專利名稱：用于將氣體徑向輸送至腔室的裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例一般地涉及基板處理。
背景技術(shù)：
超大型積體(Ultra-large-scale integrated ；ULSI)電路可包括超過一百萬個(gè)電子器件(例如，晶體管)，這些電子器件形成在諸如硅(Si)基板等的半導(dǎo)體基板上，并且合作以在設(shè)備內(nèi)執(zhí)行各種功能。等離子體蝕刻通常用于晶體管及其他電子器件的制造中。在用于形成晶體管結(jié)構(gòu)的等離子體蝕刻エ藝期間，通常將ー層或多層薄膜堆棧(例如，硅層、多晶硅層、ニ氧化鉿(HfO2)層、ニ氧化硅(SiO2)層、金屬材料層等)曝露于蝕刻劑，例如諸如溴化氫(HBr)、氯氣(Cl2)、四氟化碳(CF4)等的含鹵素蝕刻劑氣體。這種エ藝導(dǎo)致殘余物聚積在經(jīng)蝕刻的特征、蝕刻掩膜及基板上的其他位置的表面上。
為了從經(jīng)處理的基板去除殘余物，可進(jìn)行減污エ藝。傳統(tǒng)地，減污エ藝包括將經(jīng)處理的基板加熱至期望溫度，同時(shí)提供ー種或多種エ藝氣體以促進(jìn)殘余物從基板表面釋出。釋出后的殘余物接著可從腔室清除。在用于進(jìn)行減污エ藝的典型腔室中，一種或多種エ藝氣體經(jīng)由布置在腔室內(nèi)的ー個(gè)或多個(gè)噴灑頭提供。當(dāng)使用包括高架熱源(例如位于腔室的頂部的輻射熱源)的腔室時(shí)，必須以不妨礙熱傳遞的方式布置和配置ー個(gè)或多個(gè)噴灑頭。然而，在此類設(shè)置中，ー個(gè)或多個(gè)噴灑頭可能無法對基板表面提供均勻的徑向分配的エ藝氣體，導(dǎo)致殘余物的不均勻釋出，從而無法均勻地從基板完全去除殘余物。因此，需要用于將氣體輸送至エ藝腔室中的改良的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本文提供了將氣體輸送至腔室的裝置及其使用方法。在某些實(shí)施例中，用于エ藝腔室的氣體分配系統(tǒng)可包括主體，該主體具有第一表面，該第一表面被配置為將主體耦合至エ藝腔室的內(nèi)表面，該主體具有被布置穿過主體的開ロ ；凸緣，該凸緣被布置成鄰近開ロ的第一端，該開ロ的第一端與主體的第一表面相対，凸緣向內(nèi)延伸至開ロ中，并且凸緣被配置為支撐在凸緣上的窗ロ ；以及多個(gè)氣體分配槽道，該多個(gè)氣體分配槽道布置在主體內(nèi)，并且多個(gè)氣體分配槽道將布置在主體內(nèi)和圍繞開ロ的槽道流體地耦合至布置在凸緣中的多個(gè)孔，其中多個(gè)孔繞凸緣徑向地布置。在某些實(shí)施例中，氣體分配系統(tǒng)可包括エ藝腔室，該エ藝腔室具有基板支撐件；加熱器模塊，該加熱器模塊包括與基板支撐件的支撐表面相對布置的ー個(gè)或多個(gè)輻射加熱兀件；以及氣體分配系統(tǒng)，該氣體分配系統(tǒng)稱合至介于加熱器模塊與基板支撐件之間的エ藝腔室。氣體分配系統(tǒng)可包括主體，該主體具有第一表面，該第一表面被配置為將主體耦合至エ藝腔室的內(nèi)表面，該主體具有被布置成穿過主體的開ロ，該開ロ提供在加熱器模塊與基板支撐件之間的視線；凸緣，該凸緣被布置成鄰近開ロ的第一端，該開ロ的第一端主體的第一表面相対，凸緣向內(nèi)延伸至該開ロ中，并且凸緣被配置為支撐凸緣上的窗ロ ；以及多個(gè)氣體分配槽道，該多個(gè)氣體分配槽道布置在主體內(nèi)，并且多個(gè)氣體分配槽道將布置在主體內(nèi)并且圍繞開ロ的槽道流體地耦合至布置在凸緣中的多個(gè)孔，其中該多個(gè)孔被布置成繞凸緣徑向地布置。以下描述本發(fā)明的其他的和另外的實(shí)施例。


可通過參考附圖中所示的本發(fā)明的說明性實(shí)施例，來理解本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明的這些實(shí)施例在上文簡要概述并且將在下文更加詳細(xì)地描述。然而，應(yīng)該注意，附圖僅圖示了本發(fā)明的典型實(shí)施例，并且因此這些實(shí)施例不認(rèn)為是本發(fā)明的范圍的限制，這是因?yàn)楸景l(fā)明容許其他等效的實(shí)施例。圖I描繪了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例、適合與具有氣體分配系統(tǒng)的エ藝腔室共同使用的示例性處理系統(tǒng)的示意圖。 圖2描繪了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例、具有氣體分配系統(tǒng)的裝載鎖定室的剖視圖。圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的氣體分配環(huán)的透視圖。圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的氣體分配環(huán)的俯視圖。圖5描繪了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的圖4的氣體分配環(huán)沿線5-5的截面圖。圖6描繪了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的氣體分配環(huán)的仰視圖。為了便于理解，已經(jīng)盡可能地使用相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)識附圖所共用的相同元件。附圖未按尺寸繪制并且為了清晰起見而被簡化。可以設(shè)想，一個(gè)實(shí)施例的元件和特征可有利地結(jié)合在其他實(shí)施例中，而不需要額外陳述。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于將氣體傳送至腔室的氣體分配系統(tǒng)。本發(fā)明的裝置有利地提供了到エ藝腔室的大致均勻的徑向氣體傳送，同時(shí)不妨礙當(dāng)氣體分配系統(tǒng)布置子熱源與基板之間時(shí)自熱源至基板表面的熱傳遞。本發(fā)明的裝置可有利地用于許多不同的處理系統(tǒng)中。例如，參見圖1，在某些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)100通?？砂ㄕ婵彰芊馓幚砥脚_104、生產(chǎn)界面102及系統(tǒng)控制器144。可根據(jù)本文所提供的教導(dǎo)而適當(dāng)進(jìn)行修改的處理系統(tǒng)的示例包括從位于美國加州圣大克勞拉市的應(yīng)用材料公司可獲得的Centura 集成處理系統(tǒng)、PRODCER 系列處理系統(tǒng)的其中一者(諸如PRODCER GT 等)、ADVANTEDGE 處理系統(tǒng)或者其他適合的系統(tǒng)?？梢栽O(shè)想，其他處理系統(tǒng)(包括來自其他制造商的處理系統(tǒng))可經(jīng)調(diào)適而受益于本發(fā)明。平臺104可包括多個(gè)エ藝腔室(圖示為六個(gè))110、111、112、132、128、120以及耦合至真空基板傳遞腔室136的至少ー個(gè)裝載鎖定室(圖示為兩個(gè))122。生產(chǎn)界面102經(jīng)由裝載鎖定室122耦合至傳遞腔室136。例如，在某些實(shí)施例中，如圖I所示，エ藝腔室110、111、112、132、128、120可成對分組，其中每對中的エ藝腔室110、111、112、132、128、120中的各個(gè)彼此相鄰放置。在2010年4月30日由Ming Xu等人提交的并且標(biāo)題為“TwinChamber Processing System”的美國臨時(shí)專利申請案第61/330，156號中描述了可以根據(jù)本文的教導(dǎo)修改而并入本發(fā)明的雙腔室處理系統(tǒng)的ー個(gè)示例。各個(gè)雙腔室處理系統(tǒng)可包括可彼此隔離的ー對獨(dú)立處理空間。例如，各個(gè)雙腔室處理系統(tǒng)可包括第一エ藝腔室和第二エ藝腔室，該第一エ藝腔室和第二エ藝腔室分別具有第一處理空間和第二處理空間。該第ー處理空間和第二處理空間可彼此隔離，以便于在各個(gè)各自的エ藝腔室中進(jìn)行基本獨(dú)立的基板處理。雙腔室處理系統(tǒng)內(nèi)的エ藝腔室的經(jīng)隔離的處理空間有利地減少或消除了，可能由處理空間在處理期間流體地耦合的多基板處理系統(tǒng)產(chǎn)生的處理問題。在這樣的實(shí)施例中，エ藝腔室可被配置為。使得處理資源(即，諸如エ藝氣體供應(yīng)器、電源等)可以在處于ー對エ藝腔室內(nèi)的エ藝腔室110、111、112、132、128、120的各個(gè)之間共享。因此，雙腔室處理系統(tǒng)進(jìn)一歩有利地利用共享資源，便于減少系統(tǒng)占地面積、硬件費(fèi)用、設(shè)備使用率及成本、維修費(fèi)等，同時(shí)促進(jìn)較高的基板產(chǎn)量。例如，共享硬件和/或資源可包括處理前置管道及粗抽泵、AC配電及DC電源、冷卻水分配、冷卻器、多路熱控制器、氣體面板、控制器等中的ー個(gè)或多個(gè)。在某些實(shí)施例中，生產(chǎn)界面102包括至少ー個(gè)機(jī)座108和至少ー個(gè)生產(chǎn)界面機(jī)器人(圖示為兩個(gè))114以便于基板的傳遞。機(jī)座108被配置為接收ー個(gè)或多個(gè)(圖示為兩個(gè))前開式標(biāo)準(zhǔn)艙(front opening unified pod ;F0UP) 106A-B。在某些實(shí)施例中，生產(chǎn)界面機(jī)器人114通常包括布置在機(jī)器人114的一端上的葉片116，機(jī)器人114被配置為將基板 通過裝載鎖定室122從生產(chǎn)界面102傳遞至處理平臺104，以用于處理?？蛇x地，一個(gè)或多個(gè)測量站118可連接至生產(chǎn)界面102的終端126，以便于測量來自FOUP 106A-B的基板。在某些實(shí)施例中，裝載鎖定室122中的各個(gè)(下文更詳細(xì)描述)可包括耦合至生產(chǎn)界面102的第一通ロ 123和耦合至傳遞腔室136的第二通ロ 125。裝載鎖定室122可耦合至壓カ控制系統(tǒng)(也在下文中描述)，該系統(tǒng)抽空(pump down)并且排空裝載鎖定室122的氣體，以便于在傳遞腔室136的真空環(huán)境與生產(chǎn)界面102的實(shí)質(zhì)上的周圍環(huán)境(例如，大氣)之間傳遞基板。在某些實(shí)施例中，傳遞腔室136具有布置在傳遞腔室136中的真空機(jī)器人130。真空機(jī)器人130通常包括耦合至活動(dòng)臂131的ー個(gè)或多個(gè)傳遞葉片(圖示為兩個(gè))134。在某些實(shí)施例中，例如在エ藝腔室110、111、112、132、128、120以兩個(gè)為ー組布置(如圖I所示)的情況下，真空機(jī)器人130可包括兩個(gè)平行葉片134，該兩個(gè)平行葉片134被配置為使得真空機(jī)器人130可在裝載鎖定室122與エ藝腔室110、111、112、132、128、120之間同時(shí)傳遞兩個(gè)基板124。エ藝腔室110、111、112、132、128、120可以是用于基板處理中的任何類型的エ藝腔室。例如，在某些實(shí)施例中，エ藝腔室110、111、112、132、128、120中的至少ー者可以是蝕刻腔室、沈積腔室等。例如，在エ藝腔室110、111、112、132、128、120中的至少ー者為蝕刻腔室的實(shí)施例中，エ藝腔室110、111、112、132、128、120中的該至少一者可以是可從AppliedMaterials, Inc 獲得的解稱等離子體源(Decoupled Plasma Source ；DPS)腔室。該 DPS 蝕刻腔室使用感應(yīng)源以產(chǎn)生高密度等離子體，并且包括射頻(radio-frequency ;RF)電源以偏壓基板。替代地或結(jié)合地，在某些實(shí)施例中，エ藝腔室110、111、112、132、128、120中的至少ー者可以是從 Applied Materials, Inc.也可獲得的 HART 、E-MAX 、DPS 、DPS II、PRODUCER E或ENABLER 蝕刻腔室中的一者。也可利用其他蝕刻腔室，包括來自其他制造商的蝕刻腔室。例如，在エ藝腔室110、111、112、132、128、120為蝕刻腔室的實(shí)施例中，エ藝腔室110、111、112、132、128、120可使用含鹵素氣體，以蝕刻布置在エ藝腔室中的基板(例如，基板124)。含鹵素氣體的示例包括溴化氫(HBr)、氯氣(Cl2)、四氟化碳(CF4)等等。蝕刻基板124的后，含鹵素殘余物可遺留在基板表面上。該含鹵素殘余物可通過諸如下文所討論的熱處理工藝等、裝載鎖定室122中的熱處理工藝來移除。系統(tǒng)控制器144耦合至處理系統(tǒng)100。系統(tǒng)控制器144利用對系統(tǒng)100的エ藝腔室110、111、112、132、128、120的直接控制，或者通過控制與エ藝腔室110、111、112、132、128、120及系統(tǒng)100相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)(或控制器)來控制系統(tǒng)100的操作。在操作中，系統(tǒng)控制器144能夠從各個(gè)腔室及系統(tǒng)控制器144收集數(shù)據(jù)并且反饋，以優(yōu)化系統(tǒng)100的性能。系統(tǒng)控制器144通常包括中央處理單元(central processing unit ;CPU) 138、存儲(chǔ)器140及支持電路142。CPU 138可以是能夠用于エ業(yè)環(huán)境中的任何形式的通用計(jì)算機(jī)處理機(jī)中的一者。支持電路142系耦合至CPU 138，并且可包括高速緩存、時(shí)鐘電路、輸入/輸出子系統(tǒng)、電源等等。軟件例程(諸如下文參見圖5所描述的用于移除含鹵素殘余物的 方法500等)在由CPU 138執(zhí)行時(shí)將CPU 138轉(zhuǎn)換為專用計(jì)算機(jī)(控制器)144。也可通過與系統(tǒng)100遠(yuǎn)程布置的第二控制器(未圖示)儲(chǔ)存和/或執(zhí)行該軟件例程。參見圖2，在某些實(shí)施例中，裝載鎖定室122通常可包括腔室主體202、第一基板支撐器204、第二基板支撐器206、溫度控制基座240以及包括一個(gè)或多個(gè)加熱元件271的加熱器模塊270。腔室主體202可由諸如鋁等材料的單ー主體制造。腔室主體202包括界定腔室空間218的第一側(cè)壁208、第二側(cè)壁210、側(cè)面壁(lateral wall ;未圖示)、頂部214及底部216。氣體分配環(huán)290耦合至頂部214，以便于氣體從一個(gè)或多個(gè)氣源252到腔室空間218的徑向輸送。氣體分配環(huán)290能夠以適合的任何方式耦合至頂部214，以在氣體分配環(huán)290與腔室主體202之間形成真空密封。例如，在某些實(shí)施例中，氣體分配環(huán)290可經(jīng)由焊接耦合至頂部214，或在某些實(shí)施例中，氣體分配環(huán)290可經(jīng)由多個(gè)緊固件(例如螺釘、螺栓等)耦合至頂部214。窗ロ 250布置在氣體分配環(huán)290的頂上，并且至少部分地被加熱器模塊270覆蓋。在某些實(shí)施例中，窗ロ 250至少部分地光學(xué)透明，以便于熱量從加熱組件271到腔室空間218的傳遞。窗ロ 250可包括任何至少部分光學(xué)透明的材料，諸如玻璃、結(jié)晶材料等。在某些實(shí)施例中，窗ロ 250包括硅基材料，例如石英(SiO2)?；蛘撸谀承?shí)施例中，窗ロ 250可包括藍(lán)寶石(sapphire)。氣體分配環(huán)290通常包括具有開ロ的主體，該開ロ被配置為允許由加熱器模塊270提供的能量通過且進(jìn)入腔室空間218。多個(gè)氣體分配槽道布置在該主體內(nèi)，并且布置在該開ロ周圍，以提供進(jìn)入腔室空間218中的氣體的徑向分配。例如，在某些實(shí)施例中且如圖3所示，氣體分配環(huán)290可包括具有第一表面308的主體301，該第一表面308被配置為將該主體耦合至エ藝腔室的內(nèi)表面(諸如裝載鎖定室122的上表面等)。在某些實(shí)施例中，可在主體301的頂上(或者如下所討論的在蓋318的頂上)設(shè)置多個(gè)隔熱墊324，以將氣體分配環(huán)290的至少部分與腔室主體202 (或者諸如冷卻環(huán)(未示出)等的其他組件，其中冷卻環(huán)移除加熱器模塊所產(chǎn)生的不良過剩熱量)隔熱。在某些實(shí)施例中，隔熱墊324可包括諸如聚酰亞胺(例如KAPTON )等適合的隔熱材料的薄片。該材料薄片可具有任何適合的形狀，諸如圓盤形、正方形、矩形等。在某些實(shí)施例中，各隔熱墊324可以是具有約O. 005英寸的厚度和約O. 25英寸的直徑的聚酰亞胺圓盤。主體301包括穿過主體301布置的開ロ 304。凸緣320可布置成緊鄰開ロ 304的第一端，其中開ロ 304的第一端與主體301的第一表面308相對。該凸緣向內(nèi)延伸至開ロ304中，并且被配置為將窗ロ 250支撐在凸緣上。多個(gè)氣體分配槽道布置在主體301內(nèi)，并且將形成在主體301內(nèi)的氣室流體地耦合至布置在凸緣320中的多個(gè)孔322。該多個(gè)孔322繞開ロ 304徑向地布置。在某些實(shí)施例中，該多個(gè)孔322可以繞開ロ 304對稱地布置。在某些實(shí)施例中，該多個(gè)孔322可以繞開ロ 304大致上均勻地布置。主體301可由單個(gè)組件或多個(gè)組件制造。例如,在某些實(shí)施例中，且如圖3中進(jìn)ー步詳細(xì)描述的，氣體分配環(huán)290可包括平板302，該平板302具有上表面308，而該上表面308經(jīng)由側(cè)壁312耦合至下表面310。開ロ 304布置成穿過平板302。在某些實(shí)施例中，氣缸306可延伸穿過平板302中的開ロ 304。氣缸306可延伸超出平板302的下表面310。凸 緣320可經(jīng)布置鄰近氣缸306的第一端317，并且凸緣320向內(nèi)延伸至開ロ 304中。在某些實(shí)施例中，凸緣320被配置為支撐窗ロ，例如上述的窗ロ 250。在某些實(shí)施例中，凸緣320包括多個(gè)氣體分配槽道(如下文所述)，這些槽道分別耦合至形成在凸緣320中的多個(gè)孔322。在某些實(shí)施例中，這些槽道延伸穿過氣缸306，并且分別流體地耦合至形成在氣缸306內(nèi)的槽道(如下文所述)。在某些實(shí)施例中，氣缸306可包括布置在氣缸306的頂上的蓋318。蓋318覆蓋該開ロ，以界定對多個(gè)氣體分配槽道提供氣體的氣室(如下文所述)。氣體分配環(huán)290可由適用于所進(jìn)行的特定エ藝的環(huán)境中的任何材料制造，例如金屬、陶瓷等。在某些實(shí)施例中，氣體分配環(huán)290可由如下材料制造，該材料能夠傳導(dǎo)由加熱器模塊270產(chǎn)生的熱量，以便基本上不妨礙放置在基板支撐器204、206上的基板的加熱。例如，在某些實(shí)施例中，氣體分配環(huán)290可由鋁制造。在某些實(shí)施例中，氣體分配環(huán)290可由通過例如焊接或熔接(brazing)彼此f禹合的分離式部件(例如，氣缸306、平板302及蓋318)來構(gòu)造。在某些實(shí)施例中，分離式部件可經(jīng)由多個(gè)緊固件(例如，螺栓、螺釘?shù)?彼此耦合。或者，氣體分配環(huán)290的ー個(gè)或多個(gè)部件可由單件材料制造。例如，在某些實(shí)施例中，氣缸306和平板可由單件材料制造。在這樣的實(shí)施例中，蓋318可以是分離式的，且經(jīng)由焊接或熔接耦合至氣體分配環(huán)290。在某些實(shí)施例中，多個(gè)通孔314可形成于平板302中，以便于將平板302耦合至エ藝腔室(例如，上述裝載鎖定室122的腔室主體202)的內(nèi)表面。在某些實(shí)施例中，多個(gè)隔熱墊316可布置在平板302的頂上，以使氣體分配環(huán)290與腔室主體202隔熱。圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的氣體分配環(huán)290的俯視圖。如圖4所示，蓋318覆蓋主體301中或平板302中界定氣室410的槽道(以虛線顯示)。在某些實(shí)施例中，蓋318可靜置在該槽道的肩部408上，以使得蓋318至少部分布置在該槽道的內(nèi)。氣室410將凸緣320中形成的多個(gè)孔322流體地耦合在一起，以使得鄰近各孔的壓カ更為均勻，進(jìn)而促進(jìn)更均勻的氣流從各個(gè)第二孔322流出并且進(jìn)入裝載鎖定室122中。在某些實(shí)施例中，該氣室可具有非均勻的橫截面，使得在氣室410的第一部分412中的橫截面積大于在第二部分414中的橫截面積。在某些實(shí)施例中，可緊鄰第一部分412提供來自氣源252的氣體，以便促進(jìn)更均勻的氣流從各個(gè)第二孔322流出并且進(jìn)入裝載鎖定室122中，此氣流是由于在氣體流經(jīng)第一部分412的較大橫截面積至第二部分414的較小橫截面積時(shí)的壓カ變化而造成的。在某些實(shí)施例中，來自氣源252的氣體經(jīng)由形成在主體301中的孔416供應(yīng)至氣室。在某些實(shí)施例中，孔416形成于氣室410的底表面中。
氣體分配環(huán)290可包括適合安裝在期望的エ藝裝置內(nèi)的任何尺寸。例如，在某些實(shí)施例中，氣體分配環(huán)290可包括約17英寸至約18英寸的總長度402，或者在某些實(shí)施例中約17. 79英寸的總長度。在某些實(shí)施例中，氣體分配環(huán)290可包括約15英寸至約16英寸的寬度404，或者在某些實(shí)施例中約15. 28英寸的寬度。此外，開ロ 304和凸緣320可具有適于支撐エ藝窗ロ(如上文所述)的任何尺寸。例如，在某些實(shí)施例中，開ロ 304可具有約12英寸至約13英寸的直徑406，或者在某些實(shí)施例中約12. 6英寸的直徑。在某些實(shí)施例中，凸緣320可延伸至開ロ 304中，以將該開ロ的直徑減小至約11英寸至約12英寸的直徑404，或者在某些實(shí)施例中約11. 325英寸的直徑。平板302也可包括附加特征結(jié)構(gòu)，例如，平板302的轉(zhuǎn)角可包括錐形側(cè)面406，以便于エ藝腔室內(nèi)的適當(dāng)裝配，并且減小氣體分配環(huán)290的總尺寸。參見圖5，形成在主體301 (或氣缸306)和凸緣320中的氣體分配槽道(圖示為兩個(gè)且標(biāo)記為508)中的每ー者通常可包括一般橫向定向的第一部分504和一般垂直定向的第二部分506。此外，槽道508中的每ー者分別流體地耦合至多個(gè)孔324中的孔。盡管第一 部分504和第二部分506被示出為大致上垂直，但第一部分504和第二部分中的各個(gè)可相對于彼此和氣體分配環(huán)290以任何適合的角度布置，以便于穿過槽道508的均勻氣流，進(jìn)而便于來自氣體分配環(huán)290的持續(xù)氣體輸送?？梢栽跉飧?06和凸緣320中形成任何數(shù)量的槽道508，以便于來自氣體分配環(huán)290的氣體輸送。例如，在某些實(shí)施例中，可以在氣缸306和凸緣320中形成兩個(gè)或兩個(gè)以上槽道508，或在某些實(shí)施例中約24個(gè)槽道508，或在某些實(shí)施例中約23個(gè)槽道508。此夕卜，槽道508可以以適合從氣體分配環(huán)290以期望的圖案提供氣體輸送的任何配置，分布在氣缸306和凸緣320。例如，在某些實(shí)施例中，槽道508可被均勻地間隔開，以便于均勻的徑向氣體分配。例如，在氣缸包括24個(gè)槽道508的實(shí)施例中，槽道508可以圍繞氣缸306和凸緣320以約15度的間隔布置。槽道508可包括適于提供期望的氣流的任何尺寸。例如，在某些實(shí)施例中，槽道508可具有約O. 11英寸至約O. 19英寸的直徑。在某些實(shí)施例中，孔324可包括與槽道508相同或不同的尺寸。在某些實(shí)施例中，可以在凸緣320的上表面中形成O形環(huán)、或墊圈、槽道510，以保證當(dāng)窗ロ 250被布置在凸緣320的上表面上時(shí),一個(gè)或多個(gè)O形環(huán)或墊圈518 (圖不為一個(gè))在窗ロ 250與凸緣320之間提供真空密封。在某些實(shí)施例中，各槽道508的第二部分506的一端503可耦合至氣室410。在此類實(shí)施例中，氣室410可在氣缸306內(nèi)形成連續(xù)徑向槽道，從而提供從氣源(即上述氣源252)到槽道504中的每ー者的同步的氣體輸送。在氣室410存在的實(shí)施例中，蓋318可布置在氣缸306的頂上。在某些實(shí)施例中，蓋318可包括嵌件520，嵌件520被配置為裝配在氣室410內(nèi)。蓋318可經(jīng)由適于形成真空密封的任何耦合方式(例如經(jīng)由焊接、熔接等)耦合至氣缸306。例如，在操作中，氣體分配環(huán)290耦合至エ藝腔室(例如，上述裝載鎖定室122)的內(nèi)表面，從而在氣體分配環(huán)290與エ藝腔室主體之間建立真空密封。包括至少部分透明材料的エ藝窗ロ 250布置在ー個(gè)或多個(gè)O形環(huán)518的頂上。エ藝氣體經(jīng)由氣源(例如，上述氣源252)供應(yīng)至氣室410，并且經(jīng)由槽道508從多個(gè)孔324分配。在某些實(shí)施例中，氣體以基本上均勻的徑向圖案分配，例如，多個(gè)孔324中的每ー者以相對于彼此低于約1%的差別的壓カ分配氣體。此外，在某些實(shí)施例中，氣室與多個(gè)孔之間的氣體的壓カ降可小于約600毫托，或在某些實(shí)施例中可低于約500毫托。參見圖6，在某些實(shí)施例中，可以講附加特征結(jié)合到氣體分配環(huán)290中。例如，在某些實(shí)施例中，氣體分配環(huán)290可包括凹部602、切除部604或被配置為便于將氣體分配環(huán)290適當(dāng)裝配在エ藝腔室(即裝載鎖定室122)內(nèi)的其他特征。返回圖2，可以控制腔室空間218的壓力，使得裝載鎖定室122可被抽氣以基本上匹配傳遞腔室136的環(huán)境，并且裝載鎖定室可通氣以基本上匹配生產(chǎn)界面102的環(huán)境。在某些實(shí)施例中，腔室空間218的壓カ可被控制在便于進(jìn)行殘余物移除エ藝的預(yù)定范圍內(nèi)，如下文所進(jìn)ー步描述的。腔室主體202包括一個(gè)或多個(gè)通氣通道230和泵送通道232。通氣通道230和泵送通道232放置在腔室主體202兩端，以在通氣和抽氣期間在腔室空間218內(nèi)誘發(fā)層流，從而使微粒子污染最小化。在某些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)通氣通道230耦合至氣體分配環(huán)290，以提供由ー個(gè)或多個(gè)(圖示為兩個(gè))氣源252所提供的氣體的徑向分配，同時(shí)泵送通道232被布置成穿過腔室主體202的底部216。通道230、232通常耦合至閥212，以選擇性地允許氣流流入腔室空間218中以及從腔室空間218中流出。在某些實(shí)施例中，高效空氣過濾器236 (諸如從New Jersey的Riverdale的Camfil Farr, Inc.可獲得的)可經(jīng)由通氣接線237耦合至腔室主體202。通氣通道230可經(jīng)由閥241額外地耦合至氣源252，以經(jīng)由氣體分配環(huán)將混合氣體提供至腔室空間218中。氣源252可提供所執(zhí)行的特定エ藝所需的任何氣體。例如，在某些實(shí)施例中，氣源252可提供氮?dú)?N2)、氫氣(H2)、烷烴、烯烴、氧氣(O2)、臭氧(O3)、水蒸汽(H2O)等中的至少ー者。在某些實(shí)施例中，遠(yuǎn)程等離子體源(remote plasma source ;RPS) 248可f禹合至通氣通道230，以幫助從基板表面移除殘余物。遠(yuǎn)程等離子體源248向裝載鎖定室122提供由氣源252所提供的混合氣體形成的等離子體。在存在遠(yuǎn)程等離子體源(RPS) 248的實(shí)施例中，可以在通氣通道230的出ロ處布置擴(kuò)散器(未圖示)，以便于將所產(chǎn)生的等離子體輸送至裝載鎖定室122中。在某些實(shí)施例中，泵送通道232耦合至諸如可購自總部設(shè)在法國巴黎的Alcatel的點(diǎn)處理泵236(point-of-use pump)。點(diǎn)處理泵236可具有低振動(dòng)產(chǎn)生，以使得放置在裝載鎖定室122內(nèi)的支撐器204、206上的基板124的擾動(dòng)最小化，同時(shí)通過使裝載鎖定室122與泵236之間的流體路徑最小化來提高抽氣效率并且縮短抽氣時(shí)間。在腔室主體202的第一側(cè)壁208中布置第一裝載通ロ 238，以允許基板124在裝載鎖定室122與生產(chǎn)界面102之間傳遞。第一流量閥244選擇性地密封第一裝載通ロ 238，以使裝載鎖定室122與生產(chǎn)界面102隔離。在腔室主體202的第二側(cè)壁210中布置第二裝載通ロ 239，以允許基板124在裝載鎖定室122與傳遞腔室136之間傳遞。與第一流量閥244基本類似的第二流量閥246選擇性地密封第二裝載通ロ 239，以使裝載鎖定室122與傳遞腔室136的真空環(huán)境隔離。第一基板支撐器204同軸地耦合至布置在腔室底部216上方的第二基板支撐器206 (即，第一基板支撐器204層疊在第二基板支撐器206頂部上)?；逯纹?04、206通常被安裝至環(huán)箍220，環(huán)箍220耦合至軸282，軸282延伸穿過腔室主體202的底部216。軸282耦合至布置在裝載鎖定室122外部的升降機(jī)構(gòu)296，該升降機(jī)構(gòu)296控制在腔室主體202內(nèi)的基板支撐器204和206的高度。風(fēng)箱284耦合在環(huán)箍220與腔室主體202的底部216之間并且布置在軸282周圍，以在第二基板支撐器206與底部216之間提供彈性密封，從而防止來自或進(jìn)入腔室主體202的泄漏，并且?guī)椭逯纹?04、206在不折衷裝載鎖定室122內(nèi)的壓カ的情況下升高和降低。例如，在操作中，第一基板支撐器204可用以保持來自生產(chǎn)界面102的未處理的基板，而第二基板支撐器206用以保持從傳遞腔室136返回的經(jīng)處理的基板(例如，經(jīng)蝕刻基板)。在通氣及抽氣期間，在裝載鎖定室122內(nèi)的氣流由于通氣通道230和泵送通道232的位置而基本上為層狀，并且該氣流被配置為使得微粒污染最小化。在某些實(shí)施例中，溫度控制基座240可經(jīng)由支撐件278耦合至腔室主體202的底部216。支撐件278可以是空心或包括穿過支撐件278的通道，以允許流體、電信號、傳感器等耦合至基座240。或者，基座240可經(jīng)由第二軸282和升降機(jī)構(gòu)296可移動(dòng)地耦合至腔室 主體202。在該實(shí)施例中，支撐件278可包括風(fēng)箱284。溫度控制基座240通常包括壓板280，壓板280通常由例如諸如鋁或不銹鋼等的導(dǎo)熱材料制造，但可替代地由諸如陶瓷等其他材料組成。壓板280通常具有熱傳遞元件286。熱傳遞元件286可以是布置在壓板280中或者布置成與壓板280的下表面288接觸的流體通道。或者，熱傳遞元件286可以是循環(huán)水套、諸如帕耳帖(Peltier)設(shè)備等的熱電設(shè)備、或者可用于控制壓板280的溫度的其他結(jié)構(gòu)。在某些實(shí)施例中，熱傳遞元件286包括與壓板280的下表面288接觸布置的管道291。管道291耦合至流體源294，該流體源294使流體經(jīng)由該管道循環(huán)。流體(例如，來自流體源294的設(shè)備水)可以可選地進(jìn)行熱調(diào)節(jié)。管道291可與壓板280的下表面288相抵以大致上環(huán)形或螺旋形圖案布置。通常，管道291被熔接至下表面288或與下表面288相抵夾緊，或使用導(dǎo)電粘合劑粘合?？蛇x地，諸如銅板等導(dǎo)電平板(未圖示)可以替代地布置在管道291與壓板280之間，以提高橫跨壓板280的寬度的熱傳遞的均勻性。環(huán)箍220 (其中基板支撐器204、206耦合至該環(huán)箍220)可被降低至第一位置，其中在第一位置處，壓板280的上表面292與由第二基板支撐器206支撐的基板緊密接近或接觸。在第一位置處，壓板280可用于調(diào)節(jié)布置在壓板280上(或者鄰近壓板280)的基板的溫度。例如，從處理返回的基板可通過在裝載鎖定室122的抽氣期間將基板支撐在壓板280的上表面292上而在裝載鎖定室122中冷卻。熱能通過壓板280從基板傳遞至熱傳遞元件286，進(jìn)而冷卻基板。在冷卻基板之后，基板支撐器204、206可向腔室主體202的頂部214升高，以允許機(jī)器人130、114接近固定于第二基板支撐件206中的基板。可選地，支撐器204、206可降低至上表面292與由第一基板支撐器204支撐的基板接觸或緊密接近的位置。在該位置處，壓板280可用于對基板進(jìn)行熱調(diào)節(jié)和加熱。在某些實(shí)施例中，在操作中，裝載鎖定室122幫助在生產(chǎn)界面102的周圍環(huán)境與傳遞腔室136的真空環(huán)境之間傳遞基板。當(dāng)裝載鎖定室122內(nèi)的環(huán)境被調(diào)節(jié)為與傳遞腔室136或生產(chǎn)界面102 (其中基板將被傳遞至傳遞腔室136或生產(chǎn)界面102)的環(huán)境相匹配吋，裝載鎖定室122暫時(shí)地容納基板。例如，當(dāng)裝載鎖定室122被通氣為大致大氣壓力，以與生產(chǎn)界面102的環(huán)境匹配時(shí)，第一流量閥244被打開。生產(chǎn)界面機(jī)器人120將未處理的基板從FOUP 106A-B中的一者傳遞至第一基板支撐器204?；咫S后被傳遞至エ藝腔室110、111、112、132、128、120以進(jìn)行蝕刻處理。完成蝕刻處理之后，裝載鎖定室122中的泵送通道232隨后被打開，并且裝載鎖定室122被抽氣至與傳遞腔室136的壓カ基本上相等的壓力。在裝載鎖定室122和傳遞腔室136內(nèi)的壓カ基本上相等之后，第二流量閥246被打開。經(jīng)處理的基板由在裝載鎖定室122中的傳遞機(jī)器人130傳遞至第二基板支撐器206上的位置。在傳遞機(jī)器人130的葉片被移除以后，第二流量閥246被關(guān)閉。在例如進(jìn)行蝕刻處理的某些實(shí)施例中，可在裝載鎖定室122中進(jìn)行殘余物去除エ藝。在此類實(shí)施例中，在殘余物去除エ藝期間，第二基板支撐器206可朝向加熱器模塊270升高經(jīng)處理的基板以提高加熱效率，從而將殘余物轉(zhuǎn)化成揮發(fā)性化合物，該揮發(fā)性化合物可以被從裝載鎖定室122抽出。在去除エ藝期間，可將ー種或多種エ藝氣體供應(yīng)至裝載鎖定室122中以促進(jìn)殘余物去除。在經(jīng)處理的基板表面上的殘余物已部分或全部從基板表面釋出之后，在裝載鎖定室122中通氣通道230被打開，以允許裝載鎖定室122中的壓カ升高以與生產(chǎn)界面102中的壓カ基本匹配，從而便于將經(jīng)處理的基板傳遞至FOUP 106A-B。當(dāng)通氣時(shí)，基座240被升高以接觸靜置在第二基板支撐器206上的經(jīng)處理的基板。因此，經(jīng)處理 的基板通過將熱量經(jīng)由基座240傳遞至在管道291中循環(huán)的流體來冷卻。在壓カ被匹配以后，第一流量閥244被打開，以允許生產(chǎn)界面機(jī)器人114進(jìn)入裝載鎖定室122，從第二基板支撐器206移除經(jīng)處理的基板且返回至FOUP 106A-B中的一者。這樣，由于基板冷卻エ藝及裝載鎖定室通氣エ藝同時(shí)進(jìn)行，因此總エ藝時(shí)間和循環(huán)時(shí)間減少，并且生產(chǎn)カ和產(chǎn)量增加。由于當(dāng)經(jīng)處理的基板由生產(chǎn)界面機(jī)器人114從第二基板支撐器206移除時(shí)裝載鎖定室122中的流量閥244保持在打開狀態(tài)，因此來自FOUP 106A-B的新的未處理基板可以在第一基板支撐器204上被傳遞至裝載鎖定室122中。完成傳遞基板之后，第一流量閥244和通氣通道230被關(guān)閉。泵送通道232隨后被打開，并且裝載鎖定室122被抽氣至與傳遞腔室136的壓カ基本上相等的壓力。在裝載鎖定室122與傳遞腔室136的壓カ基本上相等以后，第二流量閥246被打開，并且傳遞機(jī)器人130接著取回新的未處理基板而將其放置在第一基板支撐器204中，以用于在エ藝腔室110、112、132、128、120中的一個(gè)或多個(gè)中進(jìn)行處理，該エ藝腔室限制傳遞腔室136反復(fù)且連續(xù)地進(jìn)行如上所述的蝕刻エ藝及含鹵素殘余物去除エ藝。完成基板傳遞之后，第二流量閥246被關(guān)閉以如上所述的將傳遞腔室136與裝載鎖定室122隔離。因此，本發(fā)明提供了用于將氣體徑向輸送至エ藝腔室的裝置。本發(fā)明的裝置有利地提供了到エ藝腔室的基本上對稱和/或均勻的氣體徑向分配，同時(shí)不妨礙從熱源至基板表面的熱傳遞。雖然前述內(nèi)容針對本發(fā)明的實(shí)施例，但在不脫離的本發(fā)明的基本范疇的情況下，可設(shè)計(jì)本發(fā)明的其他的和另外的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于エ藝腔室的氣體分配系統(tǒng)，所述氣體分配系統(tǒng)包括 主體，所述主體具有第一表面，所述第一表面被配置為將所述主體耦合至エ藝腔室的內(nèi)表面，所述主體具有被布置成穿過所述主體的開ロ ； 凸緣，所述凸緣被布置成鄰近所述開ロ的第一端，所述開ロ的所述第一端與所述主體的所述第一表面相對，所述凸緣向內(nèi)延伸至所述開口中，并且所述凸緣被配置為支撐所述凸緣上的窗ロ ；以及 多個(gè)氣體分配槽道，所述多個(gè)氣體分配槽道布置在所述主體內(nèi)，并且所述多個(gè)氣體分配槽道將布置在所述 主體內(nèi)以及圍繞所述開ロ的槽道流體地耦合至布置在所述凸緣中的多個(gè)孔，其中所述多個(gè)孔繞所述凸緣徑向地布置。
2.如權(quán)利要求I所述的氣體分配系統(tǒng),其中所述主體包括 平板，所述平板具有第一表面，所述第一表面被配置為將所述平板耦合至所述エ藝腔室的所述內(nèi)表面，所述平板還具有被布置成穿過所述平板的開ロ；以及 氣缸，所述氣缸在所述平板的與所述第一表面相對的側(cè)面上從所述平板延伸，并且所述氣缸具有延伸穿過所述氣缸的開ロ，其中所述凸緣被布置成鄰近所述氣缸的與所述平板相對的第一端。
3.如權(quán)利要求I所述的氣體分配系統(tǒng),其中所述主體還包括 蓋，所述蓋布置在所述槽道的上部中，以形成氣室。
4.如權(quán)利要求3所述的氣體分配系統(tǒng)，其中所述氣室具有第一橫截面積和第二橫截面積，其中所述第一橫截面積鄰近進(jìn)氣ロ以接收來自氣體分配源的氣體，并且所述第二橫截面積被布置在所述開ロ的相對側(cè)面上，其中所述第一橫截面積大于所述第二橫截面積。
5.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的氣體分配系統(tǒng)，其中所述多個(gè)氣體分配槽道包括約0. 055英寸至約0. 095英寸的直徑。
6.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的氣體分配系統(tǒng)，還包括 窗ロ，所述窗ロ布置在所述開ロ內(nèi)和所述凸緣的頂上，其中所述凸緣被配置為與所述窗ロ形成真空密封。
7.如權(quán)利要求6所述的氣體分配系統(tǒng)，其中所述窗ロ包括石英或藍(lán)寶石中的至少ー者。
8.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的氣體分配系統(tǒng)，其中所述主體的所述頂表面被配置為在所述主體的頂表面被耦合至所述エ藝腔室的所述內(nèi)表面時(shí)，與所述エ藝腔室形成真空密封。
9.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的氣體分配系統(tǒng)，其中所述主體包括鋁或不銹鋼中的至少ー者。
10.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的氣體分配系統(tǒng)，其中所述多個(gè)第二孔繞所述凸緣對稱地布置，以提供所述氣體的徑向分配。
11.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的氣體分配系統(tǒng)，其中所述多個(gè)氣體分配槽道包括約兩個(gè)或兩個(gè)以上槽道。
12.—種氣體分配系統(tǒng)，包括 エ藝腔室，所述エ藝腔室具有基板支撐件； 加熱器模塊，所述加熱器模塊包括一個(gè)或多個(gè)福射加熱兀件，所述ー個(gè)或多個(gè)福射加熱元件被布置成與所述基板支撐件的支撐表面相對；以及 氣體分配系統(tǒng)，所述氣體分配系統(tǒng)耦合至介于所述加熱器模塊與所述基板支撐件之間的所述エ藝腔室，所述氣體分配系統(tǒng)如權(quán)利要求1-11中的任一項(xiàng)所述，其中所述開ロ提供所述加熱器模塊與所述基板支撐件之間的視線。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的氣體分配系統(tǒng)，其中所述主體的所述頂表面被配置成在被耦合至所述エ藝腔室的所述內(nèi)表面時(shí)，與所述エ藝腔室形成真空密封。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的氣體分配系統(tǒng)，其中所述エ藝腔室是裝載鎖定腔室。
全文摘要
本文提供了將氣體輸送至腔室的裝置及其使用方法。在某些實(shí)施例中，用于工藝腔室的氣體分配系統(tǒng)可包括主體，該主體具有第一表面，該第一表面被配置為將主體耦合至工藝腔室的內(nèi)表面，該主體具有被布置穿過主體的開口；凸緣，該凸緣被布置成鄰近開口的第一端，該開口的第一端與主體的第一表面相對，凸緣向內(nèi)延伸至開口中，并且凸緣被配置為支撐在凸緣上的窗口；以及多個(gè)氣體分配槽道，多個(gè)氣體分配槽道布置在主體內(nèi)，并且多個(gè)氣體分配槽道將布置在主體內(nèi)和圍繞開口的槽道流體地耦合至布置在凸緣中的多個(gè)孔，其中多個(gè)孔繞凸緣徑向地布置。
文檔編號H01L21/3065GK102870200SQ201180007653
公開日2013年1月9日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者杰瑞德·阿哈默德·里, 馬丁·杰夫·薩里納斯, 安珂斯·阿加沃爾, 伊茲拉·羅伯特·高德, 詹姆斯·P·克魯斯, 阿尼魯達(dá)·帕爾, 安德魯·源 申請人:應(yīng)用材料公司