[發明專利]具排氣孔隙特征的氣體散流噴氣頭

無效

• 申請號: 200480033987.1
• 申請日: 2004-11-19
• 公開（公告）號: CN101120122A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: S·賈諾拉基斯;K·杰納基拉曼
• 申請（專利權）人: 應用材料股份有限公司
• 主分類號: C30B25/14
• 分類號: C30B25/14;C23C16/455
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 張政權

技術領域

本發明一般是與半導體晶片制程系統有關，更明確而言，是關于在工件表面分布制程氣體的系統與方法。

背景技術

半導體晶片制程系統通常含有一制程室，其具有晶座或基座，用以于制程室內靠近制程區域支撐半導體晶片。制程室形成一真空范圍，界定出部分的制程區域。一氣體散流組件或噴氣頭可提供一或多個制程氣體至制程區域。接著可加熱及/或提供能量予該氣體以形成一等離子體，于晶片上實施特定制程。這些制程可包含化學氣相沉積(Chemical?Vapor?Deposition，CVD)，以沉積薄膜于晶片上，或一蝕刻反應以由晶片移除材料。

隨著半導體裝置尺寸與復雜度的增加，晶片面積變為更加珍貴。因此，不僅希望將元件設置至靠近晶片中心，亦希望盡可能靠近晶片外部邊緣。將元件設置在靠近晶片周圍處也提高了在徑向范圍中晶片制程步驟的的一致性(radial?uniformity)的要求。因此，是希望半導體制造過程可幾乎于整個晶片表面達到一致性。

圖2顯示習知技藝的沉積室210，具有習知技藝的噴氣頭220。習知技藝的噴氣頭220特征為，于噴氣頭下表面225具有數個相等間隔的孔洞222。制程氣體經由入口導管214，沿標記方向215流入噴氣頭220?？锥?22用以于噴氣頭內沿方向218分布制程氣體。制程氣體經由孔洞222離開噴氣頭，并與半導體晶片230表面反應。噴氣頭內的氣體空間散流，決定分布于半導體晶片表面氣體的一致性。

于沉積制程中，制程氣體流經半導體晶片230的頂部表面235，并與表面235或其他氣態物種反應，以于晶片表面235形成所需的薄膜236。氣體于晶片邊緣沿方向238流動，并經由環狀排氣通道250排氣。

于圖2所繪示的習知技藝沉積室，為抵達排氣通道250，于晶片中心上方，由噴氣頭所引入的制程氣體，通常于徑向方向沿晶片表面流動，且于晶片邊緣沿方向238流動。因此，當氣體于徑向方向朝向晶片邊緣流動時，氣態物種的速度便可能增加。

于沉積制程中，沉積速率典型地取決于反應種類相對于半導體晶片表面的流動。若反應種類的速度于徑向方向上增加，沉積速率于靠近晶片周圍可能大于靠近晶片中心，導致不一致的薄膜厚度。

因此，業界亟需一種設備是可改進沉積于半導體晶片的薄膜的一致性。

發明內容

根據本發明的具體實施例，是關于在工件表面分布制程氣體的系統與方法。根據本發明一具體實施例，制程氣體由一來源，經由具有數個孔隙的氣體散流噴氣頭，流至工件表面。氣體散流噴氣頭亦具有數個排氣孔隙特征，以移除來自晶片表面上的材料。由噴氣頭排氣孔隙所提供的補充排氣，是用以減少由于通過晶片表面的徑向流動所產生的氣體速度變化，從而增強相對于晶片中心的晶片邊緣的處理一致性。

根據本發明一具體實施例的設備，包含圍繞制程室的側壁，以及位于制程室內的晶片基座。第一排氣導管與制程室進行流體交換，且一制程氣體源經由氣體散流噴氣頭而與制程室進行流體交換。氣體散流噴氣頭含有一第一通道其可與制程氣體源進行流體交換，以及分布于該噴氣頭下表面的孔隙；以及與第一通道分隔的一第二通道，其與第二排氣導管，以及分布于噴氣頭下表面的排氣孔隙，進行流體交換。

根據本發明一具體實施例，以處理半導體工件的方法是包含，經由位于氣體散流面板的第一數個孔隙，流動一制程氣體至一半導體工件。氣體由半導體工件上，經由制程室排氣通道，以及位于氣體散流面板的第二數個孔隙而移除。

根據本發明一具體實施例，以于一制程室處理半導體晶片的方法是包含，置入一半導體晶片至制程室，并經由第一排氣通道排空制程室。至少一制程氣體，經由位于噴氣頭表面的第一組孔隙引入。氣體經由第一排氣通道移除，且氣體經由位于噴氣頭表面的數個孔隙移除。

根據本發明一具體實施例，以控制沉積于半導體晶片上薄膜性質一致性的方法是包含，放置一晶片于一制程室，并經由位于面板的第一數個孔隙，引入氣體至晶片。氣體經由位于面板的第二數個孔隙移除，且氣體同時由徑向排氣路徑移除。

本發明的這些與其他具體實施例，以及其特征與一些潛在優點，將連同隨后的內容與所附圖示詳細描述。

附圖說明

圖1A為化學氣相沉積系統的一簡化概要圖示。

圖1B為化學氣相沉積系統制程室側壁部分，分解透視的簡化概要圖示。

圖1C為化學氣相沉積系統制程室蓋子組件，分解透視的簡化概要圖示。

圖2為習知技藝的沉積室與噴氣頭簡化概要圖示。

圖3A為根據本發明一具體實施例的沉積室簡化概要圖示。

圖3B為根據本發明另一具體實施例的沉積室簡化概要圖示。