[发明专利]用于改变等离子体处理系统中的面积比的方法和装置

说明书

背景技术

等离子体处理的进步促进了半导体工业的增长。半导体工业是一个高度竞争的市场。制造公司能够在不同处理条件下处理衬底的能力赋予了该制造公司对竞争者的优势。因此，制造公司付出了大量的时间和资源来认定用于改善衬底处理的方法和/或装置。

一种可用于执行衬底处理的典型处理系统是电容耦合等离子体(CCP)处理系统。该等离子体处理系统可以被构造为能够在大范围工艺参数下进行处理。然而，近年来，可被处理的器件的类型已经变得更为复杂并且需要更精确的工艺控制。例如，被处理的器件正变得越来越小，具有更细微的特征并且需要对等离子参数(比如跨越该衬底的等离子体密度和均匀度)的更精确的控制以带来更好的成品率。该蚀刻室中的晶圆区域的压强控制是影响等离子体密度和均匀度的工艺参数的一个示例。

半导体器件的制造需要在一个等离子体处理室中使用等离子体进行多个步骤的处理工艺。在(一种或多种)半导体器件的等离子体处理过程中，该等离子体处理室通常对该工艺的每一步都保持在预定压强下。该预定压强可以是通过使用(一个或多个)机械真空泵、(一个或多个)涡轮泵、约束环定位和/或其组合实现的，如同本领域的技术人员所熟知的。

传统上，可以使用阀门总成来对(一个或多个)排气涡轮泵节流以获得压力控制以保持该等离子体处理室中预定的压强条件。替换地或者附加地，该等离子体处理室的等离子体生成区域(例如，由两个电极所密闭并由约束环围绕的区域)中的压强可以通过调整约束环总成的各约束环之间的间隙而控制。调整该间隙控制从该等离子体生成区域的排出气体的流速并因此影响了压强。流出该等离子体生成区域的总气流传导取决于一些因素，包括但不限于，约束环的数量和各约束环之间的间隙的尺寸。

鉴于在多个步骤中处理衬底的需要，其中每个步骤可能涉及不同的压强，高效地控制等离子体处理系统中的压强的能力的改进是非常需要的。

发明内容

在一个实施方式中，本发明涉及一种具有用于处理衬底的等离子体处理室的等离子体处理系统。该等离子体处理室包括上电极，该上电极具有第一上电极部分和第二上电极部分。该第一上电极部分环形围绕该第二上电极部分。该第一上电极部分和该第二上电极部分两者在该处理过程中均接地。该等离子体处理室还包括下电极，该下电极具有第一下电极部分和第二下电极部分。该第一下电极部分接地并环形围绕该第二下电极部分。该第二下电极部分具有被配置为在该处理过程中支撑该衬底的衬底承载面，其中该上电极和该下电极中的至少一个是能够在垂直于该衬底承载面的方向上移动的。该等离子体处理室还包括用于向该第二下电极部分提供射频能量的射频电源，其中该第一下电极部分的上表面是相对于该衬底承载面不共面的以致于该第一下电极部分的该上表面和该第一上电极部分的下表面之间的第一间隙小于该衬底承载面和该第二上电极部分的面对衬底的表面之间的第二间隙。

附图说明

本发明是以附图中各图中的实施例的方式进行描绘的，而不是通过限制的方式，其中类似的参考标号指示类似的元件，其中：

图1显示了，依照本发明的一个实施方式，一种被配置为在上电极总成和下电极总成之间提供可调节间隙的等离子体处理系统的简图。

图2显示了，依照本发明的一个实施方式，对于预定压强，约束环位置(CRP)作为室内间隙的函数的绘图。

图3显示了，依照本发明的一个实施方式，对于不同的室内间隙，多个根据经验推导的传导曲线(描绘了传导与约束环位置的对比)。

图4显示了，依照一个实施方式的本发明，用于利用可调节室内间隙实时控制晶片区域压强的方法400的简化流程图。

图5显示了，依照本发明的一个实施方式，实现射频耦合改变的面积比的园地控制的简化的室。

图6显示了依照本发明的一个实施方式的窄间隙配置。

图7显示了依照本发明的一个实施方式的宽间隙配置。

具体实施方式

现在参考附图所示的一些实施方式详细地描述本发明。在下面的描述中，阐明了许多具体细节以提供对本发明的完全理解。然而，显然，对本领域的技术人员来说，本发明可以无需这些具体细节中的一些或全部而实现。在其它情况下，没有对熟知的处理操作进行详细描述以免不必要地模糊本发明。在其它情况下，没有对熟知的工艺步骤和/或结构进行描述，以免不必要地模糊本发明。