具有射頻帶輸入的外圍射頻供給及對稱的射頻返回的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的系統(tǒng)和方法用于對稱的射頻輸送的外圍射頻供給及對稱的射頻返回。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種用于等離子體處理的卡盤組件。所述卡盤組件包括：靜電卡盤，其在第一側(cè)具有襯底支撐表面；設(shè)施板，其在與所述襯底支撐表面相反的第二側(cè)連接到所述靜電卡盤；外圍射頻供給件，其被配置為輸送射頻功率，所述外圍射頻供給件具有與所述設(shè)施板的外圍接觸的第一部分以及將所述外圍射頻供給件連接到射頻源的射頻帶。
【專利說明】具有射頻帶輸入的外圍射頻供給及對稱的射頻返回
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及晶片處理設(shè)備，并且更具體地講，涉及在晶片處理設(shè)備中處理晶片的設(shè)備、方法和計(jì)算機(jī)程序。
【背景技術(shù)】
[0002]集成電路的制造包括將包含摻雜的硅區(qū)的硅襯底(晶片)浸沒在化學(xué)反應(yīng)性等離子體中，其中亞微米的器件特征(例如，晶體管、電容器等)被蝕刻在硅襯底的表面上。一旦制成了第一層，就在第一層的頂部建立幾個(gè)絕緣(電介質(zhì))層，其中在材料中蝕刻孔(也被稱為通孔)和溝槽，用于放置導(dǎo)電的內(nèi)部連接物。
[0003]不均勻的蝕刻會(huì)不利地影響晶片的產(chǎn)率。此外，由于每個(gè)新一代器件的關(guān)鍵尺寸大小減小，并且由于晶片大小增大以便在同一個(gè)晶片上生產(chǎn)更多數(shù)量的器件，不均勻性的要求變得越來越嚴(yán)格。因此，控制不均勻性是以高性價(jià)比的方式大批量生產(chǎn)更先進(jìn)的技術(shù)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵。
[0004]在這種背景下提出了本發(fā)明的實(shí)施方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實(shí)施方式提供了用于對稱的射頻輸送的外圍射頻供給及對稱的射頻返回的設(shè)備、方法和計(jì)算機(jī)程序。應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)施方式能夠以多種方式實(shí)施，這些方式如，過程、設(shè)備、系統(tǒng)、裝置或計(jì) 算機(jī)可讀的介質(zhì)上的方法。以下描述幾個(gè)實(shí)施方式。
[0006]在一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種用于等離子體的卡盤組件。所述卡盤組件包括:靜電卡盤，其在第一側(cè)具有襯底支撐表面；設(shè)施板，其在與所述襯底支撐表面相反的第二側(cè)聯(lián)接到所述靜電卡盤；外圍射頻供給件，其被配置為輸送射頻功率，所述外圍射頻供給件具有與所述設(shè)施板的外圍接觸的第一部分以及將所述外圍射頻供給件聯(lián)接到射頻源的射頻帶。
[0007]所述第一部分可以是碗形區(qū)段。所述卡盤組件還可以包括導(dǎo)電部件，所述導(dǎo)電部件聯(lián)接到所述設(shè)施板上并且被限定在所述中空射頻供給件的所述第一部分的內(nèi)部。
[0008]所述卡盤組件還可以包括對稱的接地罩，該接地罩基本上包圍所述外圍射頻供給件。所述中空射頻供給件的所述第一部分在被限定于與所述靜電卡盤相反的所述設(shè)施板的一側(cè)上的圓周處與所述設(shè)施板的外圍接觸，所述圓周的半徑可以大于所述設(shè)施板的半徑的約二分之一。
[0009]所述外圍射頻供給件的所述第一部分可以包括至少一個(gè)開口，該至少一個(gè)開口用于至少一個(gè)設(shè)施連接到所述設(shè)施板。所述設(shè)施板可以包括非導(dǎo)電的升降銷(lift pin)系統(tǒng)。所述設(shè)施板可以包括與中空射頻供給件和射頻帶電氣隔離的升降銷系統(tǒng)。
[0010]另一個(gè)實(shí)施方式提供了一種用于給用于等離子體處理的卡盤組件供電的方法。所述方法包括:使中空射頻供給件的第一端與設(shè)施板的外圍接觸；以及使用射頻帶將射頻功率聯(lián)接到所述中空射頻供給件的第二端，所述中空射頻供給件將所施加的射頻功率輸送到所述設(shè)施板的外圍。[0011]通過所述中空射頻供給件輸送所述射頻功率繞過聯(lián)接有導(dǎo)電部件的所述設(shè)施板的中心部分，所述導(dǎo)電部件被限定在所述中空射頻供給件的內(nèi)部。所述導(dǎo)電部件可以是冷卻系統(tǒng)部件或加熱裝置或靜電夾持裝置或升降銷系統(tǒng)中的至少一種。
[0012]在所述中空射頻供給件的所述第二端施加所述射頻功率可以包括在所述卡盤組件的側(cè)向位置與所述第二端接觸。使所述中空射頻供給件的所述第一端與所述設(shè)施板的所述外圍接觸可以包括在被限定于所述設(shè)施板下側(cè)上的圓周處與所述外圍接觸，所述圓周的半徑大于所述設(shè)施板的半徑的二分之一。
[0013]所述方法還可以包括使用接地罩來屏蔽所述中空射頻供給件的第一部分。所述方法還可以包括使用基本上對稱的接地罩來屏蔽所述中空射頻供給件的第一部分。使所述中空射頻供給件的所述第一端與所述設(shè)施板的所述外圍接觸可以包括在被限定于所述設(shè)施板下側(cè)上的圓周處與所述外圍接觸，所述圓周的半徑大于所述設(shè)施板的半徑的二分之一。通過所述中空射頻供給件中的對應(yīng)孔可以提供至少一個(gè)設(shè)施連接。
[0014]另一個(gè)實(shí)施方式提供了一種用于等離子體處理的卡盤組件。所述卡盤組件包括:靜電卡盤，其在第一側(cè)具有襯底支撐表面；設(shè)施板，其在與所述襯底支撐表面相反的第二側(cè)聯(lián)接到所述靜電卡盤；外圍射頻供給件，其被配置為輸送射頻功率，所述外圍射頻供給件具有與所述設(shè)施板的外圍接觸的第一部分，其中所述中空射頻供給件的所述第一部分在被限定于與所述靜電卡盤相反的所述設(shè)施板的一側(cè)上的圓周處與所述設(shè)施板的外圍接觸，其中所述外圍射頻供給件的所述第一部分包括至少一個(gè)開口，該至少一個(gè)開口用于至少一個(gè)設(shè)施連接到所述 設(shè)施板；射頻帶，其將所述外圍射頻供給件聯(lián)接到射頻源；以及基本上對稱的接地罩，其包圍所述外圍射頻供給件。所述設(shè)施板可以包括與中空射頻供給件以及射頻帶電氣隔離的升降銷系統(tǒng)。
[0015]結(jié)合附圖，從以下詳細(xì)描述會(huì)明白其他方面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]通過結(jié)合附圖參考以下描述可以最好地理解實(shí)施方式。
[0017]圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的等離子體反應(yīng)器的橫截面。
[0018]圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的卡盤組件18的橫截面示意圖。
[0019]圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的連接到卡盤組件上的各種系統(tǒng)。
[0020]圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的中空射頻供給件和射頻接地適配管的一部分的橫截面。
[0021]圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的卡盤組件的設(shè)備盤的下側(cè)。
[0022]圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的使用具有中心射頻供給件的卡盤組件與具有中空射頻供給件的卡盤組件處理的襯底的方位角不均勻性的比較圖。
[0023]圖7A圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的包括接地罩的卡盤組件上的晶片的蝕刻速率。
[0024]圖7B圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的圖7A中的晶片的蝕刻殘余物掃描圖。
[0025]圖7C圖示了卡盤組件上的晶片在沒有接地罩的情況下的蝕刻速率。
[0026]圖7D圖示了圖7C中的晶片的蝕刻殘余物掃描圖。
[0027]圖8是用于實(shí)施本文所述的實(shí)施方式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的簡化示意圖。[0028]圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的等離子體室。
[0029]圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的靜電卡盤組件的側(cè)剖視圖。
[0030]圖1lA至圖1lE是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的外圍射頻供給件的視圖。
[0031]圖12是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的通過使用外圍射頻供給件的性能增加的曲線圖。
[0032]圖13是圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的應(yīng)用外圍射頻供給件中執(zhí)行的方法操作的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下實(shí)施方式描述了用于對稱的射頻輸送的外圍射頻供給和對稱的射頻返回的設(shè)備和方法。應(yīng)當(dāng)明白，這些實(shí)施方式可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的一些或全部的情況下實(shí)施。在其他情況下，為了不會(huì)不必要地模糊這些實(shí)施方式，沒有描述公知的處理操作。
[0034]在兩個(gè)電極之間激發(fā)電場是在蝕刻室中獲得射頻氣體放電的方法之一。當(dāng)在兩個(gè)電極之間施加震蕩電壓時(shí)，獲得的放電被稱為電容耦合等離子體(CCP)放電。
[0035]可以通過以下方式產(chǎn)生等離子體:利用穩(wěn)定的原料氣體以通過電子與中性物質(zhì)的碰撞所產(chǎn)生的多種分子的離解來獲得種類繁多的化學(xué)反應(yīng)性副產(chǎn)物。蝕刻的化學(xué)方面涉及中性氣體分子及其離解的副產(chǎn)物與將被蝕刻的表面的分子的反應(yīng)并且產(chǎn)生能夠被抽走的揮發(fā)性分子。當(dāng)產(chǎn)生了等離子體時(shí)，正離子從等離子體加速穿過使等離子體與壁分隔開的空間帶電鞘，從而以足夠的能量撞擊晶片的表面以去除晶片表面的材料。
[0036] 在一個(gè)實(shí)施方式中，例如CF4和C-C4F8等氟碳?xì)怏w由于它們的各向異性和選擇性蝕刻性能而用于電介質(zhì)蝕刻處理，但是本文描述的原理可以應(yīng)用于其他產(chǎn)生等離子體的氣體。氟碳?xì)怏w容易離解成較小的分子和原子自由基。這些化學(xué)反應(yīng)性副產(chǎn)物侵蝕電介質(zhì)材料，在一些實(shí)施方式中，對于低k設(shè)備，電介質(zhì)材料可以是SiO2或SiOCH。
[0037]圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的等離子體反應(yīng)器的橫截面。反應(yīng)器包括有周圍室壁12所限定的周圍室10以及由頂電極組件16和下卡盤組件18所限定的等離子體約束室14?？ūP組件18包括靜電卡盤18，該靜電卡盤在其頂側(cè)提供襯底支撐表面，并且設(shè)置用于將襯底靜電夾緊到其襯底支撐表面上。設(shè)施板(facility plate) 22聯(lián)接到與襯底支撐表面相反的靜電卡盤18的一側(cè)上。多種設(shè)施部件聯(lián)接到設(shè)施板22上，這些部件如，與加熱、冷卻、升降銷的控制和靜電夾緊有關(guān)的部件。
[0038]如圖所示，頂電極組件16包括用于供應(yīng)處理氣體到等離子體限制室14中的噴頭
11。頂電極組件還包括護(hù)罩13，所述護(hù)罩與卡盤組件18接合以限定等離子體約束室14。穿孔15被限定用于從等離子體限制室14出來的氣流。
[0039]中空射頻供給件24聯(lián)接到設(shè)施板22的外圍部分上，以便輸送射頻功率到設(shè)施板22的邊緣。這種配置能使射頻電流繞過設(shè)施板22的內(nèi)部，使得聯(lián)接到設(shè)施板上的子部件不在射頻電流的路徑上。以此方式，輸送到位于卡盤組件上的襯底的射頻輸送獲得了很高的方位角均勻性。
[0040]中空射頻供給件24包括與設(shè)施板22連接上的第一部分26A以及遠(yuǎn)離卡盤組件18側(cè)向延伸的第二部分26B。如圖示的實(shí)施方式所示，中空射頻供給件24的一端聯(lián)接到設(shè)施板22的外圍，同時(shí)其相反端遠(yuǎn)離設(shè)施板延伸到射頻源。聯(lián)接到設(shè)施板上的第一部分26A是碗形區(qū)段，其直徑比第二部分26B的大，第二部分是遠(yuǎn)離卡盤組件延伸的管狀區(qū)段。第二部分26B聯(lián)接到由第一部分26A在接口 25處所限定的碗形區(qū)段的孔上。因此，聯(lián)接到設(shè)施板上的多種子部件被包括在所述中空射頻供給件的第一部分26A的內(nèi)部中。
[0041]另外，接地罩28被設(shè)置為卡盤組件18的一部分。接地罩28有助于基本上對稱的射頻返回電流路徑。接地罩28被限定為以便包圍中空射頻供給件24的第一部分26A和第二部分26B連接處的區(qū)域。因此，接地罩28限定中空射頻供給件24的第一部分26A與第二部分26B之間的屏障。接地罩28連接到卡盤組件壁30上，射頻接地適配管32從所述卡盤組件壁30延伸到接地?？ūP組件壁30、接地罩28和射頻接地適配管32 —起形成經(jīng)由中空射頻供給件24輸送的射頻電流的返回路徑。應(yīng)當(dāng)注意到，中空射頻供給件的第二部分26B的部分被限定在射頻接地適配管32的內(nèi)部。中空射頻供給件的第二部分26B的所述部分和射頻接地適配管32 —起限定同軸區(qū)段。
[0042]圖2 圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的卡盤組件18的橫截面示意圖。如圖所示，多種子部件聯(lián)接到包括冷卻部件40、升降銷系統(tǒng)42、加熱部件44和夾緊部件46的設(shè)施板22上。加熱部件和夾緊部件導(dǎo)電，因此在常規(guī)的等離子體處理系統(tǒng)中特別容易干擾對稱射頻的傳輸和返回。然而，甚至例如液體或氣體基冷卻部件和氣動(dòng)升降銷系統(tǒng)等部件可以導(dǎo)電或不導(dǎo)電，并且在常規(guī)系統(tǒng)中所述部件中包括的導(dǎo)電液體或氣體也可以減少輸送到襯底的射頻輸送的對稱性，因?yàn)榕c設(shè)施板的聯(lián)接會(huì)要求改變設(shè)施板的表面結(jié)構(gòu)。本文公開的中空射頻供給件直接輸送射頻功率到設(shè)施板的外圍，從而提供改進(jìn)的射頻功率對稱性，因?yàn)樽硬考辉谏漕l輸送的路徑中。
[0043]中空射頻供給件的第一部分26A在被限定于設(shè)施板22下側(cè)上的圓周27處聯(lián)接到設(shè)施板22。圓周27被限定在設(shè)施板22的外圍或邊緣。圓周27與設(shè)施板22同心。在一個(gè)實(shí)施方式中，圓周27的半徑大于設(shè)施板22的半徑的二分之一，但是小于設(shè)施板22的整個(gè)半徑。
[0044]靜電卡盤18和設(shè)施板22通過電介質(zhì)隔離物29與卡盤組件壁30分隔開。射頻路徑可以寬泛地被定義為到襯底的射頻輸送路徑和射頻返回路徑。射頻輸送路徑沿著中空射頻供給件24使射頻輸送到設(shè)施板22的圓周27，并且繞著設(shè)施板22和靜電卡盤18的邊緣輸送到襯底。射頻返回路徑順著卡盤組件壁30和接地罩28，最終經(jīng)由射頻接地適配管32聯(lián)接到接地。
[0045]在圖示的實(shí)施方式中，用于分別聯(lián)接到冷卻部件40和升降銷系統(tǒng)42的流體管41和43被允許穿過中空射頻供給件24，因?yàn)樗鼈儾粚?dǎo)電并且對射頻輸送的對稱性造成很小的干擾。然而，分別用于加熱部件44和夾緊部件46的設(shè)施線45和47被設(shè)置在中空射頻供給件24的內(nèi)部。
[0046]在包括加熱部件44和夾緊部件46的最小系統(tǒng)中，每個(gè)部件有兩根線材，總共至少四根線材。在一些實(shí)施方式中，可以有額外的加熱部件線材。例如，在有四個(gè)加熱區(qū)的一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)加熱區(qū)設(shè)有一對線材。在這個(gè)實(shí)施方式中，總共有十根線材，這些線材通過中空射頻供給件24被供給到加熱部件44和夾緊部件46。
[0047]在一個(gè)實(shí)施方式中，絕緣管48被設(shè)置在中空射頻供給件的第二部分26B中。絕緣管48由例如Teflon?.之類的絕緣材料組成。
[0048]圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式連接到卡盤組件上的多個(gè)系統(tǒng)。如圖所示，冷卻部件40聯(lián)接到冷卻源60上，所述冷卻源提供用于冷卻靜電卡盤18的液體或氣態(tài)流體。升降部件42聯(lián)接到氣動(dòng)源62上，氣動(dòng)源62提供壓縮氣體來控制升降銷以便于襯底從靜電卡盤18分離。
[0049]從射頻發(fā)生器64經(jīng)由射頻濾波器65和射頻匹配器66供應(yīng)射頻功率到中空射頻供給件24。線材45從交流電源68提供電流到加熱部件44。線材47從高壓直流電源70提供電流到夾緊部件46。
[0050]圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的中空射頻供給件的一部分和射頻接地適配管的橫截面。如圖所示，射頻接地適配管32內(nèi)部的中空射頻供給件24的所述部分的配置限定在中空射頻供給件24充當(dāng)內(nèi)導(dǎo)體并且射頻接地適配管32充當(dāng)外導(dǎo)體時(shí)的同軸段，以便在不對鄰近的部件造成干擾的情況下促進(jìn)射頻功率的低損耗輸送。
[0051]另外，絕緣管48被圖示為在中空射頻供給件24的內(nèi)部。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，絕緣管48是Teflon?‘管。在圖示的實(shí)施方式中，有聯(lián)接到四個(gè)不同區(qū)的加熱元件上的四對線材45，以及用于靜電夾緊的一對高壓線材47。在一個(gè)實(shí)施方式中，線材穿透射頻供給件帶。
[0052]圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的卡盤組件的設(shè)施板的下側(cè)。如圖所示，設(shè)施板22具有與其聯(lián)接上的多種設(shè)施部件，包括冷卻部件40、升降部件42、加熱部件44和夾緊部件46。中空射頻供給件與在被限定在設(shè)施板22下側(cè)外圍處的圓周27處的設(shè)施板接觸。如圖所示，圓周27與設(shè)施板同心以便于從中空射頻供給件對稱地輸送射頻到設(shè)施板22的邊緣。另外，所述圓周環(huán)繞多個(gè)設(shè)施部件在設(shè)施板22上的位置，使得設(shè)施部件不在射頻輸送路徑中。在一個(gè)實(shí)施方式中，圓周27的半徑是設(shè)施板22的半徑的至少二分之一。在另一個(gè)實(shí)施方式中，圓周27的半徑是設(shè)施板22的半徑的至少三分之二。在其他實(shí)施方式中，圓周27可以具有將圓周27限定在設(shè)施板22的外圍附近的任意半徑。 [0053]圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的使用具有中心射頻供給件的卡盤組件與使用具有中空射頻供給件的卡盤組件處理的襯底的方位角不均勻性的比較圖。可以看出，使用具有本文所述的中空射頻供給件的卡盤組件處理的襯底表現(xiàn)出明顯低水平的方位角不均勻性。這在射頻功率設(shè)置的整個(gè)范圍內(nèi)是真實(shí)的，相比于中心射頻供給件，中空射頻供給件在方位角不均勻性方面的改善程度總體上隨著功率的增大而提高。
[0054]在300瓦與800瓦之間，中心射頻供給件的方位角不均勻性大致翻倍。相比之下，中空射頻供給件在整個(gè)相同的功率范圍內(nèi)表現(xiàn)出相當(dāng)恒定的方位角不均勻性，并且整體的不均勻性水平較低。通過測量空白晶片的蝕刻速率并且減去徑向的不均勻性來測量方位角的不均勻性。有關(guān)各種指標(biāo)的測量的額外細(xì)節(jié)可以參考于2007年7月3日公布的題為“用于量化晶片的不均勻性并以圖形探索顯著性的用戶界面”的美國專利N0.7，239，737，該專利的公開內(nèi)容通過引用的方式并入本申請中。
[0055]圖7A至圖7D圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的接地罩對方位角不均勻性的影響。具體地講，圖7A圖示了包括本文所述接地罩的卡盤組件上的晶片蝕刻速率。圖7B圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的圖7A中的晶片的蝕刻殘余物掃描圖。如圖所示，方位角的不均勻性是0.82%。然而，圖7C圖示了卡盤組件上的晶片在沒有接地罩的情況下的蝕刻速率。圖7D圖示了圖7C中的晶片的蝕刻殘余物掃描圖。在這種情況下，方位角的不均勻性顯著增大到3.95%。因此可以看出，提供射頻返回路徑的改善的對稱性的接地罩就減少方位角的均勻性而言提供了顯著效果。[0056]圖8是用于實(shí)施本文所述的實(shí)施方式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的簡化示意圖。應(yīng)當(dāng)理解，本文所述的方法可以用數(shù)字處理系統(tǒng)(例如，常規(guī)的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng))來執(zhí)行。在替代方式中，可以使用被設(shè)計(jì)成或被編程用于執(zhí)行唯一一種功能的專用計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括中央處理器(CPU) 1004，所述中央處理器通過總線1010聯(lián)接到隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 1028、只讀存儲(chǔ)器(ROM) 1012和大容量存儲(chǔ)器1014。相位控制程序1008存儲(chǔ)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 1028中，但是也可以存儲(chǔ)在大容量存儲(chǔ)器1014或R0M1012中。
[0057]大容量存儲(chǔ)器1014代表永久數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，例如，本地或遠(yuǎn)程的硬盤驅(qū)動(dòng)器或固定磁盤驅(qū)動(dòng)器。網(wǎng)絡(luò)接口 1030經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)1032提供連接通道，從而允許與其他設(shè)備進(jìn)行通信。應(yīng)當(dāng)理解，CPU1004可以實(shí)施為通用處理器、專用處理器或?qū)ｉT編程邏輯器件。輸入/輸出(I/O)接口提供與不同的外圍設(shè)備的通信并且通過總線1010連接到CPU1004、RAM1028、R0M1012和大容量存儲(chǔ)器1014。示例的外圍設(shè)備包括顯示器1018、鍵盤1022、光標(biāo)控制器1024、可移動(dòng)媒體設(shè)備1034等。
[0058]顯示器1018被配置為顯示本文所述的用戶界面。鍵盤1022、光標(biāo)控制器1024、可移動(dòng)媒體設(shè)備1034和其他外圍設(shè)備聯(lián)接到I/O接口 1020以便將命令選項(xiàng)中的信息通信到CPU1004。應(yīng)該理解的是，到外部設(shè)備和來自外部設(shè)備的數(shù)據(jù)可以通過I/O接口 1020進(jìn)行通信。所述實(shí)施方式還可以在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)施，在分布式計(jì)算環(huán)境中由通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)鏈接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備來執(zhí)行多個(gè)任務(wù)。
具有射頻帶輸入的外圍射頻供給件
[0059]上述實(shí)施方式包括具有中空射頻供給物(feedstock)的外圍射頻供給件。然而，需要對將要使用的室進(jìn)行大量的重新設(shè)計(jì)。甚至在沒有中空射頻供給件(即，如上所述的第二部分26B)并且同時(shí) 使用典型的帶式射頻輸入的情況下仍然能夠獲得外圍射頻供給件(即，如上所述的第一部分26A)的一些有益效果。舉例而言，外圍射頻供給件26A提供對稱的射頻供給到靜電卡盤。對稱的射頻供給提高了形成在靜電卡盤上方的等離子體的均勻性。對稱的射頻返回可以進(jìn)一步提高形成在靜電卡盤上方的等離子體的均勻性。
[0060]圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的等離子體室900。圖9的等離子體室包括具有射頻頻率的射頻功率源922，所述射頻功率源經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)Ml聯(lián)接到底電極108上。頂電極組件16經(jīng)由開關(guān)944和匹配網(wǎng)絡(luò)946聯(lián)接到具有射頻頻率f4的第二射頻功率源942。[0061 ] 另外，等離子體室包括開關(guān)944，所述開關(guān)944將頂電極組件16聯(lián)接到接地電位亦或經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)946聯(lián)接到射頻功率源942。第一加熱器918位于噴頭11上方，并且第二加熱器916位于接地電極948上方。加熱器918、916通過硝酸鋁材料層與噴頭11和接地電極隔開，但也可以利用其他絕緣體。加熱器916控制接地電極的外部區(qū)域中的溫度，并且加熱器918控制噴頭11的溫度。每個(gè)加熱器918、916是可操作的以在襯底處理操作期間獨(dú)立地開啟或關(guān)閉。
[0062]晶片處理設(shè)備進(jìn)一步包括系統(tǒng)控制器902、頂電極功率控制器906、加熱器控制器908以及頻率為的功率控制器912。系統(tǒng)控制器902接收等離子體配方904，所述等離子體配方包括用于在等離子體室內(nèi)執(zhí)行的不同操作的指令。晶片的處理可以在多個(gè)操作中進(jìn)行，并且每個(gè)操作可以要求在等離子體室內(nèi)有不同的設(shè)置。例如，在一個(gè)操作中應(yīng)用射頻功率源922、942兩者，而在其他操作中，僅應(yīng)用所述射頻功率源中的一個(gè)。
[0063]基于配方904，系統(tǒng)控制器設(shè)置等離子體室的工作參數(shù)，包括開啟或關(guān)閉那個(gè)射頻功率源、它們的電壓和功率設(shè)置、開關(guān)944的設(shè)置、加熱器916和918的溫度設(shè)置、等離子體室中使用的氣體、等離子體室的壓強(qiáng)、晶片處理操作的持續(xù)時(shí)間等。在一個(gè)實(shí)施方式中，系統(tǒng)控制器902發(fā)送指令到頂電極功率控制器906以配置頂電極的功率，所述指令包括設(shè)置開關(guān)944以連接噴頭11到接地或射頻功率，開啟或關(guān)閉射頻功率942以及設(shè)置射頻功率942的功率電平。
[0064]系統(tǒng)控制器902與加熱器控制器908相連接以調(diào)節(jié)噴頭11的溫度。加熱器控制器908調(diào)節(jié)加熱器916、918以控制噴頭11的溫度。溫度傳感器(未示出)將有關(guān)噴頭11的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)處的上電極的溫度的信息提供到加熱器控制器908。因此，加熱器控制器908可以通過開啟或關(guān)閉加熱器916、918來調(diào)節(jié)噴頭11的溫度以在晶片處理期間達(dá)到所需的溫度。
[0065]系統(tǒng)控制器902還與功率控制器912相連接，所述功率控制器控制是開啟還是關(guān)閉射頻功率922，并且如果開啟功率，則控制設(shè)置怎樣的功率。在一個(gè)實(shí)施方式中，射頻功率源942的頻率是400kHz。在另一個(gè)實(shí)施方式中，頻率在400kHz至2MHz的范圍內(nèi)，而在又另一個(gè)實(shí)施方式中，頻率在IOOkHz至IOMHz的范圍內(nèi)。在一些操作中，三個(gè)底部射頻電源未被同時(shí)開啟，這允許頂部射頻具有更高的頻率。在一個(gè)實(shí)施方式中，為了避免在等離子體室中產(chǎn)生諧振，f4不同于底部的頻率f\。
[0066]在一個(gè)實(shí)施方式中，等離子體室中的壓強(qiáng)在20毫托與60毫托之間。在另一個(gè)實(shí)施方式中，頂部功率源的電壓可以在幾百伏特的范圍內(nèi)(例如，100V至2000V或更大)，底部射頻功率源可以具有高達(dá)6000V或更大的電壓。在一個(gè)實(shí)施方式中，電壓是1000V。在另一個(gè)實(shí)施方式中，頂部射頻功率源的電壓具有在100V與600V之間的值，并且底部射頻功率源的電壓具有在1000V與6000V之間的值。等尚子體室中的壓強(qiáng)可以具有在10暈托與500毫托之間的值。在一個(gè)實(shí)施方式中，等離子體室在15毫托的壓強(qiáng)下工作。
[0067]要注意的是，圖9圖示的實(shí)施方式是示例性的。其他實(shí)施方式可以利用不同類型的等離子體室、不同的頻率、基于配方對等離子體室配置的其他類型的調(diào)節(jié)、等離子體室中的不同壓強(qiáng)等。例如在一個(gè)實(shí)施方式中，等離子體室是CCP等離子體室。此外，半導(dǎo)體晶片處理設(shè)備中的上述模塊中的一些可以結(jié)合到單個(gè)模塊中，或者單個(gè)模塊的功能可以由多個(gè)模塊來執(zhí)行。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，功率控制器912集成到系統(tǒng)控制器902中，但其他的配置也是可能的。圖9所圖示的實(shí)施方式因此不應(yīng)當(dāng)被理解為排他性的或限制性的，而是示例性的或說明性的。
[0068]外圍射頻供給件26A提供對稱的射頻供給到靜電卡盤18。到外圍射頻供給件26A的輸入是射頻帶970。圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的靜電卡盤組件1090的側(cè)剖視圖。靜電卡盤組件1090包括具有射頻帶輸入970的外圍射頻供給件26A。靜電卡盤組件1090還包括對稱的射頻返回路徑1098以及用于供應(yīng)設(shè)施到靜電卡盤的子部件1094、1096，所述射頻返回路徑通過卡盤組件壁30到等離子體室壁1092。子部件1094可以是升降銷系統(tǒng)，所述升降銷系統(tǒng)是由不導(dǎo)電的材料制成的并且/或者與外圍射頻供給件電氣絕緣。
[0069]圖1lA至圖1lE是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的外圍射頻供給件26A的視圖。射頻帶輸入970通過安裝凸緣1091上的多個(gè)螺栓聯(lián)接到射頻供給件26A上。射頻帶輸入970的相反端970’聯(lián)接到射頻源922 (未示出)?？ūP組件壁30被圖示為與外圍射頻供給件26A基本上對稱的物理形狀。[0070]外圍射頻供給件26A具有兩個(gè)部分:輸入板1111以及將輸入板聯(lián)接到上述卡盤組件的設(shè)施板的側(cè)壁組件1112。側(cè)壁組件1112上設(shè)有開口，以便設(shè)施(功率、冷卻劑、氣體、真空、儀器等)進(jìn)入卡盤組件的內(nèi)部。
[0071]圖12是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的通過使用外圍射頻供給件26A獲得的性能增益的曲線圖。實(shí)線代表針對外圍射頻供給件26A的測試數(shù)據(jù)。虛線代表針對現(xiàn)有技術(shù)的中心供給射頻的測試數(shù)據(jù)。如兩圖所示，在功率設(shè)置的寬范圍內(nèi)，實(shí)線比虛線更平緩(變化更小)。
[0072]圖13是圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的在應(yīng)用外圍射頻供給件中執(zhí)行的方法操作1300的流程圖。此處圖示的操作只是舉例性的，應(yīng)當(dāng)理解的是，一些操作可以具有子操作，并且在其他實(shí)例下，圖示的操作可以不包括此處所述的某些操作。據(jù)此，現(xiàn)在描述方法和操作1300。
[0073]在操作1305中，射頻源通過使用射頻帶970聯(lián)接到外圍供給件26A。在操作1310中，對稱的射頻返回聯(lián)接到卡盤組件18。
[0074]在操作1315中，射頻信號(hào)被應(yīng)用于卡盤組件18的外圍。在操作1320中，射頻返回電流流過對稱的射頻返回路徑，并且所述方法操作結(jié)束。 [0075]本文中描述的實(shí)施方式可以由各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置來實(shí)施，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置包括手持式設(shè)備、微處理器系統(tǒng)、基于微處理器或可編程的消費(fèi)電子產(chǎn)品、微型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)等。實(shí)施方式還可以在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)施，其中任務(wù)由通過網(wǎng)絡(luò)連接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備來執(zhí)行。
[0076]考慮到上述實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)理解的是，實(shí)施方式可以采用涉及存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的各種計(jì)算機(jī)實(shí)施的操作。這些操作需要對物理量進(jìn)行物理操作。本文中描述的組成實(shí)施方式的一部分的任何操作都是有用的機(jī)器操作。所述實(shí)施方式還涉及用于執(zhí)行這些操作的設(shè)備或裝置。這些設(shè)備可以專門被構(gòu)造成用于所需目的，例如專用計(jì)算機(jī)。當(dāng)被限定為專用計(jì)算機(jī)時(shí)，計(jì)算機(jī)還可以執(zhí)行不是特殊用途的一部分的其他過程、程序執(zhí)行或子程序，同時(shí)還能夠作為特殊用途使用。可替代地，這些操作可以由被選擇性地激活或者通過存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器、緩存中或通過網(wǎng)絡(luò)獲取的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序配置的專用計(jì)算機(jī)來處理。當(dāng)通過網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)時(shí)，這些數(shù)據(jù)可以由網(wǎng)絡(luò)上的其他計(jì)算機(jī)(例如，云計(jì)算資源)來處理。
[0077]—個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式還可以被制造為計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀的代碼。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)是可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，這些數(shù)據(jù)隨后可以被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的實(shí)例包括硬盤驅(qū)動(dòng)器、網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)器(NAS)、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁帶和其他的光學(xué)和非光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)可以包括分布在網(wǎng)絡(luò)耦合的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀的有形介質(zhì)，使得計(jì)算機(jī)可讀的代碼按照分布的方式存儲(chǔ)并執(zhí)行。
[0078]雖然按照特定順序描述了所述方法操作，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，可以在操作之間執(zhí)行其他的內(nèi)務(wù)管理操作，或者可以調(diào)節(jié)操作使得它們在略不同的時(shí)間進(jìn)行，或者可以分布在系統(tǒng)中，這種系統(tǒng)允許處理操作在與處理相關(guān)的各種間隔進(jìn)行，只要按照希望的方式執(zhí)行疊置操作的處理即可。
[0079]雖然為了清晰理解的目的描述了上述實(shí)施方式的一些細(xì)節(jié)，但是顯而易見的是，可以在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)進(jìn)行某些變化和修改。因此，本實(shí)施方式應(yīng)當(dāng)被理解為說明性的而不是限制性的，并且這些實(shí)施方式應(yīng)當(dāng)不限于本文中給出的細(xì)節(jié)，但是可以在所附權(quán)利要求書 的范圍和等同形式內(nèi)進(jìn)行修改。
【權(quán)利要求】
1.一種用于等離子體處理的卡盤組件，其包括: 靜電卡盤，其在第一側(cè)具有襯底支撐表面； 設(shè)施板，其在與所述襯底支撐表面相反的第二側(cè)聯(lián)接到所述靜電卡盤； 外圍射頻供給件，其被配置為輸送射頻功率，所述外圍射頻供給件具有與所述設(shè)施板的外圍接觸的第一部分；以及 射頻帶，其將所述外圍射頻供給件連接到射頻源。
2.如權(quán)利要求1所述的卡盤組件，其中所述外圍射頻供給件的所述第一部分是碗形區(qū)段。
3.如權(quán)利要求1所述的卡盤組件，其進(jìn)一步包括導(dǎo)電部件，所述導(dǎo)電部件聯(lián)接到所述設(shè)施板上并且被限定在所述中空射頻供給件的所述第一部分的內(nèi)部。
4.如權(quán)利要求1所述的卡盤組件，其進(jìn)一步包括對稱的接地罩，所述接地罩基本上包圍所述外圍射頻供給件。
5.如權(quán)利要求1所述的卡盤組件，其中所述中空射頻供給件的所述第一部分在被限定于與所述靜電卡盤相反的所述設(shè)施板的一側(cè)上的圓周處與所述設(shè)施板的外圍接觸。
6.如權(quán)利要求5所述的卡盤組件，其中所述圓周的半徑大于所述設(shè)施板的半徑的二分之一 O
7.如權(quán)利要求1所述的卡盤組件，其中所述外圍射頻供給件的所述第一部分包括至少一個(gè)開口，該至少一個(gè)開口用于至少一個(gè)設(shè)施連接到所述設(shè)施板。
8.如權(quán)利要求1所述的卡盤組件，其中所述設(shè)施板包括非導(dǎo)電升降銷系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求1所述的卡盤組件，其中所述設(shè)施板包括升降銷系統(tǒng)，所述升降銷系統(tǒng)與所述中空射頻供給件和所述射頻帶電氣隔離。
10.一種用于給用于等離子體處理的靜電卡盤組件供電的方法，其包括: 使中空射頻供給件的第一端與設(shè)施板的外圍接觸；以及 通過射頻帶將射頻功率聯(lián)接到所述中空射頻供給件的第二端，所述中空射頻供給件將所施加的所述射頻功率輸送到所述設(shè)施板的外圍。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中通過所述中空射頻供給件輸送所述射頻功率繞過聯(lián)接有導(dǎo)電部件的所述設(shè)施板的中心部分，所述導(dǎo)電部件被限定在所述中空射頻供給件的內(nèi)部。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述導(dǎo)電部件包括冷卻系統(tǒng)部件或加熱裝置或靜電夾持裝置或升降銷系統(tǒng)中的至少一種。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中在所述中空射頻供給件的所述第二端施加所述射頻功率包括在所述卡盤組件的側(cè)向位置與所述第二端接觸。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中使所述中空射頻供給件的所述第一端與所述設(shè)施板的所述外圍接觸包括在被限定于所述設(shè)施板下側(cè)上的圓周處與所述外圍接觸，所述圓周的半徑大于所述設(shè)施板的半徑的二分之一。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包括使用接地罩來屏蔽所述中空射頻供給件的第一部分。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包括使用基本上對稱的接地罩來屏蔽所述中空射頻供給件的第一部分。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包括通過所述中空射頻供給件的對應(yīng)孔來提供至少一個(gè)設(shè)施連接。
18.一種用于等離子體處理的卡盤組件，其包括: 靜電卡盤，其在第一側(cè)具有襯底支撐表面； 設(shè)施板，其在與所述襯底支撐表面相反的第二側(cè)聯(lián)接到所述靜電卡盤； 外圍射頻供給件，其被配置為輸送射頻功率，所述外圍射頻供給件具有與所述設(shè)施板的外圍接觸的第一部分，其中所述中空射頻供給件的所述第一部分在被限定于與所述靜電卡盤相反的所述設(shè)施板的一側(cè)上的圓周處與所述設(shè)施板的外圍接觸，其中所述外圍射頻供給件的所述第一部分包括至少一個(gè)開口，該至少一個(gè)開口用于至少一個(gè)設(shè)施連接到所述設(shè)施板； 射頻帶，其將所述外圍射頻供給件聯(lián)接到射頻源；以及 基本上對稱的接地罩，其包圍所述外圍射頻供給件。
19.如權(quán)利要求18所述的卡盤組件，其中所述設(shè)施板包括升降銷系統(tǒng)，所述升降銷系統(tǒng)與所述中空射頻供給件和所述射頻帶電氣隔離。
【文檔編號(hào)】H01L21/683GK104025279SQ201280057679
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月23日
【發(fā)明者】南尚基, 拉金德爾·迪恩賽, 阿列克謝·馬拉赫塔諾夫 申請人:朗姆研究公司