[发明专利]具有多个解耦等离子体源的半导体处理系统

说明书

背景技术

由于不能分别控制等离子体中的离子和自由基的浓度，用于半导体器件制造中薄膜处理的等离子体源往往不能达到用于干法蚀刻的最理想条件。例如，在一些应用中，用于等离子体蚀刻的理想条件可通过增加等离子体中的离子浓度同时使自由基浓度维持在恒定水平而达到。但是，这种自由基浓度与离子浓度的独立控制不能使用通常用于薄膜处理的常规等离子体源来实现。在这种背景下，提出了本发明。

发明内容

在一实施方式中，公开了一种半导体衬底处理系统。该系统包括衬底支撑件，该衬底支撑件被限定来支撑暴露于处理区域的衬底。该系统还包括第一等离子体室，该第一等离子体室被限定来产生第一等离子体并将所述第一等离子体的反应性成分供应到所述处理区域。该系统还包括第二等离子体室，该第二等离子体室被限定来产生第二等离子体并将所述第二等离子体的反应性成分供应到所述处理区域。所述第一和第二等离子体室被限定为是独立受控的。

在另一实施方式中，公开了一种半导体衬底处理系统。该系统包括具有顶部构件、底部构件和在所述顶部构件和所述底部构件之间延伸的侧壁的室。所述室包绕处理区域。衬底支撑件被设置在所述室内并被限定为支撑暴露于所述处理区域的衬底。该系统还包括设置在所述室内所述衬底支撑件上方的顶板组件。所述顶板组件具有暴露于所述处理区域并与所述衬底支撑件的所述上表面相对的下表面。所述顶板组件包括被连接以供应第一等离子体的反应性成分到所述处理区域的第一多个等离子体端口。所述顶板组件还包括被连接以供应第二等离子体的反应性成分到所述处理区域的第二多个等离子体端口。

在另一实施方式中，公开了一种用于处理半导体衬底的方法。该方法包括用于将衬底放置在暴露于处理区域的衬底支撑件上的操作。该方法还包括用于产生第一等离子体类型的第一等离子体的操作。该方法还包括用于产生与所述第一等离子体类型不同的第二等离子体类型的第二等离子体的操作。该方法进一步包括用于将所述第一和第二等离子体两者的反应性成分都供应到所述处理区域以影响所述衬底的处理的操作。

在一实施方式中，公开了一种半导体衬底处理系统。该系统包括板组件，该组件具有暴露于等离子体处理区域的处理侧表面。排放通道穿过所述板组件的所述处理侧表面形成，以实现将排放气体从所述等离子体处理区域去除。等离子体微室形成于所述排放通道内。此外，气体供给通道穿过所述板组件形成，以使工艺气体流入所述排放通道中的所述等离子体微室。并且，功率传输部件形成于所述板组件中，以将功率输送到所述等离子体微室，以便在所述排放通道中的所述等离子体微室内将工艺气体转变成等离子体。

在另一实施方式中，公开了一种半导体衬底处理系统。该系统包括具有顶部构件、底部构件和在所述顶部构件和所述底部构件之间延伸的侧壁的室。所述室包括处理区域。衬底支撑件被设置在所述室内。所述衬底支撑件具有被限定为支撑暴露于所述处理区域的衬底的上表面。该系统还包括设置在所述室内所述衬底支撑件上方的顶板组件。所述顶板组件具有暴露于所述处理区域并与所述衬底支撑件的所述上表面相对的下表面。所述顶板组件包括第一组等离子体微室，每一个等离子体微室被形成在所述顶板组件的所述下表面内。所述顶板组件还包括第一气体供给通道网状系统，第一气体供给通道网状系统被形成为使第一工艺气体流入所述第一组等离子体微室中的每一个。所述第一组等离子体微室中的每一个被限定为使所述第一工艺气体转变成暴露于所述处理区域的第一等离子体。所述顶板组件还包括排放通道组，该排放通道组穿过所述顶板组件的所述下表面形成，以实现从所述处理区域去除排放气体。所述顶板组件还包括第二组等离子体微室，该第二组等离子体微室分别在所述排放通道组内形成。所述顶板组件还包括第二气体供给通道网状系统，该第二气体供给通道网状系统被形成为使第二工艺气体流入所述第二组等离子体微室中的每一个。所述第二组等离子体微室中的每一个被限定为使所述第二工艺气体转变成暴露于所述处理区域的第二等离子体。