高剥除速率的下游腔室的制作方法

专利名称：高剥除速率的下游腔室的制作方法
技术领域：
本申请涉及晶圆处理的领域。更具体地，本申请涉及用于晶圆处
理的蚀亥'J月空室(etching chamber )。
背景技术：
光阻去除(photoresist removal)(剥除(stripping))为半导体集成 电路(IC)制造中经常使用的处理。光阻用于定义晶圆上的特定图案。 其用在例如光刻、离子注入和等离子腐蚀(其中不是光阻的材料被去 除)过程中。在这些处理后，在继续到下一处理前光阻被从晶圆上去 除。
因为光阻剥除经常用于半导体制造加工中，剥除器被设计成具有 非常短的处理时间，即，高处理能力，以减小整个晶圆制造成本。尽
管有不同的方法增大剥除器的处理能力，它们可归入两个类别减少
开销和改善剥除速率。开销包括晶圆处理时间(wafer handling time)、 晶圆被装入其中的腔室(chamber)的抽气时间(pump down time)、所 述腔室内部的压力的稳定、晶圆加热、和用希望的气体回填入所述腔 室中，所有这些步骤都在使晶圆为特定处理做好准备。剥除速率(strip rate)是光阻被多快地去除并从晶圆表面清除的测量标准。剥除速率也 确定了晶圆暴露于等离子体下的时间。晶圆暴露于剥除腔室(strip chamber)中的等离子体下的时间一般被最小化以减小对晶圆上的不同 电路的电损伤。可通过使用更高的等离子体源功率、更高的晶圆温度、 更高的处理气体流动性或改变气体的化学特性来增大剥除速率。
多数剥除器具有进气孔(entrance hole),气体通过该进气孔被注入 到含有将要处理的晶圆的腔室中。进气孔与晶圆间的典型垂直距离为 几英寸。该距离被最小化以使该腔室很紧凑并且在制造上更经济。为 了获得一致的剥除图案，使晶圆表面处的气体垂直流速保持一致。然 而，在所用的典型流动速率下，气体在几英寸内不散开。因此，为了在这样的短距离内实现流速一致，使用气体散布系统(gas dispersion system)来使气流散布到晶圆上。
如图1所示，已知的剥除器100包含了下游腔室(downstream chamber) 102，在该下游腔室102内，晶圆130暴露于气体中。晶圆 130由卡盘120支持(hold)。气体106通过进气孔104进入下游腔室 102。在气体106进入腔体吋，例如挡板(baffle) IIO的气体散布系统 将气体106散布以使气体106均匀地分布到晶圆120上。剥除一致性 和剥除速率很大程度上取决于该气体散布系统。如图1和2所显示， 挡板IIO、 200包括许多个不同大小的孔112、 202。更具体而言，因为
挡板的中心比边缘能接收更多的气流，所以孔的大小随着到挡板中心 的距离的增加而增加。气体106在晶圆120上起作用后从出口 108排 出。
其它剥除器300包含了晶圆330在其中暴露于气体中的下游腔室 302，如图3所示。晶圆330由卡盘320支持住。气体306通过进气孔 304进入下游腔室302。在气体306进入该腔室时，多个挡板系统隔板 式散布气体306以将气体306均匀地分布到晶圆320上。第一挡板310 包含与上述类似的两种不同大小的孔312、 314。第二挡板316仅包括 一种大小的孔，这些孔与第一挡板310中的孔的位置相偏移，从而使 经过第一挡板310上的孔的气体分子在离开第二挡板316的孔之前必 须经过两个90。的转弯。气体306在晶圆320上起作用后从出口 308 排出。
尽管并未显示，在另一个散布气体的设计中，使用喷气头 (showerhead)。喷气头与挡板类似，然而，孔的数量和大小能使他们 产生背压力(backpressure)。这样的设计能产生大约10托或更大的背 压力。这些背压力的产生有效地减慢了喷气头上的气流并且减小了流 体动力学的效果。
然而，为单个挡板设计最优化孔的大小和图案是复杂的。由于不 同大小和大量的孔，单个挡板设计中使用的挡板在制造上也是昂贵的。 类似地，尽管多种挡板设计可简化孔的图案，使用多个挡板也增加了 腔室的大小和重量，还增加了材料的成本，如果不制造的话。在喷气 头的设计中，增大的上游压力不仅降低了气源的离子化效率并且增加了基复合，因此降低了剥除速率。
此外，由挡板或喷气头产生的大表面区域和上部腔室的内部形状 允许实际上产生对光阻的剥离的气体中基的快速中和。没有挡板吋， 剥除速率为有挡板时的两到三倍。这意味着挡板中和了一半以上的由 气体源生成的基。

发明内容
气体腔室配备的腔室设计和气体散布部件被设计成能改善气体流 动和增加剥除速率，而不需使用昂贵的单个或多个挡板。仅仅作为介 绍，在一个实施例中，设备包含形成空腔的上腔体和下腔体、对空 腔提供气体的气体源、通过去除空腔中的气体的排气单元、设置在空 腔内的卡盘和包含了从其中延伸穿过的通道的注入器。每条通道都弯 曲到足以能基本上阻止进入通道的光线直接出通道，即，阻止进入通 道的光线不至少在通道内经过一次反射就出通道。
在另一个实施例中，设备包括气体源和空腔之间的单个固定装置 (fixture),气体经过该固定装置进入空腔。固定装置具有的通道有基 本上相互垂直的部分。
在另一个实施例中，设备包含了注入(injection)装置，该注入装 置用于将气体从气体源通过通道引入空腔，同时阻止气体源的辐射经 过通道。在不同的其它实施例中，通道的端部可包括喷射(ejection) 装置，其用于调节从通道中以不同于通道角度的角度喷入腔室中的气 体的角度；上腔体可包括用于引导由注入装置喷入空腔中的气体的引 导装置；和/或注入装置可包括用于消减注入装置的热膨胀的装置、用 于消除注入装置与上腔体和气体源其中的至少一个的配合面(mating surface)的摩擦的装置，和/或用于调节注入装置的温度的装置。
在另一个实施例中，方法包括将气体通过注入器内的通道朝着 晶圆注入到空腔内，通道足够弯曲以防止光线直接通过通道，由上腔 体和下腔体形成的空腔；至少利用气体流过的通道的角度、从其喷射 气体的通道的端部的角度，和上下腔体的内表面的角度来调节气体流 的形状；以及通过排气孔去除己经冲击到晶圆上的气体。
在又一实施例中，至少一个通道的在注入器上段的第一倾斜角，与在注入器下段的第二倾斜角基本上垂直。第一和第二倾斜角中的至 少一个可以是从注入器的中心轴倾斜的。第一倾斜角可以是与注入器 的中心轴成大约0°到60° ，而第二倾斜角可以是与注入器的中心轴
倾斜成大约10°到60° 。
在另一个实施例中，在至少一条通道一端的管口的直径大于该通 道其它部分的直径。管口的直径可随着到通道端部的距离的减小而增 大，并且管口可呈漏斗形。与上腔体内表面相邻的管口的端部的角度 可与内表面的角度相匹配。内表面可为漏斗形并且与下腔体内表面相 邻的上腔体的内表面向下弯曲。上腔体的内表面为漏斗形并且向着卡 盘向下弯曲。
在另一个实施例中，注入器具有锥形下部，锥形下部可具有以不 同比率逐渐变细的第一和第二区域。上腔体的内表面可与第一和第二 区域中的至少一个的锥形角度相匹配。
在又一实施例中，将注入器设置在气体源和空腔之间。注入器可 被连到气体源上并接触气体源。O形环可被设置在注入器与气体源之 间和注入器与上腔体间，并且注入器包含基本上与至少一个O形环内 的注入器的中心轴平行的槽(slot)。可替换地，注入器可包括在以下 至少一者之间的O形环内的间隙(gap):注入器的表面与气体源的表 面；和注入器的表面与上腔体的表面。
在另一个实施例中，注入器包括允许手动和自动调节注入器温度 的温度调节系统。温度调节系统可包括具有注入器中冷却液体的冷却 通道，和感测注入器温度的温度传感器和改变注入器温度的电加热器。
以下附图和优选实施例的详细说明将更清楚地说明本发明的这些 和其它方面。


图1示出已知的单挡板剥除器腔室。
图2示出图1的挡板。
图3示出已知的多挡板剥除器腔室。
图4示出根据一个方面的气体腔室。
图5示出根据一个方面的散布部件的立体图。图6示出根据第二方面的散布部件的横截面视图。 图7示出根据第三方面的散布部件的横截面视图。
图8示出根据第四方面的散布部件的横截面视图。 图9示出根据第五方面的散布部件的横截面视图。
具体实施例方式
说明了气体腔体，其用于改善气体流动和增加置于腔室内的晶圆 上的光阻的剥除速率。气体腔室具有专用的上腔体和在腔体周围散布 气体并具有非常小的气体暴露的表面区域的气体注入器。并且，气体 注入器小于己知的挡板和喷气头，并且由于其尺寸较小和加工处理相 对简单且时间短，其制造起来更为经济。术语气体，如此处所使用， 包括含有基的气体，即等离子体。
在使用气体的剥除处理中， 一般气体具有高流速和高气压。作为 一个实例，气体的流速可为在1托下每分钟5标准公升(slm)。对于 气体，在此压力下的平均自由路径可由下式得出
]L= kT
其中L为气体的平均自由路径，k为波尔兹曼常数，T为气体的绝 对温度，P为压强并且d为气体分子的直径。作为一个实例，氧气分子 的平均自由路径在室温下为大约0.06mm。然而，在气体被点燃时，气 体温度急剧升高。如果气体温度升高到1000°K，氧气的平均自由路径 增加到大约0.2mm。这些值比任何晶圆处理腔室的几何特征小很多。 因此，气体流可被处理为其中牛顿气体动力学占主导的粘性流。
高气流速度是高气流处理的直接结果。用于从半导体晶圆的表面 上剥除光阻的典型方法需要在1托下的5 slm 02/^的流动速率。在这 些流动和压力条件下，离开出口直径为2.5cm的气体源的气体速率例 如为大约177m/sec。为了获得统一的剥除图案，在晶圆表面使用统一 的垂直的气流。在177 m/sec下，气体一般不能在晶圆表面均匀地散布， 除非在气流中提供散布单元。
如图4中所显示，气体腔体400包括上和下腔体402和404，远端 气体源440和排气单元450。上和下腔体402和404形成其中生成真空的空腔416。置于上和下腔体402和404间的O形环406允许保持真 空。气体源440为微波或射频供电的并且激励进入源的处理气体，并 且产生等离子体。典型的气体根据需要的处理包括氧气、氮气、氯气、 氩气、氙气。气体源440—般包括含有蓝宝石的气体传送管442。
使用螺钉或螺栓将气体源440连接到气体腔室400的上腔体402 上。气体源440通过注入口 414与上腔体402相通，以使气体通过注 入器410中的通道412被向下游传送到上腔体402。在一个实施例中， 注入口 414具有大约2.5cm的直径，大小与气体源440的典型气体传 送管442的大小相同。气体源440最好被冷却，例如通过水被冷却。
气体已经由注入器410散布后，就立即受到上腔体402中的空腔 416的壁限制，并均匀地冲击到置于温度受控的卡盘430上的晶圆420 上。注入器410、晶圆420和卡盘430设置到由上和下腔体402和404 形成的空腔416中。在一个实施例中，空腔的直径为大约33cm到41cm， 高度为大约10cm到30cm。尽管晶圆420可具有任何直径， 一般在半 导体制造中使用6英寸、8英寸或12英寸的晶圆。
在一个实施例中，气体灰化经过之前的处理后剩余的光阻层。之 前处理可为任何例如离子注入、蚀刻或金属涂膜的半导体制造处理。 气体随后由真空泵458从下腔体404中经由出口 408和通过一系列真 空组件抽出。这些真空组件包括例如真空管道452、隔离阔454和节流 阀456。
在图4中，注入器410位于气体源440的正下方和上腔体402的 正上方。注入器410内有多个流通道412。流通道412与上腔体402 的中心线相偏离一定角度。成角度的流通道将来自源的气流均匀地分 幵并且将气流均匀地引向晶圆420。流通道的直径和数目被选择成使它 们在晶圆上提供均匀的气体分布而不产生气体源440中的大量背压力。 源中的较高背压力可导致较差的气体离子化和很高的基复合。
对于1托的腔室压力和5 slm的流速，注入器410在气体源440中 产生大约4托的背压力，远远在会严重减少气体源440中产生的基的 数目的10托背压力以下。在此实例中，注入器410具有大约46 cm2 的气体暴露表面面积，其包括注入器410的顶表面、流通道的壁和底 表面。作为比较，图1的单挡板结构的表面面积超过2000cm2。尽管由于分子与通道壁的碰撞，基仍可在注入器410的流通道412 内复合，但由于流通道412中的通道壁表面较小且气体速率较高，复 合是非常少的。尽管流通道412的直径较小，但仍然比在使用的压力 和温度下流过的气体的平均自由路径大得多。气体流过流通道412并 且在之前所述的流条件下的平均速率为大约260 m/sec。在此流速率下， 分子仅需要12us就能流过流通道412。因此在经过流通道412时，仅 有少量的基被中和。
在一个实例中，如图5的立体视图所显示，注入器500包含六个 流通道502。每一个流通道的直径大约为0.4cm且长度大约为2.7cm。 尽管图5显示出六通道注入器，但仍可按需要使用具有更多或更少通 道的注入器。例如，图6显示出四通道注入器600。由切面视图可见， 注入器的通道包含一个或多个弯曲。每一个通道都弯曲了足够大的角 度，以最小化或消除在电离气体的气体源中生成的紫外(UV)线和带 电分子，以基本上防止该紫外(UV)线和带电分子直接从通道的入口 流到通道的出口。换言之，UV线基本上不会不经过反射就从入口传送 到出口。如果不经过适当的阻挡，UV线和带电分子可移动到晶圆并损 坏电路。
如图6中所显示，注入器600具有上部610和下部612。上部610 基本上为圆柱形并被用于将注入器600连接到远端气体源和上腔体， 以下将更详细地进行说明。下部612具有第一和第二区域614和616， 第一和第二区域614和616随着到远端气体源的距离的增加而以不同 的比率逐渐变细。下部612具有比上部610小的直径。第一和第二区 域614和616可具有其它形状，例如球形或圆柱形。类似地，尽管第 一和第二区域614和616被显示以不同比率逐渐变细，第一和第二区 域614和616可具有相同的斜度(例如，实质上为单一的圆锥形或球 形结构)或不具有斜度(例如，实质上为具有一个或多个直径的一个 或多个圆柱体的圆柱形)。
另外，每个通道602具有上段604和下段606。下段606包含气体 从其喷射出的管口 608。除了管口 608，通道602的直径基本上保持恒 定。管口 608具有随着到通道602的端部的距离的减小而增大的直径。 在显示的实施例中，管口 608实质上为漏斗形。一个通道的上段604具有相对于注入器600中心轴的倾斜角A， 其基本上与通道下部的角度B垂直。下段606的角度确定气体流出流 通道602的角度，并且被用来调整晶圆处的流模式。气流在较小角度 时更集中于中心，而在大角度吋更加散开。不同流和压力条件以及气 体类型可使用具有不同角度的注入器，这些角度为实现最好的整体性 能而被最优化。例如，角A为相对于注入器600的中心轴成0°到60° 之间的角，而角度B为相对于注入器600的中心轴成10°到60°之间的 角。
通过为上和下段604和606使用成一定角度的垂直平面，可避免 通过通道602的笔直视线。这样，UV线可被阻挡而B角度可变化以便 为了剥除均匀性而最优化注入器的设计。此外，为了减少到达晶圆的 离子，注入器迫使电离气体流急剧地转弯。急剧的转弯促进壁碰撞并 且因此有助于中和离子。这允许离开注入器的离子数目的受控减少。 注意到，尽管仅显示出具有单个弯曲的通道(即仅两段)，通道可具有 多个急剧的弯曲(即多于两段)。可替换地，通道可被弯曲以消除从通 道的入口到出口的视线并且迫使气体分子与沿弯曲的表面碰撞。
在其它实例中，注入器的直径可在大约5cm到13cm之间，而厚 度在从lcm到13cm之间。在注入器中提供了从3到24个流通道。这 些流通道具有的直径在从0.3cm到lcm之间并且长度在从lcm到5cm 之间。
剥离均匀性受到腔室中的不同特性影响。注入器的下通道的角度 控制气流流出管口的方向，并且这样改变从晶圆中心到边缘的剥除均 匀性。管口的喇叭形的出口帮助流出管口的气流散开，并且这样改善 了周围的均匀性。
此外，图4中显示的漏斗形上腔体影响在气体流出注入器后的气 流模式。上腔体的内表面为连续的，以使流出注入器的气体被限制在 上腔体中。漏斗形状减少了在气体己经离开注入器后的气体的回流。 漏斗表面在到达下腔体(或晶圆的边缘)时向下弯曲，进一步限制并 引导气体以控制晶圆边缘处的剥除速率。
与由图1和3中显示的圆柱形上腔体使用容积相比，上腔体的顶 部的漏斗形状减少了由上和下腔体形成的空间的容积。这减少了在处理过程中将腔室从大气压力抽气到所用压力的过程所需的时间量，也 减少了排出到大气中所需的时间量。 一些剥除腔体对每一个处理的晶 圆使用抽气和排气，导致处理能力的大幅度降低，即对批量晶圆的处 理时间的大幅度增加。设计成聚集在中心晶圆转移真空腔室周围的其 它剥除腔室利用部分排气达到高于处理压力的压力以改善卡盘和晶圆 间的热传递。在晶圆加热完成后，腔体随后被抽气到处理压力。
对注入器温度的控制有助于实现一致的处理结果。例如，在注入 器表面上复合的气体基的表面复合效率随着表面的温度而变化。根据 气体的化学特性，复合速率可能与温度成正比或可与温度成反比。然 而，由于图1和3所显示的典型挡板的大小，难于调节典型挡板的温 度。在挡板的温度变化时，处理结果可随晶圆不同而不同。也难于保 持挡板温度的均匀性。对于图1和3中显示的腔室，由于挡板中心处 直接位于等离子体源下方并且接收到比挡板其它区域多的热量，挡板 中心的温度较高。不均匀的温度使挡板表面具有不均匀的基复合效率， 这使得处理更加复杂。
然而，由于注入器比典型的挡板小很多，所以更容易控制注入器
的温度。图7示出气体腔室700的一个实施例的弥合剖面视图。气体 腔室700包括上腔体702、注入器710和气体源750。气体源750被通 过螺钉730连接到上腔体702。类似地，注入器710通过螺钉740连接 到气体源750。气体源750生成等离子体752，其通过注入器710中的 通道712供应到上腔体702。气体源750包括上真空O形环720被置 于其中的凹部，而上腔体702包括下真空O形环被置于其中的凹部。 注入器710也包括槽716和间隙718，如下所述。
如图7所显示，为了使温度受到控制，注入器710被设计成具有 在大气压力下的较大热接触区域。热接触区域为真空0形环720、 722 外的注入器710的区域。螺钉730和740使注入器710和气体源750/ 上腔体702之间能够紧密接触从而产生热接触区域和气体源750间的 良好的热传递路径。从等离子体752接收的热能被通过热接触区域传 递到气体源750或到上腔体702。此能量的转移为足够有效的以将注入 器维持在需要的温度或需要的温度以下。
如图8所显示，注入器800也可由一个或多个冷却通道820形成，冷却通道820包括允许除去大量热量的冷却液体822。为了保持注入器 800在恒定温度下，冷却液体820可通过温度控制单元(未显示出)循 环。注入器温度可随后通过在温度控制单元设置冷却液体822的温度 来控制。每个冷却通道中的冷却液体可为相同的或不同的。
如果需要主动的温度控制，可使用加热和冷却的组合。如图9中 显示的电加热器960可被插入注入器900，与冷却通道920分开。电加 热器可为例如电阻器。温度控制器950可被用于控制流到电加热器960 的电流以调节注入器910的温度。加热器960可单独控制或成一个或 多个组地控制。此外，可将一个或多个温度传感器970插入注入器900。 温度传感器970可为例如热电偶或电阻温度检测器(RTD)。可替换地， 热电元件可被用于控制注入器的温度，替换加热器和冷却通道。
除了处理的不同，气体腔室中的不同部件的温度改变可产生其它 问题。例如，即使具有相对好的热传递，注入器温度仍然高于配合部 分(例如，气体源和上腔体)的温度。注入器和注入器区域的配合部 分间的热膨胀不匹配产生机械应力。这种机械应力可使注入器或配合 部分发生形变或使其损坏。为了减少机械应力， 一个或多个槽716被 形成在注入器710中。槽716为注入器710的每一侧上的圆形垂直槽， 其用作热膨胀减轻槽。
此外，热的不匹配可产生粒子污染。在注入器加热和冷却吋，其 相对于配合部分扩展和收縮。结果，注入器和配和部分的配合表面间 产生摩擦。摩擦产生粒子，其如果被引入将对腔室内的晶圆有害。为 了防止配合表面的摩擦，在真空0形环720和722内的配合表面间引 入0.13mm或更小的间隙718。尽管间隙可被提供在0形环720和722 外的区域中，它们未在图7中显示，因为O形环720和722有效地防 止O形环720和722外的粒子进入腔室700。
注入器和上下腔体可使用抗等离子体材料制造。抗等离子体材料 可由金属的或非金属材料形成。如果一种或多种金属被用于形成注入 器，注入器可包括例如铝和铝合金、不锈钢和高镍合金、石英、氧化 铝陶瓷、氮化铝陶瓷和/或氧化钇陶瓷。
使用金属制造的部分可由防等离子体涂层保护起来以防止腐蚀。 在一个实例中，可使用铝，因其自然表面氧化物能提供非常好的腐蚀屏障。然而，在使用基于氟的化学物质并且在特定处理条件下，氧化 铝不提供足够的保护以防止形成对晶圆产生污染的氟化铝。为了防止 在金属部分上形成金属氟化物，可在金属部分的表面涂上具有较好地 防氟化学物质的涂层。例如在铝和其合金上的阳极氧化和等离子喷涂 氧化铝、镀镍、石英、氧化钇和/或其它陶瓷材料的涂层可被用于保护 以防止多种化学物质。
再次参照图4，晶圆420位于腔室内的晶圆加热卡盘430上。在进 行剥除处理前，晶圆被加热到足够高的温度以加速化学反应。晶圆加 热并不是可有可无的，因为剥除均匀性直接与晶圆的温度均匀性相关。 晶圆被尽可能快地加热以减小晶圆在不生产的腔室内的时间。尽管可 在剥除应用情况中应用静电卡盘，但它们昂贵且可能不可靠。然而， 静电卡盘具有将晶圆拉向离卡盘更近以便有好的热传导的电引导钳 力，这是非静电卡盘所不具有的。 一种减少此问题的方法为控制在特 定量下的卡盘的平坦度。在一个实例中，为了在使用非静电卡盘时提 供快速的热传导和均匀的晶圆温度，非静电加热器卡盘具有比大约27
ym更好的全局平坦度。
此外，对腔体抽气影响晶圆上的光阻的剥除速率。剥离处理通常 为高流动性(例如，几slm)和高压力(750m托或更高)。因此，剥离 处理不完全处于粘性流状态或分子流状态。为了提供均匀的抽气，单 个泵口 408被置于下腔体404的中心。
其它系统可被包括在腔室内以改善处理结果。例如，光谱终点检 测器为一种这样的系统。窄带或宽带光波长检测器被附在腔室侧面的 观察端口上以便能直接看到晶圆平面上的大多数等离子体。在晶圆表 面处光阻和等离子体间的化学反应放出特定特性的谱。 一旦光阻被用 尽，此谱立即变化。此光信号改变能确定剥除处理的结束。终点检测 已经很成熟而足以确定例如高剂量注入保护层去除的多层剥除处理的 转换。由于注入处理，这种类型的保护层具有硬壳。设计成打破硬壳 的化学反应与设计成剥除硬壳下的剩余保护层的化学反应不同。由于 在壳已经被蚀刻没时光谱会改变，通过适当的设置，光检测器能确定 此转换。信号的改变允许软件改变等离子体的物质组成并且转换到用 于去除大多数保护层的不同配方。然而，例如上述光谱终点检测器的系统增加了成本、重量和尺寸。
已经说明了一种包含具有通道的单个注入器的气体腔室，气体通 过通道进入真空腔室中。通道具有基本上相互垂直的部分。这些部分 被设置成与注入器的中心轴所成的角度最大为60°。通道具有漏斗形状 的端部。腔室具有与注入器漏斗形状端部的角度相匹配的锥形的上部， 并且散布从注入器喷射出的气体。注入器较小并且制造起来相对简单。
尽管已说明了特定实施例，但此处的说明仅为示例的并且不被解 释为限制本发明。对本领域的技术人员可出现多种应用情况和多种变 更，例如材料和/或尺寸上的不同，而不会偏离所附权利要求中限定的 本发明的实质和范围。
权利要求
1.一种用于将气体传送到基板的设备，所述设备包括形成空腔的上和下腔体；与所述空腔流体连通的气体源；适于去除所述空腔中的气体的排气单元；设置在所述空腔中的卡盘；和注入器，其包括多个从其中延伸穿过的通道，每一个通道都弯曲到足以基本上阻止进入所述通道的光线直接从所述通道射出。
2. 如权利要求1所述的设备，其中，至少一个所述通道具有在所述 注入器的上段的第一倾斜角，所述第一倾斜角基本上与所述注入器的 下段的第二倾斜角垂直。
3. 如权利要求2所述的设备，其中，所述第一和第二倾斜角中的至少 一个是从所述注入器的中心轴倾斜的。
4. 如权利要求3所述的设备，其中所述第一倾斜角与所述注入器的中 心轴成大约0°到60° ，而所述第二倾斜角与所述注入器的中心轴成 大约10°到60° 。
5. 如权利要求1所述的设备，其中，在所述通道中的至少一个通道 的端的管口基本上为漏斗形。
6. 如权利要求5所述的设备，其中，在与所述上腔体内表面相邻的 所述管口的所述端部的角度与所述内表面的角度相匹配。
7. 如权利要求6所述的设备，其中，所述内表面为漏斗形状。
8. 如权利要求l所述的设备，其中，所述注入器具有锥形下部。
9. 如权利要求8所述的设备，其中，所述锥形下部具有以不同比率逐渐变细的第一和第二区域。
10. 如权利要求9所述的设备，其中所述上腔体的内表面与所述第一 和第二区域中的至少一个的锥形角度相匹配。
11. 如权利要求l所述的设备，其中所述注入器接触所述气体源。
12. 如权利要求11所述的设备，还包括在所述注入器和所述气体源之间和在所述注入器和所述上腔体之间的o形环，其中，所述注入器包括在至少一个所述O形环内的槽，所述槽基本上与所述注入器的中心 轴平行。
13. 如权利要求11所述的设备，还包括在所述注入器和所述气体源之 间和在所述注入器和所述上腔体之间的O形环，其中，所述注入器包括在所述O形环内的间隙，所述间隙位于以下的至少其一之间 所述注入器的表面和所述气体源的表面；和 所述注入器的表面和所述上腔体的表面。
14. 如权利要求1所述的设备，其中，所述注入器还包括允许手动或自 动调节所述注入器的温度的温度调节系统。
15. 如权利要求14所述的设备，其中所述温度调节系统包括在所述注 入器中的冷却通道，所述冷却通道包含冷却液体。
16. 如权利要求15所述的设备，其中，所述温度调节系统还包括感测 所述注入器的温度的温度传感器和改变所述注入器的所述温度的电加 热器。
17. —种设备，其包括 形成空腔的上和下腔体； 与所述空腔流体连通的气体源； 适于去除所述空腔中的气体的排气单元；设置在所述空腔中的卡盘；和所述气体源与所述空腔间的单个固定装置，所述气体通过所述固 定装置进入所述空腔，所述固定装置具有有至少两个连接段的通道， 所述连接段以彼此大致成直角的角度弯曲。
18. 如权利要求17所述的设备，其中，漏斗形的管口被设置在所述通 道的至少一个通道的端部。
19. 如权利要求17所述的设备，其中，与所述上腔体内表面相邻的所 述管口的所述端部处的角度与所述内表面的角度相匹配。
20. 如权利要求19所述的设备，其中，所述内表面为漏斗形。
21. 如权利要求17所述的设备，还包括在所述固定装置与所述气体源 之间和在所述固定装置与所述上腔体间的O形环，其中，所述固定装 置包括在至少一个所述O形环内的槽，所述槽基本上与所述固定装置 的中心轴相平行。
22. 如权利要求17所述的设备，还包括在所述固定装置与所述气体源 之间和在所述固定装置与所述上腔体之间的O形环，其中所述固定装 置包括在所述O形环内的间隙，所述间隙在以下的至少其一之间所述固定装置的表面与所述气体源的表面；和 所述固定装置的表面与所述上腔体的表面。
23. 如权利要求17所述的设备，其中，所述固定装置还包括允许手动 或自动调节所述固定装置的温度的温度调节系统。
24. 如权利要求23所述的设备，其中，所述温度调节系统包括在所述 固定装置中的冷却通道，所述冷却通道包含冷却液体。
25. 如权利要求24所述的设备，其中，所述温度调节系统还包括感测 所述固定装置的温度的温度传感器和改变所述固定装置的温度的电加热器。
26. —种处理晶圆的方法，所述方法包括 通过注入器中的通道向着所述晶圆将气体注入到空腔内，所述通道弯曲成足以基本上防止光线不经过反射就通过所述通道，所述空腔 由上和下腔体形成；至少使用所述气体流过的所述通道的角度、从其喷出所述气体的 所述通道的端部的角度和所述上和下腔体的内表面的角度来定形所述气体的气流；和通过排气孔去除已经冲击到所述晶圆的气体。
27. 如权利要求26所述的方法，还包括使所述通道的每一个具有基本 上垂直的弯曲，每个弯曲都与所述注入器的中心轴成至多约60°的角。
28. 如权利要求26所述的方法， 供漏斗形的管口。
29. 如权利要求28所述的方法，表面。
30. 如权利要求26所述的方法， 所述注入器的热膨胀。还包括在所述通道的每一个的端部提 还包括为所述上腔体配备漏斗形的内 还包括为所述注入器配备槽，以吸收
31. 如权利要求26所述的方法，还包括在所述上腔体和供应所述气体 的气体源的至少一者与所述注入器的配合表面之间提供间隙。
32. 如权利要求26所述的方法，还包括控制所述注入器的温度。
全文摘要
一种气体腔室(400)包括形成空腔(416)的上(402)和下(404)腔体、晶圆(420)的加热卡盘(430)、远端的气体源(440)和排气单元(450)。气体通过注入器(410)内的通道(412)被注入到空腔(416)中。每个通道都具有多个段，这些段相对彼此弯曲的角度足以基本上防止了进入通道的光线不经过反射就射出通道。通道(412)在靠近卡盘(430)的端点处具有漏斗形的管口。注入器(410)还具有热膨胀减轻槽(716)和在注入器(410)与腔室和气体源(440)的配合表面的小间隙。注入器(410)的温度由冷却通道(412)中的冷却液体以及注入器(410)中的容器中的电加热器控制。上腔体(402)为漏斗形并在靠近卡盘(430)的上腔体(402)端部向下弯曲。
文档编号C23F1/00GK101589172SQ200680019306
公开日2009年11月25日 申请日期2006年3月20日 优先权日2005年4月1日
发明者D·J·库珀伯格, E·A·埃德尔伯格, I-Y·王, J·W·温妮泽克, R·P·舍比 申请人:拉姆研究公司