[發明專利]用于高密度等離子體應用的高真空下的自冷卻氣體分配裝置無效

申請號：	200580043516.3	申請日：	2005-12-12
公開（公告）號：	CN101133186A	公開（公告）日：	2008-02-27
發明（設計）人：	梁奇偉;路四清	申請（專利權）人：	應用材料股份有限公司
主分類號：	C23C16/455	分類號：	C23C16/455;C23C16/50;C23C16/00;C23C16/505;H01L21/3065
代理公司：	上海專利商標事務所有限公司	代理人：	陸嘉
地址：	美國加利***	國省代碼：	美國;US
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摘要：
搜索關鍵詞：	用于高密度等離子體應用真空冷卻氣體分配裝置
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【說明書】：

技術領域

本發明是有關于半導體制造設備。更明確而言，本發明是關于半導體設備的溫度控制。以舉例方式來說，本發明已應用于自冷式氣體輸送設備并配合使用高密度等離子體處理設備。本發明方法及設備均可應用于其它應用以及前述自冷式氣體輸送管及類似者。

背景技術

化學氣相沉積(CVD)為一用于半導體工業的氣體反應制程，用以于基材上形成所欲材料的薄膜或薄層。某些高密度等離子體(HDP)增強型CVD制程是使用反應性化學氣體并伴隨經由RF等離子體形成的物理離子，并藉由將正電荷等離子體離子以接近垂直的角度(指與基材表面)、或藉方向性偏壓基材表面以與表面成較佳的角度吸附于負電偏壓的基材表面的方式強化薄膜沉積。集成電路(ICs)制造的目標之一是以高產量的方式在基材上形成非常薄、但均勻的薄膜。

許多CVD處理室中均使用氣體管做為氣體輸送系統的一部份。例如，用于薄膜沉積制程中的制程氣體是經由一或多個設于處理室內表面上的氣體管進入處理室。氣體管可由不同材料(包含陶瓷)制成。取決于處理室設計，某些CVD制程，且尤其是等離子體輔助CVD制程，會操作在高溫下并使氣體管承受處理室內的等離子體加熱。于典型HPD?CVD制程期間，此等氣體管(一般為末端具有一或多個孔洞的陶瓷管)的溫度會高達約800℃或更高。此等高溫會導致制程氣體無法在接近基材之處，而是在氣體管內過早分解，使隨后形成的副產物反應結合至薄膜。此等吾人不樂見的反應會導致沉積制程中薄膜的不均勻、微粒與其它問題。

因此，業界亟需一種用于HDP-CVD及其它半導體制成設備的自冷式氣體輸送設備。

發明內容

本發明大致是關于半導體制造設備。更明確而言，本發明是關于半導體制造設備的溫度控制。以舉例方式來說，本發明已應用于自冷式氣體輸送設備并配合使用高密度等離子體處理設備。本發明方法及設備均可應用于其它應用以及前述自冷式氣體輸送管及類似者。

于本發明的一實施例中，是提供一用于半導體制程處理室中的氣體分配器。該氣體分配器包括一氣體入口及一氣體出口。該氣體出口也包括一具螺紋的桿部，以及一本體，其具有一自桿部徑向往外延伸的氣體偏斜表面以及一源自該氣體偏斜表面、且設于該本體相對側上的較低表面。此外，該氣體分配器包括一設于螺紋與氣體偏斜表面之間的橫向座，以及一自該氣體入口通過該桿部及本體而至氣體出口的氣體通道。于一依據本發明的特定實施例中，該橫向座是適于承托一密封件，于特定實施例中該密封件可為一O型環。

于本發明的另一實施例中，基材制程系統包括一具有一內部上表面(包括中央圓形開口)的制程處理室，一設于制程處理室中的基材支撐件，以及一經處理室上表面的圓形開口通向基材支撐件的氣體分配器。該氣體分配器包括一氣體入口、一氣體出口、一具有螺紋的桿部、一本體(具有一自桿部徑向往外延伸的氣體偏斜表面以及一源自該氣體偏斜表面、且設于該本體相對側上的下表面)。該氣體分配器也包括一設于該螺紋及該氣體偏斜表面之間的橫向座，以及一自該氣體入口通過該桿部及本體而至氣體出口的氣體通道。該基材制程系統更包括一氣體出口，外切(circumscribing)于氣體分配器。于一特定實施例中，該基材制程系統更包括一氣體輸送檔體，位于處理室上表面的中央圓形開口上方，該氣體輸送檔體包含一螺紋，其可螺入耦接氣體分配器桿部的螺紋。

附圖說明

圖1是習知氣體輸送文件板的概要圖示。

圖2是依據本發明一實施例的一半導體制程處理室的概要圖示。

圖3是接觸熱阻與間隙氣體壓力的圖表。

圖4是依據本發明一實施例的氣體分配器的概要圖示。

圖5是依據本發明一實施例的氣體分配器的簡略概要截面圖。

圖6是依據本發明一實施例的氣體輸送文件體的概要圖示。

圖7是顯示依據本發明一實施例中氣體分配器及氣體輸送檔體在插入前的校準的概要圖。

圖8是依據本發明一實施例中氣體分配器耦接至氣體輸送檔體的截面概要圖。

圖9是依據本發明一實施例中氣體管的截面概要圖。

主要組件符號說明

102桿部????????????104螺紋