一种在等离子体室中使用的柔性聚合物或弹性体涂覆的射频返回带，以保护该射频带免受等离子体产生的自由基（比如氟和氧自由基）的损害，以及一种处理半导体衬底，同时减少等离子体处理装置中的微粒污染的方法。该涂覆射频带最小化微粒的产生并比未涂覆基底构件呈现出更低的侵蚀速率。在导电的柔性基底构件上具有柔性涂层的这种涂覆元件提供了射频地返回，其被配置为允许可调节间隙的电容耦合等离子体反应室中的一个或更多电极的移动。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
等离子体处理装置被用于使用包括蚀刻、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积 (CVD)、离子注入和光阻(resist)去除等技术处理衬底。等离子体处理中使用的一种类型 的等离子体处理装置包括包含上下电极的反应室。在电极之间建立电场以将工艺气体激 励到等离子态以在反应室中处理衬底。
技术实现思路
在一个实施方式中，一种涂覆射频返回带包括具有表面的弯曲金属条和粘着于 该表面的柔性涂层，该涂层包含聚合物或弹性体，其中该涂层在由等离子体产生的自由 基的环境中提供耐侵蚀性并保护该金属条免受该自由基的损害。在第二实施方式中，提供一种等离子体处理装置，其包含用于等离子体处理其 中的半导体衬底的真空室，以及在该真空室中使用的等离子体处理总成。该总成包含由 弹性体粘合剂和硅酮基弹性体材料粘着于第二元件的第一元件，该硅酮基弹性体材料对 由等离子体产生的自由基有改善的耐侵蚀性，该硅酮基弹性体材料围绕该弹性体粘合剂 并将该第一元件的吻合表面密封到该第二元件的吻合表面以保护该弹性体粘合剂免受由 等离子体产生的自由基的损害。第三实施方式提供一种在等离子体处理装置中处理半导体衬底的方法，其中衬 底被放在等离子体处理装置的反应室中上电极总成下方的的衬底支座上。将工艺气体 引入该反应室并在该反应室中、在该上电极总成和该衬底之间从该工艺气体产生等离子 体。用该等离子体处理该衬底，同时该涂覆射频返回带在暴露于由等离子体产生的自由 基的该室的部件间传送射频电力。在又一个实施方式中，一种在等离子体处理装置中处理半导体衬底的方法包括 将衬底放在如第二实施方式所述的等离子体处理装置的反应室中的衬底支座上。将工艺 气体引入该反应室，在该反应室中、在该上电极总成和该衬底之间从该工艺气体产生等 离子体，并用该等离子体处理该衬底。在该衬底的处理过程中该硅酮基弹性体材料保护 该弹性体粘合剂免受由等离子体产生的自由基的损害。附图说明图1显示了包括涂覆元件的实施方式的可调节间隙电容耦合等离子体处理室的 示意图。图2是显示在弹性体(elastomer)涂覆试样的富含氟的等离子体中的侵蚀速率的 实验结果的柱状图。图3是显示在弹性体涂覆试样的实施方式的富含氧的等离子体中的侵蚀速率的 实验结果的柱状图。图4是显示涂覆元件的实施方式的照片。图5描绘了涂覆元件的一个实施方式。图6显示了真空处理室的一部分的横截面视图，其中硅酮基弹性体材料的一个 实施方式围绕静电卡持装置的下表面和下电极的上表面之间的弹性体粘合剂。图7显示了平行板等离子体装置的晶圆边缘区域的横截面视图，其中硅酮基弹 性体材料的一个实施方式围绕上热边缘环的下表面和温控热边缘环总成中的陶瓷中间环 的上表面之间的弹性体粘合剂。具体实施方式为了实现可靠的器件并获得高成品率，在集成电路制造过程中对衬底(比如平 板显示器和半导体晶圆)表面上的微粒污染进行控制是必要的。处理设备，比如等离 子体处理装置，可能是微粒污染的来源。例如，该晶圆表面上微粒的存在可能局部干扰 光刻和蚀刻步骤过程中的图形转移。其结果是，这些微粒可能为关键特征(包括栅极 结构、金属间电介质层或金属互连线)引入缺陷，从而导致该集成电路构件的故障或失 效。具有相对短寿命的反应器部件通常被称为“易耗品”，例如硅电极。如果该易 耗部件的寿命很短，那么拥有成本就很高。电介质蚀刻工具中使用的硅电极总成在大量 射频小时(射频电力用于产生该等离子体的过程中的时间，以小时计)后变质。易耗品 和其它部件的侵蚀在该等离子体处理室中产生微粒污染。侵蚀可能发生在直接暴露于等 离子体的部件上，或者由于暴露于由工艺气体的等离子体产生的高密度的自由基(比如 氟和/或氧自由基)而发生在该室的约束等离子体区域外的部件上。图1显示了等离子体处理装置的可调节间隙的电容耦合等离子体(CCP)处理室 200的一个示例性实施方式。室200允许对上电极总成225的上电极224的下表面和在下 电极总成215上支撑的衬底214的上表面之间的电极间隙232进行精确的控制。在晶圆 的多步处理过程中，该间隙的高度可以改变一次或更多次以使晶圆处理条件最佳。室200包含室外壳202 ；安装到室外壳202的天花板228的上电极总成225 ；安 装到室外壳202的地板205的下电极总成215，该下电极总成215与该上电极总成225的 下表面间隔开且基本上平行；围绕上电极总成225和下电极总成215之间的间隙232的 约束环总成206 ；上室壁204 ；以及封住(enclose)上电极总成225的顶部部分的室顶部 230。上电极总成225包含上电极224 ；以及一个或更多挡板226，挡板2 包括用于将 工艺气体分发到上电极2M和下电极总成215之间限定的间隙232中的气体通道。为了 简明，图中显示上电极总成225具有三个构件。然而，上电极总成225可以包括其它构 件。室外壳202有门(未示)，衬底214通过该门被卸载/装载到室200中。例如，衬 底214可以通过装载锁(load lock)进入该室，如同在共同受让的美国专利6,899,109中描 述的，通过参考将该专利的内容全部并入本文。在一些示例性实施方式中，上电极总成225能够在上下方向上调节(图1中的箭 头A和A')以调节上下电极总成225/215之间的间隙232。上总成升高致动器256升 高或降低上电极总成225。在该图示中，从室天花板2 竖直延伸的环形延长部229以可 调节方式沿着上室壁204的柱形孔203定位。可以使用密封装置(未示)在229/203间 提供真空密封，同时允许上电极总成225相对于上室壁204和下电极总成215移动。上 柔性涂覆元件248电气耦合上电极总成225和上室壁204。上柔性涂覆元件248包含导电并且柔性的金属条(图4中的23 ，该柔性金属条涂覆有粘着于金属条233的外表面的柔 性涂层(图4中的23 。柔性涂层235通过阻止由工艺气体的等离子体产生的该金属条 与活性物质(自由基)接触而保护该金属条免于由于等离子体自由基而变质。在一个实施方式中，柔性涂覆元件M8的基底构件是由铍铜(BeCu)组成的射 频带。然而，也可以使用其它柔性的、导电的材料。在一个实施方式中，柔性涂层235 是由弹性体或聚合物组成的。优选地，柔性涂层235是不包括导电填料微粒(比如&、 SiC、Al或类似的微粒)的交联硅氧烷(硅酮橡胶)。上柔性涂覆元件248在上电极总成 225和上室壁204之间提供导电返回路径以允许电极总成225在室200内竖直移动。该 带包括两个由弯曲部分连接的平坦末端。该弯曲部分适应上电极总成225相对于上室壁 204的移动。根据比如室的尺寸等因素，多个O、4、6、8或10个)射频返回带可以被 布置在围绕电极总成225的环形间隔开的位置。为了简明，图1中只显示了一个连接到气体源234的气体管线236。更多气体 管线可以被耦合于上电极总成225，而气体可以通过上室壁204的其它部分和/或室顶部 230被供应。在其它示例性实施方式中，下电极总成215可上下移动(图1中的箭头B和B') 以调整间隙232，而上电极总成225可以是固定的或可移动的。图1描绘了连接到轴沈0 的下总成升降致动器258，轴260延伸穿过室外壳202的地板(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在用于半导体衬底处理的等离子体处理装置中使用的射频返回带，所述射频返回带包含： 具有表面的弯曲金属条；以及 粘着于所述表面的柔性涂层，所述涂层包含聚合物或弹性体，其中所述涂层在由等离子体产生的自由基的环境中有更好的耐侵蚀性并保护所述金属条免受所述自由基的损害。
【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：鲍比卡德霍达彦，乔恩麦克切斯尼，埃里克佩普，拉金德尔德辛德萨，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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