調(diào)整等離子體處理系統(tǒng)的方位非均勻性的對(duì)稱返回襯墊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及調(diào)整等離子體處理系統(tǒng)的方位非均勻性的對(duì)稱返回襯墊，公開了用于調(diào)整等離子體處理室中的方位非均勻性的方法和裝置。裝置包括具有等離子體處理室和室襯的等離子體處理系統(tǒng)。調(diào)整方位非均勻性包括提供成組的導(dǎo)電帶以將室襯連接至接地環(huán)，其中該成組的導(dǎo)電帶中的導(dǎo)電帶數(shù)量大于8。替代地或另外地，鏡像切口針對(duì)室襯中的配對(duì)的現(xiàn)有切口或端口而提供。替代地或另外地，室襯具有針對(duì)配對(duì)結(jié)構(gòu)而提供的虛設(shè)結(jié)構(gòu)，該配對(duì)結(jié)構(gòu)阻礙室中的氣流和RF返回電流中的至少一者。
【專利說明】調(diào)整等離子體處理系統(tǒng)的方位非均勻性的對(duì)稱返回襯墊
優(yōu)先權(quán)
[0001]本申請(qǐng)要求根據(jù)美國(guó)法典第35編第119條(e)由Doh等人于2012年8月27日提交的、申請(qǐng)?zhí)枮?1/693，423、名稱為“Symmetric Return Liner For Modulating AzimuthalNon-Uniformity in A Plasma Processing System (調(diào)整等離子體處理系統(tǒng)中的方位非均勻性的對(duì)稱返回襯墊)”的共同擁有的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過參考并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及等離子體處理系統(tǒng)，更具體地涉及用于調(diào)整等離子體處理系統(tǒng)中的方位非均勻性的對(duì)稱返回襯墊。
【背景技術(shù)】
[0003]等離子體早已被用于處理襯底以形成電子器件。例如，等離子體增強(qiáng)蝕刻在集成電路的制造中早已被用于將半導(dǎo)體晶片加工成管芯，或者將平板加工成用于諸如便攜式移動(dòng)設(shè)備、平板電視、計(jì)算機(jī)顯示器之類的設(shè)備的平板顯示器。
[0004]為了便于討論，圖1示出了典型的電容耦合等離子體處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有上電極102、下電極104，晶片106可被置于下電極104上以進(jìn)行處理。下電極104通常被設(shè)置在等離子體室的內(nèi)部，該等離子體室的室壁108已示出。上電極102和下電極104之間的在晶片106上方的區(qū)域被稱為等離子體生成區(qū)域，該等離子體生成區(qū)域在圖1的實(shí)例中由參考數(shù)字110表示。通常有多個(gè)約束環(huán)112，約束環(huán)112是大體上同中心的環(huán)，其被設(shè)置圍繞下電極104且在下電極104上方以限定并約束用于處理晶片106的等離子體。這些部件是常規(guī)的且在此不會(huì)被進(jìn)一步詳述。
[0005]為了處理晶片106，工藝氣體被引入等離子體生成區(qū)域110，且RF能量被供應(yīng)給上電極102和下電極104中的一或多者，以便促進(jìn)等離子體生成區(qū)域110中的等離子體的點(diǎn)燃和維持以用于處理晶片106。在圖1的實(shí)例中，供電下電極和接地上電極被用作生成等離子體的一個(gè)示例設(shè)置，但該設(shè)置不是必要條件，例如，兩個(gè)電極均可被提供多個(gè)RF信號(hào)。RF能量從RF供應(yīng)源120經(jīng)由RF導(dǎo)體122被提供給下電極104，RF導(dǎo)體122通常是導(dǎo)電桿。RF輸送路徑順著剖視圖圖1中的箭頭134A和134B的方向以使RF能量與等離子體生成區(qū)域110中的等離子體耦合。RF電流順著圖1的實(shí)例中的箭頭140和142的方向返回接地。再次地，這些機(jī)構(gòu)在等離子體處理領(lǐng)域中是已知的且是常規(guī)的，且對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是公知的。
[0006]在理想的情況中，RF輸送電流(由箭頭134A和134B描繪)和接地RF返回電流(由箭頭140和142描繪)在環(huán)繞室的方位方向(azimuthal direction)上是對(duì)稱的。換句話說，給定晶片表面上的基準(zhǔn)定向，理想的情況會(huì)看到與晶片表面上的參考半徑成任何角Θ的RF輸送和RF返回電流是對(duì)稱的。但是，因室結(jié)構(gòu)和其它處理現(xiàn)實(shí)而導(dǎo)致的實(shí)際局限性可將非對(duì)稱性引至室中，這會(huì)影響晶片106上的處理結(jié)果的方位均勻性。[0007]在一些等離子體處理室中，可提供室襯且可將室襯用于為返回RF電流提供電流路徑。在現(xiàn)有技術(shù)中，采用接地帶(ground strap)將返回RF電流從室襯引導(dǎo)至接地環(huán)。但是，現(xiàn)有技術(shù)往往只提供相對(duì)較少的接地帶和/或往往并不利用接地帶的位置來補(bǔ)償返回RF電流的方位非均勻性。
[0008]在一些等離子體處理室中，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)可阻礙室中的氣流且在氣體從該室排出時(shí)將方位不規(guī)則性引至該氣流。進(jìn)一步地，這些現(xiàn)有結(jié)構(gòu)可對(duì)返回RF電流引入方位非均勻性。在這些情況下，方法和結(jié)構(gòu)需要被發(fā)展以彌補(bǔ)這些阻礙結(jié)構(gòu)的影響。
[0009]同樣地，在一些等離子體處理室中，室壁或室襯中的現(xiàn)有切出端口(cut-outport)可將方位不規(guī)則性引至該氣流和/或?qū)Ψ祷豏F電流引入方位非均勻性。在這些情況下，方法和結(jié)構(gòu)需要被發(fā)展以彌補(bǔ)這些現(xiàn)有切出端口的影響。
[0010]此外，例如當(dāng)室部件圍繞室的中心不對(duì)稱時(shí)(從室的頂部觀察)，室部件的非對(duì)稱性影響RF磁通線、壓強(qiáng)、等離子體密度、RF輸送電流、或RF接地返回電流，使得該工藝的方位非均勻性可導(dǎo)致經(jīng)處理的晶片上的非均勻的處理結(jié)果。
[0011]圖2A描繪了影響室內(nèi)的部件的對(duì)稱性和/或影響相對(duì)于室中心的晶片對(duì)稱性的各種因素，這轉(zhuǎn)而可影響晶片表面上的處理結(jié)果的方位均勻性。圖2A示出了室200的俯視圖。其中有示出室壁202，在室壁202內(nèi)設(shè)置有下電極204。晶片206示出為相對(duì)于下電極204被放置得略微偏離中心。如此,處理中心偏離襯底的中心,從而在襯底206上引致處理結(jié)果的方位非均勻性。
[0012]作為另一實(shí)例，下電極204可偏離室200的中心，這可弓I致非對(duì)稱性和處理結(jié)果的方位非均勻性，即使晶片206被正確地置于下電極204的中心。由于下電極204相對(duì)于接地的室壁202是帶電的，所以下電極204的邊緣和環(huán)繞下電極204的外周的室壁202之間的不同距離引起帶電下電極和接地室壁之間的寄生耦合的變化，這轉(zhuǎn)而影響在晶片206上不同位置處的等離子體密度，從而引致方位非均勻性。
[0013]此外,RF輸送導(dǎo)體(圖1的122)可相對(duì)于室的殼體偏移，同樣會(huì)引致RF導(dǎo)體和接地室壁之間的寄生耦合的變化，從而影響晶片上的處理結(jié)果的方位均勻性。另外，某些機(jī)械部件(比如支撐室202內(nèi)的下電極204的懸臂208)的存在對(duì)排出氣流構(gòu)成阻礙，該排出氣流通常從等離子體生成區(qū)域圍繞下電極邊緣流動(dòng)進(jìn)而朝下電極的底部排出(圖1的150和152)。因懸臂的存在而對(duì)氣流造成的阻礙會(huì)影響該杠桿臂區(qū)域中的局部壓強(qiáng)，從而影響等離子體密度并進(jìn)而影響處理結(jié)果的方位均勻性。此外，影響方位均勻性的另一因素是晶片裝載端口 210的存在，該端口只存在于室200的一側(cè)上。
[0014]圖2B是該室的側(cè)視圖以說明室設(shè)計(jì)的某些固有特征也會(huì)引入非對(duì)稱性并因此影響處理結(jié)果的方位均勻性。例如,下電極204的一側(cè)252可設(shè)置有諸如氣體進(jìn)給、冷卻液管之類的部件，這些部件改變引介到沿著下電極204的表面移動(dòng)的任何電流的電感。這些部件中的一些可能不存在于下電極204的另一側(cè)254上。這樣，晶片擱在下電極204上的一面相對(duì)于該晶片的另一面可遭遇不同的處理結(jié)果，再次引入了方位非均勻性。此外，RF饋送和/或排出電流路徑是箭頭220的方向上的旁路饋送這個(gè)事實(shí)意味著根據(jù)RF接地返回電流是在內(nèi)部路徑222還是外部路徑224上被測(cè)量到，RF返回電流具有長(zhǎng)度可變的方位路徑以返回到功率源。
[0015]RF接地返回路徑的長(zhǎng)度上的不同引致沿著該接地返回路徑的不同電感，這也影響該接地返回路徑的阻抗。因此，這些變化產(chǎn)生非對(duì)稱性和處理結(jié)果的方位非均勻性。
[0016]當(dāng)工藝要求相當(dāng)自由時(shí)(例如，當(dāng)器件尺寸大和/或器件密度低時(shí))，方位非均勻性較少被關(guān)心。當(dāng)器件尺寸變得越來越小和器件密度增加時(shí)，不僅在徑向方向上(從晶片的中心到邊緣)而且在與晶片表面上的參考半徑R成任何給定角θ的方位方向上維持均勻性是重要的。例如，一些客戶現(xiàn)今要求方位非均勻性在1%乃至低于1%的閾值。因此，需要用于控制等離子體處理室中的處理結(jié)果的方位非均勻性的改進(jìn)的方法和裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]在一或多種實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種具有用于處理襯底的等離子體處理室的等離子體處理系統(tǒng)，所述等離子體處理室包括:襯底支撐件，其用于在所述處理過程中支撐所述襯底；室壁；以及室襯，其至少部分地襯托(line)所述室壁的內(nèi)表面，其中所述室襯包括至少一個(gè)鏡像切口，該至少一個(gè)鏡像切口被構(gòu)造來映射所述室襯中的現(xiàn)有切口和現(xiàn)有端口中的一個(gè)。所述鏡像切口具有與所述室襯中的現(xiàn)有切口和現(xiàn)有端口中的所述一個(gè)大致相同的形狀和尺寸。所述鏡像切口位于所述室襯中的現(xiàn)有切口和現(xiàn)有端口中的所述一個(gè)的對(duì)面180度處。在一實(shí)施方式中，每一個(gè)現(xiàn)有切口或現(xiàn)有端口在所述室襯中配備有配對(duì)的鏡像切口。在另一實(shí)施方式中，在所述室襯中只為現(xiàn)有端口的子集或現(xiàn)有切口的子集中的每一個(gè)配備配對(duì)的鏡像切口。所述室襯包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)以改變氣流和RF返回電流中的一者從而至少補(bǔ)償由所述等離子體處理室中的現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)呈給氣流和RF返回電流中的所述一者的阻礙。
[0018]在一或多種實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種具有用于處理襯底的等離子體處理室的等離子體處理系統(tǒng)，所述等離子體處理室包括:襯底支撐件，其用于在所述處理過程中支撐所述襯底；室壁；以及室襯，其至少部分地襯托所述室壁的內(nèi)表面，其中所述室襯包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)以改變氣流和RF返回電流中的一者從而至少補(bǔ)償由所述等離子體處理室中的現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)呈給氣流和RF返回電流中的所述一者的阻礙。所述現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)是支撐所述等離子體處理室中的下電極的懸臂。所述虛設(shè)結(jié)構(gòu)位于所述室襯中的所述現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)的對(duì)面180度處。
[0019]在一或多種實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種具有等離子體處理室的等離子體處理系統(tǒng)，所述等離子體處理室包括:接地環(huán)；室襯；以及多個(gè)RF帶，其被電氣耦合到所述接地環(huán)和所述室襯從而為RF返回電流提供傳導(dǎo)路徑，其中所述多個(gè)RF帶中的RF帶數(shù)量大于
8。在一實(shí)施方式中，所述多個(gè)RF帶圍繞所述室襯的外周被等距地間隔開。在另一實(shí)施方式中，所述多個(gè)RF帶圍繞所述室襯的外周被非均勻地間隔開。在一實(shí)施方式中，所述RF帶數(shù)量是20。所述室襯包括至少一個(gè)鏡像切口，該至少一個(gè)鏡像切口被構(gòu)造來映射所述室襯中的現(xiàn)有切口和現(xiàn)有端口中的一個(gè)。所述鏡像切口具有與所述室襯中的現(xiàn)有切口和現(xiàn)有端口中的所述一個(gè)大致相同的形狀和尺寸。所述鏡像切口位于所述室襯中的現(xiàn)有切口和現(xiàn)有端口中的所述一個(gè)的對(duì)面180度處。所述室襯包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)以改變氣流和RF返回電流中的一者從而至少補(bǔ)償由所述等離子體處理室中的現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)呈給氣流和RF返回電流中的所述一者的阻礙。所述現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)是支撐所述等離子體處理室中的下電極的懸臂。所述虛設(shè)結(jié)構(gòu)位于所述室襯中的所述現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)的對(duì)面180度處?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0020]在附圖中，通過實(shí)施例的方式而非通過限制的方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，在該些附圖中，類似的參考數(shù)字指代類似的元素，其中:
[0021]圖1根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示出了具有上電極、下電極的典型的電容耦合等離子體處理系統(tǒng)，其中晶片可被置于下電極上以進(jìn)行處理。
[0022]圖2A根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示出了影響室內(nèi)的部件的對(duì)稱性和/或影響相對(duì)于室中心的晶片對(duì)稱性的各種因素，這轉(zhuǎn)而可影響晶片表面上的處理結(jié)果的方位均勻性。
[0023]圖2B根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示出了室的側(cè)視圖以說明室設(shè)計(jì)的某些固有特征也會(huì)引入非對(duì)稱性并因此影響處理結(jié)果的方位均勻性。
[0024]圖3A根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示出了用阻抗器件實(shí)現(xiàn)的多個(gè)接地帶。
[0025]圖3B-3F根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示出了修改接地帶中的電流以解決方位非均勻性的各種方法。
[0026]圖3G示出了一或多種實(shí)施方式中的用于原位補(bǔ)償以解決方位非均勻性問題的步驟。
[0027]圖4A根據(jù)實(shí)施方式示出了用于調(diào)諧方位方向上的RF輸送電流的裝置。
[0028]圖4B是根據(jù)實(shí)施方式的絕緣體環(huán)的剖面俯視圖，其中圍繞絕緣體環(huán)設(shè)置有導(dǎo)電栓。
[0029]圖4C根據(jù)實(shí)施方式示出了用于調(diào)諧方位方向上的RF輸送電流的裝置的另一視圖。
[0030]圖5示出了一或多種實(shí)施方式中的用于原位補(bǔ)償以解決方位非均勻性問題的步驟。
[0031]圖6根據(jù)本發(fā)明的一或多種實(shí)施方式示出了用于影響方位RF輸送電流和/或RF返回電流的目的的接地屏蔽(ground shield)的操作。
[0032]圖7示出了接地屏蔽向左移動(dòng)使得接地屏蔽開口的中心相對(duì)于導(dǎo)電桿偏移的情形。
[0033]圖8根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示出了可移動(dòng)導(dǎo)電環(huán)的使用以提供額外的控制鈕(knob)從而解決晶片上的處理結(jié)果的測(cè)定的或預(yù)期的方位非均勻性。
[0034]圖9根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示出了可移動(dòng)或可調(diào)節(jié)的一或多個(gè)磁環(huán)或離散磁體的使用以便在方位上影響經(jīng)由導(dǎo)電桿輸送到下電極704的RF輸送電流。
[0035]圖10根據(jù)實(shí)施方式示出了磁環(huán)的仰視圖，該圖示出了磁環(huán)相對(duì)于下電極的中心被設(shè)置得偏離中心。
[0036]圖11示出了磁體被設(shè)置為圍繞下電極的側(cè)邊的另一實(shí)施方式。
[0037]圖12根據(jù)實(shí)施方式示出了環(huán)形磁體的仰視圖，該圖示出了環(huán)形磁體被設(shè)置在下電極的外周外部。
[0038]圖13根據(jù)實(shí)施方式示出了其中電磁體被示出以環(huán)狀配置進(jìn)行設(shè)置的實(shí)施例。
[0039]圖14根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示出了其中20個(gè)接地帶是圍繞室襯的外周等距間隔的這樣一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。
[0040]圖15根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施方式示出了室襯的一部分的側(cè)視圖，其中接地帶是不規(guī)則地間隔的。[0041]圖16根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示出了室襯中的補(bǔ)償現(xiàn)有端口的示例性切口(cut-out)的側(cè)視圖。
[0042]圖17根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示出了具有現(xiàn)有結(jié)構(gòu)和補(bǔ)償虛設(shè)結(jié)構(gòu)(compensating dummy structure)的室襯的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]現(xiàn)在將參考本發(fā)明的如附圖中所示的一些實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。在下面的描述中，許多具體細(xì)節(jié)被陳述以便提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。但顯而易見的是，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明可在沒有這些具體細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下被實(shí)施。另一方面，公知的工藝步驟和/或結(jié)構(gòu)沒有被詳細(xì)描述以免不必要地模糊本發(fā)明。
[0044]下文描述了包括方法和技術(shù)的多種實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)記住的是，本發(fā)明也可涵蓋包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的制品，在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上存儲(chǔ)用于執(zhí)行本發(fā)明技術(shù)的實(shí)施方式的計(jì)算機(jī)可讀指令。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀代碼的例如半導(dǎo)體的、磁的、光磁的、光的、或者其它形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。進(jìn)一步地，本發(fā)明還可涵蓋用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式的裝置。這樣的裝置可包括專用和/或可編程的電路以執(zhí)行與本發(fā)明的實(shí)施方式有關(guān)的任務(wù)。這樣的裝置的實(shí)施例包括通用計(jì)算機(jī)和/或被適當(dāng)編程的專用計(jì)算設(shè)備，且可包括適用于與本發(fā)明的實(shí)施方式有關(guān)的各種任務(wù)的計(jì)算機(jī)/計(jì)算設(shè)備和專用/可編程電路的組合。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了用于補(bǔ)償?shù)入x子體處理室中的固有的或可預(yù)見的非對(duì)稱性和/或方位非均勻性的方法和裝置。在一或多種實(shí)施方式中，被用于使室的側(cè)壁或襯墊與接地平面耦合的接地帶的阻抗具有可調(diào)諧的阻抗以便允許操作者或設(shè)計(jì)工程師改變接地帶中的方位阻抗從而補(bǔ)償因該室的其它部件的存在或使用而產(chǎn)生的固有的或可預(yù)見的非對(duì)稱性。
[0046]在一或多種實(shí)施方式中，提供了用于控制接地帶的阻抗的方法和裝置以影響方位方向上的RF接地返回電流所遇上的阻抗，從而允許操作者調(diào)諧圍繞晶片外周在方位上的該阻抗和該RF接地返回電流。這補(bǔ)償了任何固有的或可預(yù)見的非對(duì)稱性和/或處理結(jié)果的方位非均勻性。
[0047]在一或多種實(shí)施方式中，RF輸送路徑可在方位上進(jìn)行調(diào)諧以便室的一側(cè)或一部分可具有與該室的另一部分不同的帶給RF輸送電流的阻抗。被帶給RF輸送電流的阻抗可通過提供金屬或?qū)щ娝ㄟM(jìn)行調(diào)諧。所述栓可例如被設(shè)置在環(huán)繞下電極且在下電極下方的絕緣體環(huán)中。通過選擇性地連接和斷開按方位排布在絕緣體環(huán)中的所述栓，RF接地返回電流所穿越的路徑的長(zhǎng)度被改變以便補(bǔ)償任何固有的或可預(yù)見的非對(duì)稱性和方位非均勻性。
[0048]在一或多種實(shí)施方式中，可在襯底下面設(shè)置金屬環(huán)以便允許操作者相對(duì)于下電極的中心改變?cè)摥h(huán)的中心從而抵消因室部件和其它處理實(shí)際情況而產(chǎn)生的固有的或可預(yù)見的非均勻性。
[0049]在一或多種實(shí)施方式中，接地屏蔽可被修改使得一側(cè)為接地RF返回電流呈現(xiàn)比另一側(cè)較短的路徑。替代地或另外地，接地屏蔽的中心可被移動(dòng)使得從接地屏蔽到被用來將RF信號(hào)傳送到下電極的帶電導(dǎo)體的耦合被有意地設(shè)置為非對(duì)稱以補(bǔ)償任何固有的或可預(yù)見的非均勻性和/或方位非均勻性和/或非對(duì)稱性。[0050]參考附圖和接下來的討論可更好地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。
[0051]圖3A根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示出了圍繞室的外周(比如圍繞室壁或室襯的周緣)排布的接地帶的簡(jiǎn)化的俯視圖。接地帶可被用于例如提供從室襯或室壁到下電極、最終返回接地的RF接地返回路徑。
[0052]詳細(xì)來說，在典型的等離子體處理室中，提供有圍繞室壁或室襯的外周設(shè)置的接地帶，力圖使RF接地返回電流在方位方向上均勻地分布。
[0053]在一或多種實(shí)施方式中，接地屏蔽或室襯可具有額外的接地帶(在一或多種實(shí)施方式中多達(dá)20個(gè))以提供用于返回RF電流的導(dǎo)電引線。這顯著高于當(dāng)前用于使襯墊連接到接地環(huán)的這種接地帶的數(shù)量(例如8個(gè))。在一或多種實(shí)施方式中，導(dǎo)電引線可圍繞襯墊的外周被等距地間隔開。替代地，導(dǎo)電引線可以是不規(guī)則地間隔的以補(bǔ)償圍繞室襯的外周的返回RF電流的任何已知的均勻性。以這種方式,可以使返回RF電流圍繞室襯以及在室襯和室接地環(huán)之間的返回路徑中更均勻地分布，其中該室襯被耦合到該室接地環(huán)。
[0054]在一或多種實(shí)施方式中，室襯可具有鏡像切口(mirror cut-out)以映射(mirror)現(xiàn)有OES (發(fā)射光譜)端口和/或觀察端口和/或裝載端口和/或存在于當(dāng)前室襯上的任何其它切口中的一些或全部。
[0055]在一或多種實(shí)施方式中，返回室襯可具有一或多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)以對(duì)氣流提供類似的阻礙和/或?qū)F返回電流提供類似的不平衡，如同由一或多個(gè)現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)造成的阻礙和/或不平衡。
[0056]在實(shí)施方式中，接地帶中的一或多個(gè)可具有以可變電感器、可變電容器、可變電阻器、或其組合的形式存在的可調(diào)諧阻抗。因此，參考圖3A，被耦合到室壁310的接地帶302和304以及306可具有可調(diào)諧的阻抗器件(比如前述可變電感器、可變電容器、可變電阻器、或其任意組合)。
[0057]在開發(fā)期間，工藝工程師可指定數(shù)值或調(diào)節(jié)這些可調(diào)諧阻抗器件以對(duì)固有的或可預(yù)見的非對(duì)稱性或方位非均勻性提供補(bǔ)償。例如，可運(yùn)行測(cè)試晶片而計(jì)量結(jié)果可被檢查以例如評(píng)估被處理的測(cè)試晶片上的方位非均勻性的程度和位置。接著，可以調(diào)諧接地帶中的一或多個(gè)的可調(diào)諧阻抗以便促進(jìn)將不同阻抗呈給穿過各個(gè)接地帶的不同RF接地返回電流。
[0058]在一實(shí)施方式中，每一個(gè)可調(diào)諧阻抗器件可代表一個(gè)定值阻抗器件(圖3B的320)，其可與一或多個(gè)獨(dú)立接地帶耦合或關(guān)聯(lián)以便影響方位阻抗或在RF接地返回電流穿越接地帶時(shí)影響被呈給各RF接地返回電流的阻抗。以這種方式，RF返回電流可在方位方向上被獨(dú)立調(diào)諧以補(bǔ)償或抵消(部分地或全部地)因室部件的存在而產(chǎn)生的固有的非對(duì)稱性或者任何觀測(cè)到或測(cè)量到的方位非均勻性(比如，舉例來說，可從處理后的測(cè)試晶片測(cè)得)。在這種情況下，接地帶中的至少一個(gè)會(huì)具有這樣的阻抗器件，而所述接地帶中的至少另一個(gè)不會(huì)有具有與所述接地帶中的該至少一個(gè)所具有的阻抗值相同的阻抗值的阻抗器件。在提供阻抗方面的這種有意的不對(duì)稱解決了圍繞室壁或室襯的固有的或可預(yù)見的方位非均勻性。
[0059]在另一實(shí)施方式中，接地帶可具有可調(diào)諧阻抗器件(圖3C的330)，可由工藝工程師根據(jù)模式化的或已知的非對(duì)稱性或方位非均勻性或者根據(jù)通過從測(cè)試晶片取得的計(jì)量結(jié)果而獲得的觀測(cè)到的方位非均勻性手動(dòng)調(diào)整可調(diào)諧阻抗器件，作為室檢查工藝的一部分。
[0060]作為一實(shí)施例，工藝工程師可手動(dòng)(或者通過計(jì)算機(jī)用戶界面)調(diào)整接地帶中的一或多個(gè)上的一或多個(gè)可調(diào)諧器件的值以便應(yīng)對(duì)由用于支撐下電極的懸臂所引起的非對(duì)稱性。作為另一實(shí)施例，當(dāng)方位非均勻性從測(cè)試晶片上的處理結(jié)果的計(jì)量測(cè)量被觀測(cè)到時(shí)，工藝工程師可手動(dòng)(或者通過計(jì)算機(jī)用戶界面)調(diào)整用于接地帶中的一或多個(gè)的可調(diào)諧阻抗的值。
[0061]在這種情況下，同樣地，接地帶中的至少一個(gè)會(huì)具有這樣的可調(diào)諧阻抗器件，而所述接地帶中的至少另一個(gè)(例如，出于討論目的稱之為第二接地帶)不會(huì)有具有與所述接地帶中的該至少一個(gè)所具有的阻抗值相同的阻抗值的可調(diào)諧阻抗器件。作為一個(gè)實(shí)施例，第二接地帶可以沒有阻抗器件或者第二接地帶可被提供有具有不同阻抗值的可調(diào)諧阻抗器件。在提供阻抗方面的這種有意的不對(duì)稱解決了圍繞室壁或室襯的固有的或可預(yù)見的方位非均勻性。
[0062]此外，舉例來說，可以采用傳感器來測(cè)量獨(dú)立接地帶上的接地返回電流以及以動(dòng)態(tài)方式采用機(jī)可調(diào)阻抗器件(machine tunable impedance device)(圖3D的340)來動(dòng)態(tài)地調(diào)諧阻抗從而應(yīng)對(duì)晶片到晶片的方位非均勻性或非對(duì)稱性上的變化。
[0063]例如，如果晶片相對(duì)于下電極被放置得略微偏離中心，如圖2的實(shí)例中所示，則可在通過各帶的RF接地返回電流中進(jìn)行測(cè)量，且自動(dòng)化控制設(shè)備可調(diào)諧與接地帶中的一或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的阻抗，以便補(bǔ)償傳感器測(cè)量檢測(cè)到非對(duì)稱條件和/或晶片相對(duì)于下電極被放置得偏離中心這樣的事實(shí),從而改善處理結(jié)果的方位均勻性。舉例來說,接地帶中的每一個(gè)或者只是所述接地帶的子集可具有機(jī)可調(diào)阻抗。在一或多種實(shí)施方式中，響應(yīng)于傳感器測(cè)量結(jié)果或者響應(yīng)于根據(jù)傳感器測(cè)量結(jié)果而進(jìn)行的計(jì)算，機(jī)可調(diào)阻抗的調(diào)諧可基于逐個(gè)晶片被原位執(zhí)行。在一或多種實(shí)施方式中，阻抗的調(diào)諧可利用工具控制計(jì)算機(jī)或執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀指令的另一計(jì)算機(jī)來執(zhí)行，計(jì)算機(jī)可讀指令包括包含在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(如計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器)中的計(jì)算機(jī)可讀指令。在這種情況下，接地帶中的至少一個(gè)會(huì)具有這樣的機(jī)可調(diào)阻抗器件，而所述接地帶中的至少另一個(gè)不會(huì)有具有與所述接地帶中的該至少一個(gè)所具有的阻抗值相同的阻抗值的機(jī)可調(diào)阻抗器件。作為一個(gè)實(shí)施例，第二接地帶可以沒有阻抗器件或者第二接地帶可以與可被調(diào)整為具有不同阻抗值的機(jī)可調(diào)阻抗器件相關(guān)聯(lián)。在提供阻抗方面的這種有意的不對(duì)稱解決了圍繞室壁或室襯的固有的或可預(yù)見的方位非均勻性。
[0064]此外，可以在一或多個(gè)接地帶中感生反向電流以便影響一或多個(gè)接地帶中的RF接地返回電流。例如，可將線圈(圖3F的350和圖3E的352)置于靠近一或多個(gè)接地帶處或者圍繞一或多個(gè)接地帶，而電流可流過該線圈以便在接地帶本身上感生反向電流或者感生附加電流從而補(bǔ)償任何固有的非對(duì)稱性或處理結(jié)果的方位非均勻性。如果相較于多個(gè)接地帶中的任何其它接地帶，一線圈被放置得更靠近一個(gè)接地帶，則該線圈被視為與這個(gè)接地帶相關(guān)聯(lián)。
[0065]線圈電流在相位、強(qiáng)度和/或頻率上可以變化以便改變RF返回電流在一或多個(gè)接地帶中受影響的程度。這種電流導(dǎo)向的補(bǔ)償可被動(dòng)態(tài)地原位執(zhí)行以在方位方向上實(shí)現(xiàn)對(duì)RF返回接地電流的原位調(diào)節(jié)。舉例來說，在一或多種實(shí)施方式中，該原位調(diào)節(jié)可動(dòng)態(tài)地、以實(shí)時(shí)的方式補(bǔ)償方位非均勻性和/或補(bǔ)償?shù)入x子體處理室中的室部件的非對(duì)稱性。
[0066]作為另一實(shí)施例，在室檢查的過程中，RF接地返回電流和/或補(bǔ)償線圈電流可針對(duì)接地帶中的一或多個(gè)進(jìn)行確定。在生產(chǎn)過程中，這些線圈電流的值可被輸入，作為配方的一部分，以便確保任何非對(duì)稱性或非均勻性或處理結(jié)果的方位非均勻性會(huì)被部分地或全部地補(bǔ)償。
[0067]在一或多種實(shí)施方式中，響應(yīng)于傳感器測(cè)量結(jié)果或者響應(yīng)于根據(jù)傳感器測(cè)量結(jié)果而進(jìn)行的計(jì)算，線圈電流的調(diào)諧可基于逐個(gè)晶片被原位執(zhí)行。在一或多種實(shí)施方式中，線圈電流的調(diào)諧可利用工具控制計(jì)算機(jī)或執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀指令的另一計(jì)算機(jī)來執(zhí)行，計(jì)算機(jī)可讀指令包括包含在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(如計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器)中的計(jì)算機(jī)可讀指令。在這種情況下，接地帶中的至少一個(gè)會(huì)具有這樣的線圈，而所述接地帶中的至少另一個(gè)不會(huì)有具有與所述接地帶中的該至少一個(gè)所具有的阻抗值相同的阻抗值的線圈。作為一個(gè)實(shí)施例，第二接地帶可以沒有線圈或者第二接地帶可以與可被調(diào)整為具有不同的線圈電流的線圈相關(guān)聯(lián)。在提供阻抗方面的這種有意的不對(duì)稱解決了圍繞室壁或室襯的固有的或可預(yù)見的方位非均勻性。
[0068]圖3G示出了一或多種實(shí)施方式中的用于原位補(bǔ)償以解決前述方位非均勻性問題的步驟。在步驟370中，用傳感器測(cè)量方位非均勻性的跡象。該傳感器可以是成組的PIF(等離子體離子能量)探針、光學(xué)傳感器、V/I探針、光學(xué)發(fā)射傳感器，等等。傳感器可被設(shè)置在圍繞室的一或多個(gè)位置中。該跡象可以是可被用來確定方位非均勻性的任何可測(cè)量的參數(shù)，包括電壓、電流、等離子體通量、光發(fā)射、虛擬度量計(jì)算，等等。在步驟372中，響應(yīng)于傳感器測(cè)量結(jié)果或者響應(yīng)于根據(jù)傳感器測(cè)量結(jié)果而進(jìn)行的計(jì)算，機(jī)可調(diào)阻抗和/或線圈電流可被原位調(diào)整。在步驟374中，晶片被處理。圖3G的步驟可逐個(gè)晶片執(zhí)行或者可對(duì)針對(duì)每N個(gè)被處理晶片的測(cè)試晶片執(zhí)行，舉例來說，或者可根據(jù)時(shí)間表定期執(zhí)行或者可在室維護(hù)或重新校準(zhǔn)期間執(zhí)行。
[0069]圖4A根據(jù)實(shí)施方式示出了用于調(diào)諧方位方向上的RF輸送電流的裝置。在圖4A的實(shí)施方式中，提供了多個(gè)導(dǎo)電栓，該多個(gè)導(dǎo)電栓可被選擇性地連接到下電極以便局部地修改電流路徑的長(zhǎng)度和/或帶給RF輸送電流路徑的阻抗從而補(bǔ)償(部分地或全部地)圍繞晶片的外周的非對(duì)稱性和/或處理結(jié)果的方位非均勻性。
[0070]參考圖4A，等離子體處理系統(tǒng)402的簡(jiǎn)化的一部分被示出。在圖4A中，示出了下電極404，晶片(未圖示)被置于下電極404上以進(jìn)行處理。眾所周知，下電極可實(shí)施為例如靜電卡盤且可包括導(dǎo)電部分。在圖4A的實(shí)施例中，環(huán)繞下電極404且在下電極404下方的是由絕緣環(huán)406實(shí)現(xiàn)的絕緣部分。絕緣環(huán)406可以是單一部件或組合部件，用于提供RF并將下電極和等離子體處理室的其它部件偏置隔離。一般而言，絕緣部分可被設(shè)置在RF供應(yīng)源和導(dǎo)電部分之間的任意位置。
[0071]在絕緣體環(huán)406的腔內(nèi)設(shè)置RF路徑修改器450，RF路徑修改器450可選擇性地與下電極的導(dǎo)電部分連接和斷開以修改RF輸送電流路徑的長(zhǎng)度。RF路徑修改器可被部分地或全部地設(shè)置在絕緣體環(huán)406內(nèi)。RF路徑修改器相對(duì)于從所述絕緣部件的中心引出的參考角度被設(shè)置在不同的角度位置。例如，如果絕緣部件是圓形的或環(huán)狀的，則RF路徑修改器會(huì)相對(duì)于從同一中心引出的參考半徑沿著從絕緣部件的中心引出的不同半徑進(jìn)行設(shè)置。在一或多種實(shí)施方式中，相鄰RF路徑修改器之間的角度間隔是相同的使得RF路徑修改器相對(duì)于參考角度而均勻分布。在其它實(shí)施方式中，相鄰RF路徑修改器之間的角度間隔可以是不同的。[0072]在圖4A和4C的實(shí)施例中，RF路徑修改器是導(dǎo)電栓，其傳導(dǎo)通過RF導(dǎo)體410輸送到下電極404的RF輸送電流。在圖4C的剖視圖中，導(dǎo)電栓412和414的兩個(gè)剖面部分被示出。在該實(shí)施例中，栓412沒有被電氣連接到下電極404而栓414經(jīng)由連接件416被電氣連接到下電極404。位于圖4C的左側(cè)的RF輸送電流沿著箭頭420的方向流動(dòng)，其繞過了導(dǎo)電栓412，因?yàn)樵揜F電流沿著RF導(dǎo)體410的表面、下電極404的下表面、下電極404的側(cè)面并朝著下電極404的上表面穿過以與等離子體生成區(qū)域中的等離子體耦合。
[0073]如前面所討論的，栓414被電氣連接到下電極404。因此，RF輸送電流順著位于圖4A的右側(cè)的箭頭430的路徑的方向。參考圖4C，兩個(gè)箭頭420和430均被翻印得較粗以示出RF輸送電流穿過的路徑的長(zhǎng)度根據(jù)導(dǎo)體栓與下電極電氣連接還是斷開而變化。
[0074]圖4B是絕緣體環(huán)406的剖面俯視圖，其示出了圍繞絕緣體環(huán)406設(shè)置有導(dǎo)電栓以便幫助呈給RF輸送電流的阻抗在方位方向上的調(diào)諧。在實(shí)踐中，導(dǎo)電栓中的一或多個(gè)可與下電極選擇性地電氣連接或者關(guān)于下電極選擇性地電氣斷開。該連接可通過可由例如微處理器控制的遠(yuǎn)程控制開關(guān)自動(dòng)操作。圍繞絕緣體環(huán)的導(dǎo)電栓的數(shù)量、尺寸和位置可根據(jù)需要變化。
[0075]在一或多種實(shí)施方式中，可利用固定阻抗器件而非導(dǎo)電栓來替代實(shí)現(xiàn)RF路徑修改器。在圖4A-4C的該實(shí)施方式中，術(shù)語“阻抗器件”意指電容器和電感器中的至少一者的使用。以這種方式，可以獲得對(duì)方位非均勻性的更大修正，因?yàn)槔秒姼衅?、電阻器、電容器?或其網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的阻抗器件可被調(diào)諧以在更大程度上控制RF電流路徑的修改。
[0076]在一或多種實(shí)施方式中，可利用機(jī)可調(diào)阻抗器件來替代實(shí)現(xiàn)RF路徑修改器使得方位RF輸送電流的調(diào)諧不僅由導(dǎo)電栓的選擇性連接和斷開(電氣上而言)控制而且由連接到下電極的每一個(gè)機(jī)可調(diào)阻抗器件的調(diào)諧來控制。在圖4A-4C的該實(shí)施方式中，術(shù)語“機(jī)可調(diào)阻抗器件”意指電容器和電感器中的至少一者的使用且阻抗參數(shù)可通過發(fā)出電氣控制信號(hào)來調(diào)整。連接到機(jī)可調(diào)阻抗器件的電引線使該器件通過計(jì)算機(jī)界面被操作者或者通過執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀指令遠(yuǎn)程可調(diào)諧。
[0077]在一或多種實(shí)施方式中，RF電流的調(diào)諧可被原位執(zhí)行。這種調(diào)諧能力提供了額外的控制鈕以解決非均勻性問題。例如，導(dǎo)電栓的連接/斷開可通過使用能夠被遠(yuǎn)程激活的開關(guān)被獨(dú)立控制。所述開關(guān)的關(guān)閉可響應(yīng)于經(jīng)由計(jì)算機(jī)上的適當(dāng)?shù)摩岸鴣淼牟僮髡呙畋粓?zhí)行，或者可響應(yīng)于表明可能需要對(duì)RF返回電流進(jìn)行操作以解決方位非均勻性問題的傳感器測(cè)量結(jié)果而自動(dòng)執(zhí)行。
[0078]如果用機(jī)可調(diào)阻抗器件(例如，電感器和/或電容器和/或電阻器和/或包括電感器和/或電容器和/或電阻器的電路)來實(shí)現(xiàn)所述栓，則獨(dú)立的可調(diào)阻抗器件也可以有其參數(shù)，所述參數(shù)經(jīng)由計(jì)算機(jī)上的適當(dāng)?shù)腢I進(jìn)行調(diào)諧或者可響應(yīng)于表明可能需要對(duì)RF返回電流進(jìn)行操作以解決方位非均勻性問題的傳感器測(cè)量結(jié)果而自動(dòng)執(zhí)行調(diào)諧。
[0079]在一或多種實(shí)施方式中，RF路徑修改器可被部分地或全部地嵌入設(shè)置在電極下面的不同于絕緣環(huán)的另一部件內(nèi)。只要一或多個(gè)RF路徑修改器的存在能夠改變RF電流輸送路徑的長(zhǎng)度以解決方位非均勻性，RF路徑修改器便可被部分地或全部地嵌入任何合適的室組件部件或任何待添加到該室的額外部件內(nèi)。
[0080]在一或多種實(shí)施方式中，圖3A-3G的接地帶(具有或者沒有可調(diào)諧阻抗和/或線圈)可以與圖4A-4C的可電氣連接的栓組合以便提供更多控制鈕以解決非均勻性問題。[0081]在一或多種實(shí)施方式中，圖3A-3G的接地帶(具有或者沒有可調(diào)諧阻抗和/或線圈)可以與可電氣連接的阻抗器件(其實(shí)現(xiàn)了圖4A-4C的栓)組合以便提供更多控制鈕以解決非均勻性問題。在執(zhí)行室調(diào)整時(shí)，該兩種技術(shù)的組合以現(xiàn)有技術(shù)中不能預(yù)先獲得的方式提供了非均勻性上的一定級(jí)別的控制(自動(dòng)地原位控制或者手動(dòng)地控制)。
[0082]圖5示出了一或多種實(shí)施方式中的用于原位補(bǔ)償以解決前述方位非均勻性問題的步驟。在步驟502中，用傳感器測(cè)量方位非均勻性的跡象。該傳感器可以是成組的PIF(等離子體離子通量)探針、光學(xué)傳感器、V/I探針、光學(xué)發(fā)射傳感器，等等。傳感器可被設(shè)置在圍繞室的一或多個(gè)位置中或者在一或多個(gè)室部件(比如電極)上。該跡象可以是可被用來確定方位非均勻性的任何可測(cè)量的參數(shù)，包括電壓、電流、等離子體通量、光發(fā)射、虛擬度量
曾坐坐? ，寸寸ο
[0083]在步驟504中，RF路徑修改器可被選擇性地控制以改變RF電流路徑以便解決方位非均勻性。前面已經(jīng)討論過控制RF路徑修改器以改變RF電流路徑的各種方法。響應(yīng)于傳感器測(cè)量結(jié)果或者響應(yīng)于根據(jù)傳感器測(cè)量結(jié)果而進(jìn)行的計(jì)算，RF路徑修改器的選擇性控制可被原位執(zhí)行。在步驟506中，晶片被處理。圖5的步驟可逐個(gè)晶片執(zhí)行或者可對(duì)針對(duì)每N個(gè)被處理晶片的測(cè)試晶片執(zhí)行，舉例來說，或者可根據(jù)時(shí)間表定期執(zhí)行或者可在室維護(hù)或重新校準(zhǔn)期間執(zhí)行。
[0084]圖6根據(jù)本發(fā)明的一或多種實(shí)施方式示出了用于影響方位RF輸送電流和/或RF返回電流的目的的接地屏蔽的操作以便部分地或全部地補(bǔ)償RF輸送電流或RF返回電流的非對(duì)稱性和方位非均勻性。詳細(xì)來說，電極的底面往往包括各種進(jìn)口(feed)、端口、導(dǎo)體、機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)。這些各種部件往往扭曲了 RF電流返回路徑和/或室部件之間電容耦合的對(duì)稱性。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，接地屏蔽是金屬結(jié)構(gòu)，其包圍下電極的底部的至少一部分以便確保更對(duì)稱的RF電流返回路徑和更對(duì)稱的與其它室部件的電容耦合。圖6中示出了典型的接地屏蔽602。出于參考目的，也示出了下電極604和RF導(dǎo)電桿606。
[0085]根據(jù)實(shí)施方式，接地屏蔽可從其對(duì)稱位置(相對(duì)于下電極和/或室和/或RF導(dǎo)體饋送桿對(duì)稱)被移動(dòng)以便解決實(shí)際的或預(yù)期的方位非均勻性。參考圖7的剖視圖，接地屏蔽的一側(cè)可被做得比另一側(cè)短或者可由不同材料制成或者可被設(shè)置得更靠近一或多個(gè)其它室部件。例如，如果接地屏蔽的一側(cè)被設(shè)置得更靠近用于將RF輸送電流提供給下電極的帶電導(dǎo)電桿710，則帶電導(dǎo)電桿710和接地屏蔽712之間的寄生耦合可影響并補(bǔ)償(全部地或部分地)等離子體處理室中的非對(duì)稱性和方位非均勻性,從而改善方位方向上的處理結(jié)果。
[0086]圖7示出了接地屏蔽向左移動(dòng)使得接地屏蔽開口的中心相對(duì)于導(dǎo)電桿710偏移的情形。再次地，該偏移根據(jù)與垂直于導(dǎo)電桿710的平面中的參考角度所成的特定角Θ呈現(xiàn)出導(dǎo)電桿710和接地屏蔽之間的不同距離。帶電導(dǎo)電桿710和接地屏蔽之間的作為角Θ的函數(shù)的不同距離(比如間隔714對(duì)比間隔716)在方位上圍繞接地屏蔽的向內(nèi)看/向內(nèi)指向的外周產(chǎn)生不同的電容和/或寄生耦合，這影響帶正電荷的導(dǎo)電桿710和接地屏蔽之間的電容耦合，從而影響方位非均勻性。
[0087]圖8根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示出了可移動(dòng)導(dǎo)電環(huán)的使用以提供額外的控制鈕從而解決晶片上的處理結(jié)果的測(cè)定的或預(yù)期的方位非均勻性。在圖8中，環(huán)802被設(shè)置在下電極804的導(dǎo)電部分的下面且可相對(duì)于下電極804被移動(dòng)至偏離中心以補(bǔ)償(部分地或全部地)晶片上的非方位處理結(jié)果。在一或多種實(shí)施方式中，環(huán)802與下電極的導(dǎo)電部分電氣率禹合。在一或多種實(shí)施方式中，環(huán)802與下電極804的導(dǎo)電部分電氣絕緣。
[0088]圖9根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示出了可移動(dòng)或可調(diào)節(jié)的一或多個(gè)磁環(huán)或離散磁體的使用以便在方位上影響經(jīng)由導(dǎo)電桿702輸送到下電極704的RF輸送電流。磁環(huán)不需要機(jī)械地或用導(dǎo)線附著到下電極704，磁環(huán)可在方位方向上影響通過桿702流向下電極704的上表面的RF輸送電流。
[0089]據(jù)推斷，一種影響RF輸送電流的機(jī)制可以是由于磁體710的磁場(chǎng)的耦合(這進(jìn)而涉及可移動(dòng)磁環(huán)710的位置)。當(dāng)磁場(chǎng)在方位上是不同的時(shí)候，這些不同可被用于補(bǔ)償室中的非對(duì)稱性和處理結(jié)果的方位非均勻性。
[0090]另一種機(jī)制可以是:每一個(gè)磁環(huán)影響其上方區(qū)域中的等離子體密度，這轉(zhuǎn)而可被利用以便操控圍繞晶片外周或者在相對(duì)于晶片的方位方向上的等離子體密度的方位分布。
[0091]圖10是磁環(huán)710的仰視圖，該圖示出了磁環(huán)710相對(duì)于下電極704的中心被設(shè)置得偏離中心以便影響處理結(jié)果的方位非均勻性。
[0092]圖11示出了磁環(huán)730被設(shè)置為圍繞下電極的側(cè)邊的另一實(shí)施方式。該磁體可相對(duì)于下電極的中心被偏移或者可略微傾斜以便影響在方位上圍繞晶片的等離子體密度從而補(bǔ)償(部分地或全部地)非對(duì)稱性和處理結(jié)果的任何方位非均勻性。雖然圖11中只示出了 一個(gè)環(huán)形磁體，但也可采用多于一個(gè)的磁體。
[0093]圖12示出了環(huán)形磁體的仰視圖，該圖示出了環(huán)形磁體730可被設(shè)置在下電極704的外周外部且還相對(duì)于下電極704的中心略微偏移以便補(bǔ)償非對(duì)稱性和處理結(jié)果的任何方位非均勻性。
[0094]在一或多種實(shí)施方式中，替代地或另外地，磁環(huán)可被設(shè)置為靠近(比如在上面或者在一旁)上電極以便影響方位非均勻性并補(bǔ)償任何現(xiàn)有的方位非均勻性或等離子體處理室中的等離子體部件的非對(duì)稱性。
[0095]在一或多種實(shí)施方式中，圖9-12的磁環(huán)可由離散磁體代替，所述離散磁體在方位上被設(shè)置在下電極下面或者圍繞下電極。在一或多種實(shí)施方式中，此處所討論的磁體(比如與圖9-12中的一或多者相關(guān)的這些磁體)可用電磁體來實(shí)現(xiàn)。圖13示出了一個(gè)這樣的實(shí)施例，其中電磁體740、742、744等被示為以環(huán)狀配置進(jìn)行排布。
[0096]在一或多種實(shí)施方式中，多個(gè)電磁體可被設(shè)置在下電極下面或者圍繞下電極的外周且以環(huán)狀配置進(jìn)行排布。在這些實(shí)施方式中，通過電磁體的線圈的電壓和/或電流可被獨(dú)立地控制且可具有不同的值以便局部地改變磁場(chǎng)的密度。在一或多種實(shí)施方式中，雖然電磁體中的電流強(qiáng)度有變，但該電流是在相同方向上的(如果需要，一些電磁體可不通電)。在一或多種實(shí)施方式中，至少一個(gè)電磁體具有第一方向(比如順時(shí)針方向)上的線圈電流而另一電磁體具有相反方向(比如逆時(shí)針方向)上的線圈電流。
[0097]在一或多種實(shí)施方式中，電磁體的線圈中的電流可通過計(jì)算機(jī)界面被操作者或者通過執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀指令遠(yuǎn)程控制。在一或多種實(shí)施方式中，電磁體線圈電流的調(diào)諧可被原位執(zhí)行。每一個(gè)線圈電流的值和方向可響應(yīng)于經(jīng)由計(jì)算機(jī)上的適當(dāng)?shù)腢I而來的操作者命令被設(shè)置，或者可響應(yīng)于表明可能需要對(duì)線圈電流進(jìn)行操作以解決方位非均勻性問題的傳感器測(cè)量結(jié)果而利用計(jì)算機(jī)執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀指令來自動(dòng)設(shè)置。
[0098]雖然本文的實(shí)施例示出了設(shè)置在下電極下面的磁環(huán)和/或離散磁體和/或電磁體，但在一或多種實(shí)施方式中，這樣的磁體也可替代地或另外地被設(shè)置在上電極的上面。同樣地，雖然本文的實(shí)施例示出了設(shè)置為圍繞下電極的外周的磁環(huán)和/或離散磁體和/或電磁體，但在一或多種實(shí)施方式中，這樣的磁體也可替代地或另外地被設(shè)置為圍繞上電極的外周。
[0099]如前所述，在一或多種實(shí)施方式中，接地屏蔽或室襯可具有額外的接地帶(在一或多種實(shí)施方式中多達(dá)20個(gè))以提供用于返回RF電流的導(dǎo)電引線。圖14根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示出了這樣一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖，其中20個(gè)接地帶是圍繞室襯1400的外周等距間隔的。為簡(jiǎn)單起見，只有室襯1400的一部分和四個(gè)接地帶1402、1404、1406和1408被示出。
[0100]該接地帶數(shù)量顯著高于當(dāng)前用于使襯墊連接到接地環(huán)的這種接地帶的數(shù)量(例如8個(gè))。在圖14的實(shí)施方式中，接地帶可圍繞室襯的外周被等距地間隔開。替代地，在其它實(shí)施方式中，接地帶圍繞襯墊的外周可以是不規(guī)則的間隔的以補(bǔ)償圍繞該襯墊的外周的返回RF電流的任何已知的均勻性。
[0101]圖15根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施方式示出了室襯1500的一部分的側(cè)視圖，其中接地帶1502、1504和1506是不規(guī)則地間隔的以補(bǔ)償返回RF電流的方位非均勻性。
[0102]通過提供更大數(shù)量的接地帶和/或調(diào)整它們的間隔以應(yīng)對(duì)因其它室條件/結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的返回RF電流中的已知的不規(guī)則性，可以使通過創(chuàng)造性的接地帶裝置獲得的返回RF電流圍繞室襯以及在室襯和室接地環(huán)之間的返回路徑中更均勻地分布，其中該室襯被耦合到該室接地環(huán)。
[0103]在一或多種實(shí)施方式中，接地帶的數(shù)量恰好是20。已發(fā)現(xiàn)20個(gè)輻條或?qū)щ妿г谠O(shè)計(jì)和/或維護(hù)的復(fù)雜性與RF返回電流的性能之間提供了上好的折衷。但是，如果需要，可采用更少或更多的這種導(dǎo)電帶，且已發(fā)現(xiàn)在當(dāng)前8個(gè)帶上增加帶是非常有利的。
[0104]在一或多種實(shí)施方式中，室襯可具有鏡像切口以映射現(xiàn)有OES (發(fā)射光譜)端口和/或觀察端口和/或裝載端口和/或存在于當(dāng)前室襯上的任何其它切口中的一些或全部。映射意味著鏡像切口會(huì)被設(shè)置在現(xiàn)有切口 /端口對(duì)面約180度的位置以平衡返回RF電流和/或氣流中可因現(xiàn)有切口/端口而存在的任何非均勻性。
[0105]圖16根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示出了室襯1600中的補(bǔ)償現(xiàn)有端口 1604的示例性切口 1602 (cut-out)的側(cè)視圖。在圖16的實(shí)例中，雖然切口 1602位于端口 1604對(duì)面180度處，但是切口 1602的形狀和結(jié)構(gòu)與端口 1604相同。
[0106]如果這樣的相反的位置因結(jié)構(gòu)的或其他的實(shí)際考慮而不可行，則鏡像切口可以是這樣的尺寸、形狀，且被設(shè)置在這樣的位置以力圖盡可能多的抵消因其配對(duì)的實(shí)際切口 /端口而產(chǎn)生的返回RF電流和/或氣流中的任何非均勻性。優(yōu)選地(但不是必須地)，“鏡像”切口具有與室襯中的現(xiàn)有切口/端口相同的形狀和尺寸。然而，在其它實(shí)施方式中，鏡像切口可具有不同的尺寸或形狀，尤其是當(dāng)鏡像切口因位置問題而需要從理想的“鏡像” 180度位置被略微移動(dòng)時(shí)。
[0107]即使鏡像切口的尺寸/形狀/位置上的這種不同可能不是最優(yōu)的，這種虛設(shè)切口的提供也仍可緩和RF返回電流中的和/或氣流中的因現(xiàn)有切口 /端口的存在而產(chǎn)生的非均勻性中的一些，且可遞增地改善RF返回電流和/或氣流的均勻性。在一實(shí)施方式中，針對(duì)每一個(gè)現(xiàn)有切口 /端口提供鏡像切口。在另一實(shí)施方式中，只有一些現(xiàn)有切口 /端口有鏡像切口進(jìn)行補(bǔ)償。
[0108]在一或多種實(shí)施方式中，返回襯墊可具有一或多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)以提供障礙給氣流和/或提供不平衡給RF返回電流，所述障礙和/或不平衡與由一或多個(gè)現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)造成的阻抗和/或不平衡相似。
[0109]在一具體的實(shí)施方式中，虛設(shè)結(jié)構(gòu)被連接到室襯的內(nèi)表面以提供與因用于支撐下電極的懸臂的存在而產(chǎn)生的障礙相似的障礙給氣流和/或?qū)F返回電流提供修改。在另一實(shí)施方式中，虛設(shè)結(jié)構(gòu)可被內(nèi)置到室襯的表面中或者被設(shè)置在室襯的外面，尤其是當(dāng)目的在于影響RF返回電流時(shí)。
[0110]圖17根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式示出了具有現(xiàn)有結(jié)構(gòu)1702的室襯1700的俯視圖?，F(xiàn)有結(jié)構(gòu)1702是概念上的且可表現(xiàn)為室中的可因其存在而引起方位上的和/或徑向RF返回電流中的或氣流中的不規(guī)則性的任何現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。虛設(shè)結(jié)構(gòu)1704被提供來補(bǔ)償現(xiàn)有結(jié)構(gòu)1702的存在從而改善氣流和/或RF返回電流的平衡。雖然圖17的實(shí)施例中只提供了一個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)1704，但根據(jù)需要可采用任意數(shù)量的虛設(shè)結(jié)構(gòu)。
[0111]在一或多種實(shí)施方式中，虛設(shè)結(jié)構(gòu)優(yōu)選地具有與現(xiàn)有阻礙(例如，在一實(shí)施例中的現(xiàn)有懸臂)相同的形狀和/或尺寸和/或被設(shè)置在現(xiàn)有阻礙的180度的位置處。在其它實(shí)施方式中，虛設(shè)結(jié)構(gòu)可具有與其配對(duì)的現(xiàn)有障礙不同的形狀和/或不同的尺寸和/或被設(shè)置在與其配對(duì)的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的180度位置不同的位置。替代地，可采用具有相同尺寸/形狀或不同尺寸/形狀的多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)。
[0112]即使尺寸/形狀/位置上的這種不同可能不是最優(yōu)的，這種虛設(shè)結(jié)構(gòu)的提供也仍可緩和氣流和/或RF返回電流中的因現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)的存在而產(chǎn)生的非均勻性中的一些，且可遞增地改善氣流均勻性和/或RF返回電流均勻性。
[0113]在一實(shí)施方式中，針對(duì)引起氣流和/或RF返回電流中的不平衡的每一個(gè)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)提供虛設(shè)結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施方式中，只有一些現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)利用虛設(shè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)償。在一或多種實(shí)施方式中，現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)可利用多個(gè)虛設(shè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)償。
[0114]由前述內(nèi)容可知，本發(fā)明的實(shí)施方式為工藝工程師提供額外的控制鈕來補(bǔ)償?shù)入x子體處理室中的室部件的非對(duì)稱性以及補(bǔ)償處理結(jié)果的方位非均勻性。
[0115]雖然已根據(jù)若干優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但還有落在本發(fā)明的范圍內(nèi)的變化方式、置換方式和等同方式。例如，雖然實(shí)施例中所采用的室是電容室，但是用電感耦合的室或使用另一類型的等離子體處理技術(shù)(比如電子回旋共振、微波，等等)的室，本發(fā)明的實(shí)施方式同樣運(yùn)行良好。雖然本文提供了各種實(shí)施例，但意圖是這些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明是說明性的而非限制性的。此外，為方便起見，本文提供了標(biāo)題和
【發(fā)明內(nèi)容】
，但不應(yīng)被用于解釋此處的權(quán)利要求的范圍。進(jìn)一步地，摘要以高度濃縮的形式來描寫且在此為了方便而提供，因此不應(yīng)被用于解釋或限制權(quán)利要求書中所表達(dá)的整個(gè)發(fā)明。如果本文使用了術(shù)語“組(set)”，這樣的術(shù)語意在具有其通常理解的數(shù)學(xué)意義以涵蓋零個(gè)、一個(gè)或多于一個(gè)的元素。還應(yīng)當(dāng)注意的是，實(shí)施本發(fā)明的方法和裝置有許多替代方式。因此，意圖是將下面所附的權(quán)利要求解釋為包括落在本發(fā)明的真實(shí)主旨和范圍內(nèi)的所有這種變化方式、置換方式和等同方式。
【權(quán)利要求】
1.一種具有用于處理襯底的等離子體處理室的等離子體處理系統(tǒng)，所述等離子體處理室包括: 襯底支撐件，其用于在所述處理過程中支撐所述襯底； 室壁；以及 室襯，其至少部分地襯托所述室壁的內(nèi)表面，其中所述室襯包括至少一個(gè)鏡像切口，該至少一個(gè)鏡像切口被構(gòu)造來映射所述室襯中的現(xiàn)有切口和現(xiàn)有端口中的一個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中所述鏡像切口具有與所述室襯中的現(xiàn)有切口和現(xiàn)有端口中的所述一個(gè)大致相同的形狀和尺寸。
3.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中所述鏡像切口位于所述室襯中的現(xiàn)有切口和現(xiàn)有端口中的所述一個(gè)的對(duì)面180度處。
4.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中每一個(gè)現(xiàn)有切口或現(xiàn)有端口在所述室襯中配備有配對(duì)的鏡像切口。
5.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中在所述室襯中只為現(xiàn)有端口的子集或現(xiàn)有切口的子集中的每一個(gè)配備配對(duì)的鏡像切口。
6.如權(quán)利要求1所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中所述室襯包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)以改變氣流和RF返回電流中的一者從 而至少補(bǔ)償由所述等離子體處理室中的現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)呈給氣流和RF返回電流中的所述一者的阻礙。
7.一種具有用于處理襯底的等離子體處理室的等離子體處理系統(tǒng)，所述等離子體處理室包括: 襯底支撐件，其用于在所述處理過程中支撐所述襯底； 室壁；以及 室襯，其至少部分地襯托所述室壁的內(nèi)表面，其中所述室襯包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)以改變氣流和RF返回電流中的一者從而至少補(bǔ)償由所述等離子體處理室中的現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)呈給氣流和RF返回電流中的所述一者的阻礙。
8.如權(quán)利要求7所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中所述現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)是支撐所述等離子體處理室中的下電極的懸臂。
9.如權(quán)利要求7所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中所述虛設(shè)結(jié)構(gòu)位于所述室襯中的所述現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)的對(duì)面180度處。
10.一種具有等離子體處理室的等離子體處理系統(tǒng)，所述等離子體處理室包括: 接地環(huán)； 室襯；以及 多個(gè)RF帶，其被電氣耦合到所述接地環(huán)和所述室襯從而為RF返回電流提供傳導(dǎo)路徑，其中所述多個(gè)RF帶中的RF帶數(shù)量大于8。
11.如權(quán)利要求10所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中所述多個(gè)RF帶圍繞所述室襯的外周被等距地間隔開。
12.如權(quán)利要求10所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中所述多個(gè)RF帶圍繞所述室襯的外周被非均勻地間隔開。
13.如權(quán)利要求10所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中所述RF帶數(shù)量是20。
14.如權(quán)利要求10所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中所述室襯包括至少一個(gè)鏡像切口，該至少一個(gè)鏡像切口被構(gòu)造來映射所述室襯中的現(xiàn)有切口和現(xiàn)有端口中的一個(gè)。
15.如權(quán)利要求14所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中所述鏡像切口具有與所述室襯中的現(xiàn)有切口和現(xiàn)有端口中的所述一個(gè)大致相同的形狀和尺寸。
16.如權(quán)利要求10所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中所述鏡像切口位于所述室襯中的現(xiàn)有切口和現(xiàn)有端口中的所述一個(gè)的對(duì)面180度處。
17.如權(quán)利要求10所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中所述室襯包括虛設(shè)結(jié)構(gòu)以改變氣流和RF返回電流中的一者從而至少補(bǔ)償由所述等離子體處理室中的現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)呈給氣流和RF返回電流中的所述一者的阻礙。
18.如權(quán)利要求17所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中所述現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)是支撐所述等離子體處理室中的下電極的懸臂。
19.如權(quán)利要求18所述的等離子體處理系統(tǒng)，其中所述虛設(shè)結(jié)構(gòu)位于所述室襯中的所述現(xiàn)有阻礙結(jié)構(gòu)的對(duì)面180度處。
【文檔編號(hào)】H01L21/67GK103632916SQ201310380150
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月27日
【發(fā)明者】陶玄浩, 洪俊杰, 保羅·賴卡特 申請(qǐng)人:朗姆研究公司