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CN1777691B - 用于减少处理过程中基片背部的淀积的方法和装置 - Google Patents

用于减少处理过程中基片背部的淀积的方法和装置 Download PDF

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CN1777691B CN2004800106833A CN200480010683A CN1777691B CN 1777691 B CN1777691 B CN 1777691B CN 2004800106833 A CN2004800106833 A CN 2004800106833A CN 200480010683 A CN200480010683 A CN 200480010683A CN 1777691 B CN1777691 B CN 1777691B
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Abstract

一种被构造成能够耦连到基片支座上的聚焦环组件，包括：聚焦环，以及耦连到聚焦环上的二级聚焦环，其中二级聚焦环被构造成能够减少处理过程的残留物在基片的背部表面上的淀积。

Description

用于减少处理过程中基片背部的淀积的方法和装置
相关申请的交叉参考
本申请涉及并要求2003年3月21日提交的美国临时申请60/456,229的优先权。该申请的内容作为参考引入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于减少处理过程中基片背部淀积的方法和装置，更具体地说，是涉及一种在等离子体处理系统中用来包围基片的聚焦环。
背景技术
在半导体工业中集成电路(IC)的制造一般利用等离子体，在从基片上除去材料以及将材料淀积到基片上所必需的等离子体反应器内，来产生和促进表面化学。通常，等离子体是通过将电子加热到具有足以用所供应的处理气体来维持电离碰撞的能量，而在真空条件下于等离子体反应器内形成的。此外，加热电子具有足以维持离解碰撞的能量，并因此选择一组预定条件(例如室压力、气体流速等)下的气体，从而产生一群适合在腔室内实施的特定处理过程(例如将材料从基片上除去的蚀刻处理过程，或者将材料施加到基片上的淀积处理过程)的带电荷的样本和化学活性样本。
虽然一群带电荷的样本(离子等)和化学活性样本的形成，对于在基片表面实施等离子体处理系统的功能(即材料蚀刻、材料淀积等)是必需的，但是处理室内部上的其它元件表面暴露于物理和化学活性等离子体中，并及时发生腐蚀。等离子体处理系统中暴露元件的腐蚀，导致等离子体处理性能的逐渐退化，最终使系统完全瘫痪。
为了使由于暴露于处理过程的等离子体中而持续的损害最小，将一种可消耗或可更换的元件例如用硅、石英、氧化铝、碳或碳化硅制造的元件插入处理室内，以保护更贵重的元件表面，这些贵重元件在频繁更换的过程中造成更大的成本和/或影响处理过程中的变化。而且，需要选择使不想要的污染物、杂质等进入处理等离子体和基片上形成的部件中的机会最小的表面材料。这些可消耗的或可更换的元件经常被认为是在系统清洁过程中频繁维修的处理过程包的一部分。例如，聚焦环通常座落在基片支座上并包围基片，而聚焦环的存在影响基片边缘的处理效果。
发明内容
本发明提供了一种用于减少处理过程中基片背部淀积的方法和装置。
一种与基片支座(被构造成能够支撑暴露于处理系统内处理过程中的基片)耦连的聚焦环组件，包括：耦连到基片支座上的聚焦环；以及与所述聚焦环耦连的二级聚焦环，所述二级聚焦环被构造成能够减少来自处理过程的材料在基片背部表面上的淀积。
一种用于包围处理系统中基片支座上的基片的聚焦环的使用方法，包括：在处理系统中安装聚焦环组件，其中聚焦环组件包括耦连到基片支座上的聚焦环，以及与所述聚焦环耦连的二级聚焦环，所述二级聚焦环被构造成能够减少来自处理过程的材料在基片背部表面上的淀积；将基片装载到处理系统内；以及处理基片。
附图说明
通过参照附图阅读下面的本发明示范性实施例的详细描述，本发明的这些和其它优点将变得更加明显且更容易理解，其中：
图1是按照本发明一个实施例的等离子体处理系统的示意性方框图；
图2是图1所示的等离子体处理系统中一部分常规基片支座的放大截面图；
图3是按照本发明一个实施例的等离子体处理系统的一部分基片支座的放大截面图；
图4是按照本发明一个实施例的等离子体处理系统的一部分基片支座的放大截面图；
图5是按照本发明一个实施例的等离子体处理系统的一部分基片支座的放大截面图；
图6是按照本发明一个实施例的等离子体处理系统的一部分基片支座的放大截面图；
图7是按照本发明一个实施例的等离子体处理系统的一部分基片支座的放大截面图；
图8是按照本发明一个实施例的等离子体处理系统的一部分基片支座的放大截面图；
图9表示出按照本发明一个实施例的等离子体处理系统中的聚焦环的使用方法。
具体实施方式
在等离子体蚀刻中，为了影响基片四周的处理性能，可采用聚焦环。对于常规系统，聚焦环，正如以下更详细描述的，简单地座落在基片附近的基片支座顶上，而其内径稍大于基片的外径。一般，聚焦环包括为给定处理过程专门选择的材料，例如硅、石英、氧化铝、蓝宝石、碳化硅、碳等。
例如，等离子体处理系统1(诸如能够等离子体蚀刻的处理系统)在图1中绘出，包括处理室10、上组件20、上壁24、用于支撑基片35的基片支座30、以及耦连到真空泵(未示出)上、用于在处理室10内提供减压环境11的泵管40。处理室10诸如能够在基片35附近的处理空间12中容易地形成处理过程的等离子体。等离子体处理系统1被构造成能够处理多种不同的基片(即200mm的基片、300mm的基片或更大的基片)。
在图示的实施例中，上组件20包括盖帽、气体注射组件和上电极阻抗匹配网络中的至少一个。例如，上壁24诸如被构造成包括电极，该电极与射频(RF)源耦连，并因此容易作为等离子体处理系统1的上电极。在另一个替换型实施例中，上组件20包括盖帽和上壁24，其中上壁24保持在与处理室10相等的电位上。例如，处理室10、上组件20和上壁24与地电位电连接，并容易作为等离子体处理系统1的接地壁。
处理室10诸如还可以包括用于避免等离子体处理室10暴露于处理空间12中处理过程的等离子体中的淀积屏蔽14，和光学视口16。光学视口16可包括与光学窗口淀积屏蔽18的背面耦连的光学窗口17，而光学窗口凸缘19被构造成能够将光学窗口17耦连到光学窗口淀积屏蔽18上。密封部件例如O型环可配备在光学窗口凸缘19与光学窗口17之间、光学窗口17与光学窗口淀积屏蔽18之间、以及光学窗口淀积屏蔽18和处理室10之间。光学窗口淀积屏蔽18可以穿过淀积屏蔽14内的开口70。光学视口16诸如能够监测来自处理空间12中处理过程的等离子体的光学发射。
基片支座30诸如还包括被波纹部件(bellows)52包围的垂直平移部件50，而波纹部件52与基片支座30和处理室10耦连，并被构造成能够密封垂直平移部件50以免其暴露于处理室10内的减压环境11中。此外，波纹部件屏蔽54诸如能够与基片支座30耦连，并被构造成能够保护波纹部件52以免其暴露于处理过程的等离子体中。基片支座10还与聚焦环60、以及任选地与屏蔽环56耦连。而且，挡板58诸如围绕基片支座30的四周伸展。挡板58以图1所示的角度倾斜，或者不以角度倾斜(即水平或平坦的)。
基片35诸如通过缝隙式阀门(未示出)转移到处理室10内以及从其中移出，并经自动基片转移系统进行室馈通(feed-through)，在转移系统中基片被容纳在基片支座30内的基片起模针(未示出)接收，并被容纳在其内内的部件机械平移。一旦从基片转移系统接收基片，其就被降到基片支座30的上表面。
基片35诸如经静电夹持系统固定到基片支座30上。而且，基片支座30诸如还包括具有再循环冷冻液流的冷却系统，所述冷冻液流从基片支座30接收热量并将热量传递给热交换系统(未示出)，或者在加热时，将热量从热交换系统传递给基片支座30。而且，气体诸如经背面气体系统能够输送到基片35的背面，从而提高基片35与基片支座30之间的气-隙热导。当需要在升温或降温时对基片进行温度控制时，就采用这样的系统。在其它实施例中，包括加热元件例如电阻加热元件或热电加热器/冷却器。
在图示的实施例中，如图1所示，基片支座30可包括电极(未示出)，RF电源通过该电极耦连处理空间12内处理过程的等离子体。例如，基片支座30通过RF发生器(未示出)通过阻抗匹配网络(未示出)到基片支座30的RF能量传输，在RF电压发生电偏压。RF偏压用来加热电子，以形成和维持等离子体。在这种构造中，系统可作为活性离子蚀刻(RIE)反应器来工作，其中室和上气体注射电极用作接地表面。RF偏压的一般频率为1MHz-100MHz，诸如13.56MHz。等离子体处理的RF系统对于本领域的技术人员来说是众所周知的。
或者是，利用平行板、电容耦合等离子体(CCP)源、电感耦合等离子体(ICP)源、变压器耦合等离子体(TCP)源、它们的任意组合、并且带有及不带有DC磁铁系统，来形成在处理空间12中构成的处理过程的等离子体。或者是，利用电子回旋共振(ECR)在处理空间12中形成处理过程的等离子体。在又一个实施例中，由Helicon波的发射在处理空间12中形成处理过程的等离子体。在又一个实施例中，由扩散表面波在处理空间12中形成处理过程的等离子体。
在图2中，表示出一部分基片支座30的放大截面图。基片支座30被构造成能够支撑基片35，其还被构造成能够利用与基片支座30耦连的静电夹(ESC)将基片35夹持到基片支座30上。基片支座30还包括涂层32。此外，基片支座30包括用来捕获聚焦环60的阶梯34，聚焦环60在此处耦连到基片支座30上，以便影响基片35四周的处理。如图2所示，基片35包括周缘36，此周缘具有在基片支座30上的阶梯34的内径之外延伸的半径，因此基片35的背部表面38变成暴露的。而且，聚焦环60包括内唇缘62，内唇缘62在基片35的周缘36之下并在二者之间形成余隙空间70。例如，基片35的下侧与聚焦环60的上表面之间的垂直尺寸一般为0.5mm。此外，例如，基片35的边缘与聚焦环60之间的横向尺寸一般为2mm。当处理基片35时，尤其是在基片35上的材料膜内特征元件蚀刻时，余隙空间70的存在就允许处理过程的残留物淀积在基片35的背部表面38上。诸如，这些淀积据知发生在蚀刻低-k电介质膜(例如在商业上从Dow Chemical购得的SiLK(硅低-k))时。
图3表示出一部分基片支座130的放大截面图。基片支座130被构造成能够支撑基片135，其还被构造成能够利用与基片支座130耦连的静电夹(ESC)将基片135夹持到基片支座130上。基片支座130还包括涂层132。而且，如图3所示，基片支座130包括：与基片支座130耦连并被构造成能够包围基片135的聚焦环160，其中在基片135与聚焦环160之间形成余隙空间170；以及与聚焦环160耦连并被构造成能够占据余隙空间的至少一部分的二级聚焦环180。基片支座130包括具有内部径向阶梯表面137和阶梯接收表面139的阶梯134，其中阶梯接收表面139被构造成能够与聚焦环160匹配。聚焦环160包括唇缘162，唇缘162具有被构造成能够接收二级聚焦环180的唇缘接收表面164。唇缘接收表面164能够在内部径向唇缘表面166与外部径向唇缘表面168之间延伸。而且，内部径向唇缘表面166诸如能够与基片支座130的内部径向阶梯表面137匹配(如图3所示)。
如图3所示，基片135包括周缘136，此周缘具有在基片支座130的阶梯134的内部径向阶梯表面137之外延伸的半径，因此基片135的背部表面138变成暴露的。二级聚焦环180包括上表面182、下表面184、内部径向边缘表面186和外部径向边缘表面188。二级聚焦环180的至少一部分上表面182与基片135的背部表面138匹配，而至少一部分下表面184与唇缘接收表面164匹配。外部径向边缘无需延伸到外部径向唇缘表面168，但需要经过周缘136。
二级聚焦环180是用柔顺材料形成的。例如，所述柔顺材料包括硅橡胶、聚酰亚胺(例如Vespel)和聚四氟乙烯(Teflon)中的至少一种。或者是，二级聚焦环180是用刚性材料形成的，其中聚焦环160和二级聚焦环180与基片支座130一起制造并组装，且具有足够的公差，从而避免基片135在夹持过程中破裂。例如，刚性材料包括硅、碳化硅、氮化硅、二氧化硅和碳中的至少一种。或者是，二级聚焦环180是用具有等于或小于20Ω-cm电阻率的硅形成的。或者是，二级聚焦环180是用具有等于或小于2Ω-cm电阻率的硅形成的。或者是，二级聚焦环180是用等于或小于0.020Ω-cm电阻率的硅形成的。
在另一个实施例中，图4表示出一部分基片支座230的放大截面图。基片支座230被构造成能够支撑基片235，其还被构造成能够利用与基片支座230耦连的静电夹(ESC)将基片235夹持到基片支座230上。基片支座230还包括涂层232。而且，如图4所示，基片支座230包括：与基片支座230耦连并被构造成能够包围基片235的聚焦环260，其中在基片235与聚焦环260之间形成余隙空间270；以及与聚焦环260耦连并被构造成能够占据至少一部分余隙空间270的二级聚焦环280。基片支座230包括具有内部径向阶梯表面237和阶梯接收表面239的阶梯234，其中阶梯接收表面239被构造成能够与聚焦环260匹配。聚焦环260包括唇缘262，唇缘262具有被构造成能够接收二级聚焦环280的唇缘接收表面264。唇缘接收表面264能够在内部径向唇缘表面266与外部径向唇缘表面268之间延伸。而且，内部径向唇缘表面266诸如能够与基片支座230的内部径向阶梯表面237匹配(如图4所示)。
如图4所示，基片235包括周缘236，此周缘具有在基片支座230的阶梯234的内部径向阶梯表面237之外延伸的半径，因此基片235的背部表面238变成暴露的。二级聚焦环280包括上表面282、下表面284、内部径向边缘表面286和外部径向边缘表面288。至少一部分下表面284与阶梯接收表面264匹配。
二级聚焦环280是用刚性材料形成的。例如，刚性材料包括硅、碳化硅、氮化硅、二氧化硅和碳中的至少一种。或者是，二级聚焦环280是用柔顺材料形成的。例如，所述柔顺材料包括硅橡胶、聚酰亚胺(例如Vespel)和聚四氟乙烯(Teflon)中的至少一种。或者是，二级聚焦环280是用具有等于或小于20Ω-cm电阻率的硅形成的。或者是，二级聚焦环280是用具有等于或小于2Ω-cm电阻率的硅形成的。或者是，二级聚焦环280是用等于或小于0.020Ω-cm电阻率的硅形成的。
在另一个实施例中，图5表示出一部分基片支座330的放大截面图。基片支座330被构造成能够支撑基片335，其还被构造成能够利用与基片支座330耦连的静电夹(ESC)将基片335夹持到基片支座330上。基片支座330还包括涂层332。而且，如图5所示，基片支座330包括：与基片支座330耦连并被构造成能够包围基片335的聚焦环360，其中在基片335与聚焦环360之间形成余隙空间370；以及与聚焦环360耦连并被构造成能够占据至少一部分余隙空间370的二级聚焦环380。基片支座330包括具有内部径向阶梯表面337和阶梯接收表面339的阶梯334，其中阶梯接收表面339被构造成能够与聚焦环360匹配。聚焦环360包括唇缘362，唇缘362具有被构造成能够接收二级聚焦环380的接收表面364。接收表面364能够在内部径向唇缘表面366与外部径向唇缘表面368之间延伸。而且，内部径向唇缘表面366诸如能够与基片支座330的内部径向阶梯表面337匹配(如图5所示)。
如图5所示，基片335包括周缘336，此周缘具有在基片支座330的阶梯334的内部径向阶梯表面337半径之外延伸的半径，因此基片335的背部表面338变成暴露的。二级聚焦环380包括第一上表面381、经上径向表面383与第一上表面381耦连的第二上表面382、下表面384、内部径向边缘表面386和外部径向边缘表面388。至少一部分下表面384与阶梯接收表面364匹配。
二级聚焦环380是用刚性材料形成的。例如，刚性材料包括硅、碳化硅、氮化硅、二氧化硅和碳中的至少一种。或者是，二级聚焦环380是用柔顺材料形成的。例如，所述柔顺材料包括硅橡胶、聚酰亚胺(例如Vespel)和聚四氟乙烯(Teflon)中的至少一种。或者是，二级聚焦环380是用具有等于或小于20Ω-cm电阻率的硅形成的。或者是，二级聚焦环380是用具有等于或小于2Ω-cm电阻率的硅形成的。或者是，二级聚焦环380是用等于或小于0.020Ω-cm电阻率的硅形成的。
在另一个实施例中，图6表示出一部分基片支座430的放大截面图。基片支座430被构造成能够支撑基片435，其还被构造成能够利用与基片支座430耦连的静电夹(ESC)将基片435夹持到基片支座430上。基片支座430还包括涂层432。而且，如图6所示，基片支座430包括：与基片支座430耦连并被构造成能够包围基片435的聚焦环460，其中在基片435与聚焦环460之间形成余隙空间470；以及与聚焦环460耦连并被构造成能够介于聚焦环460与基片支座430之间的二级聚焦环480。基片支座430包括具有内部径向阶梯表面437和阶梯接收表面439的阶梯434，其中阶梯接收表面439被构造成能够与聚焦环460匹配。聚焦环460包括唇缘462，唇缘462具有接收表面464。接收表面464能够在内部径向唇缘表面466与外部径向唇缘表面468之间延伸，其中，内部径向唇缘表面466与二级聚焦环480匹配(如图6所示)。
如图6所示，基片435包括周缘436，此周缘具有在基片支座430的阶梯434的内部径向阶梯表面437半径之外延伸的半径，因此基片435的背部表面438变成暴露的。二级聚焦环480包括上表面482、下表面484、内部径向边缘表面486和外部径向边缘表面488。至少一部分外部径向边缘表面488与内部径向阶梯表面466匹配，至少一部分下表面484与阶梯接收表面439匹配。二级聚焦环480任选地包括介于聚焦环460和基片435之间的防护部分492。
二级聚焦环480是用刚性材料形成的。例如，刚性材料包括硅、碳化硅、氮化硅、二氧化硅和碳中的至少一种。或者是，二级聚焦环480是用柔顺材料形成的。例如，所述柔顺材料包括硅橡胶、聚酰亚胺(例如Vespel)和聚四氟乙烯(Teflon)中的至少一种。或者是，二级聚焦环480是用具有等于或小于20Ω-cm电阻率的硅形成的。或者是，二级聚焦环480是用具有等于或小于2Ω-cm电阻率的硅形成的。或者是，二级聚焦环480是用等于或小于0.020Ω-cm电阻率的硅形成的。
在另一个实施例中，图7表示出一部分基片支座530的放大截面图。基片支座530被构造成能够支撑基片535，其还被构造成能够利用与基片支座530耦连的静电夹(ESC)将基片535夹持到基片支座530上。基片支座530还包括涂层532。而且，如图7所示，基片支座530包括：与基片支座530耦连并被构造成能够包围基片535的聚焦环560，其中在基片535与聚焦环560之间形成余隙空间570；以及二级聚焦环580，所述二级聚焦环580与聚焦环560耦连，被构造成能够介于聚焦环560和基片支座530之间，以及被构造成能够影响基片535及其上表面之间的减小的余隙空间570’。基片支座530包括具有内部径向阶梯表面537和阶梯接收表面539的阶梯534，其中阶梯接收表面539被构造成能够接收聚焦环560和二级聚焦环580。聚焦环560包括被构造成能够与二级聚焦环580匹配的内部径向匹配表面568。
如图7所示，基片535包括周缘536，此周缘具有在基片支座530的阶梯534的内部径向阶梯表面537半径之外延伸的半径，因此基片535的背部表面538变成暴露的。二级聚焦环580包括上表面582、下表面584、内部径向边缘表面586和外部径向边缘表面588。至少一部分外部径向边缘表面588与内部径向阶梯表面568匹配，至少一部分下表面584与阶梯接收表面539匹配。
二级聚焦环580是用刚性材料形成的。例如，刚性材料包括硅、碳化硅、氮化硅、二氧化硅和碳中的至少一种。或者是，二级聚焦环580是用柔顺材料形成的。例如，所述柔顺材料包括硅橡胶、聚酰亚胺(例如Vespel)和聚四氟乙烯(Teflon)中的至少一种。或者是，二级聚焦环580是用具有等于或小于20Ω-cm电阻率的硅形成的。或者是，二级聚焦环580是用具有等于或小于2Ω-cm电阻率的硅形成的。或者是，二级聚焦环580是用等于或小于0.020Ω-cm电阻率的硅形成的。
在另一个实施例中，图8表示出一部分基片支座630的放大截面图。基片支座630被构造成能够支撑基片635，其还被构造成能够利用与基片支座630耦连的静电夹(ESC)将基片635夹持到基片支座630上。基片支座630还包括涂层632。而且，如图8所示，基片支座630包括：与基片支座630耦连并被构造成能够包围基片635的聚焦环660，其中在基片635与聚焦环660之间形成余隙空间670；以及二级聚焦环680，所述二级聚焦环680与聚焦环660耦连，被构造成能够介于聚焦环660和基片支座630之间，以及被构造成能够影响基片635及其上表面之间的减小的余隙空间670’。基片支座630包括具有内部径向阶梯表面637和阶梯接收表面639的阶梯634，其中阶梯接收表面639被构造成能够接收聚焦环660和二级聚焦环680。聚焦环660包括被构造成能够与二级聚焦环680匹配的内部径向匹配表面668。
如图8所示，基片635包括周缘636，此周缘具有在基片支座630的阶梯634的内部径向阶梯表面637半径之外延伸的半径，因此基片635的背部表面638变成暴露的。二级聚焦环680包括第一上表面681、经上径向表面683与第一上表面681耦连的第二上表面682、下表面684、内部径向边缘表面686和外部径向边缘表面688。至少一部分外部径向边缘表面688与内部径向匹配表面668匹配，至少一部分下表面584与阶梯接收表面639匹配。
二级聚焦环680是用刚性材料形成的。例如，刚性材料包括硅、碳化硅、氮化硅、二氧化硅和碳中的至少一种。或者是，二级聚焦环680是用柔顺材料形成的。例如，所述柔顺材料包括硅橡胶、聚酰亚胺(例如Vespel)和聚四氟乙烯(Teflon)中的至少一种。或者是，二级聚焦环680是用具有等于或小于20Ω-cm电阻率的硅形成的。或者是，二级聚焦环680是用具有等于或小于2Ω-cm电阻率的硅形成的。或者是，二级聚焦环680是用等于或小于0.020Ω-cm电阻率的硅形成的。
在图3至图8中，聚焦环160，260，360，460，560和660以及二级聚焦环180，280，380，480，580和680诸如能够用机械加工、磨光和研磨中的至少一种方法来制造。例如，上述每个聚焦环和二级聚焦环可以利用包括碾磨等的常规技术、按照机械图中所列的说明来加工。用诸如碾磨机加工部件的技术，对于加工这些材料的技术领域内的技术人员来说是众所周知的。聚焦环还可包括气体通道，该通道用于将气体提供到余隙空间(例如270)内，以便进一步除去可能聚集在基片背部上的颗粒。
在一个实例中，测定若干聚焦环组件构造的基片背部的淀积厚度，每个聚焦环组件包括聚焦环和二级聚焦环。对裸硅基片和具有上述若干构造的硅基片上的覆盖光致抗蚀剂(PR)实行多步处理工作程序(process recipe)。此多步处理工作程序包括以下步骤：室压＝60mTorr，上电极RF功率＝2200W，下电极RF功率＝1800W，处理过程的气体流速CF4/O2/Ar＝150/20/800sccm，上电极下表面与基片支座上的基片上表面之间的30mm电极间隔，下电极温度(例如基片支座)＝0C，上电极温度＝30C，室壁温度＝50C，背面的氦压中心/边缘＝10/35Torr，以及50秒的蚀刻时间；室压＝300mTorr，上电极RF功率＝1500W，下电极RF功率＝1200W，处理过程的气体流速N2/H2＝500/100sccm，上电极下表面与基片支座上的基片上表面之间的55mm电极间隔，下电极温度(例如基片支座)＝0C，上电极温度＝30C，室壁温度＝50C，背面的氦压中心/边缘＝10/35Torr，以及65秒的蚀刻时间；室压＝50mTorr，上电极RF功率＝1000W，下电极RF功率＝100W，处理过程的气体流速CH2/F2/Ar＝20/40/200sccm，上电极下表面与基片支座上的基片上表面之间的55mm电极间隔，下电极温度(例如基片支座)＝0C，上电极温度＝30C，室壁温度＝50C，背面的氦压中心/边缘＝10/35Torr，以及17秒的蚀刻时间；室压＝50mTorr，上电极RF功率＝1000W，下电极RF功率＝100W，处理过程的气体流速CH2F2/CF4/O2/Ar＝20/20/20/200sccm，上电极下表面与基片支座上的基片上表面之间的55mm电极间隔，下电极温度(例如基片支座)＝0C，上电极温度＝30C，室壁温度＝50C，背面的氦压中心/边缘＝10/35Torr，以及20秒的蚀刻时间；室压＝800mTorr，上电极RF功率＝1500W，下电极RF功率＝1200W，处理过程的气体流速N2/H2＝300/300sccm，上电极下表面与基片支座上的基片上表面之间的55mm电极间隔，下电极温度(例如基片支座)＝0C，上电极温度＝30C，室壁温度＝50C，背面的氦压中心/边缘＝10/35Torr，以及29秒的蚀刻时间；室压＝50mTorr，上电极RF功率＝1000W，下电极RF功率＝100W，处理过程的气体流速CH2F2/O2/Ar＝25/20/200sccm，上电极下表面与基片支座上的基片上表面之间的55mm电极间隔，下电极温度(例如基片支座)＝0C，上电极温度＝30C，室壁温度＝50C，背面的氦压中心/边缘＝10/35Torr，以及15秒的蚀刻时间；以及室压＝800mTorr，上电极RF功率＝1500W，下电极RF功率＝1200W，处理过程的气体流速N2/H2＝300/300sccm，上电极下表面与基片支座上的基片上表面之间的55mm电极间隔，下电极温度(例如基片支座)＝0C，上电极温度＝30C，室壁温度＝50C，背面的氦压中心/边缘＝10/35Torr，以及7秒的蚀刻时间。
表1表示出所述的每个构造和两种不同类型基片的基片背部的所测淀积厚度(nm)。
 聚合物(裸-Si)   聚合物(PR)
  实验评估情况   参考  厚度(nm)   厚度(nm)
  标准   图2  35-55   77
  评估结果01   图3  0   0
  评估结果02   图4  ＜10/34   59
  评估结果03   图5  36   NA
  评估结果04   图6  36   NA
  评估结果05   图7  34   NA
  评估结果06   图8  17   NA
  标准(0.005Ω-cm)   NA  29   NA
  标准(1.500Ω-cm)   NA  30   NA
  标准(18.00Ω-cm)   NA  40   NA
现在参照图9，描述了一种减小处理过程中基片背部淀积的方法。此方法在流程图800中示出，从步骤810开始，其中包括聚焦环和二级聚焦环(诸如图3至图8所述的那些)的聚焦环组件安装在处理系统(诸如图1所述)中。安装由这些系统的组装和维修技术人员操纵，发生在处理系统在制造环境的初始安装过程或随后的任何时候。例如，在维修间隔(诸如室的清洁、处理过程包的更换等)期间，安装聚焦环和二级聚焦环，借此代替以前使用的聚焦环和二级聚焦环。在安装过程中，聚焦环和二级聚焦环位于基片支座的上表面之上。或者是，利用机械夹持系统或静电夹持系统领域的技术人员公知的电夹持系统，将聚焦环和/或二级聚焦环夹持到基片支座上。
在步骤820，利用基片转移系统设计领域内技术人员公知的技术，将基片装载到处理系统内。在步骤830，在处理系统中处理基片。基片的处理诸如包括材料处理，而后者包括将材料施加到基片上或者从基片上除去材料。
虽然以上仅仅详细描述了本发明的某些示范性实施例，但是本领域的技术人员容易理解，在本质上不脱离本发明的新颖教导和优点的前提下，可以对这些示范性实施例作出许多修改。据此，所有这些修改都意指包括在本发明的范围之内。

Claims (20)

1.一种聚焦环组件，包括：
聚焦环，用于座落在被构造成捕获所述聚焦环的基片支座阶梯中并包围基片，所述聚焦环具有唇缘，所述唇缘在基片的周缘之下，并在所述聚焦环和基片之间产生余隙空间，所述基片由所述基片支座支撑并且在所述基片支座阶梯上方延伸；以及
二级聚焦环，与所述唇缘耦连，以占据所述余隙空间的至少一部分，其中：
所述二级聚焦环包括柔顺材料，并且被构造成接触所述基片的背部表面并防止基片在夹持过程中破裂，或者
所述二级聚焦环包括柔顺材料或刚性材料，并且被构造成在所述二级聚焦环和由所述基片支座支撑的基片之间提供减小的余隙空间，所述二级聚焦环被构造成减少来自处理系统中的处理过程的材料在所述基片的背部表面上的淀积，并且包括被构造成与聚焦环的内部径向唇缘表面或外部径向唇缘表面相匹配的外部径向边缘表面。
2.如权利要求1所述的聚焦环组件，其特征在于，所述二级聚焦环包括柔顺材料。
3.如权利要求2所述的聚焦环组件，其特征在于，所述柔顺材料包括硅橡胶、聚酰亚胺和聚四氟乙烯中的至少一种。
4.如权利要求1所述的聚焦环组件，其特征在于，所述二级聚焦环包括刚性材料。
5.如权利要求4所述的聚焦环组件，其特征在于，所述刚性材料包括硅、碳化硅、氮化硅、二氧化硅、碳、蓝宝石和氧化铝中的至少一种。
6.如权利要求1所述的聚焦环组件，其特征在于，所述二级聚焦环包括具有等于或小于1Ω·cm电阻率的硅。
7.如权利要求1所述的聚焦环组件，其特征在于，在所述基片与所述聚焦环之间形成余隙空间，所述余隙空间暴露所述基片上的至少一部分所述背部表面，所述二级聚焦环减小所述余隙空间。
8.如权利要求7所述的聚焦环组件，其特征在于，所述二级聚焦环减少所述背部表面的暴露。
9.如权利要求1所述的聚焦环组件，其特征在于，所述基片上的一部分所述背部表面被暴露，所述二级聚焦环减少所述背部表面的所述暴露。
10.如权利要求1所述的聚焦环组件，其特征在于，所述二级聚焦环与所述基片发生接触，并与所述聚焦环发生接触。
11.一种用于包围处理系统中基片支座上的基片的聚焦环组件的使用方法，包括：
在所述处理系统中安装所述聚焦环组件，其中所述聚焦环组件包括：
聚焦环，用于座落在被构造成捕获所述聚焦环的基片支座的阶梯中并包围基片，所述聚焦环具有唇缘，所述唇缘在基片的周缘之下，并在所述聚焦环和基片之间产生余隙空间，所述基片由所述基片支座支撑并且在所述基片支座阶梯上方延伸，以及
二级聚焦环，与所述唇缘耦连以占据所述余隙空间的至少一部分，其中：
所述二级聚焦环包括柔顺材料，并且被构造成接触所述基片的背部表面并防止基片在夹持过程中破裂，或者
所述二级聚焦环包括柔顺材料或刚性材料，并且被构造成在所述二级聚焦环和由所述基片支座支撑的基片之间提供减小的余隙空间，所述二级聚焦环被构造成减少来自所述处理系统中的处理过程的材料在所述基片的背部表面上的淀积，并且包括被构造成与聚焦环的内部径向唇缘表面或外部径向唇缘表面相匹配的外部径向边缘表面；
将所述基片装载到所述处理系统内；以及
处理所述基片。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述二级聚焦环包括柔顺材料。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述柔顺材料包括硅橡胶、聚酰亚胺和聚四氟乙烯中的至少一种。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述二级聚焦环包括刚性材料。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述刚性材料包括硅、碳化硅、氮化硅、二氧化硅、碳、蓝宝石和氧化铝中的至少一种。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述二级聚焦环包括具有等于或小于1Ω·cm电阻率的硅。
17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述基片与所述聚焦环之间形成余隙空间，所述余隙空间暴露所述基片上的至少一部分所述背部表面，所述二级聚焦环减小所述余隙空间。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述二级聚焦环减少所述背部表面的暴露。
19.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述基片上的一部分所述背部表面被暴露，所述二级聚焦环减少所述背部表面的所述暴露。
20.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述二级聚焦环与所述基片发生接触，并与所述聚焦环发生接触。
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