[发明专利]用于等离子体处理系统的RF接地开关

说明书

背景技术

长久以来，等离子体处理系统被用于处理衬底(例如，硅衬底或其他衬底)，以形成半导体器件、纳米机器等。等离子体处理在蚀刻应用中尤其有效，其中，由蚀刻剂源气体混合物形成的等离子体用于选择性地蚀刻衬底上的层。为了在等离子体处理系统中蚀刻衬底，将衬底设置在等离子体处理室内，并使蚀刻剂源气体流入处理室。使蚀刻剂源气体燃烧，以形成等离子体，然后露出衬底上目标层的蚀刻区域，即，未被掩模保护的区域。利用提供至等离子体处理室中的一个或多个电极的RF能量来将等离子体点燃并使其保持燃烧。

在电容耦合等离子体处理系统中，可以在每个处理室中设置一个或多个电极。可将具有多个频率的RF能量提供至电容耦合等离子体处理系统的一个或多个电极。例如，如果设置了上部电极和下部电极，则可以将2MHz、27MHz、和60MHz的RF信号提供到上述电极中的一个或两个。

一些蚀刻应用可能要求上部电极相对于一个或多个RF频率接地。为了清楚起见，等离子体处理室中的上部电极表示在等离子体处理期间与衬底相对并通过等离子体云与衬底分开的电极。下部电极表示其上设置有处理用衬底的电极。例如，特定的蚀刻应用要求上部电极相对于较低频率的RF信号(例如，2MHz)接地。另一蚀刻应用可能要求上部电极相对于较高频率的RF信号(例如，27MHz和/或60MHz)接地。再一蚀刻应用可能要求上部电极相对于 所有RF信号频率(例如，2MHz、27MHz、和60MHz)接地。由于给定的处理室可用于不同的蚀刻步骤，其每个都可以具有不同的接地需求，因此，非常期望一种相对于一个、多个、或全部RF频率选择性地使上部电极接地的能力。

在相关技术中，可以使用继电器与电感的组合使一个或多个RF频率接地。图1示出了这样一个实例，其中，继电器R1用于控制流经电感L1的电流。当继电器R1关闭时，电流流过L1。L1用做滤波器，其根据L1的值有效地滤出来自输出OUT的特定频率。

已经发现，由于继电器/电感的组合强加的空间限制，所以继电器/电感的使用不适于特定的处理系统。此外，已经发现，用于使RF信号接地的继电器/电感装置趋向于对在较低频率范围的RF信号更有效，并趋向于对在较高频率范围的RF信号效果较差。这是因为电感L1表现出的高阻抗使得该组合对于使高频RF信号(例如，60MHz RF信号)接地的效果较差。但是，在一些蚀刻应用中，好的处理结果(例如，好的等离子体一致性和好的蚀刻速度一致性)需要使选取的RF信号或全部RF信号有效接地。

因此，需要一种用于以可选方式使提供至等离子体处理室的一个或多个电极的所有RF信号有效接地的装置。更优选地，期望一种使提供至等离子体处理室中上部电极的所有RF信号都有效接地的装置。

发明内容

在一个实施例中，本发明涉及一种用于在等离子体处理系统中选择性地提供电极与地之间的RF接地路径的装置。该装置包括RF导电路径结构，该RF导电路径结构被配置为在RF能量子系统与电极之间提供RF导电路径。该装置还包括由导电材料构成的环形 结构，该环形结构和RF导电路径结构具有彼此相关的两个相关位置。两个相关位置的第一相关位置的特征在于使环形结构与RF导电路径结构电耦合，以使RF导电路径结构接地。两个相关位置的第二相关位置的特征在于使环形结构从RF导电路径电分离。

在另一实施例中，本发明涉及一种用于在等离子体处理系统中选择性地提供电极与地之间的RF接地路径的方法。该方法包括提供RF导电路径结构，该RF导电路径结构被配置为在RF能量子系统与电极之间提供RF导电路径。该方法还包括提供由导电材料构成的环形结构。该方法进一步包括将RF导电路径结构和环形结构定位于彼此相关的两个相关位置之一。两个相关位置的第一相关位置的特征在于使环形结构与RF导电路径结构电耦合，以使RF导电路径结构接地。两个相关位置的第二相关位置的特征在于使环形结构从RF导电路径电分离。

下面将通过本发明的详细描述并结合附图来更详细地描述本发明的这些和其它特性。

附图说明

在附图的图示中，以实例的方式而不是以限制的方式示出了本发明，并且在附图中，相同的标号表示相同的元件，其中：

图1示出了这样一种装置实例，其中，使用继电器来控制流经电感的电流，以过滤出一个或多个频率；

图2示出了根据本发明实施例的RF接地开关装置的实现；