在此揭露多种基材工艺系统，此系统可包含一工艺腔室，其具有一内部空间，该内部空间可将内腔压与外腔压保持不同。上述系统亦可包含远程等离子体系统，其可操作以在工艺腔室的内部空间之外产生等离子体。此外，上述系统可包含一第一工艺气体通道，其可操作以将第一工艺气体由远程等离子体系统输送至工艺腔室内部空间中；以及一第二工艺气体通道，其可操作以输送未经远程等离子体系统处里的第二工艺气体。上述第二工艺气体通道具有一末端，其开口朝向上述工艺腔室的内部空间中，且该末端至少部分由该第一工艺气体通道所围绕。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术有关于和沉积、图样化与处理膜层与涂层时所用的设备、工艺与材料相关的工艺技术方案，其代表性的实例包括(但不限于)与半导体及介电质材料与组件、硅基晶圆与平面显示器(如TFT)相关的应用。
技术介绍
已知的半导体工艺系统包含了一或多工艺腔室以及用以在腔室间移动基材的装置。可利用机械手臂在腔室间运输基材，上述机械手臂可延伸以拾起基材、可收回且之后再度延伸以将该基材放置于一不同的目标腔室中。图1为基材工艺腔室的概要图式。每一腔室具有一台座轴105与台座110或以某种均等的方式来支承欲处里的基材115。台座可以是一种位于工艺腔室中的加热板，其可用以加热基材。在机械手臂进行放下基材与拾起基材的动作之间，可利用一种机械、差压或静电式的装置将上述基材保持于台座上。在机械手臂操作的过程中，通常可使用升降销来抬升晶圆。通常会在腔室中进行一或多种半导体制造的工艺步骤，例如退火基材或沉积或蚀刻基材上的膜层。在某些工艺步骤中，可将介电质膜层沉积成复杂的布局型态。已发展出多种技术来沉积出具有较窄间隙的介电质，上述技术包含多种化学气相沉积技术的变形，这些变形有时会使用到等离子体技术。可利用高密度等离子体化学气相沉积(High-density plasma chemical vapor exposition，简称HDP-CVD)来填充许多几何形状，这是因为进入介电质的反应物的撞击轨迹通常呈垂直方向，且在同一时间又会进行溅镀作用。然而，在某些非常狭窄的间隙中会持续地出现空洞，此乃(至少部分)由于在最初撞击之后欠缺流动性所造成的。在沉积之后，将材料回流可以填充上述空洞，但是假若该介电质(如Si02)具有较高的回流温度，则回流的步骤亦可能会耗去晶圆工艺的热预算中很大的一部分热能。已知可利用具流动性的材料例如旋涂式玻璃(spin-on glass，简称S0G)来填充某些HPD-CVD工艺无法完全填充的间隙，其原理是此类材料的表面流动性较高。以液体的形式来施覆S0G，并在涂覆后将其固化以移除溶剂，藉以将该材料转变为固态的玻璃膜层。 当SOG的黏度较低时，可提升其孔隙填充(填隙)与平面化的能力。不幸的是，在固化过程中，低黏度的材料能会收缩。显著的膜层收缩会造成高膜层应力以及脱层的问题，对于较厚的膜层而言，上述问题更形严重。当要在基材表面上进行沉积时，分开两种组成分的输送路径能够产生具流动性的膜层。图1所示的基材工艺系统具有独立的输送信道125与135。可经由一通道来输送有机硅烷前体，并经由另一通道来输送氧化前体。上述氧化前体可受到一远程等离子体145的激发。和利用常见输送路径的替代性工艺相比之下，上述两种组成分的混合区域120较靠近基材115。由于膜层生长(而非浇注)于基材表面上，使得降低黏性所需的有机组成分会在工艺中蒸发，因而能够降低和固化步骤相关的收缩问题。利用此种方法来生长膜层限制了可供所吸收物种保持流动性的时间，此一限制可能导致膜层沉积的不均勻。可利用折流板140，以便更均勻地分散反应区域中的前体。利用高表面移动性材料能改善填隙能力与沉积均勻度，且高表面移动性与高有机物含量相关。在沉积步骤后，可能还留存某些有机物，且可运用固化步骤。可利用内嵌于台座中的电阻加热器来提高台座110与基材115的温度，以进行固化步骤。
技术实现思路
本说明书揭露的具体实施例包含基材工艺系统，其具有一工艺腔室以及至少部分配置于该腔室中的一基材支承组件。利用不同的路径，将两种气体(或两种气体混合物的组合)输送至基材工艺腔室。可将一工艺气体输送至工艺腔室中，在第一等离子体区域中的等离子体中激发该工艺气体，并使其通过一喷头而进入一第二等离子体区域中，使其于该处和一含硅气体互动并于一基材的表面上形成一膜层。可在第一等离子体区域或第二等离子体区域任一者之中引发一等离子体。将工艺气体引入工艺腔室中的时候，可任意选择工艺气体的配置方位，并经由工艺腔室上方(上等离子体电极)的位置引入工艺气体。喷头形成了中等离子体电极，而工艺腔室的底部和/或台座形成了下电极。可选择中电极使其实质上与上电极或下电极相匹配，因而可决定等离子体的位置。在沉积过程中，可利用上电极与中电极在第一等离子体区域中引发一等离子体。可选择中电极的电位，使其实质上与上电极相符，因而可于第二等离子体区域中产生等离子体。第二等离子体区域中的等离子体有助于固化所沉积膜层，且亦可用以清洁腔室。在清洁工艺中，存在于第二等离子体区域中的气体可含有氟。在所揭露的具体实施例中，工艺气体含有氧、氢和/或氮(如，氧气(O2)、臭氧 (O3)、一氧化二氮(N2O)、氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、氨(NH3) ,NxHy包含联氨(N2H4)、硅烷， 二硅烷、TSA、DSA...等等)，且当此气体通过喷头后，会和被引入第二等离子体区域中的含硅前体(如，硅烷、二硅烷、TSA、DSA、TEOS, OMCTS, TMDS0...等等)结合。这些反应物的组合物会在基材上形成一膜层。上述膜层可以是氧化硅、氮化硅、氧掺杂碳化硅(silicon oxycarbide)或氮氧化娃(silicon oxynitride)。在所揭露的额外具体实施例中，可引入一处理气体(如，氧气(O2)、臭氧(O3)、N20、 NO、NO2, NxHy包含N2H4、H2、N2、NH3与水蒸气)。可由工艺腔室上方引入此处理气体，并于第一等离子体区域中激发之。或者是，可在该气体进入第一等离子体区域之前，利用一远程等离子体激发之。此气体对于膜层生长并无显著贡献，但在膜层生长的过程之中或之后，上述气体可降低膜层中的氢、碳与氟含量。氢与氮基团会诱使生长中薄膜内不良成分的含量降低。处理气体受激发而产生的衍生物对于膜层的帮助在于其会消耗成长中晶格内的碳与其它原子，因而可降低在固化过程中发生的收缩现象以及后续造成的膜层应力问题。在进一步的具体实施例中，先利用远程等离子体或第一等离子体区域中的等离子体来激发处理气体，并在经过腔室维护程序(清洁和/或干燥(season))后，将所激发的工艺气体经由喷头输送至第二等离子体区域中，以移除工艺腔室内部空间中残留的氟。可利用多种不同的频率来激发上述两种等离子体，但一般而言，所用的频率属于射频(radio frequency，简称RF)的范围。上述等离子体可以经由感应或电容耦合。可利用流动的水或其它冷却剂在设置于腔室部件(包含喷头)中的通道内流动，以冷却所有的腔室部件。可由下文实施方式中的说明部分地了解本专利技术的额外具体实施例与特征；且本专利技术所属
中具有通常知识者在阅读了本说明书或由所揭露的具体实施例的实际操作中，可以想见本专利技术的其它额外具体实施例与特征。可利用本说明书中所述的工具手段、 组合与方法，而实践或得到所示具体实施例的特征与优点。附图说明可经由参照本说明书所述的实施方式与附随图式进一步理解所示具体实施例的本质与优点。图1为概要图式，其阐明了先前技术中一沉积腔室内的工艺区域，在该腔室中可利用独立的氧化前体与有机硅烷前体来成长一膜层。图2为根据所揭示具体实施例具有多个分区等离子体产生区域的工艺腔室的透视图。图3A为根据所揭示具体实施例的电开关的电路概要图式。图3B为根据所揭示具体实施例的电开关的电路概要图式。图4A为根据所揭本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基材工艺系统，包含：一工艺腔室，其具有一内部空间，能用以保持一内腔压与一外腔压不同；一远程等离子体系统，其可操作以在该工艺腔室的该内部空间之外产生一等离子体；一第一工艺气体通道，其可操作以将一第一工艺气体由该远程等离子体系统输送至该工艺腔室的该内部空间；以及一第二工艺气体通道，其可操作以输送未经该远程等离子体系统处里的一第二工艺气体；其中该第二工艺气体通道具有一末端，该未端开口朝向该工艺腔室的该内部空间，且该末端至少部分由该第一工艺气体通道所围绕。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·卢博米尔斯基，
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
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