10)、工件支撑件(630)和盖环(660)能够相对于彼此移动。这可通过移动所述盖环￠60)、工件支撑件(630)或提升机构￠80)、或三者的任意组合来实现。
[0087]在等离子体处理期间，热量被传递到该等离子体所触及的所有表面，包括衬底(100)、带(300)和框架(310) O盖环(660)将使得到所述带(300)和框架(310)的区域的热传递最小化，但衬底(100)必须暴露于等离子体(400)以进行处理。
[0088]如图6所示，可在等离子体源(620)和工件支撑件(630)之间设置有孔口的机械隔板(690)。该机械隔板(690)可以是导电的(例如由金属制成或涂覆有金属)。该机械隔板(690)优选由铝制成。机械隔板(690)能够在允许高水平的中性物质到达工件的同时帮助减小到达工件的离子密度以及等离子体发射强度。本发明提供了对到达工件的离子密度和等离子体发射强度的控制。对于与本发明有关的应用，优选的是，通过该机械隔板将从等离子体源(620)到达工件的离子密度和等离子体发射强度减弱10%到50%。在一个优选实施例中，通过该机械隔板实现的减弱量可以是10 %。在一个优选实施例中，通过该机械隔板实现的减弱量可以是30%。在又一个优选实施例中，通过该机械隔板实现的减弱量可以是50%。
[0089]在一个实施例中，通过应用ESC (670)和/或穿过工件支撑件(630)的RF偏置功率(640)来维持该机械隔板(690)下方的等离子体。在此情况下，通过ESC (670)和/或穿过工件支撑件￠30)的该RF偏置功率来维持作用在衬底(100)上的等离子体。
[0090]本发明中，机械隔板(690)的温度能够在0°C和350°C之间的范围内变化。优选将机械隔板(690)维持在大于60°C的温度。该机械隔板能够将工件与等离子体源完全或部分地分开。优选的是，该隔板与待蚀刻的衬底重叠。在优选实施例中，衬底(100)与机械隔板(690)完全重叠。但又一个实施例中，机械隔板￠90)的直径比衬底(100)的直径大至少 10%。
[0091]机械隔板(690)应位于衬底(100)和等离子体源(620)之间。机械隔板(690)能够使等离子体源￠20)中的区域与所述室￠00)的其余部分完全隔离。为了防止机械隔板(690)中的孔口的图案印在衬底(100)上，优选的是，从衬底的顶部到与其重叠的机械隔板(690)的底表面的距离至少与衬底(100)的顶表面处的等离子体鞘层(plasma sheath) 一样大。该等离子体鞘层的厚度尤其是压力、气体成分和等离子体密度的函数。通常，等离子鞘层的厚度在约100微米到约2厘米的范围内变化。在一个实施例中，机械隔板(690)离衬底(100)的顶表面至少为0.1mm。优选地，机械隔板(690)离衬底(100)的顶表面至少为Icm0
[0092]机械隔板￠90)中的孔口(695)允许等离子体扩散穿过并作用在衬底上。孔口(695)可以具有任何形状和尺寸(例如，圆形、六边形、椭圆形、任何多边形形状等)。该机械隔板的厚度(2620)能够被设计成影响作用在衬底表面上的等离子体物质成分。如图23c所示，机械隔板￠90)的厚度(2620)能够横跨整个隔板变化。该厚度变化可以是连续的、离散的、或者这两种情形的组合。优选地，该机械隔板的厚度(2620)小于约2.5cm。所述孔口的孔直径(2600)能够在约0.1mm到约Icm的范围内变化。孔口(695)的典型长径比能够在0.5:1到100:1之间，但优选在0.5:1到10:1之间。在一个实施例中，机械隔板(690)将等离子体的离子密度从等离子体源内的大于约111Cm 3减小到衬底表面附近的小于约 1ltiCm 3O
[0093]机械隔板(690)中的孔口(695)能够以多种方式布置。图14示出了具有以直线图案均匀分布的孔口 ￠95)图案的机械隔板￠90)的顶视图。尽管图14示出了孔口(695)的直线图案，但也可使用其他替代的构形，包括六边形、蜂窝形或圆形孔口图案。这些孔口的尺寸(2600)可横跨整个机械隔板(690)变化(例如，图23b和23c)。
[0094]在替代实施例中，机械隔板(690)中的孔口图案可设计成使得这些孔口之间的间隔(2610)是可变的(例如，图23b和23c)。但在另一个实施例中，这些孔口的尺寸和/或形状可横跨整个机械隔板(690)变化。机械隔板(690)可具有这样的孔口图案:即，使得这些孔口的尺寸(2600)和间隔(2610)都横跨整个隔板变化。
[0095]尽管图6中的示意图示出了处理室(600)具有一个机械隔板(690)，但可能有益的是在等离子体源(620)和衬底(100)之间设置不止一个机械隔板￠90)。机械隔板(690)可以是相同尺寸和形状的，或者可以是不同尺寸和/或形状的。多个机械隔板(690)可构造在同一平面内或不同的平面内(例如，相互重叠或堆叠的隔板)。多个机械隔板(690)可具有彼此相同或不同的孔口形状、尺寸和图案。
[0096]高密度等离子体源(620)能够产生高水平的紫外线辐射。该紫外线辐射可能导致不期望的副反应或损害所述衬底(100)。在一些应用中，希望遮蔽该衬底以免受来自等离子体源(620)的紫外线发射。减少这种发射的一种方式是限制从等离子体源到衬底的紫外线发射的直接路径(即，限制从等离子体到衬底的“视线”)。在多个隔板处于不同的平面内且彼此重叠的情况下，可能有益的是确保该隔板的重叠区域中的孔口(695)不重合(例如，这些隔板具有一些重叠的区域，在这些区域中，隔板的孔口彼此不重叠)。在多个隔板(695)彼此重叠的一个实施例中，隔板的重叠区域中的至少一个孔口(695)不与另一个隔板中的孔口重叠。但在隔板彼此重叠的另一个实施例中，隔板中的孔口(695)都彼此不重叠。在此构造中，不存在从等离子体源发射的光穿过隔板的重叠区域到达衬底的直接路径。
[0097]机械隔板(690)中的孔口(695)的图案可用于调节衬底(100)上的蚀刻均匀性。可通过改变所述隔板的厚度(2620)、孔口的尺寸(2600)、孔口的形状、孔口的间隔(2610)或这些因素的任意组合来实现这种调节。
[0098]为了确定用于机械隔板(690)的孔口(695)的正确构造，对于给定的隔板构造，可遵循以下步骤(参见图25):对衬底进行处理，测量至少一个晶圆属性(例如，材料蚀刻速率、选择性比率、特征轮廓等)，基于至少一个测量到的属性来调节机械隔板(例如，隔板的间隔、隔板到衬底的距离、隔板的厚度和/或孔口的尺寸、间隔、形状和/或长径比等)。处理另一个晶圆，并且，如果必要，重复调节该机械隔板(690)，以实现所期望的一种或多种晶圆属性。
[0099]通常，在化学驱动式等离子体蚀刻工艺中，希望在维持所期望的特征轮廓的同时使衬底蚀刻速率与掩膜材料蚀刻速率的比值(蚀刻选择性)最大化。在使用时分多路复用处理(例如，博世(Bosch)工艺或DRIE)进行硅蚀刻的情况下，这通过将一些最小的RF偏置功率经由衬底支撑件施加到衬底来完成，以维持所期望的特征轮廓。通常，该RF偏置功率小于约50W。在更高的RF偏置功率下，蚀刻选择性(材料蚀刻速率/掩膜蚀刻速率)可能会非期望地减小。当在高密度等离子体源和衬底之间放置机械隔板时，可用于蚀刻衬底的离子的密度被显著降低。与现有技术相比，这允许将更高的RF偏置功率有益地施加到衬底。利用等离子体源和衬底之间的机械隔板，能够在将RF偏置功率在50W到150W的范围内施加到衬底时实现有益的时分多路复用(例如，博世(Bosch)、DRIE)工艺结果。在一个优选实施例中，施加到衬底的RF偏置功率大于约50W。在另一个优选实施例中，施加到衬底的RF偏置功率大于约100W。在又一个优选实施例中，施加到衬底的RF偏置功率大于约1501
[0100]在等离子体处理期间，经常通过使用静电吸盘(ESC) (670)来提供衬底(100)的额外冷却。图15-17示出了 ESC(670)的示例，ESC(670)通常用在半导体处理中，以在加压流体(通常是诸如氦气的气体)被维持在衬底(100)和ESC之间的间隙(2000)中的同时将吸力施加到衬底(100)。这确保了在衬底(100)和工件支撑件(630)之间能够发生足够的热传递，其可以是温度控制的。请注意，在图15和16中，为了图示的目的，虚线表示该ESC的与晶圆(100)重叠的区域。在处理期间，晶圆(100)位于ESC(670)的顶表面上。
[0101]图15示出了本领域中熟知的静电吸盘的顶视图。ESC(670)通常将具有一个或多个密封区域(1700)，以将加压流体限制在ESC和被夹持的衬底(100)之间。通常在靠近ESC的周界以及将导致加压流体泄漏并降低热传递的任何特征周围采用该密封区域(1700)。如图16所示，某些ESC使用多个同心的密封带(1700)，以产生离散的地带或区域(1800、1810)，这允许各个区域内的对流体压力的独立控制。这些ESC通常被描述为多压力区ESC。也可能的是，压力区域(1800、1810)不是离散的，并且加压流体的一部分在这些区域之间泄漏。宽的密封区域(1700)通常不是优选的。通常，横跨与所述宽的密封区域重叠的工件区域的热梯度可不利地影响一些蚀刻特性。相反，如果密封区域不够宽，加压流体可能泄漏且热传递可能降低。如图15所示，在现有技术中，上述密封区域或密封带(1700)未延伸超过衬底(100)，因为这样做将使密封带(1700)的密封表面暴露于可能减少ESC寿命的潜在腐蚀性等离子体气体。图18示出了本领域中熟知的静电吸盘上的刚性衬底(100)的横截面视图。注意，密封带(1700)与衬底(100)重叠。此外，在本领域中通常使衬底(100)延伸超过密封表面(1700)的边缘，以在将晶圆布置在ESC(670)上期间容许任何的放置误差。还重要的是，请注意，在现有技术中，用于将衬底提升离开ESC的提升销孔(1720)和提升销(2025)也位于衬底(100)下方——在最外侧的密封带(1700)内或内侧。最后，本领域中熟知的ESC具有被限制于衬底(100)下方区域的夹持电极(2010)。因此，该夹持电极(2010)位于由外侧密封带(1700)限定的区域内一一二者都在晶圆周界的范围内。
[0102]图19示出了本发明一个实施例的横截面视图。如图19所描绘的，当夹持柔性工件(例如，包括带(300)的工件(320)等)时，优选使至少一个夹持电极(2010)与密封区域(1700)重叠。这在工件的柔性区域与密封区域(1700)重叠时特别重要。夹持电极(2010)与柔性工件(300)的重叠有助于使氦气的泄漏最小化。优选地，该重叠部分(2200)大于Imm宽。该重叠部分(2200)可以沿着密封带的内周、沿着密封带的外周、在密封带内、或者这三种情形的某些组合。
[0103]在本发明的一个实施例中，由于夹持电极(2010)与密封带(1700)的重叠而限定的区域形成与衬底(100)外切(circumscribe)的连续边界。在本发明的另一个实施例中，密封带(1700)能够与夹持电极(2010)完全重叠。
[0104]在本发明的又一个实施例中，夹持电极(2010)可与盖环(660)重叠。重叠部分(2240)通常在约Imm到小于约1mm的范围内变化。在一个优选实施例中，重叠部分(2240)小于约1mm。在另一个优选的实施例中，重叠部分(2240)小于约10mm。重叠部分(2240)
可以是零。
[0105]在另一个实施例中，密封带(1700)的一些部分不与盖环(660)重叠——图19中示出了该未遮蔽的密封带区域(2250)。在此构造中，优选的是，夹持电极(2010)与未遮蔽的密封带区域(2250)的一些部分重叠(例如，密封带(1700)不被盖环(660)覆盖)。优选的是，夹持电极(2010)和未遮蔽的密封带区域(2250)的重叠部分大于约Imm宽。也优选的是，夹持电极(2010)和未遮蔽的密封带区域(2250)的重叠部分与衬底(100)外切。在一个实施例中，夹持电极(2010)与密封带(1700)的整个未遮蔽的密封带区域(2250)重叠，该未遮蔽的密封带区域(2250)不与盖环(660)重叠。
[0106]所述密封区域(1700)通常在Imm至15mm宽，但优选小于10mm。对于工件(衬底/带/框架组件)(320)，衬底(100)的直径外侧区域和框架(310)的内径内的区域是带(300)ο
[0107]尽管之前的示例针对具有一个密封带的单区ESC的ESC进行了描述，但这些实施例也能有益地应用到具有多个压力区(和多个密封带)的静电吸盘。
[0108]使用典型的ESC，由于盖环(660)大于衬底(100)的直径，将存在所述带(300)的暴露于等离子体工艺的区域，该区域未通过ESC(670)夹持和温度控制，或者未通过盖环(660)针对等离子体(400)进行遮蔽。带(300)的这种区域将达到高温并可能失效。因此，图8示出了被有意制成大于衬底直径的ESC(670)的使用，使得在某一区域中(例如，由盖环到衬底的距离(820)限定的区域)暴露于等离子体的任何带(300)也被夹持和温度控制。ESC的直径能够向外延伸到框架(310)的外周，但ESC的直径优选比框架(310)的内径小至少0.2_。对于其它的框架形状参数，ESC的直径优选小于框架中的最大开口。
[0109]如图15所示，本领域中所熟知且在半导体处理中使用的典型ESC在其表面上具有图案(1730)。该图案化的表面(1730)与衬底(100)完全重叠并处于密封带(1700)的内侦U。氦气入口孔(1710)处于该图案化的区域(1730)中。该图案通常是专门定制的，以控制某些ESC特性，例如但不限于:热传递、温度均匀性、氦气扩散性、和夹持力。该图案也可以是专门定制的，以使颗粒的产生最少。如图18所示，该图案化发生在至少一个大部分平面的表面(2020)处，该表面(2020)在ESC的衬底接触表面(2030)下方，从而当衬底被夹持时形成至少一个间隙(2000)。该间隙(2000)通常填充有诸如氦气的加压流体，以促进热传递。
[0110]图19示出本发明的另一个实施例。对于类似等离子切片的应用，当工件包含柔性膜(300)时，优选的是选择该图案间隔(2210)，以使膜(300)的变形最小化。对于等离子切片，这在裸片(110)已经被分离(单体化)之后并且基本仅由柔性带(300)支撑时是特别重要的。当图案间隔(2210)大于各个裸片的至少一个尺寸(长度和/或宽度，但不是厚度)时，裸片可能在分离之后倾斜并彼此接触，从而潜在地导致裸片的损伤。在一个实施例中，ESC的表面上的图案具有小于最小裸片尺寸(长度和/或宽度)的图案间隔(2210)。图案深度具有小于约50 μ m到小于约100 μ m的优选范围。在一个优选实施例中，优选该图案深度(2230)小于ΙΟΟμπι。在另一个优选实施例中，优选该图案深度(2230)小于50μηι。图案深度(2230)可小于15μπι。裸片的尺寸能够在约几十微米到几厘米的范围内变化。
[0111]在另一个实施例中，与密封表面平行的平面中的图案特征尺寸(2220)能够在0.1mm和30mm之间，但优选该图案