TWI501704B - 於電漿處理系統中用以改變面積比之方法與裝置 - Google Patents

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Description

於電漿處理系統中用以改變面積比之方法與裝置
本發明係關於用於處理基板的電漿處理系統，尤有關於在電漿處理系統中用以改變面積比之方法與裝置。
電漿處理的進步已促進半導體產業的成長。半導體產業係一個高度競爭的市場。製造公司能夠在不同處理條件下處理基板的能力可給予製造公司一個超越競爭者的優勢。因此，製造公司已奉獻時間及資源來確認用以改善基板處理的方法及/或裝置。
可用來施行基板處理之典型處理系統，可以是電容式耦合電漿(CCP，capacitively-coupled plasma)處理系統。可建立此處理系統以在一處理參數之範圍內進行處理。然而，近年來，可被處理之裝置的類型已變得更為複雜，且可能要求更精準的製程控制。例如，被處理的裝置正逐漸小型化且帶有更細微之特徵部，且為了獲得更好的良率，可能要求更精準的電漿參數控制，例如橫跨基板的電漿密度及均勻度。蝕刻腔室中晶圓區域的壓力控制可以是影響電漿密度及均勻度之處理參數的一個例子。
半導體裝置的製造可能需要在電漿處理腔室內使用電漿之多步驟製程。在半導體裝置的電漿處理期間，電漿處理腔室可能典型上被維持在各處理步驟的預設壓力下。如熟習本技藝者所熟知，預設壓力可透過使用機械真空泵浦、渦輪泵浦、限制環定位及/或其結合而達到。
習知上，閥組件可用於調節排氣渦輪泵浦，以獲得用以在蝕刻處理腔室中維持預設壓力條件的壓力控制。或者或此外，電漿處理腔室之電漿產生區域中(例如，被兩個電極包在內部及被限制環圍繞的區域)的壓力，可以藉由調整介於限制環組件之限制環之間的間隙而加以控制。調整間隙控制了來自電漿產生區域之排出氣體的流速，而壓力因此受到影響。流出電漿產生區域之總體氣流電導(conductance)可取決於數個要素，包含但不限於：限制環的數目及限制環之間之間隙的尺寸。
有鑑於以多步驟處理基板之需求(各步驟可包含不同之壓力)，吾人亟需改進在電漿處理系統中有效控制壓力的能力。
本發明在一實施例中係關於具有用以處理基板之電漿處理腔室的電漿處理系統。該電漿處理腔室包含一上電極，該上電極具有一第一上電極部及一第二上電極部。該第一上電極部環狀地圍繞該第二上電極部。該第一上電極部及該第二上電極部之兩者在該處理期間接地。該電漿處理腔室亦包含一下電極，該下電極具有一第一下電極部及一第二下電極部。該第一下電極部將接地並環狀地圍繞該第二下電極部。該第二下電極部具有用以在該處理期間支撐該基板的基板支撐表面，其中該上電極及該下電極至少其中之一，在垂直於該基板支撐表面的方向上係可移動的。該電漿處理腔室亦包含一用以提供RF能量至該第二下電極部的RF電源，其中該第一下電極部的上表面關於該基板支撐表面係非共平面，使得該第一下電極部的該上表面與該第一上電極部的下表面之間的第一間隙，小於該基板支撐表面與該第二上電極部之面對基板的表面之間的第二間隙。
本發明今將參考其如附圖所示之幾個較佳實施例加以詳述。在接下來的敘述中，提出許多特定細節以提供對於本發明的全盤瞭解。然而，明顯地，熟習本技藝者應理解，本發明可在沒有部或全部此等特定細節下被實施。在其他情況中，並未詳細敘述熟知的處理步驟及/或結構，以避免不必要地混淆本發明。
根據本發明之實施例，提供有用以安裝電漿處理系統以達到快速控制電漿處理參數之方法及裝置。在某些電漿處理系統中，腔室間隙(亦即上部及下部電極之間的間隙)係一處方參數，且可因步驟不同而有所變化。在此等電漿處理系統中，可設有用以移動下電極組件而調整腔室間隙的機構。在其他電漿處理系統中，上電極組件為可移動。在於此的揭露中，係假設腔室具有可移動之下電極。然而，吾人應明瞭，於此本發明之實施例可同樣成功地應用於上電極可移動的腔室(或者或此外)。
當腔室間隙反應處方需求而移動時，電漿產生區域的體積亦會改變。此體積改變會影響電漿產生區域內的壓力，而需要補償來調整壓力改變。如所提及之先前技術中，壓力控制係藉由控制在排氣渦輪泵浦上游之節流閥位置及/或藉由控制限制環的位置以改變限制環之間的間隙而達成，因而改變來自電漿處理區域之排出氣體的電導。
一般而言，可藉由適當地控制活塞位置(參照圖1之131)來調整限制環間隙。在活塞之上昇衝程中，環110a、110b、110c、110d、及110e之間的間隙擴張；在活塞之下行衝程中，因為環110d的向下移動被下電極制止，且環110d的向下移動被環110e制止，如此等等，故環110a、110b、110c、110d、及110e以由下方環開始之循序方式崩塌在一起。限制環組件在先前技術中已為人所熟知，於此將不會再詳細說明。
當在先前技術中渴望壓力控制時，一般使用閉迴路(closed-loop)控制系統。在實施例中，量測或推導出電漿產生區域內的壓力，然後與製程處方所要求之期望壓力相比較查找。如果查找不一致，活塞131會適當地向上或向下移動以改變限制環間隙，藉以經電導環間隙來控制電導，因而影響電漿產生區域內的壓力。以步進方式(step-wise)施行此等量測-調整-量測-調整循環，直到達到期望之壓力設定點。
儘管該先前技術的方法對於具有固定電極之腔室是令人滿意的，但此方法對於具有可移動下電極的腔室卻不那麼令人滿意。在此等腔室中，因為下電極重新定位引起之電漿產生區域體積的突然改變，會導致在閉迴路控制演算努力重新取得控制時暫時喪失閉迴路壓力控制。即使閉迴路控制演算可以快速重新取得控制而開始調整程序，但因為下電極突然重新定位引起之壓力的巨大且突然的改變，會導致閉迴路控制演算需花費相當長的時間將壓力穩定於期望之設定點。在此冗長的壓力重新穩定期間，實際上會暫停基板處理。如果壓力重新穩定期間過分地冗長，將會影響生產率。
在本發明之實施例中，提供了一種新穎的壓力控制演算，其可快速地補償因為下電極(或上電極)的重新定位所引起的電漿產生區域中之巨大且突然之壓力改變。本發明者於此瞭解到：就一既定壓力而言，腔室間隙(亦即上及下電極之間的距離)關於限制環位置(如同由活塞的位置所決定者)大致上(雖然不是精確地)呈線性關係。本發明者於此亦瞭解到：對於各腔室間隙來說，經限制環之電導(單位為公升/秒)關於限制環位置(如同由活塞的位置所決定者)大致上(雖然不是精確地)呈線性關係。
進一步地，本發明者瞭解到：當間隙改變時，大致上亦維持電導及限制環位置之間的大致線性關係。藉由繪製不同腔室間隙之電導對限制環位置之曲線圖，各電導曲線可顯示實質上線性，而且該電導曲線實質上呈平行。
由於此等關係，本發明者瞭解到：可使用一粗略的開迴路(open-loop)控制對策，其使用由此等關係所提供的限制環位置改變參數來將限制環快速重新定位，以使電漿產生區域中的壓力快速達到大致上期望的設定點。一旦在開迴路狀況下達到初步之重新定位，可使用一更細部的閉迴路控制對策，以使壓力快速達到期望的壓力設定點。然而，因為開迴路位置改變僅為初步的重新定位，且不是精準壓力控制的取決迴路，因此可忽略不同腔室間隙之電導對限制環位置的非線性關係。此關鍵體認大大簡化計算程序，並使得粗略開迴路重新定位變得快速。
在一實施例中，本發明者推論：藉由計算出由一電導曲線至另一電導曲線之補償值，並以計算出的補償量移動限制環位置，可針對腔室間隙改變而快速地進行粗略壓力補償。一旦粗略的壓力補償執行完成，閉迴路控制可以接管壓力控制以將壓力穩定在期望的壓力設定點。在此情況下，壓力補償的達成可分為兩個階段：1)一開迴路第一階段，其中使用由先前得出之電導資料所計算出的補償值，快速移動限制環，及2)一後續閉迴路階段，以達到推導出的壓力設定點。
藉由參考隨後之圖式及討論(具有先前技術機構及對照的本發明實施例)，可更加明瞭本發明的特徵及優點。
圖1顯示根據本發明之一實施例之用以在上電極組件及下電極組件之間提供一可調間隙之電漿處理系統的簡化概略圖式。電漿處理系統100可以是單、雙或三頻率的電感釋放系統，或可以是一感應式耦合電漿系統，或一使用各種電漿產生及/或維持技術的電漿系統。在圖1之實施例中，射頻可包含但不限制於2、27及60MHz。
在圖1之實施例中，電漿處理系統100可配置有一上電極組件102及一下電極組件104。藉由一腔室間隙106，可將上電極組件102及下電極組件104彼此分開。上電極組件102可包含一接地或以射頻RF電力供應器(未顯示)供應電力的上電極。
電漿處理期間，可將處理氣體(未顯示)供應至腔室間隙106內。藉由供應至下電極組件104之RF電力，可將供應至腔室間隙106內之處理氣體激化至電漿狀態。藉由一限制環組件108可將腔室間隙106中的電漿限制，其中限制環組件108可配置有至少一組限制環(110a、110b、110c、110d、及110e)。限制環組件亦可配置有間隙控制機構112，間隙控制機構112包含用以控制限制環(110a-e)之間之間隙的活塞131。腔室間隙106(亦即電漿產生區域)中的排出氣體可通過限制環組(110a-e)之間的限制環間隙。藉由真空泵浦(未顯示以簡化說明)可將此等排出氣體經由節流閥自腔室排出。
在一實施例中，下電極組件104可配置有一活塞114及一驅動機構116，以允許下電極組件104上下移動。因此，電漿產生區域內的體積可改變，其導致壓力改變，因此需要限制環重新定位的補償。
參照圖1，在移動下電極組件104以供應給定步驟之處方需求之後，限制環組件108可與下電極組件104相應地移動，因而改變限制環組件108之間的間隙。因此，電漿產生區域中的壓力不僅因為電漿產生區域的體積突然改變而改變，也因為限制環間隙的改變而改變。
為了維持預設之壓力(例如，下電極移動前存在的壓力)，限制環組件108的位置可能需要調整以改變排出氣體的電導(以公升/秒計算)，藉以補償因為下電極移動導致的電漿產生區域體積改變及/或限制環間隙改變。
圖2顯示根據本發明之一實施例之預定壓力下限制環位置(CRP)為腔室間隙之函數的圖表。為了幫助了解，將圖2與圖1相關聯來討論。
如圖2所示，垂直軸顯示任意計數單位之限制環位置。在一實作例中，任意計數單位可為用於控制活塞131的上下移動之伺服馬達的伺服馬達指標。水平軸顯示以釐米(mm)為單位之腔室間隙。圖線210顯示在給定壓力下，限制環位置與腔室間隙之間的線性關係。
圖3顯示根據本發明一實施例之以經驗方式推導出之複數個不同腔室間隙的電導曲線(其以電導對限制環位置例示)。
如圖3所示，垂直軸以每秒公升(L/s)顯示電導。水平軸再次以任意計數單位顯示限制環位置(CRP)。圖線310為腔室間隙值1.88cm之電導曲線。圖線320為腔室間隙值2.34cm之電導曲線。圖線330為腔室間隙值2.8cm之電導曲線。圖線340為腔室間隙值3.1cm之電導曲線。
由圖3可作出幾個觀察結論。第一，曲線在腔室操作區域中(亦即大於4公升/秒)，大致上為線性。第二，此等曲線大致上為平行，其說明當間隙改變時，電導與限制環位置之間的線性關係大致上可以維持。第三，就給定之期望電導而言(例如圖2中之11公升/秒)，可簡單地藉由將限制環以各曲線之間的x軸補償量移動，而將可歸因於腔室間隙改變之電導改變加以補償。參照圖2，藉由移動限制環位置約等於補償(點344及點342之間)量值，可補償當腔室間隙自2.34cm(曲線320)移動至1.88cm(曲線310)時的電導變化。以該補償量(點344及點342之間的差異)移動限制環位置，具有粗略地將電導曲線310移動至重疊在傳導線320上的效果。如此做，可補償因為間隙改變而導致的電導改變，且可以開迴路方式達到粗略的電導補償。
在一實施例中，可以”X”表示現時的腔室間隙，以+/-”Y”表示腔室間隙的改變。可以”A”表示現時的CRP。可以以下等式計算新的腔室間隙及新的CRP：
新的腔室間隙位置=X+/-Y(等式1)
新的CRP=A+/-(M*Y)(等式2)，其中M為測定自圖3之電導曲線之斜率。
如同可能自上述說明察覺者，在一實施例中可以經驗方式測定複數個各腔室間隙之電導曲線。在整個工作電導範圍內，複數個電導曲線可為相對線性，而在一實施例中產生一約M的斜率。可判定關於預定晶圓區域壓力之補償CPR值，以補償腔室間隙調整。或者，可使用簡單的查找(lookup)表來獲得腔室間隙及補償值之間的關聯。為了幫助開迴路粗略調整，可由查找表提供的數值獲得及/或估計特殊腔室間隙的對應補償值。
圖4顯示依照本發明之一實施例之用以使用即時調整腔室間隙來控制晶圓區域壓力之方法400的簡化流程圖。
在步驟402中，可在一實施例中以經驗方式判定複數個不同腔室間隙之電導曲線。在步驟404中，新的腔室間隙被指定為製程處方的一部份。在步驟406中，由現時限制環位置可測定補償值。此補償值先前已連接圖3討論。為了簡化計算及查找，可使用一任意選擇之參考腔室間隙來提供在一實施例中所有其他腔室間隙可參照的間隙。
一旦取得該補償值，可以開迴路方式，使用該補償值來調整限制環位置，以快速(但大致上)將限制環重新定位(步驟408)。此快速的重新定位粗略地將因為下電極的移動造成的電漿產生區域體積改變及限制環間隙改變加以補償。一旦粗略的重新定位完成，在先前技術中以細微(但較慢)的方式作用的閉迴路控制，可使用來在電漿產生區域中將壓力更精準地建立在期望之設定點壓力上。一旦壓力重新穩定下來，可使用在先前技術中熟知的技術將其他壓力上的改變(例如適應不同步驟中的壓力改變)完成。
如同可由前述說明所明瞭者，本發明之實施例允許壓力補償以快速將限制環以兩階段處理重新定位的快速方式實施。在第一階段中，使用得自先前獲得之電導資料(其關聯各種腔室間隙之電導與限制環位置)之補償量，以開迴路的方式，將限制環快速地重新定位。在第二階段中，可使用傳統的閉迴路控制將壓力更精準地穩定在期望值上。藉由將因為電極移動造成之壓力改變快速補償，可縮短壓力穩定步驟，因而增加生產率。再者，本發明之實施例在處理自一步驟進行至下一步驟時，可使得電漿維持點燃的能力增進或變得可能，其中各步驟可能要求不同之腔室間隙及壓力設定。
如所提及，半導體元件的製造可能需要多步驟處理以在一個或更多的電漿處理腔室中使用電漿。有些完成元件製造所需的處理步驟可能使用指定不同電漿密度及/或不同離子能量及/或不同晶圓偏壓之不同處方。在先前技術中，此等不同處方可使用不同之電漿處理腔室或系統來施行，各電漿處理腔室或系統可用以施行一或多個多步驟處理的處方。
儘管此等方法完成了製造結果元件的目標，但卻有缺點。例如，使用多個腔室及/或系統來完成元件的製造，增加了元件製造商的設備取得及調度成本及/或保養的負擔。如另一例子，使用多個腔室及/或系統來完成元件的製造，造成製造程序的延遲。這是因為此等方法花費了不算少量的時間以例如停止一腔室中之處理、排空腔室內容物、自該腔室移出基板、將基板移入另一相同或不同的電漿處理系統內、及起動其他腔室以穩定並開始處理基板等程序。該延遲使得製造電漿處理系統所需的時間總量增加，並使得總工廠產出減少。
在本發明之另一實施例中，提供有用以在相同電漿處理腔室中原地提供不同電漿密度及/或不同離子能量及/或不同晶圓偏壓的方法及設備。在一個或更多實施例中，將上電極接地同時供應電力至下電極。在此實作例中，下電極的周圍(其為電力供應的)設有圍繞下電極並接地的環狀(甜甜圈狀)環。在此，環狀延伸部稱為下電極接地周圍延伸部(LE-GPE)。一般來說，LE-GPE係由通常為非反應性或大致上能不受電漿處理所影響、同時在其上的間隙大至足以維持電漿時仍允許RF耦合發生的材料所製成。在一實施例中，LE-GPE具有石英蓋或相似之適合上蓋。
LE-GPE上方的間隙係延伸至接地上表面，並設置成使得當上電極及下電極之間之間隙足夠狹窄時，便產生一特性：LE-GPE上方的間隙不並足以大到可維持電漿，而上覆於LE-GPE內側之下電極之間隙仍舊保持大到足以維持電漿。在此窄間隙實例中，來自電力供應之下電極的RF耦合未能抵達LE-GPE或直接位於LE-GPE上方的接地上表面，而電漿只能維持在直接位於下電極上方的體積中。
當上電極及下電極之間的間隙逐漸變大時，即產生一特性：LE-GPE上方的間隙大到足以維持電漿，而上覆於LE-GPE內側之下電極之間隙亦大到足以維持電漿。在此寬間隙實例中，來自電力供應之下電極的RF耦合能抵達LE-GPE且亦能抵達直接位於LE-GPE上方的接地上表面，而電漿能維持在位於下電極及LE-GPE上方的體積中。
吾人可發現，在窄間隙實例及寬間隙實例兩者中，供應電力之下電極的有效RF耦合面積皆保持相同。然而，在寬間隙實例中，接地電極的有效RF耦合面積變大了(因為RF耦合亦可抵達LE-GPE及位於LE-GPE上方的接地區域)。因此，吾人可容易明白，窄間隙可提供一RF耦合之面積比(定義為有效RF接地耦合面積除以有效RF電力供應電極耦合面積之比例)，而在寬間隙實例中，因為較大的有效RF接地耦合面積，因此RF耦合之面積比較大。
在一實施例中，可藉由使LE-GPE與下電極不共平面而達成 間隙間的差異(亦即，在下電極之中央區域之上電極與下電極之間的間隙及LE-GPE上方的間隙)。例如，可將LE-GPE升高至超過下電極。在下電極為可移動之設計中，LE-GPE係與下電極一起移動。在上電極為可移動之設計中，上覆於LE-GPE的接地區域與上電極一起移動。
在另一實施例中，或者或此外，可將上覆於LE-GPE上方的接地區域製成與上電極不共平面。例如，或者或此外，可使上覆於LE-GPE上方的接地區域突出至上電極的下表面之下。在下電極為可移動之設計中，LE-GPE與下電極一起移動。在上電極為可移動之設計中，上覆於LE-GPE的接地區域與上電極一起移動。
上述或者或此外，可將上壓於LE-GPE之上的接地區域視為上電極之一環狀延伸部，或上電極接地周圍延伸部(UE-GPE)。此外，在下電極為可移動之設計中，LE-GPE與下電極一起移動。在上電極為可移動之設計中，上覆於LE-GPE的UE-GPE與上電極一起移動。
圖5顯示依照本發明之一實施例之其中設有非共平面UE-GPE的實作例。在圖5的實例中，UE-GPE延伸或突出至上電極500之下表面下方。在圖5之實施例中，UE-GPE係由兩個元件502a及502b所形成(雖然其為非必要條件)。將上電極500及UE-GPE 502a/502b接地。
亦顯示具有石英蓋508之下電極接地周圍延伸部(LE-GPE)506。如所顯示者，LE-GPE係圍繞下電極510。典型上，藉由RF電源(未顯示)供應電力至下電極510。複數個限制環512亦顯示在圖5中。
在圖5中，有兩個電漿維持區域：區域516，其可在間隙517足夠大至維持電漿之寬間隙結構中維持電漿；及區域514，其可在間隙519足夠大至維持電漿時維持電漿。
在圖6中，例示一窄間隙結構，其中間隙517不夠大(與平均自由徑有關)至在圖5中之參考號516所表示的區域中維持電漿。然而，間隙519仍足夠大至在圖5中之參考號514所表示的區域 中維持電漿。在此情況下，RF耦合係介於供應電力之下電極510及上電極500之間(如箭號602所例示)，而RF耦合面積比係由接地之上電極500之有效RF耦合面積，除以供應電力之下電極510之有效RF耦合面積加以定義。
在圖7中，例示一寬間隙結構，其中間隙517足夠大至在圖5中之參考號516所表示的區域中維持電漿。再者，較間隙517為大之間隙519仍足夠大至在圖5中之參考號514所表示的區域中維持電漿。在此情況下，RF耦合不但介於供應電力之下電極510及上電極500之間(如箭號702所例示)，也介於供應電力之下電極510及UE-GPE 502a/502b之間(如箭號704所例示)，而且亦經由石英表面508而介於供應電力之下電極510及LE-GPE 506之間(如箭號706所例示)。因為RF耦合面積比係以接地之電極之有效RF耦合面積，除以供應電力之下電極510之有效RF耦合面積所定義，因此該面積比已增加。這是因為接地之RF耦合面積現時已因LE-GPE 506及UE-GPE 502a/502b的面積而增加。
在寬間隙結構或窄間隙結構中，保持早先討論之所有優點是可能的(例如，藉由保持RF電力一致而改變體積以改變電漿密度，或獲得不同之電漿密度)。可移動電極連同可以(藉由移動間隙而)獨立控制之差異化電漿維持體積，有效提供了例如離子能量及/或晶圓偏壓及/或電漿密度原地之更細微(granular)控制。
在一實施例中，按一定尺寸製作上電極及下電極，俾使在窄間隙結構中達到面積比1：1，如此使腔室為在窄間隙結構中之對稱腔室。在寬間隙結構中，因為接地電極之有效RF耦合面積增加，因此面積比大於1：1而使得腔室不對稱。因此，可獲得一用以使腔室對稱或不對稱之原地方法，以適應不同之處方。
儘管上述實施例僅說明兩種差異化之電漿維持體積(例如圖5中之514及516)，但可以多步驟(例如兩步驟、三步驟、四步驟等等)來設置下電極周圍的區域，以產生不同尺寸的多個間隙，以達到可藉由使個別間隙過小而有效地維持電漿來進行抑制之額外差異化電漿維持體積。
吾人須注意圖5、6及7之實施例，可帶有早先之圖的特徵而一起實施，或以早先之圖的特徵獨立實施。
雖然本發明已就幾個實施例加以描述，仍有落入本發明範疇內之變更、替換、及等效物。也應當注意仍有許多施行本發明之方法及裝置的替代方式。再者，本發明之實施例可能在其他應用中發現效用。由於字數限制，摘要段係為方便性而提供於此，也因為讀取方便性而寫，且不應被採用以限制申請專利範圍之範疇。因此意謂下附之申請專利範圍應解釋為包含落入本發明之真實精神及範疇內的所有此等變更、替換、及等效物。
100‧‧‧電漿處理系統
102‧‧‧上電極組件
104‧‧‧下電極組件
106‧‧‧腔室間隙
108‧‧‧限制環組件
110a-e‧‧‧限制環
112‧‧‧間隙控制機構
114‧‧‧活塞
116‧‧‧驅動機構
131‧‧‧活塞
210‧‧‧圖線
310‧‧‧圖線
320‧‧‧圖線
330‧‧‧圖線
340‧‧‧圖線
342‧‧‧點
344‧‧‧點
400‧‧‧流程圖
402‧‧‧步驟
404‧‧‧步驟
406‧‧‧步驟
408‧‧‧步驟
500‧‧‧上電極
502a‧‧‧元件
502b‧‧‧元件
506‧‧‧下電極接地周圍延伸部(LE-GPE)
508‧‧‧石英蓋
510‧‧‧下電極
512‧‧‧限制環
514‧‧‧區域
516‧‧‧區域
517‧‧‧間隙
519‧‧‧間隙
602‧‧‧箭號
702‧‧‧箭號
704‧‧‧箭號
706‧‧‧箭號
本發明在隨附圖示之圖中以範例而非限制的方式說明，且其中類似參考數字關聯於相似元件，且其中：圖1顯示根據本發明之一實施例之用以在上電極組件及下電極組件之間提供一可調間隙之電漿處理系統的簡化概略圖式。
圖2顯示根據本發明之一實施例之預定壓力下限制環位置(CRP)為腔室間隙之函數的圖表。
圖3顯示根據本發明之一實施例之複數個各種腔室間隙之經驗推導電導曲線(其以電導對限制環位置例示)。
圖4顯示依照本發明之一實施例之用以使用即時調整腔室間隙來控制晶圓區域壓力之方法400的簡化流程圖。
圖5顯示依照本發明之一實施例之用以達成RF耦合之面積比改變之原地控制的簡化腔室。
圖6顯示依照本發明之一實施例之窄間隙結構。
圖7顯示依照本發明之一實施例之寬間隙結構。
500‧‧‧上電極
502a‧‧‧元件
502b‧‧‧元件
506‧‧‧下電極接地周圍延伸部(LE-GPE)
508‧‧‧石英蓋
510‧‧‧下電極
512‧‧‧限制環
514‧‧‧區域
516‧‧‧區域
517‧‧‧間隙
519‧‧‧間隙

Claims (16)

  1. 一種電漿處理系統，該電漿處理系統具有用以處理基板之電漿處理腔室，該電漿處理腔室包含：一上電極，該上電極具有一第一上電極部及一第二上電極部，該第一上電極部環狀地圍繞該第二上電極部，該第一上電極部及該第二上電極部兩者在該處理期間接地；一下電極，該下電極具有一第一下電極部及一第二下電極部，該第一下電極部接地並環狀地圍繞該第二下電極部，該第二下電極部具有用以在該處理期間支撐該基板的基板支撐表面，其中該上電極及該下電極至少其中之一，可在垂直於該基板支撐表面的方向上移動；一RF電源，用以提供RF能量至該第二下電極部，其中該第一下電極部的上表面關於該基板支撐表面係非共平面，使得該第一下電極部的該上表面與該第一上電極部的下表面之間的第一間隙，小於該基板支撐表面與該第二上電極部之面對基板的表面之間的第二間隙，其中該電漿處理腔室係用以在至少兩狀態(regimes)期間為可操作，該兩狀態之第一狀態包含配置該上電極及該下電極，使得電漿可維持在該第二下電極部的該基板支撐表面與該第二上電極部之該面對基板的表面之間，該電漿亦可維持在該第一下電極部的該上表面與該第一上電極部的該下表面之間的該第一狀態中；該兩狀態之第二狀態包含配置該上電極及該下電極，使得該電漿可維持在該第二下電極部的該基板支撐表面與該第二上電極部之該面對基板的表面之間，但該電漿無法維持在該第一下電極部的該上表面與該第一上電極部的該下表面之間的該第二狀態中。
  2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，其中只有該上電極係可移動的。
  3. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，其中只有該下電極係可移動的。
  4. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，其中該上電極及該 下電極兩者皆可移動。
  5. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，其中該第一上電極部之該下表面關於該第二上電極部之該面對基板的表面係共平面。
  6. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，其中該第一上電極部之該下表面關於該第二上電極部之該面對基板的表面係非共平面的。
  7. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，其中RF耦合之面積比，在該第二狀態中為約1：1。
  8. 一種電漿處理系統，該電漿處理系統具有用以處理基板之電漿處理腔室，該電漿處理腔室包含：一上電極，該上電極具有一第一上電極部及一第二上電極部，該第一上電極部環狀地圍繞該第二上電極部，該第一上電極部及該第二上電極部兩者在該處理期間接地；一下電極，該下電極具有一第一下電極部及一第二下電極部，該第一下電極部接地並環狀地圍繞該第二下電極部，該第二下電極部具有用以在該處理期間支撐該基板的基板支撐表面，其中該上電極及該下電極至少其中之一，可在垂直於該基板支撐表面的方向上移動；一RF電源，用以提供RF能量至該第二下電極部，其中該第一上電極部的下表面與該第二上電極部之面對基板的表面係非共平面，使得該第一上電極部的該下表面與該第一下電極部的上表面之間的第一間隙，小於該基板支撐表面與該第二上電極部之該面對基板的表面之間的第二間隙，其中該電漿處理腔室係用以在至少兩狀態(regimes)期間為可操作，該兩狀態之第一狀態包含配置該上電極及該下電極，使得電漿可維持在該基板支撐表面與該第二上電極部的該面對基板的表面之間，該電漿亦可維持在該第一下電極部的該上表面與該第一上電極部的該下表面之間的該第一狀態中；該兩狀態之第二狀態包含配置該上電極及該下電極，使得該電漿可維持在該基板支 撐表面與該第二上電極部之該面對基板的表面之間，然而該電漿無法維持在該第一下電極部的該上表面與該第一上電極部的該下表面之間的該第二狀態中。
  9. 如申請專利範圍第8項之電漿處理系統，其中只有該上電極係可移動的。
  10. 如申請專利範圍第8項之電漿處理系統，其中只有該下電極係可移動的。
  11. 如申請專利範圍第8項之電漿處理系統，其中該上電極及該下電極兩者皆可移動。
  12. 如申請專利範圍第8項之電漿處理系統，其中該第一下電極部之該上表面關於該第二下電極部之該基板支撐表面係共平面的。
  13. 如申請專利範圍第8項之電漿處理系統，其中該第一下電極部之該上表面關於該第二下電極部之該基板支撐表面係非共平面的。
  14. 如申請專利範圍第8項之電漿處理系統，其中RF耦合之面積比，在該第二狀態中為約1：1。
  15. 一種在電漿處理系統中處理基板的方法，該電漿處理系統具有用以處理基板之電漿處理腔室，該方法包含：將該基板配置在該電漿處理腔室之一下電極之一基板支撐表面上；在第一狀態中處理該電漿處理腔室；在與該第一狀態不同之第二狀態中處理該電漿處理腔室，該第一狀態包含一RF耦合之第一面積比，該第二狀態包含與該RF耦合之第一面積比不同之一RF耦合之第二面積比，該電漿處理腔室至少部分藉由在垂直於該基板支撐表面之方向上移動該電漿處理腔室之一上電極及該下電極其中之一，而在該第一狀態及該第二狀態之間進行轉換，其中該上電極具有一第一上電極部及一第二上電極部，該第一上電極部環狀地圍繞該第二上電極部，該第一上電極部及該第二上電極部兩者在該處理期間接地，該下電極 具有一第一下電極部及一第二下電極部，該第一下電極部接地並環狀地圍繞該第二下電極部，該第二下電極部具有用以在該處理期間支撐該基板的基板支撐表面；其中該第一上電極部的下表面與該第二上電極部之面對基板的表面係非共平面，使得該第一上電極部的該下表面與該第一下電極部的上表面之間的第一間隙，小於該基板支撐表面與該第二上電極部之該面對基板的表面之間的第二間隙。
  16. 如申請專利範圍第15項之在電漿處理系統中處理基板的方法，其中只有該下電極係可移動的。
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