等离子体处理系统中的等离子体限制结构技术方案

提供了一种配置为用于在衬底的等离子体处理中限制等离子体处理室中的等离子体的可移动等离子体限制结构。该可移动等离子体限制结构包括配置为环绕该等离子体的可移动面向等离子体结构。该可移动等离子体限制结构还包括可移动导电结构，该可移动导电结构设置于可移动面向等离子体结构的外部且配置与所述可移动面向等离子体结构作为单个装置展开和收缩以促进该衬底的处理。可移动导电结构在等离子体处理中射频（ＲＦ）接地。在等离子体处理中可移动面向等离子体结构配置于等离子体和可移动导电结构之间以便在等离子体处理中来自于等离子体的ＲＦ流经由面向等离子体结构流向可移动导电结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】等离子体处理系统中的等离子体限制结构
技术介绍
等离子体处理系统长期用于在等离子体处理系统中处理衬底(例如晶片)。在一种典型的等离子体处理室中，等离子体被激发并被限制在等离子体限制区域，该等离子体限制区域典型地既由该室上部的和下部的结构所限定，也由环状环绕该等离子体限制区域的结构所规定。为便于衬底的插入与取出，同样为了促进废气从等离子体处理室排出，许多室使用一组可移动限制环来环状限制等离子体。例如，为便于衬底的插入和取出，该可移动的限制环能够向上提起。通常而言，可移动限制环的相邻环之间的间距尺寸能让废气通过该空间排出，同时阻止等离子体膨胀(例如，通过使该空间比等离子体鞘(sheath)小的方式)。 以这种方式，通过可移动的限制环组物理上限制等离子体同时让废气排出是可能的。为帮助讨论，图1示出了现有技术中电容耦合等离子体处理室100的一部分的简图。图中示出了在处理过程中用于支撑衬底(未示出)的下电极102。下电极102典型地由RF能量源(未示出)驱动以生成和保持等离子体104。为了程序控制的目的，需要将等离子体104限制在通常由下电极102，上电极106 (可以接地或者由相同或不同的RF能量源驱动)，和由一组限制环110(包括环llOa-d)环状地限定的等离子体限制区域内。如所提到的，限制环110之间的间隙允许废气从室中抽出而保持等离子体被限制在上述等离子体限制区域内。限制环110可以由适当的材料制成，例如石英。在图1的实施例中，也示出了环绕下电极102的环状接地电极112。环状接地电极 112可以开槽以提供用于从室中排出废气的附加流道。通常地讲，环状接地电极112成形于例如铝之类导体材料，且通过绝缘体(未示出)与下电极102电绝缘。接地电极112的接地通过将接地电极112耦合到RF接地(ground)来完成，典型地经由一个或者一个以上的带耦合到配置于下电极112下方的传导性低接地延伸区。为了防止环状接地电极112的金属材料暴露于侵蚀性的等离子体和可能污染等离子体过程，环状接地电极112的表面可以用适当的材料覆盖，例如石英。如该组限制环 110的示例所示，环状接地电极112(和石英的上覆盖层)的槽的尺寸能让废气排出同时防止等离子体扩张到等离子体限制区域外。限制环110和环状接地电极112的应用都是已知的，在此不进一步详述。通常地讲，限制环110是电浮动的，S卩，没有直接耦合到DC接地或RF接地。由于在现有技术中限制环110倾向于远离RF接地，因此没有明显的RF流流过该组限制环。由于限制环110是电浮动的且没有明显的RF流流过限制环110，在等离子处理过程中在限制环110的表面低压“浮”鞘(sheath)就形成了。由于加速于等离子体的离子能量是由鞘电位控制的，低鞘电位导致在限位环的表面上低能量水平的离子撞击。结果，例如溅射和离子增强刻蚀(例如在原位等离子体清洁过程中发生的)之类膜去除工艺在限位环的表面相对不充分。而且，由于低离子撞击能量，处理后在限位环的表面留下高数量的沉积物。相比之下，经历更高离子撞击能量的室的其它区域将在薄膜去除程序中看到更高的薄膜去除效率和在衬底处理过程中看到更低水平的薄膜沉积物。最终结果是限位环倾向于在衬底处理过程中以更高的比率(相对于经历更高离子撞击能量的室区域)累积残留物，且这些残留物倾向于在等离子体原位室清洁过程中被更慢地(相对于经历更高的离子撞击能量的室区域)去除。这些因素需要更频繁的和/或更长的原位室清洁周期(例如无晶片自动清洁或者WAC周期)来使限位环保持在符合要求的状况，且在某种情况下甚至可能需要完全停止处理以便限位环能够被移除和清洁和/或更换。因此，衬底生产率被不利地降低，导致更低的生产率和更高的等离子体处理工具占有成本。
技术实现思路
在一种实施方式中，本专利技术涉及一种配置为用于在衬底的等离子体处理中限制等离子体处理室中的等离子体的可移动等离子体限制结构。所述可移动等离子体限制结构包括配置为环绕所述等离子体的可移动面向等离子体结构。所述可移动等离子体限制结构还包括可移动导电结构，所述可移动导电结构设置于所述可移动面向等离子体结构的外部且配置为与所述可移动面向等离子体结构作为一个单一的装置展开和收缩以帮助处理所述衬底。所述可移动导电结构在等离子体处理中射频(RF)接地。在等离子体处理中所述可移动面向等离子体结构配置于所述等离子体和所述可移动导电结构之间以便在等离子体处理中来自所述等离子体的RF经由所述面向等离子体结构流向所述可移动导电结构。以上所述
技术实现思路
仅涉及公开于此处的本专利技术的许多实施方式中的一个且不意图为限制本专利技术的保护范围，本专利技术的保护范围于其权利要求中阐述。本专利技术的这些和其它特征将在以下本专利技术的具体实施方式中且结合以下附图更加详细地描述。附图说明本专利技术通过示例方式而不是通过限制方式进行描述，且图中的相同参考标号指代相同的元素且其中图1示出了现有技术中电容耦合等离子体处理室的一部分的简图。图2依据本专利技术的一种实施方式示出了包括可移动RF接地等离子体限制装置的等离子体处理室的简化了的一部分。图3依据本专利技术的一种实施方式示出了一种可选择的或者附加的实施方式，该实施方式包括用于缩短RF流接地路径的可选择底部RF触体。具体实施例方式本专利技术现在将根据附图参考一些实施方式详细描述。在以下的描述中，许多具体细节被阐述以便充分理解本专利技术。然而，对本领域的技术人员而言，显然没有这些具体细节的一些或者全部本专利技术也可以实施。在其它实施例中，为了避免不必要地模糊本专利技术，公知的工序和/或结构没有详细描述。专利技术人已注意到当元件处于电浮动时，即，解耦合于DC接地或者RF接地时，在其表面形成的等离子体鞘电压相对地处于低电位。这就是现有技术中限位环的情况，例如，图 1中的限位环110。相比之下，虽然在图1中的环状接地电极112的顶部存在薄的石英层， 但是专利技术人已注意到与限制环110表面上的堆积速率相比环状接地电极112表面上残留物的堆积速率较低。相信虽然石英层充当DC绝缘体，石英层相对薄的事实使RF流有可能通过相对低的阻抗路径穿过薄的石英层流通接地，从而导致更高的等离子体鞘电压并附随更高水平的离子撞击。按这种理解，现公开了本专利技术的以下实施方式。通常地讲，本专利技术的一个或者一个以上的实施方式涉及在等离子体处理室中用于处理衬底同时减少朝向等离子体的限制环和/或结构上的残留物堆积的改进的方法和装置。在一个或者一个以上的实施方式中，该改进也有助于使等离子体限制在等离子体限制区域内，即，减少发生于上述等离子体限制区域之外的环状外部区域的等离子体非限制事件的可能性。在本专利技术的一种或者一种以上的实施方式中，提供了一种可移动的RF-接地等离子体限制装置(可移动的RFG等离子体限制装置)。可移动的RFG等离子体限制装置包括至少既DC绝缘又充分地耦合于RF接地的可移动的等离子体限制结构。在一种实施方式中，可移动的等离子体限制结构包括可移动的面向等离子体结构(其可以由石英或者其它类似适宜的材料形成)和耦合于可移动的面向等离子体结构的背面以提供RF流接地路径的可移动的导电结构。就是说，可移动面向等离子体结构的一面面向等离子体，且其另一面耦合于可移动导电结构，可移动的导电结构通过可移动面向等离子体结构屏蔽等离子体。实本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种配置用于在衬底的等离子体处理中限制等离子体处理室中的等离子体的可移动等离子体限制结构，包括：配置用于环绕所述等离子体的可移动面向等离子体结构；和可移动导电结构，其设置于所述可移动面向等离子体结构的外部，并配置为与所述可移动面向等离子体结构作为单个装置展开和收缩以促进所述衬底的处理，所述可移动导电结构在所述等离子体处理中为射频（ＲＦ）接地，其中在所述等离子体处理中所述可移动面向等离子体结构设置于所述等离子体和所述可移动导电结构之间，以便在所述等离子体处理中来自于所述等离子体的ＲＦ流经由所述可移动面向等离子体结构流向所述可移动导电结构。

【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：艾利克·哈德森，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：US