[发明专利]一种可减少基片背面聚合物的结构

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体处理装置领域，尤其涉及一种可减少基片背面聚合物并且保证对基片处理的均一性的结构。

背景技术

在基片的等离子体蚀刻过程中，如图1所示，在等离子体蚀刻室内设置有基座1’，位于该基座1’表面上的支撑件3’，该支撑件通常为静电卡盘3’(ESC)，以及埋设在该静电卡盘3’中的直流电极4’。在该静电卡盘3’上安装待蚀刻的基片2’。该等离子体室内还包含围绕设置在基座1’的外周侧的绝缘环11’，该绝缘环11’可由石英制成；位于绝缘环11’之上、且靠近并围绕基片2’设置的聚焦环12’，该聚焦环12’同时设置在基片2’的背面周缘部分之下，即该聚焦环12’的上表面与基片2’的背面之间设有间隙；以及围绕聚焦环12’设置的覆盖环14’，其用于覆盖在所述的绝缘环11’之上。

进行蚀刻时，在等离子体处理室内对蚀刻反应气体(由一种或多种气体组成)施加能量以将气体激励形成等离子体，并且在该等离子体处理室中存在可用于产生和维持中等密度或高密度的等离子体的射频(RF)能量、微波能量和/或磁场；由于等离子体的加热使基片边缘的聚焦环12’具有很高的温度，而且该温度高于可使该聚焦环12’上的碳氟化合物或碳氢化合物热裂解的温度，由于基片2’是由温控装置(如静电夹盘与基片间流动的氦气)控温的，从而它具有比聚焦环12’低的温度，所以热解后的碳氟化合物或碳氢化合物会在相对低温的基片2’的背部边缘20’沉积并重新形成基片聚合物(而这也是导致基片背面形成聚合物的主要原因)，导致后续工艺步骤中需对这些堆积的聚合物进行进一步处理。这会大大地降低生产效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种可减少基片背面聚合物的结构，同时，该结构可增强对基片蚀刻的均一性。

为了达到上述目的，本发明提供一种可减少基片背面聚合物的结构，其围绕设置于一等离子体处理室中的基片基座的外周侧，所述基片的边缘突出于所述的基座的上表面的边缘；所述的减少基片背面聚合物的结构包含：一聚焦环，其围绕设置于所述基座的外周侧；该聚焦环具有一延伸部，其至少部分地延伸至基片背面的边缘之下；以及一导体环，其设置于基片的背面之下，并且介于所述基座的外周侧及所述聚焦环的延伸部之间。

其中，所述的导体环可由硅、碳化硅或者石墨等材料制成。

所述的聚焦环(包括第一聚焦环以及第二聚焦环)可由半导体或导体材料制成，包括硅(例如单晶硅或多晶硅)、硅碳化物(例如通过由化学气相沉积得到的硅碳化物)、铝氧化物、铝氮化物、硅氮化物、或者石英等。由于在基片的等离子体蚀刻过程中，该聚焦环将会直接暴露在等离子体中，因此，可优选高纯度材料来制成该聚焦环，例如硅(例如单晶硅或多晶硅)、或者硅碳化物(例如通过由化学气相沉积得到的硅碳化物)等。

本发明的另一种技术方案中，所述的聚焦环可以沿其延伸部的上表面分隔形成第一聚焦环和第二聚焦环；其中，所述的第一聚焦环围绕设置于所述基座的外周侧；所述的第二聚焦环包含延伸部，其至少部分地延伸至基片背面的边缘之下。

本发明中，所述的导体环的上表面和所述聚焦环延伸部的上表面是位于同一平面的。

本发明中，所述的等离子体处理室中还包含有围绕设置于所述基座的外周侧的绝缘环；所述的聚焦环和导体环设置于该绝缘环之上，且覆盖整个绝缘环的顶部表面。

其中，所述的绝缘环可由陶瓷材料(如硅氧化物，也就是石英，或铝氧化物)，或者聚合物材料(如聚酰亚胺)等制成。优选的，使用石英材料来制成该绝缘环。

进一步，本发明所述的可减少基片背面聚合物的结构，还包含一围绕聚焦环的外周侧设置的覆盖环，其覆盖在所述的绝缘环的外径处上表面之上。或者，该覆盖环可以是在聚焦环上形成的径向向外延伸的部分，即覆盖环与聚焦环是一体形成的。

进一步，本发明所述的可减少基片背面聚合物的结构，还包含若干贯穿设置在绝缘环中的冷却通道，其传递冷却物体至聚焦环和/或导体环。

根据上述提供的可减少基片背面聚合物的结构，本发明还提供一种包含该结构的等离子体处理室，该等离子体处理室具有：基片，用于放置该基片的基座，以及围绕设置于该基座的外周侧的可减少基片背面聚合物的结构；其中，

所述的基片的边缘突出于所述的基座的上表面的边缘；

所述的减少基片背面聚合物的结构包含：一聚焦环，其围绕设置于所述基座的外周侧；该聚焦环具有一延伸部，其至少部分地延伸至基片背面的边缘之下；以及一导体环，其设置于基片的背面之下，并且介于所述基座的外周侧及所述聚焦环的延伸部之间。