可改变的参数。在一些实施方式中，施加电压为直流电压。在一些实施方式中，为控制沉积层的密度及分布，可利用磁铁162以操纵靶材T周围的磁场。当晶圆处理设备100正在操作时，由磁铁162产生的磁场促使磁场与靶材T表面相交之处发生电弧，由此影响沉积层形成之处。磁铁162可悬垂在上盖108上。改变磁铁162的位置即提供对电弧的定位，以用于控制气相沉积。

图5绘示根据本揭露的一些实施方式的晶圆处理设备的使用方法的流程图。图5中所绘示的方法可应用于沉积制程的后续处理作业，并可将绘示于图5的操作视为绘示于图3的操作的接续。请参照图5，本实施方式的方法适用于图1的晶圆处理设备，以下即搭配晶圆处理设备中各装置之间的作动关系来说明本揭露实施例的晶圆处理设备的详细步骤。

在操作510中，形成电浆于处理设备的处理室中以处理晶圆。具体的实施方式如图1与图4C所述，因此不在此赘述。

在操作520中，停止形成电浆，同时停止晶圆的沉积制程。具体而言，如图1所示，可停止气体源181向处理室101内输送制程气体，并且停止磁控模块160的运作，以停止磁控模块160将制程气体转为电浆。

接着，在操作530中，降低承载晶圆的支撑件的支撑盘至闲置高度，使处理设备的覆盖环的开口与处理设备的遮蔽罩的对准件嵌合，覆盖环的开口具有一由上往下渐宽的宽度。具体来说，可将支撑盘112从处理高度移至闲置高度，如图4D所示。当支撑盘112移至闲置高度时，覆盖环140与沉积环116分离，并通过第一开口142嵌合至遮蔽罩150的对准件158。如上所述，因覆盖环140的第一开口142具有如图2A至图2G至少其中一者的结构，因此覆盖环140能与遮蔽罩150有良好的对位。

在一些实施方式中，如操作540所示，冷却晶圆。具体来说，在一些实施方式中，可在降低支撑盘112的同时，停止在支撑盘112施加偏压，使得晶圆W不被吸附部112c(如图6所示)所吸附。之后可突出支撑件110的定位销113(如图6所示)，以分离晶圆W与支撑盘112。如此一来，因支撑盘112离开晶圆W，晶圆W便不会再被支撑盘112加热而开始降温。在另一些实施方式中，可在支撑盘112下方另外配置冷却装置，配置用以冷却气体。冷却后的气体经由图6的孔洞112d吹向晶圆W以降低晶圆W的温度。接下来，位于定位销113上的晶圆W可被移动机构带离处理室101。

如此一来，当反复进行操作410至操作450以及操作510至操作540时，覆盖环140的反复上下做动不会造成相对于遮蔽罩150的位移，使得电浆不会进入覆盖环140与遮蔽罩150之间的间隙G而形成局部电弧现象。

根据上文论述，本揭露内容提供了优点。然而，应当理解，其他实施例可提供额外的优点，且在本文中不必揭露所有优点，且对于所有实施例均不需特定的优点。透过本揭露一些实施方式揭示的由上往下渐宽的第一开口，并具有与遮蔽罩的对准件的宽度实质相同的宽度的覆盖环，可改善覆盖环反复上下做动所造成的位移问题，且避免处理室中可能发生的局部电弧现象。

在一些实施方式中，一种制造半导体装置的方法包含在处理设备中形成电浆以处理晶圆。停止形成电浆。在停止形成电浆后，降低承载晶圆的支撑件盘至闲置高度，使处理设备的覆盖环的开口与处理设备的遮蔽罩的对准件嵌合，其中覆盖环的开口具有由上往下渐宽的宽度。

在一些实施方式中，上述的方法还包含在处理晶圆完成之后，冷却晶圆。

在一些实施方式中，处理设备为物理气相沉积设备。

在一些实施方式中，在降低承载晶圆的支撑件至闲置高度时，覆盖环的外侧环状带与遮蔽罩的外部环状罩之间的间隙的宽度为约2.2毫米至约2.5毫米。

在一些实施方式中，一种制造半导体装置的方法包含放置晶圆于处理设备的支撑件上。移动支撑件，使得支撑件接触处理设备的覆盖环。处理设备还包含遮蔽罩。覆盖环的开口与处理设备的遮蔽罩的对准件嵌合，使得覆盖环的开口的顶面接触遮蔽罩的对准件，且覆盖环的开口的顶面的宽度与遮蔽罩的对准件的厚度的差距小于约0.2毫米。提升支撑件与覆盖环至处理高度，以分离覆盖环与遮蔽罩。在处理设备的处理室中形成电浆以处理晶圆。

在一些实施方式中，上述的方法还包含在移动支撑件之后，加热晶圆。

在一些实施方式中，覆盖环的开口的侧壁的斜率小于遮蔽罩的对准件的侧壁的斜率。

在一些实施方式中，一种晶圆处理设备包含处理室、支撑件、遮蔽罩与覆盖环。支撑件位于处理室中，用以承载晶圆。遮蔽罩安装于处理室并环绕支撑件，其中遮蔽罩包含对准件。覆盖环自遮蔽罩延伸至支撑件，覆盖环具有可嵌合至遮蔽罩的对准件的开口，且开口由下往上渐窄。

在一些实施方式中，覆盖环的开口具有顶面，且顶面的宽度与对准件的宽度大小实质相同。

在一些实施方式中，支撑件包含支撑盘与沉积环，沉积环位于支撑盘上及支撑盘的周围。

前文概述数种实施例的特征，因而熟悉此项技艺者可更理解本揭露内容的态样。熟悉此项技艺者应当理解，熟悉此项技艺者可轻易地使用本揭露内容作为设计或修改其他制程及结构的基础，以实现本文介绍的实施例的相同目的及/或达成相同优点。熟悉此项技艺者亦应当认识到，这些效构造不脱离本揭露内容的精神及范围，且在不脱离本揭露内容的精神及范围的情况下，熟悉此项技艺者可在本文中进行各种改变、替换及变更。

Claims

1.一种制造半导体装置的方法，其特征在于，包含：

形成一电浆在一处理设备中以处理一晶圆；

停止形成该电浆；以及

在停止形成该电浆后，降低承载该晶圆的一支撑件至一闲置高度，使该处理设备的一覆盖环的一开口与该处理设备的一遮蔽罩的一对准件嵌合，其中该覆盖环的该开口具有一由上往下渐宽的宽度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含：

在处理该晶圆完成之后，冷却该晶圆。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该处理设备为物理气相沉积设备。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在降低承载该晶圆的该支撑件至该闲置高度时，该覆盖环的一外侧环状带与该遮蔽罩的一外部环状罩之间的一间隙的一宽度为2.2毫米至2.5毫米。

5.一种制造半导体装置的方法，其特征在于，包含：

放置一晶圆于一处理设备的一支撑件上；

移动该支撑件，使得该支撑件接触该处理设备的一覆盖环，其中该处理设备还包含一遮蔽罩，该覆盖环的一开口与该处理设备的一遮蔽罩的一对准件嵌合，使得该覆盖环的该开口的一顶面接触该遮蔽罩的该对准件，且该覆盖环的该开口的该顶面的一宽度与该遮蔽罩的该对准件的一厚度的差距小于0.2毫米；

提升该支撑件与该覆盖环至一处理高度，以分离该覆盖环与该遮蔽罩；及

形成一电浆在该处理设备的一处理室中以处理该晶圆。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包含：

在移动该支撑件之后，加热该晶圆。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该覆盖环的该开口的一侧壁的一斜率小于该遮蔽罩的该对准件的一侧壁的一斜率。

8.一种晶圆处理设备，其特征在于，包含：

一处理室；

一支撑件，位于该处理室中，用以承载一晶圆；

一遮蔽罩，安装于该处理室并环绕该支撑件，其中该遮蔽罩包含一对准件；以及

一覆盖环，自该遮蔽罩延伸至该支撑件，该覆盖环具有能够嵌合至该遮蔽罩的该对准件的一开口，且该开口由下往上渐窄。

9.根据权利要求8所述的晶圆处理设备，其特征在于，该覆盖环的该开口具有一顶面，且该顶面的一宽度与该对准件的一宽度大小相同。

10.根据权利要求8所述的晶圆处理设备，其特征在于，该支撑件包含：

一支撑盘；及

一沉积环，位于该支撑盘上及该支撑盘的周围。