專(zhuān)利名稱(chēng)：具有大表面面積的接地限制環(huán)的制作方法
具有大表面面積的接地限制環(huán)根據(jù)35U. S. C. sctn. 119 (e)，本申請(qǐng)主張享有申請(qǐng)?zhí)枮?1/166，980，申請(qǐng)日為 2009年4月6日的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的利益，在此合并該申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容作為參考。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體制造工業(yè)更加強(qiáng)調(diào)節(jié)約成本以補(bǔ)償不斷減少的利潤(rùn)率。高深寬比接觸刻蝕器的發(fā)展要求在襯底表面有極高的離子能。在等離子體刻蝕工藝中使用極高離子能的要求進(jìn)一步將最大化生產(chǎn)量同時(shí)又要最小化等離子體反應(yīng)器部件的維持費(fèi)用的問(wèn)題復(fù)雜化。特別地，當(dāng)用高能離子在反應(yīng)腔內(nèi)撞擊晶片表面時(shí)，暴露于等離子體的反應(yīng)器內(nèi)部也會(huì)被高能離子撞擊，因此增加了反應(yīng)器部件的損耗率。圖1是慣用小體積腔刻蝕過(guò)程中慣用小體積腔晶片處理系統(tǒng)的橫截面示意圖。矩形橫截面系統(tǒng)100包括接地上限制腔部分102、接地下限制腔部分104、可移動(dòng)懸浮限制環(huán) 108、靜電卡盤(pán)(ESC) 106、與ESC 106連接的射頻(RF)驅(qū)動(dòng)器110和排氣部分114。等離子體形成空間112受ESC 106、接地上限制腔部分102、接地下限制腔部分104和可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108的限制。在邊界120，接地上限制腔部分102被配置為能與接地下限制腔部分104拆分，如箭頭所示。拆分后，可以維護(hù)或替換可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108，進(jìn)一步地，可以放置晶片到ESC 上進(jìn)行處理。當(dāng)?shù)入x子體與負(fù)偏壓表面接觸時(shí)，比如電極或壁，在等離子體與該表面之間就會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)的局部電場(chǎng)。該邊界層稱(chēng)為“等離子體鞘”，它為低電子密度區(qū)域，并充當(dāng)加速?gòu)牡入x子體到電極或壁表面的離子的介質(zhì)。當(dāng)加速離子穿過(guò)等離子體鞘時(shí)離子獲得的能量控制等離子體周?chē)砻娴奈锢砗突瘜W(xué)過(guò)程。在刻蝕工藝中，厚度tll22的等離子體鞘118形成于等離子體116和暴露于等離子體形成空間112(接地上限制腔部分102、接地下限制腔部分104、可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108 和ESC 106)周?chē)墓腆w表面之間。為了解釋簡(jiǎn)單，假定對(duì)于小體積晶片處理系統(tǒng)100，ESC 106的電極面積大約與暴露于等離子體形成空間112(接地上限制腔部分102、接地下限制腔部分104和可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108)的接地表面的電極面積相同。如果ESC 106和暴露于等離子體形成空間112的接地表面的相對(duì)電極面積非常不同，等離子體116和Escioei 間的等離子體鞘將不同于等離子體116和接地表面之間的等離子體鞘。稍后將更細(xì)節(jié)地討論確定等離子體鞘的電極面積的作用。在圖中，晶片124通過(guò)靜電力被保持在ESC 106上。當(dāng)?shù)入x子體形成空間112中壓強(qiáng)下降時(shí)，通過(guò)RF驅(qū)動(dòng)器110在ESC106和接地部分(接地上限制腔部分102、接地下限制腔部分104和可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108)之間提供電壓差。進(jìn)一步地，通過(guò)刻蝕材料源(未示出)將刻蝕材料供應(yīng)到等離子體形成空間112里。等離子體形成空間112內(nèi)的壓強(qiáng)和由 RF驅(qū)動(dòng)器110造成的電壓差被設(shè)置為使得供應(yīng)到等離子體形成空間112內(nèi)的刻蝕材料創(chuàng)建等離子體116。等離子體116對(duì)等離子體形成空間112內(nèi)的材料進(jìn)行刻蝕，包括對(duì)晶片IM蝕刻。如前面所討論的，厚度tll22的等離子體鞘118在等離子體116和接地上限制腔部分102的底表面126、可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108的內(nèi)表面、接地下限制腔部分104的頂表面 130以及ESC 106之間延伸。當(dāng)對(duì)電極106施加RF電壓時(shí)，形成了等離子體且通過(guò)等離子體鞘118加速等離子體116內(nèi)的離子來(lái)執(zhí)行刻蝕過(guò)程。在刻蝕過(guò)程中，通常需要極高的離子能。通過(guò)對(duì)ESC 106增加由RF驅(qū)動(dòng)器110提供的施加RF電壓，能獲得極高的離子能。等離子體116的離子能由晶片IM和等離子體 116之間的電勢(shì)差確定。晶片直流(DC)偏壓與ESC 106和接地上限制腔部分102、可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108和接地下限制腔部分104之間的電極面積比有關(guān)。直流偏壓也直接與等離子體116相對(duì)于接地表面(接地上限制腔部分102、可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108和接地下限制腔部分104)的電勢(shì)和等離子體116相對(duì)于晶片IM之間的電勢(shì)之間的偏差有關(guān)。電極面積與其相應(yīng)的晶片直流偏壓將會(huì)在下面更詳細(xì)地討論。功率電極(powered electrode)的復(fù)合電極面積與接地表面的復(fù)合電極面積相比通常被稱(chēng)為電極面積比。電極面積比是物理表面的面積函數(shù)，也是物理表面材料電性能的函數(shù)。通過(guò)改變ESC 106和接地上限制腔部分102、可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108及接地下限制腔部分104之間的阻抗，對(duì)系統(tǒng)100的部件使用不同材料可以改變其電性能。就此而論，可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108可以被可移動(dòng)地配置，并被有不同電性能且使其電懸浮或接地的不同限制環(huán)所替換。這樣的替換可以改變系統(tǒng)100的電性能，因此改變面積比并最終改變ESC 106 和接地上限制腔部分102及接地下限制腔部分104之間的直流偏壓。高深寬比(HAR)刻蝕在晶片1 表面往往需要極高的離子能，可能需要來(lái)自RF驅(qū)動(dòng)器110的增大了的驅(qū)動(dòng)電壓，需要加長(zhǎng)時(shí)間處理。這些增大了的驅(qū)動(dòng)電壓導(dǎo)致在等離子體形成空間112內(nèi)形成更高的等離子體電勢(shì)，因此導(dǎo)致更高能量的離子撞擊接地表面(接地上限制腔部分102的底表面126、可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108的內(nèi)表面1 和接地下限制腔部分104的頂表面130)以及晶片124的表面。為了最小化系統(tǒng)100部件的加速損耗，可以通過(guò)增大ESC 106和接地部分(即接地上限制腔部分102及接地下限制腔部分104)的電極面積比來(lái)調(diào)整等離子體電勢(shì)和tl鞘電勢(shì)。通過(guò)增大至少一個(gè)物理表面面積或改變接地上限制腔部分102和接地下限制腔部分 104中至少一個(gè)的電性質(zhì)，可以增大電極面積比。慣用大體積腔晶片處理系統(tǒng)將會(huì)在下面詳細(xì)討論，其與上面討論的慣用小體積腔晶片處理系統(tǒng)相比具有增大的電極面積比。特別地，與慣用小體積腔晶片處理系統(tǒng)的等離子體形成空間相比，慣用大體積腔晶片處理系統(tǒng)含有大得多的等離子體形成空間，等離子體形成空間受接地表面的限制。因此，與慣用小體積腔晶片處理系統(tǒng)中的接地表面面積相比，慣用大體積腔晶片處理系統(tǒng)有大得多的接地表面面積。同樣地，與慣用小體積腔晶片處理系統(tǒng)相比，慣用大體積腔晶片處理系統(tǒng)有增大了的晶片直流偏壓。大的接地到功率電極面積比不僅增加晶片表面的離子能，而且降低等離子體電勢(shì)，并因此減少面對(duì)等離子體的接地腔部件的損耗率。參考圖2，現(xiàn)在將示例性地描述慣用大體積腔晶片處理系統(tǒng)。圖2是在慣用大體積腔刻蝕過(guò)程中，慣用大體積腔晶片處理系統(tǒng)的橫截面示意圖。系統(tǒng)200包括接地上限制腔部分202、接地下限制腔部分204、接地腔壁部分208、ESC132及連接到ESC206的RF驅(qū)動(dòng)器210。等離子體形成空間212受接地上限制腔部分202、 接地下限制腔部分204、ESC 206和接地腔壁部分208的限制。通過(guò)靜電力晶片220被維持在ESC 206上。與上面討論的方式相似，在等離子體形成空間212中，RF驅(qū)動(dòng)器210給ESC 206提供RF信號(hào)以創(chuàng)建等離子體224。厚度t2226 的等離子體鞘218存在于等離子體2 和接地表面(接地上限制腔部分202、接地下限制腔部分204及接地腔壁部分208)之間。帶有更大厚度的不同等離子體鞘(未示出)存在于等離子體2 和晶片220之間，因?yàn)楝F(xiàn)在功率電極(ESC 206)的電極面積不同于接地電極的面積。該等離子體鞘中的不同允許提供高能量離子(對(duì)應(yīng)于較厚的等離子體鞘和較大的鞘電勢(shì))到晶片220的表面，而提供低能量離子(對(duì)應(yīng)于較薄的等離子體鞘和較小的鞘電勢(shì))到接地腔部分。等離子體形成空間212包括第一等離子體形成空間部分216，其相應(yīng)于如上面參考圖1中系統(tǒng)100所討論的等離子體形成空間112，除此之外還包括等離子體形成空間 214。系統(tǒng)200具有比等離子體形成空間112更大的等離子體形成空間212，與系統(tǒng)100的接地表面面積相比，系統(tǒng)200含有更大的接地表面面積。特別地，系統(tǒng)200的接地上限制腔部分202比系統(tǒng)100的接地上限制腔部分102含有更大的表面面積；系統(tǒng)200的接地下限制腔部分204比系統(tǒng)100的接地下限制腔部分104含有更大的表面面積；并且系統(tǒng)200的接地腔壁部分208比系統(tǒng)100的可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108含有更大表面面積。以上描述的增大的表面面積在ESC 206和接地腔部分之間提供了更大的面積比， 在該例中接地腔部分包括接地上限制腔部分202、接地下限制腔部分204和接地腔壁部分 208。就像之前提到的，該更大的面積比增加了晶片220上的離子能，同時(shí)降低了等離子體 224相對(duì)于地的電勢(shì)并減少了等離子體鞘218的厚度t2226。等離子體鞘218的電勢(shì)比等離子體鞘118的電勢(shì)更小，因此導(dǎo)致提供給接地腔部分較低的離子能，并且因此導(dǎo)致更低的損耗率。鞘218和鞘118的電勢(shì)差與系統(tǒng)200和系統(tǒng)100中電極面積比的不同有關(guān)。因此系統(tǒng)200比系統(tǒng)100能夠提供給其接地腔部分更少的等離子體鞘電勢(shì)(并因此提供更少的離子能)。與系統(tǒng)100相比，在晶片220增加的離子能增大了系統(tǒng)200的刻蝕速率。這是慣用大體積腔相比慣用小體積腔的好處。與圖1所示慣用小體積腔不同，圖2所示慣用大體積腔不包括可移動(dòng)懸浮限制環(huán)。 因此，不同于圖1所示慣用小體積腔，為了調(diào)整面積比并最終調(diào)整和優(yōu)化晶片直流偏壓，圖 2中腔的電性能可能不容易改變。總的將圖2的系統(tǒng)200與圖1的系統(tǒng)100比較權(quán)衡，與系統(tǒng)100的晶片直流偏壓相比系統(tǒng)200在晶片直流電壓有所增大，然而系統(tǒng)200總的運(yùn)作更昂貴并且沒(méi)有可替換的懸浮限制環(huán)而更不靈活。與慣用小體積腔晶片處理系統(tǒng)相比，需要一種含有增大的晶片直流偏壓的腔晶片處理系統(tǒng)，而與慣用大體積腔晶片處理系統(tǒng)相比提供更低的運(yùn)行成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供與慣用小體積腔晶片處理系統(tǒng)相比含有增大的晶片直流偏壓，而與慣用大體積腔晶片處理系統(tǒng)相比提供更低的運(yùn)作成本的腔晶片處理系統(tǒng)。
依照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了與驅(qū)動(dòng)器及材料供應(yīng)源聯(lián)用的晶片處理系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)器可操作地產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。材料供應(yīng)源可操作地提供材料。晶片處理系統(tǒng)包括上限制腔部分、下限制腔部分、限制環(huán)和靜電卡盤(pán)。上限制腔部分有上限制腔部分內(nèi)表面。下限制腔部分可拆分地配置成與上限制腔部分接觸。下限制腔部分有下限制腔部分內(nèi)表面。限制環(huán)配置成可移動(dòng)地與上限制腔部分內(nèi)表面和下限制腔部分內(nèi)表面接觸。限制環(huán)有限制環(huán)內(nèi)表面。靜電卡盤(pán)有靜電卡盤(pán)上表面并被布置為接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)。上限制腔部分、下限制腔部分、 限制環(huán)和靜電卡盤(pán)被布置為使得上限制腔部分內(nèi)表面、下限制腔部分內(nèi)表面、限制環(huán)內(nèi)表面和靜電卡盤(pán)上表面包圍能夠接收材料的等離子體形成空間。當(dāng)靜電卡盤(pán)接收到驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，上限制腔部分、下限制腔部分、限制環(huán)和靜電卡盤(pán)可操作地將材料轉(zhuǎn)換為等離子體。限制環(huán)有非矩形的橫截面。本發(fā)明附加的優(yōu)點(diǎn)和新穎性特在下面的說(shuō)明書(shū)中部分地說(shuō)明，而且通過(guò)下面的審查對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)部分將變得明顯，或者可以通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐而獲悉。通過(guò)所附權(quán)利要求特別指出的機(jī)構(gòu)和組合可以實(shí)現(xiàn)并得到本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。


附圖被合并入說(shuō)明書(shū)并形成說(shuō)明書(shū)的一部分，其示出了本發(fā)明的示例的實(shí)施方式，并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。附圖中圖1是在慣用小體積腔刻蝕過(guò)程中，慣用小體積腔晶片處理系統(tǒng)的橫截面示意圖；圖2是在慣用大體積腔刻蝕過(guò)程中，慣用大體積腔晶片處理系統(tǒng)的橫截面示意圖；圖3是在示例晶片刻蝕過(guò)程中，依照本發(fā)明的一個(gè)方面，使用可移動(dòng)C形接地限制環(huán)的小體積腔晶片處理系統(tǒng)實(shí)施例的橫截面示意圖；圖4相比較于圖3的在示例晶片刻蝕過(guò)程中使用可移動(dòng)C形接地限制環(huán)的示例小體積腔晶片處理系統(tǒng)，用圖表示出了圖1的慣用小體積腔晶片處理系統(tǒng)；圖5是在使用濾波器的示例晶片刻蝕過(guò)程中，依照本發(fā)明的一個(gè)方面，使用可移動(dòng)C形接地限制環(huán)的另一示例小體積腔晶片處理系統(tǒng)的橫截面示意圖；圖6是在示例晶片刻蝕過(guò)程中，依照本發(fā)明的一個(gè)方面，在圖5中使用改進(jìn)的可移動(dòng)C形接地限制環(huán)的小體積腔晶片處理系統(tǒng)實(shí)施例的橫截面示意圖；圖7是在示例晶片刻蝕過(guò)程中，依照本發(fā)明的一個(gè)方面，在圖5中使用另一改進(jìn)的可移動(dòng)C形接地限制環(huán)的小體積腔晶片處理系統(tǒng)實(shí)施例的橫截面示意圖；圖8是在示例晶片刻蝕過(guò)程中，依照本發(fā)明的一個(gè)方面，在圖5中使用另一改進(jìn)的可移動(dòng)C形接地限制環(huán)的小體積腔晶片處理系統(tǒng)實(shí)施例的橫截面示意圖；和圖9是在示例晶片刻蝕過(guò)程中，依照本發(fā)明的一個(gè)方面，在圖5中使用另一改進(jìn)的可移動(dòng)C形接地限制環(huán)的小體積腔晶片處理系統(tǒng)實(shí)施例的橫截面示意圖。
具體實(shí)施例方式依照本發(fā)明的一個(gè)方面，小體積腔晶片處理系統(tǒng)包括形狀被設(shè)置為與那些慣用限制環(huán)相比有增大了表面面積的限制環(huán)。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的限制環(huán)將在功率電極與接地表面之間提供增大的面積比以提供增大的晶片直流偏壓。因此，根據(jù)本發(fā)明的小體積腔晶片處理系統(tǒng)與慣用小體積腔晶片處理系統(tǒng)相比，其提供了的增大的晶片直流偏壓，而與慣用大體積腔晶片處理系統(tǒng)相比，其提供了更低的運(yùn)作成本。參考圖3-5，現(xiàn)在將在下面描述本發(fā)明的實(shí)施例方面。現(xiàn)在將參考圖3，描述在晶片處理過(guò)程(刻蝕)中，依照本發(fā)明一個(gè)方面的示例小體積腔晶片處理系統(tǒng)。在圖中，系統(tǒng)300包括接地上限制腔部分102、接地下限制腔部分104、可移動(dòng)C形接地限制環(huán)308、ESC 106、連接到ESC 106的RF驅(qū)動(dòng)器110及排氣部分114。等離子體形成空間312受到ESC 106的頂表面206、上限制腔部分102的接地底表面126、接地下限制腔部分104的頂表面130及可移動(dòng)C形接地限制環(huán)308的內(nèi)表面302的限制。通過(guò)靜電力將晶片320維持在ESC 106上。與前面參考圖3所討論的方式相似， 在等離子體形成空間312中，RF驅(qū)動(dòng)器110給ESC 106提供RF信號(hào)以創(chuàng)建等離子體316。 厚度的等離子體鞘318存在于等離子體316和接地表面(接地上限制腔部分102、接地下限制腔部分104及可移動(dòng)C形接地限制環(huán)308)之間。因?yàn)榕c可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108的矩形橫截面相比，可移動(dòng)C形接地限制環(huán)308有非矩形的橫截面，所以系統(tǒng)300與系統(tǒng)100的接地表面面積相比有更大的接地表面面積。與上面對(duì)應(yīng)圖1所討論的慣用系統(tǒng)相比，根據(jù)本發(fā)明該方面的增大的接地表面面積提供了 ESC 106和接地腔部分之間的更大的面積比，該接地腔部分包括接地上限制腔部分102、接地下限制腔部分104及可移動(dòng)C形接地限制環(huán)308。該更大的面積比增大了晶片直流偏壓并增加了晶片320上的離子能。與上面對(duì)應(yīng)圖1所討論的慣用系統(tǒng)相比，更大的面積比另外還對(duì)應(yīng)于接地上限制腔部分102、接地下限制腔部分104及可移動(dòng)C形接地限制環(huán)308給等離子體316提供了更低的等離子體電勢(shì)。特別地，由于等離子體電勢(shì)的減少，等離子體鞘318的厚度小于圖1中系統(tǒng)100所提供的等離子體鞘118的厚度tll22。因此，通過(guò)增大限制環(huán)的表面面積，例如使用與矩形可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108相對(duì)的可移動(dòng)C形接地限制環(huán)308，導(dǎo)致等離子體鞘的厚度從厚度tll22減少到接地上限制腔部分102、接地下限制腔部分104及可移動(dòng)C形接地限制環(huán)308周?chē)暮穸萾3326。應(yīng)該注意到，雖然等離子體鞘318的厚度t3326少于等離子體鞘118的厚度 tll22，厚度沒(méi)有像等離子體鞘218的厚度那樣薄。因此相比系統(tǒng)100，系統(tǒng) 300相對(duì)于其接地腔部分，可操作地產(chǎn)生有更大晶片直流偏壓和更小等離子體電勢(shì)的等離子體316，但相比系統(tǒng)200，系統(tǒng)300相對(duì)于接地腔部分，可操作地產(chǎn)生有更小晶片直流偏壓和更大等離子體電勢(shì)的等離子體316。圖4中，χ軸代表在刻蝕過(guò)程中晶片表面的最大離子能，以電子伏來(lái)計(jì)量，y軸代表最大等離子體電勢(shì)，以伏來(lái)計(jì)量。在該圖中，函數(shù)402對(duì)應(yīng)于使用可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108的系統(tǒng)100中的計(jì)量結(jié)果。進(jìn)一步地，函數(shù)404對(duì)應(yīng)于依照本發(fā)明的一個(gè)方面的使用可移動(dòng) C形接地限制環(huán)308的系統(tǒng)300中的計(jì)量結(jié)果。通過(guò)函數(shù)402和函數(shù)404的對(duì)比清楚表明，對(duì)于給定的最大等離子體電勢(shì)，與使用可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108的系統(tǒng)100相比，依照本發(fā)明的一個(gè)方面使用可移動(dòng)C形接地限制環(huán)308的系統(tǒng)300在晶片提供了遠(yuǎn)遠(yuǎn)更高的最大離子能。例如，函數(shù)402上的數(shù)據(jù)點(diǎn)406顯示，使用可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108的系統(tǒng)100提供大約1100V的最大等離子體電勢(shì)時(shí)，在晶片的最大離子能大約為3400eV(電子伏)。相比之下，函數(shù)404上的數(shù)據(jù)點(diǎn)408顯示，依照本發(fā)明的一個(gè)方面，使用可移動(dòng)C形接地限制環(huán)308 的系統(tǒng)300提供大約1100V的最大等離子體電勢(shì)時(shí)，在晶片的最大離子能大約為4600eV。相似地，函數(shù)402上的數(shù)據(jù)點(diǎn)410顯示，使用可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108的系統(tǒng)100提供大約1600V的最大等離子體電勢(shì)時(shí)，在晶片的最大離子能大約為4200eV。相比之下，函數(shù) 404上的數(shù)據(jù)點(diǎn)412顯示，依照本發(fā)明的一個(gè)方面，使用可移動(dòng)C形接地限制環(huán)308的系統(tǒng) 300提供大約1600V的最大等離子體電勢(shì)時(shí)，在晶片的最大離子能大約為5300eV。換句話(huà)說(shuō)，對(duì)于相同的最大等離子體電勢(shì)，與使用可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108的系統(tǒng) 100相比，依照本發(fā)明的一個(gè)方面，使用可移動(dòng)C形接地限制環(huán)308的系統(tǒng)300在晶片提供的最大離子能增長(zhǎng)大約30%。在晶片表面增長(zhǎng)的離子能引起了刻蝕速率的增大。因此，與使用可移動(dòng)懸浮限制環(huán)108相比，依照本發(fā)明的一個(gè)方面使用C形接地限制環(huán)308提供了增大的刻蝕速率。然而，與不包括任何限制環(huán)的系統(tǒng)200相比，依照本發(fā)明一個(gè)方面使用可移動(dòng)C形接地限制環(huán)308將提供減少的離子能。無(wú)論如何，如上面討論的，系統(tǒng)300與系統(tǒng)100 —樣有相似的體積腔。因此與系統(tǒng)200相比，在每次處理晶片后，系統(tǒng)300有小得多的表面面積要清潔。因此，與系統(tǒng)200相比，依照本發(fā)明一個(gè)方面使用可移動(dòng)C形接地限制環(huán)308的系統(tǒng)300減少了運(yùn)轉(zhuǎn)成本，即減少了運(yùn)作的功率、金錢(qián)、時(shí)間和材料。系統(tǒng)300的另一個(gè)好處是C形接地限制環(huán)308可以被替換以調(diào)整系統(tǒng)300的電性能。因此對(duì)于具體應(yīng)用，為了調(diào)整面積比和最終調(diào)整并優(yōu)化晶片直流偏壓，可以容易地調(diào)整電性能?？梢苿?dòng)C形接地限制環(huán)308也可能隨時(shí)間(通過(guò)使用)而產(chǎn)生負(fù)面的影響，但可以被替換，而替換成本為替換整個(gè)腔的成本的一部分。相比之下，因?yàn)橄到y(tǒng)200沒(méi)有動(dòng)限制環(huán)所以沒(méi)有這種優(yōu)化腔的晶片直流偏壓或由于損耗而進(jìn)行修理/替換的靈活性。與系統(tǒng)200的運(yùn)行成本相比，這將進(jìn)一步減少系統(tǒng)300的運(yùn)行成本。參考圖5，現(xiàn)在將描述另一個(gè)依照本發(fā)明一個(gè)方面的示例小體積腔晶片處理系統(tǒng)。在圖中，系統(tǒng)500包括接地上限制腔部分102、接地下限制腔部分104、可移動(dòng)C形接地限制環(huán)308、ESC 106、連接到ESC 106的RF驅(qū)動(dòng)器110和排氣部分114。系統(tǒng)500另外包括RF濾波器502、RF濾波器504和RF濾波器508。RF濾波器502、RF濾波器504和 RF濾波器508中的每一個(gè)可以是公知的可操作地控制接地RF電流的濾波器的形式。阻抗的變化將改變?cè)诰?20的離子能，并將改變等離子體516相對(duì)地的電勢(shì)。 這樣，與等離子體鞘318的厚度t3326相比，阻抗的變化可以改變等離子體鞘518的厚度 t4526。接地腔部分的阻抗能夠改變使得等離子體形狀和離子能能夠調(diào)整。在上面參考圖3和圖5所討論的實(shí)施例中，接地限制環(huán)指的是像“C形”的接地限制環(huán)，因?yàn)槠浞蔷匦螜M截面形狀類(lèi)似“C”。然而，依照本發(fā)明一個(gè)方面接地限制環(huán)的其他實(shí)施方式有不類(lèi)似C的非矩形橫截面形狀，但是與有矩形橫截面形狀的接地環(huán)相比，仍然有增加的表面面積。現(xiàn)在將參考圖6-9在下文描述非矩形接地限制環(huán)的其他實(shí)施例?，F(xiàn)在將參考圖6描述在晶片處理過(guò)程(刻蝕)中，依照本發(fā)明一個(gè)方面的另一個(gè)示例小體積腔晶片處理系統(tǒng)。在圖中，系統(tǒng)600包括接地上限制腔部分102、接地下限制腔部分104、可移動(dòng)突起接地限制環(huán)608、ESC 106,RF濾波器502、RF濾波器504、RF濾波器508、連接到ESC 106的RF驅(qū)動(dòng)器110及排氣部分114。系統(tǒng)600不同于上面參考圖5討論的系統(tǒng)500，其中可移動(dòng)突起接地限制環(huán)608替換了可移動(dòng)C形接地限制環(huán)501?？梢苿?dòng)突起接地限制環(huán)608的內(nèi)表面有復(fù)數(shù)個(gè)突起602，因此與C形接地限制環(huán)508相比其提供更大的表面面積。突起602 可以是任何形狀，其非限制性實(shí)施例包括細(xì)長(zhǎng)的尖刺。圖7示出了在晶片處理過(guò)程(刻蝕)中，依照本發(fā)明一個(gè)方面的另一示例小體積腔晶片處理系統(tǒng)。在圖中，系統(tǒng)700不同于上面參考圖6討論的系統(tǒng)600，其中可移動(dòng)帶鰭的接地限制環(huán)708替換了可移動(dòng)突起接地限制環(huán)608?？梢苿?dòng)帶鰭的接地限制環(huán)708的內(nèi)表面有復(fù)數(shù)個(gè)鰭702，因此與C形接地限制環(huán)508相比其提供更大的表面面積?，F(xiàn)在將參考圖8描述在晶片處理過(guò)程(刻蝕)中，依照本發(fā)明一個(gè)方面的另一示例小體積腔晶片處理系統(tǒng)。在圖中，系統(tǒng)800不同于上面參考圖6所討論的系統(tǒng)600，其中可移動(dòng)尖刺接地限制環(huán)808替換了可移動(dòng)突起接地限制環(huán)608?？梢苿?dòng)尖刺接地限制環(huán)808 的內(nèi)表面有復(fù)數(shù)個(gè)尖刺802，因此與C形接地限制環(huán)508相比其提供更大的表面面積?，F(xiàn)在將參考圖9描述在晶片處理過(guò)程(刻蝕)中，依照本發(fā)明一個(gè)方面的另一個(gè)示例小體積腔晶片處理系統(tǒng)。在圖中，系統(tǒng)900不同于上面參考圖6所討論的系統(tǒng)600，其中帶有凸部902的可移動(dòng)接地限制環(huán)908替換了可移動(dòng)突起接地限制環(huán)608。可移動(dòng)接地限制環(huán)908的內(nèi)表面帶有凸部902，因此與C形接地限制環(huán)908相比提供了更大的表面面積。如上面所討論的，圖6的可移動(dòng)突起接地限制環(huán)608、圖7的可移動(dòng)帶鰭的接地限制環(huán)708、圖8的可移動(dòng)尖刺接地限制環(huán)808和圖9的帶有凸部902的可移動(dòng)接地限制環(huán) 908中的每一個(gè)，與圖9的C形接地限制環(huán)908相比均提供了更大的表面面積。因此，可移動(dòng)突起接地限制環(huán)608、可移動(dòng)帶鰭的接地限制環(huán)708、可移動(dòng)尖刺接地限制環(huán)808和可移動(dòng)接地限制環(huán)908中的每一個(gè)，與圖5的系統(tǒng)500相比均有更大的接地電極的總表面面積。 因此，可移動(dòng)突起接地限制環(huán)608、可移動(dòng)帶鰭的接地限制環(huán)708、可移動(dòng)尖刺接地限制環(huán) 808和可移動(dòng)接地限制環(huán)908中的每一個(gè)，與圖5的系統(tǒng)500相比均能提供更大的晶片直流偏壓。更大的晶片直流偏壓導(dǎo)致在晶片320的增加的離子能以及相對(duì)于接地電極的減小的等離子體電勢(shì)。因此，系統(tǒng)600的等離子體鞘618的厚度t5626、系統(tǒng)700的等離子體鞘 718的厚度t6726、系統(tǒng)800的等離子體鞘818的厚度t7826、系統(tǒng)900的等離子體鞘918的厚度偽926中的每一個(gè)均小于系統(tǒng)500的等離子體鞘518的厚度t4526。系統(tǒng)500、600、700、800和900的總體益處是增大的面積比，這歸因于接地限制環(huán)不是矩形橫截面而增加的物理面積。雖然與系統(tǒng)500相比，系統(tǒng)600、系統(tǒng)700、系統(tǒng)800和系統(tǒng)900中的每一個(gè)均可在晶片320提供增加了的離子能，但是系統(tǒng)600、系統(tǒng)700、系統(tǒng) 800和系統(tǒng)900可能由于需要自動(dòng)清潔增加的面積而增加運(yùn)行成本。但是通過(guò)在刻蝕過(guò)程中加熱升高接地限制環(huán)溫度能夠控制接地限制環(huán)表面上的聚合物沉積。厚度t8擬6、t7擬6、t67^和t5626中的每一個(gè)都比等離子體鞘518的厚度
小，等離子體鞘518的厚度t4526小于厚度t3326。系統(tǒng)500、600、700、800和900同樣保持了小體積腔系統(tǒng)減少WAC過(guò)程的好處，因此節(jié)省了時(shí)間、能源和金錢(qián)同時(shí)延長(zhǎng)了接地上限制腔部分102、接地下限制腔104和可移動(dòng)接地限制環(huán)508、608、708、808及908的使用期限。與慣用小體積腔晶片處理系統(tǒng)100相比，依照本發(fā)明方面的小體積腔晶片處理系
9統(tǒng)有增大的晶片直流偏壓，并且與慣用大體積腔晶片處理系統(tǒng)200相比提供了更小的運(yùn)行成本。 為圖示和說(shuō)明的目的前面已提供了對(duì)本發(fā)明各種優(yōu)選實(shí)施方式的描述。它并不意指所有的實(shí)施例或限制本發(fā)明為已公開(kāi)的明確的形式，顯然根據(jù)上述教導(dǎo)可能做出許多修改和變化。如上所述，選擇并描述示例的實(shí)施例是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和它的實(shí)際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能最好地利用本發(fā)明的各種實(shí)施方式并在適合預(yù)期的特定使用時(shí)做出各種修改。本發(fā)明的范圍意圖由所附權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.與驅(qū)動(dòng)器和材料供應(yīng)源聯(lián)用的晶片處理系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)器可操作地產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)， 所述材料供應(yīng)源可操作地提供材料，所述晶片處理系統(tǒng)包括上限制腔部分，其含有上限制腔部分內(nèi)表面；下限制腔部分，其被配置為與所述上限制腔部分可拆分地接觸，所述下限制腔部分含有下限制腔部分內(nèi)表面；限制環(huán)，其被配置為可移動(dòng)地與所述上限制腔部分內(nèi)表面和所述下限制腔部分內(nèi)表面接觸，所述限制環(huán)含有限制環(huán)內(nèi)表面；和靜電卡盤(pán)，其含有靜電卡盤(pán)上表面并被設(shè)置為接收所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)， 其中，所述上限制腔部分、所述下限制腔部分、所述限制環(huán)和所述靜電卡盤(pán)被設(shè)置為使得所述上限制腔部分底表面、所述下限制腔部分頂表面、所述限制環(huán)內(nèi)表面和所述靜電卡盤(pán)上表面圍繞能夠接收所述材料的等離子體形成空間，其中，當(dāng)所述靜電卡盤(pán)接收到所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，所述上限制腔部分、所述下限制腔部分、所述限制環(huán)和所述靜電卡盤(pán)可操作地將所述材料轉(zhuǎn)換為等離子體，并且其中，所述限制環(huán)含有非矩形的橫截面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片處理系統(tǒng)，其中，所述限制環(huán)含有C形橫截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶片處理系統(tǒng)，其中，所述限制環(huán)內(nèi)表面包括突起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶片處理系統(tǒng)，其中，所述突起包括鰭。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶片處理系統(tǒng)，其中，所述突起包括尖刺。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶片處理系統(tǒng)，其中，所述突起包括凸部。
7.與晶片處理系統(tǒng)聯(lián)用的限制環(huán)，所述晶片處理系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)器、材料供應(yīng)源、上限制腔部分、下限制腔部分和靜電卡盤(pán)，所述驅(qū)動(dòng)器可操作地產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述材料供應(yīng)源可操作地提供材料，所述上限制腔部分含有上限制腔部分內(nèi)表面，所述下限制腔部分被配置為可拆分地與上限制腔部分接觸，所述下限制腔部分含有下限制腔部分內(nèi)表面，所述靜電卡盤(pán)含有靜電卡盤(pán)上表面并被設(shè)置為接收該所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述限制環(huán)包括第一限制環(huán)表面，其被設(shè)置為可移動(dòng)地與所述上限制腔部分內(nèi)表面接觸； 第二限制環(huán)表面，其被設(shè)置為可移動(dòng)地與所述下限制腔部分內(nèi)表面接觸；和限制環(huán)內(nèi)表面；并且其中，當(dāng)所述第一限制環(huán)表面被配置為可移動(dòng)地與所述上限制腔部分內(nèi)表面接觸時(shí)， 并且當(dāng)所述第二限制環(huán)表面被配置為可移動(dòng)地與所述下限制腔部分內(nèi)表面接觸時(shí)，所述上限制腔部分、所述下限制腔部分、所述限制環(huán)內(nèi)表面和所述靜電卡盤(pán)被設(shè)置為使得所述上限制腔部分內(nèi)表面、所述下限制腔部分內(nèi)表面、所述限制環(huán)內(nèi)表面和所述靜電卡盤(pán)上表面圍繞能夠接收所述材料的等離子體形成空間，并且其中，所述限制環(huán)含有非矩形的橫截面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的晶片處理系統(tǒng)，其中，所述限制環(huán)內(nèi)表面含有C形橫截面。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的晶片處理系統(tǒng)，其中，所述限制環(huán)內(nèi)表面包括突起。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶片處理系統(tǒng)，其中，所述突起包括鰭。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶片處理系統(tǒng)，其中，所述突起包括尖刺。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的晶片處理系統(tǒng)，其中，所述突起包括凸部。
全文摘要
本發(fā)明提供了與驅(qū)動(dòng)器和材料供應(yīng)源聯(lián)用的晶片處理系統(tǒng)。所述驅(qū)動(dòng)器可操作地產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。所述材料供應(yīng)源可操作地提供材料。所述晶片處理系統(tǒng)包括上限制腔部分、下限制腔部分、限制環(huán)和靜電卡盤(pán)。所述上限制腔部分含有上限制腔部分內(nèi)表面。所述下限制腔部分被配置為可拆分地與所述上限制腔部分接觸。所述下限制腔部分含有下限制腔部分內(nèi)表面。所述限制環(huán)被配置為可拆分地與所述上限制腔部分內(nèi)表面和所述下限制腔部分內(nèi)表面接觸。所述限制環(huán)含有限制環(huán)內(nèi)表面。所述靜電卡盤(pán)含有靜電卡盤(pán)上表面并被設(shè)置為接收所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)。所述上限制腔部分、所述下限制腔部分、所述限制環(huán)和所述靜電卡盤(pán)被設(shè)置為使得所述上限制腔部分內(nèi)表面、所述下限制腔部分內(nèi)表面、所述限制環(huán)內(nèi)表面和所述靜電卡盤(pán)上表面圍繞能夠接收所述材料的等離子體形成空間。當(dāng)所述靜電卡盤(pán)收到所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，所述上限制腔部分、所述下限制腔部分、所述限制環(huán)和所述靜電卡盤(pán)可操作地將所述材料轉(zhuǎn)換為等離子體。所述限制環(huán)含有非矩形橫截面。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK102379029SQ201080014577
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月6日
發(fā)明者拉金德?tīng)枴さ滦恋滤_, 阿列克謝·馬拉赫塔諾夫 申請(qǐng)人:朗姆研究公司