[发明专利]用于执行等离子体约束的多外围环装置

说明书

背景技术

等离子体处理方面的进展促进了半导体工业的增长。通过使用等离子体处理系统，衬底可被改造成各种各样的设备，比如微机电系统(MEMS)设备。为了获得竞争优势，制造企业需要能保持工艺参数的严格控制以将浪费最小化并生产出高质量的半导体设备。

为便于讨论，图1示出了具有外围环装置的处理室100的局部视图的简图。看其中的情况，举例来说，衬底106在处理室100内被处理。可将衬底106置于底部电极104之上。在处理室100内，气体可以与射频(RF)电流相互作用以在衬底处理过程中于衬底106和上部电极102之间形成等离子体108。RF电流可从RF源122通过电缆120和RF匹配器120流入处理室100。

为了控制等离子体的形成以及保护处理室壁，等离子体108可被限定在受限容积腔110中，比如由外围环112所包围的区域。除外围环112之外，受约束的容积腔110的外围还可被上部电极102、底部电极104、边缘环114、绝缘环116和118以及室支撑结构128限定。

为了从所述约束区域(受约束的容积腔110)排出气体(比如气体中的中性气体成分)，外围环112可包括多个槽(比如槽126a、126b和126c)。每个槽具有固定的几何形状且被配置为足够大以允许处理后(processed)副产品气体(比如中性气体成分)排出受约束的容积腔110。换句话说，所述处理后副产品气体(比如中性气体成分)可在被涡轮泵134抽出处理室100之前从受约束的容积腔110横穿所述槽至处理室100的外部区域132(外部容积腔)中。

由于所述槽提供从处理室100的受约束的容积腔110内到外部区域132的直视线路(direct line-of-sight)，所以RF电流可以泄漏并存在于处理室100的外部区域132中。在某些条件下，RF场的存在可导致处理后副产品气体(比如中性气体成分)(其已从处理室100的受约束的容积腔110排放至处理室100的外部区域132中)在外部容积腔中发生反应并点燃等离子体142。

如果处理室100内存在高的压强量/水平，则处理室100的外部区域132中的等离子体形成环境存在的可能性会非常大。在实施例中，在衬底处理过程中，所述压强量/水平可能已落至可接受的阈值范围(比如由配方步骤所确立的阈值范围)以下。为了增加受约束的容积腔110内的压强量/水平，可紧固真空阀138。不幸的是，真空阀138的调整不仅可增加受约束的容积腔110内的压强量/水平，也可增加处理室100的外部区域132中的压强量/水平。这样，在这种环境(比如高压环境)中，RF场的存在可导致处理后副产品气体(比如中性气体成分)在受约束的容积腔110外面的区域中发生反应并点燃等离子体142。

因此，用于执行等离子体约束的装置是需要的。

附图说明

在附图中通过实施例的方式而非通过限制的方式来说明本发明，在这些附图中，类似的参考数字符号指代类似的元件，其中：

图1示出了具有外围环装置的处理室100的局部视图的简图。

图2A、2B、2C和2D示出了在本发明的实施方式中，在处理室内的用于执行等离子体约束的多外围环装置的简图。

图3示出了在本发明的实施方式中，具有有用于执行压强控制和等离子体约束的导通控制环的多外围环装置的处理室环境。

具体实施方式

此处参照如附图中所示的本发明的若干实施方式对本发明进行详细描述。在下面的描述中，为了提供对本发明的透彻理解，会阐明大量具体细节。但是，显然地，对本领域技术人员来说，本发明可在没有这些具体细节中的一些甚或全部的情况下被实施。在其他情况下，为了不令本发明产生不必要的含糊，公知的工艺步骤和/或结构不会被详细描述。

下文将描述各种实施方式，包括方法和技术。应当记住的是本发明也可涵盖包含有计算机可读介质的制品，在所述计算机可读介质上存储了用于实现本发明技术的实施方式的计算机可读指令。所述计算机可读介质可包括用于存储计算机可读代码的诸如半导体、磁的、光磁的、光学的或其他形式的计算机可读介质。此外，本发明还可涵盖用于实行本发明实施方式的装置。这样的装置可包括执行与本发明实施方式有关的任务的专用和/或可编程电路。所述装置的实施例包括被适当编程的通用计算机和/或专用计算设备，且可包括适于执行与本发明实施方式有关的各种任务的计算机/计算设备和专用/可编程电路的组合。