[实用新型]延伸电极及含有其的等离子体斜面蚀刻设备

说明书

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2010年2月22日提交的申请号为61/306,676，名称为“等离子体斜面蚀刻设备的延伸电极及其制造方法”(EXTENSION ELECTRODE OF PLASMA BEVEL ETCHING APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF)的美国临时专利申请的优先权，其全部内容作为参考并入本文中。

技术领域

本申请涉及延伸电极及含有其的等离子体斜面蚀刻器。

背景技术

在处理半导体衬底中，往往采用等离子体将拟定的设备特征蚀刻在衬底或在其上沉积的薄膜上。通常等离子体的密度在衬底边缘附近较低，这可能导致副产品层(比如多晶硅、氮化物、金属等等)堆积在衬底斜面边缘的上表面和下表面上。副产品层往往可能在传送和随后的处理步骤期间剥落或剥离，落到衬底的关键区(critical areas)上，从而导致源于该衬底的较低的设备成品率。因此，需要在衬底进行下一工艺步骤之前从衬底斜面边缘移除副产品。一种高效的工艺是使用等离子体蚀刻掉沉积在斜面边缘上的副产品。这种工艺被称为等离子体斜面蚀刻。采用该工艺的设备是等离子体斜面蚀刻器。在等离子体斜面蚀刻器中，衬底斜面边缘周围 的电极(延伸电极)被定期清洁以移除其上沉积的副产品。由于需要替换延伸电极，这样的清洁会导致过度磨损和消耗品的成本增高。

实用新型内容

为了解决上面描述的问题，本申请提供了如下技术方案：

本申请的延伸电极，其是用于在半导体衬底工艺中使用的等离子体斜面蚀刻器，其中，所述等离子体从半导体衬底的斜面边缘移除副产品沉积物，所述延伸电极包括：

环形体，其具有外圆周、内圆周、安装表面、以及从所述外圆周延伸到所述内圆周的等离子体暴露的截锥面，所述延伸电极可用于在对所述斜面蚀刻器的所述半导体衬底的所述斜面边缘进行清洁期间产生等离子体。

根据一优选实施方式，所述外圆周在轴向方向比所述内圆周厚。

根据一优选实施方式，所述截锥面的切面和所述上延伸电极的径向平面之间的角度在2.5°至7.5°之间。

根据一优选实施方式，所述内和外圆周与所述截锥面之间的转角为圆形。

根据一优选实施方式，所述环形体是纯铝或铝合金的机械加工环。

根据一优选实施方式，所述的上延伸电极还包括所述安装表面中的多个螺纹孔，所述孔适合于螺纹啮合安装螺栓。

根据一优选实施方式，所述内圆周具有至少8英寸的内径，所述外圆周具有14.5英寸或更小的外径。

根据一优选实施方式，所述截锥面作阳极化处理。

根据一优选实施方式，所述截锥面被涂覆陶瓷涂层材料。

根据一优选实施方式，所述截锥面包括在作粗糙化、阳极化处理的粗糙度为75到200微英寸的表面上的等离子体喷涂层。

根据一优选实施方式，所述陶瓷涂层材料是等离子体喷镀的氧化钇涂层，该氧化钇涂层的厚度大约为0.002到0.008英寸。

根据一个优选实施例，通过将等离子体暴露表面设计成具有面向中心且无任何凹槽或台阶的截锥面，提供一种具有延长的使用寿命的位于等离子体斜面蚀刻器中的延伸电极。

根据一个优选实施例，在阳极氧化和用等离子体喷镀氧化钇进行涂覆之前对延伸电极的等离子体暴露表面进行粗糙化。

本申请的一种等离子体斜面蚀刻器，其是用于清洁具有8英寸或更大的直径的半导体衬底的斜面边缘，包括作为上延伸电极的根据权利要求1所述的延伸电极，其被设置高于所述半导体衬底的外圆周。

根据一优选实施方式，所述等离子体斜面蚀刻器还包括：

具有圆柱形顶部的下支架，所述半导体衬底被支撑在所述下支架的圆柱形顶部上；

支撑在所述下支架的所述顶部上的下等离子体排斥带环；

环绕所述下等离子体排斥带环的下环形电极，具有上等离子体暴露表面；

上电介质组件，其设置在所述下支架上面并且具有与所述下支架顶部相对的圆柱形底部；

上等离子体排斥带环，其环绕所述上电介质组件并且与所述下等离子体排斥带环相对；

环绕所述上等离子体排斥带环的所述上延伸电极；

至少一个射频电源，其适合在等离子体斜面蚀刻器的操作期间激发至少一种工艺气体以产生等离子体，其中，所述等离子体用于清洁所述半导体衬底的所述斜面边缘。

根据一优选实施方式，所述上等离子体排斥带环具有与所述上延伸电极的所述截锥面部分重叠的外凸缘。