CN102543798A - 处理基板边缘区域的装置与方法 - Google Patents

处理基板边缘区域的装置与方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102543798A
CN102543798A CN2012100242938A CN201210024293A CN102543798A CN 102543798 A CN102543798 A CN 102543798A CN 2012100242938 A CN2012100242938 A CN 2012100242938A CN 201210024293 A CN201210024293 A CN 201210024293A CN 102543798 A CN102543798 A CN 102543798A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
gas
plasma
transfer assembly
etchant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012100242938A
Other languages
English (en)
Inventor
阿希什·沙
加内什·巴拉萨布拉曼尼恩
戴尔·R·杜波依斯
马克·A·福多尔
金义勇
秋·钱
卡希克·贾纳基拉曼
托马斯·诺瓦克
约瑟夫·C·沃纳
维斯韦斯瓦伦·西瓦拉玛克里施南
穆罕默德·阿尤布
阿米尔·阿拉-巴提亚
周建华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of CN102543798A publication Critical patent/CN102543798A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742—Mechanical parts of transfer devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S414/00—Material or article handling
    • Y10S414/135—Associated with semiconductor wafer handling
    • Y10S414/136—Associated with semiconductor wafer handling including wafer orienting means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

本发明包含用以在基板边缘区域进行蚀刻的装置与方法。于一实施例中，该装置包含腔室主体、基板支撑件、等离子体产生器以及气体传送组件，该腔室主体具有处理容积；该基板支撑件设置在该处理容积内侧，且该基板支撑件具有基板支撑表面；该等离子体产生器连接至该腔室，将等离子体相的蚀刻剂提供至该基板支撑表面的周边区域；以及该气体传送组件连接至气体源，以在该基板支撑表面上产生径向气流，所述径向气流从该基板支撑表面的约中央区域朝向该基板支撑表面的周边区域。

Description

处理基板边缘区域的装置与方法
技术领域
本发明的实施例大致关于处理半导体基板的装置与方法。更具体地，本发明的实施例关于用以处理靠近基板边缘区域的装置与方法。
背景技术
在化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)或等离子体辅助化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition，CVD)期间，会希望在整个基板上具有均匀的厚度轮廓，且在基板边缘区域附近无沉积产生。在靠近边缘处不希望沉积产生的区域称为“边缘排除区域(edge exclusion)”。图1A显示希望于基板101上形成的沉积层102的轮廓部分剖面图。沉积层102均匀地沉积在整个基板101的上表面上，而在边缘排除区域103内并无沉积。遗憾的是，实际的沉积轮廓通常与图1A所示的理想情形相异。图1B显示在经过CVD或PECVD沉积之后，于基板101上的沉积层102a实际的轮廓部分剖面图。沉积层102a一般延伸至边缘排除区域103，且可能在边缘排除区域103附近形成具有额外厚度的斜边104。
为了防止在基板边缘处沉积膜的形成，图1C显示采用遮蔽环(shadow ring)的现有方法的部分剖面图。遮蔽环105通常设置在一位置处，该位置重叠且覆盖基板101的至少部分边缘移除区域103。据此，如图1C所示，在遮蔽环105的遮蔽下，沉积层102b会逐渐减少。
虽然使用遮蔽环105一般可获得3.5mm宽的边缘排除区的厚度均匀性，但由于器件尺寸逐渐减小，故对于厚度非均匀性的要求必须降低至2mm宽的边缘排除区域。由于边缘排除区域较小的缘故，已有的采用遮蔽环105来防止在边缘区域处沉积的方法无法提供良好效果。
因此，需开发出在不使用遮蔽环的情况下，能于基板边缘区提供所需沉积膜的轮廓，且能至少克服前述问题的装置与方法。
发明内容
本发明叙述用以处理基板边缘区域的装置与方法。于一实施例中，公开一种适于在基板边缘区域进行蚀刻的装置。该装置包含腔室主体、基板支撑件、等离子体产生器以及气体传送组件，该腔室主体具有处理容积；该基板支撑件设置在该处理容积内侧且具有基板支撑表面；该等离子体产生器将等离子体相的蚀刻剂提供至该基板支撑表面的周边区域；以及该气体传送组件连接至气体源，以在该基板支撑表面上产生径向气流，该径向气流从该基板支撑表面的约中央区域朝向该基板支撑表面的周边区域。
于另一实施例中，公开一种蚀刻基板的边缘区域的方法。该方法包含将基板放置于工艺腔室内侧的基板支撑件上，其中该基板具有上表面、中央区域以及边缘区域；提供等离子体相的蚀刻剂于该基板的边缘区域；以及形成径向气流于该基板的上表面上，该径向气流从中央区域流向边缘区域。
附图说明
为了更详细地理解本发明前述特征，本发明概略总结如上的特定叙述可参照实施例获得，而部分实施例绘示于附图中。然而，当注意的是附图中仅绘示本发明典型的实施例，故非用以限定专利范围，本发明也容许其它等效实施例。
图1A绘示在基板周边区域处所希望的沉积层轮廓图。
图1B绘示在基板周边区域处所获得的沉积层实际轮廓图。
图1C绘示利用遮蔽环防止在基板周边区域处形成沉积膜的现有方式。
图2A为用以在基板边缘区域进行蚀刻的系统实施例的概略剖面图。
图2B显示于图2A中所示的气体传送组件的不同实施例的部分剖面图。
图3A为腔室系统的一实施例的概略剖面图，该腔室系统将等离子体产生器合并于工艺腔室内侧。
图3B与3C为两个不同实施例的部分剖面图，这两个不同实施例将等离子体产生器合并于气体传送组件内侧。
图4A为腔室系统的部分剖面图，该腔室系统将等离子体产生器放置在与支撑组件周边区域相邻处。
图4B与4C为图4A所示例示的两个不同实施例的部分剖面图。
为了更易了解，相同的组件符号代表图中相同的组件。而于一实施例中所揭示的组件可于另一实施例中使用，而不需特别说明。
具体实施方式
此述实施例是关于用以处理基板边缘区域的装置与方法，所述装置与方法适用于各种被配置为用来处理基板的腔室系统。腔室系统的例示包含但不限于加载锁定腔室(load-lock chamber)、测试腔室、沉积腔室、蚀刻腔室与热处理腔室。
图2A为基板边缘处理系统200的实施例的概略剖面图。基板边缘处理系统200包含工艺腔室202，该工艺腔室202分别经由第一入口端口206连接至等离子体产生源204(例如远程等离子体源(remote plasma source，RPS))，以及经由第二入口端口210连接至清洁气体源208。工艺腔室202具有侧壁212与底部214，所述侧壁212与底部214部分界定出处理容积216。可通过进入端口(未绘示)进入处理容积216，该进入端口形成于侧壁212中，该进入端口有助于移动基板220进出工艺腔室202。侧壁212与底部214可由单一块铝或其它适于工艺的材料所制成。侧壁212支撑盖组件222，侧壁212还包含衬垫224的组件，可利用真空泵226经由衬垫沿着处理容积216周边均匀地抽空工艺腔室202。
基板支撑组件230可设置在工艺腔室202中央。于一实施例中，支撑组件230温度可经控制。在处理期间，支撑组件230可支撑基板220。于一实施例中，支撑组件230包含铝制支撑底座232，支撑底座232可封装至少一内嵌的加热器234，可操作加热器234以将支撑组件230与设置于支撑组件230上的基板220控制地加热至预定温度。于一实施例中，可操作支撑组件230以将基板的温度维持在约150℃至1000℃之间，视经处理材料的工艺参数而定。
支撑底座232可具有上侧面236A与下侧面236B。支撑基板220的上侧面236A具有小于基板220的表面积，故基板220的周边边缘区域仍未与支撑底座232接触，以促进基板的周边边缘区域的处理(例如蚀刻或清洁)。下侧面236B可具有与之连接的杆238。杆238将支撑组件230连接至升降系统240，以在上升处理位置与下降位置间垂直移动支撑组件230，帮助基板传送至与传送出工艺腔室。杆238另外提供导管，所述导管用于支撑组件230与系统200其它构件间的电与热电偶引线。波纹管242则连接在杆238与工艺腔室202的底部214间。波纹管242提供处理容积216与工艺腔室202外侧大气间的真空密封，同时帮助支撑组件的垂直移动。
为了促进基板220的传送，支撑底座232还包含数个开口246，而升降销248可移动地穿过开口246装设。升降销248可操作地在第一位置与第二位置间移动。如图2中所示，第一位置能使基板220放置在支撑底座232的上侧面236A上。第二位置(未绘示)则将基板220升举至支撑底座232上方，故可将基板220传送至基板装卸机械手臂，所述基板装卸机械手臂是从进入端口(未绘示)进来的。升降销248的向上/向下移动可由可移动的板250驱动。
支撑组件230还可包含中央对准机构260，可操作该中央对准机构260以将基板220相对于垂直参考轴Z进行中央对准，所述垂直参考轴Z垂直于支撑底座232的基板支撑面。中央对准机构260包含三个或多个可移动中央指状物262和对向板264，所述中央指状物262位在支撑底座232周边，所述对向板264位在指状物262下方。每个指状物262经由轴杆266枢接地安装在支撑底座232上。对向板264与支撑底座232可相对地移动，因而对向板264可在释放位置接触并枢轴转动指状物262，以及在中央对准位置从指状物262松脱。
于一实施例中，对向板264可为固定的，而支撑底座232与对向板264间的相对移动是因支撑底座232的垂直移动所致。当支撑组件230如图2A所示在上升位置时，指状物262啮合在基板220的周边边缘上以将基板220中央对准，而当支撑组件230位在下降位置时(未显示)，指状物262则从基板220的周边边缘松开。类似中央对准组件的详细叙述可见标题为“在工艺腔室中将基板中央对准的装置与方法(APPARATUS AND METHOD FOR CENTERINGA SUBSTRATE IN A PROCESS CHAMBER)”的美国专利申请(专利代理人案号11997)，该专利申请以引用方式并入本文。
盖组件222给处理容积216提供上边界。可将盖组件222移除或开启以维修工艺腔室202。于一实施例中，盖组件222以铝制成。
气体传送组件270连接至盖组件222的内侧。气体传送组件270包含气体碗(gas bowl)272，该气体碗272具有外壁274、内壁276与底部278。底部278的形状可建构成大致依循基板220的轮廓。气体碗272包含第一气体分布路线和第二气体分布路线，第一气体分布路线连接至第一入口端口206，第二气体分布路线连接至第二入口端口210。
第一气体分布路线包含空间280A和数个狭缝282，该空间280A部分界定于外壁274、内壁276与底部278之间，数个狭缝282穿过底部278边缘区域而形成，且数个狭缝282与空间280A相连。于一实施例中，狭缝282可向外呈一角度，以避免气体流向基板中央部分。
第二气体分布路线包含气体导管280B，该气体导管280B由内壁276界定，且气体导管280B具有开通至处理容积216的中央区域的末端。沿第二气体分布路线所提供的气流配置成从中央到边缘，以保护未经处理的区域。
为了移除在基板220边缘区域的部分沉积膜，远程等离子体源204提供等离子体相的蚀刻剂，蚀刻剂经由第一入口端口206流入空间280A中，并经由狭缝282提供至基板220的边缘区域上。可依据待蚀刻的沉积膜材料选择性地选择蚀刻剂。蚀刻剂的例示可包含但不限于离子化的NF3、O2、F2、或SF6。为了防止蚀刻剂朝基板220的中央区域扩散，清洁气体源208提供惰性气体，惰性气体经由第二入口端口210与气体导管280B进入处理容积216，而后在基板220上表面上从中央区域径向地流向周边边缘区域。合适的惰性气体可包含但不限于Ar或He。惰性气体的径向流动用以将蚀刻剂的作用区域限制在基板220的周边区域。
本领域技术人员将理解气体碗272可以各种实施例实现。图2B显示气体碗272的一变化实施例的部分剖面图，在该气体碗272中，第二气体分布路线可包含空间280C，所述第二气体分布路线连接至第二入口端口210，所述空间280C在内壁276与底部278的中央部分277间界定出。从清洁气体源208所提供的惰性气体经由第二入口端口210进入空间280C，并经由孔洞279流入处理容积216中，所述孔洞279穿过底部278的中央部分277而形成。
虽然前文说明了将远程等离子体源外部连接至工艺腔室的实施例示，其它实施例也可将等离子体产生器合并于工艺腔室中。更具体地，部分变化实施例可在工艺腔室内侧远离基板边缘处界定出等离子体容积(plasma volume)。等离子体容积接收工艺气流，当工艺气流通过接地电极与放置在等离子体容积中的射频(radio frequency，RF)电极之间时会被激发。于另一实施例中，等离子体则在基板边缘区域处被原位(in-situ)撞击，RF电极则邻近于基板支撑件的周边区域，其中基板支撑件作为接地电极之用。将等离子体产生器合并于工艺腔室中的实施例的细节，将于下文中结合图3A-3C与图4A-4C进行详述。
图3A为腔室系统300的一实施例的概略剖面图，腔室系统300将等离子体产生器合并于工艺腔室内侧。于一实施例中，腔室系统300建构成通过不同地产生等离子体来处理整个基板与处理边缘区域。系统300包含工艺腔室302，工艺腔室302分别经由第一入口端口306连接至蚀刻气体源304，以及经由第二入口端口310连接至清洁气体源308。第二入口端口310还可连接至沉积气体源311，该沉积气体源311将工艺气体导入工艺腔室302中以形成各种沉积膜。工艺腔室302的侧壁312与底部314部分界定出处理容积316，基板320则于处理容积316中进行沉积与蚀刻处理。侧壁312支撑盖组件322，侧壁312还包含衬垫324的组件，工艺腔室302可通过衬垫324利用真空泵326进行抽空。
如图2所示的实施例，基板320支撑于支撑组件330上，支撑组件330包含支撑底座332，支撑底座332由加热器333控制温度。支撑底座332经由杆336连接至升降系统334，杆336可垂直移动支撑组件330。波纹管338也可连接在杆336与工艺腔室302的底部314间，以提供处理容积316与工艺腔室302外侧大气间的真空密封。为了促进基板320的传送，支撑底座332还包含数个开口339，而升降销340可移动地穿过开口339装设并由可移动的板342驱动。更可提供中央对准机构350以将基板320中央对准，中央对准机构350包含位枢接中央指状物352和对向板354，中央指状物352在支撑底座332周边，对向板354位于指状物352下方。中央对准机构350的操作例示则已结合图2A叙述于上文中。
气体传送组件360连接至盖组件322的内侧。气体传送组件360包含气体碗362，气体碗362连接至可开关功率源364，可操作可开关功率源364以选择地将不同偏压施加至气体碗362，所述偏压包含射频(RF)偏压、DC偏压、AC偏压或接地电压。
气体碗362具有外壁365、内壁366与底部368。底部368的形状可建构成大致依循基板320的轮廓，基板320支撑在支撑组件330与气体分布组件360之间。气体碗362包含第一气体分布路线以及第二气体分布路线，第一气体分布路线连接至第一入口端口306，第二气体分布路线连接至第二入口端口310。
第一气体分布路线包含等离子体产生容积370A和数个狭缝372，等离子体产生容积370A部分界定于外壁365、内壁366与底部368周边部分之间，数个狭缝372穿过底部368边缘部分而形成，且数个狭缝372与等离子体产生容积370A相连。等离子体产生容积370A包含电极373，等离子体产生容积370A连接至第一入口端口306，电极373连接至RF功率源375。电极373夹置于绝缘材料377之间，且电极373具有暴露表面380，该暴露表面380与外壁365正对的内侧382相隔。在等离子体产生期间，外壁365作为电极373的对电极(counter electrode)。对电极与电极373间的距离依不同位置而不同，以容易地击中其间的等离子体。
第二气体分布路线包含空间370B，等离子体产生容积370A围绕空间370B。空间370B连接至第二入口端口310，空间370B部分界定于内壁366与底部368的凿穿部分384间。凿穿部分384包含数个孔洞386，于空间370B中接受的气体则通过孔洞386流入处理容积316中。
在操作的PECVD模式中，空间370B从沉积气体源311接收工艺气体，而基板320则被加热。当支撑组件330接地时，可开关功率源364将RF偏压施加至气体碗362(例如底部368)，而由工艺气体产生等离子体，所述工艺气体存在于支撑组件330与气体传送组件360间的处理容积316中。整个基板暴露于等离子体中且进行处理，例如在基板上沉积薄膜。可依据形成于基板320上的沉积膜，设定来自可开关功率源364的RF功率、工艺气体的组成以及施加在基板320上的热环境。
于一实施例中，沉积膜可包含含有无定形碳的先进图样薄膜(AdvancedPatterning Film，APF)。当将含有丙烯(C3H6)作为碳源的工艺气体导入处理容积316中时，APF可在200℃至1500℃间的基板温度沉积。可选地，工艺气体可含有其它化学元素以包含于APF中，例如氮气(N2)与掺杂元素。约500W到约1500W间的RF功率可以约13.56MHz的频率施加于工艺腔室中。利用PECVD形成APF条件的详细叙述及其使用描述于第7,262,106号，标题为“DSA工艺的吸收层(Absorber Layer for DSA Processing)”的美国专利中，该专利以引用方式并入本文。
一旦完成沉积膜的形成后，可使用蚀刻作用移除基板320的边缘区域中不要的沉积膜部分。在操作的边缘处理模式中，等离子体产生容积370A经由第一入口端口306接收来自蚀刻气体源304的蚀刻气体。同时，可将气体碗362接地，因而由RF功率源375供至电极373的RF功率，会激发蚀刻气体，所述蚀刻气体存在于电极373的暴露表面380与外壁365的内侧382间的等离子体产生容积370A中。为了帮助蚀刻气体的离子化，内侧382可包含倾斜部分388，该倾斜部分388相对于电极373的暴露表面380倾斜。等离子体相的蚀刻剂进而由等离子体产生容积370A中的蚀刻气体形成。蚀刻剂之后经由狭缝372流入处理容积316中，以蚀刻在基板320的周边边缘区域处的部分沉积膜。
于一实施例中，可给对电极施加偏压，即气体碗362具有来自可开关功率364的DC或AC偏压。通过调整偏压，可将等离子体的撞击强度调整至所希望的程度。于另一实施例中，可利用DC或AC电压对支撑组件330进行偏压，以调整等离子体的撞击强度。
当蚀刻剂经由狭缝372传送的同时，空间370B则接收来自清洁气体源308的清洁气体，清洁气体可包含任一惰性气体，例如Ar或He。惰性气体经由孔洞386进入处理容积316，且之后在基板320的上表面上径向地流向周边边缘区域，以限制由狭缝372所供应的蚀刻剂的扩散。
图3B与3C为变化实施例的部分剖面图，所述变化实施例将等离子体产生器合并于气体传送组件360内侧。如图3A中所示，在图3B中所示的等离子体产生容积370A包含电极374，电极374夹置于绝缘材料377间，且该电极374与外壁365的内侧382分隔。然而，电极374的暴露表面包含倾斜部分390，倾斜部分390面对在外壁365内侧382上的倾斜部分388。倾斜部分390与388的倾斜角度设计成用以建立其间的不同距离，以于电极374与气体碗362电性偏压时，促进等离子体的形成。此外，电极374可包含孔381，导入等离子体产生容积370A的蚀刻气体可经由孔381抵达电极374的另一侧。
图3C绘示在气体传送组件360中所提供的等离子体产生器的另一实施例。如所示，连接至RF功率源375的电极376包含穿孔392，穿孔392连接至第一入口端口306。在操作的边缘处理模式中，工艺气体经由电极376内侧的穿孔392传送至等离子体产生容积370A中。同时，气体碗362可接地或施以DC或AC偏压，进而使RF功率激发蚀刻气体，该RF功率提供至电极376，所述蚀刻气体存在于等离子体产生容积370A中。
虽然在图3A-3C中的例示说明了多种合并于气体传送组件中的等离子体产生器，下述其它实施例也可将等离子体产生器设置在气体传送组件的外侧位置。
图4A为腔室系统400的部分剖面图，该腔室系统400的等离子体产生器与支撑组件周边区域相邻。腔室系统400包含工艺腔室402，工艺腔室402经由第一入口端口406连接至蚀刻气体源404且经由第二入口端口410连接至清洁气体源408。第一与第二入口端口406与410穿过盖组件420而形成，盖组件420支撑于工艺腔室402的侧壁415上。侧壁415还包含衬垫422的组件，工艺腔室402的处理容积416则可通过衬垫422利用真空泵(未显示)进行抽空。气体传送组件430于支撑底座432上方连接至盖组件420内侧，基板434可放置于支撑底座432上以进行边缘蚀刻。
气体传送组件430包含气体碗442，气体碗442具有外壁444、内壁446与底部448。气体碗442连接至可开关功率源443。底部448的形状可建构成大致依循基板434的轮廓。气体碗442包含第一气体分布路线以及第二气体分布路线，第一气体分布路线连接至第一入口端口406，第二气体分布路线连接至第二入口端口410。
第一气体分布路线包含空间450A以及数个狭缝452，空间450A部分界定于外壁444、内壁446与底部448之间，数个狭缝452穿过底部448边缘区域而形成且与空间450A相连。
第二气体分布路线包含气体导管450B，内壁446围绕所述气体导管450B，且所述气体导管450B具有末端，所述末端开通于约在处理容积416的中央区域。
等离子体产生器包含电极460，电极460夹置于绝缘材料462之间，绝缘材料462与气体碗442的外壁444相邻。电极460则连接至RF功率源464，并且电极460包含斜端466，所述斜端466设置为靠近外壁444与支撑底座432周边部分。
在操作的蚀刻模式中，蚀刻气体源404提供蚀刻气体，所述蚀刻气体经由第一入口端口406流入空间450A，且之后经过狭缝452进入处理容积416的周边区域中，其中处理容积416的周边区域为电极460的斜端466所在之处。同时，气体碗442与支撑底座432接地或施以DC或AC偏压，进而使供至电极460的RF功率激发蚀刻气体，所述蚀刻气体存在于斜端466、支撑底座432与气体碗442之间。进而在基板434的边缘区域附近形成等离子体相的蚀刻剂。
为了防止蚀刻剂朝基板434的中央区域扩散，清洁气体源408提供惰性气体，沿气体导管450B传送所述惰性气体，且惰性气体在基板434的上表面上从中央区域径向地流向周边边缘区域。惰性气体的径向流动能将蚀刻剂的作用区域限制在基板434的周边区域。
图4B绘示图4A所示实施例的不同实现方式的部分剖面图。图4B的实施例与图4A相似，除了图4B不具有清洁气体源408(图4A)。因此，在气体碗442中不需狭缝452。相反地，蚀刻气体源404经由入口端口410连接至气体导管450B。在蚀刻处理期间，蚀刻气体源404提供蚀刻气体，所述蚀刻气体经由气体导管450B进入处理容积416，且蚀刻气体在基板434的上表面上从中央区域径向地流向周边边缘区域。同时，气体碗442与支撑底座432接地或以AC或DC电压进行偏压，进而使供至电极460的RF功率激发蚀刻气体，所述蚀刻气体存在于电极460的斜端部分466、支撑底座432与气体碗442之间。进而在基板434的边缘区域处形成等离子体相的蚀刻剂。由于蚀刻气体的径向流动，故可防止等离子体相的蚀刻剂从基板434的周边区域朝中央区域扩散。
图4C绘示图4A所示实施例的又一不同实现方式的部分剖面图。不同于具有斜端部分的电极，于图4C所示的实施例则是将RF功率源464连接至具有笔直端472的电极470。此外，所提供的气体传送组件480包含空间482A，所述空间482A界定于上方板484与下方板486之间。在蚀刻期间，来自蚀刻气体源404的蚀刻气体经由第一入口端口406并穿过上方板484所形成的开口488流入空间482A中，且之后经由间隙490从空间482A流入处理容积416的周边区域，所述间隙490在上方与下方板484与486的周边末端部分492与494间提供。同时，支撑底座432与气体传送组件480也可接地或施以DC或AC偏压，进而使供至电极470的RF功率激发蚀刻气体，所述蚀刻气体存在于电极470的笔直端472、末端部分492与494以及支撑底座432的周边区域之间。为了促进等离子体的形成，末端部分494也可形成倾斜部分496，所述倾斜部分496在靠近电极470的笔直端472处倾斜。于此情况下，等离子体相的蚀刻剂则在处理容积416的周边区域处形成，以蚀刻基板434的边缘区域。
为了防止蚀刻剂朝基板434的中央区域扩散，清洁气体源408提供惰性气体，惰性气体经由第二入口端口410以及直孔498进入处理容积416的中央区域，所述直孔498穿过上方板与下方板484、486而形成，之后惰性气体在基板434的上表面上从中央区域径向地流向周边区域。惰性气体的径向流动能将蚀刻剂的作用区域限制在基板434的周边区域。
如上述，此所提供的装置与方法因而能对基板边缘区域进行处理，例如在不使用遮蔽环的情况下，以有效方式蚀刻基板边缘区域上的沉积膜。
前述用以处理边缘区域的装置与方法可于独立边缘工艺腔室中使用，其中该独立边缘工艺腔室与能处理整片基板的工艺腔室合并，或与其它腔室(例如加载锁定腔室)合并。
尽管上文已揭示本发明的部分实施例，在不脱离本发明的精神和范围下，也可获致本发明其它或进一步的实施例，且其范围如下述权利要求所界定。

Claims (6)

1.一种适于在基板边缘区域进行蚀刻的装置，所述装置包含：
腔室主体，所述腔室主体界定处理容积；
基板支撑件，所述基板支撑件设置在所述处理容积内侧，且所述基板支撑件具有基板支撑表面；
等离子体产生器，所述等离子体产生器将等离子体相的蚀刻剂提供至所述基板支撑表面的周边区域；以及
气体传送组件，所述气体传送组件连接至气体源，其中所述气体传送组件被配置为在所述基板支撑表面上产生径向气流，所述径向气流从所述基板支撑表面的约中央区域朝向所述基板支撑表面的周边区域。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述等离子体产生器包含位于所述腔室主体外部的远程等离子体源。
3.如权利要求2所述的装置，其中所述气体传送组件被进一步配置为使所述蚀刻剂从所述远程等离子体源流动到所述基板支撑表面的周边区域。
4.如权利要求2所述的装置，其中所述气体传送组件包含连接至腔室盖的气体碗，所述气体碗包含：
外壁；
内壁；以及
面对所述基板支撑表面的底部，其中所述底部的边缘区域具有多个狭缝，所述多个狭缝被配置为将来自所述等离子体产生器的蚀刻剂传送至所述基板支撑表面的周边区域，所述底部的中央区域处的开口和所述内壁界定导管，所述导管连接至所述气体源，并在所述基板支撑表面上传送所述径向气流。
5.如权利要求4所述的装置，其中所述多个狭缝向外呈角度，以避免气流流向所述基板支撑表面的中央区域。
6.如权利要求4所述的装置，其中所述气体碗的底部为气体分布板，所述气体分布板被配置为跨越所述基板支撑件均匀分布工艺气体。
CN2012100242938A 2007-07-12 2008-07-09 处理基板边缘区域的装置与方法 Pending CN102543798A (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US94939707P 2007-07-12 2007-07-12
US60/949,397 2007-07-12
US98299307P 2007-10-26 2007-10-26
US98296107P 2007-10-26 2007-10-26
US60/982,993 2007-10-26
US60/982,961 2007-10-26

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880024240.8A Division CN101689492B (zh) 2007-07-12 2008-07-09 处理基板边缘区域的装置与方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102543798A true CN102543798A (zh) 2012-07-04

Family

ID=40229042

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880024320.3A Active CN101687229B (zh) 2007-07-12 2008-07-09 将基板置中设置于处理室内的设备及方法
CN200880024240.8A Active CN101689492B (zh) 2007-07-12 2008-07-09 处理基板边缘区域的装置与方法
CN2012100242938A Pending CN102543798A (zh) 2007-07-12 2008-07-09 处理基板边缘区域的装置与方法

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880024320.3A Active CN101687229B (zh) 2007-07-12 2008-07-09 将基板置中设置于处理室内的设备及方法
CN200880024240.8A Active CN101689492B (zh) 2007-07-12 2008-07-09 处理基板边缘区域的装置与方法

Country Status (5)

Country Link
US (2) US7922440B2 (zh)
KR (2) KR101365129B1 (zh)
CN (3) CN101687229B (zh)
TW (2) TW200919563A (zh)
WO (2) WO2009009606A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107516626A (zh) * 2013-07-19 2017-12-26 朗姆研究公司 用于原位晶片边缘和背侧等离子体清洁的系统和方法
CN110760823A (zh) * 2014-01-30 2020-02-07 应用材料公司 用于消除遮蔽框架的气体限制器组件

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2095412B1 (en) * 2006-12-14 2016-06-29 Kemet Japan CO., LTD. Disc holding apparatus and defect/foreign material detecting apparatus
US8197636B2 (en) * 2007-07-12 2012-06-12 Applied Materials, Inc. Systems for plasma enhanced chemical vapor deposition and bevel edge etching
JP5261291B2 (ja) * 2009-06-01 2013-08-14 東京エレクトロン株式会社 処理方法および記憶媒体
JP5902085B2 (ja) 2009-08-07 2016-04-13 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 処理チャンバ内で基板を位置決めするための装置及び処理チャンバ内で基板をセンタリングするための方法
JP2013527609A (ja) * 2010-04-30 2013-06-27 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 縦型インラインｃｖｄシステム
US8920564B2 (en) * 2010-07-02 2014-12-30 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for thermal based substrate processing with variable temperature capability
US20120225206A1 (en) * 2011-03-01 2012-09-06 Applied Materials, Inc. Apparatus and Process for Atomic Layer Deposition
US9421617B2 (en) 2011-06-22 2016-08-23 Tel Nexx, Inc. Substrate holder
US8967935B2 (en) 2011-07-06 2015-03-03 Tel Nexx, Inc. Substrate loader and unloader
CN104555367B (zh) * 2013-10-16 2018-08-03 Smc株式会社 工件定位装置
CN105225995B (zh) * 2014-06-30 2018-03-09 北京北方华创微电子装备有限公司 晶片传输装置和工艺腔室
DE102015113956B4 (de) * 2015-08-24 2024-03-07 Meyer Burger (Germany) Gmbh Substratträger
KR101650398B1 (ko) * 2015-09-11 2016-08-24 (주)코맷 계측기용 웨이퍼 센터링 디바이스
KR101817208B1 (ko) * 2016-06-02 2018-01-11 세메스 주식회사 기판 처리 장치
CN108085708A (zh) * 2016-11-23 2018-05-29 友威科技股份有限公司 连续镀膜设备
US10276364B2 (en) 2017-05-08 2019-04-30 Applied Materials, Inc. Bevel etch profile control
US10903066B2 (en) 2017-05-08 2021-01-26 Applied Materials, Inc. Heater support kit for bevel etch chamber
CN107610994B (zh) * 2017-08-10 2019-06-07 江苏鲁汶仪器有限公司 一种离子束刻蚀系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0272140A2 (en) * 1986-12-19 1988-06-22 Applied Materials, Inc. TEOS based plasma enhanced chemical vapor deposition process for deposition of silicon dioxide films.
US6042687A (en) * 1997-06-30 2000-03-28 Lam Research Corporation Method and apparatus for improving etch and deposition uniformity in plasma semiconductor processing
CN1057349C (zh) * 1994-12-16 2000-10-11 佳能株式会社 等离子体加工方法和等离子体加工装置
US6478924B1 (en) * 2000-03-07 2002-11-12 Applied Materials, Inc. Plasma chamber support having dual electrodes
CN1909193A (zh) * 2005-08-04 2007-02-07 周星工程股份有限公司 等离子蚀刻设备

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3466514A (en) * 1967-06-26 1969-09-09 Ibm Method and apparatus for positioning objects in preselected orientations
US5871811A (en) * 1986-12-19 1999-02-16 Applied Materials, Inc. Method for protecting against deposition on a selected region of a substrate
JPH06155213A (ja) * 1992-11-19 1994-06-03 Hitachi Ltd 回転機構
JP3521587B2 (ja) * 1995-02-07 2004-04-19 セイコーエプソン株式会社 基板周縁の不要物除去方法及び装置並びにそれを用いた塗布方法
JP3629862B2 (ja) * 1996-12-24 2005-03-16 セイコーエプソン株式会社 基板周縁の不要物除去方法およびその装置
JP3831043B2 (ja) * 1997-01-24 2006-10-11 東京エレクトロン株式会社 回転処理装置
JPH10209249A (ja) * 1997-01-24 1998-08-07 Miyazaki Oki Electric Co Ltd ウエハアライメント装置
JP4114972B2 (ja) * 1997-05-27 2008-07-09 キヤノンアネルバ株式会社 基板処理装置
US6167893B1 (en) * 1999-02-09 2001-01-02 Novellus Systems, Inc. Dynamic chuck for semiconductor wafer or other substrate
JP2000332085A (ja) 1999-05-19 2000-11-30 Sony Corp ウェーハクランプ装置
TW452917B (en) * 1999-10-29 2001-09-01 Winbond Electronics Corp Holder
US6986636B2 (en) * 2000-06-09 2006-01-17 Brooks Automation, Inc. Device for positioning disk-shaped objects
US6391787B1 (en) * 2000-10-13 2002-05-21 Lam Research Corporation Stepped upper electrode for plasma processing uniformity
US6591850B2 (en) * 2001-06-29 2003-07-15 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for fluid flow control
KR100558925B1 (ko) * 2003-11-24 2006-03-10 세메스 주식회사 웨이퍼 에지 식각 장치
US20050160992A1 (en) * 2004-01-28 2005-07-28 Applied Materials, Inc. Substrate gripping apparatus
JP4763338B2 (ja) 2005-05-09 2011-08-31 タツモ株式会社 基板把持機構
US20070068623A1 (en) * 2005-09-27 2007-03-29 Yunsang Kim Apparatus for the removal of a set of byproducts from a substrate edge and methods therefor
US8911590B2 (en) * 2006-02-27 2014-12-16 Lam Research Corporation Integrated capacitive and inductive power sources for a plasma etching chamber
US8100081B1 (en) * 2006-06-30 2012-01-24 Novellus Systems, Inc. Edge removal of films using externally generated plasma species
US20080179007A1 (en) * 2007-01-30 2008-07-31 Collins Kenneth S Reactor for wafer backside polymer removal using plasma products in a lower process zone and purge gases in an upper process zone

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0272140A2 (en) * 1986-12-19 1988-06-22 Applied Materials, Inc. TEOS based plasma enhanced chemical vapor deposition process for deposition of silicon dioxide films.
CN1057349C (zh) * 1994-12-16 2000-10-11 佳能株式会社 等离子体加工方法和等离子体加工装置
US6042687A (en) * 1997-06-30 2000-03-28 Lam Research Corporation Method and apparatus for improving etch and deposition uniformity in plasma semiconductor processing
US6478924B1 (en) * 2000-03-07 2002-11-12 Applied Materials, Inc. Plasma chamber support having dual electrodes
CN1909193A (zh) * 2005-08-04 2007-02-07 周星工程股份有限公司 等离子蚀刻设备

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107516626A (zh) * 2013-07-19 2017-12-26 朗姆研究公司 用于原位晶片边缘和背侧等离子体清洁的系统和方法
CN110760823A (zh) * 2014-01-30 2020-02-07 应用材料公司 用于消除遮蔽框架的气体限制器组件
CN110760823B (zh) * 2014-01-30 2022-08-30 应用材料公司 用于消除遮蔽框架的气体限制器组件
US11773489B2 (en) 2014-01-30 2023-10-03 Applied Materials, Inc. Gas confiner assembly for eliminating shadow frame

Also Published As

Publication number Publication date
CN101687229A (zh) 2010-03-31
TW200919563A (en) 2009-05-01
US7922440B2 (en) 2011-04-12
WO2009009606A1 (en) 2009-01-15
CN101687229B (zh) 2012-01-18
US20090017635A1 (en) 2009-01-15
CN101689492A (zh) 2010-03-31
CN101689492B (zh) 2012-04-04
US20090017228A1 (en) 2009-01-15
KR101545525B1 (ko) 2015-08-19
KR101365129B1 (ko) 2014-02-20
KR20100063005A (ko) 2010-06-10
KR20100058478A (ko) 2010-06-03
WO2009009607A1 (en) 2009-01-15
TW200926267A (en) 2009-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101689492B (zh) 处理基板边缘区域的装置与方法
CN101743341B (zh) 用于等离子体增强的化学气相沉积和斜边蚀刻的系统
US6527911B1 (en) Configurable plasma volume etch chamber
KR102594473B1 (ko) 내장형 rf 차폐부를 갖는 반도체 기판 지지부들
US6063441A (en) Processing chamber and method for confining plasma
US6270859B2 (en) Plasma treatment of titanium nitride formed by chemical vapor deposition
US8864936B2 (en) Apparatus and method for processing substrate
US7939778B2 (en) Plasma processing chamber with guard ring for upper electrode assembly
CN101399197B (zh) 一种腔室的衬
CN101426949A (zh) 用于等离子蚀刻室的集成的电容性和电感性电源
KR102350991B1 (ko) 경사면 에칭 프로파일 제어
US20030217693A1 (en) Substrate support assembly having an edge protector
KR101568735B1 (ko) 엘시디용 서셉터 및 섀도우프레임 기능을 구비한 히터
JP2963145B2 (ja) Ｃｖｄ膜の形成方法及び形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120704