專利名稱：使用外部電路的等離子體均勻性的電子控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的具體實施例大體上關(guān)于用于控制等離子體均勻性的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
當(dāng)在等離子體環(huán)境中處理基材時，等離子體均勻性將影響處理的均勻性。例如，在 等離子體沉積處理中，若等離子體在對應(yīng)于基材中心的腔室的區(qū)域中較大時，則與基材邊 緣相比，更多沉積可能發(fā)生在基材中心內(nèi)。同樣地，若等離子體在對應(yīng)于基材邊緣的腔室的 區(qū)域中較大時，則與該中心相比，更多沉積可能發(fā)生在基材邊緣上。在蝕刻處理中，若等離子體在對應(yīng)于基材中心的腔室的區(qū)域中較大時，則與基材 邊緣相比，更多材料可能自基材中心移除或蝕刻。同樣地，若等離子體在對應(yīng)于基材邊緣的 腔室的區(qū)域中較大時，則與基材中心相比，更多材料可能自基材邊緣移除或蝕刻。等離子體處理中的非均勻性可能因為沉積層或蝕刻部分橫跨該基材不一致而明 顯地降低裝置性能且導(dǎo)致浪費。若能使等離子體均勻，更可能發(fā)生一致的沉積或蝕刻。因 此，在此項技術(shù)中需要一種用于控制等離子體處理中的等離子體均勻性的方法及設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的具體實施例大體上關(guān)于一種用于控制等離子體均勻性的方法及設(shè)備。在 具體實施例中，等離子體處理設(shè)備包含腔室主體；基材支撐，其布置在該腔室主體中；及噴 淋頭，其布置于該腔室主體內(nèi)與基材支撐相對。電源供應(yīng)與該基材支撐耦合。從包含電容 器、電感器及其組合的組合中選擇的至少一項耦合至該腔室主體、該噴淋頭及該基材支撐 中至少兩者。在另一具體實施例中，一種等離子體處理設(shè)備包含腔室主體；基材支撐，其布置在 該腔室主體中；及噴淋頭，其布置于該腔室主體內(nèi)與該基材支撐相對。電源供應(yīng)與該噴淋頭 耦合。陰極罐布置于該腔室主體內(nèi)。從包含電容器、電感器及其組合的組合中的至少一項 耦合至該腔室主體、該基材支撐、該噴淋頭及該陰極罐中至少兩者。該陰極罐基本上圍繞該 基材支撐。在另一具體實施例中，一種蝕刻設(shè)備包含腔室主體；基材支撐，其布置在該腔室主 體中；及噴淋頭，其布置在該腔室主體內(nèi)與該基材支撐相對。電源供應(yīng)與該基材支撐耦合。 第一電容器與該噴淋頭耦合，且第一電感器耦合至該噴淋頭。第二電容器耦合至該腔室主 體，且第二電感器耦合至該腔室主體。在另一具體實施例中，一種等離子體分布控制方法包含向布置在基材支撐上的、 處理腔室內(nèi)的基材施加電流。該處理腔室具有腔室主體；及噴淋頭，其布置在該腔室主體內(nèi) 與該基材相對。該方法還包含將該噴淋頭、該腔室主體及該基材支撐中至少兩者耦合至從 包括電容器、電感器及其組合的組合中選擇的一項，以調(diào)整該等離子體分布。


以詳細(xì)了解本發(fā)明的以上引用特征的方式，通過參考具體實施例對以上簡要概述 的本發(fā)明進(jìn)行更具體的描述，其中一些在所附附圖中示出。然而，應(yīng)注意到，附圖僅說明此 發(fā)明的典型具體實施例，因此不應(yīng)被視為限制其范圍，因為本發(fā)明可允許其它同等有效的 具體實施例。圖1是等離子體處理設(shè)備的示意性截面圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的蝕刻設(shè)備的示意性截面圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例的蝕刻設(shè)備的示意性截面圖。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的等離子體均勻性分布。圖5A及5B示出了根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例的等離子體均勻性分布。圖6A及6B示出了根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例的等離子體均勻性分布。圖7A至7D示出了根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例的等離子體均勻性分布。圖8A至8F示出了根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例的等離子體均勻性分布。圖9A至9D示出了根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例的等離子體均勻性分布。圖IOA至IOB示出了根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例的等離子體均勻性分布。圖IlA至IlE示出了可利用的額外阻抗電路。為了有助于了解，已盡可能使用相同附圖標(biāo)記來指示附圖的相同組件。已涵蓋的 具體實施例的特征結(jié)構(gòu)可在未進(jìn)一步引用下有利地并入其它具體實施例中。
具體實施例方式本發(fā)明的具體實施例大體上包含一種用于控制等離子體均勻性的方法及設(shè)備。雖 然以下將關(guān)于蝕刻設(shè)備及方法對具體實施例進(jìn)行描述，應(yīng)理解具體實施例在其它等離子體 處理腔室及處理方面具有同等應(yīng)用?？蓪崿F(xiàn)本發(fā)明的示例性設(shè)備是可從美國加州Santa Clara的Applied Materials, Inc.購得的ENABLER 蝕刻腔室。應(yīng)理解本發(fā)明的具體實施 例可在其它腔室內(nèi)實現(xiàn)，包括其它制造商所售的。圖1是等離子體處理設(shè)備100的示意性截面圖。設(shè)備100包含腔室102，其具有在 其中布置于支持臺繪制106上的基材104。支持臺106可在降低位置及提升位置間活動。 基材104及支持臺106可在腔室102內(nèi)相對噴淋頭108布置。腔室102可通過耦合至腔室 102的底部112的真空泵110抽真空。處理氣體可經(jīng)由噴淋頭108從氣源114引入至腔室102?？蓪怏w引入至布置在 背板118及噴淋頭108之間的氣室116。氣體可接著穿過噴淋頭108，在該處其通過電源120 施加至噴淋頭108的電流點燃成為等離子體122。在具體實施例中，電源120可包含RF電源。圖2是根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的蝕刻設(shè)備200的示意性截面圖。設(shè)備200包含 處理腔室202，其具有布置于其中的基材204?；?04可布置在可在提升及降低位置間活 動的支持臺206上?；?04及支持臺206可在處理腔室202內(nèi)相對噴淋頭208停留。真 空泵210可在處理腔室202內(nèi)抽真空。真空泵210可布置于支持臺206下。處理氣體可提供至處理腔室202，從氣源212提供至噴淋頭208上的氣室214。處 理氣體可流經(jīng)氣體信道216進(jìn)入處理區(qū)域218。噴淋頭208可用來自電源230的電流偏壓。 當(dāng)開啟開關(guān)228時，電流可流至噴淋頭208。在具體實施例中，電源230可包含RF電源。在另一具體實施例中，噴淋頭208可為開路或在浮動電位處。當(dāng)基材206偏壓時，施加至基材206的RF電流將會離開噴淋頭208及/或通過腔 室壁220行進(jìn)至接地。該路徑越易于接地，越多的RF電流將跟隨該路徑。因此，若噴淋頭 208及腔室壁220兩者接地，等離子體可由于其接近RF電流源而被拉至更接近RF腔室壁 220。被拉至腔室壁220的等離子體可導(dǎo)致在基材206邊緣處更多蝕刻。若腔室202內(nèi)的 等離子體均勻，則腔室202內(nèi)的蝕刻均勻。為了控制處理腔室202內(nèi)的等離子體，阻抗電路222可耦合至腔室壁220及/或 噴淋頭208。當(dāng)電容器224是阻抗電路的一部分時，電容器224可從電容器224所耦合的位 置推等離子體。電容器224將該項與地斷開。電容器224阻止電流流至地。另一方面，電 感器226功能與電容器224相反。電感器將等離子體拉近至耦合至電感器226的物體。橫 跨電感器的電壓降與經(jīng)偏壓物體(即，噴淋頭208或基材206)異相并因此相對于地增加。 因此，比直接至接地更多的電流通過電感器226流至地。當(dāng)存在電感器226及電容器224 兩者時，電容及/或電感可經(jīng)修整以符合使用者的特定需要。對于多RF應(yīng)用，串聯(lián)及并聯(lián) 電路組件及/或傳輸線的各種組合可用來達(dá)到所需阻抗。圖IlA至IlE示出了可利用的若 干阻抗電路。應(yīng)理解亦可利用其它阻抗電路。處理腔室202可具有腔室壁220。腔室壁220可直接耦合至地或耦合至與地耦合 的阻抗電路222。阻抗電路222可包含電容器224及/或電感器226。電容器224可具有 將電容器耦合至腔室壁220的開關(guān)228，及將電容器224耦合至地的開關(guān)228。同樣地，電感 器226具有將電感器226耦合至腔室壁220的開關(guān)，及將電感器226耦合至地的開關(guān)228。 在具體實施例中，電容器224可在無電感器226下存在。在另一具體實施例中，電感器226 可在無電容器224下存在。在另一具體實施例中，可存在電容器224及電感器226兩者。在 另一具體實施例中，壁220可在不耦合至電容器224及/或電感器226下直接耦合至地。噴淋頭208亦可通過阻抗電路222耦合至地，直接耦合至地，耦合至電源230，或 在浮動電位處開路。阻抗電路222可包含電容器224及/或電感器226。電容器224可具 有將電容器耦合至噴淋頭208的開關(guān)228，及將電容器224耦合至地的開關(guān)228。同樣地， 電感器226具有將電感器226耦合至噴淋頭208的開關(guān)228，及將電感器226耦合至地的 開關(guān)228。在具體實施例中，電容器224可在無電感器226下存在。在另一具體實施例中， 電感器226可在無電容器224下存在。在另一具體實施例中，可存在電容器224及電感器 226兩者。在另一具體實施例中，噴淋頭208可在不耦合至電容器224及/或電感器226下 直接耦合至地。在另一具體實施例中，噴淋頭208可在浮動電位處開路。在另一具體實施 例中，噴淋頭208可耦合至電源230。噴淋頭208可通過間隔物232與腔室壁220電絕緣。 在具體實施例中，間距物232可包含介電材料。支持臺206可耦合至地，耦合至電源238，在浮動電位處開路。在具體實施例中，電 源238可包含RF電源。開關(guān)228可用來耦合支持臺206至電源238或地。在具體實施例中，陰極罐236可至少部分地圍繞支持臺206。陰極罐236可提供等 離子體均勻性的額外控制。陰極罐236可通過間距物234與支持臺206電絕緣。在具體實 施例中，間距物234可包含介電材料。陰極罐236可用來控制處理腔室202內(nèi)的等離子體。 陰極罐236可直接耦合至地或耦合至與地耦合的阻抗電路222。阻抗電路222可包含電容 器224及/或電感器226。電容器224可具有將電容器224耦合至陰極罐236的開關(guān)228，及將電容器224耦合至地的開關(guān)228。同樣地，電感器226具有將電感器226耦合至陰極罐 236的開關(guān)228，及將電感器226耦合至地的開關(guān)228。在具體實施例中，電容器224可在無 電感器226下存在。在另一具體實施例中，電感器226可在無電容器224下存在。在另一 具體實施例中，可存在電容器224及電感器226兩者。在另一具體實施例中，陰極罐236可 在不耦合至電容器224及/或電感器226下直接耦合至地。應(yīng)了解以上討論的各種具體實施例可用于任何組合。例如，陰極罐236可存在或 不存在。若陰極罐236存在，則阻抗電路222可存在或不存在。同樣地，阻抗電路222可耦 合或不耦合至腔室壁220。同樣地，阻抗電路可耦合或不耦合至噴淋頭208。若存在阻抗電 路222，則電容器224可存在或不存在且電感器226可存在或不存在。噴淋頭208亦可直接 耦合至地，耦合至阻抗電路222，或保持在浮動電位處開路。支持臺206可直接耦合至地，或 保持在浮動電位處開路。此外，壁220可在浮動電位處保持開路。設(shè)備200可包含可動陰極(未示出)，且可無間斷性地包含處理區(qū)。無間斷性可包 括布置在處理區(qū)域下方位置處的流量閥開口。此外，多RF源可耦合至設(shè)備200。串聯(lián)及并 聯(lián)電路組件及/或傳輸線的各種組合可用來達(dá)到所需阻抗。圖IlA至IlE示出可利用的若 干阻抗電路。應(yīng)理解亦可利用其它阻抗電路。圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例的蝕刻設(shè)備300的示意性截面圖。設(shè)備300 包含處理腔室302，其具有布置在其中的基材304?；?04可布置在與噴淋頭308相對的 支持臺306上。支持臺306可在提升位置及降低位置間活動。真空泵3 10可將處理腔室 302抽真空至所需壓力。類似于圖2中所示的具體實施例，阻抗電路312可用來控制等離子體均勻性。阻抗 電路312可具有電感器314及/或電容器316。阻抗電路312可具有一個或多個開關(guān)318， 可將電容器316及/或電感器314耦合至地及/或至物體。阻抗電路312可耦合至腔室壁 320，至噴淋頭308，及至陰極罐322 (若存在時)。陰極罐322 (若存在時)可通過間距物324 與支持臺306隔開。在具體實施例中，間距物324可包含介電材料。同樣地，噴淋頭308可 通過間距物326與腔室壁320電絕緣。在具體實施例中，間距物326可包含介電材料。支持臺306可直接耦合至地，耦合至電源328，或在浮動電位處保持開路。噴淋頭 308可具有二或更多的分離區(qū)。噴淋頭308可包含第一區(qū)330及第二區(qū)332。在具體實施 例中，第二區(qū)332可圍繞第一區(qū)330。第一區(qū)330及第二區(qū)332兩者各直接耦合至地，耦合 至阻抗電路312，或耦合至電源334、336。第一區(qū)330可通過間距物338與第二區(qū)332電絕 緣。在具體實施例中，間距物338可包含介電材料。應(yīng)理解以上討論的各種具體實施例可用于任何組合中。例如，陰極罐322可存在 或不存在。若陰極罐332存在，則阻抗電路312可存在或不存在。同樣地，阻抗電路312可 耦合或不耦合至腔室壁320。同樣地，阻抗電路312可耦合或不耦合至噴淋頭308的第一 區(qū)330。阻抗電路312可耦合或不耦合至噴淋頭308的第二區(qū)332。若存在阻抗電路312， 則電容器316可存在或不存在且電感器314可存在或不存在。噴淋頭308的第一及第二區(qū) 330、332可直接耦合至地，耦合至阻抗電路312，或在浮動電位處保持開路。支持臺306可 直接耦合至地，或在浮動電位處保持開路。此外，壁320可在浮動電位處保持開路。設(shè)備300可包含可動陰極(未示出)，且可無間斷性地包含處理區(qū)。無間斷性可包 括布置在處理區(qū)域下方位置處的流量閥開口。此外，多RF源可耦合至設(shè)備300。串聯(lián)及并
7聯(lián)電路組件及/或傳輸線的各種組合可用來達(dá)到所需阻抗。圖IlA至IlE示出可利用的若 干阻抗電路。應(yīng)理解亦可利用其它阻抗電路。以下所示的示例將討論與等離子體處理腔室耦合的阻抗電路的各種配置和該阻 抗電路如何影響等離子體均勻性。一般言之，壓力的操作范圍在幾個mTorr至幾千mTorr 間。比較示例1圖4示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭直接耦合 至地，且腔室壁直接耦合至地。噴淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約IOOmTon 的 氬等離子體。如圖4中示出，接近基材邊緣的等離子體密度高。示例 1圖5A示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭通過具有 70pF的電容的電容器耦合至地。腔室壁直接耦合至地。噴淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離 子體是壓力約lOOmTorr的氬等離子體。如圖5A所示，接近基材邊緣的等離子體密度與圖 4中所示的等離子體密度相比增加。電容器起作用以將等離子體推向腔室壁。示例 2圖5B示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。腔室壁通過具有 70pF的電容的電容器耦合至地。噴淋頭直接耦合至地。噴淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子 體是壓力約lOOmTorr的氬等離子體。如圖5B中示出，接近基材邊緣的等離子體密度與圖 4中所示的等離子體密度相比降低。電容器起作用以將等離子體推向噴淋頭。示例 3圖6A示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭通過具有 IOnH的電感的電感器及具有0.36nF的電容的電容器耦合至地。腔室壁直接耦合至地。噴 淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約IOOmTon 的氬等離子體。如圖6A中示出，接 近基材邊緣的等離子體密度與圖4中所示的等離子體密度相比降低。電容器及電感器一起 起作用以將等離子體拉向噴淋頭。示例 4圖6B示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。腔室壁通過具有 IOnH的電感的電感器及具有0.36nF的電容的電容器耦合至地。噴淋頭直接耦合至地。噴 淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約IOOmTon 的氬等離子體。如圖6B中示出，接 近基材邊緣的等離子體密度與圖4中所示的等離子體密度相比增加。電容器及電感器一起 起作用以將等離子體拉向腔室壁。比較示例2圖7A示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。該噴淋頭具有內(nèi) 部區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。該內(nèi)部區(qū)和外部區(qū)兩者直接耦合至地。腔室壁亦直接 耦合至地。噴淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約IOOmTon 的氬等離子體。如圖 7A中示出，接近基材邊緣的等離子體密度與圖4中所示的等離子體密度實質(zhì)上相同。示例 5圖7B示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭具有內(nèi)部 區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。該內(nèi)部區(qū)和外部區(qū)兩者耦合至具有電感器及電容器的阻
8抗電路。電感器具有30nH的電感且電容器具有0. InF的電容。腔室壁直接耦合至地。噴 淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約IOOmTon 的氬等離子體。如圖7B中示出，與 圖7A相比，等離子體密度被拉向更接近基材中心并遠(yuǎn)離該壁。示例 6圖7C示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭具有內(nèi)部 區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。外部區(qū)直接耦合至地而內(nèi)部區(qū)耦合至阻抗電路。阻抗電 路包含電感器及電容器兩者。電感器具有30nH的電感且電容器具有0. InF的電容。腔室 壁亦直接耦合至地。噴淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約lOOmTorr的氬等離子 體。如圖7C中示出，與圖7A及圖7B相比，等離子體密度被拉向更接近基材中心并遠(yuǎn)離該 壁。示例 7圖7D示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭具有內(nèi)部 區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。內(nèi)部區(qū)直接耦合至地而外部區(qū)耦合至阻抗電路。阻抗電 路包含電感器及電容器兩者。電感器具有30nH的電感且電容器具有0. InF的電容。腔室 壁亦直接耦合至地。噴淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約lOOmTorr的氬等離子 體。如圖7D中示出，與圖7A、圖7B及圖7C相比，等離子體密度被拉向更接近外部區(qū)。示例 8圖8A示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭具有內(nèi)部 區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。外部區(qū)直接耦合至地而內(nèi)部區(qū)耦合至阻抗電路。阻抗電 路包含電感器及電容器兩者。電感器具有30nH的電感且電容器具有0. InF的電容。腔室 壁亦直接耦合至地。噴淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約lOOmTorr的氬等離子 體。如圖8A中示出，等離子體密度被拉向更接近基材中心并遠(yuǎn)離該壁。示例 9圖8B示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭具有內(nèi)部 區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。外部區(qū)及內(nèi)部區(qū)兩者耦合至阻抗電路。阻抗電路包含電 感器及電容器兩者。對于內(nèi)部區(qū)，電感器具有30nH的電感且電容器具有0. InF的電容。對 于外部區(qū)，電感器具有30nH的電感且電容器具有0. InF的電容。腔室壁直接耦合至地。噴 淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約IOOmTon 的氬等離子體。與圖8A相比，等離 子體密度均勻地分布在內(nèi)部及外部區(qū)之間。示例 10圖8C示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭具有內(nèi)部 區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。外部區(qū)及內(nèi)部區(qū)兩者耦合至阻抗電路。阻抗電路包含電 感器及電容器兩者。對于內(nèi)部區(qū)，電感器具有30nH的電感且電容器具有0. InF的電容。對 于外部區(qū)，電感器具有35nH的電感且電容器具有0. InF的電容。腔室壁直接耦合至地。噴 淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約lOOmTorr的氬等離子體。等離子體密度被拉 向更接近外部區(qū)。示例 11圖8D示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭具有內(nèi)部 區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。外部區(qū)及內(nèi)部區(qū)兩者耦合至阻抗電路。阻抗電路包含電
9感器及電容器兩者。對于內(nèi)部區(qū)，電感器具有30nH的電感且電容器具有0. InF的電容。對 于外部區(qū)，電感器具有40nH的電感且電容器具有0. InF的電容。腔室壁直接耦合至地。噴 淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約IOOmTon 的氬等離子體。與圖8A相比，等離 子體密度被拉向更接近外部區(qū)。示例 12圖8E示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭具有內(nèi)部 區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。外部區(qū)及內(nèi)部區(qū)兩者耦合至阻抗電路。阻抗電路包含電 感器及電容器兩者。對于內(nèi)部區(qū)，電感器具有30nH的電感且電容器具有0. InF的電容。對 于外部區(qū)，電感器具有45nH的電感且電容器具有0. InF的電容。腔室壁直接耦合至地。噴 淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約IOOmTon 的氬等離子體。與圖8D相比，等離 子體密度更均勻地分布。示例 13圖8F示出其中基材用IkW RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭具有 內(nèi)部區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。外部區(qū)及內(nèi)部區(qū)兩者耦合至阻抗電路。阻抗電路包 含電感器及電容器兩者。對于內(nèi)部區(qū)，電感器具有30nH的電感且電容器具有0. InF的電容。 對于外部區(qū)，電感器具有400nH的電感且電容器具有0. InF的電容。腔室壁直接耦合至地。 噴淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約lOOmTorr的氬等離子體。等離子體密度被 拉向更接近內(nèi)部區(qū)。示例 14圖9A示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭具有內(nèi)部 區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。內(nèi)部區(qū)直接耦合至地而外部區(qū)耦合至阻抗電路。阻抗電 路包含電感器及電容器兩者。電感器具有30nH的電感且電容器具有0. InF的電容。腔室 壁直接耦合至地。噴淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約lOOmTorr的氬等離子體。 等離子體密度被拉向更接近外部區(qū)。示例 15圖9B示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭具有內(nèi)部 區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。外部區(qū)及內(nèi)部區(qū)兩者耦合至阻抗電路。阻抗電路包含電 感器及電容器兩者。對于內(nèi)部區(qū)，電感器具有30nH的電感且電容器具有0. InF的電容。對 于外部區(qū)，電感器具有30nH的電感且電容器具有0. InF的電容。腔室壁直接耦合至地。噴 淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約lOOmTorr的氬等離子體。等離子體密度基本 上均勻地分布在內(nèi)部及外部區(qū)之間。示例 16圖9C示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭具有內(nèi)部 區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。外部區(qū)及內(nèi)部區(qū)兩者耦合至阻抗電路。阻抗電路包含電 感器及電容器兩者。對于內(nèi)部區(qū)，電感器具有35nH的電感且電容器具有0. InF的電容。對 于外部區(qū)，電感器具有30nH的電感且電容器具有0. InF的電容。腔室壁直接耦合至地。噴 淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約lOOmTorr的氬等離子體。等離子體密度被拉 向更接近內(nèi)部區(qū)。示例 17
圖9D示出用于其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭具有 內(nèi)部區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。外部區(qū)及內(nèi)部區(qū)兩者耦合至阻抗電路。阻抗電路包 含電感器及電容器兩者。對于內(nèi)部區(qū)，電感器具有40nH的電感且電容器具有0. InF的電容。 對于外部區(qū)，電感器具有30nH的電感且電容器具有0. InF的電容。腔室壁直接耦合至地。 噴淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約IOOmTon 的氬等離子體。等離子體密度被 拉向更接近內(nèi)部區(qū)。示例 18圖IOA示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭具有內(nèi)部 區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。外部區(qū)及內(nèi)部區(qū)兩者耦合至阻抗電路。阻抗電路僅包含 電容器。對于內(nèi)部區(qū)，電容器具有0. InF的電容。對于外部區(qū)，電容器具有0. InF的電容。 腔室壁直接耦合至地。噴淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約lOOmTorr的氬等離 子體。等離子體密度被推向更接近外部區(qū)。示例 19圖IOB示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭具有內(nèi)部 區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。外部區(qū)及內(nèi)部區(qū)兩者耦合至阻抗電路。阻抗電路僅包含 電容器。對于內(nèi)部區(qū)，電容器具有0. InF的電容。對于外部區(qū)，電容器具有0. InF的電容。 腔室壁直接耦合至地。噴淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約lOOmTorr的氬等離 子體。等離子體密度被推向更接近外部區(qū)。示例 20圖IOC示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭具有內(nèi)部 區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。外部區(qū)及內(nèi)部區(qū)兩者耦合至阻抗電路。阻抗電路僅包含 電容器。對于內(nèi)部區(qū)，電容器具有0. InF的電容。對于外部區(qū)，電容器具有0. InF的電容。 腔室壁直接耦合至地。噴淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約lOOmTorr的氬等離 子體。等離子體密度被推向更接近內(nèi)部區(qū)。示例 21圖IOD示出其中基材用RF電流偏壓的處理腔室的等離子體分布。噴淋頭具有內(nèi)部 區(qū)及外接該內(nèi)部區(qū)的外部區(qū)兩者。外部區(qū)及內(nèi)部區(qū)兩者耦合至阻抗電路。阻抗電路僅包含 電容器。對于內(nèi)部區(qū)，電容器具有0. InF的電容。對于外部區(qū)，電容器具有0. InF的電容。 腔室壁直接耦合至地。噴淋頭與基材隔開數(shù)厘米。等離子體是壓力約lOOmTorr的氬等離 子體。等離子體密度被推向更接近內(nèi)部區(qū)。阻抗電路可預(yù)選定以控制等離子體均勻性。例如，若存在電感器，電感可于處理前 預(yù)選定。在處理期間，可改變電感以適合處理的需要。電感改變可在處理期間的任何時候 發(fā)生。同樣地，若存在電容器時，電容可預(yù)選定以控制控制等離子體均勻性。例如，電容可 于處理前預(yù)選定。在處理期間，可改變電容以適合處理的需要。電容改變可在處理期間的 任何時候發(fā)生。通過選擇性地使用耦合至腔室壁及/或噴淋頭及/或陰極罐(若存在)的阻抗電 路，可控制等離子體均勻性以適合使用者的需要。此外，將噴淋頭分成至少兩分離區(qū)可對等 離子體均勻性提供額外的控制水平。通過控制等離子體均勻性，可在減少不需要的蝕刻過 度或不足的同時執(zhí)行蝕刻處理。
盡管上文是關(guān)于本發(fā)明的具體實施例，可設(shè)計本發(fā)明的其它及進(jìn)一步具體實施例 而不脫離其基本范疇，且其范疇通過以下權(quán)利要求來確定。
權(quán)利要求
一種等離子體處理設(shè)備，其包含腔室主體；基材支撐，其布置在所述腔室主體中；噴淋頭，其布置于所述腔室主體內(nèi)與所述基材支撐相對；電源供應(yīng)，其與所述基材支撐耦合；及從電容器、電感器及其組合所組成的組合中選擇的至少一項，所述至少一項耦合至所述腔室主體、所述噴淋頭及所述基材支撐中的至少兩者。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一項耦合至所述噴淋頭及所述腔室主體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述噴淋頭包含第一區(qū)及與所述第一區(qū)電絕緣的 第二區(qū)，并且其中，所述至少一項耦合至所述第一區(qū)，并且其中，所述第二區(qū)耦合至從電容 器、電感器及其組合所組成的組合中選擇的至少一項。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一項耦合至所述腔室主體及所述基材支 撐，并且其中，所述至少一項包括耦合至所述噴淋頭的電容器及電感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述腔室主體及所述噴淋頭中的至少一者在浮動 電位處。
6.一種等離子體處理設(shè)備，其包含 腔室主體；基材支撐，其布置在所述腔室主體中；噴淋頭，其布置于所述腔室主體內(nèi)與所述基材支撐相對；電源供應(yīng)，其與所述噴淋頭耦合；陰極罐，其布置于所述腔室主體內(nèi)，所述陰極罐基本上圍繞所述基材支撐；及 從電容器、電感器及其組合所組成的組合中選擇的至少一項，所述至少一項耦合至所 述腔室主體、所述陰極罐、所述噴淋頭及所述基材支撐中的至少兩者。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述至少一項耦合至所述腔室主體及所述陰極 罐，并且其中，所述至少一項包含括電容器及電感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述至少一項耦合至所述陰極罐及所述噴淋頭， 并且其中，所述至少一項包括電容器及電感器。
9.一種蝕刻設(shè)備，其包含 腔室主體；基材支撐，其布置在所述腔室主體中；噴淋頭，其布置在所述腔室主體內(nèi)與所述基材支撐相對；電源供應(yīng)，其與所述基材支撐耦合；第一電容器，其與所述噴淋頭耦合；第一電感器，其耦合至所述噴淋頭；第二電容器，其耦合至所述腔室主體；及第二電感器，其耦合至所述腔室主體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述噴淋頭包括第一區(qū)及與所述第一區(qū)電絕緣 的第二區(qū)，其中，所述第一電容器及所述第一電感器與所述第一區(qū)耦合，并且其中，第三電容器及第三電感器耦合至所述第二區(qū)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述第一電感器的電感大于所述第二電感器的 電感。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述第一電容器的電容大于所述第二電容器的 電容。
13.一種等離子體分布的控制方法，其包含下列步驟向布置在處理腔室中基材支撐上的基材施加電流，所述處理腔室具有腔室主體及布置 在所述腔室主體內(nèi)與所述基材支撐相對的噴淋頭；及將所述噴淋頭、所述腔室主體及所述基材支撐中的至少兩者耦合至從電容器、電感器 及其組合所組成的組合中選擇的一項，以調(diào)整所述等離子體分布。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括將所述噴淋頭及所述腔室主體中的一者直接 耦合至地的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中對所述等離子體分布的控制在蝕刻處理期間發(fā) 生，并且其中，所述耦合在對層進(jìn)行蝕刻時發(fā)生。
全文摘要
本發(fā)明揭示用于控制等離子體均勻性的方法及設(shè)備。蝕刻基材時，非均勻等離子體可導(dǎo)致基材的不均勻蝕刻。阻抗電路可減輕不均勻等離子體以允許更均勻蝕刻。阻抗電路可布置在腔室壁與地、噴淋頭與地、及陰極罐與地間。阻抗電路可包含一個或多個電感器及電容器?？深A(yù)定電感器的電感及電容器的電容以確保等離子體均勻。此外，可在處理期間或處理步驟之間調(diào)整電感及電容以適合特定處理的需要。
文檔編號H01L21/3065GK101971713SQ200980108732
公開日2011年2月9日 申請日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月13日
發(fā)明者卡爾蒂克·賈亞拉曼, 卡洛·貝拉, 塙廣二, 沙希德·勞夫, 肯尼思·S·柯林斯, 阿吉特·巴拉克利斯納 申請人:應(yīng)用材料公司