[發(fā)明專利]利用可傾斜的高架RF感應(yīng)源的等離子體反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310360195.6
• 申請(qǐng)日: 2010-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103426711A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肯尼思·S·柯林斯;安德魯·源;杰弗瑞·馬丁·薩利納斯;伊瑪?shù)隆び壬?/a>;明·徐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 應(yīng)用材料公司
• 主分類號(hào): H01J37/32
• 分類號(hào): H01J37/32
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 徐偉

發(fā)明人：

Kenneth?S.Collins,Andrew?Nguyen,

Jeffrey?Martin?Salinas,Imad?Yousif,和Ming?Xu

本申請(qǐng)是PCT國(guó)際申請(qǐng)?zhí)朠CT/US2010/038286、國(guó)際申請(qǐng)日為2010年6月11日且2012年3月2日進(jìn)入中國(guó)的國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?01080039319.5、題為“利用可傾斜的高架RF感應(yīng)源的等離子體反應(yīng)器”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求由Kenneth?Collins等人于2009年9月3日遞交的、題為PLASMA?REACTOR?WITH?TILTABLE?OVERHEAD?RF?INDUCTIVE?SOURCE的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)No.61/239,711的利益。

背景技術(shù)

等離子體蝕刻處理被用在微電子電路制造中來(lái)限定半導(dǎo)體晶片或工件上的薄膜結(jié)構(gòu)。一般地，在圓柱形反應(yīng)器室中對(duì)盤(pán)狀工件進(jìn)行處理。由蝕刻處理所形成的薄膜結(jié)構(gòu)中的特征尺寸可以小到例如數(shù)十個(gè)納米。在工件的整個(gè)表面上的蝕刻速率分布的均勻性對(duì)于獲得可工作的裝置非常關(guān)鍵。蝕刻速率分布反映了在工件的等離子體蝕刻處理期間存在的、在工件表面上的等離子體離子密度分布。蝕刻處理可以采用感應(yīng)耦合RF等離子體，其中等離子體源由在反應(yīng)器室的頂壁上的線圈天線構(gòu)成。蝕刻速率分布可以具有徑向不均勻性，其中不均勻的圖案關(guān)于反應(yīng)器室的圓柱形對(duì)稱軸基本對(duì)稱。例如，蝕刻速率分布可以反映突出地中央高或中央低的等離子體離子密度分布。這種不均勻性的徑向圖案可以通過(guò)將頂壁線圈天線分成兩個(gè)或更多個(gè)同心線圈天線來(lái)進(jìn)行校正，這些同心線圈天線彼此分離并且由RF功率獨(dú)立地供電。通過(guò)獨(dú)立地調(diào)整輸送到分離的同心線圈天線的RF功率水平來(lái)校正這種反應(yīng)器中的蝕刻的徑向不均勻性。雖然這種配置對(duì)于校正蝕刻速率分布的徑向不均勻性工作良好，但是不能良好地適用于校正蝕刻速率分布的不對(duì)稱的非均勻性。這種不對(duì)稱的不均勻性可能被稱作“歪斜”不均勻性，并且通常表現(xiàn)為工件的相反兩側(cè)上的蝕刻速率的差異。作為一種簡(jiǎn)化示例，工件的一半可能相比于另一半經(jīng)受更高的蝕刻速率。在真實(shí)制造條件下，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在工件的表面上測(cè)量的蝕刻速率分布具有徑向不均勻性和歪斜不均勻性的組合。如果歪斜不均勻性可以被以某種方式校正或消除，那么應(yīng)當(dāng)通過(guò)分配輸送到不同的同心高架線圈天線的RF功率水平來(lái)消除剩余的不均勻性（即，徑向不均勻性）。結(jié)果應(yīng)當(dāng)是校正工件表面的全部蝕刻速率分布不均勻性。問(wèn)題是如何消除蝕刻速率分布中的歪斜不均勻性。

發(fā)明內(nèi)容

用于處理工件的等離子體反應(yīng)器包括：處理室殼體，其限定了處理室內(nèi)部并且包括室側(cè)壁以及室頂壁，并且工件保持件在處理室內(nèi)部?jī)?nèi)；以及導(dǎo)電RF殼體，其在頂壁上方并且包括RF殼體側(cè)壁和RF殼體頂蓋。肩部環(huán)被支撐在RF殼體側(cè)壁上，并且浮置支撐板被布置在導(dǎo)電RF殼體內(nèi)側(cè)并且被定位成與肩部環(huán)相鄰。多個(gè)徑向內(nèi)、外RF等離子體源功率施加器從浮置支撐板懸掛在位于浮置支撐板下方、室頂壁上方的空間中。多個(gè)RF功率源被耦合到多個(gè)RF等離子體功率施加器中的相應(yīng)一者。多個(gè)致動(dòng)器相對(duì)于肩部環(huán)固定并且繞肩部環(huán)隔開(kāi)周期性間隔。多個(gè)致動(dòng)器中的每一者都包括軸向可移動(dòng)臂、以及沿著軸向驅(qū)動(dòng)軸向可移動(dòng)臂的電機(jī)。提供了具有兩個(gè)接頭端部的可旋轉(zhuǎn)接頭，一個(gè)接頭端部被連接到軸向可移動(dòng)臂并且另一個(gè)接頭端部連接到浮置支撐板與這一個(gè)致動(dòng)器相鄰的部分，由此浮置板由多個(gè)致動(dòng)器中的分別每一者的可旋轉(zhuǎn)接頭支撐到分別的多個(gè)位置處。在優(yōu)選實(shí)施例中僅提供了三個(gè)致動(dòng)器，以確保浮置支撐板的移動(dòng)的完全自由性。

附圖說(shuō)明

以實(shí)現(xiàn)并更詳細(xì)地理解本發(fā)明的示例性實(shí)施例的方式，通過(guò)參照在附圖中示出的本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)上面簡(jiǎn)要總結(jié)的本發(fā)明進(jìn)行更加具體的描述。應(yīng)當(dāng)理解，為了不妨礙理解本發(fā)明，這里沒(méi)有討論某些公知的過(guò)程。

圖1是根據(jù)實(shí)施例的反應(yīng)器的局部剖開(kāi)側(cè)視圖。

圖2是對(duì)應(yīng)于圖1的俯視圖。

圖3是圖1的反應(yīng)器的一部分的放大圖。

圖4是對(duì)應(yīng)于圖3的另一個(gè)放大圖。

圖5是包括在圖1的反應(yīng)器中的控制系統(tǒng)的框圖。

圖6是描繪了圖5的控制系統(tǒng)的操作的框圖流程圖。

圖7描繪了根據(jù)實(shí)施例在圖5的控制系統(tǒng)中采用以控制圖1的高架線圈源的運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系統(tǒng)。

圖8是描繪了在一個(gè)實(shí)施方式中的圖1的反應(yīng)器的致動(dòng)器的三維位置的圖。

圖9描繪了根據(jù)可選實(shí)施例的反應(yīng)器。