TW201907045A - 對電漿反應器的電極施加功率 - Google Patents

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Abstract

電漿反應器包括具有提供電漿腔室的內部空間的腔室主體、將處理氣體輸送至電漿腔室的氣體分配器、耦接至電漿腔室以將腔室抽空的泵、用於保持工件的工件支撐件及腔內電極組件,該腔內電極組件包括複數個在電漿腔室的頂板及工件支撐件之間橫向延伸通過電漿腔室的燈絲。每根燈絲包括由圓柱形絕緣外殼包圍的導體。複數個燈絲包括第一多重個燈絲及與該第一多重個燈絲以一交替圖案排列的第二多重個燈絲。RF電源經配置成將第一RF輸入信號施加至第一多重個燈絲。

Description

對電漿反應器的電極施加功率

本申請案涉及一種電漿反應器;例如,用於在如半導體晶圓的工件上沉積膜、蝕刻該工件或處理該工件。

通常使用電容耦合電漿(CCP)源或電感耦合電漿(ICP)源來產生電漿。基本的CCP源包含兩個金屬電極,該兩個金屬電極在類似於平行板電容器的氣體環境中以小距離分開。兩個金屬電極中之一者由固定頻率的射頻(RF)電源驅動,及另一個電極連接至RF接地,而在兩個電極之間產生RF電場。產生的電場使氣體原子電離,釋放了電子。氣體中的電子被RF電場加速及藉由碰撞來直接或間接地電離氣體,產生了電漿。

基本的ICP源通常包含螺旋形或線圈形的導體。當RF電流流過導體時,在導體周圍形成RF磁場。 RF磁場伴隨著RF電場,該RF電場使氣體原子電離並產生電漿。

各種處理氣體的電漿廣泛用於積體電路的製造。電漿可用於(例如)薄膜沉積、蝕刻及表面處理。

原子層沉積(ALD)為基於氣相化學處理的順序使用的薄膜沉積技術。一些ALD處理使用電漿以為化學反應提供必要的活化能。電漿增強ALD處理可在比非電漿增強(例如,「熱」)ALD處理更低的溫度下進行。

在一態樣中,一種電漿反應器包括:具有提供電漿腔室的內部空間的腔室主體、將處理氣體輸送至該電漿腔室的氣體分配器、經耦合至該電漿腔室以將該腔室抽空的泵、保持工件的工件支撐件及腔內電極組件,該腔內電極組件包括複數個燈絲,該複數個燈絲在該電漿腔室的頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室。每個燈絲包括由圓柱形絕緣外殼包圍的導體。複數個燈絲包括第一多重個燈絲及與該第一多重個燈絲以交替圖案排列的第二多重個燈絲。RF電源經配置成將第一RF輸入信號施加至第一多重個燈絲,及第二多重個燈絲接地或連接至來自該RF電源的第二RF輸入信號。

實施可包括一或多個下列特徵。

複數個燈絲可具有複數個第一端及複數個第二端,及每個相應燈絲的第一端可比該相應燈絲的第二端更靠近電漿腔室的第一側壁。第一多重個燈絲的第一端可連接至第一公共母線,及第二多重個燈絲的第二端可連接至第二公共母線。RF電源可經配置成在第一公共母線及第二公共母線之間施加RF輸入信號。第一多重個燈絲的第二端可為浮置的,及第二多重個燈絲的第一端可為浮置的。第一多重個燈絲的第二端可接地,及第二多重個燈絲的第一端可接地。第一多重個燈絲的第二端可連接至第三公共母線,及第二多重個燈絲的第一端可連接至第四公共母線。第一多重個燈絲的第二端可電連接至第二多重個燈絲的第一端。

RF電源可經配置成將RF輸入信號施加至第一多重個燈絲的第一端,及第二多重個燈絲可接地。第二多重個燈絲可通過第二多重個燈絲的第二端接地。第二多重個燈絲的第一端可為浮置的。第二多重個燈絲可通過第二多重個燈絲的第一端接地。

RF電源可經配置成通過匹配網路及平衡─不平衡轉換器(balun)來不同地將RF功率施加至第一多重個燈絲及第二多重個燈絲。 RF電源可經配置成以單端不平衡方式向第一多重個燈絲施加RF功率。

複數個燈絲可包括複數個共面燈絲。複數個共面燈絲可包括線性燈絲。複數個共面燈絲可平行延伸通過電漿腔室。複數個共面燈絲可均勻地間隔開來。

可將第一RF信號施加在第一公共母線的中心處,及可將第二RF信號施加在第二公共母線的中心處。可將第一RF信號施加至第一公共母線的相對端,及可將第二RF信號施加至第二公共母線的相對端。

可在第三公共母線及第四公共母線的每一端處建立接地的連接。可在第三公用母線及第四公用母線中的每一者的中心處建立接地的連接。第一多重個燈絲的第二端與第二多重個燈絲的第一端之間的電連接可在腔室外部。

另一態樣中,一種電漿反應器包括:具有提供電漿腔室的內部空間的腔室主體、將處理氣體輸送至該電漿腔室的氣體分配器、耦合至該電漿腔室以將該腔室抽空的泵、保持工件的工件支撐件、包括在該電漿腔室的頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室的複數個燈絲的腔內電極組件,及RF電源。每個燈絲包括由圓柱形絕緣外殼包圍的導體。複數個燈絲包括第一多重個燈絲及與該第一多重個燈絲以交替圖案排列的第二多重個燈絲。複數個燈絲具有複數個第一端及複數個第二端,及每個相應燈絲的第一端比該相應燈絲的第二端更靠近該電漿腔室的第一側壁。RF電源包括連接至第一多重個燈絲的第一端的第一母線、連接至第二多重個燈絲的第一端的第二母線、連接至第一多重個燈絲的第二端的第三母線,及連接至第二多重個燈絲的第二端的第四母線。

實施可包括一或多個以下特徵。

RF電源可經配置成向第一母線、第二母線、第三母線及第四母線中的每一者施加RF信號。RF電源可將RF信號施加至第一母線、第二母線、第三母線及第四母線中的每個母線的相對端。

在另一態樣中,一種電漿反應器包括:具有提供電漿腔室的內部空間的腔室主體、將處理氣體輸送至該電漿腔室的氣體分配器、耦合至該電漿腔室以將該腔室抽空的泵、保持工件的工件支撐件、包括在該電漿腔室的頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室的複數個燈絲的腔內電極組件;每個燈絲包括由圓柱形絕緣外殼包圍的導體及複數個燈絲包括第一多重個燈絲及與該第一多重個燈絲以交替圖案排列的第二多重個燈絲,及RF電源,該RF電源經配置成將第一RF輸入信號施加至該第一多重個燈絲及將第二RF輸入信號施加至該第二多重個燈絲,該第一RF輸入信號及該第二RF輸入信號具有相等頻率及相位偏移

實施可包括一或多個以下特徵。相位偏移可為180度。相位偏移可為可控制的。

在另一態樣中,一種電漿反應器包括:具有提供電漿腔室的內部空間的腔室主體、將處理氣體輸送至該電漿腔室的氣體分配器、耦合至該電漿腔室以將該腔室抽空的泵、保持工件的工件支撐件、包括在該電漿腔室的頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室的複數個燈絲的腔內電極組件,及RF電源。每個燈絲包括由圓柱形絕緣外殼包圍的導體。複數個燈絲包括第一多重個燈絲及與該第一多重個燈絲以交替圖案排列的第二多重個燈絲。複數個燈絲具有複數個第一端及複數個第二端,及每個相應燈絲的第一端比該相應燈絲的第二端更靠近電漿腔室的第一側壁。RF電源包括連接至第一多重個燈絲的第一端的第一母線、連接至第二多重個燈絲的第一端的第二母線、連接至第一多重個燈絲的第二端的第三母線,及連接至第二多重個燈絲的第二端的第四母線。

在另一態樣中,一種電漿反應器包括:具有提供電漿腔室的內部空間的腔室主體、將處理氣體輸送至該電漿腔室的氣體分配器、耦合至該電漿腔室以將該腔室抽空的泵、保持工件的工件支撐件、包括在該電漿腔室的頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室的複數個燈絲的腔內電極組件,及RF電源。每個燈絲包括由一圓柱形絕緣外殼包圍的導體。RF電源經配置成將第一RF信號施加至複數個燈絲中的至少一些燈絲、將相同頻率的第二RF信號施加至該複數個燈絲中的至少一些燈絲,及調變該第一RF信號及第二RF信號之間的相位偏移。

實施可包括一或多個以下特徵。

複數個燈絲可具有複數個第一端及複數個第二端,及每個相應燈絲的第一端比該相應燈絲的第二端更靠近電漿腔室的第一側壁。可將第一RF信號施加至複數個燈絲的第一端,及可將第二RF信號施加至複數個燈絲的第二端。複數個燈絲的第一端可連接至第一公共母線,及該複數個燈絲的第二端可連接至第二公共母線。

複數個燈絲包括第一燈絲、複數個中間燈絲及最終燈絲;可將第一RF信號施加至該第一燈絲及可將第二RF信號施加至該最終燈絲。每個中間燈絲可具有電連接至相鄰絲的第二端的第一端,及第二端可電連接至另一相鄰絲的第一端。連接可在腔室外部。

複數個燈絲可包括第一多重個燈絲及第二多重個燈絲,該第二多重個燈絲與該第一多重個燈絲以交替圖案排列,及可將第一RF信號施加至該第一多重個燈絲及可將第二RF信號施加至該第二多重個燈絲。RF電源可經配置成將第一RF輸入信號施加至第一多重個燈絲的第一端,及將第二RF信號施加至第二多重個燈絲的第二端。第一多重個燈絲的第二端可為浮置的,及第二多重個燈絲的第一端可為浮置的。第一多重個燈絲的第二端可接地,及該第二多重個燈絲的第一端可接地。第一多重個燈絲的第二端可電連接至第二多重個燈絲的第一端。

可包含保持頂部電極在腔室頂板中的支撐件。可包含在工件支撐件中的底部電極。

複數個燈絲可包括第一多重個燈絲,及第一母線可連接至第一多重個燈絲的第一端。RF電源可經配置成將第一RF信號施加至第一母線上的第一位置及將第二RF信號施加至該母線上之不同的第二位置。第一位置及第二位置可位在母線的相對端上。可包含連接至第一多重個燈絲之相對第二端的第二母線。RF電源可經配置成將第一RF信號施加至第一母線上的第一位置及將第二RF信號施加至第二母線上之不同的第二位置。RF電源經配置成將第一RF信號施加至第一母線上之不同的第三位置及將第二RF信號施加至第二母線上之不同的第四位置。

複數個燈絲可包括第二多重個燈絲,及第三母線可連接至第二多重個燈絲的第一端。RF電源可經配置成將第一RF信號施加至第一母線上的第一位置及第三母線上的第二位置,及將第二RF信號施加至第一母線上之不同的第三位置及第三母線上之不同的第四位置。第二母線可連接至第一多重個燈絲之相對的第二端,及第四母線可連接至第二多重個燈絲之相對的第二端。RF電源可經配置成將第一RF信號施加至第一母線的第一位置及第二母線的第二位置,及將第二RF信號施加至第三母線的第三位置及第四母線的第四位置。RF電源可經配置成將第一RF信號施加至第一母線的第一位置及不同的第二位置及第二母線的第三位置及不同的第四位置,及將第二RF信號施加至第三母線的第五位置及不同的第六位置及第四母線的第七位置及不同的第八位置。第一位置、第三位置、第五位置及第七位置可各自位於相應母線之第二位置、第四位置、第六位置及第八位置的相對端。

RF電源可經配置成調變相位偏移,以隨著時間改變導體上之電壓的駐波圖案。複數個燈絲可包含複數個共面燈絲。複數個共面燈絲可包括線性燈絲。複數個共面燈絲可平行延伸通過電漿腔室。複數個共面燈絲可均勻地間隔開來

在另一態樣中,一種處理工件的方法包括以下步驟:將工件定位在工件支撐件上,使得該工件的前表面面向複數個燈絲,該複數個燈絲在電漿腔室的頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室;將處理氣體輸送至該電漿腔室;將第一RF信號施加至該複數個燈絲中的至少一些燈絲,及將相等頻率的第二RF信號施加至該複數個燈絲中的至少一些燈絲,以便在該電漿腔室中產生電漿及使該工件暴露於來自該電漿腔室的該電漿;及調變該第一RF信號及該第二RF信號之間的相位偏移。

實施可包括一或多個以下特徵。調變相位偏移可隨著時間改變導體上之電壓的駐波圖案。可調變第一RF信號及第二RF信號之間的相位偏移,以增加電漿密度均勻性。可調變第一RF信號及第二RF信號之間的相位偏移以誘發電漿密度不均勻性,以補償基板上之層的不均勻性或層之處理不均勻的來源。施加第一RF信號及第二RF信號之步驟可包含以下步驟:通過匹配網路及平衡─不平衡轉換器(balun)來不同地將RF功率施加至第一多重個燈絲及第二多重個燈絲。可在電漿腔室中用交替圖案來排列第一多重個燈絲及第二多重個燈絲。

在另一態樣中,一種電漿反應器包含: 具有提供電漿腔室的內部空間的腔室主體、將處理氣體輸送至該電漿腔室的氣體分配器、耦合至該電漿腔室以將該腔室抽空的泵、保持工件的工件支撐件、包括在該電漿腔室的頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室的複數個燈絲的腔內電極組件(每個燈絲包括由絕緣外殼包圍的導體)、電連接至每個燈絲的導體的至少一個母線,及RF電源。RF電源經配置成在至少一個母線上的第一位置處向複數個燈絲施加第一頻率的第一RF信號,及在該至少一個母線上之不同的第二位置處向該複數個燈絲施加不同的第二頻率的第二RF信號。

實施可包括一或多個以下特徵。

第一匹配電路可將第一位置電耦合至第一環路器/隔離器。第二匹配電路可將第二位置電耦合至第二環路器/隔離器。可包含將第二位置直接電耦合至假負載的第二匹配電路。第一環路器/隔離器可具有第一頻寬,及第一頻率及第二頻率可在該第一頻寬內。第一頻率與第二頻率之間的差值可不大於第一頻率及第二頻率的平均值的約5%。

複數個燈絲可包括一第一多重個燈絲。至少一個母線可包括連接至第一多重個燈絲的第一端的第一母線。RF電源可經配置成將第一RF信號施加至第一母線上的第一位置,及將第二RF信號施加至母線上之不同的第二位置。第一位置及第二位置可位於母線的相對端。可包含連接至第一多重個燈絲的相對第二端的第二母線。RF電源可經配置成將第一RF信號施加至第一母線上的第一位置,及將第二RF信號施加至第二母線上之不同的第二位置。RF電源可經配置成將第一RF信號施加至第一母線上之不同的第三位置,及將第二RF信號施加至第二母線上之不同的第四位置。

複數個燈絲可包括第二多重個燈絲,及包括連接至該第二多重個燈絲的第一端的第三母線。RF電源可經配置成將第一RF信號施加至第一母線上的第一位置及第三母線上的第二位置,及將第二RF信號施加至第一母線上之不同的第三位置及第三母線上之不同的第四位置。

第二母線可連接至第一多重個燈絲的相對第二端,及第四母線可連接至第二多重個燈絲的相對第二端。RF電源可經配置成將第一RF信號施加至第一母線上的第一位置及第二母線上的第二位置,及將第二RF信號施加至第三母線上的第三位置及第四母線上的第四位置。RF電源可經配置成將第一RF信號施加至第一母線上的第一位置及不同的第二位置及第二母線上的第三位置及不同的第四位置,及將第二RF信號施加至第三母線上的第五位置及不同的第六位置及第四母線上的第七位置及不同的第八位置。第一位置、第三位置、第五位置及第七位置可各自位於相應母線之第二位置、第四位置、第六位置及第八位置的相對端。

在另一態樣中,一種處理工件的方法,包括以下步驟:將工件定位在工件支撐件上,使得該工件的前表面面向複數個導體,該複數個導體在電漿腔室的頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室;將處理氣體輸送至該電漿腔室;在連接至該等導體的至少一個母線上的第一位置處將第一頻率的第一RF信號施加至該複數個導體;及在該至少一個母線上之不同的第二位置處將不同的第二頻率的第二RF信號施加至該複數個導體。

實施可包括一或多個以下特徵。可選擇第一頻率及第二頻率間的差值以增加電漿密度均勻性。可選擇第一頻率及第二頻率間的差值以誘發電漿密度不均勻性,以補償基板上之層的不均勻性或層之處理不均勻的來源。施加第一RF信號及第二RF信號可包含以下步驟:通過匹配網路及平衡─不平衡轉換器(balun)來不同地將RF功率施加至第一多重個燈絲及第二多重個燈絲。可在電漿腔室中用交替圖案來排列第一多重個燈絲及第二多重個燈絲。

在另一態樣中,一種電漿反應器包括:具有提供電漿腔室的內部空間的腔室主體、將處理氣體輸送至該電漿腔室的氣體分配器、耦合至該電漿腔室以將該腔室抽空的泵、保持工件的工件支撐件、包括在該電漿腔室的頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室的複數個燈絲的腔內電極組件(每個燈絲包括由絕緣外殼包圍的導體)、電連接至每個燈絲的該導體的至少一個母線、及RF電源、連接至該至少一個母線上的第一位置的第一匹配網路、及連接至該至少一個母線上的第二位置的第二匹配網路、第一電阻性負載終端及第二電阻性負載終端,及將該RF電源連接至該第一匹配網路的環路器/隔離器,該環路器/隔離器進一步耦合至該第一電阻性負載終端,及該第二電阻性負載終端連接至該第二匹配網路。

某些實施可具有以下一或多個優勢。電漿均勻性可得到改善。電漿處理的可重複性可得到改善。可減少金屬污染。可減少微粒的生成。可降低電漿充電損壞。可在不同的過程操作條件下保持電漿的均勻性。電漿功率耦合效率可得到改善。可降低電漿密度的不均勻性(例如,由於駐波引起的不均勻性)。可減輕由於處理條件或工件的初始狀態所引起的不均勻性。

在附加圖式及下文敘述中闡述了本發明的一或多個實施例的細節。從說明書、附加圖式及申請專利範圍中,本發明的其他特徵、目的及優勢將顯而易見。

一般的CCP源中的電漿均勻性通常由(多個)電極尺寸及電極間距、氣壓、氣體組成及所施加的RF功率來確定。在較高的射頻下,附加效應可能變得顯著或甚至主導由於駐波或趨膚效應的存在所導致的非均勻性。在更高的頻率及電漿密度下,此種附加效應變得更加明顯。

一般的ICP源中的電漿均勻性通常由ICP(多個)線圈的配置(包括其尺寸、幾何形狀、與工件的距離及相關的RF窗口位置)、氣體壓力、氣體組成及功率來確定。在多個線圈或線圈段的情況下,電流或功率分佈及其相對相位(若以相同頻率驅動)亦可為重要因素。由於趨膚效應,功率沉積傾向於發生在ICP線圈下方或附近數公分內;此種局部功率沉積通常導致反映線圈幾何形狀的處理不均勻性。此種電漿不均勻性導致工件上的電位差,這亦會導致電漿充電損壞(例如,電晶體閘極介電質破裂)。

通常需要很大的擴散距離來提高ICP源的均勻性。然而,由於低功率耦合,具有厚RF窗口的傳統ICP源在高氣壓下通常效率低,此導致高驅動電流而導致了高電阻功率損耗。對之,腔內電極組件不需具有RF窗口,而只需薄的圓柱形外殼。此可提供更好的功率耦合及效率。

在使用細長導體陣列的情況下,另一不均勻源為沿著導體的RF能量的駐波。來自各種電路的內部反射可產生RF能量的駐波;這會在電極中產生「熱點」並因此產生不均勻性。

具有腔內電極組件的電漿源可能夠提供以下中的一或多者:在工件尺寸上有效產生具有期望性質(電漿密度、電子溫度、離子能量及離解等)的均勻電漿;調節操作窗口內的均勻性(例如,壓力、功率及氣體成分);即使移動工件也能保持穩定且可重複的電氣性能;及避免過量的金屬污染物或微粒。

圖1為電漿反應器之範例的示意性側視圖。電漿反應器100具有包圍作為電漿腔室之內部空間104的腔室主體102。腔室主體102可具有一或多個側壁102a及頂板102b。內部空間104可為(例如)用於處理圓形半導體晶圓的圓柱形。腔室主體102具有位於電漿反應器100的頂板附近的支撐件106,該支撐件106支撐頂部電極108。頂部電極可懸掛在內部空間104內,並與頂板間隔開來、鄰接頂板或形成一部分的頂板。腔室主體102的側壁的一些部分可分別接地。

氣體分配器110可位於電漿反應器100的頂部附近。在一些實施方式中,氣體分配器110與頂部電極108成一體而為單個元件。替代地,氣體分配器110可包括在腔室的側壁102a中的一或多個埠。氣體分配器110連接至氣體供應器112。氣體供應器112將一或多種處理氣體輸送至氣體分配器110,該一或多種處理氣體的組成可取決於待執行的處理(例如,沉積或蝕刻)。真空泵113耦接至內部空間104以將電漿反應器抽空。對於一些處理來說,在Torr範圍內操作腔室,及氣體分配器110供應氬氣、氮氣、氧氣及/或其他氣體。

取決於腔室配置及所供應的處理氣體,電漿反應器100可提供ALD設備、蝕刻設備、電漿處理設備、電漿增強化學氣相沉積設備、電漿摻雜設備或電漿表面清潔設備。

用於支撐工件115的工件支撐基座114位於電漿反應器100中。工件支撐基座114具有面向頂部電極108的工件支撐表面114a。在一些實施方式中,工件支撐基座114包括在基座114內部的工件支撐電極116,及工件偏置電壓源118連接至工件支撐電極116。電壓源118可施加電壓以將工件115夾持至基座114及/或提供偏置電壓以控制所產生電漿之包括離子能量的性質。在一些實施方式中,RF偏置功率產生器142通過阻抗匹配144AC耦合至工件支撐基座114的工件支撐電極116。

另外,基座114可具有用於加熱或冷卻工件115的內部通道119,及/或嵌入式電阻加熱器(119)。

腔內電極組件120位於頂部電極108及工件支撐基座114之間的內部空間104中。此電極組件120包括一或多個燈絲,該一或多個燈絲在基座114的支撐表面114a上的腔室中橫向延伸。在基座114上的電極組件120的至少一部分燈絲平行於支撐表面114a延伸。頂部縫隙130在頂部電極108及腔內電極組件120之間形成。底部縫隙132在工件支撐基座114及腔內電極組件120之間形成。

電極組件120由RF電源122驅動。RF電源122可用1至300MHz或更高的頻率向電極組件120的一或多個燈絲供電。對於一些處理來說,RF電源120在60MHz的頻率下提供約100W至大於2kW的總RF功率。

在一些實施方式中,可能意欲選擇底部縫隙132以使得電漿產生的自由基、離子或電子與工件表面相互作用。縫隙的選擇取決於應用及操作方案。對於意欲將自由基通量(但非常低的離子/電子通量)傳遞至工件表面的一些應用來說,可選擇在較大縫隙及/或較高壓力下的操作。對於意欲將自由基通量及基本的電漿離子/電子通量傳遞至工件表面的其它應用來說,可選擇在較小縫隙及/或較低壓力下的操作。例如,在一些低溫電漿增強ALD處理中,處理氣體的自由基對於ALD膜的沉積或處理是必需的。自由基為具有不成對價電子的原子或分子。自由基通常對其他物質有高度的化學反應性。自由基與其他化學物質的反應通常在薄膜沉積中起重要作用。然而,自由基由於其高度的化學反應性而通常是短命的,因此在其一生中不能被傳輸得很遠。將自由基源(即,作為電漿源的腔內電極組件120)放置在工件115的表面附近可增加自由基向表面的供應,而改善了沉積過程。

自由基的壽命通常取決於周圍環境的壓力。因此,提供令人滿意的自由基濃度之底部縫隙132的高度可取決於操作期間的預期腔室壓力而改變。在一些實施方式中,若要在0.01-10Torr範圍內的壓力下操作腔室,則底部縫隙132小於1cm。在其他(較)低溫電漿增強ALD處理中,對於ALD膜的沉積及處理來說,暴露於電漿離子通量(及伴隨的電子通量)及自由基通量可為必需的。在一些實施方式中,若將在1-10Torr的範圍內的壓力下操作腔室,則底部縫隙132小於0.5cm。較低的操作壓力可允許在較大的縫隙處的操作,這是由於相對於距離之較低的體積複合率。在其他應用中(如蝕刻),通常使用較低的操作壓力(小於100mTorr),縫隙可增加。

在底部縫隙132較小的此類應用中,由電極組件120產生的電漿可在燈絲之間具有顯著的不均勻性,這可對工件的處理均勻性有害。藉由將工件移動通過具有空間非均勻性的電漿,而可藉由時間平均效應來減輕電漿空間不均勻性對過程的影響;即,在單次穿過電漿後由工件的任何給定區域所接收的累積電漿量基本上相似。

可選擇足夠大的頂部縫隙,以便在腔內電極組件及頂部電極(或腔室的頂部)之間形成電漿。在一些實施方式中,若將在1-10Torr的範圍內的壓力下操作腔室,則頂部縫隙130可在0.5-2cm之間(例如,1.25cm)。

可用各種方式配置頂部電極108。在一些實施方式中,頂部電極連接至RF接地140。在一些實施方式中,頂部電極為電隔離的( 「浮置(floating)」)。在一些實施方式中,頂部電極108經偏置為偏置電壓。偏置電壓可用於控制所產生電漿之包括離子能量的性質。在一些實施方式中,頂部電極108由RF信號驅動。例如,相對於已接地的工件支撐電極116來驅動頂部電極108可增加工件115處的電漿電位。所增加的電漿電位可導致離子能量增加至期望值。

頂部電極108可由不同的處理兼容材料形成。處理可計算性的各種條件包括材料對處理氣體的蝕刻的抵抗性及對來自離子轟擊之濺射的抵抗性。此外,在材料確實被蝕刻的情況下,處理相容材料較佳地形成揮發性或氣態的化合物,該化合物可藉由真空泵113被抽空且不會形成可能污染工件115的微粒。因此,在一些實施中,頂部電極由矽製成。在一些實施方式中,頂部電極由碳化矽製成。

在一些實施方式中,可省略頂部電極108。在此實施方式中,RF接地路徑可由工件支撐電極或電極組件120之共面燈絲的子集來提供。

在一些實施方式中,流體供應器146使流體通過腔內電極組件120中的通道循環。在一些實施方式中,熱交換器148耦接至流體供應器146以去除熱或向流體供應熱。

圖2A至圖2C為電漿反應器之另一個範例的示意圖。在此範例中,多腔室處理工具200包括電漿反應器100。此處,腔內電極組件120可為亦可包括頂部電極108的電極單元201的一部分。

處理工具200具有圍繞內部空間204的主體202。主體202可具有一或多個側壁202a、頂部202b及底部202c。內部空間204可為圓柱形。

處理工具200包括用於支撐一或多個工件115(例如,複數個工件)的工件支撐件214(如基座)。工件支撐件214具有工件支撐表面214a。工件支撐件214可包括工件支撐電極116,及工件偏置電壓源118可連接至工件支撐電極116。

工件支撐件214的頂部及頂部202b之間的空間可藉由阻障層270分成複數個腔室204a至204d。阻障層270可從工件支撐件214的中心徑向延伸。雖然示出了四個腔室,但可有兩個、三個或四個以上的腔室。

工件可藉由馬達262來圍繞軸260旋轉。結果,工件支撐件214上的任何工件115將依次通過腔室204a至204d。

腔室204a至204d可藉由泵─淨化系統280來至少部分地彼此隔離。泵─淨化系統280可包括穿過阻障層210形成的多個通道,該多個通道使淨化氣體(例如,如氬氣的惰性氣體)進入相鄰腔室之間的空間及/或將氣體抽出相鄰腔室之間的空間。例如,泵─淨化系統280可包括第一通道282,通過該第一通道282來(例如,藉由泵)將淨化氣體壓入阻障層270及工件支撐件214之間的空間202中。第一通道282可藉由與泵連接以抽吸氣體的第二通道284及第三通道286在任一側上位於側面(相對於工件支撐件214的運動方向),該氣體包括淨化氣體及來自相鄰腔室(例如,腔室204a)的任何氣體兩者。每個通道可為大致上沿著徑向方向延伸的細長槽。

腔室204a至204d中的至少一腔室提供電漿反應器100的電漿腔室。電漿反應器包括頂部電極陣列組件120及RF電源122,且還可包括流體供應器146及/或熱交換器。可通過沿著一或兩個阻障層270至腔室104定位的埠210來供應處理氣體。在一些實施方式中,埠210僅被定位在腔室104的引導側(相對於工件支撐件214的運動方向來說)。作為替代地或附加地,可藉由工具主體202的側壁202a的埠來供應處理氣體。

關於圖1或圖2A至2C的任一圖,電極組件120或220包括一或多個共面燈絲300,該一或多個共面燈絲在工件支撐件的支撐表面上的腔室中橫向延伸。工件支撐件上的電極組件的至少一部分共面燈絲平行於支撐表面延伸。燈絲300可相對於運動方向成非零角度(例如,基本上垂直於運動方向)。每個燈絲可包括由處理兼容材料的圓柱形外殼圍繞的導體。

電極單元201可包括圍繞電極電漿腔室區域的側壁221。側壁可由處理兼容材料(例如,石英)形成。在一些實施方式中,燈絲橫向地突出側壁221。在一些實施方式中,燈絲300(例如)垂直地延伸出電極單元201的頂部且水平轉動,以提供用於工件之平行於支撐表面的部分 (參見圖2C)。

圖3A至圖3C為腔內電極組件之燈絲的各種範例的示意圖。參考圖3A,示出了腔內電極組件120的燈絲300。燈絲300包括導體310及圍繞導體310及沿導體310延伸的環形外殼320(例如,圓柱形外殼)。導管330由導體310及外殼320之間的縫隙形成。外殼320由與處理兼容的非金屬材料形成。在一些實施中,外殼是半導的。在一些實施中,外殼是絕緣的。

導體310可由各種材料形成。在一些實施方式中,導體310為實心線,例如直徑為0.063’’的單根實心線。作為替代地,可由多股絞合線來提供導體310。在一些實施方式中,導體包含3根平行的0.032’’的絞合線。多股絞合線可通過趨膚效應來減少RF功率損耗。

使用具有高導電率(例如,高於107 西門子/ m)的材料,這可降低電阻功率損耗。在一些實施方式中,導體310由銅或銅合金製成。在一些實施方式中,導體由鋁製成。

不意欲的材料濺射或蝕刻會導致處理污染或微粒形成。無論腔內電極組件120作為CCP源或是ICP源,都可發生不意欲的濺射或蝕刻。可由電極表面處的過量離子能量而引起不意欲的濺射或蝕刻。當作為CCP源來操作時,電極殼周圍的振盪電場對於驅動電漿放電是必需的。此種振盪導致材料的濺射或蝕刻,因所有已知材料的濺射能量閾值皆低於CCP源之相應的最小工作電壓。當作為ICP源來操作時,燈絲300與電漿的電容耦合在附近表面處產生振盪電場,此亦導致材料的濺射。可藉由使用用於暴露於內部空間104的燈絲300的外表面(例如,外殼320)的處理兼容材料來減輕由不意欲的材料濺射或蝕刻所導致的問題。

在一些實施方式中,外殼320由如矽的處理兼容材料(例如,高電阻率矽、氧化物材料、氮化物材料、碳化物材料、陶瓷材料或上述組合)形成。氧化物材料的範例包括二氧化矽(例如,二氧化矽及石英)及氧化鋁(例如,藍寶石)。碳化物材料的範例包括碳化矽。對於某些包括含氟環境或含氟碳環境的化學環境來說,陶瓷材料或藍寶石可為意欲的。在含有氨、二氯矽烷、氮及氧的化學環境中,使用矽、碳化矽或石英可為意欲的。

在一些實施方式中,外殼320具有0.1至3mm(例如,1mm)的厚度。

在一些實施方式中,在導管330中提供流體。在一些實施方式中,流體是淨化氧氣的非氧化性氣體,以減輕導體310的氧化。非氧化性氣體的範例為氮氣及氬氣。在一些實施方式中,非氧化性氣體(例如)藉由流體供應器146而連續地流過導管330,以去除殘餘的氧。

導體310的加熱可使導體更易於氧化。流體可提供冷卻至導體310,可從供應的RF功率來加熱該導體310。在一些實施方式中,流體(例如)藉由流體供應器146通過導管330循環,以提供強制對流溫度控制(例如,冷卻或加熱)。

在一些實施方式中,流體可處於或高於大氣壓以防止流體迸裂。

參考圖3B,在燈絲300的一些實施方式中,導體310具有塗層320。在一些實施方式中,塗層320為形成導體的材料的氧化物(例如,鋁導體上的氧化鋁)。在一些實施方式中,塗層320為二氧化矽。在一些實施方式中, (例如)藉由矽烷、氫及氧的反應形成二氧化矽塗層來在電漿反應器100中原位形成塗層320。原位塗覆可為有益的,因其可在蝕刻或濺射時補充。

參考圖3C,在燈絲300的一些實施方式中,導體310為中空的,及中空導管340形成在導體310內。在一些實施方式中,中空導管340可承載如圖3A所述的流體。處理兼容材料的塗層320可覆蓋導體310以提供圓柱形外殼。在一些實施方式中,塗層320為形成導體的材料的氧化物(例如,鋁導體上的氧化鋁)。

圖4A為腔內電極組件的一部分的示意圖。腔內電極組件400包括多個共面燈絲300,該多個共面燈絲300附接在支撐件402處。電極組件400可提供電極組件120。在一些實施方式中,燈絲300至少在相應於處理工件處的區域上相互平行延伸。

燈絲300藉由燈絲間距410彼此分開。燈絲間距410為節距;對於平行燈絲來說,可垂直於燈絲的縱軸來量測間距。間距410可影響電漿均勻性。若間距太大,則燈絲可產生陰影及不均勻性。另一方面,若間隔太小,則電漿不能在頂部縫隙130及底部縫隙132之間遷移,且不均勻性將增加及/或自由基密度將降低。在一些實施方式中,燈絲間距410在組件400上是均勻的。

燈絲間距410可為3至20mm(例如,8mm)。在N2壓力為2至10Torr的高壓下,間隔範圍可為20mm至3mm。壓力範圍的妥協可為5至10mm。在較低壓力及較大的工件距離下,可有效地使用較大的間距。

圖4B至圖4C為具有不同電漿區域狀態之腔內電極組件的橫截面示意圖。參考圖4B,電漿區域412圍繞燈絲300。電漿區域412具有上部電漿區域414及下部電漿區域416。上部電漿區域414可位於頂部縫隙130處及下部電漿區域416可位於底部縫隙132處。如圖4B所示,上部電漿區域414及下部電漿區域416通過燈絲300之間的縫隙連接,形成了連續的電漿區域412。電漿區域412的此種連續性係意欲的,因區域414及區域416通過電漿交換而與彼此「連通」。電漿的交換有助於保持兩個區域的電平衡,而助於電漿的穩定性及可重複性。

參考圖4C,在此狀態下,上部電漿區域414及下部電漿區域416不相互連接。電漿區域412的此種「收縮(pinching)」對於電漿穩定性而言不是意欲的。電漿區域412的形狀可藉由各種因子來調整,以去除電漿區域不連續性或改善電漿均勻性。

一般來說,區域412、區域414及區域416可具有寬範圍的電漿密度,且不一定是均勻的。此外,圖4C中所示的上部電漿區域414及下部電漿區域416間的不連續性表示相對於兩個區域之相當低的電漿密度及完全缺乏縫隙中的電漿(非必要)。

頂部縫隙130為影響電漿區域之形狀的因子。取決於壓力,當頂部電極108接地時,減小頂部縫隙130通常會導致上部電漿區域414中的電漿密度的減少。可基於電漿腔室的電腦建模來確定頂部縫隙130的具體值。例如,頂部縫隙130可為3至8mm(例如,4.5mm)。

底部縫隙132為影響電漿區域之形狀的因子。取決於壓力,當工件支撐電極116接地時,減小底部縫隙132通常會導致下部電漿區域416中的電漿密度的減少。可基於電漿腔室的電腦建模來確定底部縫隙132的具體值。例如,底部縫隙132可為3至9mm(例如,4.5mm)。底部縫隙132可等於或小於頂部縫隙130。

在一些實施方式中,腔內電極組件400可包括第一組燈絲及第二組燈絲300。可在空間上排列第一組及第二組,使得燈絲在第一組和第二組之間交替。例如,第一組可包括燈絲302,第二組可包括燈絲304。第一組可由RF電源422的第一端子422a驅動,及第二組可由RF電源422的第二端子422b驅動。

RF電源422可經配置成在端子422a處提供第一RF信號,及在端子422b處提供第二RF信號。第一RF信號及第二RF信號可具有彼此相同的頻率及穩定的相位關係。例如,相位差可為0度或180度。在一些實施方式中,可在0度及360度之間調節由RF電源422提供的第一RF信號及第二RF信號之間的相位差。

為了產生信號,可將來自RF電源的不平衡輸出信號耦合至平衡─不平衡轉換器(balun,未示出),以在端子422a及端子422b上輸出平衡(「差分」)信號。作為替代地,RF電源422可包括彼此鎖相的兩個單獨的RF電源。

驅動相鄰燈絲302及304的RF信號的相位是影響電漿區域的形狀的因子。當驅動相鄰燈絲422a及422b的兩個RF信號的相位差被設置為0度(「單極」或「單端」)時,電漿區域被從燈絲300之間的縫隙中推出,導致了如圖4C所示的不連續性或不均勻性。當驅動相鄰燈絲的RF信號的相位差被設置為180度(「差分」)時,電漿區域被更強烈地限制在燈絲300之間。0度及360度之間的任何相位差可用於影響電漿區域412的形狀。

工件支撐電極116的接地是影響電漿區域的形狀的因子。電極116的不完美RF接地與驅動相鄰燈絲的RF信號之間的0度相位差結合推動了電漿區域朝向頂部縫隙。然而,若用具有180度相位差的RF信號來驅動相鄰燈絲(例如,燈絲302及燈絲304),則所得到的電漿分布對電極116的不完美RF接地較不敏感。不受任何特定理論的限制,此可能是因為RF電流肇因於驅動信號的差分性質而通過相鄰電極返回。

圖5A至圖5E為腔內電極組件配置的各種範例的示意圖。電極組件500、電極組件504、電極組件506、電極組件508及電極組件509可提供電極組件120,及燈絲300可提供電極組件120的燈絲。參考圖5A,腔內電極組件500包括第一電極子組件520(其包含第一組燈絲)及第二電極子組件530(其包括第二組燈絲)。第一電極子組件520的燈絲與第二電極子組件530的燈絲相互交叉。

每個子組件520及530均具有多個平行燈絲300,該多個平行燈絲300延伸穿過腔室104。每個其他燈絲302連接至腔室104一側上的第一母線540。其餘(交替)燈絲302各自連接至在腔室104的另一側上的第二母線550。未連接至RF電源母線的每個導體120的端部可保持不連接(例如,浮置)。

在一些實施方式中,連接燈絲300的母線540及550位於內部空間104的外部。在一些實施方式中,連接燈絲300的母線540及550位於內部空間104中。第一電極子組件520及第二電極子組件530彼此平行取向,使得子組件520及530的燈絲彼此平行。

可用各種方式以RF信號驅動腔內電極組件500。在一些實施方式中,子組件520由輸入570驅動,及子組件530由輸入580驅動。在一些組件中,以相對於RF接地的相同RF信號來驅動輸入570及輸入580。在一些實施方式中,由差分RF信號驅動子組件520及子組件530。在一些實施方式中,由具有相同頻率但相位差在0及360度之間(例如0或180度)的兩個RF信號來驅動子組件520及子組件530。在一些實施方式中,隨時間調變相位差。在一些實施方式中,子組件520由RF信號驅動,及子組件530連接至RF接地。

參考圖5B,腔內電極組件504包括第一電極子組件524及第二電極子組件534。第一電極子組件524及第二電極子組件534各自具有延伸穿過腔室104的多根燈絲300。每個子組件的燈絲300的集合分別由母線560及562在兩端連接。第一電極子組件524及第二電極子組件534經配置成使得子組件524及534的燈絲為交替圖案。燈絲300可彼此平行。

在一些實施方式中,連接燈絲300的母線560及562位於內部空間104的外部。在一些實施方式中,連接燈絲300的母線560及562位於內部空間104中。

可用各種方式以RF信號驅動腔內電極組件504。在一些實施方式中,子組件520由輸入570驅動,及子組件530由輸入580驅動。在一些組件中,以相對於RF接地的相同RF信號來驅動輸入570及輸入580。在一些實施方式中,由差分RF信號驅動子組件520及子組件530。在一些實施方式中,由具有相同頻率及相位差在0及360度之間(例如0或180度)的兩個RF信號來驅動子組件520及子組件530。在一些實施方式中,隨時間調變相位差。在一些實施方式中,子組件520由RF信號驅動,及子組件530連接至RF接地。

參考圖5C,腔內電極組件506包括第一電極子組件520及第二電極子組件530。第一電極子組件520及第二電極子組件530各自具有多個平行燈絲300,該多個平行燈絲藉由各自的母線540及550在一端連接。在一些實施方式中,第一電極子組件的燈絲300在燈絲的近端處連接至母線540,及第二電極子組合的燈絲300在燈絲之相對遠端處連接至母線550。

未連接至母線540的第一電極子組件520的端部電連接至公共母線511,及未連接至母線550的第二電極子組件530的端部電連接至公共母線511。例如,第一電極組件的燈絲的遠端可電連接至公共母線511,及第二電極組件的燈絲的近端可電連接至公共母線511。

在一些實施方式中,(例如)在遠端處將第一電極子組件的燈絲連接至與共用接地511連接的另一母線,及(例如)在近端處將第二電極子組件的燈絲連接至與共用接地511連接的另一母線。

第一電極子組件520及第二電極子組件530經配置成使得子組件520及530的燈絲以交替圖案排列。燈絲300可彼此平行。

可用各種方式以RF信號驅動腔內電極組件506。在一些實施方式中,子組件520由輸入570驅動至(例如)母線540,及子組件530由輸入580驅動至(例如)母線550。在一些組件中,以相對於RF接地的相同RF信號來驅動輸入570及輸入580。在一些實施方式中,由差分RF信號驅動子組件520及子組件530。在一些實施方式中,由具有相同頻率及相位差在0及360度之間的兩個RF信號來驅動子組件520及子組件530。在一些實施方式中,隨時間調變相位差。

參考圖5D,腔內電極組件508包括第一電極子組件520及第二電極子組件530。第一電極子組件520及第二電極子組件530各自具有多個平行燈絲300。第一電極子組件520及第二電極子組件530經配置成使得子組件520及子組件533的燈絲以交替圖案排列。燈絲300可彼此平行。在一些實施方式中,交替燈絲對的相鄰端串聯電連接,其中連接510交替放置在燈絲對的遠端及近端之間。在一些實施方式中,燈絲300的端部之間的連接510可位於內部空間104的外部。

可用各種方式以RF信號來驅動腔內電極組件508。在一些實施方式中,子組件520及子組件530由相同的RF信號570自燈絲結構的一角驅動至相對角。在一些實施方式中,相對於RF接地來驅動RF信號。

參考圖5E,腔內電極組件509包括第一電極子組件520及第二電極子組件530。第一電極子組件520及第二電極子組件530各自具有多個平行燈絲300,該多個平行燈絲300分別藉由母線540及550在一端連接。在一些實施方式中,第一電極子組件的燈絲300在燈絲的近端處連接至母線540,及第二電極子組合件的燈絲300在燈絲的相對遠端處連接至母線550。

第一電極子組件520及第二電極子組件530經配置成使得子組件520及530的燈絲以交替圖案排列。燈絲300可彼此平行。

來自子組件520及530的至少一些相鄰的燈絲對並聯電連接。特別地,未連接至母線540的第一子組件520的燈絲端部替代連接到未連接至母線550的第二子組件530的燈絲端部。例如,電連接510可形成在子組件520的燈絲的遠端與子組件530的燈絲的近端之間

在一些實施方式中,第一組件520的每個燈絲以此方式與第二子組件530的單個燈絲電連接。燈絲300的端部之間的連接510可位於內部空間104的外部。

可用各種方式以RF信號來驅動腔內電極組件509。在一些實施方式中,由輸入570驅動子組件520(例如)至母線540,及由輸入580驅動子組件530(例如)至母線550。在一些組件中,以相對於RF接地的相同RF信號來驅動輸入570及輸入580。在一些實施方式中,由差分RF信號驅動子組件520及子組件530。在一些實施方式中,由具有相位差在0及360度之間的兩個不同的RF信號、相同的RF信號來驅動子組件520及子組件530。在一些實施方式中,隨時間調變相位差。

通常,當不能提供足夠的RF接地(例如,通過旋轉水銀耦合器、電刷或滑環的RF接地)時,子組件520、524及相應子組件530、534的差動驅動可改善電漿均勻性或處理可重複性。

在一些實施方式中,電漿源可由兩個或更多個射頻產生器供電,該兩個或更多個射頻產生器可用不同頻率操作。圖6A至圖6B是腔內電極組件的一部分的示意圖。參考圖6A,腔內電極組件600包括多個燈絲300。電極組件600可提供電極組件120,及燈絲300可提供電極組件120的燈絲。

電極組件600由兩個或更多個射頻產生器622a及622b供電。在一些實施方式中,第一RF產生器662a經配置成以12MHz至14MHz的頻率(例如13.56MHz)產生RF功率,及第二RF產生器662b經配置成以57MHz至63MHz的頻率(例如60MHz)產生RF功率。不受任何特定理論的限制,若在半導體電漿處理中使用多頻率產生,則可主要使用更高頻率的產生器來產生電漿,且可主要使用更低頻率來增加離子能量或改變離子能量分佈函數;例如,藉由調節電漿對工件的電位來擴大功能並將其擴展到更高的能量。

在一些實施方式中,如圖6A所示,兩個頻率產生器622a及622b提供輸入至包括雙頻RF阻抗匹配電路及集成濾波器的電路624。單個輸出625經並聯地施加至所有燈絲300上。不受任何特定理論的限制,阻抗匹配提供了從產生器至負載之經增加的功率傳輸而沒有干擾或損壞。頻率產生器622a及622b及電路624可用於供應圖5A至圖5E所示的任何組件中之輸入中之一者。

在一些實施方式中,如圖6B所示,腔內電極組件601可包括第一組及第二組燈絲300。可在空間上排列第一組及第二組使得燈絲在第一組及第二組之間交替。例如,第一組可包括燈絲302,第二組可包括燈絲304。在一些實施方式中,兩個頻率產生器622a及622b提供輸入至包括雙頻RF阻抗匹配電路、集成濾波器及平衡─不平衡轉換器(balun)的電路626中。電路626可以可選地利用具有假電阻負載的環路器來為任何返回至同一埠之反射信號提供接地路徑。輸出627及輸出628分別被施加至第一燈絲組及第二燈絲組。輸出頻率是相同的且相位相差180度。不受限於任何特定理論,阻抗匹配提供了從產生器到負載的最大功率傳輸而沒有干擾或損壞。頻率產生器622及電路626可用於在圖5A至圖5E所示的任何組件中供應差分輸入。

在一些實施例中,施加於電極組件之多個RF輸入之間的相位差可隨時間調變。

參考圖7A,腔內電極組件700包括電極子組件724。電極子組件724具有多個燈絲300,該多個燈絲300在相對端由母線760及765連接。兩個RF輸入710及720分別連接至母線760及765。

在一些實施方式中,RF輸入以相同頻率操作,但輸入之間的相位差φ隨時間調變。例如,可將相位差作為簡單的鋸齒波函數進行驅動,但亦可使用其他函數(如三角波函數或正弦函數)。相位差可在整個360度範圍內或跨越較小範圍(例如+/- 180度)或為較小非均勻性調整範圍+/- 90度被驅動。範圍不需要0度對稱。

在一些實施方式中,一或多個RF輸入被施加在母線上的多個位置。在一些實施方式中,每個RF輸入被施加至同一母線上的多個點,但兩個RF輸入被施加至經連接至燈絲之相對端的母線。例如,如圖7E所示,第一輸入710可被施加至母線760的相對端,及第二輸入720可被施加至母線765的相對端。在一些實施方式中,每個RF輸入被施加至兩個母線。例如,如圖7F所示,第一RF輸入710被施加至每個母線760及765的第一端,及第二RF輸入720被施加至每個母線760及765的相對第二端。此外,不是兩個輸入皆在同一側(左側或右側),每個RF輸入可連接至為電極陣列上之拐角的位置。

參考圖8A,腔內電極組件800包括第一電極子組件824及第二電極子組件834。電極組件800可為參照圖5B及圖5E所討論的電極組件或子組件之一者。第一電極子組件824及第二電極子組件834各自具有多個燈絲300,該多個燈絲300在一端分別由母線860及865連接,及在另一端分別由母線861及866連接。第一電極子組件824及第二電極子組件834經配置成使得子組件824及834的燈絲以交替圖案排列。燈絲300可彼此平行。

在一些實施方式中,連接燈絲300的母線860、861、865及866位於內部空間104的外部。在一些實施方式中,連接燈絲300的母線860、861、865及866位於內部空間104中。

在一些實施方式中,RF輸入810被平衡─不平衡轉換器(balun)分成差分信號,該差分信號包括偏移180度之兩個相同頻率的RF信號。平衡─不平衡轉換器(balun)870的輸出可連接至母線861及865之同一側上的兩個電極子組件。RF輸入820被平衡─不平衡轉換器(balun)870分成差分信號,該差分信號包括偏移180度之兩個相同頻率的RF信號。平衡─不平衡轉換器(balun)870的輸出連接至母線860及866的相對側處的兩個電極子組件。

將來自RF輸入810及820的差分信號施加至兩個電極子組件824及834的眾多其他變型是可能的。並非將不同的差分RF信號分別施加至兩個電極子組件824及834的左側及右側,而是可將不同的差分RF信號施加至腔室的相應相對側上的母線。例如,參照圖8C,第一差分RF信號820可被施加至腔室104的一側上的母線860及861,及第二差分RF信號820可被施加至腔室104的相對側上的母線865及866。此外,RF信號可被施加在每個母線上的多個位置處(例如,在每個母線的相對端處),而非為連接至每個母線上的單個位置處。

在一些實施方式中,RF輸入710及720或810及820以相同頻率操作,但輸入之間的相位差φ隨時間調變。例如,可將相位差作為簡單的鋸齒波函數進行驅動,但亦可使用其他函數(例如,三角波函數或正弦函數)。相位差可在整個360度範圍內或跨越較小範圍(例如+/- 180度)或為較小非均勻性調整範圍+/- 90度被驅動。範圍不需要0度對稱。

可在很寬的範圍內選擇相位調變的頻率。例如,若僅時間平均均勻性很重要,則可使用受限於高端處之產生器的調變能力、相位轉換速率或頻寬的低調變頻率(例如,1Hz、高達10 kHz或100 kHz)。當瞬時電漿均勻性很重要時(對於裝置損傷最小化),可使用更高的調變頻率,例如100Hz至10KHz或100KHz或更高,例如1kHz至10KHz或100KHz或更高。

關於各種相位調變方案,此調變可改善電漿密度的均勻性。不受任何特定理論的限制,相位調變可使電極陣列上的電壓不均勻性或電壓駐波比最小化,從而使電漿不均勻性最小化。例如,調變輸入信號的相位差可引起燈絲上的RF能量的駐波隨時間移位,使得時間平均電壓(及因此電漿密度)更均勻。

再次,不受任何特定理論的束縛,圖7B至圖7D詳細示出了用於圖7A所示組件中之相位調變的一種可能機制。圖7B(1)及圖7C示出了具有相同頻率及相位差φ之兩個來自輸入710及720的信號,該兩個信號係被施加至組件的相對端。如圖7B(2)及圖7C所示,兩個信號相加形成駐波730。由於如圖7D及圖7B(3)所示,兩個輸入的相位差φ隨時間調變,故在電極組件燈絲上空間地調變駐波730。

類似地,不受任何特定理論的束縛,圖8B詳細示出了用於圖8A所示組件中之相位調變的一種可能機制。圖8B示出了具有相同頻率及相位差φ之兩個來自輸入810及820的信號,該兩個信號係被施加至組件的相對端。如圖8B(2)所示,兩個信號相加形成駐波830。由於如圖8B(3)所示,兩個輸入的相位差φ隨時間調變,故在電極組件燈絲上空間地調變駐波830。

可用多種方式產生用於相位調變之相同頻率的信號。圖9A至圖9B示出了用於產生可提供圖7A中之輸入710和720或圖8A中之輸入810及820的輸出910及920的兩個示例性電路900及902。電路900及電路902的信號輸入始於RF參考信號產生器930。來自產生器930的信號由主RF放大器935放大,以產生第一輸出910。來自產生器930的信號亦被發送至移相器939。移相器939產生移相輸出,該移相輸出由從RF放大器936放大以產生第二輸出920。主RF放大器935及從RF放大器的輸出經饋送至相位檢測器937,該相位檢測器937輸出代表相位差的信號。來自相位檢測器937的信號經饋送至控制移相器939的相位控制器938,由此提供反饋迴路。如上所詳述地,相位控制器938及移位器937可根據時間調變來自主設備920及從設備910的輸出之間的相位差。

在圖9A中,阻抗匹配電路940及942分別放置在主產生器935及從產生器936的輸出及相位檢測器937之間。阻抗匹配電路940及942防止來自在輸出910或920處連接的電極組件(例如,來自電極組件700或800)之進入電路900之信號的反射。不受限於特定理論,來自電路900的反射可導致在電極組件上形成不意欲的駐波或其他干擾。

在圖9B中,連接至假負載950及952的環路器分別放置在主產生器935及從產生器936的輸出及相位檢測器937之間。環路器及負載電路950和952允許來自在輸出910或920處連接的電極組件(例如,來自電極組件700或800)之進入電路902之信號被假負載終端吸收,而不是傳播至信號產生器930或反射回電漿源區域。作為替代地,隔離器可替代連接至假負載950及952的環路器。隔離器同樣可防止信號從組件傳回信號產生器930。第一匹配網路可連接在點910及電極陣列上的第一輸入抽頭之間,及第二匹配網路可連接在點920及電極陣列上的第二輸入抽頭之間。不受限於特定理論,此機制可防止損壞產生器及信號干擾。

在一些實施方式中,相位調變可用於故意將不均勻性引入電漿密度。例如,可意欲引起電漿密度不均勻性以補償基板上之層的不均勻性或層之處理不均勻性的來源。對於此種實施方式,可應用傾斜的波函數來驅動相位差,使得節點在電漿密度過高的區域處具有較長的停留時間,及反向節點在電漿密度過低的區域處具有較長的停留時間。

在一些實施方式中,具有經調變相位的信號910及920可被施加至未電連接的電極組件(如圖5A至圖5C中的輸入570和580)。在此種情況下,可使用兩個輸入信號之間的相位調變來控制腔室104中的電漿相對於時間的位置。因此,可暫時控制處理條件。

不受任何特定理論的限制,可使用相位調變來控制由於(例如)反射(肇因於系統的阻抗失配或物理限制)所導致之工件上之電漿固有的不均勻性。例如,電壓圖案的時間調變可導致經施加至工件上的電漿之時間平均均勻性的改善,而潛在地降低了固有的電漿不均勻性的影響。

在一些實施方式中,並非將相位調變的駐波信號施加至實施例,而是可將行波輸入施加至電極組件。不受任何特定理論的束縛,若將多個輸入施加至終止以產生行波之電極陣列的不同部分,則輸入之間的頻率必須不同以防止兩個輸入干擾及形成駐波。

圖10示出了用於產生可提供圖7A、圖7E或圖7F中之輸入710及720或圖8A或圖8C中之輸入810及820的輸出1010及1020的示例性電路1000。兩個頻率產生器1030及1031提供兩個不同頻率的信號。來自第一產生器1030的信號通過具有第一假負載1050及第一阻抗匹配1040的環路器以產生第一輸出1010。類似地,來自第二產生器1031的信號通過具有第二假負載1052及第二阻抗匹配1042的第二環路器以產生第二輸出1020。環路器及負載電路1050及1052允許來自在輸出1010或1020處連接的電極組件(例如從組件700或800)之進入電路1000的任何信號在假負載終端中被吸收,而不是傳播至信號產生器1030或1031或反射回電漿源區域。

作為替代地,隔離器可替代連接至假負載1050及1052的環路器。隔離器將同樣防止信號自組件傳回信號產生器1030及1031。不受限於特定理論,環路器及負載1050和1052或替代的隔離器防止了產生器損壞及信號干擾。

阻抗匹配電路1040及1042防止來自在輸出1010或1020處連接之電極組件(例如,來自電極組件700或800)之進入電路1000的信號的反射。不受限於特定理論,來自電路1000的反射可導致在電極組件處形成不意欲的駐波或其他干擾。

在一些實施方式中,可選擇產生器1030及1031的輸出之間的頻率差,使得兩個頻率在環路器(或隔離器)單元1050及1052的頻寬內及匹配電路1040及1042的頻寬內。在一些實施方式中,頻率差為1Hz至幾MHz,較佳地為1kHz至10’s或100’skHz。例如,頻率可為59.9GHz及60.1GHz。在一些實施例中,選擇頻率差以避免形成拍頻波形圖,該拍頻波形圖可能在行波中產生不意欲的不均勻性。

若多個頻率產生器為不可得的,則可用單個輸入產生行波(如圖11所示)。圖11示出了具有兩個輸出埠1110及1120的示例性電路1100。此些埠可連接至圖7A、圖7E或圖7F中的輸入710及720或圖8A或圖8C中的輸入810及820。一個頻率產生器1130提供單個RF頻率信號。來自產生器1130的信號通過具有第一假負載1150及第一阻抗匹配1140的環路器,以在埠1010處產生輸出。來自此埠的信號穿過經連接的電極組件(例如700或800)及進入在電極組件之另一側處的埠1120,該信號在該另一側處遇到第二阻抗匹配1142及第二假負載1152。環路器及負載電路1150及1152允許來自在埠1110或1120處連接之電極組件(例如,來自組件700或800)之進入電路1100的任何信號在假負載終端中被吸收,而不是傳播至信號產生器1130或反射回電漿源區域。

作為替代地,隔離器可替代連接至假負載1150及1152的環路器。隔離器將同樣防止信號自組件傳回信號產生器1130。不受限於特定理論,環路器及負載1150及1152或替代隔離器防止產生器損壞及信號干擾。

阻抗匹配電路1140及1142防止來自在輸出1110或1120處連接之電極組件(例如,來自電極組件700或800)之進入電路1100的信號的反射。不受限於特定理論,來自電路1100的反射可導致在電極組件上形成不意欲的駐波或其他干擾。

不受任何特定理論的限制,使用單個或多個輸入來產生穿過電極組件的行波有助於減輕由肇因於阻抗失配引起的反射或系統的物理限制所導致之電漿固有的不均勻性對工件的影響。例如,行波導致電極上電壓的時間及空間變化,導致了改善的經施加至工件上之電漿的時間平均均勻性,而潛在地降低固有電漿不均勻性的影響。多個輸入可允許改善的性能,因多個行波可產生比單個行波更均勻的時間平均電壓分佈。

不受限於任何特定理論,相位調變允許使用者在調節電極組件上的電壓分佈圖方面有更大的控制,因相位差可由作為時間函數的任何模式驅動。設置相位調變係更耗時且成本更高的,因相位調變需要鎖相反饋機制。對之,產生行波不需要反饋機制,因此產生行波更簡單且更便宜。然而,行波設置不允許對信號進行時間控制。

已描述了特定實施例,但其他實施例亦為可能的。例如: •雖然某些實施方式被示為具有經施加至母線中間的RF功率,但RF功率可被施加至母線上的一端或兩端或其他位置。 •可與相位調變一起使用多個頻率。例如,具有兩個不同頻率的第一對RF信號可被施加至第一電極子組件,及具有兩個相同頻率的第二對RF信號可被施加至另一電極子組件或第一電極子組件的不同位置。接著,來自第二RF對的一或兩個RF信號可相對於第一RF對中的相應RF信號來進行相位調變。

其他實施例係在以下申請專利範圍的範疇內。

100‧‧‧電漿反應器

102‧‧‧腔室主體

102a‧‧‧側壁

102b‧‧‧頂板

104‧‧‧內部空間

106‧‧‧支撐件

108‧‧‧頂部電極

110‧‧‧氣體分配器110

112‧‧‧氣體供應器112

113‧‧‧真空泵

114‧‧‧工件支撐基座

114a‧‧‧工件支撐表面

115‧‧‧工件

116‧‧‧工件支撐電極

118‧‧‧工件偏置電壓源

119‧‧‧內部通道/嵌入式電阻加熱器

120‧‧‧腔內電極組件

122‧‧‧RF電源

130‧‧‧頂部縫隙

132‧‧‧底部縫隙

140‧‧‧RF接地

142‧‧‧RF偏置功率產生器

144‧‧‧阻抗匹配

146‧‧‧流體供應器

148‧‧‧熱交換器

200‧‧‧多腔室處理工具

201‧‧‧電極單元

202‧‧‧主體

202a‧‧‧側壁

202b‧‧‧頂部

202c‧‧‧底部

204‧‧‧內部空間

204a‧‧‧腔室

204b‧‧‧腔室

204c‧‧‧腔室

204d‧‧‧腔室

210‧‧‧阻障層

214‧‧‧工件支撐件

214a‧‧‧工件支撐表面

220‧‧‧電極組件

221‧‧‧側壁

260‧‧‧軸

262‧‧‧馬達

270‧‧‧阻障層

280‧‧‧泵─淨化系統

282‧‧‧第一通道

284‧‧‧第二通道

286‧‧‧第三通道

300‧‧‧燈絲

302‧‧‧燈絲

304‧‧‧燈絲

310‧‧‧導體

320‧‧‧外殼

330‧‧‧導管

340‧‧‧中空導管

400‧‧‧腔內電極組件

402‧‧‧支撐件

410‧‧‧間距

412‧‧‧電漿區域

414‧‧‧上部電漿區域

416‧‧‧下部電漿區域

422‧‧‧RF電源

422a‧‧‧第一端子

422b‧‧‧第二端子

500‧‧‧電極組件

504‧‧‧電極組件

506‧‧‧電極組件

508‧‧‧電極組件

509‧‧‧電極組件

510‧‧‧連接

511‧‧‧母線

520‧‧‧第一電極子組件

524‧‧‧第一電極子組件

530‧‧‧第二電極子組件

533‧‧‧子組件

534‧‧‧第二電極子組件

540‧‧‧母線

550‧‧‧母線

560‧‧‧母線

562‧‧‧母線

570‧‧‧輸入

580‧‧‧輸入

600‧‧‧腔內電極組件

601‧‧‧腔內電極組件

622a‧‧‧射頻產生器

622b‧‧‧射頻產生器

624‧‧‧電路

625‧‧‧輸出

626‧‧‧電路

627‧‧‧輸出

628‧‧‧輸出

700‧‧‧腔內電極組件

710‧‧‧RF輸入

720‧‧‧RF輸入

724‧‧‧電極子組件

730‧‧‧駐波

760‧‧‧母線

765‧‧‧母線

800‧‧‧腔內電極組件

810‧‧‧RF輸入

820‧‧‧RF輸入

824‧‧‧第一電極子組件

830‧‧‧駐波

834‧‧‧第二電極子組件

860‧‧‧母線

861‧‧‧母線

865‧‧‧母線

866‧‧‧母線

870‧‧‧平衡─不平衡轉換器

900‧‧‧電路

902‧‧‧電路

910‧‧‧輸出

920‧‧‧輸出

930‧‧‧RF參考信號產生器

935‧‧‧主RF放大器

936‧‧‧從RF放大器

937‧‧‧相位檢測器

938‧‧‧相位控制器

939‧‧‧移相器

940‧‧‧阻抗匹配電路

942‧‧‧阻抗匹配電路

950‧‧‧假負載

952‧‧‧假負載

1000‧‧‧電路

1010‧‧‧輸出

1020‧‧‧輸出

1030‧‧‧頻率產生器

1031‧‧‧頻率產生器

1040‧‧‧第一阻抗匹配

1042‧‧‧第二阻抗匹配

1050‧‧‧第一假負載

1052‧‧‧第二假負載

1100‧‧‧電路

1110‧‧‧輸出埠

1120‧‧‧輸出埠

1130‧‧‧頻率產生器

1140‧‧‧第一阻抗匹配

1142‧‧‧第二組抗匹配

1150‧‧‧第一假負載

1152‧‧‧第二假負載

圖1為電漿反應器之範例的示意性側視圖。

圖2A為包括電漿反應器的處理工具的示意性俯視圖。

圖2B及圖2C分別為圖2A的電漿反應器沿著線2B-2B及線2C-2C的示意性側視圖。

圖3A至圖3C為腔內電極組件之燈絲的各種範例的示意性截面透視圖。

圖4A為腔內電極組件的一部分的示意性俯視圖。

圖4B至圖4C是具有不同電漿區域狀態的腔室內電極組件的橫截面示意性側視圖。

圖5A至圖5E為電極組件配置之各種範例的示意性俯視圖。

圖6A至圖6B為腔內電極組件之部分的示意性俯視圖。

圖7A為示例性電極組件配置的示意性俯視圖。

圖7B至圖7D為示出作為時間函數的兩個輸入信號的相位調變的示意圖。

圖7E及圖7F為額外的示例性電極組件配置的示意性俯視圖。

圖8A為示例性電極組件配置的示意性俯視圖。

圖8B為示出作為時間函數的兩個輸入信號的相位調變的示意圖。

圖8C為另一示例性電極組件配置的示意性俯視圖。

圖9A至圖9B為用於產生作為時間函數來同相調變的多個輸入信號的示例性電路示意圖。

圖10為用於產生不同頻率的多個輸入信號的示例性電路示意圖。

圖11為用於產生一個頻率的單個輸入信號的示例性電路示意圖。

各個附加圖式中之相同的元件符號表示相同的元件。

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Claims (50)

  1. 一種電漿反應器,包括: 一腔室主體,該腔室主體具有提供一電漿腔室的一內部空間;一氣體分配器,以將一處理氣體輸送至該電漿腔室;一泵,該泵經耦合至該電漿腔室以將該腔室抽空;一工件支撐件,以保持一工件;一腔內電極組件,該腔內電極組件包括複數個燈絲,該複數個燈絲在該電漿腔室的一頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室,每個燈絲包括由一圓柱形絕緣外殼包圍的一導體,其中該複數個燈絲包括一第一多重個燈絲及與該第一多重個燈絲以一交替圖案排列的一第二多重個燈絲,一RF電源,該RF電源經配置成將一第一RF輸入信號施加至該第一多重個燈絲,及其中該第二多重個燈絲接地或連接至來自該RF電源的一第二RF輸入信號。
  2. 如請求項1所述的電漿反應器,其中該複數個燈絲具有複數個第一端及複數個第二端,及其中每個相應燈絲的一第一端比該相應燈絲的一第二端更靠近該電漿腔室的一第一側壁,及其中該第一多重個燈絲的該等第一端連接至一第一公共母線,及該第二多重個燈絲的該等第二端連接至一第二公共母線。
  3. 如請求項2所述的電漿反應器,其中該RF電源經配置成在該第一公共母線及該第二公共母線之間施加該RF輸入信號。
  4. 如請求項3所述的電漿反應器,其中該第一多重個燈絲的第二端是浮置的及該第二多重個燈絲的第一端是浮置的,或其中該第一多重個燈絲的該等第二端接地及該第二多重個燈絲的該等第一端接地,或其中第一多重個燈絲的該等第二端電連接至該第二多重個燈絲的該等第一端。
  5. 如請求項4所述的電漿反應器,其中該第一多重個燈絲的該等第二端接地、該第二多重個燈絲的該等第一端接地、該第一多重個燈絲的該等第二端連接至一第三公共母線,及該第二多重個燈絲的該等第一端連接至一第四公共母線。
  6. 如請求項5所述的電漿反應器,其中在該第三公共母線及該第四公共母線的每一端處進行接地的一連接,或其中在該第三公共母線及該第四公共母線中的每一者的一中心處進行接地的一連接。
  7. 如請求項4所述的電漿反應器,其中該第一多重個燈絲的該等第二端電連接至該第二多重個燈絲的該等第一端,及其中該第一多重個燈絲的該等第二端與該第二多重個燈絲的該等第一端之間的電連接在該腔室外部。
  8. 如請求項2所述的電漿反應器,其中該RF電源經配置成將該RF輸入信號施加至該第一多重個燈絲的該等第一端,及該第二多重個燈絲接地。
  9. 如請求項8所述的電漿反應器,其中該第二多重個燈絲通過該第二多重個燈絲的該等第二端接地。
  10. 如請求項8所述的電漿反應器,其中該第二多重個燈絲的第一端是浮置的。
  11. 如請求項2所述的電漿反應器,其中該第二多重個燈絲通過該第二多重個燈絲的該等第一端接地。
  12. 如請求項2所述的電漿反應器,其中該第一RF信號被施加在該第一公共母線的一中心處及該第二RF信號被施加在該第二公共母線的一中心處,或其中該第一RF信號被施加至該第一公共母線的相對端及該第二RF信號被施加至該第二公共母線的相對端。
  13. 一種電漿反應器,包括: 一腔室主體,該腔室主體具有提供一電漿腔室的一內部空間; 一氣體分配器,以將一處理氣體輸送至該電漿腔室; 一泵,該泵耦合至該電漿腔室以將該腔室抽空; 一工件支撐件,以保持一工件; 一腔內電極組件,該腔內電極組件包括複數個燈絲,該複數個燈絲在該電漿腔室的一頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室,每個燈絲包括由一圓柱形絕緣外殼包圍的一導體,其中該複數個燈絲包括一第一多重個燈絲及與該第一多重個燈絲以一交替圖案排列的一第二多重個燈絲,及 一RF電源, 其中該複數個燈絲具有複數個第一端及複數個第二端,及每個相應燈絲的一第一端比該相應燈絲的一第二端更靠近該電漿腔室的一第一側壁,及 其中該RF電源包括連接至該第一多重個燈絲的第一端的一第一母線、連接至該第二多重個燈絲的第一端的一第二母線、連接至該第一多重個燈絲的第二端的一第三母線,及連接至該第二多重個燈絲的第二端的一第四母線。
  14. 一種電漿反應器,包括: 一腔室主體,該腔室主體具有提供一電漿腔室的一內部空間; 一氣體分配器,以將一處理氣體輸送至該電漿腔室; 一泵,該泵耦合至該電漿腔室以將該腔室抽空; 一工件支撐件,以保持一工件; 一腔內電極組件,該腔內電極組件包括複數個燈絲,該複數個燈絲在該電漿腔室的一頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室,每個燈絲包括由一圓柱形絕緣外殼包圍的一導體,其中該複數個燈絲包括一第一多重個燈絲及與該第一多重個燈絲以一交替圖案排列的一第二多重個燈絲,及 一RF電源,該RF電源經配置成將一第一RF輸入信號施加至該第一多重個燈絲及將一第二RF輸入信號施加至該第二多重個燈絲,該第一RF輸入信號及該第二RF輸入信號具有相等頻率及一相位偏移。
  15. 一種電漿反應器,包括: 一腔室主體,該腔室主體具有提供一電漿腔室的一內部空間; 一氣體分配器,以將一處理氣體輸送至該電漿腔室; 一泵,該泵耦合至該電漿腔室以將該腔室抽空; 一工件支撐件,以保持一工件; 一腔內電極組件,該腔內電極組件包括複數個燈絲,該複數個燈絲在該電漿腔室的一頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室,每個燈絲包括由一圓柱形絕緣外殼包圍的一導體,其中該複數個燈絲包括一第一多重個燈絲及與該第一多重個燈絲以一交替圖案排列的一第二多重個燈絲,及 一RF電源, 其中該複數個燈絲具有複數個第一端及複數個第二端,及每個相應燈絲的一第一端比該相應燈絲的一第二端更靠近該電漿腔室的一第一側壁,及 其中該RF電源包括連接至該第一多重個燈絲的第一端的一第一母線、連接至該第二多重個燈絲的第一端的一第二母線、連接至該第一多重個燈絲的第二端的一第三母線,及連接至該第二多重個燈絲的第二端的一第四母線。
  16. 一種電漿反應器,包括: 一腔室主體,該腔室主體具有提供一電漿腔室的一內部空間; 一氣體分配器,以將一處理氣體輸送至該電漿腔室; 一泵,該泵耦合至該電漿腔室以將該腔室抽空; 一工件支撐件,以保持一工件; 一腔內電極組件,該腔內電極組件包括複數個燈絲,該複數個燈絲在該電漿腔室的一頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室,每個燈絲包括由一圓柱形絕緣外殼包圍的一導體,及 一RF電源,該RF電源經配置成將一第一RF信號施加至該複數個燈絲中的至少一些燈絲、將相同頻率的一第二RF信號施加至該複數個燈絲中的至少一些燈絲,及調變該第一RF信號及第二RF信號之間的一相位偏移。
  17. 如請求項16所述的電漿反應器,其中該複數個燈絲具有複數個第一端及複數個第二端,及其中每個相應燈絲的一第一端比該相應燈絲的一第二端更靠近該電漿腔室的一第一側壁。
  18. 如請求項17所述的電漿反應器,其中該第一RF信號被施加至該複數個燈絲的該等第一端,及該第二RF信號被施加至該複數個燈絲的該等第二端。
  19. 如請求項18所述的電漿反應器,其中該複數個燈絲的該等第一端連接至一第一公共母線,及該複數個燈絲的該等第二端連接至一第二公共母線。
  20. 如請求項17所述的電漿反應器,其中該複數個燈絲包括一第一燈絲、複數個中間燈絲及一最終燈絲,其中該第一RF信號被施加至該第一燈絲、及該第二RF信號被施加至該最終燈絲,及每個中間燈絲具有電連接至一相鄰絲的一第二端的一第一端及電連接至另一相鄰絲的一第一端的一第二端。
  21. 如請求項17所述的電漿反應器,其中該複數個燈絲包括一第一多重個燈絲及一第二多重個燈絲,該第二多重個燈絲與該第一多重個燈絲以一交替圖案排列,及其中該第一RF信號被施加至該第一多重個燈絲及該第二RF信號被施加至該第二多重個燈絲。
  22. 如請求項21所述的電漿反應器,其中該RF電源經配置成將該第一RF輸入信號施加至該第一多重個燈絲的該等第一端,及將該第二RF信號施加至該第二多重個燈絲的該等第二端。
  23. 如請求項22所述的電漿反應器,其中該第一多重個燈絲的第二端是浮置的及該第二多重個燈絲的第一端是浮置的,或其中該第一多重個燈絲的該等第二端接地及該第二多重個燈絲的該等第一端接地。
  24. 如請求項21所述的電漿反應器,其中該第一多重個燈絲的該等第二端電連接至該第二多重個燈絲的該等第一端。
  25. 如請求項16所述的電漿反應器,進一步包括該工件支撐件中的一底部電極。
  26. 如請求項16所述的電漿反應器,其中該複數個燈絲包括一第一多重個燈絲,及包括連接至該第一多重個燈絲的第一端的一第一母線。
  27. 如請求項26所述的電漿反應器,其中該RF電源經配置成將該第一RF信號施加至該第一母線上的一第一位置及將該第二RF信號施加至該母線上之不同的一第二位置。
  28. 如請求項26所述的電漿反應器,包括連接至該第一多重個燈絲之相對第二端的一第二母線。
  29. 如請求項26所述的電漿反應器,其中該RF電源經配置成將該第一RF信號施加至該第一母線上的一第一位置及將該第二RF信號施加至該第二母線上之不同的一第二位置。
  30. 如請求項17所述的電漿反應器,其中該RF電源經配置成將該第一RF信號施加至該第一母線上之不同的一第三位置及將該第二RF信號施加至該第二母線上之不同的一第四位置。
  31. 如請求項30所述的電漿反應器,其中該複數燈絲包括一第二多重個燈絲,及包括連接至該第二多重個燈絲的第一端的一第三母線。
  32. 如請求項31所述的電漿反應器,其中該RF電源經配置成將該第一RF信號施加至該第一母線上的一第一位置及該第三母線上的一第二位置,及將該第二RF信號施加至該第一母線上之不同的一第三位置及該第三母線上之不同的一第四位置。
  33. 如請求項16所述的電漿反應器,其中該RF電源經配置成調變該相位偏移,以隨著時間改變該等導體上之電壓的一駐波圖案。
  34. 一種處理一工件的方法,包括以下步驟: 將工件定位在一工件支撐件上,使得該工件的一前表面面向複數個燈絲,該複數個燈絲在一電漿腔室的一頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室; 將一處理氣體輸送至該電漿腔室; 將一第一RF信號施加至該複數個燈絲中的至少一些燈絲,及將相等頻率的一第二RF信號施加至該複數個燈絲中的至少一些燈絲,以便在該電漿腔室中產生一電漿及使該工件暴露於來自該電漿腔室的該電漿;及 調變該第一RF信號及該第二RF信號之間的一相位偏移。
  35. 如請求項30所述的方法,包括以下步驟:調變該第一RF信號及該第二RF信號之間的該相位偏移,以誘發一電漿密度不均勻性以補償該基板上之一層的一不均勻性或該層之處理不均勻的一來源。
  36. 一種電漿反應器,包括: 腔室主體,該腔室主體具有提供一電漿腔室的一內部空間; 一氣體分配器,以將一處理氣體輸送至該電漿腔室; 一泵,該泵耦合至該電漿腔室以將該腔室抽空; 一工件支撐件,以保持一工件; 一腔內電極組件,該腔內電極組件包括複數個燈絲,該複數個燈絲在該電漿腔室的一頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室,每個燈絲包括由一絕緣外殼包圍的一導體, 至少一個母線,該至少一個母線電連接至每個燈絲的該導體;及 一RF電源,該RF電源經配置成在至少一個母線上的一第一位置處向該複數個燈絲施加一第一頻率的一第一RF信號,及在該至少一個母線上之不同的一第二位置處向該複數個燈絲施加不同的一第二頻率的一第二RF信號。
  37. 如請求項36所述的電漿反應器,包括一第一環路器/隔離器及將該第一位置電耦合至該第一環路器/隔離器的一第一匹配電路。
  38. 如請求項37所述的電漿反應器,包括一第二環路器/隔離器及將該第二位置電耦合至該第二環路器/隔離器的一第二匹配電路,或包括一第二匹配電路,該第二匹配電路將該第二位置電耦合至一假負載。
  39. 如請求項37所述的電漿反應器,其中該第一環路器/隔離器具有一第一頻寬,及該第一頻率及該第二頻率在該第一頻寬內。
  40. 如請求項36所述的電漿反應器,其中該第一頻率與該第二頻率之間的一差值不大於該第一頻率與該第二頻率的一平均值的約5%。
  41. 如請求項36所述的電漿反應器,其中該複數個燈絲包括一第一多重個燈絲,及該至少一個母線包括連接至該第一多重個燈絲的第一端的一第一母線。
  42. 如請求項41所述的電漿反應器,其中該RF電源被配置為將該第一RF信號施加至該第一母線上的一第一位置,及將該第二RF信號施加至該母線上之不同的一第二位置。
  43. 如請求項41所述的電漿反應器,包括連接至該第一多重個燈絲的相對第二端的一第二母線。
  44. 如請求項43所述的電漿反應器,其中該RF電源經配置成將該第一RF信號施加至該第一母線上的一第一位置,及將該第二RF信號施加至該第二母線上之不同的一第二位置。
  45. 如請求項44所述的電漿反應器,其中該RF電源經配置成將該第一RF信號施加至該第一母線上之不同的一第三位置,及將該第二RF信號施加至該第二母線上之不同的一第四位置。
  46. 如請求項41所述的電漿反應器,其中該複數個燈絲包括一第二多重個燈絲,及包括連接至該第二多重個燈絲的第一端的一第三母線。
  47. 如請求項46所述的電漿反應器,其中該RF電源經配置成將該第一RF信號施加至該第一母線上的一第一位置及該第三母線上的一第二位置,及將該第二RF信號施加至該第一母線上之不同的一第三位置及該第三母線上之不同的一第四位置。
  48. 如請求項13所述的電漿反應器,包括連接至該第一多重燈絲之相對第二端的一第二母線及連接至該第二多重燈絲之相對第二端的一第四母線。
  49. 一種處理一工件的方法,包括以下步驟: 將工件定位在一工件支撐件上,使得該工件的一前表面面向複數個導體,該複數個導體在一電漿腔室的一頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室; 將一處理氣體輸送至該電漿腔室; 在連接至該等導體的至少一個母線上的一第一位置處將一第一頻率的一第一RF信號施加至該複數個導體;及 在該至少一個母線上之不同的一第二位置處將不同的一第二頻率的一第二RF信號施加至該複數個導體。
  50. 一種電漿反應器,包括: 一腔室主體,該腔室主體具有提供一電漿腔室的一內部空間; 一氣體分配器,以將一處理氣體輸送至該電漿腔室; 一泵,該泵耦合至該電漿腔室以將該腔室抽空; 一工件支撐件,以保持一工件; 一腔內電極組件,該腔內電極組件包括複數個燈絲,該複數個燈絲在該電漿腔室的一頂板及該工件支撐件之間橫向延伸通過該電漿腔室,每個燈絲包括由一絕緣外殼包圍的一導體; 至少一個母線,該至少一個母線電連接至每個燈絲的該導體;及 一RF電源; 一第一匹配網路,該第一匹配網路連接至該至少一個母線上的一第一位置,及一第二匹配網路,該第二匹配網路連接至該至少一個母線上的一第二位置; 一第一電阻性負載終端及一第二電阻性負載終端; 一環路器/隔離器,該環路器/隔離器將該RF電源連接至該第一匹配網路,該環路器/隔離器進一步耦合至該第一電阻性負載終端,及其中該第二電阻性負載終端連接至該第二匹配網路。
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