[發(fā)明專利]具有等離子體能力的半導(dǎo)體反應(yīng)室

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410331047.6
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104332427B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·B·米利根;F·阿洛克塞
• 申請（專利權(quán)）人: ASMIP控股有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01J37/32
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 高見

一種處理室，其包括：反應(yīng)室，其具有處理區(qū)域；處理氣體入口，其與處理區(qū)域連通；第一受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)，其與處理氣體入口連通；以及第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)，其與處理氣體入口連通。一種處理基板的方法，其包括以下步驟：在處理區(qū)域內(nèi)加載基板；激活第一受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)，以在第一脈沖期間向處理區(qū)域提供第一受激發(fā)物質(zhì)前驅(qū)物；以及激活第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)，以在第二脈沖期間向處理區(qū)域提供不同于第一受激發(fā)物質(zhì)前驅(qū)物的第二受激發(fā)物質(zhì)前驅(qū)物。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及半導(dǎo)體工藝，并且更特別地涉及用于向反應(yīng)室中的基板或晶片提供處理氣體的受激發(fā)物質(zhì)(excited species)的設(shè)備和方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體制造工藝通常在受控條件下在基板支撐在室內(nèi)的情況下進(jìn)行。出于許多目的，半導(dǎo)體基板(例如，晶片)在處理室內(nèi)部被加熱。例如，基板可通過與內(nèi)熱式晶片支座或“卡盤(chuck)”的直接物理接觸而被加熱。“基座(susceptor)”是在其中晶片和基座吸收熱量的系統(tǒng)中使用的晶片支撐件。

用于工藝的重要的受控條件中的一些包括但不限于：室的壓力、進(jìn)入室的流體流速、反應(yīng)室的溫度、流入反應(yīng)室中的流體的溫度和晶片加載期間晶片在基座上的位置。

在反應(yīng)室內(nèi)加熱可以以許多方式進(jìn)行，包括定位在基板表面上方用于直接加熱基座的燈組或燈陣列或定位在基座下方的基座加熱器/臺座加熱器。傳統(tǒng)地，臺座式加熱器通過底壁延伸到室中，而基座被安裝在加熱器的頂部表面上。加熱器可包括電阻加熱元件，該電阻加熱元件封閉在加熱器內(nèi)以提供傳導(dǎo)熱并增加基座溫度。

一致的工藝和一致的結(jié)果通常需要對系統(tǒng)中的處理氣體進(jìn)行小心控制和計量。用于控制處理氣體的最后地點之一是在噴淋頭處，在那里處理氣體然后接觸反應(yīng)室中的晶片。此外，由于噴淋頭孔變得阻塞或發(fā)生在噴淋頭內(nèi)的寄生前驅(qū)物(precursor)反應(yīng)，獲得最佳流速和均勻性有時可能是困難的。

基于等離子體的反應(yīng)器可使用集成到反應(yīng)器的直接等離子體或設(shè)置在反應(yīng)器上游的遠(yuǎn)程等離子體。直接等離子體可形成更強烈和更有效的等離子體，但也可能損壞基板。相反，遠(yuǎn)程等離子體降低損壞基板的風(fēng)險，但可能遇到受激發(fā)物質(zhì)較不活躍且因此不與基板上的薄膜恰當(dāng)?shù)胤磻?yīng)的問題。

發(fā)明內(nèi)容

各種方面和實現(xiàn)公開在本文中，其涉及具有用于處理晶片的等離子體能力的反應(yīng)室。在一方面，處理室包括：反應(yīng)室，其具有處理區(qū)域；處理氣體入口，其與處理區(qū)域連通；第一受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)，其與處理氣體入口連通；以及第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)，其與處理氣體入口連通。

在一個實現(xiàn)中，第一和第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)可彼此連通。第一和第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)可選擇性地彼此連通。閥可被定位在第一受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)和處理氣體入口之間。閥可被定位在第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)和處理氣體入口之間。第一和第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)可以是非同軸的。

第一和第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)可以同軸對齊。第一和第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)可生成可燃性不相容的受激發(fā)前驅(qū)物。第一受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)可激發(fā)氟基化學(xué)物質(zhì)，并且第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)可激發(fā)氯基化學(xué)物質(zhì)。第一和第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)還可各自包括電感耦合等離子體發(fā)生器。第一和第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)的電感耦合等離子體發(fā)生器可被各自單獨地控制。第一和第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)還可各自包括電容耦合等離子體發(fā)生器。第一和第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)的電容耦合等離子體發(fā)生器可被各自單獨地控制。

處理室還可包括定位在第一和第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)之間的惰性氣體流。第一和第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)可通過惰性氣體閥來分隔開。第一和第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)可至少部分地由氧化鋁或石英構(gòu)成。第一和第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)可用單線圈來激勵。

在另一方面，一種處理基板的方法可包括以下步驟：在處理區(qū)域內(nèi)加載基板；激活第一受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)，以在第一脈沖期間向處理區(qū)域提供第一受激發(fā)物質(zhì)前驅(qū)物；以及激活第二受激發(fā)物質(zhì)生成區(qū)，以在第二脈沖期間向處理區(qū)域提供不同于第一受激發(fā)物質(zhì)前驅(qū)物的第二受激發(fā)物質(zhì)前驅(qū)物。