[发明专利]用于在成形DC脉冲等离子体处理装置中的边缘环控制的电路

说明书

本公开内容涉及相对于位于处理腔室内的基板支撑件上的基板来操纵边缘环处的电压的设备和方法。设备包括基板支撑组件，基板支撑组件具有主体，主体具有嵌入在主体中的基板电极以用于向基板施加电压。基板支撑组件的主体另外具有嵌入在主体中的边缘环电极以用于向边缘环施加电压。设备进一步包括耦合到边缘环电极的边缘环电压控制电路。基板电压控制电路耦合到基板电极。边缘环电压控制电路和基板电压控制电路独立地可调谐，以在边缘环电压与基板电压之间产生电压差。

背景技术

技术领域

本公开内容的示例总体上涉及用于等离子体处理腔室的基板支撑件，并且更具体而言，涉及用于相对于基板支撑件的基板支撑部分改变施加到基板支撑件的边缘环部分的电压以控制等离子体处理腔室中的等离子体壳层的设备和方法。

相关技术说明

随着半导体技术节点随着减小的器件几何尺寸而发展，对基板边缘的临界尺寸均匀性的要求变得更加严格，并影响管芯良率。商用等离子体反应器包括多个可调旋钮以用于控制整个基板上的工艺均匀性，诸如例如，温度、气流、RF功率等。

在处理期间，设置在基板支撑件上的基板可能会经历以下过程，所述过程通常是连续或交替进行的：将材料沉积在基板上并从基板去除或蚀刻材料的部分。在整个基板表面上具有均匀的沉积和蚀刻速率通常是有益的。然而，工艺不均匀性通常存在于整个基板表面上，并且在基板的周边或边缘处可能是显著的。由于不同的离子密度、RF均匀性或先前的处理，基板极端边缘处的蚀刻轮廓可能会偏离基板中心处的蚀刻轮廓。在周边处的这些不均匀性可归因于电场终端影响，有时也称为边缘效应。这些边缘效应减少靠近基板的边缘的可用管芯良率。

本领域中用于获得更好的均匀性的一种技术是调谐施加到设置在基板支撑件上的边缘环的电压，以改变基板边缘处的离子密度。这提供了控制旋钮以控制极端边缘处理轮廓和特征倾斜。这可以通过将第一RF电压施加到嵌入在边缘环中的边缘环电极并将第二RF电压施加到嵌入在基板支撑件中的基板支撑件电极来实现。然而，采用多个RF源电压是昂贵的。存在用于控制等离子体壳层的其他方法和设备，诸如可相对于基板支撑件移动的边缘环。然而，某些电子器件制造工艺受到严格的颗粒要求，这使移动部件是不期望的。可移动边缘环也容易产生电弧。

因此，需要改善基板上的工艺均匀性的设备和方法。

发明内容

本公开内容提供了用于相对于位于基板支撑件上的基板来操纵边缘环处的电压的设备和方法，这用作有效的调节旋钮以控制基板边缘附近的处理轮廓。操纵边缘环的电压可以改善基板上的工艺均匀性。而且，控制边缘环的电压可以帮助控制在基板边缘附近形成的特征的垂直度(即，倾斜度)。

在一个示例中，设备包括基板支撑组件，基板支撑组件具有主体，主体具有基板支撑部分，基板支撑部分具有嵌入在基板支撑部分中的基板电极以用于向基板施加基板电压。基板支撑组件的主体进一步具有设置成与基板支撑部分相邻的边缘环部分。边缘环部分具有嵌入在边缘环部分中的边缘环电极以用于向边缘环施加边缘环电压。设备进一步包括耦合到边缘环电极的边缘环电压控制电路。基板电压控制电路耦合到基板电极。边缘环电压控制电路和基板电压控制电路独立地可调谐，以在边缘环电压与基板电压之间产生电压差。

在另一个示例中，设备包括处理腔室，处理腔室包括：腔室主体；设置在腔室主体上的盖；定位在盖上方的电感耦合等离子体设备；以及定位在腔室主体内的基板支撑组件。基板支撑组件具有主体，主体具有基板支撑部分，基板支撑部分具有嵌入在基板支撑部分中的基板电极以用于向基板施加基板电压。基板支撑组件的主体进一步具有设置成与基板支撑部分相邻的边缘环部分。边缘环部分具有嵌入在边缘环部分中的边缘环电极以用于向边缘环施加边缘环电压。设备进一步包括耦合到边缘环电极的边缘环电压控制电路。基板电压控制电路耦合到基板电极。边缘环电压控制电路和基板电压控制电路独立地可调谐，以在边缘环电压与基板电压之间产生电压差。