具有真空卡盘的斜面蚀刻器的制作方法

专利名称：具有真空卡盘的斜面蚀刻器的制作方法
具有真空卡盘的斜面蚀刻器
背景技术：
集成电路由晶片或基片形成，其上形成图案化樣i电子层。
在基片的处理中，往往采用等离子来蚀刻沉积在基片上的膜的所需 要的部分。通常，蚀刻等离子密度越接近基片越低，这导致多晶硅 层、氮化物层、金属层等(统称为副产物层)聚集在基片斜缘的顶 部和顶部表面上。当多个不同蚀刻工艺导f丈过多的副产物层沉积在 基片斜缘的顶部和底部表面上时，副产物层与基片之间的粘合将最 终变弱，副产物层会脱落或剥落，往往在基片传送过程中掉落到其 他基片上，从而污染其他基片。

发明内容
按照一个实施例， 一种在斜面蚀刻器中使用的真空卡盘 装置，其中半导体基片的斜缘经受等离子清洁，该装置包括具有 上部表面的支撑环，其构造为支撑半导体基片从而该基片的斜缘向 该上部表面的外部边纟彖的外面延伸；和卡盘体，具有其中带有可选 的起顶销孔的凹入表面。该凹入表面在该支撑环的内*彖之间延伸， 并位于支撑在该支撑环上部表面上的基片下侧的下方。该凹入表面 和内缘限定支撑在该支撑环上的该基片下方的真空区域，以及至少 一个具有与该真空区i或流体连通的入口的气体通道。该气体通道具
有出口 ，真空力可以施加到该出口以在该基片的下侧i殳置真空力。—种斜面蚀刻器，其中可以等离子蚀刻半导体基片的斜 缘，该斜面蚀刻器包括室，具有真空卡盘体和支撑环，该支撑环围绕该真空卡盘体上部边全彖以形成由该真空卡盘体表面和该支撑 环内》彖包围的间隔，该支撑环适于支撑具有斜參彖的基片从而该基片
的底部表面封闭该间隔；等离子发生单元，适于将工艺气体在该斜 纟彖附近激发为等离子态；和真空源，与该间隔流体连通，该真空源 适于建立真空力，其将该基片保持在该支撑环上合适的位置。—种降低弯曲半导体基片曲率的方法，包括将具有弯曲 曲率的半导体基片装载到该斜面蚀刻器的支撑环上，使用真空源排 空该间隔，以及将工艺气体激发为等离子态，通过利用该等离子蚀 刻聚集物而去除该斜缘上的聚集物。


图1 A示出按照一个实施例，具有真空卡盘的基片蚀刻系
统的剖—见示意图。图1B是图1A中区域B的方文大示意图。图1 C示出按照另 一 实施例，具有真空卡盘和中空阴极环 的基片蚀刻系统的剖#见示意图。图1D示出按照另 一实施例，具有真空卡盘和感应线圈的 基片蚀刻系统的剖一见示意图。图2示出按照另 一 实施例，具有耦4妄至RF电源的真空卡 盘的基片蚀刻系统的剖视示意图。图3示出按照另 一实施例，具有真空卡盘和两个电才及的基 片蚀刻系统的剖^L示意图。
图4A示出按照另 一 实施例，具有真空卡盘的基片蚀刻系
统的剖 一见示意图的 一 部分。图4B示出图4A中该真空卡盘的俯视图。图5示出按照另 一 实施例，具有弯曲表面以容纳弯曲基片 的基片蚀刻系统的剖视示意图的一部分。图6示出按照又一 实施例，具有台阶状表面以容纳弯曲基 片的基片蚀刻系统的剖视示意图的一部分。图7示出按照另 一实施例，上电极总成的剖视示意图。
具体实施例方式现在参照图1A，示出按照一个实施例，斜面蚀刻器100A 的基片蚀刻系统的剖视示意图。该基片106具有斜缘140，其包括该 基片边缘的顶部和底部表面，如图1A中区域B和图1B中放大区域B所示。如图1A-1B中所述，该斜面蚀刻器包括壁102，具有开 口或闸门142,通过其装载/卸掉基片106;真空卡盘或基片支撑件 104,用以在运^亍期间将该基片106^f呆持在适当的位置；气体分配板 114,耦4妄至气体输入116并对着该真空卡盘104;底部边纟彖电才及或底 部电极环126,由导电材料如铝制成；底部支撑环124，设在该真空 卡盘104和该底部边缘电极126之间(例如，将该真空卡盘和底部边 缘电极电隔离的介电支撑环)；顶部边缘电极或顶部电极环120;和 顶部环118, "i殳在该气体分配才反114和该顶部边纟彖电才及120之间(例如， 电绝缘该气体分配一反和顶部边纟彖电才及的介电环)。在该顶部和底部 边缘电极120、 126外面是顶部和底部绝缘环122、 128，其由介电材料制成并且分别扩展该顶部和底部边缘电极120、 126面向该基片 106的表面。/人顶部^f府一见，该底部支撑环124具有，zf旦不限于，环形 或矩形构造。同样，从顶部俯一见，该真空卡盘104的上部边》彖、该 底部边》彖电才及126和底部绝多彖环128具有，4旦不限于，环形或矩形构 造。类似的，乂人顶部俯^见，该顶部绝^彖环122、顶部边^彖电才及120、 顶部环118和该气体分配纟反114的外部边纟彖具有，^旦不限于，环形或 矩形构造。该环118、 124可由介电、半导体或导体材^H且成，如环 全部由氧化铝(AI203 )、氮化铝(A1N)、氧化硅(Si02)、碳化硅 (SiC )、氮化硅(Si3N4 )、硅(Si )、氧化钇(Y203 )或其他材料组 成，或者该支撑环124可以是由金属、涂有导电或介电材冲+ (如Si, SiC或Y203 )的陶资或聚合物组成的复合环。该基片106安装在该底部支撑环124的顶部。更具体地， 该支撑环124的顶部部分包4舌环形突出部125 (图1B)和该基片106 搁在该环形突出部上。该环形突出部125具有较窄的截面，以便将 该基片106底部表面的边缘部分暴露于清洁等离子。该斜面蚀刻器 IOOA还包括起顶销(lift pin) 110,在用以装载/卸掉该基片期间将 该基片106/人该顶部突出部分升起。该起顶销110垂直移动通过圓柱 形孔或^各径，并且可通过"i殳在该真空卡盘104下方的销才喿作单元108 来才乘作。或者，该销4喿作单元108可i殳在该壁102外面。本领i或纟支术 人员应当清楚，可在该斜面蚀刻器100A中使用任何数目的销IIO。 并且，任何合适的机构，如升降波紋管，气动或机械驱动装置可用 作该销4喿作单元108 。为了装载该基片106，通过垂直位移单元149下降该底部 电极总成148b，该总成包括该真空卡盘104、起顶销IIO、销操作单 元108、底部支撑环124、底部边缘电极126和底部绝缘环128。接着， 该销操作单元108向上移动该起顶销110以接收该基片106。接着，缩回该起顶销110以爿寻该基片106安装在该底部支撑环124上。作为 一个变4匕，该底部电才及总成148b固定不动i也安装在该室的底部壁。 在这个变化中，该顶部电4及总成148a (其包括该顶部绝纟彖环122、 顶部边缘电极120、顶部环118和气体分配板114)由可选的垂直位移 单元115移动以提供装载该基片的空间。并且该顶部电才及总成148a 可悬挂在该垂直位移单元115上。如果需要，上和下垂直位移单元 115、 149可垂直移动该顶部和底部电极总成。该垂直位移单元115、 149起到间隙控制机构的作用，用以控制该顶部和底部电极总成 148a 、 148b之间的间隙。该真空卡盘104的顶部表面、该基片106的底部表面和该 底部支撑环124的顶部突出部分125形成封闭的真空区域凹处("真 空区域")132,其中该真空区域132中的气压在运行期间保持为低 于大气压。用于该起顶销110的圆柱形孔或^各径也作为气体通道， 耦接至出口144的真空泵通过该通道排空该真空区域132。该真空卡 盘104包括稳压室112,以降4氐该真空区域132内瞬时压力波动，以 在4吏用多个起顶销的情况下，为该圓柱形孔才是供均匀的^ 吸速率 (suction rate )。该顶部边纟彖电才及120由导电材泮+如铝制成，并且优选i也4妻 地。该底部边缘电极126优选地耦接至射频(RF)电源130，其以频 率范围为(但不限于) 2MHz至 13MHz提供RF功率以及 100瓦特 至 2000瓦特的功率以围绕该斜缘140生成清洁等离子。斜缘清洁期 间，j呆持该真空卡盘104和该气体分配才反114电浮(electrically floating )。该清洁等离子由该顶部环118、顶部边^彖电才及120、顶部 绝缘环122、底部支撑环124、底部边缘电极126和底部绝缘环128限 制。注意，施加到该顶部和底部电才及120、 126上的频率和功率可才艮 据该工艺气体("清洁气体，，)和待从该斜缘140去除的材料的类型 而改变。
通过该气体输入116提供该清洁气体。该气体输入116设 在该气体分配才反114中心附近。或者，如结合图4A-6详细描述的， 该清洁气体可通过设置在该上电极总成148a其他部分的气体输入提供。
106的顶部表面和该真空区域132之间的压力差需要保持在某——一 门 限值之上。该基片106顶部表面的压强是该气体分配板114中气压、 气体流率和该基片106和该气体分配板114之间间隔或间隙"Ds"的 函数。对于给定的通过该出口146的泵的速率，为了增加该基片106 的顶部表面上的气压，需要使该间隙Ds最小。在该斜缘清洁工艺期 间，该间隙Ds优选i也4呆持为，例如小于0.6mm，更优选i也在 0.4mm。 如上面所讨i仑的，该间隙Ds由该垂直位移控制器115、 149的至少一 个控制。注意，当运行中室压低时，该基片的顶部和底部表面之 间的压可能不够高而在运行期间在该基片上施加足够的真空力。图 1A-6的实施例采用具有d、间隙Ds的真空卡盘以产生增大的压差。为了清洁蚀刻副产物聚合物，工艺气体可包括含氧气体， 如02。也可增加少量的(如<10%)含氟气体(如CF4、 SF6或C2FJ 以清洁该聚合物。可以认识到，含氮气体(如N2)也可包含在该气 体混合物中。该含氮气体可帮助分解该含氧气体。还可增加惰性气 体(如Ar或He)以稀释气体和/或保持等离子。为了清洁该斜缘140 处的介电膜(如SiN或Si02)，可使用含氟气体，如CF4， SF6或这两 种气体的组合。惰性气体(如Ar或He)可用来稀释该含氟气体和/ 或保持该清洁等离子。为了清洁该斜缘140处的金属膜(如Al或Cu )， 可4吏用含氯气体，如Cb或BCl3,或这两种气体的组合。也可4吏用惰 性气体(如Ar或He)以稀释该含氯气体和/或保持该等离子以清洁 该金属月莫。
作为图1A的实施例的一个变化，RF电源耦^接至该顶部边 全彖电才及120 ，而该底部边纟彖电才及1264妄地以生成电容耦合清洁等离 子。另一种变化，该顶部边纟彖电4及120或该底部边纟彖电才及126任意一 个用埋设在介电材并牛中的感应线圈代替。在这个例子中，该感应线 圈耦接至RF电源，另一相对的电极接地。该RF电源提供功率以生 成电感耦合等离子用以清洁该釗^彖140。图1C示出按照另 一 实施例，斜面蚀刻器100C的剖视示意 图。该蚀刻器100C中的部件与图1A中所示类似。不同之处在于， 在这个实施例中，中空阴极环150 (其由导电材料制成，如铝)设 在该绝續_环122、 128夕卜面。该中空阴才及环150具有面向该斜纟彖的通 道151。该通道151的宽度大于例如大约1.5cm。注意，装载/卸4卓该 基片106期间，该中空阴极环1S0凭借合适的位移装置(图1C中未示) 在垂直方向移动。在一个实施例中，该中空阴才及环150耦4妄至RF电源152, 而顶部和底部边纟彖电才及120、 126两者都4妻;也。该RF电源优选地才是供 频率范围为，-f旦不限于例如， 2MHz至 13MHz的RF功率。在另一 个实施例中，该顶部边纟彖电4及120耦4妻至RF电源，而该底部边纟彖电 才及126和该中空阴才及环150^妄地。在进一步的实施例中，该底部边纟彖 电才及126耦4妻至RF电源，而该顶部边^彖电才及120和该中空阴才及环150 接地。如果需要，电容耦合等离子可用来清洁该壁102的内部。 为了产生用于清洁该内部的等离子，优选4吏用高频RF功率，其频率 为例如 27MHz至 60MHz。在图1C的实施例的一个变化中，该顶部 边缘电极120是耦接至低频( 2MHz至 13MHz) RF电源，而该底 部边^彖电4及126井禺4姿至高频RF电源( 27MHz至 60MHz)，该中空 阴极环150接地。在另一变化中，该顶部边缘电极120耦接至高频RF 功率，而该底部边缘电极126耦接至低频RF电源和该中空阴极环ISO接地。在又一变化中，该顶部边缘电才及120以及该中空阴极环150接 地，而该底部边缘电才及126既耦4妄至^f氐频RF电源，又耦4妄至高频RF电源。图1 D示出按照另 一 实施例，斜面蚀刻器100D的剖视示意 图。该斜面蚀刻器100D的部件与图1A中的类似。不同之处在于感 应线圈164围绕该基片边》彖以及该顶部边》彖电极120和该底部边續^ 电极126之间的间隔。该感应线圈164嵌入介电树3牛162，其井禹4妻至 介电支撑件160。该介电支撑件160包括位移机构，用于在装载/卸掉 该基片106期间在垂直方向移动该感应线圏164。该感应线圈164耦接至RF电源166。在该斜缘清洁工艺期 间，该RF电源166优选地4是供范围在(^旦不限于) 2MHz至 13MHz 的RF功率以在该基片边缘附近产生电感等离子。该顶部边缘电极 120详口该底部边參彖电才及126"t妾;也以为该电感井禺合等离子l是供返回3各 径。该感应线圈164坤是供清洁等离子以清洁该釗J彖140。在一个变4匕 中，该感应线圈164还可耦4妻至高频RF电源以产生室内部清洁等离 子。注意，图1A、 1C、 1D中所示真空卡盘的顶部表面覆盖有介电 层。图2示出按照另 一实施例，斜面蚀刻器200的剖一见示意图。 该蚀刻器200与图1A所示类似，^旦是不同在于该真空卡盘204耦^妾至 RF电源212,该顶部和底部边纟彖电才及208、 210两者^妄i也。在这个实 施例中，该气体分配板202的底部表面覆盖有介电层以避免在该基 片206和该气体分配才反202之间形成电场或电^兹场。图3示出按照另 一 实施例，斜面蚀刻器300的剖视示意图， 其中该室壁为了简洁而未示出。该杀牛面蚀刻器300包括真空卡盘 328，在基片310下方具有真空区域324,并且可运行以在运行期间 将该基片310保4寺在合适的位置；顶部电才及302， i殳在该基片310上方；底部支撑环322，围绕该真空卡盘328;和底部电才及320,围绕 该支撑环322 。该顶部电极302和底部电极320产生等离子以去除沉 积和聚集在该基片310的斜缘上的外来材料。该顶部电极302是平的圆板，具有垂直朝向该底部电极延 伸的外部环形突出部304。该突出部的外缘与该基片310的外缘垂直 对准。该突出部304的内缘与该底部电极320的内缘垂直对准。 一个 或多个气体通道306用来提供工艺气体和/或清洗气体(purge gas )。 气体孔306a位于该顶部电才及302的中心，而气体孔306b位于该突出 部304和该顶部电极302的周纟彖之间。该顶部电极302是阳极，该底 部电极320是阴极。作为一个变化，该顶部电极302可用作阴极，而 该底部电才及320用作阳极。绝缘体层或绝缘体板308沉积或者贴附在该顶部电极302 的底部表面上，并且位于该突出部304之内。该绝乡彖体308具有面向 该基片310的暴露表面，该暴露表面可与该突出部304的暴露表面共 面。然而，如果需-要，该绝纟彖体的暴露表面可垂直偏移高于或〗氐于 该突出部的暴露表面。当该顶部和底部电极302、 320之间提供RF 功率时，该绝《彖体308阻止在该顶部电才及302和该基片310之间形成 电场或电》兹场。为了处理半导体晶片，该底部电极320是圓环，其内径与 该突出部304的内径相同。该底部电才及320优选地耦4妄至RF电源342。 运行期间，在该突出部304和该底部电极320之间的区域中产生等离子。该真空卡盘328包括稳压室326，其经由一个或多个通道 372与该真空区i或凹处("真空区i或")324济u体连通，并且在运4亍期 间被真空泵抽空。该稳压室326降低该真空区域324中的瞬时压力波 动以及，对于通道327布置为宽线条(wide pattern)的诏？计，为该孔327才是供均匀的抽吸速率。该真空卡盘328优选地由可移动支撑件 340支撑，其在垂直方向向上和向下移动该真空卡盘以调节该真空 区域的容积。在一个变化中，该顶部电才及302悬置于可选的支撑件 315,并且凭借该支撑件移动。可选地，该真空卡盘328的顶部表面 可覆盖有介电层以阻止在该真空区域324中形成电场或电磁场。作为图3中实施例的一个变化，该真空卡盘328可包括与 图1A-2中所示类似的起顶销，其中该孑L327用作该起顶销的路径。 同样，图lA-2中的实施例可具有与图3中的孔327类似的孔，其中这 些孔不是用作该起顶销的路径。作为另一变化，该真空卡盘不包括 稳压室，以及这些孔327直接耦接至真空泵。图4A示出按照另 一 实施例，用于清洁基片414斜缘的斜 面蚀刻器400A的剖纟见示意图的一部分。该斜面蚀刻器400A的部件 与图1A中那些类似，不同之处是该真空卡盘402包括多个凸起或突 出元件406。该突出元件406可具有半球形状或任何其他合适的几何 形状，并防止由于该基片414顶部和底部表面之间的压差而导致该 基片414弯曲。例如，该突出元件406可以是凸台阵列的形式或多列 与卡盘402整体形成或粘结到该卡盘上部表面的环。图4B示出图4A 中真空卡盘402的俯碎见图。如所述，该起顶销408可在410中垂直移 动，每个孔的一部分用作气体通道并耦4矣至稳、压室412。注意，可为了同样的目的在图lC-3的实施例中形成该突 出元4牛406。还要注意，该气体分配氺反404可包4舌中心气体通道416a 和周向间隔分布的外部气体通道416b。如上面所讨论的，待装载进斜面蚀刻器的基片可具有通 过一系列工艺形成在其顶部表面的集成电-各。这些工艺的一个或多 个可4吏用等离子形成，其传递热能至该基片，乂人而该基片上的热应 力导致晶片弯曲。图5示出按照另一实施例，具有真空卡盘502的斜面蚀刻器500的剖视示意图的 一部分。这个实施例的部件与图1A中 示出的类似，不同之处在于该真空卡盘502的顶部表面和该气体分 配才反504的底部表面这两个相7于表面的至少 一个弯曲以容纳弯曲基 片514。在这个实施例中，该两个相对的表面进一步在中心隔开， 而在其外缘较靠近。如果所有待装载进该斜面蚀刻器500的基片向 一个方向弯曲，那么这两个相对表面只有一个具有容纳该基片的形 状的弯曲。该基片弯曲可通过4吏用该基片514的顶部和底部表面之 间的压差来减小。在运4亍期间，该真空区域518的压强凭4昔耦4妄至 该稳、压室512的真空泵〗呆4寺在真空。通过调节该气体分配才反504和该 基片514的顶部表面之间的间隙Ds，该间隙Ds中的气压可以变化而 不用改变该工艺气体的总流率。因此，通过控制该间隙的尺寸和该 间隙中的压强，可改变该基片514的顶部和底部表面之间的压差， 并由此可控制施加在该基片514上的弯曲力。在一个变化中，该气体分配才反504可具有多个孔，其中可 改变该3L径以获4寻所需的该基片514上方的压强分布。例如，这些 孔可在靠近该斜缘的区域具有较大的直径，而在该基片中心上方的 区i或中具有專交小的直径。本领i或寺支术人员应当清楚该杀+面蚀刻器 500可具有任何合适数目的气体输入。还应当清楚该真空卡盘502和 该气体输入系统(包括该气体分配板504和气体输入孔516a-516c) 可结合在图1B-4的实施例中。作为另一变化，可在该顶部介电环522或顶部边纟彖电^L 520中形成额外的气体输入516c。该气体输入SWa-SWb用来将具有 不同压强的气体引入该间隙Ds的不同区域，,人而沿该间隙的径向 (中心到边多彖)产生所需的压强分布。例力口， ^果该基片514相只于 该气体分配氺反504凸起，该气体專lT入516a可在比该气体举lr入516b高 的压强下将气体引导至该基片514的顶部表面上。在另一情况中，如果该基片514相对该真空卡盘502凹下，那么在斜缘清洁操作期间 <又4吏用该气体llT入516c。图6示出按照又一实施例，斜面蚀刻器600的剖视示意图 的一部分。如所述，该斜面蚀刻器600的部件与图5中所示类似。不 同之处在于，该真空卡盘602的顶部表面和该气体分配^反604的底部 表面这两个相对表面的至少一个是台阶形以容纳弯曲基片614。例 如，该板和/或卡盘604可具有由圆柱形凹处延伸整个表面25%或更 多形成的单个台阶。在另一示例中， 一系列逐渐加深并同轴的凹处 延伸进该表面。在所示的实施例中，这些凹处在每个相对的表面形 成三个台阶。如果所有待装载进该斜面蚀刻器600的基片在一个方 向上弯曲，那么这两个相对的表面只有一个具有一个或多个台阶以 容纳该基片。注意，该真空卡盘602和该气体llT入系乡充(包4舌该气 体分配板604和气体输入616a-616c )可用于图1B-4中的实施例。图7示出按照另 一实施例，上电极总成702的剖视示意图。 该上电极总成702与图1A中所示的类似。不同之处是，该上电极总 成702包括金属支撑部件714,以及该顶部边缘电极704、顶部介电 环706 、顶部绝纟彖环708和气体分配— 反710固定于该金属支撑部4牛 714。该上电极总成702悬置于支撑件712，并由该支撑件移动。该 上电极总成702可应用于图1A、 1C、 1D、 2、 4A、 5和6所示的实施 例中。在图1A-2和3-6的实施例中，该气体分配才反通过该顶部介 电环与该顶部边纟彖电才及电绝纟彖。作为一个变化，该气体分配板和该 顶部介电环整体形成为一体，并由一块介电材冲牛制成。尽管本发明参照其具体实施例来详细描述，但是本领域 技术人员清楚在不背离所附权利要求的范围的情况下，可进行各种 不同的改变和4务改，以及应用等同方式。
权利要求
1.一种斜面蚀刻器的真空卡盘装置，其中半导体基片的斜缘经受等离子清洁，包括具有上部表面的支撑环，其配置为支撑半导体基片从而该基片的斜缘向该上部表面的外部边缘的外面延伸；卡盘体，具有其中带有可选的起顶销孔的凹入表面，该凹入表面在该支撑环的内缘之间延伸，该凹入表面位于支撑在该支撑环上部表面上的基片下侧的下方，该凹入表面和内缘限定支撑在该支撑环上的该基片下方的真空区域；和至少一个具有与该真空区域流体连通的入口的气体通道，该气体通道具有出口，真空力可以施加到该出口以在该基片的下侧设置真空力。
2. 根据权利要求1所述的真空卡盘装置，进一步包括该卡盘体中 的稳、压室，该稳、压室与真空泵流体连通，该至少一个气体通道 包括多个在该凹入表面和该稳压室之间延伸的孑L 。
3. 根据权利要求1所述的真空卡盘装置，其中(a)该凹入表面 包括一个或多个突出部，其适于接触支撑在该支撑环上的该基 片的下侧，或(b)该凹入表面是台阶状表面或弯曲表面。
4. #^居权利要求1所述的真空卡盘装置，其中该至少一个气体通 道包括多个起顶销孔，其大小允许该起顶销在其中移动并将真 空力施力o到该真空区i或。
5. 根据权利要求1所述的真空卡盘装置，其中该支撑环涂有导 电、半导电或介电材料或者完全是导电、半导电或介电材料。
6. 根据权利要求1所述的真空卡盘装置，其中该凹入表面包括第 一和第二环形台阶，该第 一环形台阶从该支撑环向里面延伸， 该第二台阶从该第一台阶向里面延伸，该第一和第二台阶具有 4皮4匕垂直偏，移的平面。
7. —种斜面蚀刻器，其中可以等离子蚀刻半导体基片的斜缘，该 斜面蚀刻器包括具有内部的室，其中可等离子蚀刻半导体基片的斜缘；具有上部表面的支撑环，配置为支撑半导体基片从而该 基片的斜缘向该上部表面的外部边缘的外面延伸；卡盘体，具有其中带有可选的起顶销孔的凹入表面，该 凹入表面在该支撑环的内缘之间延伸，该凹入表面位于支撑在 该支撑环上部表面上的基片下侧的下方，该凹入表面和内缘限 定支撑在该支撑环上的该基片下方的真空区域；和至少 一个具有与该真空区iiU充体连通的入口的气体通 道，该气体通道具有出口，真空力可以施加到该出口以在该基 片的下侧i殳置真空力；等离子发生单元，适于在该斜缘附近将工艺气体激发为 等离子态；和与该真空区i或流体连通的真空源，该真空源适于建立4寻 该基片保持在该支撑环上合适的位置的真空力。
8. 根据权利要求7所述的斜面蚀刻器，其中该等离子发生单元包 括第一电才及环，围绕该支撑环并通过该支撑环与该卡盘体 电绝纟彖；气体分配一反，具有对着该卡盘体的底部表面，并且包括 至少一个孔，通过该孔将工艺气体引到该基片的顶部表面；和第二电4及环，围绕该气体分配^反并乂十着该第一电4及环。
9. 根据权利要求8所述的斜面蚀刻器，其中(a)该第一和第二 电才及环之一4妻i也，而另一个l禺4妄至射频(RF)电源，其中该 第一和第二电才及环可运;f于以在才妄i)欠到来自该RF电源的RF功 率时将工艺气体激发为等离子；(b)中空阴极环，沿该第一和 第二电才及环i殳置，其中该中空阴才及环和该第 一和第二电才及环之 一專禹4妄至射频(RF)电源，而其〗也的4妄i也，其中该中空阴杉L 环和该第一和第二电4及可运4亍以在4妄收到来自该RF电源的 RF功率时将该工艺气体激发为等离子；或(c)电感耦接至射频(RF)电源的线圏，其沿该第一和第二电冲及环设置，并运 行以将该工艺气体激发为等离子，其中该第 一和第二电极环4妄 地。
10. 根据权利要求8所述的斜面蚀刻器，其中(a)该气体分配板 的底部表面下凹以容纳该基片的弯曲形状；(b )该气体分配板 的底部表面包4舌多个台阶以容纳该基片；(c )该卡盘体的凹入 表面下凹以容纳该基片的弯曲形状；(d)该卡盘体的凹入表面 包括多个台阶以容纳该基片的弯曲形状；(e)多个突出元件i殳 在该卡盘体的凹入表面上，并包括在与该基片底部表面接触时 支撑的多个尖端；或(f)凸台阵列或分隔卡的环形式的多个 突出元件设在该卡盘体的凹入表面上，并包括在与该基片底部 表面接触时支撑的多个尖端。
11. 根据权利要求8所述的斜面蚀刻器，其中(a)该卡盘体由导 电金属组成，并耦4妻至射频(RF)电源以产生该等离子，其 中该第一和第二电4及环4妾;也；或(b)上部介电环i殳在该气体分配才反和该第二电才及环之间，并适于将该气体分配才反与该第二 电才及环电绝纟彖。
12. 根据权利要求8所述的斜面蚀刻器，进一步包括间隙控制机 构，适于调节该气体分配纟反的底部表面和该卡盘体的凹入表面 之间间隙的高度，由此控制该气体分配板的底部表面和该基片 的顶部表面之间的垂直间3巨。
13. 根据权利要求12所述的斜面蚀刻器，其中该垂直间距是小于 大约0.6mm。
14. 根据权利要求7所述的斜面蚀刻器，其中该卡盘体包4舌延伸至该真空区域的多个圓柱形孔； 多个起顶销，适于在与该卡盘体的凹入表面正交的方向 移动该基片，每个起顶销适于沿该圆4主形孔之一移动；和销才乘作单元，其以枳^成方式移动该起顶销。
15. 根据权利要求14所述的斜面蚀刻器，其中(a)这些孔的每 个的 一部分形成气体通道，该真空源通过该通道4非空该真空区 域；或(b)该卡盘体包括经由该孔与该真空区域流体连通的稳压室。
16. 根据权利要求7所述的斜面蚀刻器，其中该等离子发生单元包 括第一电极，围绕该支撑环并通过该支撑环与该卡盘体电 绝缘；第二电极，包括平板、对着该第一电才及的环形突出部和 至少一个气体通道，通过该通道将工艺气体喷射进该室；和纟色》彖层，^殳在该平才反下方和该环形突出吾[5内侧；其中绝缘层的底部表面与该卡盘体的凹入表面隔开以形 成将该基片容纳在其中的间隔,其中该第 一和第二电极之一接 地，而另一个耦4妄至射频(RF)电源，并且其中该第一和第 二电极可运行以在接收到来自该RF电源的RF功率时将该工 艺气体激发为等离子。
17. 根据权利要求16所述的斜面蚀刻器，其中(a)绝缘层的底 部表面下凹以容纳该基片的弯曲；(b )绝缘层的底部表面包括 多个台阶以容纳该基片的弯曲；(c )该卡盘体的顶部表面下凹 以容纳该基片的弯曲；(d)该卡盘体的顶部表面包括多个台阶 以容纳该基片的弯曲；(e)多个突出元件^殳在该卡盘体的顶部 表面上，并包括在与该基片底部表面接触时支撑的多个尖端； 或(f)凸台阵列或分隔开的环形式的多个突出元件设在该卡 盘体的凹入表面上，并包括在与该基片底部表面4妄触时支撑的 多个尖端。
18. —种在斜缘清洁期间降低弯曲半导体基片曲率的方法，包括将具有弯曲曲率的半导体基片装载到如权利要求7所述 的该斜面蚀刻器的支撑环上；排空该真空区域；和将工艺气体激发为等离子态，通过利用该等离子蚀刻聚 集物而去除该斜缘上的聚集物。
19. 根据权利要求18所述的方法，进一步包括在该半导体基片的 顶部表面上一是供工艺气体以在该顶部表面上产生比该基片的 底部表面上更大的压强，由此在该半导体基片上冲是供弯曲力以 卩务4氐弯曲曲率。
全文摘要
一种结合真空卡盘的斜面蚀刻器，用来清洁斜缘并且减少半导体基片的弯曲曲率。该斜面蚀刻器包括真空卡盘和等离子发生单元，该单元将工艺气体激发为等离子态。该真空卡盘包括卡盘体和支撑环。该卡盘体的顶部表面和该支撑环的内缘形成由安装在该支撑环上的基片的底部表面封闭的真空区域。真空泵在运行期间排空该真空区域。该真空卡盘可运行以通过该基片的顶部和底部表面之间的压差将该基片保持合适的位置。该压差还产生弯曲力以减少该基片的弯曲曲率。
文档编号H01L21/306GK101589456SQ200880003201
公开日2009年11月25日 申请日期2008年1月24日 优先权日2007年1月26日
发明者威廉·S·肯尼迪, 安德鲁·D·贝利三世, 格雷戈里·塞克斯顿, 艾伦·M·舍普 申请人:朗姆研究公司