[發(fā)明專利]清潔腔室及工藝所用的等離子體源

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980141982.3
• 申請日: 2009-10-19
• 公開（公告）號: CN102197714A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 迪米特里·盧伯米爾斯基;楊長奎;梁奇?zhèn)?/a>;馬修·L·米勒;詹姆斯·桑托薩;陳興隆;保羅·F·史密斯
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料股份有限公司
• 主分類號: H05H1/34
• 分類號: H05H1/34;H05H1/36;H01L21/205;H01L21/3065
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;鐘強(qiáng)

發(fā)明背景

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式大體上是關(guān)于半導(dǎo)體制造工藝和裝置的領(lǐng)域，且特別是關(guān)于處理半導(dǎo)體基板的設(shè)備。更特別地，本發(fā)明是關(guān)于在半導(dǎo)體基板處理腔室中處理氣體和基板的設(shè)備。

相關(guān)技術(shù)的描述

半導(dǎo)體基板處理腔室易因處理氣體或處理時形成的反應(yīng)物凝結(jié)而產(chǎn)生微粒。凝結(jié)物積聚在腔室的各種組件上而形成殘余物且容易剝落。處理期間，剝落薄片產(chǎn)生不當(dāng)微粒(或污染物)漂移至基板上。污染物后續(xù)將造成短路或在處理基板的裝置中產(chǎn)生空隙，以致降低基板質(zhì)量。

尤其在等離子體輔助化學(xué)氣相沉積工藝期間，處理氣體引進(jìn)含半導(dǎo)體基板(即基板)的腔室。基板支撐及保留在工藝套組(process?kit)所界定的基板支撐件上。工藝套組有助于控制在半導(dǎo)體基板之上的氣體分布。一旦形成等離子體，處理氣體將與基板反應(yīng)而沉積預(yù)定材料層。處理時，腔室內(nèi)壁、基板支撐件和工藝套組會遭遇上述殘余物、微粒或污染物。

移除殘余物的方式一般為使用清潔劑，附接腔室壁面的清潔裝置將其注入腔室。清潔裝置包含具清潔劑(如氟)的容器。清潔劑用來蝕刻腔室內(nèi)壁和基板支撐裝置的不當(dāng)殘余物。

清潔劑可提供至處理腔室做為遠(yuǎn)程等離子體源的等離子體。增設(shè)附加功率源會帶來額外的處理和設(shè)備復(fù)雜度、及限制有效控制所有工藝和功率源功率，所述功率源功率耦接至進(jìn)行多個工藝(如沉積及清潔)的處理腔室。

發(fā)明概述

在此提出沉積材料至基板上及清潔處理腔室的設(shè)備和方法。在一實(shí)施方式中，用以處理基板的設(shè)備包括功率源、耦接功率源的切換箱(switch?box)且切換箱設(shè)有可交換第一位置與第二位置的開關(guān)、耦接切換箱的第一匹配箱、耦接第一匹配箱的等離子體產(chǎn)生器、耦接切換箱的第二匹配箱、以及耦接第二匹配箱的遠(yuǎn)程等離子體源。

在另一實(shí)施方式中，用以處理基板的設(shè)備包括具圓頂部分的腔室主體、置于腔室主體的等離子體產(chǎn)生器、置于腔室主體的遠(yuǎn)程等離子體源、耦接等離子體產(chǎn)生器與遠(yuǎn)程等離子體源的切換箱且切換箱設(shè)有可交換第一位置與第二位置的開關(guān)、以及耦接切換箱的第一功率源。

在又一實(shí)施方式中，用以處理基板及處理腔室的方法包括以下步驟：將基板放入處理腔室，處理腔室包括腔室主體、置于腔室主體的等離子體源、置于腔室主體的遠(yuǎn)程等離子體源、具第一與第二切換位置并耦接等離子體源與遠(yuǎn)程等離子體源的切換箱、和耦接切換箱的第一功率源；利用切換成第一切換位置的開關(guān)，從第一功率源施加功率至部分等離子體產(chǎn)生器；供應(yīng)第一處理氣體至腔室內(nèi)；在腔室中產(chǎn)生第一處理氣體的第一等離子體；利用切換成第二切換位置的開關(guān)，從第一功率源施加功率至遠(yuǎn)程功率源；供應(yīng)第二處理氣體至遠(yuǎn)程等離子體源；在遠(yuǎn)程等離子體源中產(chǎn)生第二處理氣體的第二等離子體；以及供應(yīng)第二處理氣體至腔室主體。

在另一實(shí)施方式中，用以處理基板的設(shè)備包括功率產(chǎn)生器、設(shè)有可交換第一位置與第二位置的開關(guān)、耦接切換箱的第一整合匹配箱、耦接第一整合匹配箱的高密度等離子體源、耦接切換箱的第二整合匹配箱、以及耦接第二整合匹配箱的遠(yuǎn)程等離子體源。

在另一實(shí)施方式中，用以處理基板及處理腔室的方法包括以下步驟：將基板放入處理腔室；利用切換成第一位置的開關(guān)，從功率產(chǎn)生器施加功率至高密度功率源；供應(yīng)第一處理氣體至腔室內(nèi)；在腔室中產(chǎn)生第一處理氣體的等離子體；在腔室中進(jìn)行等離子體加強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝；利用切換成第二位置的開關(guān)，從功率產(chǎn)生器施加功率至遠(yuǎn)程功率源；供應(yīng)第二處理氣體至遠(yuǎn)程等離子體源；在遠(yuǎn)程等離子體源中產(chǎn)生第二處理氣體的等離子體；以及供應(yīng)等離子體至腔室。

附圖簡要說明

為讓本發(fā)明的上述特征更明顯易懂，可配合參考實(shí)施方式說明，其部分乃繪示如附圖式。須注意的是，雖然所附圖式揭露本發(fā)明特定實(shí)施方式，但其并非用以限定本發(fā)明的精神與范圍，任何熟習(xí)此技藝者，當(dāng)可作各種的更動與潤飾而得等效實(shí)施方式。

圖1為適用于本發(fā)明的處理腔室實(shí)施方式的側(cè)視圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的等離子體產(chǎn)生器的局部的簡化斷面透視圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的切換箱的簡示圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的等離子體產(chǎn)生器的局部的簡化斷面透視圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的耦合等離子體源的簡示圖。

為助于理解，各圖中相同的元件符號代表相似的元件。應(yīng)理解某一實(shí)施方式的元件和特征結(jié)構(gòu)當(dāng)可并入其它實(shí)施方式，在此不另外詳述。

然須注意所附圖式僅用來說明本發(fā)明特定實(shí)施方式，而非用以限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明當(dāng)可包含其它等效實(shí)施方式。

具體描述