等離子腐蝕室的製作方法

2023-04-22 23:46:51 1

專利名稱：等離子腐蝕室的製作方法
技術領域：
在此公開的是一種等離子腐蝕室，更特別地，一種能夠通過等離子腐蝕除去殘留 在等離子幹蝕刻晶片的邊緣上的薄膜和沉積在晶片邊緣周圍的顆粒。
背景技術：
當製造晶片時，堆疊為圖案的薄膜通常在晶片的整個表面到晶片的邊緣處形成。 在此，在對晶片的整個頂面進行等離子腐蝕的乾式淨化工藝中生成的殘渣並未被完全地除 去，而是在晶片的邊緣處晶片的整個頂面、側面和底面上沉積為顆粒。如果堆積在晶片的邊緣處的薄膜和顆粒保持未被除去，會對將要獲得到的半導體 晶片導致嚴重的損壞。等離子腐蝕室用於除去殘留做晶片邊緣處的薄膜和顆粒。圖5是依照相關技術的 等離子腐蝕室的局部剖視圖。參見圖5，傳統的等離子腐蝕室包括其上加載了晶片的晶片卡盤10、沿著晶片卡 盤10的邊緣形成的環形下部電極11、與下部電極11相對布置的上部電極12和布置在上部 電極12內的板13。氣體分配板14布置在板13之下從而將反應氣體導引至晶片的邊緣側。移動杆15 布置在板13上以允許板13上升和下降。在具有上述結構的等離子腐蝕室中，當電功率施加到上部電極12、下部電極11和 晶片卡盤10上時，在上部電極12和下部電極11之間供給的反應氣體生成等離子。所生成 的等離子除去堆疊在晶片邊緣處的顆粒或薄膜。然而，傳統的等離子腐蝕室具有的問題是在將供給到板13和氣體分配板14之間 的空間中的反應氣體導引至晶片邊緣的過程中，晶片邊緣處的反應氣體的壓力不均勻。S卩，因為晶片邊緣處反應氣體的壓力取決於晶片邊緣的位置而不同，等離子的腐 蝕速度也會取決於晶片邊緣的位置而不同，這樣由等離子除去的顆粒或薄膜的量也會取決 於晶片位置而不同。另外，傳統的腐蝕室具有氣體分配板14的邊緣會被等離子汙染的問題。

發明內容
因此，考慮到上述問題，提供了一種能夠維持向晶片邊緣導引的反應氣體的壓力 在所有位置都是均勻的並且使等離子對氣體分配板的汙染減小到最低的等離子腐蝕室。依照一個方面，等離子腐蝕室包括向晶片邊緣導引反應氣體的氣體分配板；布置 成與氣體分配板間隔的板；和在氣體分配板和板的相對表面中的至少一個上伸出的緩衝器 部分以允許移動到晶片邊緣的反應氣體的壓力是均勻的。等離子腐蝕室還可以包括布置成在晶片邊緣處彼此對應的上部電極和下部電極 且晶片插入它們中間。緩衝器部分可以交替地形成在氣體分配板和板上。
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緩衝器部分可以形成在氣體分配板或板的邊緣上。緩衝器部分可以形成為環形。可以由墊片在氣體分配板和板之間維持預定的空間。墊片可以具有1毫米的高度。緩衝器部分可以具有0. 6毫米的高度。氣體分配板還可以包括罩蓋其邊緣的底面和側面的屏蔽環。屏蔽環的寬度可以是氣體分配板半徑的大約15%到大約40%。依照另一個方面，等離子腐蝕室包括具有形成於其底面上的凹槽的氣體分配板； 擋板，布置在氣體分配板的凹槽內以與氣體分配板間隔開，並且導引供給凹槽的惰性氣體; 和緩衝器部分，在氣體分配板和擋板的相對的表面中的至少一個上伸出以允許惰性氣體的 壓力是均勻的。依照另一個方面，等離子腐蝕室包括向晶片邊緣導引反應氣體的氣體分配板；和 形成在氣體分配板的邊緣處以防止氣體分配板的汙染的屏蔽環。在等離子腐蝕室中，屏蔽 環的寬度可以是氣體分配板半徑的大約15%到大約40%。釔可以塗覆在屏蔽環的表面上。有益效果如上所述，在依照示例性實施例的等離子腐蝕室中，緩衝器部分形成在氣體分配 板或板上，這樣就可以均勻地除去沉積在晶片邊緣處的薄膜或顆粒。另外，屏蔽環的最佳寬 度可以被保持，這樣進入氣體分配板和屏蔽環之間的空間的殘渣的量就可以減少，並且可 以通過降低氣體分配板的汙染來節省氣體分配板的替換成本。


圖1是等離子腐蝕室的局部剖視圖。圖2是在移動杆下降之後等離子腐蝕室的局部剖視圖。圖3是圖1中部分A的局部放大圖。圖4是氣體分配板的示意平面圖。圖5是依照相關技術的等離子腐蝕室的局部剖視圖。
具體實施例方式下文中，將參照附圖詳細描述等離子腐蝕室。圖1是等離子腐蝕室的局部剖視圖。圖2是在移動杆下降之後等離子腐蝕室的局 部剖視圖。圖3是圖1中部分A的局部放大圖。圖4是氣體分配板的示意平面圖。參見圖1和2，等離子腐蝕室100包括提供從其外部隔離開的空間的室壁20，在經 過室壁20的上部時由致動器(未顯示)操作的移動杆21和形成在移動杆21之下的板。板 包括上部板22和下部板23。下部板23布置在上部板22的底面之下，並且環形上部電極24沿著下部板23的 邊緣布置。上部電極24由第一螺栓241固定至上部板22。氣體分配板25布置在上部板22和下部板23之下且與上部板22和下部板23間 隔一個預定的間距。氣體分配板25向晶片邊緣導引反應氣體。在此，反應氣體供給下部板 23和氣體分配板25之間的空間。氣體分配板25可以由絕緣材料例如氧化鋁(A1203)製成。
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同時，可選地設置下部板23。當未設置下部板23時，氣體分配板25可以直接地固 定至上部板22。當上部板22向下伸出下部板23的厚度時，氣體分配板25可以固定至上部 板22的突出部。例如，當未設置下部板23時，上部板22可以向下伸出所除去的下部板23 的厚度，或者可以不伸出。凹槽251形成在氣體分配板25的底面的中心處，並且擋板26布置在凹槽251的 內部。擋板26允許惰性氣體(例如氮氣)供給將被分配的晶片的中心。擋板26也可選地設置。屏蔽環27形成在氣體分配板25的邊緣的底面和側面上從而吸附殘渣例如當晶片 被腐蝕時生成的聚合物。屏蔽環27由第二螺栓252固定至氣體分配板25，並且可以形成為 具有不同於氣體分配板25的介電常數。例如，屏蔽環27可以由具有介電常數為11的燒結 釔製成，並且氣體分配板25可以由具有介電常數為8. 4的氧化鋁製成。介電常數的差異導 致在不需要的部分中由等離子放電導致的電荷累積的減小。屏蔽環27的寬度L1可以設定成為氣體分配板25的半徑L2的大約15%到大約 40%。如果屏蔽環的寬度L1小於15%，當高密度等離子形成時，屏蔽環27可能不能罩蓋氣 體分配板25，並且腐蝕殘渣可能會落入氣體分配板25和屏蔽環27之間的空間。如果屏蔽 環27的寬度L1超過40%，屏蔽環27會罩蓋氣體分配板25的不需要的部分，並且製造成本
會提尚。例如，氣體分配板25的半徑L2可以從大約290毫米到大約300毫米，並且屏蔽環 27的寬度L1可以從大約45毫米到大約116毫米。釔可以塗覆在氣體分配板25和屏蔽環27的表面上。釔具有優良的聚合物吸附特 性和很好的化學阻力。因此，釔允許顆粒被吸附和除去而在淨化過程中沒有化學改變。環形下部電極28布置在上部電極24下方而又在預定間隔處與上部板24間隔開。 晶片卡盤32布置在下部電極28內部且絕緣環30插入晶片卡盤32和下部電極28之間。晶 片卡盤32電連接至典型的等離子振蕩器(未顯示)上以在真空吸附加載自晶片卡盤32的 頂面上的晶片時接收從等離子振蕩器施加的高頻。上部電極24的外徑可以與下部電極28的外徑相同。因此，所生成的等離子的形 狀可以完全地對稱，這樣就可以操作為低容量等離子振蕩器。晶片卡盤32通過布置在晶片卡盤32下方的絕緣層34而與下部電極28完全地絕緣。參見圖3，等離子腐蝕室100包括布置在下部板23和氣體分配板25之間的空間中 的緩衝器部分36，且反應氣體通過該空間供給。緩衝器部分36形成為伸出小於下部板23 和氣體分配板25之間間距的高度H。例如，氣體分配板25和下部板23之間的間距可以是 1毫米，並且緩衝器部分36的高度可以是0. 6毫米。緩衝器部分36通過堵塞反應氣體的流動來允許晶片邊緣處的反應氣體的壓力是 均勻的。緩衝器部分36可以沿著反應氣體的前進方向(參見圖3中的彎箭頭)交替地形 成在下部板23和氣體分配板25上。這將延長反應氣體的流程，因此延長反應氣體保持在 下部板23和氣體分配板25之間的空間中的時間。緩衝器部分36可以取決於反應氣體的 壓力而改變。如圖4所示，緩衝器部分36可以形成在氣體分配板25的邊緣處從而以環形伸出。
5設置在氣體分配板25和下部板25之間的空間中的多個墊片37可以在預定距離處形成在 氣體分配板25的頂面上。此時，緩衝器部分36形成為具有小於墊片37的高度。雖然緩衝 器部分36可以形成為環形，但是形狀並不限於此。即，緩衝器部分36可以形成為具有各種 形狀，包括例如矩形。下面將描述具有上述配置的等離子腐蝕室100的操作。通過氣體分配板25供給 的惰性氣體由擋板26分配，這樣就會在晶片內部形成非放電區域。同時，供給下部板23和 氣體分配板25的反應氣體移動到晶片的邊緣，然後利用分別施加到上部電極24和下部電 極28的電壓生成等離子。所生成的等離子腐蝕沉積在從晶片邊緣的頂面到底面形成的部 分上的顆粒。在上述過程中，緩衝器部分36阻塞反應氣體的流動，這樣在晶片邊緣處的反應氣 體的壓力就會在所有位置保持均勻，因此生成均勻的等離子。因此，顆粒的腐蝕速度就變得 在所有位置上相同。另外，因為維持了屏蔽環27的最佳寬度，所以可以有效地防止由等離 子導致的氣體分配板的汙染。如上所述，緩衝器部分36形成在氣體分配板25和下部板23上從而允許反應氣體 的壓力是均勻的。以如上所述相同的方式，上述緩衝器部分可以形成在凹槽251和擋板26 的相對表面中的至少一個上從而允許供給凹槽251的惰性氣體的壓力是均勻的。已經參照示例性實施例詳細描述了等離子腐蝕室。然而，對本領域的技術人員而 言很顯然，可以在這些實施例中做出改變而不脫離本發明的原理和精神，而其範圍是在所 附權利要求及等效物中界定的。工業實用性在等離子腐蝕室中，沉積在晶片邊緣處的薄膜或顆粒可被均勻地除去，並且可以 通過降低氣體分配板的汙染來節省氣體分配板的替換成本。
權利要求
一種用於腐蝕晶片邊緣的等離子腐蝕室，包括向晶片邊緣導引反應氣體的氣體分配板；布置成與氣體分配板間隔的板；和在氣體分配板和板的相對的表面中的至少一個上伸出的緩衝器部分。
2.如權利要求1所述的等離子腐蝕室，其特徵在於，還包括布置成在晶片邊緣處彼此 對應的上部電極和下部電極且晶片插入它們中間。
3.如權利要求1所述的等離子腐蝕室，其特徵在於，緩衝器部分交替地形成在氣體分 配板和板上。
4.如權利要求1或2所述的等離子腐蝕室，其特徵在於，緩衝器部分形成在氣體分配板 或板的邊緣處。
5.如權利要求1所述的等離子腐蝕室，其特徵在於，緩衝器部分形成環形。
6.如權利要求1所述的等離子腐蝕室，其特徵在於，由墊片維持氣體分配板和板之間 的預定間距。
7.如權利要求6所述的等離子腐蝕室，其特徵在於，間距為1毫米。
8.如權利要求7所述的等離子腐蝕室，其特徵在於，緩衝器部分具有的高度為0.6毫米。
9.如權利要求1或2所述的等離子腐蝕室，其特徵在於，氣體分配板還包括罩蓋其邊緣 的底面和側面的屏蔽環。
10.如權利要求9所述的等離子腐蝕室，其特徵在於，屏蔽環的寬度可以是氣體分配板 半徑的大約15%到大約40%。
11.一種用於腐蝕晶片邊緣的等離子腐蝕室，包括 氣體分配板，具有形成在其底面上的凹槽；擋板，布置在氣體分配板的凹槽內以與氣體分配板間隔開，該擋板導引供給凹槽的惰 性氣體；和在氣體分配板和擋板的相對的表面中的至少一個上伸出的緩衝器部分。
12.一種用於腐蝕晶片邊緣的等離子腐蝕室，包括 向晶片邊緣導引反應氣體的氣體分配板；和形成在氣體分配板的邊緣處從而防止氣體分配板汙染的屏蔽環， 其中屏蔽環的寬度是氣體分配板半徑的大約15%到大約40%。
13.如權利要求12所述的等離子腐蝕室，其特徵在於，釔塗覆在屏蔽環的表面上。
全文摘要
本發明公開了一種等離子腐蝕室，它包括向晶片邊緣導引反應氣體的氣體分配板；布置成與氣體分配板間隔的板；和在氣體分配板和板的相對表面中的至少一個上伸出的緩衝器部分以允許移動到晶片邊緣的反應氣體的壓力是均勻的。
文檔編號H01L21/3065GK101855712SQ200880115101
公開日2010年10月6日 申請日期2008年10月31日 優先權日2007年11月9日
發明者樸世文, 李熙世, 鄭成炫 申請人:索紹株式會社