使用静态磁场的等离子体均匀性控制的制作方法

1.本公开涉及半导体器件制造。


背景技术：

2.等离子蚀刻工艺通常用于在半导体晶片上制造半导体器件。在等离子体蚀刻工艺中，包括制造中的半导体器件的半导体晶片暴露于等离子体处理体积内产生的等离子体。等离子体与半导体晶片上的材料相互作用，以便从半导体晶片上去除材料和/或改性材料以使它们能够随后从半导体晶片上去除。可以使用特定的反应物气体产生等离子体，该反应物气体将导致等离子体的成分与要从半导体晶片去除/改性的材料相互作用，而不会与晶片上不被去除/改性的其他材料显著相互作用。等离子体是通过使用射频信号为特定的反应气体提供能量而产生的。这些射频信号通过包含反应物气体的等离子体处理体积传输，同时半导体晶片保持暴露于等离子体处理体积。射频信号通过等离子体处理体积的传输路径会影响等离子体如何在等离子体处理体积内产生。例如，反应物气体可以在等离子体处理体积的传输大量射频信号功率的区域中更大程度地被激励，从而导致整个等离子体处理体积的等离子体特性的空间不均匀性。等离子体特性的空间不均匀性可以表现为离子密度、离子能量和/或反应成分密度以及其他等离子体特性的空间不均匀性。等离子体特性的空间不均匀性会相应地导致半导体晶片上等离子体处理结果的空间不均匀性。因此，射频信号通过等离子体处理空间的传输方式会影响半导体晶片上等离子体处理结果的均匀性。本公开正是在这种背景下产生的。


技术实现要素：

3.广义上讲，本公开的实施方案提供了用于使用静磁场控制等离子体均匀性的方法和系统。
4.在一些实施方案中，提供了一种对晶片进行等离子体处理的系统，其包括：室，其被配置为接收晶片以进行等离子体处理并且具有限定等离子体处理区域的内部，在所述等离子体处理区域中提供等离子体以对所述晶片进行所述等离子体处理；第一磁性线圈，其被设置在所述室上方并以垂直于所述晶片的表面平面且穿过所述晶片的近似中心的轴为中心；第一直流电源，其被配置为在所述等离子体处理期间将第一直流电流施加到所述第一磁性线圈，所施加的所述第一直流电流在所述等离子体处理区域中产生减少所述等离子体不均匀性的磁场。
5.在一些实施方案中，所述磁场被配置为基本上竖直穿过所述等离子体处理区域的中心区域。
6.在一些实施方案中，穿过所述等离子体处理区域的所述中心区域的磁场具有小于大约10高斯的强度。
7.在一些实施方案中，所述磁场被配置为降低由所述等离子体处理执行的蚀刻的径向不均匀性。
8.在一些实施方案中，所述第一磁性线圈的形状基本上是环形的。
9.在一些实施方案中，所述第一磁性线圈沿着平行于所述晶片的所述表面平面的水平平面定向。
10.在一些实施方案中，所述第一磁性线圈的内径在约15到20英寸的范围内。
11.在一些实施方案中，所述第一磁性线圈包括多匝磁线。
12.在一些实施方案中，所述系统还包括：第二磁性线圈，其被设置在所述室上方，所述第二磁性线圈与所述第一磁性线圈同心；第二直流电源，其被配置为在所述等离子体处理期间将第二直流电流施加到所述第二磁性线圈，所施加的所述第二直流电流有助于在所述等离子体处理区域中产生减少所述等离子体不均匀性的所述磁场。
13.在一些实施方案中，所述第二磁性线圈基本上沿与所述第一磁性线圈相同的水平平面定向。
14.在一些实施方案中，所述第一直流电流和所述第二直流电流被配置为具有相同的幅值或不同的幅值。
15.在一些实施方案中，所述第一直流电流和所述第二直流电流被配置为以相同方向或相反方向施加。
16.在一些实施方案中，所述第一磁性线圈的内径在大约10至15英寸的范围内；以及，所述第二磁性线圈的内径在大约15至25英寸的范围内。
17.在一些实施方案中，所述系统还包括：第二磁性线圈，其被配置为横向地围绕所述等离子体处理区域；第二直流电源，其被配置为在所述等离子体处理期间将第二直流电流施加到所述第二磁性线圈，所施加的所述第二直流电流有助于在所述等离子体处理区域中产生减少所述等离子体不均匀性的所述磁场。
18.在一些实施方案中，所述系统还包括：第二磁性线圈，其被设置在所述等离子体处理区域下方；第二直流电源，其被配置为在所述等离子体处理期间将第二直流电流施加到所述第二磁性线圈，所施加的所述第二直流电流有助于在所述等离子体处理区域中产生减少所述等离子体不均匀性的所述磁场。
19.在一些实施方案中，提供了一种对晶片进行等离子体处理的方法，其包括：将晶片移动到被配置用于等离子体处理的室中，所述室的内部限定等离子体处理区域；在所述等离子体处理区提供等离子体，以对所述晶片进行等离子体处理；以及在所述等离子体处理期间将直流电流施加到磁性线圈，所施加的所述直流电流在所述等离子体处理区域中产生降低所述等离子体不均匀性的磁场；
20.其中，所述磁性线圈设置在所述室上方并以垂直于所述晶片的表面平面且穿过所述晶片的大致中心的轴为中心。
21.在一些实施方案中，所述磁场被配置为基本上竖直穿过所述等离子体处理区域的中心区域。
22.在一些实施方案中，穿过所述等离子体处理区域的所述中心区域的所述磁场具有小于大约10高斯的强度。
23.在一些实施方案中，所述磁场被配置为降低通过所述等离子体处理执行的蚀刻的径向不均匀性。
24.在一些实施方案中，所述磁性线圈基本上是环形的。
25.在一些实施方案中，所述磁性线圈沿着平行于所述晶片的所述表面平面的水平平面定向。
26.在一些实施方案中，所述第一磁性线圈的内径在大约15到20英寸的范围内。
附图说明
27.图1根据一些实施方案显示了穿过用于半导体芯片制造的等离子体处理系统的一部分的竖直截面图。
28.图2a根据本公开的实施方案概念性地示出了具有用于在等离子体处理期间施加磁场的单个磁性线圈的处理室的横截面。
29.图2b根据本公开的实施方案概念性地示出了具有用于在等离子体处理期间施加磁场的两个磁性线圈的处理室的横截面。
30.图2c根据本公开的实施方案概念性地示出了具有用于在等离子体处理期间施加磁场的三个磁性线圈的处理室的横截面。
31.图2d根据本公开的实施方案概念性地示出了具有用于在等离子体处理期间施加磁场的四个磁性线圈的处理室的横截面。
32.图3a是根据本公开的实施方案示出连续波等离子体在施加的不同b场下的蚀刻速率结果的曲线图。
33.图3b是根据图3a的实施方案示出受施加的b场影响的蚀刻速率的变化的曲线图。
34.图4a是根据本公开的实施方案示出针对在施加不同的b场的情况下的等离子体处理，蚀刻速率与晶片半径的函数关系曲线图。
35.图4b是根据图4a的实施方案显示作为施加的b场的结果的蚀刻速率变化的曲线图。
36.图5根据本公开的实施方案显示了其上具有蚀刻特征的晶片的部分的横截面图像，其展示了施加的b场对特征倾斜的影响。
37.图6a根据实施方案示出了对于各种单线圈电流配置，在z方向(竖直方向，或垂直于晶片表面的方向)的在晶片平面(level)处的磁场强度与沿300mm直径晶片的径向位置的关系。
38.图6b根据图6a的实施方案示出了对于各种单线圈电流配置，沿径向方向(以高斯为单位)的在晶片平面(level)处的磁场强度与沿300mm直径晶片的径向位置的关系。
39.图7a是根据本公开的实施方案示出针对施加到单个线圈a(12")、b(14")、c(17")和d(23")的不同正电流(逆时针方向)，热氧化物蚀刻速率与沿300mm晶片的径向位置的关系曲线图。
40.图7b根据本公开的实施方案示出针对施加到单个线圈a(12")、b(14")、c(17")和d(23")的各种负电流(顺时针方向)，热氧化物蚀刻速率与沿300mm晶片的径向位置的关系曲线图。
41.图8a根据本公开的实施方案示出了对于各种双线圈电流配置，z方向(竖直方向，或垂直于晶片表面的方向)在晶片平面处的磁场强度与沿300mm直径晶片的径向位置的关系。
42.图8b根据图8a的实施方案示出了对于不同双线圈电流配置，沿径向方向在晶片平
面处的磁场强度(以高斯为单位)与沿300mm直径晶片的径向位置的关系。
43.图9a根据本公开的实施方案示出了对于不同的三线圈电流配置，z方向(竖直方向，或垂直于晶片表面的方向)的在晶片平面处的磁场强度与沿300mm直径晶片的径向位置的关系。
44.图9b根据图9a的实施方案示出了对于不同的三线圈电流配置，沿径向方向在晶片平面处的磁场强度(以高斯为单位)与沿300mm直径晶片的径向位置的关系。
45.图10a是根据本公开的实施方案示出对于两个线圈组合，蚀刻速率与沿300mm直径晶片的径向位置的函数关系曲线图。
46.图10b是说明根据图10a的实施方案示出与零电流条件相比的蚀刻速率增量的曲线图。
47.图11是根据本公开的实施方案的用于控制流向多个磁性线圈的功率的系统的概念示意图。
48.图12示出了根据一些实施方案的图1的控制系统的示例性示意图。
具体实施方式
49.在以下描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本公开的实施方案的理解。然而，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践本公开的实施方案。在其他情况下，没有详细描述众所周知的处理操作以避免不必要地使本公开难以理解。
50.在用于半导体晶片制造的等离子蚀刻系统中，整个半导体晶片的蚀刻结果的空间变化可以通过径向蚀刻均匀性和方位角蚀刻均匀性来表征。径向蚀刻均匀性可以通过蚀刻速率的变化与半导体晶片上的径向位置的函数关系来表征，所述径向位置在半导体晶片上的给定方位角位置从半导体晶片的中心向外延伸到半导体晶片的边缘。并且，方位蚀刻均匀性可以通过蚀刻速率的变化与半导体晶片上的方位角位置的函数关系来表征，该方位角位置在半导体晶片上的给定径向位置处围绕半导体晶片的中心。在一些等离子体处理系统中，例如在本文描述的系统中，半导体晶片位于电极上，射频信号从该电极发出以在覆盖半导体晶片的等离子体产生区域内产生等离子体，等离子体具有受控制的特性以导致在半导体晶片上进行规定的蚀刻工艺。
51.在电容耦合等离子体(ccp)系统中，由于驻波和正离子和负离子的局部积累，因而有表现出中心等离子体不均匀性的趋势。这导致蚀刻速率的径向不均匀性。例如，许多ccp工具可能会表现出朝向晶片中心，蚀刻速率急剧增加。
52.此外，关于径向不均匀性方面存在工具间(tool-to-tool)的差异。一些工具可能会在中心出现明显的蚀刻速率峰值，而其他工具可能不会。这通常与磁场的存在或不存在相关，因为来自室部件(其配置可能因工具而异)的通量不同。此外，给定工具的局部环境或特定位置以及周围的硬件可能会影响存在的局部磁场，其进而影响蚀刻径向不均匀性。
53.鉴于现有ccp系统中的上述问题，本公开的一些实施方案提供了将静态b场应用于等离子体以最小化局部带电物质积累并提高整个晶片上的等离子体/蚀刻均匀性。
54.在一些实施方案中，施加脉冲式磁场以产生b场的时变径向梯度以控制径向电子扩散，并且因此控制径向负离子和正离子声波。
55.图1显示了根据一些实施方案的穿过用于半导体芯片制造的等离子体处理系统100的竖直截面图。系统100包括由壁101a、顶部构件101b和底部构件101c形成的室101。壁101a、顶部构件101b和底部构件101c共同形成室101内的内部区域103。底部构件101c包括排放端口105，来自等离子体处理操作的废气被引导通过该排放端口。在一些实施方案中，在操作期间，在排放端口105处施加吸力，例如通过涡轮泵或其他真空设备施加，以将工艺废气抽出室101的内部区域103。在一些实施方案中，室101由铝制成。然而，在多种实施方案中，室101可以基本上由提供足够机械强度、可接受的热性能并且与它所连接的以及它在室101内的等离子体处理操作期间所接触的其他材料化学相容的任何材料(例如不锈钢等)形成。室101的至少一个壁101a包括门107，半导体晶片w通过门107进出室101。在一些实施方案中，门107被配置为狭缝阀门。
56.在一些实施方案中，半导体晶片w是经历制造过程的半导体晶片。为了便于说明，以下将半导体晶片w称为晶片w。然而，应该理解的是，在多种实施方案中，晶片w基本上可以是经受基于等离子体的制造工艺的任何类型的衬底。例如，在一些实施方案中，如本文所指的晶片w可以是由硅、蓝宝石、gan、gaas或sic或其他衬底材料形成的衬底，并且可以包括玻璃面板/衬底、金属箔、金属片、聚合物材料等等。此外，在多种实施方案中，如本文所指的晶片w可以在形式、形状和/或尺寸上有所不同。例如，在一些实施方案中，本文所指的晶片w可以对应于其上制造集成电路器件的圆形半导体晶片。在多种实施方案中，圆形晶片w可具有200mm(毫米)、300mm、450mm或其他尺寸的直径。此外，在一些实施方案中，本文所指的晶片w可以对应于非圆形衬底，例如用于平板显示器的矩形衬底等，以及其他形状。
57.等离子处理系统100包括位于设施板111上的电极109。在一些实施方案中，电极109和设施板111由铝形成。然而，在其他实施方案中，电极109和设施板111可以由具有足够机械强度并且具有兼容的热和化学性能特性的另一种导电材料形成。陶瓷层110形成在电极109的顶表面上。陶瓷层110被配置为在对晶片w执行等离子体处理操作期间接收和支撑晶片w。在一些实施方案中，位于陶瓷层110径向外侧的电极190的顶表面和电极109的外围侧表面覆盖有陶瓷喷涂层。
58.陶瓷层110包括一个或多个夹持电极112的布置，其用于产生静电力以将晶片w保持在陶瓷层110的顶表面。在一些实施方案中，陶瓷层110包括两个以双极方式操作以向晶片w提供夹持力的夹持电极112。夹持电极112连接到直流(dc)电源117，该直流电源117产生受控的夹持电压以将晶片w保持在陶瓷层110的顶表面上。电线119a、119b连接在dc电源117和设施板111之间。电线/导体穿过设施板111和电极109以将电线119a、119b电气连接到夹持电极112上。dc电源117通过一个或多个信号导体121连接到控制系统120。
59.电极109还包括温度控制流体通道123的布置，温度控制流体流过温度控制流体通道以控制电极109的温度并进而控制晶片w的温度。温度控制流体通道123是管道连接(流体连接)到设施板111上的端口。温度控制流体供应和返回管线连接到设施板111上的这些端口和温度控制流体循环系统125，如箭头126所示。温度控制流体循环系统125包括温度控制流体供应源、温度控制流体泵和热交换器以及其他设备，以提供通过电极109的温度控制流体的受控流动，以获得并保持规定的晶片w温度。温度控制流体循环系统125通过一个或多个信号导体127连接到控制系统120。在多种实施方案中，可以使用各种类型的温度控制流体，例如水或制冷剂液体/气体。此外，在一些实施方案中，温度控制流体通道123被配置成
能够对晶片w的温度进行空间(例如在晶片w上的二维(x和y)中)变化控制。
60.陶瓷层110还包括背面气体供应端口(未图示)的布置，这些端口与电极109内的相应背面气体供应通道流体连接。电极109内的背面气体供应通道通过电极109连接到电极109和设施板111之间的界面。一个或多个背面气体供应管线连接到设施板111上的端口和背面气体供应系统129，如箭头130所示。设施板111被配置为将来自一个或多个背面气体供应管线的背面气体供应到电极109内的背面气体供应通道。背面气体供应系统129包括背面气体供应源、质量流量控制器和流量控制阀以及其他设备，以通过陶瓷层110中的背面气体供应端口的布置来提供受控的背面气体流量。在一些实施方案中，背面气体供应系统129还包括一个或多个用于控制背面气体温度的部件。在一些实施方案中，背面气体是氦气。此外，在一些实施方案中，背面气体供应系统129可用于向陶瓷层110中的背面气体供应端口的布置供应清洁干燥空气(cda)。背面气体供应系统129通过一个或多个信号导体131连接到控制系统120。
61.三个升降销132延伸穿过设施板111、电极109和陶瓷层110以提供晶片w相对于陶瓷层110的顶表面的竖直移动。在一些实施方案中，升降销132由连接到设施板111的相应机电和/或气动升降设备133控制。三个升降设备133通过一个或多个信号导体134连接到控制系统120。在一些实施方案中，三个升降销132定位成具有关于电极109/陶瓷层110的竖直中心线的大致相等的方位角间距，该竖直中心线垂直于陶瓷层110的顶表面延伸。应该理解，升降销132被升高以将晶片w接收放入室101并从室101中取出晶片w，参见图1b。此外，升降销132被降低以使得在晶片w的处理期间晶片w能搁置在陶瓷层110的顶表面上。
62.此外，在多种实施方案中，电极109、设施板111、陶瓷层110、夹持电极112、升降销132或与其相关联的基本上任何其他部件中的一者或多者可以被配备为包括一个或多个传感器，例如用于温度测量、电压测量和电流测量的传感器等。任何布置在电极109、设施板111、陶瓷层110、夹持电极112、升降销132或与其相关联的基本上任何其他部件内的传感器通过电线、光纤或通过无线连接而连接到控制系统120。
63.设施板111设置在陶瓷支撑件113的开口内，并由陶瓷支撑件113支撑。陶瓷支撑件113位于悬臂组件115的支撑表面114上。在一些实施方案中，陶瓷支撑件113具有大致环形形状，使得陶瓷支撑件113大致围绕设施板111的外径向周边，同时还提供支撑表面116，设施板111的底部外周表面搁置在该支撑表面116上。悬臂组件115延伸穿过室101的壁101a。在一些实施方案中，密封机构135设置在室101的壁101a内，悬臂组件115位于该密封机构135上以提供对室101的内部区域103的密封，同时还使悬臂组件115能够以受控方式沿z方向上下移动。
64.悬臂组件115具有开放区域118，各种设备、电线、电缆和管道通过该开放区域118布线以支持系统100的操作。悬臂组件内的开放区域118暴露于室101外部的环境大气条件，例如空气成分、温度、压力和相对湿度。此外，射频信号供应杆137定位于悬臂组件115的内部。更具体地，射频信号供应杆137位于导电管139的内部，使得射频信号供应杆137与管139的内壁间隔开。射频信号供应杆137和管139的尺寸可以不同。在管139的内壁和射频信号供应杆137之间的管139内部的区域被沿着管139的全长的空气占据。
65.在一些实施方案中，射频信号供应杆137在管139内基本居中，使得在射频信号供应杆137和管139的内壁之间存在沿管139的长度方向存在基本均匀径向厚度的空气。然而，
在一些实施方案中，射频信号供应杆137不在管139内居中，而是在射频信号供应杆137和管139的内壁之间沿着管139的长度的所有位置处都存在管139内的气隙。射频信号供应杆137的输送端通过电气和物理方式连接到射频信号供应轴141的下端。在一些实施方案中，射频信号供应杆的输送端137用螺栓栓接到射频信号供应轴141的下端。射频信号供应轴141的上端通过电气和物理方式连接到设施板111的底部。在一些实施方案中，射频信号供应轴141的上端用螺栓栓接到设施板111的底部。在一些实施方案中，射频信号供应杆137和射频信号供应轴141均由铜形成。在一些实施方案中，射频信号供应杆137由铜、铝或阳极氧化铝形成。在一些实施方案中，射频信号供应轴141由铜、铝或阳极氧化铝形成。在其他实施方案中，射频信号供应杆137和/或射频信号供应轴141由提供射频电信号传输的另一种导电材料形成。在一些实施方案中，射频信号供应杆137和/或射频信号供应轴141涂有提供射频电信号传输的导电材料(例如银或其他导电材料)。此外，在一些实施方案中，射频信号供应杆137是实心杆。然而，在其他实施方案中，射频信号供应杆137是管。另外，应当理解，射频信号供应杆137和射频信号供应轴141之间的连接部周围的区域140被空气占据。
66.射频信号供应杆137的供应端通过电气和物理方式连接到阻抗匹配系统143。阻抗匹配系统143连接到第一射频信号发生器147和第二射频信号发生器149。阻抗匹配系统143还通过一个或多个信号导体144连接到控制系统120。第一射频信号发生器147还通过一个或多个信号导体148连接到控制系统120。第二射频信号发生器149也通过一个或多个信号导体150连接到控制系统120。阻抗匹配系统143包括电感器和电容器的布置，电感器和电容器的尺寸和连接被设置为提供阻抗匹配，使得射频功率可以沿着射频信号供应杆137、沿射频信号供应轴141传输，通过设施板111，通过电极109，并进入陶瓷层110上方的等离子体处理区域182。在一些实施方案中，第一射频信号发生器147是高频射频信号发生器，而第二射频信号发生器149是低频射频信号发生器。在一些实施方案中，第一射频信号发生器147产生在从约50兆赫(mhz)延伸至约70mhz的范围内，或在从约54mhz至约63mhz延伸的范围内，或在约60mhz的射频信号。在一些实施方案中，第一射频信号发生器147提供在从约5千瓦(kw)延伸至约25kw的范围内，或在从约10kw延伸至约20kw的范围内，或在从约15kw延伸至约20kw的范围内，或约10kw，或约16kw的射频功率。在一些实施方案中，第二射频信号发生器149产生在从约50千赫兹(khz)延伸至约500khz的范围内，或在从约330khz延伸至约440khz的范围内，或在约400khz的射频信号。在一些实施方案中，第二射频信号发生器149提供在从约15kw延伸至约100kw的范围内、或在从约30kw延伸至约50kw的范围内、或约34kw、或约50kw的射频功率。在一示例性实施方案中，第一射频信号发生器147被设置为产生具有约60mhz的频率的射频信号，并且第二射频信号发生器149被设置为产生具有约400khz的频率的射频信号。
67.耦合环161被配置和定位成围绕电极109的外径向周边延伸。在一些实施方案中，耦合环161由陶瓷材料形成。石英环163被配置和定位成围绕耦合环161和陶瓷支撑件113两者的外径向周边延伸。在一些实施方案中，耦合环161和石英环163被配置成当石英环163围绕耦合环161和陶瓷支撑件113定位时具有基本对齐的顶表面。此外，在一些实施方案中，耦合环161和石英环163的基本对齐的顶表面与电极109的顶表面基本对齐，所述顶表面存在于陶瓷层110的径向周边之外。此外，在一些实施方案中，盖环165被配置和定位成围绕石英环163的顶表面的径向外周边延伸。在一些实施方案中，盖环165由石英形成。在一些实施方
案中，盖环165被配置为在石英环163的顶表面上方竖直延伸。以这种方式，盖环165提供让边缘环167位于其中的外围边界。
68.边缘环167被配置为便于等离子体鞘径向向外延伸超出晶片w的外围边缘，以改善晶片w外围附近的处理结果。在多种实施方案中，边缘环167由导电材料，例如晶体硅、硅多晶体(多晶硅)、掺硼单晶硅、氧化铝、石英、氮化铝、氮化硅、碳化硅或氧化铝层顶部的碳化硅层，或硅合金或其组合，以及其他材料形成。应当理解，边缘环167形成为环状结构，例如圆环结构。边缘环167可以执行许多功能，包括保护边缘环167下面的部件不被等离子体处理区域182内形成的等离子体180的离子损坏。此外，边缘环167提高了晶片w的外围区域处和沿着该外围区域的等离子体180的均匀性。
69.固定外支撑凸缘169附接到悬臂组件115上。固定外支撑凸缘169被构造成围绕陶瓷支撑件113的外竖直侧表面、围绕石英环163的外竖直侧表面以及围绕盖环165的下部外竖直侧表面延伸。固定外支撑凸缘169具有外接陶瓷支撑件113、石英环163和盖环165的组件的环形形状。固定外支撑凸缘169具有包括竖直部分和水平部分的l形竖直截面。固定外支撑凸缘169的l形横截面的竖直部分具有内竖直表面，该内竖直表面抵靠陶瓷支撑件113的外竖直侧表面，并抵靠石英环163的外竖直侧表面，且抵靠在盖环165的下部外竖直侧表面定位。在一些实施方案中，固定外支撑凸缘169的l形横截面的竖直部分在陶瓷支撑件113的整个竖直侧表面、石英环163的整个外竖直侧表面以及盖环165的下部外竖直侧表面上延伸。在一些实施方案中，盖环165在固定外支撑凸缘169的l形横截面的竖直部分的顶表面上方径向向外延伸。并且，在一些实施方案中，盖环165的上部外竖直侧表面(位于固定外支撑凸缘169的l形横截面的竖直部分的顶表面上方)与固定外支撑凸缘169的l形横截面的竖直部分的外竖直表面基本竖直对齐。固定外支撑凸缘169的l形横截面的水平部分定位并固定在悬臂组件115的支撑表面114上。固定外支撑凸缘169由导电材料制成。在一些实施方案中，固定外支撑凸缘169由铝或阳极氧化铝形成。然而，在其他实施方案中，固定外支撑凸缘169可以由另一种导电材料形成，例如由铜或不锈钢形成。在一些实施方案中，固定外支撑凸缘169的l形横截面的水平部分用螺栓栓接到悬臂组件115的支撑表面114上。
70.铰接式外支撑凸缘171被配置和定位为围绕固定外支撑凸缘169的l形横截面的竖直部分的外竖直表面169d延伸，并且围绕盖环165的上部外竖直侧表面延伸。铰接式外支撑凸缘171具有环形形状，其外接固定外支撑凸缘169的l形竖直截面的竖直部分和盖环165的上部外竖直侧表面。铰接式外支撑凸缘171具有l形竖直截面，其包括竖直部分和水平部分。铰接式外支撑凸缘171的l形横截面的竖直部分具有内竖直表面，该内竖直表面位于靠近固定外支撑凸缘169的l型横截面的竖直部分的外竖直侧表面和盖环165的上部外竖直侧表面两者定位并与其间隔开。这样，铰接式外支撑凸缘171可沿固定外支撑凸缘169的l形竖直截面的竖直部分和盖环165的上部外竖直侧表面两者在竖直方向(z方向)上移动。铰接式外支撑凸缘171由导电材料制成。在一些实施方案中，铰接式外支撑凸缘171由铝或阳极氧化铝形成。然而，在其他实施方案中，铰接式外支撑凸缘171可以由另一种导电材料形成，例如由铜或不锈钢形成。
71.多个导电带173连接在铰接式外支撑凸缘171和固定外支撑凸缘169之间，围绕铰接式外支撑凸缘171和固定外支撑凸缘169的外径向周边。在示例性实施方案中，导电带173被示为具有“向外”配置，其中导电带173向外弯曲远离固定外支撑凸缘169。在一些实施方
案中，导电带173由不锈钢形成。然而，在其他实施方案中，导电带173可以由另一种导电材料形成，例如由铝或铜等制成。
72.在一些实施方案中，四十八(48)个导电带173以基本等间距的方式分布在铰接式外支撑凸缘171和固定外支撑凸缘169之间的外径向周边。然而，应该理解的是，导电带173的数量可以在不同的实施方案中变化。在一些实施方案中，导电带173的数量在从约24延伸至约80的范围内，或在从约36延伸至约60的范围内，或在从约40延伸至约56的范围内。在一些实施方案中，导电带173的数量小于24。在一些实施方案中，导电带173的数量大于80。因为导电带173的数量对于在等离子体处理区域182的周边周围的射频信号的接地返回路径有影响，因此导电带173的数量可以对整个晶片w上的处理结果的均匀性产生影响。此外，导电带173的尺寸可以在不同的实施方案中变化。
73.在一些实施方案中，导电带173通过经由将夹持环175固定到固定外支撑凸缘169的l形横截面的水平部分的顶表面所施加的夹持力连接到固定外支撑凸缘169。在一些实施方案中，夹持环175用螺栓栓接到固定外支撑凸缘169。在一些实施方案中，将夹持环175固定到固定外支撑凸缘169的螺栓定位在导电带173之间的位置。然而，在一些实施方案中，将夹持环175固定到固定外支撑凸缘169的一个或多个螺栓可以定位成延伸穿过导电带173。在一些实施方案中，夹持环175由与固定外支撑凸缘169相同的材料制成。然而，在其他实施方案中，夹持环175和固定外支撑凸缘169可以由不同材料形成。
74.在一些实施方案中，导电带173通过经由将夹持环177固定到铰接式外支撑凸缘171的l形横截面的水平部分的底表面所施加的夹持力连接到铰接式外支撑凸缘171。替代地，在一些实施方案中，多个导电带173中的每一个的第一端部分通过夹持环177连接到铰接式外支撑凸缘171的水平部分的上表面。在一些实施方案中，夹持环177用螺栓栓接到铰接式外支撑凸缘171。在一些实施方案中，将夹持环177固定到铰接式外支撑凸缘171的螺栓定位在位于导电带173之间的位置。然而，在一些实施方案中，将夹持环177固定到铰接式外支撑凸缘17上的一个或多个螺栓可以定位成延伸穿过导电带173。在一些实施方案中，夹持环177由与铰接式外支撑凸缘171相同的材料形成。然而，在其他实施方案中，夹持环177和铰接式外支撑凸缘171可以由不同的材料形成。
75.一组支撑杆201围绕悬臂组件115定位，以竖直延伸穿过固定外支撑凸缘169的l形横截面的水平部分169b。支撑杆201的上端被构造成与铰接式外支撑凸缘171的l形横截面的水平部分的底表面接合。在一些实施方案中，每个支撑杆201的下端与阻力机构203接合。阻力机构203被配置为向相应的支撑杆201提供向上的力，该向上的力将抵抗支撑杆201的向下运动，同时允许支撑杆201的一些向下运动。在一些实施方案中，阻力机构203包括弹簧以向对应的支撑杆201提供向上的力。在一些实施方案中，阻力机构203包括具有足够弹簧常数的材料(例如弹簧和/或橡胶)以向对应的支撑杆201提供向上的力。应该理解的是，当铰接式外支撑凸缘171向下移动以接合支撑杆201的组时，支撑杆201的组和对应的阻力机构203向铰接式外支撑凸缘171提供向上的力。在一些实施方案中，支撑杆201的组包括三个支撑杆201和相应的阻力机构203。在一些实施方案中，支撑杆201被定位为相对于电极109的竖直中心线具有基本上相等的方位角间距。然而，在其他实施方案中，支撑杆201被定位成相对于电极109的竖直中心线具有不相等的方位角间距。此外，在一些实施方案中，提供了多于三个的支撑杆201和相应的阻力机构203以支撑铰接式外支撑凸缘171。
76.继续参考图1，等离子体处理系统100还包括定位在电极109上方的c形护罩构件185。c形护罩构件185被配置为与铰接式外支撑凸缘171对接。具体而言，密封件179设置在铰接式外支撑凸缘171的l形横截面的水平部分的顶表面上，使得当铰接式外支撑凸缘171朝c形护罩构件185向上移动时，密封件179与c形护罩构件185接合。在一些实施方案中，密封件179是导电的以帮助形成在c形护罩构件185和铰接式外支撑凸缘171之间的导电。在一些实施方案中，c形护罩构件185由多晶硅形成。然而，在其他实施方案中，c形护罩构件185由与将在等离子体处理区域182中形成的工艺化学兼容并且具有足够机械强度的另一种类型的导电材料形成。
77.c形护罩被配置为围绕等离子体处理区域182延伸，并且提供径向延伸到c形护罩构件185内限定的区域中的等离子体处理区域182体积。c形护罩构件185包括下壁185a、外竖直壁185b和上壁185c。在一些实施方案中，c形护罩构件185的外竖直壁185b和上壁185c是实心的非穿孔构件，并且c形护罩构件185的下壁185a包括多个通风口186，来自等离子体处理区域182内的工艺气体通过这些通风口流动。在一些实施方案中，节流构件196设置在c形护罩构件185的通风口186下方以控制通过通风口186的工艺气体的流动。更具体地，在一些实施方案中，节流构件196被配置为在z方向上相对于c形护罩构件185竖直上下移动以控制工艺气体通过通风口186的流动。在一些实施方案中，节流构件196被配置为与通风口186接合和/或进入通风口186。
78.c形护罩构件185的上壁185c被构造成支撑上电极187a/187b。在一些实施方案中，上电极187a/187b包括内部上电极187a和外部上电极187b。替代地，在一些实施方案中，存在内部上电极187a并且不存在外部上电极187b，内部上电极187a径向延伸以覆盖本来由外部上电极187b占据的位置。在一些实施方案中，内部上电极187a由单晶硅形成，并且外部上电极187b由多晶硅形成。然而，在其他实施方案中，内部上电极187a和外部上电极187b可以由在结构上、化学上、电气上和机械上与待在等离子体处理区域182内执行的工艺兼容的其他材料形成。内部上电极187a包括多个直通端口197，这些直通端口197被定义为延伸穿过内部上电极187a的整个竖直厚度的孔。直通端口197相对于x-y平面分布在整个内部上电极187a上，以提供工艺气体从上电极187a/187b上方的增压区域188到上电极187a/187b下方的等离子体处理区域182的流动。
79.应当理解，对于不同的实施方案，可以以不同的方式配置在整个内部上电极187a上的直通端口197的分布。例如，内部上电极187a内的直通端口197的总数和/或内部上电极187a内的直通端口197的空间分布可以在不同实施方案之间变化。此外，直通端口197的直径可以在不同实施方案之间变化。通常，将直通端口197的直径减小到足够小的尺寸以防止等离子体180从等离子体处理区域182侵入直通端口197是有意义的。在一些实施方案中，随着直通端口197的直径减小，内部上电极187a内的直通端口197的总数增加以维持从工艺气体增压区域188通过内部上电极187a到达等离子体处理区域182的工艺气体的规定总流率。此外，在一些实施方案中，上电极187a/187b电气连接到参考接地电位。然而，在其他实施方案中，内部上电极187a和/或外部上电极187b通过对应的阻抗匹配电路电气连接到相应的直流(dc)电源或相应的射频电源。
80.增压区域188由上部构件189限定。一个或多个气体供应端口192穿过室101和上部构件189形成以与增压区域188流体连通。一个或多个气体供应端口192流体连接(连通)到
工艺气体供应系统191。工艺气体供应系统191包括一个或多个工艺气体供应源、一个或多个质量流量控制器、一个或多个流量控制阀以及其他设备，以提供一种或多种工艺气体通过一个或多个气体供应端口192到达增压区域188的受控流动，如箭头193所示。在一些实施方案中，该工艺气体供应系统191还包括一个或多个用于控制工艺气体温度的部件。工艺气体供应系统191通过一个或多个信号导体194连接到控制系统120。
81.处理间隙(g1)被定义为在陶瓷层110的顶表面和内部上电极187a的底表面之间测量的竖直(z方向)距离。处理间隙(g1)的大小可以通过在竖直方向(z方向)上移动悬臂组件115来调整。当悬臂组件115向上移动时，铰接式外支撑凸缘171最终接合c形护罩构件185的下壁185a，此时铰接式外支撑凸缘171随着悬臂组件115继续向上移动而沿固定外支撑凸缘169移动，直到支撑杆组201接合铰接式外支撑凸缘171并且达到规定的处理间隙(g1)尺寸。然后，为了逆转从室中取出晶片w的这种移动，悬臂组件115向下移动，直到铰接式外支撑凸缘171移离c形护罩构件185的下壁185a。等离子体处理应该理解，图1显示系统100处于闭合配置中，其中晶片w位于陶瓷层110上以进行等离子体处理。
82.在等离子处理系统100内的等离子体处理操作期间，一种或多种工艺气体通过工艺气体供应系统191、增压区域188和在内部上电极187a内的直通端口197被供应到等离子处理区域182。此外，射频信号通过第一和第二射频信号发生器147、149、阻抗匹配系统143、射频信号供应杆137、射频信号供应轴141、设施板111、电极109并穿过陶瓷层110传送到等离子体处理区域182。射频信号将工艺气体转换成等离子体处理区域182内的等离子体180。等离子体的离子和/或反应成分与晶片w上的一种或多种材料相互作用，以使晶片w上存在的特定材料的组成和/或形状发生变化。在施加在排放端口105处的吸力的影响下，来自等离子体处理区域182的废气流过c形护罩构件185中的通风口186并流过室101内的内部区域103，到达排放端口105，如箭头195所示。
83.在多种实施方案中，电极109可以被配置为具有不同的直径。然而，在一些实施方案中，为了增加电极109的表面(边缘环167搁置在其上)，电极109的直径被延长。在一些实施方案中，导电凝胶226设置在边缘环167的底部和电极109的顶部之间和/或在边缘环167的底部和耦合环161的顶部之间。在这些实施方案中，电极109的增加的直径提供了更大的表面积，导电凝胶在该表面积上设置在边缘环167和电极109之间。
84.应该理解的是，铰接式外支撑凸缘171、导电带173和固定外支撑凸缘169的组合在电气上处于参考接地电位，并且共同形成用于从电极109传输穿过陶瓷层110进入等离子体处理区域182的射频信号的接地返回路径。围绕电极109周边的该接地返回路径的方位角均匀性会对晶片w上的处理结果的均匀性产生影响。例如，在一些实施方案中，晶片w上的蚀刻速率的均匀性会受到围绕电极109周边的接地返回路径的方位角均匀性的影响。为此，应当理解，围绕电极109周边的导电带173的数量、配置和布置会影响整个晶片w的工艺结果的均匀性。
85.返回参考图1，可调谐边缘鞘(tes)系统被实施为包括设置(嵌入)在耦合环161内的tes电极225。tes系统还包括与tes电极225物理和电连接的多个tes射频信号供应引脚223。每个tes射频信号供应引脚413延伸穿过对应的绝缘体馈通构件231，该绝缘体馈通构件231被配置为将tes射频信号供应引脚223与周围结构电分离，例如与陶瓷支撑件113和悬臂组件115结构电分离。在一些实施方案中，设置o形环227和229以确保绝缘体馈通构件231
内部的区域不暴露于等离子体处理区域182内存在的任何材料/气体。在一些实施方案中，tes射频信号供应引脚223由铜、或铝、或阳极氧化铝等形成。
86.tes射频信号供应引脚223延伸到悬臂组件115内部的开放区域118中，其中每个tes射频信号供应引脚223通过对应的tes射频信号滤波器221电连接到tes射频信号供应导体219。在一些实施方案中，三个tes射频信号供应引脚223被定位成在围绕电极109的中心线基本等距的方位角位置处与tes电极225物理和电连接。然而，应当理解，其他实施方案可以具有与tes电极225物理和电连接的多于三个的tes射频信号供应引脚223。而且，一些实施方案可以具有与tes电极225物理和电连接的一个或两个tes射频信号供应引脚223。每个tes射频信号供应引脚223电连接到相应的tes射频信号滤波器221，每个tes射频信号滤波器221电连接到tes射频信号供应导体219。在一些实施方案中，每个tes射频信号滤波器221被配置为电感器。例如，在一些实施方案中，每个tes射频信号滤波器221被配置为线圈导体，例如缠绕在介电芯结构周围的金属线圈。在多种实施方案中，金属线圈可由实心铜杆、铜管、铝杆或铝管等形成。此外，在一些实施方案中，每个tes射频信号滤波器221可以被配置为电感和电容结构的组合。为了提高晶片w上的等离子体处理结果的均匀性，每个tes高频信号滤波器221具有大致相同的结构。
87.在一些实施方案中，tes射频信号供应导体219形成为圆环形(环状)结构，以便围绕悬臂组件115内部的开放区域118延伸，以实现方位角分布的tes射频信号滤波器221与tes射频信号供应导体219的物理和电连接。在一些实施方案中，tes射频信号供应导体219形成为实心(非管状)结构。替代地，在一些实施方案中，tes射频信号供应导体219形成为管状结构。在一些实施方案中，tes射频信号供应导体219由铜、或铝、或阳极氧化铝等形成。
88.tes射频信号供应导体219电连接到tes射频供应电缆217。此外，电容器218连接在tes射频信号供应导体219和参考地电位(例如悬臂组件115的结构)之间。更具体地，电容器218具有电连接到tes射频供应电缆217和tes射频信号供应导体219的第一端子，并且电容器218具有电连接到参考地电位的第二端子。在一些实施方案中，电容器218是可变电容器。在一些实施方案中，电容器218是固定电容器。在一些实施方案中，电容器218被设置为具有从约10皮法延伸到约100皮法的范围内的电容。tes射频供应电缆217连接到tes阻抗匹配系统211。tes阻抗匹配系统211连接到tes射频信号发生器213。tes射频信号发生器213产生的射频信号通过tes阻抗匹配系统211传输到tes射频供应电缆217，然后到tes射频信号供应导体219，然后通过tes射频信号滤波器221到各个tes射频信号供应引脚223，并且到耦合环161内的tes电极225。在一些实施方案中，tes射频信号发生器213被配置和操作以产生在从约50khz延伸到约27mhz的频率范围内的射频信号。在一些实施方案中，tes射频信号发生器213提供在从约50瓦延伸到约10千瓦的范围内的rf功率。tes射频信号发生器213还通过一个或多个信号导体215连接到控制系统120。
89.tes阻抗匹配系统211包括电感器和电容器的布置，其被设定尺寸并且连接以提供阻抗匹配，使得射频功率可以从tes射频信号发生器213沿着tes射频供应电缆217，沿着tes射频传输信号供应导体219，通过tes射频信号滤波器221，通过相应的tes射频信号供应引脚223，到达耦合环161内的tes电极225，并进入边缘环167上方的等离子体处理区域182。tes阻抗匹配系统211还通过一个或多个信号导体214连接到控制系统120。
90.通过设置(嵌入)在耦合环161内的tes电极225传输射频信号/功率，tes系统能够
控制晶片w的外围边缘附近的等离子体180的特性。例如，在一些在实施方案中，操作tes系统以控制边缘环167附近的等离子体180鞘特性，例如通过控制等离子体180鞘的形状和/或通过控制尺寸(鞘厚度增加或鞘厚度减小)来进行。此外，在一些实施方案中，通过控制边缘环167附近的等离子体180鞘的形状，可以控制晶片w上方的主体等离子体180的各种特性。此外，在一些实施方案中，操作tes系统以控制边缘环167附近的等离子体180的密度。例如，在一些实施方案中，操作tes系统以增加或降低边缘环167附近的等离子体180的密度。此外，在一些实施方案中，操作tes系统以控制边缘环167上存在的偏压，这进而控制/影响离子和其他带电成分在边缘环167附近的等离子体180内的移动。例如，在一些实施方案中，操作tes系统以控制边缘环167上存在的偏压以将更多离子从等离子体180吸引到晶片w的边缘。并且，在一些实施方案中，操作tes系统以控制边缘环167上存在的偏压以排斥来自等离子体180的离子，使其远离晶片w的边缘。应理解，可以操作tes系统以单独地或组合地执行各种不同的功能，例如上面提到的那些等。
91.在一些实施方案中，耦合环161由(例如石英、或陶瓷、或氧化铝(al2o3)、或聚合物等)介电材料形成。
92.边缘环167的底表面具有通过导热和导电凝胶层耦合到耦合环161的上表面以将耦合环161热沉到边缘环167的部分。另外，边缘环167的底表面具有另一部分，该部分通过导热和导电凝胶层耦合到电极109的上表面。导热和导电凝胶的示例包括聚酰亚胺、聚酮、聚醚酮、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、氟乙烯丙烯共聚物、纤维素、三乙酸酯和硅酮等。在一些实施方案中，导热和导电凝胶形成为双面胶带。在一些实施方案中，边缘环167的内径尺寸接近陶瓷层110的外径。
93.在多种实施方案中，tes电极225由导电材料(例如铂、钢、铝或铜等)形成。在操作期间，tes电极225和边缘环167之间发生电容耦合，使得边缘环167被供电以影响晶片w的外周附近的晶片w的处理。
94.广义上讲，本公开的实施方案提供了一种ccp室，该ccp室具有至少一个定位在该室外部的磁性线圈。在一些实施方案中，单个磁性线圈或多个磁性线圈位于室上方或顶部。将直流电流施加到磁性线圈以产生磁场(b场)。利用来自这些电流的b场，可以实现对中心不均匀性的控制。在一些实施方案中，使用不同线圈的组合提供不同的磁场以实现对整体均匀性的更多控制。
95.标准等离子体系统在正离子和负离子积累的情况下容易出现不均匀性，因为它们的密度至少部分地由电子密度控制并且进一步基于温度。为解决此类不均匀性，本公开的实施方案考虑将静态b场施加于等离子体以最小化局部带电物质积累，从而提高均匀性。
96.不受任何特定操作理论的束缚，据信根据本公开的实施方案，b场被配置为相对较弱，使得它不会完全磁化等离子体。但是，对b场敏感的电子会受到影响。因此，据信b场用于改变电子的扩散方向，使得电子大致沿着场线行进。以这种方式，可以利用b场来影响和控制放电中间的电子量。通过在等离子体的中心部分从顶部到底部提供近似竖直的b场，然后趋向于聚集在中间的电子可以磁化，使得电子近似地沿着b场线移动。因此，上部和下部电子将有更多损失，因此中心部分的电子数量随之减少。
97.图2a根据本公开的实施方案概念性地示出了具有用于在等离子体处理期间施加磁场的单个磁性线圈的处理室的横截面。如图所示，单个磁性线圈200设置在室101上方。应
当理解，磁性线圈200基本上是圆形或环状或圆环形。此外，磁性线圈200沿着与晶片的表面平面平行的平面布置。也就是说，磁性线圈的绕组/圈数基本上沿着平行于晶片平面的水平平面，使得磁性线圈本身水平取向，并且以垂直通过晶片中心的轴为中心。在一些实施方案中，对于配置成处理300mm晶片的室，磁性线圈200具有在大约15到20英寸(大约38到51cm)范围内的直径(中心到中心直径，或内径，或外径)；在一些实施方案中，直径在大约16到18英寸(大约41到46厘米)的范围内。
98.在一些实施方案中，磁性线圈200在晶片的表面水平之上的高度在大约3到15英寸(大约8到38cm)的范围内；在一些实施方案中，在大约5到12英寸(大约13到30厘米)的范围内；在一些实施方案中，大约7到8英寸(大约18到20厘米)。
99.根据本公开的实施方案，dc电流被施加到磁性线圈200以在室101中产生静态b场。
100.图2b根据本公开的实施方案概念性地示出了具有用于在等离子体处理期间施加磁场的两个磁性线圈的处理室的横截面。如图所示，第一磁性线圈200和第二磁性线圈202是布置在室101上方的同心线圈。在一些实施方案中，第一磁性线圈200和第二磁性线圈202大致共面。在一些实施方案中，第一磁性线圈200和第二磁性线圈202不共面，而是位于平行平面中，同时围绕同一中心轴同心。在一些实施方案中，第一磁性线圈200具有如上文关于图2a所描述的直径。
101.在一些实施方案中，对于被配置成处理300毫米晶片的室，第二磁性线圈202的直径(中心到中心直径，或内径，或外径)在约20至25英寸(约51至63厘米)范围内；在一些实施方案中，第二磁性线圈202的直径在大约22到24英寸(大约56到61cm)的范围内。
102.根据本公开的实施方案，直流电流被施加到磁性线圈200和202以在室101中产生静态b场。在多种实施方案中，施加到每个线圈的dc电流可以近似为相同或不同，方向相同或相反。
103.尽管未具体示出，但应当理解，在其他实施方案中，可以在室101上方布置额外的磁性线圈。例如，在一些实施方案中，提供第三磁性线圈，该第三磁性线圈也布置在室101上方，并且具有小于第一磁性线圈200的直径。在一些实施方案中，对于被配置成处理300mm晶片的室，这样的第三磁性线圈的直径在大约10到15英寸(大约25到38cm)的范围内；在一些实施方案中，第三磁性线圈的直径在大约11到13英寸(大约28到33cm)的范围内。
104.在一些实施方案中，第一、第二和第三磁性线圈近似共面。在一些实施方案中，第一、第二和第三磁性线圈不共面，而是位于平行平面中，同时围绕同一中心轴同心。在一些实施方案中，两个磁性线圈共面，而另一个磁性线圈不与共面的两个线圈中的任何一个共面。
105.在一些实施方案中，可以有额外的磁性线圈布置在室101上方。
106.图2c根据本公开的实施方案概念性地示出了具有用于在等离子体处理期间施加磁场的三个磁性线圈的处理室的横截面。如所示实施方案中所示，两个磁性线圈200和202布置在室101上方。在一些实施方案中，磁性线圈200和202被配置为类似于图2b的实施方案。此外，底部电磁性线圈204设置在电极109下方，以位于等离子体处理区域182下方。在一些实施方案中，底部电磁性线圈204的直径(中心到中心直径，或内径，或外径)在大约10到25英寸(大约25到63厘米)的范围内。根据本公开的实施方案，直流电流单独地或与施加到其他磁性线圈的直流电流组合地被施加到磁性线圈204，以在室101中产生静态b场。
107.尽管在所示实施方案中示出和描述了单个底部磁性线圈204，但是在其他实施方案中，可以存在不止一个底部磁性线圈。在多个底部磁性线圈的情况下，这样的底部磁性线圈可以彼此共面或不共面。
108.图2d根据本公开的实施方案概念性地示出了具有用于在等离子体处理期间施加磁场的四个磁性线圈的处理室的横截面。如图示的实施方案所示，类似于图2c的配置，有两个磁性线圈200和202布置在室101上方，底部磁性线圈104布置在电极109下方。此外，侧面磁性线圈206被定位以便横向围绕等离子体处理区域182。在一些实施方案中，侧面磁性线圈206定位成邻近c形护罩构件185。在一些实施方案中，侧面磁性线圈206定位成邻近室101的壁101a。在一些实施方案中，侧面磁性线圈206竖直定位，以便大约在等离子体处理区域182的至少一部分的高度处。在一些实施方案中，对于被配置为处理300mm晶片的室，侧面磁性线圈206的直径(中心到中心的直径、或内径、或外径)在大约25至30英寸(大约63至76cm)的范围内。根据本公开的实施方案，直流电流单独地或与施加到其他磁性线圈的直流电流组合地被施加到磁性线圈206，以在室101中产生静态b场。
109.尽管在所示实施方案中示出和描述了单个侧面磁性线圈206，但是在其他实施方案中，可以存在多于一个的侧面磁性线圈。在一些实施方案中，提供多个侧面磁性线圈并将其配置为彼此具有相同的直径并且彼此竖直对齐。在一些实施方案中，多个侧面磁性线圈可以具有不同的直径并且可以彼此共面或不共面。
110.如所描述的，在各种实施方案中，可以存在位于等离子体处理区域182上方、下方和/或周围的一个或多个磁性线圈。向每个磁性线圈供应直流电流以在等离子体处理区域182中产生静态b场。广义上讲，在一些实施方案中，b场基本上在等离子体处理区域182的中心部分中的z方向上产生，以便影响中心蚀刻速率的抑制。因此，如果给定的ccp室在晶片的中心部分呈现出蚀刻速率的峰值，则可以将b场施加于等离子体以抑制中心峰值。
111.在一些实施方案中，根据本公开的实施方案的磁性线圈由绝缘铜线或电磁线形成。在一些实施方案中，电磁线是大约16至10awg的电磁线。在一些实施方案中，对于给定的磁性线圈，电磁线的线圈被配置为具有大约30至60匝。在一些实施方案中，线圈被配置为具有大约40至50匝。在一些实施方案中，磁性线圈具有大约1至3cm的横截面宽度或高度。
112.在一些实施方案中，根据本公开的实施方案的磁性线圈由绝缘材料(例如，塑料绝缘体)形成的支撑结构支撑，以进一步使磁性线圈与其他部件或硬件绝缘。
113.与等离子体处理背景下的其他磁场应用相比，根据本公开的实施方案生成的b场是低强度场，因此对其他部件的影响最小。然而，等离子体中的电子以促进减少带电物质的局部积累并因此改善等离子体和蚀刻均匀性的方式受到b场的影响。在一些实施方案中，生成的b场的强度被配置为小于大约10高斯(在晶片平面和大约在中心处测量)；在一些实施方案中，小于大约5高斯。
114.应当理解，根据本公开的实施方案，施加相应的低电流电平以产生弱磁场。在某些实施方案中，施加到给定磁性线圈的电流大约为10安培或更小；在一些实施方案中，大约7安培或更少；在一些实施方案中，大约5安培或更少；在一些实施方案中，大约3安培或更少。
115.尽管提供了低强度磁场，但是室壁通常由铝和/或含硅材料构成，因此b场穿透室。
116.然而，即使是低强度磁场也可能干扰附近的设备。因此，在一些实施方案中，提供了由含镍材料构成的盖，以屏蔽附近的设备免受磁场影响。
117.磁场在等离子体处理中的先前应用采用强得多的磁场，其中场的方向平行于晶片。这促进了电子沿平行于晶片表面的b场线移动，并作为控制整体均匀性的一种方式执行。然而，此类应用容易造成设备损坏，因为设备上也有电荷积累，强b场的相互作用容易产生设备损坏。
118.然而，与强磁场的这些现有使用相反，相比之下，本公开的实施方案采用强度非常低的b场。据观察，磁化钢部件产生的b场，甚至非常弱的电场，都会对中心的均匀性产生影响。此外，随着设备尺寸的缩小和对不均匀性的容忍度降低(例如显著低于1％)，因此离子密度的变化会对均匀性产生重大影响。通常，根据本公开的实施方案，所施加的b场的强度越大，对晶片中心部分中的蚀刻速率的抑制越大。
119.图3a是根据本公开的实施方案示出了连续波等离子体在施加的不同b场下的蚀刻速率结果的曲线图。在所示的实施方案中，对于在覆盖氧化物晶片上执行的连续波等离子体处理，示出了蚀刻速率与半径的函数关系。曲线300是显示在如以上实施方案中描述的向磁性线圈施加零电流的情况下的蚀刻速率结果的曲线图。曲线302是显示在将5安培电流施加到磁性线圈的情况下的蚀刻速率结果的曲线图。曲线304是显示在10安培电流施加到磁性线圈的情况下的蚀刻速率结果的曲线图。从结果可以看出，零电流施加到磁性线圈，如曲线300所示，在晶片的中心部分存在蚀刻速率的显著峰值。然而，随着磁性线圈中的电流增加到5安培(曲线302)和10安培(曲线304)，因此晶片中心部分的蚀刻速率降低。该结果表明增加b场可有效降低中心蚀刻速率峰值，从而降低蚀刻速率的不均匀性。
120.图3b是根据图3a的实施方案示出受施加的b场影响的蚀刻速率的变化的图。如图3b所示，曲线306是显示在5安培电流被施加到磁性线圈的情况下(如先前由曲线302所示)相对于零电流条件下(如先前曲线300所示)连续波等离子体处理的蚀刻速率的变化(或增量)的关系曲线图。曲线308是显示了在10安培电流施加到磁性线圈的情况下(如先前由曲线304指示)相对于零电流条件下执行的连续波等离子体处理的蚀刻速率的变化的关系曲线图。
121.如蚀刻速率增量结果所示，根据本公开的实施方案，b场的施加主要在晶片的中心部分提供蚀刻速率的显著降低(例如，在大约50mm半径内)。此外，施加的b场越强，蚀刻速率的降低越大。
122.图4a是根据本公开的实施方案示出针对在施加不同的b场的情况下的等离子体处理，蚀刻速率与晶片半径的函数关系曲线图。在所示出的实施方案中，针对脉冲式等离子体处理示出了覆盖氧化物晶片上的蚀刻速率。在所示出的实施方案中，曲线400示出了针对在零电流施加到磁性线圈的情况下的脉冲式等离子体处理，蚀刻速率与晶片半径的函数关系，如上文根据本公开的实施方案所描述的。曲线402示出了针对在5安培电流被施加到磁性线圈的情况下的脉冲式等离子体处理，蚀刻速率与晶片半径的函数关系。曲线404示出了针对在10安培电流被施加到磁性线圈的情况下的脉冲式等离子体处理，蚀刻速率与晶片半径的函数关系。如图所示，在零电流条件下，使得(除了现有的环境场)没有施加额外的b场，朝向晶片中心的蚀刻速率有显著的峰值。然而，当电流以5安培施加到电磁性线圈时，蚀刻速率的中心峰值会降低。当电流以10安培施加到电磁性线圈时，中心蚀刻速率会进一步降低。这样，随着施加的b场增大，晶片中心部分的蚀刻速率变得更加降低，从而减少晶片中心的不均匀性。
123.图4b是根据图4a的实施方案显示作为施加b场的结果的蚀刻速率变化的曲线图。曲线406示出了与零电流条件相比，在5安培电流施加到磁性线圈的情况下，脉冲式等离子体处理的蚀刻速率的变化。曲线408示出了与零电流条件相比，在10安培电流施加到磁性线圈的情况下，脉冲式等离子体处理的蚀刻速率的变化。可以看出，所施加的b场的影响主要是降低晶片中心部分的蚀刻速率(例如，在中心的大约50毫米的半径内)。
124.图5根据本公开的实施方案显示了其上具有蚀刻特征的晶片部分的横截面图像，展示了施加的b场对特征倾斜的影响。上面的图像提供了具有蚀刻特征的晶片部分的横截面图，这些蚀刻特征是在没有施加b场的情况下进行处理的。而下面的图像提供了具有蚀刻特征的晶片部分的横截面图，这些蚀刻特征是用施加的b场(由将1安培电流施加到磁性线圈产生的)处理的。可以看出，与没有施加b场的情况下蚀刻的特征相比，在施加b场下蚀刻的特征表现出更少的倾斜并且更竖直。施加b场可改善倾斜，因为所施加的b场会改变晶片处的等离子体鞘的形状。不均匀的等离子体导致在某些半径处倾斜，因此向等离子体施加磁场以减少不均匀性也可以减少倾斜并实现更竖直的蚀刻。
125.根据一些实施方案，提供了具有布置在室上方的四个磁性线圈的系统。四个磁性线圈基本上共面，并且围绕相同的轴同心，该轴基本上垂直于晶片的中心。四个磁性线圈被标记为线圈“a”、“b”、“c”和“d”。线圈a的内径约为12英寸(约30厘米)；线圈b的内径为约14英寸(约36厘米)；线圈c的内径为约17英寸(约43厘米)；线圈d的内径为约23英寸(约58厘米)。通过改变接收电流的线圈、施加到给定线圈的电流量以及施加到给定线圈的电流方向，可以实现各种磁分布，可以对其进行调整，例如，以减少径向蚀刻不均匀性。
126.图6a根据本公开的实施方案示出了对于各种单线圈电流配置，z方向(竖直方向，或垂直于晶片表面的方向)的在晶片平面处的磁场强度与沿300mm直径晶片的径向位置的关系。即，将电流施加到线圈a、b、c和d中的单个线圈，并且以高斯计量z方向上的磁场强度。
127.当从线圈的俯视图考虑时，正电流表示沿逆时针方向施加的电流。因此，负电流表示以顺时针方向施加的电流。
128.在所示出的实施方案中，曲线图的图例具有以下形式：(线圈#)(电流)_(线圈#)(电流)_(线圈#)(电流)_(线圈#)(电流)。因此，表示为“a5_b0_c0_d0”的曲线可以理解为对线圈a施加5安培电流而对线圈b、c和d施加零电流的结果。表示为“a-5_b0_c0_d0”的曲线可以理解作为对线圈a施加-5安培电流而对线圈b、c和d施加零电流的结果。表示为“a0_b5_c0_d0”的曲线可以理解为对线圈b施加5安培电流而对线圈a、c和d施加零电流的结果，等等。
129.图6b根据图6a的实施方案示出了，对于各种单线圈电流配置，沿径向方向(以高斯为单位)的在晶片平面处的磁场强度与沿300mm直径晶片的径向位置的关系。从这些结果可以看出，晶片边缘处的径向b场强度与z方向b场强度相当。
130.在一些实施方案中，应当理解，晶片平面处的磁场强度大约是磁性线圈平面处的磁场强度的三分之一。
131.图7a是根据本公开的实施方案示出对于施加到单个线圈a(12")、b(14")、c(17")、和d(23")的不同正电流(逆时针)，热氧化物蚀刻速率与沿300mm晶片的径向位置的关系曲线图。
132.图7b是根据本公开的实施方案示出对于施加到单个线圈a(12")、b(14")、c(17")
和d(23")的不同负电流(顺时针)，热氧化物蚀刻速率与沿300mm晶片的径向位置的关系曲线图。
133.如图7a和7b的结果所示，不同的线圈尺寸和电流可以对氧化物蚀刻速率具有不同的影响。对于同一个线圈，相反的电流方向会对氧化物蚀刻速率产生不同的影响，尤其是在较低的电流幅值下。这可以理解，因为当线圈感应的b场较低时，环境b场偏移具有更显著的影响。
134.图8a根据本公开的实施方案示出了针对各种双线圈电流配置，z方向(竖直方向，或垂直于晶片表面的方向)的在晶片平面处的磁场强度与沿300mm直径晶片的径向位置的关系。即，将电流施加到线圈a、b、c和d中的两个，并且以高斯计量z方向上的磁场强度。
135.图8b根据图8a的实施方案示出了对于不同的双线圈电流配置，沿径向方向(以高斯为单位)的在晶片平面处的磁场强度与沿300mm直径晶片的径向位置的关系。
136.正如这些结果所证明的，通过将不同的线圈电流与相同或不同的方向组合，可以沿着晶片半径产生不同的b场分布，从而实现对等离子体和蚀刻分布的不同影响。
137.图9a根据实施方案示出了对于各种三线圈电流配置，z方向(竖直方向，或垂直于晶片表面的方向)的在晶片平面处的磁场强度与沿300mm直径晶片的径向位置的关系。即，将电流施加到线圈a、b、c和d中的三个，并且以高斯计量z方向上的磁场强度。
138.图9b根据图9a的实施方案示出了对于不同的三线圈电流配置，沿径向方向(以高斯为单位)在晶片平面处的磁场强度与沿300mm直径晶片的径向位置的关系。
139.如这些结果所示，通过将不同的线圈电流与相同或不同的方向组合，可以沿着晶片半径产生不同的b场分布，从而实现对等离子体和蚀刻分布的不同影响。
140.图10a是根据本公开的实施方案示出对于双线圈组合，蚀刻速率与沿300mm晶片的径向位置的函数关系曲线图。在所示的实施方案中，特定的双线圈组合包括线圈a(直径12")和线圈d(直径23")。
141.图10b是根据图10a的实施方案示出与零电流条件相比的蚀刻速率增量的曲线图。
142.如图所示，12"和23"线圈之间的不同电流组合可以提供影响蚀刻速率均匀性的可调整性。
143.图11是根据本公开的实施方案的用于控制到多个磁性线圈的功率的系统的概念示意图。在所示出的实施方案中，控制系统120可操作地连接到数个直流电源1100、1102、1104和1106并控制其操作。直流电源分别将直流电流施加到磁性线圈1108、1110、1112，和1114。控制系统120可以控制由给定的dc电源之一供应的直流电流的幅值/强度(例如安培数)和直流电流的极性(例如正或负；或者，逆时针或顺时针)。
144.在一些实施方案中，磁性线圈1108、1110、1112和1114是上述线圈a、b、c和d。在一些实施方案中，磁性线圈1108、1110、1112和1114可以是根据本公开的各种实施方案描述的磁性线圈中的任何一者。尽管示出了四个磁性线圈和四个相应的直流电源，但应当理解，在其他实施方案中可以有额外的磁性线圈和直流电源。
145.在一些实施方案中，提供用户界面以使操作员能够调整直流电源的参数，例如对于任何给定的直流电源，通过提供用于调整直流电流幅值以及极性的设置来进行。
146.如已经讨论的，在一些实施方案中，在等离子体处理期间施加b场可以用于减少等离子体不均匀性，并且由此减少蚀刻不均匀性。此外，在一些实施方案中，b场的施加可用于
室匹配，以补偿由于环境磁场导致的工具之间的变化。环境磁场可能因工具而异，因此施加的b场可用于抵消/补偿此类环境磁场，从而提供工具与工具之间的一致性。
147.应当理解，本公开中描述的任何方法都可以实现为由控制系统120自动运行。
148.图12示出了根据一些实施方案的图1的控制系统120的示例示意图。在一些实施方案中，控制系统120被配置为用于控制在等离子体处理系统100中执行的半导体制造工艺的工艺控制器。在多种实施方案中，控制系统120包括处理器1401、存储硬件单元(hu)1403(例如存储器)、输入hu 1405、输出hu 1407、输入/输出(i/o)接口1409、i/o接口1411、网络接口控制器(nic)1413和数据通信总线1415。处理器1401、存储器hu 1403、输入hu 1405、输出hu 1407、i/o接口1409、i/o接口1411和nic 1413通过数据通信总线1415相互进行数据通信。输入hu 1405被配置为从多个外部设备接收数据通信。输入hu 1405的示例包括数据采集系统、数据采集卡等。输出hu 1407被配置为将数据传输到多个外部设备。输出hu 1407的示例是设备控制器。nic 1413的示例包括网络接口卡、网络适配器等。i/o接口1409和1411中的每一个被定义为提供耦合到i/o接口的不同硬件单元之间的兼容性。例如，i/o接口1409可以被定义为将从输入hu 1405接收的信号转换成与数据通信总线1415兼容的形式、幅度和/或速度。此外，i/o接口1407可以被定义为将从数据通信总线1415接收的信号转换成与输出hu 1407兼容的形式、幅度和/或速度。尽管各种操作在本文中被描述为由控制系统120的处理器1401执行，但应当理解，在一些实施方案中，可以由控制系统120的多个处理器和/或由与控制系统120进行数据通信的多个计算系统的多个处理器来执行各种操作。
149.在一些实施方案中，控制系统120用于部分地基于感测值来控制各种晶片制造系统中的设备。例如，控制系统120可以基于感测值和其他控制参数来控制阀1417、过滤器加热器1419、晶片支撑结构加热器1421、泵1423和其他设备1425中的一个或多个。阀1417可以包括与背面气体供应系统129、工艺气体供应系统191和温度控制流体循环系统125的控制相关联的阀。控制系统120接收来自例如压力计1427、流量计1429、温度传感器1431和/或其他传感器1433(例如电压传感器、电流传感器等)的感测值。控制系统120还可用于在等离子体处理系统100中在晶片w上执行等离子体处理操作期间控制等离子体处理系统100内的处理条件。例如，控制系统120可以控制从工艺气体供应系统191供应到等离子体处理区域182的工艺气体的类型和数量。此外，控制系统120可以控制第一射频信号发生器147、第二射频信号发生器149、阻抗匹配系统143、tes射频信号发生器213和tes阻抗匹配系统211的操作。此外，控制系统120可以控制用于夹持电极112的直流电源117的操作。控制系统120还可以控制用于升降销132的升降设备133的操作和门107的操作。控制系统120还控制背面气体供应系统129和温度控制流体循环系统125的操作。控制系统120还控制悬臂组件115的竖直运动。控制系统120还控制节流构件196和泵的操作，该泵控制排放端口105处的抽吸。控制系统120还控制tes系统1000的压紧杆911的压紧控制机构913的操作。控制系统120还接收来自tes系统1000的温度探头的输入。应当理解，控制系统120被配备为提供程序化和/或手动控制等离子处理系统100内的任何功能。
150.在一些实施方案中，控制系统120被配置为执行计算机程序，计算机程序包括用于控制工艺时序、工艺气体输送系统温度和压差、阀位置、工艺气体混合物、工艺气体流速、背面冷却气体流速、室压力、室温度、晶片支撑结构温度(晶片温度)、rf功率电平、rf频率、rf脉冲、阻抗匹配系统143设置、悬臂组件位置、偏置功率和其他特定工艺参数的指令集。在一
些实施方案中，可以采用存储在与控制系统120相关联的存储器设备上的其他计算机程序。在一些实施方案中，存在与控制系统120相关联的用户界面。用户界面包括显示器1435(例如，装置和/或工艺条件的显示屏和/或图形软件显示器)，以及用户输入设备1437，例如指点设备、键盘、触摸屏、麦克风等。
151.可以以许多不同的方式设计或配置用于指导控制系统120的操作的软件。用于指导控制系统120的操作以执行工艺序列中的各种晶片制造工艺的计算机程序可以用：例如，汇编语言、c、c++、pascal、fortran或其他语言等任何传统的计算机可读编程语言编写。编译的目标代码或脚本由处理器1401执行以执行程序中识别的任务。控制系统120可以被编程以控制与工艺条件相关的各种工艺控制参数，所述工艺条件例如过滤器压差、工艺气体成分和流率、背面冷却气体成分和流速、温度、压力、等离子体条件(例如射频功率水平和射频频率、偏置电压、冷却气体/流体压力和室壁温度)等。可以在晶片制造工艺期间监控的传感器的示例包括但不限于质量流量控制模块、压力传感器，例如压力计1427和温度传感器1431。经适当编程的反馈和控制算法可以与来自这些传感器的数据一起使用以控制/调整一个或多个工艺控制参数来维持所需的工艺条件。
152.在一些实施方案中，控制系统120是更广泛的制造控制系统的一部分。这样的制造控制系统可以包括半导体处理设备，包括用于晶片处理的处理工具、室和/或平台，和/或特定的处理部件，例如晶片基座、气流系统等。这些制造控制系统可以与电子设备集成，以用于在晶片处理之前、期间和之后控制它们的操作。控制系统120可以控制制造控制系统的各种部件或子部分。取决于晶片处理要求，控制系统120可以被编程以控制本文公开的任何工艺，包括处理气体的输送、背面冷却气体的输送、温度设置(例如加热和/或冷却)、压力设置、真空设置、功率设置、射频(rf)产生器设置、rf匹配电路设置、频率设置、流率设置、流体输送设置、位置和操作设置、晶片转移进出工具和其他转移工具和/或与具体系统连接或通过接口连接的装载锁。
153.概括地说，控制系统120可以定义为电子器件，电子器件具有接收指令、发出指令、控制操作、启用晶片处理操作、启用端点测量等的各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件。集成电路可以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(dsp)、定义为专用集成电路(asic)的芯片、和/或一个或多个微处理器、或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指令可以是以各种单独设置(或程序文件)的形式发送到控制系统120的指令，单独设置(或程序文件)定义用于在系统100内的晶片w上执行特定工艺的操作参数。在一些实施方案中，操作参数可以是由工艺工程师定义的配方的一部分，以在一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或晶片的管芯的制造期间完成一个或多个处理步骤。
154.在一些实现方案中，控制系统120可以是与等离子体处理系统100集成、耦合到系统100、以其它方式联网到系统100或其组合的计算机的一部分或耦合到该计算机。例如，控制系统120可以在晶片厂(fab)主机系统的全部或一部分的“云”中，其可以允许对晶片处理的远程访问。计算机可以实现对系统100的远程访问以监视制造操作的当前进展、检查过去制造操作的历史、检查多个制造操作的趋势或性能标准，改变当前处理的参数、设置处理步骤以跟随当前的处理、或者开始新的处理。在一些示例中，远程计算机(例如服务器)可以通过网络(其可以包括本地网络或因特网)向系统100提供工艺配方。
155.远程计算机可以包括使得能够输入或编程参数和/或设置的用户界面，然后将该参数和/或设置从远程计算机发送到系统100。在一些示例中，控制系统120接收数据形式的指令，其指定在一个或多个操作期间要执行的每个处理步骤的参数。应当理解，参数可以特定于要在等离子体处理系统100中执行的工艺的类型和工具的类型。因此，如上所述，控制系统120可以是例如通过包括联网在一起并朝着共同目的(例如本文所述的工艺和控制)工作的一个或多个分立的控制器而呈分布式。用于这种目的的分布式控制器的示例是在与远程(例如在平台级或作为远程计算机的一部分)的一个或多个集成电路通信的等离子体处理系统100上的一个或多个集成电路，其组合以控制在等离子体处理系统100上执行的工艺。
156.控制系统120可以对接的示例系统可以包括但不限于等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转漂洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(pvd)室或模块、化学气相沉积(cvd)室或模块、原子层沉积(ald)室或模块、原子层蚀刻(ale)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块、以及可以与半导体晶片的制造和/或制备相关联或用于半导体晶片的制造和/或制备的任何其它半导体处理系统。如上所述，根据将由工具执行的一个或多个处理步骤，控制系统120可以与一个或多个其他工具电路或模块、其它工具部件、群集工具、其他工具接口、相邻工具、邻近工具、位于整个工厂中的工具、主计算机、另一控制器、或在将晶片容器往返半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口运输的材料运输中使用的工具通信。
157.本文描述的实施方案也可以结合各种计算机系统配置来实现，所述计算机系统配置包括手持硬件单元、微处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费电子产品、小型计算机、大型计算机等。这里描述的实施方案也可以结合分布式计算环境来实现，其中任务由通过网络链接的远程处理硬件单元执行。应该理解，这里描述的实施方案，特别是与控制系统120相关联的实施方案，可以采用涉及存储在计算机系统中的数据的各种计算机实现的操作。这些操作是需要对物理量进行物理操纵的操作。在此描述的形成实施方案的一部分的任何操作都是有用的机器操作。实施方案还涉及用于执行这些操作的硬件单元或装置。该装置可以专门为专用计算机构建。当定义为专用计算机时，该计算机还可以执行不属于专用目的的部分的其他处理、程序执行或例程，同时仍能够为专用目的进行操作。在一些实施方案中，操作可以由通用计算机处理，该通用计算机由存储在计算机存储器、高速缓存中或通过网络获得的一个或多个计算机程序选择性地激活或配置。当通过网络获取数据时，该数据可能由网络(例如计算资源云)上的其他计算机处理。
158.在此描述的各种实施方案可以通过在非暂时性计算机可读介质上被实例化为计算机可读代码的工艺控制指令来实现。非暂态计算机可读介质是可以存储数据的任何数据存储硬件单元，所述数据之后可以被计算机系统读取。非暂时性计算机可读介质的示例包括硬盘驱动器、网络附加存储(nas)、rom、ram、光盘-rom(cd-rom)、可记录cd(cd-r)、可重写cd(cd-rw)、磁带和其他光学和非光学数据存储硬件单元。非暂时性计算机可读介质可以包括分布在网络耦合计算机系统上的计算机可读有形介质，使得计算机可读代码以分布式方式存储和执行。
159.尽管前述公开内容包括为了清楚理解的目的的一些细节，但显然可以在所附权利要求的范围内实施某些改变和修改。例如，应当理解，来自本文公开内容的任何实施方案的
一个或多个特征可以与本文公开的任何其他实施方案的一个或多个特征组合。因此，所呈现的实施方案被认为是说明性的而非限制性的，并且所要求保护的内容不限于本文给出的细节，而是可以在所描述的实施方案的范围和等同方案内进行修改。

技术特征：
1.一种对晶片进行等离子体处理的系统，其包括：室，其被配置为接收晶片以进行等离子体处理并且具有限定等离子体处理区域的内部，在所述等离子体处理区域中提供等离子体以对所述晶片进行所述等离子体处理；第一磁性线圈，其被设置在所述室上方并以垂直于所述晶片的表面平面且穿过所述晶片的近似中心的轴为中心；第一直流电源，其被配置为在所述等离子体处理期间将第一直流电流施加到所述第一磁性线圈，所施加的所述第一直流电流在所述等离子体处理区域中产生减少所述等离子体不均匀性的磁场。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述磁场被配置为基本上竖直穿过所述等离子体处理区域的中心区域。3.根据权利要求2所述的系统，其中穿过所述等离子体处理区域的所述中心区域的磁场具有小于大约10高斯的强度。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述磁场被配置为降低由所述等离子体处理执行的蚀刻的径向不均匀性。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一磁性线圈的形状基本上是环形的。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一磁性线圈沿着平行于所述晶片的所述表面平面的水平平面定向。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一磁性线圈的内径在约15到20英寸的范围内。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一磁性线圈包括多匝磁线。9.根据权利要求1所述的系统，其还包括：第二磁性线圈，其被设置在所述室上方，所述第二磁性线圈与所述第一磁性线圈同心；第二直流电源，其被配置为在所述等离子体处理期间将第二直流电流施加到所述第二磁性线圈，所施加的所述第二直流电流有助于在所述等离子体处理区域中产生减少所述等离子体不均匀性的所述磁场。10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第二磁性线圈基本上沿与所述第一磁性线圈相同的水平平面定向。11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第一直流电流和所述第二直流电流被配置为具有相同的幅值或不同的幅值。12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第一直流电流和所述第二直流电流被配置为以相同方向或相反方向施加。13.根据权利要求9所述的系统，其中，所述第一磁性线圈的内径在大约10至15英寸的范围内；以及，其中，所述第二磁性线圈的内径在大约15至25英寸的范围内。14.根据权利要求1所述的系统，其还包括：第二磁性线圈，其被配置为横向地围绕所述等离子体处理区域；第二直流电源，其被配置为在所述等离子体处理期间将第二直流电流施加到所述第二磁性线圈，所施加的所述第二直流电流有助于在所述等离子体处理区域中产生减少所述等离子体不均匀性的所述磁场。
15.根据权利要求1所述的系统，其还包括：第二磁性线圈，其被设置在所述等离子体处理区域下方；第二直流电源，其被配置为在所述等离子体处理期间将第二直流电流施加到所述第二磁性线圈，所施加的所述第二直流电流有助于在所述等离子体处理区域中产生减少所述等离子体不均匀性的所述磁场。16.一种对晶片进行等离子体处理的方法，其包括：将晶片移动到被配置用于等离子体处理的室中，所述室的内部限定等离子体处理区域；在所述等离子体处理区提供等离子体，以对所述晶片进行等离子体处理；以及在所述等离子体处理期间将直流电流施加到磁性线圈，所施加的所述直流电流在所述等离子体处理区域中产生降低所述等离子体不均匀性的磁场；其中，所述磁性线圈设置在所述室上方并以垂直于所述晶片的表面平面且穿过所述晶片的大致中心的轴为中心。17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述磁场被配置为基本上竖直穿过所述等离子体处理区域的中心区域。18.根据权利要求17所述的方法，其中，穿过所述等离子体处理区域的所述中心区域的所述磁场具有小于大约10高斯的强度。19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述磁场被配置为降低通过所述等离子体处理执行的蚀刻的径向不均匀性。20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述磁性线圈基本上是环形的。21.根据权利要求16所述的方法，其中所述磁性线圈沿着平行于所述晶片的所述表面平面的水平平面定向。22.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第一磁性线圈的内径在大约15到20英寸的范围内。

技术总结
提供了一种对晶片进行等离子体处理的系统，其包括：室，其被配置为接收晶片以进行等离子体处理并且具有限定等离子体处理区域的内部，在所述等离子体处理区域中提供等离子体以对所述晶片进行所述等离子体处理；第一磁性线圈，其被设置在所述室上方并以垂直于所述晶片的表面平面且穿过所述晶片的近似中心的轴为中心；第一直流电源，其被配置为在所述等离子体处理期间将第一直流电流施加到所述第一磁性线圈，所施加的所述第一直流电流在所述等离子体处理区域中产生减少所述等离子体不均匀性的磁场。性的磁场。性的磁场。


技术研发人员：阿列克谢
受保护的技术使用者：朗姆研究公司
技术研发日：2021.11.02
技术公布日：2023/7/25