專利名稱：具有可變功率的邊緣電極的制作方法
具有可變功率的邊緣電極
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及基片制造技術(shù)，特別涉及從基片的斜緣去除蝕刻 副產(chǎn)物的i殳備和方法。在基片處理中，例如半導(dǎo)體基片(或晶片)或如在平一反顯示 器制造中使用的玻璃面才反的處理中，往往采用等離子。在基片處理 期間，將基片(或晶片)分為多個(gè)方形或矩形的模片。該多個(gè)模片 的每個(gè)將成為一個(gè)集成電路。然后在一系列步驟中處理該基片，其
中有選擇地去除(或蝕刻)以及沉積材沖牛。將晶體管門電^各的關(guān)4建 尺寸(CD)控制在幾個(gè)納米的等級是最優(yōu)先的，因?yàn)閷δ繕?biāo)門電^各 長度每個(gè)納米的偏離都會(huì)直接影響這些器件的運(yùn)4亍速度和/或可才喿作性。通常，在蝕刻之前，將基片涂覆一層硬化的乳液(如光刻月交 掩才莫)的薄膜。然后有選l奪地去除該硬化的乳液一部分區(qū)^或， -使得 下面的層暴露出來。然后將該基片設(shè)在等離子處理室中的基片支撐 件上。然后將一組適當(dāng)?shù)牡入x子氣體引入該室，并且生成等離子以 蝕刻該基片的暴露區(qū)域。在蝕刻工藝期間，蝕刻副產(chǎn)物(例如由碳(C)、氧(O)、 氮(N)、氟(F)等組成的聚合物)往往在靠近基片邊緣(或斜緣) 的頂部和底部表面上形成。蝕刻等離子密度一般越接近基片邊緣越 低，這導(dǎo)致聚合物副產(chǎn)物在基片斜緣的頂部和底部表面上聚集。通 常，在靠近基片的邊緣沒有模片，例如距基片邊緣大約5mm至大約15mm之間。然而，隨著多個(gè)不同蝕刻工藝導(dǎo)致連續(xù)不斷的副產(chǎn)物 聚合物層沉積在刮-纟彖的頂部和底部表面上，通常牢固并且粘'性的有 機(jī)粘合劑在隨后的處理步驟過程中最終變?nèi)?。那么，在基片邊緣?該頂部和底部表面附近形成的聚合物層將會(huì)脫落或剝落，往往在基 片運(yùn)輸過程中掉落到另一基片上。例如，基片通常經(jīng)由基本上干凈 的容器(通常叫做盒)在多個(gè)等離子處理系統(tǒng)之間成組地移動(dòng)。當(dāng) 將位置較高的基片重新放置在該容器中時(shí)，副產(chǎn)物顆粒(或碎片) 會(huì)掉落在存在模片的位置較低的基片上，有可能影響器件的成品 率。電介質(zhì)薄膜(如SiN和Si02)和金屬薄膜(如Al和Cu)也可 沉積在該殺牛纟彖(包4舌該頂部和底部表面)上，并且不會(huì)在時(shí)刻工藝 期間被去除。這些薄膜也會(huì)聚集并且在最后的處理步驟中剝落，由 此影響器件成品率。另外，該處理室內(nèi)部(如室壁)也會(huì)聚集蝕刻 副產(chǎn)物聚合物，其需要定期清除以避免副產(chǎn)物聚集和室顆粒問題。鑒于前面所述，需要這樣的設(shè)備和方法，提供改進(jìn)的4幾制， 用以去除基片斜緣附近以及室內(nèi)部的蝕刻副產(chǎn)物、電介質(zhì)薄膜和金 屬薄膜以避免聚合物副產(chǎn)物和沉積的薄膜聚集，從而提高工藝成品率。

發(fā)明內(nèi)容
總的來說，所公開的實(shí)施例通過提供一種去除基片斜緣附近 和室內(nèi)部的蝕刻副產(chǎn)物、電介質(zhì)薄膜和金屬薄l奚的結(jié)構(gòu)和方法來滿 足上述需求，從而避免聚合物副產(chǎn)物和沉積的薄膜聚集并且4是高工
藝成品率。應(yīng)當(dāng)i人識到，本發(fā)明可以許多方式來實(shí)玉見，包括:作為工 藝、i殳備或系統(tǒng)。下面描述本發(fā)明多個(gè)創(chuàng)新型實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種等離子處理室，其配置為清潔基片的斜》彖。該等離子處理室包括底部電^L，配置為"l妄收該基片，其 中該底部電極耦接于射頻(RF)電源。該等離子處理室還包4舌頂部 邊纟彖電4及，其圍繞對著該底部電才及的絕纟彖^反。該頂部邊纟彖電才及電氣 接地。該等離子處理室進(jìn)一步包括圍繞該底部電極的底部邊緣電 才及。該底部邊^(qū)彖電擬j寸著該頂部邊纟彖電才及。該頂部邊纟彖電才及、i更在 該底部電才及上的該基片和該底部邊鄉(xiāng)彖電才及配置為生成清潔等離子 以清潔該基片的斜緣。該底部邊緣電極和該底部電才及通過RF電路彼 此電氣耦接，該RF電^各可調(diào)節(jié)以調(diào)節(jié)通過i殳在該底部電才及上的該基 片、該底部邊多彖電極和該頂部邊緣電4及的RF電流的量。在另 一實(shí)施例中，提供一種在處理室中清潔基片的斜緣的方 法。該方法包括將基片設(shè)在該處理室中的底部電極上，其中該底部 電才及耦4妄于射頻(RF)電源。該方法還包4舌將清潔氣體流進(jìn)該處理 室，該方法進(jìn)一步包括通過利用RF電源對該底部電才及通電以及通過 將頂部邊緣電極接地而在該基片的斜緣附近生成清潔等離子以清 潔該釗-纟彖。該處理室具有圍繞只于著底部電才及的絕錄4反的頂吾卩邊纟彖電 極。該頂部邊緣電極電氣接地。圍繞該底部電極的底部邊虛彖電極， 并且對著該頂部邊纟彖電一及。該頂部邊纟彖電才及、i殳在該底部電4及上的 該基片和該底部邊^(qū)彖電才及配置為生成該清潔等離子。該底部邊》彖電 才及和該底部電纟及通過RF電蹈"波此耦4妄，該RF電^各可調(diào)節(jié)以調(diào)節(jié)通 過所設(shè)置的基片之間的RF電流。在另一實(shí)施例中，提供一種等離子處理室，其配置為清潔 基片的斜緣。該等離子處理室包括底部電極，其配置為接收該基片。 該底部電才及配置為通過多個(gè)起頂銷升起該基片，該底部電4及耦4妄至 射頻(RF)電源。該等離子處理室還包4舌圍繞該底部電極的底部邊 纟彖電才及。該底部邊多彖電才及和該底部電才及通過底部介電環(huán)-波此電氣絕 緣，該底部邊纟彖電才及通過RF電^各耦才妄至該底部電4及。該RF電路包 4舌電阻以及該底部電才及與該底部邊纟彖電才及之間的可調(diào)節(jié)電容，該電阻的一端"i殳在該底部邊纟彖電核j口該可調(diào)節(jié)電容之間，該電阻的另一 端接地。該等離子處理室還包括圍繞對著該底部電才及的絕^彖^反的頂 部邊纟彖電一及。該頂部邊纟彖電才及電氣接地。該頂部邊纟彖電才及和該底部 邊纟彖電擬〃波此相對。該頂部邊纟彖電極、該底部電4及和該底部邊纟彖電 極配置為生成清潔等離子以清潔該基片的斜緣。在又一實(shí)施例中，^是供一種等離子處理室，其配置為清潔 基片的殺^彖。該等離子處理室包括底部電才及，配置為4妻收該基片。
該底部電才及耦4妻至射頻(RF)電源。該等離子處理室還包4舌圍繞對
著該底部電極的絕續(xù)4反的頂部邊緣電才及。該頂部邊纟彖電才及電氣接: 地。該等離子處理室進(jìn)一步包括圍繞該底部電極的底部邊《彖電極。
該底部邊纟彖電才及對著該頂部邊纟彖電極。該底部邊纟彖電才及具有L形剖
面，其中該底部邊緣電極的更4妄近該底部電才及的一端比相對的一端 薄。該頂部邊》彖電極、設(shè)在該底部電極上的該基片以及該底部邊緣 電極配置為生成清潔等離子以清潔該基片的斜緣。該底部邊緣電極
和該底部電才及通過RF電踏4皮ot匕電氣耦^妄，i亥RF電3各可調(diào)節(jié)以調(diào)節(jié) 通過所i殳置基片之間的RF電流。本發(fā)明的這些和其他特征將在下面結(jié)合附圖、作為本發(fā)明 示例i兌明的具體描述中變得顯而易見。


通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，將容易理解本發(fā)明，以及 類似的參考標(biāo)號指出相似的元件。圖1A示出按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，帶有一對底部和頂部邊 緣電極的基片蝕刻系統(tǒng)。[15]圖1A-1示出按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，取代電阻152的另一實(shí)施例。圖1B示出按照本發(fā)明 一 個(gè)實(shí)施例，圖1A的》文大區(qū)域B 。 [17]圖1C示出按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，圖lA的i文大區(qū)域A。圖1D示出按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)將可調(diào)節(jié)電容調(diào)節(jié)至
低值時(shí)底部邊緣電極接地。圖1E示出按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，由RF通電的基片以及接 地的頂部邊緣電極和接地的底部邊緣電極生成的斜緣清潔等離子。圖1F示出按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)將可調(diào)節(jié)電容調(diào)節(jié)至 高值時(shí)，將提供給該底部電極的 一部分RF功率提供到底部邊緣電極。圖1 G示出按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，由RF通電的基片和底部 邊緣電極以及接地的頂部邊緣電極生成斜緣清潔等離子。圖2A示出按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，生成斜緣清潔等離子的 工藝流程。圖2B示出4姿照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，另 一生成斜《彖清潔等離
子的工藝《u禾呈。圖2C示出4姿照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，生成室內(nèi)部清潔等離子 的工藝流程。圖2D示出4要照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，另 一生成室內(nèi)部清潔等 離子的工藝流考呈。[26]圖3A示出按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，帶有一對頂部和底部邊 》彖電才及的基片蝕刻系統(tǒng)的示意圖。圖3B示出按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，由RF通電的底部電極和 底部邊緣電極以及接地的頂部邊緣電極生成的斜緣清潔等離子。圖4A示出按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，類似于圖1E清潔斜緣的 處理室的一部分。圖4B示出按照本發(fā)明另 一實(shí)施例，類似于圖1E清潔斜緣的 處理室的一部分。圖4C示出按照本發(fā)明又一實(shí)施例，類似于圖1E清潔斜緣的 處J里室的一部分。
具體實(shí)施例方式改進(jìn)的結(jié)構(gòu)和機(jī)制的多個(gè)示范性實(shí)施例，用以去除基片斜 緣附近和室內(nèi)部的蝕刻副產(chǎn)物、電介質(zhì)薄膜和金屬薄膜，以避免聚 合物副產(chǎn)物和膜聚集并提高工藝成品率。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而 易見的是本發(fā)明可在不4吏用這里所闡述一部分或者全部的具體細(xì) 節(jié)的情況下實(shí)施。圖IA示出按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的室IOO，用以清潔斜緣。 室100具有基片支撐件140,其頂部設(shè)有基片150。該基片支撐件140 是電極，其由RF (射頻)電源123通電，該基片支撐件也可稱為下 電極140。在另一實(shí)施例中，該基片支撐件140是靜電卡盤。對著該 下電極140的是絕緣板163。在一個(gè)實(shí)施例中，氣體輸入161耦接于 該絕緣板163的中間以提供工藝氣體。該基片支撐件還可RF通電或 接地。該基片150具有斜緣117,其包括該基片邊緣的頂部和底部表面，如圖1A的》丈大區(qū)域B和圖1B的放大區(qū)域B所示。圖1B中，殺牛纟彖 117突出顯示為黑實(shí)線和曲線。圍繞下電極140的邊緣，是底部邊鄉(xiāng)彖電極120,其由導(dǎo)電材 料制成，如鋁(A1)、陽極氧化的鋁、娃(Si )和-灰化硅(SiC )。如 果該材料是鋁或陽才及氧化的鋁，該鋁可涂有一層氧化釔(Y203)以 保護(hù)鋁不受該蝕刻化學(xué)制劑的侵蝕。被侵蝕的鋁會(huì)剝落并產(chǎn)生顆粒 問題。在該下電4及140和該底部邊緣電才及120之間，是底部介電環(huán) 121,其將該下電才及140與該底部邊緣電才及120電絕纟彖。在一個(gè)實(shí)施 例中，基片150不4妄觸該底部邊《彖電4及120。在該底部邊》彖電才及120 之外，是另一底部絕》彖環(huán)125,其延伸該底部邊緣電極120面向基片 150的表面。該底部介電環(huán)121和該底部絕緣環(huán)125可由絕纟彖材料制 成，如陶瓷或氧化鋁(A1203)。該底部邊纟彖電才及120與下聚焦環(huán)124 電氣以及實(shí)體連4妄。該底部邊纟彖電才及和該底部電才及通過RF電^各1554皮此電氣連 接，該電路可調(diào)諧以調(diào)節(jié)通過設(shè)在該底部電極140上的基片150、該 底部邊纟彖電4及120和頂部邊纟彖電4及110之間的RF電流的量。在一個(gè)實(shí) 施例中，該下聚焦環(huán)124電氣連4妄到用于該下電才及140的RF電源123。 該下聚焦環(huán)124通過絕緣環(huán)122與該下電極140電氣以及實(shí)體隔離。 該絕緣環(huán)122由介電材料制成，如陶瓷或氧化鋁。該下聚焦環(huán)124接 地。在地與該聚焦環(huán)124之間，是電阻152?；蛘撸?妄照本發(fā)明另一 實(shí)施例，該電阻152可由并4關(guān)于電容153的電阻154替代，如圖1A-1 所示。在該下聚焦環(huán)124和該下電極140的電源之間，是可調(diào)節(jié)電容 151。在一個(gè)實(shí)施例中，該可調(diào)節(jié)電容151和該電阻152構(gòu)成i亥RF電 ;洛?；蛘撸摽烧{(diào)節(jié)電容151和帶有電容153的該電阻154構(gòu)成該RF 電路。
14[35]該底部電才及140井馬4妄于移動(dòng)機(jī)構(gòu)130,其4吏該底部電才及總成 能夠上下移動(dòng)。該底部電4及總成包括該底部電才及140、該底部邊縛^ 電才及120、該底部介電環(huán)121、該底部絕^彖環(huán)125和該絕纟彖環(huán)122。圍繞該絕緣板163是該頂部邊緣電才及110，對著該下邊緣電 才及120。該頂部邊纟彖電才及110可由導(dǎo)電材泮牛制成，如鋁(Al)、陽才及 氧化的鋁、硅(Si)和碳化硅(SiC)。在一個(gè)實(shí)施例中，在該頂部 邊纟彖電才及110和該絕纟彖才反163之間是頂部介電環(huán)111 。在該頂部邊纟彖電 才及110之外，是頂部絕多彖環(huán)115，其延伸該頂部邊^(qū)彖電才及110面向基片 150的表面。該頂部邊纟彖電極110與頂部電才及160電氣以及實(shí)體連^妄， 該電招j妄地。在該頂部電4及160和該絕續(xù)4反163之間是多個(gè)通道164, 其允許處理氣體流到該頂部邊纟彖電極110和該頂部介電環(huán)lll之間的 開口165。該多個(gè)通道164延伸超出該頂部電才及160，并處于該頂部 介電環(huán)111和頂部電才及160之間以及該頂部邊纟彖電才及IIO和該頂部介 電環(huán)lll之間。 一部分靠近開口165的通道165處于圓圈A中，其在圖 1C中》文大。該工藝氣體可通過開口165專lT入該釗-全彖區(qū)域，或通過該 頂部中間氣體輸入161以及該絕緣板163和基片150之間的間隙。另 外，該室壁170^妄;也。該頂部電4及160、該頂部邊纟彖電才及IIO、該頂 部介電環(huán)111 、該頂部絕纟彖環(huán)115和該絕纟彖環(huán)112以及該絕纟I4反163形 成頂部電纟及總成。在在牛纟彖清潔期間，該頂部邊纟彖電才及110通過該頂部電才及160 4妾地。該底部電才及140由該RF源123通電。如上所述，該底部邊》彖電 極120電氣耦接于該下聚焦環(huán)124,其耦接于電阻152和可調(diào)節(jié)電容 151。如上所述，該電阻152可利用并聯(lián)于電容153的電阻154替代， 如圖1A-1所示。在一個(gè)實(shí)施例中，該電阻152的電阻值在大約10歐 與大約100,000歐之間。在一個(gè)實(shí)施例中，該電阻154的電阻^直在大 約10歐與大約100000歐之間，電容153的電容值在大約10pF與大約 1000pF之間。如果將該電容151調(diào)節(jié)至低值(低電容值)，如在大約IO皮法(pF)與大約100pF之間，那么該底部邊緣電極接地，如圖 1D所示。該底部電才及140將RF功率提供至該晶片150以生成等離子。 該基片150和該絕緣板163之間的間距保持非常小，如小于l.Omm, 從而不會(huì)在處于該絕縛^反160下方的該基片表面上產(chǎn)生等離子?？?在該基片150的邊緣附近生成等離子以清潔該斜緣，該接地的底部 邊緣電4及120和該^妄地的頂部邊纟彖電極110^是供返回電3各，如圖1E所 示。在一個(gè)實(shí)施例中，將該RF電路調(diào)節(jié)至接近該RF電源的諧振 頻率的i皆纟展頻率，以〗更允i午該RF電源產(chǎn)生的一部分功率去到該底部 邊緣電4及。所產(chǎn)生的清潔等離子由通過該RF電路4是供到i殳在該底部 電極上的基片以及提供到該底部邊緣電極的RF功率供電，該頂部邊 緣電極作為接地回路。在另 一 實(shí)施例中，將該RF電路調(diào)節(jié)至遠(yuǎn)離該RF功率的諧振 頻率的諧振頻率，以便使該底部邊緣電極變得接近接地。所生成的 清潔等離子由提供到設(shè)在該底部電極上的基片的RF功率通電，并且 4妾地至該頂部邊纟彖電才及和該底部邊纟彖電才及兩者。如果將該電容151調(diào)節(jié)至高值(高電容4直)，如大約100pF 至大約1 OOOOpF ，那么來自該RF電源123的部分RF功率4是供至該下 邊纟彖電4及，如圖1F所示，盡管處于不同的相4立，通常偏離主RF功率 小于90度。如上所述，該電阻152可由并聯(lián)于電容153的電阻154替 代，如圖1A-1所述。在這種情況下，底部邊緣電極120和該晶片150 兩者通過該底部電極提供RF功率以生成等離子。該頂部邊纟彖電極 IIO為該等離子提供返回路徑，如圖1G所示。該底部邊緣電極120 ^是供的RF功率的量可通過調(diào)節(jié)該可調(diào)節(jié)電容151來調(diào)節(jié)。該電容151 和電阻152成為對該刮J彖清潔室的新的工藝調(diào)節(jié)器。[41 ]在基片斜緣清潔工藝期間，該RF電源123提供頻率在大約 2MHz至大約13MHz之間、功率在大約100瓦特至大約2000瓦特之間 的RF功率以生成清潔等離子。該清潔等離子配置為由該頂部介電環(huán) 111、頂部邊纟彖電才及IIO、該頂部絕纟彖環(huán)115、該底部介電環(huán)121、該 底部邊緣電極120和該底部絕緣環(huán)125限制。該清潔氣體可通過該絕 纟彖一反163中心附近的氣體輸入161或氣體通道164提供至該開口 165。 該清潔氣體還可通過該氣體^T入161和該氣體通道164兩者纟是供。例 如， 一種氣體通過該氣體llr入16l4是供，而另一種通過氣體通道164 提供。在另一示例中，總的工藝氣體混合物的一定百分比通過氣體 輸入161^是供，而其余氣體混合物通過氣體通道164^是供。或者，該 清潔氣體還可通過設(shè)在該處理室100其他部件中的氣體輸入提供。為了清潔蝕刻副產(chǎn)物聚合物，清潔氣體可包括含氧氣體， 如02。在一個(gè)實(shí)施例中，也可添加一定量的(如<10%)含氟氣體 (如CF4、 SF6或C2FJ以清潔該聚合物。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，含氮?dú)怏w(如 Nj也可包含在該氣體混合物中。該含氮?dú)怏w幫助分解該含氧氣體。 還可增加惰性氣體(如Ar或He)以稀釋該氣體和/或維持等離子。 為了清潔在該殺牛纟彖117處的電介質(zhì)薄月莫(如SiN或Si02 ),可4吏用含氟 氣體，如CF" SF6或兩種氣體的組合。惰性氣體(如Ar或He)也可 用于稀釋該含氟氣體和/或維持該清潔等離子。為了清潔在該斜緣 117處的金屬薄膜(如Al或Cu),可使用含氯氣體，如Cl2或BCl3,或 兩種氣體的組合。惰性氣體(如Ar或He)也可用來稀釋該含氯氣體 和/或維持該等離子以清潔該金屬薄膜。在一個(gè)實(shí)施例中，該頂部邊》彖電才及110和該底部邊纟彖電招^ 120之間的間3巨，DEE,相比該底部邊纟彖電才及120或頂部邊纟彖電才及110 最近的接地距離(Dw)相對較小。在一個(gè)實(shí)施例中，該間距DEE在 大約0.5cm至大約2.5cm之間。在一個(gè)實(shí)施例中，Dw/Dee的比大于大 約4:1，其確保等離子約束。在一個(gè)實(shí)施例中，Dw是從該底部邊緣
17電極120至附近的接地的室壁170的距離。在該斜緣清潔工藝期間， 該室壓4呆持在大約1 OOmTorr至大約2Torr之間。在一個(gè)實(shí)施例中，該 絕緣板163和基片150之間的間距，Ds，小于大約l.Omm以確保在該 殺+桑彖清潔工藝期間沒有等離子在該頂部電才及160和該基片150之間 形成。在另一實(shí)施例中，Ds小于0.4mm。圖1E和1G中，生成的等離子是電容耦合清潔等離子。或者， 該底部邊緣電極120可由埋設(shè)在介電材料中的電感線圈替代。在這 個(gè)實(shí)施例中，該電容151設(shè)在高值，將RF功率提供至該電感線圈。 所生成的清潔該斜緣的等離子是電容耦合等離子(由該底部電極 140生成)和電感耦合等離子(由該底部邊緣電極120生成)的混合 物。電感耦合等離子通常比電容耦合等離子密度高，并且可有效地 清潔該4+纟彖。該基片邊纟彖附近以及該頂部邊緣電才及110與該底部邊纟彖電 極120之間生成的等離子清潔該基片的基片斜緣。該清潔幫助降低 聚合物在該基片斜緣處的聚集，其降低或者消除影響器件成品率的 顆賴:在夾陷的可能性。圖2A示出按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，用以清潔該基片斜緣的 工藝流程200。該工藝開始于步驟201，將基片設(shè)在處理室中的底部 電極上。該工藝隨后是，在步驟202通過氣體輸入將清潔氣體流入 該處理室。該氣體專俞入可才是供該清潔氣體至該處理室的中間或該處 理室的邊緣。在步驟203，然后通過使用RF電源對該底部電極通電 以及通過將頂部邊緣電極和底部邊緣電極接地而在該基片的斜緣 附近生成清潔等離子。對于這個(gè)實(shí)施例，該底部邊纟彖電4及和底部電 才及之間的該可調(diào)節(jié)電容i殳在〗氐值。圖2B示出按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，另 一用于清潔該基片斜 纟彖的工藝流程250。該工藝開始于步驟251,將基片^L在處理室中的底部電4及上。該工藝之后是在步驟252,通過氣體llr入將清潔氣體
流進(jìn)該處理室。該氣體輸入可提供該清潔氣體至晶片中間或該晶片
邊緣。在步驟253，然后通過使用RF電源對該底部電才及和底部邊緣 電極供電以及通過將頂部邊緣電極接地而在該基片斜緣附近生成 清潔等離子。對于這個(gè)實(shí)施例，該底部電極和該底部邊纟彖電4及的可 調(diào)節(jié)電容設(shè)在高值。如上所述，圖1E中，該RF電源123提供RF功率，其傳遞通 過該基片150以與該-接地頂部邊纟彖電才及110和底部邊纟彖電才及120—起
生成清潔等離子。該清潔等離子圍繞該斜緣并清潔該斜緣。由于直 流電RF通過該基片，靠近該斜緣的基片表面具有DC電勢。該基片 上的DC電勢導(dǎo)致較高的離子能量以及在該斜緣處的較高的蝕刻率。 類似地，圖1G所示的實(shí)施例也在靠近該斜緣的基片表面上具有DC 電勢，該實(shí)施例具有提供到該基片150和該底部邊緣電極120的RF 功率以及4妻地的頂部邊纟彖電才及IIO 。圖1 A所示的構(gòu)造還可用來生成等離子以清潔該室內(nèi)部。在 該室內(nèi)部清潔期間，將該基片150乂人該處理室100去除。所以，該工 藝也可稱為無晶片自動(dòng)清潔(WAC)。在一個(gè)實(shí)施例中，該處理室 內(nèi)壓強(qiáng)保持為低于500mTorr。較低的室壓允許該清潔等離子分散到 整個(gè)室內(nèi)部。對于無晶片自動(dòng)清潔(或稱為室內(nèi)部清潔，不必再要 求該絕緣板163和基片150之間的距離(Ds)小于大約1.0mm。類似 地，也不必再要求該頂部邊纟彖電4及110和該底部邊纟彖電4及120之間的 距離(DEE)在大約0.5cm至大約2.5cm之間。室內(nèi)部清潔等離子不 需要限制在該頂部邊纟彖電才及110和底部邊纟彖電才及120之間或在該頂 部絕緣環(huán)115和底部絕緣環(huán)125之間。該清潔等離子需要擴(kuò)散到整個(gè) 室內(nèi)部以書刀底清潔。在WAC(或室內(nèi)部清潔)，該RF功率4是供到該底部電才及140， 該可調(diào)節(jié)電容151調(diào)節(jié)至^/f直，在一個(gè)實(shí)施例中。該頂部邊纟彖電^L110和該底部邊》彖電才及120兩者^妻地。在另一實(shí)施例中，該可調(diào)節(jié)電 容可設(shè)在高值以允許來自該RF源123的部分RF功率去到該底部邊 緣電極以在該處理室的邊緣附近生成較高密度的清潔等離子，從而 允許更有效地清潔室壁或靠近室壁的部件。如上所述，為了清潔該斜纟彖，所4吏用的RF功率的頻率在大 約2MHz至大約60MHz之間，或多個(gè)頻率的混合。為了清潔該室內(nèi) 部，該RF功率的頻率在大約2MHz至大約60MHz之間，或多個(gè)頻率 的混合。用來清潔室內(nèi)部的等離子一般比用來清潔斜緣的等離子具 有專交高的等離子密度；所以，用來清潔該室內(nèi)部的RF功率比用來清 潔該斜^^的RF功率具有更高的頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，該RF源123 是雙頻功率發(fā)生器。耳又決于聚集在該室內(nèi)部的殘留物，可應(yīng)用不同的化學(xué)制劑 以進(jìn)行WAC。所聚集的殘留物可以是光刻膠、介電材料(如氧化物 和氮化物)或者導(dǎo)電材料(如鉭、氮化鉭、鋁、硅或銅)。這里提 到的材料僅僅是示例。該創(chuàng)新性的概念還可應(yīng)用于別的合適的介電 材料或?qū)щ姴牧稀D2C示出按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，用于清潔該基片斜緣的 工藝流程270。該工藝開始于可選的步驟271，從處理室去除基片， 假設(shè)在該處理室中有基片。如果在該處理室中沒有基片(或晶片)， 仍可以開始室內(nèi)部清潔(或WAC)。這種情況下，不需要步驟271。 該工藝隨后是，在步驟272,通過氣體1#入將清潔氣體流進(jìn)該處理 室。該氣體輸入可l是供該清潔氣體至該處理室的中間或至該處理室 的邊纟彖。在步艱《273,然后通過4吏用RF電源對該底部電4及通電以及 將頂部邊纟彖電4及和底部邊緣電招j妄地而在該處理室內(nèi)部生成清潔 等離子。對于這個(gè)實(shí)施例，該底部邊緣電極和底部電極之間的可調(diào) 節(jié)電容設(shè)在低值。[54]圖2D示出按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，另 一清潔該基片斜緣的 工藝流禾呈290。該工藝開始于可選的步驟291, ^口果處理室內(nèi)有基片， 從處理室去除基片。如果該處理室內(nèi)沒有基片(或晶片)，仍可以 開始室內(nèi)部清潔(或WAC)。在這種情況下，就不需要步驟291。該 工藝隨后是，在步驟292,通過氣體輸入將清潔氣體流進(jìn)該處理室。 該氣體輸入可提供該清潔氣體至晶片的中間或至該晶片的邊緣。在 步驟293，然后通過使用RF電源對該底部電極和底部邊緣電極通電 以及將頂部邊》彖電招j妻地而在該處理室內(nèi)生成清潔等離子。對于這 個(gè)實(shí)施例，該底部電極和該底部邊緣電才及之間的可調(diào)節(jié)電容設(shè)在高 值。圖1A和1D-1G描述的實(shí)施例具有擱在該底部電才及140上的 晶片150?；蛘?，該底部電極中可以有起頂銷145，其將該基片150 升起遠(yuǎn)離該底部電才及140，如圖3A所示。在一個(gè)實(shí)施例中，該基片 150和該底部電才及140之間的3巨離在大約0.05mm至大約0.95mm之 間。該基片150和該絕緣板163之間的距離保持較小，例如小于大約 l.Omm,以防止在基片150表面和該絕緣板163之間形成等離子。在 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該距離保持為低于0.4mm。因?yàn)樵摶?50不再 接觸該底部電才及140,所以RF功率不通過該基片150以生成等離子。 該RF電^各調(diào)節(jié)為允"i午一部分RF功率去到該底部邊纟彖電4及120以在 該斜緣附近生成等離子。在一個(gè)實(shí)施例中，該可調(diào)節(jié)電容設(shè)在高值 以允許部分RF功率去到該底部邊纟彖電才及120以在該釗^彖附近生成等 離子。圖3B示出按照本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例，該清潔等離子的電子流。 由于該底部電極140和晶片底部之間的間隙小(〈大約1.0mm),所以 在該基片背側(cè)沒有等離子形成。在該底部,邊^(qū)彖電才及120和該頂部邊 緣電極110之間產(chǎn)生等離子。
21[57]圖4A示出底部邊鄉(xiāng)彖電才及120'的另 一實(shí)施例，其中部分底部 邊纟彖電4及120'和該底部絕纟彖環(huán)125i殳計(jì)為更4妄近該頂部邊纟彖電才及110 和該頂部絕^彖環(huán)115?？煽拷摶?50的邊鄉(xiāng)彖生成等離子以清潔該 斜纟彖，該4妾地底部邊纟彖電4及120和該4妻;也頂部邊纟彖電才及11(^是供返回 電氣路徑，類似于圖1E所示的邊緣電極。但是，在這個(gè)設(shè)計(jì)中，更 好地限制了等離子。該頂部邊緣電極110和該底部邊緣電極120，的高 的部分之間的-巨離DEEII小于該頂部邊*彖電才及IIO和該底部邊*彖電 120'的低的部分之間的距離DEH。如上所述，較小的DEEn有助于限 制等離子。在一個(gè)實(shí)施例中，D孤與DEeh的比是大約2:1。或者，該 底部電極120具有平的頂部表面，而該頂部邊緣電極110，是"L"形， 如圖4B所示，以佳:得該頂部邊纟彖電才及IIO，和該底部邊纟彖電才及120之間 的距離DEEn'小以更好地限制等離子。在又一實(shí)施例中，該頂部邊緣 電極110，和該底部邊緣電極120，兩者都是"L，，形，如圖4C所示，以 使得該頂部邊緣電極110，和該底部邊緣電極120'之間的距離DEEn"小 以更好地限制等離子。清潔斜緣和室內(nèi)部的設(shè)備和方法減少不期望的在該基片或 室內(nèi)部的蝕刻副產(chǎn)物和沉積的薄膜的聚集，并且增強(qiáng)器件成品率。盡管為了清楚理解的目的，相當(dāng)詳細(xì)地描述前述發(fā)明，但 是顯然在所附4又利要求的范圍內(nèi)可實(shí)施某些變化和》務(wù)改。所以，當(dāng) 前的實(shí)施例應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是說明性的而非限制性的，并且本發(fā)明不限于 這里所鄉(xiāng)會(huì)出的細(xì)節(jié)，而是可以在所附片又利要求的范圍和等同方式內(nèi)修改。
權(quán)利要求
1.一種等離子處理室，其配置為清潔基片的斜緣，該室包括底部電極，其配置為接收該基片，其中該底部電極耦接至射頻(RF)電源；頂部邊緣電極，其圍繞對著該底部電極的絕緣板，該頂部邊緣電極電氣接地；和底部邊緣電極，其圍繞該底部電極，該底部邊緣電極對著該頂部邊緣電極，其中該頂部邊緣電極、設(shè)在該底部電極上的該基片和該底部邊緣電極配置為生成清潔等離子以清潔該基片的斜緣，其中該底部邊緣電極和該底部電極通過RF電路彼此電氣耦接，該RF電路可調(diào)節(jié)以調(diào)節(jié)通過設(shè)在該底部電極上的該基片、該底部邊緣電極和該頂部邊緣電極之間的RF電流的量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理室，其中該RF電路調(diào)節(jié)至 接近該RF電源的諧振頻率的諧振頻率以允許部分由RF電源 生成的RF功率去到該底部邊緣電極，所產(chǎn)生的清潔等離子由 通過該RF電路提供到設(shè)在該底部電極上的基片以及提供到該 底部邊緣電4及的RF功率供電，并且4吏該頂部邊緣電極作為接 地回路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理室，其中該RF電路包括電 阻和該底部電4及和該底部邊纟彖電才及之間的可調(diào)節(jié)電容，該電阻 的一端i殳在該底部邊纟彖電才及和該可調(diào)節(jié)電容之間，以及該電阻 的另一端4妄i也。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子處理室，其中該可調(diào)節(jié)電容設(shè)在 大約lOOpF至大約lOOOOpF之間的相只t高^直以及該電阻的j直 設(shè)在大約10歐至大約100000歐之間以將該RF電路調(diào)節(jié)至接 近該RF電源的諧振頻率的諧振頻率，以便允許由該RF電源 產(chǎn)生的部分RF功率去到該底部邊緣電極，所產(chǎn)生的清潔等離 子由通過該RF電路提供到設(shè)在該底部電極上的基片以及提供 到該底部邊纟彖電才及的RF功率供電，并且使該頂部邊纟彖電4及作 為4妄;l也回^各。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理室，其中該RF電路調(diào)節(jié)至 遠(yuǎn)離該RF電源的諧振頻率的諧振頻率以使得該底部邊纟彖電極 變得接近接地，所產(chǎn)生的清潔等離子由提供到設(shè)在該底部電極 上的基片的RF功率供電，并且接「;也至該頂部邊^(qū)彖電4及和該底 部邊纟彖電才及兩者。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子處理室，其中該可調(diào)節(jié)電容設(shè)在 大約10pF至大約100pF之間的相對低值以及該電阻的4直在大 約10歐至大約100000歐之間以將該RF電^各調(diào)節(jié)至遠(yuǎn)離該 RF電源的諧振頻率的諧振頻率，從而使該底部邊緣電極變得 接近接地，所產(chǎn)生的清潔等離子由提供到設(shè)在該底部電才及上的 基片的RF功率供電，并且4妄地至該頂部邊鄉(xiāng)彖電極和該底部邊 纟彖電々及兩者。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理室，進(jìn)一步包括頂部絕》彖環(huán)，其圍繞并津禹4妄于該頂部邊鄉(xiāng)彖電才及，其中該 頂部絕多彖環(huán)面向該基片的表面與該頂部邊*彖電才及面向該基片 的表面7于齊；牙口底部絕癥彖環(huán)，其圍繞并耦接于該底部邊^(qū)彖電極，其中該 底部絕纟彖環(huán)面向該頂部絕纟彖環(huán)的表面與該底部邊纟彖電4及面向 該頂部邊纟彖電纟及的表面乂于齊。
8. 才艮據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子處理室，其中該頂部絕鄉(xiāng)彖環(huán)和該 底部絕》彖環(huán)幫助限制該清潔等離子。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理室，其中該底部邊緣電極或 頂部邊纟彖電才及到最近的沖妄地的距離與該頂部邊纟彖電才及和該底 部邊^(qū)彖電才及之間的距離的比大于大約4:1。
10. #4居權(quán)利要求1所述的等離子處理室，進(jìn)一步包括氣體豸lr入，其嵌入該絕纟彖板以I是供工藝氣體以Y更清潔該 基片的斜緣。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理室，進(jìn)一步包括多個(gè)氣體通道，其嵌入頂部電極總成以將工藝氣體提供 至該基片的邊緣附近以便清潔該基片的斜緣，該總成包括該絕 緣板和頂部邊緣電極。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理室，其中該RF功率的頻率 在大約2MHz至大約60MHz之間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理室，其中該絕緣板和該基片 面向該絕緣板的表面之間的距離小于大約1 .Omm。
14. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子處理室，其中該底部邊^(qū)彖電才及和 該底部電極由底部介電環(huán)彼此電氣絕纟彖。
15. —種清潔處理室中基片的斜緣的方法，包括將基片設(shè)在該處理室的底部電極上，其中該底部電才及耦4妄至射頻(RF)電源；^奪清潔氣體流進(jìn)該處理室；和通過利用RF電源對該底部電沖及通電以及將頂部邊緣電 極接地而在該基片的斜緣附近生成清潔等離子以清潔該斜緣， 其中該處理室具有圍繞對著該底部電極的絕緣板的頂部邊緣電極，該頂部 邊緣電極電氣4妄地，和圍繞該底部電極的底部邊緣電才及，該底 部邊》彖電才及對著該頂部邊》彖電才及，其中該頂部邊緣電才及、i殳在 該底部電才及上的該基片和該底部邊桑彖電才及配置為生成i亥清潔 等離子，其中該底部邊緣電極和該底部電極通過RF電贈(zèng) 波此 電氣耦接，該RF電路可調(diào)節(jié)以調(diào)節(jié)通過設(shè)在該底部電才及上的 該基片、該底部邊纟彖電才及和該頂部邊纟彖電4及之間的RF電流的 量。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中該RF電路調(diào)節(jié)至才妄近該 RF電源的諧振頻率的諧振頻率以允許由RF電源生成的部分 RF功率去到該底部邊緣電極，所產(chǎn)生的清潔等離子由通過該 RF電路提供到設(shè)在該底部電極上的基片以及4是供到該底部邊 緣電極的RF功率供電，并且使該頂部邊緣電極作為4妄地回路。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中該RF電^各調(diào)節(jié)至遠(yuǎn)離該 RF電源的諧振頻率的諧振頻率以使得該底部邊緣電4及變得接 近接地，所產(chǎn)生的清潔等離子由提供到設(shè)在該底部電極上的基 片的RF功率供電，并且接地至該頂部邊緣電才及和該底部邊緣 電才及兩者。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括保持該絕緣板面向該基片的表面與該基片之間的距離小于1.0mm以防止在該絕緣板和該基片的正面之間形成等離子。
19. 一種等離子處理室，配置為清潔基片的斜緣，該處理室包括底部電才及，其配置為4妄收該基片，其中該底部電才及配置 為通過多個(gè)起頂銷升起該基片，該底部電極耦4妻至射頻(RF ) 電源；底部邊緣電極，其圍繞該底部電才及，該底部邊桑彖電才及和 該底部電4及由底部介電環(huán);波此電氣絕纟彖，該底部邊纟彖電才及通過 RF電路電氣耦接至該底部電極，其中該RF電路包括電阻以 及該底部電才及與該底部邊纟彖電4及之間的可調(diào)節(jié)電容，該電阻的 一端i殳在該底部邊纟彖電才及和該可調(diào)節(jié)電容之間，該電阻的另一 端接地；和頂部邊多彖電4及，其圍繞對著該底部電才及的絕緣澤反，該頂 部邊纟彖電4及電氣4妄i也，該頂部邊纟彖電才及和該底部邊纟彖電核J皮此 相只t,其中該頂部邊纟彖電才及、該底部電才及和該底部邊纟彖電才及配 置為生成清潔等離子以清潔該基片的斜緣。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的等離子處理室，其中該可調(diào)節(jié)電容設(shè) 在大約1 OOpF至大約1 OOOOpF之間的相對高{直以及該電阻的 值在大約10歐至大約100000歐以將該RF電^各調(diào)節(jié)至4妄近該 RF電源的諧振頻率的諧振頻率以1更允許部分由該RF電源生 成的RF功率去到該底部邊^(qū)彖電才及，所生成的清潔等離子通過 該RF電^各由纟是供至該底部邊緣電極的RF功率通電，并使得 該頂部邊纟彖電才及起到〗妄地回3各的作用。
21. —種清潔處J里室的室內(nèi)部的方法，包#舌乂人該處理室去除基片；將清潔氣體流進(jìn)該處理室；和通過利用RF功率通電該底部電才及而生成清潔等離子以 清潔該室內(nèi)部，其中底部邊緣電極圍繞該底部電極，該底部邊緣電才及和該底 部電極由底部介電環(huán)彼此電氣絕緣，該底部邊皇彖電極通過可調(diào) 節(jié)電容電氣耦4妻于該底部電極，該底部邊纟彖電4及通過電阻耦4妄 于接地；和圍繞對著該底部電極的絕纟彖板的頂部邊纟彖電才及，該 頂部邊纟彖電才及電氣4妄地，該頂部邊纟彖電才及和該底部邊纟彖電相J皮 jt匕相只于，其中該頂部邊纟彖電才及、該底部電才及和"i亥底部邊纟彖電才及 配置為生成該清潔等離子。
22.—種等離子處理室，配置為清潔基片的斜鄉(xiāng)彖，該處理室包括底部電才及，其配置為4妾收該基片，其中該底部電擬J禺4妾 至射頻(RF)電源；頂部邊鄉(xiāng)彖電才及，其圍繞對著該底部電才及的絕緯4反，該頂 部邊緣電才及電氣4妾地；和底部邊纟彖電4及，其圍繞該底部電才及，該底部邊纟彖電招J于 著該頂部邊纟彖電才及，該底部邊緣電才及具有L形剖面，該底部 邊纟彖電擬j妄近該底部電才及的一端比相只于端薄，其中該頂部邊纟彖 電極，設(shè)在該底部電極上的該基片，和該底部邊緣電4及配置為 生成清潔等離子以清潔該基片的斜緣，其中該底部邊緣電極和 該底部電4及通過RF電絲"波此電氣井禹4妄，該RF電^各可調(diào)節(jié)以 調(diào)節(jié)通過i殳在該底部電才及上的該基片、該底部邊緣電才及和該頂 部邊纟彖電才及之間的RF電流的量。
全文摘要
這些實(shí)施例提供了去除該基片斜緣上和附近以及室內(nèi)部的蝕刻副產(chǎn)物、電介質(zhì)薄膜和金屬薄膜的結(jié)構(gòu)和機(jī)制，以避免聚合物副產(chǎn)物和沉積的薄膜的聚集以及提高工藝成品率。在一個(gè)示范性的實(shí)施例中，提供一種等離子處理室，其配置為清潔基片的斜緣。該等離子處理室包括底部電極，其配置為接收該基片，其中該底部電極耦接至射頻(RF)電源。該等離子處理室還包括圍繞對著該底部電極的絕緣板的頂部邊緣電極。該頂部邊緣電極電氣接地。該等離子處理室進(jìn)一步包括圍繞該底部電極的底部邊緣電極。該底部邊緣電極對著該頂部邊緣電極。該頂部邊緣電極、設(shè)在該底部電極上的該基片和該底部邊緣電極配置為生成清潔等離子以清潔該基片的斜緣。該底部邊緣電極和該底部電極通過RF電路彼此電氣耦接，該RF電路可調(diào)節(jié)以調(diào)節(jié)通過設(shè)在該底部電極上的該基片、該底部邊緣電極和該頂部邊緣電極之間的RF電流的量。
文檔編號H01L21/3065GK101627461SQ200880007329
公開日2010年1月13日 申請日期2008年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月5日
發(fā)明者安德拉斯·庫蒂, 安德魯·D·貝利, 格雷戈里·S·塞克斯頓 申請人:朗姆研究公司