等离子体处理系统中的射频（RF）接地返回及其方法技术方案

本发明专利技术涉及等离子体处理系统中的射频（RF）接地返回及其方法。本发明专利技术公开了用于以至少两种模式操作等离子体处理工具的等离子体处理腔的方法和装置。在第一模式，衬底支撑组件在间隙可调范围内可移动以调节电极之间的间隙，从而适应不同的处理需求。在第一模式，只要间隙距离在间隙可调范围内，RF接地返回路径连续性便被保持而与间隙距离无关。在第二模式，衬底支撑组件能够移动以进一步打开间隙从而容纳无阻碍的衬底装载/卸载。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及等离子体处理系统中的射频（RF）接地返回及其方法。本专利技术公开了用于以至少两种模式操作等离子体处理工具的等离子体处理腔的方法和装置。在第一模式，衬底支撑组件在间隙可调范围内可移动以调节电极之间的间隙，从而适应不同的处理需求。在第一模式，只要间隙距离在间隙可调范围内，RF接地返回路径连续性便被保持而与间隙距离无关。在第二模式，衬底支撑组件能够移动以进一步打开间隙从而容纳无阻碍的衬底装载/卸载。【专利说明】等离子体处理系统中的射频(RF)接地返回及其方法 在先申请本申请要求根据35USC.119(e)由Dhindsa等人于2012年8月31日递交的、专利技术名称为“等离子体处理系统中的RF接地返回及其方法”的共同临时申请(美国申请号为61/696，110)的优先权。该美国申请的全部内容被引入下文。
本专利技术涉及等离子体处理系统，更具体地涉及等离子体处理系统中的RF接地返回及其方法。
技术介绍
等离子体处理长期用于处理衬底以形成电子集成电路，电子集成电路可接着被处理成成品电子产品。在等离子体处理中，具有一个或多个等离子体处理腔的等离子体处理系统可被用于将一个或多个衬底处理成电子集成电路。一般来说，等离子体处理腔是封闭容积，可在其中产生等离子体用于沉积、蚀刻、等离子体清洗及类似。等离子体可由不同的等离子体产生技术产生，包括例如电感耦合等离子体、电容耦合等离子体、微波、电子回旋谐振(ECR)及类似。在本专利申请中，实施例将参照电容耦合等离子体处理腔进行讨论。然而，需要理解本文所讨论的原理和概念可被用于不同的等离子体产生技术和不同的等离子体处理系统。在一个典型的电容耦合等离子体处理腔中，提供两个或者更多的电极。例如，衬底支撑结构(衬底被置于其上以进行处理)可构成一个电极，另一个电极可置于所述衬底支撑结构的上方。位于两个电极之间的空间的容积通常定义了等离子体产生容积。可包括不同成分气体的处理源气体可被注入该等离子体产生容积并且RF能量可被提供给一个或全部两个电极。所述RF能量从处理源气体中产生等离子体，并且所述等离子体之后可被用于处理衬底，在本例中所述衬底被置于衬底支撑电极上。电感耦合等离子体处理腔采用电感天线或线圈和电感耦合装置以在等离子体产生容积中产生等离子体。电感耦合等离子体处理腔能够形成稠密等离子体并且可被某些应用偏爱。在最近几年，等离子体处理系统也发展成利用电感耦合装置和电容耦合装置二者来产生等离子体。在许多等离子体处理腔中，衬底支撑组件可以是可移动的，以方便衬底的装载和/或卸载。一旦衬底装载完成并且衬底被置于衬底支撑件上，衬底支撑组件可被提升以使用于等离子体处理的间隙变窄。在一些其他腔中，等离子体产生容积也可变化以适应不同的配方要求。例如，在电容耦合等离子体处理腔中，电极间间隙(即上电极和下电极之间的间隙)可以根据不同的配方而变化。不论等离子体处理期间的间隙尺寸，保持RF返回电流传导路径以适当地弓I发和维持令人满意的等离子体是重要的。
技术实现思路
本专利技术的实施方式涉及用于使两种容量在单一腔中实现的方法和装置。在本专利技术的一个或多个实施方式中，等离子体处理腔为便于衬底的装载/卸载而具有宽的间隙容量，以及为执行要求不同电极间间隙尺寸的不同配方而具有窄但可变的间隙容量。更重要地，可变间隙等离子体处理腔的实施方式不论在等离子体处理过程中采用的间隙尺寸，保持了适当的RF返回电流传导路径。在一或多种实施方式中，本专利技术提供了一种用于衬底的等离子体处理的等离子体处理腔，该等离子体处理腔包括:上部接地组件；可移动衬底支撑组件，所述可移动衬底支撑组件在所述等离子体处理期间支撑所述衬底，所述可移动衬底支撑组件具有接地架部分，据此在所述可移动衬底支撑组件的上表面和所述上部接地组件的下表面之间的间隙限定等离子体产生区域，并且据此所述可移动衬底支撑组件能够朝着平行于所述可移动衬底支撑组件的轴的方向移动，以调节所述间隙；外围接地环，其被设置为围绕所述可移动衬底支撑组件，据此所述外围接地环能够可滑动地相对于所述可移动衬底支撑组件朝着平行于所述可移动衬底支撑组件的所述轴的方向移动；至少一个弹性RF导体，其用以在所述接地架部分和所述外围接地环之间提供RF耦合；多个活塞，其被有效地连接到所述可移动衬底支撑组件的所述接地架部分和所述外围接地环，所述多个活塞中的每一个具有预先定义的行程长度以定义所述外围接地环的第一操作状态和第二操作状态，所述第一操作状态的特征在于当可移动衬底支撑组件朝着平行于所述轴的所述方向移动以调节所述间隙时，所述多个活塞在所述接地架部分和所述外围接地环之间传导偏置力来保持所述外围接地环和所述上部接地组件之间的RF接触，所述第二操作状态的特征在于当所述可移动衬底支撑组件的所述接地架部分移动离开所述上部接地组件使得所述外围接地环不再通过所述多个活塞被偏置抵靠所述上部接地组件时所述外围接地环和所述上部接地组件之间的RF中断。所述多个活塞是弹簧承载的。所述接地架部分电绝缘于所述可移动衬底支撑组件的至少另一个部分。所述可移动衬底支撑组件的所述至少另一个部分由RF信号供电。所述接地架部分包括接地套筒部分，所述接地套筒部分覆盖所述可移动衬底支撑组件的外表面的至少一部分，所述套筒部分具有套筒高度，所述外围接地环设置于所述接地套筒部分的外面并且能够相对于所述接地套筒部分的外表面移动。所述活塞中的第一活塞包括锥形的自动定心的活塞头部，所述活塞头部配置成设置在所述上部接地组件中的自动定心腔室内。所述等离子体处理腔进一步包括RF衬垫，所述RF衬垫置于所述外围接地环和所述上部接地组件之间。在一或多种实施方式中，本专利技术提供了一种用于衬底的等离子体处理的等离子体处理腔，该等离子体处理腔包括:上部接地组件；可移动衬底支撑组件，所述可移动衬底支撑组件在所述等离子体处理期间支撑所述衬底；外围接地环，其被设置为围绕所述可移动衬底支撑组件，所述外围接地环能够可滑动地相对于所述可移动衬底支撑组件朝着平行于所述可移动衬底支撑组件的轴的方向移动；至少一个弹性RF导体，其用以在所述接地架部分和所述外围接地环之间提供RF耦合；多个弹簧承载活塞，其被有效地连接到所述外围接地环和所述可移动衬底支撑组件，当所述可移动衬底支撑组件朝着平行于所述轴的所述方向移动时，偏置所述外围接地环抵靠所述上部接地组件，以保持所述外围接地环和所述上部接地组件之间的RF接触。所述接地架部分电绝缘于所述可移动衬底支撑组件的至少另一个部分。所述可移动衬底支撑组件的所述至少另一个部分由RF信号供电。所述接地架部分包括接地套筒部分，所述接地套筒部分覆盖所述可移动衬底支撑组件的外表面的至少一部分，所述套筒部分具有套筒高度，所述外围接地环设置于所述接地套筒部分的外面并且沿着所述接地套筒部分的外表面可滑动地移动。所述活塞中的第一活塞包括锥形的自动定心的活塞头部，所述活塞头部配置成设置在所述上部接地组件中的自动定心腔室内。所述上部接地组件包括上电极和接地外围罩，当在所述外围接地环和所述上部接地组件之间形成所述RF接触时，所述外围接地环与所述接地外围罩建立RF接触。所述等离子体处理腔进一步包括RF衬垫，所述RF衬垫置于所述外围接地环和所述上部接地组件之间。在一或多种实施方式中，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于衬底的等离子体处理的等离子体处理腔，其包括：上部接地组件；可移动衬底支撑组件，所述可移动衬底支撑组件在所述等离子体处理期间支撑所述衬底，所述可移动衬底支撑组件具有接地架部分，据此在所述可移动衬底支撑组件的上表面和所述上部接地组件的下表面之间的间隙限定等离子体产生区域，并且据此所述可移动衬底支撑组件能够朝着平行于所述可移动衬底支撑组件的轴的方向移动，以调节所述间隙；外围接地环，其被设置为围绕所述可移动衬底支撑组件，据此所述外围接地环能够可滑动地相对于所述可移动衬底支撑组件朝着平行于所述可移动衬底支撑组件的所述轴的方向移动；至少一个弹性RF导体，其用以在所述接地架部分和所述外围接地环之间提供RF耦合；多个活塞，其被有效地连接到所述可移动衬底支撑组件的所述接地架部分和所述外围接地环，所述多个活塞中的每一个具有预先定义的行程长度以定义所述外围接地环的第一操作状态和第二操作状态，所述第一操作状态的特征在于当可移动衬底支撑组件朝着平行于所述轴的所述方向移动以调节所述间隙时，所述多个活塞在所述接地架部分和所述外围接地环之间传导偏置力来保持所述外围接地环和所述上部接地组件之间的RF接触，所述第二操作状态的特征在于当所述可移动衬底支撑组件的所述接地架部分移动离开所述上部接地组件使得所述外围接地环不再通过所述多个活塞被偏置抵靠所述上部接地组件时所述外围接地环和所述上部接地组件之间的RF中断。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：拉金德尔·迪恩赛，阿列克谢·马拉什塔内夫，迈克尔·C·凯洛格，安迪·迪斯普特，安德鲁·D·贝利三世，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US