本发明专利技术提供了与驱动器和材料供应源联用的晶片处理系统。所述驱动器可操作地产生驱动信号。所述材料供应源可操作地提供材料。所述晶片处理系统包括上限制腔部分、下限制腔部分、限制环和静电卡盘。所述上限制腔部分含有上限制腔部分内表面。所述下限制腔部分被配置为可拆分地与所述上限制腔部分接触。所述下限制腔部分含有下限制腔部分内表面。所述限制环被配置为可拆分地与所述上限制腔部分内表面和所述下限制腔部分内表面接触。所述限制环含有限制环内表面。所述静电卡盘含有静电卡盘上表面并被设置为接收所述驱动信号。所述上限制腔部分、所述下限制腔部分、所述限制环和所述静电卡盘被设置为使得所述上限制腔部分内表面、所述下限制腔部分内表面、所述限制环内表面和所述静电卡盘上表面围绕能够接收所述材料的等离子体形成空间。当所述静电卡盘收到所述驱动信号时，所述上限制腔部分、所述下限制腔部分、所述限制环和所述静电卡盘可操作地将所述材料转换为等离子体。所述限制环含有非矩形横截面。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有大表面面积的接地限制环根据35U. S. C. sctn. 119 (e)，本申请主张享有申请号为61/166，980，申请日为 2009年4月6日的美国临时专利申请的利益，在此合并该申请的全部公开内容作为参考。
技术介绍
半导体制造工业更加强调节约成本以补偿不断减少的利润率。高深宽比接触刻蚀器的发展要求在衬底表面有极高的离子能。在等离子体刻蚀工艺中使用极高离子能的要求进一步将最大化生产量同时又要最小化等离子体反应器部件的维持费用的问题复杂化。特别地，当用高能离子在反应腔内撞击晶片表面时，暴露于等离子体的反应器内部也会被高能离子撞击，因此增加了反应器部件的损耗率。图1是惯用小体积腔刻蚀过程中惯用小体积腔晶片处理系统的横截面示意图。矩形横截面系统100包括接地上限制腔部分102、接地下限制腔部分104、可移动悬浮限制环 108、静电卡盘(ESC) 106、与ESC 106连接的射频(RF)驱动器110和排气部分114。等离子体形成空间112受ESC 106、接地上限制腔部分102、接地下限制腔部分104和可移动悬浮限制环108的限制。在边界120，接地上限制腔部分102被配置为能与接地下限制腔部分104拆分，如箭头所示。拆分后，可以维护或替换可移动悬浮限制环108，进一步地，可以放置晶片到ESC 上进行处理。当等离子体与负偏压表面接触时，比如电极或壁，在等离子体与该表面之间就会出现强的局部电场。该边界层称为“等离子体鞘”，它为低电子密度区域，并充当加速从等离子体到电极或壁表面的离子的介质。当加速离子穿过等离子体鞘时离子获得的能量控制等离子体周围表面的物理和化学过程。在刻蚀工艺中，厚度tll22的等离子体鞘118形成于等离子体116和暴露于等离子体形成空间112(接地上限制腔部分102、接地下限制腔部分104、可移动悬浮限制环108 和ESC 106)周围的固体表面之间。为了解释简单，假定对于小体积晶片处理系统100，ESC 106的电极面积大约与暴露于等离子体形成空间112(接地上限制腔部分102、接地下限制腔部分104和可移动悬浮限制环108)的接地表面的电极面积相同。如果ESC 106和暴露于等离子体形成空间112的接地表面的相对电极面积非常不同，等离子体116和Escioei 间的等离子体鞘将不同于等离子体116和接地表面之间的等离子体鞘。稍后将更细节地讨论确定等离子体鞘的电极面积的作用。在图中，晶片124通过静电力被保持在ESC 106上。当等离子体形成空间112中压强下降时，通过RF驱动器110在ESC106和接地部分(接地上限制腔部分102、接地下限制腔部分104和可移动悬浮限制环108)之间提供电压差。进一步地，通过刻蚀材料源(未示出)将刻蚀材料供应到等离子体形成空间112里。等离子体形成空间112内的压强和由 RF驱动器110造成的电压差被设置为使得供应到等离子体形成空间112内的刻蚀材料创建等离子体116。等离子体116对等离子体形成空间112内的材料进行刻蚀，包括对晶片IM蚀刻。如前面所讨论的，厚度tll22的等离子体鞘118在等离子体116和接地上限制腔部分102的底表面126、可移动悬浮限制环108的内表面、接地下限制腔部分104的顶表面 130以及ESC 106之间延伸。当对电极106施加RF电压时，形成了等离子体且通过等离子体鞘118加速等离子体116内的离子来执行刻蚀过程。在刻蚀过程中，通常需要极高的离子能。通过对ESC 106增加由RF驱动器110提供的施加RF电压，能获得极高的离子能。等离子体116的离子能由晶片IM和等离子体 116之间的电势差确定。晶片直流(DC)偏压与ESC 106和接地上限制腔部分102、可移动悬浮限制环108和接地下限制腔部分104之间的电极面积比有关。直流偏压也直接与等离子体116相对于接地表面(接地上限制腔部分102、可移动悬浮限制环108和接地下限制腔部分104)的电势和等离子体116相对于晶片IM之间的电势之间的偏差有关。电极面积与其相应的晶片直流偏压将会在下面更详细地讨论。功率电极(powered electrode)的复合电极面积与接地表面的复合电极面积相比通常被称为电极面积比。电极面积比是物理表面的面积函数，也是物理表面材料电性能的函数。通过改变ESC 106和接地上限制腔部分102、可移动悬浮限制环108及接地下限制腔部分104之间的阻抗，对系统100的部件使用不同材料可以改变其电性能。就此而论，可移动悬浮限制环108可以被可移动地配置，并被有不同电性能且使其电悬浮或接地的不同限制环所替换。这样的替换可以改变系统100的电性能，因此改变面积比并最终改变ESC 106 和接地上限制腔部分102及接地下限制腔部分104之间的直流偏压。高深宽比(HAR)刻蚀在晶片1 表面往往需要极高的离子能，可能需要来自RF驱动器110的增大了的驱动电压，需要加长时间处理。这些增大了的驱动电压导致在等离子体形成空间112内形成更高的等离子体电势，因此导致更高能量的离子撞击接地表面(接地上限制腔部分102的底表面126、可移动悬浮限制环108的内表面1 和接地下限制腔部分104的顶表面130)以及晶片124的表面。为了最小化系统100部件的加速损耗，可以通过增大ESC 106和接地部分(即接地上限制腔部分102及接地下限制腔部分104)的电极面积比来调整等离子体电势和tl鞘电势。通过增大至少一个物理表面面积或改变接地上限制腔部分102和接地下限制腔部分 104中至少一个的电性质，可以增大电极面积比。惯用大体积腔晶片处理系统将会在下面详细讨论，其与上面讨论的惯用小体积腔晶片处理系统相比具有增大的电极面积比。特别地，与惯用小体积腔晶片处理系统的等离子体形成空间相比，惯用大体积腔晶片处理系统含有大得多的等离子体形成空间，等离子体形成空间受接地表面的限制。因此，与惯用小体积腔晶片处理系统中的接地表面面积相比，惯用大体积腔晶片处理系统有大得多的接地表面面积。同样地，与惯用小体积腔晶片处理系统相比，惯用大体积腔晶片处理系统有增大了的晶片直流偏压。大的接地到功率电极面积比不仅增加晶片表面的离子能，而且降低等离子体电势，并因此减少面对等离子体的接地腔部件的损耗率。参考图2，现在将示例性地描述惯用大体积腔晶片处理系统。图2是在惯用大体积腔刻蚀过程中，惯用大体积腔晶片处理系统的横截面示意图。系统200包括接地上限制腔部分202、接地下限制腔部分204、接地腔壁部分208、ESC132及连接到ESC206的RF驱动器210。等离子体形成空间212受接地上限制腔部分202、 接地下限制腔部分204、ESC 206和接地腔壁部分208的限制。通过静电力晶片220被维持在ESC 206上。与上面讨论的方式相似，在等离子体形成空间212中，RF驱动器210给ESC 206提供RF信号以创建等离子体224。厚度t2226 的等离子体鞘218存在于等离子体2 和接地表面(接地上限制腔部分202、接地下限制腔部分204及接地腔壁部分208)之间。带有更大厚度的不同等离子体鞘(未示出)存在于等离子体2 和晶片220之间，因为现在功率电极(ESC 206)的电极面积不同于接地本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．与驱动器和材料供应源联用的晶片处理系统，所述驱动器可操作地产生驱动信号，所述材料供应源可操作地提供材料，所述晶片处理系统包括：上限制腔部分，其含有上限制腔部分内表面；下限制腔部分，其被配置为与所述上限制腔部分可拆分地接触，所述下限制腔部分含有下限制腔部分内表面；限制环，其被配置为可移动地与所述上限制腔部分内表面和所述下限制腔部分内表面接触，所述限制环含有限制环内表面；和静电卡盘，其含有静电卡盘上表面并被设置为接收所述驱动信号，其中，所述上限制腔部分、所述下限制腔部分、所述限制环和所述静电卡盘被设置为使得所述上限制腔部分底表面、所述下限制腔部分顶表面、所述限制环内表面和所述静电卡盘上表面围绕能够接收所述材料的等离子体形成空间，其中，当所述静电卡盘接收到所述驱动信号时，所述上限制腔部分、所述下限制腔部分、所述限制环和所述静电卡盘可操作地将所述材料转换为等离子体，并且其中，所述限制环含有非矩形的横截面。
【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：阿列克谢·马拉赫塔诺夫，拉金德尔·德辛德萨，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。