CN117321742A - 具有多个射频(rf)电极的基板支撑件 - Google Patents
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Abstract
本公开总体涉及等离子体半导体处理和用于这种处理的处理工具。在示例中,处理工具包括腔室和基板支撑件。腔室具有在腔室内的内部容积。基板支撑件布置在腔室中的内部容积中。基板支撑件包括支撑表面,该支撑表面构造成在腔室中的内部容积中支撑半导体基板。基板支撑件包括多个射频(RF)电极。RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于施加至相应RF电极的RF信号的波长的2%。各尺寸在平行于支撑表面的平面中。RF电极构造成至少部分控制腔室中的内部容积中的等离子体。
Description
背景技术
等离子体处理在半导体工业中已经变得无处不在。等离子体半导体处理已经用于刻蚀材料、沉积材料等。已发现的是,相对于先前处理,这种等离子体处理在其执行处理的半导体基板上具有改进的处理质量或结果特性。例如,已发现的是,等离子体增强化学气相沉积(PECVD)具有优于先前化学气相沉积(CVD)工艺的优点,包括低的沉积温度、增加的材料纯度和改进的台阶覆盖率(step coverage)。在等离子体刻蚀处理中,等离子体通常在处理腔室中产生,并且可以通过表面电场加速以实现定向刻蚀。然而,引入等离子体导致了各种挑战。
发明内容
本文描述的第一示例是用于半导体处理的处理工具。该处理工具包括腔室和基板支撑件。腔室具有在腔室内的内部容积。基板支撑件布置在腔室中的内部容积中。基板支撑件包括支撑表面,该支撑表面构造成在腔室中的内部容积中支撑半导体基板。基板支撑件包括多个射频(RF)电极。多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于施加至相应RF电极的RF信号的波长的2%。各尺寸在平行于支撑表面的平面中。多个RF电极构造成至少部分控制腔室中的内部容积中的等离子体。
第二示例是用于半导体处理的处理工具。处理工具包括腔室和基板支撑件。腔室具有在腔室内的内部容积。基板支撑件布置在腔室中的内部容积中。基板支撑件包括支撑表面,该支撑表面构造成在腔室中的内部容积中支撑半导体基板。基板支撑件包括多个射频(RF)电极,该多个射频(RF)电极构造成至少部分控制腔室中的内部容积中的等离子体。多个RF电极中的第一RF电极布置为靠近支撑表面的中心,并且多个RF电极中的第二RF电极布置为靠近支撑表面的外围。第一RF电极和第二RF电极在中心和外围之间与平行于支撑表面中的径向方向的轴线横向相交。
第三示例是用于半导体处理的处理工具。处理工具包括腔室和基板支撑件。腔室具有在腔室内的内部容积。基板支撑件布置在腔室中的内部容积中。基板支撑件包括支撑表面,该支撑表面构造成在腔室中的内部容积中支撑半导体基板。基板支撑件包括多个射频(RF)电极,该多个射频(RF)电极构造成至少部分控制腔室中的内部容积中的等离子体。多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于221.1毫米,并且各尺寸在平行于支撑表面的平面中。
第四示例是半导体处理的方法。该方法包括:在处理工具的腔室的处理容积中产生等离子体。将基板支撑件布置在腔室中,并且在支撑表面上支撑半导体基板。半导体基板暴露于等离子体。该方法还包括控制等离子体,包括将相应射频(RF)信号施加至布置在基板支撑件中的多个RF电极。
第五示例是半导体处理的方法。该方法包括使用处理工具对多个第一基板执行具有第一处理条件的等离子体半导体处理。处理工具包括基板支撑件,该基板支撑件构造成在等离子体半导体处理期间支撑基板。基板支撑件包括多个射频(RF)电极,该多个射频(RF)电极构造成至少部分控制等离子体半导体处理的等离子体。第一处理条件与在等离子体半导体处理期间施加至多个RF电极的RF信号的振幅和相位相对应。该方法包括测量在等离子体半导体处理期间与多个RF电极中的第一RF电极的第一位置相对应的多个第一基板的相应第一特性。第一特性由等离子体半导体处理形成。该方法包括测量在等离子体半导体处理期间与多个RF电极中的第二RF电极的第二位置相对应的多个第一基板的相应第二特性。第二特性由等离子体半导体处理形成。第二位置与第一位置不同。该方法包括通过基于处理器的系统基于第一特性和第二特性来确定在对多个第二基板执行等离子体半导体处理时要应用的第二处理条件。该第二处理条件与在等离子体半导体处理期间要施加至多个RF电极的RF信号的振幅和相位相对应。该方法包括使用处理工具对多个第二基板执行具有第二处理条件的等离子体半导体处理。
前述发明内容相当广泛概述了本公开的示例的各种特征,以便可以更好理解以下具体实施方式。这些示例的其它特征和优点将在下文中描述。所描述的示例可以容易地用作修改或设计在所附权利要求范围内的其它示例的基础。
附图说明
为了能够详细理解上述特征的方式,结合附图参照以下详细描述。
图1是根据一些示例的用于半导体处理的处理工具的示意图。
图2、图3、图4、图5和图6是根据一些示例的射频(RF)电极的布置的布局图。
图7A、图7B、图7C和图7D是根据一些示例的图2至图6的各种RF电极的布局图。
图8是根据一些示例的用于半导体处理的处理工具的示意图。
图9是根据一些示例的用于半导体处理的处理工具的示意图。
图10是根据一些示例的图1、图8和图9的处理工具的RF功率系统的示意图。
图11是根据一些示例的可以利用图1、图8和图9的处理工具来实现的RF功率系统的示意图。
图12是根据一些示例的基于处理器的系统。
图13是根据一些示例的半导体处理的方法的流程图。
图14是根据一些示例的半导体处理的方法的流程图。
提供附图和所附具体实施方式是为了理解各种示例的特征,而不是限制所附权利要求的范围。附图中所示和所附具体实施方式中所述的示例可容易地用作修改或设计在所附权利要求范围内的其它示例的基础。在可能的情况下,可以使用相同的附图标记来表示附图中共同的相同元件。绘制附图以清楚示出相关元件或特征,并且附图不一定按比例绘制。
具体实施方式
下文参照附图对各种特征进行描述。示例可能不具有所示的所有方面或优点。结合特定示例描述的方面或优点不一定限于该示例,并且即使没有如此示出或没有如此明确描述,也可以在任何其它示例中实践。此外,本文描述的方法可以以特定操作顺序来描述,但是根据其它示例的其它方法可以以具有更多或更少操作的各种其它顺序(例如,包括各种操作的不同的串行或并行执行)来实现。
本公开涉及等离子体半导体处理和用于等离子体半导体处理的处理工具。本文描述的一些示例包括处理工具的基板支撑件,其中基板支撑件包括多个射频(RF)电极,该多个射频(RF)电极构造成控制处理工具中的等离子体。在基板支撑件中具有多个RF电极可以允许对等离子体进行更精确的局部控制,因此可以促进等离子体的均匀性。
半导体处理中的等离子体不均匀性可能导致制造出有缺陷的集成电路(IC)芯片。已经观察到在半导体基板(例如,晶片)的中心和半导体基板的边缘附近之间的等离子体不均匀性。由于大量的IC芯片是在半导体基板的边缘附近制造的,所以半导体基板边缘处的等离子体不均匀性可能导致产量显著损失。
各种因素可能造成半导体基板的中心与边缘之间的等离子体不均匀性。一个因素通常是处理工具的物理结构。处理工具的物理结构可以影响半导体处理期间的气体流动,并且这种流动可能在处理工具的整个腔室中是不均匀的。这可能导致在等离子体中不同位置处反应物和/或副产物的浓度不同。处理工具的物理结构还可以至少部分确定用于产生等离子体的电磁场。电极的在其间产生等离子体的结构可以确定电磁场。在电极的中央处,电磁场可以被建模为由无限平面生成,而没有或几乎没有边缘效应。在电极的边缘附近,边缘效应变得更加明显,这可以减小和/或改变电磁场的方向性。结果,与半导体基板的中心相比,在半导体基板的边缘处的等离子体密度可能不同。此外,电极的边缘更靠近处理工具的腔壁,这可能产生低电阻率电磁回路,其可以导致中心和边缘之间的等离子体密度和离子能量差。
另一个因素可能是用于产生等离子体的RF信号的频率和电极的横向(侧向)尺寸。降低RF信号的频率(例如,增加波长)可以导致电磁场的减小。另一方面,增加频率可能引起有限波长效应(finite wavelength effect),该有限波长效应可能影响等离子体中RF场的均匀性。不均匀性问题可能随频率和基板尺寸的增加而增加。例如,沿电磁波的行进方向,在波长的1%的距离上的电磁场强度差可能高达6.28%。即使对于波的最平滑部分,为了实现优于1%的场均匀性,RF电极的横向尺寸可以等于或小于RF信号的波长的2%。在半导体处理腔室中,对于300mm晶片尺寸,RF信号的上限频率可以为约60MHz。但是在该频率下,在半导体基板上可能存在RF电磁场的显著不均匀性。
根据本文所述的一些示例,基板支撑件包括多个RF电极。在一些示例中,每个RF电极的横向尺寸等于或小于施加至RF电极的RF信号波长的2%。不同的RF信号可以施加至RF电极。在每个RF电极上的电磁场近似均匀的情况下,通过适当调节施加至RF电极的RF信号,可以获得半导体基板上的电磁场的整体均匀性。这可以克服等离子体处理工具中的有限波长效应,允许利用更高频率的RF功率来产生更高密度的等离子体或减少表面电场和相关联的表面侵蚀。利用多个独立控制的RF电极,还可以调节半导体基板上的电磁场的分布,以补偿由其它处理参数引起的不均匀性。
在一些示例中,两个以上的RF电极布置在支撑表面的中心和外围之间,并且与支撑表面中平行于径向方向的轴线横向相交。基板支撑件包括支撑表面,该支撑表面构造成在等离子体半导体处理期间支撑半导体基板。通过使两个以上的RF电极以这种布置对准,可以将不同的RF信号施加至例如靠近中心的RF电极和靠近边缘的RF电极。通过施加这种不同的RF信号,可以相对于中心在边缘处对等离子体进行不同控制,从而促进等离子体的均匀性。如此施加这种不同的RF信号可以适应导致等离子体的不均匀性的等离子体半导体处理的各种其它效应。
在一些示例中,施加至各个RF电极的不同的RF信号可以具有相同的振幅和相位,以在基板上获得大于单个电极的电磁场的均匀电磁场,而在一些其它示例中,施加至各个RF电极的不同的RF信号可以具有不同的振幅和/或相位,以用于实现期望效果(例如,补偿由于诸如边缘效应等其它处理参数而引起的不均匀性)。
在一些示例中,基板支撑件中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于221.1毫米(mm),该尺寸为具有27.12MHz频率的信号的波长的约2%。在一些示例中,基板支撑件中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于199.9mm,该尺寸为具有30MHz频率的信号的波长的约2%。在一些示例中,基板支撑件中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于99.9mm,该尺寸为具有60MHz频率的信号的波长的约2%。在一些示例中,基板支撑件中的每个RF电极的每个侧边的尺寸在50.0mm至221.1mm、50.0mm至199.9mm、或50.0mm至99.9mm的范围内,其中50.0mm为具有120MHz频率的信号的波长的约2%。在基板支撑件中具有这种尺寸的RF电极可以减少由波长冲击引起的等离子体不均匀性,并且可以减少可能的电磁场振动。使用本文所述的各个方面可以实现其它优点或益处。
为了简洁和方便,可以通过相同的基础附图标记来单独或共同表示图中所示的相似部件。在图中,这种部件的实例可以利用附加有相应实例标识符(以“-#”的形式)的基础附图标记来标记。例如,描述可以引用序号为x的小部件ZZZ,其中图中的实例标记为ZZZ-1、ZZZ-2、……ZZZ-x。在描述中对部件的特定实例的引用包括对基础附图标记和相对应实例标识符的引用(例如,小部件ZZZ-2的实例)。
图1是根据一些示例的用于半导体处理的处理工具100的示意图。图1包括X-Y-Z轴,以便于描述各种取向,并且这些轴在其它附图中根据取向而再现。图1中的处理工具100被简单地示出,以便不使本文所述的各个方面难以理解。本领域普通技术人员将容易理解处理工具100的其它方面。在该示例中,处理工具100被示为电容耦合等离子体(CCP)处理工具。在其它示例中,处理工具100可以构造为电感耦合等离子体(ICP)处理工具、电子回旋共振(ECR)处理工具或其它处理工具。本领域普通技术人员将容易理解这里描述的各方面适用于这样的其它处理工具。处理工具100可以用于执行等离子体半导体处理,诸如溅射、物理气相沉积(PVD)、改性双等离子体(MDP)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、离子束刻蚀(IBE)、反应离子刻蚀(RIE)和其它处理。待处理基板可以是半导体晶片、太阳能电池板、显示面板和/或其它材料。
处理工具100包括腔室102。腔室102具有由腔室102的内壁限定的内部容积104。处理工具100包括设置在腔室102的内部容积104中的基板支撑件106。基板支撑件106包括静电卡盘(ESC)108、加热器110和底板112。在所示构造中,加热器110布置在底板112上方和之上,并且ESC 108布置在加热器110上方和之上。基板支撑件106布置在基座114上并且由基座114支撑。底板112布置在基座114上方和之上。基板支撑件106具有支撑表面116,该支撑表面116构造成在半导体处理期间支撑半导体基板120。在半导体处理期间,半导体基板120布置在基板支撑件106的支撑表面116上。图1中所示的支撑表面116在x-y平面中。
ESC 108包括数量为n的RF电极130。如后详述的,RF电极130构造成被施加RF电压信号,并且还可以被施加直流(DC)电压。ESC 108可以包括介电材料,该介电材料涂覆RF电极130,以提供与RF电极130之间的直接接触的电隔离。介电材料可以是或包括氧化铝(Al2O3)、氧化钇(Y2O3)、氧化硅(SiO2)等,或其组合。RF电极130可以是或包括任何金属,诸如铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、钨(W)等或其组合。RF电极130的各种布置和构造在随后的附图中示出。
加热器110包括布置在介电导热材料中的一个或多个电阻加热元件134。电流可以流过一个或多个电阻加热元件134,该电阻加热元件134可以产生传导至半导体基板120的热能。
底板112包括偏压电极136和流体通道138。在本示例中,底板112包括单个偏压电极136,并且如后续示例详述的,底板112还可以包括多个偏压电极。偏压电极136上可以具有介电材料,以提供偏压电极136与其它部件直接接触的电隔离。流体通道138布置成埋入在偏压电极136中。流体通道138构造成允许流体(例如,液体)从中流过,以从半导体基板120移除和耗散热能。流体通道138可以称为冷却器。
处理工具100还包括布置在腔室102的内部容积104中的气体分配板140和气体喷头142。气体分配板140具有贯穿其中的开口,并且气体喷头142具有贯穿其中的开口。气体分配板140与气体喷头142电联接至接地节点(例如,电接地)。腔室102具有流体联接到气体供应系统146的气体入口144,并且具有流体联接到排气系统150的气体出口148。气体分配板140和气体喷头142相对于基板支撑件106定位在腔室102的内部容积104中,使得在半导体处理期间,气体从气体供应系统146流动通过气体入口144、通过形成为穿过气体分配板140的开口,并且接着通过形成为穿过气体喷头142的开口,到达内部容积104中的处理容积152。处理容积152布置在气体喷头142与基板支撑件106之间,并且通常是在半导体处理期间(使用流入处理容积152的气体)产生等离子体的位置。在半导体处理期间,布置在基板支撑件106的支撑表面116上的半导体基板120暴露于处理容积152中的等离子体。然后,气体可以流过气体出口148到达排气系统150,以从腔室102的内部容积104排出。
处理工具100包括电源系统,该电源系统包括RF电源系统160、数量为n的RF信号控制电路164、DC电源170、数量为n的隔离滤波器172以及数量为n的模拟求和器/加法器电路174。RF电源系统160可以包括RF发生器和RF匹配网络,并且构造成在RF电源系统160的输出节点上产生和输出RF信号,该RF信号可以是连续RF信号和/或脉冲RF信号。RF电源系统160的输出节点与RF信号控制电路164的输入节点电联接。如后详述的,每个RF信号控制电路164可以单独或独立控制,以基于从RF电源系统160接收的RF信号产生经调节的RF信号。由RF信号控制电路164产生的经调节的RF信号可以具有所接收RF信号的经调节的振幅(例如,通过RF信号控制电路164的增益,该增益可以具有大于、等于或小于1的大小)和/或可以具有相对于所接收RF信号的相位偏移。增益和/或相位偏移可以分别从相应RF信号控制电路164构造实现的一组增益和/或相位偏移中选择。每个RF信号控制电路164具有输出节点,该输出节点与相应模拟求和器/加法器电路174的第一输入节点电联接。DC电源170构造成在DC电源170的输出节点上产生并且输出DC电压。DC电源170的输出节点与隔离滤波器172的相应输入节点电联接,并且隔离滤波器172的输出节点与模拟求和器/加法器电路174的相应第二输入节点电联接。每个隔离滤波器172构造成抑制时变信号,诸如RF信号。例如,每个隔离滤波器172可以是低通滤波器。每个模拟求和器/加法器电路174构造成将来自相应RF信号控制电路164的经调节的RF信号与来自相应隔离滤波器172和DC电源170的DC电压求和或相加,并且在相应模拟求和器/加法器电路174的输出节点上输出所得RF/DC信号。每个模拟求和器/加法器电路174与ESC 108的相应RF电极130电联接。
在操作中,将由给定模拟求和器/加法器电路174输出的RF/DC信号施加至与模拟求和器/加法器电路174电联接的相应RF电极130。RF/DC信号的DC分量(由DC电源170产生)可以用于将半导体基板120吸附在基板支撑件106的支撑表面116上。RF/DC信号的RF分量(由相应RF信号控制电路164输出)可以用于产生和/或控制处理容积152中的等离子体。通过具有多个RF电极130,每个RF电极具有用于产生RF/DC信号的RF分量的相应独立可控的RF信号控制电路164,用于产生和控制等离子体的RF信号可以在基板支撑件106中的不同位置处不同。通过允许在不同位置处具有不同的RF信号,可以局部控制等离子体以促进均匀性增加,从而促进由半导体处理形成的所得结构的均匀性增加。为了清楚起见,如本文所用的,RF/DC信号可以包括DC分量而不包括RF分量,反之亦然;然而,在许多情况下,RF/DC信号包括RF分量和DC分量两者。
处理工具100包括RF电源系统180。RF电源系统180可以包括RF发生器和RF匹配网络,并且构造成在RF电源系统180的输出节点上产生并且输出RF信号,该RF信号可以是连续RF信号和/或脉冲RF信号。RF电源系统180的输出节点与底板112的偏压电极136电联接。本示例中的底板112可以与ESC 108中的RF电极130强电容耦合。因此,根据一些示例,底板112由RF电源系统180输出的RF信号而被施加偏压,以提高RF电极130的可驱动性,从而产生等离子体。
在一些示例中,RF电源系统180可以在与RF电源系统160相同的频率下操作。RF电源系统180在操作中输出RF信号,该RF信号具有相对于施加至RF电极130的RF/DC信号的RF分量的目标振幅和目标相位偏移。在一些示例中,由RF电源系统180输出的RF信号的振幅是施加至RF电极130的RF/DC信号的RF分量的平均振幅。此外,在一些示例中,由RF电源系统180输出的RF信号具有相位偏移,该相位偏移允许RF信号与RF/DC信号的RF分量的平均值同相。将这种RF信号施加至底板112的偏压电极136允许提高RF电极130的可驱动性,以产生和控制等离子体。在一些示例中,RF电源系统180可以在与RF电源系统160不同的频率下操作,以用于提供等离子体处理的双频操作。例如,RF电源系统180可以在比RF电源系统160的频率低的频率下操作。相对于较高频率RF,较低频率RF电场的功率可以与等离子体鞘层进行更多耦合。这种双频操作可以允许对输送至等离子体鞘层和主等离子体的RF功率的一小部分(fractions)进行调节。这可以对基板处的等离子体密度和离子能量提供相对独立的控制。
处理工具100包括控制器190。控制器190可以是或包括任何基于处理器的系统,该基于处理器的系统可以是或包括硬化处理器架构、软处理器(例如,在现场可编程门阵列(FPGA)的可编程结构上实现)、或其组合。例如,控制器190可以是或包括计算机、服务器、可编程逻辑控制器(PLC)等,或其组合。控制器190可以控制处理工具100的操作,并且可以编程为实现如本文所述的处理工具100的操作。其中,控制器190通信地联接到RF信号控制电路164。控制器190可以被编程为实现用于控制RF信号控制电路164的各种设定值。
尽管参照图1的处理工具100将RF电极130描述成实现为在腔室102中产生等离子体,但是RF电极130可以是其它处理工具(诸如ICP处理工具)中的基板支撑件中的偏压电极。本文描述的方面可以应用于控制等离子体的其它工具和构造。
图2、图3、图4、图5和图6分别是根据一些示例的RF电极230、330、430、530、630的布置200、300、400、500、600的布局图。图1的ESC 108中的RF电极130可以具有图2、图3、图4、图5和图6中所示的布置200、300、400、500、600中的任何布置,或任何其它布置。布置200、300、400、500、600示出在x-y平面中,该x-y平面平行于支撑半导体基板120的支撑表面116。各个布置200、300、400、500、600的边缘202、302、402、502、602为圆形,并且与基板支撑件106的支撑表面116的边缘相对应(例如,竖直对准)。可以实现边缘202、302、402、502、602的其它形状。各个布置200、300、400、500、600的中心204、304、404、504、604被示出并且与支撑表面116的中心相对应(例如,竖直对准)。
参照图2,布置200包括RF电极230。在一些示例中,布置200包括10至200个RF电极230。布置200是RF电极230的直线状栅格。在本示例中,除了与边缘202相交的RF电极230外,RF电极230为矩形(例如,正方形)。例如,边缘202处的RF电极230-1、230-2具有弧形侧边的并具有其它直线侧边。其它RF电极230(例如,RF电极230-3至230-8)为矩形(例如,具有直线侧边)。RF电极230-5、230-6、230-7、230-8被示为靠近布置200的中心204。介电材料240布置在相邻RF电极230之间,以防止相邻RF电极230之间的直接电接触。
参照图3,布置300包括RF电极330。在一些示例中,布置300包括6至200个RF电极330。布置300是RF电极330的分段同心环环绕分段内圆。在本示例中,每个RF电极330是圆的区段或同心环的区段。例如,靠近中心304的RF电极330-5、330-6各自是内圆的区段(例如,半圆),并且边缘302处的RF电极330-1、330-2各自是外同心环的区段。如图3所示,RF电极330的五个同心环环绕RF电极330-5、330-6的内圆的区段,并且在其它示例中,可以实现任意数量的同心环。同心环中的每个RF电极330在与起始于中心304的径向方向垂直的相应方向上与该同心环内的相邻RF电极分隔开。同心环中的每个RF电极330具有内弧形侧边、外弧形侧边和相对的直线侧边(例如,沿起始于中心304的径向方向延伸)。介电材料340布置在相邻RF电极330之间,以防止在相邻RF电极330之间直接电接触。
参照图4,布置400包括RF电极430。在一些示例中,布置400包括6至200个RF电极430。布置400是RF电极430的径向对准分段同心环环绕扇形分割式内圆(sectored innercircle)。在本示例中,每个RF电极430是圆的扇区或同心环的区段。布置400中的同心环的区段与内圆的扇区径向对准。在图4的所示示例中,布置400具有十二个扇区(例如,每个扇区为30°)。布置400中的内圆和每个同心环具有在十二个扇区中的每一个中的扇区或区段。在其它示例中可以实现其它数量的扇区。作为示例,靠近中心404的RF电极430-5、430-6各自是内圆的扇区,并且边缘402处的RF电极430-1、430-2各自是外同心环的区段。在其它布置中,RF电极的内圆可以是单个RF电极的整圆,而不是多个RF电极的扇形分割式圆(sectored circle)。图4示出了绕RF电极(例如,RF电极430-5、430-6)的内圆的五个RF电极430的同心环,并且在其它示例中,可以实现任意数量的同心环。每个RF电极430在与起始于中心404的径向方向垂直的相应方向上与相应内圆或同心环内的相邻RF电极分隔开。内圆中的每个RF电极430具有直线侧边(例如,沿起始于中心404的径向方向延伸)和外弧形侧边。同心环中的每个RF电极430具有内弧形侧边、外弧形侧边和相对的直线侧边(例如,沿起始于中心404的径向方向延伸)。介电材料440布置在相邻RF电极430之间,以防止相邻RF电极430之间的直接电接触。
参照图5,布置500包括RF电极530。在一些示例中,布置500包括5至200个RF电极530。布置500是RF电极530的分段同心环环绕完整内圆(full inner circle)。在本示例中,完整内圆RF电极530-5在中心504处,并且每个其它RF电极530是同心环的区段。图5示出了绕完整内圆RF电极530-5的两个RF电极530的同心环,并且在其它示例中,可以实现任意数量的同心环。同心环中的每个RF电极530在与起始于中心504的径向方向垂直的相应方向上与该同心环中的相邻RF电极530分隔开。完整内圆RF电极530-5具有侧周。同心圆中的每个RF电极530具有内弧形侧边、外弧形侧边和相对的直线侧边(例如,沿起始于中心504的径向方向延伸)。介电材料540布置在相邻RF电极530之间,以防止相邻RF电极530之间的直接电接触。
在图2、图3、图4和图5的布置200、300、400、500中,对于给定径向方向,从支撑表面116的中心到支撑表面116的外围,不同的RF电极布置为与平行于支撑表面116中的径向方向的轴线相交。在支撑表面116中平行于径向方向的这种轴线可以例如在布置200、300、400、500中分别从中心204、304、404、504到边缘202、302、402、502。例如,参照图2,RF电极230-1、230-5布置成与沿着线250从中心204到边缘202的轴线相交。类似地,例如,参照图3,RF电极330-1、330-6布置成与沿着线350从中心304到边缘302的轴线相交。参照图4,RF电极430-1和430-5布置成与沿着线450从中心404到边缘402的轴线相交。参照图5,RF电极530-1、530-5布置成与沿着线550从中心504到边缘502的轴线相交。通过将不同的RF电极布置在支撑表面116的中心和外围处,可以在中心和外围处施加不同的RF信号,以局部控制等离子体并且促进等离子体的均匀性。
参照图6,布置600包括RF电极630。布置600是RF电极630的扇形分割式圆。在本示例中,每个RF电极630是圆的扇区。在图6的所示示例中,布置600具有十二个扇区(例如,每个扇区为30°)。在其它示例中可以实现其它数量的扇区。每个RF电极630从中心604附近延伸至边缘602。每个RF电极630在与起始于中心604的径向方向垂直的相应方向上与相邻RF电极分隔开。每个RF电极630具有直线侧边(例如,沿起始于中心604的径向方向延伸)和外弧形侧边。介电材料640布置在相邻RF电极630之间,以防止相邻RF电极630之间的直接电接触。
图7A、图7B、图7C和图7D是根据一些示例的图2至图6的各种RF电极的布局图。示出图7A至图7D中的RF电极以说明各种侧边。图7A是RF电极730-1的布局图,该RF电极730-1可以是与图2中的边缘202相交的RF电极230。RF电极730-1具有顶点A1、B1、C1、D1。RF电极730-1具有弧形侧边A1-B1、直线侧边B1-C1、直线侧边C1-D1和直线侧边D1-A1。图7B是RF电极730-2的布局图,该RF电极730-2可以是作为图3、图4和图5中的同心环的区段的RF电极330、430、530。RF电极730-2具有顶点A2、B2、C2、D2。RF电极730-2具有外弧形侧边A2-B2、直线侧边B2-C2、内弧形侧边C2-D2和直线侧边D2-A2。图7C是RF电极730-3的布局图,该RF电极730-3可以是作为图3中的内圆的区段的RF电极330-5、330-6。RF电极730-3具有顶点A3、B3和弧点C3。RF电极具有直线侧边A3-B3和弧形侧边A3-C3-B3。图7D是RF电极730-4的布局图,该RF电极730-4可以是作为图4和图6中的圆的扇区的RF电极430、630。RF电极730-4具有顶点A4、B4、C4。RF电极730-4具有弧形侧边A4-B4、直线侧边B4-C4和直线侧边C4-A4。
在一些示例中,布置200、300、400、500、600中的每个RF电极230、330、430、530、630的每个侧边的尺寸小于施加至相应RF电极的相应RF信号(以及电磁场)的最小波长的2%。在一些示例中,RF信号可以是多频RF信号,因此,最小波长可以是在多频RF信号中具有最高频率的RF信号。
在一些示例中,布置200、300、400、500、600中的每个RF电极230、330、430、530、630的每个侧边的尺寸小于221.1mm,更特别地小于199.9mm,甚至进一步小于99.9mm。在一些示例中,布置200、300、400、500、600中的每个RF电极230、330、430、530、630的每个侧边的尺寸在大于50.0mm到小于221.1mm的范围内,更特别地在大于50.0mm到小于199.9mm的范围内,甚至进一步在大于50.0mm到小于99.9mm的范围内。图7A至图7D示出了示例RF电极730的侧边。另外,在存在的情况下,侧边可以包括整圆RF电极的圆周侧边(诸如图5中的RF电极530-5)和矩形RF电极的直线侧边(诸如图3中的RF电极330-5)。通过使侧边具有这种尺寸,可以减少由波长冲击引起的等离子体的不均匀性,并且可以减少电磁场振动。对于处理除半导体晶片之外的材料,可以改变基板支撑件的尺寸和形状以及RF电磁场的频率。仍然可以应用使用尺寸等于或小于RF波长的2%的多个RF电极以减少由于波长效应所造成的不均匀性的方法。
图8是根据一些示例的用于半导体处理的处理工具800的示意图。图8的处理工具800是图1的处理工具100的变型,因此,图中相同的附图标记表示相同部件。为了简洁,这里省略了对相同部件的描述。
处理工具800中的基板支撑件106的底板112包括数量为n的偏压电极836。底板112中的偏压电极836的布置与ESC 108中的RF电极130的布置相对应。例如,每个偏压电极836通常可以具有相同的形状,并且可以与相应RF电极130竖直对准(例如,在z方向上)。
处理工具800还包括数量为n的RF偏压控制电路888。每个RF偏压控制电路888具有与RF电源系统180的输出节点电联接的输入节点。与RF信号控制电路164类似,每个RF偏压控制电路888可以单独或独立控制,以基于从RF电源系统180接收的RF信号产生经调节的RF信号。由RF偏压控制电路888产生的经调节的RF信号可以具有所接收RF信号的经调节的振幅(例如,通过RF偏压控制电路888的增益,该增益可以具有大于、等于或小于1的大小)和/或可以具有相对于所接收RF信号的相位偏移。增益和/或相位偏移可以分别从相应RF偏压控制电路888构造实现的一组增益和/或相位偏移中选择。每个RF偏压控制电路888具有与相应偏压电极836电联接的输出节点。
在操作中,RF电源系统180将RF偏压信号输出至RF偏压控制电路888。RF偏压信号基于RF电源系统180输出的RF信号产生,并且可以具有例如由RF电源系统180的RF匹配网络根据RF电源系统160输出的RF信号匹配的频率、相位和振幅。RF偏压控制电路888将RF偏压信号调节为相应的经调节的RF偏压信号,以具有目标增益和目标相位偏移。经调节的RF偏压信号由相应RF偏压控制电路888输出至相应偏压电极836。由相应RF偏压控制电路888输出的经调节的RF偏压信号可以具有与由相应RF信号控制电路164输出的RF信号相对应的振幅和相位偏移。例如,由RF偏压控制电路888-1输出的经调节的RF偏压信号可以具有与由RF信号控制电路164-1输出的RF信号相对应的振幅和相位偏移,并且由RF偏压控制电路888-n输出的经调节的RF偏压信号可以具有与由RF信号控制电路164-n输出的RF信号相对应的振幅和相位偏移。
通过具有多个偏压电极836,每个偏压电极具有用于产生经调节的RF偏压信号的相应独立可控的RF偏压控制电路888,用于向基板支撑件106施加偏压的RF偏压信号可以在基板支撑件106中的不同位置处不同。通过允许在不同位置处具有不同的RF偏压信号,可以使RF电极130的可驱动性更精确并且可以提高可驱动性,以促进等离子体均匀性增加,从而增加由半导体处理形成的所得结构的均匀性。
图9是根据一些示例的用于半导体处理的处理工具900的示意图。图9的处理工具900是图1的处理工具100的变型,因此,图中相同的附图标记表示相同的部件。为了简洁,这里省略了对相同部件的描述。
基板支撑件106还包括中间板902。在所示构造中,加热器110布置在底板112上方和之上;中间板902布置在加热器110上方和之上;并且ESC 108布置在中间板902上方和之上。ESC 108包括吸附电极904。吸附电极904构造成被施加DC电压以用于吸附。ESC 108可以包括介电材料,该介电材料涂覆吸附电极904以提供与吸附电极904之间的直接接触的电隔离。中间板902包括数量为n的RF电极130。如前所述,RF电极130构造成被施加RF电压信号。中间板902可以包括涂覆RF电极130的介电材料,以提供与RF电极130之间的直接接触的电隔离。
DC电源170的输出节点(例如,正输出节点和负输出节点)与隔离滤波器172的输入节点电联接,并且隔离滤波器172的输出节点与相应吸附电极904电联接。隔离滤波器172可以是例如低通滤波器。DC电源170可以选择性接通和断开,以吸附和释放半导体基板120。
每个RF信号控制电路164具有与相应RF电极130电联接的输出节点。在图9的处理工具900中,可以将相应RF信号施加至RF电极130(例如,以产生和/或控制等离子体),同时可以将DC电压施加至吸附电极904(例如,用于吸附半导体基板)。
在一些示例中,处理工具可以与图9的处理工具900类似,但与关于图8的处理工具800所述那样具有包括数量为n的偏压电极836的底板112以及RF电源系统180和RF偏压控制电路888。
图10是根据一些示例的处理工具100、800、900的RF功率系统1000的示意图。RF功率系统1000包括RF电源系统160、RF信号控制电路164、模拟求和器/加法器电路174以及RF电极130。每个RF信号控制电路164包括相应电压/功率控制电路1002和相应相位控制电路1004。例如,RF信号控制电路164-1包括电压/功率控制电路1002-1和相位控制电路1004-1,并且RF信号控制电路164-n包括电压/功率控制电路1002-n和相位控制电路1004-n。每个电压/功率控制电路1002具有输入节点,该输入节点是相应RF信号控制电路164的输入节点,并且与RF电源系统160的输出节点电联接。每个电压/功率控制电路1002具有与相应相位控制电路1004的输入节点电联接的输出节点。每个相位控制电路1004具有输出节点,该输出节点是与相应模拟求和器/加法器电路174的第一输入节点电联接的相应RF信号控制电路164的输出节点。相应RF信号控制电路164的电压/功率控制电路1002和相位控制电路1004与例如控制器190通信联接,以接收用于相应RF信号控制电路164的一个或多个设定值。一个或多个设定值是选择性地配置电压/功率控制电路1002的增益和相位控制电路1004的相位偏移的数字或代码。
在一些示例中,电压/功率控制电路1002可以包括放大器和可选择性配置的阻抗网络,该可选择性配置的阻抗网络构造成接收RF信号并且输出相对于所接收RF信号的增益调节RF信号。例如,可选择性配置的阻抗网络可以包括多个并联开关电阻器。例如,开关电阻器可以包括与晶体管的沟道串联电连接的电阻器。例如,可以是设定值的比特(bit)或从解码设定值产生的比特的信号可以施加至晶体管的栅极,以选择性使晶体管的沟道处于导通状态或非导通状态。通过选择性并联电连接和/或断开电阻器,可以选择性地配置电压/功率控制电路1002的增益。本领域普通技术人员将容易理解电压/功率控制电路1002的配置以及如何可以选择性地配置这种电压/功率控制电路1002以实现不同的增益,该不同增益可以通过使用诸如电阻器、电容器和/或电感器等阻抗元件的任意组合来实现。
类似地,在一些示例中,相位控制电路1004可以包括放大器和可选择性配置的阻抗网络,该可选择性配置的阻抗网络构造成接收RF信号并且输出相对于所接收RF信号的相位偏移调节RF信号。可选择性配置的阻抗网络可以包括多个并联开关阻抗元件,该多个并联开关阻抗元件包括例如电阻器、电容器和/或电感器。例如,可以是设定值的比特或从解码设定值产生的比特的信号可以施加至晶体管的栅极,以选择性使晶体管的沟道处于导通状态或非导通状态。通过选择性并联电连接和/或断开阻抗元件,可以选择性地配置相位控制电路1004的相位偏移。本领域普通技术人员将容易理解相位控制电路1004的配置以及如何可以选择性地配置这种相位控制电路1004以实现不同相位偏移。
图11是根据一些示例的可以利用处理工具100、800、900来实现的RF功率系统1100的示意图。图11的RF功率系统1100是图10的RF功率系统1000的变型。RF功率系统1100是多频RF功率系统。RF功率系统1100包括数量为p的RF电源系统,其中示出两个RF电源系统(例如,RF电源系统160-1、160-2)。每个RF电源系统160构造成以目标频率产生RF信号,并且RF电源系统160的目标频率可以不同。例如,RF电源系统160-1的目标频率可以是13.56MHz,并且RF电源系统160-2的目标频率可以是60MHz。
RF功率系统1100包括用于每个RF电源系统160的数量为n的RF信号控制电路164。总体上,RF功率系统1100包括数量为(n×p)的RF信号控制电路164。在图示中,每个RF信号控制电路164附加有“-ij”标记,其中i表示给定RF信号控制电路164与哪个RF电极130相关联,并且j表示给定RF信号控制电路164与哪个RF电源系统相关联。每个RF信号控制电路164包括电压/功率控制电路1002和相位控制电路1004,并且构造为如上文关于图10所述那样。
对于每个RF电源系统160,各个RF电源系统160的输出节点与数量为n的RF信号控制电路164的输入节点电联接,该RF信号控制电路164与该RF电源系统160相关联。每个RF信号控制电路164具有与相应RF隔离滤波器1102的输入节点电联接的输出节点(该输出节点具有与RF信号控制电路164类似的附加标记)。每个RF隔离滤波器1102构造成使具有由相关联RF电源系统160产生的RF信号的目标频率的RF信号通过。每个RF隔离滤波器1102可以移除或减弱除具有目标频率的信号之外的任何信号。例如,RF隔离滤波器1102可以是以由相关联RF电源系统160产生的RF信号的频率为中心的带通滤波器。
RF功率系统1100包括数量为n的模拟求和器/加法器电路1074。每个模拟求和器/加法器电路1074具有数量为(p+1)的输入节点,并且与相应RF电极130相关联。与给定RF电极130相关联的相应RF隔离滤波器1102的输出节点电联接至与该给定RF电极130相关联的模拟求和器/加法器电路1074的相应输入节点。另外,每个模拟求和器/加法器电路1074的相应输入节点与DC电源170的输出节点电联接。每个模拟求和器/加法器电路1074构造成将从相应RF隔离滤波器1102接收的数量为p的RF信号与从DC电源170接收的DC电压相加,以产生RF/DC信号。每个模拟求和器/加法器电路1074具有与RF电极130电联接的输出节点,模拟求和器/加法器电路1074与该RF电极相关联。由模拟求和器/加法器电路1074产生的RF/DC信号在输出节点上输出至RF电极130。通过具有产生具有不同频率的RF信号的多个RF电源系统160,RF/DC信号可以包括施加至RF电极130的多个RF分量。鉴于前文所述,包括对图10的RF功率系统1000的描述,RF功率系统1100的其它方面对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。
图12示出了根据一些示例的基于处理器的系统1200。基于处理器的系统1200可以是或包括计算机、服务器、可编程逻辑控制器(PLC)等或其组合。基于处理器的系统1200可以实现为控制器190或任何其它基于处理器的系统,以实施本文所述的任何操作。基于处理器的系统1200包括一个或多个处理器1202、存储器系统1212、通信总线1222、一个或多个输入/输出(I/O)接口1232、以及网络接口1242。
每个处理器1202可以包括一个或多个处理器核1204。每个处理器1202和/或处理器核1204可以是例如硬化处理器,诸如中央处理单元(CPU)、精简指令集计算(RISC)处理器、复杂指令集计算(CISC)处理器、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)等或其组合,或者在诸如现场可编程门阵列(FPGA)等可编程逻辑上实现的软处理器。
存储器系统1212包括一个或多个存储器控制器1214和存储器1216。存储器控制器1214构造成控制对特定存储器1216或存储器1216的子集的读取和/或写入访问。存储器1216可以包括主存储器、盘存储装置或其任何合适组合。存储器1216可以包括任何类型的易失性或非易失性存储器,诸如动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、固态存储装置等。存储器1216是非暂时性机器可读存储介质。指令1218被储存在存储器1216中。指令1218可以是机器可执行代码(例如,机器代码),并且可以包括固件、软件、程序、应用或其它机器可执行代码。指令1218可以例如体现为软件模块1220,软件模块1220在由一个或多个处理器1202执行该指令1218时执行本文所述的各种功能和操作。
一个或多个I/O接口1232构造成与一个或多个I/O设备1234电联接和/或通信联接。I/O设备1234包括RF信号控制电路164和在如果适用的情况下的RF偏压控制电路888。RF信号控制电路164和RF偏压控制电路888可以经由I/O接口1232接收相应设定值。其它示例I/O设备1234包括键盘、鼠标、显示设备、打印机等。一个或多个I/O接口1232可以包括连接器或耦合电路,诸如工业应用连接、通用串行总线(USB)连接、高清多媒体接口(HDMI)连接、蓝牙电路等。
网络接口1242构造成与网络1244通信联接。网络接口1242可以包括用于有线通信的电路,诸如以太网连接,和/或可以包括用于无线通信的电路,诸如用于通信的电路。例如,与网络1244通信联接的一个或多个计算机和/或服务器可以经由网络1244和网络接口1242将工法(recipe)、处理条件等发送至基于处理器的系统1200。
通信总线1222与一个或多个处理器1202、存储器系统1212、一个或多个I/O接口1232以及网络接口1242通信连接。各个部件可以经由通信总线1222在彼此之间通信。通信总线1222可以诸如通过包括仲裁器以仲裁通信来控制通信流。
图13是根据一些示例的半导体处理的方法1300的流程图。可以使用先前描述的处理工具100、800、900来实施方法1300。方法1300的操作可以由控制器190启动和/或控制(例如,通过由一个或多个处理器1202执行指令1218)。在框1302处,将半导体基板120传送至处理工具100、800、900的腔室102中,并且传送至腔室102中的基板支撑件106(例如,ESC 108)上。基板支撑件106(例如,ESC 108或中间板902)包括如上所述的数量为n的RF电极130。通过将DC电压施加到图1或图8的处理工具100、800中的RF电极130,或者通过将DC电压施加至图9的处理工具900中的吸附电极904(例如,以吸附半导体基板120),可以将半导体基板120固定至基板支撑件106。在图1或图8的处理工具100、800中,可以使用如上所述的相应RF/DC信号将DC电压施加至RF电极130,其中在半导体基板120首次固定至ESC 108时,RF/DC信号可能不包括RF分量。
在框1304处,在处理工具100、800、900的腔室102中执行等离子体半导体处理。等离子体半导体处理可以是例如刻蚀处理、沉积处理或任何其它适用处理。示例性等离子体半导体处理包括溅射、PVD、MDP、PECVD、IBE和RIE。框1304包括在框1306处在腔室102的处理容积152中产生等离子体。半导体基板120可以暴露于处理容积152中的等离子体。可以通过使气体流入腔室102(例如,从气体供应系统146并且通过气体入口144、气体分配板140和气体喷头142)并且将相应RF/DC信号(该相应RF/DC信号各自包括RF分量)或相应RF信号施加至RF电极130来产生等离子体。等离子体可以通过RF电极130上的RF分量或RF信号以及接地的气体喷头142而产生。框1304还包括在框1308处通过调节施加至基板支撑件106中的RF电极130的RF信号的振幅和/或相位来控制等离子体。尽管为了便于参考而单独描述,但是可以通过一个或多个相同操作来实施框1306、1308。在一些示例中,控制等离子体可以相对于半导体基板120的中心而在半导体基板120的外围处对等离子体进行控制。在一些示例中,通过将具有不同的相应RF分量的RF/DC信号或不同的相应RF信号施加至位于半导体基板120的边缘处或附近以及半导体基板120的中心附近的不同的RF电极130,可以在半导体基板120的外围和中心之间对等离子体进行不同控制。可以通过选择性地配置RF信号控制电路164来实现不同的RF分量或信号,以产生相应的经调节的RF信号,该相应的经调节的RF信号可以具有不同的振幅、相位偏移或其任何组合。可以根据从控制器190发送至RF信号控制电路164的设定值来选择性地配置RF信号控制电路164。另外,可以在框1306、1308期间执行对一个或多个偏压电极136、836施加偏压。施加偏压可以包括如在处理工具100中那样向单个偏压电极136施加RF偏压信号,或者如在处理工具800中那样向多个偏压电极836施加相应RF偏压信号。
在框1310处,等离子体半导体处理结束,并且将半导体基板120传送出处理工具100、800、900的腔室102。在等离子体半导体处理结束时,DC/RF信号的RF分量或RF信号可以停止施加至RF电极130(例如,关闭一个或多个RF电源系统160),并且气体可以停止供应至腔室102中并且可以排出腔室102。另外,一个或多个RF偏压信号可以停止施加至一个或多个偏压电极136、836。还可以停止RF/DC信号的DC分量(例如,通过关闭DC电源170)以从ESC108释放半导体基板120。此后,可以将半导体基板120传送出腔室102。
图14是根据一些示例的用于半导体处理的方法1400的流程图。在框1402处,使用处理工具100、800、900对多个第一半导体基板(例如,一批或多批半导体基板)执行如关于图13所述的等离子体半导体处理。执行具有第一处理条件的等离子体处理。第一处理条件包括RF信号控制电路164的设定值以及在如果适用的情况下的RF偏压控制电路888的设定值。基于这些设定值,在等离子体半导体处理期间,将RF/DC信号的RF分量或RF信号施加至相应RF电极130,并且在等离子体半导体处理期间,将一个或多个RF信号施加至一个或多个偏压电极136、836。
在框1404处,测量在等离子体半导体处理期间与RF电极130的一个或多个第一RF电极130的相应位置相对应的多个第一半导体基板的相应第一特性,并且在框1406处,测量在等离子体半导体处理期间与RF电极130的一个或多个第二RF电极130的相应位置相对应的多个第一半导体基板的相应第二特性。一个或多个第一RF电极130的一个或多个位置与一个或多个第二RF电极130的一个或多个位置不同。在一些示例中,一个或多个第一位置可以在等离子体半导体处理期间靠近多个第一半导体基板的相应中心,并且一个或多个第二位置可以在等离子体半导体处理期间靠近多个第一半导体基板的相应边缘。第一特性和第二特性可以是相同的特征或部件;使用“第一”和“第二”是为了便于参考。测量可以由计量工具执行。在一些示例中,第一特性和第二特性可以是或包括由等离子体半导体处理刻蚀的凹入部的轮廓角。在一些示例中,第一特性和第二特性可以是或包括由等离子体半导体处理刻蚀的凹入部的深度。在一些示例中,第一特性和第二特性可以是或包括由等离子体半导体处理沉积的膜的厚度。可以测量其它特性。第一特性和第二特性之间的变化可以指示当处理多个第一基板时等离子体半导体处理中的等离子体的不均匀性。
在框1408处,使用一个或多个基于处理器的系统来确定在对多个第二半导体基板执行等离子体半导体处理时要在处理工具中应用的第二处理条件。基于在框1404、1406中测量的第一特性和第二特性(诸如第一特性和第二特性之间的差异)来确定第二处理条件。第二处理条件分别是与第一处理条件相同类型的处理条件,尽管第一处理条件和第二处理条件的值或数据可以不同。作为示例,运行先进处理控制(APC)算法的基于处理器的系统可以确定要施加至相应RF电极130的DC/RF信号的RF分量或RF信号的振幅和相位偏移,以及要施加至一个或多个相应偏压电极136、836的一个或多个RF偏压信号的一个或多个振幅和一个或多个相位偏移。运行APC算法的基于处理器的系统然后可以确定用于设定RF信号控制电路164并且在适用的情况下设定RF偏压控制电路888的设定值。
在框1410处,将第二处理条件应用于执行等离子体半导体处理的处理工具。例如,运行APC算法的基于处理器的系统可以将第二处理条件(例如,经由网络1244)发送至控制器190。控制器190可以重置等离子体半导体处理的工法以具有第二处理条件,并且可以将第二处理条件(例如,设定值)发送至RF信号控制电路164和在适用情况下的RF偏压控制电路888,这使得这些电路基于第二处理条件而被选择性地配置。
在框1412处,使用处理工具100、800、900对多个第二半导体基板执行等离子体半导体处理。在第二处理条件下执行等离子体处理。基于第二处理条件的设定值,在等离子体半导体处理期间将RF/DC信号的RF分量施加至RF电极130,并且在等离子体半导体处理期间将一个或多个RF偏压信号施加至一个或多个偏压电极136、836。
第一示例是用于半导体处理的处理工具。处理工具包括腔室和基板支撑件。腔室具有在腔室内的内部容积。基板支撑件布置在腔室中的内部容积中。基板支撑件包括支撑表面,该支撑表面构造成在腔室中的内部容积中支撑半导体基板。基板支撑件包括多个射频(RF)电极。多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于施加至相应RF电极的RF信号的波长的2%。各尺寸在平行于支撑表面的平面中。多个RF电极构造成至少部分控制腔室中的内部容积中的等离子体。
在第一示例的处理工具中,多个RF电极中的每个RF电极可以构造成被施加电压,该电压独立于施加至多个RF电极中的每个其它RF电极的每个其它电压。
在第一示例的处理工具中,多个RF电极还可以构造成被施加直流(DC)电压,以用于将半导体基板吸附在支撑表面上。
在第一示例的处理工具中,基板支撑件可以包括静电卡盘。静电卡盘可以包括多个RF电极。基板支撑件还可以包括在静电卡盘下方的底板,并且该底板可以具有单个偏压电极,该单个偏压电极构造成被施加偏压RF信号。
在第一示例的处理工具中,基板支撑件可以包括静电卡盘,并且静电卡盘可以包括多个RF电极。基板支撑件还可以包括在静电卡盘下方的底板,并且底板可以包括多个偏压电极。多个偏压电极中的每个偏压电极可以构造成被施加相应偏压信号,该偏压信号独立于施加至多个偏压电极中的每个其它偏压电极的每个其它偏压信号。
第一示例的处理工具还可以包括RF电源系统和多个RF信号控制电路。RF电源系统可以构造成在RF电源系统的输出节点上输出RF信号。多个RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路可以具有与RF电源系统的输出节点电联接的输入节点,并且可以具有与多个RF电极中的相应一个RF电极电联接的输出节点。多个RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路可以是可控的,以调节RF信号的振幅和相位,并且在相应RF信号控制电路的输出节点上输出相对应的经调节的RF信号。另外,处理工具可以包括控制器。控制器可以包括一个或多个处理器和非暂时性存储器。非暂时性存储器可以包括储存的指令,当该指令由一个或多个处理器执行时,该指令使一个或多个处理器控制多个RF信号控制电路以调节相应振幅和相应相位。
在第一示例的处理工具中,多个RF电极可以布置成直线网格。
在第一示例的处理工具中,多个RF电极可以布置成分段同心环环绕分段内圆。
在第一示例的处理工具中,多个RF电极可以布置成径向对准分段同心环环绕扇形分割式内圆。
在第一示例的处理工具中,多个RF电极可以布置成分段同心环环绕完整内圆。
在第一示例的处理工具中,多个RF电极可以布置成扇形分割式圆。
在第一示例的处理工具中,多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸可以等于或小于221.1毫米。各尺寸可以在平行于支撑表面的平面中。
在第一示例的处理工具中,多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸可以等于或小于199.9毫米。各尺寸可以在平行于支撑表面的平面中。
在第一示例的处理工具中,多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸可以在50.0毫米至221.1毫米的范围内。各尺寸可以在平行于支撑表面的平面中。
在第一示例的处理工具中,多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸可以在50.0毫米至199.9毫米的范围内。各尺寸可以在平行于支撑表面的平面中。
第二示例是用于半导体处理的处理工具。处理工具包括腔室和基板支撑件。腔室具有在腔室内的内部容积。基板支撑件布置在腔室中的内部容积中。基板支撑件包括支撑表面,该支撑表面构造成在腔室中的内部容积中支撑半导体基板。基板支撑件包括多个射频(RF)电极,该多个射频(RF)电极构造成至少部分控制腔室中的内部容积中的等离子体。多个RF电极中的第一RF电极布置为靠近支撑表面的中心,并且多个RF电极中的第二RF电极布置为靠近支撑表面的外围。第一RF电极和第二RF电极在中心和外围之间与平行于支撑表面中的径向方向的轴线横向相交。
在第二示例的处理工具中,多个RF电极中的每个RF电极可以构造成被施加电压,该电压独立于施加至多个RF电极中的每个其它RF电极的每个其它电压。
在第二示例的处理工具中,多个RF电极还可以构造成被直流(DC)电压,以用于将半导体基板吸附在支撑表面上。
在第二示例的处理工具中,基板支撑件可以包括静电卡盘,并且静电卡盘可以包括多个RF电极。基板支撑件还可以包括在静电卡盘下方的底板,并且该底板可以具有单个偏压电极,该单个偏压电极构造成被施加偏压RF信号。
在第二示例的处理工具中,基板支撑件可以包括静电卡盘,并且静电卡盘可以包括多个RF电极。基板支撑件还可以包括在静电卡盘下方的底板,并且底板可以包括多个偏压电极。多个偏压电极中的每个偏压电极可以构造成被施加相应偏压信号,该偏压信号独立于施加至多个偏压电极中的每个其它偏压电极的每个其它偏压信号。
第二示例的处理工具还可以包括RF电源系统和多个RF信号控制电路。RF电源系统可以构造成在RF电源系统的输出节点上输出RF信号。多个RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路可以具有与RF电源系统的输出节点电联接的输入节点,并且可以具有与多个RF电极中的相应一个RF电极电联接的输出节点。多个RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路可以是可控的,以调节RF信号的振幅和相位,并且在相应RF信号控制电路的输出节点上输出相对应的经调节的RF信号。另外,处理工具可以包括控制器。控制器可以包括一个或多个处理器和非暂时性存储器。非暂时性存储器可以包括储存的指令,当该指令由一个或多个处理器执行时,该指令使一个或多个处理器控制多个RF信号控制电路以调节相应振幅和相应相位。
在第二示例的处理工具中,多个RF电极可以布置成直线网格。
在第二示例的处理工具中,多个RF电极可以布置成分段同心环环绕分段内圆。
在第二示例的处理工具中,多个RF电极可以布置成径向对准分段同心环环绕扇形分割式内圆。
在第二示例的处理工具中,多个RF电极可以布置成分段同心环环绕完整内圆。
在第二示例的处理工具中,多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸可以等于或小于221.1毫米。各尺寸可以在平行于支撑表面的平面中。
在第二示例的处理工具中,多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸可以等于或小于199.9毫米。各尺寸可以在平行于支撑表面的平面中。
在第二示例的处理工具中,多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸可以在50.0毫米至221.1毫米的范围内。各尺寸可以在平行于支撑表面的平面中。
在第二示例的处理工具中,多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸可以在50.0毫米至199.9毫米的范围内。各尺寸可以在平行于支撑表面的平面中。
第三示例是用于半导体处理的处理工具。处理工具包括腔室和基板支撑件。腔室具有在腔室内的内部容积。基板支撑件布置在腔室中的内部容积中。基板支撑件包括支撑表面,该支撑表面构造成在腔室中的内部容积中支撑半导体基板。基板支撑件包括多个射频(RF)电极,该多个射频(RF)电极构造成至少部分控制腔室中的内部容积中的等离子体。多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于221.1毫米,并且各尺寸在平行于支撑表面的平面中。
在第三示例的处理工具中,多个RF电极中的每个RF电极可以构造成被施加电压,该电压独立于施加至多个RF电极中的每个其它RF电极的每个其它电压。
在第三示例的处理工具中,多个RF电极还可以构造成被施加直流(DC)电压,以用于将半导体基板吸附在支撑表面上。
在第三示例的处理工具中,基板支撑件可以包括静电卡盘,并且静电卡盘可以包括多个RF电极。基板支撑件还可以包括在静电卡盘下方的底板,并且该底板可以具有单个偏压电极,该单个偏压电极构造成被施加偏压RF信号。
在第三示例的处理工具中,基板支撑件可以包括静电卡盘,并且静电卡盘可以包括多个RF电极。基板支撑件还可以包括在静电卡盘下方的底板,并且底板可以包括多个偏压电极。多个偏压电极中的每个偏压电极可以构造成被施加相应偏压信号,该偏压信号独立于施加至多个偏压电极中的每个其它偏压电极的每个其它偏压信号。
第三示例的处理工具还可以包括RF电源系统和多个RF信号控制电路。RF电源系统可以构造成在RF电源系统的输出节点上输出RF信号。多个RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路可以具有与RF电源系统的输出节点电联接的输入节点,并且可以具有与多个RF电极中的相应一个RF电极电联接的输出节点。多个RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路可以是可控的,以调节RF信号的振幅和相位,并且在相应RF信号控制电路的输出节点上输出相对应的经调节的RF信号。另外,处理工具可以包括控制器。控制器可以包括一个或多个处理器和非暂时性存储器。非暂时性存储器可以包括储存的指令,当该指令由一个或多个处理器执行时,该指令使一个或多个处理器控制多个RF信号控制电路以调节相应振幅和相应相位。
在第三示例的处理工具中,多个RF电极可以布置成直线网格。
在第三示例的处理工具中,多个RF电极可以布置成分段同心环环绕分段内圆。
在第三示例的处理工具中,多个RF电极可以布置成径向对准分段同心环环绕扇形分割式内圆。
在第三示例的处理工具中,多个RF电极可以布置成分段同心环环绕完整内圆。
在第三示例的处理工具中,多个RF电极可以布置成扇形分割式圆。
在第三示例的处理工具中,多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸可以大于50.0毫米。各尺寸可以在平行于支撑表面的平面中。
在第三示例的处理工具中,多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸可以等于或小于199.9毫米。各尺寸可以在平行于支撑表面的平面中。
在第三示例的处理工具中,多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸可以在50.0毫米至199.9毫米的范围内。各尺寸可以在平行于支撑表面的平面中。
第四示例是半导体处理的方法。该方法包括:在处理工具的腔室的处理容积中产生等离子体。基板支撑件布置在腔室中,并且在支撑表面上支撑半导体基板。半导体基板暴露于等离子体。该方法还包括控制等离子体,包括将相应射频(RF)信号施加至布置在基板支撑件中的多个RF电极。
在第四示例的方法中,多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于施加至相应RF电极的RF信号的波长的2%。
第四示例的方法还可以包括将半导体基板吸附在基板支撑件上,包括向多个RF电极施加直流(DC)电压。
第四示例的方法还可以包括将偏压RF信号施加至底板的偏压电极。基板支撑件可以包括静电卡盘,并且该静电卡盘可以包括多个RF电极。基板支撑件还可以包括布置在静电卡盘下方的底板,并且底板可以具有单个偏压电极。
第四实例的方法还可以包括将多个偏压RF信号施加至底板的相应偏压电极。基板支撑件可以包括静电卡盘,并且该静电卡盘可以包括多个RF电极。基板支撑件还可以包括布置在静电卡盘下方的底板,并且底板可以包括偏压电极。
第四示例的方法还可以包括通过RF电源系统来产生初始RF信号,并且通过多个RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路,调节初始RF信号的振幅、相位偏移或其组合,以产生施加至多个RF电极的RF信号中的相应RF信号。
在第四示例的方法中,多个RF电极中的第一RF电极可以布置为靠近半导体基板的中心,并且多个RF电极中的第二RF电极可以布置为靠近半导体基板的外围。第一RF电极和第二RF电极在中心和外围之间与平行于支撑表面中的径向方向的轴线横向相交。
在第四示例的方法中,多个RF电极可以布置成直线网格。
在第四示例的方法中,多个RF电极可以布置成分段同心环环绕分段内圆。
在第四示例的方法中,多个RF电极可以布置成径向对准分段同心环环绕扇形分割式内圆。
在第四示例的方法中,多个RF电极可以布置成分段同心环环绕完整内圆。
在第四示例的处理工具中,多个RF电极可以布置成扇形分割式圆。
在第四示例的方法中,多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸可以等于或小于221.1毫米。各尺寸可以在平行于支撑表面的平面中。
在第四示例的方法中,多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸可以等于或小于199.9毫米。各尺寸可以在平行于支撑表面的平面中。
在第四示例的方法中,多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸可以在50.0毫米至221.1毫米的范围内。各尺寸可以在平行于支撑表面的平面中。
在第四示例的方法中,多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸可以在50.0毫米至199.9毫米的范围内。各尺寸可以在平行于支撑表面的平面中。
第五示例是半导体处理的方法。该方法包括使用处理工具对多个第一基板执行具有第一处理条件的等离子体半导体处理。处理工具包括基板支撑件,该基板支撑件构造成在等离子体半导体处理期间支撑基板。基板支撑件包括多个射频(RF)电极,该多个射频(RF)电极构造成至少部分控制等离子体半导体处理的等离子体。第一处理条件与在等离子体半导体处理期间施加至多个RF电极的RF信号的振幅和相位相对应。该方法包括测量在等离子体半导体处理期间与多个RF电极中的第一RF电极的第一位置相对应的多个第一基板的相应第一特性。第一特性由等离子体半导体处理形成。该方法包括测量在等离子体半导体处理期间与多个RF电极中的第二RF电极的第二位置相对应的多个第一基板的相应第二特性。第二特性由等离子体半导体处理形成。第二位置与第一位置不同。该方法包括通过基于处理器的系统基于第一特性和第二特性来确定在对多个第二基板执行等离子体半导体处理时要应用的第二处理条件。该第二处理条件与在等离子体半导体处理期间施加至多个RF电极的RF信号的振幅和相位相对应。该方法包括使用处理工具对多个第二基板执行具有第二处理条件的等离子体半导体处理。
在第五示例的方法中,对于多个第一基板中的每个基板,第一特性可以包括与第一位置相对应的刻蚀至相应基板中的凹入部的第一轮廓角,并且对于多个第一基板中的每个基板,第二特性可以包括与第二位置相对应的刻蚀至相应基板中的凹入部的第二轮廓角。
在第五示例的方法中,对于多个第一基板中的每个基板,第一特性可以包括与第一位置相对应的刻蚀至相应基板中的凹入部的第一深度,并且对于多个第一基板中的每个基板,第二特性可以包括与第二位置相对应的刻蚀至相应基板中的凹入部的第二深度。
在第五示例的方法中,对于多个第一基板中的每个基板,第一特性可以包括与第一位置相对应的沉积在相应基板上的膜的第一厚度,并且对于多个第一基板中的每个基板,第二特性可以包括与第二位置相对应的膜的第二厚度。
第六示例是用于半导体处理的功率系统。功率系统包括第一RF电源系统和多个第一RF信号控制电路。多个第一RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路具有(i)输入节点,该输入节点与第一RF电源系统的输出节点电联接,以及(ii)输出节点,该输出节点构造成与处理工具的静电卡盘的相应RF电极电联接。多个第一RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路构造成可控的,以改变在相应输入节点上接收的RF信号的振幅和相位,并且基于在相应输入节点上接收的RF信号来在相应RF信号控制电路的输出节点上输出RF信号。多个第一RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路可以独立于多个第一RF信号控制电路中的每个其它RF信号控制电路进行控制。
在第六示例中,功率系统还可以包括多个模拟求和器/加法器电路。模拟求和器/加法器电路的每个模拟求和器/加法器电路包括第一输入节点、第二输入节点和输出节点。相应模拟求和器/加法器电路的第一输入节点与多个第一RF信号控制电路的相应RF信号控制电路的输出节点电联接。模拟求和器/加法器电路的第二输入节点构造成与DC电源电联接。多个模拟求和器/加法器电路中的每个模拟求和器/加法器电路的输出节点构造成与静电卡盘的相应RF电极电联接。
在第六示例中,功率系统还可以包括第二RF电源系统、多个第二RF信号控制电路、多个第一隔离滤波器、多个第二隔离滤波器以及多个模拟求和器/加法器电路。多个第二RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路具有(i)输入节点,该输入节点与第二RF电源系统的输出节点电联接,以及(ii)输出节点,该输出节点构造成与处理工具的静电卡盘的相应RF电极电联接。多个第二RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路构造成可控的,以改变在相应输入节点上接收的RF信号的振幅和相位,并且基于在相应输入节点上接收的RF信号来在相应RF信号控制电路的输出节点上输出RF信号。多个第二RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路可以独立于多个第二RF信号控制电路中的每个其它RF信号控制电路进行控制。多个第一隔离滤波器中的每个隔离滤波器具有输入节点和输出节点。多个第一隔离滤波器的相应隔离滤波器的输入节点与多个第一RF信号控制电路的相应一个RF信号控制电路的输出节点电联接。多个第二隔离滤波器中的每个隔离滤波器具有输入节点和输出节点。多个第二隔离滤波器的相应隔离滤波器的输入节点与多个第二RF信号控制电路的相应一个RF信号控制电路的输出节点电联接。多个模拟求和器/加法器电路的每个模拟求和器/加法器电路包括第一输入节点、第二输入节点和输出节点。多个模拟求和器/加法器电路的相应求和器/加法器电路的第一输入节点与多个第一隔离滤波器的隔离滤波器的输出节点电联接。多个模拟求和器/加法器电路的相应求和器/加法器电路的第二输入节点与多个第二隔离滤波器的相应隔离滤波器的输出节点电联接。多个模拟求和器/加法器电路中的每个模拟求和器/加法器电路的输出节点构造成与静电卡盘的相应RF电极电联接。
尽管已经对各种示例进行详细描述,但应当理解的是,在不脱离由所附权利要求限定的范围的情况下,可以对各种示例进行各种改变、替换和变更。
Claims (66)
1.一种用于半导体处理的处理工具,所述处理工具包括:
腔室,其具有在所述腔室内的内部容积;以及
基板支撑件,其布置在所述腔室中的所述内部容积中,所述基板支撑件包括支撑表面,所述支撑表面构造成在所述腔室中的所述内部容积中支撑半导体基板,所述基板支撑件包括多个射频(RF)电极,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于施加至相应RF电极的RF信号的波长的2%,各尺寸在平行于所述支撑表面的平面中,所述多个RF电极构造成至少部分控制所述腔室中的所述内部容积中的等离子体。
2.根据权利要求1所述的处理工具,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极构造成被施加电压,所述电压独立于施加至所述多个RF电极中的每个其它RF电极的每个其它电压。
3.根据权利要求1所述的处理工具,其中,所述多个RF电极还构造成被施加直流(DC)电压,以用于将所述半导体基板吸附在所述支撑表面上。
4.根据权利要求1所述的处理工具,其中,所述基板支撑件包括静电卡盘,所述静电卡盘包括所述多个RF电极,所述基板支撑件还包括在所述静电卡盘下方的底板,所述底板具有单个偏压电极,所述单个偏压电极构造成被施加偏压RF信号。
5.根据权利要求1所述的处理工具,其中,所述基板支撑件包括静电卡盘,所述静电卡盘包括所述多个RF电极,所述基板支撑件还包括在所述静电卡盘下方的底板,所述底板包括多个偏压电极,所述多个偏压电极中的每个偏压电极构造成被施加相应的偏压信号,所述偏压信号独立于施加至所述多个偏压电极中的每个其它偏压电极的每个其它偏压信号。
6.根据权利要求1所述的处理工具,还包括:
RF电源系统,其构造成在所述RF电源系统的输出节点上输出RF信号;以及
多个RF信号控制电路,所述多个RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路具有与所述RF电源系统的所述输出节点电联接的输入节点,并且具有与所述多个RF电极中的相应一个RF电极电联接的输出节点,所述多个RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路是可控的,以调节所述RF信号的振幅和相位,并且在相应RF信号控制电路的所述输出节点上输出相应的经调节的RF信号。
7.根据权利要求6所述的处理工具,还包括:
控制器,所述控制器包括:
一个或多个处理器;以及
非暂时性存储器,其包括储存的指令,当所述指令由所述一个或多个处理器执行时,所述指令使所述一个或多个处理器控制所述多个RF信号控制电路以调节相应振幅和相应相位。
8.根据权利要求1所述的处理工具,其中,所述多个RF电极布置成直线网格。
9.根据权利要求1所述的处理工具,其中,所述多个RF电极布置成分段同心环环绕分段内圆。
10.根据权利要求1所述的处理工具,其中,所述多个RF电极布置成径向对准分段同心环环绕扇形分割式内圆。
11.根据权利要求1所述的处理工具,其中,所述多个RF电极布置成分段同心环环绕完整内圆。
12.根据权利要求1所述的处理工具,其中,所述多个RF电极布置成扇形分割式圆。
13.根据权利要求1所述的处理工具,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于221.1毫米,各尺寸在平行于所述支撑表面的所述平面中。
14.根据权利要求1所述的处理工具,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于199.9毫米,各尺寸在平行于所述支撑表面的所述平面中。
15.根据权利要求1所述的处理工具,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸在50.0毫米至221.1毫米的范围内,各尺寸在平行于所述支撑表面的所述平面中。
16.根据权利要求1所述的处理工具,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸在50.0毫米至199.9毫米的范围内,各尺寸在平行于所述支撑表面的所述平面中。
17.一种用于半导体处理的处理工具,所述处理工具包括:
腔室,其具有在所述腔室内的内部容积;以及
基板支撑件,其布置在所述腔室中的所述内部容积中,所述基板支撑件包括支撑表面,所述支撑表面构造成在所述腔室中的所述内部容积中支撑半导体基板,所述基板支撑件包括多个射频(RF)电极,所述多个射频(RF)电极构造成至少部分控制所述腔室中的所述内部容积中的等离子体,所述多个RF电极中的第一RF电极布置为靠近所述支撑表面的中心,所述多个RF电极中的第二RF电极布置为靠近所述支撑表面的外围,所述第一RF电极和所述第二RF电极在所述中心和所述外围之间与平行于所述支撑表面中的径向方向的轴线横向相交。
18.根据权利要求17所述的处理工具,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极构造成被施加电压,所述电压独立于施加至所述多个RF电极中的每个其它RF电极的每个其它电压。
19.根据权利要求17所述的处理工具,其中,所述多个RF电极还构造成被施加直流(DC)电压,以用于将所述半导体基板吸附在所述支撑表面上。
20.根据权利要求17所述的处理工具,其中,所述基板支撑件包括静电卡盘,并且所述静电卡盘包括所述多个RF电极,所述基板支撑件还包括在所述静电卡盘下方的底板,并且所述底板具有单个偏压电极,所述单个偏压电极构造成被施加偏压RF信号。
21.根据权利要求17所述的处理工具,其中,所述基板支撑件包括静电卡盘,所述静电卡盘包括所述多个RF电极,所述基板支撑件还包括在所述静电卡盘下方的底板,所述底板包括多个偏压电极,所述多个偏压电极中的每个偏压电极构造成被施加相应偏压信号,所述偏压信号独立于施加至所述多个偏压电极中的每个其它偏压电极的每个其它偏压信号。
22.根据权利要求17所述的处理工具,还包括:
RF电源系统,其构造成在所述RF电源系统的输出节点上输出RF信号;以及
多个RF信号控制电路,所述多个RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路具有与所述RF电源系统的所述输出节点电联接的输入节点,并且具有与所述多个RF电极中的相应一个RF电极电联接的输出节点,所述多个RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路是可控的,以调节所述RF信号的振幅和相位,并且在相应RF信号控制电路的所述输出节点上输出相应的经调节的RF信号。
23.根据权利要求22所述的处理工具,还包括:
控制器,所述控制器包括:
一个或多个处理器;以及
非暂时性存储器,其包括储存的指令,当所述指令由所述一个或多个处理器执行时,所述指令使所述一个或多个处理器控制所述多个RF信号控制电路以调节相应振幅和相应相位。
24.根据权利要求17所述的处理工具,其中,所述多个RF电极布置成直线网格。
25.根据权利要求17所述的处理工具,其中,所述多个RF电极布置成分段同心环环绕分段内圆。
26.根据权利要求17所述的处理工具,其中,所述多个RF电极布置成径向对准分段同心环环绕扇形分割式内圆。
27.根据权利要求17所述的处理工具,其中,所述多个RF电极布置成分段同心环环绕完整内圆。
28.根据权利要求17所述的处理工具,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于221.1毫米,各尺寸在平行于所述支撑表面的平面中。
29.根据权利要求17所述的处理工具,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于199.9毫米,各尺寸在平行于所述支撑表面的平面中。
30.根据权利要求17所述的处理工具,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸在50.0毫米至221.1毫米的范围内,各尺寸在平行于所述支撑表面的平面中。
31.根据权利要求17所述的处理工具,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸在50.0毫米至199.9毫米的范围内,各尺寸在平行于所述支撑表面的平面中。
32.一种用于半导体处理的处理工具,所述处理工具包括:
腔室,其具有在所述腔室内的内部容积;以及
基板支撑件,其布置在所述腔室中的所述内部容积中,所述基板支撑件包括支撑表面,所述支撑表面构造成在所述腔室中的所述内部容积中支撑半导体基板,所述基板支撑件包括多个射频(RF)电极,所述多个射频(RF)电极构造成至少部分控制所述腔室中的所述内部容积中的等离子体,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于221.1毫米,各尺寸在平行于所述支撑表面的平面中。
33.根据权利要求32所述的处理工具,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极构造成被施加电压,所述电压独立于施加至所述多个RF电极中的每个其它RF电极的每个其它电压。
34.根据权利要求32所述的处理工具,其中,所述多个RF电极还构造成被施加直流(DC)电压,以用于将所述半导体基板吸附在所述支撑表面上。
35.根据权利要求32所述的处理工具,其中,所述基板支撑件包括静电卡盘,所述静电卡盘包括所述多个RF电极,所述基板支撑件还包括在所述静电卡盘下方的底板,所述底板具有单个偏压电极,所述单个偏压电极构造成被施加偏压RF信号。
36.根据权利要求32所述的处理工具,其中,所述基板支撑件包括静电卡盘,所述静电卡盘包括所述多个RF电极,所述基板支撑件还包括在所述静电卡盘下方的底板,所述底板包括多个偏压电极,所述多个偏压电极中的每个偏压电极构造成被施加相应偏压信号,所述偏压信号独立于施加至所述多个偏压电极中的每个其它偏压电极的每个其它偏压信号。
37.根据权利要求32所述的处理工具,还包括:
RF电源系统,其构造成在所述RF电源系统的输出节点上输出RF信号;以及
多个RF信号控制电路,所述多个RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路具有与所述RF电源系统的所述输出节点电联接的输入节点,并且具有与所述多个RF电极中的相应一个RF电极电联接的输出节点,所述多个RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路是可控的,以调节所述RF信号的振幅和相位,并且在相应RF信号控制电路的所述输出节点上输出相应的经调节的RF信号。
38.根据权利要求37所述的处理工具,还包括:
控制器,所述控制器包括:
一个或多个处理器;以及
非暂时性存储器,其包括储存的指令,当所述指令由所述一个或多个处理器执行时,所述指令使所述一个或多个处理器控制所述多个RF信号控制电路以调节相应振幅和相应相位。
39.根据权利要求32所述的处理工具,其中,所述多个RF电极布置成直线网格。
40.根据权利要求32所述的处理工具,其中,所述多个RF电极布置成分段同心环环绕分段内圆。
41.根据权利要求32所述的处理工具,其中,所述多个RF电极布置成径向对准分段同心环环绕扇形分割式内圆。
42.根据权利要求32所述的处理工具,其中,所述多个RF电极布置成分段同心环环绕完整内圆。
43.根据权利要求32所述的处理工具,其中,所述多个RF电极布置成扇形分割式圆。
44.根据权利要求32所述的处理工具,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸大于50.0毫米,各尺寸在平行于所述支撑表面的平面中。
45.根据权利要求32所述的处理工具,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于199.9毫米,各尺寸在平行于所述支撑表面的平面中。
46.根据权利要求32所述的处理工具,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸在50.0毫米至199.9毫米的范围内,各尺寸在平行于所述支撑表面的平面中。
47.一种用于半导体处理的方法,所述方法包括:
在处理工具的腔室的处理容积中产生等离子体,将基板支撑件布置在所述腔室中,并且在支撑表面上支撑半导体基板,所述半导体基板暴露于所述等离子体;以及
控制所述等离子体,包括将相应射频(RF)信号施加至布置在所述基板支撑件中的多个RF电极。
48.根据权利要求47所述的方法,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于施加至相应RF电极的RF信号的波长的2%。
49.根据权利要求47所述的方法,还包括将所述半导体基板吸附在所述基板支撑件上,包括向所述多个RF电极施加直流(DC)电压。
50.根据权利要求47所述的方法,还包括将偏压RF信号施加至底板的偏压电极,所述基板支撑件包括静电卡盘,所述静电卡盘包括所述多个RF电极,所述基板支撑件还包括布置在所述静电卡盘下方的所述底板,并且所述底板具有单个偏压电极。
51.根据权利要求47所述的方法,还包括将多个偏压RF信号施加至底板的相应偏压电极,所述基板支撑件包括静电卡盘,所述静电卡盘包括所述多个RF电极,所述基板支撑件还包括布置在所述静电卡盘下方的所述底板,所述底板包括偏压电极。
52.根据权利要求47所述的方法,还包括:
通过RF电源系统产生初始RF信号;以及
通过多个RF信号控制电路中的每个RF信号控制电路调节所述初始RF信号的振幅、相位偏移或其组合,以产生施加至所述多个RF电极的RF信号中的相应RF信号。
53.根据权利要求47所述的方法,其中:
所述多个RF电极中的第一RF电极布置为靠近所述半导体基板的中心;
所述多个RF电极中的第二RF电极布置为靠近所述半导体基板的外围;并且
所述第一RF电极和所述第二RF电极在所述中心和所述外围之间与平行于所述支撑表面中的径向方向的轴线横向相交。
54.根据权利要求47所述的方法,其中,所述多个RF电极布置成直线网格。
55.根据权利要求47所述的方法,其中,所述多个RF电极布置成分段同心环环绕分段内圆。
56.根据权利要求47所述的方法,其中,所述多个RF电极布置成径向对准分段同心环环绕扇形分割式内圆。
57.根据权利要求47所述的方法,其中,所述多个RF电极布置成分段同心环环绕完整内圆。
58.根据权利要求47所述的方法,其中,所述多个RF电极布置成扇形分割式圆。
59.根据权利要求47所述的方法,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于221.1毫米,各尺寸在平行于所述支撑表面的平面中。
60.根据权利要求47所述的方法,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸等于或小于199.9毫米,各尺寸在平行于所述支撑表面的平面中。
61.根据权利要求47所述的方法,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸在50.0毫米至221.1毫米的范围内,各尺寸在平行于所述支撑表面的平面中。
62.根据权利要求47所述的方法,其中,所述多个RF电极中的每个RF电极的每个侧边的尺寸在50.0毫米至199.9毫米的范围内,各尺寸在平行于所述支撑表面的平面中。
63.一种用于半导体处理的方法,所述方法包括:
使用处理工具对多个第一基板执行具有第一处理条件的等离子体半导体处理,所述处理工具包括基板支撑件,所述基板支撑件构造成在所述等离子体半导体处理期间支撑基板,所述基板支撑件包括多个射频(RF)电极,所述多个射频(RF)电极构造成至少部分控制所述等离子体半导体处理的等离子体,所述第一处理条件与在所述等离子体半导体处理期间施加至所述多个RF电极的RF信号的振幅和相位相对应;
测量在所述等离子体半导体处理期间与所述多个RF电极中的第一RF电极的第一位置相对应的所述多个第一基板的相应第一特性,所述第一特性由所述等离子体半导体处理形成;
测量在所述等离子体半导体处理期间与所述多个RF电极中的第二RF电极的第二位置相对应的所述多个第一基板的相应第二特性,所述第二特性由所述等离子体半导体处理形成,所述第二位置与所述第一位置不同;
通过基于处理器的系统基于所述第一特性和所述第二特性来确定在对多个第二基板执行所述等离子体半导体处理时要应用的第二处理条件,所述第二处理条件与在所述等离子体半导体处理期间施加至所述多个RF电极的RF信号的振幅和相位相对应;以及
使用所述处理工具对所述多个第二基板执行具有所述第二处理条件的所述等离子体半导体处理。
64.根据权利要求63所述的方法,其中:
对于所述多个第一基板中的每个基板,所述第一特性包括与所述第一位置相对应的刻蚀至所述相应基板中的凹入部的第一轮廓角;并且
对于所述多个第一基板中的每个基板,所述第二特性包括与所述第二位置相对应的刻蚀至所述相应基板中的凹入部的第二轮廓角。
65.根据权利要求63所述的方法,其中:
对于所述多个第一基板中的每个基板,所述第一特性包括与所述第一位置相对应的刻蚀至所述相应基板中的凹入部的第一深度;并且
对于所述多个第一基板中的每个基板,所述第二特性包括与所述第二位置相对应的刻蚀至所述相应基板中的凹入部的第二深度。
66.根据权利要求63所述的方法,其中:
对于所述多个第一基板中的每个基板,所述第一特性包括与所述第一位置相对应的沉积在相应基板上的膜的第一厚度,并且
对于所述多个第一基板中的每个基板,所述第二特性包括与所述第二位置相对应的所述膜的第二厚度。
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2022
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