本发明专利技术限定了具有带限定凹槽构造的内部法拉第屏蔽件的等离子体处理腔室。在一示例中，腔室包括用于接纳衬底和布置在静电卡盘上方的介电窗的静电卡盘。还包括布置在腔室内部且限定在静电卡盘和介电窗之间的法拉第屏蔽件。所述法拉第屏蔽件包括具有内区、邻近内区的中区、邻近中区的外区。进一步限定法拉第屏蔽件的为延伸贯通所有三个区的第一组径向槽(A)、仅延伸贯通仅仅外区的第二组径向槽(C)以及延伸贯通中区和外区的第三组径向槽(B)。第一、第二和第三径向槽以槽A、C、B和C的重复模式围绕法拉第屏蔽件沿径向布置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术限定了具有带限定凹槽构造的内部法拉第屏蔽件的等离子体处理腔室。在一示例中，腔室包括用于接纳衬底和布置在静电卡盘上方的介电窗的静电卡盘。还包括布置在腔室内部且限定在静电卡盘和介电窗之间的法拉第屏蔽件。所述法拉第屏蔽件包括具有内区、邻近内区的中区、邻近中区的外区。进一步限定法拉第屏蔽件的为延伸贯通所有三个区的第一组径向槽(A)、仅延伸贯通仅仅外区的第二组径向槽(C)以及延伸贯通中区和外区的第三组径向槽(B)。第一、第二和第三径向槽以槽A、C、B和C的重复模式围绕法拉第屏蔽件沿径向布置。【专利说明】具有分布式人字形图案和相对于外部的内外TCP线圈的相关定位的内部法拉第屏蔽件
本专利技术总体涉及半导体制造，并且尤其涉及包含用于保持感应耦合等离子体蚀刻装置的窗的状态的法拉第屏蔽件(Faraday shield)的装置。
技术介绍
在半导体制造中，通常地且重复地实施蚀刻工艺。如本领域技术人员所公知的，存在两种类型的蚀刻工艺:湿蚀刻和干蚀刻。一种类型的干蚀刻为利用感应耦合等离子体蚀刻装置执行的等离子体蚀刻。等离子体包含各种类型的自由基以及正离子和负离子。各种自由基、正离子和负离子的化学反应用于蚀刻晶片的特征、表面和材料。在蚀刻工艺期间，腔室线圈执行与变压器中的初级线圈相似的功能，而等离子体执行与变压器中的次级线圈相似的功能。通过蚀刻工艺产生的反应产物可能为挥发性的或非挥发性的。挥发性反应产物连同使用过的反应性气体一起通过气体排放端口被废弃。然而，非挥发性的反应产物通常保留在蚀刻腔室中。非挥发性的反应产物会附着到腔室壁和介电窗上。非挥发性反应产物附着到窗上会干扰蚀刻工艺。过量的沉积会导致颗粒从窗上剥落到晶片上，从而妨碍蚀刻工艺。因此，过量的沉积要求更加频繁的清洁腔室壁和窗，这不利地影响了晶片产量。另外， 如果窗上覆有蚀刻副产物，则腔室传送足够磁通至等离子体的能力变弱，这相应地减弱了控制蚀刻操作的方向性的能力，控制蚀刻操作的方向性的能力在处理高纵横比轮廓特征时是重要的。鉴于上述情况，对于在保持传送足够级别的磁通至等离子体的能力的同时保护处理腔室的介电窗的装置和方法存在需求。
技术实现思路
公开了一种用于在半导体器件的制造过程中用于蚀刻半导体衬底以及形成在所述半导体衬底上的层的装置。该装置由在其中进行蚀刻的腔室限定。所`述装置包括用于支撑待蚀刻衬底的卡盘、连接RF源和地的连接件、位于腔室上顶部中的介电窗以及布置在所述介电窗上方的射频(RF)线圈。进一步布置在腔室内的为法拉第屏蔽件。提供了具有内部法拉第屏蔽件的等离子体处理腔室，所述内部法拉第屏蔽件具有限定的凹槽构造。在一个示例中，腔室包括用于接纳衬底的静电卡盘以及与腔室的顶部连接的介电窗，其中所述介电窗布置在静电卡盘的上方。还包括布置在腔室内且限定在静电卡盘和介电窗之间的法拉第屏蔽件。法拉第屏蔽件包括具有内径范围的内区、具有中径范围的中区、具有外径范围的外区，其中所述内区与中区相邻，并且中区与外区相邻。进一步限定法拉第屏蔽件的为延伸贯通内区、中区和外区的第一组径向槽(A)、仅延伸贯通外区的第二组径向槽(C)以及延伸贯通中区和外区的第三组径向槽(B)。在该构造中，第一、第二和第三径向槽以槽A、C、B和C的重复模式围绕法拉第屏蔽件沿径向布置。在另一实施例中，提供了安装在腔室内部的法拉第屏蔽件。所述法拉第屏蔽件由具有中央孔的圆形板结构限定。圆形板结构包括具有内径范围的内区、具有中径范围的中区、具有外径范围的外区，其中内区与中区相邻，并且中区与外区相邻。进一步限定法拉第屏蔽件的是延伸贯通内区、中区和外区的第一组径向槽(A)、仅延伸贯通外区的第二组径向槽(C)以及延伸贯通中区和外区的第三组径向槽(B)，其中第一、第二和第三径向槽以槽A、 C、B和C的重复模式围绕法拉第屏蔽件沿径向布置。并且，槽A、B和C中的每一个由人字形凹槽限定。在一个实施例中，法拉第屏蔽件与介电窗邻近布置，以防止或显著减少在介电窗的表面上的沉积物。在该实施例中，法拉第屏蔽件限定有多个径向槽，每个径向槽由人字形图案构造。径向槽分布在法拉第屏蔽件的周围，以使得在一个实施例中，限定三个槽区。 以径向构造限定三个槽区，其中一个槽(A)延伸经过全部三个区(内、中、外)，随后是一个槽 (C)仅沿外区延伸，随后是一个槽(B)延伸经过外区和中区。然后，围绕法拉第屏蔽件沿径向重复该樽式，限定了樽式A, C, B, C、A, C, B, C、A, C, B, C、A, C, B,...等等。人字形槽被构造为使得不提供使蚀刻材料穿透法拉第屏蔽件且到达介电窗的直接视线或自由路径。应当理解的是，人字形槽的几何结构仅为一个示例，并且其它几何结构的槽构造也能够减少或防止从主体等离子体区域到介电窗的自由视线。人字形设计的有益之处在于，因其互锁本质的径向几何结构。从原理上讲，人字形的金属壁能够极薄，并且它们仅受机械强度和热因素限制。其它现有设计并不互锁，而是具有最小间距，这使得它们在径向布局中不太有效。在一个实施例中，对法拉第屏蔽件进行优化以与RF线圈的几何构造一起工作。例如，被置于腔室外部以及介电窗上方的RF线圈与槽A、B和C的分布相关，并且还与沿径向方向限定的三个区相关。在该实施例中，为了使磁通合理地通过屏蔽，一些槽将位于线圈的下方。在另外的实施例中，被放置为与法拉第屏蔽件的区成相关关系的法拉第屏蔽件还与调谐电路f禹合。在不使用如本文限定的最优化的法拉第屏蔽件的情况下，由蚀刻材料和蚀刻化学物质得到的沉积物将更易于附着到介电窗的内表面上，这最终影响RF线圈将足够的能量和控制传递到在腔室内产生的等离子体的能力。这种影响可以包括等离子体中离子能量的减少、离子密度的径向控制的减少以及减少缺陷的其它处理。例如，耐火金属的蚀刻导致在腔室的介电窗上的如此多的沉积物，并且这些导电性的沉积物(随着它们积聚)逐渐地防止磁场从励磁线圈耦合到等离子体。这导致等离子体密度的降低、过程漂移以及最终不能点燃感应等离子体。此外，尽管处理性能的一些减弱在过去的腔室构造中是可接受的，但是对缩小特征尺寸的驱动已经继续要求在处理性能方面甚至更高严格的容限。与特征尺寸缩小相称的是蚀刻非常高深宽比特征的最终需求。因此，特征尺寸继续减小至低纳米工艺节点且更甚，蚀刻设备性能随时间经受漂移不再可接受。进一步影响该问题的是对于高产量与执行设备清洁操 作的较少时间的互补制造需求。【专利附图】【附图说明】可通过参照下文结合附图进行的详细说明来最佳地理解本专利技术及其进一步的优点。图1A示出了依照本专利技术的一个实施例的用于蚀刻操作的等离子体处理系统。图1B示出了依照本专利技术的一个实施例的俯视图，其示意性地表示内线圈和外线圈。图2示出了依照本专利技术的一个实施例的腔室的三维视图。图3示出了依照本专利技术的一个实施例的法拉第屏蔽件的仰视图。图4示出了依照本专利技术的一个实施例的法拉第屏蔽件的剖视图，露出了法拉第屏蔽件的人字形槽。图5以三维图示示出了本专利技术的另一实施例。图6示出了依照本专利技术的一个实施例的内腔室的最上部的剖视图。图7示出了依照本专利技术的一个实施例的线圈和槽A、B和C底侧的更加详细的视图。图8示出了依照本专利技术的一个实施例的法拉第屏蔽件槽的分布的俯视图。图9A示出了依照本专利技术的一个本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种等离子体处理腔室，其包括：静电卡盘，其用于接纳衬底；介电窗，其与所述腔室的顶部连接，所述介电窗布置在所述静电卡盘的上方；法拉第屏蔽件，其布置在所述腔室的内部并且限定在所述静电卡盘和所述介电窗之间，所述法拉第屏蔽件包括，(a)具有内径范围的内区；(b)具有中径范围的中区；(c)具有外径范围的外区，所述内区与所述中区相邻，并且所述中区与所述外区相邻；(d)第一组径向槽(A)，其延伸贯通所述内区、所述中区和所述外区；(e)第二组径向槽(C)，其仅延伸贯通所述外区；以及(f)第三组径向槽(B)，其延伸贯通所述中区和外区；其中所述第一、第二和第三径向槽以槽A、C、B和C的重复模式围绕所述法拉第屏蔽件沿径向布置。
【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：约翰·德鲁厄里，龙茂林，亚历克斯·帕特森，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：
国别省市：
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