TW201527587A - 半導體系統組合件及操作方法 - Google Patents

Abstract

一種例示性半導體處理系統可包括具有一插座插頭的一高頻率電源。該系統可包括具有一頂板的一處理室，以及與該頂板耦合的一插入組合件。該插入組合件可包括一電極，該電極於一第一端界定一孔徑並經配置以接收該插座插頭。該孔徑於該第一端之特徵在於一第一直徑，以及該孔徑相對於該第一端的一第二端之特徵在於一第二直徑，該第二直徑小於該第一直徑。該插入組合件可進一步包括一插入絕緣器，該插入絕緣器與該頂板耦合並經配置以將該頂板與該電極電氣絕緣。

Description

半導體系統組合件及操作方法 【相關申請案之交互參考】

本申請案聲明美國申請案編號14/108,683(代理人編號A21302-03/K890135)之「SEMICONDUCTOR SYSTEM ASSEMBLIES AND METHODS OF OPERATION」、美國申請案編號14/108,692(代理人編號A21302-02/K894190)之「SEMICONDUCTOR SYSTEM ASSEMBLIES AND METHODS OF OPERATION」、以及美國申請案編號14/108,719(代理人編號A21302/K894191)之「SEMICONDUCTOR SYSTEM ASSEMBLIES AND METHODS OF OPERATION」各案之優先權，該等美國申請案同時申請於2013年12月17日，且該些申請案之完整揭示內容於此藉由參照方式併入本文以供多種用途。

本發明技術係關於半導體系統、製程及設備。更特定言之，本發明技術關於用於減少薄膜汙染及器材退化的系統及方法。

積體電路係藉由在基板表面產生複雜圖案化的材料層的製程而形成。在基板上產生圖案化材料需要受控的方法以供移除曝露的材料。化學蝕刻經用在各種目的上，包括轉移光阻中之圖案至基底層中、薄化層，或是薄化既已出現在表面上之特徵的橫向尺寸。我們經常希望有一種蝕刻製程能蝕刻某一材料比另一材料更快，以促進(例如)圖案轉移製程。這樣的蝕刻製程被稱為對該第一材料是選擇性的。由於材料、電路、及製程的多樣性，蝕刻製程已被發展成對多種材料具有選擇性。

蝕刻製程可根據在製程中使用的材料而稱為濕式或乾式。濕式HF蝕刻移除氧化矽優先於其他電介質及材料。然而，濕式製程可能難以穿透某些限定凹槽，也有時使餘留材料變形。在基板處理區內所形成之局部電漿中製造的乾式蝕刻能穿透較多限定凹槽，並且對於精細的餘留結構展現較少的變形作用。然而，局部電漿可通過電弧之製造而在電弧放電時破壞基板。

因此，需要有改良之系統及方法能夠被用來製造高品質的裝置及結構。本發明技術係為解決上述及其他的需要。

本發明提供了用於控制因高電壓電漿所致之腔室劣化的系統、腔室、及製程。該等系統可提供組件之配置以允許作出改良之電漿外型。該等腔室可包括經修改之組件，其較不可能因曝露至電漿而劣化。由於藉由系統工具所執行之蝕刻製程的結果，該等方法可用於對腔室或組件劣化提供限 制或預防。

例示性半導體處理系統可包括一高頻率電源還有一處理室，該高頻率電源包括一插座插頭，該處理室具有一頂板。該等處理系統可進一步包括與該頂板耦合的一插入組合件，該插入組合件可包括一電極，該電極於一第一端界定一孔徑。該電極可經配置以接收該插座插頭，且該孔徑於該第一端之特徵在於一第一直徑，而該孔徑相對於該第一端的一第二端之特徵在於一第二直徑，該第二直徑小於該第一直徑。該等半導體處理系統可進一步包括一插入絕緣器，該插入絕緣器與該頂板耦合並經配置以將該頂板與該電極電氣絕緣。

例示性插入絕緣器可界定一絕緣器開口，且該半導體處理系統可進一步包括一噴嘴，該噴嘴至少部分地經定位在該絕緣器開口內。在實施例中該噴嘴界定一通道，該通道延伸通過該噴嘴。該等半導體處理系統可進一步包括具有一第一表面的一點火桿。該點火桿可經定位在該電極及該噴嘴之間，且該點火桿之至少一部分可延伸進入由該噴嘴所界定的該通道。該點火桿可界定延伸進入該第一表面的一點火開口，以及可進一步界定在該點火開口內的一突出部分。在實施例中，該電極可至少部分地位於該點火開口內並經座設在該突出部分上。

該等半導體處理系統可進一步包括一射頻(RF)絕緣器，該RF絕緣器與該點火桿的該第一表面耦合。在所揭示實施例中，該電極的至少一部分可延伸到該RF絕緣器上方。 例示性處理系統可進一步包括一噴灑頭，且在所揭示實施例中該噴灑頭之至少一部分是矽。在所揭示實施例中，該噴灑頭之至少一部分可塗有一處理材料，且該處理材料可選自包含矽及陶瓷之群組。在該等半導體處理系統中所運用的該高頻率電源可經配置以至少約13.56MHz的頻率操作，以及在所揭示實施例中該高頻率電源可經配置以至少約60MHz的頻率操作。

本說明書也敘述半導體處理系統，該等半導體處理系統可包括一處理室及一高頻率電源，該處理室具有一頂板。該等系統可包括經定位於該處理室及該高頻率電源之間的一電極，也可包括一點火桿，該點火桿至少部分地收納該電極。一RF絕緣器可經定位在該點火桿及該高頻率電源之間，且該等系統也可包括界定一孔徑的一噴嘴，該點火桿之至少一部分延伸通過該孔徑。該等半導體處理系統也可包括收納該噴嘴的一插入絕緣器，該插入絕緣器可與該頂板耦合以將該頂板與該電極電氣絕緣。也可包括一RF屏蔽，該RF屏蔽圍繞該點火桿之至少一部分、該噴嘴、及該插入絕緣器。在所揭示實施例中，該等半導體處理系統可進一步包括一配氣導流片及一噴灑頭。

在此也說明蝕刻方法，該等方法可包括以高頻率電源打擊一電漿。該電漿可在該等方法中被用以產生無反應性離子的一流束，該等離子可經傳遞至容納有一基板的一半導體處理室。在所揭示實施例中該等離子可經運用以蝕刻基板上的材料。此種方法可允許在該半導體處理系統內減少組件 轟擊(component bombardment)，繼而減少系統組件之濺射(sputtering)。藉由減少來自此類被濺射粒子的汙染，隨著減少系統組件的耗損或劣化，可改善整體的裝置品質。

此種技術比起習用系統及技巧可提供數個好處。例如，可避免或侷限電極及其他腔室組件的劣化。一額外優點是，根據在更寬的頻率範圍上的改良電漿控制可提供改良的蝕刻外型。上述以及其他實施例，連同其許多優點及特徵，將連同以下之說明及隨附圖式更詳細地說明。

例示性半導體處理系統可包括與一處理室耦合的一遠端電漿源，該處理室具有一頂板。可使用一插入組合件以耦合該遠端電漿源及該頂板，並可包括一嵌裝組合件，在實施例中該嵌裝組合件可包括至少兩個組件。該插入組合件可進一步包括界定複數個分配通道的一前驅物分配組合件，該等通道液體耦合一注入口。

該嵌裝組合件的一第一組件可包括一環狀氣體塊，而該嵌裝組合件的一第二組件可包括一嵌裝塊，該嵌裝塊界定一通道並包含一第一嵌裝表面及相對於該第一嵌裝表面的一第二嵌裝表面。在所揭示實施例中，延伸自該第一嵌裝表面的該通道之一第一區段的特徵在於一第一直徑。自該通道之該第一區段延伸至該第二嵌裝表面的該通道之一第二區段的特徵在於從該通道的該第一區段到該第二嵌裝表面其直徑增加。在實施例中，該氣體塊可經耦合於該前驅物分配組合件的一第一表面，而該嵌裝塊可經耦合於該前驅物分配組合件的一第二表面，該第二表面相對於該前驅物分配組合件的 該第一表面。

在實施例中，該前驅物分配組合件可包含一環狀形狀。該前驅物分配組合件可包括至少二個耦合之平板，該等平板至少部分地界定該等複數個分配通道。該等至少二個耦合之平板中的一第一平板可至少部分地界定一第一級分配通道，該第一級分配通道從一單一注入口成切線地延伸至至少二個第二級分配通道。該等至少二個第二級分配通道可從該第一級分配通道成切線地延伸到至少二個第三級分配孔徑。該等至少二個耦合之平板中的一第二平板可至少部分地界定該等至少二個第三級分配孔徑的一部分。該第二平板可進一步界定延伸自該等至少二個第三級分配孔徑的至少二個第三級分配通道。該第二平板可進一步界定延伸自該等至少二個第三級分配通道的至少二個第四級分配通道。

按照本發明之技術的例示性半導體處理系統可包括一遠端電漿源以及具有一頂板的一處理室。該等系統也可包括一插入組合件，該插入組合件耦合該遠端電漿源及該頂板。該插入組合件可包括一前驅物分配組合件，該前驅物分配組合件界定液體耦合於一單一注入口的複數個分配通道。該前驅物分配組合件也可包括至少二個環狀平板，該等至少二個環狀平板彼此耦合且至少部分地界定一中央分配通道。該等至少二個環狀平板中的一第一平板可界定一單一注入口以及一第一級分配通道，該第一級分配通道成切線地延伸自該單一注入口。該等至少二個環狀平板中的第二平板可界定至少二個第二級分配通道，該等至少二個第二級分配通道與 該第一級分配通道及該中央分配通道液體連通。該插入組合件可進一步包括一嵌裝組合件，而該嵌裝組合件可包括由該前驅物分配組合件空間地分離的至少二個組件。該等半導體處理系統也可包括耦合於該遠端電漿源的一支撐組合件，且該支撐組合件包括至少一個支撐延伸件自該支撐組合件朝向該頂板延伸。該支撐延伸件可在一第一操作位置中與該頂板分離，且該支撐延伸件可經配置以在一處理操作期間在可接合的一第二操作位置接觸該頂板。

運用該等所揭示技術之任意者可實行蝕刻方法，且該等方法可包括：以一遠端電漿源生成一電漿，以產生一第一前驅物的電漿流出物。該等方法也可包括：以一第二前驅物旁通該遠端電漿源，該第二前驅物流進入一配氣組合件。該配氣組合件可為液體耦合於該遠端電漿源，像是以一中央分配通道進行耦合。該等方法可包括：以該第一前驅物的該等電漿流出物接觸該第二前驅物，以製成一蝕刻配方。該等前驅物之接觸可發生在一處理室的外部。該等方法也可包括：以該蝕刻配方來蝕刻容納在該處理室中之一基板上的材料。

此種技術比起習用系統及技巧可提供數個好處。例如，可避免或侷限由於外部電漿生成所致的腔室組件劣化。一額外優點是，根據改良的前驅物供應可提供改良的蝕刻外型。上述以及其他實施例，連同其許多優點及特徵，將連同以下之說明及隨附圖式更詳細地說明。

一例示性半導體處理系統可包括一處理室及一第一 電漿源。該第一電漿源可運用經定位在該處理室外部的一第一電極，且該第一電漿源可經配置以產生一第一電漿。該處理系統可進一步包含與該第一電漿源分離的一第二電漿源，該第二電漿源運用與該第一電極分離的一第二電極。該第二電極可經定位在該處理室外部，且該第二電漿源可經配置以在該處理室內產生一第二電漿。該處理系統可進一步包括一噴灑頭，該噴灑頭經設置在該第一電漿電極及該第二電漿電極之相對位置之間。

例示性處理系統可進一步包括一第二噴灑頭，該第二噴灑頭經定位於自該第二電漿經配置生成之位置的液體順流處，且在實施例中該第二噴灑頭可包括一多通道噴灑頭。在所揭示實施例中，一絕緣器可經定位在該第一噴灑頭及該第二噴灑頭之間。該第二電漿源可包括一感應耦合式電漿源，以及在實施例中該感應耦合式電漿源可包括圍繞該處理室排列的至少二個分離線圈。在所揭示實施例中，該感應耦合式電漿源可包括圍繞該處理室排列的至少四個分離線圈，且該等至少四個分離線圈可圍繞該處理室且彼此成約90°置放。在實施例中該第二噴灑頭可經定位於自該感應耦合式電漿經配置生成之一位置的液體逆流處。在例示性半導體處理系統中，該第一電漿源可經電氣耦合於一第一RF源，且該第二電漿源可經電氣耦合於一第二RF源，該第二RF源與該第一RF源分離。在實施例中，該第一RF源可經配置以一第一電漿頻率操作，而該第二RF源可經配置以大於該第一電漿頻率的一第二電漿頻率操作。

在此也說明半導體處理系統，該等系統包括在一電漿產生裝置中具有一頂板的一處理室，該電漿產生裝置耦合於該頂板。在所揭示實施例中，該電漿產生裝置可包括一電漿產生裝置外殼及一噴嘴，該噴嘴經定位在該電漿產生裝置外殼內。該噴嘴也可包括一液體注入口，且該噴嘴可部分地、大致地或是完全地由一絕緣材料組成。該電漿產生裝置也可包括一電漿電極，該電漿電極經定位在該電漿產生裝置外殼內並與該噴嘴外部耦合。該電漿電極可耦合於一電漿源，並經配置以在該噴嘴內產生一電漿。在所揭示實施例中，該電漿電極可包括圍繞該噴嘴排列的至少二個分離線圈。

在此也描述蝕刻方法，該等蝕刻方法可包括：以一第一電漿源打擊一第一電漿，該第一電漿源乃作為一感應耦合式電漿源操作。該等方法可包括：產生無反應性離子的一流束，並傳遞該等離子至一處理室，該處理室中容納一基板。該等方法也可包括：蝕刻在該基板上的材料。該等方法可進一步包括：以一第二電漿源打擊一第二電漿以產生一第一前驅物的電漿流出物，該第二電漿源與該第一電漿源分離。該等方法也可包括：以一第二前驅物旁通該第二電漿。該等方法可包括：以該第一前驅物的該等電漿流出物接觸該第二前驅物，以製成一蝕刻配方。該蝕刻配方可通過該處理室傳遞至該基板，且可以該蝕刻配方來蝕刻該基板上的材料。

此種技術比起習用系統及技巧可提供數個好處。例如，可避免或侷限由於外部電漿生成所致的電極及其他腔室組件劣化。一額外優點是，根據改良的電漿控制可提供改良 的蝕刻外型。上述以及其他實施例，連同其許多優點及特徵，將連同以下之說明及隨附圖式更詳細地說明。

本發明之技術也可針對整個申請案中所討論之各種特徵而經摘要如下：一種半導體處理系統，該半導體處理系統包含一遠端電漿源；一處理室，該處理室具有一頂板；以及一插入組合件，該插入組合件耦合該遠端電漿源及該頂板，且該插入組合件包含：一嵌裝組合件及一前驅物分配組合件，該前驅物分配組合件界定複數個分配通道，該等複數個分配通道液體耦合於一注入口。

如段落【0025】所述之半導體處理系統，其中該嵌裝組合件包含至少二個組件。

如段落【0026】所述之半導體處理系統，其中該嵌裝組合件的一第一組件包含一環狀氣體塊。

如段落【0027】所述之半導體處理系統，其中該嵌裝組合件的一第二組件包含一嵌裝塊，該嵌裝塊界定一通道並包含一第一嵌裝表面及一第二嵌裝表面，該第二嵌裝表面相對於該第一嵌裝表面。

如段落【0028】所述之半導體處理系統，其中從該第一嵌裝表面延伸的該通道之一第一區段，特徵在於一第一直徑。

如段落【0029】所述之半導體處理系統，其中從該通道之該第一區段延伸到該第二嵌裝表面的該通道之一第二區段，特徵在於至少部分地沿該通道之該第一區段朝該第二 嵌裝表面增加的直徑。

如段落【0028】所述之半導體處理系統，其中該氣體塊耦合於該前驅物分配組合件的一第一表面，且該嵌裝塊耦合於該前驅物分配組合件的一第二表面，該第二表面相對於該前驅物分配組合件的該第一表面。

如段落【0025】所述之半導體處理系統，其中該前驅物分配組合件包含一環狀形狀。

如段落【0025】所述之半導體處理系統，其中該前驅物分配組合件包含至少二個耦合之平板，該等耦合之平板至少部分地界定該等複數個分配通道。

如段落【0033】所述之半導體處理系統，其中該等至少二個耦合之平板中之一第一平板至少部分地界定一第一級分配通道，該第一級分配通道從該單一注入口成切線地延伸到至少二個第二級分配通道。

如段落【0034】所述之半導體處理系統，其中該等至少二個第二級分配通道從該第一級分配通道成切線地延伸至至少二個第三級分配孔徑。

如段落【0035】所述之半導體處理系統，其中該等至少二個耦合之平板中的一第二平板至少部分地界定該等至少二個第三級分配孔徑的一部分，且其中該第二平板進一步界定至少二個第三級分配通道，該等至少二個第三級分配通道延伸自該等至少二個第三級分配孔徑。

如段落【0036】所述之半導體處理系統，其中該第二平板進一步界定至少二個第四級分配通道，該等至少二個 第四級分配通道延伸自該至少二個第三級分配通道。

一種半導體處理系統，包含：一遠端電漿源；一處理室，該處理室具有一頂板；耦合該遠端電漿源及該頂板的一插入組合件，並包含：一前驅物分配組合件，該前驅物分配組合件界定液體耦合於一單一注入口的複數個分配通道，其中該前驅物分配組合件包含彼此耦合的至少二個環狀平板，且至少部分地界定一中央分配通道，其中該等至少二個環狀平板中的一第一平板界定該單一注入口及一第一級分配通道，該第一級分配通道從該單一注入口成切線地延伸，且其中該等至少二個環狀平板中的一第二平板界定至少二個第二級分配通道，該等至少二個第二級分配通道液體連通該第一級分配通道及該中央分配通道，還有一嵌裝組合件，其中該嵌裝組合件包含由該前驅物分配組合件空間地分離的至少二個組件；及一支撐組合件，該支撐組合件耦合於該遠端電漿源並包括至少一支撐延伸件，該支撐延伸件從該支撐組合件朝該頂板延伸，其中該至少一支撐延伸件在一第一操作位置與該頂板分離，且其中該至少一支撐延伸件經配置以在一處理操作期間可接合的一第二操作位置中接觸該頂板。

一種蝕刻方法，該方法包含：以一遠端電漿源產生一電漿，以產生一第一前驅物的電漿流出物；以流進入一配氣組合件的一第二前驅物來旁通該遠端電漿源，其中該配氣組合件係液體耦合於該遠端電漿源；以該第一前驅物的該等電漿流出物接觸該第二前驅物，以製成一蝕刻配方，其中該接觸步驟發生在一處理室外部；以及以該蝕刻配方來蝕刻在 該處理室內容納之一基板上的材料。

一半導體處理系統包含：一處理室；運用一第一電極的一第一電漿源，該第一電極經定位在該處理室外部，其中該第一電漿源經配置以產生一第一電漿；與該第一電漿源分離的一第二電漿源，其中該第二電漿源運用與該第一電極分離的一第二電極，其中該第二電極經定位在該處理室外部，以及其中該第二電漿源經配置以在該處理室內產生一第二電漿；以及一第一噴灑頭，該第一噴灑頭經設置在該第一電漿電極及該第二電漿電極之相對位置之間。

如段落【0040】所述之半導體處理系統，進一步包含一第二噴灑頭，該第二噴灑頭經定位在該第二電漿經配置以被產生之位置的液體順流處。

如段落【0041】所述之半導體處理系統，進一步包含一絕緣器，該絕緣器經定位在該第一噴灑頭及該第二噴灑頭之間。

如段落【0041】所述之半導體處理系統，其中該第二噴灑頭包含一多通道噴灑頭。

如段落【0040】所述之半導體處理系統，其中該第二電漿源包含一感應耦合式電漿源。

如段落【0044】所述之半導體處理系統，其中該感應耦合式電漿源包含圍繞該處理室排列的至少二個分離線圈。

如段落【0045】所述之半導體處理系統，其中該感應耦合式電漿源包含圍繞該處理室排列的至少四個分離線 圈。

如段落【0046】所述之半導體處理系統，其中該等至少四個分離線圈彼此成約90°圍繞該處理室置放。

如段落【0044】所述之半導體處理系統，進一步包含一第二噴灑頭，該第二噴灑頭經定位在該感應耦合式電漿經配置以被產生之位置的液體逆流處。

如段落【0040】所述之半導體處理系統，其中該第一電漿源電氣耦合於一第一RF源。

如段落【0049】所述之半導體處理系統，其中該第二電漿源電氣耦合於與該第一RF源分離的一第二RF源。

如段落【0050】所述之半導體處理系統，其中該第一RF源經配置以一第一電漿頻率操作，而該第二RF源經配置以大於該第一電漿頻率之一第二電漿頻率操作。

一種半導體處理系統，包含：具有一頂板的一處理室；以及耦合於該頂板的一電漿產生裝置，其中該電漿產生裝置包含：一電漿產生裝置外殼、一噴嘴及一電漿電極，該噴嘴經定位在該電漿產生裝置外殼內，其中該噴嘴包含一液體注入口，且其中該噴嘴包含一絕緣材料，該電漿電極經定位在該電漿產生裝置外殼內並與該噴嘴外部耦合，其中該電漿電極經配置以在該噴嘴內產生一電漿。

如段落【0052】所述之半導體處理系統，其中該電漿電極包含至少二個分離線圈，該等線圈圍繞該噴嘴排列。

一種蝕刻方法，該方法包含：以一第一電漿源打擊一第一電漿，該第一電漿源包含一感應耦合式電漿源；產生 無反應性離子的一流束；傳遞該等離子至一基板；蝕刻該基板上的材料；以一第二電漿源打擊一第二電漿以產生一第一前驅物的電漿流出物，該第二電漿源與該第一電漿源分離；以一第二前驅物旁通該第二電漿；以該第一前驅物的該等電漿流出物接觸該第二前驅物，以製成一蝕刻配方；以及以該蝕刻配方來蝕刻容納在一處理室內之一基板上的材料。

100‧‧‧處理系統

104‧‧‧工廠介面

105A、105B、105C‧‧‧莢負載器

106A、106B‧‧‧負載鎖定室

108A、108B‧‧‧機械手

110‧‧‧傳遞室

113‧‧‧運送機構

113A‧‧‧承載片

113B‧‧‧可延伸臂

114A、114B、114C、114D‧‧‧處理室

116‧‧‧服務室

117‧‧‧整合量測室

200‧‧‧腔室系統

202‧‧‧基板

205‧‧‧第二電極

210‧‧‧第二噴灑頭

215‧‧‧導流片

216‧‧‧第一饋入氣體流

217‧‧‧熱交換器線圈

218‧‧‧分配區域

220‧‧‧電介質間隔器

223‧‧‧虛線

224‧‧‧虛線

225‧‧‧第一噴灑頭

227‧‧‧繼電器

228‧‧‧RF源

230‧‧‧電介質間隔器

240‧‧‧腔室壁

248‧‧‧DC供應器

249‧‧‧篩孔

250‧‧‧夾頭

251‧‧‧升降器

252‧‧‧第一RF產生器

253‧‧‧第二RF產生器

255‧‧‧伸縮管

260‧‧‧閘閥

265‧‧‧渦輪分子泵

266‧‧‧渦輪分子泵

270‧‧‧第一電漿

276‧‧‧進氣口

278‧‧‧孔徑

280‧‧‧孔徑

281‧‧‧第二腔室區域

282‧‧‧孔徑

283‧‧‧孔徑

284‧‧‧第一腔室區域

290‧‧‧配氣系統

292‧‧‧第二電漿

300‧‧‧系統

305‧‧‧高頻率電源

307‧‧‧插座插頭

310‧‧‧處理室

312‧‧‧頂板

315‧‧‧進氣組合件

320‧‧‧電極

322‧‧‧孔徑

325‧‧‧絕緣器

327‧‧‧絕緣器開口

330‧‧‧噴嘴

335‧‧‧點火桿

336‧‧‧第一表面

340‧‧‧RF絕緣器

350‧‧‧配氣導流片

360‧‧‧噴灑頭

370‧‧‧RF屏蔽

375‧‧‧O型環

380‧‧‧嵌裝板

385‧‧‧懸浮支撐件

400‧‧‧處理室

405‧‧‧高頻率電源

407‧‧‧插座插頭

420‧‧‧電極

422‧‧‧孔徑

425‧‧‧插入絕緣器

430‧‧‧噴嘴

435‧‧‧點火桿

436‧‧‧第一表面

438‧‧‧點火開口

439‧‧‧突出部分

440‧‧‧RF絕緣器

470‧‧‧RF屏蔽

480‧‧‧嵌裝板

500‧‧‧方法

510‧‧‧操作

520‧‧‧操作

530‧‧‧操作

600‧‧‧系統

603‧‧‧中央分配通道

605‧‧‧遠端電漿源

607‧‧‧處理室

609‧‧‧第一表面

610‧‧‧頂板

611‧‧‧第二表面

612‧‧‧開口

613‧‧‧突出部分

614‧‧‧下表面

615‧‧‧氣體塊

616‧‧‧出口分配通道

617‧‧‧支撐區段

620‧‧‧前驅物分配組合件

621‧‧‧第一表面

622‧‧‧注入口

623‧‧‧第二表面

624‧‧‧前驅物注入線

625‧‧‧嵌裝塊

626‧‧‧第一嵌裝表面

627‧‧‧第二嵌裝表面

628‧‧‧支撐區段

630‧‧‧第一區段

635‧‧‧第二區段

640‧‧‧O型環

650‧‧‧支撐組合件

655‧‧‧懸浮支撐件

700‧‧‧前驅物分配組合件

705‧‧‧第一平板

707‧‧‧內直徑

708‧‧‧外直徑

709‧‧‧中央分配通道

710‧‧‧進入口

712‧‧‧液體傳遞通道

715‧‧‧第一級分配通道

720‧‧‧第二級分配通道

722‧‧‧位置

724‧‧‧位置

725A‧‧‧孔徑

725B‧‧‧第三級分配孔徑

727A‧‧‧孔徑

727B‧‧‧第三級分配孔徑

730‧‧‧第二級分配通道

732‧‧‧第三級分配通道

734‧‧‧第三級分配通道

736‧‧‧第三級分配通道

738‧‧‧第三級分配通道

750‧‧‧第二平板

752‧‧‧內直徑

754‧‧‧外直徑

756‧‧‧中央分配通道

798‧‧‧出口分配通道

800‧‧‧方法

810‧‧‧操作

820‧‧‧操作

830‧‧‧操作

840‧‧‧操作

900‧‧‧系統

905‧‧‧處理室

907‧‧‧頂板

910‧‧‧第一電漿源

912‧‧‧絕緣器

914‧‧‧第一電極

916‧‧‧噴嘴

918‧‧‧點火桿

919‧‧‧RF絕緣器

920‧‧‧第二電漿源

922‧‧‧第二電極

924‧‧‧電漿屏蔽

926‧‧‧區域

930‧‧‧第一噴灑頭

940‧‧‧第二噴灑頭

950‧‧‧絕緣器

956‧‧‧通透孔洞

958‧‧‧孔洞

970‧‧‧區域

1000‧‧‧噴灑頭

1055‧‧‧孔洞

1056‧‧‧通透孔洞

1100‧‧‧系統

1105‧‧‧處理室

1107‧‧‧頂板

1110‧‧‧第一電漿源

1112‧‧‧插入絕緣器

1116‧‧‧噴嘴

1119‧‧‧RF絕緣器

1120‧‧‧第二電漿源

1121‧‧‧電極

1123‧‧‧電極

1124‧‧‧屏蔽

1130‧‧‧噴灑頭

1150‧‧‧絕緣器區段

1160‧‧‧前驅物分配件

1165‧‧‧底座

1200‧‧‧系統

1205‧‧‧處理室

1220‧‧‧電漿源

1222‧‧‧RF環

1223‧‧‧電極

1224‧‧‧屏蔽

1226‧‧‧線圈

1228‧‧‧線圈

1250‧‧‧絕緣區段

1300‧‧‧系統

1305‧‧‧處理室

1320‧‧‧電漿源

1322‧‧‧RF環

1323‧‧‧電極

1324‧‧‧屏蔽

1326‧‧‧線圈

1328‧‧‧線圈

1350‧‧‧絕緣區段

1352‧‧‧平板

1400‧‧‧電漿線圈

1424‧‧‧電極

1426‧‧‧電極

1428‧‧‧電極

1434‧‧‧出口部分

1436‧‧‧出口部分

1450‧‧‧絕緣區段

1500‧‧‧電漿產生裝置

1507‧‧‧頂板

1510‧‧‧外殼

1520‧‧‧噴嘴

1522‧‧‧上部

1524‧‧‧下部

1530‧‧‧注入口

1540‧‧‧電漿源

1550‧‧‧電極

1600‧‧‧方法

1610‧‧‧操作

1620‧‧‧操作

1630‧‧‧操作

1640‧‧‧操作

1650‧‧‧操作

1660‧‧‧操作

1670‧‧‧操作

1680‧‧‧操作

H1‧‧‧距離

H2‧‧‧距離

W‧‧‧基板

要進一步理解本發明所揭示技術之性質及優點，可藉由參看本說明書之其餘部分及圖式來實現。

第1圖顯示按照本發明之技術的例示性處理系統之俯視平面圖。

第2圖顯示按照本發明之技術的例示性處理系統之概略截面圖。

第3圖顯示按照所揭示之技術的例示性處理系統之一部分的概略截面圖。

第4圖顯示按照所揭示之技術的例示性處理室之一部分的概略截面圖。

第5圖顯示按照本發明之技術可減少薄膜汙染的一種蝕刻方法。

第6圖顯示按照所揭示之技術的例示性處理室之一部分的概略截面圖。

第7A-7B圖顯示按照所揭示之技術的例示性分配組合件之一部分的概略截面圖。

第8圖顯示按照本發明之技術可減少薄膜汙染的一 種蝕刻方法。

第9圖顯示按照所揭示之技術的例示性處理室之一部分的概略截面圖。

第10圖顯示按照所揭示技術之噴灑頭的仰視平面圖。

第11圖顯示按照所揭示技術的例示性處理室之一部分的概略截面圖。

第12圖顯示按照所揭示技術的例示性處理室之一部分的概略截面圖。

第13圖顯示按照所揭示技術的例示性處理室之一部分的概略截面圖。

第14圖顯示按照所揭示技術之電漿線圈的一部分之概略圖。

第15圖顯示按照所揭示技術之例示性電漿產生裝置之一部分的概略截面圖。

第16圖顯示按照本發明之技術可減少薄膜汙染的一種蝕刻方法。

以上圖式包括數個概略圖。應理解該等圖式僅為例示之目的，除非特別指明，則不應考量其比例。

在隨附之圖式中，類似組件及/或零件可具有相同之參考元件符號。進一步，具相同類型的各種組件可由元件符號後面的一字母來區別，該字母區別了各個類似組件。在說明書中如果僅使用第一參考元件符號，則其相關敘述可適用於具有相同第一參考元件符號而不論該字母為何的任一類似 組件。

本發明之技術包括用於半導體處理的系統及組件。當在處理室中原位形成電漿時，例如以一電容耦合式電漿(「CCP」)，舉例來說，該腔室經曝露的表面可能由電漿或電漿所製出的物種而濺射或劣化。這可能部分由所產生電漿粒子對該表面或表面塗裝之轟擊所致。轟擊的程度本身相關於在產生電漿步驟中運用的電壓。例如，電壓越高可導致越高的轟擊，並進一步劣化。

習用技術經常藉由提供在腔室內的可替換組件來對付此種劣化。因此，當塗裝或組件本身劣化時，該組件可被移除並以一個新組件代替，新組件將繼而隨時間劣化。然而，根據電壓對轟擊的相關性，本發明之系統藉由運用低電壓、高頻率的電漿產生，可至少部分地克服或減少此種替換組件的需要。藉由運用高頻率電源可提供多種好處或優點。例如，在電漿產生中使用的電極、還有對電極的塗裝，如果電壓峰值未於不同頻率而經調整，根據伏特對赫茲(V/Hz)相關性，可能因為較低的系統電壓而已減少轟擊所致的侵蝕。此外，運用允許調整頻率的高頻率源可橫跨更寬的頻率範圍提供改良的電漿控制。依此，本說明書所描述之系統提供了比許多習用設計改善之效能及成本益處。以上及其他益處將在以下詳細說明。

此外，本發明之系統藉由運用外部電漿產生，可至少部分地克服或減少替換組件的需要。遠端電漿源比起內部 電漿源可提供多種好處。例如，遠端電漿腔室核心可經塗有某材料或由某材料組成，該材料係根據所生成的電漿而特定地選擇。如此，遠端電漿單元或該遠端電漿單元的組件(例如電極)可被保護以減少耗損，並增加系統壽命。某些運用遠端電漿系統的習用技術的操作效能降低，因為根據較長的流通路徑而重新組合電漿流出物。然而，本發明之技術可藉由運用一插入分配系統，該插入分配系統減少電漿物種的行進長度，以及藉由允許所產生之電漿流出物與較靠近電漿源的其他前驅物交互作用，來額外地克服此類問題。據此，本說明書所描述之該等系統提供了比起許多習用設計改善的效能及成本益處。以上及其他益處將在以下詳細說明。

更甚者，藉由運用將電漿形成在腔室外部的配置方式，或是將電漿電極定位在腔室外部的配置方式，可提供多種益處或優點。例如，被定位在腔室外部的電極由於並未曝露至電漿，可減少侵蝕。此外，在腔室外部形成特定電漿可減少內部腔室組件隨時間的劣化。據此，本說明書所描述之該等系統提供了比起許多習用設計改善的效能及成本益處。以上及其他益處將在以下詳細說明。

儘管本說明書其餘部分將照慣例識別出運用所揭示技術的特定蝕刻製程，將可理解該等系統及方法可同樣套用至在所描述之腔室中可能發生的沉積及清洗製程。據此，不應將該些技術認定為如此侷限在用於蝕刻製程而已。

第1圖顯示根據實施例之一處理系統100之實施例的俯視平面圖，該處理系統100具有沉積、蝕刻、烘烤及養 護腔室。在第1圖中描繪的處理工具100可內含複數個處理室114A-D、一傳遞室110、一服務室116、一整合量測室117，及一對負載鎖定室106A-B。該等處理室可包括類似於關聯第2圖所描述的結構或組件，也可包括額外處理室。

為了在該等腔室之中運送基板，傳遞室110可包含一機械手式運送機構113。運送機構113可具有一對基板運送承載片113A，該等承載片分別附加至可延伸臂113B的遠端。承載片113A可被用於攜帶個別基板往返該等處理室。在操作中，該等基板運送承載片中之一者(像是運送機構113的承載片113A)可從該等負載鎖定室(像是腔室106A-B)中之一者取出一基板W，然後攜帶基板W到一第一製程工作台，例如以下所描述在腔室114A-D中的蝕刻製程。如果該腔室被占用，機械手可等到製程完成並接著從該腔室以一個承載片113A移除已處理基板，及以一第二承載片(未圖示)插入一個新的基板。一旦基板經處理，可接著移動該基板到一第二製程工作台。對於每次移動，運送機構113一般可讓一個承載片攜帶一個基板而另一承載片為空的，藉以執行基板交換。運送機構113可在各腔室處等待直到能完成交換為止。

一旦在該處理室中完成處理，運送機構113可從前個處理室移出基板W，並運送基板W到負載鎖定室106A-B內的一卡匣。從負載鎖定室106A-B，該基板可移動至一工廠介面104中。工廠介面104一般可操作以在一大氣壓力清潔環境中的莢負載器(pod loader)105A-D以及負載鎖定室106A-B之間傳遞基板。通過空氣過濾程序，例如像HEPA過 濾，一般可提供工廠介面104中的清潔環境。工廠介面104也可包括一基板定向器/校準器(未圖示)，其可用來在處理前適當地校準該等基板。至少一個基板機械手(像是機械手108A-B)可經定位在工廠介面104中，以在工廠介面104內的不同位置/地點之間運送基板，以及運送基板到與工廠介面104連通的其他地點。機械手108A-B可經配置以沿著封閉體104內的一軌道系統從該工廠介面104的第一端行進到第二端。

處理系統100可進一步包括整合量測室117以提供控制信號，該等控制信號可提供對於在該等處理室中進行的任何製程的適應性控制。整合量測室117可包括各種量測裝置的任意者以測量各種薄膜屬性，像是厚度、粗糙度、成分，且該等量測裝置可進一步以自動化方式在真空之下特徵化光柵參數，像是關鍵尺寸、側壁角度、以及零件高度。

現輪到第2圖，第2圖顯示按照本發明之技術的例示性處理室系統200之截面圖。腔室200可經使用(例如)在先前討論過之系統100的處理室區段114之一或更多者中。一般而言，蝕刻腔室200可包括一第一電容耦合式電漿源以實施離子研磨操作，以及包括一第二電容耦合式電漿源以實施蝕刻操作，還有實施一選擇性的沉積操作。腔室200可包括圍繞一夾頭250的接地腔室壁240。在實施例中，夾頭250可為一靜電夾頭，其在製程期間將基板202鉗到夾頭250的一頂表面，然而亦可運用其他已知的夾鉗機構。夾頭250可包括一嵌入式熱交換器線圈217。在該例示性實施例中，熱 交換器線圈217包括一或更多熱轉移流體通道，像是乙二醇/水混合液之熱轉移流體可通過該一或更多通道被轉送，以控制夾頭250的溫度以及最終控制基板202的溫度。

夾頭250可包括耦合至一高電壓DC供應器248的一篩孔249，使得該篩孔249可帶有一DC偏壓電位來實施對基板202的靜電夾鉗。夾頭250可經耦合於一第一RF電源，且在一個此種實施例中，篩孔249可經耦合於該第一RF電源使得DC電壓偏移及RF電壓電位兩者跨於夾頭250之頂表面上的一薄電介質層耦合。在該所例示實施例中，該第一RF電源可包括一第一及第二RF產生器252、253。該等RF產生器252、253可於任何產業所運用之頻率操作，然而在該例示性實施例中RF產生器252可操作於60MHz以提供具優勢的方向性。在也提供第二RF產生器253時，該例示性頻率可為2MHz。

隨著夾頭250被RF供電，藉由一第一噴灑頭225可提供一RF回路路徑。第一噴灑頭225可經設置在該夾頭上方以分配一第一饋入氣體進入由第一噴灑頭225及腔室壁240所界定的一第一腔室區域284中。如此，夾頭250及第一噴灑頭225形成一第一RF耦合電極對，以電容地激發第一腔室區域284內一第一饋入氣體的一第一電漿270。自RF供電之夾頭的電容耦合所產生的一DC電漿偏壓(或RF偏壓)可從第一電漿270產生一離子流束(例如當第一饋入氣體是氬氣時為氬離子)至基板202，以提供一離子研磨電漿。第一噴灑頭225可被接地，或替代地與具有一或更多產生器的一RF 源228耦合，該等產生器可操作於與夾頭250不同的頻率，例如13.56MHz或60MHz。在所例示之實施例中，第一噴灑頭225可通過繼電器227經選擇地耦合至地面或耦合至RF源228，該繼電器可在該蝕刻製程期間經自動地控制，例如藉由一控制器(未圖示)控制。在所揭示實施例中，腔室200不一定包括噴灑頭225或電介質間隔器220，而可僅包括導流片215及噴灑頭210，以下將進一步說明。

如在該圖中所進一步描繪者，蝕刻腔室200可包括一個泵堆疊，其能夠在低製程壓力下有高產出率。在實施例中，至少一渦輪分子泵265、266可通過一或更多閘閥260與第一腔室區域284耦合，且該至少一渦輪分子泵265、266經設置在夾頭250下方，相對於第一噴灑頭225。渦輪分子泵265、266可為任何具有適當產出率的市售泵，且更特定言之渦輪分子泵265、266可經適當調整大小以在所欲的第一饋入氣體流動率(例如當氬是該第一饋入氣體時50至500sccm之氬氣)之下維持製程壓力在大約10mTorr以下或大約5mTorr以下。在所描繪之實施例中，夾頭250可形成在二個渦輪泵265及266之間置中的一底座之部分，然而在替代配置方式中夾頭250可在從腔室壁240懸出的一底座上，且有一單一渦輪分子泵其中心對準夾頭250的中心。

在第一噴灑頭225上方可設置一第二噴灑頭210。在一實施例中，在製程期間該第一饋入氣體源(例如傳遞自配氣系統290的氬氣)可耦合於一進氣口276，以及該第一饋入氣體流經通過第二噴灑頭210延伸進入第二腔室區域281 中的複數個孔徑280、以及流經通過第一噴灑頭225延伸進入第一腔室區域284中的複數個孔徑282。具有孔徑278的一額外的氣流分配器或導流片215可進一步通過一分配區域218來分配一第一饋入氣體流216遍及蝕刻腔室200之直徑。在一替代性實施例中，該第一饋入氣體可經由孔徑283直接地流進入第一腔室區域284中，該等孔徑283如虛線223所標示地獨立於第二腔室區域281。

腔室200可額外地從所例示之狀態被重新配置，以進行蝕刻操作。一第二電極205可經設置在第一噴灑頭225上方，有一第二腔室區域281在第二電極205及第一噴灑頭225之間。第二電極205可進一步形成蝕刻腔室200的一蓋子或頂板。第二電極205及第一噴灑頭225可藉由一電介質圈220經電氣絕緣，以及形成一第二RF耦合電極對以在第二腔室區域281內電容釋放一第二饋入氣體的一第二電漿292。較佳地，第二電漿292不一定在夾頭250上提供顯著的RF偏壓電位。該第二RF耦合電極對中之至少一電極可耦合於一RF源以供激發一蝕刻電漿。第二電極205可電氣耦合於第二噴灑頭210。在一例示性實施例中，第一噴灑頭225可耦合於地平面或浮接，以及可通過一繼電器227耦合至地，該繼電器227允許在離子研磨操作模式期間第一噴灑頭225也藉由RF電源228供電。當第一噴灑頭225為接地時，具有一或更多RF產生器的一RF電源208可通過一繼電器207耦合於第二電極205，該一或更多RF產生器操作於(例如)13.56MHz或60MHz，該繼電器207可允許在其他操作模式(像是離子 研磨操作)期間第二電極205也接地，儘管若第一噴灑頭225被供電第二電極205也可維持浮接。

一第二饋入氣體來源(像是三氟化氮)及一氫氣來源(像是氨)可傳遞自配氣系統290，並與進氣口276耦合，像是經由虛線224。在此模式中，第二饋入氣體可流通過第二噴灑頭210並可在第二腔室區域281中被激發。反應性物種可接著被轉送進入第一腔室區域284中以與基板202反應。如進一步所例示，對於在其中第一噴灑頭225是多通道噴灑頭的實施例，可提供一或更多饋入氣體以與由第二電漿292產生的反應性物種反應。在一個此種實施例中，一個水源可耦合於複數個孔徑283。

在一實施例中，夾頭250可在正向於第一噴灑頭225的方向中沿著距離H2移動。夾頭250可在由一伸縮管255(或類似物)包圍的致動機構上以允許夾頭250可朝第一噴灑頭225移近或移遠，以當作控制在夾頭250及第一噴灑頭225之間的熱轉移之手段，其可處於80℃至150℃或更高之高溫。如此，實施蝕刻製程可藉由在相對於第一噴灑頭225的第一及第二預定位置之間移動夾頭250。替代地，夾頭250可包括一升降器251用以將基板202舉離夾頭250之頂表面達一距離H1，以在蝕刻製程期間藉由第一噴灑頭225控制加熱。在其他實施例中，當蝕刻製程在一固定溫度(例如像是90~110℃)進行時，可避免夾頭位移機構。一系統控制器(未圖示)可藉由自動地供電給該第一及第二RF耦合電極對，而在蝕刻製程期間輪流地激發第一及第二電漿270及292。

腔室200也可經重新配置以進行一沉積操作。電漿292可藉由RF放電而產生在第二腔室區域281中，此動作可以針對第二電漿292所描述之各種方式來實施。當在沉積期間第一噴灑頭225經供電而產生電漿292時，第一噴灑頭225可藉由一電介質間隔器230來與一接地腔室壁240隔離，藉以與該腔室壁成為電氣浮接。在該例示性實施例中，一氧化劑饋入氣體源(像是分子氧)可傳遞自配氣系統290並耦合於進氣口276。在第一噴灑頭225是多通道噴灑頭的實施例中，任何含矽前驅物(例如像是OMCTS)可經傳遞自配氣系統290，並經導向至第一腔室區域284中，以與從電漿292通過第一噴灑頭225的反應性物種反應。或者，含矽前驅物也可與氧化劑一起流通過進氣口276。

第3圖顯示按照所揭示技術之例示性處理系統300的一部分之概略截面圖。如圖所示，系統300包括如前所述之(例如)系統200的頂端部分及相關組件之例示性版本的更詳細視圖。半導體處理系統300可包括一高頻率電源305，該高頻率電源包括一插座插頭307。經由一進氣組合件(其多個組件以315識別)，電源305可耦合於包括頂板312的一處理室310，該頂板在各方面類似於先前描述之頂蓋205。進氣組合件315可包括數個組件用以產生電漿及傳遞前驅物進入腔室310。該進氣組合件可經由一絕緣器325耦合於頂板312，該絕緣器325可經配置以將頂板312電氣絕緣於電極320。電極320可界定一孔徑322，該孔徑於一第一端可經配置以接收電源305的插座插頭307。電極320可用各種導電性 材料及金屬製成，且在實施例中可包括塗裝，像是金屬塗裝，該等金屬塗裝包括過渡金屬、包括鎳，等等。如以下將參照第4圖更詳細說明者，孔徑322於該第一端之特徵在一第一直徑，且孔徑322相對於該第一端的一第二端之特徵可在小於該第一直徑的一第二直徑。

插入絕緣器325可界定一絕緣器開口327，在該絕緣器開口中可定位一噴嘴330，該噴嘴經配置以傳遞用於電漿製程的前驅物。如圖所示，噴嘴330可界定延伸通過該裝置的一通道，該通道可經配置以影響正被傳遞之前驅物的流動。例如，實施例可包括噴嘴330的一柱狀部分，該柱狀部分延伸至噴嘴330的一椎狀部分，該椎狀部分可朝處理室310徑向地增大。此配置方式可影響電漿產生過程的前驅物分配，從而可輔助在處理室310內之電漿的均勻度。系統300可進一步包括一點火桿335作為插入組合件315之部分。點火桿335可經定位在電極320及噴嘴330之間，且點火桿335之至少一部分可延伸進入由噴嘴330界定之通道中。

點火桿335可包括一第一表面336，在該第一表面中可界定延伸進入第一表面336中的一點火開口。在該點火開口內可界定一突出部分，而電極320可至少部分地位在該點火開口內並座設在此突出部分上。處理系統300可進一步包括經定位在高頻率電源305及點火桿335之間的一RF絕緣器340，該RF絕緣器340可操作以進一步電氣絕緣插入組合件315的組件。在所揭示實施例中，RF絕緣器340及插入絕緣器325可由各種電介質或其他絕緣材料(包括陶瓷)構成。 如圖中所示，RF絕緣器340可耦合於點火桿335的該第一表面。在實施例中，電極320之至少一部分可延伸到RF絕緣器340上方，該RF絕緣器340耦合於電源305之插座插頭307。可額外地包括RF屏蔽370以圍繞點火桿335之至少一部分、噴嘴330及插入絕緣器325。在所揭示實施例中RF屏蔽370也可以一RF回路的方式操作。

半導體處理系統300在腔室310內可包括額外的組件，包括一配氣導流片350及一噴灑頭360。在實施例中，噴灑頭360可包括矽作為其組成物之部分或全部。例如，噴灑頭360可為其大致由矽組成的一件式(one-piece)設計。在額外實施例中，噴灑頭360可為一個多件式(multi-piece)設計，在該等組件中之一或更多者包括矽作為其組成物之部分或全部。例如，在一個兩件耦合式設計中，較靠近基板或工件的噴灑頭區段可由矽製成，而離基板或工件較遠的噴灑頭區段可為金屬。在其他多件式設計中，該等組件中一或更多者可有一絕緣材料，而其他組件中一或更多者可有一導電性材料。這樣的話，在腔室310之不同區域中噴灑頭360仍可在電漿產生期間用來作為一電極。在所揭示實施例中，噴灑頭360之至少一部分可塗裝一處理材料，該處理材料可包括各種絕緣材料(例如包括矽和陶瓷)。

高頻率電源305可在有用於製造電漿的任何數目頻率來操作(包括可變頻率)，且在實施例中高頻率電源305可經配置以提供高頻率、低電壓之電力。因此在所揭示實施例中，高頻率電源305可經配置以操作於至多或至少10 MHz。此外，該高頻率電源可經配置以操作於至多、至少或大約以下頻率：13或13.56MHz、40MHz、60MHz、100MHz、400MHz、1000MHz、2450MHz等等，或更大頻率。然而，此種電源可包括更大的插座插頭307，其需要特殊的插入組合件315之組件以耦合該等電源供應器。

在電漿產生中運用的習用電源供應器可提供低於100kHz、10kHz或更少的電力。此種電源供應器經常具有小的插座插頭以耦合於一處理室。據此，常見插入組合件之排列可經設計以耦合於此種電源供應器。要修改系統以容納高頻率電源供應器需要對插入組合件有大幅的修改，才能不只是容納較大插座插頭大小，也容納電源供應器本身增加的重量。如以下將詳細描述者，本發明之技術的實施例可經特定地配置以容納此種高頻率電源供應器。

為了容納高頻率電源305增加的大小及重量，可在RF絕緣器340上方定位一嵌裝板380，以恰當地平衡及支撐電源供應器305。電極320可包括一部分延伸以接收插座插頭307，且此部分可具有增加的大小或直徑，像是具有一直徑大於該電極的厚度，以支撐來自電源305的額外張力並協助減少電極320懸空或變形的機會。半導體處理系統300可額外包括懸浮支撐件385，該等支撐件在操作期間可提供進一步支撐。處理系統300可包括一或更多O型環375，其可輔助減少操作期間的洩漏(在真空狀態下可能發生)。O型環375之壓縮的發生可能來自真空狀態以及高頻率電源305的重量兩者。在此種情況中，O型環375可壓縮至一程度以允許懸 浮支腳385將頂板312接合於腔室310。懸浮支腳385可接著轉而減少在插入組合件315之組件上的張力並輔助減少操作期間的震動。

現轉看第4圖，該圖顯示有按照所揭示技術之例示性處理室400的一部分之概略截面圖，其包括先前討論之插入組合件315的詳細視圖。按此，半導體處理室400可包括類似於腔室300的組件，包括具有一頂板的一處理室，而所圖示之結構係耦合於該處理室。半導體處理系統400可包括一高頻率電源405，該高頻率電源包括一插座插頭407座設在嵌裝板480上，還有經定位在該處理室(未圖示)及高頻率電源405之間的電極420。半導體處理系統400可進一步包括一點火桿435，至少部分地容納有電極420以及經定位在點火桿435及高頻率電源405之間的一RF絕緣器440。該系統可進一步包括一噴嘴430，該噴嘴界定一孔徑，點火桿435之至少一部分通過該孔徑延伸。在實施例中，該系統可包括一插入絕緣器425，其容納噴嘴430並耦合於該頂板(未圖示)以將該頂板電氣絕緣於電極420。一RF屏蔽470可經配置以作為一RF回路操作，並可額外地圍繞點火桿435之至少一部分、噴嘴430、以及插入絕緣器425。

如先前所描述而在此圖更加詳細描繪者，點火桿435可包括面向電源405的一第一表面436。點火桿435可進一步界定一點火開口438，其可界定一突出部分(或該點火開口之底部)439。電極420可至少部分地位在開口438內，並經座設在點火桿435的突出部分439上。電極420的至少一部分 可延伸超出點火桿435的第一表面436，也可以朝電源405超出RF絕緣器440。電極420延伸超出點火桿435的該部分可具有一寬度或直徑，該寬度或直徑可等於或大於電極420的整體厚度，此舉可減少或更能容忍由電源405施加的張力。電極420可界定一孔徑422，其特徵在於具有靠近電源405的一第一端以及相對於該第一端的一第二端。在所揭示實施例中，孔徑422不一定完全通過電極420延伸。在所揭示實施例中，孔徑422之該第一端特徵可在於一第一直徑，而孔徑422之該第二端特徵可在於一第二直徑，該第二直徑小於該第一直徑。

第5圖顯示按照本發明之技術的一種蝕刻方法500，其可減少薄膜汙染。方法500可經執行在先前描述的任何系統中，並可包括選擇性的操作，包括傳遞用於離子化的一前驅物至該系統。方法500可包括在操作510中以一高頻率電源打擊一電漿，該操作可包括先前描述的一操作頻率，而在一實施例中該頻率可至少為60MHz。該方法可包括在操作520中產生無反應性離子的一流束，像是來自正被傳遞之前驅物的離子化，該等前驅物可包括一或更多前驅物，包括氬、氦、氧、氮、以及其他的惰性或反應性前驅物。

該無反應性離子的流束之特徵可在於根據所用來產生電漿之該高頻率電源減少了該等系統組件的轟擊。該無反應性離子之流束可被傳遞至容納在一處理室中的一基板，及接著於操作530可蝕刻該基板或該基板上的材料，像是利用離子研磨。藉由減少系統及腔室組件轟擊，在實施例中可減 少或避免腔室組件或塗裝(像是電極塗裝)之濺射。經濺射粒子可通過該系統被攜帶及沉積在正被加工的該基板上，早成所製造裝置的短路或故障。因此，藉由運用上述方法可提供增進的裝置品質以及增長的腔室組件壽命。

第6圖顯示按照所揭示技術之例示性處理系統600的一部分之概略截面圖。如圖所示，系統600包括如前所述之(例如)系統200的頂端部分及相關組件之例示性版本的更詳細視圖。系統600包括各種組件可經運用以通過頂板610傳遞前驅物至一處理室607，其在各方面類似於先前描述之頂板或蓋205。半導體處理系統600可包括遠端電漿源605，其可經配置以在處理室607外部產生電漿流出物。產生在遠端電漿源605中的電漿流出物可包括各種反應性物種及無反應性物種，無反應性物種可包括一或更多前驅物包括氬、氦、氧、氮及額外惰性或反應性前驅物。一旦由遠端電漿源605產生，該等反應物可通過一插入組合件經傳遞至該處理室，該插入組合件將該遠端電漿源耦合於半導體處理室607的頂板610。

在所揭示實施例中，插入組合件可包括具有至少二個組件的一嵌裝組合件。例示性嵌裝組合件的一第一組件可包括一氣體塊615，其至少部分地界定一中央分配通道603，電漿流出物及(或)前驅物可通過中央分配通道603經傳遞至處理室607。氣體塊615的形狀可為環狀並可包括經延長的支撐區段617，其可對於較大的電源供應器(像是遠端電漿源605)同時提供增加的接合平台及改善之結構支撐件。該嵌裝 組合件的一第二組件可包括嵌裝塊625，該嵌裝塊進一步界定該插入組合件之中央分配通道603的至少一部分。嵌裝塊625可包括一第一嵌裝表面626及相對於第一嵌裝表面626的一第二嵌裝表面627。在實施例中，嵌裝塊625也可包括經延長的支撐區段628，其同時提供增加的接合平台及改善之結構支撐件。

嵌裝塊625之部分可界定中央分配通道603的多個區段，並可將該通道彼此界定類似或不同之形狀。例如，嵌裝塊625的一第一區段630可界定中央分配通道603的一第一區段，中央分配通道603的該第一區段從第一嵌裝表面626延伸到嵌裝塊625的一中間部分。在實施例中，嵌裝塊625的第一區段630特徵可在於一柱狀，或者該區段特徵可在於一第一直徑。嵌裝塊625的一第二區段635之特徵可在於具有與嵌裝塊625的第一區段630類似或不同之形狀。在實施例中，嵌裝塊625之第二區段635可界定中央分配通道603的第二區段，其從嵌裝塊625的該中間部分延伸至第二嵌裝表面627。嵌裝塊625的第二區段635之特徵在於一椎狀，或者其特徵可在於至少部分地沿著嵌裝塊625之該中間部分往第二嵌裝表面627增加之直徑。

耦合該遠端電漿源及頂板610的該插入組合件可進一步包括一前驅物分配組合件620，該前驅物分配組合件界定複數個分配通道，該等複數個分配通道液體耦合於一注入口622，其在所揭示實施例中可為一單一注入口。如圖所示，注入口622可液體耦合於一前驅物注入線624，該前驅物注入線 經配置以提供可旁通遠端電漿源605的前驅物。以下將參看第7A-7B圖更加詳細討論前驅物分配組合件620。前驅物分配組合件620可包括一第一表面621，該第一表面可耦合於氣體塊615。前驅物分配組合件620可進一步包括一第二表面623，該第二表面相對於第一表面621並耦合於嵌裝塊625。這樣的話，該嵌裝組合件的該二個組件可藉由前驅物分配組合件620空間地分離。

嵌裝塊625可以各種方式耦合於處理室607，該等方式的其一實施例經描繪在第6圖中。頂板610可包括一第一表面609，在第一表面609中界定一開口612。頂板610也可包括相對於第一表面609的一第二表面611。在頂板610中可界定開口612，其從上表面609至開口612的一下表面614。頂板610可進一步界定複數個出口分配通道616，該等複數個出口分配通道經界定在從開口612的下表面614至頂板610的第二表面611，提供與處理室607的液體連通。出口分配通道616可以各種圖案經分配通過頂板610，且可經配置以提供更一致的流動進入處理室607。在開口612內，頂板610可進一步界定一突出部分613，嵌裝塊625可經座設在該突出部分上。在突出部分613內可包括一或更多O型環640，以提供插入組合件(經由嵌裝塊625)及腔室607(經由頂板610)之間的密封件。

在電漿產生中運用的許多習用電源供應器可提供低於100kHz、10kHz、或更少的電力。此種電源供應器經常具有較小的占用面積，並且電源本身的重量較輕。修改該系統 以容納遠端電漿源305可能需要對該插入組合件之大幅修改，才能容納不只供應器本身之較大尺寸並且增加的重量。本發明之技術的實施例可經特定配置以容許此種遠端電漿源，在本說明書將詳細說明。

為了容納高頻率電源605增加的尺寸及重量，半導體處理系統600可進一步包括支撐組合件650，以適當地平衡及支撐遠端電漿源605。支撐組合件650可包括任意數量的嵌裝板或其他結構性裝置，以提供此種平衡及支撐。耦合於遠端電漿源605的支撐組合件650可額外地包括懸浮支撐件655，其可在系統操作期間提供進一步穩定化之支撐。在實施例中，該支撐組合件可包括至少一個(例如1、2、3、4、8、12、20、等等或更多)從支撐組合件650朝頂板610延伸的支撐延伸件655。支撐延伸件655可包括各種形狀，該等形狀經配置以供承受遠端電漿源605的重量，且如第6圖中所示在該等所揭示實施例中可包括S形。

在所揭示實施例中支撐延伸件655可在一第一操作位置中與頂板610分離。在第6圖中描繪了此第一操作位置，且在支撐延伸件655及頂板610之間顯示一間隙。儘管在第6圖中所描繪為一已界定間隙，應理解該第一操作位置可在支撐延伸件655及頂板610中間包括任何程度的間隔，包括在該等結構之間的一第一接觸程度。可運用及配置支撐延伸件655以在一第二操作位置中接觸頂板610，在一製程操作期間可接合於該第二操作位置。

如先前討論，可使用O型環640來耦合嵌裝塊625 於頂板610，且O型環640可輔助減少操作期間之洩漏，後者可能發生在真空情況下。O型環640的壓縮可發生自真空情況也來自遠端電漿源605的重量。在此情況中，O型環640可壓縮至一程度以允許支撐延伸件655在前述的第二操作位置中接合腔室607的頂板610。當支撐延伸件655在該第一操作位置接觸頂板610的情況中，該第二操作位置與該第一操作位置之區隔可藉由在支撐延伸件655與頂板610之間的一第二接觸程度。在這種情形中，該第二接觸程度可比該第一接觸程度大或者位於較高之施力，且至少一部分可歸因於在製程期間訂立的真空情況。支撐延伸件655可繼而減少在插入組合件之組件上的張力，也輔助減少操作期間的震動。

現輪到第7A圖及第7B圖，該等圖顯示有按照所揭示技術的例示性前驅物分配組合件700之一部分的概略截面圖，包括先前描述之前驅物分配組合件620之實施例的詳細視圖。如第7A-7B圖中所示，前驅物分配組合件700可包括一或更多平板(像是如圖示的二個平板705、750)並可包括一環狀形狀，其界定該中央分配通道之至少一部分。在實施例中前驅物分配組合件700可包括高達1、2、3、4、5、7、10、等等或甚至更多平板耦合在一起，以產生前驅物分配組合件700。如圖所示，該等圖式顯示從一遠端電漿源(像是先前描述的遠端電漿源605)之位置對該前驅物分配組合件的視圖，並且包括在所揭示實施例中包括在一處理室中之出口分配通道798、或者一導流片平板或噴灑頭之孔徑的視圖。在所揭示實施例中，前驅物分配組合件700可包括至少二個耦合 之平板，如以下將說明者，其至少部分地界定複數個分配通道。

第7A圖圖示一第一平板705的視圖，該第一平板可位於靠近一氣體塊(像是先前描述之氣體塊615)。第一平板705可具有環狀之形狀，其包括一內直徑707及一外直徑708。第一平板705可額外地界定一中央分配通道709的至少一部分，中央分配通道709可類似於先前描述的中央分配通道603。在所揭示實施例中，第一平板705之特徵可在於除了環狀之外的形狀。

第一平板705可界定一進入口710，該進入口可類似於先前描述的前驅物注入口622。進入口710可提供對於也界定在第一平板705中之一液體傳遞通道712的通道。當耦合於一前驅物來源時，此種配置方式可提供一種方式讓前驅物可分配至一處理室同時旁通一遠端電漿源。傳遞通道712可液體耦合於一第一級分配通道715，該第一級分配通道界定在內直徑707及外直徑708之間且成切線地延伸自傳遞通道712及注入口710。第一級分配通道715可至少部分地圍繞第一平板705的內圓周延伸。在實施例中，第一級分配通道715從傳遞通道712圍繞此圓周雙向地延伸，且可延伸達到該內圓周的完整圓周。如第7A圖中所示，第一級分配通道715可部分地圍繞該內圓周延伸，且可延伸達到該完整圓周的大約25%、大約50%、大約75%、或任何其他最高100%的百分比。在實施例中，在延伸到至少二個第二級分配通道720、730之前，第一級分配通道715在可延伸一內圓周的大約50%、或 從傳遞通道712開始在各方向大約25%。

比起第一級分配通道715從傳遞通道712延伸的方式，第二級分配通道720、730可類似或不同的方式延伸。如圖所示，第二級分配通道720、730可從第一級分配通道715的遠端部分圍繞第一平板705的一第二內圓周雙向地延伸，該第二內圓周小於該第一內圓周。第二級分配通道720、730可部分地圍繞該第二內圓周延伸，且可延伸達到該完整第二內圓周的大約25%、大約50%、大約75%或任何其他最高100%的百分比。如第7A圖中所示的一實施例中，第二級分配通道720、730各圍繞該第二內圓周之完整圓周延伸大約30%。

第二級分配通道720、730各可圍繞該第二內圓周延伸至二個位置，像是對於第二分配通道720所圖示之位置722、724。該等第二級分配通道可從第一級分配通道715成切線地延伸至至少二個第三級分配孔徑，像是第7A圖中針對第二級分配通道720所圖示之孔徑725A、727A。該等第三級分配孔徑可位在該等第二級分配通道的遠端部分，且可靠近終端位置(像是圖示之近處位置722、724)。該等第三級分配孔徑可至少部分地由頂板705界定，且可提供到第二平板750的通道。儘管使用圓周來參照一概略圓形，應理解針對該等分配通道可使用其他幾何形狀，且圓周可概略指稱此類幾何形狀的周長。

第7B圖圖示一第二平板750之視圖，該第二平板可位於靠近一嵌裝塊(像是先前描述的嵌裝塊625)。第二平板750在形狀上可為環狀，包括一內直徑752及一外直徑754。 第二平板750可額外地界定中央分配通道756之至少一部分，其可類似於先前描述的中央分配通道603。在所揭示實施例中，第二平板750之特徵可在於除了環狀之外的形狀。

第二平板750可至少部分地界定至少二個第三級分配孔徑725B、727B的一部分，其可提供在第一平板705及第二平板750之間經由所耦合之第三級分配孔徑的液體連通，該等所耦合可之第三級分配孔徑部分地由各個平板所界定。第二平板750也可至少部分地界定延伸自該等至少二個第三級分配孔徑的至少二個第三級分配通道。如第7B圖中所示，四個第三級分配通道732、734、736、738被圖示為延伸進入一第三內圓周，該第三內圓周可等於、大於或小於該第二內圓周。各個第三級分配通道可從一第三級分配孔徑圍繞該第三內圓周雙向地延伸。各第三級分配通道可圍繞該第三內圓周部分地延伸，且可延伸該完整第三內圓周上至大約25%、大約50%、大約75%、或任何其他最高達100%之百分比。在所揭示實施例中，各第三級分配通道延伸該第三內圓周的少於大約25%。

第二平板750可進一步界定延伸自該等至少二個第三級分配通道的至少二個第四級分配通道。如第7B圖中所示，第二平板750界定至少一個第四級分配通道740延伸自各個第三級分配通道，且在實施例中複數個第四級分配通道740延伸自各個第三級分配通道。第四級分配通道740可延伸至內直徑752，並提供到至少部分經界定之中央分配通道756的通道。據此，如在此二個概略圖中所示，前驅物分配組合 件700可界定液體耦合於一單一注入口的複數個分配通，其中該前驅物分配組合件包括彼此耦合的至少二個環狀平板，其等至少部分地界定一中央分配通道。

該等至少二個環狀平板中的一第一平板可界定一液體注入口以及一第一級分配通道，該第一級分配通道從該注入口成切線地延伸。該等至少二個環狀平板中的一第二平板界定至少二個第二級分配通道(像是已討論之該等第三級及第四級分配通道)，其中該等第二級分配通道與該第一級分配通道及該中央分配通道液體連通，以大致均勻地提供所注入液體至該中央分配通道。此種分配配置方式可比習用方式提供數種益處。例如，在由遠端電漿源所提供之一種自由基化(radicalized)前驅物以及通過該前驅物分配組合件之該注入口所提供之一種無自由基化前驅物之間的前驅物混合可發生在早於該前驅物進入該處理室。如此，從該等自由基化物種可發生較少重新組合，因為藉由此種設計提供較短的流動路徑。此外，該前驅物分配組合件可根據該前驅物分配組合件內的該等分配通道來在該等前驅物之間提供改良且更一致的交互作用，其在整個中央分配通道更均勻地提供該所注入前驅物。

第8圖顯示按照本發明之技術的一種蝕刻方法800，其減少薄膜汙染並提供更一致的前驅物分配。方法800可經進行在前述之系統中任一者，且可包括選擇性操作，包括傳遞用於離子化之一前驅物至一遠端電漿源。方法800在操作810中可包括在一遠端電漿源內產生一電漿，以產生該 第一前驅物之電漿流出物。該遠端電漿源可在各種電漿電力下操作，包括高達1000瓦、6000瓦、8000瓦、10,000瓦等等或更多。方法800可於操作820進一步包括以流進入一配氣組合件的一第二前驅物來旁通該遠端電漿源。該配氣組合件可液體耦合於一遠端電漿源，像是經由一中央分配通道。

方法800也可於操作830包括以該第一前驅物的電漿流出物接觸該第二前驅物，以製成一蝕刻配方。接觸該等前驅物可發生在可進行蝕刻之一處理室外部，像是在該中央分配通道中。於操作840，在允許該等前驅物交互作用之後，該蝕刻配方可經流入至處理室中，在該處理室中可容納一基板，而在該基板上的材料可以該蝕刻配方來蝕刻。藉由在該處理室外部形成電漿及電漿流出物，在實施例中腔室組件或塗裝的劣化可得以減輕或避免。該等經濺射粒子可經通過該系統攜帶並沉積在正在加工之該基板上，此可導致所製造裝置的短路或故障。據此，藉由運用前述方法可提供增加的裝置品質以及增長的腔室組件壽命。此外，藉由運用一配氣組合件或前驅物分配組合件(像是先前所討論者)，該等方法可提供該蝕刻配方更一致的分配，因為在該中央分配通道中提供改善之交互作用及混合。因此在基板上之材料上可進行更一致的蝕刻，因而改善整體裝置品質。

第9圖顯示按照所揭示技術之例示性處理系統900的一部分之概略截面圖。如圖所示，系統900包括如前所述之(例如)系統200的頂端部分及相關組件之例示性版本的更詳細視圖。半導體處理系統900可包括一處理室905，還有 晶配置以產生一第一電漿的一第一電漿源910。經由一進氣組合件，第一電漿源910可耦合於包括頂板907的一處理室905，該頂板在各方面類似於先前描述之頂蓋205。該進氣組合件可包括數個組件用以產生電漿及傳遞前驅物進入腔室905。該進氣組合件可經由一絕緣器912耦合於頂板907，該絕緣器912可經配置以將頂板907電氣絕緣於一第一電極914。第一電極914可用各種導電性材料及金屬製成，且在實施例中可包括塗裝(像是金屬塗裝)、包括過渡金屬、包括鎳，等等。如在該圖中所顯示，在所揭示實施例中運用第一電極914的第一電漿源910可都經定位在該處理室外部。

插入絕緣器912可界定一開口，在該開口中可定位一噴嘴916，該噴嘴經配置以傳遞用於電漿製程的前驅物。由於噴嘴916一般也輔助電漿產生，噴嘴916可包括金屬或導電性組件。如圖所示，噴嘴916可界定延伸通過該裝置的一通道，該通道可經配置以影響正被傳遞之前驅物的流動。此配置方式可影響電漿產生過程的前驅物分配，後者可輔助在處理室905內之電漿的均勻度。系統900可進一步包括一點火桿918作為該插入組合件之部分。點火桿918可經定位在電極914及噴嘴916之間，且點火桿918之至少一部分可延伸進入由噴嘴916界定之通道中。

點火桿918可界定一開口，且電極914可至少部分地位在該開口內並座設在點火桿918內。處理系統900可進一步包括一RF絕緣器919，該RF絕緣器經定位在第一電漿源905及點火桿918之間，其可操作以進一步電氣絕緣該插 入組合件的組件。在所揭示實施例中，RF絕緣器919及插入絕緣器912都可由各種電介質或其他絕緣材料(包括陶瓷)構成。

半導體處理系統900可包括與第一電漿源910分離的一第二電漿源920。第二電漿源920可運用分離於第一電極914的一第二電極922。如圖所示，第二電極922也可經定位在處理室905外部，但可能被包含在一電漿屏蔽924內。第二電漿源920可經配置以在處理室905內(像是在一內部電漿區域926內)產生一第二電漿。半導體處理系統900可進一步包括一第一噴灑頭930，該第一噴灑頭經設置在第一電漿電極914及第二電漿電極922之間。系統900可進一步包括一第二噴灑頭940，該第二噴灑頭經定位於自該第二電漿經配置生成之位置(像是區域926)的液體順流處。半導體處理系統900可進一步包括一絕緣器950，該絕緣器經定位在第一噴灑頭930及第二噴灑頭940之間。

在所揭示實施例中第二電漿源920可包括一感應耦合式電漿源。如此，電極922可包括一線圈設計，在該設計中該電極圍繞該腔室纏繞，像是圍繞絕緣區段950。在實施例中，電極922可包括各種金屬或導電性材料且絕緣器950可包括陶瓷或其他絕緣材料。在操作中，第二電漿源920可經使用以產生一電漿，該電漿可運用於各種目的，包括先前討論的離子研磨操作。例如，第二電漿源920可經運用以在區域926中產生一第二電漿。該前驅物可被傳遞進入區域926中以產生無反應性離子的一流束。所使用之前驅物可包括 氬、氦、氧、氮、及額外之惰性或替代地反應性前驅物。所產生的離子流束可通過第二噴灑頭940被傳遞進入處理室905的一區域(像是區域970)中，在該區域中可容納一基板，且可在該基板上或是在該基板上之材料上進行如先前描述的離子研磨操作。

第一電漿源910可接著被激發以圍繞並在噴嘴916之順流處產生一第一電漿。額外前驅物(可包括含氟前驅物)可經傳遞至噴嘴916並可藉由該第一電漿所激發，以產生可運用在蝕刻操作中的流出物。該些流出物可接觸一額外前驅物，該前驅物可能已旁通第一電漿源910，而可製成一蝕刻配方。此蝕刻配方可接著被傳遞至腔室處理區域970中包含的一基板，以針對已經在該基板上暴露的多種材料進行選擇性的蝕刻。與針對第2圖所討論之配置方式相較，第9圖以及在此描述的例示性配置方式可經運用以增加基板(像是半導體裝置)的產出量。

例如，針對第2圖所討論的例示性方法可包括一個模組式離子研磨及選擇性的蝕刻操作，在其中該兩個電漿中之任一者經激發並進行一操作。然而，在所揭示實施例中，以第9圖之配置方式該選擇性的蝕刻操作期間第二電漿源920可得以維持。第二電漿源920可在區域926內產生高密度電漿，其可經使用以進一步處理由第一電漿源910產生的流出物。此外，由於旁通第一電漿源910之前驅物可通過噴灑頭940被傳遞，該前驅物也可旁通在區域926中產生的該第二電漿。此種操作配置方式的二個益處包括由第一電漿源910 產生的電漿流出物可沿流動路徑具有減少的重新組合，因為在區域926內產生的該第二電漿可協助維持所欲之離子化。更甚者，由於不一定需要進行電漿切換(plasma switching)，隨著連續操作之間的時間縮短而可增加基板產出量。

第一電漿源910及第二電漿源920可在有用於製造電漿的任何數目頻率來操作(包括可變頻率)。第一電漿源910可電氣耦合於(例如)一第一RF源，而第二電漿源920可電氣耦合於與該第一RF源分離的一第二RF源。在所揭示實施例中，第一電漿電源910可經配置以操作於至多、小於或至少大約下列頻率：5kHz、10kHz、50kHz、100kHz、500kHz、1MHz、13.56MHz、60MHz、等等或更高，或在前述頻率中任意者之間的任何頻率。在一實施例中，(例如)第一電漿源910可經操作在大約5kHz至10kHz之間的範圍內。第二電漿源920可操作於與第一電漿源910類似或不同之頻率。例如，該第一RF源可經配置以於一第一電漿電力操作，而該第二RF源可經配置以於大於該第一電漿電力的電漿電力操作。在所揭示實施例中，第二電漿源910可經配置以操作於至多、小於或至少大約下列頻率：100kHz、1MHz、13.56MHz、40MHz、60MHz、100MHz、500MHz、1000MHz、2450MHz、等等或更高，或在前述頻率中任意者之間的任何頻率。在一實施例中，(例如)第二電漿源920可可經操作在大約40MHz至100MHz之間的範圍內。

如先前所討論，第二噴灑頭940可經定位在電漿區域926之順流處，並可允許前驅物之電漿流出物或活化衍生 物、或是其他被產生在腔室電漿區域926中的氣體或第一電漿源910通過複數個通透孔洞956通過，該等通透孔洞遍歷在該噴灑頭中包括之平板的厚度。噴灑頭940也可具有一或更多中空體，其能充滿以蒸汽或氣體之形式存在的前驅物(像是一含氮前驅物)並通過孔洞958經過進入基板處理區域970，但不直接進入腔室電漿區域926。為了維護自腔室電漿區域926穿透至基板處理區域970之經活化物種的顯著集中性，藉由一部分通過噴灑頭940形成通透孔洞956之較大直徑部分，該等通透孔洞之最小直徑的長度可經限制。在所揭示實施例中，該等通透孔洞956之最小直徑的長度可與該等通透孔洞956之最小直徑具有相同之大小層級。

在所示實施例中，噴灑頭940可經由通透孔洞956分配製程氣體，該氣體可內含一電漿蒸氣/氣體(像是氬)、或含氟前驅物，舉例來說。此外，噴灑頭940可經由較小孔洞958分配含氮前驅物，該前驅物係維持在分離於電漿區域926之處。製程氣體及含氮前驅物可經由噴灑頭940被維持液體分離，直到前驅物分離地進入處理區域970。該等前驅物一旦進入該處理區域可彼此接觸，並且反應以形成一蝕刻配方，該蝕刻配方可經用以選擇性地蝕刻一基板上的材料。

第10圖顯示按照所揭示技術之噴灑頭1000的仰視平面圖。噴灑頭1000可對應於第9圖中顯示之噴灑頭。通透孔洞1056經描繪為在噴灑頭1000的底部具有較大內直徑(ID)，而在頂部具有較小ID。小孔洞1055大致平均地分配在該噴灑頭的該表面上、甚至在通透孔洞1056之中，此可協 助比其他實施例提供更均勻的混合物。

現輪到第11圖，該圖顯示有按照所揭示技術之例示性處理系統1100的一部分之概略截面圖，其中包括先前描述之第一電漿源910及第二電漿源920的詳細圖示。據此，半導體處理系統1100可包括類似於系統900的組件，包括具有一頂板1107的一處理室1105，一第一電漿源1110可經偶合於該頂板1107。第一電漿源1110可經由一進氣組合件耦合於頂板1107，該進氣組合件包括插入絕緣器1112、噴嘴1116、及RF絕緣器1119。半導體處理系統1100進一步可包括一前驅物分配件1160，其可經運用以傳遞一或更多前驅物至噴嘴1116。系統1100尚可進一步包括至少一噴灑頭1130、一絕緣器區段1150，在第12及13圖中描繪了額外版本。儘管未顯示在此圖中，也可包括一或更多額外的噴灑頭，包括一多通道噴灑頭。此種噴灑頭允許通過分離通道提供多種前驅物，同時維持前驅物彼此之間流體分離，直到離開該噴灑頭為止。該圖中也顯示一底座1165，其可用以經由(例如)一靜電夾頭來支撐一基板。儘管處理系統1100可包括一額外噴灑頭定位在絕緣器區段1115下方，在所揭示實施例中噴灑頭1130可為定位在該系統中的一第二噴灑頭，其經定位在一第二電漿(像是一感應耦合式電漿)經配置以產生之處的液體逆流處。

半導體處理系統1100可額外地包括一第二電漿源1120(像是一感應耦合式電漿源)耦合於半導體處理室1105之外部部分並由外部屏蔽1124所容納。第二電漿源1120可 分配電力至圍繞處理室1105的一或更多電極。如圖所示，第二電漿源1120可分配電力至圍繞該腔室分散的至少二個分離電極1121、1123。該等電極之各者可經配置成一線圈，該線圈從第二電漿源1120經圍繞處理室1105之至少一部分分散呈放射狀。在所揭示實施例中，第二電漿源1120可包括圍繞該處理室排列的至少四個分離電極或線圈，以下將參看第14圖進一步討論。

現輪到第12圖，該圖顯示按照所揭示技術之一例示性處理室1200的一部分之概略截面圖，其圖示了關聯於一第二電漿源的進一步細節。一電漿源1220(像是先前描述之一第二電漿源)可經由一RF環1222及一或更多電極1223圍繞處理室1205分配，該一或更多電極可藉由屏蔽1224所包圍。電極1223可至少部分地圍繞處理室1205(像是繞絕緣區段1250)纏繞。絕緣區段1250可以各種絕緣材料(包括陶瓷)構成，且可經定型以界定處理室1205內的一區域，在該區域內可產生電漿。如圖所示，絕緣區段1250可在形狀上為環狀，並可包括一至少部分拱形結構，以界定該電漿區域。電極1223可耦合圍繞絕緣區段1250一或更多次以提供一纏繞結構。在所揭示實施例中，多個電極可圍繞處理室1205纏繞，且可至少部分地彼此重疊。據此，線圈1226及1228可在實施例中為電極1223之部分，或是可為與電極1223分離的一或更多分離電極。

第13圖顯示按照所揭示技術之另一例示性處理室的一部分之概略截面圖，該圖圖示了關聯於一第二電漿源的 額外細節。一電漿源1320(如先前描述之第二電漿源)可經由一RF環1322及一電極1323圍繞處理室1305分配，該電極可藉由屏蔽1324所包圍。電極1323可至少部分地圍著處理室1305纏繞，像是圍繞絕緣區段1350。絕緣區段1350可以各種絕緣材料(包括陶瓷)構成，且可經定型以界定處理室1305內的一區域，在該區域中可產生電漿。如圖所示，絕緣區段1350可在形狀上為環狀，並可經定位在額外金屬結構或組件(像是平板1352)下方，此可進一步界定一電漿區域，在該電漿區域中第二電漿源1320可在該處理室內產生一第二電漿。電極1323可耦合圍繞絕緣區段1350一或更多次以提供一纏繞結構。在所揭示實施例中，多個電極可圍繞處理室1305纏繞，且可至少部分地彼此重疊。據此，線圈1326及1328可在實施例中為電極1323之部分，或是可為與電極1323分離的一或更多分離電極。

第14圖顯示按照所揭示技術之一電漿線圈1400的一部分之概略圖。如圖所示，一或更多電極可圍繞絕緣區段1450分散。絕緣區段1450可包括先前描述之該等設計的任意者。電極1424、1426、1428可各自藉由一電漿源(像是先前描述之第二電漿源)分別供電，並可額外地包括分離出口連接，像是(例如)出口部分1434、1436。該等電極可經運用以製成一處理室內的一感應耦合式電漿。在其中一單一電極圍繞一處理室纏繞的設計中，所產生電漿不一定橫跨該電漿區域具有一致的剖面，此可部分歸咎於橫跨該線圈的能量分配。然而在所揭示實施例中與處理室一起運用的感應耦合式 電漿可包括至少二個分離線圈，該等分離線圈圍繞該處理室排列。所揭示實施例也可包括至少4、6、8、10、20、等等或更多分離線圈圍繞該處理室排列。

在所揭示實施例中該等線圈之部分可至少部分地跨於絕緣器區段1450之垂直截面彼此重疊，且在實施例中該等線圈可特定地排列使得接觸絕緣區段1450的該等部分並不與接觸絕緣區段1450之截面平面的任何其他電極之一部分重疊。如圖所示，各線圈可包括一類似形狀，並可圍繞該處理室與其他電極錯位。例如，雙電極設計可將各電極設置為圍繞該處理室彼此相隔約180°。將理解，在包含非圓形之幾何形狀的腔室配置方式中，可圍繞該腔室幾何形狀建構一假想圓以決定相對角度及位置。此外，四個電極設計可將各電極圍繞該處理室每隔大約90°置放。從這些例子可輕易理解各種其他電極配置方式及置放角度，且在該些電極之中可包括近似或不近似之置放角度。

第15圖顯示按照所揭示技術之例示性電漿產生裝置1500的一部分之概略截面圖。如圖所示，電漿產生裝置1500可耦合於一處理室(像是具有一選擇性頂板1507)。例如，先前描述之腔室中任意者可經連同電漿產生裝置1500運用。電漿產生裝置1500可包括一外殼1510，該外殼包含全部的產生組件，還有一噴嘴1520。在所揭示實施例中，噴嘴1520可經定位在該電漿產生裝置外殼內，並由一絕緣材料組成(例如像是陶瓷)。噴嘴可包括一注入口1530，一或更多前驅物可通過該注入口傳遞。一電極1550可經定位在電漿產生裝置 外殼1510內且與噴嘴1520外部地耦合，像是圍繞噴嘴1520的一部分。在所揭示實施例中，電漿電極可包括至少二個或更多個分離線圈，該等分離線圈如前述地圍繞該噴嘴排列。

電漿源1540可耦合於電極1550及經運用以在噴嘴1520內產生一電漿。電漿源1540可操作於前述之該等頻率中任一者，且可(例如)操作至少於大約13.56MHz或更高，像是(例如)40或60MHz。噴嘴1520可包括多個部分，包括一上部1522及一下部1524。電極1550可圍繞該等噴嘴部分之一或更多者耦合，且在實施例中可圍繞上部1522耦合。此一配置方式可經運用以避免與一處理室使用多個電漿源。電源1540可經操作於各種頻率以產生用於低電力操作(像是前述之蝕刻操作)以及高供電操作(像是前述之研磨操作)的必要電力。然而位於低頻率難以產生感應耦合式電漿，因此在實施例中電源1540可經操作於高頻率(像是至少大約13.56MHz)但在操作中跳動以供提供較低密度或電力的電漿。在這種方式中，電漿產生裝置1500可經成功地運用於電漿操作，在其中不一定需要前驅物的完全離子化。

第16圖顯示一種按照本發明之技術可減少薄膜汙染或增加裝置產出量的蝕刻方法1600。方法1600可在先前描述之該等系統任意者中進行，且可包括選擇性操作，包括傳遞一前驅物至該系統以供離子化。方法1600可在操作1610中包括以第一電漿源打擊一第一電漿，該第一電漿源包含一感應耦合式電漿源，其可包括先前描述的一操作頻率，且在一實施例中可為至少13.56或60MHz。該方法在操作1620 可包括產生無反應性離子的一流束，像是來自正被傳遞之前驅物的離子化，該些前驅物可包括一或更多前驅物包括氬、氦、氧、氮、及額外惰性或反應性前驅物。

無反應性離子的流束之特徵可在於根據被運用以產生電漿之該高頻率電源所得之減輕該等系統組件的轟擊。在操作1630中無反應性離子的流束可被傳遞至一處理室中容納的一基板，並接著可於操作1640蝕刻該基板或該基板上的材料，像是利用離子研磨。該等方法可於操作1650包括以一第二電漿源打擊一第二電漿，該第二電漿源分離於該第一電漿源，以產生一第一前驅物的電漿流出物。在所揭示實施例中該第二電漿源可相同於該第一電漿源，並可經操作於不同頻率或是在一脈衝式操作中。於操作1660，一第二前驅物可被傳遞至該處理室且旁通該第二電漿。於操作1670該第二前驅物可經與該第一前驅物之該等電漿流出物接觸以製成一蝕刻配方。

一蝕刻操作(像是先前描述之選擇性的蝕刻操作)可於操作1680以該蝕刻配方在一基板上的材料上進行，該基板經容納在該處理室內。藉由減少系統及腔室組件轟擊，在實施例中腔室組件或塗裝(像是電極塗裝)的濺射可被減少或避免。該等經濺射粒子可被攜帶通過該系統並被沉積在正被加工的該基板上，此可導致所製造裝置的短路或故障。據此，藉由運用該等所述方法可提供增加的裝置品質以及增長的腔室組件壽命。此外，在產生該第一電漿或第二電漿中所運用之該等電極中的一或更多者可經維持在該處理室外部， 如此可減少因電漿曝露導致的電極劣化。

在以上描述中，為了解釋之目的已闡述許多細節以提供對於本發明之技術的各種實施例的了解。對本發明所屬技術領域之技術人士而言為顯而易見，然而某些實施例可在沒有該些細節之部分(或是具有額外之細節)的情況下實施。

在已揭示數個實施例之下，本發明所屬技術領域之技術人士可理解各種修改、替代建構、或均等者可經使用而無悖離該等實施例的精神。此外，為了避免不必要地模糊本發明之技術，數種熟知製程及元件未經說明。據此，以上說明不應被認定限制本發明之技術的範疇。

在提供一數值範圍時，應理解在該範圍之上下限之間的各個中間值，小至下限之最小單元分數也經特定地揭露，除非前後文清楚地有相反指示。在任何指明數值之間的任何更小範圍、或在一指明範圍中的未指明中間值以及在該所指明範圍中任何其他指明數值或中間值，均被涵蓋。該等較小範圍的上下限可獨立地被包括或被排除在範圍中，且各個範圍(無論上下限之一者或無或兩者同時被包括在該等較小範圍中)也被涵蓋在本技術內，除非在該指明範圍中也任何被特定地排除的限制。當所指明範圍包括該等限制之一者或兩者，另一方面排除該等所包括限制之一者或兩者的範圍也被包括。

如在本說明書及隨附之申請專利範圍中所使用者，單數型態「一個」、「一」、「一種」及「該」包括複數指稱，除非前後文清楚地有相反指示。因此，例如，指稱「一 孔徑」包括複數個此種孔徑，而指稱「該平板」包括對一或更多平板及本發明所屬技術領域之技術人士已知的均等物的指稱，等等。

同時，「包含」、「含有」、「含」、及「包括」等詞，當被使用於本說明書及以下申請專利範圍中時，意圖指定所述特徵、整數、組件、或操作之存在，但該等用詞不排除一或更多其他特徵、整數、組件、操作、動作、或群組的存在或增加。

100‧‧‧處理系統

104‧‧‧工廠介面

105A、105B、105C‧‧‧莢負載器

106A、106B‧‧‧負載鎖定室

108A、108B‧‧‧機械手

110‧‧‧傳遞室

113‧‧‧運送機構

113A‧‧‧承載片

113B‧‧‧可延伸臂

114A、114B、114C、114D‧‧‧處理室

116‧‧‧服務室

117‧‧‧整合量測室

W‧‧‧基板

Claims (15)

1. 一種半導體處理系統，包含：一高頻率電源，該高頻率電源包括一插座插頭；一處理室，該處理室具有一頂板；及一插入組合件，該插入組合件與該頂板耦合，且該插入組合件包含：一電極，該電極於一第一端界定一孔徑並經配置以接收該插座插頭，其中該孔徑於該第一端之特徵在於一第一直徑，及其中該孔徑相對於該第一端的一第二端之特徵在於一第二直徑，該第二直徑小於該第一直徑，及一插入絕緣器，該插入絕緣器與該頂板耦合並經配置以將該頂板與該電極電氣絕緣。
2. 如請求項1所述之半導體處理系統，其中該插入絕緣器界定一絕緣器開口，其中該半導體處理系統進一步包含一噴嘴，該噴嘴經定位於至少部分地在該絕緣器開口內，及其中該噴嘴界定一通道，該通道延伸通過該噴嘴。
3. 如請求項1所述之半導體處理系統，其中該半導體處理系統進一步包含一點火桿，該點火桿具有一第一表面，其中該點火桿經定位在該電極及該噴嘴之間，且其中該點火桿之至少一部分延伸進入由該噴嘴所界定的該通道。
4. 如請求項3所述之半導體處理系統，其中該點火桿界定延伸進入該第一表面的一點火開口，其中該點火桿界定在該點火開口內的一突出部分，以及其中該電極係至少部分地位在該點火開口內並經座設在該突出部分上。
5. 如請求項3所述之半導體處理系統，其中該半導體處理系統進一步包含一射頻(RF)絕緣器，該RF絕緣器與該點火桿的該第一表面耦合。
6. 如請求項5所述之半導體處理系統，其中該電極的至少一部分延伸到該RF絕緣器上方。
7. 如請求項1所述之半導體處理系統，其中該半導體處理系統進一步包含一噴灑頭。
8. 如請求項7所述之半導體處理系統，其中該噴灑頭之至少一部分是矽。
9. 如請求項7所述之半導體處理系統，其中該噴灑頭之至少一部分塗有一處理材料。
10. 如請求項9所述之半導體處理系統，其中該處理材料選自包含矽及陶瓷之群組。
11. 如請求項1所述之半導體處理系統，其中該高頻率電源經配置以至少約13.56MHz的頻率操作。
12. 如請求項11所述之半導體處理系統，其中該高頻率電源經配置以至少約60MHz的頻率操作。
13. 一種半導體處理系統，包含：一處理室，該處理室具有一頂板；一高頻率電源；一電極，該電極經定位於該處理室及該高頻率電源之間；一點火桿，該點火桿至少部分地收納該電極；一射頻(RF)絕緣器，該RF絕緣器經定位在該點火桿及該高頻率電源之間；一噴嘴，該噴嘴界定一孔徑，該點火桿之至少一部分延伸通過該孔徑；一插入絕緣器，該插入絕緣器收納該噴嘴，且該插入絕緣器與該頂板耦合以將該頂板與該電極電氣絕緣；及一RF屏蔽，該RF屏蔽圍繞該點火桿之至少一部分、該噴嘴、及該插入絕緣器。
14. 如請求項13所述之半導體處理系統，進一步包含一配氣導流片及一噴灑頭。
15. 一種蝕刻方法，該方法包含下列步驟： 以一高頻率電源打擊一電漿；產生無反應性離子的一流束；傳遞該等離子至一基板；及蝕刻該基板上的材料。