带有间隙控制的斜面蚀刻器的制作方法

专利名称：带有间隙控制的斜面蚀刻器的制作方法
带有间隙控制的斜面蚀刻器
背景技术：
集成电路由晶片或基片形成，其上形成图案化微电子层。
在处理基片中，往往采用等离子来蚀刻沉积在基片上的膜所需要的 部分。通常，蚀刻等离子密度越靠近基片边缘越低，这会导致多晶 硅层、氮化物层、金属层等(总称为副产物层)聚集在基片斜缘的 顶部和底部表面上。随着多个不同蚀刻工艺导致连续的副产物层沉 积在基片斜缘的顶部和底部表面上，副产物层和基片之间的粘合将 最终变弱，副产物层往往会在基片传送过程中脱落或剥落在别的基 片上，由此污染别的基片。

发明内容
在一个实施例中， 一种用于等离子清洁半导体基片的斜 面蚀刻器包括具有内部的室，在其中等离子清洁半导体的斜缘； 下电极总成，具有顶部表面并适于支撑具有斜缘的基片；上电极总 成，包4舌底部表面，其乂于着该顶部表面并且与该顶部表面隔开以形 成用于在其中容纳基片的间隙，该下和上电极总成可运行以生成在 运行期间清洁该斜缘的等离子；和至少一个机构支撑该上和/或下电 极总成，并且适于调节该底部表面相对顶部表面的倾角和/或水平位 移。在另 一实施例中， 一种组装上述包括多个4交正螺杆的斜 面蚀刻器的方法，包括校正该下电极总成，将该上电极总成设在该 下电才及总成上方，将该才几构固定于该上电才及总成，和转动至少一个才交正螺杆以调节该底部表面相对于该顶部表面的倾角。在另 一 实施例中， 一种清洁半导体基片的斜缘的方法，
包括将半导体基片装载进上述的该斜面蚀刻器，将工艺气体喷射进 该顶部和底部表面之间的间隙，以及一夸该工艺气体激发为等离子以 清洁该基片的斜缘。


图1A示出斜面蚀刻器的示意性剖视图，图1B示出图1A 中区域A的放大视图，以及图1C示出斜面蚀刻器的示意性剖视图。图2示出按照一个实施例的斜面蚀刻器的示意性剖视图。图3示出图2中区域B的放大视图。图4示出图2中区域C的力文大一见图。图5示出图2中区域B的放大视图，说明用于将上电极总成 与下电4及总成对准的定心器。图6示出按照另 一 实施例的斜面蚀刻器的示意性剖视图。图7示出按照又一实施例的斜面蚀刻器的示意性剖视图。图8示出按照又 一 实施例的斜面蚀刻器的示意性剖视图。图9示出说明装配图2中斜面蚀刻器的示范性步骤的流程图。
具体实施方式
图1A示出斜面蚀刻室或斜面蚀刻器100的示意性剖视 图。图1B示出图1A中区域A的放大视图。如所述，半导体120介于 上电极总成102和下电极总成104之间，并具有斜缘122 (图1B)，其 包4舌该基片边^彖的顶部和底部表面。该上电才及总成102包括阳极108 和绝缘体层或绝缘体IIO,绝缘体设在该阳极108下方或附着于其下 表面。该绝缘体110避免在蚀刻该斜^彖122期间在该阳极108和该基 片120中间部分之间形成电场或电》兹场。该下电4及总成104包括连4妻 到射频(RF)电源的阴极112、用于夹持该基片120的静电卡盘114 和用于支撑该静电卡盘114的支撑件116。该RF电源提RF功率以将工 艺气体(通过一个或多个出口106喷射)激发为等离子由此清洁该 斜缘122。该上电才及总成102的下表面可相只十于该下电才及总成104的
上表面倾斜角度a。同样，上电极和下电极的相对表面可在图1A紙 面90。的方向倾4+另一角度。下文中，术ii"倾角总称为这两个角度。 并且，术语平面度调节指调节该倾角。该倾角会导致等离子在该基 片120的周向不一致，这会导致不均匀的刮^彖蚀刻。图1C示出杀牛面蚀刻器130的示意性剖^L图，其中线条140、 142分别表示上、下电极总成132、 134的中心轴。该斜面蚀刻器130 的部件与图1A中所示类似。如所述，该上电才及总成132可相对该下 电极总成134在x方向错开。该上电才及总成132还可相对该下电极总 成134在y方向4昔开。通常，该基片136与这两个电4及总成之一对准， 优选地是该上电极总成132。轴线错开会导致底部边缘隔离区 (exclusion zone ) D沿该基片136边纟彖不一致。通常，4牛面蚀刻器会 同时具有图1A和1C所述的倾角和轴线4晉开。因此，需要一种蚀刻室， 其具有用于平面度调节和轴线对准的才几构以产生均匀的杀+纟彖蚀刻。现在参照图2 ，示出4姿照 一个实施例用于清洁基片280的 斜缘的基片280蚀刻系统或斜面蚀刻器200的示意性剖视图。该斜面蚀刻器200包括下电才及总成211;顶部和底部室壁202a、 202b，其 具有门(door)或闸门(gate) 216，通过其装载或卸掉该基片280; 上电4及总成207，具有水平延伸上部金属部件208和贴附或者固定于 该上部金属部件208的凹口的上部介电板210;优选地通过紧固件固 定于该上电极总成207的垂直延伸上部电极支撑件218，(图2中未 示)，由此将该上电才及总成207悬挂在该下电才及总成211上方；具有 平面度板222的调节总成220 、多个螺钉总成238和通过紧固件266固 定在该板222和该上电极支撑件218之间的圓柱部分272;垫板236， 通过该螺4丁总成238固定于该平面度々反222;间隙驱动总成(gapdrive assembly ) 224，通过紧固件270固定于该垫板236;和金属波紋管 (metal bellows) 250，用以在该室壁202a和上电极支撑件218之间 形成真空密封，同时允许该支撑件218相对该壁202a垂直运动。该圓柱部分272、上电才及支撑件218和上部金属部件208 具有多个孔，用以容纳螺钉或紧固件266,将这些部件保持在一起。 该上部介电板210包括螺紋孔，用以容纳该紧固件266从而将该平面 度调节总成220、上电才及支撑4牛218和上部金属部件208固定于该上 部介电板210。为了通过该闸门216装载/卸掉基片，该间隙驱动总成 22刮寻该垫一反236、平面度调节总成220、上电一及支撑4牛218和该上电 极总成207作为整体在垂直或z方向移动。该圆柱部分272和平面度 板222优选地整体地形成为分开的部分或者形成为整体(例如，铝、 铝合金、钢等的才几加工体)。在一种变4b方式中，该平面度调节总 成220和上电极支撑件218可以整体地形成为整体(例如，铝、铝合 金、钢等的才几力o工体)。该圆^主部分272和上电4及支撑〗牛218具有中 心气体4叙入(feed)或通道262和一个或多个边^彖气体^T入或通道 260，用以提供将在该斜缘附近激发为等离子的各种气体。该间隙驱动总成224包括上间隙驱动4反234,用以支撑 该垫板236;两对安装块232，在圆柱部分272的相对侧固定于该上间隙驱动板234，每个安装块具有相对于支撑件218和部分272的垂 直轴倾斜的底部表面；滑动部件230，具有与该滑动安装块232的倾 斜底部表面接触的块驱动板233;执行器231，耦接到该滑动部件 230;马达226;以及虫累才干228，诔禺4妄至)Ji亥马达226和才丸4亍器231 ，并 且可运转以将该马达226的转动转换为该#1行器231和滑动部件230 的水平运动。为了在该垂直方向移动该上电才及总成207，该马达226 摔争动该螺4干228，其转而移动该块驱动4反233相乂十于该滑动安装块 232在水平方向移动。结果，该滑动安装块232由于它们的底部表面 斜度而在该垂直方向移动，由此，该上间隙驱动板234、垫板236、 平面度调节总成220、上电极支撑件218和该上电极总成207作为一 个整体在垂直方向移动。该上部金属部件208包括耦4妄到该中心气体输入262的阶 梯孔和耦接到该边缘气体输入260的边缘气室209 。该上部介电板 210贴附于电接地的上部金属部件208,并由介电陶资材料如氧化铝 形成。该上部介电一反210可选i也具有Y2O3涂层。通常，^焦以在某些 陶瓷(如八1203 )钻深直孔，所以可^f吏用阶梯孔276^^R深直孔。为 了简洁，该上部介电才反210示为具有一个中心^L。然而，该上部介 电一反210可具有4壬^T所需凄t量的孔，例如，喷头孑L式才羊。该上部介 电才反210包4舌间隙4专感器274，用以测量该上、下电才及总成207、 211 之间的垂直间隙。由该间隙传感器274输出的信号经由合适的电路 传送到马达控制器(图2中未示)，用以控制该马达226，并由此调 节该垂直间隙。别的类型的原位探测器，如激光、电感、电容、线 性差动变压器(LVDT)传感器，可用作间隙传感器，并且根据传 感器的类型可位于该室壁202的里面或外面。该下电才及总成211可包括通电电才及212,耦4妻到RF电源 261用以在运行期间4是供RF功率；底部介电环264,具有上、下部264a、 264b，用以将该通电电才及212与该底部室壁202b电绝缘；和
起顶销操作单元(销单元)。该中心气体输入262和/或边缘气体输入260用来将各种 不同的气体提供进室壁202内部的空间286。运行期间，该等离子围 绕该基片280的斜缘在大体上环形区域内形成用以晶片斜^彖清洁。 为了防止该等离子到达该基片280的中心部分，该工艺气体可通过 该中心气体I俞入262^T入。则该气体通过该上电才及总成207和该基片 280之间的间隙径向穿过该基片。当使用边缘气体和中心气体输入 时，每个气体输入可提供同样的工艺气体或别的气体，如緩冲气体 和净4匕气体。例如，该乡爰沖气体可通过该中心气体llr入262喷射， 而该工艺气体可通过该边缘气体输入260喷射。室空间286中的等离 子/工艺气体通过多个孔284抽进底部空间282中，并乂人那里到达真空 泵268。图3示出图2中区域B的放大示意图。如所述，该上电极总 成207包括三个同心i殳置的环内部上部可配置等离子隔离区(PEZ ) 环318;中间上部电拟JE不320;和外部上部介电环322。下文中，术 语PEZ指的是该基片的中心到排除用于清洁该斜缘的等离子的区域 的边缘的径向距离。该上部可配置PEZ环318和该上部电才及环320之 间的间隙340形成弯曲的气体通道，其连接至由通孔302形成的边缘 气体通道。该边缘气体通道302连接至该边缘气室209 (图2)。该弯 曲间隙340防止该边缘气体通道302直接暴露于等离子由此防止在 该边缘气体通道302内形成次级等离子或等离子点燃。该次级等离 子会侵蚀该边缘气体通道302的内壁，由此需要更频繁地更换该上 部金属部4牛208并^^皮4曼蚀材坤牛污染引入该基片280。该上部可配置PEZ环318具有内部凹口和外部凹口 ，形成 在向下延伸突出部318a的相对侧，其中该内部凹口用来将该上部可部PEZ环318可具有不同的构造，并且在基片上方提供不同的等离子 隔离区域。该上部PEZ环318可用不同构造的PEZ环代替。由于等离 子侵蚀，该PEZ环318还需要比该上电极总成207的其他部件更频繁 地更换，因此是消耗部件。通常，工艺气体可包括含氧气体，如02。 也可以增加少量的(如体积<10%)含氟气体，如CF4、 SF6或C2F6 以清洁该斜缘。含有这些反应气体的等离子会侵蚀该上部可配置 PEZ环318,因jt匕导至丈频繁更4奐该上部可配置PEZ环318。为了在更 才奐过考呈中容易到达该上部可配置PEZ环318,该上部可配置PEZ环 318通过该上部介电板210保持在适当的位置，并且在不从该室壁 202去除该上电一及总成207别的部件的情况下来更4奐。该上部可配置PEZ环318优选地最小化该上部介电才反210 的等离子侵蚀。该上部可配置PEZ环318是优选地由导电、半导电或 介电材料形成，如环完全由氧化铝(A1203 )、氮化铝(A1N)、氧化 硅(Si02 )、碳化硅(SiC )、氮化硅(Si3N4 )、硅(Si )、氧化钇(Y203 ) 或其他材料形成，或该支撑环124可以是金属、涂有导电或介电材
料(如Si, SiC或Y203 )的陶瓷或聚合物，例如，陶瓷(优选地八1203 )、
或纯材料(如SiC)形成的复合环，以降低斜缘清洁操作期间该基 片280的污染。该上部可配置PEZ环318还可由具有高电阻的材津+形 成，4尤选;也，^旦不卩艮于，至少大约 105 ohm-cm。由于该通电电相^ 212和该上部电4及环320之间的电耦合受到该上部可配置PEZ环318 的电属性的影响，所以该等离子特4正可通过选4奪该上部可配置PEZ 环318的材料来控制。该上部电极环3204妄触并且通过该上部金属部件208^妄 地。不是^f吏用紧固才几构，如螺对全，而是该上部电极环320优选地由 该外部上部介电环322的夹紧力保持在适当的位置。例如，该环322 上向内延伸的凸缘322a可安装在环320向外延伸的凸缘320a下面。 该上部电极环320可由金属形成，如阳极氧化铝。在能够避免铝污染的情况下，该上部电才及环320可以由纯Si、 CVDSiC或^f壬^T合适的 高纯度导电材料形成。该夹紧装置比螺栓贯通设计的好处在于该夹 紧装置筒化了该上部电极环320的截面构造，由此降低消耗品成本 (CoC),并且允许为污染控制使用范围较广的材料。该上部电极环 3 2 0的,底部-表面 <尤选;也在该上部介电才反210的.底部表面上方垂直 <扁 移。在一种变化中，该上部电才及环320的内部和外部边《彖可进一步 向外延伸，和/或该上部电才及环320的底部表面与该板210的底部表面 同一平面，或比{亥表面<氐。该外部上部介电环322优选地由介电材料如八1203形成， 并且可涂有丫203。该外部上部介电环322包括周向间隔分开的螺紋 孑U324以容纳螺4全326用以一等该外部上部介电环322固定到该上部金 属部件208。该外部上部介电环322包括凸纟彖322a，用来将该上部电 极环320夹紧到该上部金属部件208。注意，每个螺纟全326是从该上 电极总成207的顶侧拧紧从而这些螺栓不会暴露于该等离子。该外 部上部介电环322的内部边》彖直径确定该环或用于清洁该刮-纟彖的环 状等离子的外径。该下电极总成211包括下部金属圏312和三个同心设置的 环下部可配置PEZ环306;下部电4及环或卡箍环308; ,口外部下部 介电环310。该基片280安装在该下部可配置PEZ环306的顶部表面 上。该通电电才及212的顶部表面、该基片280的底部表面和下部可配 置PEZ环306形成浅的真空区域凹口 (真空区域)330，其中真空泵 抽空该基片下方的该真空区域。例如，电极212中的升降销孔可与 真空泵连通。这样，该通电电极212起到真空卡盘的作用，用以在 清洁操作期间将该基片280保持在适当的位置。该下部可配置PEZ环306、下部电才及环308和下部金属圈 312由该底部介电环或聚焦环264支撑(更具体地，支撑在该底部介 电环的上部部分264a上)。该下部电才及环308通过该外部下部介电环310夹紧在该下部金属圏312,其中该下部金属圏312连4妻至该底部 室壁202b以4妄J也。例如，介电环310上向内延伸的法兰310a可覆盖 并且抵靠该电极环308上向外延伸的法兰308a夹紧。该聚焦环264将 该通电电极212与该下部电才及环308和该下部金属圈312电纟色缘。在 所示的实施例中，圈312包括与聚焦环264a配合的台阶内表面和与 介电环310配合的台阶外表面。该通电电才及212优选地由金属形成，如卩日才及氧化铝。在没 有该PEZ环306的情况下，该通电电极212会暴露于该等离子并且受 到其侵蚀，以及在需要高清洁度等离子的情况下，电极将由贵金属 组成以满足清洁度要求。相反，由于该下部可配置PEZ环306屏蔽该 通电电才及212不受该等离子影响，该通电电极212可由不太昂贵的电 极材料形成而不管怎样的清洁度要求。该下部可配置PEZ环306具有内部和外部凸纟彖306a、 306b,该内部凸纟彖306a用来将该下部可配置PEZ环306安装在该通电 电才及212的外部上部边乡彖和聚焦环264的上部部分264a上的凹口 。该
离子隔离区域。由于等离子侵蚀，该下部可配置PEZ环306也需要比 该下电极总成211的其他部件更频繁地更换，并且可以认为是消耗 部件。为了在更换过程中容易到达该下部可配置PEZ环306,该下部 可配置PEZ环306优选地安装为该凸缘306a覆盖该通电电极212的上 部表面212a和该聚焦环264的上部表面264c，并且可以在不/人该室 壁202去除该下电极总成211别的部件的情况下更换。该下部可配置PEZ环306优选地最小化该等离子对该通 电电极212的侵蚀。该下部可配置PEZ环306是优选地由导电、半导 电或介电材津牛形成，如环完全由氧4匕铝(A1203 )、氮4匕铝(A1N)、 氧化硅(Si02 )、碳化硅(SiC )、氮化硅(Si3N4 )、硅(Si )、氧化 钇(Y203 )或其他材料形成，或该支撑环124可以是金属、涂有导电或介电材料(如Si， SiC或Y203 )的陶瓷或聚合物，例如，陶瓷 (优选地八1203 )、或纯材料(如SiC )形成的复合环，以降低该基片 280运行期间的污染。该下部可配置PEZ环306还可由高电阻材^+形 成，4尤选i也，^f旦不限于，至少大约 105 ohm-cm。由于该通电电^L 212和该下部电极环308之间的电耦合受到该下部可配置PEZ环306 电属性影响，所以可通过改变该下部可配置PEZ环306的材冲牛来4空制 该等离子特性。该下部电极环308连接到该下部金属圈312并经由其^妄 地。不是使用紧固机构，如螺栓，而是该下部电极环308优选地通
环308可由金属形成，如阳才及氧化铝。在要最小4b该基片污染的情 况下，该下部电才及环308可由纯Si、 CVDSiC或任4可合适的高纯度导 电材料形成。该夹紧在合适位置的设备可简化该下部电极环308的 剖面结构，由此降低CoC并允许为污染控制使用较广范围的材料。该外部下部介电环310优选地由介电材料形成，如A1203, 并且涂有丫203。该外部下部介电环310包括螺紋孔314以容纳螺才全 316,用以将该外部下部介电环310固定到该下部金属^H"垫312。如 上面所讨-论的，该外部下部介电环310包^舌凸纟彖，其用于4夺该下部 电才及环308夹紧到该下部金属圈312 。图4是图2中区域C的放大视图。如所述，该垫板236设在 该上间隙驱动板234上并由紧固件270固定于该上间隙驱动板234。 为了补偿该上部和下部电极总成207、 211之间垂直轴不重合，该垫 板236利用该紧固件270松连接而浮动安装在该上间隙驱动板234 上。然后，该垫板236，其与该平面度调节总成220、上电极支撑件 218和上电才及总成207作为整体移动，在x和y方向移动以将该上电招* 总成207与该下电极总成211对准。在对准补偿之后，通过拧紧该紧 固件270将该垫板236固定于该上间隙驱动板234。
该斜面蚀刻器200优选地包括，但不限于，三个4交正 (leveling)螺杆总成238。每个螺杆总成238包括校正螺杆404, 具有与该平面度板222的内螺紋啮合的螺紋和精确读取该螺杆转动 角度的游标刻度；下部球面垫圏408，用以容纳该垫板236和平面度 板222之间的倾斜间隙(titled gap);锁紧螺栓406，具有与该垫板236 的内螺紋啮合的螺玟；和上部5求面垫圏402,用以容纳该4交正螺才干 404和该锁紧螺栓406之间的倾斜间隙。为了解决该上电极总成207 相对该下电极总成211的倾角，该平面度板222利用该锁紧螺栓406 松连接而安装在该垫板236上。然后，转动这三个校正螺杆404以调 节该倾角。随后，拧紧该锁紧螺栓406以将该平面度板222固定于该 垫板236。图5是图2中区域B的放大部分，说明定心器506,用以将 该上电极总成207与该下电极总成211对准。在组装该斜面蚀刻器 200期间，该定心器506用来代替该上部介电板210。组装该斜面蚀 刻器200步骤的进一步详细描述结合图9给出。如图5所述，该定心 器506包括围绕其底部边乡彖形成的环形突出部510。最小化该环形突 出部510的内径和该通电电才及212的外径之间的7>差以获得该上电 才及总成与该下电4及总成2ll在x和y方向的4青确对准。该定心器506的 外径与该上部介电一反210的外径相同，乂人而该定心器506在组装该刮-面蚀刻器200期间替代该上部介电板210。该定心器506包括至少一个与孔或^各径504对准的阶梯孑L 508, 乂人而该定心器506相对该下电才及总成211沿z轴具有4青确的角定 向。为了将该孔504与该孔508对准，将可移除的定位销502插入该 孑L508,其中该销502的底部尖部延伸进该孔504的顶部。如结合图3 所描述的，该起顶销通过孔504上下移动，其中每个孔504起到气体 通道的作用，真空泵通过这些通道4非空该真空区i或330。该通电电 极212起到真空卡盘的作用，并且通过该基片280的顶表面和底表面之间的压力差将该基片280保持在合适的位置(图3)。作为一种变 化，该下电极总成211可包括静电卡盘，替代真空卡盘。在这个情 况下，该静电卡盘i殳在真空区域330,并且在清洁操作期间将该基 片保持在合适的位置。图6示出按照另 一 实施例的斜面蚀刻器600的示意性剖3见 图。该斜面蚀刻器600的部件类似于图2示出的那些。不同之处在于 该下电极总成606包括基片支撑件612;设在该基片支撑件612上 的介电板或层610;和耦接至RF电源614的下部电极环616,用以拔_ 供RF功率以将该工艺气体激发为等离子以便清洁该斜缘。该基片支 撑件612可由导电材料或介电材料形成。该基片支撑件612起到真空 卡盘的作用并包4舌销单元。为了简洁，该销单元图6中未示。作为 一种变化，该斜面蚀刻器600可包括i殳在该基片支撑件612上的,争电 卡盘。在这个实施例中，该上电极总成604和上电极支撑件602分别 类似于图2中的该上电^ l总成207和上电4及支撑件218。在另 一种变 化中，该上部电才及环618可耦4妄至RF电源，而该下部电4及环6164妻》也。该斜面蚀刻器600包括间隙驱动总成、平面度总成和金属 波紋管，它们类似于图2中所示出的。为了简洁，这些部件在图6中 未示出。图7示出按照又一实施例的斜面蚀刻器700的示意性剖祸L 图。如图7所述，该斜面蚀刻器700包括壁702，具有开口或闸门 704，通过其装载/卸掉基片710;基片支撑件722,用以支撑该基片 710;上部金属部件720;和气体分配寿反718,贴附于该上部金属部 件720且耦接到气体输入740，并与该基片支撑件722相对。该斜面 蚀刻器700还包括；底部边缘电极或底部电极环728，由导电材料制 成，如铝；底部介电环726;顶部边纟彖电才及或顶部电才及环714;顶部 介电环716;和中空阴才及环732,用以生成等离子以清洁该杀+纟彖。.该 底部介电环726介于该基片支撑件722和该底部边缘电极728之间，并且与该基片支撑件和该底部边缘电极电绝缘。同样，该顶部介电
环716设在该气体分配板718和该顶部边缘电4及714之间，并且与该 气体分配才反和该顶部边纟彖电才及电隔离。在该顶部和底部边缘电才及714、 728之夕卜，有顶部和底部 绝纟彖环环712、 724，其由介电材津+制成，并且分别延伸该顶部和底 部边*彖电才及714、 728面向该基片710的表面。乂人顶部^府一见，该底告p 介电环726具有，^旦不限于，环形或矩形构造。同样，乂人顶部俯碎见， 该基片支撑件722、该底部边缘电极728和底部绝缘环724的外部边 缘具有，但不限于，环形或矩形构造。类似地，,人顶部俯视，该顶 部绝纟彖环712、顶部边纟彖电4及714、顶部介电环716,以及该气体分 配氺反718的外部边绮c具有，^旦不限于，环形或矩形构造。该气体分 配一反718优选地由介电材冲牛形成。该基片支撑件722的顶部表面，该基片710的底部表面和 该底部介电环726的顶部突出部形成去于闭的真空区域，其类似于该 真空区域330 (图3 ),其中该基片支撑件722起到真空卡盘的作用。 该基片支撑件722包才舌如先前讨^仑的销单元。在一个变4b中，该釗-面蚀刻器700可包括设在该基片支撑件722上的静电卡盘。如另 一 变 化，该上部和下部电才及总成706、 708可与图2所述相同。在又一变 化中，该基片支撑件722可由具有在其顶部表面形成的介电层的导 电材料制成。在又一变化中，该基片支撑件722所有部分由介电材 料形成。该中空阴极环732，其由导电材料(如铝)制成，位于该 绝缘环712、 724外侧。该中空阴极环732具有面向该斜》彖的通道734。 该通道734的宽度优选地大于例如大约1.5 cm。注意，该中空阴极环 732在装载/卸掉该基片710过程中凭借合适的装置(图7中未示)在
垂直方向移动。
该中空阴才及环732耦4妄到RF电源730，该顶部和底部边》泰 电极714、 728两者都4妄地。该RF电源提供频率范围为 2MHz至 13MHz的RF功率，例如。在一个变化中，该顶部边^彖电才及714井禺4妄 至RF电源，而该底部边》彖电才及728和该中空阴才及环732^妾地。在另一 个变化中，该底部边纟彖电4及728耦4妻至RF电源，而该顶部边纟彖电^L 714和该中空阴才及环732接地。该电容耦合等离子可用来清洁该室壁702内部。为了生成 用以清洁该内部的等离子，需要高频RF功率，例如，其频率范围乂人 27MHz至 60MHz。在图7实施例的一个变化中，该顶部边缘电杉L 714耦4妄至低频( 2MHz至 13MHz) RF电源，而该底部边缘电^f及 728耦接至高频RF电源，以及该中空阴极环732接地。在另一个变化 中，该顶部边纟彖电才及714耦4妄至高频RF功率，而该底部边纟彖电才及728 耦4妻至^氐频RF电源，该中空阴才及环732^妄地。在又一变化中，该顶 部边^彖电才及714和该中空阴才及环732^妄地，而该底部边乡彖电极728既 连接至高频RF电源又连接至低频RF电源。注意，该斜面蚀刻器700包括上电极支撑件701、间隙驱
动总成、平面度调节总成和金属波紋管，它们与图2中那些类似。 为了简洁，这些部件在图7中未示出。图8示出按照另 一 实施例的斜面蚀刻器800的示意性剖 一见 图。该斜面蚀刻器800的部件类似于图7中那些。 一个不同之处是感 应线圈818围绕该基片边乡彖以及该顶部边》彖电才及810和该底部边*彖 电才及816之间的间隙。该感应线圏818是嵌入在介电才才冲牛814中，介 电材料814耦接至介电支撑件812。该介电支撑件812包括合适的枳^ 构(图8中未示)，用以在装载/卸掉该基片808期间在垂直方向移动 该介电才才冲牛814和线圏818。
该感应线圈818茅禺接至RF电源806。在该杀牛^彖清洁工艺期 间，该RF电源806提供范围在，^f旦不限于， 2MHz至 13MHz的RF 功率以在该基片边缘附近生成感应等离子。该顶部边缘电极810和 该底部边纟彖电才及816^妻地以为该感应等离子4是供返回^各径。该感应 线圈818提供清洁等离子以清洁该斜缘。在一个变化中，该感应线 圏818还耦4妾至高频RF电源以生成用以清洁该室壁802内壁的等离 子。注意该斜面蚀刻器800包括上电极支撑件804、间隙驱动
总成、平面度调节总成和金属波紋管，它们与图2中那些类似。为 了简洁，这些部件在图8中未示。还注意，该斜面蚀刻器800具有类 似于图7那些的变换。例如，该顶部和底部边缘电极810、 816可用 来生成用于清洁该壁802内部的等离子。该顶部边*彖电才及810可岸禺4妻 至高频( 27MHz至 60MHz ) RF电源，而该底部边*彖电才及816^妻;也。 在另一例子中，该顶部边乡彖电极8104妻地，而该底部边》彖电极816專禺 4妻至高频RF电源。注意，图2中的该上电才及支撑件218、间隙驱动总成224 和平面度调节总成220可与别的上电极总成构造一起使用，只要该 上电才及总成能够正确i也固定于该上电才及支撑^牛218。还注意，该上 电极支撑件218、平面度调节总成220和上电极总成211可以具有通
过它们的任何合适4t目的气体通道或气体输入。图9示出说明组装该斜面蚀刻器200示范性步骤的流程 图。在步骤902,将该下电极总成211安装在该底部室壁202b上，并 且通过合适的才交正才几构在x和y方向才交正。然后，在步艰朵904，将该 定心器506安装在该下电^l总成211的该通电电4及212上。接着，在 步-骤906， ^!争该上部金属部^f牛208i殳在该定心器506上。该上吾P电才及 环320可通过将其外部凸缘320a安装在外部介电环322的凸缘322a 上方并将螺栓326拧进该外部介电环322 (图3和5)而夹紧抵靠金属
21部件208,类似地，下部电极环308可通过将其外部凸缘308a安装在 该外部介电环310的凸纟彖310a下方并^l寻螺4全316柠进该外部介电环 310而夹紧抵靠金属衬垫312。接着，在步骤908,安装该顶部室壁 202a和上电极支撑件218。该上电极支撑件218通过一个或多个销与 该上部金属部件208对准，并且通过一个或多个紧固件(图2中未示) 固定于该上部金属部^牛208。在步骤910，金属波紋管250贴附于该 顶部室壁202a和上电才及支撑件218。该金属波紋管250在该室壁202a 和上电极支撑件218之间形成真空密封，同时允许该上电极支撑件 218相只于于该壁202a垂直移动。然后，在步驶《912,安装该间隙马区动 总成224。接着，在步骤914,将该垫板236安装或者利用该紧固件 270松连接浮动安装在该间隙驱动总成的该上间隙驱动板234上。在 步骤916，安装该平面度调节总成220。在这个步艰《，该平面度调节 总成220的该圆柱部分272通过一个或多个销与上电才及支撑件218乂寸 准并通过一个或多个紧固件266固定于该上电才及支撑件218。拧紧该 紧固件270以将该垫板236固定于该上间隙驱动板234。并且，该平 面度板222利用锁紧螺栓406 (图4 )松连接设在该垫板236上。接着， 在步骤918,该定心器506由该上部介电板210替换。在安装介电板 210时，该内部PEZ环还通过^l夸凸^彖318安装在凸多彖210a (图3 )下面 来安装，以及安装一个或多个紧固件266以将该上部介电板210固定 于该上电4及支撑件218。该紧固件266具有螺紋末端，其与形成在该 上部介电板210内的螺紋孔啮合。这样，该紧固件266将该平面度调 节总成220和上电极支撑件218固定于该上电极总成207，从而这三 个部件作为一个整体移动。在步骤920，转动这三个校正螺杆404以 调节该上电极总成207相对该下电极总成211的倾角。在完成平面度 调节之后，拧紧该锁紧螺栓406以将该平面度外反222固定于该垫一反 236。最后，在步骤922,柠紧该紧固件270 (位于板236的孔中，该 孔比螺栓杆宽)以将该垫板236固定于该上间隙驱动板234。
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尽管本发明参照其具体实施例来详细描述，但是对于本
领域才支术人员来i兌，显然可进4亍多种不同的改变和<务改，以及应用
等同方式，而不背离所附;f又利要求的范围。
权利要求
1.一种用于等离子清洁半导体基片的斜面蚀刻器，包括具有内部的室，在其中等离子清洁半导体的斜缘；下电极总成，具有顶部表面并适于支撑具有斜缘的基片；上电极总成，包括底部表面，其对着该顶部表面并且与该顶部表面隔开以形成用于在其中容纳基片的间隙，该下和上电极总成可运行以生成在运行期间清洁该斜缘的等离子；和至少一个机构支撑该上和/或下电极总成，并且适于调节该底部表面相对顶部表面的倾角和/或水平位移。
2. 根据权利要求1所述的斜面蚀刻器，其中该机构包括固定于该 上电极总成的平面度板和多个校正螺杆，每个校正螺杆在转动 时使得该平面度板相对于该底部电极总成倾斜，从而该底部表 面相只f于该顶部表面倾杀+ 。
3. 根据权利要求2所述的斜面蚀刻器，其中(a)该机构包括垫 板，其固定于并且设在该平面度板下方，其中该垫板适于在平 4亍于该顶部表面的平面上滑动，乂人而该上电才及总成相对于该下 电才及总成平移；和/或(b)间隙驱动总成，其固定于该平面度 才反并且可运行以在该顶部表面的法向移动该平面度4反由此在 该方向上调节该顶部和底部表面之间的间隙。
4. 根据权利要求3所述的斜面蚀刻器，其中该间隙驱动总成包 括多个滑动安装块，固定于该平面度板，每个滑动安装块 具有相对该方向倾杀牛的底部表面；滑动部件，包括具有顶部表面的多个块驱动板，该底部表面能够沿着其滑动以〗吏得该安装块在该方向移动； 具有输出轴的马达； 耦4妄至该输出轴的螺杆；和执行器，耦接至该螺杆和该滑动部件，并且可运行以将 该输出轴的旋转运动转换为该滑动部件的滑动，由此影响该平 面度纟反沿it方向的运动。
5. 根据权利要求1所述的斜面蚀刻器，其中该机构包括至少一个 穿过其延伸至该上电极总成的工艺气体通道。
6. 根据权利要求5所述的斜面蚀刻器，其中该上电极总成包括固定于该才几构的上部金属部^f牛；和固定于并"i殳在该上部金属部件下方的上部介电4反。
7. 根据权利要求6所述的斜面蚀刻器，其中(a )该上部金属部 件和上部介电纟反包括至少一个耦4妄至该工艺气体通道的孔，形 成气体出口，其中将工艺气体通过该气体出口引入该间隙；和 /或(b)该上部介电板包括至少一个测量该间隙垂直高度的间 隙传感器。
8. 根据权利要求7所述的斜面蚀刻器，其中该间隙传感器选自电 感、激光、电容、声学和线性差动变压器(LVDT)传感器。
9. 根据权利要求1所述的斜面蚀刻器，其中该下电极总成包括围 绕该顶部表面并设在其下方的下部电极环，该上电极总成包括 围绕该底部表面的上部电4及环。
10. 根据权利要求9所述的斜面蚀刻器，其中(a)该上部和下部 电极环之一接地，另一个耦接至射频(RF)电源，用以在运 4亍期间4是供RF功率以生成该等离子；(b)中空阴才及环沿该釗-纟彖i殳置，其中该中空阴才及环和该上部和下部电才及环之一井禺4妾至 射频(RF)电源用以才是供RF功率以生成该等离子，而其他的 接地；或(c)感应线圈，其耦接至射频(RF)电源，同心围子，其中该上部和下部电极环接地。
11. 根据权利要求1所述的斜面蚀刻器，其中该底部电才及总成包 括卡盘体；和介电环，其围绕该卡盘体的上部边缘以形成,皮该卡盘体 的顶部表面和该介电环围绕的真空区i或，该介电环适于支4掌该 基片/人而该基片的底部表面去于闭该真空区i或；其中，运4亍期间，该真空区i成由真空泵4非空以爿寻该基片 保持在该介电环上合适的位置。
12. 根据权利要求11所述的斜面蚀刻器，其中(a)该卡盘体的 顶部部分由介电材坤+形成；和/或(b)该上部和下部电极环4姿 地，其中该卡盘体由耦4妄至射频(RF)电源的导电材料组成， 用以在运4亍期间^是供RF功率以生成该等离子。
13. 根据权利要求1所述的斜面蚀刻器，其中(a)该下电极总成 包括静电卡盘，其在运行期将该基片夹紧在合适的位置，以及 支撑件，该静电卡盘设置在其上；和/或(b)该蚀刻器进一步 包4舌部分围绕该上和下电才及总成的室壁，和金属波乡丈管，其固 定于该室壁和该才几构，并且可运4亍以在它们之间形成真空密 去于，同时允i午该才几构相只寸于该室壁垂直移动。
14. 根据权利要求2所述的斜面蚀刻器，其中该机构包括固定于该 上电极总成的平面度板，和固定于并设在该平面度板下方的垫 板，其中该垫板适于在平行于该顶部表面的平面上滑动，从而 该上电^^总成相对该下电^l总成水平平移。
15. 根据权利要求14所述的斜面蚀刻器，进一步包括间隙驱动总成，其固定于该平面度才反并可运4亍以在正交 于该顶部表面的垂直方向移动该平面度纟反以^f更在该垂直方向 调节该顶部,口底部表面之间的间隙。
16. 根据权利要求15所述的斜面蚀刻器，其中该间隙驱动总成包 括多个滑动安装块，其固定于该平面度板，每个滑动安装 块具有相对于该垂直方向倾斜的底部表面；滑动部件，其包4舌多个具有顶部表面的块驱动板，该底 部表面可沿该顶部表面滑动佳J寻该安装块在该垂直方向移动；具有输出轴的马达；耦接至该输出轴的螺杆；和才丸4亍器，其耦4妄至该螺杆和该滑动部件，并且可运4亍以 将该输出轴的旋转运动转换为该滑动部件的滑动，由此影响该 平面度一反沿该垂直方向的运动。
17. —种组装根据权利要求1的斜面蚀刻器的方法，其中该机构包 括多个4交正螺杆，包括才交正该下电才及总成；将该上电才及总成i殳在该下电才及总成上方； ^1夸该才几构固定于该上电才及总成；和转动至少 一 个校正螺杆以调节该底部表面相对于该顶部 表面的令页角。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中该上电极总成包括固定于 该才几构的上部金属部4牛和固定于并i殳在该上部金属部4牛下方 的上部介电板，其中设置该上电极总成的步骤包括将定心器安装在该下电才及总成上；和将该上部金属部件安装在该定心器上，其中将该机构固 定于该上电极总成的步骤包括一夸该才几构i殳在该上部金属部4牛上，4夸该才几构固定于 该上部金属部件以爿夸该上电4及总成悬置在该下电才及总成 上方；去F余该定心器；和将该上部介电才反固定于该上部金属部件。
19. 一种清洁半导体基片的斜缘的方法，包括将半导体基片装载进根据权利要求i所述的该斜面蚀刻器；将工艺气体喷射进该顶部和底部表面之间的间隙；和 将该工艺气体激发为等离子以清洁该基片的斜缘。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中该半导体基片选自晶片、 平面显示器或电3各板。
全文摘要
一种清洁半导体基片斜缘的装置。该装置包括具有顶部表面并适于支撑该基片的下电极总成以及具有相对该顶部表面的底部表面的上电极总成。该上和下电极总成生成等离子，用以在运行期间清洁设在该顶部和底部表面之间的该基片的斜缘。该装置还包括将该上电极总成悬置在该下部支撑件上方并且调节该底部表面相对该顶部表面的倾角和水平位移的机构。
文档编号H01L21/3065GK101589458SQ200880003247
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, 安德拉斯·库蒂, 安德鲁·D·贝利三世, 格雷戈里·塞克斯顿, 艾伦·M·舍普, 金允尚 申请人:朗姆研究公司