專利名稱：去除晶片的斜面邊緣和背部上的膜的裝置和方法
去除晶片的斜面邊緣和背部上 的膜的裝置和方法
枯火都站
本發(fā)明總地涉及基片制造技術(shù)，具體地涉及用于從基片的斜面 邊緣和背部去除蝕刻副產(chǎn)物的裝置和方法。
背景技術(shù)：
在基片(例如，半導(dǎo)體基片或如在平板顯示器中使用的玻璃板) 處理中，經(jīng)常使用等離子。在基片處理中，基片(或晶片)被分為 多個(gè)模片，或者矩形區(qū)域。該多個(gè)模片的每個(gè)會(huì)成為一個(gè)集成電路。 然后在一 系列的步驟中處理基片，在這些步驟中材料^皮有選擇性地 去除(或蝕刻)和沉積。在幾個(gè)納米級別上控制晶體管的門關(guān)鍵尺
寸(CD)是最高優(yōu)先的，因?yàn)閷δ繕?biāo)門長度的每個(gè)納米的偏離可直 接影響這些器件的運(yùn)行速度。
通常，基片在蝕刻前涂覆以硬化乳膠薄膜(例如光刻膠掩模)。 然后，該硬化乳力交區(qū)域被有選擇地去除，從而使得下層的部分暴露 在外。然后，將基片置于等離子處理室中的基片支撐結(jié)構(gòu)上。然后， 孑1入合適的等離子氣體組到該室中，并且生成蝕刻該基片暴露區(qū)域 的等離子。
在蝕刻處理過程中，蝕刻副產(chǎn)物，例如由碳(C)、氧(O)、 氮(N)、氟(F)等組成的聚合物，往往形成在基片邊緣(或斜面 邊緣)附近的頂部和底部表面上。蝕刻等離子密度在基片邊緣附近通常較低，這導(dǎo)致了聚合物副產(chǎn)物在基片斜面邊緣的頂部和底部表面上聚積。通常，在基片邊緣附近沒有模片，例如在距基片邊緣5mm 到15mm之間。但是，當(dāng)因多種不同的蝕刻處理而導(dǎo)致接連不斷的 聚合物層沉積時(shí)，通常強(qiáng)健和有粘性的有機(jī)粘結(jié)劑在后續(xù)的處理步 驟中將會(huì)最終變?nèi)?。那么在基片邊緣頂部和底部表面附近形成的?合物層將脫落或剝落，運(yùn)輸中往往會(huì)掉到另一個(gè)基片上。例如，基 片通常經(jīng)由充分干凈的容器(常常稱為基片匣)成組地在等離子處 理系統(tǒng)之間移動(dòng)。當(dāng)較高位置的基片重新置于該容器中時(shí)，部分聚 合物層會(huì)落到存在有模片的較低的基片上，這潛在地影響了器件產(chǎn) 量。由于蝕刻處理期間的污染或處理，蝕刻副產(chǎn)物也可沉積在基片 支撐件的背部上。因?yàn)樵摶巢课幢┞队谖g刻等離子，所以在該 背部上形成的副產(chǎn)物聚合物層在后續(xù)的蝕刻處理步驟中沒有被去 除。因此，該副產(chǎn)物聚合物層也可以類似聚合物層在基片邊緣的頂 部和底部表面附近聚積的方式聚積在基片背部上，并可產(chǎn)生^f啟粒問 題。另夕卜，該處理室的內(nèi)部，例如室壁，也會(huì)聚積蝕刻副產(chǎn)物聚合 物，其需要定期地去除以避免副產(chǎn)物聚積以及產(chǎn)生室微粒問題。介電膜(例如SiN和Si02 )和金屬膜(例如Al和Cu )也會(huì)沉 積在斜面邊緣(包括頂部和底部表面)上，并且在蝕刻處理過程中 不4皮去除。這些膜也會(huì)在后續(xù)的處理步驟中聚積并剝落，從而影響 器件產(chǎn)量。如前所述，需要一種設(shè)備和方法，其提供改進(jìn)的機(jī)構(gòu)以去除在 基片斜面邊緣附近的蝕刻副產(chǎn)物、介電膜和金屬膜，以及在基片背 部和室內(nèi)部上的蝕刻副產(chǎn)物，A/v而避免聚合物副產(chǎn)物和沉積力莫的聚 積，并提高了處理產(chǎn)量。發(fā)明內(nèi)容概括地說，這些實(shí)施方式通過提供改進(jìn)的機(jī)構(gòu)滿足了上述需 要，該機(jī)構(gòu)可去除基片的斜面邊緣附近的蝕刻副產(chǎn)物、介電膜和金 屬膜以及基片背部和室內(nèi)部上的蝕刻副產(chǎn)物，從而避免了聚合物副 產(chǎn)物和沉積膜的聚積，并且提高了處理成品率。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明 可以通過多種方式實(shí)J見，包4舌方法、裝置或系統(tǒng)。以下描述本發(fā)明 的數(shù)個(gè)創(chuàng)造性的實(shí)施方式。在一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種等離子蝕刻處理室，其配置為 清潔基片的斜面邊鄉(xiāng)彖。該處理室包括圍繞該等離子處理室內(nèi)的基片 支撐件的底部邊緣電極，其中，該基片支撐件配置為容納該基片， 并且該底部邊緣電極和該基片支撐件通過底部介電環(huán)而彼此電絕 緣。該室還包括圍繞相對該基片支撐件的氣體分配板的頂部邊緣電 才及，其中，該頂部邊纟彖電才及和該氣體分配才反通過頂部介電環(huán)而4皮jt匕 電絕緣，并且該頂部邊緣電極和該底部邊緣電極配置為產(chǎn)生清潔等 離子，以清潔該基片的該斜面邊緣。在另一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種處理室，其具有連接到該基 片支撐件的遠(yuǎn)端等離子源以清潔該處理室的室內(nèi)部。該處理室包括 該處理室中的基片支撐件以及連接到該基片支撐件的遠(yuǎn)端等離子 源，其中，該遠(yuǎn)端等離子源提供清潔等離子以清潔該處理室的該室 內(nèi)部。在另一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種用于在等離子蝕刻處理室中 清潔基片的斜面邊緣的裝置。該裝置包括其上設(shè)有基片的基片支撐 件以及蓋板，其中，在該斜面邊緣的清潔過程中，該蓋板覆蓋該基 片表面的中心部分并且暴露出該基片的斜面邊緣。該裝置還包括支 撐該基片上方的該蓋板的蓋板支撐組件。在又一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種在蝕刻處理室內(nèi)清潔基片的斜面邊緣的方法。該方法包括將基片設(shè)置在處理室內(nèi)的基片支撐 件上；以及使清潔氣體(或清潔處理氣體)流過設(shè)在氣體分配板中 心附近的氣體供給件(gas feed),該氣體分配板i殳置為距該基片支 撐件一定^巨離。該方法還包4舌通過^f吏用RF功率源對底部邊纟彖電 才及或頂部邊纟彖電才及通電以及將未由該RF功率源通電的該邊緣電^L 接地，在該基片的斜面邊緣附近產(chǎn)生清潔等離子，以清潔該斜面邊 緣，其中，該底部邊緣電極圍繞該基片支撐件并且該頂部邊緣電極 圍繞該氣體分配才反。本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將通過以下結(jié)合附圖(通過實(shí)例示出 了本發(fā)明的原理)的詳細(xì)說明而變得顯而易見。


通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明，本發(fā)明將會(huì)更容易理解，并且 附圖中相同的參考標(biāo)號(hào)代表相似的結(jié)構(gòu)元件。圖1A示出帶有一對頂部和底部邊緣電極的基片蝕刻系統(tǒng)的一 個(gè)實(shí)施方式的示意圖；圖1AA示出圖1A中的區(qū)i或B的》文大示意圖；圖1B示出使用圖1A中的頂部和底部邊緣電^L蝕刻基片斜面 邊纟彖附近的副產(chǎn)物的處理流程；圖1C示出帶有一對頂部和底部邊緣電極的基片蝕刻系統(tǒng)的另 一個(gè)實(shí)施方式的示意圖；圖1D示出帶有一對頂部和底部邊緣電極以及圍繞的感應(yīng)線圈 的基片蝕刻系統(tǒng)的 一 個(gè)實(shí)施方式的示意圖；圖IE示出帶有一對頂部和底部邊緣電極以及圍繞該邊緣電極 對的突出電極的基片蝕刻系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖；圖IF示出帶有一對頂部和底部邊緣電極以及圍繞該邊緣電極 對的突出電^ l的基片蝕刻系統(tǒng)的另 一 個(gè)實(shí)施方式的示意圖；圖1G示出帶有頂部和底部邊緣電極對以及圍繞該邊緣電極對 的突出電4及的基片蝕刻系統(tǒng)的又 一 個(gè)實(shí)施方式的示意圖；圖1H示出帶有一對頂部和底部邊緣電極以及圍繞該邊緣電極 ;寸的中空的陰才及電才及的基片蝕刻系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖；圖2A示出帶有連接到基片支撐件的遠(yuǎn)端等離子清潔源的基片 蝕刻系統(tǒng)；圖2B示出清潔基片背部的處理流程；圖2C示出清潔室內(nèi)部的處理流禾呈；圖3A示出帶有基片蓋板的基片蝕刻系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的示 意圖；圖3B示出帶有基片蓋板支撐件的基片蓋板的一個(gè)實(shí)施方式的 俯一見圖；圖3C示出在帶有基片蓋板的基片蝕刻系統(tǒng)中清潔基片斜面邊 纟彖的處理流禾呈。
具體實(shí)施方式
為該改進(jìn)的機(jī)構(gòu)提供了多個(gè)示例性實(shí)施方式，其可去除在基片 斜面邊緣附近的蝕刻副產(chǎn)物、介電膜和金屬膜，以及在基片背部和 室內(nèi)部上的蝕刻副產(chǎn)物，從而可以避免聚合物副產(chǎn)物和沉積膜的聚 積，并提高了處理成品率。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可 以不使用這里闡述的具體細(xì)節(jié)的一些或全部而實(shí)施。圖1A示出蝕刻處理室100的實(shí)施方式。室100具有基片支撐 件140，其頂部帶有基片150。在一個(gè)實(shí)施方式中，該基片支撐件 140是靜電卡盤，其由RF (射頻)功率源(圖未示)供電。在另一 個(gè)實(shí)施方式中，基片支撐件140是常規(guī)電極(regular electrode )。基 片支撐件140可以是DC (直流)或RF偏置。與該基片支撐件140 相對的是氣體分配板160,其帶有氣體供給件161。該基片支撐件 還可以是由RF供電的、被偏置的、或接地的。在基片150的蝕刻 過程中，室100可以由RF供電以產(chǎn)生電容耦合蝕刻等離子或電感 耦合蝕刻等離子?；?50具有斜面邊緣117，其包括該基片邊緣 的頂部和底部表面，如圖lA的區(qū)i或B及圖1AA中方文大的區(qū)域B 所示。在圖1AA中，斜面邊緣117以粗體實(shí)線和曲線突出顯示。圍繞基片支撐件140的邊緣，存在底部邊緣電極120，該底部 邊緣電極由導(dǎo)電材料制成，例如鋁(Al)。在基片支撐件140和底 部邊緣電極120之間，存在將基片支撐件140和底部邊緣電極120 電隔開的底部介電環(huán)121。在一個(gè)實(shí)施方式中，基片150不接觸底 部邊^(qū)彖電才及120。在底部邊^(qū)彖電才及120之外，還有另一個(gè)底部絕續(xù)_ 環(huán)125，其延伸了該底部邊緣電極120面向基片150的表面。圍繞氣體分配板160,存在由例如鋁(Al)的導(dǎo)電材料制成的 頂部邊纟彖電才及110。頂部邊緣電才及110通過頂部介電環(huán)111而與氣體分配^反160電絕纟彖。在頂部邊纟彖電才及110之外，還有頂部絕纟彖環(huán) 115，其延伸了頂部邊緣電極110面向基片150的表面。在一個(gè)實(shí)施方式中，底部邊緣電極120連接到RF功率源123, 并且頂部邊緣電極110接地。在基片的斜面邊緣的清潔處理期間， RF功率源123沖是供頻率在約2MHz至約13MHz之間、且功率在約 100瓦特至約2000瓦特之間的RF功率，以生成清潔等離子(cleaning plasma )。在4+面邊多彖的清潔過程中，將基片支撐件140和氣體分配 板160保持電浮動(dòng)(electrically floating )。該清潔等離子配置為由頂 部介電環(huán)111、頂部邊纟彖電才及110、頂部絕纟彖環(huán)115、底部介電環(huán)121、 底部邊緣電極120和該底部絕緣環(huán)限制。通過氣體供給件161提供 該一種或多種清潔氣體(cleaning gas )。在一個(gè)實(shí)施方式中，該氣 體供給件設(shè)置于氣體分配板160的中心附近。可選地，也可通過設(shè) 置于處理室100的其它部分內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)氣體供癥會(huì)件才是供該 一種 或多種清潔氣體。為了清潔蝕刻副產(chǎn)物聚合物，清潔氣體可包括含氧氣體，例如 02。在一個(gè)實(shí)施方式中，也可添加一定量(如<10%)的含氟氣體， 如CFp SF6或C2F6，以清潔聚合物。應(yīng)當(dāng)理解，含氮?dú)怏w，例如 N2,也可包含在該氣體混合物中。該含氮?dú)怏w幫助分解含氧氣體。 也可加入如Ar或He的惰性氣體以稀釋該氣體和/或維持該等離子。 為了清潔殺牛面邊桑彖117處的一個(gè)或多個(gè)介電膜(例如SiN或Si02 )， 可使用如CF4、 SF6或其二者組合的含氟氣體。也可使用如Ar或 He的惰性氣體來稀釋該含氟氣體和/或維持該清潔等離子。為了清 潔斜面邊緣117處的一個(gè)或多個(gè)金屬膜(例如Al或Cu ),可使用含 氯氣體，例如Cb或BCl3，或者其二者的組合。也可〗吏用如Ar或 He的惰性氣體來稀釋該含氯氣體和/或維持該等離子以清潔該金屬 膜。在一個(gè)實(shí)施方式中，頂部邊鄉(xiāng)彖電才及110和底部邊鄉(xiāng)彖電4及120之 間的間隔D四小于1.5cm，以確^f呆限制該等離子。小于1.5cm的DEE 可容許基片邊緣附近開口的寬度(Dw)與間隙(DEE)比小于4: 1， 這可保證限制等離子。Dw是基片邊緣附近的開口的寬度。在一個(gè) 實(shí)施方式中，Dw是底部絕緣環(huán)125的寬度或頂部絕緣環(huán)115的寬 度。室壓在斜面邊緣清潔過程中保持在約100mTorr到約2Torr之間。 氣體分配^反160和基片150之間的間隔Ds小于0.6mm,以確4呆在 斜面邊緣清潔處理過程中頂部電極160和基片150之間沒有等離子 形成。在另一個(gè)實(shí)施方式中，RF功率源可連接到頂部邊緣電極110， 而底部邊緣電極120接地，以產(chǎn)生電容耦合清潔等離子?？蛇x地， 頂部邊纟彖電才及110或底部邊纟彖電才及120均可由埋入介電材并+的感應(yīng) 線圏代替。在該實(shí)施方式中，該感應(yīng)線圏連4妄到RF功率源，并且 相乂于的邊纟彖電招^妄:t也。該RF功率源纟是供功率以產(chǎn)生用于清潔殺牛面 邊緣117的電感耦合蝕刻等離子。在基片邊鄉(xiāng)彖附近以及在頂部邊^(qū)彖電4及110和底部邊^(qū)彖電才及120 之間產(chǎn)生的等離子清潔該基片的基片斜面邊緣。該清潔有助于減少 聚合物在基片斜面邊緣的聚積，進(jìn)而減少或消除了影響器件成品率 的《鼓粒瑕疵的產(chǎn)生的可能性。圖1B示出用于清潔基片的斜面邊緣的處理流程150的一個(gè)實(shí) 施方式。在步驟151，該處理通過在處理室中的基片支撐件上設(shè)置 基片開始。在跟著在該處理的步驟152, 4吏一種或多種清潔氣體流 過位于該氣體分配4反的中心附近的氣體供給件。然后，在步驟153, 通過使用RF功率源對頂部或底部邊緣電極供電以及將未由RF源 供電的邊緣電極接地，在該基片的斜面邊緣附近產(chǎn)生等離子。圖1C示出殺+面邊參彖清潔枳』構(gòu)的另一個(gè)實(shí)施方式。該實(shí)施方式 的處理室IOOC內(nèi)的這些部4牛非常類合乂于圖1A中所示的部件。其 差別在于，在該實(shí)施方式中，底部邊緣電極120'被向內(nèi)移動(dòng)，以 與基片150的底部表面相接觸。底部邊緣電極120'完全在基片150 之下，以確4呆該底部邊》彖電才及120，在清潔處理過程中不^皮賊射。 RF功率源123 ^是供傳過基片150的RF功率，以利用^妻;也的頂部邊 緣電極110產(chǎn)生清潔等離子。該清潔等離子清潔斜面邊緣。因?yàn)橥?過基片引導(dǎo)RF，所以相比于圖1A的實(shí)施方式該基片具有更高的 DC電位。該基片上更高的DC電位產(chǎn)生更高的離子能量及更高的 蝕刻率。圖1D示出該4+面邊鄉(xiāng)彖清潔裝置的另一個(gè)實(shí)施方式。在該實(shí)施 方式中，處理室100D內(nèi)的這些部件類似于圖1A中所示的部件。 不同之處在于一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈170圍繞基片殺牛面以及頂部邊^(qū)彖 電才及110和底部邊纟彖電4及120之間的間隔。感應(yīng)線圈170嵌入介電 材料-171并連4妻到RF功率源175。在一個(gè)實(shí)施方式中，介電材泮牛 171連4妄到介電支撐件172。感應(yīng)線圈170連4妄到RF功率源175。在一個(gè)實(shí)施方式中，在 斜面清潔處理過程中，RF功率源175提供約2MHz至約13MHz范 圍內(nèi)的RF功率以在基片斜面附近產(chǎn)生電感等離子。頂部邊緣電才及 110和底部邊緣電極120均接地以為電感等離子提供回路。產(chǎn)生的 等離子可有效地清潔斜面邊緣和基片背部。感應(yīng)線圏170可提供高 密度等離子，以有效地清潔斜面邊緣。圖1D中所示的感應(yīng)線圏170也可用于產(chǎn)生等離子以清潔基片 背部和室壁。在基片背部的清潔過程中，通過頂桿(liftpin)(圖未 示)升起基片150以使基片離開基片支撐件140。在一個(gè)實(shí)施方式 中，處理室中的壓力保持在500mTorr以下。該較低的室壓使得清 潔等離子在基片背部下擴(kuò)散。對于基片背部清潔而言，氣體分配板160和基片150之間的3巨離要求Ds仍需4呆持在0.6mm以下，以確 保不會(huì)在氣體分配板160和基片150之間形成等離子。但是，不再 需要頂部邊緣電極110和底部邊緣電極120之間的間隔DEE。清潔 等離子不需要限制在頂部邊緣電極110和底部邊緣電極120之間或 者在頂部絕緣環(huán)115和底部絕^彖環(huán)125之間。清潔等離子需要在升 高的基片150下擴(kuò)散以清潔基片背部。應(yīng)當(dāng)理解，類似于用來清潔 基片背部的配置和方法也可用來清潔聚積在室內(nèi)部(包括室壁)的 蝕刻副產(chǎn)物。在室內(nèi)部的清潔過程中，該基片可留在室中或乂人室中 移走。在一個(gè)實(shí)施方式中，可同時(shí)進(jìn)行基片背部清潔和室內(nèi)部清潔。如上所示，也可使用電容耦合等離子來清潔斜面邊緣以及清潔 基片背部。為了清潔斜面邊緣，所使用的RF功率的頻率在約2MHz 到約13MHz之間。為了清潔室邊纟彖，RF功率的頻率在約27MHz 到約60MHz之間。圖1E示出允許使用雙RF頻率清潔斜面邊緣、 基片背部和室內(nèi)部的另一個(gè)實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，導(dǎo)電突出 物171設(shè)置為環(huán)繞頂部邊緣電極110和底部邊緣電極120之間的開 口 。在一個(gè)實(shí)施方式中，導(dǎo)電突出物171連4妄到高頻RF功率源177， 頂部邊緣電4及110連4妾到<氐頻RF功率源175,并且底部邊緣電 120接地。高頻RF功率具有在約27MHz到約60MHz之間的頻率。 低頻RF功率具有在約2MHz到約13MHz之間的頻率。在基片背部 和室內(nèi)部的清潔過禾呈中，高頻RF功率源177才是供RF功率以產(chǎn)生 清潔等離子。頂部電極110接地。在一個(gè)實(shí)施方式中，室壓保持在 500mTorr以下。通過頂桿(圖未示)將基片升起到基片支撐件上方。 不再需要頂部邊緣電極和底部邊緣電極之間〈1.5cm的間隔要求。清 潔等離子需在基片背部下擴(kuò)散，以及擴(kuò)散到室內(nèi)部的其它部分，以 用于清潔。但是，仍需要?dú)怏w分配板160和基片150之間O.6mm 的間隔要求，以確保在氣體分配板160和基片150之間沒有等離子 形成。小于500mTorr的相對較低的室壓使得處理等離子在基片下 擴(kuò)散，并且該室清潔等離子可清潔整個(gè)室。在殺牛面邊纟彖清潔過禾呈中，該^f氐頻RF功率源175才是供RF功率 以產(chǎn)生清潔等離子。該導(dǎo)電突出物*接地。在一個(gè)實(shí)施方式中，室壓 保持在約100mTorr至約2Torr之間。在該實(shí)施方式中需要遵照頂部 邊緣電極和底部邊緣電極之間〈1.5cm的間隔要求以及氣體分配板 160和基片150之間O.6mm的間隔要求，以確保限制等離子以及在 氣體分配才反160和基片150之間沒有等離子形成。在另一個(gè)實(shí)施方式中(圖1F所示)，頂部邊緣電極110連接到 低頻RF功率源175，并且底部邊緣電極120連接到高頻RF功率源 177。導(dǎo)電突出物171接地。處理?xiàng)l件和配置與圖1E的實(shí)施方式中 所討i侖的類似?？蛇x地，頂部邊纟彖電才及110可連4妾到約27MHz至 約60MHz之間的高頻RF功率源177，并且底部邊^(qū)彖電才及120可連 接到約2MHz至約13MHz之間的低頻RF功率源。在又一個(gè)實(shí)施方式中(圖1G所示)，頂部邊緣電極110和導(dǎo)電 突出物171均接地。底部邊緣電極120連接到能夠提供兩種類型的 RF功率的兩個(gè)RF功率源175、 177， 一種在約2MHz至約12MHz 之間，另 一種在約27MHz至約60MHz之間。在斜面清潔過程中， 提供約2MHz至約13MHz之間的RF電源開啟。在基片背部清潔過 程中，提供約27MHz至約60MHz之間的RF功率源開啟?？蛇x地， 頂部邊纟彖電4及110可連4妄到兩個(gè)RF功率源175和177,而底部邊 緣電極120和導(dǎo)電突出物171^妾i也。在如圖1H所示的另一個(gè)實(shí)施方式中。在分別圍繞頂部邊纟彖電 才及110和底部邊^(qū)彖電才及120的介電環(huán)115和125外側(cè)，存在中空的 陰才及環(huán)174,其由導(dǎo)體材津牛制成，例如鋁(Al)。中空的陰才及環(huán)174 具有面向殺牛面邊^(qū)彖的開口 176。在一個(gè)實(shí)施方式中，該開口 176的 寬度大于約l,Ocm。該中空的陰才及環(huán)連4妾到RF功率源175，并且頂 部邊鄉(xiāng)彖電才及110和底部邊》彖電4及120均4妄;也。在該實(shí)施方式中氣體 分配板160和基片支撐件140保持浮動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，中空的陰才及環(huán)174由RF功率源175供電，以產(chǎn)生用于清潔殺牛面邊纟彖的 等離子處理氣體。RF功率源175才是供約2MHz至約13MHz之間的 功率。在另一個(gè)實(shí)施方式中，中空的陰極環(huán)174由RF功率源177 供電，以產(chǎn)生用于清潔基片背部和/或室內(nèi)部的等離子處理氣體。 RF功率源177才是供約27MHz至約60MHz之間的功率。在一個(gè)實(shí) 施方式中，通過基片中心附近的氣體供給件161 4是供處理氣體。中 空的陰極環(huán)174產(chǎn)生高密度等離子，例如密度在約1E10至約1E11 的范圍內(nèi)，其可非常有歲文;也清潔殺牛面邊^(qū)彖。乂t于該實(shí)施方式，不再 需要頂部邊緣電極110和底部邊緣電極120之間小于1.5cm的間隔 要求Dee。但是，仍需要?dú)怏w分配板160和基片150之間的要求以 確4呆在頂部分配々反160和基片150之間沒有等離子形成。圖2A示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式。在該實(shí)施方式內(nèi)，處理 室200具有頂部氣體分配板260和基片支撐件240。在一個(gè)實(shí)施方 式中，氣體分配板260可以是電極，并且基片支撐件240可以是連 接到RF功率源245的靜電卡盤。在另一個(gè)實(shí)施方式中，基片支撐 件240連4妄到移動(dòng)組件230，該移動(dòng)組件可上下移動(dòng)該基片。在基 片250的蝕刻過程中，RF功率源245提供RF功率，以利用接地的 頂部電極260產(chǎn)生電容耦合蝕刻等離子以蝕刻基片250。該蝕刻配 置僅^f又作為示例。也可4吏用產(chǎn)生電容或電感等離子以蝕刻基片250 的其它蝕刻配置。氣體供給件263嵌入在基片支撐件240內(nèi)以將遠(yuǎn)端產(chǎn)生的清潔 等離子提供到基片250背部，以清潔基片背部，或者提供到該室200 以清潔處理室200。在基片背部清潔過程中，頂桿290升起基片250 以將其與基片支撐件240分開。遠(yuǎn)端清潔等離子源270或270'向 基片250的背部提供清潔等離子以清潔該基片背部。在一個(gè)實(shí)施方 式中，該遠(yuǎn)端清潔等離子由^f鼓波(如圖2A中所示的^f鼓波源270) 產(chǎn)生。在另一個(gè)實(shí)施方式中，遠(yuǎn)端清潔等離子由一對電容耦合電^L 產(chǎn)生為電容耦合等離子(CCP)，在圖2A中示為CCP源270，。也可使用其它類型的配置來產(chǎn)生遠(yuǎn)端等離子，如電感耦合等離子發(fā)生器。如前所述，在基片背部清潔過程中，室壓保持在500mTorr以 下，以使清潔等離子在基片250下擴(kuò)散(或傳播)。通過嵌入基片支撐件240的氣體供給件263供應(yīng)的遠(yuǎn)端等離子 也可用于清潔該室內(nèi)部，包括室壁201。在清潔該室內(nèi)部的過程中， 基片250可設(shè)于頂桿290上或者從基片室200移走。在室內(nèi)部清潔 過程中，室壓保持在5Torr以下。圖2B示出用于清潔基片背部的處理流禾呈250的一個(gè)實(shí)施方式。 在步驟251,基片從處理室內(nèi)的基片支撐件升起。在步驟252，遠(yuǎn) 端產(chǎn)生的清潔等離子流過嵌入該基片支撐件的氣體供給件，以清潔 基片背部。圖2C示出用于清潔該處理室的處理流禾呈255的實(shí)施方 式。在步驟256， 乂人基片處理室移走基片。該處理室可以是沉積室、 蝕刻室或可/人這種原理獲益的其它類型的室。在步驟257，遠(yuǎn)端產(chǎn) 生的清潔等離子流過嵌入該基片支撐件內(nèi)的氣體供給件，以清洗該 處J里室內(nèi)部。圖3A示出用以清潔基片斜面邊緣的機(jī)構(gòu)的實(shí)施方式。在該實(shí) 施方式中，在斜面清潔過程中將蓋板375設(shè)置于基片350上。在一 個(gè)實(shí)施方式中，基片表面和蓋々反375面向基片350的表面之間的3巨 離小于約0.5mm。蓋板370由諸如石英或陶資的介電材料制成。該 蓋才反由支撐組件370支撐，該組件370可^皮才幾才成才幾構(gòu)373上下移動(dòng)。 該蓋板支撐組件370可由介電材料制成，或者具有介電涂層。介電 材料的例子包括石英和陶瓷。在基片蝕刻過程中，蓋板375被從該 基片表面移走。在蝕刻處理過程中，蓋板支撐件370被移至與基片 350相同的高度或者在基片350之下。在斜面邊緣清潔過程中，可 產(chǎn)生電容耦合等離子或電感耦合等離子以清潔基片斜面邊緣。在圖 3A所示的實(shí)施方式中， 一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈360^皮i殳置于室300 的外側(cè)。該一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圏360連4妻到RF功率源375?；蝆牛34(U妄;也以為該電感等離子提供回^各?？稍谠撎幚硎翼敳客?過氣體供給件361或其它氣體供給配置纟是供處理氣體。電感等離子可清潔該基片斜面邊緣，而該蓋板保護(hù)主要的基片 表面。圖3B示出蓋板375和蓋板支撐組件370的俯視圖。蓋板支 撐組件370具有用于支撐該蓋4反的多個(gè)支撐爪(support fingers )374。 在一個(gè)實(shí)施方式中，蓋板支撐組件370由多個(gè)塊I、 II及III形成， 這使得蓋板支撐件370在蝕刻處理過程中可以在基片350下移動(dòng)。圖3C示出殺+面邊*彖清潔處理流禾呈350。該處理在步-驟351通 過設(shè)置蓋板覆蓋位于基片支撐件上的基片開始。該蓋板設(shè)置于蓋板 支撐件上。該蓋板覆蓋基片的中心，并使基片斜面邊緣(或者蓋板 375的邊緣與蓋板支撐組件370的邊緣之間的區(qū)域)暴露。在步驟 352, —種或多種清潔氣體;;危入該處理室。在步-驟353，向該電核j是 供RF功率以產(chǎn)生用于清潔基片的斜面邊緣的清潔等離子。上述實(shí)施方式提供了用于清潔斜面邊緣、基片背部和室內(nèi)部的 改進(jìn)的裝置和方法。上述用來清潔斜面邊緣、基片背部和室內(nèi)部的 實(shí)施方式和原理，可應(yīng)用于介電蝕刻室或?qū)w蝕刻室(其包括金屬 蝕刻室)。上述實(shí)施方式和原理還可應(yīng)用于其它類型的蝕刻室、可 用的沉^只室和可用的處理室。用于清潔斜面邊緣、基片背部和室內(nèi)部的改進(jìn)的裝置和方法減 少了在基片上或室內(nèi)部的不期望的蝕刻副產(chǎn)物和沉積膜的聚積，從 而增加了器件成品率。盡管為了清楚理解而相當(dāng)詳細(xì)地描述了前述發(fā)明，但是顯然， 在后附權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以進(jìn)行某些改變和^修改。所以，本發(fā)明 的實(shí)施方式應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是說明性的而非限制性的，并且本發(fā)明不限于 此處給出的細(xì)節(jié)，而是可在所附權(quán)利要求的范圍和等同范圍內(nèi)進(jìn)行 修改。
權(quán)利要求
1.一種等離子蝕刻處理室，其配置為清潔基片的斜面邊緣，該處理室包括圍繞該等離子處理室內(nèi)的基片支撐件的底部邊緣電極，其中，該基片支撐件配置為容納該基片，并且該底部邊緣電極和該基片支撐件通過底部介電環(huán)而彼此電絕緣；以及圍繞與該基片支撐件相對的氣體分配板的頂部邊緣電極，其中，該頂部邊緣電極和該氣體分配板通過頂部介電環(huán)而彼此電絕緣，并且該頂部邊緣電極和該底部邊緣電極配置為產(chǎn)生清潔等離子以清潔該基片的該斜面邊緣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子蝕刻處理室，進(jìn)一步包括圍繞并連4妄到該頂部邊鄉(xiāng)彖電4及的頂部絕纟彖環(huán)，其中，該 頂部絕緣環(huán)面向該基片的表面與該頂部邊緣電極面向該基片 的表面7于準(zhǔn)；以及圍繞并連4妄到該底部邊》彖電才及的底部絕》彖環(huán)，其中，該 底部絕纟彖環(huán)面向該頂部絕纟彖環(huán)的表面與該底部邊纟彖電纟及面向 該頂部邊纟彖電纟及的表面對準(zhǔn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子蝕刻處理室，其中，該頂部絕緣 環(huán)和該底部絕緣環(huán)限制由該頂部邊緣電極和該底部邊緣電極 產(chǎn)生的清潔等離子。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子蝕刻處理室，進(jìn)一步包括嵌入在該氣體分配板中的氣體供給件，用于提供處理氣 體以清潔該基片的斜面邊緣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子蝕刻處理室，其中，該頂部邊緣 電極連接到RF功率源，用于提供功率以產(chǎn)生該清潔等離子， 并且該底部邊纟彖電相j妄地。
6. 沖艮據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子蝕刻處理室，其中，該底部邊鄉(xiāng)彖 電極連接到RF功率源，用于提供功率以產(chǎn)生該清潔等離子， 并且該頂吾卩電才及4妄》也。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子蝕刻處理室，其中，該RF功率 的步貞率在約2MHz到約13MHz之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子蝕刻處理室，其中，該氣體分配 板和該基片面向該分配才反的表面之間的距離小于約0.6mm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子蝕刻處理室，其中，該頂部絕緣 環(huán)和該底部絕鄉(xiāng)彖環(huán)之間的3巨離小于約1.5cm。
10. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子蝕刻處理室，其中，該底部邊緣 電才及不4妾觸該基片。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子蝕刻處理室，其中，該底部邊緣 電扭」接觸該基片。
12. 4艮據(jù)^又利要求1所述的等離子蝕刻處理室，進(jìn)一步包括連4妄到RF功率源的感應(yīng)線圈，用于與該頂部邊纟彖電才及和 該底部邊*彖電4及 一 起產(chǎn)生該清潔等離子以清潔該基片的殺牛面 邊緣，其中，該頂部邊緣電極和該底部邊緣電極均接地。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子蝕刻處理室，進(jìn)一步包括連接到該頂部絕緣環(huán)的導(dǎo)電突出物，其中，該導(dǎo)電突出 物配置為與該頂部邊纟彖電才及和該底部邊纟彖電^l一起產(chǎn)生該清 潔等離子。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的等離子蝕刻處理室，其中，該導(dǎo)電突 出物連接到RF功率源，并且該頂部邊《彖電才及和該底部邊纟彖電 極均接地。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的等離子蝕刻處理室，其中，該頂部邊 緣電極連接到RF功率源，并且該導(dǎo)電突出物和底部邊緣電極 均接地。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的等離子蝕刻處理室，其中，該底部邊 緣電極連接到RF功率源，并且該導(dǎo)電突出物和頂部邊緣電極 均接地。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子蝕刻處理室，進(jìn)一步包括圍繞該頂部邊緣電極和該底部邊緣電極的中空的陰極電 極，其中，該中空的陰極電極連接到RF功率源，該頂部邊緣 電才及和該底部邊纟彖電招j妾地，該中空的陰才及電才及用于與該頂部 邊緣電極和該底部邊纟彖電才及一起產(chǎn)生該清潔等離子。
18. —種處理室，其具有連接到基片支撐件以清潔該處理室的室內(nèi) 部的遠(yuǎn)端等離子源，該處理室包4舌位于該處理室中的基片支撐件；連接到該基片支撐件的遠(yuǎn)端等離子源，其中，該遠(yuǎn)端等 離子源提供清潔等離子以清潔該處理室的該室內(nèi)部。
19. 4艮據(jù)4又利要求18所述的處理室，其中，該遠(yuǎn)端等離子由孩丈波 產(chǎn)生。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的處理室，其中，該遠(yuǎn)端等離子為電容 或電感耦合的等離子。
21. —種用于在等離子蝕刻處理室中清潔基片的斜面邊緣的裝置， 包括基片支撐件，其上設(shè)置有基片；蓋板，其在該斜面邊緣的清潔過程中覆蓋該基片的表面 的中間部分并且暴露出該基片的斜面邊緣；以及蓋板支撐組件，其支撐該基片上方的該蓋板。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中，該蓋板在基片蝕刻過程 中不位于該等離子蝕刻處理室中，并且該蓋^反支撐組件配置為 在該基片蝕刻處理過程中降低至與該基片相同的高度或低于 該基片。
23. 根據(jù)4又利要求21所述的裝置，其中，該蓋才反和該基片表面之 間的3巨離小于約0.5mm。
24. —種在蝕刻處理室內(nèi)清潔基片的斜面邊緣的方法，包括將基片設(shè)置在處理室內(nèi)的基片支撐件上；使清潔氣體流過設(shè)置在氣體分配板的中心附近的氣體供 給件，該氣體分配板設(shè)置為距該基片支撐件一定距離；通過使用RF功率源對底部邊緣電極或頂部邊緣電極供 電以及將未由該RF功率源供電的邊緣電極接地，在該基片的 斜面邊緣附近產(chǎn)生清潔等離子以清潔該斜面邊纟彖，該底部邊緣電才及圍繞該基片支撐件，并且該頂部邊^(qū)彖電才及圍繞該氣體分配 板。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，該清潔氣體包括含氧或 含氟的氣體。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括保持該氣體分配板面向該基片的表面和該基片之間的距 離小于0.6mm,以防止在該氣體分配+反和該基片表面之間形 成等離子。
27. 才艮據(jù)片又利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括保持該底部邊緣電極和該頂部邊緣電極之間的距離小于 1.5cm，以限制該清潔等離子。
全文摘要
提供了去除基片的斜面邊緣附近的蝕刻副產(chǎn)物、介電膜和金屬膜，以及基片背部和室內(nèi)部上的蝕刻副產(chǎn)物的改進(jìn)的機(jī)構(gòu)，以避免聚合物副產(chǎn)物和沉積膜的聚積，并提高處理成品率。提供了一種示例性的配置為清潔基片的斜面邊緣的等離子蝕刻處理室。該室包括圍繞該等離子處理室內(nèi)的基片支撐件的底部邊緣電極，其中，該基片支撐件配置為容納該基片，并且該底部邊緣電極和該基片支撐件通過底部介電環(huán)而彼此電絕緣。該室還包括圍繞相對該基片支撐件的氣體分配板的頂部邊緣電極，其中，該頂部邊緣電極和該氣體分配板通過頂部介電環(huán)而彼此電絕緣，并且該頂部邊緣電極和該底部邊緣電極配置為產(chǎn)生清潔等離子以清潔該基片的該斜面邊緣。
文檔編號(hào)H01J37/32GK101273430SQ200680035882
公開日2008年9月24日 申請日期2006年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日
發(fā)明者安德魯·D·貝利三世, 金允尚 申請人:朗姆研究公司