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    • 专利摘要:
    一氣腔包含形成一腔室之上腔體和下腔體、供一晶圓用之一加熱夾件、一遠端氣源、及一排氣單元。氣體透過一注入件內之通道被注入進該腔室內。各通道具有以一足夠角度相互彎曲以實質消除進入該通道之進入光線不反射就射出該通道之部分。該等通道在緊鄰該夾件之端點具有漏斗狀噴嘴。該注入件也具有介於該注入件與該腔室和氣源之配合表面之間之熱膨脹緩衝狹槽和小間隙。該注入件溫度由冷卻通道裏之一冷卻液體和該注入件接收座裏之電氣加熱器控制。該上腔體為漏斗狀且在該上腔體緊鄰該夾件之一端向下彎曲。
    公开号:TW201320182A
    申请号:TW102101514
    申请日:2006-03-27
    公开日:2013-05-16
    发明作者:Ing-Yann Wang；Jaroslaw W Winniczek；David J Cooperberg；Erik A Edelberg；Robert P Chebi
    申请人:Lam Res Corp；
    IPC主号:H01J37-00
    专利说明:
    加工晶圓之方法 發明領域
    本應用關於晶圓製程領域。更特別地，該應用關於用於晶圓製程裏之一蝕刻腔室。 發明背景
    在半導體積體電路(IC)製造中，光罩去除(移除)係一頻繁使用製程。光罩用於在晶圓上界定特別圖案。舉例而言，其用於微影、離子移植和電漿蝕刻(在此是移除材料而非光罩)過程中。此等製程之後，在繼續下一製程之前將光罩自晶圓移除。
    既然光罩移除頻繁用於半導體製造廠中，因此移除器被設計具有非常短的製程時間，即高處理量，以降低總晶圓製造成本。儘管存在不同途徑以增加一移除器處理量，但是該等途徑可分成兩類：削減管理費用和提高移除速率。管理費用包括晶圓操縱時間、晶圓被載入之腔室的抽氣時間、該腔室內之壓力穩定、晶圓加熱、及用所需氣體回填該腔室，上述所有均準備供該特別製程用之一晶圓。移除速率係衡量光罩多快自晶圓表面移除和洗淨之一標準。移除速率也決定晶圓暴露給電漿多長時間。在移除腔室裏，晶圓對電漿之暴露時間一般被降至最低，從而減小電氣損害晶圓上之各種電路之可能性。移除速率可藉利用較高電漿源功率、較高晶圓溫度、較高製程氣流或改變氣體化學特性而增加。
    大多數移除器具有透過其中將氣體注入於包含即將被加工晶圓之腔室內之一進孔。進孔和晶圓間之典型垂直距離為幾英寸。該距離被減至最小，以使腔室緊湊並使製程更經濟。為獲得一均勻移除圖案，在晶圓表面上維持均勻垂直氣流。但是以典型所用流速，氣體將不會在幾英寸內擴散開。因此，為在如此短距離內獲得均勻流量，利用一氣體分散系統以將氣流分散於晶圓上。
    如第1圖所示，一習知移除器100包含晶圓130在其中暴露於氣體之一下游腔室102。晶圓130由一夾件120固持。氣體106透過一進孔104進入下游腔室102。當氣體106進入該腔室時，一氣體分散系統，例如一導流板110，分散氣體106以將氣體106均勻分佈於晶圓130上。移除均勻度和移除速率高度依賴該氣體分散系統。如第1圖和第2圖所示，導流板110、200包含大量不同尺寸的孔112、202。更具體地，因為導流板中心比邊緣接納更多氣流，所以該等孔尺寸隨著距導流板中心距離增大而增加。氣體106在晶圓130上作用之後，自一出埠108排出。
    其他移除器300包含晶圓330在其中暴露於氣體之一下游腔室302，如第3圖所示。晶圓330由一夾件320固持。氣體306透過一進孔304進入下游腔室302。當氣體306進入該腔室時，一多導流板系統分散氣體306以將氣體306均勻分佈於晶圓330上。第一導流板310包含與上述相似之兩種不同尺寸的孔312、314。第二導流板316僅包含一種尺寸的孔，其等偏離第一導流板310裏的孔，使得穿過第一導流板310上的孔之氣體分子必需轉兩次90°方向後才離開第二導流板316的孔。氣體306在晶圓330上作用之後，自一出埠308排出。
    雖然圖中未示，但在分散氣體之另一設計中使用一淋頭。淋頭相似於導流板，但是，該等孔的數量和尺寸使得其等產生背壓。此類一設計可產生約10托或更高之背壓。此等背壓之產生有效減緩淋頭上之氣流並降低流場效應。
    但是，最佳化用於單導流板設計之孔尺寸和圖案較複雜。用於單導流板設計之導流板也製造昂貴，肇因於孔的各種尺寸和巨大數量。相似地，儘管多導流板設計可簡化孔圖案，但是多導流板之使用增加腔室尺寸和重量，且若不製造時，會增加材料成本。在淋頭設計裏，較高上游壓力不僅降低氣源之解離效率，而且增加原子團複合，因此降低移除速率。
    進言之，由導流板或淋頭所產生之大表面區域和上腔室之內部形狀允許氣體內原子團之快速中和，其實際導致光罩之移除。無導流板時之移除速率為具有一導流板的2至3倍。這就表示導流板中和氣源所產生原子團之一半多。 發明概要
    一氣腔設置具有，提高氣體流量和增加移除速率且不利用昂貴單一或多個導流板之所設計成的一腔室設計和氣體分散組件。在一實施例中，僅借助引入包含形成一腔室之上、下腔體之一裝置、為該空腔提供氣體之一氣源、透過其將該空腔內氣體移除之一排氣單元、置於該空腔內之一夾件、及包含延伸穿透其內通道之一注入件。各通道被足夠彎曲以實質阻擋進入通道之光線直接射出通道，即阻擋在通道內不經受至少一次反射就射出該通道。
    在另一實施例中，該裝置包含位於該氣源和該空腔之間之一單一固定裝置，氣體穿過該固定裝置進入該空腔。該固定裝置設有具以一實質相互垂直角度彎曲之部分之通道。
    在另一實施例中，該裝置包含一注入裝置，其用於將來自該氣源之氣體經過通道引進該空腔，同時阻擋來自該氣源之輻射穿過該等通道。在各種進一步實施例中，通道端部可包含用於將來自該等通道之偏角度氣體以不同於該等通道角度之角度噴射進該腔室內之噴射裝置；該上腔體可包含用於引導由該噴射裝置噴射進該空腔內之氣體之引導裝置；及/或該噴射裝置可包含用於吸收該噴射裝置的熱膨脹之裝置、用於消除該噴射裝置與該上腔體和氣源之至少其中一者之配合表面的摩擦之裝置、及/或用於調整該噴射裝置溫度之裝置。
    在另一實施例中，一方法包括：將一氣體透過一注入件裏的通道朝向一晶圓注入一空腔內，該等通道足夠彎曲以防止光直線式穿過該等通道，該空腔由上、下腔體形成；至少利用氣體流經通道之角、氣體自其處噴出之該等通道端部之角、上腔體和下腔體的內表面之角，界定該氣體之流動形狀；以及將撞擊到晶圓上之氣體透過一排氣口移除。
    在一進一步實施例中，該等通道之至少其中一者具有位於該注入件一上區段內之一第一傾斜角，其實質垂直該注入件一下區段之一第二傾斜角。該等第一和第二傾斜角之至少其中一者可自該注入件之一中心軸線傾斜。該第一傾斜角可介於距該注入件該中心軸線之約0°至60°範圍內，同時該第二傾斜角可介於距該注入件該中心軸線之約10°至60°範圍內。
    在另一實施例中，位於該等通道之至少其中一者的一端部之一噴嘴具有大於該通道餘部的一直徑之一直徑。該噴嘴之該直徑可隨著距該通道該端部之距離減小而增加，且可為漏斗狀。位於該噴嘴該端部且鄰近該上腔體一內表面之一角可配合該內表面之一角。該內表面可為漏斗狀，且鄰近該下腔體一內表面之該上腔體之該內表面向下彎曲。該上腔體之該內表面可為漏斗狀，且向下朝向該夾件彎曲。
    在另一實施例中，該注入件具有一漸變錐尖的下部，其可具有以不同斜率成錐狀之第一和第二區域。該上腔體之該內表面可匹配該等第一和第二區域之至少其中一者之一錐狀角。
    在另一實施例中，該注入件被置於該氣源和該空腔之間。該注入件可附接和接觸該氣源。O型環可被置於該注入件和該氣源之間與該注入件和該上腔體之間，且該注入件在該等O型環之至少其中一者內包含與位於該注入件之一中心軸線實質平行之一狹槽。作為選擇，該注入件可包含位於該O型環內之一間隙，該O型環介於下列至少其中一組之間：該注入件之一表面和該氣源之一表面；以及該注入件之一表面和該上腔體之一表面。
    在另一實施例中，該注入件包含允許手動或自動調整該注入件溫度之一調溫系統。該調溫系統可包含具有處於該注入件內的冷卻液之一冷卻通道、以及感測該注入件溫度之一感溫器和改變該注入件溫度之一電氣加熱器。
    100‧‧‧習知移除器
    102‧‧‧下游腔室
    104‧‧‧進孔
    106‧‧‧氣體
    108‧‧‧出埠
    110‧‧‧導流板
    112‧‧‧孔
    120‧‧‧夾件
    130‧‧‧晶圓
    200‧‧‧導流板
    202‧‧‧孔
    300‧‧‧移除器
    302‧‧‧下游腔室
    304‧‧‧進孔
    306‧‧‧氣體
    308‧‧‧出埠
    310‧‧‧第一導流板
    312‧‧‧孔
    314‧‧‧孔
    316‧‧‧第二導流板
    320‧‧‧夾件
    330‧‧‧晶圓
    400‧‧‧氣腔
    402‧‧‧上腔體
    404‧‧‧下腔體
    406‧‧‧O型環
    408‧‧‧出埠
    410‧‧‧注入件
    412‧‧‧通道
    414‧‧‧注入埠
    416‧‧‧空腔
    420‧‧‧晶圓
    430‧‧‧溫控式夾件
    440‧‧‧遠端氣源
    442‧‧‧輸氣管
    450‧‧‧排氣單元
    452‧‧‧真空線
    454‧‧‧隔離閥
    456‧‧‧節流閥
    458‧‧‧真空泵
    500‧‧‧注入件
    502‧‧‧流道
    600‧‧‧注入件
    602‧‧‧通道
    604‧‧‧上區段
    606‧‧‧下區段
    608‧‧‧噴嘴
    610‧‧‧上部
    612‧‧‧下部
    614‧‧‧第一區
    616‧‧‧第二區
    700‧‧‧氣腔
    702‧‧‧上腔體
    710‧‧‧注入件
    712‧‧‧通道
    716‧‧‧狹槽
    718‧‧‧間隙
    720‧‧‧上部真空O型環
    722‧‧‧下部真空O型環
    730‧‧‧螺桿
    740‧‧‧螺桿
    750‧‧‧氣源
    752‧‧‧電漿
    800‧‧‧注入件
    820‧‧‧冷卻通道
    822‧‧‧冷卻液
    900‧‧‧注入件
    920‧‧‧冷卻通道
    950‧‧‧溫度控制器
    960‧‧‧電氣加熱器
    970‧‧‧感溫器
    A‧‧‧角
    B‧‧‧角
    下列附圖和較佳實施例之詳述將更加清晰闡釋出本發明之上述和其餘方面。
    第1圖揭示一習知單導流板移除器腔室。
    第2圖揭示第1圖之導流板。
    第3圖揭示一習知多導流板移除器腔室。
    第4圖揭示依據一方面之一氣腔。
    第5圖揭示依據一方面之一分散組件之一透視圖。
    第6圖揭示依據一第二方面之一分散組件之一剖視圖。
    第7圖揭示依據一第三方面之一分散組件之一剖視圖。
    第8圖揭示依據一第四方面之一分散組件之一剖視圖。
    第9圖揭示依據一第五方面之一分散組件之一剖視圖。 較佳實施例之詳細說明
    敍述用於改善氣體流動並增加置於腔室內之晶圓上之光罩移除速率之一氣腔。該氣腔具有一裁製的上腔體和一氣體注入件，該氣體注入件當具有暴露氣體之一很小表面區域時就將氣體分散於腔室周圍。另外，該氣體注入件小於習知導流板或淋頭，以及肇因於其較小尺寸與相對簡短機加工製程而使製程更加經濟。該術語氣體，如本文所用之，包括含原子團之氣體，即電漿。
    在利用氣體之一移除製程裏，典型地該氣體具有高流速和高壓力。舉例而言，該氣體流速在1托下可為5標準升/分(slm)。對於氣體而言，此壓力下之平均自由程可用下列等式得出：
    其中L表示氣體的平均自由程，k表示Boltzmann常數，T為氣體的絕對溫度，P為壓力而d為氣體分子直徑。舉例而言，氧氣分子之平均自由程在室溫時約為0.06 mm。但當氣體點燃時，氣體溫度顯著上升。如果氣體溫度升至1000°K，氧氣之平均自由程則增至約0.2 mm。此類值比晶圓加工腔室內之任何幾何特徵都小得多。因此，該氣流可作為粘滯流體處理，在粘滯流體領域牛頓氣體動力學起主導作用。
    高氣體流速係高氣流製程之直接結果。用於將光罩自半導體晶圓表面移除之一典型處理程式需要1托下之5 slmO2/N2流速。在此等流動和壓力條件下，舉例而言，離開具2.5 cm出口直徑之氣源之該氣體速率約為177 m/sec。為獲得均勻移除圖案，在晶圓表面利用均勻垂直氣流。在177 m/sec時，氣體將不會典型均勻分散於晶圓表面上，除非可分散單元存在於氣流中。
    如第4圖所示，氣腔400包含上、下腔體402和404、一遠端氣源440、及一排氣單元450。上、下腔體402和404形成其內產生真空之一空腔416。置於上、下腔體402和404間之一O型環406允許維持真空。氣源440係微波或RF-驅動，且激發進入該源內之製程氣體並產生電漿。典型氣體包括氧氣、氮氣、氯氣、氬氣、氙氣，視所需製程而定。氣源440典型包含含有藍寶石之一輸氣管442。
    利用螺桿或螺栓將氣源440附接至氣腔400之上腔體402。氣源440透過一注入埠414與上腔體402相通，以使氣體透過一注入件410內之通道412向下游輸送至上腔體402。在一實施例中，注入埠414具有約2.5 cm之一直徑，與氣源440之一典型輸氣管442尺寸相同。舉例而言，氣源440較佳由水冷卻。
    當氣體被注入件410分散時，氣體受到上腔體402內腔室416之周壁限制，並均勻衝擊置於一溫控式夾件430上之一晶圓420。注入件410、晶圓420和夾件430均置於由上、下腔體402和404所形成之腔室416內。在一實施例中，腔室416具有約33 cm至41 cm之一直徑和約10 cm至30 cm之一高度。雖然晶圓420可具有任何直徑，但半導體製造中典型利用6英寸、8英寸或12英寸晶圓。
    在一實施例中，該氣體將自一較早製程中餘留之光罩層灰化。該較早製程可為任何半導體製造製程，舉例而言，離子移植、蝕刻、或金屬沉積。然後該氣體由一真空泵458自下腔體404經一出埠408並透過一系列真空組件而吸出。此等真空組件包括，舉例而言，一真空線452、一隔離閥454、及一節流閥456。
    在第4圖中，注入件410定位於氣源440正下部和上腔體402正上部。在注入件410裏存在多條流道412。流道412傾斜遠離上腔體402之中心線。該等傾斜流道將氣流分叉並引導自該源均勻流向晶圓420。選擇該等流道之直徑和數量，以使它們在晶圓上提供均勻氣體分佈，但不會在氣源440裏產生巨大背壓。該源內之高背壓可導致不良氣體解離和高原子團複合。
    對於1托腔室壓力和5 slm流速，注入件410在氣源440內產生約4托背壓，其遠低於嚴重降低氣源440內所產生之原子團數量之10托背壓。在此示例中，注入件410具有約46 cm2之一氣體暴露表面區域，其包括注入件410之頂面、流道周壁和底面。相對照，第1圖之單導流板結構具有2000 cm2多之一表面區域。
    儘管因分子和通道周壁碰撞而造成原子團仍舊可在注入件410之流道412內部複合，但是該複合被最小化，肇因於流道412內部之小通道表面和高氣體流速。流道412之直徑雖小，但在所用壓力和溫度下仍舊比流經其中之氣體之平均自由程大得多。流經流道412和處於前述流動條件下之氣體平均流速約為260 m/sec。在該流速時，僅耗費一分子約12 μs就可穿過流道412。因此，當穿過流道412時，僅少量原子團被中和。
    在一實施例中，如第5圖之透視圖所示，注入件500包含六條流道502。各流道具有大約0.4 cm之一直徑，並大約2.7 cm長。雖然第5圖顯示一個六條通道注入件，但是若有需要也可利用具有附加或更少通道之一注入件。舉例而言，第6圖顯示一個四條通道注入件600。可從剖開圖示中看出，該注入件之通道包含一個或更多個彎曲。各通道被彎曲一足夠角度，以最小化或消除產生於解離氣體之氣源裏之紫外光(UV)線和帶電分子實質直接自通道進口穿至通道出口。換言之，UV光線不會不反射就自進口實質穿至出口。如果未適當阻擋，UV光線和帶電分子可行至晶圓並損壞電路。
    如第6圖所示，注入件600具有一上部610和一下部612。上部610實質圓柱狀，且用於將注入件600耦接遠端氣源和上腔體，後文詳細討論之。下部612具有第一和第二區614和616，其等以不同斜率成錐狀並同時增加距遠端氣源之距離。下部612具有比上部610直徑小之一直徑。第一和第二區614和616可具有其他形狀，例如球狀或圓柱狀。相似地，雖然第一和第二區614和616顯示為成不同斜率錐狀，但是第一和第二區614和616可具有相同錐度(例如，實質為單一圓錐狀或球狀)或無錐度(例如，實質為具有一個或更多個直徑之一個或更多個圓柱體之圓柱狀)。
    另外，各通道602具有一上區段604和一下區段606。下區段606包含自其處將氣體噴出之一噴嘴608。除噴嘴608外，通道602之直徑實質保持為常數。噴嘴608具有隨著至通道602末端之距離減小而增加之一直徑。在所示實施例裏，噴嘴608實質為漏斗狀。
    一通道之該上區段604具有自注入件600中心軸線傾斜之一角A，其實質正交於該通道下區段之角B。下區段606之該角決定排出流道602的氣體之角度，且用於調整晶圓上之流體圖案。氣流較多以較小角度，會聚到該中心，而較多以較大角度，擴展開。不同流體和壓力條件及氣體類型可利用不同角度之注入件從而被最佳化以獲得最好總性能。舉例而言，角A介於自注入件600中心軸線之約0°至60°範圍內，而角B介於自注入件600中心軸線之約10°至60°範圍內。
    藉利用上、下區段604和606之正交角平面，可避免貫穿通道602之一直視線。因此，UV光線可被阻擋，同時B角為移除均勻度可被改變以最佳化注入件之設計。而且，為減少到達晶圓之離子，注入件強迫解離氣流急劇轉向。急劇轉向便於周壁碰撞且因此有助於中和離子。這就允許對離開注入件之離子數量之一控制式減少。強調指出，雖然僅顯示具一單一彎曲之通道(即，僅有兩個區段)，但此等通道可具有多個急劇彎曲(即，多於兩個區段)。作為選擇，此等通道可被曲線化以消除自通道進口看到出口之視線，並且強迫氣體分子與沿該曲線之表面碰撞。
    在其餘示例中，注入件之直徑可介於5 cm至13 cm範圍內，而厚度介於約1 cm至13 cm範圍內。注入件裏可存在3至24條流道。此等流道具有可介於約0.3 cm至1 cm範圍內之一直徑，且沿約1 cm至5 cm之長度延伸。
    移除均勻度受腔室內之不同特徵影響。注入件較低通道之角控制來自噴嘴的氣流之方向，且因此改變自晶圓中心至邊緣之移除均勻度。噴嘴之漏斗狀出口有助於來自噴嘴之氣流擴散開，且因此提高圓周均勻度。
    另外，該漏斗狀上腔體，如第4圖所示，影響氣體自注入件排出之氣流圖案。該上腔體之內表面連續，使得流出注入件之氣體被限制於上腔體內。該漏斗形狀減少氣體離開注入件後之再循環。當到達下腔體(或晶圓邊緣)時，該漏斗表面向下彎曲，其進一步限制和引導氣體以控制晶圓邊緣處之移除速率。
    對照第1圖和第3圖所示之由圓柱狀上腔體所利用之容積，該上腔體頂部之漏斗形狀減少由上、下腔體所形成之空間容積。這就減少在該製程過程中將該腔室自大氣壓抽氣至所用壓力之所耗時間總量，以及減少排氣至大氣壓之所耗時間總量。一些移除腔室為每個處理過晶圓都使用抽氣和排氣步驟，導致對一批晶圓之處理量的巨大下降，即加工時間大量增加。其他移除腔室，其等設計成群集於一中心晶圓轉移真空腔室周圍，利用部分排氣至高於加工壓力之一壓力以改善夾件和晶圓之間之熱傳遞。然後該腔室在晶圓加熱完成之後被抽氣至加工壓力。
    控制注入件溫度有助於獲得一致製程結果。舉例而言，在注入件表面複合之氣體原子團之表面複合效率隨著表面溫度而改變。依據氣體化學特性，複合率可與溫度成正比例或可與溫度成反比例。但是，肇因於第1圖和第3圖所示典型導流板之尺寸，可很難規定典型導流板溫度。當導流板溫度變化時，晶圓與晶圓間之製程結果可能不同。亦難於保持導流板溫度均勻一致。對第1圖和第3圖所示之腔室而言，導流板溫度在導流板中心較高，原因為該區域直接位於電漿源下且比導流板其餘區域接納更多熱載。一非均勻溫度分佈圖造成導流板表面具有非均勻原子團複合效率，其進一步將該製程複雜化。
    但是，因為注入件顯著小於典型導流板，所以更容易控制注入件溫度。第7圖揭示氣腔700之一實施例之一放大剖面圖。氣腔700包含一上腔體702、一注入件710和一氣源750。氣源750被螺桿730耦接至上腔體702。相似地，注入件710被螺桿740耦接至氣源750。氣源750產生電漿752，其透過注入件710裏的通道712被供應給上腔體702。氣源750包含將一上部真空O型環置於其內之一凹槽，同時上腔體702包含將一下部真空O型環722置於其內之一凹槽。注入件710也包括狹槽716和間隙718，後文討論之。
    如第7圖所示，為保持溫度處於控制之下，注入件710被設計成具有一大熱量接觸區域，其處於大氣壓下。該熱接觸區域為位於真空O型環720、722外側之注入件710區域。螺桿730和740提供注入件710和氣源750/上腔體702之間之緊密接觸，以產生該熱接觸區域和氣源750之間之一良好熱傳遞。自電漿752接納之熱能透過該熱接觸區域傳遞給氣源750或上腔體702。該能量傳遞足夠有效以維持注入件處於或低於所需溫度。
    如第8圖所示，注入件800也可形成具有含冷卻液822之一個或更多條冷卻通道820，這就允許移除更大量熱。為維持注入件800處於一恒溫，冷卻液(冷卻流體)822可透過一溫度控制單元(未示)而循環。然後可藉由在溫度控制單元設置冷卻液822之溫度來控制該注入件溫度。各冷卻通道裏之冷卻液可相同或不同。
    如果需要主動溫度控制，則可利用加熱和冷卻之一結合方法。如第9圖所示，電氣加熱器960可與冷卻通道920相分離式地被插入注入件900內。舉例而言，該電氣加熱器可為電阻器。一溫度控制器950可用於控制至電氣加熱器960之電流，以調整注入件900之溫度。加熱器960可被單獨控制或成一組或多組控制。另外，一個或多個感溫器970可被插入注入件900內。舉例而言，感溫器970可為一熱電偶或電阻式溫度感測器(RTD)。作為選擇，熱電元件可用於控制注入件溫度，代替加熱器和冷卻通道。
    除製程變化外，氣腔裏各種組件之溫度變化也可引起其他問題。舉例而言，即使具有相對好的熱傳遞，注入件溫度仍舊高於配合部件的(例如，氣源和上腔體)。注入件和配合部件在注入件區域裏之熱膨脹失配產生機械應力。該機械應力可使注入件或配合部件變形或損壞。為緩解此情況，一個或更多個狹槽716形成於注入件710內。狹槽716為位於注入件710各側面上之圓形垂直狹槽，其等作用為熱膨脹緩衝狹槽。
    另外，熱失配可引起微粒污染。當注入件加熱和冷卻時，其相對配合部件膨脹和收縮。結果，摩擦就發生於注入件和配合部件之配合表面間。摩擦產生微粒，其等如果被引入則會對腔室內晶圓不利。為避免配合表面之摩擦，約0.13 mm或更小之一小間隙718被引入位於真空O型環720和722內部之配合表面之間。雖然可在O型環720和722外側之區域裏提供間隙，但是在第7圖並沒有顯示它們，原因為O型環720和722將位於O型環720和722外側之微粒有效阻止進入腔室700。
    該注入件和該等上、下腔體以及該注入件均可利用全抗電漿材料製成。該抗電漿材料可由金屬或非金屬材料形成。如果一種或更多種金屬用於形成該注入件，則該注入件可包括，舉例而言，鋁和鋁合金、不銹鋼和高鎳合金、石英、氧化鋁陶瓷、氮化鋁陶瓷、及/或氧化釔陶瓷。
    用金屬製造之部件可用抗電漿塗層保護不受腐蝕。在一示例中，可使用鋁，原因為其自然表面氧化物提供一優良腐蝕隔層。但是，當利用含氟化學特性並處於特定製程條件時，鋁自然氧化物就不提供避免氟化鋁形成之足夠保護，其在晶圓表面上造成污染。為防止金屬氟化物形成於金屬部件上，具更高抗氟化學特性之塗層可被施加於金屬部件表面。諸如在鋁及其合金及電漿噴射氧化鋁上之陽極氧化、鍍鎳、石英、氧化釔及/或其他陶瓷材料可用於防護不同化學特性。
    回看第4圖，晶圓420位於腔室內之一晶圓加熱夾件430上。在可進行移除製程之前，將晶圓加熱至一足夠高溫度以加速化學反應。因為移除均勻度與晶圓上的溫度均勻度直接相關，所以晶圓加熱非無關重要的。晶圓被盡可能快地加熱以減少晶圓在腔室裏、非生產性之時間。雖然靜電夾件可用於移除器用途中，但是其等較貴且可能不可靠。但是，靜電夾件具有電氣誘發夾持力，其推動晶圓更靠近夾件以進行良好熱傳遞，非靜電夾件可能不具備此能力。減輕此類一問題之一途徑是將夾件平坦度控制於一特別數量內。在一示例中，當利用非靜電夾件時，為提供快速熱傳遞和均勻晶圓溫度，該非靜電夾件設有比約27 μm更佳之一總體平坦度。
    另外，腔室抽氣影響晶圓上的光罩移除速率。移除製程通常為高流量(例如，若干slm)和高壓力(例如，750 m托或更高)。另外，移除製程並不完全處於粘滯流狀態或分子流狀態。為提供均勻抽氣，一單一抽氣埠408被定位於下腔體404中心處。
    其他系統可被結合進該腔室以改良製程結果。舉例而言，另一光譜端點感測器就是一個此類系統。一窄頻帶或一寬頻帶光學波長感測器被附接至位於腔體之直接觀看晶圓平面上的大量電漿之側之一觀察埠。晶圓表面上之光罩和電漿間之化學反應發射一特別標記光譜。當光罩耗盡時，該光譜立即改變。該光學信號變化決定移除製程結束。終點感測已變得足夠複雜以致於能夠決定多層移除製程之轉換，例如高劑量植入光阻的移除。此類型光阻因該移植製程而具有一堅硬外殼。設計突破該外殼之化學，是不同於設計移除該外殼下之光阻殘餘物的。藉由合適設置，當外殼蝕刻穿透，一光感測器能夠決定光譜改變時之該轉換。此信號變化容許軟體改變電漿裏的化學特性，並切換至供大量光阻移除用之一不同處理程式。但是，例如上述之光譜端點感測器之系統增加成本、重量和尺寸。
    已敍述包含，設有氣體穿過其等進入一真空腔室內之通道之一單一注入件，之一氣腔。該等通道具有實質相互正交之部分。該等部分被佈置於自注入件一中心軸線旋轉直到大約60°之角度處。該等通道具有漏斗狀端部。該腔室具有一錐狀上部，其配合注入件的漏斗狀端部之該角度並分散自注入件噴出之氣體。該注入件較小並相對容易製造。
    儘管敍述具體實施例，但是本文敍述內容僅為揭示性而不能理解為限制本發明之意。在不脫離由所呈申請專利範圍所界定之本發明之真實精神和範圍時，熟於此技術領域者可想到各種修正，例如材料及/或尺寸，和應用。
    400‧‧‧氣腔
    402‧‧‧上腔體
    404‧‧‧下腔體
    406‧‧‧O型環
    408‧‧‧出埠
    410‧‧‧注入件
    412‧‧‧通道
    414‧‧‧注入埠
    416‧‧‧空腔
    420‧‧‧晶圓
    430‧‧‧溫控式夾件
    440‧‧‧遠端氣源
    442‧‧‧輸氣管
    450‧‧‧排氣單元
    452‧‧‧真空線
    454‧‧‧隔離閥
    456‧‧‧節流閥
    458‧‧‧真空泵
    权利要求:
    Claims (7)
    [1] 一種加工晶圓之方法，該方法包含：將一氣體透過一注入件裏的通道朝向該晶圓注入一空腔內，該等通道足夠彎曲以實質防止光不反射就穿過該等通道，該空腔由上腔體和下腔體形成；至少利用該氣體流經通道之角、該氣體自其處噴出之該等通道端部之角、該等上腔體和下腔體的內表面之角，界定該氣體之該流動形狀；以及將撞擊到該晶圓上之該氣體透過一排氣口移除。
    [2] 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含實質正交彎曲之各條該等通道，各彎曲距該注入件之一中心軸線最多約60°。
    [3] 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含在各該等通道之該端部提供一漏斗狀噴嘴。
    [4] 如申請專利範圍第3項之方法，其進一步包含提供具一漏斗狀內表面之該上腔體。
    [5] 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含提供帶有插槽之該注入件以吸收該注入件之熱膨脹。
    [6] 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含提供介於該注入件與該上腔體和供應該氣體之一氣源之至少其中一者之間之間隙。
    [7] 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含控制該注入件之一溫度。
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    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    US11/096,820|US8298336B2|2005-04-01|2005-04-01|High strip rate downstream chamber|
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