[發(fā)明專利]差動(dòng)泵送反應(yīng)氣體噴射器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510494523.0
• 申請(qǐng)日: 2015-08-12
• 公開（公告）號(hào): CN105374713B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伊凡·L·貝瑞三世;索斯藤·利爾;肯尼思·里斯·雷諾茲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 朗姆研究公司
• 主分類號(hào): H01L21/67
• 分類號(hào): H01L21/67;H01L21/02
• 代理公司: 上海勝康律師事務(wù)所 31263
• 代理人: 樊英如;李獻(xiàn)忠

本文提供了一種差動(dòng)泵送反應(yīng)氣體噴射器，具體提供了一種可用于從表面去除材料的工藝，該工藝為離子蝕刻。在某些情況下，離子蝕刻涉及輸送離子和反應(yīng)氣體兩者到襯底。所公開的實(shí)施方式允許以局部高壓強(qiáng)的方式輸送反應(yīng)氣體到襯底，而將在襯底的局部高壓強(qiáng)輸送區(qū)之外的部分保持低得多的壓強(qiáng)。低壓強(qiáng)是通過下列方式來實(shí)現(xiàn)的：將高壓強(qiáng)反應(yīng)物輸送限制在小區(qū)域，并當(dāng)過量的反應(yīng)物和副產(chǎn)物離開該小區(qū)域時(shí)以及在過量的反應(yīng)物和副產(chǎn)物進(jìn)入較大的襯底處理區(qū)之前抽吸走它們。所公開的技術(shù)可以用于提高產(chǎn)量，同時(shí)使存在于襯底處理區(qū)中的離子和其他物質(zhì)之間的有害的碰撞降低到最小程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體涉及差動(dòng)泵送反應(yīng)氣體噴射器。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體器件的制造典型地包括一系列操作，其中各種材料被沉積到半導(dǎo)體襯底上以及從半導(dǎo)體襯底上去除。用于材料去除的一種技術(shù)是離子束蝕刻，離子束蝕刻包括輸送離子到襯底的表面從而以各向異性的方式從表面物理地和/或化學(xué)地去除原子和化合物。撞擊離子撞擊襯底表面并通過動(dòng)量傳遞(和在反應(yīng)性離子蝕刻的情況下通過反應(yīng))來去除材料。

發(fā)明內(nèi)容

本文的某些實(shí)施方式涉及用于執(zhí)行離子束蝕刻以從襯底的表面去除材料的方法和裝置。在各種情況下，噴射頭可以用于在局部高壓強(qiáng)下輸送反應(yīng)物，而在噴射頭的外部在較大的襯底處理區(qū)域中保持較低的壓強(qiáng)。低壓強(qiáng)可以通過在噴射頭的局部高壓強(qiáng)反應(yīng)輸送區(qū)域的周邊或鄰接區(qū)域施加真空壓強(qiáng)來保持。該處理方案允許用高壓強(qiáng)局部反應(yīng)物輸送進(jìn)行低壓強(qiáng)離子束處理，從而減少處理時(shí)間并提高產(chǎn)量。

在本文的實(shí)施方式的一個(gè)方面，提供了一種用于從半導(dǎo)體襯底去除材料的裝置。所述裝置可包括：反應(yīng)室；襯底支撐件，其用于支撐在所述反應(yīng)室中的所述襯底；離子源，其配置成將離子朝所述襯底支撐件輸送；噴射頭，其用于當(dāng)所述襯底被定位在所述襯底支撐件上時(shí)提供反應(yīng)物至所述襯底的表面，所述噴射頭包括：朝向襯底的區(qū)，該朝向襯底的區(qū)包括(i)反應(yīng)物輸送管道的反應(yīng)物出口區(qū)，和(ii)耦合到真空管道的抽吸區(qū)；以及移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于使所述噴射頭相對(duì)于所述襯底支撐件移動(dòng)。

反應(yīng)物輸送管道可以被配置為與來自反應(yīng)物源的管線耦合。同樣地，所述真空管道可以被配置為將管線耦合至真空泵。所述噴射頭的所述朝向襯底的區(qū)可以包括所述反應(yīng)物輸送管道的末端和所述真空管道的末端，并且在某些情況下，所述末端可以是基本上共面的。所述離子源通常包括用于產(chǎn)生等離子體的等離子體發(fā)生器。在各種不同的情況下，所述離子源還包括用于從所述等離子體提取離子并引導(dǎo)所述離子朝向所述襯底支撐件的電極。在一些情況下，使用兩個(gè)電極。在其他情況下，使用三個(gè)電極。在某些情況下，使用四個(gè)或更多個(gè)電極。

在某些實(shí)施方式中，所述襯底支撐件、噴射頭、和/或移動(dòng)機(jī)構(gòu)可以被配置為當(dāng)所述襯底被定位在襯底支撐件上時(shí)保持所述噴射頭和所述襯底的表面之間的間隔距離。所述間隔距離可以是約1cm或更小，例如約10mm或更小，或約5mm或更小，或約2mm或更小，或約1mm或更小。也可使用其它間隔距離。在一些情況下，所述間隔距離可以通過來自距離傳感器的反饋來主動(dòng)地控制。

所述抽吸區(qū)通常鄰接所述反應(yīng)物出口區(qū)。在一些實(shí)施方式中，所述抽吸區(qū)包圍或基本包圍所述反應(yīng)物出口區(qū)。在某些情況下，第二抽吸區(qū)可耦合到所述真空管道。第二抽吸區(qū)通常鄰接所述抽吸區(qū)。在某些情況下，第二抽吸區(qū)包圍或基本上包圍所述抽吸區(qū)。通過使用一個(gè)或多個(gè)鄰接和/或包圍所述反應(yīng)物出口區(qū)的抽吸區(qū)，過量的反應(yīng)物氣體可以在這些反應(yīng)物逸出到較大的襯底處理區(qū)之前從室(通過抽吸區(qū))去除，其中所述反應(yīng)物可不希望地碰撞離子束中的離子。