发明名称 电浆反应器的气体散流板电极
摘要 本发明系关于处理半导体晶圆之电浆反应器,该反应器具有一气体散流板,该散流板包含一位于处理室中之前板及一位于前板之外侧上之背板。该气体散流板至少包括一气体歧管组件位于背板旁,背板及前板互相接合成一组件体。该组件体包含一洞阵列及至少一气流控制孔,该洞阵列穿设于前板上,并得与处理室相通;该控制孔钻设于该背板中,并可在该歧管组件及该洞之至少一者间相通。该孔具有一直径,通至至少一洞之气流速率藉该直径得被决定。此外,一软盘阵列为至少大致适于该洞阵列设置者,并位于洞之相对者中,藉以构成气流之圆环形气体通道,其中该圆环形气体通道由前板通至处理室,且圆环形气体通道之每一者皆与孔未对准位。
申请公布号 TWI220277 申请公布日期 2004.08.11
申请号 TW091135109 申请日期 2002.12.03
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 丹卡兹;道格拉斯A. 布克柏格二世;叶雁;罗伯特B. 哈根;赵晓叶;亚南达H. 库默;张康烈;哈米诺尔巴积;王翔保
分类号 H01L21/3065 主分类号 H01L21/3065
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种电浆反应器,用以处理一半导体晶圆,该反应器至少包含:一真空处理室侧壁;一晶圆支撑座台,用以在该处理室内支撑该半导体晶圆;一射频电源,耦接至该晶圆支撑座台;一处理气体源;及一气体散流板,位在该处理室之一顶部处,该气体散流板至少包含:一前板,位于该处理室内;一背板,位于该前板之一外侧上,该气体散流板至少包含一气体歧管,该气体歧管邻近于该背板,该背板及前板接合成体,并构成一组件,该组件至少包含:(a)一洞阵列,穿设于该前板中,并与该处理室相通;(b)至少一气流控制孔,贯穿该背板,并可在该歧管及该洞之至少一者间相通;该孔具有一直径,该直径用以决定通至至少一洞之气流速率;及(c)一软盘阵列,至少大致与该洞阵列相符,并位于该等洞之相对者中,用以界定由该前板至该处理室之气流流通用之圆环形通道,该等圆环形气体通道之每一者皆不向该孔对位。2.如申请专利范围第1项所述之反应器,其中该组件更包含一气流控制孔阵列,贯穿于该背板中,并与该歧管及该洞阵列之相对洞相通。3.如申请专利范围第2项所述之反应器,其中该等孔之每一者皆面向该软盘之对应一者,该组件更包含一平面间隙,该平面间隙介于该软盘之每一者及该背板之一面向表面间,每一平面间隙使该对应孔及该对应圆环形气体通道得以相通。4.如申请专利范围第1项所述之反应器,其中该组件更包含:一气流控制孔,贯穿该背板,为每一预定邻近洞群所用,该孔大致面对该对应邻近洞群之诸洞的中央一者;及内部气体通道,连接该等洞之中央一者与该邻近洞群之其它洞。5.如申请专利范围第3项所述之反应器,其中该背板至少包含该洞阵列,而该前板至少包含该软盘阵列。6.如申请专利范围第5项所述之反应器,其中该前板及背板至少包含碳化矽。7.如申请专利范围第6项所述之反应器,其中该板之至少一者更包含一密闭平面石墨层,平行于该板之一平面延伸。8.如申请专利范围第5项所述之反应器,其中该前板及背板至少包含阳极化铝。9.如申请专利范围第5项所述之反应器,其中该气体散流板至少包含该反应器之一顶部电极,该反应器更包含一第二射频电源,该第二射频电源耦接至该气体散流板。10.如申请专利范围第5项所述之反应器,其中该气体散流板至少包含一与该晶圆支撑座台反向之反向电极,该射频电源在该晶圆支撑座台及该气体散流板上连接。11.如申请专利范围第1项所述之反应器,其中该洞阵列系以平行洞列设置,该组件更包含:复数个长槽,位于该背板中,位于该对应洞列之洞上,并在该等洞端为开放者,该等槽之每一者使该孔及该对应洞列之洞间获得沟通。12.如申请专利范围第11项所述之反应器,其中该组件更包含复数个气流控制孔,该等气流控制孔对应于该复数个洞列,该槽之每一者使该等孔之对应一者与该对应洞列获得沟通。13.如申请专利范围第11项所述之反应器,其中该孔不与该软盘及该等洞间之圆环形间隙对位。14.如申请专利范围第11项所述之反应器,其中该长形槽之每一者皆有一宽度,该宽度小于该等洞之每一者的直径,且其中该等软盘之每一者接触该前板之一面向表面。15.如申请专利范围第8项所述之反应器,其中该洞圆环形气体通道之每一者被分作一对部份拱形圆环部份。16.如申请专利范围第15项所述之反应器,其中该部份拱形部份对应于一该圆环形间隙及该对应槽间,其中该圆环形间隙由该对应洞中之每一软盘所构成。17.如申请专利范围第11项所述之反应器,其中该等洞及软盘形成于该前板中,该等槽及孔形成于该背板中。18.如申请专利范围第17项所述之反应器,其中该前板及背板至少包含碳化矽。19.如申请专利范围第18项所述之反应器,其中该等板之至少一者更包含一密闭石墨层,该石墨层与该板之一平面平行。20.如申请专利范围第17项所述之反应器,其中该前板及背板至少包含阳极化铝。21.如申请专利范围第17项所述之反应器,其中该气体散流板至少包含一该反应器之顶部电极,该反应器更包含一第二射频电源,该第二射频电源耦接至该气体散流板。22.如申请专利范围第17项所述之反应器,其中该气体散流板至少包含一反向于该晶圆支撑座台之反向电极,该射频电源在该晶圆支撑座台及该气体散流板上连接。23.一种安装在一电浆反应器之一顶部位置之气体散流板,用以处理一半导体晶圆,并具有一真空处理室侧壁、一用以支撑该半导体晶圆于该处理室中之晶圆支撑座台、一耦接至该晶圆之撑座台之射频电源、及一处理气体源:该气体散流板,至少包含:一前板,位于该处理室中;一背板,位于该前板之一外侧上,该气体散流板至少包含一气体歧管,该气体歧管邻近于该背板,该背板及前板接合成体,并构成一组件,该组件至少包含:(a)一洞阵列,穿设于该前板中,并与该处理室相通;(b)至少一气流控制孔,贯穿该背板,并可在该歧管及该洞之至少一者间相通;该孔具有一直径,该直径用以决定通至至少一洞之气流速率;及(c)一软盘阵列,至少大致与该洞阵列相符,并位于该等洞之相对者中,用以界定由该前板至该处理室之气流流通用之圆环形通道,该等圆环形气体通道之每一者皆不向该孔对位。24.如申请专利范围第23项所述之反应器,其中该组件更包含一气流控制孔阵列,贯穿于该背板中,并与该歧管及该洞阵列之相对洞相通。25.如申请专利范围第24项所述之反应器,其中该等孔之每一者皆面向该软盘之对应一者,该组件更包含一平面间隙,该平面间隙介于该软盘之每一者及该背板之一面向表面间,每一平面间隙使该对应孔及该对应圆环形气体通道得以相通。26.如申请专利范围第23项所述之反应器,其中该组件更包含:一气流控制孔,贯穿该背板,为每一预定邻近洞群所用,该孔大致面对该对应邻近洞群之诸洞的中央一者;及内部气体通道,连接该等洞之中央一者与该邻近洞群之其它洞。27.如申请专利范围第25项所述之反应器,其中该背板至少包含该洞阵列,而该前板至少包含该软盘阵列。28.如申请专利范围第27项所述之反应器,其中该前板及背板至少包含碳化矽。29.如申请专利范围第28项所述之反应器,其中该板之至少一者更包含一密闭平面石墨层,该石墨层平行于该板之一平面延伸。30.如申请专利范围第27项所述之反应器,其中该前板及背板至少包含阳极化铝。31.如申请专利范围第23项所述之反应器,其中该洞阵列系以平行洞列设置,该组件更包含:复数个长槽,位于该背板中,位于该对应洞列之洞上,并在该等洞端为开放者,该等槽之每一者使该孔及该对应洞列之洞间获得沟通。32.如申请专利范围第31项所述之反应器,其中该组件更包含复数个气流控制孔,该等气流控制孔对应于该复数个洞列,该槽之每一者使该等孔之对应一者与该对应洞列获得沟通。33.如申请专利范围第31项所述之反应器,其中该孔不与该软盘及该等洞间之圆环形间隙对位。34.如申请专利范围第31项所述之反应器,其中该长形槽之每一者皆有一宽度,该宽度小于该等洞之每一者的直径,且其中该等软盘之每一者接触该前板之一面向表面。35.如申请专利范围第34项所述之反应器,其中该圆环形气体通道之每一者被分作一对部份拱形圆环部份。36.如申请专利范围第35项所述之反应器,其中该部份拱形圆环部分对应于一该圆环形间隙及该对应槽间,其中该圆环形间隙由该对应洞中之每一软盘所构成。37.如申请专利范围第31项所述之反应器,其中该等洞及软盘形成于该前板中,该等槽及孔形成于该背板中。38.如申请专利范围第37项所述之反应器,其中该前板及背板至少包含碳化矽。39.如申请专利范围第38项所述之反应器,其中该等板之至少一者更包含一密闭石墨层,该石墨层与该板之一平面平行。40.如申请专利范围第31项所述之反应器,其中该前板及背板至少包含阳极化铝。41.如申请专利范围第23项所述之反应器,其中该圆环形气体通道为圆形。42.如申请专利范围第23项所述之反应器,其中该圆环形气体通道为非圆形。43.一种建构一气体散流板之方法,该气体散流板用以在一电浆反应器中处理半导体晶圆,该气体散流板至少包括碳化矽且具有复数个平行槽,平行槽向上与各气流控制孔连通且向下与各列圆环形气体通道连通,该方法至少包含以下步骤:形成平行槽于一碳化矽板之一表面;将石墨插入件置入平行槽中;沉积一碳化矽层于该碳化矽板之该表面;加热该碳化矽板以移除该石墨插入件;铣出各列圆环形开口穿过沉积之碳化矽层而与各平行槽连通。44.一种建构一气体散流板之方法,该气体散流板用以在一电浆反应器中处理半导体晶圆,该气体散流板至少包括碳化矽且具有复数个平行槽,平行槽向上与各气流控制孔连通且向下与各列圆环形气体通道连通,该方法至少包含以下步骤:形成平行槽于一碳化矽板之一表面;以碳化矽插入件置入平行槽中;沉积一碳化矽层于该嗯碳化矽板之该表面;铣出各列圆环形开口穿过沉积之碳化矽层且穿过该碳化矽插入件而与各平行槽连通。45.一种电浆反应器,用以处理一半导体晶圆,该反应器至少包含:一真空处理室侧壁;一晶圆支撑座台,用以在该处理室内支撑该半导体晶圆;一射频电源,耦接至该晶圆支撑座台;一处理气体源;及一气体散流板,位在该处理室之一顶部处,该气体散流板至少包含:一前板,位于该处理室内;一背板,位于该前板之一外侧上,该气体散流板至少包含一气体歧管,该气体歧管邻近于该背板,该背板及前板接合成体,并构成一组件,该组件至少包含:(a)一洞阵列,穿设于该前板中,并与该处理室相通;(b)至少一气流控制孔,贯穿该背板,并可在该歧管及该洞之至少一者间相通;该孔具有一直径,该直径用以决定通至至少一洞之气流速率;及(c)一气流转向元件,用以转变该前板及后板间之气流,即对背板中气流模型转变成前板之圆环形气流模型。46.如申请专利范围第45项所述之反应器,其中:该前板之气流模型对应于一第一半径,该圆环形模型则对应于一第二半径,第二半径大于第一半径;该气流转向元件产生一快速气流改变(a)由每一气流模型中之一垂直气流(b)改变成一水平气流,且该气流由第一半径转变成第二半径接着(c)再转变成每一对应圆环形开口之一垂直气流。图式简单说明:第1图为本发明之电浆反应器的简化剖面侧视图。第2A图为第1图电浆反应器之气体散流板第一实施例的部份爆炸剖面侧视图。第2B图为第2A图中电浆反应器之组合气体散流板的侧视图。第3A图为第2B图之气体散流板前板的一实施方式平面图。第3B图本实施方式中与背板相接之前板的平面图。第4图为由第3B图之线4-4所截得之组件剖面侧视图。第5图为第1图电浆反应器气体散流板之第二实施例的剖面侧视图。第6图为第1图电浆反应器气体散流板之第三实施例的部份爆炸立体图。第7图为第6图之线7-7所得之剖面视图。第8A、8B、8C及8D图为第6图气体散流板之一部份的连续部份侧视图,其中说明制造第6图之气体散流板的第一方法。第9A、9B、9C及9D图为第6图气体散流板之一部份的连续部份侧视图。第10图为第1图电浆反应气气体散流板之第三实施例的剖面侧视图。第11图为第10图之不同气体散流板的剖面侧视图。
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