CN100431129C - 真空等离子体处理器及其操作方法 - Google Patents

真空等离子体处理器及其操作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100431129C
CN100431129C CNB028096541A CN02809654A CN100431129C CN 100431129 C CN100431129 C CN 100431129C CN B028096541 A CNB028096541 A CN B028096541A CN 02809654 A CN02809654 A CN 02809654A CN 100431129 C CN100431129 C CN 100431129C
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
workpiece
plasma
array
work piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CNB028096541A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1608317A (zh
Inventor
G·恩尼斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lam Research Corp
Original Assignee
Lam Research Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lam Research Corp filed Critical Lam Research Corp
Publication of CN1608317A publication Critical patent/CN1608317A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100431129C publication Critical patent/CN100431129C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
    • H01J37/32155—Frequency modulation
    • H01J37/32165—Plural frequencies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183—Matching circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

真空等离子体处理器包括形成等离子体处理器的底部电极或顶部电极的具有多个相互绝缘的电极的电极阵列。当电极阵列是底部电极的一部分时，阵列中的电极是响应于局部温度传感器的、热电的、Peltier效应型装置的部分以及是静电夹具的部分。热电装置控制工件的局部温度和钳位电压，所述钳位电压表示工件相对于包括电极的工件夹具的位置。把阵列中的电极耦合到电路，用于确定和/或控制在工件和/或等离子体的不同位置处的至少一个局部等离子体电参数。电路同时把具有不同频率日功率电平的RF功率提供给阵列中的不同电极，并包括连接到阵列中的不同电极的独立的匹配网络。

Description

真空等离子体处理器及其操作方法
发明领域
本发明一般涉及真空等离子体处理器，尤其涉及包括电极阵列的真空等离子体处理器，所述电极阵列具有形成等离子体处理器的底部电极和上部电极的两个以上相互绝缘的电极。
本发明的另一个方面涉及一种真空等离子体处理器，它包括控制工件局部温度的温差、Peltier效应装置。
本发明的另外的方面涉及一种真空等离子体处理器，它包括传感器装置和在工件和/或等离子体的不同位置处确定至少一个局部处理参数的一种方法。
本发明的又一个方面涉及一种真空等离子体处理器，用于控制等离子体处理工件的至少一个局部电参数。
本发明的又另一个方面涉及一种真空等离子体处理器，它控制耦合到工件不同位置的等离子体的至少一个局部电参数。
本发明的一个附加方面涉及一种等离子体处理器，它检测相对于具有两个以上相互绝缘电极的吸盘电极阵列的工件位置。
背景技术
图1和2是两种类型的现有技术真空等离子体处理器的示意图。图1中示出的工件处理器包括真空等离子体处理箱组件10；用于驱动一种电抗器的第一电路12，所述电抗器用于把箱组件10中的可电离气体激励到等离子体状态；第二电路14，用于把RF(射频)偏置施加于箱组件10中的工件夹具；以及控制器配置16，它响应于与箱组件10相关联的各种参数的传感器而得到影响箱组件10中的等离子体的装置控制信号。控制器16包括响应于与箱组件10相关联的各种传感器的微处理器20、以及电路12和14、以及来自例如可以是键盘形式的操作者输入22的信号。微处理器20与包括硬盘26、随机存取存储器(RAM)28和只读存储器(ROM)30的存储器系统24耦合。微处理器20响应于提供给它的各种信号来驱动通常是一般的计算机监视器的显示器32。
硬盘26和ROM 30存储用于控制微处理器20的操作的程序以及与在箱组件10中执行的过程的不同方法相关联的预置数据。不同方法与在不同过程期间施加到箱组件10的气体种类和流动率、包括电路12和14的交流源的输出功率、施加到箱组件10内部的真空以及包括在电路12和14的匹配网络中的可变电抗器的初始值有关。
等离子体箱组件10包括箱40，箱40具有金属、非磁性圆柱形侧壁42和金属、非磁性基座44，它们两者都是电气接地的。把一般是石英的电介质窗口46固定地放置在壁42的顶部边缘。通过合适的接合垫料使壁42、基座44和窗口46相互刚性连接，使在箱40内部建立真空成为可能。例如，配置如同Ogle的美国专利4,948,458或Holland等人的美国专利5,759,280的平面等离子体激励线圈48座落在极接近窗口46的上表面上或中。线圈48，电抗器，电抗性地把通常在诸如13.56MHz的RF频率处的交变磁场和电场提供给箱40的内部，以把箱中电离的气体激励到等离子体，通过标记号50在图1中示意地示出。在其它配置中，用平行于电极56而延伸的供电的或接地的电极55来代替线圈48，一般位于极接近箱40的窗口46中，如在图2中所示。
基座44的上表面带有夹具，即，用于工件54的夹具52，它一般是一个圆形的半导体晶片或矩形的电介质板，诸如在平板显示器中所使用的。在箱40内部的或通过合适的空中实验室(air lab)耦合到箱内部的机器人臂53对于微处理器20得到的位置控制信号作出响应，以使工件54准确地定位在夹具52上，所以工件和夹具的中心是垂直地对准的。根据用于检测工件54和夹具52的相对位置的位置传感器(例如，光电检测器)，微处理器20得到位置控制信号。夹具52一般包括形成电极(活性单元(reactive element))的金属板56。电极56含有电介质层58并座落在基座44的上表面所含有的电介质层60上。通过从一个合适的源经由电极56中的导管64和凹槽(未示出)把氦提供给电介质层58的下侧以及通过从合适的源(未示出)把液体提供给夹具52中的导管(未示出)而使工件54冷却。在工件54定位在电介质层58上时，直流源66通过开关(未示出)把合适的电压提供给电极56以把工件54箝住，即，钳位在夹具52上。夹具52可以是单极的或双极的。当夹具52是双极的并且设计成与半导体晶片一起使用时，电极56包括有不同直流电压施加在其上的两个或多个同心的、相互绝缘的圆形金属单元。
在工件54在夹具52上紧固到位时，来自一个或多个源68的一种或多种电离气体通过导管70和端口72流到箱40的内部。为了方便起见，所示出的端口72是在侧壁42中，但是可以理解，通常通过进气管(manifold)而使气体分布在箱40的顶部。为了方便起见，在图1中只示出一个气体源68，但是可以理解，通常可以有不同种类的数个气体源，例如，诸如SF6、CH4、C12、HBr之类的腐蚀剂、诸如Ar或He之类的稀释剂(dilutant)以及作为钝化气体的O2。导管70的内部包括阀74以及流速计76，分别用于控制通过端口72流入箱40的气体流速以及测量通过端口72的气体流速。阀74响应于微处理器20得到的信号，而流速计76把表示导管70中的气体流速的一个电信号提供给微处理器。对于在箱40中处理的每个工件54的每个方法步骤，存储器系统24存储表示导管70中所要求气体流速的一个信号。微处理器20响应存储器系统24对于所要求的流速存储的信号以及监测流速计76得到流速以相应地控制阀74。
通过导管80连接到箱40的基座44中的端口82的真空泵80抽空箱的内部到一个合适的压力，一般在一到一百毫托的范围。在箱40内部的压力计86把表示箱40中的真空压力的一个信号提供给微处理器20。对于特定工件处理方法的每个步骤，存储器系统24存储表示箱40内部所要求真空压力的一个信号。微处理器20响应存储器系统24对于每个方法步骤得到的所存储的要求压力信号以及来自压力计86的一个电信号，以提供驱动在导管84中的滑门阀(gate valve)(即，可变的压缩)87的一个电信号，以保持箱40中的压力处于每个方法步骤的设置点或预定值上。
光谱仪90通过响应于等离子体辐射的、以及通过侧壁42上的窗口92耦合到光谱仪90的光能量来监测等离子体50的光辐射。光谱仪90响应等离子体50辐射的光能量并把一个电信号提供给微处理器20。微处理器20响应光谱仪90得到的信号来检测等离子体50正在工件54上执行的过程(蚀刻或沉积)的终点。微处理器20响应光谱仪90得到的信号以及存储器系统24存储的表示与终点相关联的光谱仪输出特征的信号而向存储器提供一个适当的信号来表示已经完成方法步骤。然后，微处理器20响应来自存储器系统24的信号而停止与完成方法步骤相关联的某些活动，并启动在箱40中处理的工件上的新的方法步骤或命令夹具52放开工件54以及把新的工件传送到夹具，接着鼓动另外系列的方法处理步骤。
驱动线圈48的激励电路12包括具有恒定输出功率和一般具有13.56MHz频率的恒定频率RF源100。源100驱动具有电子功率增益控制的功率放大器102，以致放大器的响应时间的数量级为数微秒或更少，即，放大器102的输出功率在数微秒或更少的时间中从第一值变化到第二值。放大器102的输出功率在100和3000瓦之间的范围内。放大器102一般具有50欧姆的输出阻抗，整个阻抗是电阻性的，没有电抗的成分。因此，从放大器102的输出端返回看的阻抗一般通过(50+j0)欧姆来表示，而选择具有50欧姆特性阻抗的电缆106。
对于任何特定方法，存储器系统24存储放大器102的所要求输出功率的一个信号。存储器系统24通过微处理器20把放大器102的所要求输出功率提供给放大器。可以根据存储在存储器系统24中的信号以开环的方式来控制放大器102的输出功率，或放大器102的输出功率可以在闭环反馈的基础上来控制。当放大器102的输出功率改变时，等离子体50的密度相应地改变，如美国专利6,174,450中Patrick等人所揭示。
放大器102的输出功率通过电缆106和匹配网络108驱动线圈48。一般配置成“T”型的匹配网络108包括包含可变电容器112和固定电容器116的两个串联支路以及包含可变电容器114的并联支路。线圈48包括输入端子和输出端子122和124，它们分别连接到电容器112的一个电极和具有接地的第二电极的串联电容器126的第一电极。最好如上述holland等人的专利的共同设计所描述的那样来选择电容器126的值。
最好是步进电机型的电机118和120响应来自微处理器20的信号而控制电容器112和114的值以保持从放大器102的输出端子看到电缆106中的阻抗和从电缆106看到放大器102的输出端子中的阻抗之间的阻抗匹配。因此，对于上述放大器102的(50+j0)欧姆输出阻抗和电缆106的50欧姆特性阻抗，微处理器20控制电机118和120，所以从电缆106看到匹配网络108中的阻抗是尽可能接近(50+j0)欧姆的。
为了控制电机118和120以保持看到放大器132的输出端子中的、以及阻抗放大器132驱动的阻抗的匹配条件，微处理器20响应来自传统传感器装置104的、表示从电缆106看到匹配网络108中的阻抗的信号。另一方面，可以提供传感器，用于得到表示放大器102提供给它的输出端子的功率和由匹配网络108返回到电缆106的功率的信号。一般，传感器装置104包括用于电流和电压幅度和电流和电压之间的相角的检测器。微处理器20按数种已知方式中的一种方式响应传感器装置104得到的检测信号来控制电机118和120以达到匹配条件。
通过电极56把RF偏置提供给工件54的电路14具有某些方面与电路12相似的结构。电路14包括具有恒定输出功率的恒定频率RF源130。源130的输出驱动通过电子控制的可变增益功率放大器132，它实质上具有和放大器102相同的特性。放大器32的输出功率控制工件54附近的等离子体的能量，如美国专利6,174,450中Patrick等人所揭示。放大器132驱动级联的配置，该配置包括定向耦合器134、电缆136和匹配网络138。匹配网络138包括：包含固定电感器140和可变电容器142的串联组合的串联支路以及包含固定电感器144和可变电容器146的并联支路。最好是步进电机的电机148和150根据来自微处理器20的信号分别改变电容器142和146的值。
匹配网络138的输出端子152通过使匹配网络138与直流源66的夹具电压隔离的串联耦合电容器154把RF偏置电压提供给电极56。把电路14提供给电极56的RF能量经由电介质层48、工件54和工件和等离子体之间的等离子体层电容性地耦合到最靠近夹具52的部分等离子体50。夹具52耦合到等离子体50的RF能量在等离子体中建立一个直流偏置；直流偏置一般具有50和1000伏之间的值。从RF能量电路14施加到电极52而产生的直流偏置使等离子体中的离子加速到达工件54。如果电极56具有双极型的偏置，则通过匹配网络138的输出端子152并联地驱动多个相互绝缘的金属单元，并且提供适当的阻断电容器，所以在金属单元之间存在直流隔离。
另一方面，RF源130是具有两个或多个源的一种源配置，这些源工作在不同的频率，诸如4.0MHz、13.56MHz和27.1MHz。源130把这些不同的频率同时通过不同的功率放大器、定向耦合器、电缆、传感器和匹配网络而提供给电极56。较低频率导致在工件54邻近处的等离子体中的离子能量增加，而较高频率导致在工件54的邻近处的等离子体中的离子密度增加。
微处理器20响应通过已知的传感器配置139得到的、表示从电缆136看到匹配网络138中的阻抗的信号，以控制电机148和150以及电容器142和146的值，其方法相似于上述关于控制匹配网络108的电容器112和116所描述的相似。
对于每个过程方法步骤，存储器系统24存储通过定向耦合器134耦合到电缆136的净功率的设置点信号。通过定向耦合器134耦合到电缆136的净功率等于放大器132的输出功率减去从负载和匹配网络138通过电缆136反射回连接到电缆136的定向耦合器134的端子的功率。存储器系统24把与电路14相关联的净功率设置点信号提供给微处理器20。微处理器20还响应定向耦合器134提供给功率传感器配置141的输出信号。传感器配置141得到表示放大器132的输出功率和通过电缆136向放大器132的输出端子反射回来的功率。
微处理器20响应设置点和传感器配置141得到的测量信号(所述测量信号表示放大器132的输出功率和反射回放大器132的功率)以控制放大器132的功率增益以及等离子体能量。也动态地改变放大器132的输出功率，当通过存储器系统24的命令在一种方法中改变时，作为时间的函数。把输出功率中的动态变化存储在存储器系统24中，并控制放大器132的功率增益。
一般是只读存储器的存储器系统24的单元中之一存储预编程的值，用于在等离子体50处理工件54的一个方法步骤期间控制放大器102和/或132的输出功率。从而预编程的值控制线圈48和/或电极56提供给箱40中的等离子体50的功率量，使线圈48和/或电极56提供给等离子体的功率根据预编程的预定功能作为时间的函数而变化。
在现有技术中，处理器的一个问题是在邻近工件54处的等离子体中的离子在工件的不同局部位置处具有不同的能量和密度。此外，工件的不同局部位置处经常会有温度变化。因此，当为了蚀刻目的而使用现有技术处理器时，工件54的不同部分的蚀刻是不同的，以及当为了沉积的目的而使用处理器时，在工件的不同部分所沉积的材料量是不同的。在处理工件的不同局部部分中，当在减少处理的不同变化的方面已经作出相当大的改进时，仍存在问题。
Dhindsa的美国专利5,740,016揭示一种配置，其中在等离子体处理箱中的工件涉及工件的不同局部部分具有不同温度的问题。‘016专利通过提供多个Peltier效应型的热电模块与在真空处理箱中的工件夹具进行热传导接触来对付这个问题。连接到多个热电模块的电源(current supply)接口把控制电流提供给模块以控制工件夹具的温度以及在工件处理期间在工件上提供所要求的温度分布。‘016专利假定工件的不同部分始终具有相同的相对温度分布。控制器存储表示不同工件部分的相对温度分布的信号。用于整个工件温度控制的单个传感器控制控制器提供给热电模块的信号的电平。因此，如果对于一个特定情况，工件的不同部分始终具有相同的相对温度分布的假定是不正确的，则‘16专利揭示的方法不可能提供工件的最优化温度控制。
因此，本发明的目的是提供一种新的和改进的等离子体处理器和操作等离子体处理器的方法。
本发明的另一个目的是提供一种新的和改进的等离子体处理器设备和方法，用于对耦合到正在处理的工件的等离子体的离子能量和/或离子密度提供更大的均匀性。
本发明的另外的目的是提供一种新的和改进的、用于等离子体处理器的电极装置，它使工件能按如此的方式进行处理，即耦合到正在处理的工件的等离子体的离子能量和/或离子密度具有更大的均匀性。
本发明的又一个目的是提供一种新的和改进的等离子体处理器设备和方法，用于检测和控制与正在处理的工件有关的局部温度。
本发明的再另外的目的是提供一种新的和改进的等离子体处理器设备和方法，用于对耦合到正在处理的工件的等离子体的离子能量和/或离子密度提供较大的均匀性，同时对所处理的工件提供较大温度均匀性。
本发明的再又一个目的是提供一种新的和改进的、用于等离子体处理器的电极装置，它使工件能按如此的方式进行处理，即，所处理的工件具有较大的温度均匀性。
本发明的再另一个目的是提供一种新的和改进的、用于等离子体处理器的电极装置，所述电极装置使耦合到正在处理的工件的等离子体的离子能量和/或离子密度有较大的均匀性，同时对所处理的工件提供较大温度均匀性。
本发明的再另一个目的是提供一种新的和改进的等离子体处理器设备和方法，用于使工件定位在工件夹具上而无需使用专用的位置传感器(transducer)。
发明概要
根据本发明的一个方面，传感器装置检测真空等离子体处理器的AC(交流)等离子体的不同局部部分的电特性，其中处理器包括用于把真空箱中的气体激励到AC等离子体的一个电抗器。传感器装置得到表示所检测电特性的信号。
根据本发明的另一个方面，控制真空等离子体处理器的AC等离子体的不同的局部电特性。所控制的电特性一般是等离子体密度、等离子体能量和/或耦合到电极阵列的等离子体阻抗。在一个较佳实施例中，根据传感器装置得到的、表示所检测电特性的信号来控制AC等离子体的不同的局部电特性。在本发明的另一个实施例中，根据存储器存储的信号进行这种控制，其中在通过受控制的等离子体处理当前处理的工件之前收集存储器存储的信号。
根据本发明的又一个方面，通过检测工件上不同的局部部分的温度来控制在箱中的工件夹具上的工件的不同的局部部分的温度特性。最好根据在工件的不同的局部区域所检测的温度通过Peltier效应型的独立的热电装置来提供工件不同的局部部分的温度特性控制。
在较佳实施例中，相互电气绝缘的电极阵列作为手段来提供等离子体电特性和/或工件温度的控制。可以在工件夹具中提供这种电极阵列，或作为在用于把AC等离子体激励能量耦合到箱中的气体的箱的顶部处的一个电抗器来提供这种电极阵列。当工件夹具中包括电极时，电极把AC功率提供给等离子体，并且可以安排成提供对于工件的静电夹持和/或形成每个热电装置的一部分，和/或相对于工件夹具的工件位置传感器的一部分。最好AC源装置驱动电极中的每一个，以致用具有不同频率和/或幅度的AC功率来向阵列中的不同电极供电。最好把阻抗匹配网络连接在每个电极和AC源装置的AC源之间。根据AC源和特定阻抗匹配网络驱动的负载(即，连接到阻抗匹配网络的电极和该电极驱动的等离子体负载)之间的阻抗匹配程度的指示来控制匹配网络的电抗。驱动特定电极的AC功率的频率和/或幅度受到等离子体中的功率和/或该电极的负载阻抗控制。
特别，在连同附图研究本发明的特定实施例的下述的详细说明之后，本发明的上述的和再进一步的目的、特征和优点将更为明了。
附图简述
如上所述，图1和2是分别包括等离子体激励线圈和顶部等离子体激励电极的现有技术等离子处理器的示意图；
图3是根据本发明的较佳实施例的电极阵列的一个实施例的正视图，其中阵列包括三个相互绝缘的、同心的圆形电极，它们可以代替图1的电极56或图2的电极55；
图4是用于驱动图3的阵列的装置的部分示意性电气图，并且示意地包括用于控制工件的局部温度的热电装置的模型；
图5是根据本发明的较佳实施例的电极阵列的第二实施例的正视图，其中阵列包括具有安排成相互以直角延伸的一对条子的矩形形状的电极，其中在与工件夹具中心对准的一个点上，所述条子相交；以及
图6是根据本发明的较佳实施例的电极阵列的第三实施例的正视图，其中电极具有矩形形状，而且安排成行和列的矩阵。
较佳实施例的详述
现在参考附图中的图3，其中所示出的电极阵列200包括相互绝缘的电极202、204和206。电极202、204和206中的每一个与电极阵列200的中心208是同心的，并具有圆形的外围，以致电极202的形状如同一个圆，而电极204和206中的每一个的形状是一个环。形状为环的电绝缘物210把电极202的外围连接到电极204的内圆周，而环形的电绝缘物212把电极204的外围连接到电极206的内圆周。一般的电极202和204的半径分别是电极206外部半径的三分之一和三分之二。
与箱40一起使用圆形外形的电极阵列200来处理诸如半导体晶片之类的圆形工件。如果使用箱40来处理诸如用于平板显示器的玻璃衬底之类的具有矩形外形的工件，则在该情况下，箱具有矩形的而不是圆形的外形，用具有矩形形状的阵列来代替圆形阵列200。
可以使用电极阵列200作为图2的顶部电极55，和/或作为图1和2的底部电极56。当使用电极阵列200作为顶部电极55时，(1)电极206的外圆周的尺寸比箱40的内部尺寸稍小；(2)通过具有不同幅度和/或频率的AC功率来驱动电极202、204和206；以及(3)由诸如铜或铝之类的金属或半导体材料来形成电极，如Collins等人的美国专利6,077,384，或共同受让的、Ni等人2000年10月13日提出的未定申请，S.N.09/689,616，“Etch Chamber WithHybrid Plasma Source”所揭示。
当使用电极阵列200作为底部电极56时，外圆周206的尺寸和工件54的外围尺寸相同，而电极202、204和206中的每一个都由金属(最好是铜)构成。当把工件54正确地定位在夹具56上时，对准阵列200和工件的中心。底部电极56的电极202、204和206形成双极型静电夹具，因此通过具有足够幅度的直流电压来驱动，以把工件54钳位在工件夹具52上。底部电极56的电极202、204和206还通过可以具有不同幅度和/或频率以在底部电极上建立直流偏置电压的AC功率来驱动。此外，底部电极56的电极202、204和206可以是Peltier效应型的热电装置的一部分。在这种情况中，电极202、204和206的每一个包括至少一个径向延伸的缝(未示出)，以致使每个缝的平行的、拉长的对立的边缘为了直流的目的而相互电气绝缘。在每个峰的边缘处的每个电极202、204和206的部分包含诸如碲化铋之类的半导体，当连接到形成电极的金属时展现出热电特性。
现在参考附图的图4，当夹具52中包括阵列200时用于驱动电极202、204和206的电路的示意图。为了便于表示，图4中示出的电极202、204和206是矩形板，但是可以理解，可以如上联系图3所讨论那样来配置电极。为了提供与图1的一致性，电极202、204和206紧接在电气绝缘板58之下，电气绝缘板58具有足够高的热传导率，所以板上实质上存在恒定的温度，该板最好是由云母制成以得到这个结果。通过所连接的直流电源214和216的效力，电极202、204和206通过静电把工件54钳位在电气绝缘板58的上表面上的位置上，以致电源214的负电极和正电极分别连接到电极202和204，而电源216的负电极和正电极分别连接到电极204和206。把直流电压表217和219连接在电极202、204和206之间，致使电压表217连接在电极202和204之间，而电压表219连接在电极204和206之间。电压表217和219有效地监测电极202、204和206分别施加于电极上的工件54的区域中的静电钳位力。因为箱40、夹具52和工件54的对称特性，所以表217和219监测到的电压差表示工件54相对于电极202、204和206的相对位置。表217和129把表示表所检测到的电压的信号提供给微处理器20。微处理器20响应这些电压以得到表示工件相对于工件夹具(即，夹具)52的位置的信号。
微处理器20响应位置表示信号来驱动机器人臂53以对工件54的中心定位使之垂直对准夹具52的中心。因为定位操作分辨率是夹具52的阵列中的电极数目的函数，所以诸如图5和6所示的、比图3的三电极阵列包括更多电极的阵列使工件以更大的准确度定位而不需要特殊的位置传感器。在某些情况中，可能不必要以较大的准确度来对件57进行定位，因为直流电压表使微处理器20能够确定工件位置。根据高分辨率位置微处理器20从图6阵列的输出的检测，可以通过对在工件夹具52的阵列中的、或箱40的顶部阵列中的电极进行合适的加电，来提供工件上的局部等离子体参数的控制。直流电压表得到的信号促进电子机器的维修和设置，因为系统可以教导它自己工件在哪里，因此不需要服务工程师化费宝贵的停机时间来执行定标测试。在具有低平均维修时间要求的高容量处理器设施中，这是优点。
热电型的(即Peltier效应型的)温度控制器220、222和224分别对在电极202、204和206上的工件区域中的工件54提供局部温度控制。温度控制器220、222和224中的每一个包括P-型半导体结构226和N-型半导体结构228，把它们安装在电极202、204和206上，或安装在邻近每个缝边缘处，如上所述。可以由诸如碲化铋、锑化铟、铟砷化镓之类任何合适的材料构成半导体结构226和228。温度控制器220、222和224的半导体结构226和228以及电极202、204和206分别通过热连接到紧接在电极202、204和206上的工件54的局部部分；即，在温度控制器和紧接在每个温度控制器的电极上的工件之间存在热传递的关系。
每个温度控制器220、222和224包括直流电源230和响应温度传感器234得到的、表示温度的电压的直流电压控制器232。温度传感器234响应与包括特定温度传感器的温度控制器相关联的电极202、204和206直接上面的工件54部分的局部温度。温度传感器234可以是嵌入绝缘板58中的热敏感单元，或可以包括有一端嵌入板58中的光纤单元和耦合到光纤单元的另一端的热辐射敏感单元的组合。
可以是独立单元或可以包括在微处理器20中的电压控制器232响应温度传感器234得到的信号以控制施加在半导体结构226和228上的直流电压的幅度和极性。如果希望把工件54的局部温度控制到与每个温度控制器220、222和224相关联的设置点值，则电压控制器232响应设置点值以及温度传感器234指示的温度，以改变施加在半导体结构226和228上的直流电压的幅度和极性。例如，如果特定温度传感器234指示的温度超过设置点，则电压控制器232使正电流流入P-型结构226，使邻近该特定传感器的工件54部分冷却。相反，如果特定温度传感器234指示的温度小于设置点，则电压控制器232使正电流流入N-型结构228，使邻近该特定传感器的工件54部分加热。
如果在微处理器20中包括控制功能，则把温度传感器234得到的信号提供给微处理器。在这种情况中，微处理器20控制直流电源230提供给半导体结构226和228的电压。微处理器响应来自温度控制器220、222和224的温度传感器234的信号，并可以把它们组合而得到在温度传感器所监测的工件的三个局部部分处的工件54的温度的平均值。微处理器响应平均温度值和与每个温度控制器220、222和224相关联的传感器指示的温度值，以控制电压控制器232提供给独立的热电装置的半导体结构226和228的直流电压的幅度和极性。
在图4中示出的剩余的电路是关于在工件的整个区域上使工件54的等离子体处理实质上保持均匀。为了这个目的，当阵列200是夹具52的一部分时，在图4中示出的剩余电路，结合通过微处理器20的处理以及存储在存储器系统24中的信号，有效地控制等离子体50的电特性，所述等离子体50是邻近分别在电极202、204和206上面的工件54的局部部分的。当阵列200代替图2的顶部电极55时，也可以使用图4中示出的剩余电路来驱动电极阵列200。在这种情况中，在图4中示出的剩余电路提供对于等离子体50的不同部分的局部控制，所述等离子体50是邻近分别在电极202、204和206下面的顶部电极55的局部部分的。
在图4中示出的剩余电路包括包含两个或多个RF源的AC源装置240，尤其是4.0MHz源242、13.56MHz源244和27.1MHz源246。源242、244和246的输出驱动具有微处理器20得到的控制输入信号的开关阵列248。来自微处理器20的控制信号激励开关阵列248，以致把源242、244和246的输出选择地施加于最终驱动电极202、204和206的网络。微处理器20响应表示等离子体阻抗和每个电极202、204和206的独立的等离子体功率负载的信号，以确定在独立耦合到每个电极的等离子体负载的离子中的密度和能量。另一方面，存储器系统24的ROM 30和/或硬盘26存储(1)对于在工件54上通过等离子体50执行的特定方法步骤，表示每个电极202、204和206的独立负载的阻抗的信号，或(2)表示等离子体的不同局部区域中所要求能量的信号。在两种情况中，微处理器20响应所存储的信号来控制独立耦合到每个电极202、204和206的等离子体负载的离子中所要求的密度和能量。
微处理器20响应独立耦合到每个电极202、204和206的等离子体的离子中所确定和所要求的密度和/或能量来得到用于控制开关阵列248信号。如果希望与阵列200的电极中的一个特定电极耦合的等离子体具有高能量，则微处理器20激励开关阵列248，以把4.0MHz源242的输出提供给如此的一个电极。如果希望与阵列200的电极中的另一个电极耦合的等离子体具有低能量，则微处理器20激励开关阵列248，以把13.56MHz源244或27.1MHz源246的输出提供给如此的一个电极。因此，微处理器20可以激励开关阵列248以致把来自源装置240的不同频率同时提供给阵列200的不同电极。因此，例如，具有4.0MHz和13.56MHz频率的RF功率分别同时驱动电极202和204。这使耦合到工件54的不同局部部分的等离子体能量的局部控制成为可能。
如果在箱40的不同部分中的等离子体具有会有不同能量的一种趋势，以及要求耦合到工件54不同部分的等离子体具有实质上相同的能量，则微处理器20控制开关阵列248来得到这种结果。另一方面，如果要求耦合到工件54不同部分的等离子体具有实质上不同的能量，则微处理器20控制开关阵列248来得到这种结果。
微处理器20还可以控制开关阵列248来控制同时耦合到工件54的不同局部部分的等离子体的密度。如果要求耦合到阵列200的电极中的第一电极上面的工件54的第一部分的等离子体密度大于耦合到阵列200的电极中的第二电极上面的工件54的第二部分的等离子体密度，则微处理器20激励开关阵列248，以致来自13.56MHz源224或27.1MHz源246的相当高的频率驱动第一电极，而来自4.0MHz源242的低频率驱动第二电极。
还可以通过改变施加到阵列200的电极中的每个电极的RF功率来控制等离子体的不同局部部分中的等离子体能量。为了这个目的，把RF提供给电极202、204和206的开关阵列248的三根输出引线分别驱动可变功率增益放大器250、252和254。微处理器20根据存储器系统24的ROM 30或硬盘26提供给微处理器的信号或根据提供给微处理器的表示等离子体各个负载电极202、204和206中的功率的信号来控制功率放大器250、252和254的增益。微处理器20对表示与电极202、204和206中的每个电极相关联的信号的功率在时间上积分，以提供每个独立的电极分别负载的等离子体中的能量的量度。
功率放大器250、252和254得到分别通过电路256、258和260施加到电极202、204和206的RF输出功率。因为电路256、258和260中的每一个是相同的，所以只描述电路256就足够了。
电路256包括具有一个输出端的定向耦合器262，该输出通过电路266和传感器装置268驱动匹配网络264。传感器装置268响应通过匹配网络264反射回放大器250的电流和电压而得到表示所反射电压和电流的幅度以及所反射电压和电流之间的相角的信号。定向耦合器262具有第二输出端，该输出驱动传感器装置270。传感器装置270响应放大器250的输出端处的电流和电压，以得到表示在放大器的输出端处的电压和电流的幅度以及在放大器的输出端处的电压和电流之间的相角的信号。
传感器装置268和270把它们得到的信号提供给微处理器20，微处理器20响应传感器的输出信号以及存储器系统24存储的信号，以得到表示等离子体负载电极202的电参数的信号、耦合到电极202的等离子体的反射功率以及用于匹配网络264中的可变电抗的值的控制信号。等离子体负载电极202的电参数一般是电极电压、电极电流的幅度以及电极电压和电流之间的相角的量值。微处理器20还响应传感器装置268和270的输出信号以及存储器系统24存储的信号以得到表示放大器250的输出阻抗和耦合到电极202的负载之间的阻抗匹配程度的信号。表示放大器250的输出阻抗和耦合到电极202的负载之间的阻抗匹配程度的信号使微处理器20能够得到用于匹配网络264中的可变电抗的值的控制信号。以与图1中电机148和150控制匹配网络138的电容器142和146相似的方式，把用于匹配网络264中的可变电抗的值的控制信号提供给控制匹配网络264的可变电抗的电机272和270。
微处理器20响应传感器装置268和270的输出信号以确定等离子体负载电极202的功率(P)和阻抗(Z)，根据：
P＝|V|·|I|cosφ            (公式1)
以及
Z = | V | | I | tan - 1 φ                       (公式2)
其中：|V|＝所检测电压的幅度；
      |I|＝所检测电流的幅度；
      φ＝所检测电压和电流之间的相角
微处理器20对通过公式1确定的功率值进行积分以确定等离子体负载电极202的能量，根据：
1 T 2 - T 1 ∫ T 1 T 2 Pdt                       (公式3)
其中：T1和T2是每个积分周期的边界。
微处理器20响应根据公式1、2和3确定的功率、阻抗和能量值来控制增益，因此而控制了放大器250的输出功率和/或通过开关阵列248提供的RF源242、244和246以及电极202之间的连接。
匹配网络264的输出通过阻断电容器271而驱动电极202。电容器271阻止夹具电源214和216的直流电压以及热电控制器220、222和224的电源230的直流电压耦合到匹配网络264。
可以使用与AC源装置240、开关阵列248和放大器250、252和254组合的网络256、258和260作为如上所述的闭环控制，或可以用于收集存储在存储器系统24的ROM 30和硬盘26中的数据，用于放大器的增益和开关阵列的接着的开环控制。当网络256、258和260收集用于接着的开环控制的数据时，对于通过开口72流入箱40的气体以及施加于箱40的真空的物质和流速存在极精确的控制。收集在这些条件下的许多工件54的数据。对数据进行统计分析以确定开关阵列的适当的连接以及放大器250、252和254的增益，在相应于当气体中和泵80施加于箱40的真空中的物质和流速存在极精确控制的条件下，用于接着的开环操作。
图5是根据本发明的电极阵列的第二较佳实施例的电极阵列300的顶视图。电极阵列300的特定的示意实施例是用于与圆形工件的连接的，但是应该理解，可以把相似的原理应用于矩形工件。
阵列300包括相互电气绝缘的独立电极的两个直条子302和304，致使条子302和304分别包括电极311-316和321-326，而电极328是两个条子公用的。条子302和304相互成直角，并在阵列的中心点306处相交，当把工件正确地定位在夹具52上时，该中心点与工件的中心对准。条子302和304的电极具有矩形形状，并且与工件54的相应的模子(die)对准，以致电极在模子的直接下面。工件54的模子是要切割以形成集成电路芯片的工件区域。
阵列300还包括电极331、332、333和334，每个电极的形状为园的一个扇区，所述园的直径等于工件54的直径，并且当把工件正确地定位在夹具52上时，中心336与工件的中心对准。每个电极331、332、333和334包括相互成直角以及平行延伸到条子302和304的边缘的一对边缘，致使，例如，扇区331的边缘平行于电极311-313的边缘，以及电极321-323的边缘。电介质条子338提供阵列300中的相邻电极对之间的相互电气绝缘。
通过相似于网络256、258和260的网络把条子302和304的电极中的每一个电极连接到相似于源装置240的AC源装置、连接到相似于开关阵列248的开关阵列、以及连接到相似于功率放大器250、252和254的独立的放大器。此外，最好使条子302和304的电极中的每一个电极与相似于温度传感器234的温度传感器和相似于热电温度控制器220、222和224的热电温度控制器相关联。由于相对于阵列200的电极面积，条子302和304的电极面积较小，所以对于耦合到工件54的等离子体能量和密度以及工件温度，阵列300可以提供比阵列200可以得到的更准确的控制。
微处理器20响应电压、电流和相角传感器得到的条子302和304的电极的信号，以确定相似于AC源装置240的源装置施加到电极331-334的功率和频率的适当的值。此外，可以使用相似于控制器220、222和224的热电控制器来控制电极331-334的温度。
图6的电极阵列400包括相互电气绝缘的电极402的行和列的矩阵。电介质条子404延伸在电极402的相邻对的边缘之间，以提供电极之间的电气绝缘。阵列400的各个电极具有与工件54的模子对应的大小和形状。当把工件54正确地定位在夹具52上以致工件的中心与阵列400的中心对准时，阵列400中的各个电极与工件的模子对准。另一方面，电极402可以具有与工件54的子模子对应的大小。
微处理器20响应电压、电流和相角传感器得到的电极402的信号，以确定相似于AC源装置240的源装置施加到电极402的功率和频率的适当的值。此外，可以使用相似于控制器220、222和224的热电控制器来控制电极402的温度。
在这里已经描述和示出本发明的特定实施例时，可以清楚，可以作出对于特别示出和描述的实施例的细则中的改变而不偏离所附的权利要求书中定义的本发明的真正精神和范围。例如，因为箱40以及箱40中的等离子体的对称特性，通常可以假定耦合到工件54的一个象限的等离子体与耦合到工件的其余象限的等离子体相似。因此，一旦微处理器20确定用于驱动图5的扇区331的正确信息，就可以使用相同的信息来驱动扇区332、333和334。由于在工件处理期间得到的详细信息，特别是用电极阵列300或400，免除了再蚀刻以从工件慢蚀刻区域清除桁条(stringer)的必要；桁条是本技术领域经常使用的术语，用于表明没有恰当蚀刻的极窄的线条。

Claims (11)

1.一种用于处理工件的真空等离子体处理器，包括真空箱，所述真空箱具有气体输入端口、真空端口、工件夹具、把箱中气体激励成交流等离子体的电抗器、以及用于控制在工件夹具上工件的不同局部部分的温度特性的控制器装置，所述控制器装置包括用于工件夹具上工件的不同局部部分的温度传感器，所述控制器包括与工件夹具上工件的不同局部部分相关联的多个热电装置，每个热电装置包括一对以不同方式掺杂的第一和第二半导体结构、连接在第一与第二半导体结构之间的直流电压源；电极、半导体结构和直流电压源被安排成对于电压的第一极性使第一热电装置把热量提供给第一部分，而对于电压的第二极性使第二热电装置从第二部分去除热量。
2.一种用于处理工件的真空等离子体处理器，包括真空箱，所述真空箱具有气体输入端口、真空端口、工件夹具、把箱中气体激励成等离子体的电抗器、用于将电场提供给等离子体的相互电气绝缘的矩形电极阵列、以及交流源装置、其中所述电极排列成一对彼此以直角延伸的直条，所述直条在与工件夹具中心对准的区域中相交、该处理器还包括使得交流源装置对阵列的各个电极施加不同功率的电路。
3.如权利要求2所述的真空等离子体处理器，其特征在于，所述直条包含在行和列的矩阵中。
4.如权利要求3所述的真空等离子体处理器，其特征在于，所述工件在被处理时包括多个模子，当工件被定位在工件夹具上时所述电极被安排成与工件的所述多个模子对准。
5.一种用于处理工件的真空等离子体处理器，包括：
真空箱，所述真空箱具有气体输入端口、真空端口、工件夹具、把箱中气体激励成等离子体的电抗器，
工件夹具包括相互电气绝缘的矩形电极的阵列，响应于提供给所述电极的功率，把电场提供给所述等离子体，所述电极被安排在一对彼此以直角延伸的直条中，所述直条在与工件夹具中心对准的区域中相交。
6.如权利要求5所述的真空等离子体处理器，其特征在于，所述直条包含在行和列的矩阵中。
7.如权利要求6所述的真空等离子体处理器，其特征在于，所述工件在被处理时包括多个模子，当工件被定位在工件夹具上时所述电极被安排成与工件的所述多个模子对准。
8.一种用于在真空箱中处理工件的真空等离子体处理器的电极阵列，所述真空箱具有气体输入端口、真空端口、工件夹具、把箱中气体激励成等离子体的电抗器，所述电极阵列包括多个相互电气绝缘的矩形电极，响应于提供给所述电极的功率，把电场提供给所述等离子体，所述电极被安排在一对彼此以直角延伸的直条中，所述直条在与工件夹具中心对准的区域中相交；
所述直条包含在行和列的矩阵中，
所述工件在被处理时包括多个模子，当工件被适当定位在工件夹具上时所述电极被安排成与工件的所述多个模子对准。
9.如权利要求8所述的阵列，其特征在于，所述电极是工件夹具的一部分。
10.如权利要求9所述的阵列，其特征在于，所述阵列与所述真空箱组合。
11.如权利要求8所述的阵列，其特征在于，所述阵列与所述真空箱组合。
CNB028096541A 2001-03-30 2002-03-29 真空等离子体处理器及其操作方法 Expired - Lifetime CN100431129C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/821,026 2001-03-30
US09/821,026 US6741446B2 (en) 2001-03-30 2001-03-30 Vacuum plasma processor and method of operating same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1608317A CN1608317A (zh) 2005-04-20
CN100431129C true CN100431129C (zh) 2008-11-05

Family

ID=25232312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB028096541A Expired - Lifetime CN100431129C (zh) 2001-03-30 2002-03-29 真空等离子体处理器及其操作方法

Country Status (5)

Country Link
US (2) US6741446B2 (zh)
CN (1) CN100431129C (zh)
AU (1) AU2002306930A1 (zh)
TW (1) TW554646B (zh)
WO (1) WO2002080265A2 (zh)

Families Citing this family (81)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4717295B2 (ja) * 2000-10-04 2011-07-06 株式会社半導体エネルギー研究所 ドライエッチング装置及びエッチング方法
US6741446B2 (en) * 2001-03-30 2004-05-25 Lam Research Corporation Vacuum plasma processor and method of operating same
US6673636B2 (en) * 2001-05-18 2004-01-06 Applied Materails Inc. Method of real-time plasma charging voltage measurement on powered electrode with electrostatic chuck in plasma process chambers
US6876155B2 (en) * 2002-12-31 2005-04-05 Lam Research Corporation Plasma processor apparatus and method, and antenna
US6781317B1 (en) * 2003-02-24 2004-08-24 Applied Science And Technology, Inc. Methods and apparatus for calibration and metrology for an integrated RF generator system
JP4532410B2 (ja) * 2003-06-17 2010-08-25 株式会社クリエイティブ テクノロジー 双極型静電チャック
US7264676B2 (en) * 2003-09-11 2007-09-04 United Microelectronics Corp. Plasma apparatus and method capable of adaptive impedance matching
JP3894562B2 (ja) 2003-10-01 2007-03-22 キヤノン株式会社 基板吸着装置、露光装置およびデバイス製造方法
US20050130620A1 (en) * 2003-12-16 2005-06-16 Andreas Fischer Segmented radio frequency electrode apparatus and method for uniformity control
US7276135B2 (en) * 2004-05-28 2007-10-02 Lam Research Corporation Vacuum plasma processor including control in response to DC bias voltage
US7169256B2 (en) * 2004-05-28 2007-01-30 Lam Research Corporation Plasma processor with electrode responsive to multiple RF frequencies
US6993234B1 (en) * 2004-08-03 2006-01-31 Agilent Technologies, Inc. Photonic crystal resonator apparatus with improved out of plane coupling
JP4830288B2 (ja) * 2004-11-22 2011-12-07 富士電機株式会社 プラズマ制御方法およびプラズマ制御装置
US20060191638A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-31 International Business Machines Corporation Etching apparatus for semiconductor fabrication
US20060278339A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-14 Lam Research Corporation, A Delaware Corporation Etch rate uniformity using the independent movement of electrode pieces
US7695633B2 (en) * 2005-10-18 2010-04-13 Applied Materials, Inc. Independent control of ion density, ion energy distribution and ion dissociation in a plasma reactor
US7683289B2 (en) * 2005-12-16 2010-03-23 Lam Research Corporation Apparatus and method for controlling plasma density profile
US7780864B2 (en) * 2006-04-24 2010-08-24 Applied Materials, Inc. Process using combined capacitively and inductively coupled plasma sources for controlling plasma ion radial distribution
US7645357B2 (en) * 2006-04-24 2010-01-12 Applied Materials, Inc. Plasma reactor apparatus with a VHF capacitively coupled plasma source of variable frequency
US7727413B2 (en) * 2006-04-24 2010-06-01 Applied Materials, Inc. Dual plasma source process using a variable frequency capacitively coupled source to control plasma ion density
US20070245958A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-25 Applied Materials, Inc. Dual plasma source process using a variable frequency capacitively coupled source for controlling ion radial distribution
US20070246163A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-25 Applied Materials, Inc. Plasma reactor apparatus with independent capacitive and inductive plasma sources
US20080073032A1 (en) * 2006-08-10 2008-03-27 Akira Koshiishi Stage for plasma processing apparatus, and plasma processing apparatus
US8375890B2 (en) * 2007-03-19 2013-02-19 Micron Technology, Inc. Apparatus and methods for capacitively coupled plasma vapor processing of semiconductor wafers
EP2097920B1 (de) * 2007-07-23 2017-08-09 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Plasmaversorgungseinrichtung
EP2362415A4 (en) * 2008-09-04 2012-05-30 Creative Tech Corp ELECTROSTATIC SLICE SUPPORT DEVICE AND WAFER ADSORBED STATE DETERMINATION METHOD
US8143558B2 (en) * 2009-01-13 2012-03-27 Xerox Corporation Apparatuses useful for printing and methods for controlling the temperature of media in apparatuses useful for printing
US8514544B2 (en) * 2009-08-07 2013-08-20 Trek, Inc. Electrostatic clamp optimizer
US8637794B2 (en) 2009-10-21 2014-01-28 Lam Research Corporation Heating plate with planar heating zones for semiconductor processing
KR101644673B1 (ko) * 2009-12-15 2016-08-01 램 리써치 코포레이션 Ｃｄ 균일성을 향상시키기 위한 기판 온도의 조절
JP5806300B2 (ja) * 2010-06-08 2015-11-10 アクセリス テクノロジーズ， インコーポレイテッド 加熱環状チャック
US8791392B2 (en) 2010-10-22 2014-07-29 Lam Research Corporation Methods of fault detection for multiplexed heater array
US8546732B2 (en) 2010-11-10 2013-10-01 Lam Research Corporation Heating plate with planar heater zones for semiconductor processing
US9307578B2 (en) 2011-08-17 2016-04-05 Lam Research Corporation System and method for monitoring temperatures of and controlling multiplexed heater array
JP5915026B2 (ja) * 2011-08-26 2016-05-11 住友大阪セメント株式会社 温度測定用板状体及びそれを備えた温度測定装置
US10388493B2 (en) * 2011-09-16 2019-08-20 Lam Research Corporation Component of a substrate support assembly producing localized magnetic fields
US8624168B2 (en) 2011-09-20 2014-01-07 Lam Research Corporation Heating plate with diode planar heater zones for semiconductor processing
US8461674B2 (en) 2011-09-21 2013-06-11 Lam Research Corporation Thermal plate with planar thermal zones for semiconductor processing
JP5935116B2 (ja) * 2011-12-16 2016-06-15 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
JP5973731B2 (ja) * 2012-01-13 2016-08-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びヒータの温度制御方法
CN102789949B (zh) * 2012-02-01 2015-06-24 中微半导体设备(上海)有限公司 一种等离子反应器
US9324589B2 (en) 2012-02-28 2016-04-26 Lam Research Corporation Multiplexed heater array using AC drive for semiconductor processing
US8809747B2 (en) 2012-04-13 2014-08-19 Lam Research Corporation Current peak spreading schemes for multiplexed heated array
US9404176B2 (en) * 2012-06-05 2016-08-02 Applied Materials, Inc. Substrate support with radio frequency (RF) return path
AT513190B9 (de) * 2012-08-08 2014-05-15 Berndorf Hueck Band Und Pressblechtechnik Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Plasmabeschichtung eines Substrats, insbesondere eines Pressblechs
JP5964183B2 (ja) * 2012-09-05 2016-08-03 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US10049948B2 (en) 2012-11-30 2018-08-14 Lam Research Corporation Power switching system for ESC with array of thermal control elements
US8668835B1 (en) 2013-01-23 2014-03-11 Lam Research Corporation Method of etching self-aligned vias and trenches in a multi-layer film stack
US8906810B2 (en) 2013-05-07 2014-12-09 Lam Research Corporation Pulsed dielectric etch process for in-situ metal hard mask shape control to enable void-free metallization
US20140356985A1 (en) 2013-06-03 2014-12-04 Lam Research Corporation Temperature controlled substrate support assembly
GB2540883B (en) 2014-02-07 2018-12-26 Trek Inc System and method for clamping a work piece
KR102161873B1 (ko) 2014-05-09 2020-10-06 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 기판의 플라즈마 처리 방법 및 장치
US9543171B2 (en) 2014-06-17 2017-01-10 Lam Research Corporation Auto-correction of malfunctioning thermal control element in a temperature control plate of a semiconductor substrate support assembly that includes deactivating the malfunctioning thermal control element and modifying a power level of at least one functioning thermal control element
US10153139B2 (en) 2015-06-17 2018-12-11 Applied Materials, Inc. Multiple electrode substrate support assembly and phase control system
JP6655310B2 (ja) * 2015-07-09 2020-02-26 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
US10395895B2 (en) * 2015-08-27 2019-08-27 Mks Instruments, Inc. Feedback control by RF waveform tailoring for ion energy distribution
KR20200116533A (ko) * 2018-02-28 2020-10-12 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 플라즈마 균일성을 제어하기 위한 다수의 라디오 주파수 메시들을 갖는 정전 척
US10555412B2 (en) 2018-05-10 2020-02-04 Applied Materials, Inc. Method of controlling ion energy distribution using a pulse generator with a current-return output stage
US11476145B2 (en) 2018-11-20 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Automatic ESC bias compensation when using pulsed DC bias
JP7451540B2 (ja) 2019-01-22 2024-03-18 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド パルス状電圧波形を制御するためのフィードバックループ
US11508554B2 (en) 2019-01-24 2022-11-22 Applied Materials, Inc. High voltage filter assembly
KR102256216B1 (ko) * 2019-06-27 2021-05-26 세메스 주식회사 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 제어 방법
KR102189320B1 (ko) * 2019-06-27 2020-12-14 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
CN110379701A (zh) * 2019-07-24 2019-10-25 沈阳拓荆科技有限公司 具有可调射频组件的晶圆支撑座
JP7018978B2 (ja) * 2020-01-31 2022-02-14 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置
CN113628949A (zh) * 2020-05-09 2021-11-09 长鑫存储技术有限公司 控温装置及其控制方法、等离子设备
US11462389B2 (en) 2020-07-31 2022-10-04 Applied Materials, Inc. Pulsed-voltage hardware assembly for use in a plasma processing system
US11901157B2 (en) 2020-11-16 2024-02-13 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for controlling ion energy distribution
US11798790B2 (en) 2020-11-16 2023-10-24 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for controlling ion energy distribution
US11495470B1 (en) 2021-04-16 2022-11-08 Applied Materials, Inc. Method of enhancing etching selectivity using a pulsed plasma
US11791138B2 (en) 2021-05-12 2023-10-17 Applied Materials, Inc. Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing
US11948780B2 (en) 2021-05-12 2024-04-02 Applied Materials, Inc. Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing
US11967483B2 (en) 2021-06-02 2024-04-23 Applied Materials, Inc. Plasma excitation with ion energy control
US20220399185A1 (en) 2021-06-09 2022-12-15 Applied Materials, Inc. Plasma chamber and chamber component cleaning methods
US11810760B2 (en) 2021-06-16 2023-11-07 Applied Materials, Inc. Apparatus and method of ion current compensation
US11569066B2 (en) 2021-06-23 2023-01-31 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing applications
US11776788B2 (en) 2021-06-28 2023-10-03 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage boost for substrate processing
US11476090B1 (en) 2021-08-24 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Voltage pulse time-domain multiplexing
CN115961234A (zh) * 2021-10-13 2023-04-14 合肥亿米特科技股份有限公司 一种控制大型工件等离子体氮化温度和氮化效果的方法
US11694876B2 (en) 2021-12-08 2023-07-04 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for delivering a plurality of waveform signals during plasma processing
US11972924B2 (en) 2022-06-08 2024-04-30 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing applications

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4956043A (en) 1987-05-25 1990-09-11 Hitachi, Ltd. Dry etching apparatus
US4948458A (en) 1989-08-14 1990-08-14 Lam Research Corporation Method and apparatus for producing magnetically-coupled planar plasma
US5200023A (en) 1991-08-30 1993-04-06 International Business Machines Corp. Infrared thermographic method and apparatus for etch process monitoring and control
US5184398A (en) * 1991-08-30 1993-02-09 Texas Instruments Incorporated In-situ real-time sheet resistance measurement method
US5315473A (en) 1992-01-21 1994-05-24 Applied Materials, Inc. Isolated electrostatic chuck and excitation method
JP3175894B2 (ja) * 1994-03-25 2001-06-11 株式会社半導体エネルギー研究所 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US5451784A (en) 1994-10-31 1995-09-19 Applied Materials, Inc. Composite diagnostic wafer for semiconductor wafer processing systems
US5529675A (en) * 1994-12-16 1996-06-25 Shell Oil Company Electrostatic coalescer testing apparatus
US5670066A (en) 1995-03-17 1997-09-23 Lam Research Corporation Vacuum plasma processing wherein workpiece position is detected prior to chuck being activated
US6042686A (en) * 1995-06-30 2000-03-28 Lam Research Corporation Power segmented electrode
JP3457477B2 (ja) * 1995-09-06 2003-10-20 日本碍子株式会社 静電チャック
US5801386A (en) 1995-12-11 1998-09-01 Applied Materials, Inc. Apparatus for measuring plasma characteristics within a semiconductor wafer processing system and a method of fabricating and using same
US6036878A (en) 1996-02-02 2000-03-14 Applied Materials, Inc. Low density high frequency process for a parallel-plate electrode plasma reactor having an inductive antenna
US5740016A (en) 1996-03-29 1998-04-14 Lam Research Corporation Solid state temperature controlled substrate holder
US6055150A (en) 1996-05-02 2000-04-25 Applied Materials, Inc. Multi-electrode electrostatic chuck having fuses in hollow cavities
US5759280A (en) 1996-06-10 1998-06-02 Lam Research Corporation Inductively coupled source for deriving substantially uniform plasma flux
US5981899A (en) * 1997-01-17 1999-11-09 Balzers Aktiengesellschaft Capacitively coupled RF-plasma reactor
US6174450B1 (en) 1997-04-16 2001-01-16 Lam Research Corporation Methods and apparatus for controlling ion energy and plasma density in a plasma processing system
US5869877A (en) * 1997-04-23 1999-02-09 Lam Research Corporation Methods and apparatus for detecting pattern dependent charging on a workpiece in a plasma processing system
US5989349A (en) 1997-06-24 1999-11-23 Applied Materials, Inc. Diagnostic pedestal assembly for a semiconductor wafer processing system
GB2329515B (en) 1997-09-18 2002-03-13 Trikon Equip Ltd Platen for semiconductor workpieces
JPH11163066A (ja) * 1997-11-29 1999-06-18 Tokyo Electron Ltd ウエハ試験装置
WO1999034398A1 (de) 1997-12-23 1999-07-08 Balzers Aktiengesellschaft Vakuumbehandlungsanlage
US6051073A (en) * 1998-02-11 2000-04-18 Silicon Genesis Corporation Perforated shield for plasma immersion ion implantation
US6449568B1 (en) 1998-02-27 2002-09-10 Eni Technology, Inc. Voltage-current sensor with high matching directivity
US6265831B1 (en) * 1999-03-31 2001-07-24 Lam Research Corporation Plasma processing method and apparatus with control of rf bias
US6232236B1 (en) * 1999-08-03 2001-05-15 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for controlling plasma uniformity in a semiconductor wafer processing system
US6362946B1 (en) * 1999-11-02 2002-03-26 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Electrostatic wafer clamp having electrostatic seal for retaining gas
US6741446B2 (en) * 2001-03-30 2004-05-25 Lam Research Corporation Vacuum plasma processor and method of operating same

Also Published As

Publication number Publication date
US7206184B2 (en) 2007-04-17
CN1608317A (zh) 2005-04-20
WO2002080265A2 (en) 2002-10-10
US6741446B2 (en) 2004-05-25
US20020159216A1 (en) 2002-10-31
US20040252439A1 (en) 2004-12-16
TW554646B (en) 2003-09-21
WO2002080265A3 (en) 2003-03-27
AU2002306930A1 (en) 2002-10-15
WO2002080265B1 (en) 2004-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100431129C (zh) 真空等离子体处理器及其操作方法
US7169256B2 (en) Plasma processor with electrode responsive to multiple RF frequencies
JP5334914B2 (ja) プラズマ処理装置
US20100224322A1 (en) Endpoint detection for a reactor chamber using a remote plasma chamber
US8480913B2 (en) Plasma processing method and apparatus with control of plasma excitation power
US20050154482A1 (en) Plasma processing method and apparatus
US6441620B1 (en) Method for fault identification in a plasma process
US8382941B2 (en) Plasma reactor with adjustable plasma electrodes and associated methods
KR19990087819A (ko) 플라즈마 처리장치
CN1973364A (zh) 多频等离子体刻蚀反应器
US20030038114A1 (en) System and method for dechucking a workpiece from an electrostatic chuck
CN101595238A (zh) 检测等离子处理反应器的故障状况的方法和设备
CN1998069A (zh) 利用v－i探针识别的等离子体蚀刻终点检测方法
US20020065616A1 (en) Method for evaluating process chambers used for semiconductor manufacturing
US11908665B2 (en) Plasma processing apparatus and measurement method
US11361941B2 (en) Methods and apparatus for processing a substrate
KR100458328B1 (ko) 플라즈마 감지장치
KR100603169B1 (ko) 웨이퍼 전위 또는 온도의 측정방법 및 장치
US10725485B2 (en) System and method for calculating substrate support temperature
JP2003223999A (ja) プラズマ処理装置
US7217942B2 (en) Plasma leak monitoring method, plasma processing apparatus and plasma processing method
JP2004296612A (ja) プラズマインピーダンス検出装置
JPH0563054A (ja) ウエハ温度測定方法及び装置
KR20030069705A (ko) 임피던스를 이용한 웨이퍼의 식각 종료점, 공정챔버의화학 기상증착 및 아킹 검출 장치

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20081105