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具有多個等離子體配置的半導體處理系統(tǒng)的制作方法_5

文檔序號:9264802閱讀:來源:國知局
第一流體通道740與介于平板與第二流體通道745之間的容積727流體隔離。經由氣體分配組件725的側面(諸如前文所論述的通道322)可流體進入容積727。所述通道可與腔室中的第三入口耦合,所述第三入口與系統(tǒng)700腔室的第一入口705分開。
[0097]可在介于前文所論述的部件中的兩者或更多者之間所界定的系統(tǒng)700腔室的區(qū)域中形成先前所描述的等離子體。藉由提供諸如CCP源之類的額外等離子體源,可如前文所描述地進一步調諧等離子體流出物。舉例而言,可在面板703與平板723之間的混合區(qū)域711中形成諸如前文所描述的第一等離子體區(qū)域715之類的等離子體區(qū)域。如所論述,氣室712的外殼可維持兩個裝置彼此電氣隔離以便允許形成等離子體場??呻姎獾爻潆娒姘?03,同時可將平板723接地或DC偏壓以在平板之間所界定的區(qū)域內部產生等離子體場。可另外涂覆或風干平板以便最小化中間可形成等離子體的部件的劣化。平板可另外包括不太可能劣化或受影響的成分,包括陶瓷、金屬氧化物等等。
[0098]圖8圖示圖7所例示的系統(tǒng)700腔室沿線A-A截取的橫截面部分的俯視平面圖。如前文所描述的,可藉由包括外壁802及內壁804的外殼界定氣室812。外殼可為鄰近材料或可為兩種獨立材料,包含內壁804及外壁802ο可經由任何數(shù)目的入口點將入口提供至氣室812,所述入口可包括第一入口 805及第二入口 810。舉例而言,可提供至氣室的單個入口,兩個或兩個以上的RPS單元可藉由所述入口將等離子體流出物傳遞至處理腔室中。如圖所示,第一入口 805可界定一個或多個間隙(space)806以提供圍繞氣室空間812的入口。如圖所示,兩個間隙806a及806b被示為在自第一入口 805的多個方向上提供入口。在所揭示的實施例中,第一入口 805可包括較少或較多間隙806,藉由所述空間可將第一前驅物傳遞至氣室。舉例而言,可界定單個間隙806a以允許自單個位置進入氣室805中。另外,盡管圖示為經界定至外壁802,但是第一入口 805可例如具有比界定氣室812的外壁802與內壁804之間的距離更小的半徑。因此,可提供自第一入口 805導向外壁802(未圖示)的額外間隙806。此外,盡管圖示為延伸至氣室812以提供對傳遞的前驅物的額外流動控制,但是第一入口 805可包括氣室812的頂部部分處的入口以使得前驅物可僅以未導向的當前流動穿過氣室812向下及向外流動。
[0099]類似配置可具有第二入口 810,可藉由所述第二入口將第二前驅物經由氣室812傳遞至腔室中。第二入口 810可包括向氣室空間812提供入口的一個或多個間隙813。如圖所示,兩個間隙813a及813b被示為在自第二入口 810的多個方向上提供入口。可如上文相對于第一入口 805所論述提供類似修改。在自第一入口 805及第二入口 810中的每一個提供單個間隙的示例性配置中,可在類似方向或相反方向上提供所述間隙。舉例而言,若藉由第一入口 805界定間隙806a以在圍繞氣室812的一個方向上導向前驅物,則可藉由第二入口 810界定間隙813b以在圍繞氣室812的反向方向上導向第二前驅物。類似地涵蓋應將理解的各種替代。另外,如相對于第一入口 805所論述,第二入口 810可僅對氣室外殼的頂部開口,以使得在前驅物被傳遞至氣室812時對前驅物不提供另外的方向,且前驅物可圍繞氣室812自然流動。
[0100]如前文所描述,氣室812的內壁804可至少部分地界定混合區(qū)域811??韶灤﹥缺?04周圍的距離界定端口或孔814以提供入口,在經由端口 824穿過組件823前,前驅物可藉由所述入口進入混合區(qū)域811。在所揭示的實施例中,可以各種方式沿內壁804界定端口 814(諸如端口 814x),且所述端口可具有如圖所示的直腔類型特性,或所述端口可朝向混合區(qū)域811或背離混合區(qū)域811傾斜以提供可控制或調諧前驅物的分布的另外的方式。如圖所示,圖示端口 814a及814b分別靠近第一入口 805及第二入口 810。在所揭示的實施例中,可包括或不包括所述端口以進一步影響進入混合區(qū)域811中的前驅物的分布。亦可以結構化或變化間隔移除額外端口 814,在此情況下內壁804沿未界定端口 814的區(qū)段保持連續(xù)。一旦導向或允許所傳遞的前驅物沿氣室812流動及穿過端口 814流動,所述前驅物可相互作用及在混合區(qū)域811中進一步混合。前驅物混合物可隨后經由穿過組件823的孔824流向處理區(qū)域,在所述處理區(qū)域中可使用例如前驅物來執(zhí)行基板上的蝕刻工藝。
[0101]圖9圖示根據(jù)所揭示的技術的處理腔室的橫截面簡化圖。處理腔室系統(tǒng)900可包括前文相對于圖5、圖6或圖7中任一者所描述的系統(tǒng)描述的部件中的一些或全部部件。舉例而言,可配置系統(tǒng)900腔室以在腔室的處理區(qū)域933中安放半導體基板955?;?55可位于如圖所示的基座965上。系統(tǒng)900的處理腔室可包括兩個或兩個以上的遠程等離子體單元或系統(tǒng)(RPS) 901a至901b。所述腔室可包括如前文所論述的第一 RPS單元901a及第二 RPS單元901b,可配置所述單元以將自由基化前驅物提供至處理腔室。第一 RPS單元901a可與腔室的第一入口 905流體耦合且可經配置以將第一前驅物經由第一入口 905傳遞至腔室中。第二 RPS單元901b可與腔室的第二入口 910流體耦合且可經配置以將第二前驅物經由第二入口 910傳遞至腔室中。示例性配置可包括與腔室的頂部部分耦合的第一入口 905及第二入口 910。示例性配置可進一步將RPS單元與所述入口耦合以使得第一入口905及第二入口 910彼此獨立。
[0102]RPS單元901中所產生的單獨激勵的前驅物可經導向或以其它方式流入混合區(qū)域911中,在所述混合區(qū)域中所述前驅物可混合以提供穿過腔室的前驅物的改良的分布均勻性??稍谥T如面板903之類的頂部平板中形成入口 905、910,所述平板至少部分地界定混合區(qū)域911。可藉由淋噴頭或部分909、914的配置另外界定混合區(qū)域,所述淋噴頭或配置可用于分配穿過腔室的前驅物。間隔件908可另外界定混合區(qū)域911的一部分。
[0103]包括部分909、914的淋噴頭可包括一個、兩個或更多個平板或部件,所述平板或部件經配置以影響前驅物的分布。如圖所示,部件909可包含環(huán)形平板,所述環(huán)形平板與安置于環(huán)形平板909下方的平板結構914耦合。在所揭示的實施例中,可與環(huán)形平板909對齊安置平板914。在所揭示的實施例中,環(huán)形平板909及平板914可由類似或不同材料組成。舉例而言,環(huán)形部分909可由介電材料或其它不導電材料形成,而平板914可包含金屬或其它導電部分,所述金屬或導電部分可充當電極,如下文所論述。作為另一實例,部分909、914兩者可包含導電金屬,且間隔件908、912可將平板與系統(tǒng)900腔室的其它部分電氣隔離??稍诃h(huán)形部分909中界定孔907,混合前驅物可流動穿過所述孔。
[0104]可將平板923安置于包括部分909、914的淋噴頭的下方及可配置所述平板以抑制離子物質流入處理區(qū)域933中。舉例而言,平板923可包括與圖4所圖示的淋噴頭類似的設計及可具有類似的布置。可將間隔件912安置于包括部分909、914的淋噴頭與平板923之間,且所述間隔件可包括如前文所論述的類似部件,諸如介電材料??稍谄桨?23中界定孔924,及所述孔可被分布并配置成影響離子物質穿過平板923的流動。舉例而言,可配置孔924以至少部分地抑制導向處理區(qū)域933的離子物質的流動。在所揭示的實施例中,孔924可具有各種形狀,包括如前文所論述的通道,且所述孔可包括錐形部分,所述錐形部分背離處理區(qū)域933向上延伸。如圖所示,可藉由包括部分909、914的淋噴頭及平板923至少部分地界定區(qū)域915。此區(qū)域可允許前驅物的額外混合或前驅物的處理,如下文所論述。
[0105]系統(tǒng)900的腔室可進一步包括腔室內部的氣體分配組件925。在諸方面中可與前文所描述的雙通道淋噴頭類似的氣體分配組件925可位于系統(tǒng)900腔室內部,處于處理區(qū)域933的頂部部分處或處理區(qū)域933上方??膳渲脷怏w分配組件925以將第一前驅物及第二前驅物兩者傳遞至腔室900的處理區(qū)域933中。盡管圖9的示例性系統(tǒng)包括雙通道淋噴頭,但是應理解,可使用替代分配組件,所述替代分配組件在前驅物進入處理區(qū)域933前維持第三前驅物與第一前驅物及第二前驅物的自由基物質流體隔離。盡管未圖示,可將額外間隔件(諸如環(huán)形間隔件)安置于組件923與淋噴頭925之間,以使平板彼此隔離。在第三前驅物并非必需的實施例中,氣體分配組件925可具有類似于前文所描述的部件中的任一者的設計,且所述氣體分配組件可包括與圖4所圖示的淋噴頭類似的特性。
[0106]氣體分配組件925可包含如前文所論述的上平板及下平板。所述平板可彼此耦合以界定平板之間的容積927。耦合所述平板以使得能提供穿過上平板及下平板的第一流體通道940及穿過下平板的第二流體通道945。形成的通道可被配置成提供自容積927穿過下平板的流體入口,且可將第一流體通道940與介于平板與第二流體通道945之間的容積927流體隔離。經由氣體分配組件925的側面(諸如前文所論述的通道322)可流體進入容積927。所述通道可與腔室中的第三入口耦合,所述第三入口與系統(tǒng)900腔室的第一入口905及第二入口 910分開。
[0107]可在介于前文所論述的部件中的兩者或更多者之間所界定的系統(tǒng)900腔室的區(qū)域中形成先前所描述的等離子體。藉由提供諸如CCP源之類的額外等離子體源,可如前文所描述地進一步調諧等離子體流出物。舉例而言,在包括部分909、914的淋噴頭與平板923之間所界定的區(qū)域中可形成某些方面中可與前文所描述的第一等離子體區(qū)域215類似的等離子體區(qū)域915。間隔件912可維持兩個裝置彼此電氣隔離,以便允許形成等離子體場。在所揭示的實施例中,可藉由如先前所論述的部分909來電氣充電及隔離淋噴頭的部分914,所述部分909例如可以是電絕緣的??刹糠只蛉康仉姎獬潆娏車婎^,同時可將平板923接地或DC偏壓以在平板之間所界定的區(qū)域內部產生等離子體場??闪硗馔扛不蝻L干平板以便最小化中間可形成等離子體的部件的劣化。平板可另外包括不太可能劣化或受影響的成分,包括陶瓷、金屬氧化物等等。
[0108]圖10圖示圖9所例示的處理腔室沿線B-B截取的橫截面部分的俯視平面圖。包括部分1009及1014的淋噴頭1000可包括如前文所論述的一個或多個平板或部件。部分1009可包括淋噴頭的外部環(huán)形部分,所述外部環(huán)形部分圍繞淋噴頭1000的內部部分1014。外部部分1009的平面內可含有部分1014,或可將部分1014安置或定位于外部部分1009的上方或下方??蓪炔坎糠趾附踊蛞云渌绞脚c外部部分機械耦合或機械耦合至外部部分以形成淋噴頭1000。外部部分1009可包括區(qū)段1016,所述區(qū)段可為淋噴頭1000的外部部分1009的環(huán)形內部部分。區(qū)段1016可為與外部部分1009及內部部分1014兩者皆耦合的額外環(huán)形區(qū)段。區(qū)段1016可包括區(qū)段1016內部所界定的多個孔1007,所述孔提供穿過淋噴頭1000的入口??梢愿鞣N圖案界定孔1007,諸如如圖所示的環(huán)狀圖案。在所揭示的實施例中,淋噴頭1000可包括或可不包括內部部分1014中的孔。舉例而言,內部部分1014可缺少孔,在自淋噴頭1000的中心點延伸的區(qū)域中可不形成孔?;诹車婎^的徑向長度,淋噴頭可不包括圍繞淋噴頭的內部部分1014的孔1007,所述內部部分至少自淋噴頭的中心點延伸至淋噴頭的至少10%的徑向長度內部所界定的區(qū)域。自淋噴頭的中心點延伸至至少約15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、60%等等或更多的徑向長度內部所界定的區(qū)域的淋噴頭的內部部分1014內可不另外包括孔。
[0109]盡管圖示為單個環(huán)的孔1007,但是區(qū)段1016可包括超過一個環(huán)的孔1007??梢愿鞣N間隔安置孔1007,所述間隔可包括孔1007之間的連續(xù)間隔以及變化間隔或不一致間隔。若包括多行的孔1007(諸如2、3、4、5、6、7、8、9等等行或更多行的孔),可在行之間替換孔或所述孔處于延伸出淋噴頭1000的中心點的淋噴頭的半徑的徑向對準中。在所揭示的實施例中,外部部分1009可具有等于、大于或小于內部部分1014的厚度的厚度。另外,部分1016可具有等于、大于或小于外部部分1009及內部部分1014的一者或兩者的厚度的厚度。部分1009、1014及1016中的各者所包括的材料可與淋噴頭1000的其它部分中的任一者類似或不同。舉例而言,區(qū)段1016可具有與外部部分1009及內部部分1014兩者皆不同的材料,所述外部部分及所述內部部分可包括彼此類似或不同的材料。舉例而言,外部部分1009及內部部分1014可包括金屬或導電材料,而區(qū)段1016包括允許內部部分1014與系統(tǒng)的其它部分電氣隔離的介電材料。在所揭示的實施例中,外部部分1009及區(qū)段1016可具有諸如介電材料之類的類似不導電材料,而內部部分1014可由導電材料制成。本發(fā)明技術類似涵蓋應將理解的各種其它配置。
[0110]為了更好地理解及了解所描述的技術,現(xiàn)將參看圖11,所述圖系根據(jù)所揭示的實施例的蝕刻工藝的流程圖。應理解,本發(fā)明技術可類似地用于替代配置中的沉積工藝。在第一操作前,可在圖案化基板中形成結構。所述結構可具有硅、氧化物、氮化物、包括鎢、銅、鈦、鉭等等的金屬的獨立暴露區(qū)域或其它部件。硅可為非晶體、晶體或多晶體(在此情況下通常稱為多晶硅)。可已在相同腔室中或尚未在相同腔室中執(zhí)行上述沉積及形成工藝。若在不同腔室中執(zhí)行所述工藝,則可將基板轉移至諸如上述的系統(tǒng)中。
[0111]在操作1110處,可使諸如含氧前驅物或含氫前驅物的第一前驅物流入與基板處理區(qū)
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