TW559988B - Method and apparatus for micro-jet enabled, low-energy ion generation and transport in plasma processing - Google Patents
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Description
559988 玖、發明說明 【相關申請案交互參照】 本申請案係美國專利第09/828,055號的部份連續案, 該案在西元2 0 0 1年四月六日提出申請。 【發明所屬之技術領域】 本發明一般而言係關於半導體晶圓的電漿處理,特別 是關於在電漿去光阻系統中使用的低能量離子產生及運輸 機件。 【先前技術】 籲 在積體電路的製造中,係使用微影成像的技術在基板 上形成積體電路圖案。典型地,在半導體基板上塗佈有光 阻材料,使用紫外線經過遮罩對該光阻材料的一部份進行 曝光,以便在該光阻上形成電路圖案,沒有被紫外線曝光 的光阻部份則使用一種處理溶液予以去除,在基板上只留 下被曝光的部份。在某些情況下,在光學穩定( photostabilization )製程中使用紫外光對這些留下來的曝光 部份進行供烤(bake),使這部份的光阻能夠承受後續的 ® 製程處理。 在經過前述的處理而形成積體電路元件之後,通常必 須要將晶圓上殘留的光阻移除,並且,必須移除在經過例 如蝕刻等等的製程之後殘留在基板表面的殘餘物。典型地 ,光阻在其他氣體原子或者氧原子存在時被灰化或者燒毀 • . —^ — 一 ,而該灰化或燒毀的光阻則隨著前述的殘餘物從基板的表 面剝除或淸洗掉。 8 559988 去除光阻及殘餘物的一種方式係在基板表面導入射頻 激勵(energize)或微波激勵的電漿。就微波激勵的電漿而 言,這種電漿是以一種氣體混合物所形成,該氣體混合物 係經由電漿導管傳送,該電漿導管經過一個共振的微波洞 穴。微波洞穴中的微波能量導入電漿導管而激化裡面的氣 體混合物而形成了電漿。該被激化之電漿包含有易反應的 種類,從導管通過進入一製程腔,該製程腔係用於塗佈光 阻的半導體基板進行去光阻處理的地方。這種去光阻機( asher) —般稱爲順流式去光阻機,其中塗佈光阻的基板被參 物理性地從電漿產生器中移出,這種電漿產生器被稱之爲 逆流式電漿源。 在某些半導體應用中,對塗佈光阻的晶圓施予較高劑 量的離子植入,例如_1 Xl〇i5cm·2,光阻的頂層變成高碳 化的硬面,使得溶劑不能滲透到底下的光阻,因此,這層 硬面必須小心地使用去光阻機予以去除(通常是在較低的 晶圓溫度下),以避免溶劑太過劇烈地離開該硬面。否則 ,這樣的情況會導致在光阻上產生爆開痕跡(popper),因爆 _ 開痕跡而在晶圓表面留下的殘餘物很難去除,而且可能成 爲晶圓上以及工具腔中污染微粒的潛在來源。然而,只藉 由原子種類化學性地去除該碳化硬面的低溫製程不僅效率 差,還會影響去光阻機的產出(每單位時間所處理晶圓的 數目)。 一種已知在低溫環境加快該碳化硬面之去光阻速率的 方法係使用離子轟擊。在去光阻機中,傳統的離子源使用 9 559988 一平台(platen),或者靜電夾盤(electrostatic chuck ), 典型地偏壓在射頻源的射頻。一旦作用,射頻源在晶圓上 產生電容性放電。然後此二次放電立刻在晶圓上產生離子-電子對,然後離子被晶圓表面所產生的電容性鞘加速。由 於該電容性鞘的電場電位可能高至40-50eV,甚至更高,離 子可能在這麼高的能量下撞擊晶圓,然而,如此高能量的 離子轟撃可能對於晶圓上形成的元件造成廣泛的損害,並 且,由於大量的離子轟擊而對晶圓造成的加熱可能會導致 晶圓至晶圓操作之間晶圓溫度的不一致。 _ 【發明內容】 藉由一種用於在半導體晶圓的電漿處理中產生及傳輸 低能量離子的方法可以克服先前技術的缺點及不足。在本 發明的一個例示實施例中,該方法包括從一種氣體中產生 電漿以產生電漿排出氣體。接下來將此電漿排出氣體導入 一放置晶圓的製程腔中。當電漿導入該製程腔時,藉由致 能一補充離子源以增加電漿排出氣體的離子含量,因而在 其中產生了一次電漿放電。然後,該一次電漿放電被導入 鲁 =擋板組件,當電漿離開該擋板組件時產生了二次電漿放 電。施加在二次電漿放電之離子的鞘電位強度被降低,其 中該鞘電位係由於一次電漿放電所致。降低後的電場強度 以較低的電位加速離子,因此在晶圓上離子轟擊的能量並 不足以對晶圓上形成的元件造成損害。 在一較佳實施例中,藉由二次電漿放電中的鞘電位降 低離子的加速,可以藉由設置補充離子源使擋板組件位於 10 559988 一次電漿放電與晶圓之間。此外,該擋板組件的配置能夠 使二次電漿放電的形狀大致上爲微射流構造。此擋板組件 包括一上擋板與一下擋板,該下擋板更具有複數個凹孔通 過其中,以提供在晶圓表面均勻的離子撞擊,因而避免充 電效應損害晶圓。 【實施方式】 此處揭示說明一個低能量離子產生與傳輸機件’這個 機件能夠均勻地提高加強一離子植入的光阻其碳化頂層的 化學分解與後續的揮發,而不需要將晶圓曝露於由於高鞘鲁 電壓所引起的高能量離子轟擊以及可能有害的效應。這樣 的一個軟性離子輔助技術利用在去光阻、工具中的補充離子 源所產生的離子以及現有的化學反應物之間的共同作用, 因而其反應能夠比這些元件之一或者其簡單組合產生的反 應還快。 一般相信離子在反應時提供物理動量,並且在反應時 釋放化學的內部能量,因而有效地降低表面反應的活化能 量。藉由遮蔽晶圓使其不受到習知電容性放電之高鞘電位 · 特性的影響,當離子通過晶圓形成的鞘電位時,離子承受 較弱的電場。因此,離子撞擊晶圓的能量不足以造成晶圓 元件重大的損害,但是仍然能夠進行離子輔助化學製程, 將所植入之光阻上形成之碳化硬殼移除。這個系統也特別 適用於一些不需要晶圓夾盤的系統。 雖然在這裡以離子植入抗蝕劑爲例作爲軟性離子轟擊 的應用,但是仍可以預見許多其他這種離子轟擊的應用。 11 559988 ia包括(但是不限於)移除後触刻的殘餘物、移除非等向 性抗鈾劑、低介電常數材料光阻的選擇性移除、非等向性 蝕刻等等。 首先SR參考第1圖,其中顯示根據本發明一實施例之 去光阻機1 0的組成。去光阻機1 0包括:一氣體盒丄2 ,一微波能量產生器組件1 4 —製程腔1 6,用於對半 導體基板或者工件(例如晶圓i 8 )進行加熱;以及一輻 射加熱組件2 0 (用以加熱晶圓1 8 ),位於製程腔1 6 的底部。一溫度探針2 4,例如熱電偶(therm〇c〇uple), · 被用來監測晶圓1 8的溫度。一真空幫浦2 6被用來將製 程腔1 6抽真空以適用於某些需要真空狀態的製程。一單 色器(monochromator) 2 8用以監測製程腔內氣體的光放 射特性,以幫助確定製程終點。 在操作方面,從氣體盒1 2經入口導管3 4將適當的 混合氣體導入電漿導管3 2。電漿導管3 2的材料係例如 石英或者藍寶石(sapphire)。形成該氣體混合物的氣體係 儲存在隔開的供給源(圖中未示出),並且藉由閥3 6與鲁 管道系統3 8在氣體盒1 2中混合。氣體混合物的一個例 子係以氮爲基礎的氣體(即主要爲氮,加上百分之幾的氫 ),加上氧或無氧。亦可以加入含氟氣體(例如四氯化碳 )至該氣體混合物以改善某些製程的去光阻速率。在這樣 的一個例子裡,電漿導管3 2的材料較佳者爲藍寶石。藍 寶石能夠抵抗電漿導管3 2內表面由於電漿中活性氟原子 或離子所導致的侵蝕。關於以氟輔助剝除之藍寶石的使用 12 559988 ’可以參考Huffman等人在美國專利第6,082,374號中有更 詳細的說明,其內容包含在此說明書中作爲參考。 前述之氣體混合物被微波能量產生器組件1 4所激勵 ’形成一活性電漿,在以輻射加熱組件2 0對晶圓1 8加 熱時,該活性電漿將去光阻製程腔1 6中晶圓1 8上的光 阻。一磁電管4 0產生微波能量(在大約2.45GHz),其係 耦接至一波導4 2。然後該微波能量從波導經微波保護殼 (enclosure ) 44的孔隙(圖中未示出)提供出去,其中 該微波保護殼係環繞電漿導管3 2。另一種產生微波能量籲 的方式,係以射頻電源(圖中未示出)激化適當的氣體混 合物來取代磁電管4 0,如同在習知技術中所周知的。 在第1圖所示的實施例中,電漿導管3 2係以氧化鋁 (ai2o3)或者單晶藍寶石製成,以適應氟電漿的化學性質 。一外部石英泠卻導管4 6環繞藍寶右電漿導管3 2,二 者之間些微的分開。加壓的空氣被送入導管3 2與4 6之 間的間隙,以有效地在操作過程中泠卻電漿導管3 2。微 波保護殼4 4分成許多部份,如虛線4 5所示。保護殼4 · 4的分割使得微波能量均勻的分佈在導管3 2的長度,並 且在提供適當的輸入能量時,藉由避免導管3 2軸向長度 產生不能接受的熱變化,來保護導管3 2避免過熱。與石 英不同的是’在加熱不穩定時,藍寶石易於破裂。因此, 保護殻4 4的每個部份係個別地供給經由石英導管4 6與 經由藍寶石電漿導管3 2傳送的微波能量。關於保護殻更 詳細的說明可以參考Kamarehi等人的美國專利第5,961,851 13 559988 號,其內容包含在此說明書中作爲參考。或者,也可以使 用一種特別設計在TMm模式下諧振之具有單諧振腔的微波 塗抹器。關於這種施加器可以參考Srivastava等人的美國專 利第6,057,645號,其內容包含在此說明書中作爲參考。 不論電漿導管3 2使用的材料是石英或是藍寶石,或 者微波施加器的種類爲何,在電漿導管3 2內的氣體混合 物會被激化產生電漿,微波收集器4 8及5 0係設置在微 波保護殻4 4的未端,用以避免微波漏損。 如同先前所述,傳統的順流式去光阻機意在從基板向鲁 上地產生一電漿,因而撞擊基板的活性原子種類繁多,但 是離子濃度低。因此,一補充離子源7 4在基板旁產生另 外的電漿,其具有大致相同的離子化組成撞擊晶圓的表面 。補充離子源7 4不需微波能量產生組件1 4產生的電槳 也可以獨立的操作,以符合在單一製程中,各步驟中不同 的電漿特性需求,例如低離子含量或者高離子含量。應了 解,補充離子源7 4可以與任何種類的逆流式電漿去光阻 機整合在一起。 _ 在第1圖所示的實施例中,補充離子源7 4包括一線 圏天線組件7 6位於介電窗5 2與電漿導管3 2之間。其 中平面型天線亦可以適用。在去光阻機1 0的介電窗5 2 係以石英或者類似的介電材料(例如ai2o3),使得線圈天 線組件7 6所發射的信號能夠通過介電窗5 2進入製程腔 1 6。如第2圖所示,線圈天線組件7 6具有一金屬(例 如銅)線圈天線7 8嵌入在一基座8 0內,基座8 0較佳 14 559988 者係以含氟聚合物樹脂製成,例如聚四氟乙烯,通常稱爲 Teflon7,Teflon7 是 E.I. du Pont Nemours and Company 所註 冊的商標。 線圈天線7 8較佳者係位在製程腔1 6的外部,因此 沒有接觸到電漿,沒有微粒或者濺鎪金屬污染的問題。線 圏天線7 8的形狀通常是平的,其大小足以覆蓋整個或幾 乎整個晶圓1 8。 射頻信號產生器8 2所輸出的射頻信號激勵了天線7 8。在一較佳實施例中,射頻信號的工作頻率在13.56MHz ® 。然而,其工作頻率亦可以是在ISM頻帶裡允許的的任何 無線電頻率。在射頻信號產生器8 2與天線7 8之間是一 個匹配網路8 4,用以減少從天線7 8反射回射頻信號產 生器8 2的功率。射頻信號產生器8 2與匹配網路8 4之 間的連接,以及匹配網路8 4與天線7 8之間的連接,係 藉由同軸纜線或者波導。或者,其他能夠激勵線圈的機構 ,例如獨立式調頻射頻產生器與放大器也可以適用。 第3圖說明補充離子源7 4的另一種實施例,其設有 _ 一平板天線組件9 0。平板天線組件9 0具有一金屬(例 如銅或者鋁)平板天線9 2,形狀通常爲圓形,平板天線 9 2設有一中央孔洞9 3用以對準電漿導管3 2,平板天 線9 2也通常是平面的的形狀,其大小足以覆蓋整個或大 致整個晶圓1 8。天線組件9 0所補充的電漿放電在本質 上主要爲電容性放電,其中天線組件7 6補充的電漿放電 爲部份電感性的。 15 559988 應了解,雖然第1圖顯示補充激發器之射頻源的使用 ,但其他激勵(例如微波)源也可以考慮用在補充離子激 發器7 4。 請再參見第1圖,在通過補充離子源之後,被激發的 電漿經由介電窗5 2的開口 5 1進入製程腔1 6。一個有 孔的、雙層的擋板組件5 4包括上擋板5 4 a以及下擋板 5 4 b,將活性電漿均勻地分佈在晶圓1 8的表面。幅射 加熱組件2 0包括複數個鎢鹵素燈5 8位於反射器6 4中 ,反射器6 4將鹵素燈產生的熱反射並改向至晶圓1 8的 ® 背面,其中晶圓1 8係放置在石英針6 8上的製程腔1 6 內。熱電偶2 4緊密地與晶圓1 8接觸,其提供一回饋的 路徑至鹵素燈5 8,因而能夠維持晶圓的反應溫度控制。 在介電窗5 2的外部設有一個或多個溫度感測器7 2,例 如熱電偶,用以感知製程腔的溫度。 在一般電漿去光阻機101所習用的補充激發器中, 半導體晶圓1 〇 2係牢固在一夾盤1 〇 4上,如第4圖所 示。當需要離子轟擊時,夾盤1 0 4會偏壓在一特定的射 鲁 頻電位(用以提供產生補充離子),並且在晶圓102上 直接產生電容性電漿。然後晶圓1 0 2與夾盤1 〇 4被包 在一能量電容性鞘中,此能量電容性鞘1 〇 6提昇電漿至 相對於晶圓的高電位,因而離子(大多失去一個或多個電 子而帶正電)被吸引到晶圓1 0 2的表面。藉由鞘1 〇 6 電位的構造,離子在高能量被加速而轟擊晶圓1 〇 2。 相對的,本發明實施例能夠使晶圓不受到高能量鞘形 16 559988 成的影響,另外,在晶圓附近形成一密集的電漿。現在請 參考第5圖,其中顯示製程腔1 6的剖面圖,用以說明在 電漿製程中產生的電容性鞘。晶圓1 8係放置在石英針6 8 (以及電熱偶24)上,它並不是於射頻電位受偏壓。 一旦微波激勵的電漿(或者輸入氣體,如果微波電漿沒有 作用的情況下)經開口 5 1進入製程腔1 6,射頻天線7 4激起一能量電容性(或電容性與電感性的組合)放電, 產生鞘1 0 6。然而,不同於習用的製程腔,鞘1 0 6 ( 因一次射頻放電所產生)係位於擋板組件5 4與晶圓1 8 · 的對面,因此,晶圓並不會受到能量鞘1 0 6所加速的高 能量離子所影響,而是離子會擴散到晶圓1 8並以與環繞 晶圓1 8之漂浮電位鞘1 0 8對應之最大能量撞擊晶圓1 8。應注意,在第5圖中,其中前述的鞘以及電漿均非形 成在擋板組件5 4的擋板之間(以及其中的孔洞)。 現在請參考第6圖至第1 0圖,其更淸楚的顯示根據 本發明另一部份的擋板組件5 4。擋板組件5 4包括上擋 板5 4 a,其中上擋板5 4 a係以介亀材料製作,例如石 · 英或者陶器。可以在上擋板5 4 a塗佈藍寶石,以使它能 夠抵抗氟相關的蝕刻。如同第6圖所示的俯視圖,上擋板 5 4 a的中央設有一撞擊盤1 1 〇,撞擊盤1 1 〇使一次 電漿放電撞擊在其上,並且均勻地流經上擋板5 4 a的開 口 1 1 2,進入內部空間1 1 3,如第7圖所示。擋板組 件5 4更包括一下擋板5 4 b,下擋板5 4 b較佳者係以 例如電鍍鋁的材料製作,並且接地以作爲對於天線7 8或 17 559988 9 2的相對電容性電極。下擋板5 4也具有複數個孔洞1 1 4於其中,二次電漿放電即是透過孔洞1 1 4離開。較 佳者,在下擋板5 4 b的孔洞1 1 4數量等於上擋板5 4 a之開口 1 1 2的數量,並且各別地對準。 特別如第8圖所示,一系列通道或溝槽1 1 6呈V型 通過下擋板5 4 b以及並進入孔洞1 1 4之間,藉由在通 道1 1 6中的水循環,或者流動其他的泠卻劑,能夠爲擋 板組件5 4提供泠卻的作用。請注意,通道1 1 6與孔洞 1 1 4的配置能夠避免通道1 1 6剌穿導致漏損。 籲 現在請參考第9圖,該圖係爲下擋板孔洞1 1 4之詳 細剖面圖。每一孔洞1 1 4的內表面1 1 8具有第一直徑 山,外表面1 2 0具有第二直徑d2。如圖所示,孔洞1 1 4的空間側係呈截頭圓錐形狀,其凹面呈90度角向內逐漸 變細,直到其內直徑等於d2,這之間經過的距離大約是下 擋板5 4 b厚度的一半,因而孔洞1 1 4的特徵可以是具 有一截頭圓錐形部份1 1 7以及一筒狀部份1 1 9。筒狀 部份1 1 9的高度係如第9圖以d3表示。 鲁 最後,在第1 0圖說明通過下擋板5 4 b之凹孔洞1 1 4的微射流,低能量離子產生區域。由於在擋板上方的 一次電漿放電,在孔洞1 1 4中產生一局部鞘1 2 2,因 而導致一電場,一次電漿放電的電子與離子進入孔洞1 1 4,並且產生一電流路徑(如虛線箭頭1 2 3所示)穿過各孔 洞1 1 4到下擋板5 4 b的外表面1 2 0。當電流線(箭 頭1 2 3 )趨於接近孔洞1 1 4時,電流密度增加而在孔 18 559988 洞中產生更密集的電漿,因此形成具有狹窄電漿鞘的電漿 射流。該微射流增加的電漿密度也增加了中性溫度,減少 孔洞中中性的密度。這此效應的組合可以增加電子溫度, 並且改變微射流中放電的化學性質。此外,離子也被該電 漿鞘加速並撞擊孔洞1 1 4之內表面1 2 4,因此轟出二 次電子。該具有高電漿密度的狹窄電漿鞘容許電子以較少 的碰撞次數加速通過鞘1 2 2,因而在微射流中產生非常 激能化的電子。該二次電子獲得足夠的能量,以便與中性 氣體分子碰撞。因而使該氣體分子離子化,並且產生一微 _ 射流狀的放電1 2 6通過該孔洞。 接地之擋板5 4 b之微射流構形具有獨特的特性-在 較大區域電極附近增加電漿密度。在傳統的電容性耦合放 電,由於在較小電極的較局電場以及較大射頻電流密度, 在較小電極的電漿密度是最高的,此較小電極就在晶圓所 在的位置。使用有孔的下擋板5 4 b作爲有孔的電極幫助 產生微射流,能夠增加在較大區域的電漿密度以及功率損 耗。這個較大密度減少電漿鞘的厚度,因而增加跨過電漿 鲁 鞘的電容,並增加了在下擋板5 4 b與天線7 8或9 2之 間的有效面積比。增加的區域比率減少了擋板的離子轟擊 能量,因而降低擋板的濺鍍以及具有濺鑛產品之晶圓的相 應污染。同時,靠近晶圓之下擋板5 4 b區域所增加的電 漿密度以及較高的電子溫度,能夠增加晶圓的離子轟擊通 量,並且引出獨特的電漿特性。因此,在晶圓上的表面反 應是可能的。這個離子轟擊係呈均勻的方式,因而在晶圓 19 559988 上產生的充電效應是緩和的。 微射流放電1 2 6是撞擊晶圓之離子的主要來源。由 於晶圓係偏壓在其漂浮電位(並且不是如同習用去光阻機 係偏壓在二次放電的射頻電容性電極鞘電位),離子撞擊 晶圓的能量不足以導致損害。此外’已經由經驗知道孔洞 1 1 4之低的高寬比(直徑d2除以高度d3)能夠增加微射 流放電。然而,如果孔洞1 1 4的高度(即下擋板5 4 b 的厚度)太小,則下擋板的水泠卻能力便不予考慮。另一 方面,如果孔洞的直徑過大以降低其高寬比,便會減少擋 板均勻分散電漿放電的有效性。因此,根據本發明實施例 之孔洞1 1 4具有較低的高寬比,能夠有效地產生及傳送 含有很多離子的電漿經該孔洞送至晶圓,同時仍然能夠具 有有效的擋板泠卻作用。 用於在孔洞中產生可靠的微射流之孔洞1 1 4的高寬 比及尺寸,是一些製程條件的函數,包括的參數例如電漿 源、壓力、氣體成分等等。在這個製程中,在孔洞1 1 4 中微射流的照明需要達到均勻的處理。上述之製程實現微 射流之均勻及可靠的照明,以產生如此均勻的處理。這不 同於其他的應用,例如蝕刻通道,其中一具有較小的孔洞 之穿孔的薄板形成微射流並不可靠,這塊薄板被用來在通 道中產生一無場的區域,在這個區域中,對晶圓施予極微 小的離子轟擊。同樣地,本發明實施例不同於其他先前技 術使用具有較大孔洞的穿孔薄板來製造簡單的電容性電極 ,其中電漿通過該該薄板中之孔洞但沒有微射流之構形。 559988 雖然本發明係以一較佳實施例作爲說明,但熟習該項 技術者應會了解,於不背離本發明的範圍前提下,可以進 行不同的修改,以及元件可以均等物予以置換。此外,於 不背離本發明的範圍前提下,可以進行許多的修改以使特 定的情況或材料適用於本發明的教示。因此,此處揭示的 特定實施例僅係實現本發明的最佳模式,並不在限制本發 明’本發明將包括申請專利範圍所涵蓋的所有實施例。 【圖式簡單說明】 (一)圖式部分 _ 現在請參考例示的圖式,其中在幾個圖式中,相似的 元件以相同的符號表示: 第1圖係一電漿源以及一補充離子激能器的示意剖面 圖,其可以配合去光阻機的製程腔一起使用; 第2圖係第1圖所示之補充離子激能器從線2-2切開 之剖面圖; 第3圖係第2圖所示之補充離子激能器之另一實施例 的剖面圖; · 第4圖說明具有一補充離子源之習知電漿去光阻系統 ,以及當一射頻偏壓的靜電夾盤被致能而產生該離子時, 直接在半導體晶圓上產生的高能量電容性鞘; 第5圖係第1圖所示之製程腔的示意剖面圖,用以說 明根據本發明之該高能量電容性鞘與該半導體晶圓之間的 隔離; 第6圖係根據本發明一實施例之擋板組件的俯視圖; 21 559988 第7圖係第6圖所示之擋板組件沿著線7-7切開的側 視剖面圖; 第8圖係該擋板組件之下擋板沿著線8-8切開的俯視 剖面圖; 第9圖的剖面圖詳細地顯示出下擋板的凹孔,·以及 胃1 〇圖說明通過該下擋板的凹孔之微射流、低能量 離子構造。 (一)兀件代表符號 10 去光阻機 12 氣體盒 14 微波能量產生器組件 16 製程腔 18 晶圓 2 0 輻射加熱組件 2 4 溫度探針 2 6 真空幫浦 2 8 單色器 3 4 入口導管 3 2 電漿導管 3 6 閥 3 8 管道系統 4 0 磁電管 4 2 波導 4 4 微波保護殼
22 559988 4 6 外部石英泠卻導管 4 8 微波收集器 5 0 微波收集器 5 1 開口 5 2 介電窗 5 4 擋板組件 5 4a 上擋板 5 4b 下擋板 5 8 鎢鹵素燈 6 4 反射器 6 8 石英針 7 2 溫度感測器 7 4 補充離子源 7 6 線圏天線組件 8 0 基座 7 8 金屬線圈天線 8 2 射頻信號產生器 8 4 匹配網路 9 0 平板天線組件 9 2 平板天線 9 3 孔洞
101 電漿去光阻機 10 5 半導體晶圓 10 4 夾盤 23 559988 10 6 鞘· 110 撞擊盤 1 1 2 開口 113 內部空間 114 孔洞 117 截頭圓錐形部份 118 內表面 119 筒狀部份 1 2 0 外表面 春 12 2 局部鞘 124 內表面 12 6 放電
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Claims (1)
- 559988 該複數個第二孔洞各於一端具有第一直徑,於另一端 具有第二直徑,其中該第一直徑係大於該第二直徑。 5、 如申請專利範圍第4項所述之系統,其中該複數 個第二孔洞在該下擋板中形成一向內逐漸變細的內表面, 其始於該第一直徑並且向內逐漸變細至該第二直徑。 6、 如申請專利範圍第5項所述之系統,其中該複數 個第二孔洞包括一截頭圓錐形部份以及一筒狀部份。 7、 如申請專利範圍第4項所述之系統,進一步包括 複數個通道,通過該下擋板,該複數個通道能夠容納 液體泠卻劑循環於其中。 8、 如申請專利範圍第4項所述之系統,其中該上擋 板係包含石英、藍寶石、陶器或塗佈藍寶石的石英其中之 -* 〇 9、 如申請專利範圍第4項所述之系統,其中該下擋 板係由電鍍鋁所組成。 1 〇、如申請專利範圍第4項所述之系統,進一步包 參 括: 一撞擊盤,位於該上擋板的上面,該撞擊盤允許電漿 放電撞擊於其上,並且引導其通過該複數個第一孔洞。 1 1、一種用於電漿處理系統的擋板組件,包括: 一上擋板,具有複數個第一孔洞通過其中; 一下擋板,具有複數個第二孔洞通過其中,該下擋板 與該上擋板分隔一內部空間; 26 559988 該複數個第二孔洞於一端具有第一直徑,於另一端具 有第二直徑,其中該第一直徑係大於該第二直徑。 1 2、如申請專利範圍第1 1項所述之擋板組件,其 中該複數個第二孔洞在該下擋板內形成一向內逐漸變細的 內表面,其始於該第一直徑並且向內逐漸變細至該第二直 徑。 1 3、如申請專利範圍第1 2項所述之擋板組件,其 中該複數個第二孔洞包括一截頭圓錐形部份以及一筒狀部 份。 · 1 4、如申請專利範圍第1 1項所述之系I擋板組件 ,進一步包括: 複數個通道,通過該下擋板,該複數個通道能夠容納 液體泠卻劑循環於其中。 1 5、如申請專利範圍第1 1項所述之擋板組件,其 中該上擋板係包括石英、藍寶石、陶器以及塗佈藍寶石的 石英其中之一。 1 6、如申請專利範圍第1 1項所述之擋板組件,其 攀 中該下擋板係由一導電材料所組成。 1 7、如申請專利範圍第1 6項所述之擋板組件,其 中該導體材料爲電鍍鋁,並且該下擋板接地。 1 8、如申請專利範圍第1 1項所述之擋板組件,其 中該複數個第一孔洞與該複數個第二孔洞係相互對準。 1 9、如申請專利範圍第1 1項所述之擋板組件,進 一步包括: 27 559988 一撞擊盤,位於該上擋板的上面,該撞擊盤允許電漿 放電撞擊於其上,並且引導其通過該複數個第一孔洞。 2 0、如申請專利範圍第1 4項所述之擋板組件,其 中該複數個通道大致上係呈V型通過該下擋板。 2 1、一種在半導體晶圓的電漿處理中用來產生及傳 送低能量離子的方法,該方法包括下列步驟: 由一種氣體產生電漿,以產生電漿排出氣體,用於導 入一含有該晶圓的製程腔中; 當該電漿排出氣體導入該製程腔時,藉由激發一補充 φ 離子源,提高該電漿排出氣體的離子含量,因而在該製程 腔中產生一次電漿放電; 將該一次電漿放電導入一擋板組件,因而產生二次電 漿放電離開該擋板組件;以及 減少施加於該二次電漿放電所包含之離子的電場強度 ,該電場係由於激發該補充離子源所致; 其中該減少施加於該二次電漿放電所包含之離子的電 場強度導致該離子撞擊該晶圓的能量不足以損害到該晶圓 籲 上形成的半導體元件。 2 2、如申請專利範圍第2 1項所述之方法,其中該 減少施加於該二次電漿放電所包含之離子的電場強度的步 驟進一步包括: 將該補充離子源的位置設置係使該擋板組件位於該一 次電漿放電與該晶圓之間。 2 3、如申請專利範圍第2 2項所述之方法,進一步 28 559988 包括: 將該半導體晶圓設置在該製程腔內的針上。 2 4、如申請專利範圍第2 1項所述之方法,進一步 包括: 使該擋板組件配置成能夠導致該二次電漿放電的形狀 大致上呈微射流的形式。 2 5、如申請專利範圍第2 4項所述之方法,其中: 該擋板組件包括一上擋板與一下擋板; 該下擋板進一步具有複數個凹孔穿過。 _ 2 6、如申請專利範圍第2 5項所述之方法,其中該 下擋板中之該凹孔包括一截頭圓錐形部份以及一筒狀部份 〇 2 7、如申請專利範圍第2 5項所述之方法,其中該 上擋板與下擋板將該晶圓與該一次電漿放電所產生的高能 量電容性鞘予以隔離。 2 8、如申請專利範圍第2 5項所述之方法,其中該 複數個凹孔係對準該上擋板的複數個孔洞。 _ 2 9、如申請專利範圍第2 5項所述之方法,進一步 包括= 從該補充離子源產生微射流穿過該下擋板之該複數個 凹孔,使低能量離子均勻地傳送至該半導體晶圓。 3 〇、如申請專利範圍第2 5項所述之方法,其中該 上擋板係包含石英,藍寶石’陶器以及塗佈藍寶石的石英 其中之一。 29 559988 3 1、如申請專利範圍第2 5項所述之方法,其中該 下擋板係由導電材料組成。 3 2、如申請專利範圍第3 1項所述之方法,其中該 導電材料爲電鍍鋁,並且該下擋板接地。 拾壹、圖式 如次頁30
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