TW202109604A - 感應式電漿源的改良靜電屏蔽 - Google Patents
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Abstract
提供可供感應式電漿源使用的靜電屏蔽。在一實施中,電漿處理設備可包含電漿室、形成電漿室的至少一部分的介電壁、位在介電壁附近的感應耦合元件。感應耦合元件在以射頻(RF)能源通電時可於電漿室內生成電漿。電漿處理設備更可包含位在感應耦合元件及介電壁之間的靜電屏蔽。靜電屏蔽可包含複數個屏蔽板、槽及/或層體。
Description
本申請案奠基於2019年1月11日提申的美國專利申請案第16/245,973號的名稱為「感應式電漿源的改良靜電屏蔽(Improved Electrostatic Shield for Inductive Plasma Sources)」並主張該案的優先權,該案全文併入本文作為參考。
本申請案一般有關可供電漿處理設備及系統使用的靜電屏蔽。
可使用電漿處理工具來製造諸如積體電路、微機械裝置、平板顯示器、及其他裝置。在現代電漿蝕刻及/或剥除應用中所使用的電漿處理工具需要提供高電漿均勻度及複數電漿控制,其包含獨立電漿曲線圖(profile)、電漿密度及離子能量控制。在某些情況下,電漿處理工具可能需要在多種處理氣體內及在多種不同條件(如氣流、氣壓等)下,維持穩定的電漿。
本案實施例的態樣及優點將在以下的描述中部份地提出、或可由該描述習得、或經由實施例的實行而習得。
本案一示例態樣係有關電漿處理設備。電漿處理
設備可包含電漿室、形成電漿室的至少一部分的介電壁、位在介電壁附近的感應耦合元件。感應耦合元件在以射頻(RF)能源通電時,可於電漿室內生成電漿。電漿處理設備更可包含靜電屏蔽,其位在該感應耦合元件及介電壁之間。靜電屏蔽可包含複數個屏蔽板。靠近介電壁的每一屏蔽板表面可具有至少一邊緣接近該介電壁,以大於或等於約1毫米的半徑形成圓弧。
本案另一示例態樣係有關電漿處理設備。電漿處理設備可包含電漿室、形成電漿室的至少一部分的介電壁、位在該介電壁附近的感應耦合元件。感應耦合元件在以射頻(RF)能源通電時,可於電漿室內生成電漿。電漿處理設備更可包含靜電屏蔽,其位在該感應耦合元件及該介電壁之間。靜電屏蔽可包含複數個槽。複數個槽的每一槽相對於與介電壁垂直的一方向形成一角度,以產生從感應耦合元件至介電壁的一視角傾斜線。
本案又一示例態樣係有關電漿處理設備。電漿處理設備可包含電漿室、形成電漿室的至少一部分的介電壁、位在該介電壁附近的感應耦合元件。感應耦合元件在以射頻(RF)能源通電時,可於電漿室內生成電漿。電漿處理設備更可包含靜電屏蔽,其位在該感應耦合元件及該介電壁之間。靜電屏蔽可包含複數屏蔽板。複數個屏蔽板的每一者可包含第一部及第二部,且第一部係位在該介電壁附近及第二部係遠離該介電壁。針對複數個屏蔽板的任意兩個相鄰屏蔽板,一屏蔽板的第一部重疊另一屏蔽板的第二部而不接觸第二部,以阻礙從部分的感應耦合元件到介電壁的視線。
本案又一示例態樣係有關電漿處理設備。電漿處理設備可包含電漿室、形成電漿室的至少一部分的介電壁、位在該介電壁附近的感應耦合元件。感應耦合元件在以射頻(RF)能源通電時,可於電漿室內生成電漿。電漿處理設備更可包含靜電屏蔽,其位在該感應耦合元件及該介電壁之間。靜電屏蔽可包含複數個屏蔽板。靜電屏蔽可包含第一層及第二層。第一層可包含第一複數個屏蔽板及第二層可包含第二複數個屏蔽板。第一及第二複數個屏蔽板係經排列,如此使得第一複數個屏蔽板的兩個相鄰屏蔽板之間的每一間隙重疊第二複數屏蔽板的一屏蔽板,以阻礙從感應耦合元件到介電壁的視線。第一層及第二層之一者,係經由一低阻抗連接電接地,而第一層與第二層的另一者,係經由可變電抗性阻抗接地。可變電抗性阻抗係可由自動化控制系統來調整,如此第二複數個屏蔽板具有一電壓,其可在引燃第一電漿的第一電壓與維持電漿的第二電壓之間變動。
可對本案示例實施例進行變更及修飾。
許多實施例的這些及其他的特徵、態樣、及優點,在參照下文描述及後附申請專利範圍之下,將得到更佳的瞭解。合併在說明書中並構成其一部份的附屬圖式,繪示了本發明的實施例,並連同說明書描述用來解釋相關原理。
100:Plasma processing apparatus 電漿處理設備
110:Processing chamber 處理室
112:Workpiece support or pedestal 工件支架或基座
114:Substrate 基板
120:Plasma chamber 電漿室
122:Dielectric side wall 介電側壁
128:Grounded electrostatic shield 接地靜電屏蔽
130:Induction coil 感應線圈
132:Impedance matching network 阻抗匹配網路
134:RF power generator RF功率產生器
135:Inductively coupled plasma chamber 感應耦合電漿
150:Gas supply 氣體供應器
151:Gas distribution channel 氣體分配通道
200:Separation grid assembly 分離格柵組合
210:First grid plate 第一格柵板
220:Second grid plate 第二格柵板
230:Electrostatic shield 靜電屏蔽
232A:Rounded edge 圓弧化邊緣
232B:Rounded edge 圓弧化邊緣
234:Surface 表面
236A:Rounded edge 圓弧化邊緣
236B:Rounded edge 圓弧化邊緣
238:Gap 間隙
240:Gap 間隙
242:Outer surface 外表面
244:Thickness 厚度
300:Electrostatic shield 靜電屏蔽
310:Inner layer 內層
320:Outer layer 外層
330A:Shield plate 屏蔽板
330B:Shield plate 屏蔽板
340:Shield plate 屏蔽板
400:Electrostatic shield 靜電屏蔽
410A:Shield plate 屏蔽板
410B:Shield plate 屏蔽板
420:Slot 槽
430:Angle 角
440:Direction perpendicular to dielectric side wall 垂直於介電側壁的方向
450:Clockwise direction 順時針方向
500:Electrostatic shield 靜電屏蔽
510:Slot 槽
520:Shield plate 屏蔽板
530:Angle 角
540:Direction perpendicular to dielectric side wall 垂直於介電側壁的方向
550:Counter-clockwise direction 逆時針方向
600:Electrostatic shield 靜電屏蔽
610:Shield plate 屏蔽板
612:First part 第一部
614:Second part 第二部
620:Shield plate 屏蔽板
622:First part 第一部
624:Second part 第二部
630:Shield plate 屏蔽板
632:Rounded edge 圓弧化邊緣
634:Rounded edge 圓弧化邊緣
640:Zoom-in window 放大視窗
650:Clockwise outward direction 順時針向外方向
700:Electrostatic shield 靜電屏蔽
710:Shield plate 屏蔽板
720:Counter-clockwise outward direction 逆時針向外方向
800:Electrostatic shield 靜電屏蔽
810:Inner layer 內層
812A:Shield plate 屏蔽板
812B Shield plate 屏蔽板
820:Outer layer 外層
822:Shield plate 屏蔽板
900:Circuit 電路
對本技術領域具通常知識者的完整且可實行的揭示內容,更詳細地陳述於說明書的其他部分中,包括對附圖之參照,其中:
第一圖繪示依照本案示例實施例的示例電漿處理設備;
第二圖繪示可結合依照本案示例實施例的電漿處理設備使用的示例靜電屏蔽之橫斷面視圖;
第三圖繪示可結合依照本案示例實施例的電漿處理設備使用的示例靜電屏蔽之橫斷面視圖;
第四圖繪示可結合依照本案示例實施例的電漿處理設備使用的示例靜電屏蔽之橫斷面視圖;
第五圖繪示可結合依照本案示例實施例的電漿處理設備使用的示例靜電屏蔽之橫斷面視圖;
第六圖繪示可結合依照本案示例實施例的電漿處理設備使用的示例靜電屏蔽之橫斷面視圖;
第七圖繪示可結合依照本案示例實施例的電漿處理設備使用的示例靜電屏蔽之橫斷面視圖;
第八圖繪示可結合依照本案示例實施例的電漿處理設備使用的示例靜電屏蔽之橫斷面視圖;
第九圖繪示可結合依照本案示例實施例的電漿處理設備使用的示例接地靜電屏蔽之橫斷面視圖;
第十圖繪示可結合依照本案示例實施例的電漿處理設備使用的示例接地靜電屏蔽之橫斷面視圖。
現在詳細地參照本發明的實施例,其一或多個示例已在圖式中加以圖解。以解釋本發明而非限制本發明的方式提出各個示例。事實上,此技術領域具通常知識者應能輕易看
出,可對本發明做出各種修改及變化而不會偏離本發明的範疇及精神。例如,經繪出或描述為某一實施例之某部分的特徵可配合另一具體實施例使用,以產生又更進一步的具體實施例。因此,本發明企圖涵蓋這類在後附權利請求項及其等價者之內的修改及變化。
本案示例態樣係針對靜電屏蔽的改良設計,其將要結合感應電漿源來使用,以減少電漿源構件及電漿之間的電容耦合。例如,電漿處理設備可包含一或更多感應耦合元件(如天線、螺旋線圈、或具有蝸線或其他形狀的線圈)及靜電屏蔽,以減少來自感應耦合元件的電容耦合,進而維持處理室內用於處理工件(如執行乾式蝕刻處理及/或乾式剥除處理)的感應電漿。可將感應耦合元件排列在形成電漿室一部分的介電壁附近。藉由提供RF電流流經感應耦合元件,可用RF能量使感應耦合元件通電,以便在電漿室內的處理氣體中,感應生成實質上感應的電漿。
針對感應耦合電漿源,已利用靜電屏蔽來應付某些巨大的挑戰。例如,因為在用於感應電漿的感應線圈的一或更多線匝上通常有高電壓,所以在線圈及介電容器之間可能有電容耦合。電容耦合可能增加在電漿介電容器內部面對電漿的特定區域中的離子轟擊能量。這種離子轟擊可能增加介電容器的蝕刻或噴濺,造成污染。這也可能隨著時間在靠近線圈的介電壁內表面上,或在電漿室其他部件內壁上造成粗化,進而改變此室的處理性能。也可能使微粒從壁面上釋放,進入處理氣體中而到達工件上。如另一例子,電容耦合可能造成RF電流
經由感應線圈進入到電漿中,造成電漿電位的調變。這種調變可能影響接地壁面上或工件上的鞘電位,藉此影響轟擊工件及電漿室壁面的離子的能量。因此,由於電容耦合而改變預期會影響離子電流密度(而非離子能量)的感應電力,通常實際上會影響工件上的離子能量。
一些利用低頻感應RF激發來減少電容耦合的示範途徑,通常不用於半導體處理,因為它們在頻率小於約1MHz時,難以自動化高精度阻抗匹配,所以它們在RF電力應用方面,彈性較低。在較低的激發頻下的RF電流遠大於高於10MHz時的RF電流,造成匹配網路內的構件受到更多加熱,因而傳輸到電漿的淨電力係更加不確定。
其他示例類型的處理電漿室使用較遠距離安置的天線/線圈,以減少電容耦合,但由於天線/線圈與電漿的耦合力下降,這些設計通常在RF電力防護罩的壁面上消耗遠遠更多的電力。這樣造成在電源、匹配網路及天線罩內的電力損耗占所施加電力更為顯著的一部份,而實際上被傳輸到電漿負載的電力可能有多於數十瓦特的不確定性。
靜電屏蔽典型地係由傳導材料製成,被安置在感應耦合元件及介電壁之間,以減少感應耦合元件與被維持於真空室內電漿之間的電容耦合。在某些示例應用中,靜電屏蔽典型地包含複數個金屬或其他導電材料板,其間隙大約平行於室軸線;或金屬罩,其具有大約平行於室軸線(典型地此室具有軸對稱性)的開口/槽。此板或金屬罩包圍可以是圓柱狀或圓頂狀的介電室壁,其中相鄰屏蔽板間的間隙(或金屬罩中的槽)可
具有大約垂直於電流流入天線或感應耦合元件中的方向之長度。在某些例子中,靜電屏蔽可設置在介電壁附近,覆蓋壁面積的至少大部分,且在某些示範實施例中,覆蓋位在天線及電漿之間的區域之大部分。
依照本案示例態樣,靜電屏蔽可具有一或更多層的傳導材料製成的屏蔽板,以截取大部分(如約50%至大於約90%)來自感應線圈的RF位移電流,以致於自線圈到電漿的RF電流的電容耦合亦同等地減少。所形成的電漿通常相較於具有相同配置的未屏蔽源,可具有高達約一個數量級的電漿電位之RF調變的減少,以及介電壁的離子轟擊之大幅減少。因此,使用靜電屏蔽,相較於未屏蔽的感應源,對於電漿電位及晶圓/基板以及室的介電與傳導壁的離子轟擊能量,通常可導致實質改良及更獨立的控制。
在某些示例應用中,藉由插在線圈及介電壁之間的具有間隙的多金屬板、或具機製槽的圓柱狀屏蔽,實質上減少從線圈到圓柱室內電漿的電容耦合。然而,為了符合次10奈米裝置日益嚴苛的要求,電容耦合可能需要更進一步地減少。
在某些示例應用中,處理室可具有圓頂狀的介電壁,且可受到類似錐形截面或圓頂形狀屏蔽的遮蓋。在這種情況下,板體間的間隙或槽的長度方向可位在含有錐體或圓頂的對稱軸的平面中,如見於某些示例應用中。任何這類靜電屏蔽的一板體,可具有橫跨自相鄰某一槽或間隙的邊緣、到接壤最接近的相鄰槽或間隙之相對邊緣的板體表面而改變的電壓。當
RF電力供應到天線或感應線圈時,藉由天線或感應線圈所生的磁場迅速改變,此電壓係感應地耦合。再者,靜電屏蔽的板體,藉由電容耦合,也可直接接收來自天線或感應線圈大量的RF位移電流。這些耦合機制之其一或兩者,可在板體上造成一種RF電位分布,其中在接壤某一間隙或槽的一板體的邊界/邊緣附近的電場最強。板體或屏蔽愈接近介電壁,這類電場可能更強。來自板體這些部分的電場可能是很大的,並且經由在槽的邊界上最靠近金屬板邊緣的介電壁,使高RF電流電容式傳導至電漿。來自某一板體邊緣的此電場及RF電流,與直接由天線或感應線圈上的電位所生成的電場結合,而此天線或線圈主要經由板體間間隙或槽中間,也將位移電流傳導到電漿。在組合之下,這些機制增加了在槽或間隙內或其周圍的電漿電位,而此則增加電場,並藉此增加轟擊到介電壁的離子能量。此種離子能量增加造成介電壁材料的蝕刻或噴濺增加,導致電漿污染、相鄰介電壁的內表面粗化及裝置產量減少。
在一些例子中,靜電屏蔽屏蔽板的槽或間隙,可利用機械由金屬圓柱、錐形截面、圓頂或其他形狀製成,因而槽或間隙的邊緣可為「正方形」。再者,這些邊緣可非常接近室的介電壁,因此,介電壁表面上的RF電場強度可以非常高,而在壁內表面上感應生成高RF偏壓。當槽尺寸因為該槽任一側邊上相鄰板體的邊緣間的距離縮短而減少,則從某一板體跨過槽或間隙到相鄰板體的電場增加。槽或間隙邊緣上的這些電場透過介電壁而電容式耦合至電漿,增加了轟擊此壁面的離子能量。再者,源自線圈電位(其直接穿透板體之間的間隙或槽)
的RF電場,隨著板體間隙尺寸或槽寬度增加而大幅增加。
於本案示例態樣中,將板緣或接壤槽的邊緣(尤其是最靠近介電壁的邊緣)形成具有介於約1mm與約25mm之間的簡單或複合半徑的圓弧(例如,藉由移除作為任何半徑或轉變成半徑的一部分的任何接縫或尖銳邊緣),可減少使介電壁內蝕刻或噴濺的電場,因為這類的配置可實質減少靠近板緣或靠近板之間的間隙的區域中的高電場。
在某些實施例中,一或更多的屏蔽板可具有長緣或邊界及/或角,其以大於約1mm半徑形成圓弧,以減少屏蔽板附近任何合適的介電壁表面上的電場。這類板緣可相對於一條平行於板表面及/或介電壁面的軸線形成圓弧,因而在鄰近於間隙或槽且大約與之平行處,具有板體邊界或邊緣的一曲率半徑。此曲率半徑可介於約1mm與約25mm之間,因而可減少在此板體邊界(在此處最接近介電壁)的電場。在某些實施例中,一或更多屏蔽板可具有一透過可調阻抗來調整的RF電位,此阻抗可減少屏蔽板上的RF電壓,並在電漿操作期間可同等地減少接近屏蔽板邊緣的電場。
在某些實施例中,部分來自屏蔽板的電場可經由來自感應耦合元件(如天線或感應線圈)的變化磁通,並以藉此而在屏蔽板某一邊緣與此板相對邊緣之間感應的電壓來加以產生。因為這類板體確實對向(subtend)線匝的一小部分,其有效地平行於感應耦合元件(如天線或感應線圈)的某段長度,所以在板體之前導及後尾邊緣之間可感應一電壓(此板體的長度方向對於流入感應耦合元件或天線的電流方向形成大
於約30°的角)。在某些實施例中,其中線圈係具有螺旋軸線共軸於圓柱室軸線的螺旋形狀,板體沿著間隙或槽之邊界的長向可以大約地平行於圓柱軸線,其係感應耦合元件(如天線或感應線圈)所生磁場的主導方向。藉此,經由感應耦合元件(如天線或感應線圈)所生成的變化磁場,在此板體的兩個相對長緣之間感應電壓。
在某些實施例中,當感應耦合元件係螺旋形狀的線圈(其可大約位在設置於電漿室區旁的平面或曲面或圓頂狀表面中)時,介於槽間的板體或區域可具有約為三角形(平面三角或球面三角)或梯形的形狀。在這個情況下,從某一板體的一個這類邊緣到此板體的相對邊緣之間的距離,越接近螺旋的近似中心越小。由在感應耦合元件(如天線或感應線圈)內驅動RF電流來提供RF電力時,在螺旋線圈在圓柱周圍的情況中,RF電力在這兩個相對邊緣之間感應出電壓差。在螺旋線圈總體形狀大約為平面狀的(扁平的或稍微圓頂狀的)的某些實施例中,穿過中心且垂直於螺旋的軸線,也可大約垂直於最靠近屏蔽的介電壁,而且此軸線也可大約為板體與屏蔽之間間隙的收斂點。在此情況下,該軸線其一邊緣的曲線半徑可加以機製,或者是界定使其與槽或間隙的長向及較接近介電質表面之板體或槽的邊緣平行或傾斜小於10度的角度。
在某些情況下,用於靜電屏蔽的槽可具有約15mm至約20mm寬度,以提供足夠的電容耦合,即使在氣壓係在100帕的級數或更大時,仍能可靠且迅速地使電漿點燃。然而,一旦電漿已點燃且由感應耦合式的RF電力維持之後,再
也不需要由它們所帶來的這類巨大開口及實質電容耦合來維持電漿。然而,這類間隙或槽能繼續允許靜電場從天線或感應線圈穿透,藉此造成增強的介電質之離子轟擊及電漿室介電壁的蝕刻。
在某些實施例中,槽可以窄化,且在某些實施例中,可有更多的板體及槽與任何合適的感應耦合元件(如天線或感應線圈)關聯,這樣可減少通過間隙或槽的電容耦合,同時仍允許迅速而可靠的電漿點燃。這類較窄的間隙於是允許減少的電容耦合及所導致之介電壁的表面轟擊。
依照本案示例態樣,造成這類電容耦合下降的靜電屏蔽可以安放在感應耦合元件及介電壁(其形成電漿室的至少一部分)之間。靜電屏蔽可具有開口或間隙,其可允許RF磁場從感應耦合元件穿透到達介電壁。在某些實施例中,板體個別地或靜電屏蔽鞘或外殼可以直接或經由某些可變電抗性的阻抗連接至電接地。在某些實施例中,其中靜電屏蔽具有多個屏蔽板,板體可以彼此連接到相鄰板體或中央接地連接片或元件。
穿透相鄰屏蔽板之間的間隙或槽並穿透介電壁而到達電漿的RF電流,可與從靜電屏蔽到介電壁之間隙的深度成反比。在某些實施例中,為了更佳地減少從感應耦合元件(如天線或感應線圈)到電漿的電容耦合,相鄰屏蔽板間的間隙或每一槽的寬度可以減少。在某些實施例中,屏蔽板邊緣或槽邊緣可圍繞一條平行於槽邊緣或板體間間隙的軸線來形成圓弧(其半徑相當於一實質分率,屏蔽板厚度的至少約四分之一
(1/4th))。在某些實施例中,圓弧邊緣的曲率半徑可在約1mm至約15mm的範圍內,如約2mm至約10mm的範圍內。依此方式,在介電壁表面上的電場相較於非圓弧的屏蔽板邊緣或槽邊緣可減少。
在某些實施例中,本案示例實施例可提供範圍在約2mm至約30mm,如約3mm到20mm的相鄰屏蔽板間的間隙或靜電屏蔽內每一槽的寬度。在某些實施例中,從屏蔽板到介電壁外表面之間的間隙係在約0.1mm到約30mm的範圍內(如約1~20mm的範圍內)。
在某些實施例中,靜電屏蔽可包含某些增厚的部分(如諸屏蔽板)。靜電屏蔽之每一屏蔽板的厚度可以相對於相鄰屏蔽板間的間隙大小或每一槽的寬度來量化。例如,靜電屏蔽之每一個屏蔽板的厚度可在約1mm到約20mm的範圍內(如約2~15mm的範圍內)。在某些實施例中,取代顯著厚度的(>5mm)的屏蔽材料,屏蔽或板體可由較薄的材料(<4mm)製成,但是可形成凹面(如從電漿室外部看去),且它們在接鄰板體間間隙之介電壁旁的邊緣具有實質彎曲。因此,如可見於第一圖的較厚金屬屏蔽板中,面對電漿室的屏蔽板表面在其邊緣會具有圓弧。這種設計有減少感應元件及屏蔽之間的電容耦合之更進一步的優點。
在某些實施例中,靜電屏蔽可具有多數層體。例如,靜電屏蔽可具有較接近介電壁的內層及遠離介電壁的外層。如果外層可覆蓋內層板體間的開放空間,則此外層可進一步減少從感應耦合元件到電漿的電容耦合。如果屏蔽板的那個
層體係電接地或具有非常低的對地阻抗,則電容耦合可進一步地減少,且也可以使介電壁的離子轟擊減少。此內及外層可以經過排列,這樣內層的兩個相鄰屏蔽板之間的每一間隙可部分重疊外層的一個屏蔽板,以阻礙(如部分阻擋、幾乎或完全阻擋)從感應耦合元件到介電壁之徑向上的視線,藉此減少從感應耦合元件到介電壁之總視線。
在某些實施例中,一板體的內及外層可包含單件材料,其可從較靠近介電壁表面的部位延伸到遠離介電壁表面的部位,重疊但不接觸到相鄰的一個板體,藉此減少從感應耦合元件(如天線或感應線圈)到介電壁的視線。替代地,內層或外層可具有分離式結構,其可獨立地連接到可變的部分電抗性的電接地,其在某一設定之下,使屏蔽板有效地接地或允許其到高阻抗以有效地浮接。
在某些實施例中,每一層體可具有多數屏蔽板,每一屏蔽板可具有橢圓橫斷面或圓弧橫斷面。例如,靜電屏蔽可具有多數重疊桿,每一個都具有橢圓/扁圓形狀的橫斷面,如此共同地阻擋從感應耦合元件到介電壁的視線。
依照本案示例態樣,靜電屏蔽也可在針對介電壁的某部分之金屬或導電外蓋中具有多個槽。在某些實施例中,其中感應耦合元件係大致螺旋的線圈,靜電屏蔽可為開槽的圓柱體,其具有金屬或傳導材料的厚度,且在天線與介電壁之間的開放區域有一夠小的部分,以實質地減少電容耦合大於約30倍(~1.5個數量級)的乘數。每一槽可相對於徑向的切割方向(如
相對於垂直介電壁的方向)形成角度,以產生從感應耦合元件至電漿室介電壁的一條較深且斜的視線。在某些實施例中,每一槽可相對於與介電壁垂直之方向形成約45°+/-15°的角度。這些槽的寬度可介於約1mm到20mm(如介於2mm及10mm)。在這個情況中,屏蔽厚度可大於某些其他實施例中者-介於約10mm及30mm。這種帶有斜槽的較厚屏蔽,相較於金屬圓柱內的簡單穿孔(其壁厚小於槽寬度的約25%),可減少更多的電容耦合。在某些實施例中,此帶有斜槽的壁厚約大於槽寬度的25%,以致比起習用屏蔽技術,其減少更多的電容耦合。在某些實施例中,屏蔽材料的厚度約可多於斜槽寬度的50%。
在某些實施例中,靜電屏蔽的每一槽可在同一方向上形成角度,以在靜電屏蔽及介電壁之間產生順時針或逆時針的型樣。斜槽有助於空氣在靜電屏蔽及介電壁之間流動,進而改善冷卻,如此能減少由處於高溫之電漿造成的介電壁損害。在介電壁之間的空間中的氣體注入,可為順時針方向或逆時針方向進行,這樣可產生不同方向的空氣流。鄰近介電壁的邊緣的圓弧化,可能有助於促進靠近從內部電漿接收熱量的介電壁之冷卻氣體流,其藉由幫助進入屏蔽及介電壁間之間隙的氣流會聚。再者,鄰近有斜槽之介電壁的邊緣的圓弧化減少在介電壁表面的電場,藉此減少介電壁的離子轟擊及腐蝕。
在某些實施例中,屏蔽板有兩種或更多種類型,這樣不同類型的屏蔽板可交替安置在介電壁周圍。例如,屏蔽板可在具有邊緣(如圓弧邊緣)較接近介電壁外表面的第一型
及具有邊緣遠離介電壁外表面的第二型之間更替。這樣的特色大幅地減少從感應耦合元件直接穿透相鄰屏蔽板間之間隙的電容耦合,如此只有非常少的RF電流可從感應耦合元件傳導到電漿。在某些實施例中,靠近介電壁的某些或全部的屏蔽板可經塑形,這樣邊緣可有較大(約1mm到25mm之間)的曲率半徑,藉此減少在邊緣由板體上之電壓的磁感應(其來自感應耦合元件)所造成的電場,並藉此減少電流從板緣穿過介電壁的電容耦合。
依照本案示例態樣,靜電屏蔽可包含多個屏蔽板。每一屏蔽板可具有第一部及第二部。第一部可靠近介電壁且第二部可遠離介電壁。就任意兩個相鄰的屏蔽板而言,某一屏蔽板的第一部可重疊另一屏蔽板的第二部,而不接觸第二部,以阻礙(如更完全地阻礙)從感應耦合元件到介電壁的視線。在某些實施例中,每一個這類屏蔽板可具有靠近介電壁的一或更多個邊緣,其相對一條平行於此邊緣及平行於此介電壁的軸線形成圓弧。在某些實施例中,屏蔽板可以順時針或逆時針向外的方向排列。
依照本案示例態樣的靜電屏蔽可提供數個技術功效及優點。例如,依照本案示例實施例來配置的靜電屏蔽可實質地減少在電漿室的介電壁表面上的電容耦合的電場。在電漿操作時期間的某個百分比期間,可維持此種被減少的電場,以減少在介電壁上的離子轟擊能量。此百分比可以非常大,當被減少的電場在電漿點燃時即開始,直到停止RF電力為止時高
達約99.9%。此外,當還原氣體(如氫)生成電漿時,可以減少電漿室內微粒的形成。
為了說明和討論的目的,參照「工件」、「基板」或「晶圓」來討論本發明的各態樣。本技術領域中具有通常知識者在使用本文提供的揭露內容後將理解到,本揭露的示例態樣可與任何半導體基板或其他合適的基板或工件結合使用。「基座」是指可用於支撐工件的任何結構。另外,術語「約」與數值結合使用欲指在所述數值的10%之內。
第一圖繪出依照本案示例實施例的示例電漿處理設備。如圖所示,電漿處理設備100包含處理室110及電漿室120(其與處理室110隔開)。處理室110包含工件支架或基座112,其可操作以握住待處理的工件114,如半導體晶圓。在這個示例實施例中,藉由主要為感應耦合的電漿源135,在電漿室120(即電漿生成區)內生成電漿,且從電漿室120經由分離格柵組合200將需要的物種引導到基板114表面。
電漿室120包含介電側壁122(亦稱為介電壁)和頂板124。介電側壁122、頂板124和分離格柵200界定電漿室內部125。介電側壁122可由介電質材料形成,例如石英及/或氧化鋁。感應耦合電漿源135可包含感應耦合元件130(如天線或感應線圈),其圍繞電漿室120設置在介電側壁122旁或周圍。感應線圈130透過合適的阻抗匹配網路132耦合到RF功率產生器134。可從氣體供應器150,經由環形氣體分配通道151或噴頭或其他合適的氣體引入機制,將處理氣體(例如含氫氣體、或
含氧氣體、及可選用的相對較惰性的被稱為承載氣體的氣體)提供至室內部。當感應線圈130以來自RF功率產生器134的RF功率通電時,可在電漿室120中產生電漿。在一具體實施例中,電漿處理設備100可包含接地靜電屏蔽128,其可插入感應線圈/天線130及介電壁之間,在此介電壁旁。
靜電屏蔽128減少從感應線圈130到電漿的電容耦合。在某些實施例中,用於圓柱狀來源的靜電屏蔽128,可具有一或更多層的傳導材料製成的屏蔽板,在相鄰屏蔽板之間具有平行於圓柱對稱軸的間隙。每一屏蔽板可具有經塑形的橫斷面(由垂直於圓柱軸線的平面所截取)(如第二圖所示),以減少介電側壁122外表面上的電場。每一屏蔽板可具有一RF電位設定,其有效地接地或透過可調阻抗而處於某希望的數值,可在程序的某些實施例中於電漿點燃期間提供較高的RF電位,然後在電漿維持期間減少此屏蔽板層上的RF電壓。
在某些實施例中,靜電屏蔽128可包含多個屏蔽板且這些板體可排列成單環或在第一環外有第二環的雙環。靠近介電側壁122的每一屏蔽板表面有一或更多圓弧化的邊緣,如進一步描述於下文的第二圖中。在某些實施例中,位在靜電屏蔽128相鄰兩個屏蔽板間的間隙可在約1mm與約30mm之間的範圍內(如在約2mm與20mm之間的範圍內)。介於靜電屏蔽128及介電側壁122外表面之間的間隙可在約0.5mm與約15mm之間的範圍內。每一屏蔽板的厚度可在約1mm到約15mm的範圍內(如在約2mm及10mm之間)。圓弧邊緣的曲率半徑可在約1
mm到約15mm的範圍內。
在某些實施例中,靜電屏蔽128可具有多個概略保角層體,且可間隔開來,分別從其內部和外部相隔2mm及約20mm之間。例如,靜電屏蔽128可具有內層約略符合、且靠近介電側壁122的內層,及可為環狀或大致上為突出狀的較遠離介電側壁122的外層,其在約2mm到約20mm的距離範圍中。藉由安放外層,以部分地或完全地阻擋內層的開口。如果外層接地或其至地的阻抗非常的低,外層可進一步地且實質地減少從感應線圈130到電漿的電容耦合,藉此使介電側壁122的離子轟擊能量減少。此內及外層可經過排列,這樣內及外層的總體形狀為保角的。再者,板體及屏蔽可以如此地配置,這樣介於內層的兩個相鄰屏蔽板之間的每一個間隙可以部分或完全地)重疊外層的屏蔽板,進而阻擋(如部分阻擋、幾乎或完全地阻擋)從感應線圈130到介電側壁122的徑向視線,藉此大幅地減少從感應線圈130到介電側壁122的總視線。在某些實施例中,內層的一板體可與外層中的一板體或多個板體為單件材料。在某些實施例中,內層板體或外層板體可具有分離結構,其能夠藉由減少實質的電抗性阻抗而獨立地調整成非常低的RF電壓,或藉由增加此種阻抗(經由可改變此電抗性阻抗的自動化控制系統)而有效地浮接。
在某些實施例中,靜電屏蔽128的每一層可具有多個圓弧化屏蔽板,這樣每一屏蔽板可具有約為橢圓或卵圓形橫斷面,或圓形或約為圓形的橫斷面。例如,靜電屏蔽128可具有多個重疊的桿,每一桿橫斷面可具有橢圓/扁圓形橫斷面,
大大地阻擋從感應線圈130到介電側壁122的視線。在下文的第三圖及第八~十圖進一步描述例子。
在某些實施例中,靜電屏蔽128可具有多個槽。每一槽可相對徑向切割方向(如相對於垂直於介電壁的方向),形成角度,以產生從感應線圈130到電漿室120之介電側壁122的傾斜視線。在某些實施例中,每一槽可相對於介電側壁122的垂直方向形成約45°±15°的角度。在某些實施例中,靜電屏蔽128的每一槽可在順時針方向上形成角度,以在靜電屏蔽128及介電側壁122之間產生順時針或逆時針的型樣。斜槽可以幫助氣體在靜電屏蔽128及介電側壁122之間的流動以改良冷卻,這樣能夠減少高溫下由電漿造成的石英損壞。為了冷卻介電壁的目的,注入到靜電屏蔽128之間的空間的氣體可為順時針或逆時針方向的,如此可產生不同方向的氣流。在某些實施例中,斜槽在相鄰介電壁上可具有圓弧化邊緣,以使冷卻氣流可以更輕易地流入屏蔽及介電壁間的間隙。在第四圖及第五圖中進一步地描述例子。
在某些實施例中,靜電屏蔽128的屏蔽板可具有兩個或更多類型,這樣不同類型的屏蔽板可交替地安置在介電側壁122周圍。例如,屏蔽板可在具有較接近介電側壁122外表面之邊緣的第一型及具有遠離介電側壁122外表面的第二型之間交替。這樣的特徵可大幅地減低從感應耦合元件直接穿透相鄰屏蔽板間之間隙的電容耦合,如此幾乎沒有RF電流可從感應耦合元件130傳導到電漿。在某些實施例中,可塑形靜電屏蔽128的屏蔽板,這樣最接近介電壁的邊緣會有較大的曲率半
徑,藉此減少在邊緣由磁感應所造成的電場,並藉此減少電流穿過介電側壁122的電容耦合。
在某些實施例中,靜電屏蔽128可包含多個屏蔽板。每一屏蔽板可具有第一部及第二部。第一部可在介電側壁122附近且第二部可遠離介電側壁122。就任意兩個相鄰的屏蔽板而言,某一屏蔽板的第一部可重疊一相鄰屏蔽板的第二部,而不接觸第二部,以阻擋從感應線圈130到介電側壁122的視線。在某些實施例中,每一個這類屏蔽板可在介電壁旁具有圓弧化邊緣。在某些實施例中,屏蔽板可以順時針或逆時針向外的方向排列。在下面第六圖及第七圖中更詳細描述例子。
回到第一圖,分離格柵200將電漿室120及處理室110隔開。可使用分離格柵200對從電漿室120內電漿所生之混合物執行離子過濾,以生成過濾後的混合物。濾後混合物可曝露至處理室110內的工件114。
在某些實施例中,分離格柵200可為多板分離格柵。例如,分離格柵200可包含彼此以平行關係隔開的第一格柵板210及第二格柵板220。第一格柵板210及第二格柵板220可以一個距離隔開。
第一格柵板210可具有包含複數孔的第一格柵型樣。第二格柵板220可具有包含複數孔的第二格柵型樣。第一格柵型樣可與第二格柵型樣相同或不同,或這些型樣可相同且格柵彼此對齊或旋轉,以致第一及第二格柵的孔洞並未重疊。在某些實施中,格柵有相同型樣但沒有對齊,以致孔洞並未重疊,其結果是,帶電荷的微粒必須連同氣體,流動在從第一格
柵的一個孔到第二格柵內附近之孔的路徑上的格柵之間,藉此在其穿過分離格柵中之每一格柵板210、220的偏移孔之路徑內的格柵表面上實質上再結合。然而,在格柵表面上再結合機率較低的中性物種(例如自由基)可相對自由地通過第一格柵板210和第二格柵板220中的孔,且同時沒有再結合。每一格柵板210和220的孔的大小、對齊、型樣以及厚度,可影響帶電粒子和中性粒子兩者的通透度。
第二圖繪出可與依照本案示例實施例之電漿處理設備100結合使用的示例靜電屏蔽230的橫斷面視圖。如在第二圖可以見到,靜電屏蔽230包含八個屏蔽板(如屏蔽板232A、屏蔽板232B等等)。靠近介電側壁122的屏蔽板232A的表面234具有兩個圓弧化的邊緣236A及236B。每一圓弧化邊緣236A或236B的曲率半徑可在約1mm到約20mm之範圍內。在表面234及介電側壁122之外表面242之間的間隙240可在約0.5mm到約15mm之範圍內。在屏蔽板232A及屏蔽板232B之間的間隙238可在約2mm到約30mm之範圍內。屏蔽板232B的厚度244可在約1mm到約15mm之範圍內。
在某些實施例中,屏蔽板厚度可在約5mm到約10mm之間,以改良介電壁及電漿對於感應耦合元件的屏蔽,同時不會太大或太重。在某些實施例中,屏蔽板可為較薄的金屬或其他導體(0.5mm到5mm厚),其經彎曲塑形,最接近介電壁的圓弧化邊緣具有弧狀(從介電壁的觀點來看為凸出)表面,但從屏蔽的外部看過去,則有具有下凹邊緣的表面。這樣的屏蔽板較輕且較優越,因為這類較薄的屏蔽板對感應耦合元件或天
線有較小的電容。這類板體的形狀可順應板體內部的面向介電質的表面,如第二圖所示,就一或更多板體而言,包含表面234、236A及236B,但不包含板232A的外表面。
第三圖繪出示例靜電屏蔽300的橫斷面,其可結合依照本案示例實施例的電漿處理設備100來使用。如第三圖可見,靜電屏蔽300具有內層310及外層320。內層310靠近介電側壁122且外層320遠離介電側壁122。內層310不接觸外層320。內層310包含十六片屏蔽板(如屏蔽板330A、330B...)。外層320包含十六片屏蔽板(如屏蔽板340...)。內層310及外層320的每一屏蔽板具有橢圓或扁圓形狀的橫斷面。
內層310及外層320可經過排列,這樣內層310兩個相鄰屏蔽板間的各間隙可重疊外層320的某一屏蔽板,以阻礙(如部分地阻擋、幾乎或完全阻擋)在徑向上從感應線圈130到介電側壁122的視線,藉此大幅減少從感應線圈130到介電側壁122的總視線。例如,一個介於屏蔽板330A及屏蔽板330B的間隙350重疊外層320的屏蔽板340。在某些實施例中,(第三圖中未示),內層310或外層320可直接或透過一或更多可變的電抗阻抗接地。例如,內層310或外層320可透過第九圖所示的電路900來接地。
第四圖繪出可結合依照本案示例實施例之電漿處理設備100使用的示例靜電屏蔽400的橫斷面。如可見於第四圖者,靜電屏蔽400包含多個槽(如槽420)及多個屏蔽板(如屏蔽板410A及屏蔽板410B)。每一槽位在兩個相鄰屏蔽板之間。例如,槽420位在屏蔽板410A及410B之間。每一槽相對垂直於介
電側壁122的方向形成約45°±15°的角度430。例如,一個介於槽420的一邊緣及與介電側壁122垂直之方向440的角430係約45°±15°。靜電屏蔽400的每一槽以順時針方向450傾斜,以在靜電屏蔽400及介電側壁122之間產生順時針型樣。斜槽進一步減少從感應耦合元件到介電側壁的視線,以致與相較同寬度的直線槽相比之下,電容耦合明顯地較少(幾乎少於50%),同時感應耦合只有適度的減少。在某些實施例中,這類斜板可具有靠近介電壁的邊緣,其以約1mm到約20mm之間的曲率半徑經圓弧化。
第五圖繪出可結合依照本案示例實施例之電漿處理室100使用的示例靜電屏蔽500的橫斷面。如可見於第五圖者,靜電屏蔽500包含多個槽(如槽510)及多個屏蔽板(如屏蔽板520)。每一槽位在兩個相鄰屏蔽板之間。每一槽相對垂直於介電側壁122的方向形成約45°±15°的角度。靜電屏蔽500的每一槽在逆時針方向550上形成角度,進而在靜電屏蔽500及介電側壁122之間產生逆時針型樣。這種屏蔽可能有如同第四圖中對具有相反傾斜之屏蔽板所述的特徵而不偏離本案範圍。
第六圖繪出可結合依照本案示例實施例之電漿處理室100使用的示例靜電屏蔽600的橫斷面。如可見於第六圖者,靜電屏蔽600包含多個屏蔽板(如屏蔽板610、屏蔽板620及屏蔽板630)。每一屏蔽板具有第一部及第二部。就兩個相鄰屏蔽板來說,一屏蔽板的第一部與另一屏蔽板的第二部重疊,但不接觸此第二部,以便不同程度上阻礙從感應線圈130到介電側壁122的視線。在某些實施例中,從感應耦合元件到介電壁
的視線可以完全被阻礙,但在本案範圍內的其他配置中,從感應耦合元件到介電壁維持有小的視線,最多小於約30度。例如,屏蔽板610有第一部612及第二部614。屏蔽板620有第一部622及第二部624。第一部612及第一部622靠近介電側壁122。第二部614及第二部624遠離介電側壁122。屏蔽板620的第一部622與屏蔽板610的第二部614重疊,而不接觸第二部614。如第六圖可見的,每一屏蔽板有圓弧化的邊緣。例如,屏蔽板630的一個放大視窗640顯示屏蔽板630具有圓弧化邊緣632及634。屏蔽板以順時針向外的方向650排列。
第七圖繪出可結合依照本案示例實施例之電漿處理設備100使用的示例靜電屏蔽700的橫斷面。如可見於第七圖者,靜電屏蔽700包含多個屏蔽板(如屏蔽板710)。每一屏蔽板具有第一部及第二部。對兩個相鄰屏蔽板來說,一屏蔽板的第一部與另一屏蔽板的第二部重疊,但不接觸此第二部,以阻礙從感應線圈130到介電側壁122之視線。每一屏蔽板具有圓弧化的邊緣。屏蔽板以逆時針向外的方向排列。如同前文所述及第六圖所示的情況,此屏蔽從感應耦合元件看過去的介電壁最大可視角範圍實質等同於前文針對順時針情況所述的範圍(參照第六圖)。
第八圖繪出可結合依照本案示例實施例的電漿處理設備100使用之示例靜電屏蔽800的橫斷面。如第八圖可見,靜電屏蔽800具有內層810及外層820。內層810靠近介電側壁122而外層820遠離介電側壁122。內層(元件代號為810)不接觸外層820,但有至少2mm的間隙。內層810包含十六片屏蔽板(如
屏蔽板812A及812B)。外層820包含十六片屏蔽板(如屏蔽板822)。內層810及外層820經過排列,這樣內層810的相鄰兩個屏蔽板間的間隙可重疊外層820的一屏蔽板,以阻礙(如部分阻擋、幾乎或完全地阻擋)在徑向上從感應線圈130到介電側壁122的視線,藉此大幅減少從感應線圈130到介電側壁122的總視線。例如,介於屏蔽板812A及屏蔽板812B之間的間隙830重疊外層820的屏蔽板822。雖然第八圖中繪示兩片層體810及820,但是在利用本文提供的揭示內容之下,本項技術領域具通常知識人士將會瞭解,可以使用多於兩片的層體(如三層、四層等),並不偏離本案範圍。
第九圖繪出可結合依照本案示例實施例之電漿處理設備100使用的示例接地靜電屏蔽800的橫斷面。如同第九圖中可以看到的,靜電屏蔽800的外層820透過電路900連接電接地。藉由屏蔽直接接地或利用串接電接地之固定式電容,可使內屏蔽對於地面的阻抗變得非常的低,這樣屏蔽外部接地所用電路的電感被固定式電容抵消,藉此將內屏蔽上的RF電壓降到非常小的值。在某些實施例中,外層820可直接接地。電路900可包括可變阻抗。作為一例子,可藉由讓電路900的阻抗變化之具有可變電容的串接LC電路來提供可變阻抗。在屏蔽透過可變阻抗來連接的部分上的RF電壓係由如電容分壓器之電路(圖中未示)來量測,將其之訊號提供給自動控制系統,以便於處理期間可主動地進行監測,且這樣此屏蔽部分上的RF電壓可受到精確的控制。這可以允許外層820上的電壓(從感應耦件的電容耦合感應生成)受到控制,進而在基板或晶圓處理操
作的各個時期採取兩或更多個預定值。在某些實施例中,當想要使電漿點化時,外層對於地面的阻抗可經由調協至高,藉此造成外屏蔽上的RF電壓大於約20VRMS且在電漿已點燃且依照處理所需來操作時降低於至約20VRMS。在某些實施例中,外屏蔽上的電壓經由自動控制系統調諧而儘可能地變小,此可小於10伏特RF振幅,及在某些實施例中,小於5伏特RF掁幅。在這種情況下,當外屏蔽電壓高時,介電壁可能有對介電壁之足夠的電容耦合來使電漿點燃,但在點燃後,電容耦合下降到足以維持電漿的較小值。
連接外層820至電接地的電路900可包含能藉由自動化電腦基礎控制系統來調整的可變阻抗,以將電阻性阻抗從接近零歐姆控制到至少約100歐姆,以便從感應線圈130到靜電屏蔽800外層820的RF控制電流能流到電接地,造成靜電屏蔽800具有必要的或希望的RF電壓。
第十圖繪出可結合依照本案示例實施例之電漿處理設備100使用的示例接地靜電屏蔽的橫斷面。如同第十圖中可以看到的,靜電屏蔽800的內層810係經由電路900接地。外層820可接地。連接內層810到電接地的電路900可包含可變電阻,其可從接近零變到至少約100歐姆,以便從天線或感應線圈130到靜電屏蔽800之內層810的RF電流導致外層820具有實質RF電壓。
在某些實施例中,於內層810上的電壓,其藉由來自感應耦合元件之電容耦合感應生成,可由提供屏蔽RF電壓之即時測值的電路來監測,以便利用這類數值並結合利用馬達
驅動或齒輪(其受到自動化電腦控制系統的控制)之機械控制器來調整電阻性阻抗,使屏蔽電壓在針對基板或晶圓的處理操作之各種時期中採取兩個或更多個預定值。在某些實施例中,當想要使電漿點燃時,可以將內層對地面的阻抗調諧成為高,藉此造成外層820上的RF電壓大於約20VRMS,然後在電漿已點燃且如處理用般操作時,降低到小於約20VRMS。同時,藉由直接將此屏蔽接地或使用串接電接地之固定式電容,外屏蔽對地面的阻抗可以變得非常的低,這樣用於將屏蔽外部接地的電路的電感被固定式電容抵消。在此情況下,當內層電壓高時,可以有足夠的至介電壁之電容耦合來使電漿點燃,但在點燃後,電容耦合下降到足供維持電漿之較小值(如小於約10伏特或小於5伏特)。在某些實施例中,在處理的全部時期中,外層820可接地,而在替代實施例中,當內層810的可變阻抗採取高值時,可允許外層820浮接。
自動化電腦控制系統可包含一或更多處理器及一或更多記憶體裝置。此一或更多處理器能執行被儲存在此一或更多處理器內的電腦可讀指令,使此一或更多處理器執行操作。例如,此一或更多處理器可提供控制訊號給各種元件(如可調諧電抗、接地路徑、RF電源等),以控制電漿處理設備的操作。
在不離開更具體敍述於後附申請專利範圍之本發明精神及範圍之下,所屬技術領域中具有通常知識者可實習這些以及其他本發明的修飾及變更。此外,應瞭解到,各種實施例的態樣可以全部地或部分地彼此互換。又,所屬技術領域中
具有通常知識可理解前述描述內容只是作為示例而已,並不欲限制在所附申請專利範圍中予以進一步描述之本發明。
122:Dielectric side wall 介電側壁
230:Electrostatic shield 靜電屏蔽
232A:Rounded edge 圓弧化邊緣
232B:Rounded edge 圓弧化邊緣
234:Surface 表面
236A:Rounded edge 圓弧化邊緣
236B:Rounded edge 圓弧化邊緣
238:Gap 間隙
240:Gap 間隙
242:Outer surface 外表面
244:Thickness 厚度
Claims (20)
- 一種電漿處理設備,包括:一電漿室;一介電壁,其形成該電漿室的至少一部分;一感應耦合元件,其位在該介電壁附近,該感應耦合元件經配置使其在以射頻(RF)能源通電時於該電漿室內生成一電漿;及一靜電屏蔽,其位在該感應耦合元件及該介電壁之間,該靜電屏蔽包括複數個屏蔽板,其中靠近該介電壁的每一屏蔽板的表面具有接近該介電壁的至少一邊緣,其以大於或等於約1毫米的半徑形成圓弧。
- 如申請專利範圍第1項的電漿處理設備,其中位在該靜電屏蔽的兩個相鄰屏蔽板之間的一間隙係在約2毫米至約30毫米的範圍內。
- 如申請專利範圍第1項的電漿處理設備,其中位在該靜電屏蔽及該介電壁的一外表面之間的一間隙係在約0.5毫米至約15毫米的範圍內。
- 如申請專利範圍第1項的電漿處理設備,其中該複數個屏蔽板的每一者其厚度係在約2毫米至約15毫米的範圍內。
- 如申請專利範圍第1項的電漿處理設備,其中該至少一邊緣的曲率半徑係在約1毫米至約15毫米的範圍內。
- 如申請專利範圍第1項的電漿處理設備,其中該靜電屏蔽係經由一可變阻抗連接一電接地。
- 如申請專利範圍第1項的電漿處理設備,其中該靜電 屏蔽包括一第一層及一第二層,該第一層包括一第一複數個屏蔽板且該第二層包括一第二複數個屏蔽板,其中該第一及第二複數個屏蔽板的每一者具有一橢圓形橫斷面或圓形橫斷面。
- 如申請專利範圍第7項的電漿處理設備,其中該第一及第二複數個屏蔽板係經排列,如此使得該第一複數個屏蔽板的兩個相鄰屏蔽板之間的每一間隙重疊該第二複個數屏蔽板的一屏蔽板,以阻礙從該感應耦合元件到該介電壁的一視線。
- 如申請專利範圍第7項的電漿處理設備,其中該第一及第二複數個屏蔽板係獨立地連接到一電接地。
- 一種電漿處理設備,包括:一電漿室;一介電壁,其形成該電漿室的至少一部分;一感應耦合元件,其位在該介電壁附近,該感應耦合元件經配置在以射頻(RF)能源通電時於該電漿室內生成一電漿;及一靜電屏蔽,其位在該感應耦合元件及該介電壁之間,該靜電屏蔽包括複數個槽,其中該複數個槽的每一槽相對於與該介電壁的垂直的一方向傾斜,以產生從該感應耦合元件至該介電壁的一傾斜視線角。
- 如申請專利範圍第10項的電漿處理設備,其中該複數個槽的每一槽相對於與該介電壁垂直的該方向傾斜約45°±15°。
- 如申請專利範圍第10項的電漿處理設備,其中該複數個槽的每一槽以一順時針方向傾斜,以在該靜電屏蔽及該介 電壁之間產生一順時針型樣。
- 如申請專利範圍第10項的電漿處理設備,其中該複數個的每一槽以一逆時針方向傾斜,以在該靜電屏蔽及該介電壁之間產生一逆時針型樣。
- 一種電漿處理設備,包括:一電漿室;一介電壁,其形成該電漿室的至少一部分;一感應耦合元件,其位在該介電壁附近,該感應耦合元件經配置在以射頻(RF)能源通電時於該電漿室內生成一電漿;及一靜電屏蔽,其位在該感應耦合元件及該介電壁之間,該靜電屏蔽包括複數個屏蔽板,其中該複數個屏蔽板的每一者包括一第一部及一第二部,該第一部係位在該介電壁附近及該第二部係遠離該介電壁,其中針對該複數個屏蔽板的任兩個相鄰屏蔽板,一屏蔽板的一第一部重疊另一屏蔽板的一第二部而不接觸該第二部,以阻礙從該感應耦合元件的一部分到該介電壁的一視線。
- 如申請專利範圍第14項的電漿處理設備,其中該複數個屏蔽板的每一者包括至少一圓緣。
- 如申請專利範圍第14項的電漿處理設備,其中該複數個屏蔽板以順時針朝外的方向排列。
- 如申請專利範圍第14項的電漿處理設備,其中該複數個屏蔽板以逆時針朝外的方向排列。
- 一種電漿處理設備,包括:一電漿室;一介電壁,其形成該電漿室的至少一部分;一感應耦合元件,其位在該介電壁附近,該感應耦合元件經配置在以射頻(RF)能源通電時於該電漿室內生成一電漿;及一靜電屏蔽,其位在該感應耦合元件及該介電壁之間,該靜電屏蔽包括一第一層及一第二層,該第一層包括一第一複數個屏蔽板及該第二層包括一第二複數個屏蔽板,其中該第一及第二複數個屏蔽板係經排列,這樣該第一複數個屏蔽板的兩個相鄰屏蔽板之間的每一間隙重疊該些第二複數個屏蔽板的一屏蔽板,以阻礙從該感應耦合元件到該介電壁的一視線;其中該第一層及該第二層之一者係經由一低阻抗連接至電接地,及該第一層與第二層之另一者係經由可變電抗性阻抗接地,該可變電抗性阻抗係可由一自動化控制系統來調整,如此該第二複數個屏蔽板具有一電壓,其可在使該電漿點燃的一第一電壓及維持該電漿的一第二電壓之間變動。
- 如申請專利範圍第18項的電漿處理設備,其中該電壓係受到一RF電壓測量電路的監測及該電壓係提供到該自動化控制系統。
- 如申請專利範圍第18項的電漿處理設備,其中該可變電抗性阻抗包括串連到一可變電容器的一電感器及該電壓係設定成大於約20伏特。
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