[发明专利]用于原位晶片边缘和背侧等离子体清洁的系统和方法

说明书

本发明涉及用于原位晶片边缘和背侧等离子体清洁的系统和方法。具体而言，下电极板接收射频功率。第一上板定位成平行于所述下电极板并与其间隔开。接地的第二上板定位成邻近所述第一上板。电介质支承体在所述下电极板与所述第一上板之间的区域中提供对工件的支撑。在所述第一上板的中央位置处供应净化气体。处理气体被供应到所述第一上板的外周。所述电介质支承体将所述工件定位成邻近并平行于所述第一上板，使得所述净化气体流过所述工件的顶面，以便防止处理气体流过所述工件的顶面，并且使所述处理气体绕着所述工件的外周边缘并且在所述工件下方流动。

本申请是2014年07月18日提交的中国申请号为201410345448.7、发明名称为“用于原位晶片边缘和背侧等离子体清洁的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体上涉及半导体制造领域，更具体地涉及用于原位晶片边缘和背侧等离子体清洁的系统和方法。

背景技术

在半导体芯片的制造过程中，衬底经过一系列材料沉积和去除处理以在最终形成功能性集成电路设备的衬底上形成多种导电材料和电介质材料的图案。在多种材料去除处理过程中，即，在蚀刻过程期间，在衬底的等离子体密度通常很低的边缘区会形成蚀刻副产物的材料。蚀刻副产物的材料可以是半导体芯片制造中使用的任何材料类型，并且通常包括由碳、氧、氮、氟等等构成的聚合物。由于蚀刻副产物材料形成在衬底的外缘附近，蚀刻副产物材料会变得不稳定并且从衬底脱离/分离，从而成为衬底的制造半导体芯片的其他部分的潜在材料污染的来源。此外，在多种制造工艺期间，副产物材料会粘附到衬底背侧表面的任何暴露部分上，从而成为衬底的关键部分的潜在材料污染的另一个来源。因此，在衬底上制造半导体器件期间，必须从衬底的外缘和衬底的背侧去除有问题的副产物材料。正是在这种背景下提出本发明。

发明内容

在一个实施方式中，公开了一种半导体处理系统。所述系统包括下电极板和射频电源，所述射频电源被连接上以供应射频功率到所述下电极板。所述系统还包括定位成平行于所述下电极板并与其间隔开的电介质上板。所述系统还包括上电极板，所述上电极板定位成邻近所述电介质上板，使得所述电介质上板位于所述下电极板与所述上电极板之间。上电极板电性连接至参考地电位。所述系统还包括电介质支承体，所述电介质支承体被限定为以电绝缘的方式将工件支撑在所述下电极板与所述电介质上板之间的区域内。所述系统还包括净化气体供应通道，所述净化气体供应通道形成为供应净化气体到所述下电极板与所述电介质上板之间在所述电介质上板的中央位置处的区域。所述系统还包括处理气体供应通道，所述处理气体供应通道形成为供应处理气体到所述下电极板与所述电介质上板之间在所述电介质上板的外周的区域。所述电介质支承体被限定成当所述工件存在于所述电介质支承体上时将所述工件定位成处于邻近并且基本上平行于所述电介质上板的位置，使得所述净化气体在所述电介质上板与所述工件的顶面之间从所述净化气体供应通道流过所述工件的顶面，以便防止所述处理气体流过所述工件的顶面，并且使所述处理气体绕着所述工件的外缘以及在所述工件下方流入所述下电极板与所述工件的底面之间的区域中。

在一个实施方式中，公开了一种用于对工件的外周区域和底面进行等离子体清洁的方法。所述方法包括将工件的底面定位在电介质支承体上，该电介质支承体被限定成以电绝缘的方式将工件支撑在下电极板的上表面与电介质上板的下表面之间的区域中。上电极板定位成邻近电介质上板的上表面。下电极板被连接上以接收射频功率。上电极板电性连接至参考地电位。所述方法还包括定位电介质支承体使得工件的顶面与电介质上板的下表面间隔窄间隙，并且使得在工件的底面与下电极板的上表面之间存在开口区域。所述方法还包括使净化气体流到工件的顶面与电介质上板的下表面之间的窄间隙内的中央位置处，使得净化气体沿远离中央位置的方向朝着工件的外周流过窄间隙。所述方法还包括使处理气体流到工件的位于窄间隙外面的外周区域。所述处理气体流入所述工件的底面与所述下电极板的上表面之间的所述区域中。所述方法还包括供应射频功率到下电极板，以便绕着工件的外周区域以及在工件的底面与下电极板的上表面之间的区域中使处理气体转化成等离子体。