[發明專利]控制等離子密度分布的設備和方法

無效

• 申請號: 201010609922.4
• 申請日: 2006-12-08
• 公開（公告）號: CN102097273A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 拉金德爾·德辛德薩;費利克斯·科扎克維奇;路民·李;戴夫·特拉塞爾
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 周文強;李獻忠

本申請是申請日為2006年12月8日，申請號為200680047507.6，發明名稱為“控制等離子密度分布的設備和方法”的發明專利申請的分案申請。

背景技術

半導體晶片(“晶片”)制造往往包括將晶片暴露于等離子以允許等離子的反應性成分修改該晶片的表面，例如，從該晶片表面的未保護的區域去除材料。從該等離子制造工藝產生的晶片特性依賴于工藝條件，包括縱貫該晶片表面的等離子密度分布。應當理解的是不同晶片處理過程中等離子密度分布的差異將導致不同的晶片表面特性。因此，不同晶片之間處理結果的漂移可能由等離子密度分布的變化導致。另外，因為該等離子和該晶片表面特定部分之間的反應的量與該晶片表面特定部分之上的等離子密度成正比，等離子密度分布的變化會導致從中間至邊緣的晶片均一性問題。這種中間至邊緣的晶片均一性問題會對每個晶片的模片產量產生不利影響。

晶片制造的一些目標包括優化每個晶片的模片產量以及以盡可能相同的方式將每個晶片制造為共同的類型晶片。為了滿足這些目標，期望能夠控制縱貫單個晶片以及在共同類型的不同晶片之間的特征的均一性。先前的等離子處理技術試圖通過補償該晶片表面之上不受控制的等離子密度分布而以直接的方式控制晶片均一性。通過控制各種工藝參數來提供這樣的補償，如反應氣體流量和晶片溫度，這些參數影響該等離子和該晶片之間的反應，而不是直接控制該晶片表面之上的等離子密度分布。需要一種解決方案以能夠更直接的控制該晶片表面之上的等離子密度分布，從而可以更直接的方式控制晶片均一性。

發明內容

在一個實施方式中，公開一種用于半導體晶片處理的等離子處理系統。該系統包括射頻(RF)功率源和連接到該RF功率源的匹配網絡。傳輸電極連接到該匹配網絡并且限定為將RF功率傳輸到在容積內將要生成的等離子。多個RF功率傳輸路徑從該RF功率源經過匹配網絡、傳輸電極、該等離子延伸到多個回路電極。該系統還包括多個調諧元件，分別設置在該多個RF功率傳輸路徑內。該多個調諧元件的每個限定為調節將要通過設有該調諧元件的RF功率傳輸路徑傳輸的RF功率的量。在該等離子處理系統運行過程中，在特定RF功率傳輸路徑附近的等離子密度與通過該特定RF功率傳輸路徑傳輸的RF功率的量成正比。

在另一個實施方式中，公開一種用于相對基片控制等離子密度分布的方法。該方法包括將RF功率施加到反應氣體以在該基片的頂部表面上生成等離子。該方法還包括控制經過多個RF功率傳輸路徑的每個傳輸的RF功率的量。該RF功率傳輸路徑貫穿相對于該基片頂部表面的該等離子在空間上分散。控制經過該特定RF功率傳輸路徑傳輸的RF功率的量使得在該特定RF功率傳輸路徑附近的等離子密度能夠成比例地控制。

在另一個實施方式中，公開一種用于相對基片控制等離子密度分布的系統。該系統包括等離子處理室，在該室中將RF功率施加到反應氣體以在該基片的頂部表面生成等離子。該系統還包括用于產生RF功率的RF功率源。還提供匹配網絡，用于匹配將要提供到該等離子處理室的RF功率的阻抗。在該系統中，多個RF功率傳輸路徑從該RF功率源經過該匹配網絡、該傳輸電極和該等離子延伸到多個回路電極。沿特定RF功率傳輸路徑傳輸的RF功率的量與該特定RF功率傳輸路徑附近內的等離子密度成正比。該系統進一步包括多個RF功率調諧元件，其分別設置于該多個RF功率傳輸路徑內。每個RF功率調諧元件能夠調節沿設有該調諧元件的RF功率傳輸路徑傳輸的RF功率的量。另外，該系統包括計算系統，限定為接受來自該等離子室的等離子密度分布監測信號。該計算系統進一步限定為生成控制信號并且傳輸給該RF功率調諧元件以調節每個RF功率傳輸路徑附近內的等離子密度。該計算系統控制該RF功率調諧元件，從而使在該基片頂部表面之上的等離子密度分布保持為與目標等離子密度分布一致。

從下面結合附圖、作為本發明示例說明的描述中，本發明的其他方面和優點將更加顯而易見。