[發明專利]一種可減少基片背面聚合物的結構

有效

• 申請號: 200910056087.3
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN101989544A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 倪圖強;孟雙;徐朝陽
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;C30B33/12
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 朱九皋

技術領域

本發明涉及等離子體處理裝置領域，尤其涉及一種可減少基片背面聚合物并且保證對基片處理的均一性的結構。

背景技術

在基片的等離子體蝕刻過程中，如圖1所示，在等離子體蝕刻室內設置有基座1’，位于該基座1’表面上的支撐件3’，該支撐件通常為靜電卡盤3’(ESC)，以及埋設在該靜電卡盤3’中的直流電極4’。在該靜電卡盤3’上安裝待蝕刻的基片2’。該等離子體室內還包含圍繞設置在基座1’的外周側的絕緣環11’，該絕緣環11’可由石英制成；位于絕緣環11’之上、且靠近并圍繞基片2’設置的聚焦環12’，該聚焦環12’同時設置在基片2’的背面周緣部分之下，即該聚焦環12’的上表面與基片2’的背面之間設有間隙；以及圍繞聚焦環12’設置的覆蓋環14’，其用于覆蓋在所述的絕緣環11’之上。

進行蝕刻時，在等離子體處理室內對蝕刻反應氣體(由一種或多種氣體組成)施加能量以將氣體激勵形成等離子體，并且在該等離子體處理室中存在可用于產生和維持中等密度或高密度的等離子體的射頻(RF)能量、微波能量和/或磁場；由于等離子體的加熱使基片邊緣的聚焦環12’具有很高的溫度，而且該溫度高于可使該聚焦環12’上的碳氟化合物或碳氫化合物熱裂解的溫度，由于基片2’是由溫控裝置(如靜電夾盤與基片間流動的氦氣)控溫的，從而它具有比聚焦環12’低的溫度，所以熱解后的碳氟化合物或碳氫化合物會在相對低溫的基片2’的背部邊緣20’沉積并重新形成基片聚合物(而這也是導致基片背面形成聚合物的主要原因)，導致后續工藝步驟中需對這些堆積的聚合物進行進一步處理。這會大大地降低生產效率。

發明內容

本發明的目的是提供一種可減少基片背面聚合物的結構，同時，該結構可增強對基片蝕刻的均一性。

為了達到上述目的，本發明提供一種可減少基片背面聚合物的結構，其圍繞設置于一等離子體處理室中的基片基座的外周側，所述基片的邊緣突出于所述的基座的上表面的邊緣；所述的減少基片背面聚合物的結構包含：一聚焦環，其圍繞設置于所述基座的外周側；該聚焦環具有一延伸部，其至少部分地延伸至基片背面的邊緣之下；以及一導體環，其設置于基片的背面之下，并且介于所述基座的外周側及所述聚焦環的延伸部之間。

其中，所述的導體環可由硅、碳化硅或者石墨等材料制成。

所述的聚焦環(包括第一聚焦環以及第二聚焦環)可由半導體或導體材料制成，包括硅(例如單晶硅或多晶硅)、硅碳化物(例如通過由化學氣相沉積得到的硅碳化物)、鋁氧化物、鋁氮化物、硅氮化物、或者石英等。由于在基片的等離子體蝕刻過程中，該聚焦環將會直接暴露在等離子體中，因此，可優選高純度材料來制成該聚焦環，例如硅(例如單晶硅或多晶硅)、或者硅碳化物(例如通過由化學氣相沉積得到的硅碳化物)等。

本發明的另一種技術方案中，所述的聚焦環可以沿其延伸部的上表面分隔形成第一聚焦環和第二聚焦環；其中，所述的第一聚焦環圍繞設置于所述基座的外周側；所述的第二聚焦環包含延伸部，其至少部分地延伸至基片背面的邊緣之下。

本發明中，所述的導體環的上表面和所述聚焦環延伸部的上表面是位于同一平面的。

本發明中，所述的等離子體處理室中還包含有圍繞設置于所述基座的外周側的絕緣環；所述的聚焦環和導體環設置于該絕緣環之上，且覆蓋整個絕緣環的頂部表面。

其中，所述的絕緣環可由陶瓷材料(如硅氧化物，也就是石英，或鋁氧化物)，或者聚合物材料(如聚酰亞胺)等制成。優選的，使用石英材料來制成該絕緣環。

進一步，本發明所述的可減少基片背面聚合物的結構，還包含一圍繞聚焦環的外周側設置的覆蓋環，其覆蓋在所述的絕緣環的外徑處上表面之上。或者，該覆蓋環可以是在聚焦環上形成的徑向向外延伸的部分，即覆蓋環與聚焦環是一體形成的。

進一步，本發明所述的可減少基片背面聚合物的結構，還包含若干貫穿設置在絕緣環中的冷卻通道，其傳遞冷卻物體至聚焦環和/或導體環。

根據上述提供的可減少基片背面聚合物的結構，本發明還提供一種包含該結構的等離子體處理室，該等離子體處理室具有：基片，用于放置該基片的基座，以及圍繞設置于該基座的外周側的可減少基片背面聚合物的結構；其中，

所述的基片的邊緣突出于所述的基座的上表面的邊緣；

所述的減少基片背面聚合物的結構包含：一聚焦環，其圍繞設置于所述基座的外周側；該聚焦環具有一延伸部，其至少部分地延伸至基片背面的邊緣之下；以及一導體環，其設置于基片的背面之下，并且介于所述基座的外周側及所述聚焦環的延伸部之間。