TW200421478A - Plasma processing reactor - Google Patents

Description

200421478 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領$ 本發明是有關於一種電漿處理反應器，且特別是有關 於一種於電漿處理反應器之反應室（Chamber)的上蓋（Top L i d )配設保護層的電漿處理反應器。 先前技術

在半導體製程中，電漿（plasma)係受到廣泛的應用， 例如是應用於清潔（cleaning)、塗佈（coating)、濺鍍 (sputtering)、電漿化學氣相沈積（piasma CVD)、離子植 入（ion implantation)或是餘刻（etching)等。其中電漿 應用於蝕刻技術時係將反應器中的製程氣體（processing gas )離子化或解離以產生電漿，並使具反應性的離子向晶 圓加速，藉由離子與待蝕刻材料間的化學反應以驅使蝕刻 反應’以選擇性的移除晶圓上的待I虫刻材料而於晶圓上形 成各種餘刻圖案。

第1圖所繪示為習知一種電漿蝕刻反應器1 〇 〇。請參照 第1圖’電襞反應器100係包括反應室102、電極板104、上 蓋1 0 6。其中電極板1 〇 4係耦接到射頻電源1 〇 8，上蓋丨〇 6係 配設於反應室1 〇 2上部，以使反應室1 〇 2之内部空氣與外部 空間與大氣隔離。上蓋106除了用於隔離反應室與大氣之 外，通常還作為電漿蝕刻反應器的另一電極板，以於上蓋 1 0 6與電極板1 〇 4之間形成一電漿區。此外在上蓋1 〇 6係可 以裝設一進氣結構11 〇，以將製程氣體送入電漿區。 然而，在習知的電漿蝕刻反應器1 〇 〇中，對於反應室 1 0 2内的上蓋1 〇 6表面並未施加任何的保護，在使用電衆進

200421478 五、發明說明（2) ------ 行蝕刻反應的情況下，上蓋丨〇 6的表面會受到電裝的户餘 而使其受到破壞，使得上蓋1〇6的内部元素會被^放$ = 而污染晶圓1 1 2，進而造成晶圓11 2的報廢。 、 而且，在對晶圓進行電漿蝕刻的製程中，所產生 分子殘餘物會附著在反應室丨02内。在進行機台的預防、保^ 養時，附著於上蓋106表面的高分子殘留物會與水反應而 產生鹽酸，此鹽酸會與上蓋106的表面反應而加速破g上 蓋106表面，其結果同樣會導致晶圓112受到污染而報廢。 再者，為了避免上述問題而頻繁更換上蓋1〇6的話，將會 ie成上盡106更換成本的增加。 發明内容 抑，此，本發明的目的就是在提供一種電漿處理反應 器，此夠避免上蓋（電極）表面受電漿破壞，進而避免晶圓 受到污染而報廢。 ^ 本發明的再一目的就是在提供一種電漿處理反應器， 月色夠避免上蓋表面於預防保養時受鹽酸破壞，進而避免晶 圓受到污染而報廢。 ^ 本發明的又一目的就是在提供一種電漿處理反應器， 咸夠延長上蓋的使用壽命，減少上蓋的更換成本。 本發明提出一種電漿處理反應器，至少包括一反應室 一第一電極板、一上蓋與一保護層，其中第一電極板配設 於f應室中’上蓋係配設於反應室上部，其中反應室内之 上蓋表面係作為一第二電極板，以及保護層係可拆卸式的 配没於反應室内之上蓋表面。

200421478 五、發明說明（3) 本發明ι1» ^ ^ . 枚出一種上蓋，適用於一電漿處理反應器，此

贫’处理反應器至少具有一反應室與配設於反應室中的一 第一電極板，甘丄 J — /異中上蓋係配設於反應室上部，且反應室内 之上蓋f面係作為一第二電極板，且上蓋包括-保護層， 並且保4層係可拆卸式的配設於反應室内之上蓋表面。 而且’於上述較佳實施例中，保護層係以複數 鎖固於反應室内之上蓋表面。 個螺絲 π從^上述本發明較佳實施例可知，由於本發明係在作A 電漿处理反應室之電極板的上蓋表面配設一可拆卸式的徂 釣用U將上蓋表面與電衆製程所產生之電漿隔離，、因 ^此夠避免電漿侵蝕破壞上蓋表面，從而避免上蓋 元素被釋放出來污染晶圓而造成晶圓報廢。 。 而且，由於本發明係在作為電漿處理反應室之 的上蓋表面配設一可拆卸式的保護層，在預防保養時， 以隔絕與上蓋表面以及高分子殘留物與水反應產生的踏 酸，因此能夠避免鹽酸侵蝕破壞上蓋表面，從而避^ 的内部元素被釋放出來污染晶圓而造成晶圓報廢。 尚且，由於本發明係在作為電漿處理反應室之 的上蓋表面配設一保護層，因此能夠延長上蓋之使 命’從而節省上蓋之更換成本。 可 實施方4 第2圖所繪示為依照本發明—較佳實施例之電聚處理 反應器的剖面示意圖。請參照第2圖，本發明 反應器20 0至少包括反應室202、電極板2〇4、上蓋2〇;與里保

10378twf.ptd 第10頁 200421478 五、發明說明（4) 護層2 0 8 電極板2 0 4係配設於反應室2 0 2中，且電極板2 〇 4上係 適於置放晶圓以進行蝕刻反應，並且電極板2 〇 4係耦接到 射頻電源210，因此於本發明中電極板2〇4係作為電漿處理 反應器2 0 0的陰極。 上蓋2 0 6係配設於反應室2 〇 2上部，以使反應室2 〇 2之 内部空氣與外部空間以及大氣隔離。而且，上蓋2〇6除了 用於隔離反應室與大氣之外，亦作為電漿蝕刻反應器的的 另一電極板（亦即是陽極），以使上蓋（陽極）2 〇 6與電極板 (陰極）204之間形成一電漿區。其中上蓋2〇6的材質例如是 金屬材質’例如是使用銘金屬。 保護層2 0 8係可拆卸式的配設於反應室2 〇 2内的上蓋 206表面上，其中保護層2〇8的材質例如是工業塑膠、玻璃 或是陶瓷^，用以保護上蓋2〇6表面不受製程中所形成之 ，漿的破壞。其中將上述保護層2〇8可拆卸式的裝設於上 蓋2 06上的方法，例如是螺絲鎖固等方式（未圖示於第2圖 中），將保護層208鎖固於上蓋2〇6上。而且，保護層2〇8的 材負還可以與上蓋20 6為相同材質，例如同樣是鋁金屬。 此外，在上蓋2 〇 6還可以裝設一進氣結構2丨2，以將製 程氣體送入上蓋20 6與電極板2〇4之間的電漿區。 接著，請參照第3圖以更詳細說明本發明較佳實施例 之電漿反應器的上蓋2〇6。第3圖所繪示為本發明較佳實施 之電/反應器之上蓋的上視圖。為能清楚的顯示保護層 配置上盍20 6的情形，因此於第3圖中係將上蓋2〇6反

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第11頁 200421478 五、發明說明（5) 轉，=配置保護層208的上蓋206表面朝向上方。 明多照弟3圖，保古蒦声2 〇 8 4系ϋ山 固於上蓋206表面（亦、即是曰陽γ螺絲220而緊密的鎖 :為採用非金屬材質，例如是 /、中螺二220的材質較 材料，亦或是採用與上蓋206相同二用工業塑膠或是陶究 2〇8的尺寸大小係與反應室2〇2内之2。:：沾保護層 乎相等，使得保護層2_&_ = 6表^的面積幾 且幾乎完全的覆蓋上請只矣：盍206緊密的結合，並 漿。 盍上盍206表面以隔離製程時所產生的電 接著，係說明實際應用本發明之 ^處理器的情形。請再參照第2圖，於上蓋述配 益200進行蝕刻時，晶圓214係置放於電極板（陰 2:2中4上:後接字製程氣體藉由進氣結構212通入 層208之上蓋(陽極)206與電二^ 電漿區中的製私氣體離子化或解離形成電漿，並加速電聚 中具反應性的離子向晶圓2 1 4移動以進行蝕刻。 於此/電漿處理製程中，由於在反應室2〇2内側的上蓋 206表面係配設有保護層2〇8，並且保護層2〇8係幾乎完全 覆蓋上蓋20 6表面，因此能夠保護上蓋2〇6表面不受電漿的 侵蝕，進，延長上蓋2〇6的使用壽命，並能夠避免上蓋2〇6 表面被破壞而導致晶圓21 4受到污染而報廢。 而且’在進行電漿處理機台的預防保養時，由於在上 蓋2 0 6的表面配設有保護層2 〇 8，因此高分子殘留物僅會在

Ml I翻 10378twf.ptd 第12頁 200421478 五、發明說明（6) 2於保護層208上，使得高分子殘留物與水反應所產生 瓜酉夂’係能夠#由保護層2〇8的保護而無法侵姑破壞上蓋 a亟2^06表面，其結果同樣能夠延長上蓋的使用壽 二，此夠避免上蓋2 〇 6表面被破壞而導致晶圓21 4受到污 染而報廢。 '隹，Z :二Γ本發明較佳實施例為例’上蓋206上尚具有 ’亦即是上蓋206與保護層208相比之下，上 =2π:ϊί:較為複雜且造價較為昂貴，因此，雖然 出保用壽命’由於上蓋2〇6的製造成本係高 換成太^根沾/造成本甚多，因此本發明係能夠藉由更 Ϊ 護層2〇8，以達成延長上蓋擔的使用壽 〒減夕上盍206更換成本的目的。 夹面於ΐΐί’ί明較佳實施例中’保護層係配設於上蓋的 上蓋表：的廣li月並不限疋於此’本發明將保護層配設於 為電極板(陽極)使:=ΐΓ 實施例中上蓋係作 反應室中的部分配；本；;:；抵”是在電極板暴露於 發明的保護範_。 τ拆卸式的保護層，亦屬本 理反：i係Ϊ上Ϊ本ΐ明較佳實施例中，所揭示的電漿處 發明亦可以應用於其他之電；；；！：並不限定於此，本 襞式的沈積機台等。水處理设備，例如是應用於電 綜上所述，本發明至少具有下列優點. 1.本發明係在作為電漿處理反應室之電極板的上蓋表 200421478 五、發明說明（7) — 面配設一保護層，以隔絕電漿製程所產生之電漿與上蓋表 面，因此能夠避免電漿侵蝕破壞上蓋表面，從而避免上蓋 的内部元素被釋放出來污染晶圓而造成晶圓報廢。 2 ·本發明係在作為電漿處理反應室之電極板的上蓋表 面配設一保護層，以隔絕在預防保養時高分子殘留物與水 反應產生的鹽酸與上蓋表面，因此能夠避免鹽酸侵蝕破

上蓋表面，從而避免上蓋的内部元素被釋放出 而造成晶圓報廢。 阳W 3 ·本發明係在作為電漿處理反應室之電極板的上 面配保護層’因此能夠延長上蓋之使 節 省上蓋之更換成本。 p攸而即 ::本發明已以較佳實施例揭露如上 Si:明當π::;動藝:㈣在^離本發明= 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者Κ本發明之保護 第14頁 l〇378twf.ptd 200421478 圖式簡單說明 第1圖所繪示為習知一種電漿蝕刻反應器的剖面示意 圖。 第2圖所繪示為依照本發明較佳實施例之一種電漿處 理反應器的剖面示意圖。 第3圖所繪示為本發明較佳實施例之一種電漿反應器 之上蓋的上視圖。 圖式標示說明： 1 0 0 :電漿蝕刻反應器 反應室 電極板 上蓋 射頻電源 進氣結構 晶圓 102 > 202 104 、 204 106 ^ 206 108 、 210 110 >212 112 、 214 2 0 0 ··電漿處理反應器 2 0 8 :保護層

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Claims (1)

1. 200421478 六、申請專利範圍 1. 一種電漿處理反應器’至少包括： 一反應室； 一第一電極板，配設於該反應室中； 一上蓋，配設於該反應室上部’其中該反應室内之該 上蓋表面係作為一第二電極板；以及 一保護層’可拆卸式的配設於該反應室内之β上盍表 面。 2.如申請專利範圍第1項所述之電漿處理反應器’其 中該保護層的材質包括工業塑膠、陶瓷與玻璃其中之一。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理反應器，其 中該保護層的材質包括與該上蓋為相同的材質。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理反應器，其 中該保護層係以複數個螺絲鎖固於該反應室内之該上蓋表 面。 5·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理反應器，其 中該些螺絲的材質包括工業塑膠與陶瓷其中之一。 6 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理反應器，其 中該些螺絲的材質包括與該上蓋為相同的材質。 7· —種上蓋，適用於一電漿處理反應器，該電漿處理 反應器至少具有一反應室與配設於該反應室中的一第一電 極板’其中該上蓋係配設於該反應室上部，且該反應室内 之該上蓋表面係作為—第二電極板，且該上蓋包括一保護 層’並且該保護層係可拆卸式的配設於該反應室内之該上 蓋表面。

   10378twf.ptd 第16頁 200421478 六、申請專利範圍 8.如申請專利範圍第7項戶斤述之上蓋，其中該保護層 的材質包括工業塑膠、陶瓷與破璃其中之一。 9 ·如申請專利範圍第7項所述之上蓋，其中該保護層 的材質包括與該上蓋為相同的村質。 . I 0 ·如申請專利範圍第7項所述之上蓋，其中該保護層 係以複數個螺絲鎖固於該反應室内之該上蓋表面。 II ·如申請專利範圍第7項所述之上蓋，其中該些螺絲 的材質包括工業塑膠與陶瓷其中之一。 1 1 2 ·如申請專利範圍第1項所述之上蓋，其中該些螺絲 的材夤包括與a亥上蓋為相同的材質。 13· —種電漿處理反應器，炱少包括： 一反應室； 一第一電極板，配設於該反應室中； 一第二電極板，配設於該反應室中之第一電極板上 方；以及 一保護層，可拆卸式的配設於該第二電極板之暴露於 該反應室内之表面上。 1 4 ·如申請專利範圍第丨3項所述之電漿處理反應器， 其中該保護層的材質包括工業塑膠、陶瓷與破璃其中之 —' 〇 1 5.如申請專利範圍第1 3項所述之電漿處理反應器， 其中該保護層的材質包括與該上蓋為相同的材質。

   l〇378twf.ptd 第17頁 1 6 ·如申請專利範圍第1 3項所述之電漿處理反應器， 2 其中該保護層係以複數個螺絲鎖固於該第二電極板之暴露 200421478

   一 六、申請專利範圍 於該反應室内之表面上。 1 7 ·如申請專利範圍第1 3項所述之電漿處理反應器， 其中該些螺絲的材質包括工業塑膠與陶究其中之—。 1 8 ·如申請專利範圍第1 3項所述之電漿處理反應器， 其中該些螺絲的材質包括與該上蓋為相同的材質。

   1 9 · 一種電極板，適用於一電漿處理反應器，該電漿 處理反應器至少具有一反應室與配設於該反應室中一第二 電極板，其中該電極板係配設於該反應室中之該第二電極 板上方，且該電極板包括一保護層，並且該保護層係可拆 卸式的配設於該電極之暴露於該反應室内之表面上。 2 0 ·如申請專利範圍第1 9項所述之電極板，其中該保 護層的材質包括工業塑膠、陶瓷與玻璃其中之一。 ^ 2 1 ·如申請專利範圍第1 9項所述之電極板，其中該保 €層的材質包括與該上蓋為相同的材質。 ^ A如申請專利範圍第1 9項所述-〜 ^ . 遵層係以複數個螺絲鎖固於該反應室内之該上蓋表面 3 ·如申睛專利範圍第1 9項戶斤述之電極板，其中該些 、参2的材質包括工業塑膠與陶瓷其中之一。

   碟絲2 4 ·如申請專利範圍第1 9項所述之電極板，其中該些 ”、的材質包括與該上蓋為相同的材質。