发明名称 可调整多区域气体注入系统
摘要 一种可供一电浆处理系统用以执行各种基底(例如半导体晶圆)处理作业之可调整多区域气体注入系统。该系统包括一电浆处理室;一个用支撑该处理室内一片基板之基板支座;一个介质构件,其内侧表面系面对该基板支座,且该介质构件形成该处理室之一面侧壁;有一气体注入器固定装设或以可拆除方式装设在该介质窗口部分开口处上;该气体注入器包括多处气体出口,将处理用气体以可调节流速之方式供应至该处理室之多处区域上;以及一个射频(RF)能源,例如一平面的或非平面的螺旋线圈,将RF能量经由该介质构件以电感耦合方式进入该处理室,激励该处理用气体使其转变为电浆状态。该气体注入器可包括一顺轴向出口,将处理用气体以第一种流速供应至(该处理室之)区域,以及多个偏离轴向之气体出口,将该处理气体以第二种流速供应至环绕在该区周围之环形区域内。此种配置方式可按实际需要藉由独立调节该处理气体之流向对准该处理室内多处地区之方式修改送气操作模式。此外,与一般消耗性莲蓬头式送气装置相较,本发明所采用之可拆除式装设之气体注入器,其更换既简便且费用亦低。
申请公布号 TW589658 申请公布日期 2004.06.01
申请号 TW091123681 申请日期 2002.10.15
申请人 蓝姆研究公司 发明人 大卫J 卡普柏格;维远 达喜狄;道格拉斯 芮图;哈密 辛恩;尼尔 班杰明
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种电浆处理系统,包括:一电浆处理室;一个连接至该处理室之真空泵浦;一个基板支座,可将一基板放置在该支座上在该处理室中接受处理;一块介质构件,其内侧表面面对该基板支座,且该介质构件形成该处理室之一面内壁;及一个气体喷注器,延伸穿过该介质构件,俾可使该气体喷注器之延伸末端曝露在该处理室内,而该气体喷注器,则包括多个气体出口,以不同的气体流速率将气流分别供应至该处理室内;一个射频(RF)能源,以感应方式将射频能源穿过该介质元件后使处理用电浆受到推动后变成电浆形态,用以处理该基板。2.如申请专利范围第1项之系统,该系统是一高密度电浆化学蒸汽淀积系统,或一高密度电浆蚀刻处理系统。3.如申请专利范围第1项之系统,其中之射频(RF)能源,包括一RF天线,及该气体喷注器,用以将处理用气体喷向该处理室内之一个主要电浆产生区。4.如申请专利范围第1项之系统,其中之各气体出口,包括位于该气体喷注器轴向末端表面内之一个单独之沿轴向出口,以及该气体喷注器某一侧边表面内设置之多个离轴向气体出口,该等气体出口之气体系由一单独气体供应源将处理用气体经由第一及第二供气管线供应之,此等气体管线各包括一气体流量控制器,将调节后之气流提供至各离轴向气体以外之沿轴向气体出口。5.如申请专利范围第1项之系统,其中之各气体出口包括一个中央气体出口,沿着与该基板曝露在外之表面相垂直之轴向外延伸,另有多个有角度之气体出口,沿着与上述轴向呈一锐角之方向外延伸;其中之中央气体出口系由一第一供气管线接收处理用气体,而各该有角度气体出口则系由一二供气管线接收处理用气体;该第一及第二供气管线均系由一相同供气源送来之处理用气体。6.如申请专利范围第1项之系统,其中之气体喷注器系以次音速,音速,或超音速喷射该处理用气体。7.如申请专利范围第1项之系统,其中之气体喷注器包括一平坦轴向端部表面,其中设有一沿轴向气体出口,以及一圆锥形侧壁表面,其中设有多个离轴向气体出口,该沿轴向气体出口系从该气体喷注器中一个中央通道接收处理用气体,而该等离轴向气体出口则系从围绕在该中央通道周围之各环状排列之供气通道接收处理用气体。8.如申请专利范围第1项之系统,其中之气体喷注器系以可拆除方式安装在一介质窗口内,并将处理用气体供应至该处理室之中央区域内。9.如申请专利范围第1项之系统,其中之气体喷注器包括至少一个中央气体出口,用以将处理用气体沿着与该基板曝露在外之表面相垂直之轴向喷注该处理用气体;另亦包括若干离轴向气体出口,用以将处理用气体沿着与该基板外露表面相平行之平面成一锐角关系之方向喷注该处理用气体。10.如申请专利范围第1项之系统,其中之气体喷注器是以可拆除方式装设在上述介质窗口开口内,另亦在该气体喷注器和该介质窗口之间设有一真空密封隔离设置。11.如申请专利范围第1项之系统,其中之RF能源,包括一个平板形或不平坦式螺旋线圈形状之RF天线,而且其中之气体喷注器系将处理用气体朝向一主要电浆产生区方向喷入该处理室内。12.如申请专利范围第1项之系统,其中有一单独之主要气体供应源被分隔为多个供气管线,对所有气体出口供应处理用气体。13.如申请专利范围第1项之系统,其中流经至少有一些气体供应管线之气流系可利用各种不同之气流限制装置分别以不同流量喷注气体。14.如申请专利范围第1项之系统,其中流经至少一些气体出口之气体流量比,利用一些气阀及油门控制元件分别加以调整。15.如申请专利范围第1项之系统,其中之气体喷注器另亦提供一电导隔离罩,用以将位于该气体喷注器内各该供气通道中之电浆被点燃之机会降至最低量度。16.利用电浆处理一基板之一种方法,包括:将一片基板放置于一处理室内设置之一个基板支座上,其中有一介质构件中内侧表面形成该处理室面对该基板支座之一面室壁;从一气体喷注器,将处理用气体供应至该处理室内,该气体喷注器系穿透该介质构件后向前延伸,使其末端曝露在该处理室内,该气体喷注器包括多个气体出口,用以将处理用气体供应至处理室内;控制流向至少一个气体出口之处理用气体流速,使其与流向至少另一个气体出口之处理气体之流速有别;将一RF能源产生之RF能量,以感应耦合方式将处理用气体透过该介质构件耦合至处理室内,用以激励该处理气体使其转变成电浆状态,转变成电浆相态后之处理气体,即可与该接受处理基板之外露表面发生化学反应。17.如申请专利范围第16项之方法,其中之RF能源包括一个平面型或非平面型线圈式RF天线,以及一个气体喷注器,用以将一些处理用气体透过一沿轴向气体出口喷注至处理室之中央区域内,并透过若干离轴向气体出口喷注至该中央区域周围之一个环形区内。18.如申请专利范围第16项之方法,其中至少有若干气体出口并非以直接朝向该基板外露表面的方向喷注处理用气体。19.如申请专利范围第16项之方法,其中之气体喷注器系延伸至该介质窗口内侧表面之下方,且该等气体出口系以多种不同方向喷注该处理气体。20.如申请专利范围第16项之方法,其中之气体喷注器系以次音速,音速或超音速之速度喷注处理用气体。21.如申请专利范围第16项之方法,其中之作业步骤系将个别基板分别陆续送入该处理室内接受个别薄膜层淀积或蚀刻处理。22.如申请专利范围第16项之方法,其中之气体喷注器系伸入该处理室之中央部位,且各该气体出口系将处理用气体喷注在该基板外露表面和该介质构件内侧表面之间的多个空间区域内。23.如申请专利范围第16项之方法,其中之气体出口包括在该气体喷注器末端内之一个沿轴向中央气体出口,以及包围在该沿轴向中央气体出口四周之多个离轴向气体出口,且该等离轴向气体出口系以多种不同方向喷注处理用气体。24.如申请专利范围第16项之方法,其步骤包括藉由将一种含氯气体透过各气体喷注出口喷入该处理室内对该处理基板上之一层铝质薄膜层执行电浆蚀刻处理;其中至少有一些气体出口并非以一与该基板外露表面呈垂直关系之方向喷注处理气体。25.如申请专利范围第16项之方法,其步骤包括,藉由将一种含氯及溴气体透过一中央气体出口沿循一个与该基板外露表面相垂直的轴向,并透过多个位于该中央气体出口周围之有角度气体出口喷入该处理室中用以对该基板上之一层多矽薄膜进行电浆蚀刻处理;该等有角度气体出口系分别朝与上述轴向之间所构成,且角度范围在10度至90度以内之一个角度喷注处理用气体。26.如申请专利范围第16项之方法,其步骤包括,藉由将一种含氟气体透过一中央气体喷注出口沿循一个与该基板外露表面相垂直之轴向,并透过位于上述轴向四周之多个有角度气体出口喷入处理室内对该基板上之一层氧化矽薄膜进行电浆蚀刻处理;该等多个有角度气体出口与该轴向之间的相对角度应在10度至90度之范围内。27.如申请专利范围第16项之方法,其步骤包括,藉由将一种含氯及溴之气体透过一中央气体出口沿循一个与该基板外露表面相垂直之轴向,并透过位于上述轴向四周之多个有角度气体出口喷入处理室内对该基板上之一层多矽薄膜进行电浆蚀刻处理;该等多个有角度气体出口与该轴向之间的相对角度应在10度至90度之范围内。28.如申请专利范围第16项之方法,其步骤包括:藉由将一种含氟气体透过一中央气体出口沿循一个与该基板外露表面相垂直之轴向,及(或)透过位于上述轴向四周之多个有角度气体出口,喷入该处理室内对该基板上之一层氧化矽薄膜进行电浆处理;该等多个有角度气体出口与该轴向之间的相对角度应在10度至90度之范围内。29.如申请专利范围第16项之方法,其中之单个气体供应源系被分隔成多条供气管线,分别馈送气体至各气体出口。30.如申请专利范围第16项之方法,其中之通过至少某些气体出口的气体流量比,系利用个别之流量限制装置执行不同之流量控制。31.如申请专利范围第16项之方法,其中通过至少某些气体出口的气体流量比系利用一气阀网路及气门元件执行不同之流量比控制。32.如申请专利范围第16项之方法,其中流经至少若干气体出口之气体流量比系个别独立调变后用以对该基板上之一层薄膜进行蚀刻处理,以达成对该层薄膜执行中心至边缘之均匀蚀刻效果。33.如申请专利范围第16项之方法,其中流经至少若干气体出口之气体流量比,系经个别独立调变后用以在该基板上淀积一层薄膜,以达成该层薄膜中心至边缘之均匀淀积处理结果。34.如申请专利范围第16项之方法,其中之气体喷注器另亦装有一导电性隔离罩,以使电浆在该气体喷注器内各气体通道中被点燃之机会降至最低。35.可用以将处理用气体供应至一半导体处理室内之一种气体喷注器,包括:一喷注器本体,包括至少一和两个气体入口,至少一或两个气体通道,以及至少一或两个气体出口,其中之第一气体通道是与第一气体进口和第一气体出口之间有流体传输管道,而第二气体通道则是与第二气体进口和第二气体出口之间有流体传输管道;第一和第二气体通道系彼此分立,俾可分别独立调整流经第一和第二气体出口之气体流量比。36.如申请专利范围第35项之方法,其中至少一个第一气体出口包含一单独之沿轴向气体出口,位于该喷注器本体一个轴端的表面内,且至少一个第二气体出口包含多个离轴向气体出口,位于该喷注器某一侧边表面内。37.如申请专利范围第35项之方法,其中之喷注器本体,包括一平面形轴端表面,以及一圆锥形侧边表面,其中之至少一个第一气体出口包括一个沿轴向出口,位于该轴端表面内,且至少一个第二气体出口包含多个离轴向气体出口,位于该圆锥形侧边表面内,该沿轴向出口连接至该气体喷注器内一中央气体通道;而该离轴向出口则是连接至围绕在该中央气体通道周边之一个环形气体通道。38.如申请专利范围第35项之方法,另亦包含一导电性隔离罩,用以使电浆在该气体喷注器内各气体通逆中被点燃机会降至最低程度。图式简单说明:图1所示系依本发明原理绘制之一种电浆处理系统。图2a-b所示系由一单一主要供应来源分割成两条供气路径对两个气体喷注区供应处理气体之详细情形。图2c所示系一设有电导性外套之双区式气体喷注器。图3a-c所示系利用依据本发明设计之一种气体喷注装置在一电感耦合电浆反应器内之气体散布效果说明。图4a-c所示系利用一闸控蚀刻处理法以掩盖式多矽蚀刻速率进行蚀刻处理作业之流量比影响效果。图5a-c所示系利用浅沟隔离蚀刻处理以掩盖式多矽蚀刻速率进行蚀刻处理作业之流量比影响效果。图6a-b,图7a-b所示系说明藉由调整气体流量比之方式改进多矽闸极和修整后光阻遮罩临界尺寸均匀性的效果。图8a-b所示系说明可藉由调整处理用气体流量比之方式调整各项平均蚀刻特性。
地址 美国