[发明专利]用于等离子体处理室的可移动基环

说明书

背景技术

随着半导体技术的更新换代，晶片直径趋于增加且晶体管尺寸趋于减小，导致在衬底处理中需要较原来更高程度的精确度和可重复性。半导体衬底材料，例如硅晶片，通常使用等离子体处理室进行处理。等离子体处理技术包括溅射淀积，等离子体增强化学气相淀积(PECVD)，光刻胶剥离，和等离子体刻蚀。等离子体能够通过在等离子体处理室中使适当的工艺气体受射频(RF)能量的影响来产生。等离子体处理室中的RF流流量能够影响该进程。

等离子体处理室可以依靠各种各样的机械装置来产生等离子体，例如电感耦合(变压器耦合)，螺旋波(helicon)，电子共振回旋加速器，电容耦合(平行板)。例如，高密度的等离子体能够产生于变压器耦合等离子体(TCP^TM)处理室中，或者电子共振回旋加速器(ECR)处理室中。变压器耦合等离子体处理室中RF能量被收纳耦合于该处理室，这种处理室可以从加利福尼亚州，菲蒙市(Fremont)的Lam Research Corporation获得。能够提供高密度等离子体的高流量等离子体处理室的一个例子公开于专利号为5,948,04的美国共有专利中，该专利的公开于此并入以作参考。平行板等离子体处理室，电子回旋加速器(ECR)等离子体处理室，和变压器耦合等离子体(TCP^TM)处理室公开于专利号为4,340,462；4,948,458；5,200,232和5,820,723的美国共有专利中，这些专利的公开于此并入以作参考。

通过举例的方式，等离子体能够产生于平行板处理室中，例如描述于专利号为6,090,304的美国共有专利中的双频等离子体刻蚀室，该公开于此并入以作参考。优选的平行板等离子体处理室为包括上部淋喷头电极和衬底支座的双频电容耦合等离子体处理室。为说明目的，此处的具体实施方式参照平行板式等离子体处理室来描述。

用于等离子体刻蚀的平行板等离子体处理室阐明于图1中。等离子体处理室100包括室110，入口真空锁112，和可选择的出口真空锁114，这种等离子体处理室的进一步细节描述于专利号为6,824,627的美国共有专利中，其全部内容于此并入以作参考。

真空锁112和真空锁114(如果提供的话)包括传送装置，该传送装置从晶片供应162传输例如晶片的衬底，穿过室110，且出来后传输至晶片容器164。真空锁泵176能够在真空锁112和真空锁114中提供需要的真空压强。

例如涡轮增压泵的真空泵172适合于在室110中保持需要的压强。在等离子体刻蚀中，室压强是受控制的，优选保持在足够维持等离子体的水平。过高的室压强能够不利地导致刻蚀停止而过低的室压强能够导致等离子体熄灭。在中等密度的等离子体处理室例如平行板等离子体处理室中，优选室压强保持在低于约200毫托(例如，小于100毫托，例如20至20毫托)(“约”用于此处表示±10％)的压强。

真空泵172可以连接于室110的室壁上的出口且可以被阀173节流以便控制室中的压强。优选地，真空泵能够将室110之内的压强保持在小于200毫托同时保持刻蚀气体能够流入室110中。

室110包括上部电极组件120和衬底支座150，该上部电极组件120包括上部电极125(例如淋喷头电极)。上部电极组件120安装于上部壳体130。上部壳体130可以通过机械装置132垂直移动以调整上部电极125和衬底支座150之间的间隙。

工艺气体源170可以连接于壳体130以将包括一种或一种以上气体的工艺气体输送至上部电极组件120。在首选的等离子体处理室中，上部电极组件包括气体分配系统，该气体分配系统可以用于将工艺气体输送至最接近衬底表面的区域。可以包括一个或者一个以上的气环，注射器和/或淋喷头(例如，淋喷头电极)的气体分配系统公开于专利号为6,333,272；6,230,651；6,013,155和5,824,605的美国共有专利中，这些公开于此并入以作参考。

上部电极125优选地包括淋喷头电极，淋喷头电极包括气孔(未示出)以经由其分配工艺气体。气孔可以具有0.02英寸至0.2英寸的直径。淋喷头电极可以包括一个或者一个以上的垂直间隔开的挡板，该挡板能够促进需要的工艺气体分配。上部电极和衬底支座可以由任何适宜的材料制成，例如石墨，硅，碳化硅，铝(例如，阳极氧化铝)，或者其组合。热传递液体源174可以连接于上部电极组件120且另一个热传递液体源可以连接于衬底支座150。