專利名稱：用于半導(dǎo)體處理的氣體分配設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于處理諸如集成電路晶片這樣的半導(dǎo)體基片的反應(yīng)室，特別是對用于這些反應(yīng)室中的氣體分配系統(tǒng)的改進(jìn)。
半導(dǎo)體基片的等離子體加工用的簇射頭電極，公開于共同轉(zhuǎn)讓的美國專利5,074,456、5,472,565、5,534,751、和5,569,356中。其它簇射頭電極氣體分配系統(tǒng)公開于美國專利4,209,357、4,263,088、4,270,999、4,297,162、 4,534,816、4,579,618、4,590,042、4,593,540、 4,612,077、4,780,169、4,792,378、4,820,371、4,854,263、5,006,220、5,134,965、5,494,713、5,529,657、5,593,540、5,595,627、5,614,055、5,716,485、5,746,875、和5,888,907中。
在等離子體蝕刻過程期間，通過向處于較低壓力的氣體加入大量的能量而使氣體電離以形成等離子體，從而在晶片的掩膜表面之上形成等離子體。通過調(diào)節(jié)晶片的電位，等離子體中帶電的樣品可被導(dǎo)向以便垂直地沖撞在晶片上，使得晶片上無掩膜區(qū)域的材料被移走。
為了得到在整個(gè)晶片表面上的均勻的蝕刻速率，希望在晶片表面上能均勻地分布等離子體。當(dāng)前的氣體分布室的設(shè)計(jì)包括多塊擋板，它們被優(yōu)化以均勻地分布蝕刻氣體來得到在晶片上的所需的蝕刻效果。常規(guī)的氣體分配設(shè)計(jì)包括具有數(shù)以百計(jì)的開口或復(fù)雜而難以制造的幾何形狀以保證向簇射頭電極的背面均勻分配蝕刻氣體。也做過一些嘗試通過使用不同形狀的電極來控制氣體流。但是，制造具有復(fù)雜幾何形狀的極純硅電極是困難和昂貴的。當(dāng)蝕刻大的12英寸(300mm)晶片時(shí)，要控制處理氣體以便跨越簇射頭來建立均勻的氣壓分布甚至更加困難。開口和擋板的數(shù)量必須大量增加以維持蝕刻氣體的均勻分布。隨著擋板上開口數(shù)的增加和擋板數(shù)的增加，制造這樣一種氣體分配設(shè)備的復(fù)雜性和成本也大為增加。
美國專利5,736,457描述了單和雙“鑲嵌”(damascene)金屬化過程。在“單鑲嵌”方法中，通孔和導(dǎo)體是在分開的步驟中形成的，其中供導(dǎo)體或通孔用的金屬化圖形是蝕刻在介電層中的，將金屬層填入介電層中的溝槽或通孔小洞中，而多余的金屬則用化學(xué)機(jī)械平面化(CMP)或用返回蝕刻過程來移走。在“雙鑲嵌”法中，供通孔和導(dǎo)體用的金屬化圖形是蝕刻在介電層中的而蝕刻的溝槽和通孔開口是用一次單獨(dú)的金屬填充和移走多余金屬過程來填入金屬的。
根據(jù)前述可以看到，隨著半導(dǎo)體基片尺寸的增加，要在基片上面實(shí)現(xiàn)加工用氣體的均勻分布變得更加困難。因此，在本技術(shù)領(lǐng)域存在這樣的需要去改進(jìn)氣體分配系統(tǒng)。此外，就氣體分配系統(tǒng)的成份是定期更換方面而言，如果這些成分能夠設(shè)計(jì)成便于它們的經(jīng)濟(jì)制造的方式，這將是可取的。
按照本發(fā)明的氣體分配系統(tǒng)優(yōu)選包括一支持體，一氣體分配室，一供氣口，一簇射頭和仿形表面。供氣口向氣體分配室提供加壓的處理氣體，而且簇射頭由支持體支持以使氣體分配室內(nèi)的加壓處理氣體對簇射頭的后側(cè)施加壓力并且通過在簇射頭的背面和其對面之間延伸的開口。該仿形表面是在氣體分配室內(nèi)，并在簇射頭的背面提供所需的氣壓分布是有效的。
該仿形表面可以位于支持體上或位于在氣體分配室內(nèi)的擋板上。例如，仿形表面可以包括該擋板或在支持體的下表面上的非平面上部及/或下部表面。氣體分配室可以包括在擋板的相對兩側(cè)的上部及/或下部充氣室(plenum)或在仿形表面和簇射頭背面之間的開放空間。支持體可以包括至少一個(gè)冷卻劑通道，冷卻劑在其中循環(huán)。
氣體入口可以在氣體分配室的不同部分開口。例如，該氣體入口可以通過面向該擋板的支持體的一平坦表面中的中央開口提供處理氣體，在這種情況下?lián)醢宓暮穸仍趽醢宓闹行牟糠州^厚而在擋板的外圍部分較薄。換一種方式，該氣體入口可以通過一在上部充氣室的外部區(qū)域開口的環(huán)狀通道提供處理氣體，在這種情況下?lián)醢宓暮穸仍谒闹行牟糠州^薄而在它的外圍部分則較厚。擋板可以包括在它的上部和下部表面之間延伸的尺寸均勻的開口，這些開口或者在擋板的中心部分或者在擋板的外圍部分有較長的長度。
在仿形表面為支持體的下部表面的情況下，氣體入口可以通過在下部表面中的中心開口提供處理氣體，而且開口空間可以在它的中心區(qū)域較小而在它的外圍區(qū)域則較大。另外的方式是，氣體入口可以通過在開口空間外部區(qū)域開口的一入口提供處理氣體，在這種情況下簇射頭在中心區(qū)域可以離仿形表面更遠(yuǎn)，而在外圍區(qū)域則離仿形表面更近。
仿形表面可以是與支持體成為一個(gè)整體的擋板部分的上部及/或下部的非平面表面，在這種情況下的氣體分配室包括在擋板部分之上的上部充氣室和在擋板部分之下的下部充氣室。在這種情況下，上部充氣室可以被支持體的上部側(cè)壁和對上部側(cè)壁進(jìn)行密封的蓋板(它可任選地包含一或多個(gè)冷卻劑通道)所包圍，而下部充氣室則可以被支持體的下部側(cè)壁和將下部側(cè)壁密封的簇射頭所包圍。
本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)說明而得以理解，在這些圖中

圖1是按照本發(fā)明的氣體分配室的截面圖；圖2是按照本發(fā)明的氣體分配室的第三實(shí)施例的分解的透視剖面圖；圖3A-E是按照本發(fā)明的各種仿形表面設(shè)計(jì)的截面圖；圖4是按照本發(fā)明第三實(shí)施例的擋板的截面圖；以及圖5A-B表明能夠用本發(fā)明的氣體分配室而實(shí)現(xiàn)的蝕刻過程。
按照本發(fā)明，處理氣體能夠從一或多個(gè)氣源均勻地分布到位于簇射頭底下的基片上。本簇射頭可以用于任何類型的希望將處理氣體分布在半導(dǎo)體基片上的半導(dǎo)體加工設(shè)備中。這樣的設(shè)備包括CVD系統(tǒng)，拋光設(shè)備，電容耦合等離子體反應(yīng)器，電感耦合等離子體反應(yīng)器，ECR反應(yīng)器，以及類似設(shè)備。
用于平行板式等離子體反應(yīng)器的氣體分配系統(tǒng)示于圖1中，其中支持板20和簇射頭22固定在一起以限定一密封的氣體分配室24。包括一或多個(gè)擋板的擋板組合26位于支持板20和簇射頭22之間。按照本發(fā)明，擋板組合26的幾何形狀和安排配置成使氣體均勻地分布到簇射頭22的背面28。在半導(dǎo)體晶片加工例如化學(xué)汽相沉積或干式蝕刻等離子體加工中，為了增加這些處理的一致性和成品率，希望做到跨越基片的處理氣體的受控分布。
按照本發(fā)明，使用了仿形表面以便在簇射頭的背面提供所需的氣體壓力分布。該氣體分配系統(tǒng)最好包括一支持體、一氣體分配室、一供氣口、一簇射頭和仿形表面。供氣口向氣體分配室提供加壓的處理氣體，而簇射頭則由支持體支持從而使氣體分配室中的加壓氣體向簇射頭的背面施加壓力并且通過在簇射頭的背面和其對面之間伸展的開口。
仿形表面可以位于支持體上或位于在氣體分配室內(nèi)的擋板上。例如，仿形表面可以包括擋板的非平面上部及/或下部表面或在支持體的下表面上。氣體分配室可以包括在擋板的對立兩面上的上部及/或下部充氣室或在仿形表面和簇射頭背面之間的開放空間。支持體可以包括至少一個(gè)冷卻劑通道，其中可以讓冷卻劑循環(huán)。
氣體入口可以在氣體分配室中不同部分開口。例如，氣體入口可以通過在支持體的平坦表面上面對擋板的中心開口提供處理氣體，在這種情況下?lián)醢宓暮穸仍趽醢宓闹行牟糠州^厚而在擋板的外圍部分則較薄。另一種方式，氣體入口可以通過向上部充氣室的外圍區(qū)域開口的入口來提供處理氣體，在這種情況下?lián)醢宓暮穸仍谒闹行牟糠州^薄而在它的外圍部分則較厚。擋板可以含有在它的上部和下部表面之間延伸的尺寸均勻的開口，這些開口或者在擋板的中心部分或者在擋板的外圍部分有較長的長度。
在仿形表面是支持體的下表面的情況下，氣體入口可以通過在下表面的中心開口提供處理氣體，它的中心區(qū)域的開放空間可以較小而它的外圍區(qū)域的開放空間則較大。另一種方式，氣體入口可以通過開口于開放空間的外圍區(qū)域這樣的環(huán)形通道的入口來提供處理氣體，在這種情況下簇射頭可以離外圍區(qū)域的仿形表面較近而離中心區(qū)域的仿形表面較遠(yuǎn)。同樣，可以僅在開放空間的一側(cè)提供入口，在這種情況下仿形表面將要有適當(dāng)?shù)男螤钜詫?shí)現(xiàn)所需的壓力分布。
仿形表面可以是與支持體成為一個(gè)整體的擋板部分的上部及/或下部非平坦表面，在這種情況下氣體分配室包括在擋板部分上面的上部充氣室和在擋板部分下面的下部充氣室。在這種情況下，上部充氣室可以被支持體的上側(cè)壁和對上側(cè)壁進(jìn)行密封的蓋板(它可任選地包含一或多個(gè)冷卻劑通道)所包圍，而下部充氣室則可被支持體的下側(cè)壁和對下側(cè)壁密封的簇射頭所包圍。
仿形表面可以在非均勻厚度的擋板上提供，而且擋板可以包含幾何上受控的開口，其中該開口的長度及/或尺寸可變化以實(shí)現(xiàn)所需的氣體分布。仿形擋板的一種實(shí)施例示于圖2，其中擋板92包括仿形頂表面94。擋板92固定在由支持板20和簇射頭22規(guī)定界限的氣體分配室24中。擋板92包括與簇射頭22和支持板20相接觸的外圍壁96。另一種方式，擋板92可以通過在支持板的上表面提供一個(gè)凹口并用蓋板來密封該凹口而使它與支持板20成為一個(gè)整體。在氣體壓力在擋板中心的上面是最高的情況下，可以通過將仿形頂表面94設(shè)計(jì)成從中心高出部位98連續(xù)向氣體分配室24的周邊傾斜而實(shí)現(xiàn)在擋板下面的均勻氣體壓力。氣體穿越垂直于擋板92的平坦底表面95的開口100而通過。但是，如果需要，部分或全部開口100可以不垂直于底表面。
在圖2所示的設(shè)計(jì)中，處理氣體是穿過大體上位于中心的氣體入口而送出的。但是，氣體可以穿過非位于中心的氣源及/或多個(gè)氣源而提供。在支持板20和擋板92的上表面94之間的充氣室中，處理氣體的壓力在位于中心的供氣口102最近的地方是最高的并在趨向擋板92的周邊處降低。隨著氣體穿越擋板92上的開口100通過，由于發(fā)生摩擦而損失壓力。對于具有圓形截面的開口，這樣的壓力降可以用方程式CαD3/L來表示，其中C是氣流傳導(dǎo)率，D是孔的直徑而L是孔的長度。一般而言，對于相等尺寸的開口，具有較長長度的開口由于摩擦比起較短的開口要產(chǎn)生更大的壓力損失。與此相似，開口直徑的變化比起開口在長度方面同樣比例的變化來，在摩擦壓力損失方面的變化會引起更為劇烈的效果，因?yàn)闅怏w的流動(dòng)速率和開口直徑的三次方成正比而和開口的長度成線性反比。
擋板92的頂表面94的斜率可以這樣設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)開口100跨越擋板92的所需的長度變化。在所示的實(shí)施例中，最長的開口開始于擋板92的高的中心部分98處，那里的入口氣體壓力為最高。由于斜坡表面，開口離擋板92的高中心部分越遠(yuǎn)則其長度越短。利用這種幾何控制的擋板設(shè)計(jì)，就可能選擇擋板92的仿形頂表面94的斜率和穿越擋板92的各開口100的位置，從而使氣體在通過擋板92并接觸簇射頭22的背面28時(shí)能夠建立起基本上均勻的壓力分布。如果需要一個(gè)受控的非均勻的壓力分布，可以選擇開口100和擋板92的形狀以建立所需的壓力分布。
跨越擋板的各開口100的直徑可以是相同的或者其直徑可以是變化的，例如，直徑大的開口104可以位于靠近擋板92的周邊位置以便對流經(jīng)擋板92的周邊中的開口的相對較低壓力的氣體提供小的摩擦壓力損失。在一種修改過的幾何控制的擋板中，擋板可以具有任何所需的形狀及/或不均勻的孔的尺寸，及/或孔的角度可以變化，以實(shí)現(xiàn)所需的壓力分布。例如，如果希望跨越簇射頭有均勻的壓力，則在中心饋送的氣體分配系統(tǒng)中在擋板周邊的孔可以有較大的直徑而在中心部分則有較小的直徑。相反，在處理氣體是饋送到充氣室周邊的氣體分配系統(tǒng)中，在擋板中央的孔可以較大。
仿形表面94的各種實(shí)施例示圖3A-E。在圖3A中，仿形表面94是擋板92的上表面，氣體入口102向氣體分配室24的中心部分提供處理氣體，擋板92在它的中部較厚而它的外圍部分則較薄。這樣，在氣體壓力最高的區(qū)域(即氣體入口102打開進(jìn)入室24的地方)，穿過擋板的開口較長，從而用來在處理氣體進(jìn)入在擋板92和簇射頭22之間的下部充氣室24a時(shí)降低穿越通過的處理氣體的壓力。如圖3A所示，支持體20可以包含一個(gè)或多個(gè)冷卻劑通道21。
圖3B表示擋板92和支持體20成為一個(gè)整體時(shí)的設(shè)計(jì)。在這種情況下，仿形表面94是支持體20的上表面，氣體分配室24包括在擋板部分92和蓋板20a之間的上部充氣室和在擋板部分92和簇射頭22之間的下部充氣室24a。充氣室24和24a則進(jìn)一步由支持體20的側(cè)壁20b和20c所包圍。
圖3C表示仿形表面94是擋板92的下表面時(shí)的設(shè)計(jì)。在這樣的設(shè)計(jì)中，氣體入口102向上部充氣室24的中心部分開口，擋板92在它的中部更厚而在它的外圍部分較薄。因此，在擋板92的中心部分的開口100較長因而當(dāng)氣體穿透擋板92的中心部分經(jīng)過時(shí)能有效地降低氣體壓力。這樣，和仿形表面94是擋板92的上表面時(shí)的設(shè)計(jì)相似，圖3C所示的設(shè)計(jì)能有效地在簇射頭22的后面得到均勻的氣體壓力分布。
圖3D表示氣體入口102向圍繞上部充氣室24而延伸的環(huán)狀通道開口的設(shè)計(jì)，通過它處理氣體進(jìn)入上部充氣室24的外圍區(qū)域。因此，在環(huán)形通道102a附近的氣體壓力最高而趨向充氣室24的中心區(qū)域則氣體壓力變得較低。仿形表面94是擋板92的上表面，擋板92在它的外圍部分較厚而在它的中心部分較薄。這樣，開口100在擋板的外圍部分較長而在中間部分則較短。因此，穿透擋板外圍部分的開口而流過的處理氣體的氣壓在處理氣體進(jìn)入下部充氣室24a時(shí)被降低以便在簇射頭22的背面提供更均勻的氣壓分布。
圖3E表示仿形表面94是支持體20的下表面時(shí)的設(shè)計(jì)。在所示的設(shè)計(jì)中，氣體入口102在氣體分配室24的外圍處的環(huán)形通道開口。因此，氣體的壓力降在室24的中心部分被減少。由于仿形表面94向簇射頭22傾斜并因而沿著趨向于簇射頭22的外圍部分的方向而減少在仿形表面94和簇射頭22的背面之間的距離，所以在簇射頭22的背面的氣壓可以變得更加均勻。但是，如果氣體入口102在室24的中心開口，則仿形表面94將反向使得在仿形表面94和簇射頭的背面之間的距離在簇射頭的外圍部分是最大而在簇射頭的中心部分是最小。
每個(gè)通過傾斜體的開口有一個(gè)出口106，它在簇射頭22的上方開口。如圖4所示，出口106在擋板的任何所需位置可以是帶臺階的或帶斜坡的(例如孔的直徑在表面95可以為最大)從而可起擴(kuò)散器的作用以控制流出擋板92的氣體的壓力。斜坡的出口106對流出開口的氣體實(shí)現(xiàn)一個(gè)壓力降而臺階式(即其直徑急劇變化的)開口107會在氣體流出開口時(shí)實(shí)現(xiàn)大得多的壓力降。通過包含具有非均勻厚度的擋板和受幾何形狀控制的開口，本發(fā)明即使在處理12英寸的大量片時(shí)仍能實(shí)現(xiàn)所需的氣體分布均勻性。圖5A-B表示如何按照本發(fā)明在單獨(dú)一個(gè)步驟中可以蝕刻雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的原理圖。圖5A表示蝕刻前的情況，其中在光刻膠掩膜層520上提供一個(gè)相當(dāng)于溝槽的開口500，掩膜層覆蓋在一個(gè)疊層上，它包括像氧化硅這樣的第一介電層540，像氮化硅這樣的第一終止層560，像氧化硅這樣的第二介電層580，像氮化硅這樣的第二終止層600，以及像硅晶片這樣的基片620。為了在單獨(dú)一步蝕刻中得到對通過第一終止層560的通孔的蝕刻，第一終止層560包含一個(gè)開口640。圖5B表示在蝕刻后的結(jié)構(gòu)，其中開口500通過介電層540延伸到第一終止層560且開口640經(jīng)過第二介電層580延伸到第二終止層600。這樣的安排可以稱作為“自整定雙鑲嵌”結(jié)構(gòu)。
在蝕刻過程期間，在第一和第二實(shí)施例中的由第一和第二氣源所提供的處理氣體的條件是可以相互改變的，例如，在蝕刻溝槽500期間，可以提供氬、氧和碳氟化合物(例如CHF3、C4F8)的混合氣，而在蝕刻通孔640期間流到晶片中心區(qū)域的氧可以減少。這樣，按照本發(fā)明流向晶片中心和邊緣的氣體可加以調(diào)節(jié)以補(bǔ)償在等離子體室中邊緣快速蝕刻和中心快速蝕刻的情況。例如，在常規(guī)的等離子體蝕刻中，邊緣快速蝕刻的情況可以發(fā)生直到光刻膠被蝕刻掉為止，此后就可出現(xiàn)中心快速蝕刻的情況。對于本發(fā)明的氣體分配設(shè)備來說，當(dāng)晶片上有光刻膠層的時(shí)候可以將更多的氧提供到中心，而當(dāng)光刻膠層被蝕刻掉時(shí)流到中心的氧可以減少。因此，通過對邊緣快速和中心快速蝕刻條件的補(bǔ)償可以實(shí)現(xiàn)更加均勻的蝕刻。
本發(fā)明的過程可以用于包括對各種介電層進(jìn)行等離子體蝕刻在內(nèi)的各種等離子體處理，這些介電層是例如像氟處理過的氧化硅(FSG)這樣的摻雜氧化硅，像二氧化硅這樣的未摻雜氧化硅、離心涂層玻璃(SOG)，像磷酸硼硅酸鹽玻璃(BPSG)這樣的硅酸鹽玻璃，摻雜的或不摻雜的熱生長氧化硅，摻雜的或不摻雜的TEOS沉積的氧化硅等等。介電摻雜劑包括硼、磷及/或砷。電介質(zhì)可以覆蓋在導(dǎo)電或半導(dǎo)體層上，諸如多晶硅，像鋁、銅、鈦、鎢、鉬或它們的合金這樣的金屬，像氮化鈦這樣的氮化物，像硅化鈦、硅化鈷、硅化鎢、硅化鉬這樣的金屬硅化物，等等。
等離子體可以是在各種類型的等離子體反應(yīng)器中產(chǎn)生的高密度等離子體。這樣的等離子體反應(yīng)器一般都用射頻能量、微波能量、磁場等高能能源來產(chǎn)生高密度等離子體。例如，高密度等離子體可以產(chǎn)生于變壓器耦合等離子體(TCPTM)也稱作電感耦合等離子體發(fā)生、電子回旋諧振(ECR)等離子體反應(yīng)器、螺旋等離子體反應(yīng)器，或其類似反應(yīng)器中。能夠提高高密度等離子體的高流量等離子體反應(yīng)器的一個(gè)例子公開于共同擁有的美國專利5,820,723號中，其公開部分被引用于此以供參考。
本發(fā)明已參考優(yōu)選實(shí)施例而被說明。但是熟悉本技術(shù)的人們?nèi)菀酌靼?，有可能以不同于上面說明的特定形式來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而不偏離本發(fā)明的精神。優(yōu)選實(shí)施例是說明性的，無論如何不應(yīng)視為限制性的。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求給出，而不是由前面的說明給出，所有在權(quán)利要求范圍內(nèi)的變化和等價(jià)事例都認(rèn)為是包括在其中的。
權(quán)利要求
1.一種可用于處理半導(dǎo)體基片的氣體分配系統(tǒng)，包括一支持體；一氣體分配室；一供氣口，加壓的處理氣體通過它流入氣體分配室；一由該支持體支持的簇射頭，它使氣體分配室中的加壓處理氣體向簇射頭的背面施加壓力并且通過在簇射頭的背面和其對面之間伸展的開口；以及一在氣體分配室中的仿形表面，這個(gè)仿形表面對在簇射頭的背面提供所需的氣體壓力分布是有效的。
2.如權(quán)利要求1的氣體分配系統(tǒng)，其中該仿形表面包括擋板的非平坦上部及/或下部表面，擋板有穿越它的開口，而且氣體分配室包括在該擋板之上的上部充氣室和在擋板之下的下部充氣室。
3.如權(quán)利要求1的氣體分配系統(tǒng)，其中該仿形表面是支持體的下部非平坦表面，而氣體分配室包括在該仿形表面和簇射頭背面之間的開放空間。
4.如權(quán)利要求2的氣體分配系統(tǒng)，其中該氣體入口通過面向該擋板的一平坦表面中的中央開口提供處理氣體，且此擋板的厚度在擋板的中心部分較厚而在擋板的外圍部分則較薄。
5.如權(quán)利要求2的氣體分配系統(tǒng)，其中該氣體入口通過在上部充氣室的外圍區(qū)域開口的入口提供處理氣體，且此擋板的厚度在擋板的中心部分較薄而在擋板的外圍部分較厚。
6.如權(quán)利要求2的氣體分配系統(tǒng)，其中該擋板在上部和下部表面之間有尺寸均勻的開口延伸，且此開口在擋板的中心部分有較長的長度而在擋板的外圍部分有較短的長度。
7.如權(quán)利要求2的氣體分配系統(tǒng)，其中該擋板在上部和下部表面之間有尺寸均勻的開口延伸，且此開口在擋板的中心部分有較短的長度而在擋板的外圍部分有較長的長度。
8.如權(quán)利要求3的氣體分配系統(tǒng)，其中該氣體入口通過支持體的下表面中的中心開口提供處理氣體，該開放空間在它的中心區(qū)域較小而在它的外圍區(qū)域則較大。
9.如權(quán)利要求3的氣體分配系統(tǒng)，其中該氣體入口通過向該開放空間的外圍區(qū)域開口的環(huán)形通道提供處理氣體，且此簇射頭在開放空間的外圍區(qū)域中離仿形表面較近，而在開放空間的中心區(qū)域中離仿形表面則較遠(yuǎn)。
10.如權(quán)利要求1的氣體分配系統(tǒng)，其中該支持體包括至少一個(gè)冷卻劑通道，冷卻劑可以在其中循環(huán)。
11.如權(quán)利要求1的氣體分配系統(tǒng)，其中該仿形表面是與支持體成為整體的擋板部分的上部及/或下部的非平坦表面，且氣體分配室包括在擋板部分之上的上部充氣室和在擋板部分之下的下部充氣室，而且上部充氣室被支持體的上側(cè)壁和對上側(cè)壁作密封的蓋板所包圍，而下部充氣室被支持體的下側(cè)壁和對下側(cè)壁作密封的簇射頭所包圍。
12.如權(quán)利要求2的氣體分配系統(tǒng)，其中該支持體包括第二個(gè)供氣口，它提供穿越擋板的處理氣體。
13.如權(quán)利要求1的氣體分配系統(tǒng)，其中該簇射頭是等離子體室的簇射頭電極。
14.如權(quán)利要求2的氣體分配系統(tǒng)，其中的開口具有相同的直徑，且在遠(yuǎn)離供氣口位置處的開口有逐漸變短的長度。
15.如權(quán)利要求2的氣體分配系統(tǒng)，其中在遠(yuǎn)離供氣口位置處的開口逐步變大。
16.如權(quán)利要求2的氣體分配系統(tǒng)，其中該擋板為錐體形狀，而且開口的直徑相同但開口在整個(gè)擋板中有不同的長度。
17.如權(quán)利要求2的氣體分配系統(tǒng)，其中在擋板外圍部分的開口比靠近擋板中心區(qū)域的開口有更大的直徑。
18.如權(quán)利要求2的氣體分配系統(tǒng)，其中至少某些開口的直徑是隨著開口的長度而變的。
19.如權(quán)利要求2的氣體分配系統(tǒng)，其中至少某些出口是帶斜坡的。
20.一種在反應(yīng)室內(nèi)處理基片的方法，其中氣體分配系統(tǒng)包括一支持部件，該支持部件有一供氣口；一厚度不均勻的擋板，它被安排成使來自供氣口的氣體通過擋板中的幾何形狀受控的開口；以及一由支持部件支持的簇射頭，以使通過擋板的氣體通過簇射頭中的開口，該方法包括將半導(dǎo)體基片提供到反應(yīng)室；使處理氣體流過擋板上面的供氣口，并且通過幾何形狀受控制的開口，以使處理氣體在擋板下側(cè)的出口處有所需的氣體壓力分布，此后該處理氣體通過簇射頭而流到半導(dǎo)體基片上面的一個(gè)區(qū)域；以及用處理氣體處理該晶片。
21.如權(quán)利要求20的方法，其中該供氣口位于支持部件和擋板之間的充氣室的中心部分，且擋板的形狀為錐形并具有直徑均勻的開口，但其長度自擋板中心到邊緣逐步變短；而且簇射頭是個(gè)簇射頭電極，它給通過那里的處理氣體以能量激勵(lì)而成為等離子體狀態(tài)，且跨越擋板底下的氣壓分布是均勻的。
22.如權(quán)利要求21的方法，還包括蝕刻半導(dǎo)體基片上的一層，這是通過向簇射頭電極提供射頻功率而使處理氣體形成等離子體并與半導(dǎo)體基片上的暴露表面相接觸而實(shí)現(xiàn)的。
23.如權(quán)利要求20的方法，其中該半導(dǎo)體基片包括硅晶片，該方法包括對晶片上物質(zhì)的介電層、半導(dǎo)體層或?qū)щ妼拥母墒轿g刻。
24.如權(quán)利要求20的方法，其中該方法包括在半導(dǎo)體基片上沉積一層材料。
25.如權(quán)利要求20的方法，其中簇射頭包括簇射頭電極，且支持部件包括溫控部件，該方法包括通過將冷卻劑流經(jīng)溫控部件而將熱量從簇射頭電極上排出。
26.如權(quán)利要求20的處理，包括蝕刻穿過基片上介電層的暴露部分而到達(dá)基片上的導(dǎo)電層或半導(dǎo)體層的開口。
27.如權(quán)利要求26的處理，其中的蝕刻步驟是作為制造鑲嵌結(jié)構(gòu)過程中的一部分進(jìn)行的。
全文摘要
一種半導(dǎo)體處理用的氣體分配系統(tǒng),包括一仿形表面以實(shí)現(xiàn)在簇射頭背面所需的氣體分布。該系統(tǒng)可包括一或多個(gè)朝向在擋板和溫控支持部件之間的氣源開口。擋板可以有非均勻厚度和幾何控制的開口以實(shí)現(xiàn)所需的氣體分布。在一個(gè)安排中擋板是錐形的,具有均勻直徑的孔,它們以不同距離延伸穿越擋板,以實(shí)現(xiàn)通過擋板平坦底表面中的出口的均勻氣體壓力。在另一安排中,孔在遠(yuǎn)離位于中心的氣源出口方向時(shí)有逐漸增大的直徑。擋板的形狀及/或孔的配置可以設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)所需的氣壓分布。
文檔編號H01L21/205GK1367933SQ00809734
公開日2002年9月4日 申請日期2000年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月30日
發(fā)明者郝芳莉(音譯), 拉金德爾·丁德薩 申請人:蘭姆研究公司