TWI478260B - 可變容積電漿處理腔室及相關方法 - Google Patents

Description

可變容積電漿處理腔室及相關方法

本發明係關於一種半導體晶圓製造中使用之電漿處理腔室，尤有關於一種可變容積電漿處理腔室。

交互參考之相關申請案

本發明有關於在2004年12月17日提出申請之美國專利申請案第11/016,155號，發明名稱為「電漿診斷及薄膜量測之方法及設備」，在此結合全部揭示內容作為參考。

半導體晶圓(「晶圓」)製造通常包含暴露晶圓於電漿中，以使電漿之反應性組成物改變晶圓之表面，例如，從晶圓表面之未受保護區移除或是蝕刻材料。從晶圓製造處理所得到之晶圓特性與處理狀況相關，包含跨晶圓表面之電漿密度分布。因此，因為電漿及晶圓表面之特別部分之間的反應量與晶圓表面之特別部分之電漿密度呈直接比例，則電漿密度分布之變化會造成中心對邊緣的晶圓均勻度問題。此種中心對邊緣的晶圓均勻度問題會不良地影響每個晶圓的晶片產量。

晶圓製造之目標包含最佳化每個晶圓的晶片產量、及盡可能以相同的一般類型製造各個晶圓。為了要符合此等目標，所欲者為控制跨晶圓之電漿密度分布。較早的電漿處理技術企圖為能夠產生可接受的跨晶圓蝕刻均勻度之特定電漿腔室配置建立處理窗。此種處理視窗習知上是由參數(例如壓力範圍、氣體流動範圍、晶圓溫度範圍、及電源位準範圍)所定義。經驗表示出處理視窗會受限於電漿腔室的實際硬體配置。因此，落在處理視窗利用給定的處理腔室能達成的電漿蝕刻操作會需要使用具有不同的實際硬體配置、及相對應而不同的處理視窗的替換電漿腔室。

為了要增加整體電漿處理視窗能力，具有不同的實際硬體配 置的多重電漿腔室的採購及保養會太過昂貴。因此，必須尋找擴張給定之電漿腔室之處理視窗能力之解決辦法。

在一實施例中，揭示一種電漿處理腔室。腔室包含基板支座，基板支座具有以實質上水平方向在腔室中支撐基板之上表面。腔室亦包含複數之伸縮構件，設置於腔室之內的基板支座之周緣外側。伸縮構件亦配置成與基板支座之上表面同心。伸縮構件中之各伸縮構件可以獨立地沿實質上垂直的方向移動，以調整基板支座之上表面上方的開放容積。

在另一實施例中，揭示一種電漿處理系統。此系統包含具有基板支座之腔室，基板支座係以實質上水平之方向在腔室中支撐基板。此腔室亦包含複數之伸縮構件，伸縮構件係設置於腔室之內的基板支座之周緣外側。複數之伸縮構件中之各伸縮構件可以獨立地沿實質上垂直的方向移動，以改變基板支座上方的開放容積。此系統亦包含用以監控漿在基板支座上方的開放容積產生的電漿之狀況的量測工具。此量測工具亦可用以產生表示電漿狀況之信號。此系統更包含根據量測工具將產生之信號來管理複數之伸縮構件的移動，以維持開放容積中之目標電漿狀況。

在另一實施例中，揭示用於基板電漿處理之方法。此方法包含在腔室中放置基板於基板支座上之操作。此方法亦包含放置複數之伸縮構件之操作，伸縮構件係設置於腔室內的基板支座之周緣外側，以在基板支座上方建立預定的開放容積。此方法更包含在基板支座上方的開放容積中，暴露基板於電漿之操作。

本發明之其他實施態樣及優點會從以下伴隨以說明本發明之範例方式而繪之附圖之詳細說明而更加明顯。

在以下敘述中，為了要提供對於本發明之通盤了解而預先設 定許多明確細節。然而，熟知本技藝者當可知，脫離某些或全部所述之明確細節仍能實現本發明。在其他例子中，為了不多餘地模糊本發明，不描述已為人熟知的操作。

圖1A為根據本發明之一實施例，顯示通過電漿處理腔室100(以下稱為「腔室」)中心之垂直橫剖面圖。應了解者為，腔室100實質上是徑向對稱的。腔室100由環繞壁101界定，環繞壁101包含側壁、上壁、及下壁。電漿源103不定地連接於腔室100之上部開口。電漿源103亦不定地連接於處理氣體源，如箭頭113所指示。電漿源103作用以把處理氣體轉換成依次供應至腔室100之化學物種，以便在腔室100中建立電漿107。腔室更不定地連接於真空源，如箭頭115所指示，以使處理氣體從腔室100中釋放。在多數情況中，電漿源103創造用於蝕刻基板111，例如半導體晶圓之電漿107之大量化學物種。

腔室100亦包含上襯管105，上襯管105具有沿著內表面形成之輪廓，以最佳化從電漿源103流至腔室100之電漿107之流動。且，在一實施例中，上襯管105被加熱。應了解者為，繪於圖1A中之上襯管105之形狀僅為範例。在其他實施例中，可以假設上襯管105實質上為輔助腔室100中之電漿處理所需之任何形狀。

腔室100更包含基板支座109，基板支座109具有在腔室100中以實質上水平方向支撐基板111之上表面。基板支座109在腔室100中是靜止的。在一實施例中，基板109是包含機械基板夾箝機制之臺座。在另一實施例中，基板支座109是包含靜電基板夾箝機制之靜電夾箝(ESC)。

此外，在一實施例中，基板支座109是無線頻率(RF)供電電極。RF供電基板支座109產生偏壓電壓，以提供電漿107中之充電的組成物定向性，以使充電的組成物被向下吸引至基板支座109。由RF供電基板支座109產生的偏壓電壓對於某些電漿處理是有利的，例如基板111之離子輔助非等向性蝕刻。在一實施例中，RF供電基板支座109產生電漿107中之充電物種的大部分， 而電漿中之其他反應性物種，例如自由基團，基本上是由電漿源103產生。此外，藉由RF供電基板支座109，電漿107係電容性耦合於基板支座109，藉此使RF供電基板支座109產生基板111位準的額外電漿107。

更進一步，在一實施例中，可控制基板支座109之溫度。舉例而言，在基板109之溫度被控制之一實施例中，出現於其上之基板111之溫度維持在延伸範圍為大約-150℃到大約200℃之預定溫度。

腔室100更包含複數之伸縮構件2a、2b、2c。伸縮構件2a、2b、2c設置於100中的基板支座109之周緣外側。更明確而言，最內之伸縮構件2c把基板支座109限制在基板支座109之外的徑向位置。且，最外的伸縮構件2a與腔室100之側壁相鄰。更進一步，伸縮構件2a、2b、2c設置於腔室100之內，以與基板支座109之上表面之中心同心。儘管繪於圖1A之例示性實施例顯示出三個伸縮構件2a、2b、2c，應知者為，其他實施例實質上可以使用任何數目的伸縮構件。

在一實施例中，伸縮構件2a、2b、2c是同心圓筒。然而，應了解者為，伸縮構件2a、2b、2c可為其他幾何形狀，只要伸縮構件2a、2b、2c能夠與基板支座109之上表面之心同心設置、且能設置於基板支座109之周緣外側就好。

伸縮構件2a、2b、2c之各者可以獨立地沿實質上垂直的方向移動，以便調整腔室100中的基板支座109之上表面上方的開放容積。應知者為，基板支座109之上表面上方的開放容積的調整相當於腔室100中之電漿107的可用容積之調整。此外，取決於伸縮構件2a、2b、2c之電導度及連線，在腔室100內之垂直方向會影響用以從基板支座109發射RF功率之可用RF回歸路徑。

如以下進一步所述，由伸縮構件2a、2b、2c造成之腔室實際配置之機械調整會影響跨基板111之電漿107分布。因此，伸縮構件2a、2b、2c之垂直位置可用於調節跨基板111之電漿107均 勻度，且對應地調節跨基板111之蝕刻均勻度。且，因為可在電漿處理之前、或在電漿處理期間調整伸縮構件2a、2b、2c之垂直位置，則可對應地在電漿處理之前、或在電漿處理期間調整跨基板111之均勻度。

在圖1A之實施例中，伸縮構件2a、2b、2c之原先位置係界定於腔室100之較上區域中。在一實施例中，伸縮構件2a、2b、2c之各者應在其原先位置，以把基板111傳送進出腔室100。伸縮構件2a、2b、2c之各者可以獨立地從原先位置向下移動，以便調整可被電漿107佔用的基板支座109之上表面上方的開放容積。

伸縮構件2a、2b、2c係以循序的套疊方式移動，以避免在伸縮構件2a、2b、2c中任一者之外側形成電漿凹坑。為了要確保避免形成電漿凹坑，伸縮構件2a、2b、2c之各者(除了最外的伸縮構件2a之外)從原先位置之移動限制於緊鄰外側之伸縮構件的位置。舉例而言，伸縮構件2b從原先位置的垂直移動距離限制為伸縮構件2a從原先位置移動的距離。相似地，伸縮構件2c從原先位置的垂直移動距離限制為伸縮構件2b從原先位置移動的距離。伸縮構件2a、2b、2c的向下移動順序是從外到內。伸縮構件2a、2b、2c的向下順序顯示於圖1B到1D。伸縮構件2a、2b、2c的向上順序是從內到外。伸縮構件2a、2b、2c的向上順序顯示於圖1E到1G。

圖1B顯示腔室100之伸縮構件2a從原先位置向下移動，如箭頭121所表示。應知者為，所示之伸縮構件2a移動至全向下範圍，伸縮構件2a、2b、2c可以移動少於全向下範圍之距離。舉例而言，在一實施例中，使用步進馬達來移動伸縮構件2a、2b、2c之各者。只要可以避免在伸縮構件2a、2b、2c之各者之外有電漿凹坑，可控制步進馬達以使伸縮構件2a、2b、2c位於原先位置至其全向下範圍之間的任何垂直位置。由步進馬達所設之一次距離代表在決定基板支座109之上表面上方的開放容積的精確度中之一可控制變數。且，伸縮構件2a、2b、2c的垂直位置調整量及速 度表示處理相關參數。

圖1C為顯示腔室100之伸縮構件2b從原先位置向下移動，如箭頭123所表示。圖1D為顯示腔室100之伸縮構件2c從原先位置向下移動，如箭頭125所表示。再次，應知者為，伸縮構件2a、2b、2c係以外向內的順序向下移動。

圖1E為顯示腔室100之伸縮構件2c向上移動回到原先位置，如箭頭127所表示。圖1F為顯示腔室100之伸縮構件2b向上移動回到原先位置，如箭頭129所表示。圖1G為顯示腔室100之伸縮構件2a向上移動回到原先位置，如箭頭131所表示。再次，應知者為，伸縮構件2a、2b、2c係以內向外的順序向上移動。

儘管示於圖1A到1G的伸縮構件2a、2b、2c具有實質上相似地徑向厚度，在其他實施例中，各個伸縮構件2a、2b、2c之徑向厚度可以不同。圖1為顯示根據本發明之一實施例，腔室100包含不同徑向厚度之伸縮構件2a、2b、2c。在圖2之實施例中，伸縮構件2a、2b、2c之各者具有不同的徑向厚度，以使各個伸縮構件2a、2b、2c之徑向厚度係隨著相對於基板支座109之徑向位置的增加而增加。在另一實施例中，不同的伸縮構件具有實質上相同的容積，藉此使其徑向厚度改變。且，應知者為，不同的伸縮構件厚度對於在基板支座109之上表面上方的開放容積能賦予更好的控制。舉例而言，具有較薄的徑向厚度的較內伸縮構件對於電漿107之可用開放容積能賦予更好的控制。

在一實施例中，伸縮構件2a、2b、2c之各者係由導電材料形成，且電連接於接地電位。舉例而言，再不同實施例中，伸縮構件2a、2b、2c可由金屬形成，例如鋁、電鍍鋁、塗布鋁等者。然而，應知者為，在其他實施例中，伸縮構件2a、2b、2c實質上可由能與出現在腔室中之電漿處理環境相容之任何金屬形成。

導電構件2a、2b、2c可對於從基板支座109發射之RF功率設置RF回歸路徑。因此，伸縮構件2a、2b、2c之垂直位置，亦即伸縮構件2a、2b、2c靠近基板支座109之處，會影響從RF供 電基板支座109通過腔室100發射之RF功率之定向性。

當全部的伸縮構件2a、2b、2c係位於原先位置時，基板111位準之電漿107容積為最大，且基板支座109及腔室100之接地側壁之間的距離為最大。因此，當全部的伸縮構件2a、2b、2c係位於原先位置時，到腔室100之接地側壁的RF回歸路徑最長。結果，基板支座109及腔室100之側壁之間的RF耦合是最不顯著的。

當較外伸縮構件2a降低，基板支座109到接地電位之間的距離就被有效地減少，藉此可增加基板支座109之周圍之RF耦合，而相應地增加基板支座109周圍之電漿107密度。當中間及較內伸縮構件2b及2c分別降低時，基板支座109周圍之RF耦合越來越強烈。因此，跨基板支座109(及基板111)之電漿107均勻度會隨著伸縮構件2a、2b、2c之垂直位置的調整，亦即，隨著各個接地的伸縮構件2a、2b、2c靠近基板支座109之近處之調整而改變。既然較高的電漿密度通常相當於基板111上的較高蝕刻速度，則伸縮構件2a、2b、2c賦予調節跨基板111之蝕刻均勻度之有效方法。換而言之，接地的伸縮構件2a、2b、2c可用於修正在某些電漿蝕刻應用中發現的「邊緣緩慢」問題。

在另一實施例中，伸縮構件2a、2b、2c之各者係由介電材料形成，亦即，電絕緣材料。舉例而言，在不同實施例中，伸縮構件2a、2b、2c可以由介電材料形成，例如氧化鋁、氮化鋁、或是氧化矽(石英)等者。然而，應知者為，在其他實施例中，伸縮構件2a、2b、2c可以由與出現在腔室100中之電漿處理環境相容之任何介電材料形成。

對照先前討論之導電的伸縮構件2a、2b、2c，介電伸縮構件2a、2b、2c隔絕基板支座109及腔室100之接地側壁之間的RF耦合。當基板支座109及腔室100之接地側壁之間的RF耦合被隔絕或減少時，則電漿密度會在基板支座109之周圍減少。因此，隨著介電伸縮構件2a、2b、2c降低，基板支座109及腔室100之側壁之間的介電材料的厚度增加，基板支座109及腔室100之側 壁之間的RF耦合強度降低，且基板支座109之周圍的電漿密度減少。應知者為，因為介電伸縮構件2a、2b、2c可用於減少基板支座109之周圍的電漿密度，因此介電伸縮構件2a、2b、2c可用於修正某些電漿蝕刻應用中發現的「邊緣快速」問題。

在另一實施例中，伸縮構件2a、2b、2c之各者可由導電材料或是介電材料形成，所以伸縮構件2a、2b、2c一起表現出導電及介電伸縮構件之組合。舉例而言，在一實施例中，較內的伸縮構件2c由介電材料形成，較外的伸縮構件2a及2b由導電材料形成。在此實施例中，導電(及接地的)較外伸縮構件2a及2b可從原先位置移動至接近基板支座109之周圍的位置。且，在此實施例中，較內的介電伸縮構件2c可移動從原先位置至全伸展位置之距離的部分。因此，在此實施例中，較外的導電伸縮構件2a及2b係移動以增加基板支座109之周圍的RF耦合，而較內的介電構件2c係在限制的距離中移動，以影響基板支座109之上的電漿可用容積，而不會隔絕基板支座109之周圍的RF耦合。應知者為，上述之實施例僅是範例方式。在其他實施例中，伸縮構件2a、2b、2c可具有介電及導電材料之不同組合，且可以位於任何位置，以對給定的處理化學品及教示造成電漿容積及RF耦合之特定效用。

無論表面材料是導電材料還是介電材料，表面重新組合會造成腔室100中之各個表面之電漿107中之離子化氣體分子及自由基中性化。因此，表面重新組合會造成腔室中之各個表面之電漿107消失。結果，伸縮構件2a、2b、2c之相對於基板支座109之移動會影響基板111位準之電漿107均勻度。然而，表面重新組合被視為對於電漿107密度之第二級影響，RF耦合表示第一及效用。因此，對於導電及接地的伸縮構件2a、2b、2c而言，有關伸縮構件2a、2b、2c之表面重新組合效用係作為減輕由基板支座109及伸縮構件2a、2b、2c之間的RF耦合增加所造成的基板支座109之周圍的電漿107密度增加。相反地，對於介電伸縮構件2a、2b、2c而言，有關伸縮構件2a、2b、2c的表面重新組合效用作為加強 由基板支座109及伸縮構件2a、2b、2c之間的RF耦合增加所造成的基板支座109之周圍的電漿107密度增加。

如上述，放置伸縮構件2a、2b、2c能夠調整在基板支座109及支撐在其上之基板111之上的開放容積，放置伸縮構件2a、2b、2c能調整基板109支座之周圍的RF耦合，藉此調整基板支座109及支撐在其上之基板111兩者之電漿密度。結果，放置伸縮構件2a、2b、2c可以用於調節跨基板111之蝕刻均勻度。藉由上下移動伸縮構件2a、2b、2c，可以對處理化學品及教示決定賦予跨基板111之最佳蝕刻均勻度。實質上，伸縮構件2a、2b、2c應位於基板支座109之上的開放容積、及RF供電基板支座109靠近接地電位之處之間的最佳平衡位置。

應了解者為，即使示於圖1A到1G及2的例示性伸縮構件2a、2b、2c為同心串聯的中空直立圓形圓筒，但在其他實施例中，伸縮構件2a、2b、2c可為其他形狀。圖3為顯示根據本發明之一實施例，包含不同形狀之伸縮構件2a、2b、2c之腔室100。在圖3之實施例中，具有最靠近基板支座之位置的伸縮構件2c具有沿著內表面形成之輪廓。伸縮構件2c之沿著內表面形成之輪廓可最佳化與基板支座109之RF電源耦合之均勻度、及/或是最佳化腔室中的氣體流動動力學。在其他實施例中，伸縮構件2a、2b、2c之各者之形狀可獨立地形成，以最佳化電漿處理。舉例而言，伸縮構件2a、2b、2c之各者之形狀可流線化通過腔室100之氣體流動、及/或是最佳化電漿107中之離子及自由基的均勻度。應知者為，伸縮構件2a、2b、2c之各者之形狀實質上可為任意形狀，以符合處理需求。

在圖1A-1G、2、3之實施例中，伸縮構件2a、2b、2c之原先位置係在襯管105之內。圖4A-4B為根據本發明之一實施例，顯示對立於伸縮構件者為可移動的襯管401之腔室100。可移動的襯管401係作用於類似伸縮構件2a、2b、2c之方式，如先前參照圖1A-1G、2、3所述。在圖4A中，係以在腔室100之上部的原先位 置顯示可移動的襯管401。在圖4B中，顯示朝向基板支座109移動的可移動的襯管401，如箭頭403所表示。

若可移動的襯管401係以導電材料形成，且電連接於接地電位，則朝向RF供電的基板支座109之襯管401之移動會增加基板109支座之周圍的RF耦合，藉此增加基板支座109之周圍的電漿密度。然而，若可移動的襯管401係以介電材料形成，則朝向RF供電的基板體109之襯管401之移動會減少基板支座109之周圍的RF耦合，藉此減少基板支座109之周圍的電漿密度。

圖5A為根據本發明之一實施例，顯示包含伸縮構件5a、5b、5c之腔室100。伸縮構件5a、5b、5c具有之原先位置係在腔室100中的基板支座109之上表面之下。在圖5A之實施例中，伸縮構件5a、5b、5c之各者可獨立地從原先位置向上移動，以便調整基板支座109之上表面上方的開放容積。應了解者為，縮構件5a、5b、5c具有與先前參照圖1A-1G、2、及3所描述之伸縮構件2a、2b、2c相同之特徵及效用。

伸縮構件5a、5b、5c以依序伸縮的方式移動，以避免在伸縮構件5a、5b、5c之任一之外形成電漿凹坑。為了要確保可避免電漿凹坑，除了最外的伸縮構件5a之外，伸縮構件5b、5c之移動限制在原先位置到恰好環繞之伸縮構件。舉例而言，伸縮構件5b之垂直移動限制在從原先位置到從原先位置移動到伸縮構件5a的距離。相似地，伸縮構件5c之垂直移動限制在從原先位置到從原先位置移動到伸縮構件5b的距離。伸縮構件5a、5b、5c的向上移動順序是從外向內。伸縮構件5a、5b、5c之向上移動順序示於圖5B到5D。伸縮構件5a、5b、5c的向下移動順序是從內向外。伸縮構件5a、5b、5c之向下移動順序示於圖5E到5G。

圖5B顯示腔室100之伸縮構件5a從原先位置向上移動，如箭頭501所表示。應知者為，所示之伸縮構件5a移動到全向上範圍，可在少於全向上範圍之內的距離移動伸縮構件5a、5b、5c之各者。舉例而言，在一實施例中，使用步進馬達移動伸縮構件5a、 5b、5c之各者。可控制步進馬達以使伸縮構件5a、5b、5c之各者可位於原先位置及其全向上範圍之間的任何垂直位置，只要可以避免在伸縮構件5a、5b、5c之任一之外產生電漿凹坑就好。由步進馬達所設之一次距離代表在決定基板支座109之上表面上方的開放容積的精確度中之一可控制變數。且，伸縮構件5a、5b、5c的垂直位置調整量及速度表示處理相關參數。

圖5C顯示腔室100之伸縮構件5b從原先位置向上移動，如箭頭503所表示。圖5D顯示腔室100之伸縮構件5c從原先位置向上移動，如箭頭505所表示。再次，應知者為，伸縮構件5a、5b、5c係以由外向內的順序向上移動。

圖5E顯示腔室100之伸縮構件5c向下移動回到原先位置，如箭頭507所表示。圖5F顯示腔室100之伸縮構件5b向下移動回到原先位置，如箭頭509所表示。圖5G顯示腔室100之伸縮構件5a向下移動回到原先位置，如箭頭511所表示。再次，應知者為，伸縮構件5a、5b、5c係以由內向外的順序向下移動。

在一實施例中，伸縮構件2a、2b、2c、5a、5b、5c之溫度被控制。伸縮構件2a、2b、2c、5a、5b、5c之加熱可減少沉積於其上之材料，亦會抵抗電漿107中之中性粒子。在一實施例中，伸縮構件2a、2b、2c、5a、5b、5c可被控制之溫度範圍從大約-40℃到大約300℃。應知者為，係根據處理需求來建立伸縮構件2a、2b、2c、5a、5b、5c所維持的溫度。此外，在一實施例中，伸縮構件2a、2b、2c、5a、5b、5c其中之一或更多可包含嵌入的磁鐵，以強化電漿107形成。舉例而言，在一實施例中，伸縮構件具有包含在與電漿處理環境相容的材料中，例如碳化矽、鋁、或是塗布鋁等者的永久磁鐵。

應知者為，於此所述之伸縮構件對於跨基板之蝕刻均勻度可賦予額外控制能力。藉由改變伸縮構件相對於基板支座之位置，能在控制之下操縱腔室內之電漿佔用的可用容積、及透過腔室之RF回歸路徑，伴隨著對於跨基板之電漿均勻度之對應效用。在一 實施例中，在實施電漿處理之前，伸縮構件可設定於必須位置，且可在電漿處理之間調整伸縮構件。在另一實施例中，可在電漿處理期間中調整伸縮構件之位置。

圖6顯示根據本發明之一實施例，取決於電漿狀況，以動態方式控制腔室中之伸縮構件之位置。系統600包含具有以實質上水平的方向支撐基板111於腔室100之內的基板支座109。腔室100亦包含設置於腔室100中之基板支座109之周緣外側的複數之伸縮構件。在不同實施例中，伸縮構件相當於具有較上原先位置的伸縮構件2a、2b、2c，具有較低原先位置的伸縮構件5a、5b、5c，或者是可移動的襯管401。無論是哪種特定的實施例，伸縮構件中之各伸縮構件可以在實質上垂直的方向獨立地移動，以便改變基板支座109之上的開放容積。

系統600亦包含量測工具601，用以監控基板支座109之上的開放容積中之電漿107的狀況、及產生表示電漿狀況之信號。用以監控電漿狀況之一些技術描述於美國專利申請案第11/016,155號，發明名稱為「電漿診斷及薄膜量測之方法及設備」，在此結合其內容作為參考。在一實施例中，量測工具601矽用以偵測基板111之表面上的特定反應。特定的基板表面反應可由電漿之光學發射頻譜的改變、基板之偏壓電壓的改變、整體RF電路之阻抗改變、或是實質上表示特定基板表面反應之任何其他信號來表示。

系統600更包含控制系統603，以根據由量測工具601產生的信號管理伸縮構件，以便維持基板支座109之上的開放容積中的電漿狀況。因此，控制系統603係根據由量測工具601監控的電漿即時狀況以動態方式在腔室之內管理伸縮構件之移動。

圖7為根據本發明之一實施例，顯示基板電漿處理方法之流程圖。此方法包含在腔室中放置基板於基板支座上之操作701。在例示性實施例中，圖7之方法係利用於此所述之腔室100實施。在操作703中，複數之伸縮構件被放置於腔室內中的基板支座之周緣外側，以在基板支座上方建立預定開放容積。此方法更包含 操作705，用以在該基板支座上方的開放容積中暴露基板於電漿中。在一實施例中，實施操作707以監控腔室內的電漿狀況。然後實施操作709以回應監控的電漿狀況而控制腔室內的伸縮構件之移動，以便維持目標電漿狀況。在操作709中，循序地移動伸縮構件，以避免在伸縮構件之任一之外形成電漿凹坑。

應了解者為，即使已參照電漿蝕刻應用，以範例方式來描述本發明，本發明並不限於用於電漿蝕刻應用中。本發明實質上可用於電漿應用之任何類型。舉例而言，本發明可用於電漿強化化學氣相沉積(PECVD)應用、或是金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)應用等者。此外，在非電漿應用中，例如化學氣相沉積(CVD)中，欲處理之基板之上的開放容積之動態改變可實現依次造成處理均勻度在基板位準改變之處理參數。因此，由此處揭示之伸縮構件賦予之容積改變能力亦可在非電漿應用及相關裝置中被有效地應用。

已就數個實施例來描述本發明，熟知本技藝者當可知，閱讀前述說明書及研究圖式可實現不同改變、添補、交換及其等效物。因此，所欲者為，本發明包含在發明之精神及範圍之內的全部替換物、添補、排列、及等效物。

2a‧‧‧伸縮構件

2b‧‧‧伸縮構件

2c‧‧‧伸縮構件

5a‧‧‧伸縮構件

5b‧‧‧伸縮構件

5c‧‧‧伸縮構件

100‧‧‧腔室

101‧‧‧環繞壁

103‧‧‧電漿源

105‧‧‧襯管

107‧‧‧電漿

109‧‧‧基板支座

111‧‧‧基板

113‧‧‧箭頭

115‧‧‧箭頭

121‧‧‧箭頭

123‧‧‧箭頭

125‧‧‧箭頭

127‧‧‧箭頭

129‧‧‧箭頭

131‧‧‧箭頭

401‧‧‧襯管

403‧‧‧箭頭

600‧‧‧系統

601‧‧‧量測工具

603‧‧‧控制系統

701‧‧‧操作

703‧‧‧操作

705‧‧‧操作

707‧‧‧操作

709‧‧‧操作

圖1A為根據本發明之一實施例，顯示通過電漿處理腔室中心之垂直橫剖面圖；圖1B-1D為根據本發明之一實施例，顯示圖1A中之腔室中的伸縮構件移動之向下順序；圖1E-1G為根據本發明之一實施例，顯示圖1A中之腔室中的伸縮構件移動之向上順序；圖2為根據本發明之一實施例，顯示改變徑向厚度之伸縮構件；圖3為根據本發明之一實施例，顯示改變形狀之伸縮構件； 圖4A-4B為根據本發明之一實施例，顯示具有對立於伸縮構件之可移動的襯管之腔室；圖5A為根據本發明之一實施例，顯示包含具有腔室中之基板支座之上表面之下的區域的原先位置的伸縮構件；圖5B-5D為根據本發明之一實施例，顯示圖5A中之腔室中的伸縮構件移動之向下順序；圖5E-5G為根據本發明之一實施例，顯示圖5A中之腔室中的伸縮構件移動之向上順序；圖6為根據本發明之一實施例，顯示取決於電漿狀況，以動態方式控制腔室內之伸縮構件之位置之電漿處理系統；及圖7為根據本發明之一實施例，顯示基板電漿處理之方法的流程圖。

2a‧‧‧伸縮構件

2b‧‧‧伸縮構件

2c‧‧‧伸縮構件

100‧‧‧腔室

101‧‧‧環繞壁

103‧‧‧電漿源

105‧‧‧襯管

107‧‧‧電漿

109‧‧‧基板支座

111‧‧‧基板

113‧‧‧箭頭

115‧‧‧箭頭

121‧‧‧箭頭

123‧‧‧箭頭

Claims (21)

1. 一種電漿處理腔室，包含：一基板支座，具有一上表面，在該腔室內以一實質上水平方向支撐一基板於該上表面上；及複數之伸縮構件，設置於該腔室內之該基板支座之周緣外側，且與該基板支座之該上表面之中心及與彼此皆呈同心，其中該複數之伸縮構件中之各伸縮構件係與其鄰近之伸縮構件在徑向上相鄰，俾使在該複數之伸縮構件中之任何相鄰近之伸縮構件之間不存在徑向間隙，其中該複數之伸縮構件中之各伸縮構件係獨立地沿著相對於該基板支座之該上表面之實質上垂直方向移動，以便能夠調整該基板支座之該上表面上方的一開放容積，其中該複數之伸縮構件中之各伸縮構件在結構上被界定，俾使該複數之伸縮構件在該複數之伸縮構件之所有垂直位置處形成一連續的伸縮構件配置。
2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理腔室，其中，該複數之伸縮構件係為同心圓筒。
3. 如申請專利範圍第1項之電漿處理腔室，其中，該複數之伸縮構件為三個伸縮構件。
4. 如申請專利範圍第1項之電漿處理腔室，其中，該複數之伸縮構件中之各伸縮構件具有不同之徑向厚度，俾該複數之伸縮構件之該徑向厚度隨著相對於該基板支座之增大的徑向位置而增大。
5. 如申請專利範圍第1項之電漿處理腔室，其中，具有最靠近該基板支座之徑向位置之一伸縮構件包含根據該腔室內之電漿內之離子及自由基的均勻度、及經流線化的氣體流動動力學而加以界定之一內表面輪廓。
6. 如申請專利範圍第1項之電漿處理腔室，其中，該複數之伸縮構件中之各伸縮構件係由一導電材料形成，且電連接於一接地電位。
7. 如申請專利範圍第1項之電漿處理腔室，其中，該複數之伸縮 構件中之各伸縮構件係由一介電材料形成。
8. 如申請專利範圍第1項之電漿處理腔室，其中，該複數之伸縮構件其中至少一伸縮構件係由一介電材料形成，且該複數之伸縮構件其中至少一伸縮構件係由連接於一接地電位之一導電材料形成。
9. 如申請專利範圍第1項之電漿處理腔室，其中，該複數之伸縮構件之一原先位置是在該腔室之一上部區域內，該複數之伸縮構件中之各伸縮構件可獨立地從該原先位置向下移動，以調整該基板支座之該上表面上方的開放容積。
10. 如申請專利範圍第9項之電漿處理腔室，更包含：一步進馬達，機械連接以移動該複數之伸縮構件中之各伸縮構件，其中，該步進馬達係用以將該複數之伸縮構件中之各伸縮構件之移動由該原先位置限制至其緊鄰外側的伸縮構件之位置。
11. 如申請專利範圍第1項之電漿處理腔室，其中，該複數之伸縮構件之原先位置係界定在該腔室內低於該基板支座之上表面的一區域中，該複數之伸縮構件中之各伸縮構件可獨立地從該原先位置向上移動，以調整該基板支座之上表面上方之該開放容積。
12. 一種電漿處理系統，包含：一腔室，具有：一基板支座，沿實質上水平方向支撐一基板於該腔室之內；與複數之伸縮構件，設置於該腔室內的該基板支座之周緣外側，且與該基板支座之一上表面之中心及與彼此皆呈同心，該複數之伸縮構件中之各伸縮構件可獨立地沿著相對於該基板支座之該上表面之實質上垂直方向移動，以改變該基板支座上方之開放容積，其中該複數之伸縮構件中之各伸縮構件係與其鄰近之伸縮構件在徑向上相鄰，俾使在該複數之伸縮構件中之任何相鄰近之伸縮構件之間不存在徑向間隙，其中該複數之伸縮構件中之各伸縮構件在結構上被界定，俾使該複數之伸縮構件在該複數之伸縮 構件之所有垂直位置處形成一連續的伸縮構件配置；量測工具，用以監控將在該開放容積內產生之電漿之狀況、並產生表示該電漿狀況之信號；及一控制系統，根據將由該量測工具產生之信號管理該複數之伸縮構件之移動，以在該開放容積之內維持一目標電漿狀況。
13. 如申請專利範圍第12項之電漿處理系統，其中，該複數之伸縮構件為同心圓筒。
14. 如申請專利範圍第12項之電漿處理系統，其中，該基板支座為一無線頻率供電之電極。
15. 如申請專利範圍第14項之電漿處理系統，其中，該複數之伸縮構件中之各伸縮構件是由一金屬構成並電連接於一接地電位，以使該複數個伸縮構件相對於該基板支座之移動影響一無線頻率電力回歸路徑。
16. 如申請專利範圍第12項之電漿處理系統，其中，該複數之伸縮構件係循序地移動，以避免在該複數之伸縮構件任一者之外側形成一電漿凹坑。
17. 一種基板電漿處理方法，包含：於一腔室內放置一基板於一基板支座之一上表面上；將配置於該腔室內的該基板支座周緣外側、且與該基板支座之該上表面之中心及與彼此皆呈同心的複數之伸縮構件移至定位，以在該基板支座上方建立一預定的開放容積，該複數之伸縮構件中之各伸縮構件係獨立地沿著相對於該基板支座之該上表面之實質上垂直方向移動，以便能夠調整該基板支座上方的一開放容積，其中該複數之伸縮構件中之各伸縮構件係與其鄰近之伸縮構件在徑向上相鄰，俾使在該複數之伸縮構件中之任何相鄰近之伸縮構件之間不存在徑向間隙，其中該複數之伸縮構件中之各伸縮構件在結構上被界定，俾使該複數之伸縮構件在該複數之伸縮構件之所有垂直位置處形成一連續的伸縮構件配置；及將該基板暴露於該基板支座上方之該開放容積內的電漿中。
18. 如申請專利範圍第17項之基板電漿處理方法，更包含：加熱該複數之伸縮構件至一預定溫度。
19. 如申請專利範圍第17項之基板電漿處理方法，更包含：移動該複數之伸縮構件，以調整該基板支座上方之該開放容積，藉此調整跨該基板之一電漿均勻度。
20. 如申請專利範圍第19項之基板電漿處理方法，更包含：監控該電漿之狀況；及回應該監控而控制該複數之伸縮構件之移動，以便維持一目標電漿狀況。
21. 如申請專利範圍第19項之基板電漿處理方法，其中，該複數之伸縮構件係循序地移動，以避免在該複數之伸縮構件任一者之外側形成一電漿凹坑。