[发明专利]混合式等离子体处理系统

说明书

背景技术

等离子体处理系统长期以来一直被用于处理衬底(例如晶片或平板或LCD面板)以形成集成电路或其它电子产品。普遍的等离子体处理系统尤其可以包括电容耦合等离子体处理系统(CCP)或电感耦合等离子体处理系统(ICP)。

在纯电容耦合等离子体处理系统中，可以使用RF能量对一个或多个电极进行供电以电容感应等离子体，然后将所述等离子体用于处理衬底。在示例性CCP系统中，可以将衬底设置在一个电极的顶部上(所述电极还充当夹盘或工件夹持器)。然后可以使用一个或多个RF电源对衬底支撑电极进行供电。

另一个电极可以被设置在衬底上方并且可以是接地的。这两个板之间相互作用会产生电容耦合等离子体以对衬底进行处理。

电感耦合等离子体处理系统倾向于在需要较高密度等离子体时被使用。电感耦合等离子体处理腔室通常使用电感线圈来电感激发并且维持用于处理的等离子体。ICP系统和CCP系统这两者均是本领域公知的并且在这里将不进一步作详细说明。

然而，如本领域技术人员所熟知，与CCP系统相比，ICP系统提供不同范围的等离子体密度、化学过程、解离特征、离子能控制等，并且存在不同的可维护性问题和优点/缺点。本发明人在本发明中认识到，很多时候，期望在CCP腔室中具有与ICP系统有关的特征，反之亦然。这种混合式系统将提供这两者中最好的，并且还将提供控制旋钮和操作范围以及可维护性优点(诸如原位清洁)，这原先在单独利用ICP技术或单独利用CCP技术的腔室的情况下是不可能的。

本发明涉及用于建立和操作混合式等离子体处理系统的系统和方法，所述混合式等离子体处理系统组合了ICP腔室和CCP腔室这两者的特征和功能。

附图说明

通过举例的方式而非通过限制的方式在附图的图中图解本发明，并且其中相似的附图标记指代相似的元件，并且其中：

图1示出了根据本发明的一个实施方式的混合式上部电极的简化剖视图。

图2示出了根据本发明的一个实施方式的混合式上部电极的简化俯视图。

图3示出了根据本发明的一个实施方式的混合式等离子体处理系统。

具体实施方式

现在将参考如附图中所图解的本发明的几个实施方式来详细描述本发明。在以下描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的全面理解。然而，对于本领域技术人员来说将显而易见的是，可以在不存在这些具体细节中的一些或全部的情况下实施本发明。在其它情况下，未对公知的工艺步骤和/或结构进行详细描述以免不必要地使本发明不清晰。

在下文描述了各种实施方式，包括方法和技术在内。应当记住的是，本发明还可能涵盖包括上面存储有用于执行本发明技术的实施方式的计算机可读指令的计算机可读介质的制品。计算机可读介质可以包括例如半导体、磁性、光磁性、光学或其它形式的用于存储计算机可读代码的计算机可读介质。此外，本发明还可以涵盖用于实施本发明的实施方式的装置。这种装置可以包括用以执行与本发明的实施方式有关的任务的专用电路和/或可编程电路。这种装置的示例包括通用计算机和/或被适当编程时的专用计算器件，并且可以包括被适配用于与本发明的实施方式有关的各种任务的计算机/计算器件和专用电路/可编程电路的组合。

本发明在一个或多个实施方式中涉及一种能够以电容耦合模式、电感耦合模式或这两者同时运行的混合式等离子体处理系统。在一个或多个实施方式中，所述混合式等离子体处理系统具有包括下部电极的腔室。该下部电极由在千赫或兆赫(包括数十或数百兆赫)范围内的一个或多个RF电源，使用一个或多个RF信号供电。衬底在等离子体处理期间被设置在下部电极上。

该混合式等离子体处理系统还包括混合式上部电极，该混合式上部电极至少包括由具有第一电阻率的材料形成的第一板。优选地，该第一材料是例如高电阻率材料，诸如高电阻率(相对于低电阻率)Si或SiC。接地导电板在与第一板相比远离(更进一步离开)下部电极的方向上被设置在第一板上方。

在接地导电板上方是至少一个电感线圈，该至少一个电感线圈被配置成电感耦合等离子体以对衬底进行处理。该电感线圈通常由RF电源供电，该RF电源可以在千赫或兆赫的范围内，该范围包括数十或数百兆赫。在一个或多个实施方式中，该电感线圈被设置在形成于导电结构或导电板中的通道内部。电感线圈和/或封装电感线圈的导电结构与接地导电板相比被设置在相对于下部电极的更远处。