[發明專利]用于測量等離子體中電特性組的裝置

有效

• 申請號: 200680023933.6
• 申請日: 2006-06-13
• 公開（公告）號: CN101213147A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 克里斯托弗·金博爾;埃里克·赫德森;道格拉斯·凱爾;阿列克謝·馬拉赫塔諾夫
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 余剛;尚志峰

技術領域

本發明總體上涉及基片制造技術，特別是涉及用于測量等離子體中電特性組的裝置。

背景技術

在基片(例如，半導體晶片、MEMS器件、或諸如用于平板顯示器制造的玻璃板)的處理工藝中，往往使用等離子體。作為基片處理(化學氣相沉積、等離子體增強化學氣相沉積、物理氣相沉積、蝕刻，等)的一部分，例如，基片被分成多個模片(dies)或者矩形區域，其中每個模片或矩形區域會形成一個集成電路。然后在一系列步驟中處理該基片，在這些步驟中，有選擇地去除(蝕刻)及沉積(沉積)材料，從而在基片上形成電氣元件。

在一種示范性的等離子體處理中，基片在蝕刻前，涂以硬化乳劑薄膜(例如光刻膠掩模)。然后有選擇地去除硬化乳劑的區域，從而使部分下層暴露。然后將該基片置于等離子體處理室中的基片支持結構上，該基片支持結構包括單極性或雙極性電極，稱之為卡盤。然后，合適的蝕刻劑源氣體(例如，C₄F₈、C₄F₆、CHF₃、CH₂F₃、CF₄、CH₃F、C₂F₄、N₂、O₂、Ar、Xe、He、H₂、NH₃、SF₆、BCl₃、Cl₂，等)流入該處理室中，并激發形成等離子體，以蝕刻該基片的暴露區域。

然后，為確保一致的等離子體處理結果，測量等離子體中的電特性(即，離子飽和電流、電子溫度、浮動電位等)往往是有利的。例子可包括檢測室條件處理的端點、室匹配(chamber?matching)(例如，尋找名義上應當相同的室之間的差異)、檢測該室內的瑕疵和問題，等。

現參考圖1，示出了感應耦合(inductively?coupled)等離子體處理系統的簡化示意圖。通常，合適的氣體組可從氣體分配系統122流到等離子體室102，該等離子體室具有等離子體室壁117。隨后將這些等離子體處理氣體在接近噴射器109的區域之上或者其中離子化，以形成等離子體110，從而處理(例如，蝕刻或沉積)基片114(例如半導體基片、玻璃平板)的暴露區域，該基片利用邊緣環115設在靜電卡盤116上。

第一RF發生器134產生等離子體，并控制該等離子體的密度，而第二RF發生器138產生偏置RF，其通常用于控制DC(直流)偏置和離子轟擊能量。進一步連接到源RF發生器134的是匹配網絡136a，而連接到偏置RF發生器138的是匹配網絡136b，該兩個匹配網絡試圖將該RF功率源的阻抗與等離子體110的阻抗匹配。另外，真空系統113，包括閥112和泵組111，通常用于從等離子體室102抽空環境大氣，從而獲得期望的壓力，以實現維持等離子體110和/或去除處理副產物所需的壓力。

現參考圖2，示出了電容耦合(capacitively?coupled)等離子體處理系統的簡化的示意圖。通常，電容耦合等離子體處理系統可配置為具有單個或多個分開的RF功率源。由源RF發生器234產生的源RF通常用于產生等離子體，并通過電容耦合控制該等離子體密度。由偏置RF發生器238產生的偏置RF通常用于控制DC偏置和離子轟擊能量。進一步連接到源RF發生器234和偏置RF發生器238的是匹配網絡236，該匹配網絡236試圖將該RF功率源的阻抗與等離子體220的阻抗匹配。其它形式的電容式反應器(capacitive?reactors)具有連接到頂部電極204的RF功率源和匹配網絡。另外，還具有遵循類似的RF和電極配置的多陽極系統，例如三極管。

通常，合適的氣體組經過頂部電極204中的入口，從氣體分配系統222流入等離子體室202，該等離子體室202具有等離子體室壁217。隨后將這些等離子體處理氣體離子化，以形成等離子體220，從而處理(例如，蝕刻或沉積)基片214(例如半導體基片或玻璃平板)的暴露區域，該基片214利用邊緣環215設在靜電卡盤216上，該靜電卡盤216還用作電極。另外，真空系統213，包括閥212和泵組211，通常用于從等離子體室202抽空環境大氣，從而實現維持等離子體220所需的壓力。

鑒于以上所述，需要用于測量等離子體中電特性組的裝置。

發明內容