等离子处理系统技术方案

本发明专利技术提供一种等离子处理系统（１００），包括具有基板支架（１３０）和电极（１２５）的处理腔（１２０）。处理系统包括压力控制系统、气体供给系和监控装置（１６０）。多频ＲＦ电源（１１０）经由具有单一可变元件的匹配电路（１１５）与电极（１２５）连结。多频ＲＦ电源设定为第一频率将等离子点火，设定为第二频率维持等离子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体处理系统，尤其涉及使用可变频率RF源的半导体处理系统。这里，所谓半导体处理是指通过在半导体晶片、LCD(Liquid Crystal Display液晶显示器)、FPD(Flat Panel Display平板显示器)用的玻璃基板等被处理基板上按预定的图案形成半导体层、绝缘层、导电层等，为了在该被处理基板上制造包括半导体器件、以及与半导体器件连接的布线、电极等的结构物而实施的种种处理。
技术介绍
在半导体业界，在制造集成电路(IC)时利用等离子。在从基板除去材料或在基板上沉积材料时所需的等离子反应炉中，为了产生或帮助表面化学反应，通常使用等离子。一般，在真空条件下，在等离子反应炉内形成等离子，这里，电子被加热到能量足够维持与供给的处理气体的离子化用的冲撞。另外，被加热的电子具有持续离解用的冲撞的充分的能量。因此，在预定的条件(例如，腔压力、气体流量等)下，利用气体的特定组合，生成适合于在容器内执行的特定工艺的电荷种及化学反应种的组群。例如，在刻蚀工艺中，等离子中被激发的电子，由于形成从基板除去材料用的反应种类，开始与处理气体的反应。作为另一例，在沉积工艺中，由于等离子中被激发的电子形成导致基板材料沉积的活性种，开始与处理气体的反应。一般，RF(高频)电源及匹配电路用于提供在等离子处理期间点火并维持等离子所需的能量。在多种用途中，采用至少具有2个可调谐元件的π或T-型结构。因此，这些方式的匹配电路有可能成为高价、大型。因此，要求能够克服上述缺陷的新的匹配电路。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的在于，提供一种具有匹配电路(或元件数量少的匹配电路)的处理系统，和对利用最佳点火技术的具有匹配电路(或元件个数少的匹配电路)的处理系统进行操作的方法。本专利技术的第1视点是对等离子处理系统进行操作的方法，具备在处理腔内的基板支架上配置基板的工序；对上述等离子处理系统进行初始化的工序；使用来自与上述处理腔内的电极连结的第一RF电源的、具有第一频率的第一信号，将等离子点火的工序；以及使用具有第二频率的第二信号来维持上述等离子的工序。本专利技术的第2视点是在第1视点的方法中，还具备确定上述第一信号用的第一功率级的工序，上述第一信号被设定在第一功率输出级。本专利技术的第3视点是在第2视点的方法中，上述第一功率级至少是50瓦。本专利技术的第4视点是在第1视点的方法中，还具备向上述处理腔中导入处理气体的工序，上述处理气体具备含碳气体、含氧气体、含氟气体及惰性气体中的至少一种；以及确定处理腔压力为大约不到0.5Torr的工序。本专利技术的第5视点是在第1视点的方法中，还具备使用第一匹配电路，将上述第一RF电源连结在上述等离子处理系统的上述电极的工序；以及将上述第一匹配电路调谐到等离子点火用的初始条件的工序。本专利技术的第6视点是在第1视点的方法中，上述第一频率比上述第二频率在频率上至少高2％。本专利技术的第7视点是在第1视点的方法中，上述第一频率比上述第二频率在频率上至少高10％。本专利技术的第8视点是在第1视点的方法中，上述第一频率大约比40.0MHz大。本专利技术的第9视点是在第1视点的方法中，上述第一频率比上述第二频率在频率上至少低2％。本专利技术的第10视点是在第1视点的方法中，上述第一频率比上述第二频率在频率上至少低10％。本专利技术的第11视点是在第1视点的方法中，上述第一信号在整个第一期间被提供，上述第二信号在整个第二期间被提供。本专利技术的第12视点是在第11视点的方法中，上述第一期间具有从大约10毫秒到大约1秒的范围的持续期间。本专利技术的第13视点是在第1视点的方法中，还具备推断由上述第一RF电源提供的上述第一信号用的正向功率的工序；推断返回到上述第一RF电源的上述第一信号用的反射功率的工序；以及使用上述正向功率及上述反射功率中的至少一个，推断上述等离子何时被点火的工序。本专利技术的第14视点是在第5视点的方法中，还具备推断由上述第一RF电源提供的上述第一信号用的正向功率的工序；推断返回到上述第一RF电源的上述第一信号用的反射功率的工序；以及使用上述正向功率及上述反射功率中的至少一个，推断上述等离子何时被点火的工序。本专利技术的第15视点是在第1视点的方法中，还具备利用与上述处理腔连结的监控装置来监控上述处理腔，以监控上述处理腔内的光频率的工序；以及使用至少1个光频率，推断上述等离子何时被点火的工序。本专利技术的第16视点是在第1视点的方法中，还具备利用与上述处理腔连结的监控装置来监控上述处理腔，以监控上述处理腔内的光频率的工序；以及使用至少1个光频率，推断上述等离子是否被维持的工序。本专利技术的第17视点是在第5视点的方法中，还具备将上述第一匹配电路从上述初始条件调谐到工作条件的工序；以及确认上述等离子未熄灭的工序。本专利技术的第18视点是在第17视点的方法中，上述第一匹配电路用不到4秒的时间从上述初始条件调谐到上述工作条件。本专利技术的第19视点是在第1视点的方法中，还具备与上述处理腔内的第二电极连结第二RF电源的工序；以及向上述等离子提供附加的功率的工序。本专利技术的第20视点是一种处理系统，具备处理腔，具有基板支架和配置在上述基板支架的上方的电极；与上述处理腔连结的压力控制系统；与上述处理腔连结的气体供给系统；与上述处理腔及上述电极连结的匹配电路；与上述匹配电路连结的RF电源；以及控制系统，与上述压力控制系统、上述气体供给系统、上述匹配电路及上述RF电源连结。本专利技术的第21视点是在第20视点的处理系统中，上述匹配电路具备输入端子、输出端子、与上述输入端子连结的可调谐元件、以及连结在上述输入端子和上述输出端子之间的固定元件。本专利技术的第22视点是在第21视点的处理系统中，上述匹配电路还具备与上述可调谐元件连结的调谐调整装置，上述调谐调整装置与上述控制系统连结，上述控制系统向上述调谐调整装置提供信号，并且从上述调谐调整装置接收信号。本专利技术的第23视点是在第21视点的处理系统中，上述可调谐元件具备可变电容器。本专利技术的第24视点是在第23视点的处理系统中，上述可变电容器具有大约5pf～大约250pf的调谐范围。本专利技术的第25视点是在第21视点的处理系统中，上述固定反应元件具备固定电容器。本专利技术的第26视点是在第25视点的处理系统中，上述固定电容器具有大约20p～大约75pf的范围的静电电容值。本专利技术的第27视点是在第20视点的处理系统中，上述匹配电路具备输入端子及输出端子，上述RF电源与上述输入端子连结，上述处理腔与上述输出端子连结。本专利技术的第28视点是在第20视点的处理系统中，上述RF电源构成为在第一期间中按第一频率工作、在第二期间中按第二频率工作。本专利技术的第29视点是在第28视点的处理系统中，上述第一频率比上述第二频率在频率上至少高2％。本专利技术的第30视点是在第28视点的处理系统中，上述第一频率比上述第二频率在频率上至少高10％。本专利技术的第31视点是在第28视点的处理系统中，上述第二频率大约比40.0MHz大。本专利技术的第32视点是在第28视点的处理系统中，上述第一期间具有从大约10毫秒到大约1秒的范围的持续期间。本专利技术的第33视点是在第28视点的处理系统中，上述RF电源构成为在上述第一期间中提供第一输出功率、在上述第二期间中提供第二输出功率。本专利技术的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对等离子处理系统进行操作的方法，具备：在处理腔内的基板支架上配置基板的工序；　对上述等离子处理系统进行初始化的工序；使用来自与上述处理腔内的电极连结的第一ＲＦ电源的、具有第一频率的第一信号，将等离子点火的工序；以 及使用具有第二频率的第二信号来维持上述等离子的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-9-30 10/673,5141.一种对等离子处理系统进行操作的方法，具备在处理腔内的基板支架上配置基板的工序；对上述等离子处理系统进行初始化的工序；使用来自与上述处理腔内的电极连结的第一RF电源的、具有第一频率的第一信号，将等离子点火的工序；以及使用具有第二频率的第二信号来维持上述等离子的工序。2.如权利要求1所述的方法中，还具备确定上述第一信号用的第一功率级的工序，上述第一信号被设定在第一功率输出级。3.如权利要求1所述的方法中，还具备向上述处理腔中导入处理气体的工序，上述处理气体具备含碳气体、含氧气体、含氟气体及惰性气体中的至少一种；以及将处理腔压力确定为大约不到0.5Torr的工序。4.如权利要求1所述的方法中，还具备使用第一匹配电路，将上述第一RF电源连结在上述等离子处理系统的上述电极的工序；以及将上述第一匹配电路调谐到等离子点火用的初始条件的工序。5.如权利要求1所述的方法中，上述第一频率比上述第二频率在频率上至少高2％。6.如权利要求1所述的方法中，上述第一频率比上述第二频率在频率上至少高10％。7.如权利要求1所述的方法中，上述第一频率比上述第二频率在频率上至少低2％。8.如权利要求的方法中，上述第一频率比上述第二频率在频率上至少低10％。9.如权利要求1所述的方法中，上述第一信号在整个第一期间被提供，上述第二信号在整个第二期间被提供。10.如权利要求9所述的方法中，上述第一期间具有从大约10毫秒到大约1秒的范围的持续期间。11.如权利要求1或4所述的方法中，还具备推断由上述第一RF电源提供的上述第一信号用的正向功率的工序；推断返回到上述第一RF电源的上述第一信号用的反射功率的工序；以及使用上述正向功率及上述反射功率中的至少一个，推断上述等离子何时被点火的工序。12.如权利要求4所述的方法中，还具备将上述第一匹配电路从上述初始条件调谐到工作条件的工序；以及确认上述等离子未熄灭的工序。13.如权利要求12所述的方法中，上述第一匹配电路在不到4秒的时间内从上述初始条件被调谐到上述工作条件。14.一种处理系统，具备处理腔，具有基板支架和配置在上述基板支架的上方的电极；与上述处理腔连结的压力控制系统；与上述处理腔连结的气体供给系统；与上述处理腔及上述电极连结的匹配电路；与上述匹配电路连结的RF电源；以及控制系统，与上述压力控制系统、上述气体供给系统、上述匹配电路及上述RF电源连结。15.如权利要求14所述的处理系统，上述匹配电路具备输入端子、输出端子、与上述输入端子连结的可调谐元件、以及连结在上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：三好秀明，格姆努兰吉特达马塞纳，东浦勉，杰克A吉尔摩，约瑟夫J奥瑟伯恩，特蕾莎贝泽，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]