专利名称：基底制程装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基底制程装置(substrate processingapparatus)，更具体地，涉 及一种使用等离子体的基底制程装置。
背景技术：
半导体器件在硅基底上具有多个层。这些层通过沉积制程而沉积在基底上。所述 沉积制程具有多个重要的问题，这些问题在评价沉积膜和选择沉积方法时很重要的。其中一个重要问题是沉积膜的质量。该质量包括成分、污染水平、缺陷密度以及机 械和电气特性。膜的成分可根据沉积条件改变，这对于获得一个特定的成分是很重要的。另一个重要问题是在晶片上的均勻厚度。具体而言，在具有一个阶梯(st印)的非 平面图案顶部处沉积的膜的厚度是非常重要的。沉积膜的厚度是否均勻可由一个阶梯覆盖 率来确定，所述阶梯覆盖率被限定为一个将沉积在阶梯部分的膜的最小厚度除以沉积在图 案顶部的膜的厚度而获得的值。另一个相关于沉积的问题是空间填充(space filling)，其包括用包括氧化膜的 绝缘膜来填充金属线之间所限定间隙的间隙填充(gapfilling)。这些间隙设置用于将金属 线物理地且电气地绝缘。在上述问题中，均勻性是与沉积制程相关的重要问题之一。非均勻膜会导致在金 属线上的高电阻，而这增加了机械故障的可能性。
发明内容
技术问题本发明的一个目的是提供一种基底制程装置，其能够改进制程效率。根据下文对本发明的详细描述和附图，本发明的其他目的将变得更加明了。技术方案根据本发明，一种基底制程装置，包括一个腔室，其限定一内部空间，在该内部空 间中相对于一个基底实施一个制程；一个支撑构件，其排布在腔室中用于支撑基底；以及 一个引导管，其排布在支撑构件上方，用于将在内部空间中生成的等离子体引导至支撑构 件上的基底。优选地，所述引导管被配置为柱面(cylinder)的形状，该柱面具有的截面形状基 本相应于基底的形状，以及该引导管将通过其一端引入的等离子体通过其另一端排出到支 撑构件。优选地，所述腔室包括一个制程腔室，所述支撑构件排布在该制程腔室中，该制 程腔室被配置为使得所述制程在制程腔室中通过等离子体来实施；以及一个生成腔室，其 排布在制程腔室上方，该生成腔室被配置为使得等离子体通过一个线圈在生成腔室中生 成。所述引导管具有一个连接至制程腔室的顶壁的上端。或者，所述引导管 的上端可连接至生成腔室的下端。
优选地，该基底制程装置还包括一个气体供应单元，其用于将源气体供应至所述 内部空间；以及一个线圈，其用于在所述内部空间中感生电场，以由所述源气体生成等离子 体。有益效果根据本发明，可通过弓I导管使等离子体集中。
附图被包括用于提供对本发明的进一步理解且被包含在本申请中以及组成本申 请一部分，这些附图示出了本发明的实施方案且与描述一起用于说明本发明的原理。在附 图中图1是示意性图解了根据本发明第一实施方案的基底制程装置的视图；图2是示意性图解了图1中的第一排出板的视图；图3和4是图解了选择性地封闭在图1中的第一排出板处形成的排出孔的视图；图5是图解了使用图1中的第一排出板和第二排出板控制制程均勻性的视图；图6是示意性图解了根据本发明第二实施方案的基底制程装置的视图；图7是示意性图解了根据本发明第三实施方案的基底制程装置的视图；图8-10是图解了图6中的喷头的视图；以及图11和12是图解了图1中的扩散板的视图。
具体实施例方式在下文中，将参考附图——即，图1-12——更加详细地描述本发明的示例性实施 方案。本发明的实施方案可以用各种形式改型，因此本发明的范围不应被理解为受到以下 将要描述的实施方案的限制。这些实施方案被提供用于向本发明所属技术领域内的普通技 术人员更清楚地描述本发明。因此，附图中示出的组成元件的形状可被放大以用于更清楚 的说明。同时，在下文中将描述一个使用等离子体的制程作为实施例，然而，本发明的技术 构思和范围并不受限于该实施例。例如，本发明可适用于各种其中在真空状态下实施制程 的半导体制造装置。在下文中也将描述一个感应耦合等离子体(ICP)类型的等离子体制程 作为实施例，尽管本发明适用于包括电子回旋共振(ECR)类型的等离子体制程的各种等离 子体制程。图1是示意性图解了根据本发明第一实施方案的基底制程装置的视图。该基底制程装置包括一个限定一内部空间的腔室10，在所述内部空间中相对于一 个基底实施一个制程。腔室10包括一个制程腔室12和一个生成腔室14。在制程腔室12 中，相对于所述基底实施一个制程。在生成腔室14中，等离子体由从一个气体供应单元40供应的源气体生成，这将在下文中进行描述。一个支撑板20安装在制程腔室12中。基底被放置在支撑板20上。基底通过一 个在制程腔室12—侧形成的进入口 12a被引入制程腔室12。该引入的基底被放置在支撑 板20上。支撑板20可以是一个静电夹盘(E-chuck)。而且，可提供一个氦气(He)后冷却 系统(rear coolingsystem)(未示出)，以精确地控制放置在支撑板20上的晶片的温度。
一个线圈16缠绕在生成腔室14的外部周界，该线圈被连接至一个射频(RF)发生 器。当射频电流沿线圈16流动时，该线圈感生一个磁场。等离子体通过该磁场由被供应至 腔室10的源气体生成。生成腔室14在其顶壁处设置有一个供应孔14a，一个供应管线42连接至该供应 孔。供应管线42通过供应孔14a将源气体供应至腔室10。供应管线42通过一个安装在供 应管线42上的阀门42a被打开或封闭。一个扩散板44被连接至生成腔室14的顶壁。在 扩散板44和生成腔室14的顶壁之间限定了一个缓冲空间46。缓冲空间46填充有通过供 应管线42供应的源气体。该源气体通过在扩散板44上形成的扩散孔被扩散至生成腔室14 中。同时，一个排出管线36被连接至制程腔室12的一侧。一个泵36a安装在排出管 线36上。在腔室10中生成的等离子体和反应副产物通过该排出管线36被排出腔室10。 此时，该等离子体和反应副产物被泵36a强制排出。腔室10中的等离子体和反应副产物通过第一和第二排出板32和34被引入到排 出管线36中。第一排出板32排布在支撑板20的外侧，使得第一排出板32基本平行于支 撑板20布置。第二排出板34排布在第一排出板32下方，使得第二排出板34基本平行于 第 一排出板32布置。腔室10中的等离子体和反应副产物通过在第一排出板32处形成的 第一排出孔322、324和326，以及在第二排出板34处形成的第二排出孔342、344和346被 引入排出管线36中。图2是示意性图解了图1中的第一排出板32的视图。第二排出板34和相应的第 二覆盖物352和354具有与将在下文描述的第一排出板32和相应的第一覆盖物332、334 和336相同的结构和功能，因此，将不再给出对第二排出板34以及第二覆盖物352和354 的详细描述。如图2所示，在第一排出板32处形成一个开口 321、第一外侧排出孔322、第一中 间排出孔324和第一内侧排出孔326。支撑板20安装在开口 321中。第一内侧排出孔326 被布置为围绕在第一排出板32的中心处形成的开口 321。也即，第一内侧排出孔326被布 置在一个绕开口 321中心的同心圆上。第一中间排出孔324被布置为围绕第一内侧排出孔 326。也即，第一中间排出孔324被布置在另一个绕开口 321中心的同心圆上。第一外侧排 出孔322被布置为围绕第一中间排出孔324。也即，第一外侧排出孔322被布置在另一个绕 开口 321中心的同心圆上。如图2所示，第一外侧排出孔322可通过第一外侧覆盖物332被打开或封闭。第 一中间排出孔324可通过第一中间覆盖物334被打开或封闭。第一内侧排出孔326可通过 第一内侧覆盖物336被打开或封闭。第一外侧排出孔322具有的尺寸和形状相应于第一外 侧覆盖物332的尺寸和形状。第一中间排出孔324具有的尺寸和形状相应于第一中间覆盖 物334的尺寸和形状。第一内侧排出孔326具有的尺寸和形状相应于第一内侧覆盖物336 的尺寸和形状。图3和4是图解了选择性地封闭在图1中的第一排出板处形成的排出孔的视图， 而图5是图解了使用图1中的第一排出板32和第二排出板34控制制程均勻性的视图。在 下文中，将参考附图3-5描述一种控制制程均勻性的方法。一个在腔室10的内部空间中的相对于基底的制程使用等离子体来执行，且通过控制等离子体的流动来确保制程均勻性。在腔室10中生成的等离子体通过第一和第二排 出板32和34被引入排出管线36中。因此，可使用第一和第二排出板32和34来控制等离 子体的流动。图3图解了第一和第二中间排出孔324和344被第一和第二中间覆盖物334和 354封闭的情况。图4图解了第一和第二中间排出孔324和344以及第一和第二外侧排出 孔322和342分别地被第一和第二中间覆盖物334和354以及第一和第二外侧覆盖物332 和352封闭的情况。等离子体通过在第一和第二排出板32和34处形成的各自的排出孔被 引入至排出管线36中。因此，可通过选择性地封闭排出孔来控制流动面积(flow area)，由 此控制等离子体的流动。同时，在图3和4中，第一和第二排出板32和34的排出孔在相同条件下被封闭； 然而，第一和第二排出板32和34的封闭条件可以改变。例如，第一外侧排出孔322中的一 些可以被选择性地打开或封闭。或者，第一内侧排出孔326中的一些可以被选择性地打开 或封闭。也即，可通过选择性地使用第一覆盖物(在图2中示出的第一覆盖物的数量是12 个)来控制等离子体的流动，由此可根据制程结果来确保制程均勻性。或者，如图5所示，第一和第二排出板32和34中的一个可相对于第一和第二排出 板32和34中的另一个旋转，以调整第一排出孔和第二排出孔之间的相对位置。也即，第一 排出孔和第二排出孔可以这样布置，使得第一排出孔和第二排出孔彼此不对齐，以控制等 离子体的流动。如上所述，可使用第一和第二排出板来控制等离子体的流动，由此确保制程均勻 性。本发明的实施方式图6是示意性图解了根据本发明第二实施方案的基底制程装置的视图。如图6所 示，该基底制程装置还包括一个引导管50。引导管50具有一个基本相应于基底形状的横截面形状。例如，当基底是矩形时， 引导管50具有一个矩形的横截面。当基底是圆形时，引导管50具有一个圆形的横截面。引 导管50从制程腔室12的顶壁和生成腔室14的下端朝向支撑板20延伸。引导管50的下 端与支撑板20间隔一个预定的距离。因此，等离子体可通过在引导管50下端和支撑板20 之间限定的间隙被引入排出管线36中。如图6所示，在生成腔室14中生成的等离子体可通过引导管50的内壁被集中在 放置于支撑板20顶部的基底上。当不设置引导管50时，一些等离子体会流到基底之外而 不与基底反应。图7是示意性图解了根据本发明第三实施方案的基底制程装置的视图。该基底制 程装置还包括一个喷淋头60和一个支撑框架70。喷淋头60排布在支撑板20上方，使得喷 淋头60与支撑板20间隔一个预定的距离。喷淋头60被放置在支撑框架70的上端。支撑 框70的下端连接至第一排出板32的顶部。支撑框架70支撑喷淋头60，且同时保护支撑板 20和安装至支撑板20的一个加热器(未示出)。
图8到10是图解了图6中的喷淋头60的视图。喷淋头60包括一个中心板62、一 个边界板66、以及将中心板62和边界板66相互连接的多个连接杆68。喷淋头60将在生 成腔室14中生成的等离子体供应至放置在支撑板20上的基底。连接杆68a、68b和68c以120°的角度间隔绕中心板62布置。如图8和9所示，中心板62位于喷淋头60的中央，而连接杆68从中心板62处沿 径向方向向外延伸。环形边界板66连接至每个连接杆68的一端。在中心板62和边界板 66之间插有第一到第六环状件64a、64b、64c、64d、64e和64f。第一到第六环状件64a、64b、 64c、64d、64e和64f可分离地连接至连接杆68。
图9图解了第四和第六环状件64d和64f与连接杆68分离的情况。当第四和第 六环状件64d和64f与连接杆68分离时，提供了相应于第四和第六环状件64d和64f的第 四和第六喷口 65d和65f。图10图解了第三、第四和第六环状件64c、64d和64f与连接杆 68分离的情况。当第三、第四和第六环状件64c、64d和64f与连接杆68分离时，提供了相 应于第三、第四和第六环状件64c、64d和64f的第三、第四和第六喷口 65c、65d和65f。也 艮口，可通过选择性地将第一到第六环状件64a、64b、64C、64d、64e和64f与连接杆68分离来 选择性地提供第一到第六喷口 65a、65b、65C、65d、65e和65f，由此控制待被供应至支撑板 20的等离子体的流动，从而确保制程均勻性。同时，例如，第四环状件64d可绕中心板62以预定角度间隔(例如，120° )划分 成若干块，且第四环状件64d中的一些块可选择性地与第四环状件64d的其他块分离，以改 变等离子体的流动。这种结构与前文结合第一和第二排出板32和34所给出的描述基本一 致。图11和12是图解了图1中的扩散板44的视图。图11所示的扩散板44具有位于其最外侧的第一扩散孔442，以及位于第一扩散 孔442内侧的第二扩散孔444。第一和第二扩散孔442和444被排布于一个预定的宽度dl 内。图12所示的扩散板44具有除了第一和第二扩散孔442和444之外的第三和第四扩散 孔446和448。第一到第四扩散孔被排布在一个预定的宽度d2内。通过供应管线42被引入的源气体经由扩散孔被扩散至生成腔室14中。此时，可 通过改变扩散孔的布置来改变供应源气体的方法，以及根据该供应源气体的方法来控制制 程均勻性。对于本领域普通技术人员来说明显的是，在不偏离本发明的主旨或范围的情况 下，可对本发明做出各种修改和变型。因此，本发明旨在覆盖本发明的这些修改和变型，只 要它们落在所附权利要求和它们的等价物的范围内。工业适用性从以上描述中很明显的是，可通过引导管使等离子体集中。因此，本发明具有工业 适用性。
权利要求
一种基底制程装置，包括一个腔室，其具有一内部空间，在该内部空间中相对于一个基底实施一个制程；一个支撑构件，其排布在所述腔室中用于支撑基底；以及一个引导管，其排布在支撑构件上方，用于将在内部空间中生成的等离子体引导至支撑构件上的基底。
2.根据权利要求1所述的基底制程装置，其中所述引导管被配置为柱面的形状，该柱面具有的截面形状基本相应于基底的形状，以及该引导管将通过其一端引入的等离子体通过其另一端排出到支撑构件。
3.根据权利要求1所述的基底制程装置，其中所述腔室包括一个制程腔室，所述支撑构件排布在该制程腔室中，该制程腔室被配置为使得所述制 程在制程腔室中通过等离子体来实施；以及一个生成腔室，其排布在制程腔室上方，该生成腔室被配置为使得等离子体通过一个 线圈在生成腔室中生成，所述引导管具有一个连接至制程腔室的顶壁的上端。
4.根据权利要求1所述的基底制程装置，其中所述腔室包括一个制程腔室，所述支撑构件排布在该制程腔室中，该制程腔室被配置为使得所述制 程在制程腔室中通过等离子体来实施；以及一个生成腔室，其排布在制程腔室上方，该生成腔室被配置为使得等离子体通过一个 线圈在生成腔室中生成，所述引导管具有一个连接至生成腔室的下端的上端。
5.根据权利要求1所述的基底制程装置，还包括一个气体供应单元，其用于将源气体供应至所述内部空间；以及一个线圈，其用于在所述内部空间中感生电场，以由所述源气体生成等离子体。
全文摘要
一种基底制程装置，包括一个腔室，其限定一内部空间，在该内部空间中相对于一个基底实施一个制程；一个支撑构件，其排布在腔室中用于支撑基底；以及一个引导管，其排布在支撑构件上方，用于将在所述内部空间中生成的等离子体引导至支撑构件上的基底。所述引导管被配置为柱面的形状，该柱面具有的截面形状基本相应于基底的形状，以及该引导管将通过其一端引入的等离子体通过其另一端排出到支撑构件。所述腔室包括一个制程腔室，所述支撑构件排布在该制程腔室中；以及一个生成腔室，其排布在制程腔室上方。所述制程在制程腔室中通过等离子体来实施，且该等离子体通过一个线圈在生成腔室中生成。
文档编号H01L21/02GK101842870SQ200880113565
公开日2010年9月22日 申请日期2008年9月4日 优先权日2007年9月4日
发明者宋炳奎, 尹松根, 李在镐, 金劲勳 申请人:株式会社Eugene科技