[發明專利]在等離子體處理系統內操控等離子體約束的裝置及方法

有效

• 申請號: 201080038535.8
• 申請日: 2010-08-26
• 公開（公告）號: CN102763197A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 埃勒·Y·朱科;紐戈·希恩;金允尚;安德魯·拜勒
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠

1.在等離子體處理系統的處理室內等離子體處理期間控制斜角蝕刻速率的裝置，其包括：

功率源；

氣體分布系統；

下電極，其中所述下電極配置為至少在所述等離子體處理期間支撐基板；

頂部環形電極，其位于所述基板上方；

底部環形電極，其位于所述基板下方；

第一匹配裝置，其中所述第一匹配裝置耦合到所述頂部環形電極，所述第一匹配裝置配置為至少控制流經所述頂部環形電極的電流以控制用于蝕刻至少部分所述基板頂部邊緣的等離子體的量；

第二匹配裝置，其中所述第二匹配裝置配置為控制流經所述底部環形電極的所述電流以控制用于至少蝕刻至少部分所述基板底部邊緣的等離子體的量。

2.根據權利要求1所述的裝置，其進一步包括：

上電極，其直接位于所述基板上方；以及

第三匹配裝置，其中所述第三匹配裝置耦合到所述上電極，其中所述第三匹配裝置配置為控制流經所述上電極的所述電流以將所述上電極從接地狀態變為浮動狀態，從而最小化所述上電極和所述下電極之間的等離子體的形成。

3.根據權利要求2所述的裝置，其中所述第三匹配裝置至少包括開關、電感器和電容器，

其中所述開關設置到閉合位置，

其中將所述電感器和所述電容器調諧為隨著所述處理室的操作頻率并聯諧振以將所述上電極設置在所述浮動狀態。

4.根據權利要求3所述的裝置，其中所述上電極包括延伸部，所述延伸部是所述上電極的可移動部件，其中所述上電極的所述延伸部在所述等離子體處理期間下降以最小化所述上電極的所述延伸部和所述基板之間的距離，其中所述上電極的所述延伸部與所述基板不接觸并且所述距離不能保持等離子體。

5.根據權利要求1所述的裝置，其中所述第一匹配裝置至少包括開關、電感器和電容器，

其中所述開關設置到斷開位置，

其中所述電感器和所述電容器隨著所述處理室的操作頻率串聯諧振以控制在所述基板頂部邊緣的蝕刻。

6.根據權利要求1所述的裝置，其中所述第二匹配裝置至少包括開關、電感器和電容器，

其中所述開關設置到斷開位置，

其中所述電感器和所述電容器隨著所述處理室的操作頻率串聯諧振以控制在所述基板底部邊緣的蝕刻。

7.根據權利要求1所述的裝置，其中所述等離子體處理系統是電容性耦合處理系統。

8.根據權利要求1所述的裝置，其中所述等離子體處理系統是電感性耦合處理系統。

9.根據權利要求1所述的裝置，其中所述功率源是射頻功率源。

10.在等離子體處理系統的處理室內等離子體處理期間控制蝕刻速率的方法，其包括：

將基板固定在所述處理室的下電極上；

提供功率源；

將氣體混合物輸入所述處理室；

調節第一匹配裝置，所述第一匹配裝置耦合到上電極，其中所述第一匹配裝置配置為控制流經所述上電極的電流以將所述上電極從接地狀態變為浮動狀態，從而最小化所述上電極和所述下電極之間的等離子體的形成；以及

調節第二匹配裝置，其中所述第二匹配裝置配置為至少控制流經頂部環形電極的所述電路以操控形成在所述基板頂部邊緣上的第一等離子體，其中所述第一等離子體配置為至少蝕刻所述基板的部分所述頂部邊緣。

11.根據權利要求10所述的方法，其進一步包括在所述等離子體處理期間降低所述上電極的延伸部，所述延伸部是所述上電極的可移動部件，其中降低所述上電極的所述延伸部以最小化所述上電極的所述延伸部和所述基板之間的距離，其中所述上電極的所述延伸部與所述基板不接觸并且所述距離不能保持等離子體。

12.根據權利要求10所述的方法，其中所述調節所述第一匹配裝置包括設置開關到閉合狀態并且調諧電感器和電容器為隨著所述處理室操作頻率并聯諧振以將所述上電極設置到所述浮動狀態。

13.根據權利要求10所述的方法，其中所述調節所述第二匹配裝置包括設置開關到斷開狀態并且將電感器和電容器設置成隨著所述處理室操作頻率串聯諧振以控制所述基板的所述頂部邊緣上的蝕刻。