用于解決具有改良的流動均勻性/氣體傳導(dǎo)性的可變的處理容積的對稱腔室主體設(shè)計架構(gòu)的制作方法
【專利說明】
歷技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開案的實施例涉及用于處理半導(dǎo)體基板的設(shè)備及方法。更具體地，本公開案的實施例涉及具有模塊化設(shè)計的處理腔室，以提供可變的處理容積及改良的流動傳導(dǎo)性及均勻性。
【背景技術(shù)】
[0002]電子設(shè)備(諸如平板顯示器及集成電路)通常由一系列的處理制成，在該一系列的處理中在基板上沉積各個層且所沉積的材料被蝕刻成期望的圖案。這些處理通常包括:物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增強CVD(PECVD)、及其他等離子體處理。具體地，等離子體處理包括將處理氣體混合物供應(yīng)至真空腔室，以及施加射頻功率(RF功率)以將處理氣體激發(fā)成等離子體狀態(tài)。等離子體將氣體混合物分解為將執(zhí)行期望的沉積或蝕刻處理的離子種類。
[0003]在等離子體處理期間所遇到的一個問題是與在處理期間在基板表面之上建立均勻的等離子體密度相關(guān)聯(lián)的困難，這導(dǎo)致基板的中心區(qū)域與邊緣區(qū)域之間的非均勻處理。可通過由于物理處理腔室設(shè)計中的不對稱導(dǎo)致的自然電流、氣體流動、及熱分布中的偏斜(skew)而貢獻(xiàn)建立均勻等離子體密度方面的困難。這樣的偏斜不僅導(dǎo)致非均勻的等離子體密度，而且使得使用其他處理變量或“旋鈕(knob) ”來控制中心至邊緣等離子體均勻性變得困難。
[0004]最佳處理參數(shù)(諸如處理容積、基板與氣體分布噴頭之間的距離)對于不同處理一般是不同的。例如，當(dāng)蝕刻導(dǎo)體層、蝕刻介電層或剝離光刻膠層時，需要不同的處理容積。為了滿足不同的處理，可需要多個處理腔室，這增加了擁有成本。
[0005]因此，需要致能(enable)可變的處理容積、改良的流動傳導(dǎo)性、以及改良的處理均勻性的處理腔室。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開案的實施例涉及具有模塊化設(shè)計的處理腔室，以提供可變的處理容積(volume)、改良的流動傳導(dǎo)性、及改良的處理均勻性。
[0007]—個實施例提供用于處理基板的裝置。該裝置包括:處理模塊，該處理模塊封圍處理區(qū)域；以及流動模塊，該流動模塊附連至該處理模塊。該流動模塊限定排空(evacuat1n)通道及大氣容積。這些排空通道連接處理模塊的處理區(qū)域和附連至流動模塊的排放系統(tǒng)。該裝置進(jìn)一步包括基板支撐組件，該基板支撐組件包括支撐板及軸。該支撐板被設(shè)置于該處理區(qū)域中，以在該處理區(qū)域中支撐基板，且該軸從該處理模塊的處理區(qū)域延伸至該流動模塊的大氣容積。
[0008]另一實施例提供用于向處理腔室提供對稱的流動路徑的流動模塊。該流動模塊包括:外壁，該外壁被成形為連接該處理腔室的腔室主體；內(nèi)壁；兩對或更多對徑向壁，所述兩對或更多對徑向壁被連接在該外壁和該內(nèi)壁之間；以及底壁。在所述兩對或更多對徑向壁的內(nèi)壁和外壁之間限定兩個或多個排空通道。該底壁被耦接至該內(nèi)壁以及所述兩對或更多對徑向壁。通過該內(nèi)壁、該底壁、以及所述兩對或更多對徑向壁限定一大氣容積。
[0009]另一實施例提供等離子體處理腔室。該等離子體處理腔室包括:處理模塊，該處理模塊包括:腔室主體，該腔室主體封圍處理區(qū)域；基板支撐組件，該基板支撐組件沿著中心軸設(shè)置。該等離子體處理腔室進(jìn)一步包括源模塊，該源模塊被設(shè)置在該處理區(qū)域上方的腔室主體之上。該源模塊包括與該基板支撐組件相對的上電極。該等離子體處理腔室進(jìn)一步包括設(shè)置在該處理模塊下方的流動模塊以及附連至該流動模塊的排放模塊。該流動模塊限定排空通道和大氣容積。這些排空通道連接至處理模塊的處理區(qū)域。該大氣容積接收基板支撐組件的軸。該排放模塊與該流動模塊的所述排空通道流體連通。
【附圖說明】
[0010]為了可詳細(xì)理解本公開的上述特征的方式，可通過參照實施例對簡要概述于上的本公開進(jìn)行更加詳細(xì)的描述，該等實施例中的一些實施例圖示于附圖中。然而應(yīng)注意的是，這些附圖僅圖示本公開的典型實施例且因此不被視為限制本公開的范疇，因為本公開可允許其他等效實施例。
[0011]圖1A為根據(jù)本公開案的一個實施例的等離子體處理腔室的示意性截面圖。
[0012]圖1B為示出了處理腔室和流動腔室的圖1A的等離子體處理腔室的示意性部分分解圖。
[0013]圖1C為移除了基板支撐組件的處理模塊和流動模塊的示意性俯視圖。
[0014]圖2A為根據(jù)本公開案的一個實施例的流動模塊的示意性透視俯視圖。
[0015]圖2B為圖2A的流動模塊的示意性透視仰視圖。
[0016]圖3為根據(jù)本公開案的一個實施例的底盤的示意性透視圖。
[0017]圖4A-4C為根據(jù)本公開案的實施例的由各種模塊組裝的處理腔室的示意性截面圖。
[0018]為了便于理解，已經(jīng)在可能的地方使用相同的附圖標(biāo)記來指示諸圖所共有的相同元件?？蓸?gòu)想，在一個實施例中公開的元件可有利地用于其他實施例上而無需特定詳述。
【具體實施方式】
[0019]本公開案一般涉及具有模塊化設(shè)計的處理腔室，以提供可變的處理容積、改良的流動傳導(dǎo)性、和/或處理均勻性。根據(jù)本公開案的模塊化設(shè)計利用簡化的腔室結(jié)構(gòu)實現(xiàn)改良的處理均勻性及對稱性。模塊化設(shè)計進(jìn)一步通過替換模塊化處理腔室中的一個或多個模塊來提供用于執(zhí)行各種處理或處理各種尺寸的基板的靈活性。
[0020]圖1A為根據(jù)本公開案的一個實施例的等離子體處理腔室100的示意性截面圖。等離子體處理腔室100可為等離子體蝕刻腔室、等離子體增強化學(xué)氣相沉積腔室、物理氣相沉積腔室、等離子體加工腔室、離子布植腔室、或其他合適的真空處理腔室。
[0021]等離子體處理腔室100可由多個模塊組裝成。模塊化設(shè)計使得等離子體處理腔室100能夠滿足多種處理要求。如圖1A中所示，等離子體處理腔室100可包括源模塊102、處理模塊104、流動模塊106、及排放模塊108。源模塊102、處理模塊104及流動模塊106共同封圍處理區(qū)域112。在操作期間，基板116可被置于基板支撐組件118上并被暴露于處理環(huán)境，諸如處理區(qū)域112中產(chǎn)生的等離子體?？稍诘入x子體處理腔室100中執(zhí)行的示例性處理可包括蝕刻、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、布植、等離子體退火、等離子體加工、消除或其他等離子體處理。可通過從排放模塊108通過排空通道114的抽吸(suct1n)而在處理區(qū)域112中維持真空，排空通道114由流動模塊106限定。
[0022]處理區(qū)域112及排空通道114關(guān)于中心軸110是基本上對稱的，以提供對稱的電流、氣體流動、及熱流動以建立均勻的處理條件。
[0023]在一個實施例中，如圖1A中所示，源模塊102可為電容耦合等離子體源。源模塊102可包括上電極120 (或陽極)，上電極120通過隔離器122與處理模塊104隔離并由處理模塊104支撐。上電極120可包括附連至熱傳遞板130的噴頭板128。上電極120可通過氣體入口管126連接至氣體源132。噴頭板128、熱傳遞板130、及氣體入口管126可全部由射頻(RF)傳導(dǎo)材料(諸如鋁或不銹鋼)制成。上電極120可經(jīng)由傳導(dǎo)性氣體入口管126耦合至RF電源124。傳導(dǎo)性氣體入口管126可與等離子體處理腔室100的中心軸110同軸，使得對稱地提供RF功率及處理氣體兩者。
[0024]雖然以上描述電容性等離子體源，但源模塊102可根據(jù)處理要求為任何合適的氣體/等離子體源。例如，源模塊102可為電感耦合等離子體源、遠(yuǎn)距等離子體源、或微波等離子體源。
[0025]處理模塊104被耦合至源模塊102。處理模塊104可包括封圍處理區(qū)域112的腔室主體140。腔室主體140可