用于保护处理室中毗邻处理执行区的处理排除区的方法和装置制造方法及图纸

装置和方法，在处理执行处理的边缘附近区域的过程中保护衬底的处理排除区。除去不想要的材料仅仅是从该边缘附近区域，而该中心器件区域被保护免于损害。场强被配置为保护该中心区域免于被来自处理室中的等离子体的带电粒子损害并有利于只从该边缘附近区域除去不想要的材料。磁场被配置为具有毗邻该中心和该边缘附近区域之间的边界的顶点值。剧烈的场坡度在径向远离该边界和远离该中心区域从该峰值是从峰值延伸以排斥该带点粒子免于进入该中心区域。该场的强度和位置是可通过磁体部分的轴向相对运动可以调节的，而且通量板被配置为重定向该场以进行想要的保护。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于保护处理室中毗邻处理执行区的处理排除区的方法和装置
技术介绍
真空处理室已经被用来从衬底蚀刻材料和在衬底上沉积材料。例如，衬底是半导体晶片。 一般来说，精确的处理(以及由此带来的有源器件的高成品率)预计发生在晶片 的中心区域中(也就是在有源器件区域中)。在试图在中心区域和外围边缘之间(围绕要 处理以形成器件的晶片顶部表面(或上表面)的中心区域)精确地处理晶片时，经历了许 多的困难。这些困难足够显著，以至于在晶片的中心区域和边缘之间定义了一个"边缘排除 区"。还没有做出在那个边缘排除区中提供可接受的器件的尝试。 而且，在对该中心区域进行想要的处理的过程中，不想要的沉积物、材料或处理副 产品(共同被称为"不想要的材料")，累积或出现在该晶片的上表面的该边缘排除区上，以 及围绕该晶片的外围边缘的斜面(beveled)边缘区域上，以及该斜面边缘下方该晶片的相 对表面(底部表面)的底部区域上。这里将该边缘排除区、该斜面边缘区域和该底部区域 共同称为"边缘附近区域(edge environ)"。不对该边缘附近区域进行处理以形成器件。这 些不想要的材料通常在该边缘附近区域上累积起来。通常，期望保持该边缘附近区域基本 上清洁，从而避免材料粒子的剥落(剥落的材料粒子可能重新沉积在该晶片的上表面的该 有源器件区域上)。在多个晶片加工或转移操作中可能发生这样的剥落，因此，通常期望定 期清洁(例如刻蚀)该边缘附近区域以从处理过的晶片上移除不想要的材料。在移除(或 清洁)处理过程中，边缘附近区域是处理(清洁)执行的区域，而有源器件的中心区域是处 理排除的区域。 有鉴于此，需要用于只从该边缘附近区域移除不想要的材料而不破坏中心区域的 方法和装置。
技术实现思路
—般说来，通过提供保护该中心区域的方式，从而在只从该边缘附近区域除去不 想要的材料的过程中不损害该中心区域，本专利技术的实施方式满足了这些需要。这样的方式 优选地包括电磁场强度的使用，其被配置为保护该中心区域不被来自处理室中的等离子体 的带电粒子损害。这样的场强有利于只从该边缘附近区域除去不想要的材料。在一个实施 方式中，该磁场被配置有毗邻中心区域和边缘附近区域之间的边界的顶点(peak)，而该配 置提供了从该顶点径向地远离该边界并远离该中心区域延伸的很强的坡度，以排斥带电粒 子免于穿越该边界。 应当理解，本专利技术可以以多种方式实现，包括装置、方法和系统。下面描述本专利技术 的一些创新性实施方式。 在一个实施方式中，提供用于保护晶片的中心区域免于被处理室中的带电粒子损 害的装置。第一电极被配置为将该晶片安装在该处理室中，其中中心器件区域在以晶片轴 为中心的器件边界内，并且其中晶片边缘排除区远离该轴和该边界径向延伸。第二电极被 配置为具有场环安装部分，该场环安装部分相对于该边界并远离该轴径向延伸并且毗邻该边界。场环布置被配置为建立能够对该带电粒子施加力以排斥该粒子免于移动到该中心器 件区域的场，该场环布置被安装在该场环安装部分中并被配置以便该场具有被配置为具有 毗邻该边界的顶点值的场强坡度。该场强坡度限定场强随远离该轴并远离该边界的径向距 离的增加成反比增加，该场强的坡度和该顶点值排斥该带电粒子免于朝该轴径向移动经过 该边界。 在另一个实施方式中，用于保护晶片的中心区域免于被处理室中的带电粒子损害 的装置可包括第一电极，其配置为将晶片安装在处理室内。该安装使得中心区域在以晶片 轴为中心的环形晶片边界内，并且使得晶片边缘排除区相对于该轴并在该边界外侧径向延 伸。该第一电极被进一步配置为具有第一环安装部分。第二电极被配置为具有相对于该边 界并远离该轴径向延伸的第二环安装部分。环形永磁体布置被配置为具有安装在该第一环 安装部分中的第一永磁体部分和安装在该第二环安装部分中的第二永磁体部分。该第一和 第二安装的永磁体部分被配置为建立在该第一和第二安装的永磁体部分之间和在以该轴 为中心的环形路径中延伸的磁场。该第一和第二安装的永磁体部分被进一步配置为建立被 配置为具有磁场强度的磁场，该磁场强度具有根据相对于该轴并远离该边界的径向距离变 化的场强坡度。该坡度变化是从毗邻该边界的顶点值开始并与远离该轴的增加的径向距离 成反比。该场强的坡度和该顶点值被配置为排斥该带电粒子免于朝该轴径向移动经过该边 界。 在又一个实施方式中，装置可保护晶片的中心区域免于被处理室中的带电粒子损 害。第一电极被配置为具有晶片支座以在该处理室中安装待处理的晶片，该晶片被配置为 具有轴和被以该轴为中心的环形边界限定的中心区域。该边界可配置在相对于该轴的多个 径向距离中的任一个，并且被环形边缘排除区围绕。该第一电极被进一步配置为具有第一 电性接地环，该第一电性接地环在该边缘排除区的径向向外的环形路径中延伸并与该晶片 支座电性隔离。该边缘排除区的不同的配置由位于相对于该轴的多个径向距离的不同的径 向距离的边界限定。第二电极被配置为具有与该中心区域相对的中心区域，并具有与该边 界对准的第一环形安装部分。该第二电极被进一步配置为具有第二电性接地环，该第二电 性接地环在该边缘排除区径向向外的环形路径中并与该中心区域和该第一环形安装部分 电性隔离。该第一环形安装部分与该中心区域电性隔离。直流偏置环被固定于该第一环形 安装部分以在该处理室中建立电场。该直流偏置环被配置以便该电场远离该环形边界并跨 越该边缘排除区到达该第一和第二接地环中的每一个以排斥该带电粒子免于通过该边界， 并促进该边缘排除区的刻蚀。直流控制电路向该直流偏置环施加直流电压，该直流电压的 值与该边界相对于该轴的径向距离的值成正比。 在又一个实施方式中，一种方法在刻蚀围绕限定晶片的中心区域的环形边界的边 缘排除区的过程中保护该中心区域免于被带电粒子损害。 一个操作可在刻蚀室中安装该晶 片，其中该边缘排除区在该边界外侧在径向方向上延伸。另一个操作可以在相反的永磁体 极之间建立恒定磁场以便磁场强度的顶点值毗邻该边界并且该磁场强度随着远离该边界 和远离该轴的距离的增加从该顶点值急剧减小。该磁场的顶点值和该磁场强度的急剧减小 排斥带电粒子经过该边界到达该中心区域的移动并促进被排斥的粒子对该边缘排除区的轰击。 通过下面结合附图进行的详细说明，本专利技术的其他方面和优点会变得显而易见，其中附图是用本专利技术的原理的示例的方式进行描绘的。 附图说明 通过下面的详细说明，结合附图，本专利技术将很容易理解，在附图中类似的参考数字 代表类似的结构元件。图1显示了一个衬底的四分之一的平面示意图，精确的处理(并由此带来有源器 件的高成品率)预计发生在该衬底的顶部表面的中心区域。 图2显示了图1的衬底的正视示意图。 图3是显示本专利技术的装置的一个实施方式的示意图，其用于清洁该衬底的边缘附 近区域，同时保护中心区域。 图4A是图3的一部分的放大示意图，描绘了在没有本专利技术的实施方式的情况下， 带电粒子响应该衬底上的偏置(bias)而移动的趋势。 图4B是图3的装置的放大示意图，其进一步被配置有下电极和上电极，该下电极 被配置为在处理室中装载该衬底，而该上电极被配置保护该中心区域。 图5是显示由场环布置产生的场的场强与在从轴径向延伸的方向上的距离的对 比。 图6是显示该场环布置的磁场实施方式的一个实施方式的正本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于保护晶片的中心模片免于被处理室中的带电粒子损害的装置，该装置包含：第一电极，其被配置为将该晶片安装在该处理室中，其中中心器件区域在以晶片轴为中心的器件边界内，并且其中晶片边缘排除区远离该轴和该边界径向延伸；第二电极，其被配置为具有场环安装部分，该场环安装部分相对于该边界并远离该轴径向延伸并且毗邻该边界；以及场环布置，其被配置为建立能够对该带电粒子施加力以排斥该粒子免于移动到该中心器件区域的场，该场环布置被安装在该场环安装部分中并被配置以便该场具有被配置为具有毗邻该边界的顶点值的场强坡度，该场强坡度限定场强与远离该轴并远离该边界的径向距离的增加成反比增加，该场强的该坡度和该顶点值排斥该带电粒子免于朝该轴径向移动经过该边界。

【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：安德鲁D贝利三世，金允尚，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]