專利名稱：處理基板邊緣區(qū)域的裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例大致關(guān)于處理半導(dǎo)體基板的裝置與方法。更具體地，本發(fā) 明的實施例關(guān)于用以處理靠近基板邊緣區(qū)域的裝置與方法。
背景技術(shù)：
在化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition, CVD)或等離子體輔助化學(xué)氣 相沉積(plasma enhanced chemical vapor deposition, CVD)期間，會希望在整個 基板上具有均勻的厚度輪廓，且在基板邊緣區(qū)域附近無沉積產(chǎn)生。在靠近邊緣 處不希望沉積產(chǎn)生的區(qū)域稱為"邊緣排除區(qū)域(edge exclusion)"。圖IA顯示 希望于基板101上形成的沉積層102的輪廓部分剖面圖。沉積層102均勻地沉 積在整個基板101的上表面上，而在邊緣排除區(qū)域103內(nèi)并無沉積。遺憾的是， 實際的沉積輪廓通常與圖1A所示的理想情形相異。圖IB顯示在經(jīng)過CVD或 PECVD沉積之后，于基板101上的沉積層102a實際的輪廓部分剖面圖。沉積 層102a —般延伸至邊緣排除區(qū)域103，且具有額外厚度的斜邊104可能在邊 緣排除區(qū)域103附近形成。
為了防止在基板邊緣處沉積膜的形成，圖1C顯示采用遮蔽環(huán)(shadow ring) 的現(xiàn)有方法的部分剖面圖。遮蔽環(huán)105通常設(shè)置在重疊且覆蓋基板101的至少 部分邊緣移除區(qū)域103的位置處。據(jù)此，如圖1C所示，在遮蔽環(huán)105的遮蔽 下，沉積層102b會逐漸減少。
雖然使用遮蔽環(huán)105 —般可獲得3.5mm寬的邊緣排除區(qū)的厚度均勻性， 但由于組件尺寸逐漸減小，故對于厚度非均勻性的要求必須降低至2 mm寬的 邊緣排除區(qū)域。由于邊緣排除區(qū)域較小的緣故，已有采用遮蔽環(huán)105來防止在 邊緣區(qū)域處沉積的方法無法提供良好效果。
因此，需開發(fā)出在不使用遮蔽環(huán)的情況下，能于基板邊緣區(qū)提供所需沉 積膜的輪廓，且能至少克服前述問題的裝置與方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明敘述用以處理基板邊緣區(qū)域的裝置與方法。于一實施例中，公開 一種適于在基板邊緣區(qū)域進行蝕刻的裝置。該裝置包含腔室主體、基板支撐件、
等離子體產(chǎn)生器以及氣體傳送組件，該腔室主體具有處理容積；該基板支撐件 設(shè)置在該處理容積內(nèi)側(cè)且具有基板支撐表面；該等離子體產(chǎn)生器將等離子體相 的蝕刻劑提供至該基板支撐表面的周邊區(qū)域；以及該氣體傳送組件連接至氣體 源，以在該基板支撐表面上產(chǎn)生從該基板支撐表面的約中央?yún)^(qū)域朝向該基板支 撐表面的周邊區(qū)域的徑向氣流。
于另一實施例中，公開一種蝕刻基板的邊緣區(qū)域的方法。該方法包含將 基板放置于工藝腔室內(nèi)側(cè)的基板支撐件上，其中該基板具有上表面、中央?yún)^(qū)域 以及邊緣區(qū)域；提供等離子體相的蝕刻劑于該基板的邊緣區(qū)域；以及形成徑向 氣流于該基板的上表面上，該徑向氣流從中央?yún)^(qū)域流向邊緣區(qū)域。


為了更詳細地理解本發(fā)明前述特征，本發(fā)明概略總結(jié)如上的特定敘述可參 照實施例獲得，而部分實施例繪示于附圖中。然而，當(dāng)注意的是附圖中僅繪示 本發(fā)明典型的實施例，故非用以限定專利范圍，本發(fā)明也容許其它等效實施例。 圖1A繪示在基板周邊區(qū)域處所希望的沉積層輪廓圖。 圖1B繪示在基板周邊區(qū)域處所獲得的沉積層實際輪廓圖。 圖1C繪示利用遮蔽環(huán)防止在基板周邊區(qū)域處形成沉積膜的現(xiàn)有方式。 圖2A為用以在基板邊緣區(qū)域進行蝕刻的系統(tǒng)實施例的概略剖面圖。 圖2B顯示于圖2A中所示的氣體傳送組件不同實施例的部分剖面圖。 圖3A為將等離子體產(chǎn)生器合并于工藝腔室內(nèi)側(cè)的腔室系統(tǒng)的一實施例的 概略剖面圖。
圖3B與3C為將等離子體產(chǎn)生器合并于氣體傳送組件內(nèi)側(cè)的兩不同實施 例的部分剖面圖。
圖4A為將等離子體產(chǎn)生器放置在與支撐組件周邊區(qū)域相鄰處的腔室系統(tǒng) 部分剖面圖。
圖4B與4C為圖4A所示例示的兩不同實施例的部分剖面圖。 為了更易了解，相同的組件符號代表圖中相同的組件。而于一實施例中所揭示的組件可于另一實施例中使用，而不需特別說明。
具體實施例方式
此述實施例是關(guān)于用以處理基板邊緣區(qū)域的裝置與方法，其適用于各種配 置為用來處理基板的腔室系統(tǒng)。腔室系統(tǒng)的例示包含但不限于加載鎖定腔室
(load-lock chamber)、測試腔室、沉積腔室、蝕刻腔室與熱處理腔室。
圖2A為基板邊緣處理系統(tǒng)200的實施例的概略剖面圖?；暹吘壧幚硐?統(tǒng)200包含工藝腔室202，其分別經(jīng)由第一入口端口 206連接至等離子體產(chǎn)生 源204(例如遠程等離子體源(remote plasma source, RPS))，以及經(jīng)由第二入口 端口 210連接至清潔氣體源208。工藝腔室202具有部分界定出處理容積216 的側(cè)壁212與底部214?？赏ㄟ^形成于側(cè)壁212中的進入端口(未繪示)進入處 理容積216，其有助于移動基板220進出工藝腔室202。側(cè)壁212與底部214 可由單一塊鋁或其它適于工藝的材料所制成。側(cè)壁212支撐蓋組件222，側(cè)壁 212還包含襯墊224的組件，可利用真空泵226經(jīng)由襯墊沿著處理容積216周 邊均勻地抽空工藝腔室202。
基板支撐組件230可設(shè)置在工藝腔室202中央。于一實施例中，支撐組件 230溫度可經(jīng)控制。在處理期間，支撐組件230可支撐基板220。于一實施例 中，支撐組件230包含鋁制支撐底座232，支撐底座232可封裝至少一內(nèi)嵌的 加熱器234，可操作加熱器234以將支撐組件230與設(shè)置于其上的基板220控 制地加熱至預(yù)定溫度。于一實施例中，可操作支撐組件230以將基板的溫度維 持在約150'C至100(TC之間，視經(jīng)處理材料的工藝參數(shù)而定。
支撐底座232可具有上側(cè)面236A與下側(cè)面236B。支撐基板220的上側(cè) 面236A具有小于基板220的表面積，故基板220的周邊邊緣區(qū)域仍未與支撐 底座232接觸以促進其處理(例如蝕刻或清潔)。下側(cè)面236B可具有與之連接 的桿238。桿238將支撐組件230連接至升降系統(tǒng)240，以在上升處理位置與 下降位置間垂直移動支撐組件230，幫助基板傳送至與傳送出工藝腔室。桿238 另外提供導(dǎo)管，以用于支撐組件230與系統(tǒng)200其它構(gòu)件間的電與熱電偶引線。 波紋管242則連接在桿238與工藝腔室202的底部214間。當(dāng)幫助支撐組件的 垂直移動時，波紋管242提供處理容積216與工藝腔室202外側(cè)大氣間的真空 密封。為了促進基板220的傳送，支撐底座232還包含數(shù)個開口 246，而升降銷 248可移動地穿過開口 246裝設(shè)。升降銷248可操作地在第一位置與第二位置 間移動。如圖2中所示，第一位置能使基板220放置在支撐底座232的上側(cè)面 236A上。第二位置(未繪示)則將基板220升舉至支撐底座232上方，故可將 基板220傳送至從進入端口(未繪示)進來的基板裝卸機械手臂。升降銷248的 向上/向下移動可由可移動的板250驅(qū)動。
支撐組件230還可包含中央對準(zhǔn)機構(gòu)260,其可操作以將基板220相對于 垂直于支撐底座232的基板支撐面的垂直參考軸Z進行中央對準(zhǔn)。中央對準(zhǔn)機 構(gòu)260包含三個或多個位在支撐底座232周邊的可移動中央指狀物262，以及 位在指狀物262下方的對向板264。每個指狀物262經(jīng)由軸桿266樞接地安裝 在支撐底座232上。對向板264與支撐底座232可相對地移動，因而對向板 264可在釋放位置接觸并樞軸轉(zhuǎn)動指狀物262，以及在中央對準(zhǔn)位置從指狀物 262松脫。
于一實施例中，對向板264可為固定的，而支撐底座232與對向板264 間的相對移動是因支撐底座232的垂直移動所致。當(dāng)支撐組件230如圖2A所 示在上升位置時，指狀物262嚙合在基板220的周邊邊緣上以將基板220中央 對準(zhǔn)，而當(dāng)支撐組件230位在下降位置時(未顯示)，指狀物262則從基板220 的周邊邊緣松開。類似中央對準(zhǔn)組件的詳細敘述可見標(biāo)題為在工藝腔室中將基 板中央對準(zhǔn)的裝置與方法(APPARATUS AND METHOD FOR CENTERING A SUBSTRATE IN A PROCESS CHAMBER)的美國專利申請(專利代理人案號 11997)，其以引用方式并入本文。
蓋組件222給處理容積216提供上邊界?？蓪⑸w組件222移除或開啟以維 修工藝腔室202。于一實施例中，蓋組件222以鋁制成。
氣體傳送組件270則連接至蓋組件222的內(nèi)側(cè)。氣體傳送組件270包含具 有外壁274、內(nèi)壁276與底部278的氣體碗(gas bowl)272。底部278的形狀可 建構(gòu)成大致依循基板220的輪廓。氣體碗272包含連接至第一入口端口 206 的第一氣體分布路線，以及連接至第二入口端口 210的第二氣體分布路線。
第一氣體分布路線包含部分界定于外壁274、內(nèi)壁276與底部278之間的 空間280A，以及包含數(shù)個穿過底部278邊緣區(qū)域而形成且與空間280A相連 的狹縫282。于一實施例中，狹縫282可向外呈一角度，以避免氣體流向基板
7中央部分。
第二氣體分布路線包含由內(nèi)壁276所界定的氣體導(dǎo)管280B，且其具有開 通至處理容積216的中央?yún)^(qū)域的末端。沿第二氣體分布路線所提供的氣流配置 成從中央到邊緣以保護未經(jīng)處理的區(qū)域。
為了移除在基板220邊緣區(qū)域的部分沉積膜，遠程等離子體源204提供等 離子體相的蝕刻劑，其經(jīng)由第一入口端口 206流入空間280A中，并經(jīng)由狹縫 282提供至基板220的邊緣區(qū)域上?？梢罁?jù)待蝕刻的沉積膜材料選擇性地選擇 蝕刻劑。蝕刻劑的例示可包含但不限于離子化的NF3、 02、 F2、或SFs。為了 防止蝕刻劑朝基板220的中央?yún)^(qū)域擴散，清潔氣體源208提供惰性氣體，其經(jīng) 由第二入口端口 210與氣體導(dǎo)管280B進入處理容積216，而后在基板220上 表面上從中央?yún)^(qū)域徑向地流向周邊邊緣區(qū)域。合適的惰性氣體可包含但不限于 Ar或He。惰性氣體的徑向流動用以將蝕刻劑的作用區(qū)域限制在基板220的周 邊區(qū)域。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解氣體碗272可以各種實施例實現(xiàn)。圖2B顯示氣體 碗272的一變化實施例的部分剖面圖，其中連接至第二入口端口 210的第二氣 體分布路線，包含在內(nèi)壁276與底部278的中央部分277間所定義出的空間 280C。從清潔氣體源208所提供的惰性氣體經(jīng)由第二入口端口 210進入空間 280C，并經(jīng)由穿過底部278的中央部分277而形成的孔洞279流入處理容積 216中。
雖然前文說明了將遠程等離子體源外部連接至工藝腔室的實施例示，其它 實施例也可將等離子體產(chǎn)生器合并于工藝腔室中。更具體地，部分變化實施例 可在工藝腔室內(nèi)側(cè)遠離基板邊緣處定義出等離子體容積(plasmavolume)。等離 子體容積接收工藝氣流，當(dāng)工藝氣流通過接地與放置在等離子體容積中的射頻 (radio frequency,RF)電極之間時會被激發(fā)。于另一實施例中，等離子體則在基 板邊緣區(qū)域處被原位(in-situ)撞擊，于該處RF電極則鄰近于基板支撐件的周邊 區(qū)域，其中基板支撐件作為接地電極之用。將等離子體產(chǎn)生器合并于工藝腔室 中的實施例的細節(jié)，將于下文中結(jié)合圖3A-3C與圖4A-4C進行詳述。
圖3A為將等離子體產(chǎn)生器合并于工藝腔室內(nèi)側(cè)的腔室系統(tǒng)300的一實施 例的概略剖面圖。于一實施例中，腔室系統(tǒng)300建構(gòu)成通過不同地產(chǎn)生等離子 體來處理整個基板與處理邊緣區(qū)域。系統(tǒng)300包含工藝腔室302，工藝腔室302分別經(jīng)由第一入口端口 306連接至蝕刻氣體源304,以及經(jīng)由第二入口端口 310 連接至清潔氣體源308。第二入口端口 310還可連接至沉積氣體源311，該沉 積氣體源311將工藝氣體導(dǎo)入工藝腔室302中以形成各種沉積膜。工藝腔室 302的側(cè)壁312與底部314部分定義出處理容積316，基板320則于處理容積 316中進行沉積與蝕刻處理。側(cè)壁312支撐蓋組件322，側(cè)壁312還包含襯墊 324的組件，工藝腔室302可通過襯墊324利用真空泵326進行抽空。
如圖2所示的實施例，基板320支撐于支撐組件330上，支撐組件330 包含由加熱器333控制溫度的支撐底座332。支撐底座332經(jīng)由可垂直移動支 撐組件330的桿336連接至升降系統(tǒng)334。波紋管338也可連接在桿336與工 藝腔室302的底部314間，以提供處理容積316與工藝腔室302外側(cè)大氣間的 真空密封。為了促進基板320的傳送，支撐底座332還包含數(shù)個開口 339，而 升降銷340可移動地穿過開口 339裝設(shè)并由可移動的板342驅(qū)動。更可提供中 央對準(zhǔn)機構(gòu)350以將基板320中央對準(zhǔn)，中央對準(zhǔn)機構(gòu)350包含位在支撐底座 332周邊的樞接中央指狀物352，以及位在指狀物352下方的對向板354。中 央對準(zhǔn)機構(gòu)350的操作例示則己結(jié)合圖2A敘述于上文中。
氣體傳送組件360連接至蓋組件322的內(nèi)側(cè)。氣體傳送組件360包含連 接至可開關(guān)功率源364的氣體碗362，可操作可開關(guān)功率源364以選擇地將不 同偏壓施加至氣體碗362，其包含射頻(RF)偏壓、DC偏壓、AC偏壓或接地 電壓。
氣體碗362具有外壁365、內(nèi)壁366與底部368。底部368的形狀可建構(gòu) 成大致依循支撐在支撐組件330與氣體分布組件360之間的基板320的輪廓。 氣體碗362包含連接至第一入口端口 306的第一氣體分布路線，以及連接至第 二入口端口 310的第二氣體分布路線。
第一氣體分布路線包含部分界定于外壁365、內(nèi)壁366與底部368周邊部 分間的等離子體產(chǎn)生容積370A，以及包含數(shù)個穿過底部368邊緣部分而形成 且與等離子體產(chǎn)生容積370A相連的狹縫372。連接至第一入口端口 306的等 離子體產(chǎn)生容積370A包含連接至RF功率源375的電極373。電極373夾置 于絕緣材料377之間，且具有與外壁365正對的內(nèi)側(cè)382相隔的暴露表面380。 在等離子體產(chǎn)生期間，外壁365作為電極373的對電極(counterelectrode)。對 電極與電極373間的距離依不同位置而不同，以容易地擊中其間的等離子體。第二氣體分布路線包含由等離子體產(chǎn)生容積370A所圍繞的空間370B。 連接至第二入口端口 310的空間370B部分界定于內(nèi)壁366與底部368的鑿穿 部分384間。鑿穿部分384包含數(shù)個孔洞386，于空間370B中接受的氣體則 通過孔洞386流入工藝容積316中。
在操作的PECVD模式中，空間370B從沉積氣體源311接收工藝氣體， 而基板320則被加熱。當(dāng)支撐組件330接地時，可開關(guān)功率源364將RF偏壓 施加至氣體碗362(例如底部368)，而由支撐組件330與氣體傳送組件360間 的處理容積316中所存在的工藝氣體產(chǎn)生等離子體。整個基板暴露于等離子體 中且進行處理，例如在基板上沉積薄膜?？梢罁?jù)形成于基板320上的沉積膜， 設(shè)定來自可開關(guān)功率源364的RF功率、工藝氣體的組成以及施加在基板320 上的熱環(huán)境。
于一實施例中，沉積膜可包含含有無定形碳的先進圖樣薄膜(Advanced Patterning Film, APF)。當(dāng)將含有丙烯((:3116)作為碳源的工藝氣體導(dǎo)入處理容 積316中時，APF可在20(TC至150(TC間的基板溫度沉積?？蛇x地，工藝氣體 可含有其它化學(xué)元素以包含于APF中，例如氮氣(N2)與摻雜元素。約500W到 約1500W間的RF功率可以約13.56 MHz的頻率施加于工藝腔室中。利用 PECVD形成APF條件的詳細敘述及其使用描述于第7,262,106號，標(biāo)題為 "DSA工藝的吸收層(Absorber Layer for DSA Processing)"的美國專利中，其以 引用方式并入本文。
一旦完成沉積膜的形成后，可使用蝕刻作用移除基板320的邊緣區(qū)域中不 要的沉積膜部分。在操作的邊緣處理模式中，等離子體產(chǎn)生容積370A經(jīng)由第 一入口端口 306接收來自蝕刻氣體源304的蝕刻氣體。同時，可將氣體碗362 接地，因而由RF功率源375供至電極373的RF功率，會激發(fā)在電極373的 暴露表面380與外壁365的內(nèi)側(cè)382間的等離子體產(chǎn)生容積370A中所存在的 蝕刻氣體。為了幫助蝕刻氣體的離子化，內(nèi)側(cè)382可包含相對于電極373的暴 露表面380傾斜的傾斜部分388。等離子體相的蝕刻劑進而由等離子體產(chǎn)生容 積370A中的蝕刻氣體形成。蝕刻劑之后經(jīng)由狹縫372流入處理容積316中， 以蝕刻在基板320的周邊邊緣區(qū)域處的部分沉積膜。
于一實施例中，可給對電極施加偏壓，即氣體碗362具有來自可開關(guān)功率 364的DC或AC偏壓。通過調(diào)整偏壓，可將等離子體的撞擊強度調(diào)整至所希望的程度。于另一實施例中，可利用DC或AC電壓對支撐組件330進行偏壓， 以調(diào)整等離子體的撞擊強度。
當(dāng)蝕刻劑經(jīng)由狹縫372傳送的同時，空間370B則接收來自清潔氣體源308 的清潔氣體，其可包含任一惰性氣體，例如Ar或He。惰性氣體經(jīng)由孔洞386 進入處理容積316,且之后在基板320的上表面上徑向地流向周邊邊緣區(qū)域， 以限制由狹縫372所供應(yīng)的蝕刻劑的擴散。
圖3B與3C為將等離子體產(chǎn)生器合并于氣體傳送組件360內(nèi)側(cè)的變化實 施例的部分剖面圖。如圖3A中所示，在圖3B中所示的等離子體產(chǎn)生容積370A 包含夾置于絕緣材料377間且與外壁365的內(nèi)側(cè)382分隔的電極374。然而， 電極374的暴露表面包含傾斜部分390，傾斜部分390面對在外壁365內(nèi)側(cè)382 上的傾斜部分388。傾斜部分390與388的傾斜角度設(shè)計成用以建立其間的不 同距離，以于電極374與氣體碗362電性偏壓時，促進等離子體的形成。此外， 電極374可包含孔381,導(dǎo)入等離子體產(chǎn)生容積370A的蝕刻氣體可經(jīng)由孔381 抵達電極374的另一側(cè)。
^圖3C繪示在氣體傳送組件360中所提供的等離子體產(chǎn)生器的另一實施 例。如所示，連接至RF功率源375的電極376包含穿孔392，其連接至第一 入口端口 306。在操作的邊緣處理模式中，工藝氣體經(jīng)由電極376內(nèi)側(cè)的穿孔 392傳送至等離子體產(chǎn)生容積370A中。同時，氣體碗362可接地或施以DC 或AC偏壓，進而使供至電極376的RF功率激發(fā)存在于等離子體產(chǎn)生容積 370A中的蝕刻氣體。
雖然在圖3A-3C中的例示說明了多種合并于氣體傳送組件中的等離子體 產(chǎn)生器，下述其它實施例也可將等離子體產(chǎn)生器設(shè)置在氣體傳送組件的外側(cè)位 置。
圖4A為等離子體產(chǎn)生器與支撐組件周邊區(qū)域相鄰的腔室系統(tǒng)400部分剖 面圖。腔室系統(tǒng)400包含經(jīng)由第一入口端口 406連接至蝕刻氣體源404且經(jīng)由 第二入口端口 410連接至清潔氣體源408的工藝腔室402。第一與第二入口端 口 406與410穿過支撐于工藝腔室402的側(cè)壁415上的蓋組件420而形成。側(cè) 壁415還包含襯墊422的組件，工藝腔室402的處理容積416則可通過襯墊 422利用真空泵(未顯示)進行抽空。氣體傳送組件430于支撐底座432上方連 接至蓋組件420內(nèi)側(cè)，基板434可放置于支撐底座432上以進行邊緣蝕刻。
ii氣體傳送組件430包含具有外壁444、內(nèi)壁446與底部448的氣體碗442。 氣體碗442連接至可開關(guān)功率源443。底部448的形狀可建構(gòu)成大致依循基板 434的輪廓。氣體碗442包含連接至第一入口端口 406的第一氣體分布路線， 以及連接至第二入口端口 410的第二氣體分布路線。
第一氣體分布路線包含部分界定于外壁444、內(nèi)壁446與底部448之間的 空間450A，以及包含數(shù)個穿過底部448邊緣區(qū)域而形成且與空間450A相連 的狹縫452。
第二氣體分布路線包含由內(nèi)壁446所圍繞的氣體導(dǎo)管450B,且其具有開 通于約在處理容積416的中央?yún)^(qū)域的末端。
等離子體產(chǎn)生器包含夾置于絕緣材料462間的電極460，絕緣材料462與 氣體碗442的外壁444相鄰。電極460則連接至RF功率源464,并包含位在 靠近外壁444與支撐底座432周邊部分的斜端466。
在操作的蝕刻模式中，蝕刻氣體源404提供經(jīng)由第一入口端口 406流入空 間450A,且之后經(jīng)過狹縫452進入處理容積416的周邊區(qū)域中的蝕刻氣體， 其中處理容積416的周邊區(qū)域為電極460的斜端466所在之處。同時，氣體碗 442與支撐底座432接地或施以DC或AC偏壓，進而使供至電極460的RF 功率激發(fā)存在于斜端466、支撐底座432與氣體碗442之間的蝕刻氣體。進而 在基板434的邊緣區(qū)域附近形成等離子體相的蝕刻劑。
為了防止蝕刻劑朝基板434的中央?yún)^(qū)域擴散，清潔氣體源408提供沿氣體 導(dǎo)管450B傳送的惰性氣體，且惰性氣體在基板434的上表面上從中央?yún)^(qū)域徑 向地流向周邊邊緣區(qū)域。惰性氣體的徑向流動能將蝕刻劑的作用區(qū)域限制在基 板434的周邊區(qū)域。
圖4B繪示圖4A所示實施例的不同實現(xiàn)方式的部分剖面圖。圖4B的實施 例與圖4A相似，除了圖4B不具有清潔氣體源408(圖4A)。因此，在氣體碗 442中不需狹縫452。相反地，蝕刻氣體源404經(jīng)由入口端口 410連接至氣體 導(dǎo)管450B。在蝕刻處理期間，蝕刻氣體源404提供經(jīng)由氣體導(dǎo)管450B進入處 理容積416的蝕刻氣體，且蝕刻氣體在基板434的上表面上從中央?yún)^(qū)域徑向地 流向周邊邊緣區(qū)域。同時，氣體碗442與支撐底座432接地或以AC或DC電 壓進行偏壓，進而使供至電極460的RF功率激發(fā)存在于電極460的斜端部分 466、支撐底座432與氣體碗442之間的蝕刻氣體。進而在基板434的邊緣區(qū)
12域處形成等離子體相的蝕刻劑。由于蝕刻氣體的徑向流動，故可防止等離子體
相的蝕刻劑從基板434的周邊區(qū)域朝中央?yún)^(qū)域擴散。
圖4C繪示圖4A所示實施例的又一不同實現(xiàn)方式的部分剖面圖。不同于 具有斜端部分的電極，于圖4C所示的實施例則是將RF功率源464連接至具 有筆直端472的電極470。此外，所提供的氣體傳送組件480包含界定于上方 板484與下方板486間的空間482A。在蝕刻期間，來自蝕刻氣體源404的蝕 刻氣體經(jīng)由第一入口端口 406并穿過上方板484所形成的開口 488流入空間 482A中，且之后經(jīng)由在上方與下方板484與486的周邊末端部分492與494 間所提供的間隙490，從空間482A流入處理容積416的周邊區(qū)域。同時，支 撐底座432與氣體傳送組件480也可接地或施以DC或AC偏壓，進而使供至 電極470的RF功率激發(fā)存在于電極470的筆直端472、末端部分492與494 以及支撐底座432的周邊區(qū)域之間的蝕刻氣體。為了促進等離子體的形成，末 端部分494也可形成在靠近電極470的筆直端472處傾斜的傾斜部分496。于 此情況下，等離子體相的蝕刻劑則在處理容積416的周邊區(qū)域處形成，以蝕刻 基板434的邊緣區(qū)域。
為了防止蝕刻劑朝基板434的中央?yún)^(qū)域擴散，清潔氣體源408提供惰性氣 體，惰性氣體經(jīng)由第二入口端口 410以及穿過上方板與下方板484、 486而形 成的直孔498，進入處理容積416的中央?yún)^(qū)域，之后惰性氣體在基板434的上 表面上從中央?yún)^(qū)域徑向地流向周邊區(qū)域。惰性氣體的徑向流動能將蝕刻劑的作 用區(qū)域限制在基板434的周邊區(qū)域。
如上述，此所提供的裝置與方法因而能對基板邊緣區(qū)域進行處理，例如在 不使用遮蔽環(huán)的情況下，以有效方式蝕刻基板邊緣區(qū)域上的沉積膜。
前述用以處理邊緣區(qū)域的裝置與方法可于獨立邊緣工藝腔室中使用，其中 該獨立邊緣工藝腔室與能處理整片基板的工藝腔室合并，或與其它腔室(例如 加載鎖定腔室)合并。
盡管上文已揭示本發(fā)明的部分實施例，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下， 也可獲致本發(fā)明其它或進一步的實施例，且其范圍如下述權(quán)利要求所界定。
權(quán)利要求
1.一種適于在基板邊緣區(qū)域進行蝕刻的裝置，其包含腔室主體，其定義處理容積；基板支撐件，設(shè)置在所述處理容積內(nèi)側(cè)且具有基板支撐表面；等離子體產(chǎn)生器，將等離子體相的蝕刻劑提供至所述基板支撐表面的周邊區(qū)域；以及氣體傳送組件，連接至氣體源，其中所述氣體傳送組件在所述基板支撐表面上產(chǎn)生從所述基板支撐表面的約中央?yún)^(qū)域朝向所述基板支撐表面的周邊區(qū)域的徑向氣流。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述等離子體產(chǎn)生器設(shè)置在所述腔室主 體內(nèi)側(cè)，且所述等離子體產(chǎn)生器包含第一電極；以及第二電極，其與所述第一電極相隔，其中所述第一與第二電極間的距離 依不同位置而不同。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述氣體傳送組件連接至蝕刻氣體源， 以將蝕刻氣體供至所述等離子體產(chǎn)生器。
4. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述第一電極連接至射頻功率偏壓，且 所述第二電極連接至接地電壓、DC電壓或AC電壓的其中之一。
5. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述等離子體產(chǎn)生器設(shè)置在所述氣體傳 送組件的內(nèi)側(cè)。
6. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述第一電極具有與所述蝕刻氣體源流 體連通的氣體孔。
7. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述第二電極設(shè)置在所述基板支撐件上。
8. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述氣體傳送組件包含氣體分布板，所 述氣體分布板在所述基板支撐件各處平均地分布工藝氣體。
9. 一種處理基板的邊緣區(qū)域的方法，包含 放置所述基板于工藝腔室內(nèi)側(cè)的基板支撐件上，其中所述基板具有上表面、中央?yún)^(qū)域以及邊緣區(qū)域；提供等離子體相的蝕刻劑于所述基板的邊緣區(qū)域附近；以及 形成徑向氣流于所述基板的上表面上，其中所述徑向氣流從所述基板的中央?yún)^(qū)域流向所述基板的邊緣區(qū)域。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述徑向氣流包含惰性氣體。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中提供等離子體相的蝕刻劑于所述基板 的邊緣區(qū)域附近的步驟包含于所述工藝腔室內(nèi)側(cè)產(chǎn)生所述蝕刻劑的等離子體。
12. 如權(quán)利要求ll所述的方法，其中于所述工藝腔室內(nèi)側(cè)產(chǎn)生所述等離子 體相的蝕刻劑的步驟，包含于設(shè)置在所述邊緣區(qū)域附近的第一電極與第二電極 間提供RF功率，以撞擊等離子體，其中所述第一與第二電極間的距離依不同 位置而不同。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述徑向氣流包含蝕刻氣體。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中產(chǎn)生所述等離子體相的蝕刻劑的步驟， 還包含通過偏壓施加至所述第二電極的DC或AC電壓來調(diào)整所述等離子體的 強度。
15. 如權(quán)利要求9所述的方法，還包含通過施加DC或AC電壓至所述基板 支撐件來調(diào)整所述蝕刻劑的強度。
全文摘要
本發(fā)明包含用以在基板邊緣區(qū)域進行蝕刻的裝置與方法。于一實施例中，該裝置包含腔室主體、基板支撐件、等離子體產(chǎn)生器以及氣體傳送組件，該腔室主體具有處理容積；該基板支撐件設(shè)置在該處理容積內(nèi)側(cè)且具有基板支撐表面；該等離子體產(chǎn)生器連接至該腔室，將等離子體相的蝕刻劑提供至該基板支撐表面的周邊區(qū)域；以及該氣體傳送組件連接至氣體源，以在該基板支撐表面上產(chǎn)生從該基板支撐表面的約中央?yún)^(qū)域朝向該基板支撐表面的周邊區(qū)域的徑向氣流。
文檔編號H01L21/302GK101689492SQ200880024240
公開日2010年3月31日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日
發(fā)明者加內(nèi)什·巴拉薩布拉曼尼恩, 卡希克·賈納基拉曼, 周建華, 戴爾·R·杜波依斯, 托馬斯·諾瓦克, 秋·錢, 穆罕默德·阿尤布, 約瑟夫·C·沃納, 維斯韋斯瓦倫·西瓦拉瑪克里施南, 金義勇, 阿希什·沙, 阿米爾·阿拉-巴提亞, 馬克·A·福多爾 申請人:應(yīng)用材料股份有限公司