[發明專利]用于原位晶片邊緣和背側等離子體清潔的系統和方法

有效

• 申請號: 201710589859.4
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN107516626B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 金基占;杰克·陳;金允上;肯尼斯·喬治·德爾費恩
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H01L21/02;H01L21/67
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 樊英如;張靜

本發明涉及用于原位晶片邊緣和背側等離子體清潔的系統和方法。具體而言，下電極板接收射頻功率。第一上板定位成平行于所述下電極板并與其間隔開。接地的第二上板定位成鄰近所述第一上板。電介質支承體在所述下電極板與所述第一上板之間的區域中提供對工件的支撐。在所述第一上板的中央位置處供應凈化氣體。處理氣體被供應到所述第一上板的外周。所述電介質支承體將所述工件定位成鄰近并平行于所述第一上板，使得所述凈化氣體流過所述工件的頂面，以便防止處理氣體流過所述工件的頂面，并且使所述處理氣體繞著所述工件的外周邊緣并且在所述工件下方流動。

本申請是2014年07月18日提交的中國申請號為201410345448.7、發明名稱為“用于原位晶片邊緣和背側等離子體清潔的系統和方法”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明總體上涉及半導體制造領域，更具體地涉及用于原位晶片邊緣和背側等離子體清潔的系統和方法。

背景技術

在半導體芯片的制造過程中，襯底經過一系列材料沉積和去除處理以在最終形成功能性集成電路設備的襯底上形成多種導電材料和電介質材料的圖案。在多種材料去除處理過程中，即，在蝕刻過程期間，在襯底的等離子體密度通常很低的邊緣區會形成蝕刻副產物的材料。蝕刻副產物的材料可以是半導體芯片制造中使用的任何材料類型，并且通常包括由碳、氧、氮、氟等等構成的聚合物。由于蝕刻副產物材料形成在襯底的外緣附近，蝕刻副產物材料會變得不穩定并且從襯底脫離/分離，從而成為襯底的制造半導體芯片的其他部分的潛在材料污染的來源。此外，在多種制造工藝期間，副產物材料會粘附到襯底背側表面的任何暴露部分上，從而成為襯底的關鍵部分的潛在材料污染的另一個來源。因此，在襯底上制造半導體器件期間，必須從襯底的外緣和襯底的背側去除有問題的副產物材料。正是在這種背景下提出本發明。

發明內容

在一個實施方式中，公開了一種半導體處理系統。所述系統包括下電極板和射頻電源，所述射頻電源被連接上以供應射頻功率到所述下電極板。所述系統還包括定位成平行于所述下電極板并與其間隔開的電介質上板。所述系統還包括上電極板，所述上電極板定位成鄰近所述電介質上板，使得所述電介質上板位于所述下電極板與所述上電極板之間。上電極板電性連接至參考地電位。所述系統還包括電介質支承體，所述電介質支承體被限定為以電絕緣的方式將工件支撐在所述下電極板與所述電介質上板之間的區域內。所述系統還包括凈化氣體供應通道，所述凈化氣體供應通道形成為供應凈化氣體到所述下電極板與所述電介質上板之間在所述電介質上板的中央位置處的區域。所述系統還包括處理氣體供應通道，所述處理氣體供應通道形成為供應處理氣體到所述下電極板與所述電介質上板之間在所述電介質上板的外周的區域。所述電介質支承體被限定成當所述工件存在于所述電介質支承體上時將所述工件定位成處于鄰近并且基本上平行于所述電介質上板的位置，使得所述凈化氣體在所述電介質上板與所述工件的頂面之間從所述凈化氣體供應通道流過所述工件的頂面，以便防止所述處理氣體流過所述工件的頂面，并且使所述處理氣體繞著所述工件的外緣以及在所述工件下方流入所述下電極板與所述工件的底面之間的區域中。

在一個實施方式中，公開了一種用于對工件的外周區域和底面進行等離子體清潔的方法。所述方法包括將工件的底面定位在電介質支承體上，該電介質支承體被限定成以電絕緣的方式將工件支撐在下電極板的上表面與電介質上板的下表面之間的區域中。上電極板定位成鄰近電介質上板的上表面。下電極板被連接上以接收射頻功率。上電極板電性連接至參考地電位。所述方法還包括定位電介質支承體使得工件的頂面與電介質上板的下表面間隔窄間隙，并且使得在工件的底面與下電極板的上表面之間存在開口區域。所述方法還包括使凈化氣體流到工件的頂面與電介質上板的下表面之間的窄間隙內的中央位置處，使得凈化氣體沿遠離中央位置的方向朝著工件的外周流過窄間隙。所述方法還包括使處理氣體流到工件的位于窄間隙外面的外周區域。所述處理氣體流入所述工件的底面與所述下電極板的上表面之間的所述區域中。所述方法還包括供應射頻功率到下電極板，以便繞著工件的外周區域以及在工件的底面與下電極板的上表面之間的區域中使處理氣體轉化成等離子體。