TW478297B - Improved plasma processing systems and methods therefor - Google Patents

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TW089124186A
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Iii Andrew D Bailey
Alan M Schoepp
David J Hemker
Mark H Wilcoxson
Andras Kuthi
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Lam Res Corp
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Description

478297 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（1 ) 發明背景 有關案件之對照參考 本甲ϊ靑書與以下同時提出之美專利申請書有關·· 申請書09/439，661號，題爲，，改良之電漿 處理系統及其方法”（律師案號：L Α Μ 1 P 1 2 2 / Ρ 0 5 2 7 )； 申請書09/470，236號，題爲，，具有動態氣 體分配之電漿處理系統”（律師案號：L Α Μ 1 Ρ 1 2 3 / Ρ 0 5 5 7 ); 申請書09/439，675號，題爲，’電漿處理裝 置之溫度控制系統”（律師案號：L Α Μ 1 Ρ 1 2 4 / Ρ 0 5 5 8 ); 申請書09/440， 418號，題爲”產生均勻處 理率之方法及裝置”（律師案號：LAM1P125/ P 0 5 6 〇）; 申請書09/440， 794號，題爲”電漿處理系 統之材料及氣體化學物”（律師案號：L Α Μ 1 Ρ 1 2 8 / Ρ 0 5 6 1 ); 申請書0 9 / 4 3 9，7 5 9號，題爲”控制電漿體 積之方法及裝置”（律師案號：LAM1P129/ P 〇 5 9 3 )。 上述專利申請書各列作參考。 本發明係有關用以處理基體，諸如用於〗C製造之半 導體基體，或用於平板顯示應用上之板（例如玻璃，塑膠 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） ^—«------— --------訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4^8297 A7 B7 五、發明說明（2) 等）之裝置及方法。更明確言之，本發明係有關改良之電 漿處理系統，此能處理基體，在基體表面上具有高度之處 理均勻性。 電漿處理系統已存在多時。多年來，已引進並使用利 用電感交連之電漿源，電子迴旋諧掁（E C R )源，電容 源等之電漿處理系統至不同程度，以處理半導體基體及顯 示板。 在普通電漿處理應用中，處理源氣體（諸如蝕刻劑氣 體或沉積源氣體）引進於該室中。然後提供能量，在處理 源氣體中點燃電漿。在電漿點燃後，此由額外能量維持， 此能量可由各種熟悉之方法，例如電容，電感，經由微波 等交連至電漿。使用電漿於處理工作，例如選擇性蝕刻或 沉積一薄膜於基體上。電漿處理名統通常爲本藝中所熟知 ，及參考文件充滿有關各種市面上可獲得之系統之詳細。 故此，爲簡單起見，此處不詳細討論有關電漿處理之一般 原理。 在基體之處理中，處理工程師奮欲提高之一重要參數 爲處理均勻性。在蝕刻環境中，例如，蝕刻均勻性爲合格 率之一重要決定因素’即高度之蝕刻均勻性有助於提高無 缺陷處理之基體之百分率，此轉譯爲製造者之較低成本。 如該術語在此處所用，蝕刻均勻性指在基體表面上之整個 蝕刻處理之均勻性，包括蝕刻率，微載入，蔽罩選擇性， 下層選擇性，臨界幅度控制，及輪廓特徵，諸如側壁角度 及粗糙度。如蝕刻高度均勻，例如，預期在基體之不同點 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^衣--------訂---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 478297 A7 B7 五、發明說明（3) 處之蝕刻率趨於大致相等。在此情形，基體之一區域較不 可能過度蝕刻，同時其他區域則保持蝕刻不足。而且，在 許多應用，此嚴格之處理要求在基體處理期間中在不同之 階段可能相互衝突。此常由於有多個薄膜需要以大不相同 之電漿處理要求處理之故。例如，在處理一單基體之期間 中，可能需要激烈改變氣體壓力，電漿密度，及化學，以 達成所需之處理性能。 ! 除處理均勻性外，有關處理工程師亦有其他問題存在 。製造者之重要問題中有處理工具之持有成本，此包含例 如獲得及維持該系統之成本，維持一可接受位準之處理性 能所需之室淸潔頻率，系統組成件之燾命等。故此，所需 要之鈾刻處理常爲極力使不同之持有成本及處理參數間正 確平衡之處理，導致在較低成本上之較高品質之處理。而 且，當基體之特色變爲愈小及處理之要求愈高（例如，更 小之臨界幅度，更高之寬高比，更快之產出等），處理工 程師恆尋求新方法及裝置，俾在較低之成本上達成較高品 質之處理結果。 發明槪要 在一實施例，本發明係有關一種用以處理基體之電榮 處理系統，此包含一單室，大致在方位上對稱之電漿處理 室’其內點燃及維持處理用之電漿。電漿處理室無分開之 電漿產生室。電漿處理室具有上端及下端。 電漿處理系統包含一交連窗置於電漿處理室之上端， ---^-------裝--------訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）· -6^ 478297 A7 B7 五、發明說明（4) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 及一 RF天線安排置於由基體所界定之一平面上方，當該 基體置於處理用之電漿處理室內時。電漿處理系統亦包含 一電磁鐵安排，置於由基體界定之該平面上方。電磁鐵安 排構造在當至少一直流電流供應至電磁鐵安排中時，導致 電漿處理室內在接近交連窗及天線之區域中之可控制磁場 發生徑向變化。該徑向變化有效影響基體上之處理均勻性 〇 電漿處理系統另包含一 d c電源連接至電磁鐵安排。 該d c電源具有一控制器用以變化至少一直流電流之幅度 ，從而改變電漿處理室內在接近天線之區域中之可控制磁 場之徑向變化，以提高基體上之處理均勻性。 在另一實施例，本發明係有關一種方法，在使用電漿 加強處理法處理基體之期間中用~以控制處理均勻性。該方 法包括提供一電漿處理室，具有一單室，大致爲方位對稱 構造，在基體處理之期間中，在其內點燃漿並維持電漿， 電漿處理室無分開之電漿產生室。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該方法並包括提供一交連窗，置於電漿處理系統之上 端；並提供一 R F天線安排，置於由基體所界定之一平面 上方，當該基體置於處理用之電漿處理室內時。該方法另 包括提供一電磁鐵安排，置於由基體所界定之該平面上方 。該電磁鐵安排構造在當至少一直流電流供應至電磁安排 中時，導致電漿處理室內在接近交連窗及天線之區域中之 可控制磁場中產生徑向變化。該徑向變化有效影響基體上 之處理均勻性。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478297 A7 _____ Β7 _ 五、發明說明（5) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 而且，此包括提供一電源，連接至電磁鐵安排；置基 體於電漿處理室中；流進反應氣體於電漿處理室中，自反 應氣體擊出電漿；及改變電漿處理室內接近天線之區域中 之該可控制磁場中之該徑向變化，以提高基體上之處理均 勻性。 在又另一實施例，本發明係有關一種用以處理基體之 電漿處理系統，此包含一單室，大致在方位上對稱之電漿 處理室，其內點燃及維持處理用之電漿。電漿處理室無分 開之電漿產生室。電漿處理室具有上端及下端。 電漿處理系統包含一交連窗置於電漿處理室之上端， 及一 R F天線安排，置於由基體所界定之一平面上方，當 該基體置於處理用之電漿處理室內時。 並包含一第一 R F電源連接MR F天線，及一第一電 磁鐵安排，置於由基體界定之該平面上方。電磁鐵安排構 造在由該磁鐵安排發出磁場線而導致電漿處理室內在接近 交連窗及天線之區域中之可控制磁場中發生徑向變化。該 徑向變化有效影響基體上之處理均勻性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且，包含一基體支持安排，構造在處理之期間中支 持基體於電漿處理室內；及一第二R F電源，連接至基體 支持安排。該第二R F電源可與第一 R F電源相互獨立控 制。而且，包含改變裝置，甩以改變電漿處理室內在接近 天線之區域中之可控制磁場中之徑向變化，以提高基體上 之處理均勻性。 以下在本發明之詳說明中及連同以下附圖，更詳細說 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^ ' — 478297
五、發明說明（6) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 明本發明之此等及其他特色。 附圖簡述 本發明由實例’而非限制性圖解，其中： 圖1顯示本發明之一實施例之電漿處理系統，包含一 示範之R F天線安排及一示範之上磁鐵安排。 圖2 A顯示一些示範磁場線，此可產生於圖1之室內 ’以方便電發處理室內之可控制磁場強度及佈局中之徑向 變化。 圖2 C顯示可控制磁場強度中之徑向變化之普通佈局 〇 圖2 B不範顯不當操縱圖1之電漿處理系統之電磁鐵 線圈之d c電流時，可產生之另一徑向分歧磁場佈局。 圖3 A至3 Η顯示可用於本發明之實施例之本發明電 漿處理系統中之各種R F天線安排。 圖4 Α至4 F顯示可用於本發明之實施例之本發明電 紫處理系統中之各種磁場產生安排。 圖5 A至5 C顯示可用於本發明之實施例之本發明電 漿處理系統中之各種磁桶安排。 圖6 A至6 C顯示可用於本發明之實施例之本發明電 漿處理系統中之各種磁化圖案。 圖7顯示本發明之實施例之一簡單流程圖，顯示有關 由改變可控制之磁場強度及/或佈局之徑向變化控制處理 均勻性之步驟。 l·--I-------裝--------訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNSW規格（210 X 297公釐y 478297 A7 B7 五 、發明說明（ 7 兀件對照表 1 〇 0 :電漿處理系統 1 〇 4 :上磁鐵安排 1 〇 8 :軸線 1 1 2 : R F電源 1 2 〇 :交連窗 1 2 4 :基體支持安排 1 3 2 :磁桶安排 1 4 4 :半徑 較佳實施例之詳細說明 現參考附圖所示之少數較佳實施例，詳細說明本發明 。在以下說明中，提出許多特定細節，以便澈底明瞭本發 明。然而，顯然，對精於本藝之人士，可實施本發明，而 無需一些或所有此等特定細節。在其他情形，並不詳細說 明熟悉之程序步驟及/或結構，俾不致不必要地模糊本發 明。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 源 電 排 流統 安室 電 系 線理 流 源 天處 直 電線 F 漿域變體 F 場 R 電區可基 R 磁
(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在一實施例，本發明係有關一種改良之電漿處理系統 ，此能高度控制處理均勻性。示範之改良電漿處理系統包 含一單室，大致在方位上對稱，即與晶圓平面平行之每一 斷面具有一幾乎圓形之電漿處理室，此用以產生電漿並容 納電漿，供處理工作之用。改良之電漿處理系統另包含一 上磁鐵安排及一 R F天線安排，在處理期間中置於基體平 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10 - 478297
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（8) 面上方。 R F天線安排及上磁鐵安排在使電漿處理室內在基體 充分上方之可控制磁場強度及佈局中有重要之徑向變化， 俾達成處理均勻性中之誘導變化，同時確保在基體處之磁 場強度低。在較宜之實施例中，可控制之磁場強度及佈局 中之此徑向變主要在R F天線/真空介面附近之功率交連 區鄰近。可控制之磁場強度及佈局之徑向變化在使其以重 要之方式影響處理均勻性。由刻意設計電漿處理系統，俾 在可控制之磁場強度及佈局中產生能影響處理均勻性之一 徑向變化圖案，及然後提供一方法來改變該徑向變化，提 供一均勻性尺度，使處理工程師能調諧該處理，以改善均 勻性。 在一實例中，可控制之磁場瀹度及佈局之上述徑向變 化由使R F天線安排與上磁鐵安排非同平面產生。或且或 另外，可控制之磁場強度及佈局之徑向變化可由設置一上 磁鐵安排產生，此包含二或更多電磁鐵線圈，此等可相互 同平面或不同平面。可（但非必需）供應且有相反方向之 d c電流至多個電磁鐵線圏，俾在可控制之磁場強度及佈 局中誘導產生上述之徑向變化。 爲製造容易及操作簡單起見，電漿處理室宜構造（唯 不限定於）成一單室，大致在方位上對稱之電漿處理室。 換言之，本發明之電漿處理室宜由一單室構成，此產生並 容納供基體處理用之電漿（且故此，省除去需要用以產生 電漿之另一室），且大致在方位上對稱，以提高均勻性。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）· - 11 - U----«-------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 478297 A7 B7 五、發明說明（9) 例如且並非限制，該室可採取單圓筒形或圓頂形之形狀。 在一較宜之實施例，該室採取單圓筒室之形狀，其中 ，點燃並容納處理工作用之電漿，無需使用分開之電漿產 生室及分開之處理室。 在一示範之改良電漿處理系統中，另設有一磁桶安排 ，其構造在迫使大量之電漿密度梯度離開基體發生。在一 較宜之實施例，磁桶安排置於電漿處理室之周邊周圍。宜 但非必需，磁桶安排包含軸向朝向之多個永久磁鐵在電漿 處理室周邊周圍，在室壁內或外。不管特定之實施如何， 磁桶安排構造在迫使電漿密度梯度集中於室壁附近，離開 基體。如此，進一步提高均勻性，因爲基體上之電漿密度 梯度之改變最小或大爲降低。與上述磁場強度及佈局之可 控制徑向變化結合，該改良之電漿處理系統中之處理均勻 性提高至遠較許多現行電漿處理系統中所可能爲大之程度 〇 磁桶有助於減少電漿在壁上之損失，故此，該示範之 改良電漿處理系統可更有效使用由來源所製造之電漿。故 此，在特定之來源功率，大體可達成較之普通處理系統爲 大之密度，此轉而提供一較寬之處理窗。在許多情形，可 容易達成所需之處理密度，而在示範之改良系統中，普通 需要較少之來源功率，以產生該密度。如精於本藝之人士 可明瞭，來源功率之較低設定有助於降低可能之晶圓損害 機程，並進一步擴大系統之可處理窗。 反應器之電漿分析（諸如根據由壁之B 〇 h m損失平
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐V ^-----------—------訂--------- Sr, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 478297 _____ B7 五、發明說明（iq> 衡之容積電離者）亦預測在特定功率沉積中電子溫度由減 小電獎損失面積而降低。在一實施例’此由加裝磁桶達成 。電子溫度之此降低通常導致降低晶圓上會傷害處理中之 電子電路之電位。消除此電槳所引起之損壞之根源有助於 大幅改善該工具之操作窗。 經觀察在一些沉積電漿化學中’該桶磁場有助於減少 壁上之總聚合物沉積，從而減少自適用於更大晶圓之室中 所需之更大表面積所預期之室淸潔時間。 晶圓上之平均密度在決定所產生之處理結果上亦佔有 重要地位。由使用磁桶減少電漿在壁上之損失，此處所發 表之均勻控制機構大致不受平均密度之影響。 而且，晶圓處之非常低磁場方便所發表之均勻性控制 發明，此宜由置較高之磁場區於1開晶圓處達成。使用磁 桶有效利用由該來源所製造之密度故此非常有利。 由參考附圖及其後之討論，可更佳明瞭本發明之特色 及優點。圖1顯示本發明之一實施例之電漿處理系統 1 0 0，包含一示範之RF天線安排1 〇 2及一示範之上 磁鐵安排1 0 4。在圖1之例中，R F天線安排1 〇 2及 上磁鐵安排1 0 4顯示置於電漿處理室1 〇 6上方。如此 後所討論，R F天線安排1 〇 2及上磁鐵安排1 〇 4亦可 在其他位置。 R F天線安排1 〇 2顯示連接至一 R F電源1 1 2， 此可供應具有頻率在約〇 · 4 Μ Η z至約5 Ο Μ Η z範圍 中之頻率之R F能量給r ρ天線安排1 〇 2。該頻率範圍 ^ ^ 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）· -13- 478297 B7 五、發明說明（11) 更宜爲約1 Μ Η z至約3 Ο Μ Η z。在餓刻用之較宜實施 例中，供應至R F天線安排1 〇 2之R F頻率宜約爲 4 Μ Η ζ。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1實施例之上磁鐵安排1 0 4包含二同心磁線圈， 二者攜帶在相反方向上流之d c電流。上磁鐵安排1〇4 顯示連接至一可變直流電流電源1 1 4，其構造在改變f共 應至上磁鐵安排1 0 4之電磁鐵線圈之直流電流之幅度及 /或方向，以改變區域1 1 0中之可控制磁場強度及佈局 之徑向變化，俾達成供特定處理之基體表面上之所需程度 之處理均勻性。 基體1 2 2顯示置於一基體支持安排1 2 4上方，此 連接至一偏壓R F電源系統1 2 8，以獨立控制撞擊於晶 圓上之充電微粒之能量。偏壓R~F電源1 2 8可供應具有 週期，但非需爲正弦之R F能量，頻率範圍約 0 · 3MHz至約50MHz，更宜約2MHz至約 3〇MHz ，且宜在約13 · 5MHz 。基體122代表 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 欲處理之工作件，此可代表例如欲蝕刻，沉積，或其他處 理之半導體基體，或欲處理而成爲平板顯示器之顯示板。 宜在使用磁桶，但並非絕對必需之一實施例中，應良好支 持基體於磁桶之最下部份內，以避免電漿處理混合物中之 任何軸向梯度，此可能發生於自磁桶部份至非磁性部份之 過渡區處所設置之變化限制高度附近。製造及成本方面可 決定處理期間中磁桶之實際範圍及基體之關係位置。 如顯示於圖1 ，電漿處理室1 〇 6顯示具有簡單大體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478297 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（θ 圓筒形狀。換言之，電漿處理室1 0 6之用以點燃及維持 基體處理用之電漿之部份宜由一單室構成，唯所討論之技 術可實施於多室反應器。宜無需一分開之電漿產生室，此 使室之製造複雜，並引起額外之電漿輸送問題（例如，需 要機構來適當輸送所產生之電漿自電漿產生室出來而至甩 以處理基體之處理室中）。而且，該室在基體上方之大致 垂直壁及簡單之圓筒形狀使室壁更容易製造，較不易沉積 微粒物質（此可剝落，最後污染基體），及簡化室淸潔問 題。構想壁中之一些曲線雖使反應器之設計複雜，但亦可 使用，且在室淸潔及處理上可有另外優點。單室，大致在 方位上對稱之電漿處理室之實際設計及形狀可取決於成本 ，服務之難易，及特定製造者之可製造性間之平衡。 在圖1中，R F天線安排]/0 2及上磁鐵安排1 0 4 爲非同平面，即此等沿電漿處理室之軸線1 〇 8在空間上 偏離，俾在電漿處理室內接近R F天線，交連窗/真空介 面安排1 0 2之區域1 1 0中，在可控制磁場強度及佈局 中誘導產生一徑向變化。圖2Α顯示可產生於圖1之室 1〇6內之一些示範磁場線，以方便電漿處理室內可控制 之磁場強度及佈局中之徑向變化。 現在，可控制之磁場強度及佈局中宜有一重要之徑向 變化，此刻意製造於改良之電漿處理系統中，且刻意構造 能對基體表面處之處理均勻性具有重要之影響。例如，圖 2 Α中之場線1 4 0顯示自具有半徑接近室1 4 6之半徑 1 4 4之一半之高磁場強度之一環分歧。由提供一機構用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15^· • -------------裝--------訂---------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 478297 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（θ 以變化在可控制之磁場強度及佈局中此刻意製造之徑向變 化，可細微調諧在基體表面上之處理均勻性至較之先行技 藝之電漿處理系統所可能者爲大之程度。 來自Β線圈之Β磁場範圍爲約0至1， 5 0 〇高斯， 更宜爲約0至約2 0 0高斯，或最宜爲約0至約5 0高斯 ，如在窗/真空介面附近所量度者。圖2 Β示範顯示另一 徑向分歧磁場佈局，此可在操縱圖1之電磁鐵線圈1 〇 4 中之d c電流時產生。在圖2 Β之例中，場線自與圖1相 當之軸線上之一高場區分歧。封閉及開放磁通線之確實佈 局可使用圖1之線圈1 〇 4控制。而且，該等場線角度之 變化範圍及絕對幅度由磁性線圈之確實設計決定。例如， 磁鐵可爲非同平面所製，以提供場線較之圖1所示者更指 向軸線之例。最佳之b線圏設計虡室直徑，磁桶之存在及 強度’天線，及反應器所設計之電漿處理區相互依賴。該 設計可依據本發明原理決定。徑向變化之典型佈局顯示於 圖2 C。在情形1 〇 〇 〇中，β場強度在軸線上具有一單 局部最大’而在情形1 〇 〇 2中，具有在有限半徑上之二 k寸稱位置之局部最大’及在軸線上之一局部最大。在本發 明中’此等型式之佈局變化可使用電磁鐵組件控制。 圖1亦顯示一磁桶安排1 3 2，此包含多個永久磁鐵 ，朝軸向圍繞電漿處理室之周邊。如所述，磁桶安排 1 3 2構造在保持電漿密度梯度離開基體，同時維持一非 常小之磁場在晶圓處。在圖1之示範實施例中，磁桶安排 1 3 2包含3 2永久磁鐵尖頭，其徑向磁化因數在室周圍 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -16- j—一-------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 478297 A7 B7 五、發明說明（1今 交替（例如1^，3，1^，3，等）。然而，每室之實際尖 頭數可不同，視每一電漿處理系統之特定設計而定。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 尖頭數一般可充分高，以確保有一強電漿密度梯度離 開基體。然而，由於損失與室桶之其餘有關，在尖頭處最 高，故太多之尖頭會使密度加強降低。例如，真空-壁介 面處之約1 5 - 1，5 0 0高斯之磁場強度可適用於一些 處理。真空-壁介面處之磁場強度可更宜在約1 0 0高斯 及約1，0 0 0高斯之間。在真空-壁介面處之磁場強度 宜可約爲8 0 0高斯。應明瞭使用磁桶安排1 0 2提高晶 圓表面上之電漿均勻性，且可能並非所有處理均需要。然 而，如需要高度之均勻性，則加裝磁桶安排可非常有利。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在較宜之實施例中，R F天線安排宜置於R F交連窗 上方，俾有利於簡化該室及/或卞F交連窗及/或磁桶安 排之設計及建造。然而。構想在磁場強度及佈局中所需之 可控制徑向變化亦可由置R F天線安排於室上其他位置中 達成。例如，圖3 A顯示依本發明原理設計之一電漿處理 系統，此具有一 R F天線安排1 〇 2置於交連窗1 2 0之 周邊周圍。然而，宜置R F天線安排於由基體所形成之平 面上方，當基體置於處理用之電漿處理室內時。而且， R F天線應充分接近上磁鐵安排，以方便形成電漿於B場 強度及佈局中之可控制徑向變化之較高B場強度區鄰近。 在圖1之示範實施例中，使用具有3 D堆疊構造之一 R F天線，以促進方位上之對稱交連，此在基體上需要高 度處理均勻性時甚重要。然而，且應注意此3 D堆疊構造 -17 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）’ 478297 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（ 並非所有情形均需要。在許多情形，無需此一天線之固有 方位對稱交連特性（例如，在可接受之均勻性已由並不具 有固有方位對稱交連特性之天線’諸如平面螺旋天線達成 之情形）。可使用之另外R F天線安排之例可見之於圖 3 B (平面螺旋線圈），圖3 C (具有不同環數之R F線 線圈，各可具有不同之厚度），圖3D (具有垂直安排之 不同環數之R F天線線圈），圖3 E (包含多個個別驅動 天線之R F交連源）及圖3 F (圓頂天線，此可爲所示之 單線圈，或可包含一起驅動或具有多個獨立電源之多個線 圈）。而且，R F天線安排可具有不同型式之其他非軸線 包圍構形，諸如D形，多天線等。 有關所用之R F頻率，作爲一般準則，較低之R F頻 率，例如< 1 3MH z及在此等Ϊ具上所見之普通介質常 數及物理尺寸有助於使天線之任何固有方位不對稱交連特 性較不顯著。故此，較寬之天線行列構形可使用於較低之 RF頻率上。例如，當RF頻率低，例如4MH z時，可 使用平面螺旋天線，俾在改良之電漿處理室中達成高品質 之触刻。在較高之RF頻率，例如1 3MH z及以上，天 線之固有方位不對稱交連特性可更顯著，且可負面影響處 理均勻性。故此’在其交連特性上爲固有方位不對稱之天 線（例如，簡單之螺旋天線）可不適用於需要高度處理均 勻性之一些處理上。在此等情形，可保証使用具有固有方 位對稱交連特性之天線。 在較宜之實施例中，R F天線安排宜與電磁線圈，電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）· -1S - l·---*-------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 478297 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（16) 漿處理室，及基體同軸。然而，此並非絕對必需。在無需 由同軸R F天線安排提供高度處理均勻性之一些處理，或 在使用不對稱泵之室中，R F天線安排可偏離此同軸構形 ，以對付室設計之不對稱。然而，刻意引進可控制徑向變 化之可控制磁場強度及佈局，及控制該可控制之磁場強度 及佈局中之此徑向變化之能力，以細微調諧基體表面上之 處理均勻性仍爲所需要。 至於R F天線安排之大小，R F天線安排之大小普通 宜（但非絕對必需）小於室之橫斷面，以保持電漿集中於 基體上方之區域中，並防止電漿過度擴散至室壁，此不利 地需要更多之功率來操作電漿處理系統，並增加壁腐蝕。 在圖1之示範改良之電漿處理系統中，磁桶安排置於室外 ，R F天線安排之足印宜保持於ώ磁桶安排所界定之區域 內，以減少電漿擴散至室壁。如磁桶安排置於室內（多個 磁鐵結構接近內壁，或一磁鐵結構置於基體軸線附近，以 推壓電漿密度梯度向室壁之任一形態），R F天線安排之 足印宜保持於接近室壁之高電漿密度梯度區內。 在圖1中，R F交連窗顯示爲平面形。然而，構想該 R F交連窗亦可具有其他形狀，諸如在示範之圖3 Α中， 交連窗材料亦向下延伸，以形成一帽，或在示範之圖3 G 中，窗爲圓頂形。圖3 Η顯示圓頂窗與圓頂天線合倂。注 意R F交連窗之半徑無需等於電漿處理室之半徑。 在較低之R F頻率（例如低於約1 3 Μ Η ζ )，天線 及電漿間之電容交連減小，此減小交連窗1 3 0之轟擊。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ----訂------ 禮· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478297 A7 B7 五、發明說明（Μ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由減小轟擊，可省除需要一半導體窗或使用法拉弟屏罩。 事實上，構想交連窗1 3 0可宜由介質材料，諸如s i C ，或A 1 xNy，或S i xNy構成，此亦可與S i C黏 合，使交連窗可更與室內之電漿環境相容。 圖1亦顯不一上磁鐵安排，此包含二同心之電磁線圈 。然而，應注意亦可設置多於二電磁線圏，尤其是如需要 精細程度之均勻性控制。雖此多線圈構形較宜，因其能在 可控制之磁場強度及佈局中製造所需之徑向變化，即使當 電磁線圏安排及R F天線安排爲同平面時亦然，然此並非 絕對需要。如所提，當電磁線圏安排及R F天線安排沿室 之軸線上非同平面時，亦可獲得在可控制之磁場強度及佈 局中之此徑向變化，而不管所含之線圈數。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一般言之，徑向分歧之磁場喃局可由改變供應至電磁 線圏中之d c電流之幅度及/或方向加以變化。如有多個 電磁線圈涉及，如在圖1之例中之情形，可操縱供應至有 關之多個電磁線圏中之一或更多直流電流之幅度及/或方 向，俾在基體表面上具有所需之均勻性影響。當然，亦可 依其他方法操縱可控制之磁場強度及佈局中之徑向變化。 例如，亦可由實體移動上磁鐵安排，使其繞與1 〇 8不同 之一軸線轉動，使其沿室軸線移動，使其在同平面中移動 ，及/或使上磁鐵安排傾斜，變化徑向變化之磁場佈局。 作爲另一例’ fe場線圈周圍之磁通板材料之引進及移動亦 可調整磁場佈局。 由於由操縱磁場強度及佈局（此主要產生於R F天線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478297 A7 B7 五、發明說明（叫 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 安排1 0 2附近之區域1 1 0鄰近）之徑向變化方便均勻 性控制，故基體及上磁鐵安排間之距離爲一重要參數。此 乃由於磁場佈局之徑向部份之改變亦影響軸向部份之故。 在處理基體之期間中，在基體體表面上之磁場強度應相當 弱（即低於約1 5高斯），及在R F天線安排附近之軸向 位置應強（例如，真空-窗介面附近約1 5高斯至約 2 0 0高斯）。如場強度在晶圓鄰近之太大空間中太低， 則電漿幾乎接近不設置均勻性控制機構而可獲得之擴散輪 廓。雖此擴散輪廓在反應器之設計處理窗內之一些區域可 能充分均勻，但具有磁場強度及佈局中之可控制徑向變化 有關之優點大爲減小。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 基於此考慮，該距離應充分小，俾當改變徑向變化之 磁場強度及佈局時，可操縱處理为勻性。然而，該距離不 應過度小，以免由於晶圓中流過之電流之改變，或在處理 中之晶圓上之蝕刻特色之改變（由處理期間中晶圓處之過 度磁場所引起或加強）而導致基體受損。而且，如來源至 晶圓距離太小，則軸向擴散開始主宰處理均勻性。故此， 控制均勻性所需之徑向變化尺長度變爲接近欲控制之非均 勻性之大小。此導致較非最佳之磁性設計，因爲磁場強度 及佈局中之局部徑向變化數增加，且需要控制精確度。換 言之，如室太小，其實際疆界控制處理均勻性至一程度， 即本發明原理之應用雖仍可行，但迫使設計過度複雜，且 所需之均勻性控制及前述其他真實燾命考慮，即成本，可 靠性等之間較非最佳之平衡。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478297 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7
五、發明說明（W 在較宜之實施例，基體及上磁鐵安排間之距離在一些 情形可由試驗決定，考慮可控制之磁場佈局之徑向分歧部 份及軸向部份之強度，及當d c電流供應至電磁線圈安排 ’以調諧處理均勻性時，避免基體過度受損之需要。在一 示範實施例，對設計用以處理具有直徑小於約4 7 0 m m 之半導體基體之基體處理室，適當之該距離爲2 0 c m。
在圖1之實施例，上磁鐵安排顯示置於R F交連窗上 方。然而，此並非絕對需要。圖4 A顯示一實施例，其中 ’至少一線圈1 0 4 a置於室1 〇 6之周邊周圍。圖4A 之實施例亦顯示使用亦非相互同平面之二線圈。雖此實施 例可適當使用，但任一需求（多線圈或非同平面）均非絕 對必需。注意在圖4 A中，線圏可視需要置於窗1 3 0上 方或下方。然而，線圏宜置於基體平面上方，並接近RF 天線，俾有效影響所製造之磁場強度及佈局中之徑向變化 〇 在較宜之實施例中，上磁鐵安排與天線，該室，及基 體同軸，以簡化電漿雲與基體對齊。然而，在一些電漿處 理室，例如使用非對稱泵者，或需要更複雜之磁場佈局者 ，構想上磁鐵安排宜偏離室軸線及/或基體軸線，以改善 處理結果。此等實施例之一顯示於圖4 B在此，線圈 1 0 4 a及1 〇 4 b之至少之一偏離室軸線。同樣，雖磁 鐵線圏顯示爲平面形，但此並非絕對必需，且構想圓頂或 其他3 D形線圏，諸如圖4 C所示者可使用，例如，以對 室內之磁場佈局另加整形。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） U----·-------裝--------訂--------1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 478297
五、發明說明（20) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且，無需線圈直接覆蓋天線。例如，在圖4 D之實 施例中，電磁線圏1 〇 4 b顯示覆蓋r f天線4 0 2。然 而，在圖4 E之實施例中，情形並非如此。 而且’雖上磁鐵安排之較宜實施例爲電磁線圈，但構 想亦可使用充分強之永久磁鐵安排，例如由N d f e B或 β ni C 〇族磁性材料所製者，以刻意製造上述磁場佈局中 之徑向分歧。在永久磁鐵實施之情形，在磁場佈局中所產 生之徑向分歧可由如下改變，實際移動上磁鐵安排之部份 ’及/或設置適當之結構或磁性電路元件，例如置具有高 導磁率之一結構，作爲有效磁路於上磁鐵安排及交連窗之 間’以適當改變磁場線。同樣，可聯合使用鐵磁元件及電 磁鐵。 在圖4 F之實施例中，額外磁場產生器安排1 〇 4 c 亦可置於由基體所形成之平面下方，在室外或室內，以減 小磁場強度及/或進一步補償基體表面處之磁場強度及/ 或佈局之殘留變化。在此情形，可降低由於上磁鐵安排所 產生之磁場之覆蓋強軸向部份所引起之基體之可能受損。 雖在較宜實施例中顯示簡單性及對稱性，但預期由並 非圓形斷面（例如六角或方形或其他幾何形狀），或具有 軸線並非平行於主系統軸線之電磁線圏亦可達成同樣之均 勻性控制變化。 在圖1之示範電獎處理系統中，真空室，氣體栗，桶 形磁場，天線，及電漿處理室之磁鐵線圏宜與該室本身， R F天線安排，及基體之軸線同軸。雖此實施特別有利， λ----r--------裝--------訂---------^9. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -厶ό - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 478297 A7 B7 五、發明說明（21 ) 因其最佳利用普通基體處理及擴散特性之固有對稱，但可 有些情形，其中，真空室及磁性設計宜不與室軸線，R F 天線安排，及/或基體同軸。例如，一些電漿處理系統可 實施非對稱泵。在此等情形，由設計真空室及/或磁性設 計之特定程度之不對稱，以改正通過該室之氣體流之不對 稱’可提高均勻性。 而且，R F天線之足印無需大於上磁鐵安排之足印。 即是，上磁鐵安排之橫斷面無需小於R F天線之橫斷面。 R F天線安排及上磁鐵安排之相對大小可依需要設計，只 要二者構造可在處理室內鄰近電漿/窗介面處之磁場強度 及佈局中產生可控制之徑向變化即可。 如含有磁桶安排，如在較宜實施例之情形，爲提高一 些重要處理之處理均勻性，磁桶之設計亦重要。一般言之 ，磁桶安排應產生充分強之磁場，以迫使大部份之電漿密 度梯度離開基體，並接近室壁。在電漿處理室內真空/壁 介面處之磁場強度應較高，例如在1 5高斯及1，500 高斯之間，更宜在約1 0 0高斯及約1， 0 0 0高期之間 ，及在一實施例中，約爲8 0 0高斯。然而，在基體中心 處之磁場強度應保持低，例如低於約1 5高斯，且更宜低 於約5高斯。 雖圖1顯示磁桶安排包含磁鐵，此延伸於電漿處理室 之幾乎整個高度，但此並非必需。例如，圖5 A顯示一磁 桶安排，其磁鐵1 3 2並不自室頂端延伸至室底端。一般 言之，永久磁鐵之大小設計宜使磁桶安排所產生之磁場之 ---------—裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -Z4 - 478297 A7 B7____ 五、發明說明（22 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 軸向梯度在基體表面之高度處保持低。在一實施例，磁桶 安排之磁性部份自基體上方（即室頂附近）延伸至基體平 面下方（例如下方1 . 5吋）之一位置，以大幅減小由磁 桶安排所產生之磁場線中之軸向梯度，或至最小。 雖此實施例高度有利且較宜，但構想在一些處理，可 使用具有室磁鐵（即磁桶安排之磁鐵）僅置於基體平面之 一面上之電漿處理系統。例如，如處理均勻性需求容許有 磁桶安排所產生之磁場線之一些軸向梯度存在，則室磁鐵 無延伸至基體平面之二面。作爲另一例，可具有二組室磁 鐵，基體平面之二面各有一組（諸如圖5 B中之組1 3 2 及1 8 0 )，以確保由磁桶安排所產生之磁場線之軸向梯 度在基體表面處保持低，同時迫使大部份電漿密度梯度離 開基體，並接近室壁。而且，雖圖1實施例顯示磁桶安排 之尖頭應在真空外，但此並非必需。例如，圖5 B之第二 組磁鐵（參考編號1 8 0 )顯示在真空內。 而且，雖使用永久磁鐵來實施較宜實施例中之磁桶安 排，但亦可使用電磁鐵來實施該磁桶安排。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如所提，雖本發明之一重要特色爲消除電漿產生室， 但明瞭雖該室可用以點燃，產生，及容納處理用之電漿， 但並無絕對必需保持基體於同一室中。如顯示於圖5 B， 可設置一額外室1 0 6 b，以容納保持基體及方便基體輸 送之支座。由使用一單室1 0 6 a來產生及維持處理工作 用之電漿，亦解決許多電漿及化學物輸送問題及室壁吸收 問題，且故此，並無絕對需要卡盤安排及排氣徑路亦置於 -25 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 478297 A7 ___B7 五、發明說明（2习 同室中。換言之，只要進行處理之基體表面曝露於用以產 生及維持處理用之電漿之單室之電漿中’且有一均勻性控 制鈕來細調徑向分歧之磁場佈局，則可達成高度有利之處 理結果。如亦使用一磁桶安排來迫使所產生之電漿之電漿 密度梯度離開基體表面並朝向室壁，則可達成高度均勻之 處理，即使卡盤安排及整個基體之一部份置於一室，及欲 處理之基體表面曝露於在另一室中供處理用所點燃及維持 之電漿中亦然。 而且，雖桶之磁鐵在方位上（例如沿室之軸線上）對 齊在室周圍交替之徑向磁化圖案，但構想磁化圖案可爲非 交替者。例如，該組磁鐵可分爲多個分組，每一分組可具 有同數或不同數之磁鐵。此可適於應付在特定室中所遭遇 之任何不對稱問題。而且，每一'磁鐵之軸線可在徑向以外 之方向上對齊。而且，本實施適於對付在特定室中所遭遇 之任何不對稱問題。 在一特別有利之實施例，可使磁桶之一些或所有磁鐵 在其軸線上轉動’以改變磁化圖案。此實施之一顯示於圖 6 C。或且或另外，個別磁鐵之幅度可由實際移動磁鐵， 或改變流過磁鐵之電流量（例如，如涉及電磁鐵）加以改 變 〇 而且’雖圖1之實施例顯示磁桶安排之尖頭應爲軸向 ’但此並非絕對必需。例如，一些或所有尖頭可構製成棋 盤圖案（例如圖6 A )或方位圖案（例如圖6 B )，其中 ’各磁鐵可與基體之平面平行設置。在一些電漿處理系統 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------ L---.--------衣--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 478297 A7 ______B7 五、發明說明（2今 ’此等安排可爲適當，因爲由於一些電漿處理系統之特殊 ’此等能確保電漿密度梯度最大程度離開基體。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 依據本發明之一實施例，圖7顯示一簡單流程圖，顯 示有關由改變可控制磁場強度及/或佈局之徑向變化控芾ij 處理均勻性之步驟。在步驟7 0 2，提供一單室，大致在 方位上對稱之電漿處理室。如所提，此室用以點燃及維持 處理用之電漿，從而省除去需用一分開之電漿產生室及其 有關之電漿輸送問題。在步驟7 0 4，設置R F天線。在 步驟7 0 6，設置並安排上磁鐵安排，俾R F天線及上磁 鐵安排一起引起可控制磁場強度及/或佈局之重要徑向變 化。 在步驟7 0 8，置基體於處理用之電漿處理室內。在 步驟7 1 0，反應氣體（例如沉~積源氣體或蝕刻源氣體） 流進電漿處理室中，並由其點燃電獎。在步驟7 1 2，設 定在R F天線鄰近之可控制磁場強度及/或佈局之徑向變 化於一設定，以提高基體表面上之處理均勻性。該設定可 在處理前完成於一預定之設定，或可在電漿處理期間中即 時完成，以調諧處理之均勻性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如精於本藝之人士可明瞭，本發明可容易以主動，時 間依賴之方式修改，以控制處理均勻性，俾可完全控制較 之無均勻性控制爲廣大之處理區域上之晶圓處理。例如， 預期本發明電漿處理系統中可使用較廣大範圍之電漿密度 (例如約1 0 9至約1 0 1 3離子/ c m 3 )，因爲磁桶使源 能量可非常有效用以產生及維持電漿，及上磁鐵安排使處 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） - 27: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 478297 A7 B7 五、發明說明（29 理均勻性控制可維持於整個電漿密度範圍。同樣，預期可 成功使用較廣大範圍之壓力（例如< 1 m τ至約1〇〇 m T )於處理基體上，因爲磁桶使電漿可在較低壓力上維 持。如此，可使用一單反應器於具有廣大處理窗之不同處 理上，此使處理工程師具有先行技藝之電漿處理系統所無 之彈性自由。 而且，構想可使用一適當之反饋機構，以即時監視基 體上之處理均勻性，且亦即時修改可控制磁場強度及佈局 中之徑向變化，俾達成所需之最佳處理均勻性結果。或且 或另外，可撥動可控制磁場強度及佈局中之徑向變化至不 同之設定，俾對特定鈾刻處理中之不同蝕刻步驟達成正確 之均勻性控制。注意此等設定可使用或不用反饋機構執行 ，且可在蝕刻通過一單薄膜，或蝕刻自一薄膜進行至另一 薄膜之期間中執行。在不用反饋機構之情形，可事先經由 試驗或其他確定各步驟之適當均勻性設定，並在蝕刻期間 中使用。 雖已以若干較宜實施例說明本發明，但在本發明之範 圍內可有改變，變化，及等效者。例如，雖在整個較宜實 施例中使用蝕刻，以簡化討論，但應明瞭該均勻性控制應 適用於任何半導體處理程序，例如沉積。故此，以下申請 專利範圍應解釋爲包括在本發明之精神及範圍內之所有此 等改變，交換，及等效者。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐）· -28^ --------------------訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

  1. 478297 A8 B8 C8 D8 ‘、申請專利範圍 1 . 一種用以處理基體之電漿處理系統，包含： 一單室，大致在方位上對稱之電漿處理室，其內點燃 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 及維持處理用之電漿，電漿處理室無分開之電漿產生室及 具有上端及下端之電漿處理室； 一交連窗，置於電漿處理器之上端； 一 R F天線安排，置於由基體界定之一平面上方，當 該基體置於處理用之電漿處理室內時；1 一電磁鐵安排，置於由基體界定之該平面上方，電磁 鐵安排構造在當至少一直流電流供應至電磁鐵安排中時， 導致電漿處理室內在接近交連窗及天線之區域中之可控制 磁場發生徑向變化，該徑向變化有效影響基體上之處理均 勻性； 一 d c電源，連接至電磁藏安排，該d c電源具有一 控制器用以變化至少一直流電流之幅度，從而改變電漿處 理室內在接近天線之區域中之可控制磁場之徑向變化，以 提高基體上之處理均勻性。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統，其 中，R F天線安排置於交連窗上方。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統，其 中，R F天線安排及電磁鐵安排在空間上沿電漿處理室之 軸線上偏離，以產生可控制磁場中之徑向變化。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統，其 中，電磁鐵安排包含至少二電磁鐵。 5 ·如申請專利範圍第2項所述之電漿處理系統，其 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐.) -- 478297 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 中’電磁鐵安排包含二同心電磁鐵線圈，二同心電磁鐵線 圈之第一個構造在攜帶一第一方向之第一直流電流，二同 心電5放鐵線圈之第二個構造在攜帶與該一第一方向相反之 一第二方向之第二直流電流。 6 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統，其 中，交連窗代表一介質窗。 7 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統，其 中，交連窗大致爲非平面形。 8 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統，其 中，交連窗大致爲平面形。 9 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統，其 中，天線大致爲平面形。 1〇·如申請專利範圍第Γ項所述之電漿處理系統， 其中，天線大致爲非平面形。 1 1 .如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統， 其中，基體代表一半導體晶圓。 1 2 ·如申請專利範圍第.1項所述之電漿處理系統， 其中，基體代表用於平板顯示器製造上之玻璃或塑膠板。 1 3 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統， 其中，R F天線安排大致對電漿處理室之軸線成對稱。 1 4 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統， 其中，與電漿處理室關聯且對電漿處理室內之電漿密度分 佈具有重要影響之結構構造大致對電漿處理室之軸線成對 稱0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇χ 297公餐·） -30- •-Γ —---------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 478297 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 5 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統， 其中，電漿處理室之一輸入埠大致對電漿處理室之軸線成 對稱。 1 6 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統， 另包含一可移動卡盤安排，該可移動卡盤安排構造可移動 於用以裝載及卸載基體之一第一位置及用以處理基體之一 第二位置之間。 1 1 7 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統， 另包含一磁桶安排圍繞電漿處理室之周邊設置。 1 8 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統， 另包含一磁桶安排圍繞電漿處理室之周邊設置，具有大致 對稱之磁通板系統包圍磁桶安排。 1 9 ·如申請專利範圍第Γ 8項所述之電漿處理系統 ，其中，該對稱磁通板系統包含一磁通板連續圍繞磁桶安 排之外周邊設置，磁通板接近磁桶安排之磁性元件。 2〇·如申請專利範圍第1 7項所述之電漿處理系統 ，其中，磁桶安排包含多個永久磁鐵置於電漿處理室外， 並大致與其軸線平行。 2 1 ·如申請專利範圍第2 0項所述之電漿處理系統 ，其中，多個永久磁鐵僅延伸於電漿處理室之上端及下端 間之高度之一部份。 2 2 .如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統， 其中，該處理包含蝕刻該基體。 2 3 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) V---------^9— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -31 - 478297 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 另包含： 一基體支持座，構造在處理期間中支持基體； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一第一 R F電源接至基體支持座，第一 R F電源可與 連接至R F天線安排之一第二R F電源相互獨立控制。 2 4 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統， 其中，改變可控制磁場之徑向變化包含改變可控制磁場之 一幅度部份。 ^ 2 5 ·如申請專利範圍第1項所述之電漿處理系統， 其中，改變該可控制磁場之徑向變化包括改變可控制磁場 之一佈局部份。 2 6 ·-種在使用電漿加強處理法處理基體之期間中 用以控制處理均勻性之方法，包括： 提供一電漿處理室，具有一單室，大致在方位上對稱 之構造，在基體處理之期間中在其內點燃並維持電漿，電 漿處理室無分開之電漿產生室； 提供一交連窗，置於電漿處理系統之上端； 提供一 R F天線安排，置於由基體所界定之一平面上 方，當該基體置於處理用之電漿處理室內時； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 提供一電磁鐵安排，置於由基體所界定之該平面上方 ，電磁鐵安排構造在當至少一直流電流供應至電磁鐵安排 中時，導致電漿處理室內在接近交連窗及天線之區域中之 可控制磁場中產生徑向變化’該徑向變化有效影響基體上 之處理均勻性； 提供一 d c電源，連接至電磁鐵安排； -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公爱_) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 478297 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 置基體於電漿處理室中； 流進反應氣體於電漿處理室中， 自反應氣體中擊出電漿；及 改變電漿處理室內接近天線之區域中之該可控制磁場 中之該徑向變化，以提高基體上之處理均勻性。 2 7 .如申請專利範圍第2 6項所述之方法，另包含 提供一磁桶安排圍繞電漿處理室之周邊設置。 2 8 .如申請專利範圍第2 6項所述之方法，其中， 置基體於電漿處理室中包括置基體於一位置，此減少由磁 桶安排所產生之磁場線中之軸向梯度至最低程度。 2 9 ·如申請專利範圍第2 6項所述之方法，其中， 改變該徑向變化包含改變直流電流之幅度，改變直流電流 之方向，移動R F天線之一，與~基體相對移動電磁鐵安排 ，及在電磁鐵安排鄰近移動磁通板材料團之一。 3 0 ·如申請專利範圍第2 9項所述之方法，其中， 改變可控制磁場中之徑向變化代表改變直流電流之幅度。 3 1 ·如申請專利範圍第2 9項所述之方法，其中， 改變可控制磁場中之徑向變化代表與基體相對移動電磁鐵 安排之一。 3 2 ·如申請專利範圍第2 9項所述之方法，其中， 改變可控制磁場中之徑向變化代表與電磁鐵安排相對移動 磁通板材料團。 3 3 . —種用以處理基體之電漿處理系統，包含： 一單室，大致在方位上對稱之電漿處理室，其內點燃 .-------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐·) -33- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 478297 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 及維持處理用之電漿，電漿處理室無分開之電漿產生室， 及電漿處理室具有上端及下端； 一交連窗，置於電漿處理器之上端； 一 R F天線安排，置於由基體所界定之一平面上方， 當該基體置於處理用之電漿處理室內時； 一 R F電源，連接至R F天線； 一第一磁鐵安排，置於由基體界定之該平面上方，磁 鐵安排構造在由該磁鐵安排發出磁場線而導致電漿處理室 內在接近交連窗及天線之區域中之可控制磁場中發生徑向 變化，該徑向變化有效影響基體上之處理均勻性； 一基體支持安排，構造在處理之期間中支持基體於電 漿處理室內； 一第二RF電源，連接至基~體支持安排，該第二RF 電源可與第一 R F電源相互獨立控制； 改變裝置，用以改變電漿處理室內在接近天線之區域 中之可控制磁場中之徑向變化，以提高基體上之處理均勻 性。 3 4 ·如申請專利範圍第3 3項所述之電漿處理系統 ，其中，該改變裝置代表用以與基體相對移動磁鐵安排及 R F天線之一之一安排° 3 5 .如申請專利範圍第3 3項所述之電漿處理系統 ，其中，該磁鐵安排包含至少一電磁鐵線圈，及該改變裝 置代表用以改變供應至至少一電磁鐵線圈之直流電流之幅 度之一安排。 .frill— —-------------訂"----I — — — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐·) -34 - 478297 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 6 ·如申請專利範圍第3 3項所述之電漿處理系統 ’其中’該改變裝置代表用以移動磁鐵安排鄰近之磁通影 響材料團之一安排。 3 7 ·如申請專利範圍第3 3項所述之電漿處理系統 ’另包含一磁桶安排圍繞電漿處理室之周邊設置。 3 8 ·如申請專利範圍第3 7項所述之電漿處理系統 ’其中’該磁桶安排包含多個永久磁鐵置於電漿處理室外 ’並大致與其軸線平行。 3 9 ·如申請專利範圍第3 8項所述之電漿處理系統 ’其中’多個永久磁鐵僅延伸於電漿處理室之上端及下端 間之高度之一部份。 4 0 ·如申請專利範圍第3 3項所述之電漿處理系統 ，其中，電漿處理室大致爲圓筒形狀。 4 1 ·如申請專利範圍第3 3項所述之電漿處理系統 ，其中，電漿處理室具有至少一曲線形之側壁。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公愛)
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