[發明專利]調整等離子體處理系統的方位非均勻性的對稱返回襯墊

有效

• 申請號: 201310380150.5
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103632916A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 陶玄浩;洪俊杰;保羅·賴卡特
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H01L21/67
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠

優先權

本申請要求根據美國法典第35編第119條（e）由Doh等人于2012年8月27日提交的、申請號為61/693,423、名稱為“Symmetric?Return?Liner?For?Modulating?Azimuthal?Non-Uniformity?in?A?Plasma?Processing?System（調整等離子體處理系統中的方位非均勻性的對稱返回襯墊）”的共同擁有的美國臨時專利申請的優先權，該申請的全部內容通過參考并入本文。

技術領域

本發明涉及等離子體處理系統，更具體地涉及用于調整等離子體處理系統中的方位非均勻性的對稱返回襯墊。

背景技術

等離子體早已被用于處理襯底以形成電子器件。例如，等離子體增強蝕刻在集成電路的制造中早已被用于將半導體晶片加工成管芯，或者將平板加工成用于諸如便攜式移動設備、平板電視、計算機顯示器之類的設備的平板顯示器。

為了便于討論，圖1示出了典型的電容耦合等離子體處理系統，該系統具有上電極102、下電極104，晶片106可被置于下電極104上以進行處理。下電極104通常被設置在等離子體室的內部，該等離子體室的室壁108已示出。上電極102和下電極104之間的在晶片106上方的區域被稱為等離子體生成區域，該等離子體生成區域在圖1的實例中由參考數字110表示。通常有多個約束環112，約束環112是大體上同中心的環，其被設置圍繞下電極104且在下電極104上方以限定并約束用于處理晶片106的等離子體。這些部件是常規的且在此不會被進一步詳述。

為了處理晶片106，工藝氣體被引入等離子體生成區域110，且RF能量被供應給上電極102和下電極104中的一或多者，以便促進等離子體生成區域110中的等離子體的點燃和維持以用于處理晶片106。在圖1的實例中，供電下電極和接地上電極被用作生成等離子體的一個示例設置，但該設置不是必要條件，例如，兩個電極均可被提供多個RF信號。RF能量從RF供應源120經由RF導體122被提供給下電極104，RF導體122通常是導電桿。RF輸送路徑順著剖視圖圖1中的箭頭134A和134B的方向以使RF能量與等離子體生成區域110中的等離子體耦合。RF電流順著圖1的實例中的箭頭140和142的方向返回接地。再次地，這些機構在等離子體處理領域中是已知的且是常規的，且對本領域技術人員而言是公知的。

在理想的情況中，RF輸送電流（由箭頭134A和134B描繪）和接地RF返回電流（由箭頭140和142描繪）在環繞室的方位方向（azimuthal?direction）上是對稱的。換句話說，給定晶片表面上的基準定向，理想的情況會看到與晶片表面上的參考半徑成任何角θ的RF輸送和RF返回電流是對稱的。但是，因室結構和其它處理現實而導致的實際局限性可將非對稱性引至室中，這會影響晶片106上的處理結果的方位均勻性。

在一些等離子體處理室中，可提供室襯且可將室襯用于為返回RF電流提供電流路徑。在現有技術中，采用接地帶（ground?strap）將返回RF電流從室襯引導至接地環。但是，現有技術往往只提供相對較少的接地帶和/或往往并不利用接地帶的位置來補償返回RF電流的方位非均勻性。

在一些等離子體處理室中，現有結構可阻礙室中的氣流且在氣體從該室排出時將方位不規則性引至該氣流。進一步地，這些現有結構可對返回RF電流引入方位非均勻性。在這些情況下，方法和結構需要被發展以彌補這些阻礙結構的影響。

同樣地，在一些等離子體處理室中，室壁或室襯中的現有切出端口（cut-out?port）可將方位不規則性引至該氣流和/或對返回RF電流引入方位非均勻性。在這些情況下，方法和結構需要被發展以彌補這些現有切出端口的影響。

此外，例如當室部件圍繞室的中心不對稱時（從室的頂部觀察），室部件的非對稱性影響RF磁通線、壓強、等離子體密度、RF輸送電流、或RF接地返回電流，使得該工藝的方位非均勻性可導致經處理的晶片上的非均勻的處理結果。

圖2A描繪了影響室內的部件的對稱性和/或影響相對于室中心的晶片對稱性的各種因素，這轉而可影響晶片表面上的處理結果的方位均勻性。圖2A示出了室200的俯視圖。其中有示出室壁202，在室壁202內設置有下電極204。晶片206示出為相對于下電極204被放置得略微偏離中心。如此，處理中心偏離襯底的中心，從而在襯底206上引致處理結果的方位非均勻性。