[发明专利]使用大于晶圆直径的等离子体排除区域环控制斜面蚀刻膜轮廓

权利要求书

1.一种清洁半导体衬底的斜面边缘的方法，包括：

将半导体衬底放在等离子体处理装置的反应室中的衬底支架上，该衬底具有覆盖该衬底的上表面和斜面边缘的电介质层，该层在该斜面边缘的顶点的上方和下方延伸；

将工艺气体引入该反应室内；

将该工艺气体激励为等离子体；以及

用该等离子体清洁该斜面边缘从而除去该顶点下方的该层而不除去该顶点上方的该层的全部。

2.根据权利要求1所述的方法，其中用该等离子体清洁该斜面边缘进一步包括蚀刻该层，其中在该顶点的蚀刻速率比沿着该斜面边缘的上部由该顶点向内的蚀刻速率更高。

3.根据权利要求1所述的方法，其中该层是层间电介质材料；以及该等离子体处理装置是斜面蚀刻机，其中在从该斜面边缘向内延伸的、该衬底的该上表面上的部分不被蚀刻。

4.根据权利要求1所述的方法，其中该工艺气体包含从O₂和CO₂中选出来的基于氧的气体。

5.根据权利要求4所述的方法，其中该工艺气体进一步包含基于氟的气体。

6.根据权利要求5所述的方法，其中该基于氟的气体包括CF₄、SF₆、NF₃或C₂F₆。

7.根据权利要求1所述的方法，其中该清洁除去该斜面边缘上和/或该衬底背部上的蚀刻副产物。

8.根据权利要求1所述的方法，其中该衬底是半导体晶圆且该清洁是用斜面蚀刻等离子体处理装置进行的，其中最靠近该晶圆的上等离子体排除区域环的一部分的外径等于或大于该晶圆的外径。

9.根据权利要求8所述的方法，其中该衬底是300mm直径的硅晶圆。

10.根据权利要求1所述的方法，其中该层是低k或高k电介质层。

11.根据权利要求1所述的方法，其中该层是氧化硅、有机硅酸盐玻璃(OSG)、氟化石英玻璃(FSG)、碳掺杂氧化物、中孔和/或纳米孔玻璃、有机聚合物、硼磷硅玻璃(BPSG)或原硅酸四乙酯(TEOS)。

12.一种斜面蚀刻机，其中半导体晶圆的斜面边缘在该斜面蚀刻机中经受等离子体清洁，该斜面蚀刻机包含：

具有圆柱形顶部的下支架；

在该下支架的该顶部上支撑的下等离子体排除区域(PEZ)环，该下等离子体排除区域环具有上表面，该晶圆被支撑在该上表面上；

上电介质元件，置于该下支架上方并具有对着该下支架的该顶部的圆柱形底部；

围绕该电介质元件的底部并对着该下等离子体排除区域环的上等离子体排除区域环，该下和上等离子体排除区域环之间的环形空间限制要用该等离子体清洁的该斜面边缘的范围；以及

至少一个适于在清洁操作过程中将工艺气体激励为该等离子体的射频(RF)电源；

其中该下和上等离子体排除区域环适于在该清洁操作过程中分别保护该下支架和该上电介质元件免于该等离子体损害；以及

其中最靠近该晶圆的该上等离子体排除区域环的一部分的外径至少等于该晶圆的外径。

13.根据权利要求12所述的斜面蚀刻机，其中该晶圆是300mm直径的晶圆而最靠近该晶圆的该上等离子体排除区域环的该部分的外径比该晶圆的外径大0.5mm到5mm。

14.根据权利要求12所述的斜面蚀刻机，其中该下等离子体排除区域环具有上表面，该晶圆被支撑在该上表面上从而该衬底的该斜面边缘延伸超出该上表面的外缘。