[發明專利]控制斜面邊緣蝕刻等離子體室中的邊緣排除的氣體調節

在審

• 申請號: 201310482301.8
• 申請日: 2009-01-16
• 公開（公告）號: CN103489744A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 托尼·方;金允尚;安德魯·D·拜勒;奧利維爾·利古塔
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H01L21/02
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠

本申請是申請號為200980103876.6，申請日為2009年1月16日，申請人為朗姆研究公司，發明創造名稱為“控制斜面邊緣蝕刻等離子體室中的邊緣排除的氣體調節”的發明專利申請的分案申請。?

技術領域

本發明大體涉及襯底制造技術，特別涉及從襯底的斜面邊緣除去沉積膜和/或蝕刻副產品的裝置和方法。?

背景技術

在襯底（例如半導體襯底（或晶圓）或比如平板顯示器制造中使用的玻璃面板）的處理過程中，經常使用等離子體。在襯底處理過程中，該襯底（或晶圓）被分割成多個晶粒（die），或矩形區域。該多個晶粒中的每一個都會變成一個集成電路。然后在一系列步驟中處理該襯底，在該一系列步驟中材料被選擇性地除去（或蝕刻）和沉積。?

通常，在蝕刻之前用硬化乳劑層（比如光阻掩模）涂覆襯底。然后將該硬化乳劑層的區域選擇性地除去，使得下面的層的一些部分暴露出來。然后將該襯底放置在等離子體處理室中的襯底支撐結構上。然后將一組合適的氣體引入該室并產生等離子體以蝕刻該襯底的暴露區域。?

在蝕刻處理過程中，在襯底邊緣（或斜面邊緣（bevel?edge））附近的頂部和底部表面上，經常形成蝕刻副產品，例如由碳（C）、氧（O）、氮（N）、氟（F）等組成的聚合物。蝕刻等離子體的密度在該襯底邊緣附近通常更低，這導致聚合物副產品在該襯底斜面邊緣的頂部和底部表面上的累積。?

通常，在該襯底的邊緣附近，例如離該襯底邊緣約2毫米到約15毫米之間，不存在晶粒。然而，隨著連續的故意沉積的膜和副產品聚合物層由于不同的沉積和蝕刻處理而沉積在該斜面邊緣的頂部和底部表面上，通常堅固而且粘著的粘結會最終在后續處理步驟中變弱。然后在該斜面邊緣附近形成的故意沉積的膜和聚合物層在襯底轉移過程中會散裂或剝落，經常落在另一個襯底上。例如，襯底通常成組地在各等離子體處理系統間經由基本上清潔的容器（通常被稱為匣）移動。當放置得更高的襯底被重新放置在該容器中時，該斜面邊緣上的故意沉積的膜和副產品的微粒（或剝片）可能落到較低襯底上存在晶粒的地方，有可能影響器件的良率。?

電介質（Dielectric）膜（比如SiN和SiO₂）和金屬膜（比如Al和Cu）是故意沉積在該襯底上的膜的例子。這些膜也會沉積在該斜面邊緣（包括該頂部和底部表面）上并且在蝕刻處理過程中沒有被除去。與蝕刻副產品類似，斜面邊緣處的這些膜可能累積起來并且在后續處理步驟中剝落，從而影響器件的良率。?

對于更先進的技術，理想的是將該襯底表面上的可用面積擴展到晶圓（或襯底）的邊緣。如同上面提到的，在該襯底的邊緣附近（例如離該襯底邊緣約2毫米到約15毫米之間，也被稱為“邊緣排除區域”）通常不存在晶粒。邊緣排除區域是該襯底的邊緣處的一個區域，比如離該襯底邊緣約2毫米到約15毫米之間，這個區域是不可用的而且沒有晶粒。對于最新技術，目標是使可用區域擴展到?離該襯底的邊緣小于約2毫米以增加該襯底上的可用面積。因此，該邊緣排除區域的目標是小于2mm。?

鑒于以上，需要除去襯底的斜面邊緣上的不想要的沉積以將邊緣排除區域減少到離襯底的該邊緣小于約2mm的裝置和方法。這種裝置和方法會擴展可用區域并且改善該襯底上的處理良率。?

發明內容

各種實施方式提供了除去襯底的斜面邊緣附近的不想要的沉積物以提高處理良率的裝置和方法。該實施方式提供了具有中心和邊緣氣體進口作為附加的處理調節器以選擇最合適的斜面邊緣蝕刻處理以將邊緣排除區域進一步向外朝著該襯底邊緣推動的裝置和方法。進一步，該實施方式提供了具有（一種或多種）微調氣體以改變斜面邊緣處的蝕刻輪廓并使用中心和邊緣氣體進口的組合來將處理和微調氣體流入該室的裝置和方法。微調氣體的使用和（一個或多個）氣體進口的位置兩者都會影響斜面邊緣處的蝕刻特性。還發現總氣流、該氣體輸送板和襯底表面之間的空隙距離、壓強和（一種或多種）處理氣體的類型也影響斜面邊緣蝕刻輪廓。?

應當理解，本申請可以用多種方式實現，包括作為工藝、裝置或系統。下面描述本發明的一些有創造性的實施方式。?