CN110741459B - 利用后等离子体气体注入的等离子体处理设备 - Google Patents

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Abstract

提供了利用后等离子体气体注入的等离子体处理。在一个示例性实施方式中，等离子体处理设备包括等离子体室。该设备包括与等离子体室隔开的处理室。处理室包括可进行操作以支撑工件的基板保持器。该设备包括被配置为在等离子体室中产生等离子体的等离子体源。该设备包括将等离子体室与处理室隔开的分离格栅。分离格栅可以被配置为过滤等离子体中产生的一个或多个离子，并允许中性粒子通过而从等离子体室到达处理室。该设备可以包括至少一个气体端口，该至少一个气体端口被配置为将气体注入穿过分离格栅的中性粒子中。

Description

利用后等离子体气体注入的等离子体处理设备
优先权
本申请要求2017年6月9日提交的标题为“利用均匀性控制的等离子体剥离工具”的美国临时申请序列号62/517,365的优先权的权益，出于所有目的，通过引用将其并入本文。本申请要求2017年12月22日提交的标题为“利用后等离子体气体注入的等离子体处理设备”的美国申请序列号15/851,922的优先权的权益，出于所有目的，通过引用将其并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及用于使用等离子体源处理基板的设备、系统和方法。
背景技术
等离子处理在半导体工业中广泛用于半导体晶片和其他基板的沉积、蚀刻、抗蚀剂去除以及相关处理。等离子体源(例如，微波、ECR、感应等)通常用于等离子体处理，产生高密度等离子体和反应性物质，以用于处理基板。等离子体处理设备可用于剥离处理，例如去除光致抗蚀剂。等离子剥离工具可以包括在其中产生等离子体的等离子体室和在其中处理基板的单独的处理室。处理室可以在等离子体室的“下游”，使得基板不会直接暴露于等离子体。分离格栅可用于将处理室与等离子体室隔开。中性粒子可以透过分离格栅，而来自等离子体的带电粒子不能透过。分离格栅可以包括一个或多个带有孔的材料片。
等离子体剥离工具中的均匀性控制对于提高性能(例如，提高灰化率性能)可能是重要的。在不操纵处理参数、例如气体压力和流量以及提供给用于产生等离子体的感应线圈的RF功率的情况下，很难在等离子剥离工具中调节均匀性。
发明内容
本公开的实施例的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从描述中获悉，或者可以通过实践实施例来获知。
本公开的一个示例方面涉及一种等离子体处理设备。该设备包括等离子体室。该设备包括与等离子体室隔开的处理室。处理室包括可进行操作以支撑工件的基板保持器。所述设备包括被配置为在等离子体室中产生等离子体的等离子体源。所述设备包括将等离子体室与处理室隔开的分离格栅。分离格栅可以被配置为过滤等离子体中产生的一个或多个离子，并允许中性粒子通过而从等离子体室到达处理室。所述设备可以包括至少一个气体端口，该至少一个气体端口被配置为将气体注入穿过分离格栅的中性粒子中。
本公开的其他示例性方面涉及用于使用后等离子体气体注入进行等离子体处理的设备、方法、过程、分离格栅以及装置。
参考以下描述和所附权利要求，可以更好地理解各种实施例的这些和其他特征、方面和优点。结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与说明书一起用于解释相关原理。
附图说明
参考附图，在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的对实施例的详细讨论，其中：
图1示出了根据本公开的示例性实施例的示例性等离子体处理设备；
图2示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅处的示例性后等离子体气体注入；
图3示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅处的示例性后等离子体气体注入；
图4示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅处的示例性后等离子体气体注入；
图5示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅处的示例性后等离子体气体注入；
图6示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅处的示例性后等离子体气体注入；
图7示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅处的示例性后等离子体气体注入；
图8示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅处的示例性后等离子体气体注入；
图9示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅处的示例性后等离子体气体注入；
图10示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅处的示例性后等离子体气体注入；
图11示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅处的示例性后等离子体气体注入；
图12示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅处的示例性后等离子体气体注入；
图13示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅处的示例性后等离子体气体注入；
图14示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅处的示例性后等离子体气体注入；
图15示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅处的示例性后等离子体气体注入；以及
图16示出了根据本公开的示例性实施例的处理工件的示例性方法。
具体实施方式
现在将详细参考实施例，在附图中示出了其一个或多个示例。通过举例解释说明实施例而不是限制本公开的方式来提供每个示例。实际上，对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以对实施例进行各种修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，旨在使本公开的各方面覆盖这样的修改和变型。
本公开的示例性方面涉及等离子体处理设备(例如，等离子体剥离工具)和相关的方法，以用于半导体基板(例如，半导体晶片)的表面处理。等离子体处理设备可以包括等离子体室，其中使用等离子体源(例如，感应耦合的等离子体源)产生等离子体。等离子体处理设备可以包括处理室。处理室可以包括用于支撑工件的基板保持器(例如，基座)。等离子体室和处理室可以通过分离格栅隔开。
分离格栅可以包括一个或多个格栅板。每个格栅板可以包括一种图案的孔。分离格栅可以过滤等离子体中产生的一个或多个离子。分离格栅可以允许在等离子体中产生的中性粒子穿过分离格栅到达处理室。中性粒子可用于例如从工件去除材料 (例如光致抗蚀剂)。
根据本公开的示例性方面，等离子体处理设备可以包括一个或多个气体端口，以将气体注入流动通过分离格栅的中性粒子。例如，气体端口可以是可操作的以在多板式分离格栅中的格栅板之间注入气体(例如，冷却气体)。以此方式，分离格栅可以将后等离子气体注入中性粒子。
后等离子体气体注入可以提供许多技术效果和益处。例如，可以注入气体来例如控制表面处理过程的均匀性特征。例如，可以注入中性气体(例如惰性气体)来控制均匀性，例如相对于工件在径向方向上的均匀性。可以注入冷却气体来控制穿过分离格栅的自由基的能量。
在一些实施例中，第一气体端口可用于将气体注入分离格栅的第一部分(例如，分离格栅的周边部分)。第二气体端口可用于将气体注入分离格栅的第二部分(例如，分离格栅的中心部分)。可以独立地控制通过第一气体端口和第二气体端口的气流，以影响处理均匀性。例如，可以经由第一气体端口提供冷却中性气体。这可以调节通过分离格栅的中心部分的自由基相对于和分离格栅的剩余部分有关的自由基的能量。以此方式，可以使用后等离子气体注入来控制工件径向方向上的处理均匀性。
本公开的一个示例性实施例涉及一种等离子体处理设备，其可以包括等离子体室。处理室可以与等离子体室隔开。处理室可以包括可进行操作以支撑基板的基板保持器。所述设备可以包括被配置为在等离子体室中产生等离子体的等离子体源。所述设备可以包括将等离子体室与处理室隔开的分离格栅。分离格栅可以被配置为过滤等离子体中产生的一个或多个离子，并允许中性粒子通过而从等离子体室到达处理室。所述设备可以包括至少一个气体端口，其被配置为将气体注入穿过分离格栅的中性粒子。
在一些实施例中，至少一个气体端口包括第一气体端口和第二气体端口，第一气体端口可进行操作以将气体注入到分离格栅的第一部分处的中性粒子中，第二气体端口可进行操作以将气体注入分离格栅的第二部分处的中性粒子中。第一部分可以是分离格栅的周边部分，并且第二部分可以是分离格栅的中心部分。
在一些实施例中，分离格栅可以包括以间隔开的平行关系设置的第一格栅板和第二格栅板。气体端口可以被配置为在第一格栅板和第二格栅板之间注入气体。在一些实施例中，分离格栅可以包括第三格栅板，该第三格栅板与第一格栅板和第二格栅板以间隔开的平行关系设置。气体端口可以被配置为在第二格栅板和第三格栅板之间注入气体。在一些实施例中，至少一个气体端口包括第一气体端口和第二气体端口，第一气体端口被配置为在第一格栅板和第二格栅板之间注入气体，第二气体端口被配置为在第二格栅板和第三格栅板之间注入气体。
在一些实施例中，第一格栅板和/或第二格栅板中的一个或多个可以是导电的。在一些实施例中，第一格栅板和/或第二格栅板可以接地。在一些实施例中，等离子体源可以包括感应线圈，当用RF能量激励时，该感应线圈在等离子体室中的处理气体中产生等离子体。
本公开的另一示例性实施例涉及一种用于等离子体处理设备的分离格栅。分离格栅可以包括第一格栅板。第一格栅板可以具有以第一图案布置的多个孔。分离格栅可以包括第二格栅板，该第二格栅板与第一格栅板以间隔开的平行关系设置。第二格栅板可具有以第二图案布置的多个孔。至少一个气体端口被配置为将气体注入分离格栅中。
在一些实施例中，至少一个气体端口包括第一气体端口和第二气体端口，第一气体端口可进行操作以将气体注入到分离格栅的第一部分处的中性粒子中，第二气体端口可进行操作以将气体注入分离格栅的第二部分处的中性粒子中。第一部分可以是分离格栅的周边部分，并且第二部分可以是分离格栅的中心部分。
在一些实施例中，至少一个气体端口可以被配置为在第一格栅板和第二格栅板之间注入气体。在一些实施例中，第一格栅板和第二格栅板中的一个或多个是导电的。在一些实施例中，第一图案可以不同于第二图案。
在一些实施例中，分离格栅可以进一步包括第三格栅，该第三格栅与第二格栅板以间隔开的平行关系设置。至少一个气体端口可以被配置为在第二格栅板和第三格栅板之间注入气体。在一些实施例中，至少一个气体端口包括第一气体端口和第二气体端口，第一气体端口被配置为在第一格栅板和第二格栅板之间注入气体，第二气体端口被配置为在第二格栅板和第三格栅板之间注入气体。
本公开的另一示例性实施例涉及一种用于在等离子体处理设备中处理工件的方法。该方法可以包括使用在等离子体处理设备的等离子体室中产生的等离子体将一个或多个分子离解成混合物中的一个或多个离子和一个或多个中性粒子。所述方法可以包括使用设置在等离子体处理设备的等离子体室和处理室之间的分离格栅来过滤在混合物中的由等离子体产生的一个或多个离子。处理室可以通过分离格栅与等离子体室隔开。所述方法可以包括使在等离子体中产生的一个或多个中性粒子穿过分离格栅。所述方法可以包括在分离格栅处将气体注入到中性粒子中。所述方法可以包括将工件暴露于处理室中的中性粒子。
在一些实施例中，气体可以是惰性气体。在一些实施例中，气体可以是冷却气体。
在一些实施例中，分离格栅可包括第一格栅板和第二格栅板。在分离格栅处将气体注入到中性粒子中可以包括在第一格栅板和第二格栅板之间注入气体。
在一些实施例中，分离格栅可包括第三格栅板。在一些实施例中，在分离格栅处将气体注入到中性粒子中可以包括在第二格栅板和第三格栅板之间注入气体。在一些实施例中，在分离格栅处将气体注入到中性粒子中可以包括在第一格栅板和第二格栅板之间注入气体以及在第二格栅板和第三格栅板之间注入气体。
在一些实施例中，将气体注入中性粒子中包括在分离格栅的第一部分处将气体注入中性粒子中，以及在分离格栅的第二部分处将气体注入中性粒子中。
为了例示说明和讨论的目的，参考对半导体晶片的处理来讨论本公开的示例性方面。通过使用本文提供的公开内容，本领域普通技术人员将理解，在不脱离本公开内容的范围的情况下，本公开内容的各方面可以与其他工件的处理结合使用。如本文所用，术语“约”与数值结合使用可指在所述数值的20％范围以内。
现在参考附图，现在将阐述本公开的示例性实施例。图1示出了示例性等离子体处理设备100。等离子体处理设备100包括处理室110和与处理室110隔开的等离子体室120。处理室110包括可进行操作以保持基板114的基板保持器或基座112。可以在等离子体室120(即，等离子体产生区域)中产生感应等离子体，并且随后，通过设置在将等离子体室120与处理室110(例如下游区域)隔开的分离格栅116中的孔，将期望的粒子(例如中性粒子)从等离子体室120引导到基板114的表面。
等离子体室120包括电介质侧壁122。等离子体室120包括顶板124。电介质侧壁122和顶板124限定等离子体室内部125。电介质侧壁122可以由诸如石英的任何电介质材料形成。感应线圈130可以在等离子体室120周围邻近电介质侧壁122设置。感应线圈130可以通过合适的匹配网络132耦合到RF功率发生器134。可以从气体供应源150将反应物和载气提供到室内部。当使用来自RF功率发生器134的 RF功率来激励感应线圈130时，在等离子室120中会引起大量感应的等离子体。在特定实施例中，等离子体处理设备100可以包括接地的法拉第屏蔽128，以减少感应线圈130到等离子体的电容耦合。
如图1所示，分离格栅116将等离子体室120与处理室110隔开。分离格栅116 可以用于从等离子体室120中的等离子体产生的粒子中的一个进行离子过滤。穿过分离格栅116的粒子可以在处理室中暴露于工件(例如半导体晶片)，以用于对工件进行表面处理(例如去除光致抗蚀剂)。
更具体地，在一些实施例中，中性物质可透过分离格栅116，而来自等离子体的带电粒子不能透过。例如，带电粒子或离子可以在分离格栅116的壁上重新结合。分离格栅116可以包括材料的一个或多个格栅板，该格栅板上具有根据每片材料的孔图案而分布的孔。每个格栅板的孔图案可以相同或不同。
例如，孔可以根据以基本平行的配置布置的多个格栅板上的多个孔图案而分布，使得没有孔允许等离子体室和处理室之间的直线视线，以例如减少或阻挡紫外线。根据处理，一些或全部格栅可由导电材料(例如Al、Si、SiC等)和/或非导电材料 (例如石英等)制成。在一些实施例中，如果格栅的一部分(例如，格栅板)由导电材料制成，则格栅的该部分可以接地。
如图2、图3和图4所示，分离格栅116可以是多板分离格栅(例如，双板格栅、三板格栅、四板格栅等)。为了例示说明和讨论实施例的目的，在本文中参考三板分离格栅示出了示例性实施例。本领域技术人员可以理解，本文讨论的教导同样适用于双板格栅、四板格栅、五板格栅、六板格栅或具有任何其他合适数量的板或层的格栅。
图2示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅116处的示例性后等离子体气体注入。分离格栅116可以包括以间隔开的平行关系布置的多个格栅板116a、 116b和116c，以进行离子/紫外线过滤。例如，分离格栅116可以包括彼此以平行关系间隔开的第一格栅板116a和第二格栅板116b。第一格栅板116a和第二格栅板116b 可以隔开第一距离117。
分离格栅116可以包括第三格栅板116c，该第三格栅板与第一格栅板116a和/ 或第二格栅板116b以平行关系间隔开。第二格栅板116b和第三格栅板116c可以隔开第二距离119。第二距离119可以与第一距离117相同和/或与第一距离117不同。
孔的尺寸和每个格栅板116a、116b、116c的厚度可能影响带电粒子和中性粒子两者的可透性。例如，通过分离格栅116中的每个格栅板116a、116b、116c的孔，带电粒子(例如，离子)可以在其路径中的壁上重新结合。中性物质(例如，自由基)可以相对自由地流动通过分离格栅116上的孔。
在一些实施例中，格栅板116a、116b、116c可以由金属(例如，铝)或其他导电材料制成，和/或格栅板116a、116b、116c可以由导电材料或电介质材料制成(例如，石英、陶瓷等)。在一些实施例中，格栅板116a、116b、116c可以由其他材料、例如硅或碳化硅制成。在格栅板116a、116b、116c由金属或其他导电材料制成的情况下，格栅板116a、116b、116c可以接地。
如图2所示，等离子体处理设备可以包括气体端口118，其被配置为在格栅板116a和格栅板116b之间注入气体210，例如在格栅板116a和116b之间形成的通道中注入气体210。更具体地，可以将在等离子体中产生的离子和中性粒子的混合物212暴露于格栅板116a。气体端口118可以将气体210或其他物质注入流动通过格栅板116a 的中性粒子中。穿过分离格栅116的中性粒子214可以暴露于工件。
来自气体端口118的气体210或其他物质可以处于比来自等离子体室120的自由基更高或更低的温度，或者可以与来自等离子体室120的自由基处于相同的温度。通过控制穿过分离格栅的自由基的能量，该气体可用于调节或校正等离子体处理设备100内的均匀性，例如径向均匀性。在一些实施例中，气体210可以是惰性气体，例如氦气、氮气和氩气。
图3示出了类似于图2所示的对分离格栅116的后等离子体气体注入。然而，在图3中，后等离子体气体注入被分成多个区域，例如中心区域和周边区域。可以针对每个区域独立地控制气体注入，以影响在表面处理过程中的处理均匀性。
更具体地，分离格栅116包括第一端口气体端口118，其可进行操作以将气体210注入到分离格栅116的在格栅板116a和格栅板116b之间的第一部分(例如，周边部分)。分离格栅116包括第二气体端口121，其可进行操作以将气体220或其他物质注入到分离格栅的在格栅板116a和格栅板116b之间的第二部分(例如，中心部分)。可以独立地控制与来自气体端口118的气体210和来自气体端口121的气体220相关的参数(例如，流量、化学组成、温度、压力、混合物等)，以影响表面处理过程的处理均匀性。
例如，第一气体210可以与第二气体220相同或不同。相对于第二气体220，第一气体210可以具有相同的温度或不同的温度。相对于第二气体220，第一气体210 可具有相同的流量或不同的流量。相对于第二气体220，第一气体210可以具有相同的化学组成或不同的化学组成等。在一些实施例中，气体210和/或气体220可以是惰性气体，例如氦气、氮气和氩气。
图4示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅116处的示例性后等离子体气体注入。分离格栅116可以包括以间隔开的平行关系布置的多个格栅板116a、 116b和116c，以进行离子/紫外线过滤。例如，分离格栅116可以包括彼此以平行关系间隔开的第一格栅板116a和第二格栅板116b。第一格栅板116a和第二格栅板116b 可以隔开第一距离117。
分离格栅116可以包括第三格栅板116c，该第三格栅板与第一格栅板116a和/ 或第二格栅板116b以平行关系间隔开。第二格栅板116b和第三格栅板116c可以隔开第二距离119。第二距离119可以与第一距离117相同和/或与第一距离117不同。
孔的尺寸和每个格栅板116a、116b、116c的厚度可能影响对带电粒子和中性粒子两者的透过性。例如，通过分离格栅116中的每个格栅板116a、116b、116c的孔，带电粒子(例如离子)可以在其路径上的壁上重新结合。中性物质(例如，自由基) 可以相对自由地流动通过分离格栅116上的孔。
在一些实施例中，格栅板116a、116b、116c可以由金属(例如，铝)或其他导电材料制成，和/或格栅板116a、116b、116c可以由导电材料或电介质材料制成(例如，石英、陶瓷等)。在一些实施例中，格栅板116a、116b、116c可以由其他材料、例如硅或碳化硅制成。在格栅板116a、116b、116c由金属或其他导电材料制成的情况下，格栅板116a、116b、116c可以接地。
如图4所示，等离子体处理设备可以包括气体端口118，其被配置为在格栅板116b和格栅板116c之间注入气体210，例如在格栅板116b和116c之间形成的通道中注入气体210。更具体地，可以将在等离子体中产生的离子和中性粒子的混合物212暴露于格栅板116a。气体端口118可以将气体210或其他物质注入流动通过格栅板116a 和116b的中性粒子中。穿过分离格栅116的中性粒子214可以暴露于工件。
来自气体端口118的气体210或其他物质可以处于比来自等离子体室120的自由基更高或更低的温度，或者可以与来自等离子体室120的自由基处于相同的温度。通过控制穿过分离格栅的自由基的能量，该气体可用于调节或校正等离子体处理设备100内的均匀性，例如径向均匀性。在一些实施例中，气体210可以是惰性气体，例如氦气、氮气和氩气。
图5示出了类似于图4所示的对于分离格栅116的后等离子体气体注入。然而，在图5中，后等离子体气体注入被分成多个区域，例如中心区域和周边区域。可以针对每个区域独立地控制气体注入，以影响在表面处理过程中的处理均匀性。
更具体地，分离格栅116包括第一端口气体端口118，其可进行操作以将气体210注入到分离格栅116的在格栅板116b和格栅板116c之间的第一部分(例如，周边部分)中。分离格栅116包括第二气体端口121，其可进行操作以将气体220或其他物质注入到分离格栅的在格栅板116b和格栅板116c之间的第二部分(例如，中心部分)。可以独立地控制与来自气体端口118的气体210和来自气体端口121的气体220相关的参数(例如，流量、化学组成、温度、压力、混合物等)，以影响表面处理过程的处理均匀性。
例如，第一气体210可以与第二气体220相同或不同。相对于第二气体220，第一气体210可以具有相同的温度或不同的温度。相对于第二气体220，第一气体210 可具有相同的流量或不同的流量。相对于第二气体220，第一气体210可以具有相同的化学组成或不同的化学组成等。在一些实施例中，气体210和/或气体220可以是惰性气体，例如氦气、氮气和氩气。
图6示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅116处的示例性后等离子体气体注入。分离格栅116可以包括以间隔开的平行关系布置的多个格栅板116a、 116b和116c，以进行离子/紫外线过滤。例如，分离格栅116可以包括彼此以平行关系间隔开的第一格栅板116a和第二格栅板116b。第一格栅板116a和第二格栅板116b 可以隔开第一距离117。
分离格栅116可以包括第三格栅板116c，该第三格栅板与第一格栅板116a和/ 或第二格栅板116b以平行关系间隔开。第二格栅板116b和第三格栅板116c可以隔开第二距离119。第二距离119可以与第一距离117相同和/或与第一距离117不同。
孔的尺寸和每个格栅板116a、116b、116c的厚度可能影响对带电粒子和中性粒子两者的透过性。例如，通过分离格栅116中的每个格栅板116a、116b、116c的孔，带电粒子(例如，离子)可以在其路径中的壁上重新结合。中性物质(例如，自由基)可以相对自由地流动通过分离格栅116上的孔。
在一些实施例中，格栅板116a、116b、116c可以由金属(例如，铝)或其他导电材料制成，和/或格栅板116a、116b、116c可以由导电材料或电介质材料制成(例如，石英、陶瓷等)。在一些实施例中，格栅板116a、116b、116c可以由其他材料、例如硅或碳化硅制成。在格栅板116a、116b、116c由金属或其他导电材料制成的情况下，格栅板116a、116b、116c可以接地。
如图6所示，等离子体处理设备可以包括气体端口118，其被配置为在格栅板116a和格栅板116b之间注入气体210，例如在格栅板116a和116b之间形成的通道中注入气体210。另外，等离子体处理设备可以包括气体端口121，其被配置为在格栅板 116b和格栅板116b之间注入气体230，例如在格栅板116b和116c之间形成的通道中注入气体230。
来自气体端口118的气体210或其他物质可以处于比来自等离子体室120的自由基更高或更低的温度，或者可以与来自等离子体室120的自由基处于相同的温度。通过控制穿过分离格栅的自由基的能量，气体210可用于调节或校正等离子体处理设备100内的均匀性，例如径向均匀性。在一些实施例中，气体210可以是惰性气体，例如氦气、氮气和氩气。
来自气体端口121的气体230或其他物质可以处于比来自等离子体室120的自由基更高或更低的温度，或者可以与来自等离子体室120的自由基处于相同的温度。通过控制穿过分离格栅的自由基的能量，气体230可用于调节或校正等离子体处理设备100内的均匀性，例如径向均匀性。在一些实施例中，气体230可以是惰性气体，例如氦气、氮气和氩气。
例如，气体210可以与气体230相同或不同。相对于气体230，气体210可以具有相同的温度或不同的温度。相对于气体220，气体210可以具有相同的流量或不同的流量。相对于气体220，气体210可以具有相同的化学组成或不同的化学组成等。
图7示出了类似于图7所示的对于分离格栅116的后等离子体气体注入。然而，在图7中，后等离子体气体注入被分成多个区域，例如中心区域和周边区域。可以针对每个区域独立地控制气体注入，以影响在表面处理过程中的处理均匀性。
更具体地，分离格栅116包括第一端口气体端口118，其可进行操作以将气体210注入到分离格栅116的在格栅板116a和格栅板116b之间的第一部分(例如，周边部分)。分离格栅116包括第二气体端口121，其可进行操作以将气体220或其他物质注入到分离格栅的在格栅板116b和格栅板116c之间的第一部分(例如，周边部分)。更具体地，分离格栅116包括第三端口气体端口119，其可进行操作以将气体220注入到分离格栅116的在格栅板116a和格栅板116b之间的第二部分(例如，中心部分)。分离格栅116包括第四气体端口123，其可进行操作以将气体240或其他物质注入到分离格栅的在格栅板116b和格栅板116c之间的第二部分(例如，中心部分)。可以独立地控制与来自气体端口118的气体210、来自气体端口121的气体230、来自气体端口119的气体220和/或来自气体端口123的气体240相关的参数(例如，流量、化学组成、温度、压力、混合物等)，以影响表面处理过程的处理均匀性。
例如，气体210、220、230和240可以相同或不同，气体210、220、230和240 可以具有相同的温度或不同的温度。气体210、220、230和240可以具有相同的流量或不同的流量。气体210、220、230和240具有相同的化学组成或不同的化学组成等。在一些实施例中，气体210、220、230和/或240可以是惰性气体，例如氦气、氮气和氩气。
图8示出了根据本公开的示例性实施例的在分离格栅116处的示例性后等离子体气体注入。分离格栅116可以包括以间隔开的平行关系布置的多个格栅板116a、 116b和116c，以进行离子/紫外线过滤。例如，分离格栅116可以包括彼此以平行关系间隔开的第一格栅板116a和第二格栅板116b。第一格栅板116a和第二格栅板116b 可以隔开第一距离117。
分离格栅116可以包括第三格栅板116c，该第三格栅板与第一格栅板116a和/ 或第二格栅板116b以平行关系间隔开。第二格栅板116b和第三格栅板116c可以隔开第二距离119。第二距离119可以与第一距离117相同和/或与第一距离117不同。
孔的尺寸和每个格栅板116a、116b、116c的厚度可能影响对带电粒子和中性粒子两者的透过性。例如，通过分离格栅116中的每个格栅板116a、116b、116c的孔，带电粒子(例如，离子)可以在其路径中的壁上重新结合。中性物质(例如，自由基)可以相对自由地流动通过分离格栅116上的孔。
在一些实施例中，格栅板116a、116b、116c可以由金属(例如，铝)或其他导电材料制成，和/或格栅板116a、116b、116c可以由导电材料或电介质材料制成(例如，石英、陶瓷等)。在一些实施例中，格栅板116a、116b、116c可以由其他材料、例如硅或碳化硅制成。在格栅板116a、116b、116c由金属或其他导电材料制成的情况下，格栅板116a、116b、116c可以接地。
如图8所示，等离子体处理设备可以包括气体端口118，该气体端口被配置为在格栅板116c下方注入气体210。可以将气体注入穿过分离格栅116的中性粒子214 中以暴露于工件。
来自气体端口118的气体210或其他物质可以处于比来自等离子体室120的自由基更高或更低的温度，或者可以与来自等离子体室120的自由基处于相同的温度。通过控制穿过分离格栅的自由基的能量，该气体可用于调节或校正等离子体处理设备100内的均匀性，例如径向均匀性。在一些实施例中，气体210可以是惰性气体，例如氦气、氮气和氩气。
图9示出了类似于图8所示的对于分离格栅116的后等离子体气体注入。然而，在图9中，后等离子体气体注入被分成多个区域，例如中心区域和周边区域。可以针对每个区域独立地控制气体注入，以影响在表面处理过程中的处理均匀性。
更具体地，分离格栅116包括第一端口气体端口118，其可进行操作以将气体210注入到分离格栅116在格栅板116c下方的第一部分(例如，周边部分)。分离格栅 116包括第二气体端口121，其可进行操作以将气体220或其他物质注入到分离格栅在格栅板116c下方的第二部分(例如，中心部分)。可以独立地控制与来自气体端口 118的气体210和来自气体端口121的气体220相关的参数(例如，流量、化学组成、温度、压力、混合物等)，以影响表面处理过程的处理均匀性。
例如，第一气体210可以与第二气体220相同或不同。相对于第二气体220，第一气体210可以具有相同的温度或不同的温度。相对于第二气体220，第一气体210 可具有相同的流量或不同的流量。相对于第二气体220，第一气体210可以具有相同的化学组成或不同的化学组成等。在一些实施例中，气体210和/或气体220可以是惰性气体，例如氦气、氮气和氩气。
在不脱离本公开的范围的情况下，可以在分离格栅中使用附加的格栅板。例如，在一些实施例中，第四格栅板可位于图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8或图 9的第三格栅板116c下方。气体端口118可以位于第一格栅板116a和第二格栅板116b 之间、第二格栅板116b和第三格栅板116c之间、和/或第三格栅板116c和第四格栅板之间。
为了例示说明和讨论的目的，图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9 示出了气体沿水平方向注入。通过使用本文提供的公开内容，本领域普通技术人员将理解，在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以沿任何方向(例如，水平、垂直、成一定角度、倾斜等)在分离格栅处注入气体。
例如，图10示出了类似于关于图2至图9所示的分离格栅116。分离格栅具有可进行操作以在第一格栅板116a和第二格栅板116b之间注入气体210的气体端口 118。如图所示，气体端口118被配置为沿水平方向朝向分离格栅116的周边部分注入气体。
图11示出了类似于关于图2至图10所示的分离格栅116。分离格栅116具有可进行操作以在第一格栅板116a和第二格栅板116b之间注入气体210的气体端口118。如图所示，气体端口118被配置为沿水平方向朝向分离格栅116的中心部分注入气体 210，并且沿水平方向朝向分离格栅116的中心部分注入气体210。
图12示出了类似于关于图2至图11所示的分离格栅116。分离格栅116具有被配置为将气体210注入到分离格栅116的周边部分的气体端口118、121、123和125。分离格栅116具有被配置为将气体230注入到分离格栅116的中心部分的气体端口 131和133。如上所述，相对于气体230，气体210可具有不同的参数，可对所述参数进行控制以影响处理均匀性。
图13示出了类似于关于图2至图12所示的分离格栅116。分离格栅116包括至少一个气体端口118，该至少一个气体端口被配置为在分离格栅116的底部表面下方的格栅板116c下方注入气体210。如图所示，气体端口118被配置为远离分离格栅 (例如，在中心区域)沿垂直方向注入气体210。分离格栅116可以包括气体端口 121，该气体端口被配置为在分离格栅116的底部表面下方的格栅板116c下方注入气体230。如图所示，气体端口121被配置为远离分离格栅(例如，在周边区域中)沿垂直方向注入气体230。
气体210可以与气体230相同或不同。相对于气体230，第一气体210可以具有相同的温度或不同的温度。相对于气体230，第一气体210可以具有相同的流量或不同的流量。相对于气体230，气体210可以具有相同的化学组成或不同的化学组成等。在一些实施例中，气体210和/或气体230可以是惰性气体，例如氦气、氮气和氩气。
图14示出了类似于关于图2至图13所示的分离格栅116。分离格栅116包括至少一个气体端口118，该至少一个气体端口被配置为在格栅板116c下方注入气体210。如图所示，气体端口118被配置为远离分离格栅116沿倾斜方向注入气体210。分离格栅116可以包括气体端口121，该气体端口被配置为在分离格栅116的底部表面下方的格栅板116c下方注入气体230。如图所示，气体端口121被配置为远离分离格栅沿倾斜方向注入气体230。
气体210可以与气体230相同或不同。相对于气体230，第一气体210可以具有相同的温度或不同的温度。相对于气体230，第一气体210可以具有相同的流量或不同的流量。相对于气体230，气体210可以具有相同的化学组成或不同的化学组成。在一些实施例中，气体210和/或气体230可以是惰性气体，例如氦气、氮气和氩气。
图15示出类似于关于图2至图14的所示。分离格栅116包括至少一个气体端口118，该至少一个气体端口被配置为在格栅板116c下方注入气体210。如图所示，气体端口118被配置为沿水平方向朝向分离格栅116的周边注入气体210。分离格栅 116可以包括气体端口121，该气体端口被配置为在分离格栅116的底部表面下方的格栅板116c下方注入气体230。如图所示，气体端口121被配置为沿水平方向朝向分离格栅116的中心注入气体230。
气体210可以与气体230相同或不同。相对于气体230，第一气体210可以具有相同的温度或不同的温度。相对于气体230，第一气体210可以具有相同的流量或不同的流量。相对于气体230，气体210可以具有相同的化学组成或不同的化学组成。在一些实施例中，气体210和/或气体230可以是惰性气体，例如氦气、氮气和氩气。
参考在分离格栅的中心区域和周边区域注入气体来讨论某些示例性实施例。在不脱离本公开的范围的情况下，可以在隔离格栅处提供更多的具有气体注入的区域，例如三个区域、四个区域、五个区域、六个区域等。这些区域可以按照任何方式进行分割，例如径向地、方位角地或任何其他方式。例如，在一个示例中，在分离格栅处的后等离子体气体注入可被划分为中心区域和围绕分离格栅的周边的四个方位角区域(例如，象限)。
为了示例目的提供了图2至图15中所示的后等离子体气体注入。本领域普通技术人员可以理解，根据本公开的示例性实施例，存在多种不同的配置用于在分离格栅中实现一个或多个气体端口，以用于后等离子体注入。一个或多个气体端口可以布置在任何格栅板之间，可以沿任何方向注入气体，并且可以用于在分离格栅处的多个后等离子体气体注入区域，以进行均匀性控制。
图16示出了根据本公开的示例性实施例的示例性方法(500)的流程图。将通过示例的方式参考图1的等离子体处理设备100来讨论方法(500)。可以在根据本公开的示例性实施例的具有等离子体室的任何等离子体处理设备中实施该方法，该等离子体室通过利用后等离子体注入的分离格栅与处理室隔开。
为了例示说明和讨论的目的，图16示出了以特定顺序执行的步骤。通过使用本文提供的公开内容，本领域普通技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以以各种方式省略、扩展、同时执行、重新布置和/或修改本文所述的任何方法的各个步骤。另外，可以在不脱离本公开的范围的情况下执行各种步骤(未示出)。
在步骤(502)处，方法可以包括使用等离子体将等离子体室内部中的混合物中的一个或多个分子离解。例如，使用感应耦合等离子体源135在等离子体室内部125 中感应的等离子体可以离解处理气体中的分子，以产生中性粒子(例如，自由基) 和离子。
在步骤(504)处，方法可以包括使用分离格栅过滤在混合物中的由等离子体产生的一个或多个离子。例如，包含中性粒子和离子的混合物可以穿过分离格栅，该分离格栅可以过滤等离子体所产生的一个或多个离子。例如，可以使混合物从等离子体室内部125穿过分离格栅116。
在步骤(506)处，可以使在混合物中的由等离子体产生的中性粒子穿过分离格栅。例如，中性粒子可以穿过分离格栅116进入处理室110，而离子被分离格栅116 阻挡(例如，重新结合)。图2至图15中示出了示例性的分离格栅。
在图16的步骤(508)处，方法可以包括在分离格栅处注入气体。例如，气体可以在形成在一个或多个格栅板116a、116b、116c之间的一个或多个气体端口118、 121处注入分离格栅116。注入气体可包括注入中性气体，例如氮气、氦气或氩气。注入气体可以包括注入温度低于穿过分离格栅的自由基的温度的冷却气体。
在步骤(510)处，方法可以包括将工件暴露于过滤后的混合物。更具体地，工件可以暴露于在等离子体中产生并穿过分离格栅的中性粒子。中性粒子可以用作例如表面处理过程(例如，去除光致抗蚀剂)的一部分。
尽管已经针对本主题的特定示例性实施例详细描述了本主题，但是应当理解，本领域技术人员在对前述内容的理解之后，可以容易地对这些实施例进行更改、变型和等同。因此，本公开的范围是作为示例而不是作为限制，并且本公开不排除包括对本主题的这种修改、变型和/或添加，因为这对于本领域普通技术技术人员而言是显而易见的。

Claims (14)

1.一种等离子体处理设备，包括：
等离子体室；
处理室，其与所述等离子体室隔开，所述处理室包括可进行操作以支撑基板的基板保持器；
等离子体源，其被配置为在所述等离子体室中产生等离子体；
分离格栅，其将所述等离子体室与所述处理室隔开，所述分离格栅被配置为过滤等离子体中产生的一个或多个离子，并允许中性粒子通过而从所述等离子体室到达所述处理室，所述分离格栅包括至少一个格栅板；以及
至少一个气体端口，其被配置为通过将气体注入穿过所述分离格栅的中性粒子中来控制所述中性粒子的能量，其中所述至少一个气体端口被配置为在所述分离格栅的底部表面下方注入所述气体，以调节或校正所述等离子体处理设备内的均匀性。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理设备，其中所述至少一个气体端口包括第一气体端口和第二气体端口，所述第一气体端口可进行操作以将气体注入到所述分离格栅的第一部分处的中性粒子中，所述第二气体端口可进行操作以将气体注入所述分离格栅的第二部分处的中性粒子中。
3.根据权利要求2所述的等离子体处理设备，其中所述第一部分是所述分离格栅的周边部分，并且所述第二部分是所述分离格栅的中心部分。
4.根据权利要求1所述的等离子体处理设备，其中所述至少一个格栅板包括以间隔开的平行关系设置的第一格栅板和第二格栅板。
5.根据权利要求4所述的等离子体处理设备，其中所述至少一个格栅板包括第三格栅板，所述第三格栅板与所述第一格栅板和所述第二格栅板以间隔开的平行关系设置。
6.根据权利要求4所述的等离子体处理设备，其中所述第一格栅板和所述第二格栅板中的一个或多个是导电的并接地。
7.一种用于等离子体处理设备的分离格栅，所述分离格栅包括：
第一格栅板，其具有以第一图案布置的多个孔；
第二格栅板，其与所述第一格栅板以间隔开的平行关系设置，所述第二格栅板具有以第二图案布置的多个孔；以及
至少一个气体端口，其被配置为通过将气体注入所述分离格栅中来控制穿过所述分离格栅的中性粒子的能量，其中所述至少一个气体端口被配置为在所述分离格栅的底部表面下方注入所述气体，以调节或校正所述等离子体处理设备内的均匀性。
8.根据权利要求7所述的分离格栅，其中所述第一格栅板和所述第二格栅板中的一个或多个是导电的并且可进行操作以接地。
9.根据权利要求7所述的分离格栅，其中所述至少一个气体端口包括第一气体端口和第二气体端口，所述第一气体端口可进行操作以在所述分离格栅的第一部分处注入气体，所述第二气体端口可进行操作以在所述分离格栅的第二部分处注入气体。
10.根据权利要求7所述的分离格栅，其中所述分离格栅进一步包括第三格栅板，所述第三格栅板与所述第二格栅板以间隔开的平行关系设置。
11.一种用于在等离子体剥离工具中处理工件的方法，所述方法包括：
使用在等离子体处理设备的等离子体室中产生的等离子体将一个或多个分子离解成混合物中的一个或多个离子和一个或多个中性粒子；
使用分离格栅来过滤在混合物中的由所述等离子体产生的一个或多个离子，所述分离格栅包括第一格栅板和第二格栅板，其中所述第一格栅板和第二格栅板设置在所述等离子体处理设备的所述等离子体室和处理室之间，所述处理室通过所述分离格栅与所述等离子体室隔开；
使在所述等离子体中产生的所述一个或多个中性粒子穿过所述分离格栅；
通过在所述分离格栅处将气体注入到所述中性粒子中来控制穿过所述分离格栅的中性粒子的能量，其中在所述分离格栅的底部表面下方注入所述气体，以调节或校正所述等离子体处理设备内的均匀性；以及
将所述工件暴露于所述处理室中的所述中性粒子。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述气体是惰性气体。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述气体是冷却气体。
14.根据权利要求11所述的方法，其中将所述气体注入所述中性粒子中包括在所述分离格栅的第一部分处将气体注入中性粒子中，以及在所述分离格栅的第二部分处将气体注入中性粒子中。
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