TWI428713B - 高腔室溫度製程及用於光阻剝除及後金屬蝕刻鈍化之腔室設計 - Google Patents

高腔室溫度製程及用於光阻剝除及後金屬蝕刻鈍化之腔室設計 Download PDF

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Description

高腔室溫度製程及用於光阻剝除及後金屬蝕刻鈍化之腔室設計
積體電路由上面形成有圖案化微電子層之晶圓或基板形成。在製造積體電路之製程中，通常使用經圖案化之光阻層作為遮罩層用於由先前沈積的毯覆式層形成圖案化層。在基板上形成圖案化層中的一者之後，可在繼續下一製程之前在剝除器腔室或灰化器中自基板移除相應光阻層。
由於在半導體製造鑄工廠中頻繁使用光阻剝除，故剝除器或剝除器腔室經設計以具有極短的處理時間(亦即，高產出)以降低總的基板製造成本。因此，下游電漿剝除器腔室之效能通常由其剝除速率來判定，剝除速率係定義為每單位時間光阻移除之速率。剝除速率判定基板被暴露至電漿的時間長短。由於剝除器腔室中之電漿可能損害基板上的各種電路，所以較佳藉由增加剝除速率來最小化基板至離子化氣體之暴露時間。下文中，互換地使用術語離子化氣體與電漿。
圖1展示剝除器腔室之下游腔室100之示意圖。如圖所描繪，可由晶圓加熱器夾盤106來固持具有待剝除光阻層之基板104。作用氣體可由電漿源激發為電漿108、經由腔室壁102中的開口110進入腔室100中，且自此處通過一或多個擋板或擴散器112中的孔。擋板112可分散氣體以改良基板表面處之氣體流動均一性。一般而言，每一擋板可含有大量孔122。圖2展示圖1中之擋板112中的一者之俯視平面圖。剝除均一性及剝除速率可在很大程度上視擋板組態而 定。擋板中之孔122的大小及位置可經判定以增強基板表面處之氣體流動之均一性。例如，如圖2中所描繪，孔122之大小可隨著距擋板122之中心的距離增加而增加，此係因為擋板112之中心比邊緣可接收更多氣流。在用以分散氣體之另一設計中，可使用簇射頭(showerhead)。然而，簇射頭中的孔之數目及大小使得其通常產生背壓。背壓之產生可減緩簇射頭上之氣體流動並降低流體動力學效率。
腔室100之剝除速率可由若干因素而被不利地影響。例如，當氣體或電漿108流過開口110時，氣體或電漿108膨脹以填充腔室內之較大空間。此膨脹可降低氣體溫度。由於剝除速率可隨著腔室溫度及/或基板溫度增加而增加，故剝除速率可歸因於氣體膨脹而減小。此外，由於氣體通過擋板112，所以氣體將其熱能的一部分傳遞至擋板112，且藉此由於相同原因而降低剝除速率。此外，可能在腔室內形成再循環區域120。再循環區域120中之流滯留時間可能足夠長以使得氣體自由基或離子物質之一部分再結合為中性物質。再結合製程可產生可被傳遞至腔室壁102及擋板112之放熱反應能量。又，可與電漿一起通過孔122之中性物質可能無助於光阻層之移除。
多個加熱器116(如圖1中所示)可安裝於腔室壁102內以加熱腔室100。一般而言，習知剝除器腔室之加熱器用以將腔室溫度維持於一位準以僅防止壁沈積，且因而腔室溫度保持得相對較低。然而，若為了增加氣體溫度且藉此增強剝除速率而加熱剝除器腔室，則將需要大範圍加熱及安 裝於腔室壁上之複雜的冷卻機構及/或熱絕緣體118以滿足半導體行業裝備安全要求(Semiconductor Industry Equipment Safety Requirements)(或簡寫形式SEMI S2)。為了操作員之安全，SEMI S2要求外部壁溫度低於60℃。絕緣體118之材料可經選擇而為與無塵腔室相容的，亦即，其不應散發微粒。舉例而言，將不接受以普通工業玻璃纖維熱絕緣薄片或毯來簡單地包覆腔室體。彼等要求通常導致選擇較昂貴的絕熱材料及/或複雜的冷卻機制，從而增加腔室設計之總複雜度及製造成本。因此，需要一種新的剝除器腔室，其可以具成本效益之方式提供高溫氣體以增強剝除速率且滿足安全要求。
在一實施例中，用於將氣體傳送至基板之真空腔室包括：一內部腔室體，其形成一空腔以圍繞基板且具有通過其中而延伸至空腔之複數個氣體通路；及一或多個加熱器，其用以加熱內部腔室體。內部腔室體可滑動地安裝於外部腔室體上，該外部腔室體經組態以圍繞內部腔室之外表面，在外部腔室體與內部腔室之間具有間隙。排氣單元自空腔抽汲氣體，安裝於內部腔室體上之腔室頂部覆蓋內部腔室體之頂表面(在腔室頂部與該頂表面之間具有間隙)，且具有一與氣體通路流體連通之開口，且一電漿源激發氣體且耦接至開口用於與空腔流體連通。
在另一實施例中，用於傳送氣體至基板之真空腔室包括：一內部腔室體，其形成一空腔以圍繞基板且具有一開 口及用以加熱內部腔室體之一或多個加熱器；及一可滑動地安裝於內部腔室上之氣體分布組件，其具有一套入開口中之突出物，且包括通過內部腔室延伸至空腔之複數個氣體通路。內部腔室體可滑動地安裝於外部腔室體上，該外部腔室體經組態以圍繞內部腔室之外表面，在外部腔室體與內部腔室之間具有間隙。排氣單元自空腔抽汲氣體，腔室頂部安裝於氣體分布組件上且緊固至氣體分布模組，且經組態以覆蓋內部腔室體之頂表面(在腔室頂部與該頂表面之間具有間隙)且具有一與氣體通路流體連通之開口，且電漿源激發氣體且耦接至腔室頂部之開口以用於與空腔流體連通。
描述一種剝除器腔室，其用於增加安置於該腔室內的基板上之光阻的剝除速率。某些實施例可包括一氣體分布組件，該氣體分布組件具有一暴露至氣體之極小的表面積且包括形成於其中之複數個氣體通路，其中氣體隨著其通過該等通路而散開。剝除器腔室亦可包括一內部腔室體，其形成用於進一步散開氣體且藉此在基板表面上提供均勻分布之氣流之圓頂狀空腔。“圓頂狀”空腔較佳具有在遠離基板之方向上減小之寬度或直徑，亦即，空腔可為圓錐形、半球形、凹形或其他形狀。
在使用氣體之剝除或灰化製程中，氣體可具有高流動速率及高壓力，從而在下游剝除器腔室之開口處導致高的氣體速度。在某些申請案中，速度可如在全文以引用方式併 入本文中之於2005年4月1日申請的申請中之美國專利申請案第11/096,820號中所估計而高達177公尺/秒。
圖3展示根據一實施例之在300處展示且具有一氣體分散機制之例示性剝除器腔室之橫截面圖。如圖所描繪，剝除器腔室可包括：一溫控夾盤334，其用於在其上支撐一基板332；一電漿源304，其用於將作用氣體302激發為電漿306；一具有一開口之溫控腔室頂部308，該開口之入口與電漿源304的出口對準；一內部腔室體310，其定位於腔室頂部308下面、圍繞基板332及夾盤334且包括展示於區域342內之上部腔室圓頂，該上部腔室圓頂具有一經勾畫輪廓以降低流再循環及紊流之內表面；一外部腔室體314，其用於將內部腔室體310安裝於其上且圍繞內部腔室體310之側面；及一排氣單元350。
視所欲製程而定，作用氣體302可包括氧氣、氮氣、氯氣、氬氣、氙氣、Cx Fy (x1，y1)及Cx Fy Hz (x1，y1，z1)。電漿源304可為微波或射頻供電且包括沿電漿源304之內壁定位的較佳由藍寶石製成之氣體輸送管。由於離子化氣體306可通過腔室頂部308之開口，故氣體可傳遞熱能至腔室頂部308。腔室頂部308可包括自腔室頂部308移除熱能之一或多個液體冷卻通道326。可由回饋控制系統來控制流過通道326之液體(較佳為水)之流動速率及溫度。
如圖3所描繪，內部腔室體310之頂部中央部分可包括一展示於區域346內之氣體分布區段。氣體分布區段346之頂表面可與腔室頂部308中的開口之出口對準，使得由電漿 源304激發之作用氣體可直接進入內部腔室體310中。氣體分布區段346可包括複數個氣體通路347，其中氣體通路347可經成形及定向使得自氣體通路347退出之氣體被分散且均一地散開。舉例而言，氣體通路可成角度，使得通路之軸線與支撐件334上的晶圓332相交。可由上部腔室圓頂342之彎曲內表面拘束由氣體分布區段346分散之氣體，以將作用氣體集中於鄰近基板之區域中。上部腔室圓頂342之經勾畫輪廓的內表面與氣體通路347之出口配置的組合如箭頭330所指示而分散氣體，且藉此在基板表面處產生均勻分布之氣流。內部腔室體310之下部部分可包括一垂直內壁，其圍繞夾盤周邊340且向外與夾盤周邊340隔開。對於處理圓形基板而言，內部腔室310之下部部分較佳包含一均一厚度之圓柱形壁。內部腔室體310亦可在其底部處包括一彎曲內壁區段344以朝向外部腔室體314之中央定位的出口358逐漸改變流動方向。圖3描繪氣體通路347具有遍及一第一範圍之若干氣體入口及遍及一第二範圍之若干氣體出口，第二範圍在面積大於該第一範圍。第二範圍延伸而遍及一不超過在腔室100中待處理之基板332的暴露表面的面積之50%之範圍，該等氣體出口經定向使得靠近中心的氣體出口朝向該基板332之中央區域引導作用氣體，且遠離中心的氣體出口朝向基板332之一外部區域引導作用氣體。
可使用耐電漿材料製造腔室頂部308、內部腔室體310及外部腔室體314，其中耐電漿材料可由金屬或非金屬材料 形成。若使用一或多種金屬來形成該等零件，則其可由鋁、鋁合金、不鏽鋼及高鎳合金、石英、氧化鋁陶瓷、氮化鋁陶瓷及/或氧化釔陶瓷製成。視需要，可由耐電漿塗層保護使用金屬製造之零件不受腐蝕。在一實例中，由於鋁的自然表面氧化物提供優良的腐蝕阻障，故可使用鋁。當使用含氟作用氣體且在某些處理條件下時，鋁自然氧化物可能不能提供足夠保護以避免氟化鋁之形成，其在基板上導致污染。為防止氟化鋁形成於鋁零件上，可將對氟化學性質具有優異抵抗力之塗層塗覆於此等零件之表面。諸如鋁及其合金上的陽極化及電漿噴塗之氧化鋁、鍍鎳、石英、氧化釔及/或其他陶瓷材料之塗層可用於保護免受各種化學性質之影響。
內部腔室體310可在真空密封區域處與腔室頂部308接觸。圖4展示包括真空密封區域之畫有圓圈區域312(展示於圖3中)之放大圖。如圖所描繪，O形環402可安置於腔室頂部308與形成於內部腔室體310上之突出臺階或突出物404之間，且准許維持真空。腔室頂部308與腔室底部310較佳由諸如鋁合金之金屬製成。加熱器322可為桿形匣式加熱器或帶式加熱器。突出物404亦與腔室頂部308之底表面金屬對金屬接觸。內部腔室體310及頂部308可能經歷不同熱膨脹。因此，隨著內部腔室體310及頂部308加熱及冷卻，突出物404可歸因於內部腔室體310與頂部308之間的熱膨脹失配而相對於頂部308滑動。在金屬對金屬接觸區域中發生之滑動或摩擦運動可產生至腔室內部中之金屬顆 粒，且對於基板332可為有害的。較佳最小化金屬對金屬接觸區域以在水處理期間最小化自底部310至頂部308之熱傳遞。突出物404可經定尺寸以最小化金屬對金屬接觸區域，同時在滑動運動下保持與O形環402接觸。最小化之金屬對金屬接觸區域亦可降低自內部腔室體310至腔室頂部308之熱傳遞，且因此降低將內部腔室體310維持於所要溫度範圍所需要之熱功率。內部腔室體310與腔室頂部308之間的間隙318有助於降低自內部腔室體310至腔室頂部308之熱傳遞。
在較佳實施例中，內部腔室體310包括一向外延伸之環形突出物，該環形突出物在其頂部處支撐於外部腔室體314的側壁之上部部分中的環形凹座中。圖5展示圖3中之畫有圓圈區域320之放大圖，其說明亦充當真空密封區域之金屬對金屬接觸區域。如圖所描繪，O形環506可安置於內部腔室體310與外部腔室體314之間，且准許維持真空。內部腔室體310可遮蓋外部腔室體314而使其不受作用氣體影響，且由內部腔室體310與外部腔室體314之間的間隙316熱絕緣以降低至外部腔室體314之熱傳遞，且藉此使用由一或多個加熱器322之合適加熱來將內部腔室體310維持於高溫。舉例而言，連續的電阻加熱器或系列隔開的電阻加熱器可被嵌入於腔室體310中。
可藉由任何合適機制(諸如，藉由使溫控流體循環通過外部腔室體314)而使外部腔室體314維持於所要溫度，外部腔室體溫度較佳維持於低於約60℃。外部腔室體314可 包括一或多個液體冷卻通道328以使液體循環從而用於熱移除。可使用習知冷卻機制(諸如，罐裝於外部腔室體314中的經加工凹槽中之銅管)，且視需要可由回饋控制系統來控制通道328中之冷卻液(諸如，水)之溫度及流動速率。
可由一或多個溫度感應器325來監視內部腔室體310之溫度。溫度感應器325可為(例如)熱電耦或電阻式溫度計(RTD,Resistance Temperature Detector)。溫度感應器325可連接至操作加熱器322之電源324之控制器，其中電源324可充當溫度調整系統，諸如，回饋(或自動)溫度控制系統。作為一變體，電源324可准許內部腔室體310溫度之手動調整。
如圖5中所描繪，內部腔室體310可藉由收納各別銷504之一或多個槽502而定位為與外部腔室體314所要地對準。如圖所示，槽502大於銷504以適應內部腔室310之熱膨脹。內部腔室體310之溫度在操作期間可能遠遠高於外部腔室體314之溫度。例如，內部腔室體310之操作溫度可在約20℃至350℃之範圍內，而外部腔室體溫度可保持低於60℃。對一些實施例而言，內部腔室體310之較佳操作溫度係位於20℃至50℃、50℃至100℃、100℃至150℃、150℃至200℃、200℃至250℃、250℃至300℃或300℃至350℃之範圍內。
為允許內部腔室體在高溫下自由膨脹，同時保持內部腔室體相對於外部腔室居中，使用圖6a中所示之對準特徵。圖6a及圖6b分別展示內部腔室體310在腔室溫(低溫)下及在 操作期間之高溫下的俯視平面圖。在腔室溫下之安裝期間，內部腔室體310可與外部腔室體314具有相同溫度。內部腔室體310可安裝於外部腔室體314上，且藉由形成於內部腔室體310中的三個槽502及緊固至外部腔室體314之三個銷504而居中。在操作期間，內部腔室體310在其徑向維度方向可經歷比外部腔室體314大之熱膨脹，從而使銷504分別沿槽502滑動。槽502及銷504可形成浮動耦接機制，且防止歸因於內部腔室體310與外部腔室體314之間的熱膨脹失配之損害，亦即，內部腔室體310可滑動地安裝於外部腔室體314上，以允許無限制的熱膨脹同時保持內部腔室體居中。作為一變體，槽可形成於外部腔室體314中，而銷可緊固至內部腔室體310。在300處展示之剝除器腔室中可使用任何合適數目的銷及槽，或可使用其他安裝配置(若需要)。
如圖3及圖6a至圖6b中所描繪，內部腔室體310包括氣體分布區段346。氣體分布區段346可包括用於散開氣體之複數個氣體通路347。氣體通路347可具有相同或不同大小之均一或不均一橫截面，及/或通路之軸線可遠離內部腔室體310之垂直中心軸線而成角度，使得氣體隨著其通過氣體通路347而散開。不同流動及壓力條件以及氣體類型可使用具有為獲得最佳總效能而最佳化之不同通路角度及/或大小之通路之內部腔室體。作為一變體，每一通路可以一角度而傾斜以最小化或防止在微波電漿源304中產生的紫外線到達基板表面。作為另一變體，每一氣體通路可在 其出口端處張開以改良自其退出之氣體的圓周均一性。氣體通路347之直徑及數目可經選擇使得其在基板332上提供均一氣體分布但不在電漿源304中產生大量背壓。在圖6a至圖6b中，為了說明僅展示13個氣體通路。然而，氣體通路347之數目、大小及位置可經調整以在腔室310中提供離子化作用氣體的所要分布。可在全文以引用方式併入本文中之共同讓渡之美國專利申請案第11/096,820號中找到氣體通路之更詳細資訊。
返回參看圖3，可由排氣單元350經由出口埠358汲取氣體。對腔室之抽汲可能影響基板332上的光阻之剝除速率。為提供均一抽汲，出口埠358可中心定位於外部腔室體314的底部處。排氣單元350可包括一隔離閥352及一耦接至真空泵356之節流閥354。
除剝除製程外，在300處展示之剝除器腔室可用以執行後金屬蝕刻製程。在被稱為鈍化之後金屬蝕刻製程中，腔室300可作為新近蝕刻的基板之腐蝕控制器而操作。舉例而言，在以含有氯氣之作用氣體電漿蝕刻基板332上之鋁層之後，可能需要盡可能快地中和基板332上之殘餘蝕刻氣體(諸如，Cl2 )，使得其不侵蝕基板332上之金屬層。可經由具有或不具有電漿源電源之電漿源304引入水蒸汽，使得水蒸汽電漿或僅水蒸汽用於鈍化。已發現，內部腔室體溫度之增加可改良剝除速率及此鈍化之效率。例如，當內部腔室體溫度自150℃增加至300℃時，剝除速率可改良20%。此溫度增加可降低有缺陷基板之數目大於50%。雖 然不希望受理論約束，但咸信改良係基於兩個效應。第一，內部腔室體310之表面上的自由基之再結合速率在較高表面溫度下可為較低的，此係因為氣體分子較不可能黏附至熱表面。第二，大批電漿之溫度之增加可影響剝除速率及鈍化。較熱電漿可增強材料表面處之反應速率，該材料為剝除製程中之光阻或鈍化中之金屬(諸如，鋁)。
可能需要使用具有高作用氣體流動速率(每分鐘6至8公升)之高功率電漿源(例如，6kW)以達成高光阻剝除速率。由於氣體分布部分346可接近電漿源304的出口而定位，故氣體分布部分346可能會過熱且可能歸因於早於內部腔室體310之其他部分之侵蝕而受到損害。在一實施例中，氣體分布部分346與內部腔室體310之其餘部分隔開，使得氣體分布部分346可被更換以進行維護。圖7展示在圖3中展示於300處的剝除器腔室之替代實施例700的橫截面圖。如圖所描繪，展示於700處之剝除器腔室包括：一溫控夾盤740，其用於在其上支撐一基板738；一電漿源704，其將作用氣體702激發為電漿706且為(但不限於)微波或射頻供電之源；一具有一中央開口之腔室頂部708，該開口之入口與電漿源704的出口對準；一氣體噴射器或氣體分布組件712，其緊固至腔室頂部708且具有形成於其中之複數個氣體通路742；一內部腔室體710，其定位於氣體分布組件712下方且包括一具有一流線型內表面以降低流再循環及紊流之上部腔室圓頂，且包括一在支撐件740的圓周方向圍繞基板738及支撐件740之側面部分；及一外部 腔室體730，其用於將內部腔室體710可滑動地安裝於其上且圍繞內部腔室體710之側面。
腔室頂部708中的開口之出口與氣體通路742之入口流體連通。氣體通路742可遠離氣體分布組件712之中心線成角度，使得自氣體通路退出之氣體分散且均一地散開。氣體通路742之配置、大小及數目可類似於圖6a中的氣體通路347之配置、大小及數目。例如，氣體通路742之大小可隨著距氣體分布組件712之中心的距離增加而增加。然而，應瞭解，可以任何所要配置提供氣體通路742之數目、大小及位置。
如在展示於300處(圖3)之剝除器腔室中，氣體分布組件712、腔室頂部708、內部腔室體710及外部腔室體730可使用耐電漿材料來製造，其中耐電漿材料可由金屬或非金屬材料形成。若使用一或多種金屬來形成氣體分布組件712，則氣體分布組件712可由鋁、鋁合金、不鏽鋼及高鎳合金、石英、氧化鋁陶瓷、氮化鋁陶瓷及/或氧化釔陶瓷製成。又，氣體分布組件712可具有耐電漿塗層以保護其不受腐蝕，其中塗層材料可類似於在展示於圖3中的實施例中較早論述之塗層材料。氣體分布組件712之中央部分可具有大體上平坦的圓盤形狀。然而，氣體分布組件712可具有其他合適形狀。可在共同讓渡之美國專利申請案第11/096,820號中找到氣體分布組件712之更詳細描述。
氣體分布組件712可藉由使用合適的扣件716(諸如，螺桿或螺釘)而牢固地附著至腔室頂部708之底表面。電漿源 704可經由氣體分布組件712與內部腔室體710連通，使得氣體經由氣體通路742向下游輸送至內部腔室體710。氣體分布組件712之頂表面之大部分可與腔室頂部708接觸，使得自作用氣體傳遞至氣體分布組件712之熱能可被有效地傳導至腔室頂部708，且藉此可抑制氣體分布組件712過熱。O形環714可安置於腔室頂部708與氣體分布組件712之間用於真空密封。腔室頂部708可包括一或多個液體冷卻通道728，其中可由回饋控制系統來控制冷卻液(諸如，水)之流動速率及溫度。
如上所論述，氣體分布組件712與腔室頂部708具有相對較大的接觸面積。即使由扣件716將氣體分布組件712與腔室頂部708緊固至彼此，仍可在其間發生熱膨脹之稍微失配，且因而可於配合表面之間發生摩擦。如上所論述，摩擦可產生金屬顆粒。為避免O形環714之向內的表面摩擦，可在真空O形環714之向內相對表面之間引入小間隙721，其中O形環714可排除可能在O形環外產生於接觸表面之間的金屬顆粒。
應注意，氣體分布組件712之溫度可影響展示於700處的剝除器腔室之剝除速率。舉例而言，在氣體分布組件712的表面上的氣體自由基之再結合速率可隨著表面溫度而變化。在展示於100處(圖1)之下游腔室中，歸因於擋板112之大小而可能難以調節擋板112之溫度。當擋板112之溫度隨時間變化時，製程結果可自基板至基板而不同。亦可能難以保持每一擋板之溫度均一。對於圖1中所示之腔室而 言，每一擋板112之溫度在擋板之中央處可為較高的，此係因為此區域直接處於電漿源之出口下且比擋板之其他區域接收更多熱負載。不均一溫度概況可使擋板表面具有不均一的自由基再結合效率，其進一步使製程複雜化。相比之下，氣體分布組件712可具有顯著小於習知擋板112的徑向尺寸之徑向尺寸，其可增強氣體分布組件712沿其徑向方向之溫度分布的均一性且降低隨時間的溫度波動。
內部腔室體710可包括一上部腔室圓頂，其中圓頂之頂部部分具有一開口以收納氣體分布組件712之底部臺階部分或突出物。由氣體分布組件712分散之氣體可由上部腔室圓頂之內表面拘束以用於進一步膨脹。內部腔室體710在真空密封區域處可與氣體分布組件712處於金屬對金屬接觸。圖8展示含有真空密封區域之畫有圓圈區域720(展示於圖7中)之放大圖。如圖所描繪，O形環802可安置於內部腔室體710與形成於氣體分布組件712上的突出物804之間。如結合圖4所論述，金屬對金屬接觸區域可經最小化以降低金屬顆粒之形成及氣體分布組件712與內部腔室體708之間的熱傳遞。間隙723可用以降低內部腔室體710與腔室頂部708以及氣體分布組件712之間的熱傳遞。
內部腔室體710可在真空密封區域726處安裝於外部腔室體730上。真空密封區域726之結構及功能特徵可與圖3中的區域320之結構及功能特徵相同。內部腔室體710可由耦接至一或多個電源724之一或多個加熱器722而加熱。加熱器722可為桿形匣式加熱器或帶式加熱器。可由一或多個 溫度感應器725來監視內部腔室體710之溫度。溫度感應器725與控制器協作，使得電源724可回應於溫度感應器讀數而啟動且藉此提供自動溫度控制系統。作為一變體，電源724可准許內部腔室體溫度之手動調整。
如在展示於300處之剝除器腔室狀況下，由於安全原因，外部腔室體730之溫度可保持於預定位準(諸如，60℃)以下，而內部腔室體710之溫度可高達350℃。為最小化內部腔室體與外部腔室體之間的熱傳遞，間隙734可提供於其間。又，外部腔室體730可包括一或多個液體冷卻通道732以控制其溫度。內部腔室體710可包括一彎曲底部部分733，其用於使氣體流動方向朝向藉由間隙而與外部腔室體730的類似成形部分隔開之排氣埠750逐漸轉向。可藉由耦接至排氣埠750之排氣單元758來經由排氣埠750而汲取作用氣體及副產品。排氣單元758可包括一隔離閥752及一耦接至真空泵756之節流閥754。
雖然已參考本發明之特定實施例而詳細描述本發明，但熟習此項技術者將易瞭解，可在不偏離隨附申請專利範圍之範疇的情況下進行各種改變及修改，且可使用等效物。
100‧‧‧腔室
102‧‧‧腔室壁
104‧‧‧基板
106‧‧‧晶圓加熱器夾盤
108‧‧‧電漿
110‧‧‧開口
112‧‧‧擋板/擴散器
116‧‧‧加熱器
118‧‧‧熱絕緣體
120‧‧‧再循環區域
122‧‧‧孔
300‧‧‧剝除器腔室
302‧‧‧作用氣體
304‧‧‧電漿源
306‧‧‧電漿
308‧‧‧溫控腔室頂部
310‧‧‧內部腔室體/腔室底部
312‧‧‧畫有圓圈區域
314‧‧‧外部腔室體
316‧‧‧間隙
318‧‧‧間隙
320‧‧‧畫有圓圈區域
322‧‧‧加熱器
324‧‧‧電源
325‧‧‧溫度感應器
326‧‧‧液體冷卻通道
328‧‧‧液體冷卻通道
330‧‧‧箭頭
332‧‧‧基板/晶圓
334‧‧‧溫控夾盤/支撐件
340‧‧‧夾盤周邊
342‧‧‧上部腔室圓頂
344‧‧‧彎曲內壁區段
346‧‧‧氣體分布區段
347‧‧‧氣體通路
350‧‧‧排氣單元
352‧‧‧隔離閥
354‧‧‧節流閥
356‧‧‧真空泵
358‧‧‧出口埠/出口
402‧‧‧O形環
404‧‧‧突出臺階/突出物
502‧‧‧槽
504‧‧‧銷
506‧‧‧O形環
700‧‧‧剝除器腔室
702‧‧‧作用氣體
704‧‧‧電漿源
706‧‧‧電漿
708‧‧‧腔室頂部
710‧‧‧內部腔室體
712‧‧‧氣體噴射器/氣體分布組件
714‧‧‧O形環
716‧‧‧扣件
720‧‧‧畫有圓圈區域
721‧‧‧間隙
722‧‧‧加熱器
723‧‧‧間隙
724‧‧‧電源
725‧‧‧溫度感應器
726‧‧‧真空密封區域
728‧‧‧液體冷卻通道
730‧‧‧外部腔室體
732‧‧‧液體冷卻通道
733‧‧‧彎曲底部部分
734‧‧‧間隙
738‧‧‧基板
740‧‧‧溫控夾盤/支撐件
742‧‧‧氣體通路
750‧‧‧排氣埠
752‧‧‧隔離閥
754‧‧‧節流閥
756‧‧‧真空泵
758‧‧‧排氣單元
802‧‧‧O形環
804‧‧‧突出物
圖1展示光阻剝除器腔室之下游腔室之橫截面圖。
圖2說明圖1中所示之腔室的隔板。
圖3展示根據一實施例之例示性剝除器腔室的橫截面圖。
圖4至圖5展示圖3中兩個畫有圓圈的區域之放大圖。
圖6a展示圖3中之內部腔室體在低溫下之俯視平面圖。
圖6b展示圖3中之內部腔室體在高溫下之俯視平面圖。
圖7展示圖3中的剝除器腔室之替代實施例的橫截面圖。
圖8展示圖7中畫有圓圈的區域之放大圖。
300‧‧‧剝除器腔室
302‧‧‧作用氣體
304‧‧‧電漿源
306‧‧‧電漿
308‧‧‧溫控腔室頂部
310‧‧‧內部腔室體/腔室底部
312‧‧‧畫有圓圈區域
314‧‧‧外部腔室體
316‧‧‧間隙
318‧‧‧間隙
320‧‧‧畫有圓圈區域
322‧‧‧加熱器
324‧‧‧電源
325‧‧‧溫度感應器
326‧‧‧液體冷卻通道
328‧‧‧液體冷卻通道
330‧‧‧箭頭
332‧‧‧基板/晶圓
334‧‧‧溫控夾盤/支撐件
342‧‧‧上部腔室圓頂
344‧‧‧彎曲內壁區段
346‧‧‧氣體分布區段
347‧‧‧氣體通路
350‧‧‧排氣單元
352‧‧‧隔離閥
354‧‧‧節流閥
356‧‧‧真空泵
358‧‧‧出口埠/出口

Claims (21)

  1. 一種真空腔室，其包含一腔室頂部；一氣體分佈部件及一外部腔室體；該氣體分布部件包含：一內部腔室體，其經組態利用在該內部腔室體之外表面與該外部腔室體之內表面之間的一間隙而可滑動地支撐於該外部腔室體上；延伸通過該內部腔室體之一中央上部部分之氣體通路，該等氣體通路經調適以將作用氣體朝向該半導體基板而引導至該腔室中；一圓頂形內表面，其經調適以覆蓋該基板並將該作用氣體拘束於一空間中；以及一中央上部真空密封表面，其環繞該等氣體通路並經調適以與該腔室頂部之一下部表面形成一真空密封。
  2. 如請求項1之腔室，其中該等氣體通路中之至少一些通路成角度以使其軸線與該基板之一暴露表面相交。
  3. 如請求項1之腔室，其進一步包含一或多個加熱器，該等一或多個加熱器由該內部腔室體支撐且可操作以將該內部腔室體加熱至一所需溫度。
  4. 如請求項1之腔室，其進一步包含一或多個溫度感應器，該一或多個溫度感應器可操作以監控該內部腔室體的該溫度。
  5. 如請求項1之腔室，其中該內部腔室體為一金屬體，該金屬體包括與該腔室頂部形成金屬對金屬接觸及該真空密封之一突出物。
  6. 如請求項1之腔室，其中該內部腔室體包含一主體及一上部板，該等氣體通路定位於該上部板中，該主體包括在其一上部壁中之一開口，該上部壁包括圍繞該開口之一真空密封表面，該上部板包括圍繞該等氣體通路之該中央上部真空密封表面及套入於該上部板的該等真空密封表面與該主體之間以便在其間形成一真空密封之一O形環。
  7. 如請求項1之腔室，其中該氣體分佈部件包含一下部真空密封表面，該下部真空密封表面圍繞該部件之一外部側壁且經調適以與該腔室的一側壁之一上部部分上的一上部表面形成一真空密封。
  8. 如請求項1之腔室，其中該氣體分佈部件包含一頂壁、側壁及底壁，該頂壁具有一厚度，該厚度朝向該頂壁之一外部周邊而增加；該側壁具有一厚度，該厚度在該側壁之一上部部分處較大；且該底壁在其中具有一中央開口，該中央開口經定大小以允許該部件降低至該腔室中，使得一定位於該腔室的該底部處之基板支撐件可套入該中央開口內。
  9. 如請求項1之腔室，其中該等氣體通路具有遍及一第一範圍之若干氣體入口及遍及一面積大於該第一範圍之第二範圍之若干氣體出口，該第二範圍延伸而遍及一不超 過在該腔室中待處理之一基板的該暴露表面的面積之50%之範圍，該等氣體出口經定向使得靠近中心的氣體出口朝向該基板之一中央區域引導作用氣體，且遠離中心的氣體出口朝向該基板之一外部區域引導作用氣體。
  10. 如請求項1之腔室，其中該外部腔室體包括至少一通道，該至少一通道可操作以使冷卻流體流過其中以自該外部腔室體移除熱。
  11. 如請求項10之腔室，其進一步包含一回饋控制系統，其可操作以控制該冷卻流體流過該通道之流動速率。
  12. 如請求項1之腔室，其進一步包括一溫度調整系統，該溫度調整系統耦接至一或多個溫度感應器且提供對該內部腔室體的溫度之自動調整。
  13. 如請求項12之腔室，其中該溫度調整系統將該內部腔室體之該溫度維持於20℃至50℃、50℃至100℃、100℃至150℃、150℃至200℃、200℃至250℃、250℃至300℃或300℃至350℃之範圍內。
  14. 如請求項1之腔室，其中該內部腔室體藉由複數個槽及銷而定位於該外部腔室體上，其中該等槽中之每一者沿該內部腔室體之一徑向方向延伸、形成於該內部腔室體中且經組態以允許一相應銷沿其滑動，且其中該等銷緊固至該外部腔室體。
  15. 如請求項1之腔室，其中該腔室頂部包括至少一通道，該至少一通道可操作以使冷卻流體流過其中以自該腔室頂部移除熱能。
  16. 如請求項15之腔室，其進一步包含一回饋控制系統，其可操作以與一使冷卻流體循環系統通過該通道之溫控流體循環合作。
  17. 一種處理一半導體基板之方法，其包含：將一半導體基板支撐於如請求項1之真空腔室中；使用電漿源產生電漿；及以該電漿處理該半導體基板。
  18. 如請求項17之方法，其中該半導體基板為一晶圓，且該處理包含剝除該晶圓上的一光阻層之步驟。
  19. 如請求項17之方法，其中該半導體基板為一晶圓，且該處理包含後金屬蝕刻鈍化。
  20. 一種在請求項13之腔室中處理一半導體基板之方法，其中在電漿處理該半導體基板之一暴露表面期間，溫度調整系統將內部腔室體之溫度維持於20℃至50℃、50℃至100℃、100℃至150℃、150℃至200℃、200℃至250℃、250℃至300℃或300℃至350℃之範圍內。
  21. 如請求項20之方法，其中該半導體基板為一晶圓，且該電漿處理包含自該晶圓剝除一光阻層。
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