[发明专利]可变容积等离子处理室和相关方法

说明书

背景技术

半导体晶片(“晶片”)制造通常包括将晶片暴露于等离子以允许等离子的反应性组分改变晶片的表面，例如，从晶片表面未受保护的区域去除或蚀刻材料。由等离子制造工艺得到的晶片特性取决于工艺条件，包括在整个晶片表面上的等离子密度分布。另外，因为在晶片表面的特定部分与等离子之间的相当多反应与该晶片表面特定部分上方的等离子密度成正比，所以等离子密度分布的变化会产生中心-边缘晶片一致性问题。这种中心-边缘晶片一致性问题会不利地影响每个晶片上的模片成品率。

晶片制造中的目的包括优化每个晶片的模片成品率和以尽可能完全相同的方式制造每一个相同类型的晶片。为了实现这些目标，需要控制跨越晶片的等离子密度分布并由此控制跨越晶片的蚀刻一致性。先前的等离子处理技术试图为特定的等离子室构造建立工艺窗口，其能够在整个晶片上产生可以接受的蚀刻一致性。这种工艺窗口传统上通过参数如压力范围、气体流量范围、晶片温度范围以及功率等级范围等确定。经验表明给定的工艺窗口受到等离子室的实体硬件构造的限制。因而，落在利用给定的等离子室能够得到的工艺窗口之外的等离子蚀刻操作就要求使用另外一种具有不同实体硬件构造和相应不同工艺窗口的等离子室。

取得和维护具有不同实体硬件构造而努力想增加总的等离子工艺窗口容量的多等离子室将会昂贵到望而生畏。因而，寻求一种解决方案以扩展给定等离子室的工艺窗口容量。

发明内容

在一个实施例中，公开一种等离子处理室。该室包括基片支撑件，其具有限定为在该室内在基本上水平的方位支撑基片的顶部表面。该室还包括许多设在该室内、该基片支撑件边缘之外的伸缩构件。该伸缩构件还设置为与该基片支撑件的顶部表面的中心同心。该伸缩构件每个限定为在基本上垂直的方向独立移动以便能够调节该基片支撑件的顶部表面上方的开放容积。

在另一实施例中，公开一种等离子处理系统。该系统包括室，其具有限定为在该室内在基本上水平的方位支撑基片的基片支撑件。该室还包括许多设在该室内、该基片支撑件边缘之外的伸缩构件。该许多伸缩构件每个限定为在基本上垂直的方向独立移动以便能够改变该基片支撑件上方的开放容积。该系统还包括计量器，限定为检测将在该基片支撑件上方的开放容积内生成的等离子的状态。该计量器还限定为生成指示该等离子状态的信号。该系统进一步包括控制系统，限定为根据由该计量器生成的信号控制该许多伸缩构件的移动，以便维持该开放容积内的目标等离子状态。

在另一实施例中，公开一种用于基片等离子处理的方法。该方法包括将基片设在室内的基片支撑件上的步骤。该方法还包括定位设在该室内、该基片支撑件边缘外的许多伸缩构件的步骤，以便在该基片支撑件上方建立指定的开放容积。该方法进一步包括将该基片暴露于该基片支撑件上方的开放容积内的等离子。

本发明的这些和其他特征将在下面结合附图、作为本发明示例说明的具体描述中变得更加明显。

附图说明图1A是示出按照本发明一个实施例，通过等离子处理室中心的纵向剖视图的图解；图1B-1D是示出按照本发明一个实施例，伸缩构件在图1A的室中移动的向下顺序的图解；图1E-1G是示出按照本发明一个实施例伸缩构件在图1A的室中移动的向上顺序的图解；图2是示出按照本发明一个实施例，径向厚度变化的伸缩构件的图解；图3是示出按照本发明一个实施例，形状变化的伸缩构件的图解；图4A-4B是示出按照本发明一个实施例，具有与伸缩构件形成对照的可移动衬垫的室的图解，；图5A是示出按照本发明一个实施例，包括原位设在该室内该基片支撑件的顶部表面下方的伸缩构件的室的图解；图5B-5D是示出按照本发明一个实施例，伸缩构件在图5A的室中移动的向上顺序的图解；图5E-5G是示出按照本发明一个实施例，伸缩构件在图5A的室中移动的向下顺序的图解，；图6是示出按照本发明一个实施例的等离子处理系统的图解，其限定为根据等离子状态以动态方式控制该伸缩构件在该室的位置；以及图7示出按照本发明一个实施例，基片等离子处理方法的流程图。

具体实施方式

在下面的描述中，阐述许多具体细节以提供对本发明的彻底理解。然而，对于本领域技术人员，显然，本发明可不利用这些具体细节的一些或者全部而实施。在有的情况下，公知的工艺步骤和/或结构没有说明，以避免不必要的混淆本发明。