用于消除来自化学蒸汽刻蚀腔的副产品沉积的原位腔清洁制程制造技术

本发明专利技术提供一种用于清洁处理反应室的方法与设备，此方法包含阻挡冷却流体流入位于处理反应室内的支持构件的通道中；升高支持构件至距离气体分配盘约０．１英寸以内；加热气体分配盘；以及导入热传导气体通过气体分配盘而进入处理反应室中。在一个态样中，反应室包含反应室主体与支持组件，此支持组件至少部分设置在反应室主体内且用于支撑基板于其上。反应室另包含盖组件，其设置在反应室主体的上表面。盖组件包含顶板与气体输送组件，此二者在其间定义出等离子体腔室，其中此气体输送组件是用以加热基板。具有Ｕ型等离子体区域的远程等离子体源是连接至此气体输送组件上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上有关于一种半导体处理设备。更明确而言，本专利技术实施例是有关于一种用于半导体制作与CVD系统的原位(in situ)干式清洁的化 学气相沉积(CVD)系统。
技术介绍
当基板表面暴露在氧气下时，通常会形成原生氧化物(native oxide)。若基板表面在蚀刻过程中被污染，亦会产生原生氧化物。尤其在处理金氧 半场效晶体管(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor' MOSFET)结构时，原生氧化硅膜会形成在暴露的含硅层上。氧化硅膜为电性绝缘，且 因为该膜层造成高电性接触电阻，所以并不希望其形成在接触电极或内联 机电性通路的界面处。在MQSEFT结构中，电极与内联机通路处包含硅 化物膜层，此是利用沉积耐火金属于棵硅上并退火此层以产生金属硅化物 层。位于基板与金属界面处的原生氣化硅膜因为会阻碍可形成金属硅化物 的扩散化学反应，所以会减少硅化物层的组成均匀性。上述结果会造成较 低的基板产率以及由于电性接触处过热而增加不良率。原生氧化硅膜亦妨 碍了随后欲沉积在基板上的其它CVD层或溅镀层的附着。溅镀蚀刻、干式蚀刻以及利用氢氟酸(HF)与去离子水的湿式蚀刻 制程已尽力减少在大型特征或具有深宽比小于约4: 1的小型特征上的污 染物。然而，利用上述方法时，并无法有效地移除原生氧化膜或者会导入 不想要的残留物。同样地，若可成功将蚀刻溶液渗入具有上述大小的特征 图案中，但当蚀刻完成后，却更难从特征处移除湿式蚀刻溶液。近来移除原生氧化膜的方法是为形成含氟/硅盐类于基板表面上，该 盐类可在后续步骤中利用热退火加以移除。在此方法中，是利用含氟气体 与氧化硅表面反应而形成盐类的薄层。盐类接着被加热至足够高温以将盐类分解成挥发性副产物，此副产物可由处理反应室中移除。通常通过热力力口成讦乍用(thermal addition)或等离子体能量(plasma energy)以形成反应性含氟气体。盐类经常在冷却基板表面的降温过程中形成。通常利用将基 板由基板在其中冷却的冷却室中传送至基板在其中加热的分开的退火室 或高温炉中以达成先冷却后加热的程序。基于各种理由，反应性的氟处理程序并非较佳程序。因为传送晶圓所 花费的时间使得晶圓产量大幅减小。再者，传送过程中晶圓非常容易受氧 化或其它污染所影响。此外，因为需要两个分开的反应室以完成氧化物的 移除过程，因此经营者的成本变成两倍。因此对于一种能够在单一反应室 中(即，原位(in-situ))产生远程等离子体、加热、冷却以及进行单一干 式蚀刻制程的处理反应室存在着需求。当反应室的气体分配盘加热至大约180°C且制程气体导入反应室的 制程区域中时，晶圆基座是冷却至大约35。C且制程化学品在沿着基座表 面处形成沉积物。通常是仰赖湿式清洁方式来清洁反应室以移除这些沉积 物，然而湿式清洁方式需要时间与人力打开反应室并以人工清洁这些反应 室。或者，通常试图加热一般用于冷却基座的流体，但是这样的加热方式 需要二至三天的时间以加热反应室和清洁室。由此可知从处理反应室中移 除沉积物与残留物是耗费成本且需要 一 些处理时间。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于处理基板的处理反应室。在一态样中，反应室包 含反应室主体与支持组件，此支持组件至少部分设置在反应室主体内且用 于支撑基板于其上。反应室更包含盖组件，其设置在反应室主体的上表面 上。盖组件与远程等离子体区域流体连通，且远程等离子体区域具有U 型截面以产生等离子体。利用柱状电极(cylindrical electrode)与杯状接地 (cup-shaped)来定义远程等离子体区域。其中RF功率源连接至柱状电极 上。本专利技术提供一种用于清洁处理反应室的方法与设备，此方法包含阻隔冷却流体流进位于处理反应室的支持构件内的通道中；升高支持构件至距离气体分配盘约0.1英寸以内；加热气体分配盘；以及导入一热传导性气 体通过气体分配盘而进入处理反应室中。附图说明本专利技术以上所列举的特征，已在上述的说明文字中辅以图式做更详细 与更明确的阐述。然而需声明的是本专利技术附加图式仅为代表性实施例，并 非用以限定本专利技术的范围，其它等效实施例仍应包含在本专利技术范围中。 图1A显示用于加热、冷却与烛刻的处理反应室100的部分剖面图； 图1B显示设置在图1A处理反应室中的示范性衬垫的放大概要图； 图2A显示示范性盖组件的放大剖面图，此盖组件可设置在图1A所 示的反应室主体的上端；图2B与图2C显示图2A中气体分配盘的放大概要图； 图3A显示示范性支持组件的部分剖面图，此支持组件至少 一部分设 置在图1A的反应室主体112内；图3B显示图3A的示范性支持构件300的部分放大剖面图； 图4A显示另一个示范性盖组件400的概要剖面图； 图4B显示图4A的上电极的放大概要、部分剖面图； 图4C显示利用图4A的盖组件400的示范性处理反应室100的部分 剖面图5A至图5I是用于形成示范性主动电子组件-例如，MOSFET结构 -的制作程序的截面概要图6是用以进行多重处理运作的多反应室(multi-chamber)处理系统的概要图7为具有远程等离子体产生器的处理反应室100的一可供选择实施 例的部分剖面图8为远程等离子体产生器的剖面图。主要组件符号说明100处理反应室112反应室主体200盖组件300支持组件160缝阀133村塾129抽气通道135孔洞131真空端口125真空泵127节流阀113通道140制程区210盖缘220气体输送组件225气体分配盘222环状安装凸缘223气体入口233阻隔板240电极242环状隔离物243环状绝缘体272热电耦250顶板270力口热组件300支持组件305边环310支持构件311顶板313真空导管314轴320升降环325升降插稍333风箱335净化气体导管360流体通道400盖组件420扩大部份410第一电极440隔离环465孔洞475孔洞480阻隔板490盖缘500基板550氧化层555栅电极560绝缘介电层570A、 570B 源极与汲极580间隔物602、604 负载闭锁室640第一机械手臂701盖组件710支持构件712反应室主体720气体输送组件711盖缘729抽气通道760缝阀750顶板770力口热组件841入口840远程等离子体产生器842绝缘体844地线845反应室说明书第5/39页具体实施例方式本专利技术提供一种清洁用于任意数量的基板处理技术的处理反应室的 方法与设备。此反应室对于进行等离子体辅助干式蚀刻制程特别有用，此 制程需要对基板表面加热与冷却而不需要打破真空。例如，此处理反应室 特别适合于用来移除基板表面上的氧化物与其它污染物的量产型前段制程的(FEOL)清洁反应室。在此所使用的「基板表面(substrate surface) J是指制程可在上面进 行的任意基板表面。举例来说，基板表面可包含硅、氧化硅、掺杂硅、锗、 砷化镓(gallium arsenide)、玻璃、蓝宝石(sapphire)与任何其它材料，例如金属、金属氮化物、金属合金以及其它导电材料，所使用的材料是视应 用而定。基板表面亦可包含介电材料，例如二氧化硅、有机硅酸盐(organos川cates)与碳掺杂氧化娃(carbo本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以处理一基板的处理反应室，包含：　一反应室主体，定义一制程区域；　一支持组件，至少部分设置在该反应室主体内，且用以支撑在该制程区域内的该基板；以及　一等离子体源，其具有一柱状电极（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ　ｅｌｅｃｔｒ ｏｄｅ）以及一接地电极，该等电极定义出与该制程区域连通的一等离子体区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-12-21 60/637,897;US 2005-5-24 11/137,200;U1. 一种用以处理一基板的处理反应室，包含一反应室主体，定义一制程区域；一支持组件，至少部分设置在该反应室主体内，且用以支撑在该制程区域内的该基板；以及一等离子体源，其具有一柱状电极(cylindrical electrode)以及一接地电极，该等电极定义出与该制程区域连通的一等离子体区域。2. 如权利要求1所述的反应室，其中该接地电极为一杯状电极，并与 该柱状电极间隔开来。3. 如权利要求1所述的反应室，其中该柱状电极连接至一射频源、一 孩支波源、 一 直流电源或 一 交流电源。4. 如权利要求3所述的反应室，其中该柱状电极连接至一射频源。5. 如权利要求4所述的反应室，其中该接地电极的表面积大于该柱状 电极。6. 如权利要求1所述的反应室，其中该接地电极位于该柱状电才及的下方。7. 如权利要求1所述的反应室，更包含一或多个流体通道，用于传输 热传送媒介通过该支持组件。8. —种用以处理一基板的处理反应室，包含一反应室主体，定义一制程区域；一支持组件，至少部分设置在该反应室主体内，且用以支撑在该制程 区域内的一基板；以及一远程等离子体源，具有一柱状电极以及一接地电极，该等电极定义 出与该制程区域连通的 一远程等离子体区域。9. 如权利要求8所述的反应室，更包含一或多个流体通道，用于传输一热传送媒介通过该支持组件。10. 如权利要求8所述的反应室，其中该接地电极为一杯状电极，其 与该柱状电极间隔开来。11. 如权利要求8所述的反应室，其中该柱状电极连接至一射频源、 一微波源、 一直流电源或 一 交流电源。12. 如权利要求11所述的反应室，其中该柱状电极连接至一射频源。13. 如权利要求12所述的反应室，其中该接地电极的表面积大于该 柱状电々及的表面积。14. 如权利要求8所述的反应室，其中该接地电极位于该柱状电极的 下方。15. —种用以处理一基板的处理反应室，包含 一反应室主体，定义一制程区域；一支持组件，至少部分设置在反应室主体内，且用以支撑在该制程区 域内的一基板；以及一柱状电极以及 一 杯状电极，该等电极定义出与该制程区域连通的一 等离子体区域。16. 如权利要求15所述的反应室，更包含一或多个流体通道，用于传输一热传送媒介通过该支持组件。17. 如权利要求15所述的反应室，其中该等离子体源为一远程等离 子体源。18. 如权利要求15所述的反应室，其中该柱状电极连接至一射频源、 一农皮源、 一直流电源或一交流电源。19. ...

【专利技术属性】
技术研发人员：高勤台，仇金培，塞法道P乌莫吐伊，张梅，袁晓雄，张宇，卢欣亮，潘希恩，威廉邝，初国川，戴维T沃，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]