[发明专利]用于处理半导体工件的设备

说明书

根据本发明，提供一种用于处理半导体工件的设备，包括：第一室，其具有第一等离子体产生源和用于将气体供应引入所述第一室的第一气体供应部；第二室，其具有第二等离子体产生源和用于将气体供应引入所述第二室的第二气体供应部，所述第二气体供应部与所述第一气体供应部能相互独立地控制；置于所述第二室中的工件支承件；以及多个气流通路限定元件，用于限定在所述工件放置在所述工件支承件上时邻近所述工件的气流通路，其中所述气流通路限定元件包括用于保护晶片边缘和/或在晶片边缘周围向外的区域的至少一个晶片边缘区域保护元件以及与所述晶片边缘区域保护元件间隔开以限定所述气流通路的至少一个辅助元件。

技术领域

本发明涉及用于处理半导体工件的设备。

背景技术

等离子体蚀刻被广泛地使用于半导体装置的制造中。这些装置的低成本制造需要等离子体蚀刻系统迅速地移除所需要的层，同时在被处理的晶片之间和内部保持由用户规定的均一性(例如蚀刻率和选择性)。频繁地，因为在许多情况中均一性在处理执行过程中随着蚀刻率上升而降低，因此在平均蚀刻率和均一性之间要达成一个妥协。

硅晶片中的高速率各向异性等离子体蚀刻的特征典型地通过专利号为[US5501893]的“博士处理(Bosch process)”或者专利号为[US 8133349]的循环沉积/蚀刻处理来获得。沉积和蚀刻步骤循环地在等离子体蚀刻工具中执行以实现未被掩模保护的硅的相对高去除速率。这种类型的处理具有广泛的商业应用并且被用于制造MEMS(微电子机械系统)、陀螺仪、加速计、传感器、硅通孔(TSV)甚至晶片划片或减薄。由于成本因素，在所有实例中，期望尽可能快地制造部件并且这最终导致大量努力在开发可以允许硅的高蚀刻率的硬件和处理上。

然而，应该理解的是，处理的均一性也是一个非常重要的考虑。在许多应用中，一些部件(晶圆)在晶片上形成图案并且从所有部分上移除的材料的量应该相似。理想地去除材料的量应相同，但是实际上达到相同的条件非常难以实现。如果将要维持最大的产量，应以同样的方式处理晶片的中心部分和边缘。还期望，蚀刻率在整个晶片上相似或者相同。如果情况不是这样，一些部分将会早于其它部分完成并且在一些示例中这可以证明这对经过过度蚀刻的部分有害。将使事情更加复杂化的是，等离子体均一性还可以影响蚀刻到被掩蔽的硅晶片中的特征的角度。通常，在晶片的边缘，一些离子以小于垂直入射角的方式碰击晶片表面，这导致在被蚀刻的各项异性特征中的微小“倾斜”。US 5683548描述了一种ICP反应器，其中气体和射频的独立控制射频可应用到一系列的同心通道。通过使用同心通道(通常在一个平面)，一些程度上可以减小通道附近的径向等离子体非均一性。然而，接近晶片表面处的非均一性仍然存在。

发明内容

本发明，至少在一些实施例中，解决了以上提及的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种用于处理半导体工件的设备，包括：

第一室，其具有第一等离子体产生源和用于将气体供应引入所述第一室的第一气体供应部；

第二室，其具有第二等离子体产生源和用于将气体供应引入所述第二室的第二气体供应部，所述第二气体供应部与所述第一气体供应部能相互独立地控制；

置于所述第二室中的工件支承件；以及

多个气流通路限定元件，用于限定在所述工件放置在所述工件支承件上时邻近所述工件的气流通路，其中所述气流通路限定元件包括用于保护晶片边缘和/或在晶片边缘周围向外的区域的至少一个晶片边缘区域保护元件以及与所述晶片边缘区域保护元件间隔开以限定所述气流通路的至少一个辅助元件。

晶片边缘区域保护装置元件可为环形晶片边缘保护装置。

辅助元件可包括一个或多个挡板。至少一个辅助元件可为环形挡板。

辅助元件可置于晶片边缘区域保护元件的内部部分的上方。

辅助元件可置于晶片边缘区域保护元件的外部部分的上方。