混合特征蚀刻和倒角蚀刻的系统技术方案

本发明专利技术涉及混合特征蚀刻和倒角蚀刻的系统，具体提供了具有用于执行衬底的等离子体处理以及利用至少第一处理状态和第二处理状态的至少等离子体处理室的等离子体处理系统。等离子体在第一处理状态期间存在于衬底的中心区域上方以在第一处理状态期间执行至少所述中心区域的等离子体处理。等离子体在第二处理状态期间不存在于衬底的中心区域上方但存在于倒角边缘区域附近以在第二处理状态期间至少执行倒角边缘区域的等离子体处理。在第二处理状态期间，上电极处于RF浮动状态且衬底被置于下电极表面上。

【技术实现步骤摘要】
混合特征蚀刻和倒角蚀刻的系统
本专利技术涉及等离子体处理，更具体地涉及混合特征蚀刻和倒角(bevel)蚀刻的系统。
技术介绍
在半导体产品的制造中，衬底(例如，半导体晶片)通过相继沉积、蚀刻和抛光各种层而被处理从而创建半导体器件。等离子体以及更具体的等离子体增强蚀刻和沉积往往在这些处理步骤中被采用。针对给定晶片，在衬底的外缘有环形区域(称为倒角区域)，在该区域发生材料沉积且所述材料需要被移除以便降低后续工艺步骤上的缺陷和污染风险。例如，在膜沉积工艺过程中以及在蚀刻工艺过程中，有机材料和无机材料的沉积往往累积在倒角区域中(例如，尤其是在晶片的恰好倒角处)。由于晶片倒角的曲率，被沉积在倒角区域的膜往往有大量的内在机械应力。如果不通过后续的处理步骤去除沉积物，则应力会在膜堆层中累积。结果，所沉积材料中的一些会剥落并造成在该衬底上形成的器件上的缺陷，在这种情况下，衬底上的成品率会受到不良影响的程度达若干个百分比。为了降低和/或最小化这种环形边缘区域中的沉积材料剥落以及较低的器件成品率的可能性，半导体器件制造者在器件形成处理步骤(比如特征蚀刻步骤或材料沉积步骤)之间穿插一或多个倒角蚀刻步骤。在本公开中，采用蚀刻来讨论各种实施例，但应当理解本专利技术的实施方式也可方便地应用于沉积工艺。关于蚀刻，举例来说，倒角蚀刻步骤可与器件形成蚀刻步骤(亦称为“特征蚀刻”或“特征刻蚀”步骤)相互穿插。在典型的倒角蚀刻步骤中，不用等离子体处理衬底的器件形成区域(本文称为“特征区域”)。而是采用倒角蚀刻装置以在衬底的边缘附近形成环形等离子体从而蚀刻掉衬底的外缘处所累积的材料中的一些或全部。通过将一或多个倒角蚀刻步骤穿插到器件制造工艺中，在前述环形边缘区域中所累积的沉积物的不适当的积聚物被移除。因此，在衬底的环形边缘区域中所累积的沉积物中的一些会剥落的可能性大大降低，从而导致器件成品率提高。在过去，特征蚀刻(即蚀刻以在衬底上形成电子特征)和倒角蚀刻使用不同的等离子体处理室执行。这使多群集工具的使用成为必要，所述多群集工具具有多室和/或多等离子体处理系统以及复杂的和/或耗时的衬底转移步骤以移动衬底进出不同的室，从而在一些特征蚀刻步骤或沉积步骤(如果有沉积工艺)之间执行前述倒角蚀刻步骤。就有关半导体产品的制造的大多数
而言，不断的创新和改进被需要以降低半导体制造的成本和/或时间和/或复杂度。本专利技术涉及用于在相同的室中执行特征蚀刻或倒角蚀刻的新颖的混合特征/倒角等离子体蚀刻系统。
技术实现思路
在一实施方式中，本专利技术涉及一种具有用于使用等离子体处理衬底的至少等离子体处理室的等离子体处理系统，所述衬底具有至少中心区域和倒角边缘区域。所述等离子体处理系统包括被配置用于在处理过程中支撑衬底的下电极。所述等离子体处理系统还包括上电极和用于在至少第一处理状态和第二处理状态下操作所述等离子体处理系统的控制逻辑块。所述控制逻辑块使所述等离子体在所述第一处理状态期间存在于所述衬底的所述中心区域上方以在所述第一处理状态期间至少执行所述中心区域的等离子体处理。所述控制逻辑块使所述等离子体在所述第二处理状态期间不存在于所述衬底的所述中心区域上方但存在于所述倒角边缘区域附近以在所述第二处理状态期间至少执行所述倒角边缘区域的等离子体处理。所述控制逻辑块进一步使所述上电极在所述第二处理状态期间处于RF浮动(floating)状态。所述衬底在所述第一处理状态和所述第二处理状态二者期间被置于所述下电极的表面上。在另一实施方式中，本专利技术涉及一种具有用于使用等离子体处理衬底的至少等离子体处理室的等离子体处理系统，所述衬底具有至少中心区域和倒角边缘区域。所述等离子体处理系统包括被配置用于在处理过程中支撑衬底的下电极。所述等离子体处理系统还包括上电极和用于在至少第一处理状态和第二处理状态下操作所述等离子体处理系统的控制逻辑块。所述控制电路使所述上电极沿着与所述室的室中心轴平行的方向移动从而使所述上电极的下表面和所述衬底的上表面之间的间隙在所述第二处理状态期间窄于在所述第一处理状态期间存在的在所述上电极的所述下表面和所述衬底的所述上表面之间的间隙。所述控制电路进一步在所述上电极的状态在所述第一处理状态期间不是RF浮动状态时将所述上电极的所述状态切换到所述第二处理状态期间的所述RF浮动状态。所述衬底在所述第一处理状态和所述第二处理状态二者期间被置于所述下电极的表面上。附图说明在附图中，通过实施例的方式而不是限制的方式阐明本专利技术且其中类同的附图标记指代类似的元素，且其中：图1示出了示例性衬底以便讨论。图2示出了衬底的示例性倒角边缘区域以便讨论。图3示出了另一示例性衬底以便讨论。图4示出了衬底表面上的特征蚀刻和膜沉积过程中存在于等离子体处理室中的等离子体。图5示出了倒角蚀刻步骤中存在于等离子体处理室中的等离子体。图6根据实施方式示出了表示操作在特征蚀刻模式下的混合特征/倒角蚀刻室的简化侧视图。图7根据本专利技术的实施方式示出了表示操作在倒角蚀刻模式下的混合特征/倒角蚀刻室的另一简化侧视图。图8是概念性地示出在特征蚀刻模式下操作时的混合等离子体处理室的另一实施方式的剖视图。图9是概念性地示出在倒角蚀刻模式下操作时的混合等离子体处理室的另一实施方式的剖视图。具体实施方式现在将参考附图中所示的本专利技术的若干实施方式详细描述本专利技术。在接下来的描述中，许多具体细节被阐述以便提供对本专利技术的透彻理解。但是，对本领域技术人员而言，显而易见的是，本专利技术可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实施。另一方面，公知的工艺步骤和/或结构不会被详细描述以免不必要地模糊本专利技术。下文描述各种实施方式，包括方法和技术。应当了解，本专利技术也可涵盖包括存储了用于执行本专利技术的实施方式的计算机可读指令的计算机可读介质的制造物件。计算机可读介质可包括例如用于存储计算机可读代码的半导体的、磁的、光磁的、光学的或其它形式的计算机可读介质。进一步地，本专利技术还可涵盖用于实施本专利技术的实施方式的装置。这样的装置可包括专用和/或可编程电路以执行与本专利技术的实施方式有关的任务。这样的装置的示例包括通用计算机和/或被适当编程的专用计算设备且可包括适用于与本专利技术的实施方式有关的各种任务的计算机/计算设备和专用/可编程电路的组合。本专利技术的实施方式涉及具有一或多个等离子体处理室的能够在相同的室中执行特征蚀刻或倒角蚀刻的新颖的等离子体处理系统。出于限定的目的，此处规定一些术语定义。特征蚀刻或特征刻蚀是指蚀刻衬底以创建特征，所述特征之后在电子器件(比如，例如晶体管、存储器件等)的形成中被采用。衬底特征区域(即形成特征的衬底表面区域)在衬底的至少一面上且从衬底的几何中心向衬底的边缘延伸。还存在环形的倒角边缘区域，其位于衬底的外周处。在该倒角边缘区域中，由于例如倒角区域处的晶片的弯曲形状，完整的器件形成受到限制。参考图1(未按比例)，衬底100是圆形的且具有几何中心102。特征区域104在形状上通常是圆形的且包括几何中心102。特征区域104示出为从几何中心102延伸到总体圆形的线106，线106是将特征区域104和倒角区域110分开的概念性特征区域限制(FRL)线。特征蚀刻在等离子体按选择性的或全体性的方式蚀刻该特征区域104中的一或多个层时发生。倒角区域1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有用于使用等离子体处理衬底的至少等离子体处理室的等离子体处理系统，所述衬底具有至少中心区域和倒角边缘区域，所述等离子体处理系统包括：被配置用于在所述处理的过程中支撑所述衬底的下电极；上电极；以及用于在至少第一处理状态和第二处理状态下操作所述等离子体处理系统的控制逻辑块，所述控制逻辑块使所述等离子体在所述第一处理状态期间存在于所述衬底的所述中心区域上方以在所述第一处理状态期间至少执行所述中心区域的等离子体处理，所述控制逻辑块使所述等离子体在所述第二处理状态期间不存在于所述衬底的所述中心区域上方但存在于所述倒角边缘区域附近以在所述第二处理状态期间至少执行所述倒角边缘区域的等离子体处理，所述控制逻辑块进一步使所述上电极在所述第二处理状态期间处于RF浮动状态，其中所述衬底在所述第一处理状态和所述第二处理状态二者期间被置于所述下电极的表面上。

【技术特征摘要】
2013.07.15 US 13/942,5021.一种具有用于使用等离子体处理衬底的至少等离子体处理室的等离子体处理系统，所述衬底具有至少中心区域和倒角边缘区域，所述等离子体处理系统包括：被配置用于在所述处理的过程中支撑所述衬底的下电极；上电极；位于所述上电极和所述下电极中的至少一者的外周之外的至少一个等离子体禁区(PEZ)环，其中所述等离子体禁区环能够沿着与所述室的室中心轴平行的方向竖直移动；以及用于在至少第一处理状态和第二处理状态下操作所述等离子体处理系统的控制逻辑块，所述控制逻辑块使所述等离子体在所述第一处理状态期间存在于所述衬底的所述中心区域上方以在所述第一处理状态期间至少执行所述中心区域的等离子体处理，所述控制逻辑块使所述等离子体在所述第二处理状态期间不存在于所述衬底的所述中心区域上方但存在于所述倒角边缘区域附近以在所述第二处理状态期间至少执行所述倒角边缘区域的等离子体处理，所述控制逻辑块进一步使所述上电极在所述第二处理状态期间处于RF浮动状态，其中所述衬底在所述第一处理状态和所述第二处理状态二者期间被置于所述下电极的表面上。2.如权利要求1所述的等离子体处理系统，其中所述等离子体禁区环被设置在所述上电极的所述外周之外，所述等离子体禁区环能够独立于所述上电极沿着与所述室的所述室中心轴平行的所述方向移动。3.如权利要求1所述的等离子体处理系统，其中所述上电极在所述第一处理状态期间处于RF供电状态。4.如权利要求1所述的等离子体处理系统，其中所述上电极在所述第一处理状态期间处于RF接地状态。5.如权利要求1所述的等离子体处理系统，其中所述第一处理状态表示沉积工艺步骤。6.如权利要求1所述的等离子体处理系统，其中所述第一处理状态表示特征蚀刻工艺步骤。7.如权利要求1所述的等离子体处理系统，其中所述上电极的下表面和所述衬底之间的间隙在所述第一处理状态期间介于1cm和20cm之间，所述间隙在所述第二处理状态期间小于1mm。8.如权利要求1所述的等离子体处理系统，其中所述上电极能够沿着与所述室的室中心轴平行的方向移动。9.如权利要求1所述的等离子体处理系统，其中所述控制逻辑块包括RF开关以在所述上电极的状态在所述第一处理状态期间不是所述RF浮动状态时将所述上电极的所述状态切换到所述第二处理状态期间的所述RF浮动状态。10.如权利要求1所述的等离子体处理系统，其中所述控制逻辑块包括RF开关，所述控制逻辑块使所述上电极沿着与所述室的室中心轴平行的方向移动从而使所述第二处理状态期间在所述上电极的下表面和所述衬底的上表面之间的间隙窄于所述第一处理状态期间存在的在所述上电极的所述下表面和所述衬底的所述上表面之间的间隙，所述控制逻辑块进一步在所述上电极的状态在所述第一处理状态期间不是所述RF浮动状态时将所述上电极的所述状态切换到所述第二处理状态期间...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德列亚斯·费希尔，约翰·霍兰，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US