一种等离子体处理系统及清洁等离子体处理系统的方法技术方案

一种等离子体处理系统和方法，它们用来提供更清洁和更易控制的环境以便处理基片例如半导体晶片。该等离子体处理系统包括：一个处理室，该处理室包括一个内壁和一个外壁；与处理室内壁热耦合的加热元件；偏压屏蔽件；和静电屏蔽件。处理系统还包括围绕处理室的感应线圈，该感应线圈用于使射频电源与处理室内的气体耦合，以便产生等离子体。射频电源还可作用在晶片座上，例如也可加热或冷却的静电吸盘。清洁该等离子体处理系统的方法包括向偏压屏蔽施加偏压，利用加热元件加热处理室，以及清洁内表面，其中清洁顺序是从最大的表面开始依次清洁到尺寸最小的表面。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请涉及并要求以1997年11月14日申请的序号为60／065，794的美国临时申请文件为优先权文本。该临时申请文件的内容在此作为参考。本专利技术涉及一种改进的等离子体处理系统，特别是这样一种等离子体处理系统，即在该等离子体处理系统中，可向系统的全部表面施加电偏压和／或对其加热或冷却，以提高系统的总体清洁度。本专利技术还可控制形成适当量的壁涂层以便对该处理产生积极影响。本专利技术还涉及这种处理系统的清洁处理方法。高密度等离子体处理系统用于等离子蚀刻和／或淀积薄膜。系统的等离子源的不同部分涂敷有可冷凝物质，该可冷凝物质在等离子蚀刻和淀积处理期间产生。在源的不同表面上淀积的物质以不同方式影响等离子源的气体化学性质。例如，一些淀积物从等离子体中吸收(即从气体中去除)活性物质，这样降低了蚀刻和淀积率。在源表面上的其它物质尽管是可冷凝的，也具有足够高的蒸汽压力，以便从源表面解吸附，从而改变等离子体的气体成分。在壁上吸附的气体物质通常是基团，并且与现有的壁涂层聚合，以产生具有肯定不同的蒸汽压力和／或反应性的物质。通过等离子体的电极、离子或光子通量，在壁上冷凝的气体物质也可交联，以产生具有更加不同的蒸汽压力和／或反应性的物质。特别是以未调节方式，通过吸收、解吸附冷凝的物质或通过任何其它方法，因此，等离子体气体成分变化，从而导致失去对总体处理的控制。这里，由任何上述处理导致气体成分的改变以下通常被描述为由于“壁对处理气体所起的作用”造成的改变。由于集成电路的复杂性增加和这些电路的形体尺寸减小，因此粒子污染已成为一个日益严重的问题。虽然到1990年为止，利用清洁间已经大大减少了由于外界大气产生的污染，当时通常认为处理工具和处理过程本身是粒子污染的主要来源。参见Selwyn等的Appl．Phys．Lett，57(18)1876—8(1990)。等离子体处理器已经被确定为主要的污染源。见Selwyn等的真空科学与技术杂志，A，7(4)2758—65(1989)；Selwyn等，1990；Selwyn等的真空科学与技术杂志，A，9(5)2817—24(1991(a))；和Selwyn等的真空科学与技术杂志，A，9(6)3487—92(1991(b))。到1990年为止，已经观察到悬浮粒子，该悬浮粒子位于等离子体内的等离子体／等离子体包层的交界处，该等离子体用来蚀刻(见Selwyn等，1989)，淀积(见Spears等，电气与电子工程师协会学报，等离子科学，PS—14(2)179—87(1986))和溅射(见Jellum等，应用物理杂志，67(10)6490—6(1990(a)))。这些悬浮粒子在等离子体中成为负电荷(见Wu等，应用物理杂志，67(2)1051—4(1990)和Nowlin，真空科学与技术杂志，A，9(5)2825—33(1991))，并且在等离子体／等离子体包层的交界处被捕获(Selwyn等，1990和Carlile，应用物理Lett．，59(10)1167—9(1991))。当等离子体衰减时，粒子可落到晶片表面上，从而使晶片受到污染。到1992年为止，人们相信晶片总污染的70％到80％是由工具和制造装置时的处理引起，并且等离子体处理器是现代生产线中“最脏”的工具。见Selwyn，真空科学与技术杂志，A，10(4)1053—9(1992)。结果，人们将注意力主要集中在直接控制等离子体处理器中粒子的产生和这种反应器的清洁。然而，还考虑到处理参数和在壁淀积减少和原地反应器清洁两方面的处理室设计(见Vogt等，表面与涂布技术，59(1—3)306—9(1993))；并且已经描述了通过设计自清洁工具来控制粒子的污染(见Selwyn et al．，1992)。最近已经考虑到利用氟化反应气体进行原地清洁过程的优化。见Sobelewski等，真空科学与技术学会杂志，B，16(1)173—82(1998)；Ino等，日本应用物理杂志，33篇，1(1B)505—9(1994)和Ino等，电气与电子工程师协会学报，半导体制造，9(2)230—40(1996)。Yoneda(4，430，547号美国专利)描述了一种原地自清洁平行板等离子体装置，其中通过嵌入的加热电阻丝或循环加热流体来对电极加热。Benzing(第4，657，616号美国专利)和Krucowski(第4，786，392号美国专利)描述了一套不方便的可移走的夹具，在必须清洁时，该夹具必须放置在处理室内部，当清洁完成时，该夹具必须移走。Benzing(第4786352号美国专利)包括在电介质处理室的外表面上的两个或多个电极，并且，通过在两个或更多个电极之间施加射频电压，从而在处理室内产生等离子体，以便原地清洁。Hayes(第4，795，880号美国专利)使用一个管式炉的加热线圈作为感应加热元件，通过该感应加热元件在管中产生一种清洁用等离子体。在炉的工作温度下完成清洁。Law(第4，960，488号美国专利)描述了一种单晶片处理室，该处理室能够局部室自蚀刻和广域室自蚀刻。由于处理室工作压力的范围较宽和电极间距可变化，这两种蚀刻都可能发生。Aoi(第5，084，125号美国专利)描述了一种处理室，该处理室具有一个处理部分和一个清洁部分。一个可移动的壁交替地布置在处理部分和清洁部分中。处理室没有必要拆卸和为了清洁而中断处理。Moslehi(第5，252，178号和第5，464，499号美国专利)描述了一个多区和多电极等离子体处理系统。该装置允许多等离子电极以连续或者多路传送形式激发。处理气流可以间歇方式中断并且引入清洁气体，这样进行原地清洁处理。Sekiya(第5，269，881号美国专利)包括具有多传导电极的平行板处理室的内表面，这些电极相互绝缘。随后一个高频电场施加在呈不同电排布方式的电极之间，以便原地清洁。Blalock(第5，514，246和第5，647，913号美国专利)描述了一种感应耦合等离子反应器，该等离子反应器包括一个电容耦合电极，该电容耦合电极位于室壁的外表面和用来激发等离子体的感应线圈之间。在电容耦合电极和处理室内的导体之间产生的射频场用于产生清洁用等离子体。Sandhu(第5，523，261和第5，599，396号美国专利)描述了一种感应耦合的等离子反应器，与Blalock中一样，其中的电容耦合电极用来方便清洁。但是，与Blalock相比，该电极包括一种导电液体或一种导电聚合物，该导电液体或导电聚合物充入处理室的内壁与外壁之间的空腔内，并且仅在处理室清洁期间激活。Grewal(5，597，438号美国专利)描述了具有三个独立控制电极的蚀刻室。它采用了感应耦合与电容耦合。Usami(申请号为2，308，231的英国专利)描述了一种电容激活反应器，其中极板不平。利用样品座来激活清洁用等离子体，这样可以进行清洁，该样品座是供电电极或者是接地电极。在一个实施例中，在清洁过程中使用两种频率的电源。在等离子体蚀刻期间，在壁对处理气体作用的情况下，蚀刻率以不受控制的方式变化，而且蚀刻的均匀性也大大降低。在等离子体淀积期间，由于壁对处理气体的作用，淀积率、淀积膜的成分和膜淀积的均匀性都以不均匀并且不受控制的方式受到影响。由于在这些源中表面的化学性质不可预先控制，结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体处理系统，包括：一包括一个内壁和一个外壁的处理室；一与处理室内壁热耦合的加热元件；一静电屏蔽件；和一插入静电屏蔽件与加热元件之间的偏压屏蔽件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：韦恩L约翰松，
申请(专利权)人：东京电子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]