TWI550709B - 具有邊線圈之電漿處理系統及該電漿處理系統相關之方法 - Google Patents

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Description

具有邊線圈之電漿處理系統及該電漿處理系統相關之方法
本發明關於電漿處理系統。且本發明尤其關於含有調整電漿分佈之線圈的電漿處理系統。
例如電容式耦合電漿(CCP)系統及電感式耦合電漿(ICP)系統的電漿處理系統，係用於各種產業以在晶圓上製造元件。舉例來說，產業包括：半導體、磁性讀取/寫入及儲存、光學系統、及微機電系統(MEMS)。
電漿處理系統可在電漿處理室中產生及維持電漿以在晶圓上執行蝕刻及/或沉積，使元件特徵可在晶圓上形成。當在現存的電漿處理系統中處理晶圓時，在晶圓中央部份或接近晶圓中央部份的電漿密度，實質上可能高於在晶圓邊緣部份或接近晶圓邊緣部份的電漿密度。因此，遍佈整個晶圓表面的電漿處理率(例如蝕刻率)可能是實質上不均勻的或實質上不一致的，因此生產率可能未達預期。
本發明之實施例關於產生電漿以處理至少一晶圓的電漿處理系統。電漿處理系統可包含用以支撐晶圓的夾盤。電漿處理系統亦可包含用以容納電漿的腔室結構。腔室結構可包含圓筒形腔室壁。腔室結構更包含介電構件，其設置在圓筒形腔室壁之上且與圓筒形腔室壁耦接。介電構件可包含：設置在夾盤之上的頂部；連接至頂部的直立壁；以及連接至直立壁的凸緣。頂部可經由直立壁連接至凸緣。頂部可經由直立壁及凸緣連接至圓筒形腔室壁。電漿處理系統亦可包含：頂線圈組，設置在頂部之上用以引發電漿的產生。當以電漿處理晶圓時，頂部的水平底表面可配置成暴露於電漿。電漿處理系統亦可包含邊線圈組，其圍繞直立壁且設置在凸緣的至少一部分之上方，用以影響電漿的分佈。當以 電漿處理晶圓時，直立壁的直立內表面壁可配置成暴露於電漿且用以限制至少一部分的電漿。直立壁的內徑可小於圓筒形腔室壁的內徑。
以上發明內容僅關於於此揭露的本發明眾多實施例中之一者，且不應用來限制請求項中所闡明之本發明的範圍。隨後在本發明說明書的實施方式中，將會搭配隨附圖示更詳細敘述本發明這些及其他特點。
現將參考繪示於隨附圖式中的幾個實施例來加以詳述本發明。在以下的說明中，為達徹底了解本發明而闡明眾多具體細節。然而，對於熟習本技術者，顯然當知本發明可在不具備該等具體細節之若干部份或全部的狀況下實行。在其他情況中，為避免不必要的混淆本發明，不加以詳細描述眾所皆知的處理步驟以及/或結構。
下文說明各種實施例，包含方法與技術。吾人應牢記，本發明亦可包含含有電腦可讀取媒體的製造物品，該電腦可讀取媒體存有用以實現本發明技術之實施例的電腦可讀取指令。電腦可讀取媒體可包含，例如：半導體、磁性的、光磁性的、光學的、或其他形式之用以儲存電腦可讀取碼的電腦可讀取媒體。此外，本發明亦可包含用以實現本發明之實施例的設備。此種設備可包含專用及/或可程式化的電路，以實現關於本發明之實施例的任務。此種設備的實例包含一般用途的電腦及/或經過適當設計的專用計算裝置，且可包含電腦/計算裝置與專用/可程式化之電路的組合，該電路適用於關於本發明之實施例的各種任務。
本發明之一或更多實施例係關於一種電漿處理系統，其用於產生電漿以處理至少一晶圓。電漿處理系統可包含用以支撐晶圓的夾盤。電漿處理系統亦可包含用以容納電漿的腔室結構。夾盤及晶圓可設置在腔室結構之內部。
腔室結構可包含圓筒形腔室壁。腔室結構可進一步包含介電 構件，其設置在圓筒形腔室壁的上方並與圓筒形腔室壁耦接。
介電構件可包含設置在夾盤上方的頂部、連接至頂部的直立壁、及連接至直立壁的凸緣。介電構件可具有禮帽的形狀：頂部可為圓形；直立壁可為圓筒形或管形；凸緣可為環形。頂部可經由直立壁連接至凸緣。此外，頂部可經由直立壁及凸緣連接至圓筒形腔室壁。介電構件可以是一件式結構，其中頂部、直立壁、及凸緣可為介電構件的必要部件。另外或替代地，頂部、直立壁、及凸緣中之一或更多者可以是介電構件中的一或更多個可拆式部件。
電漿處理系統亦可包含頂線圈組，其設置在頂部上方用以引發電漿的產生。頂部的水平底面可配置成暴露於電漿，以將電漿限制在頂部下方而處理晶圓。
電漿處理系統亦可包含邊線圈組，其圍繞直立壁且設置在凸緣之至少一部分(例如內側部分)的上方，以產生額外的離子來增補(及/或維持)電漿，特別是在接近晶圓邊緣及/或位在晶圓邊緣。邊線圈組可與頂線圈組分開驅動。邊線圈組可有利地用以影響電漿的分佈(特別是在晶圓邊緣及/或接近晶圓邊緣)，因此可調整及最佳化整個晶圓的電漿處理率。
直立壁的外徑(可能與邊線圈組的位置有關)可實質上小於圓筒形腔室壁的內徑。另外或替代地，凸緣的內徑可實質上小於圓筒形腔室壁的內徑。因此，可將邊線圈組設置成實質上靠近晶圓邊緣；因此，在調整晶圓邊緣及/或接近晶圓邊緣之電漿密度的方面，邊線圈組可具有足夠強烈的影響。
此外，直立壁的內徑可實質上小於圓筒形腔室壁的內徑。因此，當以電漿處理晶圓時，直立壁的直立內表面(配置成暴露於電漿)可將至少一部分的電漿限制在鄰近晶圓邊緣的空間內，以在晶圓邊緣及/或接近晶圓邊緣維持期望的電漿密度。
使用上述電漿處理系統的配置，可將晶圓邊緣及/或接近晶圓邊緣的電漿密度(或離子密度)維持在期望的程度而可比得上晶圓中央及/或接近晶圓中央的電漿密度。此配置可有利地提供遍及整 個晶圓之實質上均勻的電漿處理率(例如沉積及/或蝕刻率)，而可達到期望的生產率。
本發明之一或更多實施例關於在電漿處理系統中以電漿來處理晶圓的方法。電漿處理系統可包含用以容納電漿的腔室結構。腔室結構可包含圓筒形腔室壁。腔室結構可進一步包含介電構件，其設置在圓筒形腔室壁的上方並與圓筒形腔室壁耦接。介電構件可包含第一元件及第二元件。第二元件可連接至第一元件且可實質上垂直於第一元件。
該方法可包含：引發步驟，其使用設置在介電構件之第一元件上方的頂線圈組，而在腔室結構內引發電漿。引發步驟可包含供應第一頻率的第一信號(例如第一電源)至頂線圈組。第一頻率可夠高而足以引發電漿的產生。例如，第一頻率可為13.56 MHz的射頻。
該方法亦可包含，在引發電漿之後，使用圍繞第二元件的邊線圈組來產生額外的離子以增補電漿(特別是在晶圓邊緣及/或接近晶圓邊緣)，因此影響電漿的分佈，而改善電漿處理均勻性。第二頻率的第二信號(例如第二電源)可供應至邊線圈組，以產生額外的離子。第二頻率可實質上不同於第一頻率，以使在不需要額外之屏蔽裝置的情況下，可避免第一信號(例如第一電源)與第二信號(例如第二電源)之間可能的干擾。在一或更多實施例中，第二頻率可實質上低於第一頻率。舉例來說，第二頻率可為範圍從500 KHz至4 MHz的射頻，例如2 MHz。
該方法亦可包含，當在電漿處理系統中處理晶圓時，將邊線圈組以垂直於晶圓頂表面的方向沿著第二元件的外表面移動，以調整及最佳化電漿之分佈。因此，可最佳化晶圓上之電漿分佈的均勻性。該方法可有利地提供遍及整個晶圓之實質上均勻的電漿處理率，而可達到期望的生產率。
本發明的特性及優點可參考圖示及隨後的詳述而更易於理解。
圖1A顯示一示意圖，說明在依本發明之一或更多實施例的電 漿處理系統中使用的介電構件102及兩線圈組的俯視圖。圖1B顯示一示意圖，說明依本發明之一或更多實施例的電漿處理系統100(其可包含介電構件102)之部分橫剖面圖。
電漿處理系統100可包含夾盤122，用以支撐晶圓124。電漿處理系統100亦可包含腔室結構118，其容納用以處理晶圓124的電漿128。夾盤122及晶圓124可設置在腔室結構118內部。電漿處理系統100亦可包含與腔室結構118耦接的外殼120，用以圍蔽及保護如下詳述之電漿處理系統100的一或更多元件。
腔室結構118可包含底構件130，其可以經陽極處理的鋁製成。腔室結構118亦可包含圓筒形腔室壁116(亦可以經陽極處理的鋁製成)，設置在底構件130的上方且與底構件130耦接。腔室結構118可進一步包含介電構件102，設置於腔室壁116之上並與腔室壁116耦接。介電構件102可以陶瓷材料製成，例如氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)，或可包含以一或更多陶瓷材料所製成的一或更多元件。
介電構件102可包含：水平頂部104，其設置在夾盤122之上；連接至頂部104的直立壁106；以及連接至直立壁106的水平凸緣108。介電構件102可具有類似於禮帽的形狀：頂部104可為圓形的；直立壁106可為圓筒形或管形；凸緣108可為環形。直立壁106可定位成實質上垂直於頂部104且實質上垂直於凸緣108。頂部104可經由直立壁106連接至凸緣108。此外，頂部104可經由直立壁106及凸緣108連接至腔室壁116。介電構件102可為一件式結構，其中頂部104、直立壁106、以及凸緣108可為介電構件102的必要部件。另外或替代地，頂部104、直立壁106、及凸緣108中之一或更多者可以是介電構件102中的一或更多個可拆式部件。
電漿處理系統100亦可包含頂線圈組112(其包含一或更多線圈)，設置在頂部104之上(且設置在頂部104的正上方)用以引發電漿128的產生。電漿處理系統100亦可包含連接至頂線圈組112的第一射頻(RF)產生器，用以驅動頂線圈組112。晶圓124之中央 及/或接近晶圓124之中央的電漿密度可藉由以下而加以控制：調整第一射頻產生器供應至頂線圈組112的電源。頂部104的水平底表面132可配置成暴露於電漿128，以將電漿128限制在頂部104之下而處理晶圓124。
電漿處理系統100亦可包含邊線圈組114(包含一或更多線圈)，其圍繞直立壁106且設置在凸緣108之至少一部分(例如內側部分)的上方，用以產生額外的離子而增補(及/或維持)電漿128，特別是在晶圓124之邊緣及/或接近晶圓124之邊緣。電漿處理系統100亦可包含連接至邊線圈組114的第二射頻產生器，其用以驅動邊線圈組114。因此，邊線圈組114與頂線圈組112可分別地且不同步地驅動及控制。晶圓124之邊緣及/或接近晶圓124之邊緣的電漿密度可藉由以下而加以控制：調整第二射頻產生器供應至邊線圈組114的電源。邊線圈組114可有利地用以影響電漿128的密度(尤其是晶圓124的邊緣及/或接近晶圓124的邊緣)，因此可調整及最佳化電漿128的分佈。
為了避免頂線圈組112與邊線圈組114之間的干擾，邊線圈組114的內徑可實質上大於頂線圈組112的外徑，以在兩線圈組之間提供足夠的間隔。另外或替代地，第一射頻產生器所供應之信號的頻率可實質上不同於第二射頻產生器所供應之信號的頻率。
直立壁106的外徑(其可能與邊線圈組114的位置有關且可與頂部104的外徑D1一樣大)可實質上小於圓筒形腔室壁116的內徑Dw。頂部104的外徑D1可大於夾盤122的外徑Dc且可實質上小於腔室壁116的內徑Dw。另外或替代地，凸緣108的內徑D3(其亦可能與邊線圈組114的位置有關)可實質上小於腔室壁116的內徑Dw。因此，邊線圈組114可設置成實質上接近晶圓124的邊緣；因此，在調整晶圓124之邊緣及/或接近晶圓124之邊緣的電漿128之密度方面，邊線圈組114可具有足夠強烈的影響。
此外，直立壁106的內徑D2可實質上小於腔室壁116的內徑Dw。因此，當以電漿128處理晶圓124時，直立壁106的直立內 表面134(配置成暴露於電漿128)可將至少一部分的電漿限制在鄰近晶圓124之邊緣的空間內(例如由空間138所部份說明的)。另外或替代地，凸緣108的內徑D3(亦可能與限制電漿128有關)可實質上小於腔室壁116的內徑Dw。
使用上述之電漿處理系統100的配置，可將晶圓124之邊緣及/或接近晶圓124之邊緣的電漿密度(或離子密度)維持在期望的程度而可比得上晶圓124之中央及/或接近晶圓124之中央的電漿密度。此配置可有利地提供遍及整個晶圓124之實質上均勻的電漿處理率(例如沉積及/或蝕刻率)，而可達到期望的生產率。
電漿處理系統100亦可包含複數個通道(例如通道110a、通道110b、及通道110c)，其設置在凸緣108的內部以將一或更多氣體輸送進入腔室結構118，以產生及/或維持電漿128。凸緣108可以例如氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)之陶瓷材料製成。複數個通道可以是凸緣108的通道結構，其沿著凸緣108的環形體圍繞且均等地分佈。有利地，一或更多氣體可以實質上均勻的方式輸送。與在習知之電漿處理系統中使用的金屬通道相比，凸緣108內之通道的陶瓷內壁可實質地抵抗由例如部分電漿128所造成的可能腐蝕。在一或更多實施例中，額外的抗腐蝕鍍膜材料可施加至通道的內壁，以進一步的增進通道的耐用性。
電漿處理系統100亦可包含與凸緣108耦接的氣體歧管126(其可包含一或更多氣體路徑)，用以將一或更多氣體輸送至複數個通道(包含通道110a、通道110b、及通道110c)。氣體歧管126可以至少一金屬材料製成，例如不銹鋼或鋁，並可電性接地。為了避免在通道內非期望地產生不想要的電漿，可將至少一部分的氣體歧管126設置在複數個通道與邊線圈組114之間，以將複數個通道屏蔽在與邊線圈組114伴生的磁場及電場之外。氣體歧管126有利地同時提供兩個功能：輸送氣體及屏蔽。
氣體歧管126可進一步包含凹槽結構136，其用於容納邊線圈組114的至少一部分，以最小化邊線圈組114至晶圓124之邊緣的距離。在一或更多實施例中，如圖1B所示，邊線圈組114的至 少一部分可設置在凹槽結構136之內，而使從邊線圈組114至晶圓124之邊緣的距離最小化。有利地，邊線圈組114對於接近晶圓124之邊緣及/或位在晶圓124之邊緣的電漿128的影響可最大化，以使整個晶圓124之處理率的均勻性最佳化。
電漿處理系統100亦可包含與邊線圈組114耦接的定位機構140，其用以沿著直立壁106的直立外表面將邊線圈組114移動及定位，而在最佳化邊線圈組114對於電漿分佈之影響的方面，提供更多可控制性；除此之外還提供，與驅動邊線圈組114的第二射頻產生器相關的可控制性。舉例來說，定位機構140可將邊線圈組114往下移動(例如至少部分進入凹槽結構136)，而減少邊線圈組114與晶圓124之邊緣之間的距離，因此增加了邊線圈組114對於晶圓124之邊緣及/或接近晶圓124之邊緣之電漿128的影響；定位機構140亦可將邊線圈組114往上移動(例如離開凹槽結構136)，而增加邊線圈組114與晶圓124之邊緣之間的距離，因此減少邊線圈組114的影響。
由上述關於圖1之實例的詳述可察知，電漿處理系統100可增加晶圓邊緣的電漿密度且可調整電漿分佈。電漿處理系統100可有利地提供實質上遍及整個晶圓124之均勻的電漿處理率，因此提供預期的生產率。
圖2A顯示一示意圖，說明在依本發明之一或更多實施例的電漿處理系統中使用的介電構件202、複數之管件(例如管件250a、管件250b、以及管件250c)、以及複數個耦接元件(例如耦接元件252a及耦接元件252b)的俯視圖。圖2B顯示一示意圖，說明依本發明之一或更多實施例的電漿處理系統200(其可包含介電構件202、管件、以及耦接元件)之部分橫剖面圖。
電漿處理系統200可含有與電漿處理系統100(關於圖1B之實例所詳述的)類似的特性及優點。例如，與電漿處理系統100之介電構件102類似，電漿處理系統200的介電構件202可包含：水平圓形頂部204、連接至頂部204的圓筒形直立壁206、以及連接至直立壁206的水平環形凸緣208。類似於電漿處理系統100，電 漿處理系統200可包含：頂線圈組212，設置在頂部204之上；以及圍繞直立壁206的邊線圈組214。
同時，電漿處理系統200可含有不同於電漿處理系統100之特性及優點。例如，取代氣體歧管(如圖1B之實例所示的氣體歧管126)，電漿處理系統200亦可包含複數之管件(包含管件250a、管件250b、管件250c等等)以輸送一或更多氣體至凸緣208的複數個通道(包含通道210a、通道210b等等)。複數之管件可配置成，具有從氣體輸入260至複數個通道之實質上相等的路徑長度，以對運送至複數個通道的氣體提供實質上均勻的壓力。
管件250a可設置在凸緣208之外邊緣的上方。管件250a可經由管件250b連接至複數個通道中之一或更多者，包含通道210a及通道210b。管件250b可經由管件250c連接至通道210a及通道210b。管件250c可設置成低於管件250b且可設置成比管250b靠近直立壁206(而較靠近邊線圈組214)。管件250b可設置成低於管件250a且可設置成比管件250a靠近直立壁206(而較靠近邊線圈組214)。根據此配置，凸緣208之複數個通道的長度可最小化；因此，可有利地最小化凸緣208的製造成本。同時，管件250a與邊線圈組214之間的距離可最大化，而使邊線圈組214對於經由管件250a運送之氣體的影響最小化；因此，可避免在管件250a內部產生非期望且不想要的電漿。
電漿處理系統200亦可包含複數個耦接元件(包含耦接元件252a、耦接元件252b等等)，用以將複數之管件與凸緣208耦接。凸緣208、直立壁206、及複數個耦接元件可形成複數個容器結構，包含容器結構254a、容器結構254b等等，用以容納邊線圈組214的複數個部分，以最小化邊線圈組214至晶圓224之邊緣的距離。邊線圈組214的複數個部分可設置在複數個容器結構之內，以使邊線圈組214至晶圓224之邊緣的距離可最小化。有利地，邊線圈組214對於接近晶圓224之邊緣及/或晶圓224之邊緣的電漿的影響可最大化，以使整個晶圓224之處理率的均勻性最佳化。
電漿處理系統200亦可包含定位機構(例如，類似於圖1B之 實例所說明之定位機構140的一種機構)，用以沿著直立壁206的直立外表面將邊線圈組214移動及定位，而在最佳化邊線圈組114對於電漿分佈的影響之方面，提供額外的可控制性。舉例來說，定位機構可將邊線圈組214往下移動(例如至少部分進入容器結構)，而減少邊線圈組214與晶圓224之邊緣之間的距離，因此增加了邊線圈組214對於晶圓224之邊緣及/或接近晶圓224之邊緣的電漿的影響；定位機構亦可將邊線圈組214往上移動(例如離開容器結構)，而增加邊線圈組214與晶圓224之邊緣之間的距離，因此減少邊線圈組214的影響。該定位機構可有利地增進在調整電漿分佈方面的可控制性。
圖3A顯示一示意圖，說明在依本發明之一或更多實施例的電漿處理系統中使用的介電構件302、複數之管件(例如管件350a)、以及複數個耦接元件(例如耦接元件352a)的俯視圖。圖3B顯示一示意圖，說明依本發明之一或更多實施例的電漿處理系統300(其可包含介電構件302、管件、及耦接元件)之部分橫剖面圖。
電漿處理系統300可含有與關於電漿處理系統100(關於圖1B之實例所詳述的)及/或電漿處理系統200(關於圖2B之實例所詳述的)類似的特性與優點。
同時，電漿處理系統300可含有不同於電漿處理系統100及電漿處理系統200的特性及優點。例如，複數個耦接元件(包含耦接元件352等等)可沿凸緣308的外邊緣分佈，其用以將複數之管件(包含管件350a、管件350b等等)與介電構件302之凸緣308的複數個通道(包含通道310a)耦接。因此，通道、管件、耦接元件及凸緣308中兩者或更多者之間的接點可設置成實質上遠離邊線圈組314。而可有利地避免不想要之可能的電弧在接點產生。
另一實例，管件350a(經由管件350b連接至通道310a)可沿著外殼320的裡面部分設置在管件350b之上，以使管件350a及管件350b兩者皆沿著凸緣308的外邊緣，在耦接元件之至少數個部分的上方實質上垂直地對齊。因此，從邊線圈組314至管件350a及管件350b之每一者的距離可最大化，而使邊線圈組314對於經 由管件350a及管件350b所輸送之氣體的影響可最小化。而可有利地避免不想要的電漿在管件350a及管件350b的內部產生。
在一或更多實施例中，電漿處理系統300亦可包含定位機構，例如類似於圖1B之實例所說明的定位機構140，用以移動及定位邊線圈組314，而在最佳化電漿處理均勻性的方面，提供額外的可控制性。
圖4顯示一示意圖，說明依本發明之一或更多實施例的電漿處理系統400之部分橫剖面圖。
電漿處理系統400可含有與電漿處理系統300(關於圖3B之實例所詳述的)類似的特性及優點。此外，電漿處理系統400可進一步包含金屬屏蔽470，其圍繞介電構件402的直立壁406並設置在邊線圈組414的下方。金屬屏蔽470可電性接地並可設置在邊線圈組414與凸緣408內之複數個通道(包含通道410a)之間，用以將複數個通道屏蔽在與邊線圈組414伴生的磁場及電場之外。而可有利地避免不想要的電漿在複數個通道內產生。
金屬屏蔽470、直立壁406、以及用以耦接氣體輸送管(如管件350a)與凸緣408之通道的複數個耦接元件(例如耦接元件452a)，可形成複數個容器結構，例如容器結構454a，用以容納邊線圈組414的複數個部分，以最小化邊線圈組414至晶圓424之邊緣的距離。邊線圈組414的複數個部分可設置在複數個容器結構之內，而使邊線圈組414至晶圓424之邊緣的距離最小化。有利地，邊線圈組414對於接近晶圓424之邊緣及/或位在晶圓424之邊緣的電漿的影響可最大化，以最佳化整個晶圓424之處理率的均勻性。
圖5顯示一流程圖，說明在依本發明之一或更多實施例的電漿處理系統中(如具有關於圖1B、圖2B、圖3B、及/或圖4之實例所詳述之特性的電漿處理系統)，以電漿來處理晶圓之方法的步驟。如這些實例所述，電漿處理系統可包含腔室結構，其含有介電構件。介電構件可包含：頂部(或第一元件)；直立壁(或第二元件)；以及凸緣(或第三元件)。電漿處理系統亦可包含頂線圈組(設置在頂部的上方並連接至第一射頻產生器)以及邊線圈組(圍繞直 立壁並連接至第二射頻產生器)。電漿處理系統亦可包含定位機構，用以沿著直立壁的外表面來移動及定位邊線圈組。
該方法可包含步驟502，其中第一射頻產生器可提供第一頻率之第一電源至頂線圈組而引發電漿。第一頻率可夠高而足以引發電漿的產生。例如，第一頻率可為13.56 MHz的射頻。
步驟502之後，在步驟504中，第二射頻產生器可提供第二頻率之第二電源至邊線圈組，而產生額外的離子來增補電漿，特別是在接近晶圓的邊緣及/或在晶圓的邊緣，因此影響電漿的分佈，以最佳化整個晶圓之電漿處理率的均勻性。第二頻率可實質上不同於第一頻率，而可在不需要額外的屏蔽裝置下，避免第一電源與第二電源之間可能的干擾。在一或更多實施例中，第二頻率可實質上低於第一頻率。例如，第二頻率可為範圍在500 KHz至4 MHz的射頻，例如2 MHz。
該方法亦可包含步驟506，其中定位機構可沿著直立壁的外表面，以垂直於晶圓之頂表面的方向來移動邊線圈組，以調整電漿的分佈而最佳化整個晶圓之電漿處理率的均勻性。
當在電漿處理系統中處理晶圓時，可執行步驟506來動態地最佳化電漿處理均勻性。
另外或替代地，定位機構可在不同電漿處理配方相關的製程之間移動邊線圈組。例如，該方法可包含以下步驟：使用第一電漿處理配方來處理晶圓，而邊線圈組被設置在具有第一電漿調整影響的第一位置；在使用第一電漿處理配方處理晶圓之後，將邊線圈組沿著外表面移動至第二位置；然後使用第二電漿處理配方來處理晶圓，而邊線圈組被設置在具有第二電漿調整影響的第二位置。
另外或替代地，在步驟502之前，例如在引發電漿之前，定位機構可將邊線圈組移動且定位在一預定的位置。
在一或更多實施例中，該方法可包含上述之關於使用氣體歧管、凹槽結構、管件、耦接元件、容器結構、及金屬屏蔽(關於圖1B、圖2B、圖3B及/或圖4之實例)中之一或更多者的一或更多 步驟。
由上述內容可察知，本發明之實施例可包含邊線圈組(相對於頂線圈組分別驅動)，以增加晶圓邊緣及/或接近晶圓邊緣的電漿密度。因此，可在晶圓邊緣及/或接近晶圓邊緣提供期望的電漿密度，而可比得上晶圓中央及/或接近晶圓中央的電漿密度。本發明有利地提供實質上遍佈整個晶圓之均勻的電漿處理率，而可達到期望的生產率。
本發明的實施例可包含一或更多屏蔽裝置及/或間隔裝置，以使邊線圈組對於氣體輸送通道及氣體輸送管的影響可最小化。有利地，本發明可一致地供應氣體而維持電漿處理的一致性。此外，氣體輸送通道及氣體輸送管的耐用性可最大化。
本發明之實施例可包含定位機構及定位容納裝置，用以最大化在調整電漿分佈方面的可控制性。本發明可有利地最佳化電漿處理均勻性及生產率。
雖然本發明已依據數個實施例加以敘述，仍有落入本發明之範圍的替代、變更及其均等物。吾人亦應注意，有許多實現本發明之方法及設備的替代方法。此外，本發明之實施例可用在其他的應用中。為了方便起見，於此提供摘要部分，且由於篇幅的限制，因此摘要部分以便於閱讀的方式描述而不應用來限制請求項的範圍。因此意欲將以下隨附的請求項解釋成包含所有此種落入本發明之實質精神及範圍內的修改、變更、以及均等物。
100‧‧‧電漿處理系統
102‧‧‧介電構件
104‧‧‧頂部
106‧‧‧直立壁
108‧‧‧凸緣
110a‧‧‧通道
110b‧‧‧通道
110c‧‧‧通道
112‧‧‧頂線圈組
114‧‧‧邊線圈組
116‧‧‧腔室壁
118‧‧‧腔室結構
120‧‧‧外殼
122‧‧‧夾盤
124‧‧‧晶圓
126‧‧‧氣體歧管
128‧‧‧電漿
130‧‧‧底構件
132‧‧‧底表面
134‧‧‧內表面
136‧‧‧凹槽結構
138‧‧‧空間
140‧‧‧定位機構
200‧‧‧電漿處理系統
202‧‧‧介電構件
204‧‧‧頂部
206‧‧‧直立壁
208‧‧‧凸緣
210a‧‧‧通道
210b‧‧‧通道
212‧‧‧頂線圈組
214‧‧‧邊線圈組
224‧‧‧晶圓
250a‧‧‧管件
250b‧‧‧管件
250c‧‧‧管件
252a‧‧‧耦接元件
252b‧‧‧耦接元件
254a‧‧‧容器結構
254b‧‧‧容器結構
260‧‧‧氣體輸入
300‧‧‧電漿處理系統
302‧‧‧介電構件
308‧‧‧凸緣
310a‧‧‧通道
314‧‧‧邊線圈組
320‧‧‧外殼
350a‧‧‧管件
350b‧‧‧管件
352‧‧‧耦接元件
352a‧‧‧耦接元件
400‧‧‧電漿處理系統
402‧‧‧介電構件
406‧‧‧直立壁
408‧‧‧凸緣
410a‧‧‧通道
414‧‧‧邊線圈組
424‧‧‧晶圓
470‧‧‧屏蔽
452a‧‧‧耦接元件
454a‧‧‧容器結構
502‧‧‧步驟
504‧‧‧步驟
506‧‧‧步驟
D1‧‧‧外徑
D2‧‧‧內徑
D3‧‧‧內徑
Dc‧‧‧外徑
Dw‧‧‧內徑
本發明藉由附圖之圖形的示範例(而非限制)加以說明，以及在圖式中相似的參考符號表示相似的元件，且其中，圖1A顯示一示意圖，說明在依本發明之一或更多實施例的電漿處理系統中使用的介電構件及兩線圈組的俯視圖。
圖1B顯示一示意圖，說明依本發明之一或更多實施例的電漿處理系統之部分橫剖面圖。
圖2A顯示一示意圖，說明在依本發明之一或更多實施例的電 漿處理系統中使用的介電構件、複數之管件、及複數之耦接元件的俯視圖，。
圖2B顯示一示意圖，說明依本發明之一或更多實施例的電漿處理系統之部分橫剖面圖。
圖3A顯示一示意圖，說明在依本發明之一或更多實施例的電漿處理系統中使用的介電構件、複數之管件、以及複數之耦接元件的俯視圖。
圖3B顯示一示意圖，說明依本發明之一或更多實施例的電漿處理系統之部分橫剖面圖。
圖4顯示一示意圖，說明依本發明之一或更多實施例的電漿處理系統之部分橫剖面圖。
圖5顯示一流程圖，說明在依本發明之一或更多實施例的電漿處理系統中，以電漿來處理晶圓之方法的步驟。
350a‧‧‧管件
400‧‧‧電漿處理系統
402‧‧‧介電構件
406‧‧‧直立壁
408‧‧‧凸緣
410a‧‧‧通道
414‧‧‧邊線圈組
424‧‧‧晶圓
470‧‧‧屏蔽
452a‧‧‧耦接元件
454a‧‧‧容器結構

Claims (15)

  1. 一種電漿處理系統，用以產生電漿以處理至少一晶圓、以及用以最佳化晶圓上產生之電漿的分佈，該電漿處理系統包含：一夾盤，用以支撐該晶圓；一腔室結構，用以容納該電漿，該腔室結構包含一圓筒形腔室壁，該腔室結構更包含一介電構件，設置在該圓筒形腔室壁之上且與該圓筒形腔室壁耦接，該介電構件包含一個一件式結構，該一件式結構具有作為該介電構件之必要部件的一頂部、一直立壁、以及一凸緣，其中該介電構件係經由該凸緣連接至該圓筒形腔室壁，該凸緣包含用以輸送一或更多氣體進入該腔室結構的複數個通道，且該頂部係設置在該夾盤之上；一頂線圈組，設置在該頂部之上用以引發該電漿的產生，當以該電漿處理該晶圓時，該頂部的一水平底表面係配置成暴露於該電漿；一邊線圈組，圍繞該直立壁且設置在該凸緣的至少一部分之上方，用以影響該電漿的分佈；以及一屏蔽裝置，設置在該邊線圈組與該凸緣之間，當以該電漿處理該晶圓時，該直立壁的一直立內表面係配置成暴露於該電漿，該直立壁的內徑係小於該圓筒形腔室壁的內徑，其中，該屏蔽裝置為與該凸緣耦接的一氣體歧管的至少一部份，該氣體歧管係用以將該一或更多氣體輸送至該複數個通道，且該屏蔽裝置將該複數個通道屏蔽在與該邊線圈組伴生的一磁場之外。
  2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，更包含：一第一產生器，其電性連接至該頂線圈組以驅動該頂線圈組；以及一第二產生器，其電性連接至該邊線圈組以驅動該邊線圈組。
  3. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，更包含一定位機構， 用以沿著該直立壁之一直立外表面來移動該邊線圈組。
  4. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，其中該介電構件包含一陶瓷材料。
  5. 如申請專利範圍第4項之電漿處理系統，其中該陶瓷材料包含鋁氧化物或鋁氮化物。
  6. 如申請專利範圍第4項之電漿處理系統，其中該陶瓷材料包含鋁氧化物。
  7. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，其中該介電構件的該頂部包含一水平底表面，該水平底表面係配置成暴露於該電漿以將該電漿限制在該介電構件的該頂部之下而處理晶圓。
  8. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，其中該邊線圈組的內徑大於該頂線圈組的外徑以避免該頂線圈組與該邊線圈組之間的干擾。
  9. 如申請專利範圍第2項之電漿處理系統，其中該第一產生器及該第二產生器係用以同步地提供信號頻率至該頂線圈組及該邊線圈組，而提供至該頂線圈組之信號頻率至少為提供至該邊線圈組之信號頻率的三倍。
  10. 如申請專利範圍第2項之電漿處理系統，其中該第一產生器係用以提供信號頻率至該頂線圈組，該第一產生器所提供之信號頻率高於該第二產生器同步地提供至該邊線圈組之信號頻率。
  11. 如申請專利範圍第2項之電漿處理系統，其中該第一產生器係用以提供13.56MHz的信號至該頂線圈組，且該第二產生器係用 以同步地提供範圍從500KHz至4MHz的信號至該邊線圈組。
  12. 如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，其中該複數個通道包含具有抗腐蝕鍍膜材料的複數個內壁。
  13. 一種電漿處理系統，用以產生電漿以處理至少一晶圓、以及用以最佳化晶圓上產生之電漿的分佈，該電漿處理系統包含：一夾盤，用以支撐該晶圓；一腔室結構，用以容納該電漿，該腔室結構包含一圓筒形腔室壁，該腔室結構更包含一介電構件，設置在該圓筒形腔室壁之上且與該圓筒形腔室壁耦接，該介電構件包含一個一件式結構，該一件式結構具有作為該介電構件之必要部件的一頂部、一直立壁、以及一凸緣，其中該介電構件係經由該凸緣連接至該圓筒形腔室壁，該凸緣包含用以輸送一或更多氣體進入該腔室結構的複數個通道，且該頂部係設置在該夾盤之上；一頂線圈組，設置在該頂部之上用以引發該電漿的產生，當以該電漿處理該晶圓時，該頂部的一水平底表面係配置成暴露於該電漿；一邊線圈組，圍繞該直立壁且設置在該凸緣的至少一部分之上方，用以影響該電漿的分佈；以及一屏蔽裝置，設置在該邊線圈組與該凸緣之間，當以該電漿處理該晶圓時，該直立壁的一直立內表面係配置成暴露於該電漿，該直立壁的內徑係小於該圓筒形腔室壁的內徑，其中：該屏蔽裝置為與該凸緣耦接的一氣體歧管的至少一部份，該氣體歧管係用以將該一或更多氣體輸送至該複數個通道，且該屏蔽裝置將該複數個通道屏蔽在與該邊線圈組伴生的一磁場之外，該氣體歧管包含一凹槽結構，且該邊線圈組的至少一部分設置在該凹槽結構之內。
  14. 如申請專利範圍第13項之電漿處理系統，其中該凹槽結構係在該氣體歧管中設置於該直立壁之近端。
  15. 一種電漿處理系統，用以產生電漿以處理至少一晶圓、以及用以最佳化晶圓上產生之電漿的分佈，該電漿處理系統包含：一夾盤，用以支撐該晶圓；一腔室結構，用以容納該電漿，該腔室結構包含一圓筒形腔室壁，該腔室結構更包含一介電構件，設置在該圓筒形腔室壁之上且與該圓筒形腔室壁耦接，該介電構件包含一個一件式結構，該一件式結構具有作為該介電構件之必要部件的一頂部、一直立壁、以及一凸緣，其中該介電構件係經由該凸緣連接至該圓筒形腔室壁，該凸緣包含用以輸送一或更多氣體進入該腔室結構的複數個通道，且該頂部係設置在該夾盤之上；一頂線圈組，設置在該頂部之上用以引發該電漿的產生，當以該電漿處理該晶圓時，該頂部的一水平底表面係配置成暴露於該電漿；一邊線圈組，圍繞該直立壁且設置在該凸緣的至少一部分之上方，用以影響該電漿的分佈；以及一屏蔽裝置，設置在該邊線圈組與該凸緣之間，當以該電漿處理該晶圓時，該直立壁的一直立內表面係配置成暴露於該電漿，該直立壁的內徑係小於該圓筒形腔室壁的內徑，其中，該屏蔽裝置為與該凸緣耦接的一氣體歧管的至少一部份，該氣體歧管係用以將該一或更多氣體輸送至該複數個通道，且該氣體歧管包含一金屬材料，從而將該複數個通道屏蔽在與該邊線圈組伴生的一磁場之外。
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