TWI519216B - 具有射頻帶輸入之周邊射頻饋給及對稱射頻返回 - Google Patents

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TWI519216B
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Description

具有射頻帶輸入之周邊射頻饋給及對稱射頻返回
本發明係關於晶圓處理設備，且更具體而言，係關於用於處理在晶圓處理設備中之晶圓的設備、方法、及電腦程式。
積體電路的製造包含將含有摻雜矽之區域的矽基板(晶圓)沉浸入化學反應性電漿，其中將次微米元件特徵(例如電晶體、電容器等)蝕刻至表面上。一旦製造了第一層，數個絕緣(介電)層建立在該第一層上方，其中將孔(亦稱作介層窗)和溝槽蝕刻進該材料以布置傳導互連線路。
非均勻蝕刻可能不利地影響晶圓良率。此外，為促進在相同的晶圓上產出更高數量的元件，關鍵尺寸大小隨每個元件新世代而縮小，且晶圓尺寸逐漸增加，非均勻性的要求隨之變得更為嚴格。因此，控制非均勻性是能夠以具成本效益的方式大量生產更先進的技術節點的關鍵。
在此背景下產生本發明的實施例。
揭示內容的實施例提供用於對稱射頻輸送之周邊射頻饋給及對稱射頻返回的設備、方法、及電腦程式。應瞭解的是，本實施例可以多種方式實行，例如一製程、一設備、一系統、一裝置、或在電腦可讀媒體上的一方法。以下描述若干實施例。
在一個實施例中，提供用於電漿處理的一夾頭組件。該夾頭 組件包含：一靜電夾頭，於一第一面之上具有一基板支持表面；一設施板，於與該基板支持表面為相反側之一第二面上連接至該靜電夾頭；用以輸送射頻功率的一中空射頻饋給部，該中空射頻饋給部具有接觸該設施板的周邊的一第一部分；及一射頻帶，將該中空射頻饋給部連接至一射頻源。
該第一部分可為一碗狀部。該夾頭組件可包含一傳導構件，該傳導構件係連接至該設施板且設置於該中空射頻饋給部的該第一部分的內部之內。
該夾頭組件亦可包含對稱的接地屏蔽，該接地屏蔽實質圍繞該中空射頻饋給部。該中空射頻饋給部的該第一部分，於界定於與該靜電夾頭為相反側的該設施板的一側上的一周緣部處，接觸該設施板的周邊；該周緣部的半徑約可大於該設施板的半徑的一半。
該中空射頻饋給部的該第一部分可包含至少一個開口，用於進行對該設施板之至少一設施連接。該設施板可包含一非傳導升降銷系統。該設施板可包含一升降銷系統，該升降銷系統係與該中空射頻饋給部及該射頻帶電性隔離。
另一實施例提供一種供電方法，用於對電漿處理用的一夾頭組件供電。該方法包含：將一中空射頻饋給部的一第一端接觸一設施板的周邊；及將射頻功率利用一射頻帶耦合至該中空射頻饋給部的一第二端，該中空射頻饋給部將所施加的射頻功率輸送至該設施板。
藉由該中空射頻饋給部之射頻功率的輸送係繞過與一傳導構件相連接的該設施板的中心部分，該傳導構件係在該中空射頻饋給部的內部之內。該傳導構件可為一冷卻系統構件、一加熱裝置、一靜電夾持裝置、或一升降銷系統其中至少一者。
將射頻功率施加至該中空射頻饋給部的第二端的步驟可包含：於該夾頭組件側面的一位置處接觸該第二端。將該中空射頻饋給部的該第一端接觸該設施板的周邊的步驟可包含：於界定於該設施板底面的一周緣部處接觸該周邊，該周緣部的半徑係大於該設施板的半徑的一半。
該方法亦可包含利用一接地屏蔽，屏蔽該中空射頻饋給部的一第一部分。該方法亦可包含利用實質上對稱的接地屏蔽，屏蔽該中空射 頻饋給部的一第一部分。將該中空射頻饋給部的該第一端接觸該設施板的周邊的步驟可包含：於界定於該設施板底面的一周緣部處接觸該周邊，該周緣部的半徑係大於該設施板的半徑的一半。可經由該中空射頻饋給部之中的一對應的孔提供至少一設施連接。
另一實施例提供用於電漿處理的一夾頭組件，其包含：一靜電夾頭，於一第一面之上具有一基板支持表面；一設施板，於與該基板支持表面為相反側之一第二面上連接至該靜電夾頭；用以傳送射頻功率的一中空射頻饋給部，該中空射頻饋給部具有接觸該設施板的周邊的一第一部分，其中該中空射頻饋給部的該第一部分，於界定於與該靜電夾頭為相反側的該設施板的一側上的一周緣部處，接觸該設施板的周邊，其中該中空射頻饋給部的該第一部分包含至少一個開口，用於進行對該設施板之至少一設施連接；一射頻帶，將該中空射頻饋給部連接至一射頻源；及一實質對稱的接地屏蔽，圍繞該中空射頻饋給部。該設施板可包含一升降銷系統，該升降銷系統係與該中空射頻饋給部及該射頻帶電性隔離。
其他實施態樣由參照隨附圖式的以下詳細說明將更為明白。
10‧‧‧外圍腔室
11‧‧‧噴淋頭
12‧‧‧外圍腔室壁
13‧‧‧覆緣
14‧‧‧電漿侷限腔室
15‧‧‧穿孔
16‧‧‧電極組件
18‧‧‧夾頭組件
20‧‧‧靜電夾頭
22‧‧‧設施板
24‧‧‧射頻饋給部
25‧‧‧介面
26A‧‧‧第一部分(周邊射頻饋給部分)
26B‧‧‧第二部分
27‧‧‧周緣部
28‧‧‧接地屏蔽
29‧‧‧間隔物
30‧‧‧夾頭組件壁
32‧‧‧射頻地轉接管
40‧‧‧冷卻構件
41、43‧‧‧流體管
42‧‧‧升降銷系統
44‧‧‧加熱構件
45、47‧‧‧引線
46‧‧‧夾持構件
48‧‧‧絕緣管
60‧‧‧冷卻源
62‧‧‧氣動源
64‧‧‧射頻產生器
65‧‧‧射頻濾波器
66‧‧‧射頻匹配件
68‧‧‧AC源
70‧‧‧DC源
108‧‧‧底部電極
900‧‧‧電漿腔室
902‧‧‧系統控制器
904‧‧‧電漿配方
906‧‧‧頂部電極功率控制器
908‧‧‧加熱器控制器
912‧‧‧功率控制器
916‧‧‧加熱器
918‧‧‧加熱器
922‧‧‧射頻功率源
942‧‧‧射頻功率源
944‧‧‧開關
946‧‧‧匹配網路
948‧‧‧接地電極
970‧‧‧射頻帶(輸入)
970’‧‧‧端部
1004‧‧‧中央處理單元
1008‧‧‧程式
1010‧‧‧匯流排
1012‧‧‧唯讀記憶體
1014‧‧‧大容量儲存器
1018‧‧‧顯示器
1020‧‧‧I/O介面
1022‧‧‧鍵盤
1024‧‧‧游標控制器
1028‧‧‧隨機存取記憶體
1030‧‧‧網路介面
1032‧‧‧網路
1034‧‧‧可移除式媒體裝置
1090‧‧‧靜電夾頭組件
1091‧‧‧安裝盤
1092‧‧‧腔室壁
1094、1096‧‧‧子構件
1098‧‧‧射頻返回路徑
1111‧‧‧輸入板
1112‧‧‧側壁組件
1300‧‧‧方法操作
1305‧‧‧操作
1310‧‧‧操作
1315‧‧‧操作
1320‧‧‧操作
M1‧‧‧匹配網路
參照以下說明及隨附圖式，可最佳地理解本發明實施例。
圖1描述根據本發明一實施例的電漿反應器的剖面。
圖2描述根據本發明一實施例之夾頭組件18的剖面示意圖。
圖3描述根據本發明一實施例之連接至一夾頭組件的各種系統。
圖4描述根據本發明一實施例之中空射頻饋給部及射頻地轉接管的一部分的剖面。
圖5描述根據本發明一實施例的夾頭組件的設施板的底面。
圖6係比較利用具中心射頻饋給部的夾頭組件與利用根據本發明一實施例之具有中空射頻饋給部的夾頭組件所處理的基板之方位角不均勻性的圖。
圖7A描述根據本發明實施例之在包含一接地屏蔽的夾頭組 件之上的晶圓之蝕刻率。
圖7B描述根據本發明一實施例之圖7A中晶圓的蝕刻殘差掃描。
圖7C描述沒有接地屏蔽的夾頭組件上的晶圓的蝕刻率。
圖7D描述圖7C中晶圓的蝕刻殘差掃描。
圖8係用於實施此處所述實施例的電腦系統的簡化示意圖。
圖9係根據本發明實施例的電漿腔室。
圖10係根據本發明實施例之靜電夾頭組件的側剖視圖。
圖11A-E係根據本發明實施例的周邊射頻饋給部分的視圖。
圖12係根據本發明實施例之藉由利用該周邊射頻饋給部分之效能增益的圖。
圖13係流程圖，描述根據本發明實施例，在應用一週邊射頻饋給中所執行的方法操作。
以下實施例描述用於對稱射頻輸送用之周邊射頻饋給及對稱射頻返回之設備和方法。明顯的是，本案實施例可在不具備若干或全部這些特定細節的狀況下加以實施。另一方面，眾所周知的製程操作不再詳細加以描述，以免不必要地混淆本案實施例。
在二個電極之間激發電場係在蝕刻腔室中達到射頻氣體放電的方法之一。當施加振盪電壓於二個電極之間，所達到的放電稱作電容式耦合電漿(CCP)放電。
電漿可利用穩定的原料氣體加以產生，以取得藉由電子中性粒子碰撞所造成的各種分子的解離所產生的各種化學反應性副產物。蝕刻的化學方面包含中性氣體分子及其解離副產物與待蝕刻表面之分子的反應，以及產生揮發性分子，其可被抽離。當產生電漿時，加速正離子自電漿穿過分隔電漿與壁的空間電荷鞘，而以足夠的能量打擊晶圓表面，以自晶圓的表面移除材料。
在一個實施例中，氟碳氣體，例如CF4及C-C4F8，由於其 不等向性及選擇性蝕刻能力，被用於介電蝕刻製程，然而此處所述原理可適用於其他電漿產生氣體。氟碳氣體可易於解離成較小的分子和原子自由基。這些化學反應性副產物蝕刻掉介電材料，在一個實施例中，該介電材料可為用於低k(低介電常數)元件之SiO2及SiOCH。
圖1描述根據本發明一實施例的電漿反應器的剖面。該反應器包含由一外圍腔室壁12所界定的一外圍腔室10，以及由頂部電極組件16及下夾頭組件18所界定的電漿侷限腔室14。夾頭組件18包含一靜電夾頭20，該靜電夾頭20提供一基板支持表面於其頂部側，且能夠靜電夾持基板至其靜電支持表面。一設施板22於與該基板支持表面為相反側的一側連接至該靜電夾頭20。各種設施構件係連接至設施板22，例如關於加熱、冷卻、升降銷控制、及靜電夾持的構件。
如所示，頂部電極組件16包含一噴淋頭11，其用於將製程氣體饋送進入電漿侷限腔室14。該頂部電極組件亦包含一覆緣(shroud)13，其與夾頭組件18嚙合而界定電漿侷限腔室14。穿孔15係用於離開該電漿侷限腔室14的氣流。
一中空的射頻饋給部24係連接至設施板22的周邊部分，以將射頻功率輸送至設施板22的邊緣。這個構造使射頻電流能夠繞過設施板22的內部部分，使得連接至該設施板的子構件不在射頻電流的路徑中。以此方式，在高方位角均勻性的狀態下達到至位於夾頭組件上之基板的射頻輸送。
中空射頻饋給部24包含一第一部分26A及一第二部分26B，第一部分26A係連接至設施板22，而第二部分26B則自夾頭組件18側向地延伸出去。如所述實施例中所示，該中空的射頻饋給部24於一端連接至設施板22的周邊，並且自該設施板延伸離開而至在其另一端的一射頻來源。連接至該設施板的第一部分26A係一碗狀部，其直徑大於第二部分26B的直徑，而第二部分26B係自夾頭組件延伸離開的一管狀部。第二部分26B於介面25處連接至在由該第一部分26A所界定的碗狀部中一個孔洞。如此，將連接至設施板的各種子構件容納於中空射頻饋給部的第一部分26A的內部之內。
此外，設置一接地屏蔽28作為夾頭組件18的一部分。接地屏蔽28促成一實質對稱的射頻返回電流路徑。接地屏蔽28設計成圍繞中空射頻饋給部24其中第一部分26A及第二部分26B連接處的區域。因此，接地屏蔽28界定中空射頻饋給部24的第一部分26A及第二部分26B之間的屏障。接地屏蔽28連接至夾頭組件壁30，射頻地轉接管32自該夾頭組件壁30延伸到地。夾頭組件壁30、接地屏蔽28、及射頻地轉接管32共同地形成經由中空射頻饋給部24所輸送的射頻電流的返回路徑。吾人將注意到，中空射頻饋給部的第二部分26B的部分，係形成於射頻地轉接管32的內部之內。中空射頻饋給部的第二部分26B的這個部分與射頻地轉接管32共同地形成一同軸部。
圖2描述根據本發明一實施例之夾頭組件18的剖面示意圖。如所示，各種子構件連接至設施板22，前述子構件包含冷卻構件40、升降銷系統42、加熱構件44、及夾持構件46。該加熱及夾持構件係電傳導性的，且因此在習知的電漿處理系統中特別可能干擾對稱的射頻輸送及返回。然而，甚至構件(例如基於液體或氣體的冷卻構件及氣動升降銷系統)亦可為傳導性的、或非傳導性的而容納於其中的傳導性的液體或氣體亦可能降低至習知的系統中之基板的射頻輸送的對稱性，這是因為連接至設施板可能需要改變設施板的表面結構。如此處所揭示的中空射頻饋給部將射頻功率直接輸送至該設施板的周邊，由於子構件不在射頻輸送路徑上，因而增進了射頻輸送的對稱性。
中空射頻饋給部的第一部分26A，於界定於設施板22的底面上的周緣部27處連接至設施板22。周緣部27係界定於設施板22的周邊或邊緣處。周緣部27係與設施板22同中心。在一個實施例中，周緣部27的半徑，大於設施板22半徑的一半，但小於設施板22的全半徑。
靜電夾頭20及設施板22藉由介電質間隔物29而與夾頭組件壁30加以分隔。射頻路徑可廣義地由至一基板的射頻輸送路徑及一射頻返回路徑加以界定。射頻輸送路徑提供沿著中空射頻饋給部24至設施板22的周緣部27的射頻輸送、以及環繞設施板22和靜電夾頭20的邊緣至基板的射頻輸送。射頻返回路徑係沿著夾頭組件壁30及接地屏蔽28，最後經由 射頻地轉接管32連接至地。
在所述實施例中，允許用於分別連接至冷卻構件40及升降銷系統42的流體管41及43越過中空射頻饋給部24，這是因為流體管41及43係非傳導性的且僅對射頻輸送的對稱性造成微小的干擾。然而，分別用於加熱構件44及夾持構件46的設施引線45及47則裝載於中空射頻饋給部24的內部之內。
在最低限度下，對於包含加熱構件44及夾持構件46的系統，每個構件有兩條引線，總共至少四條引線。在若干實施例中，可能有其他的加熱構件引線。舉例來說，在一個實施例中有四個加熱區，每個加熱區設有一對引線。在此種實施例中，總共有十條引線通過中空射頻饋給部24饋送至加熱構件44及夾持構件46。
在一個實施例中，將一絕緣管48設置於中空射頻饋給部的第二部分26B之內。該絕緣管48係由例如Teflon®之絕緣材料所組成。
圖3描述根據本發明一實施例之連接至一夾頭組件的各種系統。如所示，冷卻構件40連接至一冷卻源60，其提供用於冷卻靜電夾頭20的液態或氣態流體。升降銷系統42連接至氣動源62，該氣動源62提供壓縮氣體，其用於控制促成基板自靜電夾頭20脫離的升降銷。
自射頻產生器64經由射頻濾波器65及射頻匹配件66提供中空射頻饋給部24射頻功率。引線45自AC源68提供電流至加熱構件44。引線47自高壓DC源70提供電流至夾持構件46。
圖4描述根據本發明一實施例之中空射頻饋給部及射頻地轉接管的一部分的剖面。如所顯示，在射頻地轉接管32內部的中空射頻饋給部24之部分的構造形成一同軸區段，其中該中空射頻饋給部24作為內導體而該射頻地轉接管32作為外導體，以在不對附近構件造成干擾的狀況下提供射頻功率的低損耗傳輸。
此外，絕緣管48被顯示在中空射頻饋給部24的內部。根據一個實施例，絕緣管48係一Teflon®管。在所述實施例中，具有四對引線45連接至四個不同的區加熱裝置，以及用於靜電夾持的一對高壓引線47。在一個實施例中，該等引線穿過射頻饋給帶。
圖5描述根據本發明一實施例的夾頭組件的設施板的底面。如所顯示，設施板22具有與其連接的各種設施構件，包含冷卻構件40、升降銷系統42、加熱構件44、及夾持構件46。中空射頻饋給部於周緣部27處接觸該設施板，該周緣部27係形成於設施板22的底面的周邊處。如所顯示，周緣部27係與設施板同中心，以促進自中空射頻饋給部至設施板22的邊緣之對稱射頻輸送。此外，該周緣部環繞在設施板22上各種設施構件的位置，俾使該等設施構件不在射頻輸送路徑上。在一個實施例中，周緣部27的半徑係設施板22之半徑的至少一半。在另一實施例中，周緣部27的半徑係設施板22之半徑的至少三分之二。在又另一實施例中，周緣部27可具有將周緣部27界定於設施板22的周邊鄰近區域之中的任何半徑。
圖6係比較利用具中心射頻饋給部的夾頭組件與利用根據本發明一實施例之具有中空射頻饋給部的夾頭組件所處理的基板之方位角不均勻性的圖。如所見，利用具有如此處所述之中空射頻饋給部的夾頭組件所處理的基板，顯示明顯較低程度的方位角不均勻性。在相對於中心射頻饋給部之該中空饋給部於方位角不均勻性的改善隨增加功率通常增加的狀況下，以上所述在整個射頻功率設定的範圍內皆成立。
在300及800瓦之間，中心射頻饋給部的方位角不均勻性大約加倍。相反地，中空射頻饋給部顯示在整個相同功率範圍內相當固定的方位角不均勻性，且具有全面較低程度的不均勻性。量測方位角不均勻性係藉由量測空白(blank)晶圓的蝕刻率並減去徑向不均勻性。關於量測各種度量的其他細節，可參見授證於西元2007年7月3日之美國專利第7,239,737號，名稱為“USER INTERFACE FOR QUANTIFYING WAFER NON-UNIFORMITIES AND GRAPHICALLY EXPLORE SIGNIFICANCE”，其揭示內容藉由參照於此納入。
圖7A-D描述根據本發明一實施例之接地屏蔽於方位角不均勻性上的功效。具體而言，圖7A描述在包含如此處所述之接地屏蔽的夾頭組件之上的晶圓之蝕刻率。圖7B描述根據本發明一實施例之圖7A中晶圓的蝕刻殘差掃描。如所顯示，方位角不均勻性係0.82%。反之，圖7C描述沒有接地屏蔽的夾頭組件之上的晶圓的蝕刻率。圖7D描述圖7C中晶圓的 蝕刻殘差掃描。在此實例中，方位角不均勻性大幅增加至3.95%。由此可見，接地屏蔽，其改善射頻返回路徑的對稱性，就降低方位角不均勻性方面提供顯著的效益。
圖8係用於實施此處所述實施例的電腦系統的簡化示意圖。應理解的是，此處所述方法可利用例如習知的通用型電腦系統之數位處理系統加以執行。或者，可使用特殊用途型電腦，其設計成或程式化為僅執行一個功能。該電腦系統包含一中央處理單元(CPU)1004，其透過匯流排1010連接至隨機存取記憶體(RAM)1028、唯讀記憶體(ROM)1012、及大容量儲存器1014。相位控制程式1008常駐於隨機存取記憶體(RAM)1028，但亦可常駐於大容量儲存器1014或ROM 1012。
大容量儲存器1014表示持續性資料儲存裝置，例如軟碟機或固定的磁碟機，其可為局部的或遠端的。網路介面1030藉由網路1032提供連線，俾以與其他裝置能夠通訊。應理解的是，CPU 1004能夠以通用型處理器、特殊用途型處理器、或特殊程式化的邏輯元件加以實現。輸入/輸出(I/O)介面提供與不同周邊設備的通訊，且經由匯流排1010與CPU 1004、RAM 1028、ROM 1012、及大量儲存器1014連接。例示的周邊設備包含顯示器1018、鍵盤1022、游標控制器1024、可移除式媒體裝置1034等。
顯示器1018建構成用以顯示此處所述之使用者介面。鍵盤1022、游標控制器1024、可移除式媒體裝置1034、及其他周邊設備係連接至I/O介面1020，以傳達命令選擇資訊至CPU 1004。應理解的是，至/來自外部裝置的資料可經由I/O介面1020而傳遞。本實施例亦可以在分散式計算環境中加以實施，在該分散式計算環境中任務係藉由經基於有線或無線網路連結的遠端處理裝置而加以執行。
具有射頻帶輸入的周邊射頻饋給
前述實施例包含伴隨中空射頻饋給部份的周邊射頻饋給部分。然而，該設計需要將使用之腔室大幅重新設計。縱使在沒有該中空射頻饋給部分(即上述第二部分26B)並且使用典型的帶型射頻輸入的情況下，仍可取得周邊射頻饋給部分(即上述第一部分26A)的若干效益。舉 例來說，周邊射頻饋給部26A提供至靜電夾頭的對稱射頻饋給。對稱的射頻饋給增進靜電夾頭上方所形成電漿的均勻性。對稱的射頻返回可進一步增進靜電夾頭上方所形成的電漿的均勻性。
圖9係根據本發明實施例的電漿腔室900。圖9的腔室包含具有射頻頻率f1的射頻功率源922，其經由匹配網路M1連接至底部電極108。頂部電極組件16經由開關944及匹配網路946連接至具有射頻頻率f4的第二射頻功率源942。
此外，該腔室包含一開關944，其將頂部電極組件16連接至地電位、或經由匹配網路946而連接至射頻功率源942。一個第一加熱器918位於噴淋頭11的上方，且一第二加熱器916位於接地電極948上方。加熱器918、916係藉由一硝酸鋁材料層而與噴淋頭11及接地電極加以隔離，但亦可使用其他絕緣材料。加熱器16控制接地電極的外部區域的溫度，而加熱器918控制噴淋頭11的溫度。加熱器918、916每一者可操作成在基板處理操作期間獨立地開啟或關閉。
該晶圓處理設備更包含系統控制器902、頂部電極功率控制器906、加熱器控制器908、及對於f1的功率控制器912。系統控制器902接收一電漿配方904，其包含用於執行於該腔室上的不同操作之指令。晶圓的處理可以多個操作實行，且各個操作可能需要在腔室中的不同設定。舉例來說，在一個操作中運用射頻功率源922、942二者，而在其他的操作中僅運用射頻功率源其中之一。
基於配方904，系統控制器設定腔室之操作的參數，其包含開啟或關閉射頻功率源其中何者、射頻功率源的電壓及功率設定、開關944的設定、加熱器916及918度數的設定、在腔室中所使用的氣體、腔室上的壓力、晶圓處理操作的持續時間等等。在一個實施例中，系統控制器902傳送指令至頂部電極功率控制器906以設定在頂部電極上的功率，這包括設定開關944將噴淋頭11連接至地或至射頻功率、及開啟或關閉射頻功率源942、以及設定射頻功率源942的功率準位。
系統控制器902連接至加熱器控制器908，以調節噴淋頭11的溫度。加熱器控制器908調節加熱器916、918以控制噴淋頭11的溫度。 一溫度感測器(未顯示)將噴淋頭11的一或多個點中之頂部電極的溫度的資訊提供至加熱器控制器908。因此，加熱器控制器908可藉由開啟或關閉加熱器916、918而調節噴淋頭11上的溫度，以達到在晶圓處理期間之期望的溫度。
系統控制器902亦連接功率控制器912，其調節射頻功率源922係加以開啟或加以關閉，以及若開啟功率源時之功率的設定。在一個實施例中，射頻功率源942的頻率係400kHz。在另一實施例中，該頻率係在自400kHz到2MHz之範圍，而在又另一實施例中，該頻率係在100kHz到10MHz的範圍。在若干操作中，三個底部射頻功率沒有同時地開啟，這容許在頂部射頻較高的頻率。在一個實施例中，f4係不同於在底部處的頻率f1，以避免腔室上的共振。
在一個實施例中，腔室中的壓力係在20mTorr及60mTorr之間。在另一實施例中，頂部功率源的電壓可在數百伏特(例如100V到2000V或更高)的範圍，且底部射頻功率源可具有高達6000V或更高的電壓。在一個實施例中，電壓係1000V。在另一實施例中，頂部射頻功率源的電壓係在100V及600V之間，且底部射頻功率源的電壓係在1000V及6000V之間。在腔室中的壓力可在10mTorr及500mTorr之間。在一個實施例中，腔室係操作於15mTorr之壓力。
要注意的是，圖9所述實施例係例示性的。其他實施例可利用不同型態的腔室、不同的頻率、基於配方對腔室配置之其他型態的調整、在腔室中的不同壓力等等。舉例來說，在一個實施例中，腔室係CCP電漿腔室。此外，在半導體晶圓處理設備中上述的若干模組可結合成單一的模組，亦或是一單一模組的功能可由複數模組加以執行。舉例來說，在一個實施例中，將功率控制器912整合至系統控制器902之內，但是亦可能有其他的配置。因此圖9所述實施例不應解釋為排除性或限制性的，而係例示性或描述性的。
周邊射頻饋給部分26A提供至靜電夾頭20的對稱射頻饋給。至周邊射頻饋給部分26A的輸入係射頻帶輸入970。圖10係根據本發明實施例之靜電夾頭組件1090的側剖視圖。靜電夾頭組件1090包含具射 頻帶輸入970的周邊射頻饋給部分26A。靜電夾頭組件1090亦包含經由夾頭組件壁30至腔室壁1092的對稱射頻返回路徑1098、及用於提供設施至靜電夾頭的子構件1094、1096。子構件1094可為由非傳導材料所構成的升降銷系統，且/或與周邊射頻饋給部分電性隔離。
圖11A-E係根據本發明實施例的周邊射頻饋給部分26A的視圖。射頻帶輸入970係在安裝盤1091處藉由多個螺栓連接至周邊射頻饋入部分26A。射頻帶輸入970的相反側端部970’係連接至射頻功率源922(未顯示)。夾頭組件壁30顯示成相對周邊射頻饋給部分26A實質上對稱的物理形狀。
周邊射頻饋給部分26A具有兩個部件：輸入板1111；及側壁組件1112，將輸入板連接至上述夾頭組件的設施板。在側壁組件1112中的一開口係設置用於夾頭組件內部之設施(功率、冷卻劑、真空、儀器等)進入口。
圖12係根據本發明實施例之藉由利用該周邊射頻饋給部分26A之效能增益的圖。實線表示該周邊射頻饋給部分26A的測試資料。虛線表示先前技術(中心饋給射頻)的測試資料。如曲線二者所顯示，與虛線相較，實線在廣範圍的功率設定上較為水平(具有較少變化)。
圖13係流程圖，描述根據本發明實施例，在應用一周邊射頻饋給中所執行的方法操作1300。此處所述操作係以例示為目的，且應理解若干操作可具有子操作，且另一方面，此處所說明的若干操作可能不包含於所例示的操作。了解以上這點，現在將描述方法操作1300。
在操作1305中，將射頻源利用射頻帶970連接至周邊饋給部分26A。在操作1310中，將一對稱射頻返回連接至夾頭組件18。
在操作1315中，施加一射頻訊號至夾頭組件18的周邊。在操作1320中，射頻返回電流流過對稱射頻返回路徑，而後該方法操作可結束。
實施此處所述實施例，可利用各種電腦系統配置，包含手持裝置、微處理器系統、基於微處理器或可程式化的消費性電子裝置、迷你電腦、大型電腦等等。該等實施例亦可在分散式計算環境中實行，在該分 散式計算環境中任務係藉由經有線或無線網路連結的遠端處理裝置而加以執行。
了解了以上實施例，應理解該等實施例可運用涉及儲存於電腦系統之中的資料之各種電腦實施操作。這些操作係需要物理量之物理性處理者。形成該等實施例之部分的任何此處所述之操作是有用的機械操作。本發明亦關於用於執行這些操作之裝置或設備。該設備可對於所需的用途而加以特別建構，例如特殊用途電腦。當定義為一特殊用途電腦時，該電腦亦可執行非該特殊用途的部分的其他處理、程式執行、或例行程序，且仍能夠操作用於該特殊用途。或者是，該等操作可由一通用型電腦加以處理，其中該通用型電腦由儲存於電腦記憶體或快取記憶體、或透過網路取得之一或多個程式選擇性地致能和配置。當資料係透過網路取得，該資料可由在網路上的其他電腦加以處理，例如計算機來源雲端。
一個以上實施例亦可製作成在電腦可讀媒體上之電腦可讀碼。該電腦可讀媒體為可儲存資料的任何資料儲存裝置，該資料可在之後藉由一電腦系統加以讀取。電腦可讀媒體之範例包含硬碟、網路附接儲存器(NAS,network attached storage)、唯讀記憶體、隨機存取記憶體、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁帶、和其他光學或非光學數據儲存裝置。該電腦可讀媒體可包含分散於一網路連接電腦系統上的電腦可讀有形媒體，以使電腦可讀碼以分散式加以儲存和執行。
雖然該方法操作係以特定的順序加以描述，應了解其他內務處理操作可能在操作之間執行，或者可能將操作加以調整以使其期發生在些微不同的時間，或可分散於一個系統，該系統容許處理操作發生於與該處理相關聯的各種時間間隔，只要重疊操作的處理係以所期望的方式加以執行。
雖然以清楚理解為目的而相當詳細描述前述實施例，但將顯而易見的是，在隨附專利申請範圍的範疇之內可實行一些變化及修改。因此，本實施例將被視為例示性而非限制性，並且本實施例將不限定於此處提出之細節，而可能在所附專利申請範圍的範疇及其相等意義內加以修改。
20‧‧‧靜電夾頭
26A‧‧‧第一部分(周邊射頻饋給部分)
30‧‧‧夾頭組件壁
41‧‧‧流體管
970‧‧‧射頻帶輸入
1090‧‧‧靜電夾頭組件
1092‧‧‧腔室壁
1094、1096‧‧‧子構件
1098‧‧‧射頻返回路徑
1112‧‧‧側壁組件

Claims (19)

  1. 一種夾頭組件，用於電漿處理，該夾頭組件包含：一靜電夾頭，在一第一面之上具有一基板支持表面；一設施板，於與該基板支持表面為相反側之一第二面上連接至該靜電夾頭；用以輸送射頻功率的一中空射頻饋給部，該中空射頻饋給部具有接觸該設施板的周邊的一第一部分；及一射頻帶，將該中空射頻饋給部連接至一射頻源。
  2. 如申請專利範圍第1項的夾頭組件，其中該中空射頻饋給部的該第一部分係一碗狀部。
  3. 如申請專利範圍第1項的夾頭組件，更包含一傳導構件，該傳導構件係連接至該設施板且係設置於該中空射頻饋給部的該第一部分的內部之內。
  4. 如申請專利範圍第1項的夾頭組件，更包含對稱的接地屏蔽，該接地屏蔽實質圍繞該中空射頻饋給部。
  5. 如申請專利範圍第1項的夾頭組件，其中該中空射頻饋給部的該第一部分，於界定於與該靜電夾頭為相反側的該設施板的一側上的一周緣部處，接觸該設施板的周邊。
  6. 如申請專利範圍第5項的夾頭組件，其中該周緣部的半徑大於該設施板的半徑的一半。
  7. 如申請專利範圍第1項的夾頭組件，其中該中空射頻饋給部的該第一部分包含至少一個開口，用於進行對該設施板之至少一設施連接。
  8. 如申請專利範圍第1項的夾頭組件，其中該設施板包含一非傳導升降銷系統。
  9. 如申請專利範圍第1項的夾頭組件，其中該設施板包含一升降銷系統，該升降銷系統係與該中空射頻饋給部及該射頻帶電性隔離。
  10. 一種供電方法，用於對電漿處理用的一靜電夾頭組件供電，該方法包含：將一中空射頻饋給部的一第一端接觸一設施板的周邊；及將射頻功率經由一射頻帶耦合至該中空射頻饋給部的一第二端，該中空射頻饋給部將所施加的射頻功率輸送至該設施板的周邊。
  11. 如申請專利範圍第10項的供電方法，其中藉由該中空射頻饋給部之射頻功率的輸送係繞過與一傳導構件相連接的該設施板的中心部分，該傳導構件係在該中空射頻饋給部的內部之內。
  12. 如申請專利範圍第11項的供電方法，其中該傳導構件包含一冷卻系統構件、一加熱裝置、一靜電夾持裝置、或一升降銷系統其中至少一者。
  13. 如申請專利範圍第10項的供電方法，其中該將射頻功率經由該射頻帶耦合至該中空射頻饋給部的該第二端的步驟包含：於該靜電夾頭組件側面的一位置處接觸該第二端。
  14. 如申請專利範圍第10項的供電方法，其中該將該中空射頻饋給部的該第一端接觸該設施板的周邊的步驟包含：於界定於該設施板底面的一周緣部處接觸該周邊，該周緣部的半徑係大於該設施板的半徑的一半。
  15. 如申請專利範圍第10項的供電方法，更包含利用一接地屏蔽，屏蔽該中空射頻饋給部的一第一部分。
  16. 如申請專利範圍第10項的供電方法，更包含利用實質上對稱的接地屏蔽，屏蔽該中空射頻饋給部的一第一部分。
  17. 如申請專利範圍第10項的供電方法，更包含經由該中空射頻饋給部之中的一對應的孔提供至少一設施連接。
  18. 一夾頭組件，用於電漿處理，該夾頭組件包含：一靜電夾頭，在一第一面之上具有一基板支持表面；一設施板，在與該基板支持表面為相反側之一第二面上連接至該靜電夾頭；用以傳送射頻功率的一中空射頻饋給部，該中空射頻饋給部具有接觸該設施板的周邊的一第一部分，其中該中空射頻饋給部的該第一部分，於界定於與該靜電夾頭為相反側的該設施板的一側上的一周緣部處，接觸該設施板的周邊，其中該中空射頻饋給部的該第一部分包含至少一個開口，用於進行對該設施板之至少一設施連接；一射頻帶，將該中空射頻饋給部連接至一射頻源；及一實質對稱的接地屏蔽，圍繞該中空射頻饋給部。
  19. 如申請專利範圍第18項的夾頭組件，其中該設施板包含一升降銷系統，該升降銷系統係與該中空射頻饋給部及該射頻帶電性隔離。
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