專利名稱：處理腔室之氣流改良的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的具體實(shí)施例大體上涉及半導(dǎo)體基材處理裝備。具體而言，本發(fā)明涉及用以改良處理腔室內(nèi)的制程氣體流的設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
超大型積體(UltraLarge Scale Integrated Circuit, ULSI)電路可在諸如娃
(Si)基材等半導(dǎo)體基材上，形成超過一百萬個(gè)電子裝置(例如，晶體管)，并相互合作執(zhí)行多種功能。ULSI電路中使用的電子裝置的實(shí)例為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)場效應(yīng)晶體管。CMOS晶體管具有柵極結(jié)構(gòu)，其包含多晶硅柵極以與門極介電層，且柵極結(jié)構(gòu)設(shè)置在形成于基材中的源極與漏極區(qū)域之間。
等離子體蝕刻經(jīng)常被使用于晶體管及其它電子裝置的制造。然而，現(xiàn)今的等離子體處理腔室在制程氣體的注射、流動(dòng)以及排放上存在缺陷。舉例來說，現(xiàn)有技術(shù)的等離子體蝕刻腔室提供圍繞著腔室周圍的多個(gè)氣體注射噴嘴，以及位于腔室一側(cè)上的大型排放端口。氣體注射及排放的上述現(xiàn)有技術(shù)配置導(dǎo)致遍及待處理基材表面的不對稱制程氣體流、基材的不均勻蝕刻、制程氣體的無效率使用、以及最終的產(chǎn)量損失。因此，有需要對等離子體蝕刻腔室進(jìn)行改良，以提供更有效率的制程氣體使用，并改善基材處理的均勻度。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明之一個(gè)具體實(shí)施例中，使用于處理腔室中的套件包含氣體注射噴嘴，經(jīng) 配置以于遍及基材的表面的多個(gè)同心的圓錐狀氣體流中分布制程氣體，基材布置在處理腔室內(nèi)的基材支撐件上；環(huán)狀流量控制組件，經(jīng)配置以相對制程區(qū)域同心地布置在處理腔室中，以分隔制程區(qū)域與環(huán)狀排放區(qū)域，致使耦接至處理腔室的一個(gè)或多個(gè)真空泵從基材支撐件周圍將氣體抽取進(jìn)入環(huán)狀排放區(qū)域。在另一具體實(shí)施例中，制程氣體注射噴嘴包含支持組件；第一管體，耦接至支持組件；第二管體，經(jīng)同心地布置于第一管體內(nèi)，以于第二管體與第一管體之間形成第一環(huán)狀流體通道；以及第一分散組件，耦接至第二管體，致使第一環(huán)狀間隙設(shè)置于第一管體與第一分散組件之間。在本發(fā)明的又一具體實(shí)施例中，制程氣體注射噴嘴包含噴嘴主體，其具有穿過其中的多個(gè)氣體通道；多個(gè)分散組件，經(jīng)排列以提供多個(gè)環(huán)狀間隙；以及多個(gè)襯墊組件，具有形成于其中的一個(gè)或多個(gè)狹縫，經(jīng)布置以將氣體通道流動(dòng)地耦接環(huán)狀間隙。


為使本發(fā)明的上述特征被更清楚地了解，已參照具體實(shí)施例來更具體地說明以上所簡述的發(fā)明，其中部分具體實(shí)施例在附圖中示出。然而，需注意的是，附圖僅為說明本發(fā)明的典型具體實(shí)施例，而非用于限制其范圍，本發(fā)明也允許其它等效具體實(shí)施例。
圖I為現(xiàn)有技術(shù)的等離子體蝕刻處理腔室的概要剖面圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的某些具體實(shí)施例的制程腔室的概要剖面圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的用于圖2的制程腔室中的氣體分布噴嘴的概要剖面圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的氣體分布噴嘴的概要、等距、展開圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具體實(shí)施例大體上提供了等離子體蝕刻制程腔室改良。提供了經(jīng)改良的氣體注射噴嘴，以在腔室的蓋體的中心位置處使用。氣體注射噴嘴可用于現(xiàn)有的等離子體蝕刻腔室中，并經(jīng)配置以提供一連串的圓錐狀氣體流遍及布置的腔室內(nèi)的基材的表面。在一個(gè)具體實(shí)施例中，提供經(jīng)改良的排放套件，以于等離子體蝕刻腔室中使用。排放套件包括可用于現(xiàn)有的等離子體蝕刻腔室中的設(shè)備，并經(jīng)配置以從腔室的處理區(qū)域提供環(huán)狀的排放氣體流。本發(fā)明的具體實(shí)施例使用氣體注射及/或排放的改良來提供更一致的處理氣體流 遍及晶圓表面，實(shí)現(xiàn)更一致的蝕刻制程。此外，可通過本發(fā)明的具體實(shí)施例來達(dá)成制程氣體的更有效使用。圖I為現(xiàn)有技術(shù)的等離子體蝕刻處理腔室100的概要剖面圖。制程腔室100具有腔室本體，其具有側(cè)壁106、底部108以及圓頂型蓋體112經(jīng)配置以部分封閉制程區(qū)域110。可于制程腔室100內(nèi)置中提供基材支撐件114，使得提供于其上的基材101布置于制程區(qū)域110內(nèi)?？商峁┛刂破?30來控制制程腔室100的多個(gè)方面?？捎诮咏瞥糖皇?00的蓋體112處提供一個(gè)或多個(gè)天線或線圈164。線圈164經(jīng)過匹配電路168耦接至RF功率源166。于制程腔室100內(nèi)，施加至線圈164的功率感應(yīng)耦合制程氣體，以形成等離子體。一個(gè)或多個(gè)偏壓功率源172經(jīng)過匹配電路174耦接至基材支撐件114，以于處理期間偏壓基材101?？赏ㄟ^于外周設(shè)置于側(cè)壁106中的多個(gè)側(cè)面注射噴嘴162以及設(shè)置于蓋體112中的上方氣體分布噴嘴160，從一個(gè)或多個(gè)氣體源102提供制程氣體進(jìn)入制程腔室100的制程區(qū)域110。排放端口 122位于制程腔室100—側(cè)并耦接至真空泵104。設(shè)置于排放端口122附近的節(jié)流閥124可用以連結(jié)真空泵104，以控制制程區(qū)域110中的壓力。氣體流路徑“P1”在圖I中示出，以示出現(xiàn)有技術(shù)處理腔室100中的典型氣體流?？梢钥闯?，因上方氣體分布噴嘴160、側(cè)面注射噴嘴162以及排放端口 122的配置及位置的緣故，大部分的制程氣體流被導(dǎo)引離開制程腔室100而非均勻地分布遍及基材101。事實(shí)上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)制程腔室100內(nèi)高達(dá)95%的所有離子化氣體被直接抽取離開腔室100而未接觸基材101。因此，現(xiàn)有技術(shù)制程腔室100中的氣體注射及排放配置造成制程氣體的無效率使用，也造成基材101的不均勻蝕刻。圖2為根據(jù)本發(fā)明的某些具體實(shí)施例的制程腔室200的概要剖面圖。類似于現(xiàn)有技術(shù)制程腔室100，制程腔室200具有腔室本體，其具有側(cè)壁106、底部108以及圓頂型蓋體112經(jīng)配置以部分封閉制程區(qū)域110?？稍谥瞥糖皇?00內(nèi)置中提供基材支撐件114，使得提供于其上的基材101布置在制程區(qū)域110內(nèi)?？赏ㄟ^主干216支撐基材支撐件114。主干216可耦接至致動(dòng)器，如馬達(dá)215，其用于基材支撐件114的垂直移動(dòng)。控制器230可耦接至馬達(dá)215及一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作控制感應(yīng)器(未示出)，以于處理之前、之中或之后提供對基材支撐件的垂直移動(dòng)的控制?？刂破?30總體包括內(nèi)存232、CPU 234以及支持電路236。CPU 234可為任何形式的一種計(jì)算機(jī)處理器，其可用在供控制多種腔室及制程所用的工業(yè)設(shè)備中。支持電路236耦接至CPU 234，以通常方式支持處理器。這類電路包括高速緩存、電源供應(yīng)、頻率電路、輸入/輸出電路、次系統(tǒng)，等等。內(nèi)存232耦接至CPU 234。內(nèi)存232，或計(jì)算機(jī)可讀取媒體，可為諸如本地或遠(yuǎn)程的隨機(jī)存取內(nèi)存(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)或任何其它形式的數(shù)字儲(chǔ)存器等的容易獲得的內(nèi)存之一或多者。供進(jìn)行制程所用的指令可儲(chǔ)存于內(nèi)存232。當(dāng)由控制器230執(zhí)行時(shí)，指令可使得處理腔室200執(zhí)行制程，如等離子體蝕刻制程。在一個(gè)具體實(shí)施例中，控制器230可通過馬達(dá)215、主干216以及基材支撐件114，于處理期間協(xié)調(diào)基材101的垂直移動(dòng)。在一個(gè)具體實(shí)施例中，控制器230可以某種方式協(xié)調(diào)基材101的垂直移動(dòng)，使得等離子體特征、制程材料流動(dòng)型態(tài)以及排放型態(tài)等小變化可得到補(bǔ)償或調(diào)整以達(dá)成期望的蝕刻型態(tài)。在一個(gè)實(shí)例中，控制器230可搭配制程配方(process recipe)的變化或其它處理參數(shù)來協(xié)調(diào)基材101的垂直移動(dòng)，如材料流動(dòng)、材料供應(yīng)型態(tài)、材料類型、RF及DC場斜上(ramping)或脈沖、腔室200的溫度、基材支撐件114 的溫度，等等。就制程腔室100而言，可于制程腔室200的蓋體112附近提供一個(gè)或多個(gè)天線或線圈164。線圈164經(jīng)過匹配電路168耦接至RF功率源166。施加至線圈164的功率可感應(yīng)地耦合制程腔室100內(nèi)的制程氣體，以形成等離子體。一個(gè)或多個(gè)偏壓功率源172經(jīng)過匹配電路174耦接至基材支撐件114，以于處理期間偏壓基材101?？赏ㄟ^控制器230提供對RF功率源166及偏壓功率源172的控制。在一個(gè)具體實(shí)施例中，可自一個(gè)或多個(gè)氣體源202經(jīng)過氣體分布噴嘴260提供制程氣體，氣體分布噴嘴260置中定位于圓頂型蓋體112內(nèi)。在一個(gè)具體實(shí)施例中,氣體分布噴嘴260定位于制程腔室200內(nèi)的位置，與上方氣體分布噴嘴160定位于制程腔室100內(nèi)的位置相同。因此，可以氣體分布噴嘴260來翻新制程腔室100。然而，氣體分布噴嘴260包括對氣體分布噴嘴160的數(shù)個(gè)改良。在一個(gè)具體實(shí)施例中,氣體分布噴嘴260包括配置于其中的多個(gè)特征結(jié)構(gòu)265，以提供制程氣體平均分布遍及基材101的面。特征結(jié)構(gòu)265可包括一個(gè)或多個(gè)可控制的氣體入口以及供各個(gè)氣體入口所用的一個(gè)或多個(gè)特定形狀的氣體出口。氣體出口可包括通孔狀、環(huán)狀外型之噴嘴、流動(dòng)導(dǎo)引型態(tài)，等等。在一個(gè)具體實(shí)施例中，經(jīng)過個(gè)別入口及出口的氣體流可通過質(zhì)量流控制器295進(jìn)行控制，以平衡或調(diào)控各別的氣體流。在另一個(gè)具體實(shí)施例中，可通過一個(gè)或多個(gè)由控制器230控制的馬達(dá)，來自動(dòng)調(diào)整或調(diào)控特征結(jié)構(gòu)265的位置。于某些具體實(shí)施例中，可于處理循環(huán)期間控制特征結(jié)構(gòu)265的調(diào)控，以將聲波能量(acoustic energy)以及塑型壓力脈沖(shaped pressure pulse)賦予制程氣體流，使能更大地控制制程腔室200中的基材101上所進(jìn)行的特定制程。在一個(gè)具體實(shí)施例中,氣體分布噴嘴260利用Coanda效應(yīng),通過噴嘴260中的一個(gè)或多個(gè)環(huán)狀通孔注射氣體。在這樣的具體實(shí)施例中，氣體流沿著噴嘴260表面的預(yù)定路徑，直到其受力而自噴嘴260表面以期望角度分開。在一個(gè)具體實(shí)施例中，可將表現(xiàn)Coanda效應(yīng)的多個(gè)特征結(jié)構(gòu)265利用來創(chuàng)造一連串的圓錐狀氣體流，其專門用來供應(yīng)平均的氣體流至基材101的表面。此外，噴嘴260內(nèi)的特征結(jié)構(gòu)265可經(jīng)配置，以造成氣體流在傳送至基材101表面的期間旋轉(zhuǎn)并混合。隨后將就圖3及圖4來描述氣體分布噴嘴260的特定實(shí)例。在一個(gè)具體實(shí)施例中，類似圖I中的制程腔室100，排放端口 122位于制程腔室200 —側(cè)上并耦接至真空泵104。設(shè)置于排放端口 122附近的節(jié)流閥124協(xié)同真空泵104控制制程區(qū)域110中的壓力。在一個(gè)具體實(shí)施例中，限制組件290布置于通往排放端口 122的側(cè)面入口中。限制組件290可經(jīng)配置以限制或防止氣體流通過側(cè)面入口流至排放端口 122。在一個(gè)具體實(shí)施例中，相同的真空泵104及節(jié)流閥124，或一個(gè)或多個(gè)額外的真空泵104及/或節(jié)流閥124，流體連通多個(gè)側(cè)面排放端口 262，側(cè)面排放端口 262設(shè)置在圍繞著腔室200周圍的側(cè)壁106中。在一個(gè)具體實(shí)施例中，制程腔室200中的排放端口 262的位置與制程腔室100中的側(cè)面氣體注射噴嘴162的位置重合。因此，可以排放端口 262取代側(cè)面氣體注射噴嘴162來翻新腔室100。在一個(gè)具體實(shí)施例中，環(huán)狀流量控制組件280設(shè)置于制程腔室200內(nèi)，以分隔制程區(qū)域110及排放區(qū)域250。環(huán)狀流量控制組件280可經(jīng)配置以從側(cè)壁106的上部區(qū)域延伸至制程腔室200的基材支撐件114與底部108之間的區(qū)域。因此，制程腔室200的制程區(qū)域110比現(xiàn)有技術(shù)腔室100的制程區(qū)域110更圓滑也更一致，于制程區(qū)域110中造成更集 中的等離子體，且使得比現(xiàn)有技術(shù)腔室100中可能產(chǎn)生更高的離子碰撞及更高的等離子體
山/又o在一個(gè)具體實(shí)施例中，環(huán)狀流量控制組件280基本上為具有中央開口 281的碗形組件，中央開口 281具有的直徑稍大于基材支撐件114的直徑，例如大于200mm。環(huán)狀流量控制組件280可具有上方凸出部283，上方凸出部283從上方唇部284向下延伸至下方凹陷部285。下方凹陷部285可延伸至界定開口 281的下方唇部286。在一個(gè)具體實(shí)施例中，環(huán)狀流量控制組件280包括位在其上方周圍處的一個(gè)或多個(gè)連接特征結(jié)構(gòu)282，用以附接至側(cè)壁106的上方部分。因此，可用環(huán)狀流量控制組件280翻新制程腔室100。在一個(gè)具體實(shí)施例中，流量控制組件280是一個(gè)連續(xù)的固體件。在一個(gè)具體實(shí)施例中，流量控制組件280具有穿過其形成的多個(gè)通孔或穿孔，供專門的氣體流穿過。在一個(gè)具體實(shí)施例中，流量控制組件280可由金屬材料制成，例如鋁或不銹鋼。于另一具體實(shí)施例中，流量控制組件280可由陶瓷或聚合物材料制作，其可抵抗制程腔室200中進(jìn)行的等離子體蝕刻制程。在一個(gè)具體實(shí)施例中，流量控制組件280可通過一個(gè)或多個(gè)間隔物272與腔室200的側(cè)壁106及/或底部108分隔開來。氣體流路徑“P2”在圖2中示出，以示出制程腔室200中的改良?xì)怏w流。如圖中所示，因氣體分布噴嘴260及流量控制組件280的配置與定位的原因，氣體流可平均分布于基材101的表面上，并向下抽至基材支撐件114的周圍與流量控制組件280之間。在離開基材101的表面之后，可將氣體流抽至流量控制組件280及制程腔室200的底部108之間。接著通過排放端口 262及/或122將氣體抽離制程腔室200。改良的氣體流路徑“P2”造成制程氣體應(yīng)用效能以及RF功率效能的顯著增加。如此較大的效能也減少加熱制程腔室200，造成改良的效能以及減少的流出物。進(jìn)而，通過經(jīng)由腔室200的下方區(qū)域抽取排放制程氣體，可抑制或防止處理等離子體到達(dá)排放端口 262及/或122，因而壓制那些區(qū)塊中的沉積物形成，也減少清潔腔室200所需的時(shí)間，并降低微粒于基材101的表面上發(fā)展的可能性。在一個(gè)具體實(shí)施例中，可于套件中提供氣體分布噴嘴260及環(huán)狀流量控制組件280，與必要的硬件一起用來翻新等離子體蝕刻腔室，如腔室100。在一個(gè)具體實(shí)施例中，套件可進(jìn)一步包括限制組件290。在一個(gè)具體實(shí)施例中，套件可包括必要的硬件以及管，以使注射噴嘴162轉(zhuǎn)變?yōu)榕欧哦丝?262。圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例的用于制程腔室200中的氣體分布噴嘴300的概要剖面圖。在圖3中示出的具體實(shí)施例包括多個(gè)不同長度之嵌套管體，以提供多個(gè)供制程氣體所用的流動(dòng)間隙，造成重疊的圓錐狀氣體流“P3”在圖2中示出的制程腔室200中平均地分布遍及基材101。在一個(gè)具體實(shí)施例中，氣體分布噴嘴300包括支持組件302，其可經(jīng)配置以附接至一個(gè)或多個(gè)制程氣體入口管體。氣體分布噴嘴300進(jìn)一步包括外側(cè)管304接附至支持組件302。在一個(gè)具體實(shí)施例中，第一中間管306同心地布置于外側(cè)管304內(nèi)并配合支持組件302，致使第一中間管306的外側(cè)表面與外側(cè)管304的內(nèi)側(cè)表面之間可界定外側(cè)環(huán)狀流體通道308。第一分散組件310經(jīng)配置以配合第一中間管306的下方端，在第一分散組件310與外側(cè)管304的下方端之間留下外側(cè)環(huán)狀間隙312，致使外側(cè)環(huán)狀間隙312流體連通外側(cè)環(huán)狀流體通道308。第一分散組件310可為可移動(dòng)地配合第一中間管306 (例如，螺釘連接)，致 使外側(cè)環(huán)狀間隙312成為可調(diào)整的，以調(diào)整穿過其而分散的制程氣體流。在一個(gè)具體實(shí)施例中，第一分散組件310牢固地附接至第一中間管306，以維持制程氣體流的間隔。在另一個(gè)具體實(shí)施例中，第一分散組件包括等距間隔于其上而呈餅圖案的多個(gè)凸起，以配合外側(cè)管304并維持制程氣體流的間隔。在一個(gè)具體實(shí)施例中，第二中間管314同心地布置于第一中間管306內(nèi)并配合支持組件302，使得第二中間管314的外側(cè)表面及第一中間管306的內(nèi)側(cè)表面界定中間環(huán)狀流體通道316。第二分散組件318經(jīng)配置以配合第二中間管314的下方端?？捎诘谝环稚⒔M件310內(nèi)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)孔洞320，其流體連通中間環(huán)狀流體通道316?？锥?28可圍繞著第一分散組件310的周圍等距間隔。第二分散組件318可為可移動(dòng)地配合第二中間管314 (例如，螺釘連接)，致使中間環(huán)狀間隙321，其也流體連通中間環(huán)狀流體通道316，形成于第二分散組件318與第一分散組件310之間。中間環(huán)狀間隙321可成為可調(diào)整的，以使用第二分散組件318與第二中間管314之間的可動(dòng)性配合，來調(diào)整穿過其而分散的制程氣體流。在一個(gè)具體實(shí)施例中，第二分散組件318附接至第二中間管314，以維持制程氣體流的間隔。于另一具體實(shí)施例中，第二分散組件318包括自其向上延伸的多個(gè)凸起，以配合第一分散組件310并維持制程氣體流的間隔。在一個(gè)具體實(shí)施例中，內(nèi)側(cè)管322同心地布置于第二中間管314內(nèi)，并配合支持組件302，致使內(nèi)側(cè)環(huán)狀流體通道324由內(nèi)側(cè)管322的外側(cè)表面及第二中間管314的內(nèi)側(cè)表面所定義。第三分散組件326經(jīng)配置以配合內(nèi)側(cè)管322的下方端?？捎诘诙稚⒔M件318內(nèi)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)孔洞328，其流體連通內(nèi)側(cè)環(huán)狀流體通道324?？锥?28可圍繞著第二分散組件318的周圍等距間隔。第三分散組件326可為可移動(dòng)地配合內(nèi)側(cè)管322 (例如，螺釘連接)，致使內(nèi)側(cè)環(huán)狀間隙329形成于第三分散組件326與第二分散組件318之間，內(nèi)側(cè)環(huán)狀間隙329也流體連通內(nèi)側(cè)環(huán)狀流體通道324。內(nèi)側(cè)環(huán)狀間隙329可成為可調(diào)整的，以使用第三分散組件326及內(nèi)側(cè)管322之間的可動(dòng)性配合，來調(diào)整穿過其而分散的制程氣體流。在一個(gè)具體實(shí)施例中，第三分散組件326接附至內(nèi)側(cè)管322，以維持氣體流的間隔。在另一個(gè)具體實(shí)施例中，第三分散組件326包括自其向上延伸的多個(gè)凸起，以配合第二分散組件318并維持制程氣體流的間隔。在一個(gè)具體實(shí)施例中，中央桿體330或螺栓可配合支持組件302以及第三分散組件326,以將氣體分布噴嘴300的個(gè)別部件固定在一起。在一個(gè)具體實(shí)施例中，可使中央桿體330伸展或縮回，以調(diào)整外側(cè)環(huán)狀間隙312、中間環(huán)狀間隙321以及內(nèi)側(cè)環(huán)狀間隙329，由此調(diào)整通過氣體分布噴嘴300分散的制程氣體的流動(dòng)型態(tài)(flow pattern)?？赏ㄟ^如螺紋連接(threaded connection)來手動(dòng)調(diào)整中央桿體330及/或間隙312、321、329?；蛘?，可通過諸如線性推進(jìn)器或壓電馬達(dá)等一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器自動(dòng)調(diào)整，并通過控制器230進(jìn)行控制。在一個(gè)具體實(shí)施例中，可通過改變外側(cè)管304、第一中間管306、第二中間管314以及內(nèi)側(cè)管322的長度，來分別調(diào)整外側(cè)環(huán)狀間隙312、中間環(huán)狀間隙321以及內(nèi)側(cè)環(huán)狀間隙329。此外，也可調(diào)整管體直徑以及壁厚度，以提供期望的容積給外側(cè)環(huán)狀流體通道308、中間環(huán)狀流體通道316以及內(nèi)側(cè)環(huán)狀流體通道324。氣體分布噴嘴300的各個(gè)組件可包含能抵抗用于期望應(yīng)用中的特定制程氣體的材料，如陶瓷材料(例如，A1203、SiC、SiN)、金屬材料(例如，陽極化鋁、不銹鋼、鎳)，或阻性聚合材料。
支持組件302可具有穿過其中形成的多個(gè)通孔332，用以容許來自一個(gè)或多個(gè)制程氣體入口管體的制程氣體經(jīng)過支持組件302而通過，并進(jìn)入氣體分布噴嘴300中之期望的流體通道。通孔332可經(jīng)配置以從單一氣體入口傳送制程氣體進(jìn)入各個(gè)單獨(dú)的流體通道，即，外側(cè)環(huán)狀流體通道308、中間環(huán)狀流體通道316以及內(nèi)側(cè)環(huán)狀流體通道324。通孔332可經(jīng)配置以分別自單獨(dú)的入口管傳送制程氣體至各個(gè)流體通道。舉例來說，第一入口管可連接至外側(cè)環(huán)狀流體通道308，且第二入口管可連接至中間環(huán)狀流體通道316，且第三入口管可連接至內(nèi)側(cè)環(huán)狀流體通道324。在一個(gè)具體實(shí)施例中，各個(gè)入口管連接至單獨(dú)的氣體源。在一個(gè)具體實(shí)施例中，為了單獨(dú)調(diào)整流經(jīng)氣體分布噴嘴300中的各環(huán)狀間隙的流體，各個(gè)入口管透過單獨(dú)的質(zhì)量流控制器連接至單一制程氣體源。應(yīng)注意的是，雖然與圖3相關(guān)聯(lián)而示出及描述的氣體分布噴嘴300針對三個(gè)同心分散間隙來配置，但可將管及分散組件增加至組件或自組件去掉管及分散組件，以根據(jù)需求獲得較大或較小數(shù)目的分散間隙。結(jié)果，氣體分布噴嘴300可達(dá)成重疊的圓錐狀氣體流的任何期望配置，而重疊的圓錐狀氣體流可均勻地分布遍及圖2中所描繪的制程腔室200中的基材101。圖4為根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例的氣體分布噴嘴400的概要、等距、展開圖。圖4中示出的具體實(shí)施例包括多個(gè)交集的襯墊，這些襯墊經(jīng)配置以選擇性地導(dǎo)引制程氣體流通過多個(gè)環(huán)狀間隙，以提供重疊的圓錐狀氣體流(類似圖3中的氣體流“P3”)于圖2中示出的制程腔室200中平均地分布遍及基材101。在一個(gè)具體實(shí)施例中，氣體分布噴嘴400包括附接至噴嘴主體404的支持組件402。支持組件402及噴嘴主體404 二者皆具有穿過其中而設(shè)置的多個(gè)對齊的通孔406、407，以容許一種或多種制程氣體穿過其中而通過。支持組件402可經(jīng)配置以耦接至一個(gè)或多個(gè)制程氣體入口管體，以提供制程氣體供應(yīng)至氣體分布噴嘴400。第一襯墊408可布置于噴嘴主體404與第一分散組件412之間。第一襯墊408及第一分散組件412兩者皆具有穿過其中形成的多個(gè)通孔409、411，通孔409、411與穿過噴嘴主體404而形成的多個(gè)通孔407對齊。第一分散組件412配合噴嘴主體404，以在第一分散組件412與噴嘴主體404之間提供第一環(huán)狀間隙414。第一襯墊408進(jìn)一步包括穿過其形成的一個(gè)或多個(gè)狹縫410，且狹縫410選擇性地與噴嘴主體404中的一個(gè)或多個(gè)通孔406對齊。一個(gè)或多個(gè)狹縫410通往第一襯墊408的邊緣，以容許制程氣體自一個(gè)或多個(gè)通孔406通過并經(jīng)過第一環(huán)狀間隙414。結(jié)果，制程氣體可沿著路徑“P4”自氣體入口管流動(dòng)經(jīng)過支持組件402及噴嘴主體404，以經(jīng)過如圖4所示的第一環(huán)狀間隙414分散。 第二襯墊416可布置于第一分散組件412與第二分散組件420之間。第二襯墊416及第二分散組件420 二者皆具有穿過其中形成的多個(gè)通孔417、419，通孔417、419與穿過第一分散組件412而形成的多個(gè)通孔411對齊。第二分散組件420配合第一分散組件412，以在第二分散組件420與第一分散組件412之間提供第二環(huán)狀間隙422。第二襯墊416進(jìn)一步包括穿過其形成的一個(gè)或多個(gè)狹縫418，且狹縫418選擇性地與穿過第一分散組件412形成的一個(gè)或多個(gè)通孔411對齊。一個(gè)或多個(gè)狹縫418通往第二襯墊416的邊緣，以容許制程氣體自一個(gè)或多個(gè)通孔411通過并經(jīng)過第二環(huán)狀間隙422。結(jié)果 ，制程氣體可沿著路徑“P5”自氣體入口管，通過支持組件402、噴嘴主體404、第一襯墊408以及第一分散組件412，以通過圖4中所示的第二環(huán)狀間隙422分散。在一個(gè)具體實(shí)施例中，第三襯墊424布置于第二分散組件420與第三分散組件428之間。第三襯墊424具有穿透其形成的多個(gè)通孔425，其與穿透第二分散組件420形成的多個(gè)通孔417對齊。第三分散組件428配合第二分散組件420，使得第三環(huán)狀間隙430被提供于第三分散組件428與第二分散組件420之間。第三襯墊424進(jìn)一步包括穿過其形成的一個(gè)或多個(gè)狹縫426，且一個(gè)或多個(gè)狹縫426選擇性地與穿過第二分散組件420而形成的一個(gè)或多個(gè)通孔417對齊。一個(gè)或多個(gè)狹縫426通往第三襯墊424的邊緣，以容許制程氣體自一個(gè)或多個(gè)通孔417通過并經(jīng)過第三環(huán)狀間隙430。結(jié)果，制程氣體可沿著路徑“P6”自氣體入口管，通過支持組件402、噴嘴主體404、第一襯墊408、第一分散組件412、第二襯墊416以及第二分散組件420，以通過圖4中所示出的第三環(huán)狀間隙430分散。中央桿體432或螺栓可配合支持組件402以及第三分散組件428，以將氣體分布噴嘴400的個(gè)別部件固定在一起。注意，為清晰起見，中央桿體432以假想方式示于圖4中。分散組件412、420、428及/或襯墊408、416、424中一者或多者可附接至中央桿體432，致使當(dāng)中央桿體432旋轉(zhuǎn)時(shí)，通孔之一或多者重疊以改變角度，造成對穿過其中的制程氣體流的調(diào)整。在一個(gè)具體實(shí)施例中，可手動(dòng)調(diào)整中央桿體432以及通過氣體分布噴嘴400的制程氣體流?；蛘?，可通過諸如馬達(dá)等一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器自動(dòng)調(diào)整，并通過控制器230進(jìn)行控制。可改變多個(gè)通孔的尺寸及數(shù)目或多個(gè)襯墊的厚度，以提供期望的氣體流。氣體分布噴嘴400的各個(gè)組件可包含能抵抗用于期望應(yīng)用中之特定制程氣體的材料，如陶瓷材料(例如，A1203、SiC、SiN)、金屬材料(例如，陽極化鋁、不銹鋼、鎳)，或阻性聚合材料。應(yīng)注意的是，雖然與圖4相關(guān)聯(lián)而描繪及描述的氣體分布噴嘴400針對三個(gè)同心分散間隙來配置，但可將襯墊及分散組件增加至組件或自組件去掉襯墊及分散組件，以根據(jù)需求獲得較大或較小數(shù)目的分散間隙。結(jié)果，氣體分布噴嘴400可達(dá)成重疊的圓錐狀氣體流的任何期望配置，而重疊的圓錐狀氣體流可均勻地分布遍及圖2中所描繪之制程腔室200中的基材101。因此，本發(fā)明的具體實(shí)施例大體提供了等離子體蝕刻制程腔室改良。在一個(gè)具體實(shí)施例中，于腔室的蓋體的中心位置處提供經(jīng)改良的氣體注射噴嘴。氣體注射噴嘴可用于現(xiàn)有的等離子體蝕刻腔室中，并經(jīng)配置以提供一連串的圓錐狀氣體流遍及布置于腔室內(nèi)之基材的表面。在一個(gè)具體實(shí)施例中，提供了經(jīng)改良的排放構(gòu)造。排放構(gòu)造包括可用于現(xiàn)有的等離子體蝕刻腔室中的設(shè)備，并經(jīng)配置以自腔室的處理區(qū)域提供環(huán)狀的排放氣體流。本發(fā)明的具體實(shí)施例使用氣體注射及/或排放的改良來提供更一致的處理氣體流遍及晶圓表面，造成更一致的蝕刻制程。此外，可以本發(fā)明的具體實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)制程氣體得更有效使用。 盡管以上內(nèi)容針對本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是可在不脫離本發(fā)明的基本范圍的情況下設(shè)計(jì)本發(fā)明的其它及進(jìn)一步的具體實(shí)施例，且其范圍由所附權(quán)利要求決定。
權(quán)利要求
1.一種在處理腔室中使用的套件，其包含 氣體注射噴嘴，其具有多個(gè)可調(diào)整的堆疊式環(huán)狀氣體輸送間隙；以及 環(huán)狀流量控制組件，具有上方凸出部，該上方凸出部向下延伸進(jìn)入下方凹陷部，其中該環(huán)狀流量控制組件具有延伸穿過其中的開口，該開口具有大于約200mm的直徑。
2.如權(quán)利要求I所述的套件,其中該氣體注射噴嘴包含 多個(gè)管體，經(jīng)同心地排列以提供穿過其中的多個(gè)環(huán)狀氣體通道；以及 多個(gè)分散組件，經(jīng)排列以提供該多個(gè)環(huán)狀間隙，該多個(gè)環(huán)狀間隙流體連通該多個(gè)氣體通道。
3.如權(quán)利要求2所述的套件，其中該多個(gè)分散組件的至少一者可動(dòng)地配合該多個(gè)管體的至少一者。
4.如權(quán)利要求2所述的套件，其中該多個(gè)分散組件的至少一者具有穿過其中的一個(gè)或多個(gè)孔洞，該一個(gè)或多個(gè)孔洞流體連通該多個(gè)環(huán)狀氣體通道的至少一者。
5.如權(quán)利要求I所述的套件,其中該氣體注射噴嘴包含 一噴嘴主體，具有穿過其中的多個(gè)氣體通道； 多個(gè)分散組件，經(jīng)排列以提供該多個(gè)環(huán)狀間隙；以及 多個(gè)襯墊組件，具有形成于其中的一個(gè)或多個(gè)狹縫，被布置以將所述氣體通道流動(dòng)地耦接所述環(huán)狀間隙。
6.如權(quán)利要求5所述的套件，其中所述襯墊的至少一者布置于所述分散組件的至少兩者之間。
7.如權(quán)利要求6所述的套件，其中該氣體注射噴嘴還包括穿過其中而設(shè)置的中央桿體，該中央桿體還耦接至該多個(gè)襯墊，其中通過轉(zhuǎn)動(dòng)該中央桿體來調(diào)整流經(jīng)該氣體注射噴嘴的氣體。
8.一種制程氣體注射噴嘴，包含 支持組件； 第一管體，耦接至該支持組件； 第二管體，被同心地布置于該第一管體內(nèi)，以在該第二管體與該第一管體之間形成第一環(huán)狀流體通道；以及 第一分散組件，耦接至該第二管體，使得第一環(huán)狀間隙設(shè)置于該第一管體與該第一分散組件之間。
9.如權(quán)利要求8所述的噴嘴，其中該第一環(huán)狀間隙為可調(diào)整的。
10.如權(quán)利要求9所述的噴嘴，還包括 第三管體，被同心地布置于該第二管體內(nèi)，以在該第三管體與該第二管體之間形成一第二環(huán)狀流體通道；以及 第二分散組件，耦接至該第二管體，其中 第二環(huán)狀間隙形成于該第一分散組件與該第二分散組件之間，其中該第二環(huán)狀間隙與該第二環(huán)狀流體通道流體連通，并且其中該第二環(huán)狀間隙為可調(diào)整的。
11.如權(quán)利要求10所述的噴嘴，還包括 第四管體，被同心地布置在該第三管體內(nèi)，以在該第四管體與該第三管體之間形成第三環(huán)狀流體通道；以及第三分散組件，耦接至該第三管體，其中 第三環(huán)狀間隙形成于該第二分散組件與該第三分散組件之間，其中該第三環(huán)狀間隙流體連通該第三環(huán)狀流體通道，并且其中該第三環(huán)狀間隙為可調(diào)整的。
12.—種制程氣體注射噴嘴，包含 噴嘴主體，具有穿過其中的多個(gè)氣體通道； 多個(gè)分散組件，經(jīng)排列以提供多個(gè)環(huán)狀間隙；以及 多個(gè)襯墊組件，具有形成于其中的一個(gè)或多個(gè)狹縫，經(jīng)布置以將所述氣體通道流動(dòng)地耦接所述環(huán)狀間隙。
13.如權(quán)利要求12所述的噴嘴，其中所述襯墊的至少一者布置于所述分散組件的至少兩者之間。
14.如權(quán)利要求13所述的噴嘴，其中該氣體注射噴嘴還包括穿過其中而設(shè)置的中央桿體，該中央桿體還耦接至該多個(gè)襯墊。
15.如權(quán)利要求14所述的噴嘴，其中通過轉(zhuǎn)動(dòng)該中央桿體來調(diào)整流經(jīng)該氣體注射噴嘴的氣體。
全文摘要
本發(fā)明的具體實(shí)施例大體上提供等離子體蝕刻制程腔室的改良。提供了一種改良的氣體注射噴嘴，其可于腔室蓋體的中央位置處使用。氣體注射噴嘴可用于現(xiàn)有等離子體蝕刻腔室中，并經(jīng)配置以提供一連串的圓錐狀氣體流遍及布置于腔室內(nèi)之基材的表面。在一個(gè)具體實(shí)施例中，提供了一種用于等離子體蝕刻腔室中的改良的排放套件。排放套件包括可用于現(xiàn)有等離子體蝕刻腔室中的設(shè)備，并經(jīng)配置以提供來自腔室的處理區(qū)域的環(huán)狀排放氣體流。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK102763199SQ201180009422
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者布里恩·T·韋斯特, 斯坦利·德特瑪, 羅納德·維恩·肖爾 申請人:應(yīng)用材料公司