本实用新型专利技术描述了一种用作电容耦合等离子体处理室的部件的限定环。所述限定环的内表面提供有延伸的等离子体限定区，所述限定区包绕位于上部电极和下部电极之间的间隙，在所述室中进行等离子体处理的过程中，半导体衬底被支撑于所述下部电极上。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术总体涉及一种等离子体处理室。
技术介绍
随着每代后继半导体技术的产生，晶片直径趋向于增大，晶体管的尺寸趋于减小， 导致衬底处理中需要更高的精确度和可重复性。半导体衬底材料，譬如硅晶片，通常使用等离子处理室进行处理。等离子体处理技术包括溅射沉积、等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)、抗蚀剂剥除、以及等离子体蚀刻。等离子体可通过向等离子体处理室中的合适处理气体施加射频(RF)电源而产生。等离子体处理室中的RF电流可影响处理。等离子体处理室可依靠各种机制以生成等离子体，如电感耦合(变压器耦合)、螺旋波、电子回旋共振，电容耦合(平行板)。例如，在变压器耦合等离子体(TCP )处理室中或电子回旋共振(ECR)处理室中，可生成高密度等离子体。变压器耦合等离子体可由加利福尼亚州弗里蒙特的朗姆研究公司(Lam Research Corporation)获得，其中RF能量电感耦合到该室内。在共有的专利号为5，948，704的美国专利中披露了一种能够提供高密度等离子体的高流量等离子体处理室的实施例，此处结合其披露的内容作为参照。在共有的专利号为4，340，462 ；4, 948，458 ；5, 200，232以及5，820，723的美国专利中披露了平行板等离子体处理室、电子回旋共振等离子体处理室、以及变压器耦合等离子体(TCP )处理室， 此处结合其披露的内容作为参照。通过实施例的方式，等离子体可在平行板处理室生成，如在共有的专利号为 6，090，304的美国专利中所述的双频率等离子刻蚀室，此处结合其披露的内容作为参照。优选平行板等离子体处理室为包括上部网状(showerhead)电极和衬底支撑件的双频率电容耦合等离子处理室。为了阐释，此处参照平行板类型等离子体处理室描述实施方式。图1示出一种用于等离子体蚀刻的平行板等离子体处理室。等离子体处理室100 包括室110、入口负荷锁112、以及可选的出口负荷锁114，在共有的美国专利号6，824，627 描述了其进一步细节，此处结合其整体内容作为参照。负荷锁112和114(如果有)包括传输设备以将衬底(如晶片)从晶片供应件162 传输通过室110，到达晶片接收器164。负荷锁泵176可在负荷锁112和114中提供所需的真空压强。如涡轮泵的真空泵172适应于维持室110中所需的真空压强。在等离子体蚀刻过程中，室压强为可控的，优选维持在一个足以保持等离子体的水平。过高的室压强可能不利于蚀刻停止，而过低的室压强可导致等离子体熄灭。在中等密度的等离子体处理室中，如平行板等离子体处理室，优选室压强维持在低于大约200mTorr的压强(例如，小于lOOmTorr， 如20至50mTorr)(此处所用“大约”表示士 10 % )。真空泵172可连接到室110壁中的出口，并可通过阀门173调节，以便控制室中的压强。优选，在蚀刻气体流入室110时，真空泵能在室110内保持小于200mTorr的压强。室110包括上部电极装置120以及衬底支撑件150，上部电极装置120包括上部电极125(例如，网状电极)。上部电极装置120安装于上部壳体130中。上部壳体130可通过装置132竖直移动以调节上部电极125和衬底支撑件150之间的间隙。工艺气体源170可连接到壳体130以传送包括一种或一种以上气体的工艺气体到上部电极装置120。在优选等离子体处理室中，上部电极组件包括可用于传送工艺气体到靠近衬底表面的区域的配气系统。在共有的美国专利号6，333，272 ；6, 230，651 ；6, 013，155 以及5，824，605披露了可包括一个或一个以上的气体环、注入器和/或喷头(例如，网状电极)的配气系统，此处结合其披露的内容作为参照。上部电极125优选包括网状电极，网状电极包括气孔(未示出)以通过其配送工艺气体。气孔可具有0.02至0.2英寸的直径。网状电极可包括一个或一个以上的垂直间隔的挡板，挡板可促进所需的工艺气体的配送。上部电极和衬底支撑件可由任何合适的材料形成，如石墨、硅、碳化硅、铝(例如，阳极化铝)、或其的组合。热传输液体源174可连接到上部电极装置120，另一热传输液体源可连接到衬底支撑件150。衬底支撑件150可具有一个或一个以上的嵌入式夹持电极用于静电夹紧衬底支撑件150上表面155(支撑面)上的衬底。衬底支撑件150可由RF源伴随的电路系统(未图示)如射频匹配电路系统供电。衬底支撑件150优选为温度可控的，并可以可选地包括加热装置(未示出)。共同转让的美国专利号6，847，014和7，161，121披露了加热装置的实施例，此处结合其披露的内容作为参照。衬底支撑件150在支撑面155上可支撑半导体衬底，如平面板或200mm或300mm的晶片。衬底支撑件150优选包括用于在支撑面155所支撑的衬底下供应热传输气体(如氦)的通道以控制在等离子体处理过程中的衬底温度。例如，氦背面冷却可维持晶片温度足够低以防止衬底上的光刻胶燃烧。共有的美国专利号6，140，612披露了一种通过导入压缩气体到衬底和衬底支撑件表面之间的空间控制衬底温度的方法，此处结合其披露的内容作为参照。衬底支撑件150可包括起模销孔(未显示)，通过起模销孔，起模销可由合适的装置竖直启动并抬高衬底离开支撑面155以传输进出室110。起模销孔可具有大约0. 08英寸的直径。共有的美国专利号5，885，423和5，796，066披露了起模销孔的细节，此处结合其披露的内容作为参照。图2示出电容耦合等离子体处理室200的框图以阐释其RF电流的流动路径。在处理室200中处理衬底206。为点燃等离子体以蚀刻衬底206，向室200中的工艺气体施加 RF功率。在衬底处理过程中，RF电流可从RF供应件222沿电缆2 通过RF匹配网络220 流入处理室200。RF电流可沿路径240流动以与工艺气体耦合从而在限定室容积腔210内生成等离子体用于处理衬底206，衬底206位于底部电极204之上。为了控制等离子体形成以及保护处理室壁，可运用限定环212。在共有的美国临时专利申请序列号61/238656,61/238665，61/238670(都在2009年8月31日提交申请)，以及美国专利申请公开号2008/0149596描述了范例的限定环的细节，此处结合其披露的内容作为参照。限定环212可由导电材料制成，如硅、多晶硅、碳化硅、碳化硼、陶瓷、铝等。通常，限定环212可配置为环绕限定室容积210腔的外周，等离子体在限定室容积腔210中形成。除了限定环212之外，限定室容积腔210的外周还可由上部电极202、底部电极204、一个或一个以上的绝缘环(如216和218)、边缘环214以及下部电极支撑结构2 所限定。为了从限定区域(限定室容积腔210)排放出中性气体种类，限定环212可包括多个槽(如槽226a、2^b、以及。中性气体种类可以通过涡轮泵抽出处理室200。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种被设置为将等离子体限定在延伸的等离子体限定区内的限定环，该限定区包绕位于可调间隙电容耦合等离子体处理室的上部电极和下部电极之间的间隙，通过该限定环能够将工艺气体和反应副产品泵出等离子体处理室。此处所述的是一种用作电容耦合等离子本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·C·凯洛格，阿列克谢·马拉什塔内夫，拉金德尔·迪恩扎，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：实用新型
国别省市：
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