TW480531B - Lower electrode design for higher uniformity - Google Patents

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480531 A7 B7 五、發明說明（1 ) 發明背景 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明與處理基底的裝置及方法有關，例如用於製造 I C的半導體基底，或用於平面顯示器的面板（例如玻璃 、塑膠或類似物）。更明確地說，本發明與具有橫跨整個 基底表面之高度處理均勻性之基底處理能力的處理方法與 裝置有關。 多年來，已引進及使用利用電感耦合電漿源、電子迴 旋磁力加速器共振（E C R )源、電容源或類似物的電漿 處理系統來處理半導體基底及顯示器面板。在製造這些產 品期間，會使用到多次沈積及/或蝕刻步驟。沈積期間， 在基底表面（如玻璃面板或晶圓）沈積材料。例如，沈積 層例如是成形在基底表面上各種類型的矽、二氧化矽、氮 化矽、金屬及類似物。蝕刻期間，將基底表面上預先定義 之區域上的材料選擇性地去除。蝕刻的特徵例如是成形在 基底各層中的孔道、接點、溝槽等。 現請參閱圖1 ，圖中顯示習用的電漿處理系統1 0。 經齊部智慧財4¾員工消費合作杜印製 爲處理基底，基底1 2放置在處理室1 6內的台座1 4上 ，處理氣體饋入處理室1 6。此外，供應能量給處理氣體 以灼熱處理室1 6內的電漿1 8。在電漿被灼熱之後，以 添加的能量維持，有各種熟知的方法稱合給電獎’例如電 容地、電感地、經由微波等。接著，電漿即被用於處理工 作，例如，在基底1 2上選擇性地鈾刻或沈積薄膜。在大 多數的情況中，在基底表面附近形成一護鞘電壓2 0，以 加速朝向基底1 2之電漿的離子，它們結合其它的作用物 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^0531 ^0531 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 $、發明說明（2 ) 活化處理的反應。護鞘電壓與台座1 4與電漿1 8間產生 的電位有關。 不過，不幸的是，基底台座1 4與電漿1 8間的電氣 耦合並不均勻，因而致使整個基底1 2表面的處理性能發 生變異。特別是，基底中心與基底邊緣的處理傾向不同， 因此，中心與邊緣的良品率不同。因此，通常不使用基底 的邊緣來製造I C，因而使得製造成本提高。此外，現在 要求基底愈來愈大，增進基底邊緣的處理均勻性也愈來愈 重要。 由於以上所述，吾人需要增進基底表面處理均勻性的 方法與裝置。 發明槪述 本發明的一實施例與處理基底的電漿處理系統有關。 電漿處理系統包括一處理室，其內的電漿被灼熱並維持以 供處理。處理室具有較高端及較低端。電漿處理系統還包 括一電極，配置在處理室的較低端。電極被架構成產生處 理室內的電場。電漿處理系統還包括一控制該電極與該電 漿間阻抗的組件，該阻抗被用來影響該電場以增進該基底 之整個表面的處理均勻性。 本發明的另一實施例與處理基底的電漿處理系統有關 。電漿處理系統包括一處理室，其內的電漿被灼熱並維持 以供處理。電漿處理系統還包括一電極，配置在處理室的 內部。電極被架構成產生電漿與電極間的電場。電漿處理 系統還包括一卡盤，配置在電極上方。卡盤被架構成在處 -----------------------------^ (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） -5- 480531 A7 B7 五、發明說明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 理期間固定基底。在卡盤區域中的電極與電漿間有第一阻 抗。電漿處理系統還包括一邊緣環，配置在電極上方及卡 盤附近。邊緣環被架構成至少能在將電漿中屏蔽電極。電 漿處理系統還包括一阻抗匹配層，配置在邊緣環與電極之 間。阻抗匹配層被架構成用以控制邊緣環區域中電極與電 漿間的第二阻抗。第二阻抗被安排成實質上等於第一阻抗 ，因此，當基底放置在卡盤上進行處理時，在基底表面之 電漿與電極間的電場實質上均勻。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的另一實施例與用於以電漿處理基底的基底台 座有關。基底台座包括一電極，用以在基底上方產生電場 。電極的外圍大於基底的外圍。基底台座還包括一卡盤， 用以在處理期間固定基底。卡盤配置在電極的頂表面。基 底台座還包括一邊緣環，用以在電漿中屏蔽電極與卡盤。 邊緣環配置在電極上方。邊緣環具有第一部分及第二部分 -第·部分被架構成當基底被卡盤固定進行處理時，包圍 在基底邊緣。第二部分被架構成包圍在卡盤邊緣，其中， 第二部分在處理期間被配置在電極與基底之間。基底台座 也包括一阻抗匹配層，配置在邊緣環與電極之間。阻抗匹 配層被架構成控制通過卡盤、邊緣環及基底之電場的阻抗 。阻抗被用以影響電場，以增進整個基底表面的處理均勻 性。 圖式簡單說明 本發明由非限制之例示並配合圖式說明，其中，相同 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480531 A7 B7 五、發明說明（4 ) 的編號代表相同的單元’其中： 圖1是習用電獎處理系統的側視圖； 圖2是按照本發明一實施例之電獎反應器的截面側視 圖。 圖3是按照本發明一實施例之均勻性台座的截面側視 圖。 圖4是按照本發明一實施例之均勻性台座的截面側視 圖。_ 符號說明 (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 1 0 電 漿處 理 系 統 1 2 基 底 1 6 處 理室 1 4 台 座 1 8 電 漿 2 〇 護 鞘電 壓 1 〇 0 電 漿反 m 器 1 〇 2 處 理室 1 〇 3 電 漿 1 〇 4 上 電極 1 〇 6 第 一 R F 電 源 1 〇 8 氣 體入 □ 1 1 〇 基 底 1 1 2 台 座 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480531 A7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 11 :5 ) 4 第二R F電源 1 1 6 排氣口 1 2 0 限制環 1 2 2 基底表面 1 2 1 護鞘電壓 1 3 〇 均勻性的台座 1 5 2 電極 1 5 4 卡盤 1 5 6 邊緣環 1 5 8 阻抗匹配層 1 6 0 基底 1 6 2 邊緣環的第一部分 1 6 4 邊緣環的第二部分 2 〇 〇 熱傳系統 2 〇 2 主通道 2 〇 4 卡盤通道 2 〇 6 邊緣環通道 2 0 8 第一間隙 2 1 0 第二間隙 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 發明詳細說明 在基底的處理中，製程工程師最重要的參數之一是努 力增進處理的均勻性。如本文中所使用的名詞，處理的均 勻性是指橫跨整個基底表面處理的均勻性。如果是高均勻 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480531 A7 B7 五、發明說明（6 ) 的處理，例如，在基底上每一點的處理速率應實質上相同 。在此情況，就不太可能某一區域的基底被過度地處理， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 而其它區域的處理不夠。 因此，本發明屬於處理基底的增進方法與裝置。更明 確地說，本發明屬於一種基底台座，它可以在整個基底上 產生高度的處理均勻性。該台座被架構成可以減少經常在 基底邊緣附近所發現的電氣及熱的不連續。經由減少這些 不連續，在基底之中心與邊緣間所發現的處理變異可以實 質地減少。結果是，有較多的基底可以用來製造I C，裝 置的良品率因而增加。 以下參考圖2 - 4討論本發明的實施例。不過，熟悉 此方面技術的人士應很容易瞭解，關於本文對這些圖式所 做的詳細描述，其目的只是解釋，本發明的範圍超越這些 有限的實施例。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在較佳實施例中，本發明是用於電漿反應器，如電容 耦合電漿反應器，可從加州的Lam Research Corporation of Fermont處獲得。雖然是以電容耦合的電漿反應器來顯示及 描述，但須瞭解，本發明可應用到任何一種適合形成電漿 的電漿反應器，如電感耦合或E C R反應器。 圖2說明按照本發明的電漿反應器1 0 0。電漿反應 器100 —般包括處理室102 ，其內有電漿103 ，電 漿被灼熱並維持以進行處理。處理室1 0 2的內部一般配 置有上電極1 0 4，它經由匹配網絡（未顯不）親合到弟 一 RF電源供應器1〇6。第一 RF電源供應器106 — -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480531 A7 _ B7 五、發明說明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 般被架構成供應上電極1 0 4所需的R F能源。氣體入口 1〇8配置在上電極1 0 4內，用以將氣體的源材料，例 如蝕刻的源氣體，釋放到上電極1 0 4與基底1 1 〇間的 作用區。氣體源材料也可從處理室本身之壁上的孔釋放。 經濟邹智慧財產局員工消費合作社印製 基底1 1 0被送入處理室1 0 2內，並放置在台座 1 1 2上，它做爲卡盤及下電極。台座1 1 2由第二rf 電源供應器1 1 4偏壓（典型上也是經由匹配網絡）爲佳 ，以供應台座1 1 2所需的R F能源。台座1 1 2的卡盤 部分例如是E S C (靜電）卡盤，它是以靜電力將基底 1 1 0緊固在卡盤表面。不過，須瞭解，也可以使用機械 式卡盤。在下文中將詳細描述台座1 1 2。此外，基底 1 1 0代表要被處理的工件，例如可以是要被蝕刻、沈積 或做其它處理的半導體基底，或要被處理成平面顯示器的 玻璃面板。此外，排氣口 1 1 6 .用於排放處理期間形成的 副產品氣體，通常是配置在處理室1 0 2的室壁及台座 1 1 2上。在大多數的實施例中，排氣口 1 1 6是耦合到 邦浦，以保持處理室1 0 2內適當的壓力。此外，在處理 室1 0 2內部的上電極1 0 4與台座1 1 2間配置一限制 環1 2 0，以限制基底1 1 0上方的電漿1 〇 3。 雖然圖中所顯示及描述的台座1 1 2是親合到R F電 源供應器1 1 4 ，但很明顯，也可以使用其它的結構以適 應不同的處理室，或順應能量耦合所需要的其它外部因數 。例如，在某些單頻的電漿反應器中，台座可耦合接地。 爲產生電漿1 0 3 ，典型上要將處理氣體經由氣體入 -10- 本紙張尺度適用甲國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） 480531 Α7 __ Β7 五、發明說明（8 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 口 1 0 8輸入到處理室1 0 2內。接下來，當一或兩個 R F電源供應器被激勵，經由電極；l 〇 4及/或1 1 2在 處理室內耦合一大電場。電場在處理室1 〇 2的內部激勵 出少量的電子，致使它們與處理氣體的氣體分子碰撞。結 果使氣體分子失去電子，並留下帶正電的離子。一旦電子 的產生率超過它們的損失率，電漿即被灼熱。接著，電漿 1〇3即被用於處理工作，例如，在基底1 1 〇上選擇性 地蝕刻或沈積一薄膜。在大多數的情況中，會在基底表面 1 2 2附近形成一護鞘電壓1 2 1 ，以將電漿1 〇 3的離 子朝向基底1 1 0加速，它們可以結合其它作用物活化處 理反應。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 須注意，雖然所詳細描述的是電漿反應器1 〇 〇，但 發明本身並不限於任何特定類型的基底處理裝置，且可適 用於任何一種已知的基底處理系統，包括但不限於適用於 沈積處理，包括化學氣相沈積（C V D )、電漿加強化學 氣相沈積（P E C V D )，物理氣相沈積（P V D )，如 濺射。此外，本發明也適用於任何一種適合及已知的蝕刻 處理，包括適用於乾蝕、電漿蝕刻、反應離子蝕刻（ R I E )、磁加強反應離子蝕刻（Μ E R I E )、電子迴 旋磁力加速器共振（E C R )或類似物。此外，本發明可 實用於上述任何一種反應器，以及其它適用的電漿處理反 應器。請注意，以上與傳送能量給電漿的方法也真正無關 ，無論是直接電流的電漿源，經由平行電極板的電容耦合 ，經由E C R微波電漿源，或經由電感耦合的R F源，如 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經齊部智慧財t咼員工消費合作钍印製 480531 A7 ___ B7 五、發明說明（9 ) 螺旋極化天線（helicon )、螺旋形共振器、R F天線（平 面或非平面）。 按照本發明的一態樣，提供一種均勻性的台座，它可 以在整個基底表面產生高度均勻性的處理。特別是，均勻 性的台座被架構成能產生均勻的電場。圖3說明按照本發 明之實施例的均勻性台座1 3 0。均勻性台座1 3 0可對 應於圖2的台座1 1 2。 均勻性台座1 30 —般包括電極1 52、卡盤1 54 、邊緣環1 5 6及阻抗匹配層1 5 8。電極1 5 2被架構 成能產生電場，它的強度足以將能量耦合通過卡盤1 5 4 、邊緣環1 5 6、阻抗匹配層1 5 8及基底1 6 0。如例 示，電極1 5 2所產生的能量可以在基底表面與電漿間形 成一護鞘電壓，它用來加速從電漿到基底的離子。所耦合 之能量的量，通常能影響用來處理基底之電漿的密度與能 量。例如，如果耦合的能量大，離子能量傾向高，如果耦 合的能量小，離子能量傾向低。相對地，在基底處理期間 的離子能量高傾向較活潑，基底處理期間的離子能量低則 傾向較不活潑。 此外，電極1 5 2的頂表面被架構成實質地均勻且實 質地平行於該基底1 6 0，以提供分布均勻的能量。此外 ，電極1 5 2通常是由適合的導電材料製成，例如鋁。電 極1 5 2的外緣被架構成至少延伸超過基底1 6 0的外緣 。不過，須注意，要小心不要使電場超出基底1 6 0邊緣 太遠，以免大量的功率損失於該區域。在一實施例中，電 -------^---------^-- (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） -12- 480531 A7 __ B7 五、發明說明（10) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 極1 5 2被架構成所耦合的能量超過基底1 6 0邊緣2毫 米。電極延伸超過基底邊緣特別有利的一點是使基底邊緣 的電氣特性傾向更均勻。易言之，在基底邊緣附近的能量 耦合傾向更均勻，結果是，在整個基底表面的處理都傾向 更均勻。 卡盤1 5 4被耦合到電極1 5 2的頂表面，並包括一 陶瓷層（例如A 1 3〇2 )，它被架構成當基底1 6 0被放 置在均勻性台座1 3 0上處理時，用以接受基底1 6 0的 背面。一般言之，卡盤1 5 4與基底1 6 0實質上平行。 例如卡盤1 5 4可以是E S C (靜電）卡盤，它以靜電力 將基底1 6 0固定在卡盤表面。可用於均勻性台座1 3 0 的E S C卡盤結構例如詳細描述於Kulby等人的美國專利 5 ’ 793 ，192，該文全文倂入本文參考。在大多數 的實施例中，卡盤1 5 4的外緣小於基底1 6 0的外緣， 如此’當基底1 6 0放在非均勻性的台座上處理時，卡盤 1 5 4被基底1 6 0完全覆蓋。在一特定的實施中，卡盤 1 5 4的外緣超出基底1 6 0的外緣大約2毫米。或者， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 卡盤1 5 4的外緣可被架構成延伸超過基底1 6 0的外緣 〇 在某些電漿反應器中（例如高功率反應器），鄰接基 底1 6 0的表面也許會因電漿磨耗（即離子轟擊）而被破 壞’ S此’在電極的上方配置邊緣環1 5 6 ，用以屏蔽在 電獎1 0 3中的電極1 5 2及卡盤1 5 4。在大多數的實 施例中’邊緣環1 5 6被架構成是消耗性組件，在過度磨 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） 480531 A7 B7 五、發明說明（n) 耗後可以更換。爲有效地屏蔽電極1 5 2及卡盤1 5 4， 邊緣環1 5 6典型上具有第一部分1 6 2 ，它包圍在基底 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 6 0的外緣，它的第二部分1 6 4典型上毗鄰卡盤 1 5 4的外緣，且是配置在電極1 5 2與基底1 6 0之間 .如圖所示，當基底1 6 0放置到均勻性台座1 3 0上進 行處理時，第二部分1 6 4被基底1 6 0覆蓋。在一實施 中，邊緣環的第二部分在基底的下方延伸大約2毫米。 經濟邹智慧財產局員X-消費合作社印製 此外，邊緣環1 5 6的外緣被架構成向外延伸至少到 達電極1 5 2的外緣。不過，一般言之，較佳的情況是邊 緣環1 5 6的長度（橫跨底表面量測）保持小，以降低處 理基底1 6 0所需的功率。長度在2到大約1 5毫米間都 能工作良好。如同延伸的電極，邊緣環提供的耦合區以延 伸超過基底的邊緣爲佳，因此，橫跨基底的電氣特性傾向 更均勻。此外，邊緣環1 5 6的頂表面（例如第一部分 1 6 2 )稍低於或與基底1 6 0的頂表面同高，因此，卡 盤與邊緣環共同形成一凹部，用以接受要被處理的基底。 不過，須注意，邊緣環之頂表面的高度可以按照每一個電 漿處理系統的特定設計而變（例如，可以延伸高於基底或 傾斜）。 此外，邊緣環1 5 6可以電氣地漂浮或電氣地耦合到. D C接地（即不需要R F接地）。此外，邊緣環通常是由 適當的介電材料製成，例如矽、二氧化矽、氮化矽、碳化 矽、石英及類似物。例示的邊緣環是由矽製成，更明確地 說，是由單晶矽製成，工作良好。 •14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480531 A7 _ B7 五、發明說明（12 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 均勻性台座1 3 0也包括阻抗匹配層1 5 8 ，它配置 在邊緣環1 56與電極1 52之間。阻抗匹配層1 58被 架構成用以控制電極1 5 2在整個基底表面所產生之電場 的阻抗。更明確地說，阻抗匹配層1 5 8被架構成用以改 變產生在基底1 6 0邊緣附近之電場的阻抗。經由改變阻 抗，在整個基底表面可以產生更均勻的能量耦合。結果是 ，可以得到處理的均勻性，如此，在基底中心的處理速率 可以實質上等於基底邊緣的處理速率。因此，基底的邊緣 也可用來製造I C，藉以提高產量。在某些情況，本發明 允許基底的最後3毫米都可以使用。 此外，所使用之材料的種類及厚度也是有效控制電極 與電漿間阻抗的重要因素。一般言之，阻抗匹配層的厚度 在大約0 · 1 0到大約1 0毫米之間，且適合阻抗匹配層 的材料例如矽、二氧化矽、氮化矽、碳化矽、石英、鋁、 陽極處理的鋁及鋁陶瓷，例如鋁的氧化物都工作良好。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 阻抗匹配層的長度（或覆蓋量）也是有效控制電極與 電漿間阻抗的重要因素。在一實施例中，阻抗匹配層的長 度等於邊緣環的長度（例如，橫跨邊緣環的底表面）。在 另一實施例中，阻抗匹配層的長度小於邊緣環的長度。在 此特定的實施例中，較小的阻抗匹配層可朝邊緣環的內緣 、邊緣環的外緣或邊緣環的中間放置。例示的阻抗匹配層 配置在邊緣環與電極之間，僅在基底的區域內。 典型上，所得到的能量耦合程度，是電漿與電極間每 單位面積之總阻抗的因數。如熟悉此方面技術之人士所瞭 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480531 A7 B7 五、發明說明（13 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 解，阻抗一般的定義是對阻止電荷流動或電流通過電路的 -種量測。當某一功率橫跨基底時，橫跨整基底有阻抗高 及低的區域，一般相信，基底之阻抗低的區域，所耦合的 能量也傾向較高，在阻抗較高的區域，基底所耦合的能量 也較低。因此，能量耦合的均勻性極度依賴均勻性台座的 阻抗。 一般言之，單位面積的總阻抗是基底每單位面積的阻 抗，卡盤每單位面積的阻抗，邊緣環每單位面積的阻抗， 阻抗匹配層每單位面積的阻抗，以及它們之間任何間隙每 單位面積的阻抗的函數。不過，不幸的是，通過卡盤及基 底中心所產生的阻抗，與通過卡盤、邊緣環及基底邊緣所 產生的阻抗不同，因爲上述組件之間在基底邊緣有空氣間 隙及介面，且卡盤與邊緣環的材料不同。結果是，一般言 之，耦合到基底邊緣的能量與耦合到基底中央能量不同（ 例如非一均勻）。 涇齊部智慧財4¾員X.消費合阼f£印製 在較佳實施例中，在基底的邊緣配置阻抗匹配層以調 整阻抗（例如護鞘電壓），以使基底邊緣的阻抗等於基底 中央的阻抗。按此方式，使整個基底表面的能量耦合能更 均勻，並因此可得到處理的均勻性。 在一實施例中，邊緣環的厚度及阻抗匹配層的厚度被 最佳化以得到所要的耦合效果。例如，減少/增加邊緣環 的厚度，以及增加/減少阻抗匹配層的厚度，可以減少/ 增加基底邊緣的阻抗。在另一實施例中，可以調整阻抗匹 配層的材質（例如介電常數）以使基底邊緣的阻抗與基底 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 480531 A7 _ B7 五、發明說明（14 ) (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 中央的阻抗匹配。例如，減少/增加介電常數的値可以減 少/增加基底邊緣的阻抗。在又一實施例中，阻抗匹配層 的長度與位置的最佳化也可以得到所要的親合效果。例如 較小/較大的阻抗匹配層長度可以減少/增加基底邊緣的 阻抗。此外，阻抗匹配層相對於邊緣環之邊緣的位置，也 可減少/增加基底邊緣的阻抗。 因此，阻抗匹配層的厚度，以及，邊緣環的厚度、阻 抗匹配層的材質特性，以及阻抗匹配層的長度與位置，都 可用來使基底邊緣的阻抗與基底中央的阻抗匹配。 在一特定實施例中，邊緣環第二部分（例如延伸到基 底下方的部分）的厚度大約1毫米，且阻抗匹配層的厚度 大約1毫米。此外，邊緣環的介電常數與卡盤的陶瓷層相 Μ ’以及’阻ί/L匹配層的介電常數大於邊緣環的介電常數 。在此例中，介電常數較大以補償環氧樹脂（例如增加阻 抗）’環氧樹脂存在於卡盤之陶瓷部分的邊緣。環氧樹脂 通常是用來保護卡盤免受區域性場的破壞（例如形成電弧 )。 經齊邹智慧財轰咼員X消費合作钍印製 雖然所顯示及描述的基底台座可以產生一均勻的電場 ，但須瞭解，基底台座也可以被架構成產生一非一均勻的 電場’以補償其它的處理非-均勻性，例如非-均勻的電 漿密度。如前述，阻抗的量通常會影響耦合之能量的量， 耦合之能量的量，通常會影響用來處理基底之電漿的密度 與能量。因此，經由故意設計一種有能力改變電極所產生 之電場的基底台座，將可增進系統整體的處理均勻性。在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -17 - 480531 A7 __B7 五、發明說明（15) 一特定的實施例中，配置阻抗匹配層以改變基底台座的阻 抗，以便提供橫跨整個基底表面變化的電場。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 除了電氣耦合之外，基底與卡盤間的熱接觸，以及電 極與邊緣環間的熱接觸，通常不足以消散掉處理期間所產 生的熱。熟悉此方面技術的人士都瞭解，基底處理（例如 離子轟擊）傾向會增加基底以及包圍基底之毗鄰表面的溫 度。當溫度增加，即形成橫跨整個表面的局部溫差，此傾 向造成晶圓面壓力及氣體流率改變。於是，這些變化造成 局部面積的電漿密度變高或降低，此傾向影響處理的均勻 性（例如處理速率）。此外，基底的溫度可能會上升到無 法接受的位準。 因此，按照本發明的另一實施例，配置一熱傳系統以 控制處理期間基底與邊緣環的溫度。熱傳系統通常被架構 成用以將熱傳媒體分配到基底/卡盤的介面，以及邊緣環 --線· /電極的介面。 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 爲便於討論此實施例，圖4說明一熱傳系統2 0 0， 它配置在均勻性台座1 3 0的內部。如所述，均勻性台座 1 3 0被架構成用以支撐基底1 6 0，通常包括電極 1 5 2、卡盤1 5 4、邊緣環1 5 6，以及阻抗匹配層 1 5 8。熱傳系統2 0 0通常包括主通道2 0 2 ，用以將 熱傳媒體分配到複數個卡盤通道2 0 4及複數個邊緣環通 道2 0 6。卡盤通道2 0 4被架構成將熱傳媒體分配到位 於卡盤1 5 4與基底1 6 0背側間的第一間隙2 0 8。邊 緣環通道2 0 6被架構成將熱傳媒體分配到位於電極 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480531 A7 B7 五、發明說明（16 ) 1 5 2與邊緣環1 5 6背側間的第二間隙2 1 〇。 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 在一實施例中，在壓力下（在此實施例中大約2 0托 )將冷卻氣體氨氣引入熱傳系統做爲熱傳媒體’用以在處 理期間精確控制基底與邊緣環的溫度，以確保處理結果的 均勻及重現性。在另一實施例中，邊緣環1 5 6以栓 2 5 0耦合到電極，以固定邊緣環同時提供適當的間隙以 釋出第二間隙的熱傳媒體。此外或另者’可以在基底台座 的內部配置加熱器，以提供更均勻的溫度控制。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 從前述中可看出，本發明提供極多優於習知技術的優 點。例如，本發明有能力在整個基底表面以高度的處理均 勻性處理基底。特別是，基底台座配置一阻抗匹配層，它 提供控制基底台座之阻抗的能力，並因此控制從其耦合的 電場。在一實施例中，配置阻抗匹配層，以使基底台座在 處理室內產生一均勻的電場。結果，用來處理基底的離子 密度與離子能量更均勻，並因此獲得均勻的處理。在另一 種結構中，配置阻抗匹配層以使基底台座產生變化的電場 ，以補償其它的非-均勻性（例如非一均勻的電漿密度） 。結果，處理的均勻性得以增進。此外，本發明提供一基 底台座，它被架構成在處理期間可以冷卻基底與邊緣環， 它可以降低溫度、壓力及傳導的變動，這些都傾向產生處 理的非-均勻性。因此，本發明可減少被丟棄的邊緣，並 增加基底的產量。 雖然是以數個較佳實施例描述本發明，但它們的改變 、替換、或相等物，都在本發明的範圍之內。須注意，本 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） 480531 A7 --------B7 五、發明說明（17 ) 發明的實施方法及裝置可有很多種變化。因此，要將以下 的所附申請專利範圍解釋成包括所有在本發明之真正精神 與範圍內的這類改變、替換及相等物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 480531 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種用於處理基底的電漿處理系統，包括： 一其內有電漿的處理室，電漿被灼熱並維持以進行該 處理，該處理室具有較高端與較低端； --電極，配置在該處理室的較低端，該電極被架構成 在該處理室內產生電場；以及 一組件，用以控制該電極與該電漿間的阻抗，該阻抗 被安排成能影響該電場，以增進橫跨該基底之整個表面的 處理均勻性。 2 ·如申請專利範圍第1項的電漿處理系統，其中該 阻抗被架構成可降低該電場的改變。 3 ·如申請專利範圍第1項的電漿處理系統，其中該 阻抗被架構成可改變該電場。 4 ·如申請專利範圍第1項的電漿處理系統，當該基 底被放置到該處理室進行處理時，其中的該電場在該基底 表面與該電漿間產生一護鞘電壓。 5 .如申請專利範圍第1項的電漿處理系統，進一步 包括一邊緣環，配置在該電極配置的上方，該組件配置在 該邊緣環與該電極配置之間。 6 ·如申請專利範圍第1項的電漿處理系統，其中該 組件被配置在該基底的邊緣，用以控制該電極與該電漿之 間的該阻抗。 7 ·如申請專利範圍第6項的電漿處理系統，當該基 底被置入該處理室進行處理時，其中該組件中一部分配置 在該基底與該電極之間。 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 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制取 -21 - 480531 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 8 . —種用於處理基底的電漿處理系統，包括： 一其內有電漿的處理室，電漿被灼熱並維持以進行該 處理； 一電極，配置在該處理室內，該電極被架構成在該電 漿與該電極間產生電場； 一卡盤，配置在該電極上方，該卡盤被架構成在處理 期間固定該基底，該電場在該電極與該電漿間之該卡盤的 區域內具有第一阻抗； 一邊緣環，配置在該電極上方，並毗鄰該卡盤，該邊 緣環被架構成至少在該電漿中屏蔽該電極； 一阻抗匹配層，配置在該邊緣環與該電極之間，該阻 抗匹配層被架構成控制該電極與該電漿在該邊緣環區域的 第二阻抗，其中第二阻抗被安排成實質上等於第一阻抗， 如此，當該基底被放置在該卡盤進行處理時，該電漿與該 電極間在該基底表面的該電場被實質上均勻化。 9 .如申請專利範圍第8項的電漿處理系統，其中該 卡盤耦合到該電極。 1〇.如申請專利範圍第8項的電漿處理系統，其中 經濟部智慧財產局員工消費合作社印？^ ---------------裝--- (請—2I1H 頁) --線· 該卡盤是一靜電卡盤。 1 1 ·如申請專利範圍第8項的電漿處理系統，其中 該阻抗匹配層接合到該邊緣環。 1 2 ·如申請專利範圍第8項的電漿處理系統，其中 該阻抗匹配層接合到該電極。 1 3 .如申請專利範圍第8項的電漿處理系統，其中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480531 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 該阻抗匹配層相對於該邊緣環的長度及位置被調整以控制 該第二阻抗。 1 4 ·如申請專利範圍第8項的電漿處理系統，其中 製造該阻抗匹配層的材料具有一介電常數，其中該介電常 數被調整以控制該第二阻抗。 1 5 .如申請專利範圍第8項的電漿處理系統，其中 該阻抗匹配層的厚度被調整以控制該第二阻抗。 1 6 .如申請專利範圍第8項的電漿處理系統，其中 該電極具有一外緣，它大於或等於該基底的外緣。 1 7 ·如申請專利範圍第8項的電漿處理系統，其中 ，當該基底被放置到該卡盤進行處理時，該電場在該基底 的表面產生一均勻的護鞘電壓。 1 8 ·如申請專利範圍第8項的電漿處理系統，進一 步包括一 R F電源供應器，它耦合到該電極，該R F電源 供應器被架構成供應R F能量給該電極。 1 9 ·如申請專利範圍第8項的電漿處理系統，進一 步包括一熱傳系統，用以在處理期間控制該基底與該邊緣 環的溫度，該熱傳系統包括第一通道’延伸通過該電極到 達該卡盤與該基底間的介面，以及’第二通道延伸通過該 電極到達該電極與該邊緣環的介面’該熱傳系統被架構成 經由該通道提供熱傳媒體。 2 〇 .如申請專利範圍第1 9項的電漿處理系統，其 中該熱傳媒體是氦氣。 2 1 · —種用於以電漿處理基底的基底台座，包括： (請先閱讀背面之注意· 事項再填»頁) 裝 一5J·- :線· 本紙張尺度適用中0喊標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480531 A8 B8 C8 __D8 六、申請專利範圍 一電極’用以在該基底上產生電場，該電極具有一外 緣，它大於該基底的外緣； 一卡盤；用以在處理期間固定該基底，該卡盤配置在 該電極的頂表面； > 一邊緣環’用以在電漿中屏蔽該電極及該卡盤，該邊 緣環配置在該電極的上方，該邊緣環具有第一部分及第.二 部分’當該基底被該卡盤固定進行處理時，該第一部分被 架構成包圍在該基底邊緣的四周，該第二部分被架構成包 圍在該卡盤邊緣的四周，在處理期間，其中，該第二部分 配置在該電極與該基底之間；以及 一阻抗匹配層，配置在該邊緣環與該電極之間，該阻 抗匹配層被架構成控制通過該卡盤、該邊緣環及該基底之 該電場的阻抗，該阻抗被用以影響該電場，以增進整個基 底表面的處理均勻性。 (請先閲讀背面之注意事項再填Λ頁) 裝 =0 . •線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 適 度 尺 張 一紙 本 準 標 家 國 釐 公 97 2 X 10 2 ¥( 規 ^4