[實(shí)用新型]處理套件和等離子體腔室

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720205937.1
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN206877967U
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: O·茹貝爾;J·A·肯尼;S·斯利尼瓦薩恩;J·羅杰斯;R·丁德薩;V·S·阿楚沙拉曼;O·魯赫爾
• 申請（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司31100
• 代理人: 侯穎媖

技術(shù)領(lǐng)域

本公開的實(shí)施方式一般涉及半導(dǎo)體處理，并且更具體地涉及一種用于半導(dǎo)體處理腔室中的處理套件。

背景技術(shù)

在等離子體處理腔室中執(zhí)行各種半導(dǎo)體制造工藝，諸如等離子體輔助的蝕刻或化學(xué)氣相沉積。基板支撐件在半導(dǎo)體處理腔室內(nèi)的處理位置處支撐基板。在所述半導(dǎo)體處理腔室內(nèi)維持包括一或多種處理氣體的等離子體區(qū)域，以對設(shè)置在所述基板支撐件上的基板執(zhí)行半導(dǎo)體制造工藝。

等離子體鞘是由空間電荷形成的強(qiáng)電場的薄區(qū)域，所述等離子體鞘將等離子體與材料邊界分隔。在等離子體蝕刻期間，等離子體鞘形成于等離子體和正被蝕刻的基板、半導(dǎo)體處理腔室的壁以及半導(dǎo)體處理腔室的與所述等離子體區(qū)域接觸的所有其他部分(包括所述處理套件)之間。

等離子體鞘的厚度(d)由如下所示等式1表示：

d＝(2/3)(ε/i)^1/2(2e/m)^1/4(V_P-V_DC)^3/4

(等式1)

在等式1中，“i”為離子電流密度，“ε”為真空介電常數(shù)，“e”為元電荷，“m”為離子質(zhì)量，以及“V_P”為等離子體電位。如圖所示，等離子體鞘的厚度可通過調(diào)整等離子體參數(shù)(即源功率和偏壓功率)來增加或減小，所述源功率和偏壓功率分別影響離子電流“i”和“V_DC”。在等離子體區(qū)域中產(chǎn)生的離子沿垂直于所述等離子體鞘的軌道在等離子體鞘中加速。因?yàn)榈入x子體鞘一般平行于基板的平面，所以穿過所述等離子體鞘的離子一般沿垂直方向沖擊所述基板。相反地，等離子體鞘形狀的擾動(例如由位于基板邊緣的處理套件的存在引起)局部地改變離子通量，使得穿過等離子體鞘的離子沿非垂直方向沖擊基板，從而產(chǎn)生蝕刻不均勻性。

因此，本領(lǐng)域中需要改進(jìn)的處理套件。

實(shí)用新型內(nèi)容

公開了一種適合在半導(dǎo)體處理腔室中使用的處理套件。在一個實(shí)施例中，處理套件包括邊緣環(huán)。所述邊緣環(huán)包括內(nèi)環(huán)和外環(huán)。所述內(nèi)環(huán)包括具有與第二表面相對的第一表面的非金屬導(dǎo)電體。所述非金屬導(dǎo)電體具有小于約50Ohm-cm的電阻率。所述內(nèi)環(huán)進(jìn)一步包括沿所述內(nèi)環(huán)的內(nèi)徑設(shè)置的凹口。所述凹口具有上升小于約1200μm的垂直分量和在約1300μm與約2500μm之間延伸的水平分量。所述外環(huán)耦接到所述內(nèi)環(huán)并且環(huán)繞所述內(nèi)環(huán)的周邊。所述外環(huán)包括具有與第四表面相對的第三表面的石英主體。

在另一實(shí)施例中，公開了用于對基板執(zhí)行半導(dǎo)體處理的等離子體腔室。所述等離子體腔室包括基板支撐組件和處理套件。所述處理套件適合于鄰近基板支撐組件使用并且耦接到所述基板支撐組件的凸緣。所述處理套件包括邊緣環(huán)和導(dǎo)電構(gòu)件。所述邊緣環(huán)包括沿所述邊緣環(huán)的內(nèi)徑設(shè)置的凹口。所述凹口具有上升小于約1200μm的垂直分量和在約1300μm和約2500μm之間延伸的水平分量。另外，所述導(dǎo)電構(gòu)件耦接到所述邊緣環(huán)。

在又一實(shí)施例中，適合在處理腔室中使用的處理套件包括邊緣環(huán)、至少一個熱接觸墊和導(dǎo)電構(gòu)件。所述邊緣環(huán)環(huán)繞基板支撐組件的周邊，所述基板支撐組件被設(shè)置在處理腔室中。所述邊緣環(huán)包括內(nèi)環(huán)和外環(huán)。所述內(nèi)環(huán)設(shè)置為鄰近于所述基板支撐組件并且包含非金屬導(dǎo)電材料。所述內(nèi)環(huán)進(jìn)一步包括沿所述內(nèi)環(huán)的內(nèi)徑設(shè)置的凹口，其中所述凹口具有上升小于約1200μm的垂直分量和在約1300μm和約2500μm之間延伸的水平分量。所述外環(huán)耦接到所述內(nèi)環(huán)并且環(huán)繞所述內(nèi)環(huán)的周邊。所述外環(huán)包含石英材料。所述至少一個熱接觸墊耦接到所述內(nèi)環(huán)并且設(shè)置在形成于所述內(nèi)環(huán)中的槽內(nèi)。另外，所述導(dǎo)電構(gòu)件耦接到所述外環(huán)。

附圖說明

因此，為了能夠詳細(xì)理解本公開的上述特征結(jié)構(gòu)所用方式，可以參考各個實(shí)施方式更具體的描述上文所簡要概述的本公開，所述實(shí)施方式中的一些示出于附圖中。然而，應(yīng)當(dāng)注意，附圖僅示出本公開的示例性實(shí)施方式，并且因此不應(yīng)視為限制本公開的范圍，且本公開可允許其他等效實(shí)施方式。

圖1示出了根據(jù)本文所述實(shí)施方式的等離子體處理腔室的示意性剖面圖。

圖2A和圖2B分別示出了圖1的處理套件的示意性剖面圖和示意性放大剖面圖。

圖3示出了圖1的處理套件的示意性俯視圖。

圖4A和圖4B示出了相對于偏壓功率使用高源功率執(zhí)行的氮化物蝕刻速率和相對于偏壓功率使用低源功率執(zhí)行的氮化物蝕刻速率的示意圖表。

為了便于理解，在盡可能的情況下，使用相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)示圖中共有的相同元素。可以預(yù)期一個實(shí)施方式的元素和特征可以有益地并入其他實(shí)施方式中而無須贅述。

具體實(shí)施方式