装载锁定整合斜面蚀刻器系统技术方案

本文公开的实现描述一种在装载锁定斜面蚀刻腔室内的斜面蚀刻设备及其使用方法。所述斜面蚀刻设备具有在装载锁定斜面蚀刻腔室内的掩模组件。在蚀刻处理期间，掩模组件传输气体流，以控制斜面蚀刻，而无需使用阴影框。如此，在所述斜面边缘处的所述边缘排除可被减少，由此提高产品的良率。

Loading and locking integrated slope etchant system

The disclosure described in this paper describes a slope etching device in the loading lock slant etching chamber and the method of use. The inclined etching device has a mask assembly in the loading lock inclined etching chamber. During etching, the mask assembly transmits the gas flow to control the slope etching without using the shadow box. Thus, the edge elimination at the edge of the inclined edge can be reduced, thereby improving the yield of the product.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】装载锁定整合斜面蚀刻器系统
本公开的实现大体涉及在半导体制造期间用于蚀刻基板的设备。
技术介绍
芯片厂商从每个经处理的晶片争取高装置产出、低缺陷数及增加的性能，以提高效率。每个晶片的装置产出可通过最大化在每一基板上的经图案化区域，同时维持或减少缺陷数而增加。晶片的斜面边缘需要清洁，以避免斜面剥离，并减少缺陷数和在光刻工具中的晶片的进一步污染。不期望有沉积以避免斜面剥离的在接近斜面边缘的区域被称为“边缘排除”。在边缘排除内的沉积区域理想地为在晶片表面之上具有均匀厚度的膜。然而，由于在晶片的斜面边缘处用于一些沉积材料(诸如非晶碳)的等离子体行为，膜可能在边缘处较厚，导致“边缘隆起”。目前的方法是使用阴影环以覆盖晶片的边缘，以减少边缘隆起的厚度并保持斜面清洁。这种方法的限制是边缘排除区域延伸达3.5mm，且不利于装置产出。边缘轮廓也是不容易定制化的，因为它取决于阴影环的尺寸和形状。当前的基于阴影环的方法在产生低于3.5mm之斜面边缘排除长度已仅具有有限的效果。图1A(先前技术)是显示用于在基板101上形成的沉积层102上的理想轮廓的局部截面图。沉积层102横跨基板101的顶表面而均匀地沉积，且不在边缘排除区域103内沉积。然而，实际的沉积轮廓通常不同于图1A中所示的理想配置。图1B(先前技术)显示在经历CVD或PECVD沉积之后，在基板101上的沉积层102a的实际表面轮廓的局部截面图。沉积层102a被沉积，而不使用阴影框或其它边缘沉积控制。此处所示，沉积层102a延伸到边缘排除区域103。具有额外厚度的斜面边缘104可能靠近边缘排除区域103而形成。为防止在基板的边缘处形成沉积膜，图1C(先前技术)是显示一种提出使用阴影环105的传统方法的局部截面图。阴影环105通常布置在重叠并覆盖基板101的边缘排除区域103的至少一个部分的位置处。因此，如图1C中所示，沉积层102b在阴影环105的阴影下逐渐地减少。沉积层102b的逐步减少在边缘排除区域103和沉积层102b的前面区域的一部分之上留下非水平的沉积产品。因此，存在有用于进一步减少斜面边缘排除的装置和方法的需求。
技术实现思路
本文公开的实现包括减少斜面边缘排除的系统和方法。本文的系统和方法使用居中的掩模，居中的掩模具有在居中的掩模和基板的表面之间的气体流。蚀刻剂从第二源输送，使得基板的边缘排除区域可被蚀刻，同时最小化在居中的掩模之下对基板的蚀刻。在一个实现中，一种装载锁定斜面蚀刻腔室可包括：基板支撑件，具有定位在处理区域中的基板支撑表面；远程等离子体源，被配置成供应蚀刻剂到基板支撑表面的周边区域；及掩模组件，耦接到气体源，掩模组件包括：掩模板；掩模轴，与掩模板连接；多向移动装置，与掩模轴相连，多向移动装置能通过移动掩模轴而调节掩模的位置；及气体通道，形成在掩模板中，气体通道和掩模板被配置成在基板支撑表面之上输送气体流，气体从基板支撑表面的大致中心区域朝基板支撑表面的周边区域流动。在另一个实现中，一种装载锁定斜面蚀刻腔室可包括：基板支撑件，具有定位在处理区域中的基板支撑表面；远程等离子体源，被配置成供应蚀刻剂到基板支撑表面的周边区域；及掩模组件，耦接到气体源，掩模组件包括：掩模板；延伸件，与掩模板连接；挡板，与延伸件连接，挡板具有多个槽穿过挡板而形成，远程等离子体源通过挡板而被输送到处理区域；移动控制装置，与挡板相连，移动控制装置被配置成同时地移动挡板和掩模；及气体通道，形成在掩模板中，气体通道和掩模板被配置成在基板支撑表面之上输送气体流，气体从基板支撑表面的大致中心区域朝基板支撑表面的周边区域流动。在另一个实现中，一种装载锁定斜面蚀刻腔室可包括：基板支撑件，具有定位在处理区域中的基板支撑表面；远程等离子体源，被配置成供应蚀刻剂到基板支撑表面的周边区域；及掩模组件，耦接到气体源，其中掩模组件被配置成在基板支撑表面之上输送气体流，高速气体从基板支撑表面的大致中心区域朝基板支撑表面的周边区域流动。附图说明以能详细理解本公开的上文所述的特征的方式，可通过参照实现(一些实现在附图中示出)而获得以上简要概述的本公开更具体的描述。然而，应理解附图仅描绘此公开的典型实现，且不因此被视为限制本公开的范围，因为本公开可允许其他等效的实现。图1A(先前技术)示出用于在基板的周边区域处的沉积层的期望轮廓。图1B(先前技术)示出用于在基板的周边区域处的沉积层的实际获得的轮廓。图1C(先前技术)示出使用阴影环，以防止在基板的周边区域处形成沉积膜的传统方式。图2A示出根据本文中描述的实现的处理系统的俯视图。图2B示出根据本文中描述的实现的作为处理系统的一部分的装载锁定斜面蚀刻腔室的侧视图。图3示出根据本文中描述的实现的装载锁定斜面蚀刻腔室的侧视图。图4A示出根据本文中描述的进一步实现的装载锁定斜面蚀刻腔室的侧视图。图4B示出根据本文中描述的实现在装载锁定斜面蚀刻操作期间的基板的特写图。为帮助理解，尽可能地使用相同的附图标记以指定各附图共有的相同元件。此外，一个实现的元件可被有利地被采用于本文中描述的其他实现中。具体实施方式本文公开的实现描述位于装载锁定斜面蚀刻腔室中的斜面蚀刻设备。斜面蚀刻系统被放置在能够进行处理的装载锁定斜面蚀刻腔室中，且因此不取代处理腔室并减少沉积工具的产量。斜面蚀刻设备使用远程等离子体源(RPS)以产生氧-氩等离子体，以快速地沿着晶片的圆周均匀地蚀刻晶片的斜面边缘区域。蚀刻气体是氧气、氩气和氮气的混合物，该混合物通过使用喷淋头种类的设备而被均匀地分配。次要的氩气体流被用作清洁气体，以控制蚀刻轮廓，并防止蚀刻反应物的径向扩散。在基板处理期间，清洁气体通过在基板和掩模之间的窄间隙而流动。斜面蚀刻设备提供定制化的斜面厚度轮廓，以满足不同的客户规格。本文中描述的系统可自斜面边缘清除在0.2mm和1.0mm之间的斜面。此外，系统可通过材料移除处理，在1mm至2.5mm的范围内达到沉积层之全部厚度的5％和30％之间。在装载锁定斜面蚀刻腔室中的斜面蚀刻设备的材料移除处理与阴影环的排除方式不同。斜面蚀刻设备提供双气体流，以创建自斜面受控地移除材料，同时以掩模保护基板的中心区域。本文档中描述的系统将斜面蚀刻系统集成到PECVD工具(下文称为可被放置在装载锁定腔室中的“斜面蚀刻设备”)的可用于处理的装载锁定腔室，下文描述为装载锁定斜面蚀刻腔室。斜面蚀刻设备提供显著的成本效益、减少外围系统的需求、节省晶片厂的占地面积并蚀刻斜面边缘而不破坏真空。此外，斜面蚀刻设备以具有成本效率的方式带来了包裹在装载锁定斜面蚀刻腔室内的斜面蚀刻的所有优点(包括可控制的蚀刻轮廓、更高的良品率及较少的污染)。以下章节描述关于在装载锁定中的系统、设计和硬件的包裹的各种硬件特征，和本文中描述的与实现一起使用的各种化学和处理条件。结合下文描述的附图更清楚地描述本文中公开的实现的元件。图2A是示出基板处理系统200的实现的示意图。处理系统200包含工厂接口210，其中基板被装载到装载锁定斜面蚀刻腔室240中，并从装载锁定斜面蚀刻腔室240卸除；基板传送腔室270，容纳用于搬运基板的机械手臂272；和连接到传送腔室270的多个双处理腔室220。处理系统200适于容纳各种处理和支持腔室的硬件，诸如CVD和蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装载锁定腔室，包含：基板支撑件，具有定位在处理区域中的基板支撑表面；远程等离子体源，经定位以供应蚀刻剂到所述基板支撑表面的周边区域；及掩模组件，耦接到气体源，其中所述掩模组件经定位以在所述基板支撑表面之上输送气体流，所述气体从所述基板支撑表面的大致中心区域朝所述基板支撑表面的所述周边区域流动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.24 US 62/232,163;2016.02.02 US 15/013,5471.一种装载锁定腔室，包含：基板支撑件，具有定位在处理区域中的基板支撑表面；远程等离子体源，经定位以供应蚀刻剂到所述基板支撑表面的周边区域；及掩模组件，耦接到气体源，其中所述掩模组件经定位以在所述基板支撑表面之上输送气体流，所述气体从所述基板支撑表面的大致中心区域朝所述基板支撑表面的所述周边区域流动。2.如权利要求1所述的装载锁定腔室，其中所述掩模组件包含掩模板，所述掩模板具有形成在所述掩模板中的中心端口或多个端口。3.如权利要求2所述的装载锁定腔室，其中所述掩模板进一步包含斜的壁架，其中当从所述掩模的表面测量时，所述斜的壁架形成15度至45度之间的角。4.如权利要求2所述的装载锁定腔室，其中所述掩模板进一步包含流动表面。5.如权利要求1所述的装载锁定腔室，其中来自所述活化气体的种通过档板而被输送至所述处理区域。6.如权利要求5所述的装载锁定腔室，进一步包含从所述挡板延伸的支柱。7.如权利要求1所述的装载锁定腔室，进一步包含夹持环，经定位以容纳所述支柱，所述支柱在操作期间维持在所述掩模和所述基板支撑件之间的第一距离。8.一种装载锁定腔室，包含：基板支撑件，具有定位在处理区域中的基板支撑表面；远程等离子体源，被定位以供应蚀刻剂到所述基板支撑表面的周边区域；以及掩模组件，耦接到气体源，所述掩模组件包括：掩模板；延伸件，与所述掩模板连接；挡板，与所述延伸件连接，所述挡板具有多个槽穿过所述挡板而形成，所述远程等离子体源被配置成产生活化气体，所述活化气体通过挡板...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·巴苏，J·李，P·康纳斯，D·R·杜鲍斯，P·K·库尔施拉希萨，K·T·纳拉辛哈，B·贝伦斯，K·高希，周建华，G·巴拉苏布拉马尼恩，K·D·李，J·C·罗查阿尔瓦雷斯，H·小木曾，L·克里武莉娜，R·吉尔伯特，M·瓦卡尔，V·山卡拉姆茜，H·K·波内坎蒂，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US