JP2001196318A - Semiconductor treating method and equipment - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、電子デバ
イスの分野に関する。特に、本発明は、半導体処理方法
および装置に関する。The present invention relates generally to the field of electronic devices. In particular, the present invention relates to a semiconductor processing method and apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、半導体の製造は、半導体基板ウ
エハに材料を堆積するステップを含む。しばしばこの処
理は、このウエハとシャワーヘッドと呼ばれる堆積装置
を有する処理チャンバ内で行なわれる。このシャワーヘ
ッドは、半導体基板ウエハに向かってプロセス流体を向
けるように作用する。一般に、シャワーヘッドは、処理
チャンバの外部にあるプロセス流体源に接続されたイン
レット導管と半導体基板ウエハに向けてシャワーヘッド
内からプロセス流体を指向するために、シャワーヘッド
を通して延びる多数の孔を有するシャワーヘッド板を有
する。また、シャワーヘッドは、半導体基板ウエハにエ
ッチング流体を向けるためにエッチング処理において用
いられる。2. Description of the Related Art Semiconductor manufacturing generally involves depositing material on a semiconductor substrate wafer. Often, this processing is performed in a processing chamber having the wafer and a deposition device called a showerhead. The showerhead acts to direct the process fluid toward the semiconductor substrate wafer. Generally, the showerhead has a plurality of holes extending through the showerhead to direct the process fluid from within the showerhead toward the semiconductor substrate wafer and an inlet conduit connected to a source of process fluid external to the processing chamber. It has a head plate. Also, showerheads are used in etching processes to direct an etching fluid onto a semiconductor substrate wafer.
【０００３】しばしば問題のエッジ効果は、半導体基板
ウエハの半径を横切って不均一な堆積やエッチングから
生じる。これらの問題は、しばしばプロセス流体の流れ
やプラズマフィールドの特性がウエハの中央とエッジ間
で変わるときに起こる。これらの不均一な堆積およびエ
ッチングは、しばしば半導体基板ウエハの半径を横切る
異なった電気特性によって生じる。この不均衡のため
に、ウエハの一部は、しばしばその意図した機能を有す
るものとして利用することができない。円形ウエハの場
合、ウエハの外側エッジに隣接する材料の不適当な堆積
およびエッチングは、しばしばウエハの外側エッジに隣
接して形成されたデバイスを欠陥品とする。ウエハの直
径が４インチ（約１０.１６センチ）から、６インチ
（約１５.２４センチ）、８インチ（約２０.３４セン
チ）、１２インチ（約３０．４８センチ）と増加するに
したがって、外側エッジに隣接して形成されるデバイス
の数も増加する。したがって、１２インチウエハのエッ
ジ欠陥は、６インチウエハと比較して非常に大きな数の
利用できないデバイスを生じる。Often the problematic edge effects result from uneven deposition and etching across the radius of the semiconductor substrate wafer. These problems often occur when process fluid flow or plasma field characteristics change between the center and the edge of the wafer. These non-uniform depositions and etches are often caused by different electrical properties across the radius of the semiconductor substrate wafer. Due to this imbalance, a portion of the wafer is often not available to have its intended function. In the case of circular wafers, improper deposition and etching of material adjacent the outer edge of the wafer often causes devices formed adjacent the outer edge of the wafer to be defective. As the diameter of the wafer increases from 4 inches (about 10.16 cm) to 6 inches (about 15.24 cm), 8 inches (about 20.34 cm), and 12 inches (about 30.48 cm), The number of devices formed adjacent to the outer edge also increases. Thus, edge defects on a 12 inch wafer result in a much larger number of unavailable devices compared to a 6 inch wafer.
【０００４】ウエハの半径を横切る堆積およびエッチン
グを制御するための従来の一つの解決策は、シャワーヘ
ッド板を通して延びる孔の形状を変えることであった。
この技術によって、プロセス流体を基板ウエハの選択さ
れた領域に向けることが可能である。単純に、選択され
た領域へプロセス流体の流れを増加するために、多く
の、または大きな孔がこれらの領域に対向するシャワー
ヘッドに形成される。しかし、この解決策は多くの欠点
を有している。第１に、特定のシャワーヘッド板は、特
別なプロセスで形成され、他のプロセスに対してはしば
しば利用できない。第２に、特定のシャワーヘッド板で
実験することは、時間もかかるし、費用もかかる。シャ
ワーヘッドにおける孔の特別な形状の効果を評価するた
めには、完全な処理を行なうことが必要である。これは
価値のある資源および処理時間を消費する。第３に、各
々の堆積およびエッチング処理ステップに対する特定の
シャワーヘッド板の使用は、著しく高価であり、多くの
処理ステップを行なうために多くのシャワーアッセンブ
リを必要とし、また処理の変更を行なうためにシャワー
ヘッドアッセンブリを取り替えなければならない。One prior solution for controlling deposition and etching across the radius of a wafer has been to vary the shape of the holes extending through the showerhead plate.
With this technique, it is possible to direct a process fluid to a selected area of a substrate wafer. Simply, many or large holes are formed in the showerhead facing these areas to increase the flow of process fluid to selected areas. However, this solution has a number of disadvantages. First, certain showerhead plates are formed in a special process and are often not available for other processes. Second, experimenting with a particular showerhead plate is time consuming and expensive. In order to evaluate the effect of the special shape of the holes in the showerhead, it is necessary to perform a complete treatment. This consumes valuable resources and processing time. Third, the use of a particular showerhead plate for each deposition and etching process step is significantly more expensive, requires more shower assemblies to perform many process steps, and requires more process changes. The showerhead assembly must be replaced.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】したがって、半導体基
板ウエハの外側エッジ上での堆積およびエッチングを選
択的に制御することができる装置に対する必要性があ
る。Accordingly, there is a need for an apparatus that can selectively control deposition and etching on the outer edge of a semiconductor substrate wafer.
【０００６】また、半導体基板ウエハの半径を横切って
材料の堆積およびエッチングを選択的に制御することが
できる装置に対する必要性がある。There is also a need for an apparatus that can selectively control the deposition and etching of material across the radius of a semiconductor substrate wafer.
【０００７】さらに、複数の処理において堆積およびエ
ッチングのエッジ効果を選択的に変えるために動作する
ことができる装置に対する必要性がある。[0007] There is a further need for an apparatus that can operate to selectively alter the deposition and etch edge effects in multiple processes.
【０００８】本発明は、従来の装置および方法に関連す
る欠点および問題を実質的に除去し、または減少する半
導体処理装置および方法を提供することである。It is an object of the present invention to provide a semiconductor processing apparatus and method that substantially eliminates or reduces the disadvantages and problems associated with conventional devices and methods.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体処理装置
は、シャワーヘッド板アッセンブリを通して延びる複数
の孔を有するシャワーヘッドおよびシャワーヘッド板ア
ッセンブリを含む。シャワーヘッド板アッセンブリは、
好ましくは外側領域と内側領域を有する。外側領域は、
第１の電極を形成し、内側領域は第２の電極を形成す
る。第１の電極と第２の電極の間に絶縁体が配置される
のが好ましい。シャワーヘッドに関連した堆積およびエ
ッチング処理は、第１と第２の電極への電力の流れを選
択的に変えることによって選択的に制御される。SUMMARY OF THE INVENTION A semiconductor processing apparatus according to the present invention includes a showerhead having a plurality of holes extending through a showerhead plate assembly and a showerhead plate assembly. Shower head plate assembly
Preferably it has an outer region and an inner region. The outer area is
A first electrode is formed, and the inner region forms a second electrode. Preferably, an insulator is arranged between the first electrode and the second electrode. The deposition and etching processes associated with the showerhead are selectively controlled by selectively varying the power flow to the first and second electrodes.
【００１０】本発明の第１の特徴は、半導体処理装置が
開示される。半導体処理装置は処理チャンバを有する。
半導体基板ウエハを支持するために動作可能な基板支持
体が処理チャンバ内に配置されるのが好ましい。また、
半導体処理装置は処理チャンバ内に設けられ、基板支持
体から離間されたシャワーヘッドアッセンブリを有す
る。シャワーヘッドアッセンブリは本体部材、およびチ
ャンバの外部から本体部材へ流体を通すインレット（入
口）導管を有する。本体部材は、シャワーヘッド板アッ
センブリを通して延びる複数の通路のあるシャワーヘッ
ド板アッセンブリを有し、これによりインレット導管か
ら本体部材へ入る流体は通路を通して出ていく。シャワ
ーヘッド板アッセンブリは、第１の電極を形成する外側
領域と第２の電極を形成する内側領域を有する。第１の
電極と第２の電極の間に絶縁体が設けられるのが好適で
ある。第１の電源が第１の電極に電気的に接続され、第
２の電源が第２の電極に電気的に接続される。A first aspect of the present invention discloses a semiconductor processing apparatus. The semiconductor processing device has a processing chamber.
Preferably, a substrate support operable to support a semiconductor substrate wafer is located within the processing chamber. Also,
The semiconductor processing apparatus has a showerhead assembly provided in the processing chamber and separated from the substrate support. The showerhead assembly has a body member and an inlet conduit for passing fluid from outside the chamber to the body member. The body member has a showerhead plate assembly with a plurality of passages extending through the showerhead plate assembly such that fluid entering the body member from the inlet conduit exits through the passages. The showerhead plate assembly has an outer region forming a first electrode and an inner region forming a second electrode. Preferably, an insulator is provided between the first electrode and the second electrode. A first power supply is electrically connected to the first electrode, and a second power supply is electrically connected to the second electrode.
【００１１】他の実施形態において、本発明は、さらに
第１のインレット導管内に配置された第２のインレット
導管を含むのが好ましい。第１のインレット導管は、シ
ャワーヘッド板アッセンブリの外側領域と流体連通して
おり、第２のインレット導管は、シャワーヘッドアッセ
ンブリの内側領域と流体連通している。[0011] In another embodiment, the present invention preferably further includes a second inlet conduit disposed within the first inlet conduit. A first inlet conduit is in fluid communication with an outer region of the showerhead plate assembly, and a second inlet conduit is in fluid communication with an inner region of the showerhead assembly.
【００１２】本発明の他の特徴は、半導体処理に使用す
るための堆積装置が開示される。堆積装置は、本体部材
を有する。シャワーヘッド板アッセンブリに形成された
複数の孔を有するシャワーヘッド板アッセンブリが本体
部材の一部を形成する。第１のインレット導管が本体部
材と流体連通しており、プロセス流体源と接続すること
ができるように動作可能である。第１のインレット導管
は、シャワーヘッド板アッセンブリから離間している。
シャワーヘッド板アッセンブリは、外側領域と内側領域
を有する。外側領域は第１の電極を形成し、内側領域は
第２の電極を形成する。第１電極と第２の電極の間に絶
縁体が配置される。[0012] Another feature of the present invention discloses a deposition apparatus for use in semiconductor processing. The deposition device has a main body member. A showerhead plate assembly having a plurality of holes formed in the showerhead plate assembly forms a part of the main body member. A first inlet conduit is in fluid communication with the body member and is operable to allow connection with a source of process fluid. The first inlet conduit is spaced from the showerhead plate assembly.
The showerhead plate assembly has an outer region and an inner region. The outer region forms a first electrode and the inner region forms a second electrode. An insulator is disposed between the first electrode and the second electrode.
【００１３】本発明の他の特徴は、堆積装置において半
導体基板上に材料を堆積する方法が開示される。本方法
は、半導体基板ウエハに対向して位置されたシャワーヘ
ッドアッセンブリにプロセス流体を供給するステップを
含む。また、本方法は、シャワーヘッドアッセンブリの
第２の電極へ電力を供給し、シャワーヘッドアッセンブ
リの第１の電極へ電力を供給するステップを含む。特
に、第１の電極への電力の供給を変えることによって半
導体基板ウエハの外側部分における堆積速度を選択的に
変えるステップを有する。Another aspect of the present invention discloses a method for depositing a material on a semiconductor substrate in a deposition apparatus. The method includes providing a process fluid to a showerhead assembly positioned opposite the semiconductor substrate wafer. The method also includes supplying power to the second electrode of the showerhead assembly and supplying power to the first electrode of the showerhead assembly. In particular, there is the step of selectively varying the deposition rate at the outer portion of the semiconductor substrate wafer by varying the supply of power to the first electrode.
【００１４】本発明は、多くの、重要な技術的利点を提
供する。一つの技術的利点は、シャワーヘッド板アッセ
ンブリの外側領域に形成された第１の電極を有している
ことである。これによって、堆積装置は、半導体基板ウ
エハの外側エッジ上に堆積を選択的に行なうことができ
る。The present invention offers a number of important technical advantages. One technical advantage is that it has a first electrode formed in the outer region of the showerhead plate assembly. This allows the deposition apparatus to selectively deposit on the outer edge of the semiconductor substrate wafer.
【００１５】他の技術的利点は、シャワーヘッド板アッ
センブリの内側領域および外側領域に形成された第１と
第２の電極を有していることである。第１と第２の電極
は、半導体基板ウエハの半径を横切って材料の堆積を選
択的に行なうように動作される。また、これによって、
本装置は複数の処理における堆積のエッジ効果を選択的
に変えることができる。Another technical advantage is that it has first and second electrodes formed in the inner and outer regions of the showerhead plate assembly. The first and second electrodes are operated to selectively deposit material across a radius of the semiconductor substrate wafer. This also gives
The apparatus can selectively alter the deposition edge effect in multiple processes.
【００１６】他の技術的利点は、シャワーヘッド板アッ
センブリの外側部分と流体連通する第１のインレット導
管を有し、シャワーヘッド板アッセンブリの内側部分と
流体連通する第２のインレット導管を有することであ
る。これは、半導体基板ウエハの半径を横切って材料の
エッチングを選択的に変えることができる堆積装置を可
能にする。Another technical advantage is that it has a first inlet conduit in fluid communication with an outer portion of the showerhead plate assembly and a second inlet conduit in fluid communication with the inner portion of the showerhead plate assembly. is there. This allows for a deposition apparatus that can selectively vary the etching of the material across the radius of the semiconductor substrate wafer.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】好適な実施の形態およびそれらの
利点について図１乃至図３を参照して説明する。なお、
同じ部品および対応する部品には同じ参照番号が用いら
れる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments and their advantages will be described with reference to FIGS. In addition,
The same reference numbers are used for the same parts and corresponding parts.
【００１８】図１は、本発明の教示を含む符号１０で示
される半導体処理装置の概略図である。半導体処理装置
１０は、処理チャンバ１２内に配置され、半導体基板ウ
エハ１６を支持するように動作する基板支持体１４を含
む。本発明の実施の形態において、半導体基板ウエハ１
６は基板の外側領域３６と基板の内側領域３８を有す
る。シャワーヘッドアッセンブリ１８が基板支持体１４
から離間して、処理チャンバ１２内に配置される。シャ
ワーヘッドアッセンブリ１８は、本体部材４０、第１の
インレット導管３４、およびシャワーヘッド板アッセン
ブリ１７を有する。本発明の実施の形態では、本体部材
４０は一般に漏斗状に形成されている。他の応用のため
に、本体部材４０は他の適当な形状を有してもよい。第
１のインレット導管３４は、処理チャンバ１２の外部か
ら本体部材４０へ流体を通す。シャワーヘッド板アッセ
ンブリ１７は、本体部材４０の一部を形成する。複数の
通路１５がシャワーヘッド板アッセンブリ１７を通して
延びており、流体が第１のインレット導管３４から本体
部材４０へ入り、通路１５を通って出るようになってい
る。FIG. 1 is a schematic diagram of a semiconductor processing apparatus designated by the numeral 10 and incorporating the teachings of the present invention. Semiconductor processing apparatus 10 includes a substrate support 14 disposed within processing chamber 12 and operable to support semiconductor substrate wafer 16. In the embodiment of the present invention, the semiconductor substrate wafer 1
6 has an outer region 36 of the substrate and an inner region 38 of the substrate. The shower head assembly 18 is mounted on the substrate support 14.
, And is disposed in the processing chamber 12. The showerhead assembly 18 has a main body member 40, a first inlet conduit 34, and the showerhead plate assembly 17. In the embodiment of the present invention, the main body member 40 is generally formed in a funnel shape. For other applications, body member 40 may have other suitable shapes. The first inlet conduit 34 passes fluid from outside the processing chamber 12 to the body member 40. The shower head plate assembly 17 forms a part of the main body member 40. A plurality of passages 15 extend through the showerhead plate assembly 17 such that fluid enters the body member 40 from the first inlet conduit 34 and exits through the passages 15.
【００１９】シャワーヘッド板アセンブリ１７は、さら
に外側領域１９と内側領域２１を有する。外側領域１９
は第１の電極２０を形成し、内側領域は第２の電極２２
を形成する。好ましくは、絶縁体２４が第１の電極２０
と第２の電極２２の間に設けられる。本発明の実施の形
態では、第２の電極２２は実質的に円形の外側の縁を有
する。絶縁体２４は実質的に円形の内側縁と実質的に円
形の外側の縁を有する。第１の電極は実質的に円形の外
側の縁を有する。他の実施の形態では、第１の電極２０
と第２の電極２２は、半導体基板ウエハ１６の半径を横
切って、製造処理を選択的に変えるためにあらゆる適当
な形状を有してもよい。The showerhead plate assembly 17 further has an outer region 19 and an inner region 21. Outer area 19
Forms a first electrode 20 and the inner region is a second electrode 22
To form Preferably, the insulator 24 is the first electrode 20
And the second electrode 22. In an embodiment of the present invention, second electrode 22 has a substantially circular outer edge. Insulator 24 has a substantially circular inner edge and a substantially circular outer edge. The first electrode has a substantially circular outer edge. In another embodiment, the first electrode 20
The second electrode 22 may have any suitable shape across the radius of the semiconductor substrate wafer 16 to selectively alter the manufacturing process.
【００２０】第１の電極２０は第１の電気的接続３２を
介して第１の電源２６と接続している。第２の電極２２
は第２の電気的接続３０を介して第２の電源２８と接続
している。第１の電力コントローラ２７は、第１の電力
コントローラ２７が第１の電源２６から供給される電力
を選択的に変えるために動作可能であるように第１の電
源と関連付けられる。第２の電力コントローラ２９は、
第２の電力コントローラ２９が第２の電源２８から供給
される電力を選択的に変えるために動作可能であるよう
に第２の電源と関連付けられる。The first electrode 20 is connected via a first electrical connection 32 to a first power supply 26. Second electrode 22
Is connected to a second power supply 28 via a second electrical connection 30. The first power controller 27 is associated with the first power supply such that the first power controller 27 is operable to selectively change the power provided by the first power supply 26. The second power controller 29 includes:
A second power controller 29 is associated with the second power supply such that the second power controller 29 is operable to selectively change the power provided by the second power supply 28.
【００２１】本発明の実施の形態において、第１の電気
的接続３２は第１のインレット導管３４を通って延びて
おり、第１の電源２６と接続している。第２の電気的接
続３０は第１のインレット導管３４を通って延びてお
り、第２の電源２８と接続している。他の実施の形態で
は、第１の電気的接続３２と第２の電気的接続３０は、
本体部材４０または他の適当な通路を通って延びること
によって、第１の電極２０と第２の電極２２に接続する
ことができる。In an embodiment of the present invention, a first electrical connection 32 extends through a first inlet conduit 34 and connects to a first power supply 26. A second electrical connection 30 extends through a first inlet conduit 34 and connects to a second power supply 28. In another embodiment, the first electrical connection 32 and the second electrical connection 30
The first electrode 20 and the second electrode 22 can be connected by extending through the body member 40 or other suitable passage.
【００２２】動作では、基板支持体１４が処理チャンバ
１２内に半導体基板ウエハを支持する。プロセス流体が
プロセス流体源から第１のインレット導管３４を通して
配送される。プロセス流体は、シャワーヘッドアッセン
ブリ１８を通して半導体基板ウエハ１６へ配送されるの
に適したあらゆるプロセスガスまたは流体である。プロ
セス流体は、さらに、堆積またはエッチングプロセスに
適した流体である。プロセス流体は、本体部材４０の内
部に入り、シャワーヘッド板アッセンブリ１７を通って
延びる通路１５を通って本体部材４０を出る。シャワー
ヘッド板アッセンブリ１７を通って延びる通路１５は、
シャワーヘッド板アッセンブリ１７に一様に離間されて
開けられた円筒形の穴である。代わりに、通路１５は、
非円筒形状を有し、シャワーヘッド板アッセンブリ１７
の表面を横切って不均一に離間されてもよい。処理の
間、電力が第１の電源２６から第１の電気的接続３２を
介して第１の電極２０へ供給される。第１の電極２０は
第１の電源２６から電力を受け、第１の電極２０は、プ
ロセス流体がシャワーヘッド板アッセンブリ１７を通し
て延びる通路を出るにしたがって、プラズマを形成す
る。第１の電源２６から供給される電力は、第１の電極
２０と関連されるプラズマフィールドが選択的に変えら
れるように第１の電力コントローラによって制御され
る。In operation, a substrate support 14 supports a semiconductor substrate wafer in the processing chamber 12. Process fluid is delivered from a source of process fluid through a first inlet conduit 34. The process fluid is any process gas or fluid suitable for delivery to the semiconductor substrate wafer 16 through the showerhead assembly 18. The process fluid is further a fluid suitable for a deposition or etching process. The process fluid enters the interior of the body member 40 and exits the body member 40 through the passage 15 extending through the showerhead plate assembly 17. The passage 15 extending through the showerhead plate assembly 17
It is a cylindrical hole uniformly spaced and opened in the showerhead plate assembly 17. Instead, passage 15
Non-cylindrical, showerhead plate assembly 17
May be unevenly spaced across the surface of the device. During processing, power is provided from the first power supply 26 to the first electrode 20 via the first electrical connection 32. The first electrode 20 receives power from a first power source 26 and forms a plasma as the process fluid exits a passage extending through the showerhead plate assembly 17. The power provided by the first power supply 26 is controlled by a first power controller such that the plasma field associated with the first electrode 20 is selectively changed.
【００２３】また、電力は第２の電源２８から第２の電
気的接続３０を介して第２の電極２２へ供給される。第
２の電極２２と関連したプラズマが第２の電力コントロ
ーラ２９を用いて第２の電源２８から供給される電力を
制御することによって選択的に変えられる。したがっ
て、第１の電源２６から供給される電力を変えること
は、外側領域３６に堆積され、また外側領域３６からエ
ッチングされる材料の厚さに影響する。第２の電源２８
から第２の電極２２へ供給される電力の変更は、同様
に、基板の内側領域３８における堆積の厚さまたはエッ
チング効果に影響する。Also, power is supplied from a second power supply 28 to the second electrode 22 via a second electrical connection 30. The plasma associated with the second electrode 22 is selectively altered by using a second power controller 29 to control the power provided by the second power supply 28. Thus, varying the power supplied from the first power supply 26 affects the thickness of the material deposited on and etched from the outer region 36. Second power supply 28
Changing the power supplied from to the second electrode 22 also affects the deposition thickness or etching effect in the inner region 38 of the substrate.
【００２４】図２は、本発明の教示による、第１の電極
２０と第２の電極２２を有するシャワーヘッド板アッセ
ンブリの概略図である。この実施の形態では、第１の電
極は、実質的に円形の外径と実質的に円形の内径を有し
ている。絶縁体２４は、第１の電極２０の内径に隣接し
て設けられた実質的に円形の外形を有している。第２の
電極２２は、絶縁体の内径に隣接して設けられた実質的
に円形の外形を有している。絶縁体２４は、第２の電極
を第１の電極２０から電気的に絶縁するように働く。絶
縁体２４は、第１の電極２０を第２の電極２２、および
その逆から電気的に絶縁するのに適した全ての材料から
作られる。FIG. 2 is a schematic diagram of a showerhead plate assembly having a first electrode 20 and a second electrode 22 according to the teachings of the present invention. In this embodiment, the first electrode has a substantially circular outer diameter and a substantially circular inner diameter. The insulator 24 has a substantially circular outer shape provided adjacent to the inner diameter of the first electrode 20. The second electrode 22 has a substantially circular outer shape provided adjacent to the inner diameter of the insulator. The insulator 24 serves to electrically insulate the second electrode from the first electrode 20. The insulator 24 is made from any material suitable for electrically insulating the first electrode 20 from the second electrode 22 and vice versa.
【００２５】図３は、本発明の教示による、第２のイン
レット導管を有する堆積装置の概略図である。シャワー
ヘッドアッセンブリ５０は第１のインレット導管５４と
第２のインレット導管５２を含む。第２のインレット導
管５２は第１のインレット導管５４内に設けられてい
る。第１のインレット導管５４はシャワーヘッド板アッ
センブリ１７の外側領域１９と流体連通している。第２
のインレット導管５２は内側領域２１と連通している。
シャワーヘッド板アッセンブリ１７は外側領域１９と内
側領域２１を有する。外側領域１９は第１の電極２０を
形成する。内側領域２１は第２の電極２２を形成する。
第１のプロセス流体のコントローラ５８は第１のインレ
ット導管５４と関連している。第２のプロセス流体のコ
ントローラ６０は第２のインレット導管５２と関連して
いる。FIG. 3 is a schematic diagram of a deposition apparatus having a second inlet conduit according to the teachings of the present invention. Showerhead assembly 50 includes a first inlet conduit 54 and a second inlet conduit 52. The second inlet conduit 52 is provided in the first inlet conduit 54. First inlet conduit 54 is in fluid communication with outer region 19 of showerhead plate assembly 17. Second
Is in communication with the inner region 21.
Showerhead plate assembly 17 has an outer region 19 and an inner region 21. The outer region 19 forms the first electrode 20. The inner region 21 forms the second electrode 22.
A first process fluid controller 58 is associated with the first inlet conduit 54. A second process fluid controller 60 is associated with the second inlet conduit 52.
【００２６】動作では、第１の電力コントローラ２７
は、第１の電源２６から第１の電極２０へ供給される電
力を制御する。第２の電力コントローラ２９は第２の電
源２８から第２の電極２２へ供給される電力を制御す
る。プロセス流体は第１のインレット導管５４から、シ
ャワーヘッドアッセンブリ１７の外側領域１９を通して
延びる通路を通って流れる。第２のインレット導管５２
を通るプロセス流体は、シャワーヘッド板アッセンブリ
１７の内側領域２１を通して延びる通路を通って、プロ
セスチャンバ１２へ流れる。In operation, the first power controller 27
Controls the power supplied from the first power supply 26 to the first electrode 20. The second power controller 29 controls the power supplied from the second power supply 28 to the second electrode 22. Process fluid flows from the first inlet conduit 54 through a passage extending through the outer region 19 of the showerhead assembly 17. Second inlet conduit 52
Flow into the process chamber 12 through a passage extending through the inner region 21 of the showerhead plate assembly 17.
【００２７】基板の外側領域３６上に生じる堆積および
エッチングは、第１の電源２６から供給される電力およ
び第１のプロセス流体のコントローラ５８から供給され
るプロセス流体を選択的に変えることによって影響され
る。基板の内側領域３８上の堆積およびエッチングは第
２の電源２８から供給される電力を選択的に変えること
によって、および第２のインレット導管５２を通して供
給されるプロセス流体を選択的に変えることによって、
制御することができる。The deposition and etching that occur on the outer region 36 of the substrate is affected by selectively varying the power supplied by the first power supply 26 and the process fluid supplied by the first process fluid controller 58. You. Deposition and etching on the inner region 38 of the substrate can be achieved by selectively altering the power supplied from the second power supply 28 and by selectively altering the process fluid supplied through the second inlet conduit 52.
Can be controlled.
【００２８】開示された実施の形態について詳細に説明
されたけれども、本発明の精神および範囲から逸脱する
ことなくいろいろな変更や置換えが可能であることを理
解すべきである。While the disclosed embodiments have been described in detail, it should be understood that various changes and substitutions can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
【００２９】以上の説明に関連して、以下の各項を開示
する。 （１） 半導体処理装置であって、処理チャンバの外部
から流体を通す第１のインレット導管を有する処理チャ
ンバと、半導体基板ウエハを支持するために動作可能
な、処理チャンバ内に設けられた基板支持体と、前記基
板支持体から離間され、前記処理チャンバ内に設けられ
たシャワーヘッドアッセンブリと、前記シャワーヘッド
アッセンブリは、プロセス流体を受けるために第１のイ
ンレット導管と結合された本体部材と、前記本体部材
は、シャワーヘッド板アッセンブリを通して延びる複数
の通路を有するシャワーヘッドアッセンブリを含み、そ
れにより、第１のインレット導管から本体部材へ入る流
体は、前記通路を通って出ていき、前記シャワーヘッド
板アッセンブリは、第１の電極を形成する外側領域と第
２の電極を形成する内側領域を有し、前記第１の電極と
前記第２の電極間に設けられた絶縁体と、前記第１の電
極に電気的に接続された第１の電源と、前記第２の電極
に電気的に接続された第２の電源と、を有することを特
徴とする半導体処理装置。 （２） 前記第２の電極は、実質的に円形の外側の縁を
有し、前記絶縁体は、実質的に円形の外側の縁を有し、
且つ前記第１の電極の外側の縁に隣接して設けらえれた
実質的に円形の内側の縁を有しており、且つ前記第１の
電極は、前記絶縁体の外側の縁に隣接して設けられた実
質的に円形の内側の縁を有し、且つ実質的に円形の外側
の縁を有していることを特徴とする前記（１）に記載の
半導体処理装置。 （３） さらに、前記第１の電極からの堆積速度が選択
的に制御されるように、前記第１の電極への電力の流れ
を選択的に制御するために動作可能な第１の電源と関連
された第１の電力コントローラと、前記第２の電極から
の堆積速度が選択的に制御されるように、前記第２の電
極への電力の流れを選択的に制御するために動作可能な
第２の電源と関連された第２の電力コントローラと、を
有することを特徴とする前記（１）に記載の半導体処理
装置。 （４） 前記基板支持体上に置かれた基板ウエハの外側
領域上の堆積が選択的に制御されるように、第１の電極
への電力の流れを選択的に制御するために動作可能な第
１の電力コントローラと、前記半導体ウエハの内側領域
上の堆積が選択的に制御されるように、前記第１の電極
への電力の流れを選択的に制御するために動作可能な第
２の電力コントローラと、を有することを特徴とする前
記（１）に記載の半導体処理装置。 （５） さらに、前記第１のインレット導管内に設けら
れた第２のインレット導管、前記第２のインレット導管
は、前記シャワーヘッド板アッセンブリの内側領域と流
体連通しており、且つ前記第１のインレット導管は、前
記シャワーヘッド板アッセンブリの外側領域と流体連通
していることを特徴とする前記（１）に記載の半導体処
理装置。 （６）さらに、前記シャワーヘッド板アッセンブリの外
側部分を通して配送されるプロセス流体の供給を選択的
に調整するために動作可能な前記第１のインレット導管
に関連された第１のプロセス流体コントローラと、前記
シャワーヘッド板アッセンブリの内側部分を通して配送
されるプロセス流体の供給を選択的に調整するために動
作可能な前記第２のインレット導管に関連された第２の
プロセス流体コントローラと、を有することを特徴とす
る前記（５）に記載の半導体処理装置。 （７）さらに、前記基板ウエハの外側領域上の堆積を選
択的に制御するために動作可能な第１のプロセス流体コ
ントローラと、前記基板ウエハの内側領域上の堆積を選
択的に制御するために動作可能な第２のプロセス流体コ
ントローラと、 （８） 堆積装置から半導体基板ウエハ上に材料を堆積
する方法であって、前記半導体基板ウエハに対向して配
置されたシャワーヘッドアッセンブリへプロセス流体を
供給するステップと、前記シャワーヘッドアッセンブリ
にある第１の電極に電力を供給するステップと、前記シ
ャワーヘッドアッセンブリにある第２の電極に電力を供
給するステップと、を有することを特徴とする方法。 （９）さらに、前記第２の電極への電力の供給を調整す
ることによって、前記半導体基板ウエハの中央部分での
堆積速度を選択的に調整するステップを有することを特
徴とする前記（８）に記載の方法。 （10）さらに、前記第１の電極への電力の供給を調整す
ることによって、前記半導体基板ウエハの外側部分での
堆積速度を選択的に調整するステップを有することを特
徴とする前記（８）に記載の方法。 （11）堆積装置の半導体基板上に材料をエッチングする
ための方法であって、前記半導体基盤ウエハに対向して
配置されたシャワーヘッドアッセンブリへプロセスエッ
チング流体を供給するステップと、前記シャワーヘッド
アッセンブリ内の第２の電極へ電力を供給するステップ
と、前記シャワーヘッドアッセンブリ内の第１の電極へ
電力を供給するステップとを有することを特徴とする方
法。 （12）さらに、前記第２の電極への電力の供給を調整す
ることによって、前記半導体基板ウエハの中央部分にお
けるプロセスエッチング流体の堆積速度を選択的に調整
するステップを有することを特徴とする前記（８）に記
載の方法。 （13）さらに、前記第１の電極への電力の供給を調整す
ることによって、前記半導体基板ウエハの外側部分にお
けるプロセスエッチング流体の堆積速度を選択的に調整
するステップを有することを特徴とする前記（８）に記
載の方法。 （14）本発明は、シャワーヘッドアッセンブリ（１８）
とシャワーヘッド板アッセンブリを通して延びる複数の
孔（１５）を有するシャワーヘッド板アッセンブリを含
む半導体処理装置である。このシャワーヘッド板アセン
ブリ（１７）は外側領域（１９）と内側領域（２１）を
有する。外側領域（１９）は第１の電極（２０）を形成
し、内側領域（２１）は第２の電極（２２）を形成す
る。絶縁体（２４）が第２の電極（２２）と第１の電極
（２１）の間に配置される。第１の電極（２０）と第２
の電極（２２）に関連する堆積およびエッチング処理が
第１の電極（２０）と第２の電極（２２）への電力の流
れを変えることによって、選択的に行なわれる。In connection with the above description, the following items are disclosed. (1) A semiconductor processing apparatus, comprising: a processing chamber having a first inlet conduit for passing a fluid from outside the processing chamber; and a substrate support provided in the processing chamber operable to support a semiconductor substrate wafer. A body, a showerhead assembly spaced from the substrate support and disposed within the processing chamber, the showerhead assembly coupled to a first inlet conduit for receiving a process fluid; The body member includes a showerhead assembly having a plurality of passages extending through the showerhead plate assembly such that fluid entering the body member from a first inlet conduit exits through the passages and the showerhead plate. The assembly comprises an outer region forming a first electrode and an inner region forming a second electrode. An insulator provided between the first electrode and the second electrode, a first power supply electrically connected to the first electrode, and an electric power connected to the second electrode. And a second power supply, which is electrically connected. (2) the second electrode has a substantially circular outer edge, the insulator has a substantially circular outer edge,
And a substantially circular inner edge provided adjacent to an outer edge of the first electrode, and wherein the first electrode is adjacent to an outer edge of the insulator. The semiconductor processing apparatus according to (1), wherein the semiconductor processing apparatus has a substantially circular inner edge provided and a substantially circular outer edge provided. (3) a first power supply operable to selectively control the flow of power to the first electrode such that a deposition rate from the first electrode is selectively controlled; An associated first power controller and operable to selectively control power flow to the second electrode such that a deposition rate from the second electrode is selectively controlled. The semiconductor processing apparatus according to (1), further comprising: a second power controller associated with the second power supply. (4) operable to selectively control power flow to a first electrode such that deposition on an outer region of a substrate wafer placed on the substrate support is selectively controlled. A first power controller and a second operable to selectively control power flow to the first electrode such that deposition on an inner region of the semiconductor wafer is selectively controlled. The semiconductor processing apparatus according to (1), further comprising: a power controller. (5) Further, a second inlet conduit provided in the first inlet conduit, wherein the second inlet conduit is in fluid communication with an interior region of the showerhead plate assembly, and The semiconductor processing apparatus according to (1), wherein the inlet conduit is in fluid communication with an outer region of the showerhead plate assembly. (6) a first process fluid controller associated with the first inlet conduit operable to selectively regulate a supply of process fluid delivered through an outer portion of the showerhead plate assembly; A second process fluid controller associated with the second inlet conduit operable to selectively regulate a supply of process fluid delivered through an interior portion of the showerhead plate assembly. The semiconductor processing device according to the above (5). (7) Further, a first process fluid controller operable to selectively control deposition on an outer region of the substrate wafer, and to selectively control deposition on an inner region of the substrate wafer. An operable second process fluid controller, and (8) a method for depositing material on a semiconductor substrate wafer from a deposition apparatus, wherein the process fluid is supplied to a showerhead assembly disposed opposite the semiconductor substrate wafer. Providing power to a first electrode on the showerhead assembly, and supplying power to a second electrode on the showerhead assembly. (9) The method according to (8), further including the step of selectively adjusting a deposition rate at a central portion of the semiconductor substrate wafer by adjusting power supply to the second electrode. The method described in. (10) The method according to (8), further including the step of selectively adjusting a deposition rate at an outer portion of the semiconductor substrate wafer by adjusting power supply to the first electrode. The method described in. (11) A method for etching a material on a semiconductor substrate of a deposition apparatus, the method comprising: supplying a process etching fluid to a showerhead assembly disposed opposite to the semiconductor substrate wafer; Supplying power to a second electrode of the showerhead assembly; and supplying power to a first electrode in the showerhead assembly. (12) The method further comprises the step of selectively adjusting a deposition rate of a process etching fluid in a central portion of the semiconductor substrate wafer by adjusting power supply to the second electrode. The method according to (8). (13) The method further comprises the step of selectively adjusting a deposition rate of a process etching fluid in an outer portion of the semiconductor substrate wafer by adjusting a power supply to the first electrode. The method according to (8). (14) The present invention provides a shower head assembly (18).
And a showerhead plate assembly having a plurality of holes extending through the showerhead plate assembly. The showerhead plate assembly (17) has an outer region (19) and an inner region (21). The outer region (19) forms a first electrode (20) and the inner region (21) forms a second electrode (22). An insulator (24) is disposed between the second electrode (22) and the first electrode (21). A first electrode (20) and a second electrode
The deposition and etching processes associated with the first electrode (22) are selectively performed by altering the flow of power to the first electrode (20) and the second electrode (22).
【図１】本発明の教示による半導体処理装置の概略図で
ある。FIG. 1 is a schematic diagram of a semiconductor processing apparatus according to the teachings of the present invention.
【図２】本発明の教示による第１の電極と第２の電極を
有するシャワーヘッド板アッセンブリの概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a showerhead plate assembly having a first electrode and a second electrode in accordance with the teachings of the present invention.
【図３】本発明の教示による第２のインレット導管を有
するシャワーヘッド装置の概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a showerhead device having a second inlet conduit according to the teachings of the present invention.
Claims (2)
管を有する処理チャンバと、 半導体基板ウエハを支持するために動作可能な、処理チ
ャンバ内に設けられた基板支持体と、 前記基板支持体から離間され、前記処理チャンバ内に設
けられたシャワーヘッドアッセンブリと、 前記シャワーヘッドアッセンブリは、 プロセス流体を受けるために第１のインレット導管と結
合された本体部材と、前記本体部材は、シャワーヘッド
板アッセンブリを通して延びる複数の通路を有するシャ
ワーヘッドアッセンブリを含み、それにより、第１のイ
ンレット導管から本体部材へ入る流体は、前記通路を通
って出ていき、 前記シャワーヘッド板アッセンブリは、第１の電極を形
成する外側領域と第２の電極を形成する内側領域を有
し、 前記第１の電極と前記第２の電極間に設けられた絶縁体
と、 前記第１の電極に電気的に接続された第１の電源と、 前記第２の電極に電気的に接続された第２の電源と、を
有することを特徴とする半導体処理装置。1. A semiconductor processing apparatus, comprising: a processing chamber having a first inlet conduit for passing fluid from outside the processing chamber; and a processing chamber operable to support a semiconductor substrate wafer. A substrate support, a showerhead assembly spaced from the substrate support and provided in the processing chamber; and a body member coupled to the first inlet conduit for receiving a process fluid. The body member includes a showerhead assembly having a plurality of passages extending through the showerhead plate assembly such that fluid entering the body member from the first inlet conduit exits through the passages; The head plate assembly defines an outer region forming a first electrode and a second electrode. An inner region formed between the first electrode and the second electrode; a first power supply electrically connected to the first electrode; A second power supply electrically connected to the electrode.
を堆積する方法であって、 前記半導体基板ウエハに対向して配置されたシャワーヘ
ッドアッセンブリへプロセス流体を供給するステップ
と、 前記シャワーヘッドアッセンブリにある第１の電極に電
力を供給するステップと、 前記シャワーヘッドアッセンブリにある第２の電極に電
力を供給するステップと、 を有することを特徴とする方法。2. A method for depositing a material on a semiconductor substrate wafer from a deposition apparatus, comprising: supplying a process fluid to a showerhead assembly disposed opposite to the semiconductor substrate wafer; A method comprising: supplying power to a first electrode; and supplying power to a second electrode of the showerhead assembly.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US17253899P | 1999-12-17 | 1999-12-17 | |
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|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001196318A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2000
- 2000-11-15 JP JP2000347565A patent/JP2001196318A/en active Pending
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