高剝除速率的下游腔室制造技術

一種氣體腔室（４００）包括形成空腔（４１６）的上（４０２）和下（４０４）腔體、晶圓（４２０）的加熱卡盤（４３０）、遠端的氣體源（４４０）和排氣單元（４５０）。氣體通過注入器（４１０）內的通道（４１２）被注入到空腔（４１６）中。每個通道都具有多個段，這些段相對彼此彎曲的角度足以基本上防止了進入通道的光線不經過反射就射出通道。通道（４１２）在靠近卡盤（４３０）的端點處具有漏斗形的管口。注入器（４１０）還具有熱膨脹減輕槽（７１６）和在注入器（４１０）與腔室和氣體源（４４０）的配合表面的小間隙。注入器（４１０）的溫度由冷卻通道（４１２）中的冷卻液體以及注入器（４１０）中的容器中的電加熱器控制。上腔體（４０２）為漏斗形并在靠近卡盤（４３０）的上腔體（４０２）端部向下彎曲。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本申請涉及晶圓處理的領域。更具體地，本申請涉及用于晶圓處理的蝕亥'J月空室(etching chamber )。
技術介紹
光阻去除(photoresist removal)(剝除(stripping))為半導體集成 電路(IC)制造中經常使用的處理。光阻用于定義晶圓上的特定圖案。 其用在例如光刻、離子注入和等離子腐蝕(其中不是光阻的材料被去 除)過程中。在這些處理后，在繼續到下一處理前光阻被從晶圓上去 除。因為光阻剝除經常用于半導體制造加工中，剝除器被設計成具有 非常短的處理時間，即，高處理能力，以減小整個晶圓制造成本。盡管有不同的方法增大剝除器的處理能力，它們可歸入兩個類別減少開銷和改善剝除速率。開銷包括晶圓處理時間(wafer handling time)、 晶圓被裝入其中的腔室(chamber)的抽氣時間(pump down time)、所 述腔室內部的壓力的穩定、晶圓加熱、和用希望的氣體回填入所述腔 室中，所有這些步驟都在使晶圓為特定處理做好準備。剝除速率(strip rate)是光阻被多快地去除并從晶圓表面清除的測量標準。剝除速率也 確定了晶圓暴露于等離子體下的時間。晶圓暴露于剝除腔室(strip chamber)中的等離子體下的時間一般被最小化以減小對晶圓上的不同 電路的電損傷?？赏ㄟ^使用更高的等離子體源功率、更高的晶圓溫度、 更高的處理氣體流動性或改變氣體的化學特性來增大剝除速率。多數剝除器具有進氣孔(entrance hole),氣體通過該進氣孔被注入 到含有將要處理的晶圓的腔室中。進氣孔與晶圓間的典型垂直距離為 幾英寸。該距離被最小化以使該腔室很緊湊并且在制造上更經濟。為 了獲得一致的剝除圖案，使晶圓表面處的氣體垂直流速保持一致。然 而，在所用的典型流動速率下，氣體在幾英寸內不散開。因此，為了在這樣的短距離內實現流速一致，使用氣體散布系統(gas dispersion system)來使氣流散布到晶圓上。如圖1所示，已知的剝除器100包含了下游腔室(downstream chamber) 102，在該下游腔室102內，晶圓130暴露于氣體中。晶圓 130由卡盤120支持(hold)。氣體106通過進氣孔104進入下游腔室 102。在氣體106進入腔體吋，例如擋板(baffle) IIO的氣體散布系統 將氣體106散布以使氣體106均勻地分布到晶圓120上。剝除一致性 和剝除速率很大程度上取決于該氣體散布系統。如圖1和2所顯示， 擋板IIO、 200包括許多個不同大小的孔112、 202。更具體而言，因為擋板的中心比邊緣能接收更多的氣流，所以孔的大小隨著到擋板中心 的距離的增加而增加。氣體106在晶圓120上起作用后從出口 108排 出。其它剝除器300包含了晶圓330在其中暴露于氣體中的下游腔室 302，如圖3所示。晶圓330由卡盤320支持住。氣體306通過進氣孔 304進入下游腔室302。在氣體306進入該腔室時，多個擋板系統隔板 式散布氣體306以將氣體306均勻地分布到晶圓320上。第一擋板310 包含與上述類似的兩種不同大小的孔312、 314。第二擋板316僅包括 一種大小的孔，這些孔與第一擋板310中的孔的位置相偏移，從而使 經過第一擋板310上的孔的氣體分子在離開第二擋板316的孔之前必 須經過兩個90。的轉彎。氣體306在晶圓320上起作用后從出口 308 排出。盡管并未顯示，在另一個散布氣體的設計中，使用噴氣頭 (showerhead)。噴氣頭與擋板類似，然而，孔的數量和大小能使他們 產生背壓力(backpressure)。這樣的設計能產生大約10托或更大的背 壓力。這些背壓力的產生有效地減慢了噴氣頭上的氣流并且減小了流 體動力學的效果。然而，為單個擋板設計最優化孔的大小和圖案是復雜的。由于不 同大小和大量的孔，單個擋板設計中使用的擋板在制造上也是昂貴的。 類似地，盡管多種擋板設計可簡化孔的圖案，使用多個擋板也增加了 腔室的大小和重量，還增加了材料的成本，如果不制造的話。在噴氣 頭的設計中，增大的上游壓力不僅降低了氣源的離子化效率并且增加了基復合，因此降低了剝除速率。此外，由擋板或噴氣頭產生的大表面區域和上部腔室的內部形狀 允許實際上產生對光阻的剝離的氣體中基的快速中和。沒有擋板吋， 剝除速率為有擋板時的兩到三倍。這意味著擋板中和了一半以上的由 氣體源生成的基。
技術實現思路
氣體腔室配備的腔室設計和氣體散布部件被設計成能改善氣體流 動和增加剝除速率，而不需使用昂貴的單個或多個擋板。僅僅作為介 紹，在一個實施例中，設備包含形成空腔的上腔體和下腔體、對空 腔提供氣體的氣體源、通過去除空腔中的氣體的排氣單元、設置在空 腔內的卡盤和包含了從其中延伸穿過的通道的注入器。每條通道都彎 曲到足以能基本上阻止進入通道的光線直接出通道，即，阻止進入通 道的光線不至少在通道內經過一次反射就出通道。在另一個實施例中，設備包括氣體源和空腔之間的單個固定裝置 (fixture),氣體經過該固定裝置進入空腔。固定裝置具有的通道有基 本上相互垂直的部分。在另一個實施例中，設備包含了注入(injection)裝置，該注入裝 置用于將氣體從氣體源通過通道引入空腔，同時阻止氣體源的輻射經 過通道。在不同的其它實施例中，通道的端部可包括噴射(ejection) 裝置，其用于調節從通道中以不同于通道角度的角度噴入腔室中的氣 體的角度；上腔體可包括用于引導由注入裝置噴入空腔中的氣體的引 導裝置；和/或注入裝置可包括用于消減注入裝置的熱膨脹的裝置、用 于消除注入裝置與上腔體和氣體源其中的至少一個的配合面(mating surface)的摩擦的裝置，和/或用于調節注入裝置的溫度的裝置。在另一個實施例中，方法包括將氣體通過注入器內的通道朝著 晶圓注入到空腔內，通道足夠彎曲以防止光線直接通過通道，由上腔 體和下腔體形成的空腔；至少利用氣體流過的通道的角度、從其噴射 氣體的通道的端部的角度，和上下腔體的內表面的角度來調節氣體流 的形狀；以及通過排氣孔去除己經沖擊到晶圓上的氣體。在又一實施例中，至少一個通道的在注入器上段的第一傾斜角，與在注入器下段的第二傾斜角基本上垂直。第一和第二傾斜角中的至 少一個可以是從注入器的中心軸傾斜的。第一傾斜角可以是與注入器 的中心軸成大約0°到60° ，而第二傾斜角可以是與注入器的中心軸傾斜成大約10°到60° 。在另一個實施例中，在至少一條通道一端的管口的直徑大于該通 道其它部分的直徑。管口的直徑可隨著到通道端部的距離的減小而增 大，并且管口可呈漏斗形。與上腔體內表面相鄰的管口的端部的角度 可與內表面的角度相匹配。內表面可為漏斗形并且與下腔體內表面相 鄰的上腔體的內表面向下彎曲。上腔體的內表面為漏斗形并且向著卡 盤向下彎曲。在另一個實施例中，注入器具有錐形下部，錐形下部可具有以不 同比率逐漸變細的第一和第二區域。上腔體的內表面可與第一和第二 區域中的至少一個的錐形角度相匹配。在又一實施例中，將注入器設置在氣體源和空腔之間。注入器可 被連到氣體源上并接觸氣體源。O形環可被設置在注入器與氣體源之 間和注入器與上腔體間，并且注入器包含基本上與至少一個O形環內 的注入器本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于將氣體傳送到基板的設備，所述設備包括：　形成空腔的上和下腔體；　與所述空腔流體連通的氣體源；　適于去除所述空腔中的氣體的排氣單元；　設置在所述空腔中的卡盤；和　注入器，其包括多個從其中延伸穿過的通道，每 一個通道都彎曲到足以基本上阻止進入所述通道的光線直接從所述通道射出。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：IY王，JW溫妮澤克，DJ庫珀伯格，EA埃德爾伯格，RP舍比，
申請(專利權)人：拉姆研究公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]