專利名稱：具有電介質(zhì)蓋層的邊緣電極的制作方法
具有電^h質(zhì)蓋層的邊緣電極
背景技術(shù)：
本發(fā)明大體涉及基片制造技術(shù)，特別涉及除去來(lái)自基片
的斜面邊緣的刻蝕副產(chǎn)品的裝置和方法。在基片——例如，半導(dǎo)體基片(或晶片)或如在平板顯示器制造中使用的玻璃面板等——的處理中，經(jīng)常使用等離子體。在基片處理過(guò)程中，該基片(或晶片) 一皮分成多個(gè)正方形或長(zhǎng)方形的晶粒(die)。該多個(gè)晶粒中的每一個(gè)都會(huì)成為集成電^各。然后在一系列步驟中對(duì)該基片進(jìn)行處理，在這些步驟中，選擇性的除去(或刻蝕)和沉積材料。對(duì)晶體管門的臨界尺寸(CD)在幾納米量級(jí)上的控制是最重要的，因?yàn)榕c目標(biāo)門長(zhǎng)度的每一納米的偏差都可能直接影響這些器件的運(yùn)算速度和/或可操作性。通常，在刻蝕之前基片是^皮硬化乳劑層薄膜(比如光阻掩膜)涂覆的。然后將該硬化乳劑層區(qū)域選擇性的除去，使得下面層的一些部分暴露出來(lái)。然后將該基片放置在等離子體處理室中的基片支撐結(jié)構(gòu)上。然后將一組合適的氣體引入該室并產(chǎn)生等離子體以刻蝕該基片的暴露區(qū)域。在刻蝕過(guò),呈中，在靠近基片邊^(qū)彖(或殺+面邊鄉(xiāng)彖(beveledge ))的頂部表面和底部表面上，經(jīng)常形成刻蝕副產(chǎn)品，例如由石友(C)、氧(O)、氮(N)、氟(F)等組成的聚合物?？涛g等離子體的密度在該基片邊緣附近通常更低，這導(dǎo)致聚合物副產(chǎn)品在該基片斜面邊緣的頂部和底部表面上的積聚。通常，在該基片邊纟彖附近，例如離該基片邊緣約5毫米到約15毫米之間，不存在晶粒。然而， 隨著連續(xù)的副產(chǎn)品聚合物層由于不同的刻蝕處理而沉積在該4斗面 邊緣的頂部和底部表面上，通常非常堅(jiān)固而且粘著的有機(jī)粘結(jié)會(huì)最 終在后續(xù)處理步驟中變?nèi)?。那時(shí)在該基片邊緣的頂部和底部表面附 近形成的該聚合物層在基片轉(zhuǎn)移過(guò)程中可能會(huì)剝落或脫落，通常會(huì) 落在另一塊基片上。例如，基片通常是經(jīng)由大體上清潔的容器(經(jīng) 常被稱為盒子)在等離子體處理系統(tǒng)之間成組移動(dòng)。當(dāng)放置在專交高 位置的基片在該容器中移動(dòng)位置(reposition)時(shí)，副產(chǎn)品孩i粒(或 剝片)可能落到存在晶粒的較低的基片上，有可能影響器件產(chǎn)量。
如SiN和Si02等電介質(zhì)膜和如鋁和銅等金屬膜，也可能沉 積在該斜面邊緣(包括頂部和底部表面)上而且在刻蝕過(guò)程中沒有 被除去。這些薄膜也可能積聚并在后續(xù)的處理步驟中剝落，由此影 響器件產(chǎn)量。另外，該處理室的內(nèi)部，比如室壁，也會(huì)聚積刻蝕副 產(chǎn)品聚合物，需要定期將其除去以避免副產(chǎn)品聚積和室內(nèi)微粒問(wèn) 題。
鑒于此，需要這樣的裝置和方法，其提供除去該基片斜 面邊緣附近以及室內(nèi)部的刻蝕副產(chǎn)品、電介質(zhì)膜和金屬膜，以避免 聚合物副產(chǎn)品和沉積膜的聚積并改善處理產(chǎn)量的改進(jìn)才幾制。發(fā)明內(nèi)容
大體上說(shuō)，通過(guò)提供除去該基片斜面邊緣附近和室內(nèi)部 的刻蝕副產(chǎn)品、電介質(zhì)"莫和金屬力莫，以避免聚合物副產(chǎn)品和沉積薄 膜的聚積并提高處理產(chǎn)量的改進(jìn)的機(jī)制，所揭示的實(shí)施方式滿足了 這種需要。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以用多種方式完成，包括工藝、裝 置或系統(tǒng)。下面描述本發(fā)明的幾個(gè)創(chuàng)造性實(shí)施方式。
在一個(gè)實(shí)施方式中，l是供一種配置為清潔基片的殺+面邊緣的等離子體處理室。該等離子體處理室包括配置為接收該基片的 基片支架。該等離子體處理室還包括圍繞該基片支架的底部邊緣電 極。該部邊緣電極和該基片支架由底部電介質(zhì)環(huán)彼此電性隔離。該 底部邊緣電極面對(duì)該基片的表面被底部電介質(zhì)薄層覆蓋。該等離子 體處理室進(jìn) 一 步包括圍繞與該基片支架相對(duì)的頂部絕緣體板的頂 部邊緣電才及。該頂部邊緣電才及電性接地。該頂部邊緣電極面對(duì)該基 片的表面纟皮頂部電介質(zhì)薄層覆蓋。該頂部邊纟彖電才及和該底部邊纟彖電 才及-波此相對(duì)而且配置為產(chǎn)生清潔等離子體以清潔該基片的該殺牛面 邊緣。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，^是供一種在處理室中清潔基片的 斜面邊》彖的方法。該方法包括在該處理室中的基片支架上》文置基 片，以及將清潔氣體流入該處理室。該方法還包括通過(guò)用RF電源對(duì) 底部邊多彖電才及加電和4吏頂部邊多彖電才及4妄;也而在該基片的該4+面邊 緣附近產(chǎn)生清潔等離子體以清潔該斜面邊緣。該底部邊緣電極圍繞 該基片支架。該底部邊纟彖電才及和該底部電招^皮底部電介質(zhì)環(huán)-波此電 性隔離。該底部邊*彖電才及面對(duì)該基片的表面#皮底部電介質(zhì)薄層覆 蓋。該頂部邊^(qū)彖電4及圍繞與該基片支架相對(duì)的絕^彖體^反。該頂部邊 鄉(xiāng)彖電才及面對(duì)該基片的表面凈皮頂部電介質(zhì)薄層覆蓋。[OOIO]在又一個(gè)實(shí)施方式中，4是供一種清潔處理室的室內(nèi)部的 方法。該方法包括^人該處理室除去基片，以及4奪清潔氣體流入該處 理室。該方法還包4舌通過(guò)用RF電源對(duì)底部邊纟彖電才及加電并^f吏頂部邊 纟彖電招^妄;也，在該處理室中產(chǎn)生清潔等離子體以清潔該室內(nèi)部。該 底部邊緣電極圍繞該基片支架。該底部邊緣電極和該底部電才及被底 部電介質(zhì)環(huán)4皮此電性隔離。該底部邊全彖電才及面對(duì)該基片的表面^皮底 部電介質(zhì)薄層^隻蓋。該頂部邊鄉(xiāng)彖電才及圍繞與該基片支架相對(duì)的絕續(xù)-體板。該頂部邊緣電極面對(duì)該基片的表面被頂部電介質(zhì)薄層覆蓋[OOll]通過(guò)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得非常明顯，其中附圖是用本發(fā)明的原理的示例的方式 進(jìn)行描繪的。


通過(guò)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明，可以很容易地理解 本發(fā)明，且同類的參考標(biāo)號(hào)代表同類的結(jié)構(gòu)元件。
圖1 A顯示了依照本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施方式，具有一乂于頂部和底部邊緣電極的基片刻蝕系統(tǒng)的示意圖。
圖1B顯示了依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，放大了的圖1A 中的區(qū)i或B。
圖1C顯示了依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，放大了的圖1A 中的區(qū)i或A。
圖1C-1顯示了依照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，放大了的 圖lA中的區(qū)i或A。
圖1D顯示了依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，放大了的圖1A 中的區(qū)i或C。
圖1D-1顯示了依照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，放大了的 圖lA中的區(qū)i或C。
圖1E顯示了依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，由RF加電的底 部電極和接地的頂部邊緣電極產(chǎn)生的斜面邊緣清潔等離子體。
圖1F顯示了依照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，由RF加電的 底部電極和接地的頂部邊緣電極產(chǎn)生的斜面邊緣清潔等離子體。
圖2A顯示了依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，產(chǎn)生斜面邊緣 清潔等離子體的處理流程。
圖2B顯示了依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，產(chǎn)生室內(nèi)部清 潔等離子體的處理流程。
具體實(shí)施方式
提供除去該基片斜面邊緣附近和室內(nèi)部的刻蝕副產(chǎn)品、 電介質(zhì)膜和金屬膜，以避免聚合物副產(chǎn)品和薄膜聚積并改善處理產(chǎn) 量的改進(jìn)的結(jié)構(gòu)和機(jī)制的 一 些示例性實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員來(lái)說(shuō)，顯然，沒有此處所列的具體細(xì)節(jié)的一些或全部，本發(fā)明 仍然可以實(shí)^見。
圖1 A顯示了依照本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施方式，用于清潔基片 斜面邊緣的清潔室100 。清潔室IOO具有放上了基片150的基片支架 140。在一個(gè)實(shí)施方式中，該基片支架140是一個(gè)電才及。在這種情況 下，該基片支架140也被稱為底部電極。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該 基片支架140是一個(gè)靜電卡盤。絕緣體板163與該基片支架140相對(duì)。 該絕緣體板163也被稱為頂部絕緣體板163。在一個(gè)實(shí)施方式中，有 耦合于該絕緣體板163中心的氣體進(jìn)口161以提供處理氣體?；蛘撸?可以通過(guò)其它結(jié)構(gòu)將處理氣體供應(yīng)至基片150的邊^(qū)彖。該基片支架 140或者是由絕緣材料制成的，或者如果該基片支架140是由導(dǎo)電材 料制成的話，則耦合于具有高電阻值的電阻器152。在一個(gè)實(shí)施方 式中，該電阻器的電阻大于lMohm?！酱舫衷摶Ъ?40具有高電 阻率以防止從耦合于該邊緣電極之一的該RF電源吸收RF能量。如 圖1A中的區(qū)域B和圖1B中放大了的區(qū)域B所示該基片150具有斜面 邊纟彖117，其包4舌該基片邊,彖的頂部和底部表面。在圖1B中，用加 津且實(shí)直線和曲線來(lái)突出殺+面邊鄉(xiāng)彖117。的邊緣，有由如鋁(Al)、陽(yáng)極化鋁、 石圭(Si)和石友化石圭(SiC)等導(dǎo)電材沖+制成的底部邊緣電才及120。該 底部邊緣電極120的表面由電介質(zhì)薄層126覆蓋。在一個(gè)實(shí)施方式 中，電介質(zhì)薄層126的厚度在約0.01毫米到約1毫米之間。在另一個(gè) 實(shí)施方式中，該厚度在約0.05毫米到約0.1毫米之間。該電介質(zhì)薄層 126可以用許多方式施加或形成， 一種方式是通過(guò)沉積工藝完成的。 或者，該電介質(zhì)薄層126可以是與該底部邊緣電極120獨(dú)立形成并累 加在該底部邊纟彖電才及120上的。
為了進(jìn)行該沉積處理，將該底部邊緣電極120放入室中， S夸生長(zhǎng)fU匕物的^匕學(xué)制品(oxide growing chemicals );危入該室以促 進(jìn)該電介質(zhì)薄層126的形成。在一個(gè)實(shí)施方式中，該電介質(zhì)薄層126 的電介質(zhì)材料是一種類型的二氧化硅。該電介質(zhì)薄層126也可以由 其它類型的材料限定，包括而不限于，氧化4乙(丫203 )、氧化鋁(A1203 )、石友化石圭(SiC)。在一個(gè)實(shí)施方式中，提供該電介質(zhì)薄層 126以減少該處理室中的污染物。例如，如果該下電才及120是由鋁(Al)制成的，鋁在該清潔等離子體中會(huì)形成化合物，比如具有等 離子化(plasmarized )根(比如氟才艮)的氟化鋁(A1F3 )。該氟才艮會(huì) 腐蝕該電才及。當(dāng)氟化鋁增長(zhǎng)到一定尺寸，其會(huì)乂人該電才及剝落并在該 處理室中產(chǎn)生賴:粒。因此，想要有下電極120的蓋層。該蓋層材料 在該清潔等離子體中應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定的(或惰性的)。該電介質(zhì)薄蓋層 126會(huì)減少處理室的微粒問(wèn)題并增加器件產(chǎn)量。
在該基片支架140和該底部邊緣電極120之間，有底部電 介質(zhì)環(huán)121, ^奪該基片支架140和該底部邊》彖電才及120電性隔離。在 一個(gè)實(shí)施方式中，基片150不接觸該底部邊緣電極120。在該底部邊 緣電極120之外，還有另一個(gè)底部絕緣環(huán)125,其延伸了該底部邊緣 電極120的面對(duì)基片150的表面。該底部電介質(zhì)環(huán)121和該底部絕緣 環(huán)125可以是由絕纟彖才才沖+，比3口陶瓷或氧4b鋁(A1203 )制成的。該底部邊纟彖電才及120電性及物理耦合于下部聚焦環(huán)124。在一個(gè)實(shí)施方 式中，該下部聚焦環(huán)124電性耦合于該基片支架140的該RF電源123。 該下部聚焦環(huán)124由絕*彖環(huán)122與該基片支架140電性及物理隔離。 在一個(gè)實(shí)施方式中，該絕^彖環(huán)122是由電介質(zhì)材一牛，比如陶資或氧 化鋁制成的。該底部邊纟彖電才及120通過(guò)該下部聚焦環(huán)124由RF電源 123RF力口電。該基片支架140耦合于移動(dòng)才幾構(gòu)130，其使得該底部電 極組件可以上下移動(dòng)。在此實(shí)施例中，該底部電極組件包括該基片 支架140、該底部邊纟彖電才及120、該底部電介質(zhì)環(huán)121、該底部絕纟彖 環(huán)125和該絕緣環(huán)122 。
頂部邊纟彖電才及IIO圍繞該絕纟彖體4反163并于該下邊緣電扭_ 120相對(duì)。該頂部邊纟彖電才及110可以是由導(dǎo)電材泮牛，比如鋁(Al)、 陽(yáng)極化鋁、硅(Si)和碳化硅(SiC)制成的。在一個(gè)實(shí)施方式中， 頂部電介質(zhì)環(huán)111在該頂部邊纟彖電才及110和該絕纟彖體^反163之間。在該 頂部邊緣電極110之外，有頂部絕緣環(huán)115，其延伸該頂部邊緣電極 110面對(duì)基片150的表面。該頂部邊緣電極110電性及物理耦合于接地 的頂部電極160。另夕卜，該室壁1704妄:1也。該頂部電極160、該頂部 邊纟彖電4及110、該頂部電介質(zhì)環(huán)lll、該頂部絕纟彖環(huán)115和該絕纟彖環(huán)112 和該絕全彖體^反163形成上電才及組^牛。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該頂部 電才及160 RF加電而該底部邊纟彖電4及120電'l"生接:i也。
基于上面針對(duì)該電介質(zhì)薄層126所述的相同原因，該頂部 邊緣電極110的該表面也被電介質(zhì)薄層116覆蓋。在一個(gè)實(shí)施方式中， 該電介質(zhì)薄層116的厚度與上面所述的該電介質(zhì)薄層126在大概相 同的范圍內(nèi)。該電介質(zhì)薄層116i殳置于該頂部邊^(qū)彖電才及110上方。4十 對(duì)電介質(zhì)薄層126所述的沉積和形成處理以及材料都適用于電介質(zhì) 薄層116。
圖1C顯示了圖1A中圈出的區(qū)域A，其顯示了依照本發(fā)明 的一個(gè)實(shí)施方式，具有該電介質(zhì)覆蓋薄層116的該頂部邊緣電極110?；蛘撸撾娊橘|(zhì)覆蓋薄層116，的該表面同該頂部電介質(zhì)環(huán)111的表面 和該頂部絕鄉(xiāng)彖環(huán)115的表面一才羊高，如圖1C-1所示。圖1D顯示了圖 1A中圈出的區(qū)域C,其顯示了，依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，具有 該電介質(zhì)覆蓋薄層126的底部邊緣電極120。或者，該底部電介質(zhì)覆 蓋薄層126，的該表面同該底部電介質(zhì)環(huán)121的表面和該底部絕鄉(xiāng)彖環(huán) 125的表面一樣高，如圖1D-1所示。在斜面邊緣清潔過(guò)程中，該頂 部邊纟彖電一及110通過(guò)該頂部電纟及160沖妄;也。該底部邊纟彖電^L120通過(guò) 該RF電源123力口電。在一個(gè)實(shí)施方式中，該RF功率在約2MHz到約 60MHz之間。
如上所述，底部邊纟彖電才及120上方的該電介質(zhì)薄層126和 該頂部邊纟彖電才及110上方的該電介質(zhì)薄層116<呆護(hù)該底部邊纟彖電擬_ 120和該頂部邊緣電極110免于腐蝕并減少該處理室中的微粒數(shù)量。 該電介質(zhì)薄層126、 116的厚度應(yīng)當(dāng)保持足夠小從而該底部邊緣電極 120和頂部邊緣電極110仍然可以用作電極。如上所述，電介質(zhì)薄層 126和116的厚度在約0.01毫米到約1毫米之間。在另一個(gè)實(shí)施方式 中，電介質(zhì)薄層126和116的厚度在約0.05毫米到約0.1毫米之間。該 電介質(zhì)薄層126可以是用多種方式施加或形成的， 一種方式是通過(guò) 沉積工藝。其它方法包括在該邊纟彖電才及上方噴淋該電介質(zhì)薄層?；?者，依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，該電介質(zhì)薄層126可以是與該底 部邊緣電極120獨(dú)立形成并積累在該底部邊緣電極120上的。
保持該基片150和絕緣板160之間的間隔很小，比如小于 l.O毫米，以1更不會(huì)在該絕縛4反160下方的該基片表面之間產(chǎn)生等離 子體。該頂部絕纟彖環(huán)115和底部絕纟彖環(huán)125還幫助約束纟皮約束于該殺牛 面邊纟彖附近的等離子體。
保持該基片150和該絕緣板163之間的間隔很小，例如小 于與1 .O毫米，以《更不會(huì)在該絕縛4反160下方的該基片表面之間產(chǎn)生 等離子體。等離子體可以在該基片150的該邊緣附近產(chǎn)生以清潔該4牛面邊纟彖，該接j也的底部邊纟彖電才及120和該沖妄i也的頂部邊纟彖電才及IIO 4是供電學(xué)回^各，如圖1E所示。
依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，等離子體可在該基片150 的該邊緣附近產(chǎn)生以清潔該斜面邊纟彖，該接地的頂部邊緣電極IIO 才是供電學(xué)回^各，如圖1E所示。也可以^使用其它的電源和4妄:地布置。 例如，依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，通過(guò)^1尋RF電源I禺合于該頂部電 才及160將該頂部邊纟彖電才及110 RF力。電，并通過(guò)將該下部聚焦環(huán)124才妻 地而將該底部邊纟彖電才及120電性4妄地，如圖1E所示。重點(diǎn)在于該頂 部邊纟彖電4及和該底部邊纟彖電才及兩者每一個(gè)諸l^皮電介質(zhì)薄層覆蓋以 ^呆護(hù)該邊纟彖電纟及的該表面。
在基片斜面邊緣清潔處理過(guò)程中，該RF電源123以約 2MHz到約60MHz之間的頻率、約100瓦到約2000瓦之間的功率供應(yīng) RF能量以產(chǎn)生清潔等離子體。該清潔等離子體4皮配置為^皮該頂部電 介質(zhì)環(huán)lll、頂部邊緣電極IIO、該頂部絕纟彖環(huán)115、該底部電介質(zhì)環(huán) 121、該底部邊緣電4及120和該底部絕緣環(huán)125約束。該清潔氣體(一 種或多種)是通過(guò)該絕緣體板163的中心的該氣體進(jìn)口161供應(yīng)的。 或者，該清潔氣體(一種或多種)還可以是通過(guò)配置在處理室IOO 的其它部分的氣體進(jìn)口(一個(gè)或多個(gè))供應(yīng)的。
為了清潔刻蝕副產(chǎn)品聚合物，清潔氣體可以包括含氧氣 體，比如02。在一個(gè)實(shí)施方式中，還可以添加一定量(比如<10%)的含氟氣體，比如CFp SF6或C2F6以清潔該聚合物?？梢岳斫?，含 氮?dú)怏w，比如N2，也可以被包括入該氣體混合物中。該含氮?dú)怏w幫 助含氧氣體的溶解。還可以添加惰性氣體，比如Ar或He，以稀釋該 氣體和/或保持該等離子體。為了清潔該斜面邊多彖117的電介質(zhì)月莫(一 層或多層)，比如SiN或Si02,可以-使用含氟氣體，比如CF4、 SF6或 兩種氣體的組合。還可以4吏用惰性氣體，比如Ar或He,以稀釋該含 氟氣體和/或保持該清潔等離子體。為了清潔該斜面邊緣117的金屬膜(一層或多層)，比如Al或Cu,可以使用含氯氣體，比如Cb、 BC13 或兩種氣體的組合。還可以使用惰性氣體，比如Ar或He，以稀釋該 含氯氣體和/或保持該等離子體以清潔該金屬膜( 一層或多層)。在一個(gè)實(shí)施方式中，該頂部邊纟彖電才及110和該底部邊纟彖電 才及120之間的間隔(或3巨離)DEE,相對(duì)小于該底部邊^(qū)彖電4及120或 頂部邊》彖電才及110到最近的i也的距離(Dw)。在一個(gè)實(shí)施方式中，該 間隔DEE在約0.5厘米到約2.5厘米之間。在一個(gè)實(shí)施方式中，DW/DEE 的比值大于約4:1，這確保了等離子體約束。在一個(gè)實(shí)施方式中， Dw是從該底部邊緣電極120到附近的接地室壁170的距離。在該斜面 邊緣清潔過(guò)程中，保持該室內(nèi)壓強(qiáng)在約100毫托到約2托之間。在一 個(gè)實(shí)施方式中，該絕緣體板163和基片150之間的間距Ds小于約1.0 毫米以確 <呆在該4斗面邊*彖清潔過(guò)禾呈中在該頂部電才及160和該基片 150之間不會(huì)形成等離子體。在另一個(gè)實(shí)施方式中，Ds小于0.4毫米。圖1E中產(chǎn)生的等離子體是電容耦合清潔等離子體?；蛘撸?可以用4務(wù)i里于電介質(zhì)材沖牛中的感應(yīng)線圏來(lái)^替該底部邊纟彖電招_ 120。為了清潔該斜面邊緣而產(chǎn)生的該等離子體可以是電感耦合等 離子體(由該底部邊緣電極120產(chǎn)生)。電感耦合等離子體一4殳來(lái)說(shuō) 具有比電容耦合等離子體更高的密度，而且可以高效地清潔該斜面 邊緣。在該基片邊纟彖附近和該頂部邊纟彖電才及110和該底部邊參彖 電極12 0之間產(chǎn)生的該等離子體清潔該基片的該基片斜面邊緣。該 清潔幫助減少聚合物在該基片斜面邊緣的聚積，這減少或消除了影 響器件產(chǎn)量的^f鼓粒缺點(diǎn)的可能性。使用對(duì)該清潔等離子體呈惰性的 材料制造整個(gè)該底部邊緣電極和該頂部邊緣電極可能是非常昂貴 的。相反，使用電介質(zhì)薄層更有經(jīng)濟(jì)效益。如上所述，該電介質(zhì)薄 層可以裝配在該底部邊緣電極和該頂部邊纟彖電才及上。如果〗吏用不同 的清潔化學(xué)物質(zhì)而且原來(lái)的電介質(zhì)薄層不再對(duì)新的清潔^f匕學(xué)物質(zhì)
16呈惰性，被置于該邊緣電極上的該薄蓋層可以很容易地被使用對(duì)新 的化學(xué)物質(zhì)呈惰性的材料制成的蓋層取代。這節(jié)省了重新制造整個(gè) 該底部邊纟彖電才及和該頂部邊纟彖電才及所需的4艮和時(shí)間。另外，4吏用一
#史時(shí)間以后，該底部邊纟彖電才及和該頂部邊纟彖電才及的表面可以;坡清潔 或磨砂(sand )。電介質(zhì)層的新的層(或涂層)可以被覆蓋在該邊緣 電極上。該邊緣電極可以在更長(zhǎng)的處理時(shí)間內(nèi)保持不受影響。圖2A顯示了清潔該基片的該斜面邊緣的處理流程200的 實(shí)施方式。該處理開始于步驟201,將基片放置于處理室中的基片 支架上。該處理之后是，在步驟202中，通過(guò)氣體進(jìn)口將該清潔氣 體(一種或多種)流入該處理室。在步驟203中，通過(guò)4吏用RF電源 對(duì)該底部邊纟彖電4及加電并4吏頂部邊纟彖電招j妄地，在該基片的該斜面 邊緣附近產(chǎn)生清潔等離子體。該基片支架是由電介質(zhì)材料制成的， 或者耦合于具有高電阻值的電阻器152以防止乂人該底部邊纟彖電極吸 收RF能量到該基片支架。依照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，使用不同 的處理流程，其中該底部邊緣電極電性4妄地而該頂部邊緣電極由RF 電源加電。在這種配置中也可以產(chǎn)生清潔^斗面邊桑彖的清潔等離子 體。還可以使用圖1A中所示的配置來(lái)產(chǎn)生等離子體以清潔 該室內(nèi)部。在該室內(nèi)部清潔過(guò)禾呈中，該基片15(H皮/人該處理室100中 除去。因此，該處理也凈皮稱為無(wú)晶片自動(dòng)清潔(WAC)。在一個(gè)實(shí) 施方式中，保持該處理室中的壓強(qiáng)低于500毫托。較低的壓強(qiáng)使得 該清潔等離子體可以擴(kuò)散滿該室內(nèi)部。對(duì)于無(wú)晶片自動(dòng)清潔(或被 稱為室內(nèi)部清潔)，該絕緣體板163和基片150之間的距離Ds小于約 l.O毫米的要求不再需要。類似地，該頂部邊鄉(xiāng)彖電4及110和該底部邊 緣電極120之間的間隔DEE在約0.5厘米到約2.5厘米之間的要求也不
需要了 。室內(nèi)部清潔等離子體不需要被約束于該頂部邊緣電極iio和底部邊纟彖電才及120之間或者該頂部絕纟彖環(huán)115和底部絕緣環(huán)125之
間。該清潔等離子體需要擴(kuò)散滿該室內(nèi)部以糸刀底清潔。如上所述，為了清潔該^F面邊纟彖，《吏用的RF能量的頻率 在約2MHz到約60MHz之間，或各頻率的混合。為了清潔該室內(nèi)部， RT能量的頻率在約2MHz到約60MHz之間，或各頻率的混合。用于 清潔室內(nèi)部的等離子體一般比用于清潔斜面邊緣的等離子體具有 更高的等離子體密度；因此，用于清潔室內(nèi)部的RF能量具有比用于 清潔斜面邊緣的RF能量具有更高的頻率(一個(gè)或多個(gè))。在一個(gè)實(shí) 施方式中，RF電源123是雙頻率能量產(chǎn)生器。才艮據(jù)在該室內(nèi)部積累的不同殘留物，可以用不同的化學(xué) 物質(zhì)來(lái)進(jìn)4于WAC。該積累的殘留物可能是光刻月交、如氧化物和氮化 物等電介質(zhì)材料或者如鉭、氮化鉭、鋁、硅或銅等導(dǎo)電材料。這里 才是到的材料^U又是一些例子。本發(fā)明的思想可以^皮用于其它可應(yīng)用 的電介質(zhì)材料或?qū)щ姴牧?。圖2B顯示了清潔該基片的該斜面邊鄉(xiāng)彖的處理流程250的 實(shí)施方式。該處理開始于可選步驟251，々i定該處理室中有基片的 話，將基片從處理室中除去。如果該處理室中沒有基片(或晶片)， 仍然可以開始室內(nèi)部清潔(WAC)。在這種情況下，不需要步驟251。 該處理之后是，在步-驟252中，4吏清潔氣體( 一種或多種)通過(guò)氣 體進(jìn)口流入該處理室。在步驟253中，通過(guò)使用RF電源對(duì)該底部邊 緣電極加電和使頂部邊緣電極接地，在該處理室內(nèi)部產(chǎn)生清潔等離 子體。如果該基片支架140是由導(dǎo)電材料制成的，該基片支架140可 以耦合于具有高電阻〗直(比如大于約lMohm)的電阻器152，以防 止吸收RF能量到該基片支架140。或者，該基片支架140可以接地。
依照本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施方式，^吏用不同的處理流程， 其中該底部邊纟彖電才及電性4妄地而該頂部邊纟彖電才及通過(guò)RF電源加電。 在這種配置中也可以產(chǎn)生清潔室內(nèi)部的清潔等離子體。清潔斜面邊緣和室內(nèi)部的該改進(jìn)的裝置和方法減少了刻 蝕副產(chǎn)品和沉積的薄膜在該基片或室內(nèi)部的不良聚積并提高了器 件產(chǎn)量。由于該電介質(zhì)薄蓋層是用對(duì)該刻蝕化學(xué)物質(zhì)呈惰性的材料 (一種或多種)制成的，所以阻止或減少了底部邊纟彖電極和對(duì)邊緣 電極的腐蝕。有了該電介質(zhì)薄層對(duì)該頂部邊緣電極和底部邊緣電極 的覆蓋，該處理室中的賴:粒凄t量減少了 。盡管為了更清楚的理解而對(duì)前述發(fā)明做了詳細(xì)描述，然 而，顯然，可以在所附4又利要求的范圍內(nèi)4故出某些變^f匕和更改。相 應(yīng)地，所述實(shí)施方式應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是描述性的而非限制性的，而且本 發(fā)明不限于》匕處所鄉(xiāng)會(huì)出的細(xì)節(jié)，而是可以在所附4又利要求的范圍斗口 等同內(nèi)做出更改。
權(quán)利要求
1.一種配置為清潔基片的斜面邊緣的等離子體處理室，包含配置為接收該基片的基片支架；圍繞該基片支架的底部邊緣電極，該底部邊緣電極和該基片支架由底部電介質(zhì)環(huán)彼此電性隔離，該底部邊緣電極面對(duì)該基片的表面被底部電介質(zhì)薄層覆蓋；以及圍繞與該基片支架相對(duì)的頂部絕緣體板的頂部邊緣電極，該頂部邊緣電極電性接地，該頂部邊緣電極面對(duì)該基片的表面被頂部電介質(zhì)薄層覆蓋，該頂部邊緣電極和該底部邊緣電極彼此相對(duì)而且配置為產(chǎn)生清潔等離子體以清潔該基片的該斜面邊緣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理室，其中該頂部電介質(zhì)薄 層和該底部電介質(zhì)薄層兩者的厚度均在約0.01毫米到約1毫 米之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理室，其中該底部邊緣電極 耦合于RF電源而該頂部邊纟彖電纟及電性4秦地。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理室，其中該頂部邊緣電極 耦合于RF電源而該底部邊纟彖電4及電性4妄地。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子體處理室，其中由該RF電源提 供的RF能量的頻率在約2MHz到約60MHz之間。
6. 才艮據(jù)4又利要求1所述的等離子體處理室，進(jìn)一步包含圍繞并耦合于該頂部邊緣電極的頂部絕緣環(huán)，其中該頂 部絕多彖環(huán)面對(duì)該基片的表面與該頂部邊全彖電才及面7寸該基片的i亥表面^十齊；以及圍繞并耦合于該底部邊虛彖電極的底部絕緣環(huán)，其中該底 部絕纟彖環(huán)面只十該頂部絕纟彖環(huán)的表面與該底部邊纟彖電#及面只于該 頂部邊纟彖電才及的該表面對(duì)齊，其中該頂部絕纟彖環(huán)和該底部絕縛_ 環(huán)約束由該頂部邊舌彖電才及和該底部邊纟彖電才及產(chǎn)生的該清潔等 離子體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理室，其中該底部電介質(zhì)薄 層和該頂部電介質(zhì)薄層是由對(duì)該清潔等離子體呈惰性的材料 制成的，以防止該頂部邊纟彖電才及和該底部邊纟彖電才及的腐蝕并減 少該處理室中的樣i粒凄t量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理室，其中該材料是從由氧 化釔(Y203)、氧化鋁(A1203)、碳化硅(SiC)組成的組中選 出來(lái)的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理室，其中該底部邊緣電極 或頂部邊緣電極到最近的地之間的距離與該頂部邊緣電才及和 該底部邊緣電極之間的距離的比值大于約4:1。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理室，其中該基片支架是由 導(dǎo)電材料制成的，而且耦合于具有大于約1Mohm電阻的電阻器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理室，其中該絕緣體板和該 基片面對(duì)該絕緣體板的表面之間的距離小于約1毫米。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理室，其中該頂部邊緣電極和該底部邊緣電極之間的距離在約0.5厘米到約2.5厘米之間。
13. —種在處理室中清潔基片的斜面邊緣的方法，包括在該處理室中的基片支架上》文置基片； 4夸清潔氣體流入該處理室；以及通過(guò)用RF電源對(duì)底部邊*彖電才及加電和使頂部邊纟彖電扨_ *接地而在該基片的該斜面邊緣附近產(chǎn)生清潔等離子體以清潔 該斜面邊緣，其中該底部邊》彖電才及圍繞該基片支架，該底部邊鄉(xiāng)彖電4及和該 底部電極纟皮底部電介質(zhì)環(huán)4皮此電性隔離，該底部邊纟彖電4及面對(duì) 該基片的表面被底部電介質(zhì)薄層覆蓋，該頂部邊緣電極圍繞與 該基片支架相對(duì)的絕緣體板，該頂部邊緣電極面對(duì)該基片的表 面#皮頂部電介質(zhì)薄層^隻蓋。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中該底部電介質(zhì)薄層和該頂 部電介質(zhì)薄層是由對(duì)該清潔等離子體呈惰性的材料制成的，以 防止該頂部邊纟彖電4及和該底部邊纟彖電才及的腐蝕并減少該處理 室中的微粒數(shù)量。
15. 根據(jù)一又利要求14所述的方法，其中該材泮+是從由氧化4乙(Y203 )、氧化鋁(A1203)、碳化硅(SiC)組成的組中選出來(lái)的。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中該基片支架配置為具有高 電阻率以防止從耦合于該底部邊緣電極的該RF電源吸收RF能量。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中該基片的表面和與該基片 支架相對(duì)的該絕緣體板之間的距離小于i毫米以防止在遠(yuǎn)離 該基片的該邊緣的前表面上形成等離子體。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中該清潔氣體包含含氧或含 氟氣體。
19. 才艮據(jù)斗又利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括保持該頂部邊緣電極和該底部邊緣電極之間的距離在約 0.5厘米到約2.5厘米之間。
20. 才艮據(jù)4又利要求13所述的方法，其中該底部邊纟彖電才及或頂部邊 纟彖電才及到最近的;也之間的3巨離與該頂部邊纟彖電才及和該底部邊 緣電極之間的距離的比值大于約4:1以將該清潔等離子體約束 到該斜面邊纟彖附近。
21. —種清潔處理室的室內(nèi)部的方法，包4舌乂人該處理室除去基片； 將清潔氣體流入該處理室；以及通過(guò)用RF電源對(duì)底部邊》彖電才及力口電并^f吏頂部邊桑彖電4及 接地，在該處理室中產(chǎn)生清潔等離子體以清潔該室內(nèi)部，其中該底部邊鄉(xiāng)彖電4及圍繞該基片支架，該底部邊《彖電才及和該 底部電招j皮底部電介質(zhì)環(huán);波此電性隔離，該底部邊*彖電才及面對(duì) 該基片的表面被底部電介質(zhì)薄層覆蓋，該頂部邊舌彖電極圍繞與 該基片支架相對(duì)的絕緣體板，該頂部邊緣電極面對(duì)該基片的表 面#皮頂部電介質(zhì)薄層覆蓋。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中該底部電介質(zhì)薄層和該頂 部電介質(zhì)薄層是由對(duì)該清潔等離子體呈惰性的材料制成的，以防止該頂部邊纟彖電才及和該底部邊纟彖電才及的腐蝕并減少該處理 室中的^f敖粒數(shù)量。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中該材料是從由氧化釔 (Y203 )、氧化鋁(八1203)、石友化石圭(SiC)組成的組中選出來(lái)的。
全文摘要
該實(shí)施方式提供除去基片斜面邊緣附近和室內(nèi)部的刻蝕副產(chǎn)品、電介質(zhì)膜和金屬膜，以避免聚合物副產(chǎn)品和沉積薄膜的聚積并提高處理產(chǎn)量的裝置和方法。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，提供一種配置為清潔基片的斜面邊緣的等離子體處理室。該等離子體處理室包括配置為接收該基片的基片支架。該等離子體處理室還包括圍繞該基片支架的底部邊緣電極。該部邊緣電極和該基片支架由底部電介質(zhì)環(huán)彼此電性隔離。該底部邊緣電極面對(duì)該基片的表面被底部電介質(zhì)薄層覆蓋。該等離子體處理室進(jìn)一步包括圍繞與該基片支架相對(duì)的頂部絕緣體板的頂部邊緣電極。該頂部邊緣電極電性接地。該頂部邊緣電極面對(duì)該基片的表面被頂部電介質(zhì)薄層覆蓋。該頂部邊緣電極和該底部邊緣電極彼此相對(duì)而且配置為產(chǎn)生清潔等離子體以清潔該基片的該斜面邊緣。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK101627462SQ200880007433
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月5日
發(fā)明者安德拉斯·庫(kù)蒂, 安德魯·D·貝利, 格雷戈里·S·塞克斯頓, 金潤(rùn)相 申請(qǐng)人:朗姆研究公司