CN106057624B - 具有用于对称传导和rf传输的垂直支撑杆的室 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有用于对称传导和RF传输的垂直支撑杆的室。提供了一种等离子体室来增加等离子体室内的传导和增加传导的均匀性。用于供应功率给等离子体室的射频路径是相对于等离子体室的中心轴对称的。此外，用于从等离子体室去除材料的泵相对于所述中心轴对称地定位。射频路径和泵的对称布置有利于增加等离子体内的传导均匀性。

Description

具有用于对称传导和RF传输的垂直支撑杆的室
技术领域
本发明的实施方式涉及启用射频(RF)到卡盘的对称传导和对称传输的对称室设计。
背景技术
等离子体系统包括等离子体室和一个或多个射频发生器。一个或多个射频发生器供应功率给等离子体室以在等离子体室内形成等离子体。射频功率经由阻抗匹配网络和射频传输线供应。在等离子体室内剩余的等离子体和/或材料使用泵去除。所述等离子体用于处理晶片。
等离子体系统中的组件配置如果不适当则导致晶片的不规则处理。此外，材料和/或等离子体的去除如果没有适当执行则负面影响晶片的处理。
本公开中描述的实施方式是在这样的背景下提出。
发明内容
本公开的实施方式提供了用于提供具有射频对称性的高传导室的装置、方法和计算机程序。应当理解的是，本发明的实施方式可以以多种方式(例如，工艺、装置、系统、硬件的一部分、或者计算机可读介质上的方法)实施。下面描述了几个实施方式。
随着晶片尺寸的增大，例如从300毫米(mm)到450毫米，用于支撑和处理晶片的等离子体室的尺寸增大。处理晶片的实施例包括蚀刻晶片、在晶片上沉积单体或聚合物、清洗晶片、溅射晶片等。等离子体室尺寸增大以增加剩余材料(例如，蚀刻材料、等离子体、沉积材料，等等)从等离子体室到等离子体室外部的传导和容纳该晶片。
在一些实施方式中，等离子体室因考虑到被安装在等离子体室底部的多个真空泵而具有大的内径并且具有居中安装的基座(例如，阴极，夹盘，下部电极等)。该内径比用于处理300mm晶片的内径大。一般地，等离子体室的侧壁的内表面是圆筒形的，但侧壁的外表面具有其它形状，例如，正方形或矩形等。等离子体室的内径和基座的外径被选择以最大化晶片平面和等离子体室的底表面之间的流体传导。
随着等离子体室尺寸增大，更难以均匀地处理晶片。在一些实施方式中，RF功率对称地提供给晶片以用于在等离子体室内激励等离子体或维持等离子体。例如，通过将射频杆围绕穿过下部电极中心的中心轴配置，对称地提供射频功率。为了说明，射频杆未弯曲以减少剩余材料从等离子体室到等离子体室外部的传导对称性降低的机会。此外，在晶片处理之后或者期间，剩余材料被以对称方式从等离子体室去除。这种去除有助于晶片处理均匀性。通过将真空泵相对于中心轴对称放置有助于该去除。
在各种实施方式中，居中安装的射频杆包括被传递到基座的用于其他设施的供应物，例如静电卡盘(ESC)冷却流体、热电偶直流(DC)电压、氦气输送、ESC加热器功率等。
在一些实施方案中，剩余材料在等离子体室内流动的对称性(有时也称为传导或抽运(pumping)对称性)与RF功率的对称传输一起被提供给等离子体室内的晶片。本文中所描述的系统和方法增加在晶片的平面(例如，顶表面，等等)上的传导，同时还改善传导对称性，并在同一时间创建使射频功率能够对称传输到晶片的对称射频进给结构。
在多种实施方案中，提供了一种驱动机构来在竖直方向上移动基座和射频杆，以改变晶片在不同时刻在处理顺序中的位置。在一个实施方式中，驱动机构是线性驱动机构，其允许竖直支撑杆的竖直运动。向上或向下运动来装载和卸载晶片或者来改变基座在晶片处理过程中的高度。
在一些实施方式中，等离子体室在一些实施方案中包括格栅(例如，屏蔽件等)以将介于基座和上部电极之间的处理区域与围绕基座的圆筒区域(例如，空间等)分离，创建了从等离子体室的处理区域到圆筒区域之间的传导路径。格栅中的开口尺寸被选择以设置或调节处理区域和圆筒区域之间的传导。
在本文中所描述的系统和方法的某些优点包括提供到基座的对称射频传输以及来自等离子体室的残余材料的对称传导。在本文中所描述的系统和方法的另外的优点包括：控制基座和射频杆在竖直方向上的运动。在竖直方向上的运动有利于实现传导对称性和在传输射频功率到基座期间的对称性。对称射频传输和传导对称性有助于实现晶片处理均匀性。
结合附图，其它方面将从以下的详细描述中变得显而易见。
具体而言，本发明的一些方面可以描述如下：
1.一种用于增强等离子体室内传导均匀性的系统，其包括：
侧壁；
卡盘支撑柱；
下部电极，其位于由所述侧壁包围的外壳内，其中所述下部电极是由所述卡盘支撑柱支撑；以及
过渡凸缘，其位于所述侧壁的下方并且与所述侧壁相邻，其中所述过渡凸缘包括开口，其中所述过渡凸缘的开口以相对于所述下部电极同轴的方式定位，使得所述卡盘支撑柱经由所述过渡凸缘的开口穿过并且降低对于在所述等离子体室内剩余材料从所述下部电极到所述过渡凸缘内形成的一个或一个以上的真空开口传导的阻抗。
2.根据条款1所述的系统，其中所述卡盘支撑柱包括中空空间，所述系统进一步包括：
射频(RF)杆，其经由所述过渡凸缘的开口和所述中空空间延伸到所述等离子体室内的所述下部电极以提供射频功率给所述下部电极；或者
气体线路，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的中空空间延伸到在所述下部电极内形成的一个或多个入口以供应一种或多种气体来改变所述下部电极的温度；或者
流体线路，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到所述下部电极以供应流体来加热或冷却所述下部电极；或者
导体，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到邻近所述下部电极的热电偶以测量所述下部电极的温度；或者
升降杆，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到嵌入在所述下部电极内的升降销，其中所述升降销配置成相对于所述等离子体室在竖直方向上移动以改变晶片相对于所述下部电极的高度。
3.根据条款1所述的系统，其中所述侧壁具有比用于处理具有300毫米直径的晶片的等离子体室的直径大的直径。
4.根据条款1所述的系统，其中所述一个或一个以上的真空开口包括多个真空开口，所述系统进一步包括与所述真空开口接合的多个真空泵，其中所述真空泵相对于所述下部电极对称地放置。
5.根据条款1所述的系统，其中所述一个或一个以上的真空开口包括多个真空开口，所述系统进一步包括位于所述真空开口的顶部上的多个挡板，其中所述挡板配置成相对于所述开口竖直地移动以控制在邻近所述过渡凸缘的区域处的所述传导和压强。
6.根据条款1所述的系统，其进一步包括格栅，所述格栅装配在所述下部电极和所述侧壁之间以控制在所述等离子体室内的所述传导和压强。
7.根据条款1所述的系统，其进一步包括装配在所述卡盘支撑柱的顶部上的碗状结构，其中所述碗状结构支撑所述下部电极并且位于所述卡盘支撑柱和所述下部电极之间。
8.根据条款1所述的系统，其进一步包括线性驱动组件，所述线性驱动组件配置成使所述卡盘支撑柱相对于侧壁在竖直方向移动以控制形成在所述等离子体室的所述下部电极和上部电极之间的间隙。
9.根据条款1所述的系统，其中所述卡盘支撑柱包括中空空间，所述系统进一步包括：
射频(RF)杆，其经由所述过渡凸缘的开口和所述中空空间延伸到所述等离子体室内的所述下部电极以提供射频功率到所述下部电极；以及
阻抗匹配网络，其配置成附连到所述射频杆的底部。
10.一种用于增强等离子体室内传导均匀性的系统，其包括：
侧壁；
卡盘支撑柱；
感应耦合等离子体(ICP)电路组件，其放置在所述侧壁的顶部上；
下部电极，其位于由所述侧壁包围的外壳内，其中所述下部电极是由所述卡盘支撑柱支撑；以及
过渡凸缘，其位于所述侧壁的下方并且与所述侧壁相邻，其中所述过渡凸缘包括开口，其中所述过渡凸缘的开口以相对于所述下部电极同轴的方式定位，使得所述卡盘支撑柱经由所述过渡凸缘的开口穿过并且降低对于在所述等离子体室内剩余材料从所述下部电极到所述过渡凸缘内形成的一个或一个以上真空开口传导的阻抗。
11.根据条款10所述的系统，其中所述卡盘支撑柱包括中空空间，所述系统进一步包括：
射频(RF)杆，其经由所述过渡凸缘的开口和所述中空空间延伸到所述等离子体室内的所述下部电极以提供射频功率给所述下部电极；或者
气体线路，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的中空空间延伸到在所述下部电极内形成的一个或多个入口以供应一种或多种气体来改变所述下部电极的温度；或者
流体线路，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到所述下部电极以供应流体来加热或冷却所述下部电极；或者
导体，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到邻近所述下部电极的热电偶以测量所述下部电极的温度；或者
升降杆，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到嵌入在所述下部电极内的升降销，其中所述升降销配置成相对于所述等离子体室在竖直方向上移动以改变晶片相对于所述下部电极的高度。
12.根据条款10所述的系统，其中所述侧壁具有比用于处理具有300毫米直径的晶片的等离子体室的直径大的直径。
13.根据条款10所述的系统，其中所述一个或一个以上的真空开口包括多个真空开口，所述系统进一步包括与所述真空开口接合的多个真空泵，其中所述真空泵相对于所述下部电极对称地放置。
14.根据条款10所述的系统，其中所述一个或一个以上的真空开口包括多个真空开口，所述系统进一步包括位于所述真空开口的顶部上的多个挡板，其中所述挡板配置成相对于所述开口竖直地移动以控制在邻近所述过渡凸缘的区域处的所述传导和压强。
15.根据条款10所述的系统，其进一步包括格栅，所述格栅装配在所述下部电极和所述侧壁之间以控制在所述等离子体室内的所述传导和压强。16.一种用于增强等离子体室内传导均匀性的系统，其包括：
侧壁；
卡盘支撑柱；
电容耦合等离子体(CCP)电路组件，其放置在所述侧壁的顶部上；
下部电极，其位于由所述侧壁包围的外壳内，其中所述下部电极是由所述卡盘支撑柱支撑；以及
过渡凸缘，其位于所述侧壁的下方并且与所述侧壁相邻，其中所述过渡凸缘包括开口，其中所述过渡凸缘的开口以相对于所述下部电极同轴的方式定位，使得所述卡盘支撑柱经由所述过渡凸缘的开口穿过并且降低对于在所述等离子体室内剩余材料从所述下部电极到所述过渡凸缘内形成的一个或一个以上的真空开口传导的阻抗。
17.根据条款16所述的系统，其中所述卡盘支撑柱包括中空空间，所述系统进一步包括：
射频(RF)杆，其经由所述过渡凸缘的开口和所述中空空间延伸到所述等离子体室内的所述下部电极以提供射频功率给所述下部电极；或者
气体线路，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的中空空间延伸到在所述下部电极内形成的一个或多个入口以供应一种或多种气体来改变所述下部电极的温度；或者
流体线路，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到所述下部电极以供应流体来加热或冷却所述下部电极；或者
导体，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到邻近所述下部电极的热电偶以测量所述下部电极的温度；或者
升降杆，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到嵌入在所述下部电极内的升降销，其中所述升降销配置成相对于所述等离子体室在竖直方向上移动以改变晶片相对于所述下部电极的高度。
18.根据条款16所述的系统，其中所述侧壁具有比用于处理具有300毫米直径的晶片的等离子体室的直径大的直径。
19.根据条款16所述的系统，其中所述一个或一个以上的真空开口包括多个真空开口，所述系统进一步包括与所述真空开口接合的多个真空泵，其中所述真空泵相对于所述下部电极对称地放置。
20.根据条款16所述的系统，其中所述一个或一个以上的真空开口包括多个真空开口，所述系统进一步包括位于所述真空开口的顶部上的多个挡板，其中所述挡板配置成相对于所述开口竖直地移动以控制在邻近所述过渡凸缘的区域处的所述传导和压强。
附图说明
结合附图参考下面的描述理解所述实施方式。
图1A是等离子体系统的一个实施方式的侧视图。
图1B是说明放置在下部电极和等离子体的内径之间的格栅的图。
图1C是等离子体室的一个实施方式的侧视图，用来说明在等离子体室内的不同传导区域和影响传导的各种参数。
图2A是说明等离子体室的直径、阴极的外径和等离子体室的高度怎样被改变来增加等离子体室内的传导。
图2B是等离子体室的一个实施方式的俯视图，用来说明在等离子体室内的某一区域内的传导。
图3A是说明卡盘支撑柱竖直安装到等离子体室内的图。
图3B是压强图的一个实施方式，用来说明放置在等离子体室内的晶片W的顶部表面处的压强的均匀性。
图3C是压强图的一个实施方式，用来说明在晶片上方预定距离处的压强的均匀性。
图4是说明一个或多个泵用于从等离子体室去除等离子体处理的等离子体和/或剩余材料的图。
图5A是等离子体系统的一个实施方式的俯视图，用来说明使用没有挡板的卡盘支撑柱。
图5B是在等离子体系统中不使用挡板时在晶片的顶部表面处的压强曲线图的一个实施方式。
图5C是在等离子体系统中不使用挡板时在距离晶片的顶部表面预定距离处的压强曲线图的一个实施方式。
图5D是等离子体系统的一个实施方式的俯视图，用来说明使用具有挡板的卡盘支撑柱。
图5E是在等离子体系统中使用挡板时在晶片的顶部表面处的压强曲线图的一个实施方式。
图5F是在等离子体系统中使用挡板时在距离晶片的顶部表面预定距离处的压强曲线图的一个实施方式。
图5G是等离子体系统的一个实施方式的俯视图，用于说明使用具有另一挡板的卡盘支撑柱。
图5H是在等离子体系统中使用其它挡板时在晶片的顶部表面处的压强曲线图的一个实施方式。
图5I是在等离子体系统中使用其它挡板时在距离晶片的顶部表面预定距离处的压强曲线图的一个实施方式。
图5J是挡板的等距视图，用来说明通过处理器控制挡板。
图6是曲线图的一个实施方式，用来说明使用和不使用提升阀控制从等离子体室到等离子体室外部的气体传导的量。
图7A是等离子体系统的一个实施方式的等距视图，用来说明卡盘支撑柱经由形成在过渡凸缘的内底表面内的开口插入到由等离子体室的侧壁包围的容积内。
图7B是等离子体系统的一个实施方式的侧视图，用来说明侧壁围绕卡盘支撑柱的安装和碗状结构的安装。
图7C是等离子体系统的一个实施方式的侧视图，用来说明上部电极系统到侧壁的安装。
图8A是侧壁的一个实施方式的等距视图。
图8B是过渡凸缘的一个实施方式的等距视图。
图9是侧壁和彼此安装的过渡凸缘的等距视图。
图10A是卡盘支撑柱的一个实施方式的侧视图，该卡盘支撑柱从等离子体室的底部部分竖直安装到等离子体室内。
图10B是曲线图的一个实施方式，用来说明使用相对于中心轴竖直对称的卡盘支撑柱，相比于悬臂杆支撑件，蚀刻速率更加均匀。
图11是等离子体系统的一个实施方式的图，用来说明对称的射频供应路径和对称的射频返回路径。
图12是图11的等离子体系统的一个实施方式的图，用来说明在将晶片装载到下部电极期间下部电极的运输位置。
图13是图11的等离子体系统的一个实施方式的图，用来说明在晶片处理期间下部电极的位置。
具体实施方式
下面的实施方式描述了用于提供具有射频(RF)对称的高传导室的系统和方法。卡盘支撑柱以及卡盘支撑柱内的射频杆的竖直配置允许围绕下部电极的对称传导(例如流动等)。射频杆的竖直布置也允许到下部电极的对称射频传输。另外，在一些实施方式中，一个或多个泵设置在卡盘支撑柱的下方和周围，以提供更有效和对称的排放来实现对称传导。在各种实施方式中，添加挡板来控制和实现对称传导。将显而易见的是，本实施例可以在没有一些或全部这些具体细节的情况下实施。在其它情况下，公知的处理操作未被详细描述，以免不必要地模糊所述系统和方法的实施方式。
图1A是具有等离子体室11的等离子体系统10的一个实施方式的图。等离子体系统10包括上部电极组件12。在一些实施方式中，上部电极组件12被选择为电容耦合电极(例如平行板、上部电极等)或电感耦合电极(例如，一个或多个线圈等)，用于传输射频(RF)信号到等离子体室11。等离子体室11的一个优点在于：不同的上部电极系统(例如电容式，电感式等)都在不同时刻耦接到等离子体室11的侧壁14。侧壁14环绕外壳25，该外壳25是由侧壁14包围的容积。等离子体室11还包括过渡凸缘16、挡板18A和挡板18B。泵20A和泵20B位于每个相应的挡板18A和18B的下方。等离子体室11还包括下部电极22、电介质24和射频(RF)杆30。在等离子体系统10内包括碗状结构29A、卡盘支撑柱29B、射频杆28、包围射频杆28的射频护套31、阻抗匹配网络43、一个或多个射频发生器51、马达驱动组件45、线性导轨47以及供应源49。在一些实施方式中，马达驱动组件45和线性导轨47的组合在这里被称作线性驱动组件。
射频杆30经由形成在卡盘支撑柱29B内的中空空间33延伸。中空空间33由卡盘支撑柱29B的内表面包围。射频护套31和射频杆28一起形成射频传输线。射频杆28经由绝缘体与射频护套31分开。射频杆28和30是由导电材料制成，以传输经修改的RF信号。射频护套31和射频杆28之间的绝缘体将经由射频杆28传输的RF信号与经由射频护套31传输的RF信号分离开。在一些实施方式中，射频杆28经由电连接连接到射频杆30，而射频杆30经由电连接连接到下部电极22。在一些实施方式中，电连接点包括导电接合表面、导电夹具、导电胶、射频带、磁带或其它连接器。
碗状结构29A经由连接机构(例如，螺栓，螺钉，螺母等)装配到卡盘支撑柱29B。卡盘支撑柱29B被装配(例如，螺栓连接，附连等)到碗状结构29A以支撑碗状结构29A。碗状结构29A附连到电介质24，该电介质24支撑下部电极22。此外，下部电极22由射频杆30支撑。此外，在各种实施方式中，下部电极22相对于中心轴1002对称地放置。例如，下部电极22相对于中心轴1002是同轴且同心的。电介质24由绝缘体材料(例如，陶瓷等)制成。
在一些实施方式中，碗状结构29A在经由等离子体室11的顶部开口被传输之后在等离子体室11内进行装配。在上部电极组件12不是被放置在侧壁14的顶部上以被装配(例如，螺栓连接，附连，等等)到侧壁14时形成顶部开口。另外，卡盘支撑柱29B的一部分被从在过渡凸缘16内形成的底部开口接收在等离子体室11内。过渡凸缘16连接到(例如，装配到，螺栓连接到，等等)侧壁14的底表面17，上部电极组件12被附连到侧壁14的顶表面19。顶表面19位于侧壁14的底表面17的相对端。
一个或多个射频发生器51的例子包括x兆赫(MHz)射频发生器、y兆赫射频发生器以及z兆赫射频发生器。x兆赫射频发生器是400千赫(kHz)射频发生器或2兆赫的射频发生器。y兆赫射频发生器是27兆赫射频发生器，z兆赫射频发生器是60兆赫射频发生器。阻抗匹配网络43包括一个或多个电阻、一个或多个电容、和一个或多个电感。在一些实施方式中，阻抗匹配网络43包括一个或多个电容和一个或多个电感。
射频杆30的一部分44A具有与碗状结构29A的形状类似的形状。例如，该部分44A也是碗状。该部分44A和碗状结构29A之间的形状相似性能降低RF供给路径和RF返回路径的阻抗之间的不匹配，这两者将在下面描述。此外，射频杆30内的中空空间在部分44A处具有比射频杆30的部分44B增大了的直径，直径增大使各种供应线路(例如，用于加热和冷却下部电极22的气体供应线路，用于测量下部电极22的温度的热电偶线路，用于提供交流电源以加热下部电极22的交流(AC)电源线路，等等)能够被包装在中空空间内。
下部电极22由例如阳极氧化的铝、铝合金等金属制成。此外，上部电极由例如铝、铝合金等金属制成。上部电极定位成与下部电极22相对且面朝该下部电极22。供应源49包括一个或多个储存容器，该一个或多个储存容器用于存储用于冷却下部电极22的一种或多种流体、用于加热下部电极22的一种或多种流体，等等。
马达驱动组件45包括驱动器(例如，一个或多个晶体管等等)和马达。从主计算机系统的处理器提供信号给驱动器，这在下面进一步描述。如本文所使用的，处理器是专用集成电路(ASIC)或可编程逻辑器件(PLD)或微处理器或控制器。在接收到信号后，驱动器产生电流信号以提供给马达的定子。当定子接收到当前信号时，马达的转子旋转。连接机构53(例如一个或多个杆、经由齿轮机构等彼此连接的一个或多个杆等)连接到转子并且与转子的旋转一起运动。连接机构53相对于固定支撑件在竖直方向上移动线性导轨47，下面进一步描述。线性导轨47在竖直方向上移动使碗状结构29A、卡盘支撑柱29B、射频杆30和下部电极22在竖直方向相对于上部电极组件12移动，以改变下部电极22和上部电极组件12之间的间隙。晶片被放置在所述间隙内以用于处理，例如，蚀刻、沉积材料在其上面、清洗、溅射等等。
一个或多个射频发生器51产生相应的一个或多个射频信号，该一个或多个射频信号由阻抗匹配网络43修改来产生经修改的射频信号。例如，阻抗匹配网络43使连接到所述阻抗匹配网络43的输出的负载(例如射频传输线、离子体室11等)的阻抗与连接到阻抗匹配网络43的输入的源(例如，一或多个射频发生器51)、相应的连接一个或多个射频发生器51到阻抗匹配网络43的一个或多个射频电缆等等的阻抗相匹配。经修改的信号经由射频传输线的射频杆28发送到射频杆30，并且被从射频杆30进一步发送到下部电极22。
射频杆28、射频杆30和下部电极22形成RF供给路径以用于供给经修改的RF信号到下部电极22。不是弯曲的并且在其整个长度上是竖直的射频杆30提供经修改的RF信号到下部电极22的对称传输。应当注意的是，在等离子体室11内的射频杆30的部分44B具有竖直的(例如，非水平的，不是弯曲的，等等)取向。射频杆30的部分44B的竖直取向有利于将经修改的RF信号的RF功率畅通地传输到下部电极22。经修改的RF信号的传输相对于中心轴1002是对称的，在一些实施方式中，该中心轴1002是射频杆30的中心轴。例如，中心轴1002穿过射频杆30的质心。作为另一实例，射频杆30相对于中心轴1002是同轴的。
此外，当卡盘支撑柱29B和碗状结构29A相对于中心轴1002对称时，传导，作为剩余材料(例如，蚀刻副产物、反应物气体、沉积副产物、清洗副产物等)和/或等离子体室11中的等离子体的流动，是围绕下部电极22对称的。例如，卡盘支撑柱29B是相对于中心轴1002同轴的，并且碗状结构29A是相对于中心轴1002同轴的。进一步举例而言，中心轴1002穿过卡盘支撑柱29B的质心和碗状结构29A的质心。
在一些实施方式中，卡盘支撑柱29B也不会阻碍剩余材料和/或等离子体从下部电极22向真空泵20A和20B传导。例如，在等离子体室11内弯曲并且经由侧壁14(例如，侧壁14的外侧面21等)装配的悬臂杆支撑件阻碍了剩余材料到真空泵20A和20B的传导。侧表面21相对于顶表面19和底表面17形成一角度(例如，90度，介于85度和95度之间，等等)。相比较而言，竖直的、在等离子体室11内未弯曲的并且没有经由侧壁14在等离子体室11内装配的卡盘支撑柱29B不妨碍剩余材料和/或等离子体到真空泵20A和20B的传导。
在各种实施方式中，真空泵20A和20B相对于中心轴1002对称地配置。例如，真空泵20A以距离中心轴1002的距离与真空泵20B距离中心轴1002的距离相同的方式定位。作为另一实例，真空泵20A和20B分别以与中心轴1002同心的方式定位，使得中心轴1002穿过包括真空泵20A和20B的体积的质心。在一些实施方式中，真空泵20A位于距离中心轴1002一定距离处并且该距离是在真空泵20B距离中心轴1002的预定阈值内。真空泵20A和20B的对称布置有助于实现剩余材料和/或等离子体相对于中心轴1002的对称传导。
在各种实施方式中，挡板18A打开或关闭开口27A，以控制从等离子体室11到真空泵20A的等离子体和/或剩余材料的流动量。例如，当挡板18A开放时，从等离子体室11到等离子体室11外部的流动量增大，当挡板18A关闭时，该流动量则减小。同样地，挡板18B打开或关闭开口27B以控制从等离子体室11内部到等离子体室11外部的等离子体和/或剩余材料的流动量，开口27A和27B形成在过渡凸缘16内并且介于等离子体室11和真空泵20A和20B之间。在一些实施方式中，挡板18A和18B以相对于中心轴1002对称的方式定位。例如，挡板18A和18B分别位于距离中心轴1002等距离处。挡板18A和18B被控制以实现对称传导。
在一些实施方式中，开口27A和27B相对于中心轴1002对称(图1A)。例如，两个开口27A和27B位于距中心轴1002的等距离处。在各种实施方式中，其中两个以上的开口用来适应通往多个泵的流动，所有的开口都相对于中心轴1002对称。例如，所有开口都位于距中心轴1002等距离处。开口27A形成在真空泵20A(图1A)和等离子体室11的外壳25(图1A)之间，开口27B形成在真空泵20B(图1A)和等离子体室11的外壳25之间。
射频返回路径是通过从等离子体室11内形成的等离子体返回的RF返回信号形成。从等离子体返回的RF返回信号穿过电介质24、碗状结构29A、卡盘支撑柱29B和射频传输线的射频护套31到阻抗匹配网络43。
在一些实施方式中，任何其它数量(例如，三个，四个等)的真空泵被用来代替真空泵20A和20B，并且所有的真空泵相对于中心轴1002对称放置。例如，当使用三个泵时，泵位于垂直于中心轴1002的假想水平三角形的对应的对应顶点，该中心轴1002穿过该水平三角形的中心。真空泵的对称布置允许从等离子体室11内部到真空泵的剩余材料和/或等离子体的对称传导。
在一些实施方式中，代替碗状结构29A，使用任何其它形状的结构，例如，多边形，方形等。
在各种实施方式中，外壳25由侧壁14、上电极组件12以及过渡凸缘16包围。例如，外壳25具有由侧壁14、上电极组件12和过渡凸缘16包围的容积。
在各种实施方式中，卡盘支撑柱29B的一部分相对于卡盘支撑柱29B的另一部分不成角度。例如，卡盘支撑柱29B不是弯曲的，而是直的。
在几个实施方式中，射频杆30相对于射频杆30的另一部分不成角度。例如，射频杆30不是弯曲的，而是直的。
在各种实施方式中，过渡凸缘16是等离子体室11的一部分。例如，过渡凸缘16形成等离子体室11的底壁。
在各种实施方式中，中心轴1002距离等离子体室11的侧壁14是等距离的。在一些实施方式中，中心轴1002距离射频杆30或距离卡盘支撑柱29B是等距离的。在几个实施方式中，中心轴1002距离下部电极22(图1A)的边缘是等距离的。
一些实施方式中，等离子体室11内的传导改变以改变等离子体室11内的压强。例如，当等离子体室11的一定区域内的传导增加时，该区域内的压强增大。作为另一个实施例，当等离子体室11的一定区域内的传导降低时，该区域内的压强降低。作为又一实施例，当等离子体室11的一定区域内的传导均匀时，该区域内的压强是均匀的。作为另一实施例，当在等离子体室11的一定区域内的传导不均匀时，该区域内的压强是不均匀的。
图1B是示出了任选放置在电极22和碗状结构29A之间并装配在侧壁14和电介质24之间的格栅50的图。例如，格栅50被使用连接机构装配到侧壁14，并且被使用连接机构连接到电介质24。格栅50由硅或导电材料等制成。格栅50被用来控制(例如增加，减少等)等离子体和/或剩余材料在等离子体室11内从区域1到区域2的传导。区域1和2在下面进一步进行说明。在一些实施方式中，格栅50是圆形的，并且具有各种开口O1到On，其中n是大于零的整数。作为一个实施例，每个开口是细长的或圆形的或具有任何其它形状。格栅50的开口的各种形状在图1B中示出。虽然示出了各种形状，但格栅50具有相同形状的开口。在一些实施方式中，格栅50具有两个不同形状的开口。
格栅50还用于将RF返回信号从等离子体引导到卡盘支撑柱29B。例如，格栅50将RF返回信号从等离子体传输到卡盘支撑柱29B以形成射频返回路径。
图1C是等离子体室11的一个实施例图，以说明等离子体室11内的不同传导区域1、2和3和影响等离子体和/或剩余材料的传导的各种参数。等离子体室11被用于处理不同尺寸的晶片，例如450毫米(mm)直径的晶片、具有超过450毫米直径的晶片、具有介于300毫米和450毫米之间直径的晶片、具有介于300毫米和500毫米之间直径的晶片、具有介于300和600毫米之间直径的晶片等等。放置在等离子体室11内的晶片被指定为W。等离子体室11具有在其中传导是在晶片水平处进行测量的区域1，该晶片水平例如晶片放置在下部电极22上的水平、下部电极22的顶表面106之上的水平，等等。区域1在顶表面106和上部电极组件12之间延伸。等离子体和/或剩余材料的传导在区域1内是均匀的。此外，等离子体室11具有由下部电极22的侧壁102、等离子体室11的侧壁14的内表面104、穿过下部电极22的顶表面106的平面、以及距离过渡凸缘16的内底表面108的预定距离处的预定平面所包围的区域2。过渡凸缘16提供了到一个或多个泵P1至P6(例如，涡轮分子泵(TMPS)，涡轮泵，真空泵等)的接口。等离子体室11具有在过渡凸缘16的内底表面108处的区域3，例如在过渡凸缘16的内底表面108上方的预定距离内等。等离子体和/或剩余材料的传导在区域3内是均匀的。
等离子体和/或剩余材料的传导的传导路径130具有从区域1经由区域2到区域3的传导方向。当泵P1到P6被操作以创建等离子体室11内的部分真空时，传导路径130提供了在等离子体处理之后等离子体和/或剩余材料的从等离子体室11向泵P1到P6的流动方向。
在一些实施方式中，区域1的容积由附连到内表面104的衬垫的设计确定，区域2的容积由侧壁14的内表面104的直径110和下部电极22的高度以及下部电极22的直径dLowerelectrode确定，而区域3的容积由一个或多个泵的一种或多种类型和数量以及一个或多个泵相对于中心轴1002的布局(例如配置等)确定。衬垫附连到(例如，装配到，螺栓连接到，等等)等离子体室11的侧壁14。在一些实施方式中，衬垫是由金属或半导体材料制成。在各种实施方式中，衬垫被设置在等离子体室11内，以保护室壁免受蚀刻或处理颗粒的影响，在需要时清洗和更换衬垫。
直径110的实例包括介于32英寸和40英寸之间范围的直径。作为说明，直径110为35英寸。作为另一个例证，直径110为36英寸。区域1的直径110比用于处理300毫米晶片的等离子体室更大。应当注意的是，在将衬垫装配到内表面104的一些实施方式中，直径110是从附连到内表面104的衬垫中的一个的表面到在侧壁14的相对侧上附连到内表面104的衬垫中的另一个的表面的直径。例如，区域1的直径是垂直于附接到等离子体室11的内表面104的衬垫的线的长度。在不使用衬垫的各种实施方式中，直径110为侧壁14的内表面104的直径。
在一些实施方式中，区域2是从等离子体穿过顶表面106到下部电极22的底表面120延伸并且在下部电极22和侧壁14之间延伸的空间。在各种实施方式中，区域3位于底部表面120和过渡凸缘16的内底表面108之间。
在各种实施方式中，在区域1中，在晶片W的顶表面上方存在传导，在区域3中，在泵P1到P6的上方存在传导。
在一些实施方式中，屏蔽或格栅(诸如格栅50等)装配在等离子体室11内以将区域2与区域3分离。例如，屏蔽或格栅被装配到下部电极22下方的侧壁14的内表面104。
图2A是等离子体室11的框图，以说明等离子体室11的直径110(其为内径)、下部电极22的直径dLowereelectrode(其为外径)、和等离子体室11的高度204如何变化以增加等离子体室11内的传导。在一些实施方式中，高度204不包括上部电极组件12(图1A)的高度，而包括侧壁14的高度和过渡凸缘16的高度。等离子体室11的直径110、直径dLowereelectrode、和等离子体室11的高度204是影响等离子体室11内的传导的参数的例子。通过最大化下部电极22的直径dLowereelectrode、最小化等离子体室11的直径110和最小化等离子体室11的高度来增加传导。
在一些实施方式中，相比于使用处理300毫米晶片的等离子体室所实现的传导，等离子体室11达到至少2.25倍的传导。例如，等离子体室11的直径110介于0.75米和1米之间的范围，等离子体室11的侧壁14的高度介于0.4米和0.7米之间的范围。另外，在实施例中，过渡凸缘16的高度介于0.2米和0.4米之间的范围。另外，在该实施例中，晶片W和下部电极22边缘之间的距离介于14英寸和30英寸的范围。
图2B是处理室11的一个实施方式的俯视图。当侧壁114和下部电极22之间形成的通道狭窄时，剩余材料和/或等离子体的传导的速率(例如速度等)从区域1到区域3增加(图1C)。随着下部电极22的宽度(例如直径dLowereelectrode等)增大和等离子体室11的宽度(例如直径110等)减小，窄通道变得更窄。下部电极22的宽度增加，以相比于300毫米晶片促进450毫米晶片在下部电极22上的放置。此外，随着高度204(图2A)变得更短，由剩余材料和/或等离子体穿过的距离减小以增加传导率。
图3A是用来说明卡盘支撑柱29B插入到等离子体室11内的方式的图。卡盘支撑柱29B经由形成在过渡凸缘16内的开口302插入到等离子体室11的外壳25(图1A)内。在一些实施方式中，用于安装卡盘支撑柱29B的开口302位于过渡凸缘16(图1C)的内底表面108(图1C)的中心。例如，开口302不是在等离子体室11的侧壁14内形成的。作为另一实施例，在侧壁14内创建没有开口302的部分。
在各种实施方式中，在等离子体室11内在卡盘支撑柱29B的连接到碗状结构29A(图1A)的一部分和卡盘支撑柱29B的在等离子体室11内的另一部分之间没有形成角度。此外，在提供到一个或多个泵的接口的过渡凸缘16的内底表面108处的传导均匀性在卡盘支撑柱29B在等离子体室11内是竖直的以不干涉等离子体和/或剩余材料的去除时实现了。
图3B是压强分布图304的一个实施方式以说明在晶片W的上表面处的压强均匀性。通过经由过渡凸缘16从等离子体室11的底部安装卡盘支撑柱29B，实现在晶片W处的压强均匀性和实现在晶片W上方的预定距离(例如1厘米等)处的压强均匀性。
图3C是压强分布图306的一个实施方式以说明在晶片W上方的预定距离处的压强均匀性。如在压强分布图306所示，在晶片W上方的预定距离处的最小和最大压强变化是0.29％。
图4是说明一个或多个泵被用于从等离子体室11去除等离子体处理的等离子体和/或剩余材料的曲线图400。曲线图400描绘了以升/秒(L/s)为单位的泵速与以升/秒为单位的室速。室速是在晶片W处的传导。如曲线图400所示，使用为6千升/秒(KL/s)速度泵的单个泵或者使用每个为4.5千升/秒速度泵的两个泵或者每个为3千升/秒速度泵的两个泵或每个为2千升/秒速度泵的三个泵来去除等离子体和/或剩余材料。取代一个大的6千升/秒的泵，如用图4所示的使用多个小泵。如图4所示，通过使用一个或多个泵，实现了达到至少大2.25倍的传导的目的。
当等离子体室11用于处理450毫米晶片时，提供给等离子体室11以产生等离子体或维持等离子体室11中的等离子体的反应物气体的速度提高了至少2.25倍。该速度相比于被提供给等离子体室用于处理300毫米晶片的反应物气体的速度提高。另外，为了匹配速度的提高，相比于被用于从用于处理300毫米晶片的等离子体室去除剩余材料和/或等离子体的泵，从等离子体室11泵送剩余材料和/或等离子体到等离子体室11外部的速度提高了至少2.25倍。
图5A是等离子系统10的一个实施方式的俯视图500以说明使用无挡板的卡盘支撑柱29B。在等离子体系统10的俯视图500中，卡盘支撑柱29B、开口27A和27B、下部电极22和等离子体室11的侧壁14被示出。在俯视图500中所示的等离子体室11的一个实施方式中不使用挡板(例如、板、金属板等)。
图5B是当在等离子体系统10(图1A)中不使用挡板时在晶片W的顶表面处的压强曲线图524A的一个实施方式。此外，图5C是当在等离子体系统10(图1A)中不使用挡板时在距离晶片W的上表面预定距离处的另一个压强曲线图524B的一个实施方式。压强曲线图524A和524B下面被进一步说明。
图5D是其中使用挡板18A和18B的等离子系统10的实施方式的另一俯视图510。例如，挡板18A和18B被放置在区域3内，例如相邻于过渡凸缘16(图1C)的内底表面108(图1C)。挡板18A在竖直方向上移动以覆盖或打开开口27A，挡板18B在竖直方向上移动以覆盖或打开开口27B。挡板18A和18B被操作(例如，向上或向下移动，等等)以控制开口27A和27B的打开和关闭，以进一步控制等离子体室11内的压强。例如，如本文所述的每个挡板经由马达驱动组件和连接机构进行控制，以控制挡板的竖直运动。在下面提供如何控制挡板的进一步的描述。挡板被向上或向下移动，以控制开口27A和27B的打开和关闭以进一步控制等离子体室11内的传导并且在等离子体室11的区域3内实现传导对称性。例如，当挡板18A和18B在竖直方向上移动以打开开口27A和27B时传导增加，当挡板18A和18B在竖直方向上向下移动以关闭开口27A和27B时传导降低。在一些实施方式中，挡板充当阀，以防止空气和/或其它材料从等离子体室11外部流入等离子体室11内部。
挡板18A和18B在形状上为多边形，例如，矩形，正方形等等，并且位于相应的泵20A和20B的上方。在一些实施方式中，挡板18A和18B为另一种形状，例如，圆形、椭圆形等。
图5E是当在等离子体系统10(图1A)中使用挡板18A和18B时在晶片W的上表面处的压强曲线图526A的一个实施方式。此外，图5F是当在等离子体系统10(图1A)中使用挡板18A和18B时在距离晶片W的上表面预定距离处的另一压强曲线图526B的一个实施方式。压强曲线526A和526B在下面进一步进行说明。
图5G是在其中使用挡板522A和挡板522B的等离子体系统10的又一俯视图520。每个挡板522A和522B是月牙形并且位于过渡凸缘16的内底表面108的外边缘。例如，挡板522A和522B以与过渡凸缘16的内底表面108相邻和与侧壁14的内表面104(图1C)相邻的方式定位，以控制过渡凸缘16和泵20A和20B之间的开口27A和27B的一部分。挡板522A和522B经由马达驱动组件(在此提供其例子)和连接机构控制(在此提供其例子)，以控制等离子体室11内的传导。使用挡板18A、18B(图5D)、522A和522B有利于在高传导下的流动对称性的增加程度的实现以实现等离子体室11内的压强控制。
在各种实施方式中，所有的挡板18A、18B、522A和522B是在等离子体室11内使用。例如，所有的挡板18A、18B、522A和522B在相邻于过渡凸缘16的内底表面108放置。
图5H是当在等离子体系统10(图1A)中使用挡板522A和522B时在晶片W的顶表面处的压强曲线图528A的一个实施方式。此外，图5I是当在等离子体系统10(图1A)中使用挡板522A和522B时在距离晶片W的顶表面预定距离处的另一压强曲线图528B的一个实施方式。
如从压强分布图524A、524B、526A和526B所知，使用挡板18A和18B相比于不使用挡板18A和18B，在晶片W处(例如，在晶片W等的上表面上)的压强更均匀(例如是对称的，等等)。此外，如从压强图526A、526B、528A和528B可知，相比于在等离子体室11内不使用挡板522A和522B的情况和相比于使用挡板18A和18B的情况，使用挡板522A和522B时在晶片W上方的预定距离处的压强更均匀。
在晶片W处或晶片W上方的预定距离处的压强均匀性的增加提供了晶片W的处理期间的均匀性。例如，相比于不使用挡板18A和18B时，使用挡板18A和18B时晶片W被更均匀地蚀刻。作为另一个例子，相比于不使用挡板522A和522B时，使用挡板522A和522B时，晶片W被更均匀地蚀刻。
图5J是挡板550的等距视图以说明使用处理器560控制挡板550。挡板550是挡板18A或挡板18B(图1A)的一个例子。类似地，过渡凸缘16的内底表面108内的开口552是开口27A或开口27B(图5A)的一个例子。处理器560是主计算机系统的处理器。处理器560被连接到马达驱动组件562，该马达驱动组件562经由连接机构564连接到挡板550。马达驱动组件562具有与马达驱动组件45(图1A)的结构相同的结构。例如，马达驱动组件562包括连接到马达的驱动器，其被进一步连接到连接机构564。作为另一个例子，马达驱动组件562的驱动器包括一个或多个晶体管，驱动器是到马达驱动组件562的马达的定子的连接器，马达的转子连接到连接机构564。连接机构564的实例包括一个或多个杆、或经由齿轮机构相互连接的一个或多个杆，或提升阀等。
挡板550减少了由摆阀在过渡凸缘16下方所占用的空间量，这在下面进一步描述。例如，相比于定位在等离子体室11外部和下方的摆阀，挡板550通过定位等离子体室11内降低了从晶片W的顶表面至真空泵20A和20B(图1A)的传导的距离(例如，高度等)。空间量的减少使传导增加。
此外，挡板550被控制在竖直方向上移动以控制等离子体室11内的传导。例如，处理器560发送信号到马达驱动组件562的驱动器，并且在接收到信号时，驱动器产生电流信号。该电流信号被提供给马达驱动组件562的马达以旋转预定的量。马达的旋转使连接机构564旋转以使挡板550在竖直方向上移动、或者远离开口552移动以打开开口552、或者朝向开口552移动以关闭开口552。
图6是说明使用和不使用提升阀的情况下控制气体(例如，氩气等)传导从等离子体室11(图1A)向等离子体室11之外的量的曲线图600的一个实施方式。曲线图600描绘了在晶片W的顶表面上的压强与经由过渡凸缘16中的开口27A和27B(图5A)的气体流。曲线C1是在摆阀不用于控制挡板18A和18B(图5D)并且不用于控制挡板522A和522B(图5G)时绘制。此外，曲线C2是在使用摆阀时绘制。曲线C3是目标曲线以说明使用等离子体室11实现2.25倍传导。该传导是相比于针对300毫米晶片使用等离子体室实现的传导的2.25倍。
如从曲线C1和C2所示，为了在晶片W的平面处实现在目标曲线C3中所示的压强量相同压强量，有更大的空间来改变剩余材料和/或等离子体的传导。
图7A是等离子体系统700的一个实施方式的等距视图，以说明卡盘支撑柱29B经由在过渡凸缘16的内底表面108内形成的开口302(图3)插入由侧壁14(图1A)所包围的外壳25(图1A)内。这是卡盘支撑柱29B如何在等离子体室11内被竖直安装。碗状结构29A被从等离子体系统700的顶部装配到卡盘支撑柱29B。
图7B是等离子体系统702的一个实施方式的侧视图，以说明侧壁14围绕卡盘支撑柱29B的装配和碗状结构29A的装配。卡盘支撑柱29B经由开口302(图3)插入，碗状结构29A被放置在卡盘支撑柱29B的顶部以被装配到卡盘支撑柱29B。然后侧壁14被放置在碗状结构29A周围并且被装配到过渡凸缘16。
在一些实施方式中，下部电极22和卡盘支撑柱29B彼此之间相对、相对于过渡凸缘16且相对于侧壁14是同心的。下部电极22、卡盘支撑柱29B、过渡凸缘16和侧壁14的同心配置改善了RF路径的对称性并且增加了等离子体室11内的传导。
图7C是等离子体系统704的一个实施方式的侧视图，以说明上部电极系统12到侧壁14的装配。一旦侧壁14被装配到过渡凸缘16，包括多个上部电极组件(例如，气体进给源，上部电极，上部电极延伸部分，多个电介质环，多个电极线圈，法拉第屏蔽等等)的上部电极组件12被装配到(例如，螺栓连接到，附连到，等等)侧壁14的顶表面19以形成等离子体室11。
应当注意的是，上电极组件12限定了等离子体室11是电容耦合等离子体(CCP)室或变压器耦合等离子体(TCP)室。例如，相同的侧壁14装有上部电容电极或上部感应电极。作为另一个例子，同一侧壁14装配到上部电极组件12来执行导体蚀刻或电介质蚀刻。
摆阀722A位于在泵20A和过渡凸缘16之间。此外，摆阀722B位于泵20B和过渡凸缘16之间。在一些实施方式中，每个摆阀722A和722B防止等离子体处理的等离子体和/或剩余材料流回等离子体室11的外壳25。例如，每个摆阀722A和722B在泵20A或20B中的相应的一个不运行时关闭，而在相应的泵20A或20B运行时打开。
在一些实施方式中，摆阀722A和722B都以相对于轴线1002对称的方式定位。例如，摆阀722A定位在距离中心轴1002与摆阀722B距离中心轴1002的距离相同的距离处。
应当注意的是，在一些实施方式中，提供给下部电极22以用于对直径大于300毫米的晶片W(例如，介于300毫米和450毫米之间的晶片，450毫米晶片等)进行处理(例如，蚀刻在晶片W上面沉积的材料、在晶片W上沉积材料，清洗等)的经修改的RF信号的功率量大于被提供以用于处理300mm晶片的RF信号的功率量。功率由一个或多个射频发生器51(图1A)产生。
此外，在各种实施方式中，等离子体室11的外壳25(图1A)的用于处理直径大于300mm的晶片W的容积比提供用于处理300mm的晶片提供的容积大例如三倍、2.5倍、3.3倍、4倍等。此外，在一些实施方式中，与处理直径大于300mm的晶片W相关联的流率比用于处理300毫米晶片的流率大例如介于两倍和三倍之间等范围内。例如，在处理晶片W期间使用具有以千升/秒测量的组合容量的一个或多个泵。该组合容量是比用于控制处理300mm晶片的处理室中的传导的一个或多个泵的组合容量大例如两倍、三倍、介于两倍和三倍之间范围内的倍数等。
图8A是侧壁14的一个实施方式的等距视图。等离子体室11的直径110是侧壁14的内表面104的内径。侧壁14具有内表面104和外表面21。
在一些实施方式中，代替圆形横截面，侧壁14的内表面104具有另一横截面形状，例如，椭圆形，多边形等
图8B是过渡凸缘16的一个实施方式的等距视图。过渡凸缘16具有内底表面108，该内底表面108相比于过渡凸缘16的顶表面处于较低水平。顶表面810与侧壁14的底表面17(图1A)配合。开口302、27A和27B形成在内底表面108内。此外，在各个实施方式中，开口302与中心轴1002同心。例如，中心轴1002穿过开口302的中心。作为另一实例，开口302与中心轴1002共轴。
图9是侧壁14和过渡凸缘16的等距视图。阀芯凸缘902被包括在摆阀722B和过渡凸缘16之间。同样地，在一些实施方式中，阀芯凸缘位于摆阀722A和过渡凸缘16之间。阀芯凸缘用于将摆阀连接到过渡凸缘16。在各种实施方式中，卷筒凸缘不用于将摆阀连接到过渡凸缘16。
侧壁14的外表面21具有正方形横截面，侧壁14的内表面104具有圆形横截面。在一些实施方式中，内表面104和外表面21都具有相同的横截面形状，例如，方形或圆形或多边形等。
图10A是用于说明从等离子体室11的底部部分被竖直安装到等离子体室11内的卡盘支撑柱29B与经由侧壁14安装的悬臂杆支撑件的一个实施方式的图。如图所示，卡盘支撑柱29B是直的且不是弯曲的。此外，使用卡盘支撑柱29B，在等离子体室11内实现等离子体的对称传导。此外，相比于悬臂杆支撑件，在使用卡盘支撑柱29B时蚀刻速率的均匀性增强。卡盘支撑柱29B包括射频杆30(图1A)，其在卡盘支撑柱29B的中空空间33(图1A)内。此外，在一些实施方式中，射频杆30相对于卡盘支撑柱29B和中心轴1002同轴。在各种实施方式中，射频杆30没有被弯曲以在射频杆30的部分之间形成角度。此外，射频杆30不经由等离子体室11的侧壁14插入等离子体室11内。卡盘支撑柱29B提供了射频返回路径相对于等离子体室11的中心轴1002的对称性，以减少(例如，消除，等等)从非均匀返回路径偏斜。
图10B是一个曲线图1003，用来说明通过使用相对于中心轴1002竖直对称的卡盘支撑柱29B，相比于悬臂杆支撑件，蚀刻速率更加均匀。曲线图1003描绘了蚀刻速率与下部电极22的位置的关系曲线。如虚线曲线1004所示，其对应于卡盘支撑柱29B，相比于使用悬臂杆支撑件所实现的蚀刻速率，蚀刻速率相对于下部电极22是对称的。使用悬臂杆支撑件所实现的蚀刻速率使用实线曲线1006示出。
图11是等离子体系统1102的一个实施方式的图，用来说明对称的射频供应路径1106A和对称的射频返回路径1106B。等离子体系统1102包括等离子体室11、卡盘支撑柱29B、一个或多个射频发生器51和主计算机系统1108。主计算机系统1108的实例包括台式计算机、膝上型计算机、智能电话等等。
一个或多个射频发生器51是由主计算机系统1108控制。例如，一个或多个射频发生器51从主计算机系统1108的处理器560接收频率电平和功率电平。一个或多个射频发生器51产生相应的具有相应的一个或多个频率和对应的一个或更多功率量的一个或多个RF信号，并提供一个或多个RF信号到阻抗匹配网络43。阻抗匹配网络43使负载(例如射频传输线、等离子体室11等)的阻抗与源(例如，一个或多个射频发生器51、将一个或多个射频发生器51耦合到阻抗匹配网络43的相应的一个或多个RF电缆等)的阻抗匹配，以从由阻抗匹配网络43接收的相应的一个或多个RF信号生成经修改的RF信号。
经修改的RF信号是从所述阻抗匹配网络43提供给下部电极22，以在等离子体室11内激励和/或维持等离子体。当处理气体被供给到等离子体室11时，激励和/或维持等离子体。处理气体的实例包括含氧气体，例如氧气。处理气体的其它实例包括含氟气体，例如，四氟甲烷(CF4)，六氟化硫(SF6)，六氟乙烷(C2F6)，等等。
经修改的RF信号经由包括射频杆28、射频杆30和下部电极22的RF供给路径1106A供给。另外，由等离子体室11内的等离子体产生的返回RF信号经由返回RF路径1106B传送到达阻抗匹配网络43，该返回RF路径1106B包括支撑下部电极22的碗状结构29A、支撑碗状结构29A的卡盘支撑柱29B、以及射频护套31。射频路径1106A和1106B相对于中心轴1002对称，以改善等离子体室1102内的传导和传导均匀性。
流体线路1120A和1120B穿过射频杆30内的中空空间1105，用于供应供热流体以加热下部电极22或用于供应冷却流体以冷却下部电极22。中空空间1105由射频杆30包围。此外，气体线路1122位于射频杆30的中空空间1105内，用于供给一种或多种气体(例如，冷却气体、氦气等)到在下部电极22内形成的一个或多个气体入口(例如，用于气体进入到下部电极22内的槽，等等)以冷却下部电极22。在各种实施方式中，清扫气体线路位于射频杆30的中空空间1105内，用于从等离子体室11清扫一种或多种气体。
在一些实施方式中，不在卡盘支撑柱29B的一侧，如图所示，阻抗匹配网络43是位于卡盘支撑柱29B的底部，以提供进一步的对称性给RF路径1106A和1106B，以增加在等离子体室11内的传导均匀性。例如，阻抗匹配网络43竖直地定位于射频杆30的下方(例如，正下方，等等)。作为另一实例，阻抗匹配网络43位于射频杆30的下方，而阻抗匹配网络43的外壳相对于中心轴1002是同心的。作为又一实例，阻抗匹配网络43在射频杆30下方被竖直连接到射频杆30的底端。举例而言，阻抗匹配网络43位于卡盘支撑柱29B的中空空间33内，并连接到射频杆30。射频杆30的顶端被连接到下部电极22，并且相对于射频杆30的底端定位。
在各种实施方式中，除了气体线路1122和流体线路1120A及1120B，供应和/或接收线路都位于射频杆30的中空空间1105内。例如，用于控制相应的一个或多个升降销以从下部电极22的顶表面106抬升晶片W的一个或多个气动供给线(例如，升降杆，等等)被设置在射频杆30的中空空间1105内。作为另一个例子，用于感测由热电偶测得的下部电极22的温度的一个或多个直流(DC)线路(例如，导体，等等)被设置在射频杆30的中空空间1105内。热电偶靠近下部电极22放置，例如，在距离下部电极22预定距离内、接触下部电极22，等等。作为又一实例，用于提供AC功率到在下部电极22内的加热器(例如，电阻器，等等)的一个或多个交流线路(例如，导体，等等)位于射频杆30的中空空间1105内。供应和接收线路、气体线路1122、清扫气体线路和流体线路1120A和1120B在射频杆的中空空间1105内的位置有助于实现等离子体室11内的传导和压强的对称性。
在一些实施方式中，流体线路1120A和1120B距离中心轴1002等距离。在各种实施方式中，气体线路1122相对于中心轴1002是同心的。在几个实施方式中，所有的供应和接收线路相对于中心轴1002对称地定位。例如，用于提升或降低晶片W的充气线相对于中心轴1002等距离地定位。作为另一个例子，直流线相对于中心轴1002等距离地定位。作为又一实例，交流线相对于中心轴1002等距离地定位。
图12是等离子体系统1102的一个实施方式的图，用来说明在将晶片W装载到下部电极22上的期间下部电极22的传输位置。晶片W经由等离子体室11的侧壁14内的槽1702被装配到下部电极22上。该下部电极22的位置低于如下面的图13所示的下部电极22的位置。例如，相比于晶片在等离子体室11内在处理时的下部电极22和上部电极组件12之间的间隙，在晶片W正被装载到等离子体室内的期间，下部电极22和上部电极组件12之间的间隙1204较大。
固定支撑件1202(例如，由金属等制成的支架，等等)支撑等离子体室11。例如，固定支撑件1202被装配到过渡凸缘16，以便固定支撑件1202抵靠过渡凸缘16以支撑等离子体室11。线性导轨47被附连到(例如，装配到，螺栓连接到，等等)固定支撑件1202的边缘E1，该边缘E1相对于固定支撑件1202的附连有过渡凸缘16的边缘E2成角度。
处理器560发送控制信号到马达驱动组件45的驱动器。在接收到控制信号时，驱动器产生电流信号，该信号被提供到马达的定子。定子产生电场，该电场使马达的转子旋转来旋转和/或移动连接机构53。连接机构53的旋转和/或移动使线性导轨47在竖直方向上移动以在竖直方向上针对固定支撑1202滑动或滚动。例如，线性导轨47或辊相对于边缘E1滑动。线性导轨47的滑动或滚动使卡盘支撑柱29B在竖直方向上移动，该卡盘支撑柱29B附连到(例如，装配到，螺栓连接到，等等)线性导轨47。此外，线性导轨47的滑动或滚动使部件(例如，射频杆30，流体供给线路1120A及1120B，清扫气体线路，气体线路1122，供应和/或接收线路(图11)，等等)在竖直方向上移动。卡盘支撑柱29B的移动使碗状结构29A移动，其被安装到卡盘支撑柱29A。支撑在碗状结构29A上的下部电极22在竖直方向上与碗状结构29A的移动一起移动，以改变下部电极22和上部电极组件12之间的间隙1204的量。
应当注意的是，线性导轨47的滑动或滚动发生在固定支撑件1202与过渡凸缘16固定时并且在侧壁14处于固定位置时。例如，线性导轨47相对于固定支撑件1202和侧壁14在竖直方向上移动。
图13是等离子体系统1102的一个实施方式的图，用来说明下部电极22在晶片W处理期间的位置(例如，处理位置，等等)。下部电极22的位置比图12中所示的在晶片W被传输到等离子体室11内时下部电极22的位置更高。例如，下部电极22和上部电极组件12之间的间隙1204的量在处理位置处比在传输位置的下部电极22和上部电极组件12之间的间隙1204的量更低。在晶片W的处理期间，间隙1204由上部电极组件12、C护罩1302以及下部电极22所包围。下部电极22在处理器560的控制下由马达驱动组件46放置在处理位置。马达驱动组件46向上或向下(例如，在竖直方向上，等等)相对于该固定支撑件1202移动卡盘支撑柱29B以从运输位置到达处理位置。
应当注意的是，一些或所有上述操作都是参照平行板等离子体室(例如，电容耦合等离子体室，等等)执行，或参照其它类型的等离子体室(例如，包括感应耦合等离子体(ICP)反应器、变压器耦合等离子体(TCP)反应器、导体工具、电介质工具的等离子体室，包括电子回旋共振(ECR)反应器的等离子体室，等等)执行。例如，2兆赫射频发生器、27兆赫射频发生器、和/或60兆赫射频发生器被耦合到ICP等离子体反应器内的电感器。
应当注意的是，在一些上述实施方式中，RF信号被提供给下部电极22，上部电极接地。在多种实施方式中，RF信号被提供给上部电极，下部电极22接地。
在一些实施方式中，本文描述的系统和方法是与各种计算机系统配置一起实施，该各种计算机系统配置包括手持式硬件单元，微处理器系统，基于微处理器的或可编程的消费电子产品，小型计算机，大型计算机，等等。在不同的实施方式中，在此描述的系统和方法是在分布式计算环境下实施，在该分布式计算环境中任务是由通过计算机网络链接的远程处理硬件单元执行。
在一些实现方式中，控制器是本文所描述的系统和方法的一部分。在多种实施方式中，本文所述的系统和方法进一步包括半导体处理设备，该半导体处理设备包括一个或多个处理工具、一个或多个处理室、用于处理的一个或多个平台和/或具体的处理组件、下部电极22、气流系统等。控制器包括用于控制在处理晶片W之前、期间和之后的操作的电子器件。根据处理要求，控制器可以被编程以控制本文公开的任何工艺，包括控制工艺气体传输、温度设置(例如，加热和/或冷却)、压强设置、真空设置、功率设置、RF产生器设置、RF匹配电路设置、频率设置、流率设置、流体传输设置、位置及操作设置、晶片转移进出等离子体室11和其它转移工具。
广义而言，在各种实施方式中，控制器可以定义为接收指令、发布指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等等的具有各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件的电子器件。集成电路可以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、定义为专用集成电路(ASIC)的芯片、PLD、一个或多个微处理器或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指令可以是以各种单独设置的形式(或程序文件)传送到控制器的指令，该设置定义用于在晶片W上或针对晶片W执行的操作参数。在一些实施方式中，操作参数可以是由工艺工程师定义的用于在制备晶片W的一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或管芯期间完成一个或多个处理步骤的配方(recipe)的一部分。
在一些实施方式中，控制器可以是与等离子体系统10集成、耦合或者说是通过网络连接到等离子体系统10的计算机(例如，主计算机系统1108(图11)，等等)的一部分或者与该计算机耦合。例如，控制器可以在“云端”或者是fab主机系统的全部或一部分，其可以允许远程访问晶片W的处理。计算机可以启用对系统等离子体系统10的远程访问以监控制造操作的当前进程，检查过去的制造操作的历史，检查多个制造操作的趋势或性能标准，改变当前处理的参数，设置处理步骤以跟随当前的处理或者开始新的工艺。
在一些实施方式中，远程计算机(例如服务器)通过计算机网络提供工艺配方给等离子体系统10，该计算机网络包括本地网络或互联网。远程计算机包括能够输入或编程参数和/或设置的用户界面，这些参数和/或设置然后从远程计算机传送到等离子体系统10。在一些实例中，控制器以处理晶片W的设置形式接收指令。应当理解的是，设置特定于在晶片W上待执行的某一类型的处理和与控制器交互或由控制器控制的等离子体系统10的部分。因而，如上所述，控制器为分布式，例如包括联网在一起并朝着共同目的工作(例如执行本发明所述的工艺)的一个或多个离散控制器。用于这种目的的分布式控制器的示例包括在等离子体系统10中的与位于远程的一个或多个集成电路(例如，在平台级别或作为远程计算机的一部分)通信的一个或多个集成电路，其结合来控制等离子体室11内的处理。
非限制性地，在各种实施方式中，本文描述的系统和方法包括等离子蚀刻室、沉积室、旋转清洗室、金属电镀室、清洁室、倒角边缘蚀刻室、物理气相沉积(PVD)室、化学气相沉积(CVD)室、原子层沉积(ALD)室、原子层蚀刻(ALE)室、离子注入室、轨道室和任何其它在半导体晶片(例如，晶片W，等等)的制造和/或生产中关联或使用的半导体处理室。
还应当注意的是，虽然上述操作参照平行板等离子体室(例如，电容耦合等离子体室，等等)和ICP反应器进行了描述，但在一些实施方式中，上述操作适用于其它类型的等离子体室，例如，变压器耦合等离子体(TCP)反应器、导体工具、电介质工具、包括电子回旋共振(ECR)反应器的等离子体室，等等。
如上所述，根据工具将要执行的一个或多个工艺步骤，控制器与一个或多个工具电路或模块、工具组件、集群工具、工具界面、相邻的工具、邻接工具、位于整个工厂中的工具、主机、另一个控制器、或者在将晶片的容器往来于半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口搬运的材料搬运中使用的工具通信。
考虑到上述实施方式，应该理解的是，一些实施方式采用涉及存储在计算机系统中的数据的多种计算机实现的操作。这些计算机实现的操作是那些操纵物理量的操作。
如上所述的一些实施方式涉及用于执行这些操作的硬件单元或装置。装置是专为专用计算机构建。当定义为专用计算机时，专用计算机执行其它处理、不属于特殊用途的程序执行或部分程序，同时还能够为特殊用途进行操作。
在一些实施方式中，本文描述的操作是由选择性激活的计算机执行，或者由存储在计算机存储器中的一个或多个计算机程序进行配置，或者通过计算机网络获得。当数据通过计算机网络获得时，数据可以由在计算机网络上的其它计算机(例如，计算资源中的云，等等)进行处理。
在几个实施方式中，本文描述的方法被制造成非临时性计算机可读介质上的计算机可读代码。非临时性计算机可读介质是存储数据的任何数据存储硬件单元(例如，存储器设备等)，该数据之后由计算机系统读取。非临时性计算机可读介质的例子包括硬盘驱动器、网络附加存储(NAS)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、压缩盘-ROM(CD-ROM)、可记录CD(CD-R)、可重写CD(CD-RW)、磁带以及其它光学和非光学数据存储硬件单元。在一些实施方式中，非短暂性计算机可读介质包括计算机可读有形介质，其分布在网络耦合的计算机系统上，从而计算机可读代码以分布方式存储和执行。
尽管一些方法操作(如上所述)以特定顺序作了介绍，但应当理解，在各种实施方式中，其它内务操作在所述方法操作之间执行，或者该方法操作被调整，以使得它们发生在稍微不同的时刻或分布在允许方法操作发生在不同时间间隔的系统中，或以与上述不同的顺序执行。
还应当指出的是，在多种实施方式中，来自上述任何实施方式的一个或多个特征与任何其它实施方式中的一个或多个特征结合，而不脱离在本公开中描述的各个实施方式中所描述的范围。
虽然上述实施方式已经出于清楚理解的目的进行了详细描述，但将显而易见的是，某些改变和修改可以在所附权利要求的范围内实施。因此，本文的实施方式应被认为是说明性的而不是限制性的，并且实施方式并不限于本文所给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等同实施方式内进行修改。

Claims (17)

1.一种用于增强等离子体室内传导均匀性的系统，其包括：
侧壁；
卡盘支撑柱，其中所述卡盘支撑柱包括中空空间；
下部电极，其位于由所述侧壁包围的外壳内，其中所述下部电极是由所述卡盘支撑柱支撑；
过渡凸缘，其位于所述侧壁的下方并且与所述侧壁相邻，其中所述过渡凸缘包括过渡凸缘的开口，其中所述过渡凸缘的开口以相对于所述下部电极同轴的方式定位，使得所述卡盘支撑柱经由所述过渡凸缘的开口穿过并且降低对于在所述等离子体室内剩余材料从所述下部电极到所述过渡凸缘内形成的多个真空开口传导的阻抗；
射频(RF)杆，其经由所述过渡凸缘的开口和所述卡盘支撑柱的所述中空空间延伸到所述等离子体室内的所述下部电极以提供射频功率给所述下部电极；以及
位于所述多个真空开口的顶部上的多个挡板，其中所述多个挡板配置成相对于所述多个真空开口竖直地移动以控制在邻近所述过渡凸缘的区域处的所述传导和压强，其中所述多个挡板相对于所述射频杆的中心轴对称定位。
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：
气体线路，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的中空空间延伸到在所述下部电极内形成的一个或多个入口以供应一种或多种气体来改变所述下部电极的温度；或者
流体线路，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到所述下部电极以供应流体来加热或冷却所述下部电极；或者
导体，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到邻近所述下部电极的热电偶以测量所述下部电极的温度；或者
升降杆，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到嵌入在所述下部电极内的升降销，其中所述升降销配置成相对于所述等离子体室在竖直方向上移动以改变晶片相对于所述下部电极的高度。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述侧壁具有比用于处理具有300毫米直径的晶片的等离子体室的直径大的直径。
4.根据权利要求1所述的系统，进一步包括与所述多个真空开口接合的多个真空泵，其中所述多个真空泵相对于所述下部电极对称地放置。
5.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括格栅，所述格栅装配在所述下部电极和所述侧壁之间以控制在所述等离子体室内的剩余材料的传导和在所述等离子体室内的压强。
6.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括装配在所述卡盘支撑柱的顶部上的碗状结构，其中所述碗状结构支撑所述下部电极并且位于所述卡盘支撑柱和所述下部电极之间。
7.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括线性驱动组件，所述线性驱动组件配置成使所述卡盘支撑柱相对于侧壁在竖直方向移动以控制形成在所述等离子体室的所述下部电极和上部电极之间的间隙。
8.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：
阻抗匹配网络，其配置成附连到所述射频杆的底部。
9.一种用于增强等离子体室内传导均匀性的系统，其包括：
侧壁；
卡盘支撑柱，其中所述卡盘支撑柱包括中空空间；
感应耦合等离子体(ICP)电路组件，其放置在所述侧壁的顶部上；
下部电极，其位于由所述侧壁包围的外壳内，其中所述下部电极是由所述卡盘支撑柱支撑；
过渡凸缘，其位于所述侧壁的下方并且与所述侧壁相邻，其中所述过渡凸缘包括过渡凸缘的开口，其中所述过渡凸缘的开口以相对于所述下部电极同轴的方式定位，使得所述卡盘支撑柱经由所述过渡凸缘的开口穿过并且降低对于在所述等离子体室内剩余材料从所述下部电极到所述过渡凸缘内形成的多个真空开口传导的阻抗；
射频(RF)杆，其经由所述过渡凸缘的开口和所述卡盘支撑柱的所述中空空间延伸到所述等离子体室内的所述下部电极以提供射频功率给所述下部电极；以及
位于所述多个真空开口的顶部上的多个挡板，其中所述多个挡板配置成相对于所述多个真空开口竖直地移动以控制在邻近所述过渡凸缘的区域处的所述传导和压强，其中所述多个挡板相对于所述射频杆的中心轴对称定位。
10.根据权利要求9所述的系统，进一步包括：
气体线路，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的中空空间延伸到在所述下部电极内形成的一个或多个入口以供应一种或多种气体来改变所述下部电极的温度；或者
流体线路，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到所述下部电极以供应流体来加热或冷却所述下部电极；或者
导体，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到邻近所述下部电极的热电偶以测量所述下部电极的温度；或者
升降杆，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到嵌入在所述下部电极内的升降销，其中所述升降销配置成相对于所述等离子体室在竖直方向上移动以改变晶片相对于所述下部电极的高度。
11.根据权利要求9所述的系统，其中所述侧壁具有比用于处理具有300毫米直径的晶片的等离子体室的直径大的直径。
12.根据权利要求9所述的系统，进一步包括与所述多个真空开口接合的多个真空泵，其中所述多个真空泵相对于所述下部电极对称地放置。
13.根据权利要求9所述的系统，其进一步包括格栅，所述格栅装配在所述下部电极和所述侧壁之间以控制在所述等离子体室内的所述传导和压强。
14.一种用于增强等离子体室内传导均匀性的系统，其包括：
侧壁；
卡盘支撑柱，其中所述卡盘支撑柱包括中空空间；
电容耦合等离子体(CCP)电路组件，其放置在所述侧壁的顶部上；
下部电极，其位于由所述侧壁包围的外壳内，其中所述下部电极是由所述卡盘支撑柱支撑；
过渡凸缘，其位于所述侧壁的下方并且与所述侧壁相邻，其中所述过渡凸缘包括过渡凸缘的开口，其中所述过渡凸缘的开口以相对于所述下部电极同轴的方式定位，使得所述卡盘支撑柱经由所述过渡凸缘的开口穿过并且降低对于在所述等离子体室内剩余材料从所述下部电极到所述过渡凸缘内形成的多个真空开口传导的阻抗；
射频(RF)杆，其经由所述过渡凸缘的开口和所述卡盘支撑柱的所述中空空间延伸到所述等离子体室内的所述下部电极以提供射频功率给所述下部电极；以及
位于所述多个真空开口的顶部上的多个挡板，其中所述多个挡板配置成相对于所述多个真空开口竖直地移动以控制在邻近所述过渡凸缘的区域处的所述传导和压强，其中所述多个挡板相对于所述射频杆的中心轴对称定位。
15.根据权利要求14所述的系统，进一步包括：
气体线路，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的中空空间延伸到在所述下部电极内形成的一个或多个入口以供应一种或多种气体来改变所述下部电极的温度；或者
流体线路，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到所述下部电极以供应流体来加热或冷却所述下部电极；或者
导体，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到邻近所述下部电极的热电偶以测量所述下部电极的温度；或者
升降杆，其经由所述过渡凸缘的开口和所述射频杆的所述中空空间延伸到嵌入在所述下部电极内的升降销，其中所述升降销配置成相对于所述等离子体室在竖直方向上移动以改变晶片相对于所述下部电极的高度。
16.根据权利要求14所述的系统，其中所述侧壁具有比用于处理具有300毫米直径的晶片的等离子体室的直径大的直径。
17.根据权利要求14所述的系统，进一步包括与所述多个真空开口接合的多个真空泵，其中所述多个真空泵相对于所述下部电极对称地放置。
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