基片处理的方法和装置制造方法及图纸

提供了一种在等离子体处理室中处理等离子体的方法。晶片设置在夹盘的上方并被边缘环包围。该边缘环与夹盘电绝缘。本方法包括向夹盘提供第一ＲＦ电力。本方法还包括边缘环ＲＦ电压控制装置。边缘环ＲＦ电压控制装置与边缘环相耦合以向边缘环提供第二ＲＦ电力，从而导致边缘环具有边缘环电压。本方法进一步包括在等离子体处理室内生成等离子体以处理基片。在处理基片时，边缘环ＲＦ电压控制装置使边缘环电压基本上与基片的直流电压相等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基片处理的方法和装置
技术介绍
在等离子体处理方面的发展已经促进了半导体产业的发展。由于半导体产业是高度竞争性的，器件制造商大体上都想最大化地生产和有效地利用基片上可得到 的空间。在基片的等离子体处理过程中，多个参数需要被控制以确保正在处理的器件的高 产。有缺陷的器件的一个通常原因是在基片处理过程中缺少一致性。可以影响一致性的因 素是基片边缘效应。缺陷器件的另一个原因归咎于在运输过程中，聚合的副产品从一个基 片的背面脱落到另一个基片上。为了器件更高性能的需要，进一步减少基片特征尺寸的压力，还有更新 的尽可能完善的基片材料的实现，已经给现在的制造工艺带来了挑战。例如，从更大基片 (例如，> 300mm)的中心到边缘保持工艺结果的一致性变得越来越困难。总的来说，对于一 个给定特征尺寸，随着基片尺寸的变大，在基片上靠近边缘的器件数量也增加了。同样地， 对于给定的基片尺寸，随着器件的特征尺寸减少，基片上靠近边缘的器件数量会增加。例 如，通常超过20%的在基片上的器件的总数被设置在基片的圆周附近。 由于边缘效应，如电场、等离子体温度和工艺化学制剂的负载效应，靠近 基片边缘的处理结果会与基片其余(中心)区域不同。例如，等离子体包层(sheath)的等 势线会被干扰，在基片的边缘形成不均匀的离子角分布。 一般说来，为了保持处理的均匀性 和垂直刻蚀的轮廓外形，需要电场在基片的整个表面基本上保持恒定。 另外，在刻蚀工艺过程中，聚合物副产品(如，氟化聚合物，等等)在基 片的背面和/或在基片边缘的周围形成是常见的。氟化聚合物基本上由事先暴露于刻蚀化 学物质的光致抗蚀剂或在碳氟化合物刻蚀工艺中沉积的聚合物副产品组成。总的来说，氟 化聚合物是一种化学式为CxHyFz的物质，其中x， z是大于0的整数，且y是大于或等于0的 整数(如，CF4， C2F6， CH2F2， C4F8， C5F8，等等)。然而，由于数个不同的刻蚀工艺导致的在边缘区域沉积的连续的聚合 物层，在运输过程中，通常结实的和有黏性的有机结合物会最终减弱并剥落(peel)或脱落 (flake off)到另一个基片上。例如，基片通常在基片处理系统中通过基本上干净的通常称 作盒子(cassette)的容器成组移动。由于精确设置的基片在容器中被重新配置，聚合物层 的一部分会脱落到下面基片上(其中有晶粒存在)，潜在地影响了器件产量。 图l示出了一个简化的基片图，其中示出了一组边缘聚合物沉积在平 坦的背面上。由上所述，在刻蚀工艺中，聚合物副产品(边缘聚合物)在基片上形成是常见 的。在本例中，聚合物副产品在平坦的背面沉积，也就是，基片上远离等离子体的一面。例 如，聚合物厚度可以是大约70°下大约250nm(102)、大约45。下为大约0nm(104)和大约 0°下为大约120nm(106)。 一般说来，聚合物的厚度越厚， 一部分聚合物脱落并落到另一个 基片或夹盘上的可能性越高，潜在地影响了生产产量。图2示出了电容耦合等离子体处理系统的简化图，其中边缘环的直流电 势远远大于基片的直流电势。 一般说来，由射频发生器源210产生的射频(RF)源通常被用 于生成等离子体以及通过电容耦合来控制等离子体密度。相对于下电极，特定的刻蚀应用要求上电极接地，下电极由RF供电。RF电源至少是2MHz、27MHz和60MHz中的一个。其它 刻蚀应用会要求均由RF供电的上电极和下电极使用相似的RF频率。通常，一组适当的气体通过入口流入上电极202。为了处理(如，刻蚀 或沉积)基片206的暴露区域，该气体随后被电离成等离子体204，例如半导体基片或玻璃 平板，其在也作为通电电极的静电夹盘(ESC)208上设有热边缘环(HER)212(如，硅，等)。 热边缘环212通常执行很多功能，包括在ESC208上布置基片206和防 止不被基片本身保护的下层部件被等离子体的离子损坏。热边缘环212可进一步位于耦合 环220(如，石英，等)上，其通常被用于提供从夹盘208到热边缘环212的电流通路。 一般 说来，可配置的直流电源(DC power source) 216通过RF过滤器214与热边缘环212相耦 合。RF过滤器214通常被用于在不引起直流电源216损失的情况下提供不 需要的RF电力的衰减。RF过滤器214包括允许选择正或负电流极性的转换单元和接地路 径。RF过滤器214包括真空继电器。RF谐波(RF harmonics)在等离子体放电中产生并被 RF过滤器防止返回到直流电源。如果直流电源216是正压，在一个典型的等离子体工艺中，边缘环的直 流电势远远高于基片的直流电势。那么，角离子分布状况基本上是不均匀的，带有指向低电 势区域(如基片边缘)的一组向量。如前所述，该应用对将聚合物从基片边缘移除非常有 用。又如果直流电源216是正压，边缘环的直流电势基本上与基片的相似 (如，Va^-Va,"0)。在处理过程中基片上的直流电势趋向于负的(相对于地)，因此当 边缘环被连接来接收负电势(相对于地)，边缘环的直流电势和基片的直流电势基本上相 等。所以，角离子分配基本上是均匀的，带有一组基本上垂直于基片的在位于基片和边缘环 上方的等离子包层区域上的向量。如前所述，该垂直角分布对各向异性的刻蚀应用是有用 的，如高纵横比的刻蚀触点和沟槽。例如，连接直流电源的接地端也是可能的，如此，边缘环会有一个比基 片的直流电势(在一个具体实施方式中，在处理过程中基本上是负的)更高的电势(接地 端)。如此，角离子分布也会趋向基片边缘，即使程度比边缘环被连接以从直流电源的负极 接收电压的程度要小。然而，前面提到的在热边缘环上采用直流控制的现有技术方法要求基 本上直流电以维持需要的电压，给器件的制造增加了成本。另外，晶片(wafer)边缘和热边 缘环之间的电弧会导致基片边缘的蚀损斑和对器件的损害，因而降低了产量。
技术实现思路
在一个实施方式中，本专利技术涉及一种在等离子体处理室中处理基片的 方法。基片设置于夹盘上方并被边缘环包围。边缘环电绝缘于夹盘。该方法包括向夹盘提 供第一 RF电力。该方法还包括提供边缘环RF电压控制装置。边缘环RF电压控制装置与 边缘环相连以向边缘环提供第二 RF电力。被传送到边缘环的第二 RF电力具有大约20KHz 到大约10MHz的频率，导致边缘环有一个边缘环电势。该方法进一步包括在等离子体处理 室内生成等离子体以处理基片。基片被处理的同时，边缘环RF电压控制装置被配置为使边5缘环电势与基片的直流电势基本相等。上述简要说明仅仅涉及在此公开的本专利技术的许多具体实施方式中的一 个，并不意在用于限制本专利技术的在此权利要求书中所述的保护范围。本专利技术的这些和其它 特征将在下面的本专利技术的具体实施方式中并结合附图做更为详细的描述。附图说明本专利技术通过举例的方式进行说明，并非用于限制，在附图中标号和相似 的标号代表相似的元件，其中图l示出了基片的简化图，其中示出了在平坦的背面上沉积的一组边 缘聚合物。图2示出了电容耦合等离子体处理系统的简化图，其中边缘环的直流 电势远远高于基片的直流电势。图3根据本专利技术的一个具体实施方式示出了，带有独立低频(LF)RF电 压控制装置的电容耦合等离子体处理系统的简化示意图。图4根据本专利技术的一种具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
在等离子体处理室中处理基片的方法，所述基片设置在夹盘上方且被边缘环包围，所述边缘环电绝缘于所述夹盘，包括：向所述夹盘提供第一ＲＦ电力；提供边缘环ＲＦ电压控制装置，所述边缘环ＲＦ电压控制装置与所述边缘环相连以向所述边缘环提供第二ＲＦ电力，被传送到所述边缘环的所述第二ＲＦ电力的频率为大约２０ＫＨｚ到大约１０ＭＨｚ，导致所述边缘环具有边缘环电势；和在所述等离子体处理室生成等离子体以处理所述基片，所述基片被处理的同时，所述边缘环ＲＦ电压控制装置被配置为使所述边缘环电势与所述基片的直流电势大体上相等。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉金德尔德辛德萨，阿列克谢马拉赫塔诺夫，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]