发明名称 用于原位薄膜堆积制程之方法与装置
摘要 本发明系提供一种用于处理薄膜堆积之群集式工具、处理室及方法的实施例。在一实施例中,系提供一种于原位而蚀刻一薄膜堆积的矽层及金属层之方法,其包括的步骤为:在一处理室中蚀刻该薄膜堆积的一上金属层,以露出一底下的矽层的一部分;及在无需将该基材从该处理室中取出之前提下,在该矽层上蚀刻出一沟渠。本发明对于平板显示器的薄膜电晶体的制造特别有用。
申请公布号 TWI298901 申请公布日期 2008.07.11
申请号 TW094110923 申请日期 2005.04.06
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 莫利华特R MERRY, WALTER R.;上泉元;怀特约翰M WHITE, JOHN M.
分类号 H01L21/02(200601AFI20080325VHTW) 主分类号 H01L21/02(200601AFI20080325VHTW)
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼;李世章 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 1.一种用于原位薄膜堆积制程的处理室,其至少包 含: 一室本体; 一盖子,其设置在该室本体上且具有一气体入口埠 ; 一基材支撑件,其适以支撑一基材,该基材具有至 少0.25平方公尺的一处理表面积; 一远端电浆源,其耦合至该气体入口埠; 一气体配送板,其设置在该室本体中并且位于该基 材支撑件上方;及 一RF功率源,其耦合到该气体配送板及基材支撑件 两者中的至少一者上,其中,在该室本体内能够原 位(in-situ)执行金属及矽蚀刻。 2.如申请专利范围第1项所述之处理室,其更包含: 一第一气体源,其耦合至该远端电浆源,且适以让 一第一气体流动于该盖子与该气体配送板之间;及 一第二气体源,其适以让一第二气体流动于该盖子 与该气体配送板之间,同时绕过该远端电浆源。 3.如申请专利范围第1项所述之处理室,其中该室本 体的温度是受控制的。 4.如申请专利范围第3项所述之处理室,其中该室本 体进一步包含: 至少一埋设在该室本体内的匣加热器。 5.一种用于原位薄膜堆积制程的群集式工具,其至 少包含: 一传送室; 至少一处理室,其耦合至该传送室且被建构成可原 位地蚀刻金属及矽; 一装载闸室,其耦合至该传送室; 一工厂界面,其耦合至该装载闸室; 一传送机械手臂,其设置在该传送室内且被建构用 于在该处理室与该装载闸室之间传送基材; 一界面机械手臂,其设置在该工厂界面内且被建构 来将该些基材传送至该装载闸室;及 一蚀刻残留物去除站,其被设置在可接收来自该界 面机械手臂及该传送机械手臂两者中至少一者的 一基材的位置。 6.如申请专利范围第5项所述之工具,其中该至少一 处理室被建构成可处理一基材,该基材具有至少0. 25平方公尺的一处理表面积。 7.如申请专利范围第5项所述之工具,其中该至少一 处理室被建构来实施光阻的原位灰化处理(ashing) 。 8.如申请专利范围第7项所述之工具,其中该至少一 处理室被建构来实施介电物质的化学气相沉积。 9.如申请专利范围第5项所述之工具,其中该至少一 处理室进一步包含: 一远端电浆源。 10.如申请专利范围第9项所述之工具,其中该至少 一处理室更包含: 一具有表面的基材支撑件;及 一气体配送板组件,其具有一气体可穿透区段,该 区段设置在该至少0.25平方公尺的一区域上方。 11.如申请专利范围第10项所述之工具,其中该至少 一处理室更包含: 一RF功率,其耦合至该基材支撑件及该气体配送板 组件之间。 12.如申请专利范围第5项所述之工具,其中该界面 机械手臂被建构来将该些基材传送于该蚀刻残留 物去除站与该装载闸室之间。 13.如申请专利范围第5项所述之工具,其中该蚀刻 残留物去除站更包含: 一基材支撑件;及 一清洁头,其被设置在该基材支撑件上方,且可在 一平行于该基材支撑件的平面中移动。 14.如申请专利范围第13项所述之工具,其中该蚀刻 残留物去除站更包含: 一清洁流体源;及 一喷雾喷嘴,其耦合至该清洁头及清洁流体源。 15.如申请专利范围第14项所述之工具,其中该蚀刻 残留物去除站更包含: 一气体源; 一气体喷嘴,其耦合至该清洁头及气体源; 一真空源;及 一真空喷嘴,其耦合至该清洁头及真空源。 16.如申请专利范围第5项所述之工具,其更包含: 一涂布站,其耦合至该工厂界面。 17.如申请专利范围第16项所述之工具,其中该涂布 站被建构来施用一有机薄膜。 18.一种用来处理形成在一基材上的一薄膜堆积的 方法,该薄膜堆积具有至少一图案化光阻层,该图 案化光阻层具有形成在较厚区段之间的较薄区段, 并且该图案化光阻层设置在一第一金属层上;一第 一矽层位在该第一金属层下方;一第二矽层位在该 第一矽层下方;及一第二金属层设置在该第二矽层 与该基材之间,其中该图案化光阻的较薄区段位在 该第二金属层上,且该较等厚与较薄区段之间的厚 度差异足以在利用灰化制程移除较薄区段以后留 下该光阻层的较厚区段,该方法至少包含以下步骤 : 在一处理室中蚀刻该第一金属层经该图案化光阻 层所暴露出来的部分,以露出一部分的该第一矽层 ;及 在该处理室中蚀刻该第一矽层的露出部分。 19.如申请专利范围第18项所述之方法,其更包含以 下之步骤: 在该处理室中蚀刻该第二矽层因该第一矽层的蚀 刻而露出的部分。 20.如申请专利范围第19项所述之方法,其更包含以 下之步骤: 透过该光阻层而露出一部分的该第一金属层。 21.如申请专利范围第20项所述之方法,其中透过该 光阻层而露出一部分该第一金属层的步骤更包含 以下之步骤: 将该光阻层的一部分灰化。 22.如申请专利范围第20项所述之方法,其中透过该 光阻层而露出一部分该第一金属层的步骤更包含 以下之步骤: 去除该光阻层的较薄区段,该较薄区段位在该光阻 层的较厚区段之间。 23.如申请专利范围第20项所述之方法,其更包含以 下之步骤: 蚀刻该第一金属层透过该光阻层而被露出的部分, 以露出该第一矽层的一第二部分。 24.如申请专利范围第23项所述之方法,其更包含以 下之步骤: 蚀刻穿透该第一矽层的该第二部分,以露出该第二 矽层的一第二部分;及 于该第二矽层中蚀刻一通道。 25.如申请专利范围第23项所述之方法,其中蚀刻该 通道的步骤更包含以下之步骤: 于该通道与该第二金属层之间留下该第二矽层的 一条带。 26.如申请专利范围第21项所述之方法,其中该灰化 步骤于该处理室内进行。 27.如申请专利范围第18项所述之方法,其中蚀刻该 第一金属层的步骤更包含以下之步骤: 提供一被一远端电浆源激发之第一处理气体至该 处理室;及 提供一第二处理气体至该处理室。 28.如申请专利范围第27项所述之方法,其中蚀刻该 第一金属层的步骤更包含以下之步骤: 用一RF电源对提供至该处理室的气体施加偏压。 29.如申请专利范围第28项所述之方法,其中该施加 偏压的步骤更包含以下之步骤: 施加RF功率到一气体配送板或一设置在该室本体 内之基材支撑件至少其中一者。 30.如申请专利范围第27项所述之方法,其中该第一 处理气体为BC13及该第二处理气体为一含氯气体。 31.如申请专利范围第18项所述之方法,其中蚀刻该 第一矽层的步骤更包含以下之步骤: 提供一被一远端电浆源激发之第一处理气体至该 处理室;及 提供一第二处理气体至该处理室。 32.如申请专利范围第31项所述之方法,其中蚀刻该 第一矽层的步骤更包含以下之步骤: 用一RF电源对提供至该处理室的气体施加偏压。 33.如申请专利范围第32项所述之方法,其中该施加 偏压的步骤更包含以下之步骤: 施加RF功率到一气体配送板或一设置在该室本体 内之基材支撑件两者中的至少一者。 34.如申请专利范围第31项所述之方法,其中该第一 处理气体为SF6及该第二处理气体为O2。 35.如申请专利范围第31项所述之方法,其中该第一 处理气体为NF3及该第二处理气体为O2。 36.如申请专利范围第24项所述之方法,其更包含以 下之步骤: 藉由灰化处理来将该光阻层从该薄膜堆积上去除 掉;及 从该经过灰化的薄膜堆积上去除掉蚀刻残留物。 37.如申请专利范围第36项所述之方法,其中去除蚀 刻残留物的步骤更包含: 将该基材传送至位在一群集式工具内的另一处理 站,其中该处理室系耦合至该群集式工具上。 38.如申请专利范围第36项所述之方法,其更包含以 下之步骤: 在残留物去除之后,沉积一钝态层于该经过灰化的 薄膜堆积上。 39.如申请专利范围第38项所述之方法,其中该沉积 步骤更包含以下之步骤: 将该基材传送至位在一群集式工具内的一沉积室, 其中该处理室系耦合至该群集式工具上。 40.如申请专利范围第38项所述之方法,其中该沉积 步骤更包含以下之步骤: 在蚀刻该薄膜堆积的该处理室中沉积该钝态层。 41.如申请专利范围第36项所述之方法,其中该灰化 步骤系发生在该处理室中。 42.如申请专利范围第36项所述之方法,其中该去除 蚀刻残留物的步骤更包含以下之步骤: 将该基材传送至耦合到一工厂界面的一残留物去 除站。 43.如申请专利范围第42项所述之方法,其更包含以 下之步骤: 在一耦合到该工厂界面的站台内沉积一钝态层。 44.一种于原位蚀刻一薄膜堆积之矽层及金属层的 方法,其至少包含以下之步骤: 在一处理室中蚀刻该薄膜堆积的一上金属层,以露 出一下方矽层的一部份;及 在不将该基材从该处理室移出的情形下,蚀刻一沟 渠于该矽层中。 45.如申请专利范围第44项所述之方法,其中蚀刻该 上金属层及该矽层的步骤更包含以下之步骤: 使用一光阻罩幕来形成蚀刻的图样。 46.如申请专利范围第44项所述之方法,其更包含: 在不用将该基材从一群集式工具内移出的情形下, 对设置在该第一金属层上的一光阻层实施灰化处 理,其中该处理室系耦合至该群集式工具上。 47.如申请专利范围第46项所述之方法,其更包含以 下之步骤: 在不将该基材从该群集式工具中移出的情形下,将 蚀刻残留物从该基材上去除掉。 48.如申请专利范围第42项所述之方法,其更包含以 下之步骤: 在不将该基材从该群集式工具中移出的情形下,将 一介电物质沉积到该基材上。 49.一种于原位蚀刻一薄膜堆积的复数层之方法,其 至少包含以下之步骤: 在一处理室中蚀刻该薄膜堆积的一第一层,以露出 一底下第二层的一部分;及 在不将该基材从该处理室移出的情形下,蚀刻该第 二层之该露出部分,其中该第一及第二层是选自于 由金属、矽、a-矽、N+矽与钝态氮化物所组成之组 群中的不同物质,该第一层与第二层至少其中一者 是金属层;及其中至少一蚀刻步骤包含从该处理室 的远端激发一处理气体。 50.如申请专利范围第50项所述之方法,更包含以下 之步骤: 将被激发的处理气体流入该处理室;及 将一功率耦合至位在该处理室内的被激发处理气 体上。 51.如申请专利范围第50项所述之方法,其中该激发 步骤更包含以下之步骤: 将该处理气体流经一远端电浆源;及 用5-30千瓦RF功率激发该远端电浆源内的该处理气 体。 52.如申请专利范围第50项所述之方法,其中该耦合 步骤更包含以下之步骤: 将5-30千瓦RF功率耦合到一气体配送板与一基材支 撑件之间。 图式简单说明: 第1图为一用于一薄膜堆积的原位处理之群集式工 具的实施例的平面图; 第2A图为一蚀刻残留物去除站的实施例的剖面图; 第2B图为一涂布站实施例的剖面图; 第3图为一处理室的实施例的剖面图; 第4图显示用于一薄膜堆积的原位处理之方法的流 程图,该方法可在第1图所示的群集式工具内实施; 第5-13图显示一薄膜堆积在第4图所示的方法中不 同处理阶段的情形;及 第14图为一示范性的传统电晶体制程的流程图。
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