用于倒角蝕刻器的可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于倒角蝕刻器的可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)。一種使用等離子體清潔半導(dǎo)體襯底的倒角邊的倒角蝕刻器包括具有下支撐體的下電極組件，下支撐體具有圓柱形頂部。上介電組件設(shè)置在下電極組件上方，具有與下支撐體的頂部相對的圓柱形底部。可調(diào)的上等離子體禁區(qū)(PEZ)環(huán)包圍介電組件的底部，其中可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的下表面包括從上介電組件的底部向外延伸的向上錐形外部，其中可以增大或減小上等離子體禁區(qū)環(huán)的下表面與支撐在下支撐體上的襯底的上表面之間的可調(diào)間隙的垂直高度使得可以分別徑向向內(nèi)或徑向向外調(diào)節(jié)將要由等離子體清潔的襯底的倒角邊的程度。至少一個(gè)射頻(RF)功率源適于在倒角邊清潔過程期間將工藝氣體激勵成等離子體。
【專利說明】用于倒角蝕刻器的可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及倒角蝕刻器，并且更具體地講，涉及用于倒角蝕刻器的可調(diào)的上等離子體禁區(qū)(PEZ)環(huán)。

【背景技術(shù)】
[0002]集成電路是上面形成有圖案化微電子層的半導(dǎo)體襯底形成的。在加工襯底時(shí)，通常采用等離子體來蝕刻沉積的襯底上的薄膜的期望部分。通常，蝕刻等離子體的密度在襯底的邊緣附近較低，這可能導(dǎo)致多晶硅層、氮化物層、金屬層等(統(tǒng)稱為副產(chǎn)物層或蝕刻副產(chǎn)物)累積在襯底倒角邊的頂面和底面上。由于連續(xù)的副產(chǎn)物層因幾個(gè)不同的蝕刻工藝而沉積在襯底倒角邊的頂面和底面上，因此，副產(chǎn)物層與襯底之間的粘合最終弱化并且副產(chǎn)物層在襯底運(yùn)輸期間會剝離或剝落到其他襯底上，從而污染正在加工的其他襯底。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明公開了一種使用等離子體清潔半導(dǎo)體襯底的倒角邊的倒角蝕刻器，該倒角蝕刻器包括具有下支撐體的下電極組件，所述下支撐體具有圓柱形頂部。上介電組件設(shè)置在所述下電極組件上方，具有與所述下支撐體的頂部相對的圓柱形底部?？烧{(diào)的上等離子體禁區(qū)(PEZ)環(huán)包圍所述介電組件的底部，其中所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的下表面包括從所述上介電組件的底部向外延伸的向上錐形外部，其中可以增大或減小所述上等離子體禁區(qū)環(huán)的下表面與支撐在所述下支撐體上的襯底的上表面之間的可調(diào)間隙的垂直高度使得可以分別徑向向內(nèi)或徑向向外調(diào)節(jié)將要由所述等離子體清潔的襯底的倒角邊的程度。至少一個(gè)射頻(RF)功率源適于在倒角邊清潔過程期間將工藝氣體激勵成所述等離子體。
[0004]本文還公開了一種可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)，所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)被配置成在等離子體倒角蝕刻器中在清潔倒角邊期間調(diào)節(jié)蝕刻距離，所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)被配置成包圍上介電組件，所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)包括:下表面，包括從所述介電組件的底部向外延伸的向外錐形部。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1A至圖1C示出了沿著300mm襯底的半徑的倒角蝕刻速率的曲線圖。
[0006]圖2圖示了根據(jù)本文公開的實(shí)施方式的等離子體倒角蝕刻器。
[0007]圖3圖示了根據(jù)本文公開的實(shí)施方式的等離子體倒角蝕刻器。
[0008]圖4圖示了根據(jù)本文公開的實(shí)施方式的等離子體倒角蝕刻器。
[0009]圖5圖示了根據(jù)本文公開的實(shí)施方式的等離子體倒角蝕刻器。
[0010]圖6A至圖6D示出了根據(jù)本文公開的實(shí)施方式的沿著300mm襯底的半徑變化的倒角蝕刻速率的曲線圖。
[0011]圖7示出了三個(gè)可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的每一個(gè)的蝕刻距離變化性的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]在以下描述中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)以便提供對本文所述的實(shí)施方式的透徹理解。但是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯而易見，在沒有這些具體細(xì)節(jié)的某些或全部的情況下可以實(shí)施本文所述的實(shí)施方式。在其他實(shí)例中，如果實(shí)施細(xì)節(jié)和工藝操作已經(jīng)是已知的，就沒有詳細(xì)描述。另外，本文中使用的術(shù)語“約”指的是±10%。
[0013]本文所述的實(shí)施方式涉及可用于清潔半導(dǎo)體襯底的倒角邊的具有倒角清潔室的倒角蝕刻器。更具體地講，本文公開的實(shí)施方式涉及倒角蝕刻器的上電極組件，該上電極組件包括可調(diào)的上等離子體禁區(qū)(PEZ)環(huán)，該可調(diào)的上等離子體禁區(qū)可以包圍設(shè)置在下支撐體(B卩，下電極組件)上的介電組件的底部，該下支撐體適于支撐半導(dǎo)體襯底?？烧{(diào)的上PEZ環(huán)的下表面包括從介電組件的底部向外延伸的向上錐形部。優(yōu)選地，可調(diào)的上PEZ環(huán)302的下表面包括水平部分351以及從水平部分向外延伸的向上錐形部350 (參照圖4)。另外，可以增大或減小上PEZ環(huán)的下表面(優(yōu)選為下表面的水平部分)與被支撐在下支撐體上的襯底的上表面之間的可調(diào)間隙的垂直高度使得可以分別徑向向內(nèi)或徑向向外調(diào)節(jié)有待由等離子體清潔的襯底的倒角邊的程度，從而可以改變在倒角蝕刻過程期間由倒角蝕刻器所獲得的蝕刻距離。以下，術(shù)語PEZ指的是襯底的中心到襯底上不存在用于清潔倒角邊的等離子體的區(qū)域的外緣的徑向距離。
[0014]蝕刻距離是襯底的倒角邊尖端與襯底上的在給定的倒角蝕刻過程期間襯底上所沉積的薄膜被去除的半徑之間長度。蝕刻距離是上PEZ環(huán)的直徑和幾何參數(shù)以及上PEZ環(huán)的水平下表面與上PEZ環(huán)下方的襯底的上表面之間的間隙距離(即，可調(diào)間隙的垂直高度)的函數(shù)。蝕刻距離可以經(jīng)由可調(diào)的上PEZ環(huán)通過調(diào)節(jié)可調(diào)的上PEZ環(huán)的下表面的水平部分與襯底的上表面之間的間隙距離來控制(即，調(diào)節(jié))，其中可調(diào)的上PEZ環(huán)的直徑和幾何尺寸是固定的。這樣就可以在不需要將襯底轉(zhuǎn)移到新的倒角蝕刻室，也不必要從倒角蝕刻室去除上PEZ環(huán)并使用具有滿足各個(gè)后續(xù)倒角蝕刻過程所要求的期望的蝕刻距離的合適直徑和幾何尺寸的不同的上PEZ環(huán)來代替去除的上PEZ環(huán)的情況下調(diào)節(jié)蝕刻距離。
[0015]當(dāng)上PEZ環(huán)的水平下表面的外徑增大時(shí)，在倒角蝕刻過程期間暴露于等離子體的襯底的面積減少并且蝕刻距離減小。非可調(diào)的上PEZ環(huán)的半徑與蝕刻距離之間的線性關(guān)系的比例為約1:1。例如，圖1A示出了沿著300mm的晶片的半徑(x軸)變化的計(jì)算機(jī)繪制的倒角蝕刻速率(y軸)的曲線圖，其中外徑不同的三個(gè)非可調(diào)的上PEZ環(huán)用于對襯底進(jìn)行倒角蝕刻，并且其中每個(gè)非可調(diào)的上PEZ環(huán)的水平下表面與襯底的上表面之間的間隙的垂直高度是固定的。線條A表示水平下表面的外徑為296.0mm的第一非可調(diào)的上PEZ環(huán)，線條B表示水平下表面的外徑為298.0mm的第二非可調(diào)的上PEZ環(huán)，并且線條C表示水平下表面的外徑為300.0mm的第三非可調(diào)的上PEZ環(huán)。如圖所示，沿著每個(gè)襯底的半徑變化的蝕刻速率根據(jù)每個(gè)環(huán)的水平下表面的外徑的變化而變化。
[0016]另外，由于可調(diào)間隙的垂直高度增大，在倒角蝕刻過程期間等離子體可以朝著襯底的中心進(jìn)一步侵蝕，并且蝕刻距離增大。這種相關(guān)性同樣是線性的，但是可調(diào)間隙的垂直高度變化無法單獨(dú)為許多倒角蝕刻過程提供合適的蝕刻距離范圍，這些倒角蝕刻過程此前要求通過安裝滿足所需的蝕刻距離的不同直徑的非可調(diào)的上PEZ環(huán)來獲得所需的蝕刻距離。圖1B示出了計(jì)算機(jī)繪制的沿著300mm的晶片的半徑(x軸)變化的倒角蝕刻速率(y軸)的曲線圖，其中水平下表面的外徑為298.0mm的單個(gè)非可調(diào)的上PEZ環(huán)用于對襯底進(jìn)行倒角蝕刻，并且其中非可調(diào)的上PEZ環(huán)的水平下表面與襯底的上表面之間的可調(diào)間隙的垂直高度是變化的。線條A表示可調(diào)間隙的垂直高度為0.60mm,線條B表示可調(diào)間隙的垂直高度為0.40mm，并且線條C表示可調(diào)間隙的垂直高度為0.20mm。如圖所示，沿著襯底半徑變化的蝕刻速率根據(jù)非可調(diào)的上PEZ環(huán)的水平下表面與襯底的上表面之間的可調(diào)間隙的垂直高度的變化而變化。
[0017]然而,通過使用具有包括水平部分以及從水平部分向外延伸的向上錐形部的上表面的可調(diào)的上PEZ環(huán)，通過調(diào)節(jié)上PEZ環(huán)的水平部分的下表面與襯底的上表面之間的可調(diào)間隙的垂直高度可以控制蝕刻距離，其中增大或減小可調(diào)間隙的垂直高度分別徑向向內(nèi)或徑向向外調(diào)節(jié)在倒角蝕刻過程期間將要由等離子體清潔的倒角邊的程度(即，控制蝕刻距離)。圖1C示出了計(jì)算機(jī)繪制的沿著300mm的晶片的半徑(x軸)變化的倒角蝕刻速率(y軸)的曲線圖，其中單個(gè)可調(diào)的上PEZ環(huán)用于對襯底進(jìn)行倒角蝕刻，并且其中可調(diào)的上PEZ環(huán)的水平部分的下表面與襯底的上表面之間的可調(diào)間隙的垂直高度是變化的。在圖1C所示的實(shí)例中，可調(diào)的上PEZ環(huán)的下表面的向上錐形部相對于水平部分的向上錐形角度Θ等于約20°。線條A表示約0.60mm的間隙，線條B表示約0.40mm的間隙，并且線條C表示約0.20mm的間隙。因此，單個(gè)可調(diào)的上PEZ環(huán)(參照以下圖1C)可以通過調(diào)節(jié)可調(diào)的PEZ環(huán)的下表面的水平部分與襯底的上表面之間的可調(diào)間隙的垂直高度來重復(fù)具有各自水平下表面的外徑不同的三個(gè)非可調(diào)的上PEZ環(huán)(參照圖1A)的行為。這樣，每當(dāng)要求新的蝕刻距離時(shí)，倒角蝕刻器中的可調(diào)的上PEZ環(huán)在不需要更換上PEZ環(huán)也不需要將襯底轉(zhuǎn)移到新的倒角蝕刻室中的情況下可以在單個(gè)室中執(zhí)行要求不同的蝕刻距離的多個(gè)倒角蝕刻工藝。
[0018]當(dāng)改變可調(diào)的上PEZ環(huán)的下表面的水平部分與襯底的上表面之間可調(diào)的間隙的垂直高度時(shí)，可調(diào)的上PEZ環(huán)的有效半徑(p(g))也會根據(jù)可調(diào)的上PEZ環(huán)的下表面的向上錐形部的錐形物的角度Θ的變化而變化。因此，通過可調(diào)的上PEZ環(huán)的下表面的水平部分(P)的外徑、可調(diào)的上PEZ環(huán)的下表面的向上錐形部的角度Θ以及可調(diào)的上PEZ環(huán)的下表面的水平部分與有待進(jìn)行倒角蝕刻的襯底的上表面之間的可調(diào)間隙(g)的垂直高度之間的關(guān)系可以確定限制有待清潔的倒角邊的程度的可調(diào)的上PEZ環(huán)的有效半徑。通過以下給出的公式I可以確定這種關(guān)系。
[0019]公式I:p(g) = P - g/tan ( θ )
[0020]這樣，作為蝕刻距離與間隙間距之間的比率的調(diào)節(jié)敏感度可以從用于非錐形的上PEZ環(huán)的約0.65:1增大到用于可調(diào)的上PEZ環(huán)(其具有等于約10°的相對于水平部分的上錐形角度Θ)的約6:1，或者增大到用于可調(diào)的上PEZ環(huán)(其具有等于約20°的相對于水平部分的上錐形角度Θ)的約2.2:1。通過提供具有大調(diào)節(jié)敏感度范圍的可調(diào)的上PEZ環(huán)，每當(dāng)要求新的蝕刻距離時(shí)，倒角蝕刻器在不需要更換上PEZ環(huán)的情況下可以在不同批次襯底上在單個(gè)室中執(zhí)行要求不同的蝕刻距離的多個(gè)倒角蝕刻工藝。優(yōu)選地，可調(diào)的上PEZ環(huán)的調(diào)節(jié)敏感度為約1:1至10:1。
[0021]圖2示出了可以實(shí)施本文公開的實(shí)施方式的用于清潔襯底218的倒角邊的襯底蝕刻系統(tǒng)或倒角邊200的示意性橫截面圖。示例性倒角蝕刻器的細(xì)節(jié)詳見于共同轉(zhuǎn)讓的美國專利N0.7，943，007和N0.7，858，898以及美國公開申請N0.2011/0206833,這些文獻(xiàn)通過引用的方式全部并入本文中。倒角蝕刻器200具有大致，但不限于，軸對稱形狀，為了簡單起見，圖2僅示出了側(cè)面橫截面圖的一半。在實(shí)施方式中，倒角蝕刻器200可以包括:具有門或閘242的室壁202，可以通過門或閘242裝載/卸載襯底218 ;上電極組件204 ;支撐體208，上電極組件204從支撐體208懸空；以及下電極組件206。支撐體208上下移動上電極組件204 (在雙箭頭方向上)以便裝載/卸載襯底218，此外，支撐體208可以上下移動上電極組件204以便在加工期間通過調(diào)節(jié)上電極組件204中包括的可調(diào)的上PEZ環(huán)302的下水平部分與襯底218的上表面之間的可調(diào)間隙(間隙間距)的垂直高度來調(diào)節(jié)倒角蝕刻距離。當(dāng)然，在替代實(shí)施方式中，下電極組件206和/或下電極組件206和上電極組件204兩者可以被配置成上下移動來調(diào)節(jié)上電極組件204中包括的可調(diào)的上PEZ環(huán)302的下水平部分與襯底218的上表面之間的可調(diào)間隙的垂直高度。精確驅(qū)動機(jī)構(gòu)(圖2中未示出)連接到支撐體208上使得可以精確地控制上電極組件204與襯底218之間的間隙間距。精確驅(qū)動機(jī)構(gòu)優(yōu)選地連接至被配置成控制間隙間距的控制器。
[0022]金屬波紋管250在允許支撐體208具有相對于壁202的垂直運(yùn)動的同時(shí)可以用于在室壁202與支撐體208之間形成真空密封。支撐體208可以具有中心氣體進(jìn)口(通道)212和邊緣氣體進(jìn)口(通道)220。氣體進(jìn)口 212、220提供有待于激勵而形成等離子體的工藝氣體和緩沖氣體以清潔倒角邊。在操作期間，等離子體形成在襯底218的倒角邊的周圍并且具有大致環(huán)形形狀。為了防止等離子體到達(dá)襯底218的中心部分，控制介電組件216與包圍上電極組件204的介電組件216的可調(diào)的上PEZ環(huán)302和襯底218的上表面之間的可調(diào)間隙的垂直高度，并且優(yōu)選地通過臺階孔214從中心進(jìn)口進(jìn)給工藝氣體。然后，氣體在襯底218的徑向方向上穿過上電極組件204與襯底218之間的可調(diào)間隙。每個(gè)氣體進(jìn)口用于提供相同的工藝氣體或其他氣體，例如緩沖氣體和/或凈化氣體。經(jīng)由多個(gè)孔(出口)241將等離子體/工藝氣體從室空間251抽到底部空間240。在倒角清潔操作期間，室壓通常在500毫托至2托的范圍內(nèi)，例如，真空泵243可以用于在清潔操作期間抽空底部空間 240。
[0023]上電極組件204包括:上介電組件或上介電組件216 ;以及上金屬組件210,其通過合適的緊固機(jī)構(gòu)固定在支撐體208上并經(jīng)由支撐體208接地。上金屬組件210是由金屬(例如鋁)形成的，并且可以經(jīng)過陽極氧化。上金屬組件210可以具有一個(gè)或多個(gè)氣體通道或通孔222a、222b和邊緣氣體充氣室224，其中氣體通道222a、222b連接至邊緣氣體進(jìn)口220以便在操作期間流體連通。上介電組件216連接至上金屬組件210并且是由介電材料(優(yōu)選地，但不限于，陶瓷)形成的。如果需要，上介電組件216的下暴露表面可以具有Y2O3涂層。盡管上介電組件216被圖示為具有單個(gè)中心孔，但是上介電組件216可以具有任何合適數(shù)量的出口，例如，出口可以布置成噴頭孔圖案(如有需要)。
[0024]上介電組件216可以包括用于測量上和下電組件204、206之間的垂直間隙的間隙傳感器274。從間隙傳感器274(參照圖3)輸出的信號經(jīng)由合適的電路被傳送到控制器380，該控制器380被配置成控制精確驅(qū)動機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)垂直間隙。原位間隙傳感器可以是任何合適的傳感器，例如，激光傳感器、電感傳感器、電容傳感器、聲學(xué)傳感器或線性可變差動變壓(LVDT)傳感器。在替代實(shí)施方式中，間隙傳感器可以位于室壁202內(nèi)亦或外，具體取決于傳感器的類型。
[0025]下電極組件206可以包括:帶電電極226，其具有上部226a和下部226b，并且可操作以充當(dāng)真空卡盤從而在清潔操作期間將襯底218固定就位；升降銷230，其用于上下移動襯底218 ;銷操作單元232 ;底部介電環(huán)238，其具有上部238a和下部238b。在替代實(shí)施方式中，下電極組件206可以包括靜電卡盤(ESC)，靜電卡盤(ESC)用于在清潔操作期間將襯底固定就位。以下，術(shù)語“帶電電極”指的是上部和下部226a、226b之一或兩者。類似地，術(shù)語底部介電環(huán)238指的是上部和下部238a、238b之一或兩者。帶電電極226連接至射頻(RF)電源270以在清潔操作期間接收射頻功率。
[0026]升降銷230在圓筒形孔或通道231內(nèi)垂直移動并且通過位于帶電電極226中的銷操作單元232在上位置與下位置之間移動。銷操作單元可以包括每個(gè)升降銷周圍的殼體，以維持銷周圍的真空密封環(huán)境。銷操作單元232可以包括任何合適的升降銷機(jī)構(gòu)，例如，機(jī)械臂233 (例如，具有延伸到每個(gè)殼體中并連接至每個(gè)銷的區(qū)段的水平臂)和臂致動裝置(圖2中未示出)。為了簡單起見，圖2中僅示出了機(jī)械臂的區(qū)段的頂端部分。盡管可用三個(gè)或四個(gè)升降銷使例如300mm或450mm襯底的襯底升降，但是在倒角蝕刻器200中可以使用任意合適數(shù)量的銷230。另外，任何合適的機(jī)構(gòu)，例如，升降器波紋管，可以用作銷操作單元 232。
[0027]襯底218可以安裝在可配置的下PEZ環(huán)260上。在實(shí)施方式中，帶電電極226的頂面、襯底218的底面和可配置的下PEZ環(huán)260的內(nèi)周邊形成與例如真空泵236之類的真空源流體連通的封閉的真空區(qū)凹陷部(真空區(qū))219，真空泵236用于在加工期間支撐襯底218，然而在替代實(shí)施方式中，ESC可以用于將襯底218通過靜電方式夾持在下電極組件206的上表面上。用于升降銷230的圓筒形孔或通路也作為氣體通道使用，真空泵236在操作期間通過這些孔或通路抽空真空區(qū)219。帶電電極226包括充氣室234以減小真空區(qū)219中的臨時(shí)壓力波動，并且在使用多個(gè)銷的情況下，為圓筒形孔提供均勻的抽吸率。
[0028]襯底218的頂面上是此前通過一系列工藝形成的集成電路。通過使用可以給襯底218傳遞熱能的等離子體、在襯底218上形成熱應(yīng)力并且從而使襯底弓彎，可以執(zhí)行這種工藝中的一個(gè)或多個(gè)。在倒角清潔操作期間，通過利用襯底218的頂面與底面之間的壓差可以減小襯底弓彎。在操作期間，連接至充氣室234的真空泵236使真空區(qū)219中的壓力維持在真空條件下。通過調(diào)節(jié)上介電組件216與襯底218的上表面之間的間隙間距，可以在不改變工藝氣體的整體流速的情況下改變間隙中的氣壓?？商娲兀?dāng)預(yù)定的倒角蝕刻過程需要預(yù)定的間隙間距時(shí)，通過改變工藝氣體的整體流速可以改變間隙中的氣壓。因此，通過控制間隙中的氣壓，可以改變襯底218的頂面與底面之間的壓差，從而可以控制施加在襯底218上的彎曲力。
[0029]底部介電環(huán)238是由例如包括Al2O3的陶瓷之類的介電材料形成的，并且使帶電電極226與室壁202電氣絕緣。底部介電環(huán)的下部238b可以具有形成在其上表面的內(nèi)周邊上的臺階(凸緣)252，從而與帶電電極226的下邊緣上的凹陷部匹配。下部238b可以具有形成在其外周邊的臺階(凸緣)254，從而與底部介電環(huán)的上部238a上的臺階表面匹配。臺階(凸緣)254、252使底部介電環(huán)238與帶電電極226對齊。臺階(凸緣)254還沿其表面形成曲折間隙以消除帶電電極226與室壁202之間的直視線，從而減小帶電電極226與室壁202之間的二次等離子體撞擊的可能性。
[0030]圖3示出了圖2中的區(qū)域A的放大示意圖。如圖所示,上電極組件204包括三個(gè)同心定位環(huán):可調(diào)的上PEZ環(huán)302 ;上電極環(huán)308，其包圍可調(diào)的上PEZ環(huán)302 ;和外部上介電環(huán)310，其包圍上電極環(huán)308?？烧{(diào)的上PEZ環(huán)302與上電極環(huán)308之間的間隙304可以形成連接至氣體通道222b的曲折的氣體通道。曲折的間隙304防止氣體通道222b直接暴露于等離子體，從而防止在邊緣氣體通道222b內(nèi)形成二次等離子體或等離子體點(diǎn)燃。這種二次等離子體會侵蝕邊緣氣體通道222b的內(nèi)壁并且導(dǎo)致需要頻繁更換上金屬組件210以及引入侵蝕的材料到襯底218上。
[0031]可調(diào)的上PEZ環(huán)302可以具有形成在其內(nèi)表面上的凸緣302a，其中內(nèi)表面上的凸緣302a與上介電組件216的凸緣330嚙合，從而抵靠金屬組件210夾持環(huán)302?？烧{(diào)的上PEZ環(huán)302由于等離子體侵蝕也會需要比上電極組件204的其他零件更頻繁地更換并且被視為消耗組件。通常，工藝氣體可以包括含氧氣體，例如氧氣02。也可以添加少量的，例如但不限于約〈10%的含氟氣體，例如，CF4, SF6或C2F6來清潔倒角邊。包括這些反應(yīng)氣體的等離子體會侵蝕可調(diào)的上PEZ環(huán)302，從而需要周期性更換可調(diào)的上PEZ環(huán)302。為了在更換期間容易接觸到可調(diào)的上PEZ環(huán)302，可調(diào)的上PEZ環(huán)302可以通過上介電組件216固定就位并且可以在從室壁202不去除上電極組件204的情況下進(jìn)行更換。例如，去除板216還可以允許將可調(diào)的上PEZ環(huán)302更換為具有相同或不同直徑和幾何尺寸的不同環(huán)。
[0032]可調(diào)的上PEZ環(huán)302防止等離子體直接侵蝕上介電組件216?？烧{(diào)的上PEZ環(huán)302是由導(dǎo)電的材料、半導(dǎo)體材料或介電材料形成的，例如完全由三氧化二鋁(Al2O3)、氮化鋁(AIN)、氧化硅(S12)、碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、硅(Si)、氧化釔(Y2O3)或其他材料形成的環(huán)，或者它可以是由金屬、陶瓷或聚合物組成的涂有例如S1、SiC或Y2O3之類的導(dǎo)電材料或介電材料、陶瓷材料(優(yōu)選為Al2O3)、或例如CVD SiC(適當(dāng)摻雜以提供高電阻率)之類的純材料的復(fù)合環(huán)以減少在操作期間對襯底218的污染。為了減小耗材成本(CoC)，可調(diào)的上PEZ環(huán)302優(yōu)選地具有小而簡單的橫截面。可調(diào)的上PEZ環(huán)302可以是由具有高電阻(優(yōu)選地，但不限于，約105歐姆-厘米)的材料形成的。由于帶電電極226與上電極環(huán)308之間的電氣連接受到可調(diào)的上PEZ環(huán)302的電氣性能的影響，所以可以通過改變可調(diào)的上PEZ環(huán)302的材料、位置和/或配置來控制倒角邊附近的等離子體特性。
[0033]上電極環(huán)308可以連接至上金屬組件210并經(jīng)其接地。上電極環(huán)308不是使用例如螺栓等螺紋緊固件，而是可以優(yōu)選地通過外部上介電環(huán)310的夾持力固定就位。例如，電極環(huán)308可以具有與介電環(huán)310上的凸緣310a匹配的凸緣308a。如此，可以消除可能另外源自暴露的緊固件的侵蝕的等離子體污染。上電極環(huán)308可以優(yōu)選地是由例如陽極氧化鋁之類的金屬形成的。在一些情況下，上電極環(huán)308可以是由例如硅(單晶或多晶硅)、CVD低電阻SiC或任何合適的高純導(dǎo)電材料之類的純材料形成的。為了使使用高純材料的成本影響最小化，可以使上電極環(huán)308的橫截面尺寸最小化。盡管可以使用螺栓直通設(shè)計(jì)，但是夾持就位設(shè)計(jì)簡化了上電極環(huán)308的配置，從而降低CoC并允許使用用于污染控制的的更寬范圍的材料。還要指出的是，在替代實(shí)施方式中，上電極環(huán)308，并且另外位于上電極環(huán)308下方的下電極環(huán)306，可以是由石墨或各種碳基材料形成的。
[0034]外部上介電環(huán)310是由例如Al2O3之類的介電材料形成的，并且可以涂有￥203。夕卜部上介電環(huán)310在其上表面包括周向間隔開的螺紋孔318以接收用于將外部上介電環(huán)310固定于上金屬組件210的螺栓316。外部上介電環(huán)310包括用于將上電極環(huán)308的凸緣308a夾持到上金屬組件210的凸起或臺階(凸緣)310a。要注意，每個(gè)螺栓316從上電極組件204的頂側(cè)旋入使得螺栓不暴露于等離子體并不被侵蝕。外部上電極環(huán)310的內(nèi)緣直徑確定環(huán)形或環(huán)狀等離子體的外徑。
[0035]下電極組件206可以包括包圍介電環(huán)的上部238a的下金屬襯殼(襯圈)314以及三個(gè)同心定位環(huán):可配置的下PEZ環(huán)260 ;下電極環(huán)306，其包圍可配置的下PEZ環(huán)260 ;和包圍下電極環(huán)306的外部下介電環(huán)312。可配置的下PEZ環(huán)260、下電極環(huán)306和下金屬襯殼314可以由底部介電環(huán)238(更具體地講，底部介電環(huán)的上部238a)和襯殼314支撐。下電極環(huán)306可以通過外部下介電環(huán)312抵靠下金屬襯殼314的上表面夾持，其中下金屬襯殼314連接至室壁202以便接地。底部介電環(huán)238的上部238a使下電極環(huán)306與帶電電極的上部226a電性分離。
[0036]帶電電極226優(yōu)選地是由例如陽極氧化鋁之類的金屬形成的。如果帶電電極226在要求高清潔度等離子體的情況下暴露于等離子體并被其侵蝕，則使用高純度材料作為電極226來滿足結(jié)晶度要求是理想的。因?yàn)榭膳渲玫南翽EZ環(huán)260被設(shè)計(jì)成保護(hù)帶電電極226免受等離子體的影響，所以帶電電極226可以是由低純度金屬或材料形成的，而不論潔凈度要求如何。
[0037]可配置的下PEZ環(huán)260保護(hù)帶電電極226免受用于實(shí)現(xiàn)倒角清潔的等離子體的侵蝕。可配置的下PEZ環(huán)260可以是由導(dǎo)電的材料、半導(dǎo)體材料或介電材料形成的，例如完全由三氧化二鋁(Al2O3)、氮化鋁(AIN)、氧化硅(S12)、碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、硅(Si)、氧化釔(Y2O3)或其他材料形成的環(huán)，或者它可以是由涂有例如S1、SiC或Y2O3的導(dǎo)電材料或介電材料、陶瓷材料(優(yōu)選為Al2O3)、或例如硅(單晶硅或多晶硅)、CVD高電阻SiC等純材料的金屬、陶瓷或聚合物組成的復(fù)合環(huán)以減少在清潔操作期間對襯底218的污染?？膳渲玫南翽EZ環(huán)260也可以是由具有高電阻(優(yōu)選地，但不限于，約105歐姆-厘米)的材料形成的。由于帶電電極226與下電極環(huán)306之間的電氣連接受到可配置的下PEZ環(huán)260的電氣性能的影響，所以可以通過改變可配置的下PEZ環(huán)260的材料和/或配置來控制等離子體特性。
[0038]下電極環(huán)306可以連接至下金屬襯殼314并經(jīng)其接地。然而，在替代實(shí)施方式中，下電極組件206可以包括代替帶電電極226的下支撐體(未示出)，并且下電極環(huán)306可以經(jīng)由下金屬襯殼314連接至射頻電源，其中上電極環(huán)308可以接地。下電極環(huán)306不是使用例如螺栓之類的螺紋緊固件，而是優(yōu)選地通過外部下介電環(huán)312的夾持力固定就位。例如，下電極環(huán)306上的外凸緣306a可以與外部下介電環(huán)312上的內(nèi)凸緣312a嚙合，由此下電極環(huán)306抵靠襯殼314被夾持。如此，可以消除可能另外源自暴露的緊固件的侵蝕的等離子體污染。下電極環(huán)306可以優(yōu)選地是由例如陽極氧化鋁之類的金屬形成的。在一些情況下，下電極環(huán)306可以是由例如硅(例如單晶或多晶硅)之類的高純材料、CVD低電阻SiC或任何合適的高純導(dǎo)電材料形成的。為了使使用高純材料的成本影響最小化，可以使下電極環(huán)306的橫截面尺寸最小化。使用夾持就位設(shè)計(jì)簡化了下電極環(huán)306的配置，從而通過使用用于污染控制的更寬范圍的材料降低CoC。
[0039]外部下介電環(huán)312是由例如Al2O3之類的介電材料形成的，并且可以涂有￥203。夕卜部下介電環(huán)312包括接收用于將外部下介電環(huán)312固定于下金屬襯殼314的螺栓322的一系列螺孔320。如上所述，外部下介電環(huán)312可以包括用于將下電極環(huán)306夾持到金屬襯殼314的凸起或臺階(凸緣)。要注意，螺栓322從下電極組件206的底側(cè)旋入使得螺栓322不暴露于等離子體并不被侵蝕。外部下介電環(huán)312的內(nèi)緣直徑確定環(huán)形或環(huán)狀等離子體的外徑。
[0040]在操作期間，射頻功率源270提供射頻功率以將通過氣體進(jìn)口 212、214的至少一個(gè)提供的工藝氣體激勵成等離子體，其中以在，但不限于在，約2MHz至約60MHz之間的范圍內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)頻率供應(yīng)射頻功率。在變型中，上電極環(huán)308在下電極環(huán)206接地的同時(shí)可以連接至射頻功率源，或者下電極環(huán)206可以在上電極環(huán)308接地時(shí)連接至射頻功率源。
[0041]要注意的是，圖2中的實(shí)施方式具有中心氣體進(jìn)口和邊緣氣體進(jìn)口。然而，可以改變氣體進(jìn)口的數(shù)量以獲得對襯底和/或倒角邊附近的所需的氣體分布。另外，上介電組件可以具有任意合適數(shù)量及布置的氣體進(jìn)氣口。
[0042]圖4圖示了設(shè)置在下電極組件206上方的上電極組件204的實(shí)施方式，其中上電極組件204包括介電組件216、包圍介電組件216的可調(diào)的上PEZ環(huán)302以及包圍可調(diào)的上PEZ環(huán)302的上電極環(huán)308?？烧{(diào)的上PEZ環(huán)302的下表面優(yōu)選地具有水平部分351以及包圍水平部分351的向上錐形部350，其中向上錐形部350根據(jù)錐形物的角度Θ和可調(diào)的上PEZ環(huán)302的水平部分351與支撐在下電極組件206上的襯底218的上表面之間的間隙間距以及可調(diào)的上PEZ環(huán)302的下表面的水平部分351的外徑來限制將要由等離子體清潔的倒角邊的程度。優(yōu)選地，向上錐形部350是圓錐形的，其中向上錐形部350的向上錐形角度Θ相對于水平部分為約5°至50°，并且更優(yōu)選為相對于水平部分約10°至30°，例如向上錐形角度為約10°，向上錐形角度為約20°，或者向上錐形角度為約30°。通過為向上錐形部350選擇所需的錐形角度，通過調(diào)節(jié)間隙間距可以改變在倒角蝕刻過程期間由倒角蝕刻器獲得的蝕刻距離。在優(yōu)選實(shí)施方式中，可調(diào)的上PEZ環(huán)302的下表面的水平部分351與介電組件216的下表面共面或基本上共面。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，上錐形角度Θ的斜率為定值。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，可調(diào)的上PEZ環(huán)302的向上錐形外部與可調(diào)的上PEZ環(huán)302的下表面的水平部分之間的邊緣是圓邊。
[0043]在如圖5所示的替代實(shí)施方式中，可調(diào)的上PEZ環(huán)302和上介電組件216可以是整體件。
[0044]圖6A至圖6D圖示了上PEZ環(huán)302的下表面的向上錐形部350的向上錐形角度Θ與在上PEZ環(huán)302的下表面的水平部分351和襯底218的上表面之間的間隙間距之間的關(guān)系。圖6A示出了針對非錐形上PEZ環(huán)的沿著300mm襯底的半徑變化的蝕刻速率，該非錐形上PEZ環(huán)的水平下表面的外徑為296.5mm。線條A表示約0.3mm的間隙間距的蝕刻速率，線條B表示約0.6mm的間隙間距的蝕刻速率。間隙間距的變化導(dǎo)致非錐形上PEZ環(huán)的蝕刻距離約0.20mm的變化性。圖6B示出了針對根據(jù)本文公開的實(shí)施方式的錐形上PEZ環(huán)的沿著300mm襯底的半徑變化的蝕刻速率，其中錐形上PEZ環(huán)的外徑為304mm。如圖6B所示，錐形上PEZ環(huán)具有等于約20°的相對于水平部分的向上錐形角度Θ，并且下表面的水平部分的外徑為295.6mm。線條A表示約0.15mm的間隙間距的蝕刻速率,線條B表示約0.6mm的間隙間距的蝕刻速率。間隙間距的變化導(dǎo)致蝕刻距離約1.1mm的變化。圖6C還示出了針對根據(jù)本文公開的實(shí)施方式的錐形上PEZ環(huán)的沿著300mm襯底的半徑變化的蝕刻速率，其中錐形上PEZ環(huán)的外徑為304mm。如圖6C所示，錐形上PEZ環(huán)具有等于約30°的相對于水平部分的向上錐形角度Θ，并且下表面的水平部分的外徑為295.6mm。線條A表示約0.3mm的間隙間距的蝕刻速率，線條B表示約0.6mm的間隙間距的蝕刻速率。間隙間距的變化導(dǎo)致蝕刻距離約0.44mm的變化。圖6D示出了針對根據(jù)本文公開的實(shí)施方式的錐形上PEZ環(huán)的沿著300mm襯底的半徑變化的蝕刻速率，其中錐形上PEZ環(huán)的外徑為304mm。如圖6D所示，錐形上PEZ環(huán)具有等于約45°的相對于水平部分的向上錐形角度Θ，并且下表面的水平部分的外徑為298.5mm。線條A表示約0.3mm的間隙間距的蝕刻速率,線條B表示約0.6mm的間隙間距的蝕刻速率。間隙間距的變化導(dǎo)致蝕刻距離約0.26mm的變化。
[0045]另外，為了在覆蓋所需的蝕刻距離范圍中獲得更大控制，可以選擇可調(diào)的上PEZ環(huán)的下表面的水平部分351的外徑來覆蓋對各種尺寸的半導(dǎo)體襯底(例如,直徑為200mm、300mm或450mm的襯底)的任意給定的一系列倒角蝕刻工藝中所需的蝕刻距離要求的范圍。例如，在一系列倒角蝕刻過程中，可能需要6個(gè)非錐形上PEZ環(huán)配置來涵蓋約0.3mm至2.3mm的蝕刻距離。然而，如圖7的曲線圖所示，這個(gè)范圍可以用小到三個(gè)可調(diào)的上PEZ環(huán)來覆蓋，其中第一可調(diào)的上PEZ環(huán)(A)的下表面的水平部分的外徑可以比第二可調(diào)的上PEZ環(huán)(B)的大，并且其中第二可調(diào)的上PEZ環(huán)(B)的下表面的水平部分的外徑可以比第三可調(diào)的上PEZ環(huán)(C)的大。例如，第一可調(diào)的上PEZ環(huán)(A)可以被配置成從倒角邊頂點(diǎn)朝著襯底中心調(diào)節(jié)蝕刻距離約2mm至3臟，第二可調(diào)的上PEZ環(huán)⑶可以被配置成從倒角邊頂點(diǎn)朝著襯底中心調(diào)節(jié)蝕刻距離約Imm至2mm，并且第三可調(diào)的上PEZ環(huán)(C)可以被配置成從倒角邊頂點(diǎn)朝著襯底中心調(diào)節(jié)蝕刻距離約Omm至1mm，其中通過調(diào)節(jié)可調(diào)的上PEZ環(huán)的下表面的水平部分與襯底的上表面之間的可調(diào)間隙的垂直高度來調(diào)節(jié)每個(gè)對應(yīng)的環(huán)的蝕刻距離。
[0046]在一系列倒角蝕刻工藝中，可能優(yōu)選的是蝕刻距離在某些工藝之間發(fā)生變化，使得可以去除襯底上的層的所需部分，或者可替代地，可以在倒角邊上形成鈍化層。使用可調(diào)的上PEZ環(huán)可以使得能通過調(diào)節(jié)可調(diào)的上PEZ環(huán)的下表面的水平部分與襯底的上表面之間的垂直高度來獲得變化的蝕刻距離。例如，可調(diào)的上P E Z環(huán)與襯底的上表面之間的可調(diào)間隙的垂直高度可以被設(shè)置成大間隙設(shè)置以允許在襯底的倒角邊上沉積鈍化層，鈍化層可以使用小間隙設(shè)置經(jīng)過切邊步驟，然后可以用標(biāo)準(zhǔn)間隙設(shè)置來執(zhí)行倒角清潔，并且可以使用大間隙設(shè)置利用氧氣等離子體來去除鈍化層。在共同轉(zhuǎn)讓的美國公開專利申請N0.2011/0146703中可以找出倒角蝕刻半導(dǎo)體襯底的方法和倒角蝕刻器的示例性實(shí)施方式，其中倒角蝕刻器在襯底的倒角邊上沉積鈍化層。在后續(xù)的倒角蝕刻工藝之前，可以減小可調(diào)間隙的垂直高度使得隨后可以去除此前沉積的鈍化層的邊緣部分，從而暴露下伏的薄膜層和/或在前一個(gè)蝕刻或沉積工藝期間形成的附著在襯底的倒角邊上的蝕刻副產(chǎn)物。通過去除鈍化層的外部允許鈍化層的剩余部分充當(dāng)屏障，從而在后續(xù)倒角邊清潔過程期間保護(hù)襯底的表面形貌。然后，在后續(xù)的倒角蝕刻工藝之前，可調(diào)間隙的垂直高度可以增大到第三預(yù)定高度，其中隨后可以去除此前沉積的薄膜或蝕刻副產(chǎn)物。在已經(jīng)去除薄膜或蝕刻副產(chǎn)物之后，可調(diào)間隙的垂直高度可以被設(shè)置成下一個(gè)預(yù)定高度，其中O2氣體隨后可用于剝離剩余的鈍化層。
[0047]另外，非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)的機(jī)器可讀介質(zhì)可以包括用于控制倒角蝕刻器的程序指令。用于控制加工操作的計(jì)算機(jī)程序代碼可以編寫成任何常規(guī)的計(jì)算機(jī)可讀的編程語言，例如，匯編語言、C、C++、Pascal、Fortran等。由處理器執(zhí)行編譯后的目標(biāo)代碼或腳本以執(zhí)行程序中指定的任務(wù)。
[0048]控制系統(tǒng)參數(shù)涉及例如加工步驟的計(jì)時(shí)、工藝氣體和惰性氣體的流速和溫度、襯底的溫度、室的壓力、間隙間距和特定工藝的其他參數(shù)。這些參數(shù)通過配方的形式提供給使用者，并且可以利用用戶界面來輸入。
[0049]用于監(jiān)測過程的信號可以通過控制系統(tǒng)的模擬和/或數(shù)字輸入連接件來提供。用于控制過程的信號可以輸出到設(shè)備的模擬和數(shù)字輸出連接件。
[0050]系統(tǒng)軟件可以被設(shè)計(jì)或配置成許多不同的方式。例如，可以編寫多種室部件的子程序或控制對象以控制進(jìn)行倒角邊清潔工藝所需的室部件的操作。實(shí)現(xiàn)該目的的程序或程序段的實(shí)例包括加工步驟的襯底計(jì)時(shí)代碼、前體和惰性氣體的流速和溫度代碼、室的壓力控制代碼以及用于間隙間距的代碼。
[0051]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會理解的是，本發(fā)明在不脫離其精神和本質(zhì)特征的情況下可以以其他具體形式實(shí)施。因此，當(dāng)前公開的實(shí)施方式在所有方面被認(rèn)為是說明性的，而不是限制性的。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書限定，而不是由前述描述了限定，并且涵蓋在本發(fā)明的等同形式的含義和范圍內(nèi)的所有變化旨在包含在本發(fā)明中。
【權(quán)利要求】
1.一種倒角蝕刻器，半導(dǎo)體襯底的倒角邊在所述倒角蝕刻器中進(jìn)行等離子體清潔，所述倒角蝕刻器包括: 下電極組件，其包括具有圓柱形頂部的下支撐體； 上介電組件，其設(shè)置在所述下電極組件上方，具有與所述下支撐體的頂部相對的圓柱形底部； 可調(diào)的上等離子體禁區(qū)(PEZ)環(huán)，其包圍所述介電組件的底部，其中所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的下表面包括從所述介電組件的所述底部向外延伸的向上錐形外部，其中能夠增大或減小所述上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述下表面與支撐在所述下支撐體上的襯底的上表面之間的可調(diào)間隙的垂直高度，使得能夠分別徑向向內(nèi)或徑向向外調(diào)節(jié)將要由所述等離子體清潔的所述襯底的倒角邊的程度；以及 至少一個(gè)射頻(RF)功率源，其適于在倒角邊清潔過程期間將工藝氣體激勵成所述等離子體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒角蝕刻器，其中所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)和所述上介電組件是整體件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒角蝕刻器，其中所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述下表面包括水平部分，其中所述向上錐形外部從所述下表面的所述水平部分向外延伸；并且/或者 (a)所述向上錐形外部與所述水平部分之間的邊緣是圓邊； (b)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述向上錐形部是錐形的，其相對于所述水平部分的向上錐形角度為約5°至50° ; (c)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述向上錐形部是錐形的，其相對于所述水平部分的向上錐形角度為約10°至30° ;并且/或者 (d)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述向上錐形部是錐形的，其相對于所述水平部分的向上錐形角度為約10°、約20°或約30°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒角蝕刻器，其中: (a)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述向上錐形部是錐形的，其相對于所述上介電組件的所述底部的下表面的向上錐形角度為約5°至50° ; (b)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述向上錐形部是錐形的，其相對于所述上介電組件的所述底部的下表面的向上錐形角度為約10°至30° ;并且/或者 (c)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述向上錐形部是錐形的，其相對于所述上介電組件的所述底部的下表面的向上錐形角度為約10°、約20°或約30°。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的倒角蝕刻器，其中: (a)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述下表面的所述水平部分與所述上介電組件的所述底部的下表面共面或基本上共面；并且/或者 (b)所述水平部分具有比有待清潔的所述倒角邊的外徑小的外徑，并且所述向上錐形部具有比有待清潔的所述倒角邊的外徑大的外徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒角蝕刻器，其包括: (a)控制器，其被配置成控制由所述倒角蝕刻器執(zhí)行的過程； (b)非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)的機(jī)器可讀介質(zhì)，其包括用于控制所述倒角蝕刻器的程序指令；和/或 (C)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其用于控制所述可調(diào)間隙的所述垂直高度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒角蝕刻器，其中: (a)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)是由選自由導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體材料、介電材料、陶瓷材料和高電阻材料組成的組中的材料形成的； (b)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)是由三氧化二鋁、氮化鋁、氧化硅、碳化硅、氮化硅、硅、氧化釔或它們的混合物形成的； (c)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)在其外表面上包括硅、碳化硅、氧化釔或三氧化二鋁的涂層；并且/或者 (d)所述向上錐形部具有比所述有待清潔的倒角邊的外徑大的外徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒角蝕刻器，其中所述上介電組件包括用于測量所述可調(diào)間隙的所述垂直高度的至少一個(gè)間隙傳感器，其中所述間隙傳感器是選自由電感傳感器、激光傳感器、電容傳感器、聲學(xué)傳感器和線性可變差動變壓(LVDT)傳感器組成的組中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒角蝕刻器，其中所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)包括形成在其內(nèi)表面上的凸緣。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的倒角蝕刻器，其中所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述內(nèi)表面上的所述凸緣與所述上介電組件的凸緣嚙合以抵靠被配置成支撐所述上介電組件的金屬組件來夾持所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)。
11.一種可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)，所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)被配置成在等離子體倒角蝕刻器中清潔倒角邊期間調(diào)節(jié)蝕刻距離，其中所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)被配置成包圍上介電組件，所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)包括:下表面，其包括從所述介電組件的底部向外延伸的向上錐形部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)，其中所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)和所述上介電組件是整體件。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)，其中所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述下表面包括水平部分，所述向上錐形外部從所述下表面的所述水平部分向外延伸；并且/或者 (a)所述向上錐形外部與所述水平部分之間的邊緣是圓邊； (b)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述向上錐形部是錐形的，其相對于所述水平部分的向上錐形角度為約5°至50° ; (c)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述向上錐形部是錐形的，其相對于所述水平部分的向上錐形角度為約10°至30° ;并且/或者 (d)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的向上錐形部是錐形的，其相對于所述水平部分的向上錐形角度為約10°、約20°或約30°。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)，其中: (a)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述向上錐形部是錐形的，其相對于所述上介電組件的所述底部的下表面的向上錐形角度為約5°至50° ; (b)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述向上錐形部是錐形的，其相對于所述上介電組件的所述底部的下表面的向上錐形角度為約10°至30° ;并且/或者 (c)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述向上錐形部是錐形的，其相對于所述上介電組件的所述底部的下表面的向上錐形角度為約10°、約20°或約30°。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)，其中: (a)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)是由選自由導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體材料、介電材料、陶瓷材料和高電阻材料組成的組中的材料形成的； (b)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)是由三氧化二鋁、氮化鋁、氧化硅、碳化硅、氮化硅、硅、氧化釔或它們的混合物形成的； (c)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)在其外表面上包括硅、碳化硅、氧化釔或三氧化二鋁的涂層； (d)所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)包括形成在其內(nèi)表面上的凸緣；并且/或者 (e)所述向上錐形部具有比有待清潔的所述倒角邊的外徑大的外徑。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)，其中所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述下表面的所述水平部分被配置成與所述上介電組件的所述底部的下表面共面或基本上共面；并且/或者 (b)所述水平部分具有比有待清潔的所述倒角邊的外徑小的外徑，并且所述向上錐形部具有比有待清潔的所述倒角邊的外徑大的外徑。
17.一種清潔半導(dǎo)體襯底的倒角邊的方法，其包括: 在根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒角蝕刻器的室中支撐半導(dǎo)體襯底； 將所述上等離子體禁區(qū)環(huán)的所述下表面與支撐在所述下支撐體上的所述襯底的上表面之間的間隙調(diào)節(jié)到垂直高度，其中所述垂直高度確定將要由所述等離子體清潔的所述襯底的所述倒角邊的程度； 引入工藝氣體到所述室中； 激勵所述工藝氣體以形成等離子體；并且 使用所述等離子體清潔所述倒角邊。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其進(jìn)一步包括: (a)增大所述可調(diào)間隙的所述垂直高度，從而徑向向內(nèi)地調(diào)節(jié)將要由所述等離子體清潔的所述襯底的倒角邊的程度，引入工藝氣體到所述室中；激勵所述工藝氣體以形成等離子體，并且使用所述等離子體清潔所述倒角邊；或者 (b)減小所述可調(diào)間隙的所述垂直高度從而徑向向外地調(diào)節(jié)將要由所述等離子體清潔的所述襯底的倒角邊的程度，引入工藝氣體到所述室中；激勵所述工藝氣體以形成等離子體，并且使用所述等離子體清潔所述倒角邊。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中在使用所述等離子體清潔所述倒角邊之前，在所述襯底的所述倒角邊上沉積鈍化層。
20.一種在根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒角蝕刻器中更換所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)的方法，包括:從所述倒角蝕刻器的上金屬組件拆卸所述上介電組件；使所述介電組件上的凸緣從所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)上的凸緣脫離，通過在所述介電組件上安裝新的可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)并將所述介電組件連接至所述上金屬組件，從而將所述可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)更換成所述新的可調(diào)的上等離子體禁區(qū)環(huán)。
【文檔編號】H01L21/3065GK104517829SQ201410525124
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月4日
【發(fā)明者】杰克·陳, 亞當(dāng)·萊恩, 格雷戈里·塞克斯頓 申請人:朗姆研究公司