[发明专利]用于宽传导套件的方法和设备

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。芯片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，制造公司有专门的时间和资源来认定用于改善衬底处理的方法和/或设备。

可被用于执行衬底处理的一种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被构造为能够以多个工艺参数进行处理，其中每个都有很宽的范围。然而，近年来，可被处理的器件的类型已经变的更加复杂并且需要更多的工艺控制。例如，现在处理的器件变得更小，具有更细微的特征，并且需要对比如等离子体密度和跨越该衬底的均匀性等等离子参数的更精确的控制以获得更好的成品率。跨越该衬底的气流是影响蚀刻轮廓和蚀刻速率均匀性的工艺参数的一个示例。

为了便于讨论，图1显示了一种现有技术等离子体处理室的简图。等离子体处理系统100可以是单频、双频、三频或多频电容放电系统。例如，射频(RF)可包括但不限于2、27和60兆赫(MHz)。它还可以是电感耦合系统(ICP)或CCP-ICP混合式的。

在图1的实施例中，下电极总成(assembly)可以被配置为至少有聚焦环102和卡盘104以在等离子体处理过程中将衬底(未示以简化说明)保持在适当的位置。卡盘104可以是例如静电卡盘，并且可以由RF电力供应(未示以简化说明)提供RF电力。接地延伸环110(可以是由铝制成的)可以通过RF隔离环108与聚焦环102隔开。接地延伸环110可以由覆盖环112覆盖(覆盖环112可以是由石英制成的)以在等离子体处理过程中保护铝制接地延伸环110免受等离子体损伤。

如图1的实施例中所示的，上电极总成可以被配置为至少有上电极114，其可以被构造为类似喷淋头(shower head)。上电极114可以接地(未示以简化说明)。

在等离子体处理过程中，气流可以是通过导管(未示)供应的并且可以穿过气体分布集管116。该气体可在室内间隙118中被电气激励为等离子体。等离子体可是由一组约束环(120a、120b、120c和120d)约束的。中性气体物质可以穿过一组约束环间隙(122a、122b、122c和122d)(其配置于该组约束环(120a、120b、120c和120d)之间)，并且可以穿过壁中的阀由真空泵(未示)从该室排出。

在图1的实施例中，等离子体处理的压强可以通过提供该气流的气体传导(即，该组约束环间隙(122a-d))限定。从该气体分布集管到该排气口的气流路径的总气流传导依赖于一些因素，包括但不限于，约束环的数量和这些约束环之间的间隙的尺寸。例如，在具有很小的室内间隙118的约束等离子体反应器中，一组约束环中的约束环的数量是被该很小的室内间隙118的空间约束所限制的。该组约束环间隙(122a-d)中的每个约束环间隙都能够通过轴124调节。间隙可以通过轴124的前进而控制。当轴124向下移动时，约束环120会落在接地延伸环112的外部肩部上而间隙122会被挤塌，顺序是122c、122b和122a。

考虑这种情况，例如，其中前沿工艺应用需要极端的气体停留时间，其中该工艺的一个或多个步骤可能需要超出该间隙控制的最大容量的气流传导水平。在这样一种工艺中，该衬底(未示)可能需要从等离子体处理室100卸载，并且在能够提供所需的气流传导的另一个室中处理。

从上文可以看出，更短的气体停留时间可能需要穿过该处理室跨越该衬底的气体传导的增加。然而，该气体传导可能受硬件特征的限制，例如，一组约束环中约束环的数量和/或一组约束环之间的间隙的尺寸，以将等离子体约束在具有非常小的室内间隙的处理室中。出于在半导体工业内保持竞争力的需要，增强电容耦合等离子体处理系统的能力是极为需要的。

发明内容

在一个实施方式中，本发明涉及一种用于控制等离子体处理室内的气流传导的设备。该等离子体处理室包括被配置有面对下电极设置的上电极，该下电极适于支撑衬底。该设备包括被配置为同心围绕该下电极的接地环。该接地环包括形成于其中的第一组径向狭槽。该设备还包括约束环装置。该约束环装置包括至少第一组可折叠约束环和第二组可折叠约束环，该第二组可折叠约束环被配置为可移动地耦合于该第一组可折叠约束环。该设备进一步包括被配置为至少折叠和展开该第一组可折叠约束环和该第二组可折叠约束环以控制穿过该第一组径向狭槽的气流传导在以下两种状态之间的机构：(a)ON状态，其中穿过该第一组径向狭槽的气流不被该第二组可折叠约束环阻碍，以及(b)OFF状态，其中穿过该第一组径向狭槽的该气流被该第二组可折叠环阻碍。