[發明專利]等離子體室中的可調式接地平面

無效

• 申請號: 201310485158.8
• 申請日: 2009-01-26
• 公開（公告）號: CN103594340A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 卡希克·賈納基拉曼;托馬斯·諾瓦克;胡安·卡洛斯·羅奇-阿爾維斯;馬克·A·福多爾;戴爾·R·杜波依斯;阿米特·班塞爾;穆罕默德·阿尤布;埃勒·Y·朱科;維斯韋斯瓦倫·西瓦拉瑪克里施南;希姆·M·薩德
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;H01L21/26;H01L21/30;H05H1/34
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

本申請為國際申請號為PCT/US2009/031966、進入中國國家階段的中國申請號為200980109820.1、國際申請日為2009年1月26日并且發明名稱為“等離子體室中的可調式接地平面”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明的實施例大體上涉及用于沉積或移除基板上的材料的設備及方法。更具體地，本發明的實施例涉及在等離子體腔室中用于控制等離子體放電的強度及/或分布的設備及方法。

背景技術

等離子體增強工藝，例如，等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)工藝、高密度等離子體化學氣相沉積(HDPCVD)工藝、等離子體浸沒離子注入工藝及等離子體蝕刻工藝，已成為用于在基板上沉積材料及/或從基板上移除材料以形成結構的常見工藝。

在制造半導體裝置上，等離子體提供許多優點。舉例來說，由于能降低處理溫度、增強對高深寬比間隙的間隙填充以及較高的沉積速度，使得等離子體能用于廣域的應用。

在現有的等離子體處理系統中所存在的挑戰在于控制等離子體以達到均勻的蝕刻及沉積。蝕刻速度及沉積均勻性的其中一個關鍵因素為處理期間的等離子體的空間分布情形。舉例來說，在典型為平行板反應器的現有PECVD腔室中，影響等離子體空間分布的傳統因素為腔室壓力、電極間的距離及化學性質等等。雖然在PECVD腔室中現有等離子體分布控制產生令人滿意的結果，但工藝可更加改善。在等離子體處理中存在的一個挑戰是在基板上形成薄膜時大量材料(例如，導電材料、介電材料或半導電材料)的不均勻性或不均勻沉積。

圖1A(現有技術)為基板1的橫剖面圖，說明在現有等離子體腔室中至少一部分是由不均勻性所導致的問題。基板1包含多個結構5，結構5可以是形成在基板中的溝槽、通孔及類似結構。以現有等離子體工藝在基板上形成導電、介電或半導電材料層10以基本覆蓋基板1并填充結構5。基板1具有尺寸D1，若為矩形基板，尺寸D1可為長度或寬度，若為圓形基板，尺寸D1可為外徑。在此范例中，基板1為圓形基板，且尺寸D1為外徑，D1可等于約300mm或200mm。

如上文所述，層10基本覆蓋基板1，但實際上僅達到尺寸D2，使得基板1的周邊部分上具有少量材料或沒有材料。在一范例中，如果尺寸D1為300mm，則尺寸D2可為約298mm，而在圍繞基板1的周邊處產生約1mm且上方具有少量材料或沒有材料的部分，且由于基板1的周邊實際上無法使用因而降低基板1上的裝置產量。這類缺陷有時候稱為邊緣效應或等離子體邊緣效應。

圖1B(現有技術)為圖1A的基板1的放大剖面圖，顯示基板1周邊上的表面區域20以說明在現有等離子體腔室中至少一部分是由不均勻性所導致的另一項問題。由于上述的裝置產量降低，邊緣區域25顯示為無覆蓋。此外，現有的等離子體工藝可沿基板周邊產生區域15，區域15可能是發生過度沉積及材料堆積的區域。在后續工藝中，基板1可能經歷化學機械研磨(CMP)工序或其它平坦化或研磨工序，以移除層10的一部分。在后續工序中，由于區域15必須與層10一起移除，因此區域15可能形成問題。由于區域15在層10的表面區域20之上的高度D3介于數百埃至數千埃之間，使得在后續工藝中可能對產量造成負面影響。此外，移除區域15可能導致過度研磨表面區域20，而可能導致形成在基板1上的裝置或結構受損。

因此，需要有一種在等離子體腔室中增強對等離子體空間分布控制的設備及方法，以解決上述問題。

發明內容

此處所述的實施例大體上提供在等離子體腔室中使用輔助接地平面(secondary?ground?plane)來控制等離子體空間分布的方法及設備。

一實施例提供一種用于處理基板的設備，所述設備包含：基板支撐件，耦合至所述基板支撐件的一或更多個電極，具有與所述基板支撐件相對的面板的噴頭組件，以及一或更多個接地元件，所述接地元件與所述基板支撐件徑向分離，其中所述基板支撐件及所述面板共同界定出處理空間，且所述一或更多個電極適于在所述處理空間內產生具有軸向及徑向分量的可調電場。

另一實施例提供一種在處理腔室中用于支撐基板的設備，所述設備包含：支撐表面，配置在所述支撐表面內部的熱控制元件，配置在所述支撐表面內部的電極，以及調整器(tuner)耦合至所述電極，其中所述電極具有界定第一平面的第一部分以及界定角度表面(angled?surface)的第二部分，且所述角度表面與所述第一平面相交。