[发明专利]用于等离子体增强的化学气相沉积和斜边蚀刻的系统

说明书

发明背景

发明领域

本发明的实施方式大致涉及处理半导体基板的装置与方法。更具体地，本 发明的实施方式涉及用以处理靠近基板边缘区域的装置与方法。

相关技术的说明

为了降低所有权的成本，半导体制造工艺可在一能高重复性平行处理多片 基板的整合系统中进行。该整合系统通常包含制造界面、加载互锁真空室 （load-lock chamber）以及适于利用化学气相沉积（CVD）或等离子体增强化学 气相沉积（PECVD）工艺，在一个或多个基板上形成沉积膜的基板沉积腔室。

在CVD/PECVD期间，通常希望在整个基板上具有均匀的厚度轮廓，且在 基板边缘区域附近无沉积。将与不希望产生沉积的边缘处相靠近的区域称为“边 缘排除区域（edge exclusion）”。图1A是显示出希望于基板101上形成的沉积层 102的轮廓的部分剖面图。沉积层102均匀地沉积在整个基板101的上表面上， 且在边缘排除区域103内并无沉积。遗憾的是，实际的沉积轮廓通常与图1A 所示的理想构造不同。图1B是显示出在经过CVD或PECVD沉积之后，基板 101上的沉积层102a的实际表面轮廓的部分剖面图。沉积层102a一般延伸至边 缘排除区域103，且可在靠近边缘排除区域103形成具有额外厚度的斜边104。

为了防止在基板边缘处沉积膜的形成，图1C是显示出一种提出采用遮蔽环 （shadow ring）的常规方式的部分剖面图。遮蔽环105通常设置在重叠且覆盖 基板101的至少部分边缘排除区域103的位置处。据此，如图1C所示，在遮蔽 环105的遮蔽下，沉积层102b逐渐减少。

虽然目前使用遮蔽环105能在多达3.5mm宽的边缘排除区域内获得厚度的 均匀性或其它所希望的边缘轮廓，但由于器件尺寸逐渐减小，因此对于厚度非 均匀性，或其它所需要的轮廓特征的要求必须降低至2mm宽的边缘排除区域。 由于边缘排除区域较小的缘故，采用遮蔽环105来防止在边缘区域处沉积的常 规方法可能无法提供令人满意的效果。

因此，需要在不使用遮蔽环的情况下，以整合方式在基板上沉积薄膜且从 基板边缘区域移除该薄膜的装置与方法。

发明内容

本发明描述了整合了基板边缘处理能力的基板处理装置与方法。于一实施 方式中，一种装置包括加载互锁真空室、耦合至该加载互锁真空室的传送腔室、 以及一或多个耦合至该传送腔室的双处理腔室，每一双处理腔室限定两个独立 的处理区域。各处理区域包括一基板支撑件、一等离子体产生器以及一气体传 送组件，其中该基板支撑件具有一基板支撑表面，该等离子体产生器配置为将 一等离子相的蚀刻剂提供至该基板支撑表面的周边区域，以及该气体传送组件 耦合至一气体源，其中该气体传送组件配置为在该基板支撑表面上产生一径向 气流，而该径向气流从该基板支撑表面的约中央区域流向该基板支撑表面的周 边区域。

另一实施方式中，一种基板处理装置，包括加载互锁真空室、耦合至该加 载互锁真空室的传送腔室、一或多个双处理腔室以及耦合至该传送腔室的基板 边缘处理腔室，其中该双处理腔室耦合至该传送腔室且适于执行沉积工艺。该 基板边缘处理腔室包含一基板支撑件、一等离子体产生器以及一气体传送组件， 其中该基板支撑件具有一基板支撑表面，该等离子体产生器配置为将等离子相 的蚀刻剂提供至该基板支撑表面的周边区域，以及该气体传送组件耦合至一气 体源，其中该气体传送组件配置为在该基板支撑表面上产生一径向气流，而该 径向气流从该基板支撑表面的约中央区域流向该基板支撑表面的该周边区域。

附图简要说明

为了更详细地理解本发明前述特征，本发明示意总结如上的特定叙述可参 照实施方式获致，而部分实施方式绘示于附图中。然而，应指出的是附图中仅 绘示本发明典型的实施方式，故并非用以限制专利范围，本发明可容许其它等 效实施方式。

图1A绘示在基板周边区域处所希望的沉积层轮廓。

图1B绘示在基板周边区域处实际获得的沉积层轮廓。

图1C绘示一种利用遮蔽环防止在基板周边区域处形成沉积膜的常规方式。

图2A为示出具有基板边缘处理能力的基板处理系统的一个实施方式的示 意剖面图。

图2B为示出整合于图2A所示处理系统中的加载互锁真空腔室的一实施方 式的部分剖面图。