[发明专利]用于调整电容耦合RF等离子体反应器中的电极空隙的装置

说明书

背景技术

集成电路通常是由晶片形成的，在晶片上形成有图案化 的微电子层。在基板处理过程中，经常使用等离子体在基板上沉积 薄膜或者刻蚀该薄膜上的预定部分。下一代微体电子层中缩小的特 征尺寸和新材料的应用对等离子体处理设备提出了新的要求。更小 的特征、更大的基板尺寸和新的处理技术产生了对等离子体参数的 控制的额外要求，比如等离子体密度和在整个基板上的一致性，以 达到期望的产量。

发明内容

一种等离子体处理装置的示例性实施方式包含包含围绕 内部区域并有开口的壁的室；悬臂组件，其包含：穿过该壁的该开 口延伸且具有位于该内部区域外部的外部部分的臂单元；以及基板 支架，在该臂单元上且设置于该内部区域内；致动机构，耦合于该 臂单元的该外部部分且可操作以使该悬臂组件相对于该壁运动；以 及至少一个真空隔离构件，密封由该臂单元的该外部部分和该壁部 分围绕，并与该内部区域流体连通的空间，该真空隔离构件为该空 间提供真空隔离以便该悬臂组件上的大气压负载被平衡。

一种用于处理基板的等离子体处理室的示例性实施方 式，该等离子体处理室包含围绕内部区域并具有开口的壁；延伸穿 过该该开口的悬臂组件，该悬臂组件包括在该内部区域内部的第一 末端以及在该内部区域外部的第二末端的基板支承表面；以及耦合 于该第二末端并可操作以使该悬臂组件垂直于该基板支承表面反 方向移动的致动机构。

一种用于调整电容耦合等离子体处理室中的电极间空隙 的装置，其包含上电极组件和围绕内部区域并有开口的壁，该装置 包含悬臂组件，该悬臂组件包括下电极、在第一末端和第二末端的 基板支承表面，该悬臂组件适于贯穿该开口以便该第一末端在该内 部区域内部而该第二末端在该内部区域外部；以及耦合于该第二末 端并可操作以使该悬臂组件垂直于该基板支承表面移动的致动机 构。

附图说明

图1显示了电容耦合等离子体处理室的示意图。

图2是包括悬臂(cantilever)组件的电容耦合等离子体处 理室的一个实施方式的横截面示意图。

图3显示了图2中所示的区域A的放大视图。

图4显示了图2中所示的CAM环和马达的俯视示意图。

图5显示了图2中所示的区域B的放大的示意图。

具体实施方式

图1描绘了等离子体处理装置的电容耦合等离子体处理 室100。如图所示，下电极组件包括聚焦环(focus ring)108；以及 在该室的操作过程中将基板106固定在适当的位置的卡盘104。该卡 盘104由RF电源供应110供应射频(RF)能量。在图示的室100中， 该下电极组件被固定到室壁118上。上电极组件包括上电极114、栅 板(baffle)116；以及圆柱状本体123，该上电极和栅板悬挂于其上。 在操作过程中，该上电极114可以是接地的或者是被另一个RF电源 供应120供电的。通过该栅板116和上电极114的气体供应被电性激 励，以在该空隙125中产生等离子体。该空隙125中的等离子体被约 束环(confinement rings)102约束。该等离子体中的一些气体穿过 该约束环102之间的间隔/空隙并被从该室排出。

在图示的室100中，为了调整上下电极组件之间的空隙 125，通过致动机构124升高或降低整个上电极组件。密封装置126 可用来在该圆柱状本体122和该反应器顶部112之间提供真空密封， 同时允许该上电极组件相对于该下电极组件移动。该圆柱状本体 122的一部分123被施加大气压，而该上电极组件的其它部分被施加 低气压。当该上电极组件作为一个整体移动时，在该上电极组件的 表面上的压强的总和产生向下的力，称为大气压负载(atmospheric load)。在其它类型的室中，该下电极组件可以上下移动以调整该空 隙，而该上电极可以是固定的。在这样的室中，因为该下电极组件 的顶部一侧和底部一侧分别被施加低气压和大气压，所以该下电极 组件被施加一个向上的大气压负载。