[發(fā)明專利]用于蝕刻輪廓控制的氣體注入系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201110042368.0 | 申請日： | 2011-02-22 |
| 公開（公告）號： | CN102162099A | 公開（公告）日： | 2011-08-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 徐圣述;高誠庸;蔡允淑;蔡煥國;金起鉉;李元默 | 申請（專利權(quán)）人： | 顯示器生產(chǎn)服務(wù)株式會社 |
| 主分類號： | C23F4/00 | 分類號： | C23F4/00 |
| 代理公司： | 北京華夏博通專利事務(wù)所 11264 | 代理人： | 劉俊 |
| 地址： | 韓國京畿道水原市*** | 國省代碼： | 韓國;KR |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 蝕刻 輪廓 控制 氣體 注入 系統(tǒng) | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及等離子蝕刻設(shè)備所具備的氣體注入系統(tǒng)，尤其是涉及如下的用于蝕刻輪廓控制的氣體注入系統(tǒng)，使調(diào)解氣體近距離噴射到晶圓(wafer)的邊緣部(edge)，從而使使用者能夠精確地控制蝕刻率(etch?rate)或CD(Critical?Dimension)均勻度或輪廓，通過均勻地形成晶圓整體的CD(Critical?Dimension)和輪廓，能夠提高蝕刻均勻度(Etching?Uniformity)從而最小化工程不良。
背景技術(shù)
通常，用于半導體集成電路組件的大口徑晶圓(wafer)或作為用于液晶顯示裝置(LCD：liquid?crystal?display)的主要部件的玻璃基板等在表面形成有多個薄膜層，并選擇性地去除薄膜的一部分，從而在表面形成所需形態(tài)的超細小結(jié)構(gòu)的電路或圖案。這種細小電路或圖案的制造一般通過清洗工程、蒸鍍工程、光刻(photolithography)工程、鍍金工序、蝕刻(etching)工程等多個制造工程而形成。
上述的各種處理工序是將晶圓或基板放在能夠與外部隔離的隔室(chamber)或反應(yīng)爐內(nèi)進行處理。
上述工序中尤其是蝕刻(etching)工序是如下述的工序，向隔室或反應(yīng)爐內(nèi)噴射適當?shù)姆磻?yīng)氣體(CxFx系、SxFx系、HBr、O2、Ar等)，通過在等離子狀態(tài)下的物理反應(yīng)或化學反應(yīng)，從晶圓表面選擇性地去除所需的物質(zhì)，從而在基板表面形成細小電路。
在這種蝕刻工序中，在晶圓的整體表面使CD(Critical?Dimension)或輪廓均勻，從而維持蝕刻均勻度(Etching?Uniformity)最為重要，因此，重要的是使反應(yīng)氣體均勻地擴散到隔室內(nèi)從而使等離子均勻地分布在隔室內(nèi)。
但是，一般來說，不僅晶圓中心部與外輪廓(邊緣，edge)部的蝕刻率(etch?rate)不相同，而且CD(Critical?Dimension)均勻度或輪廓形成為不相同，存在邊緣部的芯片成品率明顯降低的問題，尤其是隨著晶圓的大口徑化趨勢和半導體設(shè)備的高集成化，邊緣部的CD均勻度或輪廓控制成了更為重要的問題。
因此，以前為了解決上述問題，將冷卻劑冷卻裝置(coolant?chiller)分為內(nèi)部(inner)和外部(outer)，利用晶圓上的溫度差來控制CD，或者將供給反應(yīng)氣體的噴頭(shower?head)分為內(nèi)部(inner)和外部(outer)區(qū)分反應(yīng)氣體供給區(qū)域，從而調(diào)節(jié)在晶圓中心部和邊緣部的等離子的分布來控制CD。
除此之外，還使用了通過向晶圓追加供給O2氣體，從而控制CD的方法。
但是上述的現(xiàn)有的控制方法具有如下的問題。
第一、在控制晶圓的溫度的情況下，與氧化膜蝕刻工序(oxide工序)同時使用高功率(high?power)的時候，利用溫度控制的CD控制效果不足；第二、在將噴頭分為內(nèi)部和外部或向晶圓追加供給O2氣體的情況下，像使用高密度ICP(Inductively?Coupled?Plasma)源(source)的蝕刻裝置那樣，隔室容積(chamber?volume)大的時候，氣體供給部與晶圓邊緣部之間的間距變大，因此，因反應(yīng)氣體或O2氣體達到晶圓的邊緣部的過程中產(chǎn)生的氣體的擴散差難以精確地控制等離子的分布，并且由于CD控制效果顯著地降低，還存在無法確保邊緣部的蝕刻均勻度的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，本發(fā)明的目的在于，使用于控制等離子的調(diào)節(jié)氣體近距離噴射到晶圓的邊緣部，通過最小化調(diào)節(jié)氣體的擴散(diffusion)現(xiàn)象來最優(yōu)化噴射效果，從而有效地控制晶圓邊緣部的CD均勻度或輪廓。
本發(fā)明的另一目的在于，沿著晶圓的邊緣部放射狀地設(shè)置多個調(diào)節(jié)氣體噴射口，使調(diào)節(jié)氣體均勻地噴射到晶圓的邊緣部整體，從而有效地補償晶圓的中心部和邊緣部的蝕刻率及CD之差。
本發(fā)明的又一目的在于，有效地去除在晶圓的邊緣部產(chǎn)生的聚合物之類的反應(yīng)副產(chǎn)物，并去除附著在邊緣部的外側(cè)面或下側(cè)部等的有機物或異物等，從而最小化工程不良。
本發(fā)明的再一目的在于，通過等離子的迅速、均勻的擴散及控制，縮短工程時間，并確保晶圓整個表面上的蝕刻均勻度，從而顯著提高邊緣部的芯片成品率。
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