CN104024477B - 多区域气体注入上电极系统 - Google Patents
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Abstract
一种等离子体处理的系统和方法，该系统和方法包括等离子体处理系统，该等离子体处理系统包括等离子体室和耦联到所述等离子体室的控制器。所述等离子体室包括衬底支撑件和与所述衬底支撑件相对的上电极，所述上电极具有多个同心气体注入区域。
Description
技术领域
本发明总体涉及等离子体处理方法和系统，并且更具体地，涉及用于在等离子体室的上电极具有多个气体注入区域的方法和系统。
背景技术
图1A是典型的等离子体室100的侧视图。典型的等离子体室100具有单一的喷头型上电极102，和衬底支撑件140，衬底支撑件140用于当衬底130由等离子体150处理时支撑所述衬底。
图1B是在等离子体室100中的典型的上电极的更详细的视图。典型地，该喷头型上电极102包括多个层104、110、120、125。表面层104包括暴露于等离子体表面104A和多个排出口106。暴露于等离子体表面104A是暴露于等离子体150的表面层的表面。排出口基本上均匀地分布在整个等离子体室100上，从而保持工艺气体的均匀分布。
表面层104的背后是气体分配层110。气体分配层110包括多个气体通道112、114，以均匀分配工艺气体至表面层104的端口106。多个气体通道112、114被耦联到一个或多个外部工艺气体源(未示出)。大量的精力放在多个气体通道112、114的详细设计中，以便确保该多个气体通道均匀分配工艺气体至各排出口106，从而在整个等离子体室100均匀分布。
气体分配层110的背后是温度控制层120。温度控制层120包括元件122。根据需要，元件122可加热或冷却温度控制层120，以控制上电极102的温度。作为控制在等离子体室100中进行的等离子体处理的一方面，上电极102的温度被控制。大量的精力放在温度控制层120的详细设计中，以便保持在整个表面层104的均匀的温度。
不幸的是，因为各种原因，跨越衬底130的中心至边缘的等离子体处理并不总是均匀的。鉴于上述情况，所需要的是沿衬底130的中心到边缘操控等离子体处理的系统和方法。
发明内容
广义地说，本发明通过提供沿衬底的中心到边缘操控等离子体处理的系统和方法来满足这些需求。应当理解的是，本发明可以以包括作为工艺、器件、系统、计算机可读介质或设备的多种方式来实现。本发明的若干发明实施方式描述如下。
一实施方式提供了用于等离子体处理的系统，该系统包括等离子体处理系统，所述等离子体处理系统包括等离子体室和耦联到所述等离子体室的控制器。所述等离子体室包括衬底支撑件和与所述衬底支撑件相对的上电极，所述上电极具有多个同心气体注入区域。
所述同心气体注入区域中的每一个包括多个气体馈给件，所述多个气体馈给件围绕相应的所述气体注入区域均匀地分布。在第一同心气体注入区域中的第一成组的气体馈给件可与第二同心气体注入区域中的第二成组的气体馈给件对准。在第一同心气体注入区域中的第一成组的气体馈给件可从第二同心气体注入区域中的第二成组的气体馈给件顺时针偏移。
所述多个气体馈给件中的至少一个可包括等离子体放电器。所述等离子体放电器可包括多个具有宽度太小而不能支持等离子体的小通道。所述等离子体放电器可包括接地电极。
所述同心气体注入区域中的每一个可包括多个同心气体增压环。在相应的同心气体注入区域的所述同心气体增压环由多个气体通道耦联在一起。所述多个同心气体注入区域中的每一个可包括多个排出口。所述等离子体处理系统还可包括耦联到所述内侧上电极的RF源。
另一实施方式提供了一种等离子体处理系统，其包括等离子体室和耦联到所述等离子体室的控制器。所述等离子体室包括衬底支撑件和与所述衬底支撑件相对的上电极，所述上电极具有多个同心气体注入区域。所述多个同心气体注入区域中的每一个包括多个气体馈给件。所述多个气体馈给件被均匀地围绕相应的所述气体注入区域分布。所述多个气体馈给件中的至少一个包括等离子体放电器。在第一同心气体注入区域中的第一成组的气体馈给件从第二同心气体注入区域中的第二成组的气体馈给件顺时针方向偏移。
又一实施方式提供了一种使用具有多个同心气体注入区域的上电极选择蚀刻速率的方法，该方法包括：在等离子体室中产生等离子体；降低第一同心气体注入区域中的第一蚀刻速率，包括在所述第一同心气体注入区域注入调节气体；以及降低第二同心气体注入区域中的第二蚀刻速率，包括在所述第二同心气体注入区注入调节气体。
降低所述第一同心气体注入区域中的所述第一蚀刻速率可包括将在所述第一同心气体注入区域的第一衬底温度或所述第一同心气体注入区域中的第一上电极温度中的至少一个设置成高于第二同心气体注入区域中的第二衬底温度或在所述第二同心气体注入区域的第二上电极的温度中的至少一个的温度。
提高所述第一同心气体注入区域的第一蚀刻速率可包括将在所述第一同心气体注入区域的第一衬底温度或所述第一同心气体注入区域中的第一上电极温度中的至少一个设置成低于第二同心气体注入区域的第二衬底温度或在所述第二同心气体注入区域的第二上电极的温度中的至少一个的温度。
所述调节气体可降低在待处理的衬底的表面上的碳/氟比。所述调节气体可包括氧气或其它适当的调节气体。
结合附图，在下面的详细描述中，通过以举例的方式说明本发明的原理，本发明的其它方面和优点将变得显而易见。
附图说明
结合附图通过在下面的详细说明将容易地理解本发明。
图1A是典型的等离子体室的侧视图。
图1B是在等离子体室中的典型的上电极的更详细的视图。
图2是根据本发明的实施方式的等离子体室。
图3A是根据本发明的实施方式的等离子体室的边缘区域的示意图。
图3B是根据本发明的实施方式的离子和中性物质的密度的曲线图。
图3C是根据本发明的实施方式的跨越(across)衬底的半径的相对蚀刻速率的曲线图。
图3D是根据本发明的实施方式的在等离子体室顶部的部分的示意图。
图4A是根据本发明的实施方式的示出在使用双温区上电极选择边缘蚀刻速率的过程中所执行的方法操作的流程图。
图4B是根据本发明的实施方式的示出在保持所述上电极的设定点温度的过程中所执行的方法操作的流程图。
图5A和图5B是根据本发明的实施方式的多区域气体注入上电极的示意图。
图5C是根据本发明的实施方式的调节每个气体注入区域中的气体注入的效果的曲线图。
图5D和5E是根据本发明的实施方式的调节气体和工艺气体的相对密度的曲线图。
图6是根据本发明的实施方式的具有多区域气体注入上电极的等离子体室的横截面图。
图7A是根据本发明的实施方式的分配气体供给馈给件的示意图。
图7B-F是根据本发明的实施方式的等离子体放电器的示意图。
图8是示出根据本发明的实施方式的在使用分配气体区域选择边缘蚀刻速率的过程中所执行的方法操作的流程图。
图9是根据本发明的实施方式的计算机系统的简化示意图。
图10A是根据本发明的实施方式的加热的边缘环的示意图。
图10B和10C是根据本发明的实施方式的凸轮锁的示意图。
图10D和10E是根据本发明的实施方式的到加热器的电气连接的示意图。
图10F是根据本发明的实施方式的光学温度传感器的原理图。
具体实施方式
现在将描述操控沿所述衬底的中心到边缘的等离子体处理的系统和方法的一些示例性实施方式。对于本领域技术人员，显而易见的是，本发明可以在没有本文阐述的具体细节中的一些或全部的情况下实施。
一种方法，操控沿着衬底130的中心到边缘的等离子体处理，以改变从衬底的中心130A到边缘130B的上电极的温度。另一种方法，操控沿着衬底130的中心到边缘的等离子体处理，以操控沿着从衬底的中心130A到边缘130B的工艺气体浓度。
图2是根据本发明的实施方式的等离子体室200。图2的室包括分别经由相应的匹配网络连接到下电极108的具有RF频率f1、f2、f3的RF功率源220、222和224。上电极201通过开关244和匹配网络246连接到具有RF频率f4的第四RF功率源242。
另外，该室包括开关244，开关244将上电极201连接到接地电位或经由匹配网络246连接到RF功率源242。第一加热器218位于上电极201的上方，而第二加热器216位于接地电极248的上方。加热器通过氮化铝材料层与上电极201和接地电极分离，但也可使用其他绝缘体。加热器216控制在所述接地电极的外部区域的温度，以及加热器218控制上电极201的温度。每一个加热器是可操作的以在衬底处理操作期间独立打开或关闭。
控制上电极的温度可用于调节室的响应。然而，控制温度受到温度不能迅速改变的限制。因此，温度控制提供对室中的变化的慢响应。利用上电极201的温度控制难以控制每个衬底处理操作。此外，可以施加到在室200中的硅表面的温度有上限。
晶片处理装置还包括系统控制器202，上电极功率控制器206，加热器控制器208，和分别为f1、f2、f3的功率源控制器210、212和214。系统控制器202接收等离子体配方204，等离子体配方204包括用于在室中进行的不同操作的指令。可以在多个操作实现晶片的处理，并且每个操作可能需要在室中进行不同的设置。例如，在一个操作中所有4个RF功率源被接通，而在其它操作仅3、或2、或1个RF功率源等被接通。
根据配方204，系统控制器设置所述室的操作参数，包括哪个RF功率源被接通或断开，它们的电压和功率设置，开关244的设置，加热器216和218度数的设置，在室中使用的气体，在室中的压强，晶片处理操作的持续时间等。在一实施方式中，系统控制器202发送指令到上电极功率控制器206用于在上电极的功率的配置，该配置包括设定开关244连接上电极到地或到RF功率，并且接通或断开RF功率242，以及设定RF功率242的功率电平。
系统控制器202与加热器控制器208耦合，以调节上电极201的温度。加热器控制器208调节加热器216和218，以控制上电极201的温度。温度传感器(未示出)提供在上电极中的一个或多个点处的上电极201的温度的信息给加热器控制器208。因此，加热器控制器208可以通过接通或断开加热器来调节在上电极201上的温度以实现晶片处理过程中所需的温度。
系统控制器202与功率源控制器210、212和214耦合，功率源控制器210、212和214控制对应的RF功率210、222或224是接通还是断开，以及，如果功率接通，则控制设置什么功率。在一个实施方式中，RF功率源242的频率为400千赫。在另一实施方式中，频率在从400千赫到2兆赫的范围内，而在又一实施方式中，频率在从100千赫至10兆赫的范围内。在某些操作中，三个底部射频功率不同时接通，这使得在顶部RF具有较高频率。在一个实施方式中，f4与在底部的频率f1-f3不同，以避免在室中谐振。
在一个实施方式中，在室中的压强具有介于20毫乇和60毫托之间的值。在另一个实施方式中，顶部功率源的电压可以在几百伏(例如，100伏至2000伏或更高)的范围内，而底部RF功率源可以有高达6000伏或更高的电压。在一个实施方式中，电压为1000V。在另一实施方式中，顶部RF功率源的电压有介于100伏和600伏之间的值，并且底部的RF功率源的电压具有介于1000V和6000V之间的值。在顶室和底室中的压强可具有介于10毫乇和500毫乇之间的值。在一个实施方式中，室在15毫乇的压强下操作。
值得注意的是，图2的实施方式是示例性的。其他实施方式可以利用不同类型的室、不同的频率、基于配方对室配置的其他类型的调整、在室中不同的压强等。例如，在一个实施方式中，室是CCP等离子体室。此外，上面所描述的在半导体晶片处理装置中的一些模块可以组合成单一的模块，或单一的模块的功能可以由多个模块来执行。例如，在一个实施方式中，功率控制器210、212和214集成在系统控制器202中，但是其它配置也是可能的。因此图2所示的实施方式不应被解释为排他性或者限制性的，而是示例性或说明性的。
双温区上电极
图3A是根据本发明的实施方式的等离子体室200的边缘区域的示意图。上电极201被热耦联到在衬底边缘区域130B上方的区域312A上方的内部加热器218。等离子体约束结构252向外延伸超过所述衬底边缘区域130B。约束结构252包括多个约束环254。
衬底支撑件140包括边缘环205。边缘环205包括温度控制机构，该温度控制机构能加热或冷却边缘环至所期望的边缘环的温度。该边缘环205相邻于边缘区域130B和在边缘区域130B的外部。该边缘环205通过边缘环307与等离子体电隔离。
约束结构252还包括突起310，其从等离子体室的上部向下突出。突起310被热耦联到外加热器216。
绝缘体250将上电极201与突起310以及将内加热器218与外加热器216电和热绝缘。内加热器218可以加热所述上电极201到第一期望温度T1(即，内部电极温度)。外加热器216可以加热突起310到第二期望温度T2(即，外电极的温度)。类似地，边缘环205可被加热到第三期望温度T3(即，边缘环温度)。衬底130可以被加热到第四期望温度T4(即，衬底温度)。
在内部区域312A与外部区域312B中的中性分子302和离子304的密度可以通过相对温度T1、T2、T3和T4来选择。中性分子302趋向于减缓被蚀刻的表面与离子304之间的反应性。中性分子302倾向于在热梯度中扩散，并粘附至相对温度T1、T2、T3和T4中的最冷的表面上。可以操控中性分子302和304离子的相对密度以选择蚀刻速率。
举例而言，如果T1>T2，那么与外部等离子体区域312B相比，可以提高在衬底130的边缘130B上方所述内部等离子体区域312A中的中性分子302的相对密度。从而降低在衬底130的边缘130B的离子304的反应性。降低离子304的反应性导致衬底130的边缘区域130B的相应降低的蚀刻速率。
类似地，如果T2>T1，那么与外部等离子体区域312B相比，可以降低在衬底130的边缘130B上方所述内部等离子体区域312A中的该中性分子302的相对密度。从而提高在衬底130的边缘130B上的离子304的反应性。提高离子304的反应性导致衬底130的边缘区域130B的相应提高的蚀刻速率。
因此，通过选择在各等离子体区域312A、312B的相对温度，可以提高或降低在衬底130的边缘区域130B的相应的蚀刻速率。
图3B是根据本发明的实施方式的离子304和中性物质302的密度的曲线图350。图350具有在水平轴的衬底的半径和示于垂直轴的离子304和中性物质302的相对密度。
图3C是根据本发明的实施方式的跨越衬底130的半径的相对蚀刻速率的曲线图370。图370具有在水平轴的衬底的半径，而多个蚀刻循环的蚀刻速率示于垂直轴上。
在衬底130的中心区域130A中，离子304和中性物质302的相对密度是近似相等的，并且相应的蚀刻速率在衬底的相同部分大致相等。
朝向衬底130的边缘区域130B，相对密度在下降线352趋于变化。如上所述操控相对温度T1、T2、T3，可以在曲线图将下降线352左移或右移。理想情况下，如上所述操控相对温度T1、T2、T3，可以将下降线352右移到超过衬底130的边缘130B。
图3D是根据本发明的实施方式的等离子体室顶部的部分的示意图。示出了内部加热器218，外部加热器216，接地电极248，气体分配板610和绝缘板382(例如，氮化铝或其它合适的绝缘体)。气体分配板610可以具有施加的RF信号，从而典型的热耦联需要滤波器网络以有效地发挥作用。因此，光学温度传感器384可用于监测气体分配板610的温度。
应当理解的是，光学温度传感器384可以被放置在任何可提供气体分配板610的适当的光学视角的方向和位置。光学温度传感器384可以通过绝缘板382监测气体分配板的温度。该接地电极248也可以包括板式加热器。
可以单独和组合使用内部加热器218、外部加热器216、加热的边缘环205和静电卡盘140内的加热和冷却系统，以减少在等离子体室中的热逐渐上升的时间。也可单独和组合使用内部加热器218、外部加热器216、加热的边缘环205和静电卡盘140内的加热和冷却系统，以减少和甚至基本上消除在等离子体室的各部分中在等离子体处理过程中通常发生的过渡期间的部分冷却。减少或消除过渡期间的部分冷却提高了处理速度，并随着时间的推移且在等离子体室中的整个期望的表面上将离子体室维持等在更加恒定的温度。减少或消除过渡期间的部分冷却提高了化学工艺的一致性，因为热区和冷区以及时间间隔可以影响存在于所述室的各种气体和等离子体副产物的分压。
图4A是根据本发明的一实施方式的示出在使用双温区上电极选择边缘蚀刻速率所执行的方法操作400的流程图。这里所示的操作是示例性的，应该被理解的是，某些操作可以具有子操作，且在其它情况下，其中所描述的某些操作可不被包括在所说明的操作中。出于这点考虑，现在将描述该方法操作400。
在操作405，在等离子体室262中产生等离子体260。在操作410，进行询问，以确定是否要降低在边缘区域130B的蚀刻速率。如果边缘区域130B的蚀刻速率应降低，则在操作415中继续该方法操作。如果边缘区域130B的蚀刻速率不应降低，则在操作420中继续该方法操作。
在操作415，温度T1和/或T4被调整为大于温度T2和T3，并且在操作430中继续该方法操作。
在操作420，进行询问，以确定是否提高在边缘区域130B的蚀刻速率。如果边缘区域130B的蚀刻速率应提高，则在操作425中继续该方法操作。如果边缘区域130B的蚀刻速率不应提高，则在操作430中继续该方法操作。
在操作420，温度T2和/或T3被调整为大于温度T1和T4，并且在操作430中继续该方法操作。
在操作430，进行询问，以确定该蚀刻处理是否完成。如果该蚀刻处理完成，则可以结束该方法操作。如果该蚀刻处理没有完成，则如上所述在操作410中继续该方法操作。
具有上电极201的双区温度控制的另一个方面是当上电极已施加RF时，热量会在上电极中产生，然后当不施加RF时被冷却。加热器218、216提供双区温度控制上电极201以允许当施加RF时上电极201的中央部分被冷却，在不施加RF时被加热，以便保持所需的设定点温度。
本发明的另一个方面在于双区温度控制上电极可以具有上电极201的不导电的可从电极201的剩余部分拆除以便维修(例如，清洁)的表面201A。
图4B是根据本发明的一实施方式的示出在保持上电极201的设定点温度所执行的方法操作450的流程图。这里所示的操作是示例性的，应该理解的是，某些操作可以具有子操作，且在其它情况下，此处所描述的某些操作可不被包括在所说明的操作中。出于这点考虑，现在将描述该方法操作450。
在操作452，在等离子体室262产生等离子体260。在操作454，进行询问，以确定是否施加RF到上电极201。如果施加RF到上电极201，那么在操作456继续该方法操作。如果不施加RF到上电极201，那么在操作458继续该方法操作。
在操作456，降低温度T1，以维持设定点温度，并且在操作460继续该方法操作。在操作458，提高温度T1，以维持设定点温度，并且在操作460继续该方法操作。
在操作460，进行询问，以确定该蚀刻处理是否完成。如果该蚀刻处理完成，则可以结束该方法操作。如果该蚀刻处理没有完成，则如上所述在操作454中继续该方法操作。
多区域气体注入上电极
操控从衬底130的中心130A至边缘130B的蚀刻速率的另一种方法是调节从衬底的中心至边缘的沿径向的工艺气体的浓度。从上电极501注入多区域气体允许调节气体(例如，氧气或其它调节气体)可以从衬底130的中心径向向外注入不同的区域中。调节气体改变了在衬底130的表面的碳/氟比，从而改变离子密度和相应的蚀刻速率。
本文所描述的示例性实施方式包括在上电极501的三个气体注入区域。但应理解的是，也可以使用三个以上的区域(例如，四个或更多个区域)。
图5A和5B是按照本发明的实施方式的多区域气体注入上电极501的示意图500、550。多区域气体注入上电极501包括三个气体注入区域502、504和506。气体注入区域502、504和506是同心的。
中心气体注入区域1，502具有中心气体供应馈给件552。每个同心的气体注入区域504、506具有围绕各自的圆周基本上均匀地分布的相应的气体供应馈给件。举例而言，气体注入区域2，504具有4个气体供应馈给件554，它们又由中心和辐分配歧管供给。类似地，气体注入区域3，506具有八个气体供应馈给件556，它们又由中心和辐分配歧管供给。
均匀分布的气体供应馈给件554、556可以在各自的气体注入区域504、506对准。替代地，均匀分布的气体供应馈给件554、556可在各自的气体注入区域504、506偏移(即顺时针)。分配气体供应馈给件554、556的数量在每个区域504、506中可以是相同的，或在每个区域数量不同。
每个气体注入区域502、504、506可包括一个或多个同心的气体增压环562、564、566。该气体增压环562、564、566通过在各自的气体注入区域502、504、506内的多个气体通道572、574、576联接在一起。每个气体注入区域502、504、506包括通过上电极的表面到等离子体区域的多个排出口532、534、536。
图5C是根据本发明的实施方式的调节每个气体注入区域502、504、506中的气体注入的效果的曲线图520。图形521是调节在气体注入区域1，502中注入的气体的效果。图形522是调节在气体注入区域2，504中注入的气体的效果。图形523是调节在气体注入区域3，506中注入的气体的效果。
参考图形521，在整个气体注入区域1调节在气体注入区域1，502中注入的气体比在气体注入区域2，504和在气体注入区域3，506更稳定有效(即，更加线性可预测)。参考图形522，在整个气体注入区域2调节在气体注入区域2，504中注入的气体比在气体注入区域1，502或在气体注入区域3，506更稳定有效。参考图表523，在整个气体注入区域3调节在气体注入区域3，506中注入的气体比在气体注入区域1502或在气体注入区域2，504更稳定有效。
图5D和5E是根据本发明的实施方式的调节气体和工艺气体的相对密度的曲线图580、590。提高调节气体(氧气)流率增加与该流率成正比的氧自由基的存在。而工艺气体(氟)密度基本上是恒定的。提高工艺气体(C4F8)流率降低氧自由基的相对密度。该工艺气体自由基(氟)基本与该工艺气体的流率成正比地增加。氧自由基的相对密度控制聚合物除去的程度，而不改变等离子体性质。工艺气体的相对密度在较短的停留时间影响有效性。
图6是根据本发明实施方式的具有多区域气体注入上电极501的等离子体室600的横截面图。等离子体室600的横截面图示出了形成等离子体室的顶部部分的多层组件。多区域气体注入上电极501包括内部电极201和外部电极310。绝缘体250分隔开内部电极201和外部电极310。绝缘体250可以是石英或一些其它合适的绝缘材料。内部电极201和外部电极310可以具有不同的施加信号。举例而言，RF信号可以被施加到内部电极201和地或其它DC电势可以被施加到外部电极310。
内部电极201可拆卸地安装在气体分配板610。气体分配板610在整个上电极501分配工艺气体和调节气体。该气体分配板610包括分配增压室562、564、566和通道572、574、576以均匀分配工艺气体和调节气体。
气体分配板610被安装在绝缘板612上。绝缘板612将内部电极201与形成等离子体室600的顶部部分的其他层电隔离。该气体馈给件552、554、556可包括等离子体放电器620。该等离子体放电器620防止等离子体在气体馈给件552、554、556点燃。
图7A是根据本发明的实施方式的分配气体供给馈给件554、556的示意图。一个或多个分配气体供给馈给件554、556可包括等离子体放电器620。
图7B-F是根据本发明的实施方式的等离子体放电器620、620'的示意图。等离子体放电器620、620'基本上防止等离子体在分配气体供应馈给件554、556内点燃。密封件702A、702B防止气体泄漏。
等离子体放电器620可以包括沿等离子体放电器的外部部分设置的多个小管750和带凹槽的通道752。小管750和带凹槽的通道752具有足够小的宽度，以至于熄灭到达等离子体放电器620的任何等离子体。等离子体放电器620也可以包括接地电极(未示出)，接地电极可以协助熄灭到达等离子体放电器的任何等离子体。
替代的等离子体放电器620'有螺旋外部线圈760，螺旋外部线圈760形成具有足够小的宽度，以至于熄灭到达等离子体放电器的任何等离子体的螺旋形通道。螺旋外部线圈760也可以接地，以协助熄灭到达等离子体放电器620'的等离子体。等离子体放电器620、620'可以由陶瓷材料(例如，氧化铝或类似材料)制成。
图8是示出根据本发明的实施方式的在使用分配气体区域502、504、506选择边缘蚀刻速率所执行的方法操作800的流程图。这里所示的操作是示例性的，应该理解的是，某些操作可以具有子操作，且在其它情况下，此处所描述的某些操作可不被包括在所说明的操作中。出于这点考虑，现在将描述该方法操作800。
在操作802，在等离子体室262中产生等离子体260。在操作804，进行询问，以确定是否要降低在内部气体分配区域1，502的蚀刻速率。如果内部气体分配区域1，502的蚀刻速率要降低，则在操作806继续该方法操作。如果内部气体分配区域1，502的蚀刻速率不要降低，则在操作808继续该方法操作。
在操作806，将调节气体注入到内部气体分配区域1，502，并且在操作816继续该方法操作。
在操作808，进行询问以确定是否要降低中间气体分配区域2，504的蚀刻速率。如果中间气体分配区域2，504的蚀刻速率要降低，则在操作810继续该方法操作。如果中间气体分配区域2，504的蚀刻速率不要降低，则在操作812继续该方法操作。
在操作810，将调节气体注入到中间气体分配区域2，504，并且在操作816继续该方法操作。
在操作812，进行询问以确定是否要降低外部气体分配区域3，506的蚀刻速率。如果外部气体分配区域3，506的蚀刻速率要降低，则在操作814继续该方法操作。如果外部气体分配区域3，506蚀刻速率不要降低，则在操作816继续该方法操作。
在操作812，将调节气体注入到外部气体分配区域3，506，并且在操作816继续该方法操作。
在操作816，进行询问以确定该蚀刻处理是否完成。如果该蚀刻处理完成，则该方法的操作可以结束。如果该蚀刻处理没有完成，则如上所述在操作804继续该方法操作。
图9是根据本发明的实施方式的计算机系统900的简化示意图。应当理解的是，本文描述的方法可以用数字处理系统，如常规的、通用计算机系统进行。可以在替代方案中使用被设计或编程为只执行一种功能的专用计算机。该计算机系统包括中央处理单元(CPU)904，它通过总线910耦联到随机存取存储器(RAM)928、只读存储器(ROM)912和大容量存储设备914。相位控制程序908驻留在随机存取存储器(RAM)928，但也可以驻留在大容量存储914或ROM912。
大容量存储设备914代表持久的数据存储设备，如软盘驱动器或固定磁盘驱动器，其可以是本地的或远程的。网络接口930提供经由允许与其他设备通信的网络932的连接。应当理解的是，CPU904可包含在通用处理器，专用处理器，或专门编程的逻辑器件中。输入/输出(I/O)接口提供与不同的外围设备的通信并通过总线910与CPU904、RAM928、ROM912以及大容量存储设备914相连。样品外围设备包括显示器918、键盘922、光标控制924，可移动媒体设备934等。
显示器918被配置为显示在此描述的用户界面。键盘922、光标控制924、可移动媒体设备934和其他外围设备被连接到I/O接口920，以便将命令选择中的信息传输给CPU904。应当理解的是，往来于外部设备的数据可通过I/O接口920通信。也可以在分布式计算环境中实施实施方式，在分布式计算环境中任务由通过基于有线或无线的网络连接的远程处理设备来执行。
图10A是根据本发明的实施方式的被加热的边缘环307的示意图。可以任选地包括加热器205以加热边缘环307。
图10B和10C是根据本发明的实施方式的凸轮锁1010的示意图。凸轮锁1010包括凸轮锁轴1011和凸轮锁头1012。凸轮锁1010与碰锁1014耦联以固定静电卡盘140至设施板1015。
图10D和10E是根据本发明的实施方式的电气连接件1020、1022到加热器205的示意图。电气连接件1020、1022耦接电功率到加热器205。当凸轮锁1010固定静电卡盘140到设施板1015时，电气连接件1020、1022耦接到加热器205。
图10F是根据本发明的实施方式的光学温度传感器1030的原理图。光学温度传感器1030监测边缘环307的温度并将该温度数据耦接到系统控制器。
考虑到上述各实施方式，应理解的是，本发明可采用涉及存储在计算机系统中的数据的各种计算机实现的操作。这些操作是那些需要物理量的物理操控的操作。通常，尽管不是必须的，这些量采用能够被存储、传输、组合、比较以及以其他方式操控的电或磁信号的形式。另外，所进行的操控经常以诸如产生、识别、确定或比较等术语称呼。
本发明还可以体现为在计算机可读介质上的计算机可读代码和/或逻辑。该计算机可读介质是可以存储其后可以由计算机系统读取的数据的任何数据存储设备。该计算机可读介质的例子包括硬盘驱动器、网络附加存储设备(NAS)、逻辑电路、只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁带、和其他光学和非光学数据存储装置。该计算机可读介质还可以分布在网络耦联的计算机系统，使得计算机可读代码以分布方式存储并且执行。
应进一步理解的是，在上面的图中的操作所表示的指示并不要求以所说明的顺序来执行，并且可能并非所有的操作所表示的处理对实施本发明是必要的。另外，在任何上述附图中描述的处理也可以以被存储在RAM、ROM或硬盘驱动器的任何一个或组合中的软件来实现。
虽然为便于清楚理解，已经相当详细地描述前述的发明，但显而易见，可在所附权利要求的范围内实施某些变化方案和修改方案。因此，本实施方式应被认为是说明性的而非限制性的，并且本发明并不限于本文给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等同方案内进行修改。
Claims (15)
1.一种等离子体处理系统，其包括：
等离子体室，其包括：
衬底支撑件；和
与所述衬底支撑件相对的多区域气体注入上电极，所述多区域气体注入上电极包括内部电极、围绕所述内部电极的外部电极以及将所述内部电极和外部电极分隔开的绝缘体，所述多区域气体注入上电极包括气体分配板和绝缘板，所述气体分配板安装在所述绝缘板上并且所述内部电极安装在所述气体分配板上，所述多区域气体注入上电极包括内部加热器和外部加热器，所述内部加热器设置在所述绝缘板、所述气体分配板和所述内部电极的上方，并且所述外部加热器设置在所述外部电极的上方，并且所述多区域气体注入上电极具有多个同心气体注入区域，所述多个同心气体注入区域中的每一个包括多个排出口；以及
控制器，其耦联到所述等离子体室。
2.如权利要求1所述的等离子体处理系统，其中，所述多个同心气体注入区域中的每一个包括多个气体馈给件，所述多个气体馈给件围绕相应的所述气体注入区域均匀地分布。
3.如权利要求2所述的等离子体处理系统，其中，在第一同心气体注入区域中的第一多个气体馈给件与第二同心气体注入区域中的第二多个气体馈给件对准。
4.如权利要求2所述的等离子体处理系统，其中，在第一同心气体注入区域中的第一多个气体馈给件从第二同心气体注入区域中的第二多个气体馈给件顺时针偏移。
5.如权利要求2所述的等离子体处理系统，其中，所述多个气体馈给件中的至少一个包括等离子体放电器。
6.如权利要求5所述的等离子体处理系统，其中，所述等离子体放电器包括多个具有宽度太小而不能支持等离子体的小通道。
7.如权利要求5所述的等离子体处理系统，其中，所述等离子体放电器包括接地电极。
8.如权利要求1所述的等离子体处理系统，其中，所述多个同心气体注入区域中的每一个包括多个同心气体增压环，并且其中在相应的同心气体注入区域中的所述同心气体增压环由多个气体通道耦联在一起。
9.如权利要求1所述的等离子体处理系统，其还包括耦联到所述多区域气体注入上电极的RF源。
10.一种等离子体处理系统，其包括：
等离子体室，其包括：
衬底支撑件；和
与所述衬底支撑件相对的多区域气体注入上电极，所述多区域气体注入上电极包括内部电极、围绕所述内部电极的外部电极以及将所述内部电极和外部电极分隔开的绝缘体，所述多区域气体注入上电极包括气体分配板和绝缘板，所述气体分配板安装在所述绝缘板上并且所述内部电极安装在所述气体分配板上，所述多区域气体注入上电极包括内部加热器和外部加热器，所述内部加热器设置在所述绝缘板、所述气体分配板和所述内部电极的上方，并且所述外部加热器设置在所述外部电极的上方，并且所述多区域气体注入上电极具有多个同心气体注入区域，所述多个同心气体注入区域中的每一个包括多个排出口，其中，所述多个同心气体注入区域中的每一个包括多个气体馈给件，所述多个气体馈给件围绕相应的所述气体注入区域均匀地分布，其中所述多个气体馈给件中的至少一个包括等离子体放电器，并且其中在第一同心气体注入区域中的第一多个气体馈给件从第二同心气体注入区域中的第二多个气体馈给件顺时针偏移；和
控制器，其耦联到所述等离子体室。
11.一种使用权利要求1所述的等离子体处理系统选择蚀刻速率的方法，其包括：
在等离子体室中产生等离子体；
降低第一同心气体注入区域中的第一蚀刻速率，包括在所述第一同心气体注入区域注入调节气体；和
降低第二同心气体注入区域中的第二蚀刻速率，包括在所述第二同心气体注入区域注入调节气体。
12.如权利要求11所述的方法，其中降低所述第一同心气体注入区域中的所述第一蚀刻速率包括将在所述第一同心气体注入区域的第一衬底温度或所述第一同心气体注入区域中的第一上电极温度中的至少一个设置成高于第二同心气体注入区域的第二衬底温度或在所述第二同心气体注入区域的第二上电极的温度中的至少一个的温度。
13.如权利要求11所述的方法，其还包括提高所述第一同心气体注入区域中的第一蚀刻速率，提高所述第一同心气体注入区域中的第一蚀刻速率包括将在所述第一同心气体注入区域的第一衬底温度或所述第一同心气体注入区域中的第一上电极温度中的至少一个设置成低于第二同心气体注入区域的第二衬底温度或在所述第二同心气体注入区域的第二上电极的温度中的至少一个的温度。
14.如权利要求11所述的方法，其中，所述调节气体降低了在待处理的衬底的表面上的碳/氟比。
15.如权利要求11所述的方法，其中，所述调节气体包括氧气。
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