CN101370965A - 用于从基片边缘去除副产物组的装置和方法 - Google Patents

用于从基片边缘去除副产物组的装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101370965A
CN101370965A CNA2006800356522A CN200680035652A CN101370965A CN 101370965 A CN101370965 A CN 101370965A CN A2006800356522 A CNA2006800356522 A CN A2006800356522A CN 200680035652 A CN200680035652 A CN 200680035652A CN 101370965 A CN101370965 A CN 101370965A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plasma
substrate
blocking layer
powered electrode
described substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006800356522A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101370965B (zh
Inventor
金允尚
安德鲁·D·贝利三世
衡石·亚历山大·尹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lam Research Corp
Original Assignee
Lam Research Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lam Research Corp filed Critical Lam Research Corp
Publication of CN101370965A publication Critical patent/CN101370965A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101370965B publication Critical patent/CN101370965B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02082—Cleaning product to be cleaned
    • H01L21/02087—Cleaning of wafer edges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623—Mechanical discharge control means

Abstract

本发明披露了一种等离子处理系统，其包括用于处理基片的等离子室。该装置包括卡盘，其被配置为支撑该基片的第一表面。该装置还包括抗等离子阻挡层，其以相关于该基片的第二表面空间隔开的方式进行布置，该第二表面与第一表面相对，该抗等离子阻挡层大体上防护该基片的中间部分，并使得该基片的第二表面的环形周缘区域基本上不受该抗等离子阻挡层防护。该装置进一步包括至少一个通电电极，该通电电极与该抗等离子阻挡层配合运行以由等离子气体产生受限的等离子，该受限的等离子基本上受限于该基片的环形周缘部分并远离该基片的中间部分。

Description

用于从基片边缘去除副产物组的装置和方法
技术领域
本发明总体上涉及基片制造技术，尤其涉及用于从基片边缘去除副产物组的装置和方法。
背景技术
在基片(例如，半导体基片或如在平板显示器制造中所使用的平板玻璃)的处理过程中，经常用到等离子。例如，作为基片处理过程的一部分，该基片被分为多个模片(dies)，或者矩形区域，其中的每一个都将会成为一个集成电路。然后在一系列的步骤中处理基片，在这些步骤中，材料被有选择性地去除(蚀刻)或沉积。在几个纳米级别上控制晶体管门关键尺寸(CD)是至关重要的，因为对目标门长度的每个纳米偏离均可直接影响到这些器件的运行速度和/或这些器件的可操作性。
在第一个示例性的等离子处理中，基片于蚀刻之前就被涂敷以薄的硬化乳胶(例如，光刻胶掩模)。然后，硬化的乳胶区域被有选择地去除，从而使得下层的部分暴露在外。然后，将基片置于基片支撑结构上的等离子处理室中，该支撑结构包括单极或双极电极，称为卡盘。然后，合适的蚀刻剂气体组就流入该室中并且被激发(strike)而形成蚀刻该基片暴露区域的等离子。
在蚀刻处理过程中，在基片边缘的顶部和底部形成聚合物副产物(由碳(C)、氧(O)、氮(N)、氟(F)等组成)并非罕见。就是说，在基片环形周界上不存在模片的表面区域。但是，当因多种不同蚀刻处理的缘故而导致接连不断的聚合物层沉积时，通常强力和有粘性的有机粘结剂就将最终变弱并且脱落或剥落，该粘结剂在运输中经常会掉到另一个基片上。例如，基片通常经由大体干净的容器(常称为基片匣)成组地在多个等离子处理系统之间移动。当较高位置的基片重新置于该容器中时，副产物颗粒就可能落到存在有模片的较低的基片上，从而潜在影响了器件产量。
综上所述，需要用于从基片边缘去除副产物组的装置和方法。
发明内容
在一个实施方式中，本发明涉及一种等离子处理系统，其包括用于处理基片的等离子室。该装置包括卡盘，其被配置为支撑所述基片的第一表面。该装置还包括抗等离子阻挡层，其以相关于所述基片的第二表面空间隔开的方式进行布置，该第二表面与所述第一表面相对，该抗等离子阻挡层大体上防护该基片的中间部分，并使得所述基片的所述表面的环形周缘区域基本上不受该抗等离子阻挡层防护。该装置进一步包括至少一个通电电极，该通电电极与该抗等离子阻挡层配合运行以由等离子气体产生受限的等离子，该受限的等离子基本上受限于该基片的该环形周缘部分并远离该基片的该中间部分。
在一个实施方式中，本发明涉及一种用于从基片去除副产物组的方法。该方法包括配置卡盘以用于支撑该基片的第一表面。该方法还包括以相关于该基片的第二表面空间隔开的方式来布置抗等离子阻挡层，该第二表面与该第一表面相对，该抗等离子阻挡层大体上防护该基片的中间部分，并使得该基片的第二表面的环形周缘区域基本上不受该抗等离子阻挡层防护。该方法进一步包括配置至少一个通电电极，该通电电极与该抗等离子阻挡层配合运行由等离子气体产生等离子，其中该受限的等离子大体上受限于该基片的所述环形周缘部分并远离所述基片的所述中间部分。该方法还包括配置惰性气体传输装置，以将惰性气体引入到由该基片的中间部分和该抗等离子阻挡层所限定的间隙中，其中，当该受限等离子被产生时，该副产物组基本上就被去除。
在一个实施方式中，本发明涉及用于在等离子室内从基片去除副产物组的方法。该方法包括配置至少一个通电电极，以由等离子气体激发等离子，其中，当等离子被激发时，该通电电极就被电连接到该卡盘。该方法还包括以相关于该基片空间隔开的方式来布置抗等离子阻挡层，其中，该抗等离子阻挡层被配置为基本上将该等离子限制在该基片的环形周缘部分并远离该基片的该中间部分，并且其中，该抗等离子阻挡层和该基片限定间隙。该方法进一步包括配置惰性气体传输装置，以将惰性气体引入到该间隙；其中当该等离子被激发时，该副产物组从该基片的环形周缘部分被去除。
在以下本发明的详细说明中，将结合附图对本发明的这些和其它特点进行更详细的描述。
附图说明
在附图中本发明作为示例性而不是限制性的方式来说明，相似的参考标号表示类似的元件，其中：
图1A说明了根据本发明一个实施方式的电感耦合等离子处理系统的简化示意图，其带有用于边缘副产物去除的周边电感线圈；
图1B说明了根据本发明一个实施方式的电感耦合等离子处理系统的简化示意图，其带有用于边缘副产物去除的顶部电感线圈；
图2说明了根据本发明一个实施方式，用于边缘副产物去除的电容耦合等离子处理系统的简化示意图；
图3说明了根据本发明的一个实施方式，示出用于图1A-2中所示的等离子处理系统的气体配置的简化示意图；
图4说明了根据本发明的一个实施方式，用于边缘副产物去除的等离子处理系统的简化示意图，其中，惰性阻挡层利用底部连接支撑结构而被支撑；
图5说明了根据本发明的一个实施方式，用于边缘副产物去除的等离子处理系统的简化示意图，其中，惰性阻挡层利用横向连接支撑结构而被支撑；以及
图6说明了根据本发明的一个实施方式，用于从基片边缘去除副产物组的简化的方法。
具体实施方式
以下将根据如附图中说明的几个优选的实施方式详细描述本发明。在下面的描述中，阐述许多具体的细节以提供对本发明实施方式的彻底理解。然而，对于本领域技术人员来说，显然，本发明可不利用这些具体细节的某些或全部来实施。在有的情况下，公知的工艺步骤和/或结构将不会详细描述，以免不必要地混淆本发明。
现参考图1A，示出了根据本发明一个实施方式的电感耦合等离子处理系统的简化示意图，其带有用于边缘副产物去除的周边电感线圈(通电电极)。以有利的方式，惰性阻挡层被放在基片上方，与从基片中央朝向基片环形周缘流动的惰性气体相结合，并定位于基片上方，该阻挡层基本上可将等离子隔离在基片环形周缘，从而允许快速去除副产物，而同时使得对基片表面(中间区域)上暴露的电气结构的潜在破坏最小化。
通常，带有边缘副产物组的基片利用静电卡盘(卡盘)116上的边缘环115而定位于等离子室中。即，该卡盘可被配置为支撑该基片的第一(底部)表面。周边电感线圈104通常被配置为通过在为去除副产物优化的等离子气体组124(例如，O2、CF4、C2F6、Ar等)中引起的随时间变化的电流而激发等离子110。在一个实施方式中，周边电感线圈104被配置为环状或环状物，其具有至少与基片114的直径一样大的内径(沿横轴)。
进一步被连接到周边电感线圈104的一般为匹配网络132，其可进一步被连接到RF发生器134。匹配网络132试图匹配RF发生器134与等离子110的阻抗，RF发生器134通常运行在从约2MHz到约27MHz的频率范围并且阻抗为约50欧姆。另外，第二RF能量源138也可通过匹配网络136而被连接到基片114，以利用等离子产生偏置，并将引导等离子远离该等离子处理系统内的结构并朝向基片。
另外，为了基本上将受限等离子110隔离或限制在基片边缘(环形周缘)的表面区域，抗等离子阻挡层113(例如，石英、蓝宝石等)可以恰好在基片114第二(顶部)表面上方但并未触及该表面的间隙距离被放置。即，基片114定位于抗等离子阻挡层113和卡盘116之间。在一个实施方式中，抗等离子阻挡层113被配置为具有小于基片直径(沿横轴)的直径(沿横轴)。在一个实施方式中，抗等离子阻挡层113被连接到等离子室102的顶部表面。另外，也可利用惰性气体传输装置在抗等离子阻挡层113和基片114之间引入(channel)第二惰性气体126(中间惰性)流，从而产生从基片中央到基片114环形周缘的正向压力，并基本上隔离等离子110远离基片表面暴露部分上的电气结构。例如，该惰性气体传输装置可包括一组喷嘴、管道、阀门、质量流量控制器、泵等。当副产物从基片114去除时，它们通过泵110从等离子室102排出。
在一个实施方式中，该等离子是低压等离子。例如，在电感耦合等离子处理系统中，其功率设置为从约100W到约500W，压力为约5mTorr到约1Torr，并具有等离子气体(O2、CF4、C2F6、Ar等)和惰性气体(例如，He、Ar、N2等)，小于约0.5mm的间隙距离可足以隔离在基片环形周缘的等离子110，并由此使得对基片表面暴露部分上的电气结构的任何潜在破坏都最小化。在一个实施方式中，间隙距离优选地在约0.1mm到约0.5mm之间。在一个实施方式中，间隙距离更优选地在约0.2mm到约0.4mm之间。在一个实施方式中，间隙距离最优选地约为0.3mm。
在一个实施方式中，等离子为大气压或高压等离子。例如，在电感耦合等离子处理系统中，其功率设置为从约100W到约500W，压力为环境压力，并具有等离子气体(O2、CF4、C2F6、He等)和惰性气体(例如，He、Ar、N2等)，小于约0.1mm的间隙距离可足以隔离在基片环形周缘的等离子110，并由此使得任何潜在的对基片表面暴露部分上的电气结构的破坏都最小化。在一个实施方式中，间隙距离优选地在约0.04mm到约0.1mm之间。在一个实施方式中，间隙距离更优选地在约0.05mm到约0.09mm之间。在一个实施方式中，间隙距离最优选地约为0.07mm。本发明的优点包括可从基片边缘去除副产物组，而基本不会破坏在基片表面暴露部分上的电气结构。
现参考图1B，示出了根据本发明一个实施方式的电感耦合等离子处理系统的简化示意图，带有用于边缘副产物去除的顶部电感线圈(通电电极)。通常，带有边缘副产物组的基片利用静电卡盘(卡盘)116上的边缘环115定位于等离子室中。即，该卡盘可被配置为支撑该基片的第一(底部)表面。顶部电感线圈144通过惰性抗等离子阻挡层145(例如，陶瓷、石英等)物理与等离子110分开，其通常被配置为通过在为副产物去除优化的等离子气体组124(例如，O2、CF4、C2F6、Ar等)中引起随时间变化的电流而激发等离子110。在一个实施方式中，顶部电感线圈104被配置为环组。在一个实施方式中，至少一个环具有至少与基片114的直径一样大的内径(沿横轴)。
进一步被连接到顶部电感线圈144的通常为匹配网络132，其可进一步被连接到RF发生器134。匹配网络132试图匹配RF发生器134和等离子110的阻抗，RF发生器134通常运行在从约2MHz到约27MHz的频率范围并且阻抗约为50欧姆。另外，第二RF能量源138也可通过匹配网络136耦合到基片114，以利用等离子产生偏置，并引导等离子远离等离子处理系统内的结构并朝向基片。
另外，为了基本上将等离子110隔离或限制在基片边缘(环形周缘)的表面区域，抗等离子阻挡层113(例如，石英、蓝宝石等)可以设在恰好在基片114第二(顶部)表面上方但并未触及该表面的间隙距离。在一个实施方式中，抗等离子阻挡层113被配置为具有小于基片直径(沿横轴)的直径(沿横轴)。即，基片114定位于抗等离子阻挡层113和卡盘116之间。在一个实施方式中，抗等离子阻挡层113被连接到等离子室102的顶部表面。另外，也可利用惰性气体传输装置在抗等离子阻挡层113和基片114之间引入第二惰性气体126(惰性气体)流，从而产生从基片中央到基片114环形周缘的正向压力，并基本上隔离等离子110远离基片表面暴露部分上的电气结构。当副产物从基片114去除时，它们由泵110从等离子室102排出。
在一个实施方式中，该等离子是低压等离子。例如，在电感耦合等离子处理系统中，其功率设置为从约100W到约500W，压力为从约5mTorr到约1Torr，并具有等离子气体(O2、CF4、C2F6、Ar，等)和惰性气体(例如，He、Ar、N2，等)，小于约0.5mm的间隙距离可足以隔离在基片环形周缘的等离子110，并由此使得任何潜在的对基片表面暴露部分上的电气结构的破坏都最小化。在一个实施方式中，间隙距离优选地在约0.1mm到约0.5mm之间。在一个实施方式中，间隙距离更优选地在约0.2mm到约0.4mm之间。在一个实施方式中，间隙距离最优选地约为0.3mm。
在一个实施方式中，等离子为大气压或高压等离子。例如，在电感耦合等离子处理系统中，其功率设置为从约100W到约500W，压力为环境压力，并具有等离子气体(O2、CF4、C2F6、He，等)和惰性气体(例如，He、Ar、N2，等)，小于约0.1mm的间隙距离可足以隔离在基片环形周缘的等离子110，并由此使得任何潜在的对基片表面暴露部分上的电气结构的破坏都最小化。
在一个实施方式中，间隙距离优选地在约0.04mm到约0.1mm之间。在一个实施方式中，间隙距离更优选地在约0.05mm到约0.09mm之间。在一个实施方式中，间隙距离最优选地为约0.07mm。本发明的优点包括可从基片边缘去除副产物组，而基本不会破坏在基片表面暴露部分上的电气结构。
现参考图2，示出了根据本发明一个实施方式，用于边缘副产物去除的电容耦合等离子处理系统的简化示意图，其带有通电电极。通常，带有边缘副产物组的基片利用在接地静电卡盘(卡盘)216上的边缘环215而定位于等离子室中。即，该卡盘可被配置为支撑该基片的第一(底部)表面。通电电极204通常被配置为通过在为副产物去除优化的等离子气体组224(例如，O2、CF4、C2F6、Ar等)中引起随时间变化的电流而激发等离子210。
进一步被连接到通电电极204的通常为匹配网络232，其可进一步连接到RF发生器234。匹配网络232试图匹配RF发生器234和等离子210的阻抗，RF发生器234通常运行在从约2MHz到约27MHz的频率范围并且阻抗为约50欧姆。另外，为了基本上将等离子210隔离或限制在基片边缘(环形周缘)的表面区域，惰性阻挡层213(例如，石英、蓝宝石等)可以恰好在基片214第二(顶部)表面上方但未触及该表面的间隙距离而被放置。
在一个实施方式中，惰性阻挡层213被配置为具有小于基片直径(沿横轴)的直径(沿横轴)。即基片214定位于抗等离子阻挡层213和卡盘216之间。在一个实施方式中，惰性阻挡层213添加物，为了基本上将等离子(图未示)隔离在基片308边缘(环形周缘)的表面区域，可通过惰性气体孔组304引入第二惰性气体(惰性气体)流，从而产生从基片308的基片中央到基片环形周缘的正向压力，并基本上隔离等离子(图未示)远离基片表面暴露部分上的电气结构。在一个实施方式中，等离子气体孔组306定位于靠近基片308边缘(环形周缘)的位置。在一个实施方式中，等离子气体孔组306定位于离开基片308边缘(环形周缘)的位置。在一个实施方式中，等离子气体孔组306定位于惰性阻挡层(图未示)上方。在一个实施方式中，等离子气体孔组306定位于通电电极中(图未示)。
现参考图4，其示出了根据本发明的一个实施方式，用于边缘副产物去除的等离子处理系统(电容耦合、电感耦合、大气压等)的简化示意图，其中，惰性阻挡层利用底部连接支撑结构而被支撑。以有利的方式，底部连接支撑结构可允许边缘副产物去除功能更容易地加入现有的等离子处理系统，因为现有等离子室电极(例如，电感线圈、通电电极、接地电极等)不需要为了固定惰性阻挡层403而被重新定位。该底部连接支撑结构通常可包括纵向支撑元件组425和横向支撑元件组426，其可以在基片414上的合适间隙距离正确地定位惰性阻挡层413，从而仅基片边缘420基本上可暴露于等离子424。
通常，通过将等离子气体组(图未示)(如O2、CF4、C2F6、Ar等)流入等离子室402中而产生等离子404，在该室中等离子404被激发，以从利用卡盘416上的边缘环415而被定位的基片414来去除边缘副产物组。在一个实施方式中，横向支撑元件和纵向支撑元件包括惰性材料(例如，石英，蓝宝石等)。在一个实施方式中，纵向支撑元件组425和横向支撑元件组426包括单独制造的单元。在一个实施方式中，横向支撑元件426被配置为允许基片边缘428暴露于等离子404的主要部分。在一个实施方式中，纵向支撑元件组425被连接到卡盘416。
另外，也可利用惰性气体传输装置(图未示)在惰性阻挡层413和基片414之间引入第二惰性气体流(图未示)，从而产生从基片中央到基片环形周缘的正向压力，其被连接到等离子室202的顶部表面。另外，也可利用惰性气体传输装置在惰性阻挡层213和基片214之间引入第二惰性气体流226(惰性气体)，从而产生从该基片114的基片中央到基片环形周缘的正向压力，并基本上隔离等离子210远离基片表面暴露部分上的电气结构。例如，该惰性气体传输装置可包括一组喷嘴、管道、阀门、质量流量控制器、泵等。当副产物从基片214被去除时，它们由泵210从等离子室202排出。
在一个实施方式中，该等离子是低压等离子。例如，在电感耦合等离子处理系统中，其功率设置为从约100W到约500W，压力为从约5mTorr到约1Torr，并带有等离子气体(O2、CF4、C2F6、Ar，等)和惰性气体(例如，He、Ar、N2，等)，小于约0.5mm的间隙距离可足以隔离在基片环形周缘的等离子110，并由此使得任何潜在的对基片表面暴露部分上的电气结构的破坏都最小化。在一个实施方式中，间隙距离优选地在约0.1mm到约0.5mm之间。在一个实施方式中，间隙距离更优选地在约0.2mm到约0.4mm之间。在一个实施方式中，间隙距离最优选地约为0.3mm。
在一个实施方式中，等离子为大气压或高压等离子。例如，在电感耦合等离子处理系统中，其功率设置为从约100W到约500W，压力为环境压力，并带有等离子气体(O2、CF4、C2F6、He，等)和惰性气体(例如，He、Ar、N2，等)，小于约0.1mm的间隙距离可足以隔离在基片环形周缘的等离子110，并由此使得任何潜在的对基片表面暴露部分上的电气结构的破坏都最小化。
在一个实施方式中，间隙距离优选地在约0.04mm到约0.1mm之间。在一个实施方式中，间隙距离更优选地在约0.05mm到约0.09mm之间。在一个实施方式中，间隙距离最优选地约为0.07mm。本发明的优点包括可从基片边缘去除副产物组，而基本不会破坏在基片表面暴露部分上的电气结构。
现参考图3，示出了根据本发明的一个实施方式，图1A-2中所示的等离子处理系统的气体配置的简化示意图。如前所述，等离子气体组(例如，O2、CF4、C2F6、Ar等)可通过等离子气体孔组306流入等离子室302，以激发等离子(图未示)，从而从基片308去除边缘副产物组。在基片414中，并且基本上隔离等离子404远离基片表面暴露部分上的电气结构。
现参考图5，示出了根据本发明的一个实施方式，用于边缘副产物去除的等离子处理系统(电容耦合、电感耦合、大气压，等)的简化示意图，其中，惰性阻挡层利用横向连接支撑结构而被支撑。以有利的方式，横向连接支撑结构可允许边缘副产物去除功能更容易地被加入到现有的等离子处理系统，因为现有等离子室电极(例如，电感线圈、通电电极、接地电极等)并不需要为了固定惰性阻挡层413而被重新定位。该横向连接支撑结构通常可包括横向支撑元件组526，其可以在基片414上的合适间隙距离正确地放置惰性阻挡层413，从而仅基片边缘420暴露于等离子424。
通常，通过将等离子气体组(图未示)(如O2、CF4、C2F6、Ar等)流入等离子室402中而产生等离子404，在此点处，等离子404被激发，以从利用在卡盘416上的边缘环415所定位的基片414来去除边缘副产物组。在一个实施方式中，横向支撑元件包括惰性材料(例如，石英，蓝宝石等)。在一个实施方式中，横向支撑元件426被配置为允许基片边缘428暴露于等离子404的基本部分。在一个实施方式中，横向支撑元件组425被连接到等离子室壁。另外，也可在惰性阻挡层413和基片414之间引入第二惰性气体流(图未示)，从而产生从基片414的基片中央到基片环形周缘的正向压力，并基本上隔离等离子404使其远离基片表面暴露部分上的电气结构。
现参考图6，示出了根据本发明的一个实施方式，用于从基片边缘去除副产物组的简化的方法。开始，在602步，卡盘被配置为支撑基片。接下来，在604步，以相关于该基片隔开的方式定位抗等离子阻挡层。接下来，在606步，至少一个通电电极被配置为与抗等离子阻挡层配合运行以由等离子气体组产生等离子。在一个实施方式中，等离子气体组包括O2、CF4、C2F6和Ar之中的至少一种。最后，在608步，惰性气体传输装置被配置为将惰性气体引入到由基片的中间部分和抗等离子阻挡层所限定的间隙中。例如，该惰性气体传输装置可包括一组喷嘴、管道、阀门、质量流量控制器、泵等。在一个实施方式中，惰性气体包括He、Ar和N2之中的至少一种。
尽管本发明已根据多个优选的实施方式进行了描述，但是存在有落入本发明范围内的变化、置换和等同方式。例如，尽管本发明结合Lam Research等离子处理系统(例如，ExelanTM、ExelanTMHP、ExelanTMHPT、2300TM、VersysTM Star等)进行描述，但也可使用其它的等离子处理系统。本发明也可用于多种直径的基片(例如，200mm、300mm、LCD，等)。另外，这里所使用的词语“组”包括一个或多个该组中的指定元件。例如，“X”组指一个或多个“X”。
本发明的优点包括从基片表面快速和安全地去除边缘副产物。其它的优点包括能够容易地将本发明加入现有的等离子处理系统。
虽然已经披露了示例性的实施方式和最佳模式，但可在由后附权利要求限定的本发明的主题和精神内，对已披露的实施方式进行修改和变化。

Claims (30)

1.一种等离子处理系统，包括用于处理基片的等离子室，包括：
卡盘，其被配置为支撑所述基片的第一表面；
抗等离子阻挡层，其以相关于所述基片的第二表面空间隔开的方式而被布置，所述第二表面与所述第一表面相对，所述抗等离子阻挡层基本上防护所述基片的中间部分并使得所述基片的所述第二表面的环形周缘区域基本上不受所述抗等离子阻挡层防护；以及
至少一个通电电极，所述通电电极与所述抗等离子阻挡层配合运行以由等离子气体产生等离子，所述等离子基本上受限于所述基片的所述环形周缘区域并且远离所述基片的所述中间部分。
2.根据权利要求1所述的等离子处理系统，其中，所述通电电极具有环状，其被布置在所述基片的所述环形周缘区域外部，所述通电电极的内部直径至少与所述基片的直径一样大。
3.根据权利要求1所述的等离子处理系统，其中，所述通电电极代表被布置在所述基片上方的顶部电感线圈。
4.根据权利要求1所述的等离子处理系统，其中，所述通电电极代表被布置在所述基片上方的电容板。
5.根据权利要求1所述的等离子处理系统，进一步包括惰性气体传输装置，其被配置为将惰性气体引入到由所述基片的所述中间部分和所述抗等离子阻挡层限定的间隙中。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述抗等离子阻挡层是陶瓷和石英中的一种。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述抗等离子阻挡层利用底部连接支撑结构而被连接到所述等离子室。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述抗等离子阻挡层利用横向连接支撑结构而被连接到所述等离子室。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述等离子包括O2、CF4、C2F6和Ar中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述惰性气体包括He、Ar和N2中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述等离子是低压等离子。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述间隙距离在约0.1mm到约0.5mm之间。
13.根据权利要求11所述的装置，其中，所述间隙距离在约0.2mm到约0.4mm之间。
14.根据权利要求11所述的装置，其中，所述间隙距离约为0.3mm。
15.根据权利要求1所述的装置，其中，所述等离子是大气等离子。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述间隙距离在约0.04mm到约0.1mm之间。
17.根据权利要求13所述的装置，其中，所述间隙距离在约0.05mm到约0.09mm之间。
18.根据权利要求15所述的装置，其中，所述间隙距离约为0.07mm。
19.在包括等离子室的等离子处理系统中，一种用于从基片去除副产物组的方法，包括：
配置卡盘以支撑所述基片的第一表面；
以相关于所述基片的第二表面空间隔开的方式来布置抗等离子阻挡层，所述第二表面与所述第一表面相对，所述抗等离子阻挡层基本上防护所述基片的中间部分并使得所述基片的所述第二表面的环形周缘区域基本上不受所述抗等离子阻挡层防护；以及
配置至少一个通电电极来与所述抗等离子阻挡层配合运行以由等离子气体产生等离子，所述等离子基本上受限于所述基片的所述环形周缘部分并远离所述基片的所述中间部分；
配置惰性气体传输装置，以将惰性气体引入到由所述基片的所述中间部分和所述抗等离子阻挡层限定的间隙中；
其中，当所述等离子被产生时，所述副产物组基本上就被去除。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述通电电极具有环状，其被布置在所述基片的所述环形周缘区域外部，所述通电电极的内部直径至少与所述基片的直径一样大。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，所述通电电极包括周边电感线圈、顶部电感线圈和电容板中的一种。
22.根据权利要求19所述的方法，其中，所述抗等离子阻挡层是陶瓷和石英中的一种。
23.根据权利要求19所述的方法，其中，所述抗等离子阻挡层利用底部连接支撑结构和横向连接支撑结构之中的一种而被连接到所述等离子室。
24.根据权利要求19所述的方法，其中，所述等离子包括O2、CF4、C2F6和Ar中的至少一种。
25.根据权利要求19所述的方法，其中，所述惰性气体包括He、Ar和N2中的至少一种。
26.根据权利要求19所述的方法，其中，所述等离子是低压等离子。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述间隙距离在约0.1mm到约0.5mm之间。
28.根据权利要求19所述的方法，其中，所述等离子是大气等离子。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述间隙距离在约0.04mm到约0.1mm之间。
30.一种用于在等离子室中从基片去除副产物组的方法，所述基片，包括：
将基片支撑在卡盘上；
配置至少一个通电电极，以由等离子气体激发等离子，其中，当所述等离子被激发时，所述通电电极就被电耦合到所述卡盘；
以相关于所述基片空间隔开的方式定位抗等离子阻挡层，其中，所述抗等离子阻挡层被配置为基本上将所述等离子限制在所述基片的环形周缘部分并远离所述基片的所述中间部分，以及其中，所述抗等离子阻挡层的底部表面和所述基片的顶部表面限定间隙；
配置惰性气体传输装置，以将惰性气体引入到所述间隙；
其中，当所述等离子被激发时，所述副产物组就从所述基片的所述环形周缘部分中被去除。
CN200680035652.2A 2005-09-27 2006-09-26 用于从基片边缘去除副产物组的装置和方法 Active CN101370965B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/237,327 US20070068623A1 (en) 2005-09-27 2005-09-27 Apparatus for the removal of a set of byproducts from a substrate edge and methods therefor
US11/237,327 2005-09-27
PCT/US2006/037492 WO2007038514A2 (en) 2005-09-27 2006-09-26 Apparatus and method for substrate edge etching

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101370965A true CN101370965A (zh) 2009-02-18
CN101370965B CN101370965B (zh) 2015-10-07

Family

ID=37892430

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800358829A Active CN101273430B (zh) 2005-09-27 2006-09-26 去除晶片的斜面边缘和背部上的膜的装置和方法
CN200680035652.2A Active CN101370965B (zh) 2005-09-27 2006-09-26 用于从基片边缘去除副产物组的装置和方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800358829A Active CN101273430B (zh) 2005-09-27 2006-09-26 去除晶片的斜面边缘和背部上的膜的装置和方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20070068623A1 (zh)
JP (1) JP2009510784A (zh)
KR (1) KR101433957B1 (zh)
CN (2) CN101273430B (zh)
TW (1) TWI471927B (zh)
WO (1) WO2007038514A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103227091A (zh) * 2013-04-19 2013-07-31 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体处理装置

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7909960B2 (en) * 2005-09-27 2011-03-22 Lam Research Corporation Apparatus and methods to remove films on bevel edge and backside of wafer
US8083890B2 (en) * 2005-09-27 2011-12-27 Lam Research Corporation Gas modulation to control edge exclusion in a bevel edge etching plasma chamber
JP4410771B2 (ja) * 2006-04-28 2010-02-03 パナソニック株式会社 ベベルエッチング装置およびベベルエッチング方法
US9184043B2 (en) * 2006-05-24 2015-11-10 Lam Research Corporation Edge electrodes with dielectric covers
JP4697066B2 (ja) * 2006-06-22 2011-06-08 パナソニック株式会社 電極接合方法及び部品実装装置
KR101545525B1 (ko) * 2007-07-12 2015-08-19 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 기판 에지 구역을 프로세싱하기 위한 장치 및 방법
US7981307B2 (en) * 2007-10-02 2011-07-19 Lam Research Corporation Method and apparatus for shaping gas profile near bevel edge
US8257503B2 (en) * 2008-05-02 2012-09-04 Lam Research Corporation Method and apparatus for detecting plasma unconfinement
EP2141259B1 (en) * 2008-07-04 2018-10-31 ABB Schweiz AG Deposition method for passivation of silicon wafers
JP5364514B2 (ja) * 2009-09-03 2013-12-11 東京エレクトロン株式会社 チャンバ内クリーニング方法
WO2013028313A1 (en) * 2011-08-19 2013-02-28 Mattson Technology, Inc. High efficiency plasma source
US20130098390A1 (en) * 2011-10-25 2013-04-25 Infineon Technologies Ag Device for processing a carrier and a method for processing a carrier
CN105122431A (zh) * 2013-03-13 2015-12-02 应用材料公司 脉冲式直流等离子体蚀刻方法以及设备
US10937634B2 (en) 2013-10-04 2021-03-02 Lam Research Corporation Tunable upper plasma-exclusion-zone ring for a bevel etcher
CN103972051B (zh) * 2014-05-20 2016-08-17 上海华力微电子有限公司 一种消除晶边颗粒残留的铝刻蚀前置工艺方法
CN106548914B (zh) * 2015-09-17 2018-10-30 中微半导体设备(上海)有限公司 一种等离子体处理设备及其清洗系统和方法
CN106920726B (zh) * 2015-12-24 2018-10-12 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体处理装置及其清洗方法
US9953843B2 (en) * 2016-02-05 2018-04-24 Lam Research Corporation Chamber for patterning non-volatile metals
CN109326508B (zh) * 2018-09-26 2021-01-08 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 一种用于湿法处理晶圆边缘的方法
CN112992637A (zh) * 2019-12-02 2021-06-18 Asm Ip私人控股有限公司 衬底支撑板、包括它的衬底处理设备以及衬底处理方法
CN111048449B (zh) * 2019-12-05 2022-09-20 华虹半导体(无锡)有限公司 边缘多余膜层刻蚀一体化装置及方法
CN112981372B (zh) * 2019-12-12 2024-02-13 Asm Ip私人控股有限公司 衬底支撑板、包括它的衬底处理设备以及衬底处理方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020142612A1 (en) * 2001-03-30 2002-10-03 Han-Ming Wu Shielding plate in plasma for uniformity improvement
US6471830B1 (en) * 2000-10-03 2002-10-29 Veeco/Cvc, Inc. Inductively-coupled-plasma ionized physical-vapor deposition apparatus, method and system
US20030006008A1 (en) * 2001-07-06 2003-01-09 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for providing uniform plasma in a magnetic field enhanced plasma reactor
US20030164142A1 (en) * 2001-01-25 2003-09-04 Chischio Koshimizu Plasma processing apparatus
US20050178505A1 (en) * 2002-03-04 2005-08-18 Young Yul Kim Electrode for dry etching a wafer
US20050205519A1 (en) * 2004-03-19 2005-09-22 Jisoo Kim Methods for the optimization of substrate etching in a plasma processing system

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3151014B2 (ja) * 1991-09-20 2001-04-03 住友精密工業株式会社 ウエーハ端面のエッチング方法とその装置
JPH06338475A (ja) * 1993-05-31 1994-12-06 Kawasaki Steel Corp 半導体製造装置
JPH07142449A (ja) * 1993-11-22 1995-06-02 Kawasaki Steel Corp プラズマエッチング装置
JP3521587B2 (ja) * 1995-02-07 2004-04-19 セイコーエプソン株式会社 基板周縁の不要物除去方法及び装置並びにそれを用いた塗布方法
US5788799A (en) * 1996-06-11 1998-08-04 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for cleaning of semiconductor process chamber surfaces
US5693241A (en) * 1996-06-18 1997-12-02 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Atmospheric pressure method and apparatus for removal of organic matter with atomic and ionic oxygen
US6013155A (en) * 1996-06-28 2000-01-11 Lam Research Corporation Gas injection system for plasma processing
US5992463A (en) * 1996-10-30 1999-11-30 Unit Instruments, Inc. Gas panel
US5961772A (en) * 1997-01-23 1999-10-05 The Regents Of The University Of California Atmospheric-pressure plasma jet
US6071372A (en) * 1997-06-05 2000-06-06 Applied Materials, Inc. RF plasma etch reactor with internal inductive coil antenna and electrically conductive chamber walls
US6364957B1 (en) * 1997-10-09 2002-04-02 Applied Materials, Inc. Support assembly with thermal expansion compensation
US6153044A (en) * 1998-04-30 2000-11-28 Euv Llc Protection of lithographic components from particle contamination
KR100308422B1 (ko) * 1999-04-15 2001-09-26 주식회사 동진쎄미켐 스핀-온-글라스 및 감광성 수지 제거용 씬너 조성물
JP4896337B2 (ja) * 2000-05-17 2012-03-14 東京エレクトロン株式会社 処理装置およびそのメンテナンス方法，処理装置部品の組立機構およびその組立方法，ロック機構およびそのロック方法
US6534921B1 (en) * 2000-11-09 2003-03-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for removing residual metal-containing polymer material and ion implanted photoresist in atmospheric downstream plasma jet system
JP2003347100A (ja) * 2002-03-19 2003-12-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマ処理装置及び方法
US7175737B2 (en) * 2002-04-16 2007-02-13 Canon Anelva Corporation Electrostatic chucking stage and substrate processing apparatus
US6837967B1 (en) * 2002-11-06 2005-01-04 Lsi Logic Corporation Method and apparatus for cleaning deposited films from the edge of a wafer
AU2003284723A1 (en) * 2003-05-12 2004-11-26 Sosul Co., Ltd. Plasma etching chamber and plasma etching system using same
KR100585089B1 (ko) * 2003-05-27 2006-05-30 삼성전자주식회사 웨이퍼 가장자리를 처리하기 위한 플라즈마 처리장치,플라즈마 처리장치용 절연판, 플라즈마 처리장치용하부전극, 웨이퍼 가장자리의 플라즈마 처리방법 및반도체소자의 제조방법
DE102004024893A1 (de) * 2003-05-27 2005-04-14 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon Vorrichtung und Verfahren zum Ätzen eines Wafer-Rands
US7909960B2 (en) * 2005-09-27 2011-03-22 Lam Research Corporation Apparatus and methods to remove films on bevel edge and backside of wafer
US8012306B2 (en) * 2006-02-15 2011-09-06 Lam Research Corporation Plasma processing reactor with multiple capacitive and inductive power sources
US8911590B2 (en) * 2006-02-27 2014-12-16 Lam Research Corporation Integrated capacitive and inductive power sources for a plasma etching chamber

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6471830B1 (en) * 2000-10-03 2002-10-29 Veeco/Cvc, Inc. Inductively-coupled-plasma ionized physical-vapor deposition apparatus, method and system
US20030164142A1 (en) * 2001-01-25 2003-09-04 Chischio Koshimizu Plasma processing apparatus
US20020142612A1 (en) * 2001-03-30 2002-10-03 Han-Ming Wu Shielding plate in plasma for uniformity improvement
US20030006008A1 (en) * 2001-07-06 2003-01-09 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for providing uniform plasma in a magnetic field enhanced plasma reactor
US20050178505A1 (en) * 2002-03-04 2005-08-18 Young Yul Kim Electrode for dry etching a wafer
US20050205519A1 (en) * 2004-03-19 2005-09-22 Jisoo Kim Methods for the optimization of substrate etching in a plasma processing system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103227091A (zh) * 2013-04-19 2013-07-31 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体处理装置
CN103227091B (zh) * 2013-04-19 2016-01-27 中微半导体设备(上海)有限公司 等离子体处理装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007038514B1 (en) 2008-11-06
JP2009510784A (ja) 2009-03-12
CN101273430A (zh) 2008-09-24
KR20080063463A (ko) 2008-07-04
CN101273430B (zh) 2010-11-03
TW200717648A (en) 2007-05-01
TWI471927B (zh) 2015-02-01
KR101433957B1 (ko) 2014-08-25
US20070068623A1 (en) 2007-03-29
CN101370965B (zh) 2015-10-07
WO2007038514A3 (en) 2008-09-25
WO2007038514A2 (en) 2007-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101370965A (zh) 用于从基片边缘去除副产物组的装置和方法
CN101273439B (zh) 用于从基片上去除边缘聚合物的装置
US8308896B2 (en) Methods to remove films on bevel edge and backside of wafer and apparatus thereof
KR101291347B1 (ko) 기판에서 불소계 폴리머를 제거하기 위한 장치 및 그를위한 방법
US7572737B1 (en) Apparatus and methods for adjusting an edge ring potential substrate processing
JP5731587B2 (ja) プラズマ処理チャンバ
US20110011534A1 (en) Apparatus for adjusting an edge ring potential during substrate processing
CN101557885A (zh) 具有多个电容性和电感性电源的等离子处理反应器
JP2007043149A (ja) プラズマエッチング装置
KR20080106427A (ko) 플라즈마 프로세싱 챔버의 선택적 프리-코트를 위한 방법 및 장치
CN1905135A (zh) 等离子蚀刻设备
CN101627461B (zh) 具有可变功率的边缘电极
CN108227413B (zh) 一种光刻胶去除装置及其清洗方法
US20040261714A1 (en) Plasma processing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant