发明名称 附有具介电质凹槽室电浆源之喷溅侵蚀装置及具外形可配合之电浆源
摘要 喷溅蚀刻基板用装置,其包括一个处理室,其上联结一电浆源,以封住处理室并且在其中产生电浆。此电浆源包含一个介电板,此介电板具有一大致上位于中心的凹槽室,其外侧为凹面而内侧为凸面向着基板以物理方式延伸进入处理室中。一个感应线圈是位于处理室外面,通常是在凹槽室里面邻接在凹面旁边,最好是和凹面外形配合以形成一相对于基板的感应电源。此外形可配合之感应线圈系耦合能量经过凹槽室,以在处理室内接近基板处,产生一离子化粒子之高密度均匀电浆。
申请公布号 TW277141 申请公布日期 1996.06.01
申请号 TW084111882 申请日期 1995.11.09
申请人 物质研究公司 发明人 亚伯拉罕.葛拉贝瑞
分类号 H01L21/20;H05H1/12 主分类号 H01L21/20
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种利用离子化电浆来喷溅蚀刻基板表面之处 理装置, 此装置包括: 一个界定出处理空间的处理室,且于其中包含一个 基板支 撑座以在该处理空间中用以支撑基板并对其施加 电偏压; 一个气体入口,使喷溅气体导入靠近基板支撑座的 处理空 间中;以及 一个和处理室尾端联结的电浆源,以密封处理室并 在处理 室内产生电浆,此电浆源包含: 一个具有非导电性凹槽室部份的介电板,其具有特 定形状 的内表面及外表面,此凹槽室部份系朝着该基板支 撑座方 向以物理方式延伸至处理室内的处理空间中; 一个电能源安置于处理室外面及该介电板凹槽室 部份内侧 ,而且可以经由凹槽室部份有效地和该喷溅气体耦 合能量 以产生并维持离子化气体粒子的电浆; 此电能源被设计为邻接凹槽室部份之外表面,以在 靠近受 偏压基板的表面处产生高密度均匀的离子化粒子 电浆来撞 击此表面,并产生高喷溅蚀刻速率均匀地越过此基 板表面 。2.根据申请专利范围第1项之处理装置,其中电能 源包含 一个感应元件,被安置并定形于该凹槽室部份中, 以便和 喷溅气体电浆感应耦合能量。3.根据申请专利范 围第2项之处理装置,其中此感应元件 包含一个线圈。4.根据申请专利范围第3项之处理 装置,其中该线圈的外 形是配合凹槽室部份的外表面。5.根据申请专利 范围第1项之处理装置,其中该电能源包 含一个射频能源。6.根据申请专利范围第5项之处 理装置,其中该射频能源 是在大约450KHz至15MHz的范围的频率下操作。7.根据 申请专利范围第5项之处理装置,其中该电能源包 含一个联结至射频能源的射频调频器,以在能源和 电浆耦 合时减少能量反射回复至射频能源。8.根据申请 专利范围第1项之处理装置,其进一步包含一 个联结至基板支撑座的射频能源,以使用射频能源 加偏压 于支撑座上的基板。9.根据申请专利范围第8项之 处理装置,其中射频能源是 在大约1MHz至15MHz范围的频率下操作。10.根据申请 专利范围第1项之处理装置,其中电浆源进一 步包含一块金属静电屏蔽安置于凹槽室部份中,至 少包围 一部份电能源,此静电屏蔽可以吸收能源和电浆间 的电容 能量,以有效地降低从能源至电浆的能量之电容耦 合。11.根据申请专利范围第10项之处理装置,其中 该屏蔽是 由金属网所形成。12.根据申请专利范围第1项之处 理装置,其中气体入口是 位于靠近处理室顶端,邻接该凹槽室部份并且以适 当角度 引导喷溅气体往下进入靠近基板支撑座的处理空 间。13.根据申请专利范围第1项之处理装置,其进 一步包含一 个气环位于基板支撑座上方,并且环绕凹槽室部份 以引导 气体从凹槽室部份附近进入处理空间中,以产生均 匀电浆 。14.根据申请专利范围第1项之处理装置,其进一 步包含一 个屏蔽位于处理室内侧的四周,用以补捉被喷溅蚀 刻掉的 材料,同时避免该材料污染基板表面。15.根据申请 专利范围第14项之处理装置,其中该屏蔽是 金属。16.根据申请专利范围第1项之处理装置,其 进一步包含一 个磁环包围处理室,用以感应一个磁场于靠近基板 支撑座 的处理空间内,以利用磁性局限于该喷溅电浆,同 时增加 电浆的均匀性和密度来提升基板表面的喷溅蚀刻 速率。17.根据申请专利范围第1项之处理装置,其 中非导电性凹 槽室部份的尺寸和邻接凹槽室之能源的构造是可 改变的, 以便能选择性地改变越过基板表面上的电浆均匀 性及密度 ,以选择性改变越过表面上的喷溅蚀刻速率。18.一 种利用离子化电浆来喷溅蚀刻基板表面之处理装 置 ,此装置包括: 一个界定出处理空间的处理室,且于其中包含一个 基板支 撑座,以支撑该处理空间中的基板,并对其施加电 偏压; 一个气体入口,用以使喷溅气体导入靠近基板支撑 座的空 间中;以及 一个联结至处理室尾端的电浆源,以密封该处理室 并且在 处理室内产生电浆,此电浆源包含: 一个具有非导电性凹槽室部份的介电板,其具有特 定形状 的内表面及外表面,此凹槽室部份系朝着该基板支 撑座方 向以物理方式延伸至该处理室内的处理空间; 一个感应线圈安置于处理室外面及该介电板凹槽 室部份内 侧,而且可以经由凹槽室部份有效地和该喷溅气体 感应耦 合能量以产生并维持离子化气体粒子的电浆; 此感应线圈被设计为邻接该凹槽室部份的外表面, 以在靠 近受偏压基板的表面处产生高密度均匀的离子化 粒子电浆 来撞击此表面,并产生高喷溅蚀刻速率均匀地越过 此基板 表面。19.根据申请专利范围第18项之处理装置,其 中该感应线 圈是以同心圆环绕非导电性凹槽室部份外表面四 周。20.根据申请专利范围第18项之处理装置,其中 该电浆源 进一步包含一个金属静电屏蔽安置于凹槽室部份 内,此屏 蔽至少包围一部份感应线圈,而且可吸收感应线圈 和浆电 间的电容能量,以有效地降低感应线圈至电浆的能 量之电 容耦合。21.根据申请专利范围第18项之处理装置, 其进一步包含 一屏蔽安置于处理室内侧四周,用以捕捉被喷溅蚀 刻掉的 材料,并避免此材料污染基板表面。22.一种电浆源 ,其系用以在处理室内部产生电浆,以喷 溅蚀刻处理室内已受到偏压的基板,此电浆源包含 : 经联结至处理室尾端的介电板,此介电板包含一个 非导电 性凹槽室部份,其具有特定形状的内表面及外表面 ,此凹 槽室部份系朝着处理室内受偏压基板的方向以物 理方式延 伸至该处理室内; 一个电能源,经安置于处理室外面及该介电板凹槽 室部份 内侧,而且可以有效地和喷溅气体耦合能量以产生 并维持 离子化气体粒子的电浆; 此电能源被设计为邻接凹槽室外表面,以在靠近受 偏压基 板的表面处产生高密度均匀的离子化粒子电浆来 撞击此表 面,并产生高喷溅蚀刻速率均匀地越过基板表面。 23.根据申请专利范围第22项之电浆源,其中该电能 源包 含一个被安置且做成特定形状的感应元件于该凹 槽室部份 内,以和喷溅气体电浆感应耦合能量。24.根据申请 专利范围第23项之电浆源,其中该感应元件 包含一个线圈。25.根据申请专利范围第24项之电 浆源,其中该线圈的外 形是配合凹槽室部份之外表面四周。 10.根据申请专利范围第22项之电浆源,其其进一步 包含 一个金属静电屏蔽安置于凹槽室部份内,至少包围 一部份 电能源,此静电屏蔽可以吸收能源和电浆间的电容 能量, 以有效地降低从能源至电浆的能量之电容耦合。 27.根据申请专利范围第26项之电浆源,其中该屏蔽 是由 金属网所形成。 28.根据申请专利范围第22项之电浆源,其进一步包 含一 个气环环绕凹槽室部份,以引导气体从凹槽室部份 附近进 入处理空间中,以产生均匀电浆。 29.根据申请专利范围第22项之电浆源,其进一步包 含一 个磁环包围处理室,以感应一个磁场于靠近基板之 处,利 用磁性局限该喷溅电浆,同时增加电浆的均匀性和 密度以 提升基板表面的喷溅蚀刻速率。 30.一种以离子化电浆来喷溅蚀刻基板表面之方法, 其包 括: 使处理室内之基板产生电偏压; 引导喷溅气体进入靠近基板之处理室中; 一块联结至处理室尾端之介电板,此介电板包含一 个 非 导电性凹槽部份,其具有特定形状的内表面及外表 面,此 凹槽室部份系以物理方式延伸至靠近该基板之处 理室内; 安置一个电能源于该介电板凹槽室部份内,而且经 由凹槽 室部份和该喷溅气体耦合能量,以产生并维持离子 化气体 粒子的电浆; 设计电能源于邻接凹槽室外表面,以在靠近受偏压 基板的 表面处产生高密度均匀离子化粒子电浆来撞击此 表面,并 产生高喷溅蚀刻速率均匀地越过此基板表面。 31.根据申请专利范围第30项之方法,其进一步包含 在该 凹槽部份外表面四周安置并配合其形状作出感应 线圈,以 感应地耦合能量至喷溅气体电浆。 32.根据申请专利范围第30项之方法,其中电能源包 含一 个射频能源。 33.根据申请专利范围第30项之处理装置,其进一步 包含 在凹槽室部份内安置一个金属静电屏蔽,以包围一 部份电 能源,此静电屏蔽可吸收能源和电浆间的电容能量 ,以有 效降低从能源至电浆的能量之电容耦合。 34.根据申请专利范围第30项之方法,其进一步包含 从基 板上方且环绕凹槽室部份的气环引入喷溅气体至 处理室内 ,以产生均匀电浆。 35.根据申请专利范围第30项之方法,其进一步包含 在处 理室内侧的四周安置一个金属屏蔽,并且以此屏蔽 捕捉被 喷溅蚀刻掉的材料,以避免此材料污染基板表面。 36.根据申请专利范围第30项之方法,其进一步包含 以一 磁环包围处理室外侧,并且感应一个磁场于靠近基 板支撑 座的处理空间内,以磁性方式局限此喷溅电浆,同 时增加 电浆的均匀性和密度来提升基板表面的喷溅蚀刻 速率。图示简单说明 图1是本发明之喷溅蚀刻装置部份横截面的示意图 ,显示 出感应电浆源; 图2是本发明之感应电浆源的另一个具体实施例部 份横截 面的示意图,显示出其约束电浆的磁环; 图2A是图2中磁环的上视图示意图; 图2B是图2中所用的线圈形状之上视图示意图; 图3A是传送喷溅气体和后侧加热气体至图1和2之喷 溅蚀刻 装置的气体流程组件的示意图; 图3B显示本发明之操作中用于电浆之压力爆发点 火的射频
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