TW201703187A - 多電極基板支撐組件與相位控制系統 - Google Patents

多電極基板支撐組件與相位控制系統 Download PDF

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Abstract

於此描述之實作提供基板支撐組件以致能電漿腔室內的電漿調諧。在一個實施例中，提供用於在一腔室中調諧電漿的方法。該方法包含以下步驟：提供一第一無線電頻率功率及一直流功率至基板支撐組件中的一第一電極；提供一第二無線電頻率功率至一第二電極，該第二電極在該基板支撐組件中與第一電極不同的位置處；監視該第一及該第二無線電頻率功率的參數；及基於所監視的該等參數，調整該第一及該第二無線電頻率功率的其中一者或兩者。

Description

多電極基板支撐組件與相位控制系統
於此揭露之實施例一般相關於半導體製造，且更特定地相關於基板支撐組件及使用該基板支撐組件的方法。
隨著裝置圖案的特徵大小變得更小，該等特徵的臨界尺寸(CD)需求變成針對穩定且可重複性之裝置效能的更重要的準則。由於腔室的非對稱性(例如，腔室及基板溫度、流動傳導性、及RF場)，達到跨過處理腔室內處理的基板之可允許的CD變化是很困難的。
在現今半導體製造工業中，電晶體結構變得增加地複雜且對例如鰭式電晶體(FinFet)技術的發展具有挑戰性。在基板處理層級上，具有針對處理均勻性控制中的進步之需求，以允許精細的、局部化的處理調諧以及跨過整個基板的全域處理調諧。隨著跨過基板的電晶體密度依據半徑的平方而增加，具有針對控制基板邊緣處的處理之能力的要求，由於多材料介面及/或多幾何形狀的存在，該基板邊緣處之電磁場及電漿密度及化學性質改變。
因此，具有針對改良的基板支撐組件之需求，以提供改良處理調諧的態樣。
於此揭露之實作提供方法及設備以致能電漿腔室內的電漿調諧。在一個實施例中，提供用於在一腔室中調諧電漿的方法。該方法包含以下步驟：提供一第一無線電頻率功率及一直流功率至一第一電極，該第一電極相鄰於一基板支撐組件的一基板支撐表面；提供一第二無線電頻率功率至一第二電極，該第二電極在該基板支撐組件中離該支撐表面較遠的一位置處；監視該第一及該第二無線電頻率功率的參數；及基於所監視的該等參數，調整該第一及該第二無線電頻率功率的其中一者或兩者。
在另一實施例中，提供用於在腔室中調諧電漿的方法。該方法包含以下步驟：提供一第一無線電頻率功率及一直流功率至一第一電極，該第一電極相鄰於一基板支撐組件的一基板支撐表面；提供一第二無線電頻率功率至一第二電極，該第二電極在該基板支撐組件中離該支撐表面較遠的一位置處；監視該第一及該第二無線電頻率功率的參數；及基於所監視的該等參數，位移該第一及該第二無線電頻率功率的其中一者或兩者之相位。
在另一實施例中，提供基板支撐組件。該基板支撐組件包含：一主體，該主體具有嵌入在該主體中的一夾具電極，該夾具電極包含一第一無線電頻率電極，設置該第一無線電頻率電極相鄰於該主體之一基板支撐表面。該主體也包含一第二無線電頻率電極，設置該第二無線電頻率電極在該基板支撐組件中離該支撐表面較遠的一位置處。該基板支撐組件也包含一功率應用系統，該功率應用系統耦合至該基板支撐組件。該功率應用系統包含：一無線電頻率功率來源，該無線電頻率功率來源經由一匹配網路耦合至該第一及該第二無線電頻率電極的其中一者或兩者；及一感應器，該感應器在匹配電路及該第一及該第二無線電頻率電極之間耦合。
於此揭露的實施例提供基板支撐組件及功率應用系統，該功率應用系統致能處理腔室中的電漿調諧。基板支撐組件可包含多電極，多電極耦合至致能腔室中電漿之相位控制的功率應用系統。可使用相位控制以操作腔室內電漿均勻性及/或電漿分佈。可使用控制的電漿分佈以調諧徑向跨過基板的電漿密度。例如，可調諧電漿以具有一剖面，該剖面在基板邊緣處具有相對於基板中央處的密度更大的密度，反之亦然。雖然下方描述基板支撐組件及功率應用系統位於蝕刻處理腔室中，可使用基板支撐組件及功率應用系統於其他類型的電漿處理腔室中，例如物理氣相沉積腔室、化學氣相沉積腔室、離子佈植腔室、剝離腔室等等，以及其他需要電漿剖面調諧之電漿系統。
第1圖為示範蝕刻處理腔室100的橫截面示意視圖，該腔室具有基板支撐組件101。如上方所討論，可在其他處理腔室中使用基板支撐組件101，例如電漿處理腔室、化學氣相沉積腔室、離子佈植腔室、剝離腔室等等，以及其他需要具有在基板表面處控制電漿剖面之能力的系統。
處理腔室100包含接地的腔室主體102。腔室主體102包含封閉內部容積124的壁104、底部106及蓋108。在內部容積124中設置基板支撐組件101，基板支撐組件101在處理期間支撐置於其上的基板134。處理腔室100的壁104包含開口(未展示)，基板134可經由該開口機械地傳輸進入及離開內部容積124。在腔室主體102的壁104或底部106之其中一者中形成抽取埠110，抽取埠110流體地連接至抽取系統(未展示)。使用抽取系統以維持處理腔室100的內部容積124內的真空環境，同時移除處理副產物。
氣體面板112經由一個或更多個入口埠114提供處理及/或其他氣體至處理腔室100的內部容積124，該等入口埠係穿過腔室主體102的蓋108或壁104之至少一者而形成。在內部容積124內激發由氣體面板112提供的處理氣體以形成電漿122。使用電漿122以處理設置於基板支撐組件101上的基板134。可藉由RF功率激發處理氣體，RF功率自電漿應用器120感應地耦合至處理氣體，放置電漿應用器120於腔室主體102外部。在第1圖中所描繪的示範實施例中，電漿應用器120為經由匹配電路118耦合至RF功率來源116的一對同軸線圈。在其他實施例中(未展示)，電漿應用器可為可使用於電容性耦合電漿系統的電極(例如，噴淋頭)。也可使用其他技術來形成電漿122。
基板支撐組件101一般包含至少一基板支撐132。基板支撐132可為真空夾具、靜電夾具、承受器、或其他基板支撐表面。在第1圖的實施例中，基板支撐132為靜電夾具且之後將描述為靜電夾具126。
基板支撐組件101可額外地包含加熱器組件170。基板支撐組件101也可包含冷卻基底130。冷卻基底130可交替地與基板支撐組件101分隔開。可將基板支撐組件101可移除地耦合至支撐台座125。裝設支撐台座125(可包含台座基底128及設施平板180)至腔室主體102。台座基底128可包括電性地隔絕基板支撐組件101的電傳導性部分與腔室主體102之介電材料。基板支撐組件101可自支撐台座125週期性地移除，以允許基板支撐組件101的一個或更多個部件的整修。
基板支撐組件101包含可為網狀傳導性材料的夾具電極136。靜電夾具126具有裝設表面131及相對於裝設表面131的基板支撐表面133。夾具電極136耦合至夾具功率來源138，在夾具功率來源138被激發時靜電地夾住基板134至工件支撐表面133。靜電夾具126一般包含在介電定位盤或主體150中嵌入的夾具電極136。可在隔絕環143內設置介電主體150以及基板支撐組件101及支撐台座125的其他部分。隔絕環143可為介電材料，例如石英或其他處理可相容性介電材料。可繞著介電主體150的周長設置聚焦環145。聚焦環145可為介電或傳導性材料且可包括與基板134相同的材料。可使用聚焦環145以相對於電漿122的電磁場延伸基板134的表面。聚焦環145也可在基板134邊緣處最小化電磁場的加強，以及最小化導因於此介面處的材料改變之化學效應。
夾具電極136可被配置為單極或雙極電極，或具有另外合適的安置。夾具電極136經由RF濾波器182耦合至夾具功率來源138，夾具功率來源138提供直流(DC)功率以靜電地固定基板134至介電主體150的上方表面。RF濾波器182防止使用在處理腔室100內形成電漿122的RF功率在腔室外部損壞電性儀器或呈現電性危險。介電主體150可由陶瓷材料製成，例如AlN或Al2 O3 。交替地，介電主體150可由聚合物製成，例如聚醯亞胺、聚二醚酮、聚芳醚酮，諸如此類。
使用冷卻基底130以控制基板支撐組件101的溫度。冷卻基底130可耦合至熱傳輸流體來源144。熱傳輸流體來源144提供熱傳輸流體(例如液體、氣體、或其組合)以經由在冷卻基底130中設置的一個或更多個管道160循環。可隔絕流經相鄰的管道160之流體，以致能靜電夾具126及冷卻基底130的不同區域之間熱傳輸之局部控制，以輔助基板134的側向溫度剖面之控制。基板支撐組件101也可包含加熱器組件170，加熱器組件170包含被封裝在加熱器組件170中的一個或更多個電阻性加熱器(未展示)。加熱器組件170耦合至加熱器功率來源156，可使用加熱器功率來源156以控制至電阻性加熱器之功率。加熱器功率來源156可經由RF濾波器184耦合。可使用RF濾波器184以保護加熱器功率來源156免於RF能量。靜電夾具126可包含用於提供溫度回饋資訊至控制器148的一個或更多個溫度感應器(未展示)，以控制由加熱器功率來源156應用的功率及控制冷卻基底130的操作。
靜電夾具126的基板支撐表面133可包含氣體通路(未展示)，該等氣體通路用於提供背側熱傳輸氣體至基板134及靜電夾具126的基板表面133之間界定的間隙空間。靜電夾具126也可包含升降銷孔洞以容納升降銷(兩者皆未顯示)，以將基板134提升於靜電夾具126的基板支撐表面133上，以利於機械人傳輸進入及離開處理腔室100。
功率應用系統135耦合至基板支撐組件101。功率應用系統135可包含夾具功率來源138、第一無線電頻率(RF)功率來源142及第二RF功率來源178。功率應用系統135的實施例可額外地包含控制器148及感應器裝置181，感應器裝置181與控制器148及第一RF功率來源142及第二RF功率來源178兩者皆溝通。
控制器148可為任何形式可使用於工業設定以控制多種子處理器及子控制器的一般目的資料處理系統之其中一者。一般而言，控制器148包含與記憶體174及輸入/輸出(I/O)電路176(及其他常見部件等等)溝通的中央處理單元(CPU)172。由控制器148的CPU執行的軟體命令使得處理腔室例如將蝕刻劑氣體混合物(亦即，處理氣體)引導進入內部容積124。也可藉由來自電漿應用器120、第一RF功率來源142及第二RF功率來源178之RF功率的應用，來使用控制器148以控制來自處理氣體的電漿122，以便在基板134上蝕刻材料層。
如上述，基板支撐組件101包含功能上可在一個態樣中夾住基板134同時功能上也如同第一RF電級的夾具電極136。加熱器組件170也可包含第二RF電極154，且與夾具電極136一起應用RF功率以調諧電漿122。第一RF功率來源142可耦合至第二RF電極154，同時第二RF功率來源178可耦合至夾具電極136。可針對第一RF功率來源142及第二RF功率來源178個別提供第一匹配網路151及第二匹配網路152。第二RF電極154可為傳導性材料的固體金屬平板，如所展示。交替地，第二RF電極154可為網狀傳導性材料。
第一RF功率來源142及第二RF功率來源178可以相同頻率或不同頻率產生功率。在一些實施例中，第一RF功率來源142及第二RF功率來源178之其中一者或兩者可以13.56兆赫(MHz)的頻率或2 MHz的頻率產生功率。在其他實施例中，第一RF功率來源142可以13.56 MHz的頻率產生功率，而第二RF功率來源178可以2 MHz的頻率產生功率，反之亦然。可變化來自第一RF功率來源142及第二RF功率來源178之其中一者或兩者之RF功率以便調諧電漿122。例如，可使用感應器裝置181以監視來自第一RF功率來源142及第二RF功率來源178之其中一者或兩者的RF能量。來自感應器裝置181的資料可溝通至控制器148，且可使用控制器148以變化由第一RF功率來源142及第二RF功率來源178應用的功率。在一個實施例中，監視及調整第一RF功率來源142及第二RF功率來源178之其中一者或兩者的相位角度，以便調諧電漿122。
藉由改變相位角度，可調諧電漿均勻性。改變相位角度會改變跨過夾具電極136及第二RF電極154的電壓/電流分佈。變化相位角度也可調諧跨過基板134的電漿之空間分佈。例如，可使用相位角度以精細調諧處理，無論蝕刻速率為中央快或邊緣快或均勻。調整相位角度也可衝擊直接影響處理結果的鞘部動態。隨著夾具電極136相較第二RF電極154而言更靠近電漿122及基板134的表面，根據此態樣之電漿控制可為極致地有效率。在一些實施例中，功率應用系統135提供三個控制模式，包含控制至夾具電極136的RF功率(例如，頻率及/或瓦數)、控制至第二RF電極154的RF功率(例如，頻率及/或瓦數)、及控制夾具電極136及第二RF電極154之間的相位。該控制方式提供較大的處理調諧能力及/或針對有效邊緣控制的能力。增加的邊緣控制可導因於兩個同心電極之間的大小差異及/或應用至該等電極的RF功率之相位控制。
在一些實施例中，第二RF電極154的表面面積可較夾具電極136的表面面積大。例如，夾具電極136可包含第一尺寸或直徑，同時第二RF電極154具有較該第一直徑大的第二尺寸或直徑。在一個實施例中，夾具電極136具有實質與基板134的直徑相等的第一直徑。第二RF電極154可包含較該第一直徑大的第二直徑。在一個實施例中，第二RF電極154可具有較夾具電極136的表面面積大約50%的表面面積。在其他實施例中，第二RF電極154可具有較夾具電極136的表面面積大約70%至約80%的表面面積。在一個或更多個實施例中，可使用表面面積上的差異來控制基板134的不同位置處的處理速率。例如，如果輸送至第二RF電極154的功率增加，則基板134邊緣的處理速率增加。如果輸送至夾具電極136的功率增加，則可以較快的速率蝕刻基板134的中央面積，而對基板134邊緣具有較小的衝擊。因此，達到整體基板134上針對分離區域的差異控制。
第2圖為處理腔室200的另一實施例的部分示意橫截面視圖，處理腔室200具有基板支撐組件101及功率應用系統205。僅展示處理腔室200的下方部分，因為可於許多類型的處理腔室中使用基板支撐組件101及功率應用系統205。例如，處理腔室200的上方部分可配置使用硬體用於：電漿蝕刻、化學氣相沉積、離子佈植、剝離、物理氣相沉積、電漿退火、及電漿處理等等。
處理腔室200包含基板支撐組件101，基板支撐組件101具有經由匹配網路151耦合至第一RF功率來源142的第二RF電極154。夾具電極136經由匹配網路152耦合至第二RF功率來源178。第一RF功率來源142、第一匹配網路151及第二RF電極154可包括功率應用系統205的第一RF系統210。相似地，第二RF功率來源178、第二匹配網路152及夾具電極136可包括功率應用系統205的第二RF系統215。
功率應用系統205包含感應器裝置181，在一個實施例中，包含第一感應器220及第二感應器225。第一感應器220及第二感應器225之每一者可為電壓及電流感應器(例如，V/I感應器)。因此，可根據於此描述之實施例來監視及調諧第一RF系統210及第二RF系統215之每一者的電壓及電流。可傳送來自第一感應器220及第二感應器225之每一者的信號至控制器148，且可變化及調諧應用至第一RF系統210及第二RF系統215之每一者的功率，以控制處理腔室200內的電漿分佈及/或密度。
第3圖為處理腔室300的另一實施例的部分示意橫截面視圖，處理腔室300具有基板支撐組件101及功率應用系統305。僅展示處理腔室300的下方部分，因為可與其他處理腔室一起使用基板支撐組件101及功率應用系統305。例如，處理腔室200的上方部分可配置使用硬體用於：電漿蝕刻、化學氣相沉積、離子佈植、剝離、物理氣相沉積、電漿退火、及電漿處理等等。
處理腔室300包含基板支撐組件101，基板支撐組件101具有耦合至第一RF功率來源142的夾具電極136。然而，在此實施例中，第二RF電極310也耦合至第一RF功率來源142。可在陶瓷平板315中設置第二RF電極310，放置陶瓷平板315於冷卻基底315及靜電夾具126的介電主體150之間。第二RF電極310可藉由金屬接地平板320與夾具電極136分隔開。可放置金屬接地平板320於陶瓷平板315及介電主體150之間。使用金屬接地平板320以電磁地隔絕第二RF電極310與夾具電極136。第二RF電極310可為傳導性網狀物325。交替地，第二RF電極310可為由傳導性材料製成的固體平板。金屬接地平板320可為耦合至接地電位的鋁平板。
第一RF功率來源142操作地耦合至以下兩者：夾具電極136及第二RF電極310。在第一RF功率來源142及夾具電極136與第二RF電極310之每一者之間設置單一匹配網路330。因此，提供第一RF系統335及第二RF系統340，且每個系統的夾具電極136及第二RF電極310分享第一RF功率來源142及匹配網路330。感應器裝置181包含第一感應器220及第二感應器225(如同其他實施例中)，但感應器裝置181可為可選的或僅使用於初始及/或週期性校準。也可包含控制器345及相位位移器350之其中一者或兩者於第一RF系統335及第二RF系統340之每一者。例如，可基於來自感應器裝置181的回饋來使用相位位移器350以控制相位角度，該回饋可否定針對使用以控制功率應用系統305的操作之控制器345的需求。
在一些實施例中，可將匹配網路330使用為功率分離器以變化自第一RF功率來源142至夾具電極136及第二RF電極310之每一者的功率。使用一個RF產生器與功率分離電路360及相位控制/延遲電路(例如，相位位移器350)以實作多電極驅動可減低所有權的成本。在其他實施例中，匹配網路330的電路服務兩個功能。第一功能可為阻抗匹配，而第二功能可為夾具電極136及第二RF電極310之間的功率分離。經由可變阻抗電路355之功率分離的方式可為可控制的，可變阻抗電路355耦合至夾具電極136或第二RF電極310。可使用可變阻抗電路355以變化夾具電極136及第二RF電極310之相對阻抗。在一些實施例中，變化夾具電極136及第二RF電極310之相對阻抗改變了夾具電極136及第二RF電極310之間的功率分佈。可使用改變第二RF電極310及夾具電極136之間的功率分佈以調諧電漿。
在一些實施例中，藉由第一感應器220及第二感應器225，在分離及匹配後感應來自第一RF功率來源142的RF信號之相位。可傳輸該等信號至控制器345。可使用控制器345以控制相位位移器350以控制夾具電極136及第二RF電極310之間的相位差異。相位位移器345可為相位延遲電路或更先進的裝置，例如高RF功率向量調變器。在此實施例中，兩個RF熱電極(夾具電極136及第二RF電極310)電性地相互分隔開。夾具電極136或第二RF電極310的解耦可產生簡易的相位及/或功率控制，因為多RF產生器之間的干擾減少了。解耦也可提供更敏感及/或有效的邊緣調諧。改良的邊緣調諧可導因於第二RF電極310及夾具電極136的相對大小，因為較大的電極可具有對基板134的中央面積較少的衝擊。此外，解耦也可增加相位角度操作體制。進一步地，如果根據相同標準製造整體系統，第一感應器220及第二感應器225對腔室而言在初始校準後可為不必要的。
第4圖為展示第一波形405及第二波形410的示範相位圖400。第一波形405可指示來自第一RF系統210(第2圖)或335(第3圖)的RF信號，且第二波形410可指示來自第二RF系統215(第2圖)或340(第3圖)的RF信號。可藉由匹配網路下游的第一感應器220及第二感應器225(第2或3圖)量測第一波形405及第二波形410。雖然在此範例中展示第一波形405及第二波形410為具有相同頻率及振幅，第一波形405及第二波形410可具有不同頻率及/或振幅。
基於所需電漿特徵，可隨需求變化第一波形405及第二波形410之間的相位差異θ。可在約0度至約360度之間變化相位角度。基於所需電漿特徵，第一波形405及第二波形410可為建設性或破壞性。
RF相位差異及/或相位角度之控制提供針對精細處理調諧的有力手把。例如，可使用RF相位差異及/或相位角度之控制以控制以下一者或更多者：平均蝕刻速率、蝕刻速率均勻性、蝕刻速率偏斜、臨界尺寸(CD)均勻性、CD偏斜、CD範圍、及電漿均勻性及/或電漿密度。
前述係本揭示案之實作，可修改其他及進一步本揭示案之實作而不遠離其基本範圍，且該範圍由隨後的申請專利範圍所決定。
100‧‧‧處理腔室
101‧‧‧基板支撐組件
102‧‧‧腔室主體
104‧‧‧壁
108‧‧‧蓋
110‧‧‧抽取埠
112‧‧‧氣體面板
114‧‧‧入口埠
116‧‧‧RF功率來源
118‧‧‧匹配電路
120‧‧‧電漿應用器
122‧‧‧電漿
124‧‧‧內部容積
125‧‧‧支撐台座
126‧‧‧靜電夾具
128‧‧‧台座基底
130‧‧‧冷卻基底
131‧‧‧裝設表面
132‧‧‧基板支撐
133‧‧‧工件表面
134‧‧‧基板
135‧‧‧功率應用系統
136‧‧‧夾具電極
138‧‧‧夾具功率來源
142‧‧‧第一RF功率來源
143‧‧‧隔絕環
144‧‧‧流體來源
145‧‧‧聚焦環
148‧‧‧控制器
150‧‧‧介電主體
151‧‧‧第一匹配網路
152‧‧‧第二匹配網路
154‧‧‧第二RF電極
156‧‧‧加熱器功率來源
160‧‧‧管道
170‧‧‧加熱器組件
174‧‧‧記憶體
176‧‧‧電路
178‧‧‧第二RF功率來源
180‧‧‧設施平板
181‧‧‧感應器裝置
182‧‧‧RF濾波器
184‧‧‧RF濾波器
200‧‧‧處理腔室
205‧‧‧功率應用系統
210‧‧‧第一RF系統
215‧‧‧第二RF系統
220‧‧‧第一感應器
225‧‧‧第二感應器
300‧‧‧處理腔室
305‧‧‧功率應用系統
310‧‧‧第二RF電極
315‧‧‧陶瓷平板
320‧‧‧金屬接地平板
325‧‧‧傳導性網狀物
330‧‧‧匹配網路
335‧‧‧第一RF系統
340‧‧‧第二RF系統
345‧‧‧控制器
350‧‧‧相位位移器
355‧‧‧可變阻抗電路
400‧‧‧示範相位圖
405‧‧‧第一波形
410‧‧‧第二波形
於是可以詳細理解本揭示案上述特徵中的方式，可藉由參考於此揭露之實施例而具有本揭示案的更特定描述(簡短總結如上)，其中一些圖示於所附圖式中。然而，注意所附圖式僅圖示本揭示案典型的實作，因此不考慮限制其範圍，因為本揭示案可允許其他等效實施例。
第1圖為示範蝕刻處理腔室的橫截面示意視圖，該腔室具有基板支撐組件的一個實施例。
第2圖為處理腔室的另一實施例的部分示意橫截面視圖，使用另一實施例的基板支撐組件及功率應用系統。
第3圖為處理腔室的另一實施例的部分示意橫截面視圖，使用另一實施例的基板支撐組件及功率應用系統。
第4圖為示範的相位圖，根據一個實施例展示第一波形及第二波形。
為了便於理解，盡可能使用相同元件符號，以標示圖式中常見的相同元件。思量揭露於一個實作中的元件可有利地使用於其他實作，而無須特定敘述。
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100‧‧‧處理腔室
101‧‧‧基板支撐組件
102‧‧‧腔室主體
104‧‧‧壁
108‧‧‧蓋
110‧‧‧抽取埠
112‧‧‧氣體面板
114‧‧‧入口埠
116‧‧‧RF功率來源
118‧‧‧匹配電路
120‧‧‧電漿應用器
122‧‧‧電漿
124‧‧‧內部容積
125‧‧‧支撐台座
126‧‧‧靜電夾具
128‧‧‧台座基底
130‧‧‧冷卻基底
131‧‧‧裝設表面
132‧‧‧基板支撐
133‧‧‧工件表面
134‧‧‧基板
135‧‧‧功率應用系統
136‧‧‧夾具電極
138‧‧‧夾具功率來源
142‧‧‧第一RF功率來源
143‧‧‧隔絕環
144‧‧‧流體來源
145‧‧‧聚焦環
148‧‧‧控制器
150‧‧‧介電主體
151‧‧‧第一匹配網路
152‧‧‧第二匹配網路
154‧‧‧第二RF電極
156‧‧‧加熱器功率來源
160‧‧‧管道
170‧‧‧加熱器組件
174‧‧‧記憶體
176‧‧‧電路
178‧‧‧第二RF功率來源
180‧‧‧設施平板
181‧‧‧感應器裝置
182‧‧‧RF濾波器
184‧‧‧RF濾波器

Claims (22)

  1. 一種用於在一腔室中調諧一電漿的方法，包括以下步驟： 提供一第一無線電頻率功率及一直流功率至一第一電極，該第一電極相鄰於一基板支撐組件的一基板支撐表面；提供一第二無線電頻率功率至一第二電極，該第二電極在該基板支撐組件中離該支撐表面較遠的一位置處；監視該第一及該第二無線電頻率功率的參數；及基於所監視的該等參數，調整該第一及該第二無線電頻率功率的其中一者或兩者。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該調整步驟包括以下步驟：相位位移該第一及該第二無線電頻率功率的其中一者或兩者。
  3. 如請求項1所述之方法，其中由一單一功率來源提供該第一及該第二無線電頻率功率。
  4. 如請求項3所述之方法，其中由一單一匹配網路分離該第一及該第二無線電頻率功率。
  5. 如請求項3所述之方法，其中該調整步驟包括以下步驟：相位位移該第一及該第二無線電頻率功率的其中一者或兩者。
  6. 如請求項1所述之方法，其中由一第一功率來源提供該第一無線電頻率功率，且由一第二功率來源提供該第二無線電頻率功率。
  7. 如請求項1所述之方法，其中該電漿係使用於一蝕刻處理、一沉積處理、或一剝離處理。
  8. 如請求項1所述之方法，其中該第二電極包含一表面面積，該表面面積較該第一電極之一表面面積大。
  9. 如請求項1所述之方法，其中該第二電極包含一直徑，該直徑較該第一電極之一直徑大。
  10. 一種用於在一腔室中調諧一電漿的方法，該方法包括以下步驟： 提供一第一無線電頻率功率及一直流功率至一第一電極，該第一電極相鄰於一基板支撐組件的一基板支撐表面；提供一第二無線電頻率功率至一第二電極，該第二電極在該基板支撐組件中離該支撐表面較遠的一位置處；監視該第一及該第二無線電頻率功率的參數；及基於所監視的該等參數，位移該第一及該第二無線電頻率功率的其中一者或兩者之一相位。
  11. 如請求項10所述之方法，其中由一單一功率來源提供該第一及該第二無線電頻率功率。
  12. 如請求項11所述之方法，其中由一單一匹配網路分離該第一及該第二無線電頻率功率。
  13. 如請求項10所述之方法，其中由一第一功率來源提供該第一無線電頻率功率，且由一第二功率來源提供該第二無線電頻率功率。
  14. 如請求項10所述之方法，其中該電漿係使用於一蝕刻處理、一沉積處理、或一剝離處理。
  15. 一種基板支撐組件，包括： 一主體，該主體具有嵌入在該主體中的一夾具電極，該夾具電極包括一第一無線電頻率電極，設置該第一無線電頻率電極相鄰於該主體之一基板支撐表面；一第二無線電頻率電極，設置該第二無線電頻率電極在該基板支撐組件中離該支撐表面較遠的一位置處；一功率應用系統，該功率應用系統耦合至該基板支撐組件，其中該功率應用系統包括：一無線電頻率功率來源，該無線電頻率功率來源經由一匹配網路耦合至該第一及該第二無線電頻率電極的其中一者或兩者；及一感應器，該感應器在該匹配網路及該第一及該第二無線電頻率電極之間耦合。
  16. 如請求項15所述之支撐組件，其中該第二無線電頻率電極包含一表面面積，該表面面積較該第一無線電頻率電極之一表面面積大。
  17. 如請求項15所述之支撐組件，其中該第二無線電頻率電極包含一直徑，該直徑較該第一無線電頻率電極之一直徑大。
  18. 如請求項15所述之支撐組件，其中該功率應用系統包含一第一無線電頻率功率來源及一第二無線電頻率功率來源，該第一無線電頻率功率來源耦合至該第一無線電頻率電極，該第二無線電頻率功率來源耦合至該第二無線電頻率電極。
  19. 如請求項18所述之支撐組件，其中該第二無線電頻率電極包含一表面面積，該表面面積較該第一無線電頻率電極之一表面面積大。
  20. 如請求項15所述之支撐組件，其中該功率應用系統包含一單一無線電頻率功率來源，該單一無線電頻率功率來源耦合至該第一無線電頻率電極及該第二無線電頻率電極之兩者。
  21. 如請求項20所述之支撐組件，其中該第二無線電頻率電極包含一表面面積，該表面面積較該第一無線電頻率電極之一表面面積大。
  22. 如請求項20所述之支撐組件，進一步包括一功率分離器，該功率分離器在該無線電頻率功率來源及該第一無線電頻率電極及該第二無線電頻率電極之兩者之間耦合。
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10249479B2 (en) * 2015-01-30 2019-04-02 Applied Materials, Inc. Magnet configurations for radial uniformity tuning of ICP plasmas
JP6643212B2 (ja) * 2016-09-16 2020-02-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
CN108630511B (zh) * 2017-03-17 2020-10-13 北京北方华创微电子装备有限公司 下电极装置及半导体加工设备
US20180323039A1 (en) * 2017-05-05 2018-11-08 Applied Materials, Inc. Active far edge plasma tunability
US11289355B2 (en) 2017-06-02 2022-03-29 Lam Research Corporation Electrostatic chuck for use in semiconductor processing
CN117524848A (zh) 2017-06-08 2024-02-06 应用材料公司 用于硬掩模及其他图案化应用的高密度低温碳膜
JP6703508B2 (ja) * 2017-09-20 2020-06-03 株式会社日立ハイテク プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US10784091B2 (en) 2017-09-29 2020-09-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Process and related device for removing by-product on semiconductor processing chamber sidewalls
US10892142B2 (en) 2018-03-16 2021-01-12 Samsung Electronics Co., Ltd. System for fabricating a semiconductor device
US11086233B2 (en) 2018-03-20 2021-08-10 Lam Research Corporation Protective coating for electrostatic chucks
WO2019199681A1 (en) 2018-04-09 2019-10-17 Applied Materials, Inc. Carbon hard masks for patterning applications and methods related thereto
US11183368B2 (en) * 2018-08-02 2021-11-23 Lam Research Corporation RF tuning systems including tuning circuits having impedances for setting and adjusting parameters of electrodes in electrostatic chucks
CN110828274B (zh) * 2018-08-10 2022-06-17 北京北方华创微电子装备有限公司 下电极装置及反应腔室
CN112740389A (zh) 2018-10-12 2021-04-30 应用材料公司 具有集成加热器的腔室盖
CN109273341B (zh) * 2018-10-18 2021-01-08 北京北方华创微电子装备有限公司 一种等离子体工艺方法
JP7349329B2 (ja) * 2018-12-10 2023-09-22 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びエッチング方法
US11094508B2 (en) * 2018-12-14 2021-08-17 Applied Materials, Inc. Film stress control for plasma enhanced chemical vapor deposition
US11189517B2 (en) * 2019-04-26 2021-11-30 Applied Materials, Inc. RF electrostatic chuck filter circuit
CN114008761A (zh) 2019-07-01 2022-02-01 应用材料公司 通过优化等离子体耦合材料来调节膜特性
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
US11270903B2 (en) * 2019-12-17 2022-03-08 Applied Materials, Inc. Multi zone electrostatic chuck
CN113820531A (zh) 2020-06-19 2021-12-21 拓荆科技股份有限公司 一种射频系统状态受控的半导体设备
US11664226B2 (en) 2020-06-29 2023-05-30 Applied Materials, Inc. Methods for producing high-density carbon films for hardmasks and other patterning applications
US11664214B2 (en) 2020-06-29 2023-05-30 Applied Materials, Inc. Methods for producing high-density, nitrogen-doped carbon films for hardmasks and other patterning applications
US20220130704A1 (en) * 2020-10-23 2022-04-28 Applied Materials, Inc. Bipolar electrostatic chuck to limit dc discharge
WO2023042857A1 (ja) * 2021-09-15 2023-03-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2665242B2 (ja) * 1988-09-19 1997-10-22 東陶機器株式会社 静電チャック
JPH0747820B2 (ja) * 1989-09-22 1995-05-24 株式会社日立製作所 成膜装置
US5576629A (en) * 1994-10-24 1996-11-19 Fourth State Technology, Inc. Plasma monitoring and control method and system
US6042686A (en) * 1995-06-30 2000-03-28 Lam Research Corporation Power segmented electrode
JP3949186B2 (ja) * 1995-12-25 2007-07-25 富士通株式会社 基板載置台、プラズマ処理装置及び半導体装置の製造方法
TW422892B (en) * 1997-03-27 2001-02-21 Applied Materials Inc Technique for improving chucking reproducibility
US6492612B1 (en) * 1998-12-28 2002-12-10 Tokyo Electron Limited Plasma apparatus and lower electrode thereof
US6367413B1 (en) 1999-06-15 2002-04-09 Tokyo Electron Limited Apparatus for monitoring substrate biasing during plasma processing of a substrate
US6741446B2 (en) 2001-03-30 2004-05-25 Lam Research Corporation Vacuum plasma processor and method of operating same
US20040027781A1 (en) * 2002-08-12 2004-02-12 Hiroji Hanawa Low loss RF bias electrode for a plasma reactor with enhanced wafer edge RF coupling and highly efficient wafer cooling
US7405521B2 (en) * 2003-08-22 2008-07-29 Lam Research Corporation Multiple frequency plasma processor method and apparatus
JP4838612B2 (ja) * 2006-03-28 2011-12-14 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
US8157953B2 (en) * 2006-03-29 2012-04-17 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
JP5192209B2 (ja) * 2006-10-06 2013-05-08 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング装置、プラズマエッチング方法およびコンピュータ読取可能な記憶媒体
KR20080111624A (ko) 2007-06-19 2008-12-24 삼성전자주식회사 플라즈마 식각장치 및 이를 이용한 챔버 세정방법
JP5231038B2 (ja) 2008-02-18 2013-07-10 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法、ならびに記憶媒体
US20100018648A1 (en) * 2008-07-23 2010-01-28 Applied Marterials, Inc. Workpiece support for a plasma reactor with controlled apportionment of rf power to a process kit ring
WO2010102125A2 (en) 2009-03-05 2010-09-10 Applied Materials, Inc. Inductively coupled plasma reactor having rf phase control and methods of use thereof
US9309594B2 (en) * 2010-04-26 2016-04-12 Advanced Energy Industries, Inc. System, method and apparatus for controlling ion energy distribution of a projected plasma
CN103003926B (zh) * 2010-06-25 2016-05-25 应用材料公司 具有减少的离子流的预清洁腔室
US9117767B2 (en) 2011-07-21 2015-08-25 Lam Research Corporation Negative ion control for dielectric etch
US20120164834A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Kevin Jennings Variable-Density Plasma Processing of Semiconductor Substrates
US20130107415A1 (en) * 2011-10-28 2013-05-02 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck
US20130256271A1 (en) 2012-04-03 2013-10-03 Theodoros Panagopoulos Methods and apparatuses for controlling plasma in a plasma processing chamber
US20130284369A1 (en) * 2012-04-26 2013-10-31 Applied Materials, Inc. Two-phase operation of plasma chamber by phase locked loop
JP6207880B2 (ja) * 2012-09-26 2017-10-04 東芝メモリ株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
US9312106B2 (en) 2013-03-13 2016-04-12 Applied Materials, Inc. Digital phase controller for two-phase operation of a plasma reactor

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