公开了一种具有等离子体处理室的等离子体处理系统，该等离子体处理室包括室壁和室衬里中的至少一个。等离子体处理系统包括设置在室表面的周边附近的多个接地母线，该室表面是等离子体处理室的室壁和室衬里中的一个。等离子体处理系统还包括联接到多条接地母线中的至少第一接地母线的至少第一阻抗装置，其中多条接地母线的第二接地母线不具备与第一阻抗装置具有相同阻抗值的第二阻抗装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】公开了一种具有等离子体处理室的等离子体处理系统，该等离子体处理室包括室壁和室衬里中的至少一个。等离子体处理系统包括设置在室表面的周边附近的多个接地母线，该室表面是等离子体处理室的室壁和室衬里中的一个。等离子体处理系统还包括联接到多条接地母线中的至少第一接地母线的至少第一阻抗装置，其中多条接地母线的第二接地母线不具备与第一阻抗装置具有相同阻抗值的第二阻抗装置。【专利说明】用于纠正等离子体处理系统中的不对称性的方法和装置
技术介绍
等离子体已长期被应用于处理衬底以形成电子器件。例如，等离子体增强蚀刻已 长期被用于在集成电路生产中将半导体晶片加工成芯片或者将平板加工成用于诸如便携 式移动设备、平板电视、计算机显示器等装置的平板显示器。 为了便于论述，图1示出了典型的电容耦合等离子体处理系统，该处理系统具有 上电极102、下电极104,可将晶片106布置在下电极104上进行处理。下电极104通常被 设置在等离子体室的内部，图中示出了该等离子体室的室壁108。在图1的实例中，在晶片 106上方在上电极102和下电极104之间的区域被称为等离子体发生区（由附图标记110 表示）。通常，存在多个约束环112,这些约束环是被设置在下电极104周围和上方的大致 同心的环，用以限定和约束用于处理晶片106的等离子体。这些部件是常规部件，这里不作 进一步的详细说明。 为了处理晶片106,将工艺气体导入等离子体发生区110,并且将射频（RF)能量提 供给上电极102和下电极104中的一个或多个从而促进在等离子体发生区110中的等离子 体的点火和维持以便处理晶片106。在图1的实例中，例如，将通电的下电极和接地的上电 极用作示范性的用于产生等离子体的设置，但该设置不是必须的，并且可向这两个电极提 供多种射频（RF)信号。从RF电源120经由RF导体122将RF能量提供给下电极104,该 RF导体122通常是导电杆。在图1的剖视图中，RF传输路径是沿着箭头134A和134B的方 向延伸的，以便让RF能量与等离子体发生区110中的等离子体相耦合。在图1的实例中， RF流沿着箭头140和142的方向返回到接地。此外，这些机构是已知的并且在等离子体处 理领域是常规的，并且对于本领域技术人员而言是众所周知的。 在理想的情况下，RF传输流（用箭头134A和134B表示）和接地RF返回流（用 箭头140和142表示）在方位角方向上围绕等离子体室是对称的。也就是说，给定在晶片 表面上的基准定向，在理想情况下将会看到在相对于晶片表面上的参考半径的任何角度Θ 上RF传输流与RF返回流是对称的。然而，由于室构造和其它处理部件所造成的实际限制 会将不对称性引入等离子体室，从而会影响在晶片106上的处理结果的方位角均匀性。 详而言之，例如当各等离子体室部件围绕室中心不是对称（如从室顶部观察）时， 各室部件的不对称性影响RF通量线、压力、等离子体密度、RF传输流、或RF接地返回流，使 得处理的方位角不均匀性会导致经处理晶片上的不均匀的处理结果。 图2A描绘了影响在室内部的各部件的对称性和/或影响相对于室中心的晶片对 称性的各种因素，这些因素会进而影响在晶片表面上的处理结果的方位角均匀性。在图2A 中示出了室200的俯视图。图中示出了室壁202,在该室壁202的内部设置有下电极204。 图中显示晶片206被设置成相对于下电极204略微偏心。因此，处理中心偏离衬底的中心， 从而导致在衬底206上的处理结果的方位角不均匀性。 作为另一个实例，下电极204可偏离室200的中心，这会导致处理结果的不对称性 和方位角的不均匀性，即使晶片206正确地居中于下电极204上也如此。因为下电极204 相对于接地的室壁202是带电的，所以下电极204的边缘与在下电极204的周边附近的室 壁202之间的不同距离造成在带电下电极与接地室壁之间的寄生耦合中的变化，这进而影 响在晶片206上不同位置处的等离子体密度，由此造成方位角不均匀性。 此外，RF传输导体（图1的122)可相对于室外壳而偏移，从而同样地造成RF导 体与接地室壁之间的寄生耦合中的变化，由此影响在晶片上处理结果的方位角均匀性。此 夕卜，某些机械部件（诸如支撑室202内部的下电极204的悬臂208)的存在是排出气流的阻 碍，该排出气流通常从位于下电极边缘附近的等离子体发生区朝向下电极的底部流动而被 排放（图1的150和152)。由于悬臂存在所造成的对气体流动的阻碍将会影响在悬臂区域 中的局部压力，由此影响等离子体密度并进而影响处理结果的方位角均匀性。影响方位角 均匀性的又一个因素是晶片装载口 210的存在，该装载口 210仅存在于室200的一侧。 图2B是等离子体室的侧视图，用以说明等离子体室设计的某些固有特性也导致 不对称性并因此影响处理结果的方位角均匀性。例如，下电极204的一侧252可以具备诸 如气体输送管、冷却剂管等部件，这些部件改变提供给沿下电极204表面行进的任何流的 电感。这些部件的部分可以不存在于下电极204的另一侧254上。因此，放置在下电极204 上的晶片的一侧会得到与晶片另一侧的处理结果不同的处理结果，从而再次导致方位角不 均匀性。此外，RF流入和/或排出流路径是在箭头220方向上的横向流入的事实意味着RF 返回流具有用于返回到电源的可变长度方位角路径，具体取决于是否在内部路径222或外 部路径224中测量RF接地返回流。 RF接地返回路径的长度的差异导致沿该接地返回路径的不同电感，这也影响接地 返回路径的阻抗。因此，这些变化导致处理结果的不对称性和方位角不均匀性。 当工艺要求是相当地自由时（例如，当装置尺寸较大并且/或者装置密度较低 时），方位角不均匀性是较小的问题。当装置尺寸变小且装置密度增加时，重要的是不仅在 径向方向上（从晶片的中心到边缘）而且在方位角方向上在相对于晶片表面上的参考半 径R的任意给定角度θ上维持均匀性。例如，现在一些客户要求方位角不均匀性为阈值的 1 %或者甚至低于1%。因此，对用于控制等离子体处理室中处理结果的方位角不均匀性的 改进方法和装置存在着需求。 【专利附图】【附图说明】 下面结合附图并通过举例方式而不是通过限制方式来说明本专利技术，其中类似的附 图标记是指相似的元件，并且其中： 图1示出了根据本专利技术的实施方式的典型的电容耦合等离子体处理系统；该处理 系统具有上电极、下电极，可将晶片布置在该下电极上进行处理。 图2A示出了根据本专利技术的实施方式的影响在室内部的部件的对称性和/或影响 相对于室中心的晶片对称性的各种因素，这些因素会进而影响在晶片表面上处理结果的方 位角均匀性。 图2B示出了根据本专利技术的实施方式的室的侧视图，用以说明等离子体室设计的 某些固有特性也导致不对称性且因此影响处理结果的方位角均匀性。 图3A示出了根据本专利技术的实施方式的利用阻抗装置实施的多条接地母线。 图3B-图3F示出了根据本专利技术的实施方式的用于修改接地母线中的电流以解决 方位角不均匀性问题的各种方法。 图3G示出了在一个或多个实施方式中用于原位补偿以解决方位角不均匀性问题 的步骤。 【具本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有等离子体处理室的等离子体处理系统，其包括：室壁和室衬里中的至少一个；围绕室表面的周边设置的多条接地母线，所述室表面是所述等离子体处理室的室壁和室衬里中的一个；和至少第一阻抗装置，所述第一阻抗装置耦合到所述多条接地母线中的至少第一接地母线，其中所述多条接地母线中的第二接地母线不具备与所述第一阻抗装置具有相同阻抗值的第二阻抗装置。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：南尚基，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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