TW201729287A - 基板上離子束之入射角控制 - Google Patents

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Abstract

一系統包含腔室、卡盤組件、及離子源。該卡盤組件包含基板支撐體及進動組件，其中中心支撐體係連接至該基板支撐體的下方區域之靜止的中心點。該進動組件包含第一及第二致動器，其各自連接至第一及第二位置，該第一及第二位置位於該下方區域中且偏離該中心點。在該第一及第二致動器相對於該中心支撐體而上移及下移時，該進動組件對該基板支撐體賦予進動運動，而在該基板支撐體無轉動的情況下，被賦予至該基板支撐體的該進動運動造成該基板支撐體的轉動傾斜。該基板支撐體的該轉動傾斜係安排以使由離子源所產生的離子以持續改變的入射角撞擊基板之表面。

Description

基板上離子束之入射角控制
本發明實施例係關於用於改善半導體生產腔室中之蝕刻的方法、系統、及程式，而更具體而言，係關於用於控制基板表面上離子束之方向的方法、系統、及電腦程式。
在半導體生產中，蝕刻製程係普遍且重複地執行。如熟習本領域技術者所熟知，有兩種類型的蝕刻製程：濕式蝕刻及乾式蝕刻。乾式蝕刻的其中一種類型為使用感應耦合電漿蝕刻設備所執行的電漿蝕刻。
電漿含有各種類型的自由基，以及正離子及負離子。各種自由基、正離子、及負離子的化學反應係用以蝕刻基板的特徵部、表面、及材料。
在某些腔室中，基板係由卡盤所支撐，該卡盤會旋轉，以控制來自於電漿之離子撞擊基板表面的方式。要使基板保持在固定的或受控制的溫度需要對轉動之基板進行液體或氣體冷卻，且亦可能需要將基板靜電夾持至轉動的固具。為了使液體或氣體、以及電氣設施到達轉動的固具，需要轉動軸頸及轉動滑環。如此的軸頸及滑環會因轉動密封件故障或接觸器故障所致，而使得使用壽命有限。該壽命通常隨轉動次數而變化，且越快地轉動一般會造成越短的軸頸使用壽命。
理想的狀況是，去除轉動軸頸同時仍能達成均勻的蝕刻。本發明之實施例即於此背景下產生。
本說明書提出用於控制基板上離子束之入射角的方法、元件、系統、及電腦程式。應察知，所呈現之實施例可以許多手段加以實施，例如方法、設備、系統、裝置、或電腦可讀媒體上的電腦程式。以下描述數個實施例。
一種用於處理基板的系統包含腔室、卡盤組件、及離子源。該卡盤組件包含基板支撐體及進動組件。該進動組件具有中心支撐體，該中心支撐體係連接至該基板支撐體的下方區域之中心點，該中心支撐體係為靜止的。該進動組件更包含第一致動器及第二致動器，該第一致動器係連接至第一位置，該第一位置係位於該下方區域中且偏離該中心點，而該第二致動器係連接至第二位置，該第二位置係位於該下方區域中且偏離該中心點。將該進動組件程式化以在該第一致動器及該第二致動器相對於該中心支撐體而上移及下移時，使進動運動被賦予至該基板支撐體，使得該第一致動器依據第一頻率而上移及下移，而該第二致動器依據第二頻率而上移及下移，該第一頻率係獨立於該第二頻率。該離子源係與該腔室介面接合，該離子源係方向性地朝該卡盤組件之該基板支撐體定向，其中該離子源係配置以在電漿被引燃時產生離子，且該等離子係指向該基板支撐體。在該基板存在於該基板支撐體上時，該進動運動被賦予至該基板支撐體 ，而在該基板支撐體無轉動的情況下，該進動運動造成該基板支撐體的轉動傾斜。該基板支撐體的該轉動傾斜係安排以使由該離子源所產生的該等離子以持續改變的入射角撞擊該基板的表面。
另一種用於處理基板的系統包含腔室、卡盤組件、及離子源。該卡盤組件包含基板支撐體及進動組件。該進動組件包含中心支撐體、第一轉動凸輪、及第二轉動凸輪，其中該中心支撐體係為靜止的，且連接至該基板支撐體的底表面之中心點。該第一轉動凸輪係連接至第一位置，該第一位置係位於該底表面中且偏離該中心點，而該第二轉動凸輪係連接至第二位置，該第二位置係位於該底表面中且偏離該中心點。再者，將該進動組件程式化，以在該第一轉動凸輪及該第二轉動凸輪將該第一位置及該第二位置上移及下移時，使進動運動被賦予至該基板支撐體。該第一轉動凸輪係獨立於該第二轉動凸輪而移動。該離子源係朝該基板支撐體定向，且該離子源在電漿被引燃時產生離子。在該基板支撐體無轉動的情況下，該進動運動造成該基板支撐體的轉動傾斜，該基板支撐體的該轉動傾斜係安排以使由該離子源所產生的該等離子以持續改變的入射角撞擊該基板的表面。
一種用於處理基板的方法包含將基板裝載於腔室內的基板支撐體上的操作。該方法更包含藉由進動組件而造成該基板支撐體之進動運動的操作，其中在該基板位於該基板支撐體上時，賦予該進動運動。在該基板支撐體無轉動的情況下，該進動運動造成該基板支撐體的轉動傾斜，該基板支撐體的該轉動傾斜係安排以使由該腔室上方之離子源所產生的離子以持續改變的入射角撞擊該基板之表面。該進動組件包含中心支撐體、第一致動器、及第二致動器，該中心支撐體係為靜止的，且連接至該基板支撐體的下方區域之中心點，該第一致動器係連接至第一位置，該第一位置係位於該基板支撐體的該下方區域中且偏離該中心點，而該第二致動器係連接至第二位置，該第二位置係位於該基板支撐體的該下方區域中且偏離該中心點。在該第一致動器及該第二致動器相對於該中心支撐體而上移及下移時，產生該進動運動，使得該第一致動器依據第一頻率而上移及下移，而該第二致動器依據第二頻率而上移及下移，該第一頻率係獨立於該第二頻率。
其他態樣將透過以下實施方式並結合隨附圖式而變得清楚明瞭。
實施例提供擺動運動至卡盤，以改變由卡盤所支撐之基板的位置。藉由改變基板的位置，可控制來自電漿之離子束的角度。此在不需旋轉基板的情況下，容許基板改變位置，該情況藉由避免轉動基板所需的昂貴元件而造成了生產節約。
以下實施例說明用於控制基板上離子束之入射角的方法、元件、系統、及電腦程式。顯而易見的，在不具有此等具體細節之若干或全部的情況下，仍可實施本發明實施例。在其他情況下，為避免不必要地混淆本發明實施例，因此不詳細描述眾所周知的程序操作。
圖1依據一實施例，係為示意橫剖面圖，其顯示用於蝕刻操作的電漿處理系統。該系統包含運送基板的傳送模組110、閘閥、及腔室114。基板112通過基板裝載部154而進入腔室，其中當基板112進入腔室114時，基板112係位於水平位置。腔室包含卡盤組件115及位置致動器136。卡盤組件115包含基板支撐體116及進動組件140。在若干實施例中，介電窗亦存在(未顯示)於腔室中。
基板支撐體116可為用於支撐基板112的靜電卡盤。在操作期間，進動組件140施加進動運動至基板支撐體，以在來自電漿之離子撞擊晶圓時改變該等離子的入射角，如更詳加討論於下。
在基板被裝載後，位置致動器136將卡盤組件轉動90°，以在基板位於垂直位置的情況下對基板執行處理。儘管圖1中所示的實施例係用於處理位於垂直位置的基板，但亦可在處理位於水平位置之基板的腔室中利用本說明書中所呈現之施加運動至晶圓/卡盤的原則。
設施104係連接至卡盤組件，以在操作期間提供電功率至基板支撐體，或以提供液體或氣體來冷卻基板。離子源134產生電漿用於處理基板。在若干實施例中，內部的法拉第屏蔽(faraday shield)(未顯示)係設置於腔室114的內側。在若干實施例中，離子源134係為連接至匹配電路102的TCP線圈。
另外顯示的為可由一或更多產生器所界定的偏壓射頻(RF)產生器120。若設置許多產生器，可使用不同的頻率來達成各種調諧特性。偏壓匹配器118係耦合於RF產生器120與界定基板支撐體116之組件的傳導板之間。基板支撐體116亦包含靜電電極，以達成基板的夾持與解除夾持。廣泛而言，可設置過濾器及DC夾箝電源。亦可設置用於使基板升離基板支撐體116的其他控制系統。
氣體源128包含複數氣體源，其可透過岐管122而混合。該等氣體源包含一或更多反應物氣體(在本說明書中亦稱為主要氣體)及一或更多調節氣體。反應物氣體為用於蝕刻的活性氣體，且該反應物氣體為對於基板上之蝕刻為必要之物種的來源。反應物氣體的範例包含Cl2 、HBr、及SF6 ，但亦可使用其他反應物氣體。應察知，可提供複數氣體供應器以針對各種類型的操作(例如基板上的製程操作、無基板自動清潔操作、及其他操作)而將不同氣體供應至腔室。
真空泵浦130係連接至腔室114，以在操作性電漿處理期間達成真空壓力控制及自腔室移除氣態副產物。閥126係設置於排放裝置124及真空泵浦130間，以控制施加至該腔室的真空抽吸量。
腔室114亦將操作於在約1 m Torr (mT)與約500 m Torr (mT)的範圍中之真空條件。儘管未全部特別地顯示，當腔室114安裝於無塵室中時，通常連接至複數設施或一製造設施。該等設施包含提供處理氣體、真空、溫度控制、及環境微粒控制的管路系統。
提供可程式化之控制器108以控制腔室114及其相關元件的操作。廣泛而言，可將控制器108程式化以執行由配方所定義的腔室操作。給定的配方可明確指定用於操作之各種參數，例如至TCP線圈的功率施加、流入腔室的氣體流動、及真空的應用。應察知，時點、持續時間、幅度、或任何其他可調整的參數或可控制的特徵可由配方來定義，並可由控制器來執行，以控制腔室114及其相關元件之操作。此外，可將一系列的配方程式化至控制器108中。
在一實施例中，控制器包含(或可存取)複數進動運動檔案152，其中各進動運動檔案包含用於在腔室中的特定操作中產生該進動運動的指令。進動運動改變施加至卡盤之運動的類型，例如該運動的頻率或振幅，如更詳加討論於下。
圖2依據一實施例，繪示操作期間的腔室。在一實施例中，將基板112裝載至基板支撐體116中，而在基板被裝載後，位置致動器將基板支撐體116轉動90°，以在引燃電漿前將基板支撐體116及基板112安置成垂直位置。離子源134係以垂直方向設置於腔室的側邊上。應注意，可在以位於垂直位置或水平位置之卡盤來操作的腔室中實施實施例。
在先前的解決方案中，轉動基板(例如：以每分鐘10-120迴轉數(RPM, revolutions per minute))以改變基板相對於電漿(亦即，離子束撞擊基板)的角度。卡盤固持基板，且卡盤必須具有高壓連接器(例如，設施104)及水冷卻器以控制基板之溫度，以使基板不會因接近電漿而變得過熱。
轉動基板所引起的問題係為如何使電、水、以及甚至氣體(在若干實施例中)到達卡盤。必須連接水、氣體、電的連接件，而此等連接件需要定製的(或昂貴的)機械聯接，其可透過心軸而傳送該等設施。問題為，轉動機械聯接會隨時間經過而故障，而故障前的壽命(time-to-failure)取決於轉動的次數。卡盤旋轉越多，則旋轉部件越快故障。再者，故障可能會是災難性的，因為故障可能會造成腔室中有水，或造成氣體位於氣體可能會引起損害之處。
圖3依據一實施例，繪示處理期間基板為傾斜之情況下的複數基板位置。圖3繪示當以水平初始位置處理基板時的基板位置。替代轉動卡盤，在不實際轉動卡盤/基板的情況下使卡盤及基板繞行。卡盤係經受進動運動，且該進動會以環形的方式移動，但不旋轉卡盤。可將進動運動描述為基板上受控制的擺動作用，其中基板的最高點會隨時間經過而改變，其中基板周緣上之點的任一者在某個時刻可為基板的最高點。亦即，基板的傾斜軸隨時間經過而改變，而基板的中心仍保持實質上靜止的。在一實施例中，當施加進動運動時，基板表面會有轉動傾斜的情況。該情況類似於行星類型的擺動。然而，應注意，進動運動不包含卡盤/晶圓的轉動(例如：旋轉)。
應考量，在其他實施例中，卡盤的中心亦可上移及下移以產生相同的進動作用，但仍不轉動卡盤。
如此的運動會在不需固具轉動的情況下達到與卡盤之傾斜及360°轉動相同的作用。可藉由可撓性的線或管來達成所有的水、空氣、及電連接。圖3繪示隨時間經過之基板的不同位置。該不同位置顯示，在無卡盤轉動的情況下，基板的最高點隨時間經過而改變，基板之頂表面相對於電漿的角度亦隨時間經過而改變，且基板之頂表面的傾斜狀況隨時間經過而轉動。
圖4A-圖4B依據一實施例，繪示腔室，其中在該腔室中，由兩個致動器執行被施加至卡盤/基板的進動運動。圖4A係為用於處理基板112之腔室的側視圖。進動組件140包含兩致動器404a及404b，其係於位置403a及403b連接至基板支撐體116之底表面，其中位置403a及403b係遠離基板支撐體116的中心。
一般而言，致動器係為一種類型的馬達，其負責移動或控制機械或系統。機械致動器藉由將轉動運動轉變為線性運動以實施動作而運作。其可涉及齒輪、軌道、滑輪、鏈條、或其他元件，以產生線性運動。範例為齒軌(rack)及齒輇(pinion)致動器，其包含一對齒輪，其將轉動運動轉變為線性運動。被稱為齒輇的圓形齒輪嚙合被稱為齒軌的線性齒輪桿上之齒部。施加至齒輇的轉動運動使齒軌相對於該齒輇而移動，藉此將齒輇的轉動運動轉換為線性運動。致動器404a及404b在基板支撐體116下移動齒軌402a及402b，以產生基板支撐體的進動運動。
此外，進動組件140包含固定的支撐體406，其在點408與基板支撐體116的底表面接觸。在一實施例中，基板支撐體坐落於點408的頂部，但只要在施加進動運動時，基板支撐體116可繞點408樞轉，則其他實施例可包含在固定的支撐體406與基板支撐體116間之不同連接情形。
在一實施例中，致動器之齒軌402a及402b係於基板支撐體116的底表面之周緣連接至基板支撐體116的底表面。致動器之齒軌402a及402b的接觸點係相對於基板支撐體的中心點而分離一特定角度。圖4B繪示基板支撐體116的俯視圖，基板支撐體116包含位於基板支撐體116之底表面的中心之接觸點408，並且致動器之齒軌402a及402b分別在點403a及403b連接於基板支撐體之周緣。在圖4B之例示性實施例中，致動器之齒軌402a及402b係相對於基板支撐體116之底表面的中心分離90°，但在其他實施例中，其他分離角度係為可允許的，例如30°、135°、或10°與350°間之範圍內的任何角度。
當致動器之齒軌402a及402b上移及下移，對應的接觸點403a及403b亦上移及下移，其會造成卡盤的進動運動。基板表面的位向與基板支撐體的位向相同，其由包含408、403a及403b三個點的平面所定義。
致動器之齒軌其中各者向上及向下行進一段可配置的高度，其亦被稱為振幅，且可以特定頻率向上及向下行進。致動器的振幅及頻率兩者皆為獨立控制的，且彼此相互獨立，因此控制器108能夠基於該振幅及頻率而產生不同的進動作用。例如，取決於對基板造成的所期望作用，在若干操作中，進動作用係快速的，但在其他操作中，進動作用係緩慢的。由於處理配方可取決於各處理步驟(例如，取決於縱橫比)而改變致動器的頻率及振幅，因此上述情況可提供靈活性。
在此實施例中，進動組件140包含兩致動器404a、404b以及固定的支撐體406，其中該兩致動器404a、404b具有各自的致動器之齒軌402a及402b。應注意，圖4A-圖4B中所繪示的實施例為例示性的。只要能產生進動運動，或者卡盤之底部的固定點遠離中心等，則其他實施例可於卡盤之不同部分上連接致動器。因此不應將圖4A-圖4B中所繪示的實施例解釋為專有的或限制的，而是例示性的或說明性的。
圖5A依據一實施例，繪示藉由將兩周緣點上移及下移來進行基板的進動運動。在圖5A之實施例中，將基板支撐體之底部周緣上的兩點上移及下移，以產生進動作用。例如，可由圖4A之兩致動器、或描述於下的圖6A之轉動凸輪來控制點P1及P2。在圖5A之例示性實施例中，點P1及P2係相對於基板支撐體之中心而分離90°，但其他實施例可具有不同的點P1及P2之角分離。
隨時間經過，基板支撐體的中心仍保持靜止，而點P1及P2的各者以特定定義的振幅上移及下移。因此，在任何時間點，基板支撐體之底表面的位置係由中心、點P1、及點P2此三個點所決定。
點P1及P2彼此相互獨立地移動，且其係由控制器所分別地且獨立地控制。因此，基板相對於電漿的位置可隨時間經過而改變，而容許當該等點上移及下移時，基板表面之位向的無限可能性。圖5A之實施例顯示基板支撐體116位於水平位置。
圖5B依據一實施例，係為顯示隨時間經過之兩周緣點的高度變化之曲線圖。在一實施例中，點P1及P2其中各者的高度在隨時間被追蹤時，顯示週期性的正弦狀，其取決於該變化的振幅(例如：最大及最小高度)，以及頻率。由於該正弦移動所致，基板的運動係平穩的，且不存在可能會損害基板的顛簸移動。在其他實施例中，該等點之高度的分布輪廓不為正弦狀的，且可依循其他週期性或非週期性的運動模式。
在圖5B之例示性實施例中，點P1的軌跡係追蹤於線504上，而點P2的軌跡係追蹤於線502上。在此實施例中，頻率不同，且振幅亦不同，但在其他實施例中，振幅可為相同的，且頻率亦可為相同的。雖然，若在兩者頻率皆相等的情況下，則基板可能會進行蹺蹺板運動(teeter totter)，且不會環形地改變基板之進動。
在一實施例中，一個點的運動之頻率係由以每分鐘120次來循環的致動器所決定，但其他值亦為可允許的。例如，致動器可以每分鐘5次至200次之範圍內或者每分鐘30次至150次間之範圍內的頻率來循環。在一實施例中，為避免共振模式，致動器的頻率不會互為倍數。
控制器藉由獨立地控制點P1及P2兩者，能夠獲得對基板造成的所期望之進動/環形作用。在其他實施例中，不同的組合係為可允許的。例如，點P1可非常緩慢地移動，同時點P2非常快速地移動，而對基板造成類似蹺蹺板的作用，其中該蹺蹺板作用會隨時間經過而緩慢地改變角度。在其他實施例中，兩者的頻率皆係低的，而造成基板表面之位向的緩慢改變，而在另一實施例中，兩者的頻率皆係快的，而造成基板表面相對於電漿之位向的快速改變。
圖5C依據一實施例，顯示兩周緣點已改變其各自之高度後的基板。圖5C顯示在點P1及P2已移動後的基板支撐體116之位置。在此處，點P1係位於靜止位置與最大高度間之距離的約1/3處，而點P2係位於自靜止位置至底部可能高度之距離的約1/4處。
基板支撐體之底表面的中心仍保持靜止，而該底表面的位置係由該中心、點P1、及點P2所決定，因該三個點定義基板支撐體之底表面的平面。當點P1及P2移動時，由基板支撐體之底表面所定義的平面亦會移動。在若干實施例中，該表面之傾斜情況可能會提高，且高達相對於水平面呈80°的情況，但在其他實施例中，該情況可能會低如5°。因此，由任何點P1或P2的運動所產生的傾斜情況可為自3°至85°的範圍內，然而其他值亦為可允許的。
圖5D依據一實施例，繪示取決於該基板之進動運動的離子束之入射角的改變。蝕刻以遮罩開始。若離子以特定角度進入，則該離子將會蝕刻某區域，而不蝕刻另一區域。該角度係隨結構的縱橫比而變化，且當離子束之角度增加，則可能增加縱橫比。
在若干蝕刻圖案中，有許多特徵部依循規則的圖案，例如在記憶晶片中。控制入射角容許縱橫比之控制。然而，當基板傾斜時，可能會產生遮蔽離子流的遮蔽物。在圖5D之例示性實施例中，離子方向會取決於基板表面之傾斜情況而改變。有時，離子方向將會使離子可撞擊特徵部515，例如離子束522。但在其他情況下，離子方向使得離子將不會撞擊特徵部515，例如在離子方向510上。
總結而言，離子的入射角取決於基板之位置而改變，而在特定角度的情況下，某些特徵部會受到阻擋，而在其他角度的情況下離子將會到達該等特徵部。
若基板上的圖案係均勻的，則控制器會控制傾斜情況隨時間經過而改變的快或慢程度，以利用使離子能撞擊基板特徵部的路線。以此方式，若干離子會優先地通過此等路線而到來。
在一實施例中，改變的速度係不均勻的。例如，有時，當離子正撞擊所期望之特徵部時，基板會緩慢地傾斜，但當存在阻擋離子到達所期望之特徵部的遮蔽物時，基板會快速地傾斜。除了基板表面改變之速率，亦可控制進動運動的角度，以基於製程配方而增加離子入射於基板表面上的情況。
因此，在一實施例中，控制器基於離子的入射角而決定基板表面之進動/傾斜的改變速率。控制器會使基板位於所期望之位置的時間量盡可能地大，同時控制器會使基板位於非所期望之位置的時間量盡可能地小。此會提高縱橫比並減少蝕刻基板上深特徵部所需的時間量。
圖6A依據一實施例，繪示腔室，其中在該腔室中，由兩個轉動凸輪執行被施加至卡盤/基板的進動運動。腔室608中的基板支撐體116係連接至兩轉動凸輪622及624。當轉動凸輪轉動，各轉動凸輪將基板支撐體的一點(例如卡盤之周緣上的一點)上移及下移，然而其他位置亦為可允許的。在一實施例中，由轉動凸輪上移及下移的兩點係相對於基板/卡盤之中心而分離90°，但在其他實施例中，其他分離角度亦為可允許的，例如45°、135°，或者自45°至180°之範圍內的任何值。
轉動凸輪的各者具有凸輪銷，其係附接至卡盤上的一點。取決於該銷的高度，卡盤上該對應的點將會達到不同的高度。
轉動凸輪的各者可由控制器來分別地控制，且該控制包含轉動凸輪的高度改變之振幅以及轉動凸輪的頻率兩者。轉動凸輪的各者之頻率及振幅係彼此相互獨立，且控制器能夠基於凸輪的轉動頻率而產生不同的進動作用。例如，取決於對於基板的所期望作用，在若干操作中，進動作用係快速的，但在其他操作中，進動作用係緩慢的。由於處理配方可取決於各處理步驟(例如，取決於縱橫比)而改變轉動凸輪的頻率及振幅，因此上述情況可提供靈活性。
在此實施例中，進動組件140包含兩轉動凸輪以及中心支撐體，其中該兩轉動凸輪具有各自的致動器，而該中心支撐體係為固定的(因其位於轉動凸輪624後方而未顯示)，類似於圖4A之固定的支撐體406。
圖6B依據一實施例，繪示腔室640，其中在該腔室中，由連接至卡盤底部的三個推桿執行被施加至卡盤/基板的進動運動。在一實施例中，基板支撐體116係由連接至卡盤底部的三個推桿606a、606b、及606c所移動。推桿606a、606b、及606c係連接至各自的致動器612a、612b、及612c，其係與控制器108通訊。為了清楚說明，已省略腔室中元件的若干者，包含由基板支撐體116所固持著的基板。
離子源604係位於真空腔室608的上方，而來自離子源604的離子束向下行進。三個推桿上移及下移，造成基板表面之位向的改變，例如，基板的傾斜及擺動，亦即：進動運動。控制器控制三個推桿606a、606b、及606c的運動，以產生所期望的卡盤動作。在此實施例中，進動組件140包含三個推桿及其各自的致動器。
在另一實施例中，該等推桿的其中一者在其他兩推桿上移及下移時係靜止的，其表示一推桿可由固定接頭來替代，且該解決方案可僅以兩推桿來實施。例如，在一實施例中，一推桿係連接至卡盤的中心，而其他兩推桿係連接至卡盤底下的其他點。該中心桿在其他兩推桿上移及下移時，將會是實質上靜止的。
在另一實施例中，三個推桿係在卡盤周緣附近的位置連接至卡盤，且該等推桿被連接的該三點形成等邊三角形，該等邊三角形的中心位於基板之中心的底下。
應注意，圖6B中所繪示的實施例為例示性的。只要控制器可控制基板表面的位向，則其他實施例可利用不同的推桿位置。因此不應將圖6B中所繪示的實施例解釋為專有的或限制的，而是例示性的或說明性的。
圖6C依據一實施例，繪示腔室，其中在該腔室中，由兩個軸馬達執行被施加至卡盤/基板的進動運動。圖6C係為腔室640的俯視圖，腔室640包含兩個軸馬達642及644。該兩個軸馬達結合而對卡盤/基板產生所期望之進動。第一軸馬達644產生蹺蹺板作用(teeter-totter effect)，其會使第二軸馬達642上升或下降。第二軸馬達642轉動以對卡盤/基板產生進動作用。
結合的作用會對基板表面產生所期望之轉動進動。腔室640之控制器獨立控制該兩個軸馬達的各者以獲得對於基板之所期望的進動作用。例如，該進動作用可平穩地且緩慢地改變基板表面之位向，或者該進動作用可對基板表面之位向產生快速的改變。
在一實施例中，第一軸馬達644係位於腔室的外部，而第二軸馬達642係位於腔室的內部，但在其他實施例中，兩個軸馬達皆可位於腔室的內部(處於真空)，或皆可位於腔室的外部。再者，在另一實施例中，馬達可位於腔室的內部，但被裝於卡盤下方大氣壓力下的迷你腔室中。
在圖4A、6A、6B、及6C中所繪示的實施例中，不需要特別的旋轉連接件。僅需可撓性的連接件，其隨卡盤的運動而移動。例如，可撓性的連接件可包含可撓性的管道系統、可撓性的管、或可撓性的纜線等。此外，在若干實施例中，可圍繞該等連接件設置罩殼以降低該等連接件上的磨損。
應注意，圖4A、6A、6B、及6C中所繪示的實施例為例示性的。其他實施例可利用不同的轉動元件、將馬達或凸輪設置於不同位置、結合馬達與推桿等，其可在不需旋轉卡盤的情況下達成進動作用。因此不應將圖4A、圖6A、圖6B、及圖6C中所繪示的實施例解釋為專有的或限制的，而是例示性的或說明性的。
圖7依據一實施例，係為用於藉由施加隨時間經過而變化的進動運動來處理基板之演算法的流程圖。儘管此流程圖中之各種操作係依序呈現及描述，但具通常知識者將察知，該等操作之若干或全部可以不同的順序來執行、可組合或省略、或者可同時執行。
操作702係用於將基板裝載於腔室內的基板支撐體上。方法自操作702進行至操作704，在操作704中，腔室中的進動組件自控制器接收進動運動檔案。進動運動檔案識別待於腔室之操作期間施加至卡盤的進動運動。進動組件包含中心支撐體，其為靜止的且連接至基板支撐體之下方區域的中心點。
方法自操作704進行至操作706，以基於進動運動檔案而決定進動組件中第一致動器之運動的第一頻率及第一振幅。第一致動器係連接至第一位置，該第一位置係位於基板支撐體之下方區域中，且偏離基板支撐體之底表面的中心。
方法自操作706進行至操作708，以基於進動運動檔案而決定進動組件中第二致動器之運動的第二頻率及第二振幅。第二致動器係連接至第二位置，該第二位置係位於基板支撐體之下方區域中，且偏離基板支撐體之底表面的中心。
方法自操作708進行至操作710，以利用所決定的個別頻率及振幅啟動第一致動器及第二致動器，以產生基板支撐體的進動運動。在操作712中，於腔室中引燃電漿。
當基板位於基板支撐體上時，賦予進動運動，而在基板支撐體無轉動的情況下，進動運動造成基板支撐體的轉動傾斜。再者，基板支撐體的轉動傾斜係安排以使由腔室上方之離子源所產生的離子以持續改變的入射角撞擊基板之表面。
進動運動產生於第一致動器及第二致動器相對於中心支撐體上移及下移時，使得第一致動器依據第一頻率而上移及下移，而第二致動器依據第二頻率而上移及下移，其中第一頻率係獨立於第二頻率。
圖8係為用於實施實施例的電腦系統之簡化示意圖。應察知，本說明書中所述之方法可利用數位處理系統(例如：習知通用的電腦系統)來加以執行。替代地，亦可使用特殊用途電腦，其設計成或程式化為僅執行一種功能。電腦系統包含中央處理單元(CPU, central processing unit)804，其經由匯流排810耦接至隨機存取記憶體(RAM, random access memory)806、唯讀記憶體(ROM, read-only memory)812、及大量儲存裝置814。系統控制器程式808存在於隨機存取記憶體(RAM)806中，但亦可存在於大量儲存裝置814中。
大量儲存裝置814代表永久性資料儲存裝置，例如：軟碟機或固定式磁碟機，其可為本地的或遠端的。網路介面830透過網路832提供連結而容許與其他裝置通訊。應察知，CPU 804可以通用型處理器、特殊用途型處理器、或特殊程式化的邏輯裝置來加以實施。輸入/輸出(I/O, Input/Output)介面提供與不同周邊設備的通訊，且係透過匯流排810而與CPU 804、RAM 806、ROM 812、及大量儲存裝置814連接。示例性的周邊設備包含顯示器818、鍵盤822、滑鼠824、可卸除式媒體裝置834等。
顯示器818係配置以顯示本說明中所述之使用者介面。鍵盤822、滑鼠824、可卸除式媒體裝置834、及其他周邊設備係耦接至輸入/輸出(I/O)介面820，以便以指令選擇方式與CPU 804交流資訊。應察知，往返外部裝置的資料可透過I/O介面820而傳遞。亦可在分散式計算環境中執行該等實施例，其中在該分散式計算環境中，工作係藉由透過有線或無線網路所連結的遠端處理裝置來執行。
可利用各種電腦系統結構(包含手持裝置、微處理器系統、微處理器型或可程式化之消費電子產品、微電腦、大型電腦、及類似物)來實施實施例。亦可在分散式計算環境中執行該等實施例，其中在該分散式計算環境中，工作係藉由透過網路連結的遠端處理裝置來執行。
鑑於以上實施例，應理解，實施例可使用涉及儲存於電腦系統中之資料的各種電腦實行之操作。此等操作係為需要物理量的物理性操控者。任何在本說明書中所述之形成實施例之部分的操作係為有用的機械操作。實施例亦關於用於執行此等操作的裝置或設備。該設備可針對所需用途而加以特別建構，例如特殊用途電腦。當定義為特殊用途電腦時，該電腦亦可執行非該特殊用途的部分之其他處理、程式執行、或例行程序，同時仍能夠為該特殊用途而進行操作。或者，可藉由通用型電腦來處理該等操作，其中該通用型電腦係藉由儲存於電腦記憶體或快取記憶體、或透過網路取得之一或更多電腦程式而選擇性地致能或配置。當透過網路取得資料時，可藉由網路上的其他電腦(例如雲端的計算資源)來處理該資料。
亦可將一或更多實施例製作為電腦可讀媒體上的電腦可讀碼。電腦可讀媒體係為可儲存之後可藉由電腦系統讀取之資料的任何資料儲存裝置。電腦可讀媒體的範例包含硬碟、網路附接儲存器(NAS, network attached storage)、唯讀記憶體、隨機存取記憶體、CD-ROMs、CD-Rs、CD-RWs、磁帶、及其他光學的與非光學的資料儲存裝置。電腦可讀媒體可包含電腦可讀的有形媒體，其分散於網路連接之電腦系統，俾以分散的方式儲存及執行電腦可讀碼。
儘管以特定順序描述方法操作，但應理解，可在操作之間執行其他庶務操作，或可調整操作以使其在略為不同的時間發生，或可將操作分散於系統中，其中該系統只要以期望之方式執行重疊操作之處理，則允許處理操作發生在與處理相關的不同區間。
儘管已為了清楚理解之目的而詳加敘述前述實施例，但顯而易見的，在所附請求項之範圍內，可實施某些變更及修改。因此，應將本發明實施例視為說明性的，而非限制性的，且不將該等實施例限於本說明書中所提出的細節，而是可在所附請求項的範圍及均等物之內加以修改。
110‧‧‧傳送模組
102‧‧‧匹配電路
104‧‧‧設施
108‧‧‧控制器
112‧‧‧基板
114‧‧‧腔室
115‧‧‧卡盤組件
116‧‧‧基板支撐體
118‧‧‧偏壓匹配器
120‧‧‧射頻產生器
122‧‧‧岐管
124‧‧‧排放裝置
126‧‧‧閥
128‧‧‧氣體源
130‧‧‧真空泵浦
134‧‧‧離子源
136‧‧‧位置致動器
140‧‧‧進動組件
152‧‧‧進動運動檔案
154‧‧‧基板裝載部
402a‧‧‧齒軌
402b‧‧‧齒軌
403a‧‧‧位置/點
403b‧‧‧位置/點
404a‧‧‧致動器
404b‧‧‧致動器
406‧‧‧固定的支撐體
408‧‧‧點
502‧‧‧線
504‧‧‧線
510‧‧‧離子方向
515‧‧‧特徵部
522‧‧‧離子束
604‧‧‧離子源
606a‧‧‧推桿
606b‧‧‧推桿
606c‧‧‧推桿
612a‧‧‧致動器
612b‧‧‧致動器
612c‧‧‧致動器
608‧‧‧腔室
622‧‧‧轉動凸輪
624‧‧‧轉動凸輪
640‧‧‧腔室
642‧‧‧軸馬達
644‧‧‧軸馬達
702‧‧‧操作
704‧‧‧操作
706‧‧‧操作
708‧‧‧操作
710‧‧‧操作
712‧‧‧操作
804‧‧‧中央處理單元
806‧‧‧隨機存取記憶體
808‧‧‧程式
810‧‧‧匯流排
812‧‧‧唯讀記憶體
814‧‧‧大量儲存裝置
818‧‧‧顯示器
820‧‧‧輸入/輸出介面
822‧‧‧鍵盤
824‧‧‧滑鼠
830‧‧‧網路介面
832‧‧‧網路
834‧‧‧可卸除式媒體裝置
參考以下敘述並結合隨附圖式能最有效地理解本發明之實施例。
圖1依據一實施例，係為示意橫剖面圖，其顯示用於蝕刻操作的電漿處理系統。
圖2依據一實施例，繪示操作期間的腔室。
圖3依據一實施例，繪示處理期間基板為傾斜之情況下的複數基板位置。
圖4A-圖4B依據一實施例，繪示腔室，其中在該腔室中，由兩個致動器執行被施加至卡盤/基板的進動運動。
圖5A依據一實施例，繪示藉由將兩周緣點上移及下移來進行基板的進動運動。
圖5B依據一實施例，係為顯示隨時間經過之兩周緣點的高度變化之曲線圖。
圖5C依據一實施例，顯示兩周緣點已改變其各自之高度後的基板。
圖5D依據一實施例，繪示取決於該基板之傾斜情況的離子束之入射角的改變。
圖6A依據一實施例，繪示腔室，其中在該腔室中，由兩個轉動凸輪執行被施加至卡盤/基板的進動運動。
圖6B依據一實施例，繪示腔室，其中在該腔室中，由連接至卡盤底部的三個推桿執行被施加至卡盤/基板的進動運動。
圖6C依據一實施例，繪示腔室，其中在該腔室中，由兩個軸馬達執行被施加至卡盤/基板的進動運動。
圖7依據一實施例，係為用於藉由施加隨時間經過而變化的進動運動來處理基板之演算法的流程圖。
圖8係為用於實施實施例的電腦系統之簡化示意圖。
102‧‧‧匹配電路
104‧‧‧設施
108‧‧‧控制器
112‧‧‧基板
114‧‧‧腔室
116‧‧‧基板支撐體
118‧‧‧偏壓匹配器
120‧‧‧射頻產生器
122‧‧‧岐管
124‧‧‧排放裝置
126‧‧‧閥
128‧‧‧氣體源
130‧‧‧真空泵浦
134‧‧‧離子源
136‧‧‧位置致動器
140‧‧‧進動組件
152‧‧‧進動運動檔案

Claims (20)

  1. 一種用於處理基板的系統，其包含： 腔室； 卡盤組件，其包含： 基板支撐體；及 進動組件，其具有中心支撐體，該中心支撐體係連接至該基板支撐體的下方區域之中心點，該中心支撐體係為靜止的， 其中該進動組件更包含第一致動器及第二致動器，該第一致動器係連接至第一位置，該第一位置係位於該下方區域中且偏離該中心點，該第二致動器係連接至第二位置，該第二位置係位於該下方區域中且偏離該中心點， 其中將該進動組件程式化以在該第一致動器及該第二致動器相對於該中心支撐體而上移及下移時，使進動運動被賦予至該基板支撐體，使得該第一致動器依據第一頻率而上移及下移，而該第二致動器依據第二頻率而上移及下移，該第一頻率係獨立於該第二頻率；及 離子源，其係與該腔室介面接合，該離子源係方向性地朝該卡盤組件之該基板支撐體定向，其中該離子源係配置以在電漿被引燃時產生離子，且該等離子係指向該基板支撐體， 其中在該基板存在於該基板支撐體上時，該進動運動被賦予至該基板支撐體 ，而在該基板支撐體無轉動的情況下，該進動運動造成該基板支撐體的轉動傾斜，該基板支撐體的該轉動傾斜係安排以使由該離子源所產生的該等離子以持續改變的入射角撞擊該基板的表面。
  2. 如申請專利範圍第1項之用於處理基板的系統，其中該第一致動器以第一振幅上移及下移，而該第二致動器以第二振幅上移及下移，其中該第一振幅係獨立於該第二振幅而受控制。
  3. 如申請專利範圍第1項之用於處理基板的系統，更包含控制器，其中該控制器係與該進動組件通訊，以將該進動運動程式化。
  4. 如申請專利範圍第3項之用於處理基板的系統，其中該控制器操控該進動運動，以設定來自該電漿的該離子之入射角，以控制蝕刻該基板上之特徵部的方式。
  5. 如申請專利範圍第1項之用於處理基板的系統，其中該進動運動為週期性的，其中在該基板係裝載於該基板支撐體上時，該第一位置係位於初始位置中，其中自該第一位置至該初始位置的距離隨時間經過而正弦狀地改變。
  6. 如申請專利範圍第1項之用於處理基板的系統，其中該第一位置及該第二位置係位於該下方區域的周緣中，其中該第一位置與該第二位置係相對於該中心點而分離90度。
  7. 如申請專利範圍第1項之用於處理基板的系統，其中該第一位置及該第二位置係位於該下方區域的周緣附近。
  8. 如申請專利範圍第1項之用於處理基板的系統，其中該第一致動器及該第二致動器上移及下移的動作係由該進動組件所分別地且獨立地控制，以產生該進動運動。
  9. 如申請專利範圍第1項之用於處理基板的系統，其中在該進動運動期間，該基板之周緣上的點上移及下移。
  10. 一種用於處理基板的系統，其包含： 腔室； 卡盤組件，其包含： 基板支撐體；及 進動組件，其包含中心支撐體、第一轉動凸輪、及第二轉動凸輪，其中該中心支撐體係為靜止的，且連接至該基板支撐體的底表面之中心點， 其中該第一轉動凸輪係連接至第一位置，該第一位置係位於該底表面中且偏離該中心點，其中該第二轉動凸輪係連接至第二位置，該第二位置係位於該底表面中且偏離該中心點， 其中將該進動組件程式化，以在該第一轉動凸輪及該第二轉動凸輪將該第一位置及該第二位置上移及下移時，使進動運動被賦予至該基板支撐體，其中該第一轉動凸輪係獨立於該第二轉動凸輪而移動；及 離子源，其係朝該基板支撐體定向，該離子源在電漿被引燃時產生離子，其中在該基板支撐體無轉動的情況下，該進動運動造成該基板支撐體的轉動傾斜，該基板支撐體的該轉動傾斜係安排以使由該離子源所產生的該等離子以持續改變的入射角撞擊該基板的表面。
  11. 如申請專利範圍第10項之用於處理基板的系統，其中該第一位置以第一振幅上移及下移，而該第二位置以第二振幅上移及下移，其中該第一振幅係獨立於該第二振幅而受控制。
  12. 如申請專利範圍第10項之用於處理基板的系統，更包含控制器，其中該控制器係與該進動組件通訊，以將該進動運動程式化。
  13. 如申請專利範圍第12項之用於處理基板的系統，其中該控制器操控該進動運動，以設定來自該電漿的該離子之入射角，以控制蝕刻該基板上之特徵部的方式。
  14. 如申請專利範圍第10項之用於處理基板的系統，其中該進動運動為週期性的，其中在該基板係裝載於該基板支撐體上時，該第一位置係位於初始位置中，其中自該第一位置至該初始位置的距離隨時間經過而正弦狀地改變。
  15. 一種用於處理基板的方法，該方法包含下列操作： 將基板裝載於腔室內的基板支撐體上；且 藉由進動組件而造成該基板支撐體之進動運動，其中在該基板位於該基板支撐體上時，賦予該進動運動，而在該基板支撐體無轉動的情況下，該進動運動造成該基板支撐體的轉動傾斜，該基板支撐體的該轉動傾斜係安排以使由該腔室上方之離子源所產生的離子以持續改變的入射角撞擊該基板之表面， 其中該進動組件包含中心支撐體、第一致動器、及第二致動器，該中心支撐體係為靜止的，且連接至該基板支撐體的下方區域之中心點， 其中該第一致動器係連接至第一位置，該第一位置係位於該基板支撐體的該下方區域中且偏離該中心點，其中該第二致動器係連接至第二位置，該第二位置係位於該基板支撐體的該下方區域中且偏離該中心點， 其中在該第一致動器及該第二致動器相對於該中心支撐體而上移及下移時，產生該進動運動，使得該第一致動器依據第一頻率而上移及下移，而該第二致動器依據第二頻率而上移及下移，該第一頻率係獨立於該第二頻率。
  16. 如申請專利範圍第15項之用於處理基板的方法，其中該第一致動器以第一振幅上移及下移，而該第二致動器以第二振幅上移及下移，其中該第一振幅係獨立於該第二振幅而受控制。
  17. 如申請專利範圍第15項之用於處理基板的方法，其中控制器係與該進動組件通訊，以將該進動運動程式化，其中該控制器操控該進動運動，以設定來自電漿的該離子之入射角，以控制蝕刻該基板上之特徵部的方式。
  18. 如申請專利範圍第15項之用於處理基板的方法，其中該進動運動為週期性的，其中在該基板係裝載於該基板支撐體上時，該第一位置係位於初始位置中，其中自該第一位置至該初始位置的距離隨時間經過而正弦狀地改變。
  19. 如申請專利範圍第15項之用於處理基板的方法，其中該第一位置及該第二位置係位於該下方區域的周緣中，其中該第一位置與該第二位置係相對於該中心點而分離90度。
  20. 如申請專利範圍第15項之用於處理基板的方法，其中本方法之操作係藉由電腦程式在以一或更多處理器執行時而實施，其中該電腦程式係嵌入非暫態電腦可讀儲存媒體中。
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