[發(fā)明專利]用于測量等離子體中電特性組的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210476899.5
• 申請日: 2006-06-13
• 公開（公告）號: CN103021781A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(quán)）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H05H1/00
• 代理公司: 上海勝康律師事務(wù)所 31263
• 代理人: 李獻(xiàn)忠

本申請是申請?zhí)枮?00680023933.6、申請日為2006年6月13日、發(fā)明名稱為“用于測量等離子體中電特性組的裝置”的發(fā)明專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及基片制造技術(shù)，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(shù)

在基片（例如，半導(dǎo)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(xué)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)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(gè)模片（dies）或者矩形區(qū)域，其中每個(gè)模片或矩形區(qū)域會形成一個(gè)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(qū)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(jié)構(gòu)上，該基片支持結(jié)構(gòu)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(fā)形成等離子體，以蝕刻該基片的暴露區(qū)域。

然后，為確保一致的等離子體處理結(jié)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(diǎn)、室匹配（chamber?matching）（例如，尋找名義上應(yīng)當(dāng)相同的室之間的差異）、檢測該室內(nèi)的瑕疵和問題，等。

現(xiàn)參考圖1，示出了感應(yīng)耦合（inductively?coupled）等離子體處理系統(tǒng)的簡化示意圖。通常，合適的氣體組可從氣體分配系統(tǒng)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(qū)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(dǎo)體基片、玻璃平板）的暴露區(qū)域，該基片利用邊緣環(huán)115設(shè)在靜電卡盤116上。

第一RF發(fā)生器134產(chǎn)生等離子體，并控制該等離子體的密度，而第二RF發(fā)生器138產(chǎn)生偏置RF，其通常用于控制DC（直流）偏置和離子轟擊能量。進(jìn)一步連接到源RF發(fā)生器134的是匹配網(wǎng)絡(luò)136a，而連接到偏置RF發(fā)生器138的是匹配網(wǎng)絡(luò)136b，該兩個(gè)匹配網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)113，包括閥112和泵組111，通常用于從等離子體室102抽空環(huán)境大氣，從而獲得期望的壓力，以實(shí)現(xiàn)維持等離子體110和/或去除處理副產(chǎn)物所需的壓力。

現(xiàn)參考圖2，示出了電容耦合（capacitively?coupled）等離子體處理系統(tǒng)的簡化的示意圖。通常，電容耦合等離子體處理系統(tǒng)可配置為具有單個(gè)或多個(gè)分開的RF功率源。由源RF發(fā)生器234產(chǎn)生的源RF通常用于產(chǎn)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(fā)生器238產(chǎn)生的偏置RF通常用于控制DC偏置和離子轟擊能量。進(jìn)一步連接到源RF發(fā)生器234和偏置RF發(fā)生器238的是匹配網(wǎng)絡(luò)236，該匹配網(wǎng)絡(luò)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(yīng)器（capacitive?reactors）具有連接到頂部電極204的RF功率源和匹配網(wǎng)絡(luò)。另外，還具有遵循類似的RF和電極配置的多陽極系統(tǒng)，例如三極管。

通常，合適的氣體組經(jīng)過頂部電極204中的入口，從氣體分配系統(tǒng)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(dǎo)體基片或玻璃平板）的暴露區(qū)域，該基片214利用邊緣環(huán)215設(shè)在靜電卡盤216上，該靜電卡盤216還用作電極。另外，真空系統(tǒng)213，包括閥212和泵組211，通常用于從等離子體室202抽空環(huán)境大氣，從而實(shí)現(xiàn)維持等離子體220所需的壓力。