[发明专利]用于等离子体处理装置的等离子体挡环及其使用的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体衬底的等离子体处理。更具体地，本发明涉及用于俘获（trap）在等离子体处理过程中释放的不挥发的副产品的挡环和方法。

背景技术

集成电路形成于晶片或半导体衬底，在其上形成图案化微电子层。在衬底的处理过程中，往往采用等离子体来在衬底上沉积膜或者蚀刻膜的预期部分（intended portion）。收缩的特征尺寸和下一代微电子层中的新材料的实现对等离子体处理设备提出了新的要求。较小的特征、较大的衬底尺寸和新的处理技术要求等离子体处理装置的改进以控制等离子体处理的条件。

发明内容

此处所公开的是一种在半导体衬底上执行等离子体工艺的等离子体处理装置的等离子体挡环。该等离子体处理装置包括真空室，所述半导体衬底被加载到该真空室中以及从该真空室被卸载。所述半导体衬底由位于所述真空室内的衬底支撑件支撑且所述半导体衬底被支撑在所述衬底支撑件的顶表面上。工艺气体被引介到所述真空室中并通过能量源被激发成等离子体且所述工艺气体通过排气口被真空泵排出所述真空室。所述等离子体挡环围绕所述衬底支撑件的外周且作为一个整体被设置在所述半导体衬底的顶表面或者被设置在所述半导体衬底的顶表面下面，将所述真空室的内部空间分割成在所述等离子体挡环上面的等离子体空间和在所述等离子体挡环下面的排气空间。所述等离子体挡环包括内支撑环和外支撑环，其中竖直间隔周向地重叠的矩形叶片（vertically spaced apart circumferentially overlapping rectangular blade）被设置在所述内支撑环和所述外支撑环之间。每一个间隔重叠的叶片具有主表面（major surface）区域且所述间隔重叠的叶片阻挡从所述等离子体空间到所述排气空间的视线，其中所述叶片被构造来在诸如不挥发的蚀刻副产品之类的副产品从所述等离子体空间撤离（evacuate）而进入所述排气空间之前捕获该副产品。

此处所公开的还有一种用于在半导体衬底上执行等离子体工艺的等离子体处理方法。该方法包括将工艺气体引介到真空室中，其中所述半导体衬底被支撑在衬底支撑件上。等离子体通过利用能量源激发所述真空室中的工艺气体被生成。用所述等离子体处理所述半导体衬底，而所述等离子体处理的副产品通过排气口从所述真空室移除。在退出该室之前，所述工艺气体和副产品通过具有间隔重叠的矩形叶片的等离子体挡环，所述叶片具有被构造来捕获不挥发的副产品的主表面。所述等离子体挡环围绕所述衬底支撑件且将所述真空室的内部空间分割成等离子体工艺空间和排气空间。

附图说明

图1示出了根据本文所讨论的优选实施方式可被使用的电感耦合等离子体处理装置。

图2A-C示出了具有间隔重叠的叶片的等离子体挡环的实施方式，所述叶片相对于待处理的半导体衬底的顶表面以倾斜的角度排布。

图3A-3C示出了具有间隔重叠的叶片的等离子体挡环的替代实施方式，所述叶片在平行于待处理的半导体衬底的顶表面的垂直偏移的平面中具有主表面。

具体实施方式

现在将参考本发明的如附图中所示的一些优选实施方式对等离子体处理装置的等离子体挡环的实施方式进行详细描述。在下面的描述中，许多具体细节被陈述以便提供对本文所公开的实施方式的透彻理解。但显而易见的是，对本领域技术人员而言，本文所公开的实施方式可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下被实施。另一方面，公知的工艺步骤没有被详细描述以免不必要地模糊本文所公开的等离子体处理装置的等离子体挡环的实施方式。

此处所公开的是一种用于在半导体衬底上执行等离子体工艺的等离子体处理装置。在一实施方式中，该等离子体处理装置是电感耦合等离子体处理装置。在替代的实施方式中，该等离子体处理装置是电容耦合等离子体处理装置。该等离子体处理装置包括真空室，单个半导体衬底在其中被支撑在衬底支撑件的顶表面上。工艺气体供应源（supply）将工艺气体输送到该真空室中且该气体被能量源激发成等离子体。该工艺气体通过至少一个排气口被真空泵装置（vacuum pumping arrangement）排出真空室。等离子体挡环被设置在真空室中，将该真空室分成等离子体空间和排气空间。