TWI650792B - 控制射頻供應路徑之阻抗的系統及方法 - Google Patents

控制射頻供應路徑之阻抗的系統及方法 Download PDF

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Abstract

一電漿系統包括了一RF產生器及一匹配盒，該匹配盒包括一阻抗匹配電路，該阻抗匹配電路經由一RF纜線而連接至該RF產生器。該電漿系統包括經由一RF線連接至該匹配盒的一電漿反應器及一卡盤。該RF線形成了一RF供應路徑的一部分，該RF供應路徑從該RF產生器延伸穿過該匹配盒至該卡盤。該電漿系統更包括一相位調整電路，該相位調整電路連接至該阻抗匹配電路與該卡盤之間的RF供應路徑。該相位調整電路具有連接至該RF供應路徑的一端部、及接地的另一端部。該電漿系統包括一控制器，該控制器連接至該相位調整電路。該控制器係用以基於一調諧配方而改變該相位調整電路的一參數以控制該RF供應路徑之阻抗。

Description

控制射頻供應路徑之阻抗的系統及方法
本發明係關於控制射頻(RF)傳輸路徑之阻抗。
基於電漿之系統包括了用以產生信號的一供應來源。基於電漿之系統更包括了一腔室，該腔室接收信號以產生電漿。電漿被用於許多的操作，包括清潔晶圓、在晶圓上沉積氧化物及薄膜、及將一部分的晶圓或一部分的氧化物與薄膜蝕刻掉。
電漿的一些特性(例如電漿中的駐波、等)係難以控制來使吾人能夠控制電漿蝕刻或沉積之均勻性。在控制電漿特性上的困難導致了在晶圓材料蝕刻上的非均勻性、或在晶圓上之材料沉積的非均勻性。例如，該晶圓在距離其中央第一距離的位置被蝕刻地較在距離該中央第二距離的位置更多。第二距離與中央的距離較第一距離更遠。如另一範例，該晶圓在第一距離被蝕刻地較在第二距離更少。如再另一範例，在晶圓上第一距離的位置沉積了更大量的材料(相較於在第二距離沉積的材料)。如另一範例，在晶圓上第二距離的位置沉積了更大量的材料(相較於在第一距離沉積的材料)。在蝕刻上的非均勻性導致了晶圓的M 形蝕刻或W形蝕刻。在蝕刻或沉積上的非均勻性導致了晶圓良率的減少。
在此背景下本發明產生。
本揭露範圍之實施例提供了控制射頻(RF)傳輸路徑之阻抗的設備、方法、及電腦程式。吾人應了解本發明可以許多方式加以實行，例如處理、設備、系統、硬體、或電腦可讀媒體上的方法。以下描述幾個實施例。
在一些實施例中，藉由控制電漿工具中的RF傳輸路徑(例如RF供應路徑、等)之阻抗來達成均勻性。該RF傳輸路徑係形成於RF產生器與電漿腔室的間隙之間。藉由控制在電漿工具的阻抗匹配電路與電漿工具的電漿反應器之間的電容及/或電感來控制該阻抗。當控制了該阻抗時，可達成均勻性。
在各樣的實施例中，用以控制RF供應路徑之阻抗的電漿系統包括一RF產生器及一匹配盒，該匹配盒包括一阻抗匹配電路，該阻抗匹配電路經由一RF纜線連接至該RF產生器。該電漿系統包括了經由一RF線連接至該匹配盒的一電漿反應器及一卡盤。該RF線形成了一RF供應路徑的一部分，該RF供應路徑從該RF產生器延伸穿過該匹配盒至該卡盤。該電漿系統更包括一相位調整電路，該相位調整電路連接至阻抗匹配電路與卡盤之間的RF供應路徑。該相位調整電路具有連接至RF供應路徑的一端部、及接地的另一端部。該電漿系統包括一控制器，該 控制器連接至相位調整電路。該控制器係用以基於一調諧配方而改變該相位調整電路的一參數以控制該RF供應路徑之阻抗。
在一些實施例中，用以控制RF供應路徑之阻抗的系統包括一濾波器，該濾波器位於一阻抗匹配電路及一電漿腔室之間。該濾波器連接至接地端且係用以控制一RF傳輸路徑之阻抗。該RF傳輸路徑係用以傳輸從該阻抗匹配電路向該電漿腔室輸出之RF信號。
在幾個實施例中，用以控制RF供應路徑之阻抗的方法包括了從一阻抗匹配電路接收一RF信號，該阻抗匹配電路連接至一電漿工具的一RF產生器。該方法更包括了修改該RF信號的一阻抗以達成一可測量因子、及經由一RF供應路徑的一部份而將修改後的RF信號發送至一電漿反應器。該電漿反應器連接至該阻抗匹配電路。
一些上述實施例的一些優點包括在施加至基板的蝕刻速率或沉積速率上之均勻性的控制。例如，藉由濾波器來控制RF傳輸路徑之阻抗以達成均勻性。該濾波器之電容、電感、或其組合被改變以控制RF傳輸路徑之阻抗。在均勻性上的控制降低了在蝕刻速率或沉積速率上的非均勻性。
一些上述實施例的額外優點包括了控制電漿系統之RF傳輸路徑的阻抗以在蝕刻速率或在沉積速率上達成預定的均勻性。該預定的均勻性係存儲於一調諧配方中。此外，該調諧配方中存儲了該預定均勻性與該濾波器之電感、電容、或其組合之間的一對一的對應關係。一處理器係程式化用以達成調諧配方中所列出之預定均勻性。該處理器從調諧配方取得與一可測量因子(例如蝕刻速率、或沉積速率、或在蝕刻速率上之均勻性、或在沉積速率上之均勻性、或其組合、等)對應之 電感、電容、或其組合，並控制濾波器的電容及/或電感以達成該蝕刻速率、或該沉積速率、或該在蝕刻速率上之均勻性，或該在沉積速率上之均勻性。在濾波器之電感、電容、或其組合上的變化使得處理器得以達成在蝕刻基板之蝕刻速率上的均勻性、或在基板上沉積材料之沉積速率上的均勻性。在濾波器之電感、電容、或其組合上的變化為一RF供應訊號之諧波產生了至接地端的低阻抗路徑，其中該RF供應訊號係用以產生待供應至電漿腔室的另一RF信號。藉由控制RF諧波，電漿腔室中所形成的電漿中之駐波被控制以達成在蝕刻速率或沉積速率上之均勻性。
從以下配合隨附圖式所做出之詳細描述，將更清楚本發明的其他態樣。
100‧‧‧圖式
110‧‧‧圖式
121‧‧‧圖式
200‧‧‧電漿工具
202‧‧‧RF供應信號
208‧‧‧匹配盒
209‧‧‧殼體
210‧‧‧阻抗匹配電路
212‧‧‧RF纜線系統
212A‧‧‧RF纜線
212B‧‧‧RF纜線護套
214‧‧‧電漿反應器
215‧‧‧電漿腔室
216‧‧‧RF傳輸線
216A‧‧‧RF棒
216B‧‧‧RF通道
218‧‧‧濾波器
220‧‧‧RF供應路徑
221‧‧‧RF返回路徑
222‧‧‧RF筒
224‧‧‧下電極
225‧‧‧RF產生器
226‧‧‧上電極
228‧‧‧RF供應信號
230‧‧‧RF棒
232‧‧‧RF通道
234‧‧‧電容器
236‧‧‧電感器
238‧‧‧RF帶
240A‧‧‧接地屏蔽部分
240B‧‧‧接地屏蔽部分
241‧‧‧連接點
242‧‧‧連接點
244‧‧‧RF帶
246‧‧‧連接點
250‧‧‧RF供應信號
251‧‧‧匹配盒
252‧‧‧殼體
252A‧‧‧側壁
254‧‧‧控制器
256‧‧‧調諧配方
258‧‧‧點
260‧‧‧RF耦合器
270A‧‧‧端部
270B‧‧‧端部
280‧‧‧頂部表面
282‧‧‧底部表面
284‧‧‧基板
290‧‧‧RF返回信號
300‧‧‧電漿工具
302‧‧‧RF連線
304‧‧‧點
310‧‧‧系統
312‧‧‧RF供應路徑
316‧‧‧電漿反應器
320‧‧‧電漿腔室
322‧‧‧上電極
328‧‧‧上電極延伸部
330A‧‧‧C形護罩部分
330B‧‧‧C形護罩部分
332‧‧‧接地環
332A‧‧‧接地環部分
332B‧‧‧接地環部分
334‧‧‧卡盤
336‧‧‧設施板
338‧‧‧基板
340‧‧‧間隙
360‧‧‧返回RF帶
362‧‧‧返回RF帶
372‧‧‧底部電極殼體
372A‧‧‧底部電極殼體部分
372B‧‧‧底部電極殼體部分
372C‧‧‧底部電極殼體部分
380‧‧‧底部表面
381‧‧‧頂部表面
383A‧‧‧底部表面部分
383B‧‧‧底部表面部分
390‧‧‧封閉區域
398‧‧‧連接點
404‧‧‧連接部
408‧‧‧驅動器
410‧‧‧動作機構
412‧‧‧處理器
414‧‧‧信號
416‧‧‧電流
420‧‧‧濾波器
422A‧‧‧端部
422B‧‧‧端部
426‧‧‧RF供應信號
430‧‧‧RF帶
442‧‧‧RF供應信號
460‧‧‧濾波器
460A‧‧‧端部
460B‧‧‧端部
470‧‧‧內電感
480‧‧‧圖式
490‧‧‧圖式
500‧‧‧圖式
502‧‧‧圖式
506‧‧‧圖式
510‧‧‧圖式
520‧‧‧系統
540‧‧‧壓力
550‧‧‧系統
552‧‧‧電漿腔室
554‧‧‧感測器
T1,T2,T3,T4‧‧‧調諧參數
E1,E2,E3,E4‧‧‧蝕刻速率
U1,U2,U3,U4‧‧‧均勻性
B1C1,B1C2,B1C3,B3C1,B3C2,B5C1,B5C2,B5C3,B10C2,B10C3‧‧‧長條
參考以下配合隨附圖式所做的詳細描述可以最好地理解本發明。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖1為一圖式，用以說明在60MHz信號的高階諧波之歸一化電壓上的非均勻性。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖2為一圖式，用以說明電漿中的駐波波長λ隨著一射頻(RF)信號的頻率及一間隙而改變。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖3為一圖式，用以說明在蝕刻速率上之非均勻性隨著濾波器之電容值的增加、及RF信號之諧波的增加而改變，其中該濾波器連接至上電極之輸入端。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖4A為一電漿工具之圖式，該電漿工具係用以控制系統之RF供應路徑的阻抗。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖4B為一電漿工具之圖式，該電漿工具係用以控制RF供應路徑之阻抗。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖5為一系統之圖式，該圖式係用以說明濾波器沿著RF供應路徑而連接至的不同點。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖6A為一系統之圖式，該系統係用以修改由阻抗匹配電路所提供之RF供應信號的阻抗。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖6B為如同電容元件及/或電感元件的一濾波器之圖式。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖6C為一電容濾波器之圖式。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖6D為一電容與電感濾波器之圖式。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖6E為一濾波器與一RF帶之間的連線之圖式，該圖式係用以說明該RF帶的內電感。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖7為一圖式，該圖式為濾波器之不同的電容量繪製了蝕刻基板的蝕刻速率(相對於基板的半徑)。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖8為一圖式，該圖式繪製了當匹配盒之輸出端連接至網絡分析儀時在該輸出端的阻抗對在RF供應信號的三階諧波附近之頻率的曲線，其中該RF供應信號係於該輸出端所測得。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖9為一圖式，該圖式繪製了匹配阻抗對在RF供應信號之基本頻率附近的頻率之曲線以說明在基 本頻率附近之RF信號在相位上的缺乏變化，其中該RF供應信號係於匹配盒之輸出端所測得。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖10A為一圖式，該圖式為濾波器之不同的電容值繪製了在濾波器之輸出端的阻抗對在RF供應信號之三階諧波附近的頻率之曲線，其中該RF供應信號係於該輸出端計算。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖10B為一圖式，該圖式繪製了濾波器阻抗對RF供應信號之三階諧波的頻率之曲線，其中該RF供應信號係於該濾波器之輸出端計算。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖11為一圖式，該圖式為不同的電容量繪製了蝕刻基板之蝕刻速率(相對於基板的半徑)。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖12為一系統之實施例的圖式，該系統係用以說明在上與下電極之間的一間隙、連接至RF供應路徑的一濾波器、及/或電漿腔室內的一壓力其中一或更多者被改變以改變在蝕刻速率上的均勻性或在沉積速率上的均勻性。
根據本揭露範圍中所描述之實施例，圖13為一回饋系統之圖式，該回饋系統係用以控制在蝕刻速率上之均勻性、或在沉積速率上之均勻性、或達成一蝕刻速率、或達成一沉積速率。
以下實施例描述用以控制射頻(RF)傳輸路徑之阻抗的系統及方法。顯而易見的，本實施例可被實行而無須一些或全部的特定細節。 在其他情況下，為了不對本實施例造成不必要地混淆，眾所周知的處理操作則沒有被詳述。
圖1為圖式100之實施例，該圖式係用以說明在60MHz信號的高階諧波之歸一化電壓上的非均勻性。該高階諧波在電漿中產生了駐波電壓，且該駐波電壓導致了在蝕刻基板或將材料沉積於基板上之非均勻性。
在各樣的實施例中，高階諧波為三階或更高的諧波。在一些實施例中，高階諧波為二階或更高的諧波。
圖式100繪製了在電漿腔室之上電極的輸入端所測量到的RF信號之歸一化電壓振幅對該RF信號之頻率。在幾個實施例中，在上電極的輸入端測量電壓並將其歸一化以產生該歸一化電壓。
如圖式100中所示，在RF信號的三階諧波上，對於連接至上電極之輸入端的濾波器所使用的三不同電容值而言，在該上電極之輸入端所測量到的電壓中存在著非均勻性。例如，長條B3C1與濾波器的電容值C1對應，而長條B3C2與濾波器的電容值C2對應。
在一些實施例中，上電極的輸出端係在上電極的底部表面。頂部表面位於上電極之底部表面的對面且位於該上電極的輸入端。上電極的底部表面面向電漿腔室中的一間隙。該間隙係形成於上電極與一卡盤(例如靜電卡盤(ESC)、等)之間。該卡盤位於該電漿腔室內且包括了面向該上電極的一下電極。該卡盤係配置在位於該下電極下方的一設施板上。
此外，如圖式100所示，在該RF信號的五階諧波及十階諧波上，於上電極所測量到的電壓中存在著非均勻性。例如，長條B5C1與電容值C1對應、長條B5C2與電容值C2對應、而長條B5C3與濾波器的電容 值C3對應。如另一範例，在十階諧波上，長條B10C2與電容值C2對應、而長條B10C3與電容值C3對應。
另外，在圖式100中顯示了與電容值C1對應的長條B1C1、與電容值C2對應的長條B1C2、及與電容值C3對應的長條B1C3。
此外，在下面提供的表1說明了電漿中駐波波長λ隨著RF信號的頻率增加而減少。
吾人應注意在各樣的實施例中，表1係為在電漿腔室中位於該上與下電極之間的一間隙及該RF信號的一電壓而產生。
在一些實施例中，電漿中的駐波波長係依照所施加之RF電壓、RF信號之頻率、及該間隙的一函數而判定。以下使用一方程式來說明該函數： 其中，V0為所施加的RF電壓，l為該間隙的長度，λ0為在真空中所測量到的駐波波長，而f為該RF信號的頻率。該間隙的長度l為下電極與上電極之間的距離。所施加的RF電壓係施加至電漿腔室的電極。
駐波波長λ隨著RF信號之諧波頻率增加而降低導致了在蝕刻速率或沉積速率上的非均勻性。在蝕刻速率上的非均勻性包括了在電漿腔室中蝕刻基板(例如，晶圓、或可在其上製造積體電路之晶圓、等)之速率上的非均勻性。此外，在沉積速率上的非均勻性包括了於基板上沉積材料之速率上的非均勻性。以下於圖3中說明在蝕刻速率上的非均勻性。
圖2為圖式110之實施例，用以說明電漿中的駐波波長λ隨著RF信號的頻率及/或上與下電極之間的間隙改變而改變。圖式110繪製了駐波波長λ對RF信號頻率之曲線。在圖式110中以百萬赫茲(MHz)來繪製RF信號的頻率，且以公尺(m)來繪製駐波波長。如圖式110中所示，對於1cm、3cm、5cm的每一間隙而言，駐波波長λ隨著RF信號之頻率增加而減少。
圖3為圖式121之實施例，該圖式係用以說明隨著沿基板半徑之距離改變而在蝕刻速率上之非均勻性。圖式121為三不同的電容值C1至C3繪製了蝕刻速率對基板半徑之曲線，其中該蝕刻速率係以埃/每分鐘(A/min)來測量。該基板半徑係以公厘(mm)來測量。
吾人注意到，圖式121中與電容值C1對應之曲線係由RF信號的三階諧波所產生。圖式121中與電容值C2及C3對應之曲線係由RF信號的二階諧波所產生。在圖式121中與電容值C2及C3對應之曲線相較於在圖式121中與電容值C1對應之曲線具有更高量之均勻性。
吾人應注意，圖式121係為一處理條件而產生，該處理條件包括了該間隙的值、或電漿腔室中的壓力、或供應至電漿腔室的一或更多處理氣體之組合、或供應該等處理氣體的時間、或啟動之RF產生器的辨識身分、或其組合、等。當RF產生器被通電且正在供應功率時，該RF產生器為啟動的。
RF產生器之範例包括了x MHz RF產生器、y MHz RF產生器、及z MHz RF產生器。x、y、及z之範例包括了2、27、及60。吾人應注意，RF產生器之運作頻率不是限制性的，且包含了在該頻率之一預定運作範圍內的其它頻率。例如，雖然在本文中將一產生器稱為2MHz RF產生器，但該產生器在1與3MHz之間運作。如另一範例，雖然在本文中將一產生器稱為27MHz RF產生器，但該產生器在25與29MHz之間運作。如再另一範例，雖然在本文中將一產生器稱為60MHz RF產生器，但該產生器在57與63MHz之間運作。
圖4A為電漿工具200之實施例的圖式，該電漿工具係用以控制電漿工具200之RF供應路徑220的阻抗。電漿工具200包括一RF產生器225、一RF纜線系統212、一匹配盒208、一RF傳輸線216、及一電漿反應器214。RF纜線系統212將RF產生器225連接至匹配盒208，而RF傳輸線216將匹配盒208連接至電漿反應器214。
RF產生器225之範例包括了x、y、或z MHz RF產生器。在一些實施例中，可將任何數量之RF產生器(例如，x MHz RF產生器、y MHz RF 產生器、及/或z MHz RF產生器、等)連接至該匹配盒208。RF纜線系統212包括一RF纜線212A、及一RF纜線護套212B。RF纜線護套212B包圍著RF纜線212A以保護該RF纜線212A。在一些實施例中，本文中所提及的RF纜線及RF纜線護套係由導體(例如金屬、等)所製成。金屬之範例包括銅、或鋁、或其組合、等。在各樣的實施例中，RF纜線護套212B將RF纜線212A封閉起來。RF纜線系統212連接至RF產生器225及匹配盒208。
相似地，RF傳輸線216包括一RF棒216A及一RF通道216B。該RF通道216B包圍著RF棒216A。在各樣的實施例中，RF通道216B係由金屬所製成、包圍著RF棒216A並將其封閉起來、且藉由一絕緣體材料與RF棒216A分隔開。金屬之範例包括銅、或鋁、或其組合、等。RF傳輸線216連接至匹配盒208及電漿反應器214。在一些實施例中，RF通道216B為接地的(例如，連接至接地電位、連接至基準電位、等)。
在一些實施例中，將RF棒稱為RF線。
在幾個實施例中，RF棒係由金屬所製成，例如銅、或鋁、或其組合、等。
在各樣的實施例中，一絕緣體包圍著RF棒216A，而RF通道216B將該絕緣體封閉起來。該絕緣體係位於RF棒216A與RF通道216B之間。
吾人應注意在一些實施例中，RF纜線212A、RF纜線護套212B、RF棒216A、及RF通道216B其中任一者具有任何形狀的橫剖面，例如圓形、多邊形、方形、等。
匹配盒208包括一殼體209。在一些實施例中，殼體209包圍著一阻抗匹配電路210並將其封閉起來以保護該阻抗匹配電路210。此外， 殼體209包圍著位於匹配盒208內的一濾波器218並將其封閉起來以保護該濾波器218。
在一些實施例中，在將連接機構(例如螺釘、螺栓、等)打開之後，吾人可接近殼體209內的濾波器218，其中該連接機構係用以形成殼體209的壁。在幾個實施例中，濾波器218係位於匹配盒208之殼體209內的一殼體(未顯示)中。濾波器218之殼體(未顯示)包圍著該濾波器218並保護著濾波器218、且使得吾人得以輕易地將濾波器218安裝在殼體209內或將其從殼體209內移除。
濾波器218連接在RF連線302上的點258，該RF連線連接至RF棒216A，而該RF棒係位於阻抗匹配電路210與電漿反應器214之間。RF連線302之範例包括了一或更多RF帶、或一或更多RF棒、或一或更多RF棒與一或更多RF帶之組合。在一些實施例中，RF帶係由導電金屬所製成，例如銅、或銅與另一金屬的混合物、或鋁、或其組合、等。RF連線302連接至阻抗匹配電路210。濾波器218於端部270B接地(例如連接至基準電位、或連接至接地電位、或連接至零電位、等)，該端部270B位於該濾波器218之端部270A的對面，該端部270A連接至點258。在一些實施例中，基準電位為一非零的電位。在各樣的實施例中，點258為RF連線302上的一點。
在各樣的實施例中，濾波器218之接地的端部270B連接至匹配盒208的殼體209。該殼體209為接地的。
吾人應注意在一些實施例中，如本文中所使用地，”接地”意指連接至基準電位、或連接至接地電位、或連接至零電位、等。
阻抗匹配電路210包括了複數電路元件(例如電阻、或電容、或電感器、或其組合、等)之組合以將來源的阻抗與負載的阻抗匹配。該來 源將RF信號供應至阻抗匹配電路210，而該負載消耗了由阻抗匹配電路210所供應之RF信號。阻抗匹配電路210從來源所接收的RF信號在該阻抗匹配電路210內被結合以產生一RF供應信號228，該RF供應信號228經由RF棒216A供應至電漿反應器214。
來源之範例包括了x、y、及z MHz RF產生器其中一或更多者、將RF產生器連接至阻抗匹配電路210的RF纜線系統其中一或更多者、及連接在該RF產生器與阻抗匹配電路210之間的任何其它電路。負載之範例包括了RF傳輸線216、電漿反應器214、及連接在該電漿反應器214與阻抗匹配電路210之間的任何其他電路(例如濾波器218、等)。RF產生器225產生一RF供應信號202，該RF供應信號經由RF纜線212A而供應(例如傳輸、等)至阻抗匹配電路210。例如，RF產生器204之驅動器及放大器系統產生該RF供應信號202。阻抗匹配電路210將RF供應信號202與從一或更多其它RF產生器所接收到的一或更多RF信號結合以產生RF供應信號228，該RF供應信號228經由RF棒216A供應至電漿反應器214。阻抗匹配電路210將RF供應信號202與從一或更多其它RF產生器所接收到的一或更多RF信號結合以將來源的阻抗與負載的阻抗匹配。在一些實施例中，當來源的阻抗與負載的阻抗匹配時，該RF供應信號228產生。
濾波器218藉由對RF供應信號228進行濾波而在點258改變了(例如降低、等)RF供應信號228之功率以產生一RF供應信號250。例如，濾波器218在RF供應信號228的路徑中提供了一電容、或一電感、或其組合、等以產生該RF供應信號250。如再另一範例，透過濾波器218而將RF供應信號228的一部分接地以產生該RF供應信號250。
電漿反應器214的電漿腔室215被供給著一處理氣體，例如含氧氣體、或氧氣、或含氟氣體、或四氟化碳(CF4)、或六氟化硫(SF6)、或六 氟乙烷(C2F6)、其組合、等。電漿腔室215的下電極224接收該RF供應信號250來點燃處理氣體以於電漿腔室215內產生電漿。該RF供應信號250係經由該RF棒216A、一RF耦合器260、及一RF筒222而被接收。該RF耦合器260連接至RF傳輸線216的RF棒216A、及連接至該RF筒222，該RF筒連接至下電極224。
在一些實施例中，下電極224為電漿腔室215之卡盤的一部分。例如，下電極224嵌入在該卡盤中。
下電極224的頂部表面280面向該上電極226的底部表面282。在一些實施例中，上電極226為接地的。
上電極226面向下電極224。一基板284放置於下電極224的頂部上以用於處理。對基板284進行處理之範例包括了清潔基板284、或蝕刻基板284、或蝕刻在基板284頂部上的氧化物、或將材料(例如氧化物、二氧化物、光阻材料、等)沉積在基板284上、或其組合。
該電漿產生一RF返回信號290，該RF返回信號經由一RF返回路徑221而從電漿反應器214反射向RF產生器225。該RF返回信號290經由RF通道216B而傳輸至匹配盒208的殼體209。
該RF返回信號290經由至少一部分的殼體209、及經由RF纜線護套212B而傳輸至RF產生器225。例如，該RF返回信號290經由RF纜線護套212B而反射向RF產生器204之RF驅動器及放大器系統。
在一些實施例中，該RF供應路徑220包括了RF纜線212A、阻抗匹配電路210、RF連線302、RF棒216A、RF耦合器260、及電漿反應器214的RF筒222。在使用二或更多RF產生器的實施例中，RF供應路徑包括：將該等RF產生器連接至阻抗匹配電路210的複數RF纜線、在阻抗匹配電路210內之複數獨立路徑、及阻抗匹配電路210內之合併路徑。在 阻抗匹配電路210中的每一獨立路徑連接至一對應的RF產生器以傳輸RF信號，而該合併路徑接收了經由該等獨立路徑而傳輸之該等RF信號的組合。在圖4A中，以從RF產生器225行進至電漿腔室215之下電極224的點來表示RF供應路徑220，且該RF供應路徑220與RF返回路徑221係分開的。該RF供應路徑220為一或更多RF供應信號之路徑。
在一些實施例中，RF返回路徑221包括了電漿腔室215之C形護罩、電漿反應器214之接地環、電漿反應器214之複數RF帶、電漿反應器214之底部電極殼體、電漿反應器214之接地屏蔽、RF通道216B、連接至RF通道216B之殼體209的接地部分、及RF纜線護套212B。在圖4A中以從電漿反應器214行進至RF產生器225的點來表示RF返回路徑221。該RF返回路徑221為一或更多RF返回信號之路徑。
在各樣的實施例中，至少一部分的RF返回路徑221為接地的(例如連接至接地電位、連接至基準電位、等)。
圖4B為電漿工具300之實施例的圖式，該電漿工具係用以控制RF供應路徑220的阻抗。電漿工具300包括了RF產生器225、RF纜線系統212、匹配盒208、RF傳輸線216、及電漿反應器214。除了濾波器218位於匹配盒208之殼體209的外面，電漿工具300與電漿工具200(圖4A)相似。例如，濾波器218於RF棒216A上的點304連接至該RF棒216A。
濾波器218於端部270A連接至點304，並於端部270B接地。例如，端部270A連接至接收RF供應信號228的RF棒216A。
當濾波器218位於殼體209的外面時，吾人可很輕易地接近濾波器218。例如，當殼體209包括了用以進出殼體209之封閉區域的門時，相較於位於殼體209裡面的濾波器218，吾人較容易接近位於殼體209外面 的濾波器218。在一些實施例中，將位於殼體209外面的濾波器218封閉在一殼體(未顯示)中以保護濾波器218。
在一些實施例中，使用較殼體209更小的另一殼體來將阻抗匹配電路210封閉起來，而不是使用殼體209。例如，較小殼體之體積小於殼體209之體積。
濾波器218於點304接收RF供應信號228，並修改RF供應信號228之功率以產生RF供應信號250。例如，濾波器218藉由對RF供應信號228提供一阻抗而降低了RF供應信號228之功率。如另一範例，濾波器218具有一電容、電感、或其組合，該電容、電感、或其組合被施加至RF供應信號228以修改RF供應信號228之阻抗。
圖5為系統310之實施例的圖式，該系統係用以說明濾波器218沿著RF供應路徑312而連接至的不同點。系統310包括一電漿反應器316，該電漿反應器316為電漿反應器214(圖4A、4B)之範例。
電漿反應器316包括電漿腔室320及RF筒222。電漿反應器316更包括了返回RF帶360及362、接地環332、及底部電極殼體372。電漿腔室320包括上電極322、上電極延伸部328、C形護罩330、接地環332、及卡盤組件。該卡盤組件包括了卡盤334及設施板336。基板338係放置於卡盤334的頂部上以對基板338進行處理，該基板338為基板284(圖4A、4B)之範例。對基板338進行處理之範例包括清潔基板338、或蝕刻基板338、或蝕刻基板338頂部上的氧化物、或在基板338上沉積材料(例如氧化物、二氧化物、光阻材料、等)、或其組合。上電極322為上電極226(圖4A、4B)之範例。
C形護罩330包括用以控制電漿腔室320內之壓力的狹縫。例如，開啟狹縫來增加通過狹縫之氣體流動以減少在電漿腔室320的間隙340 中的氣體壓力。關閉狹縫來減少氣體流動以提高在間隙340中的氣體壓力。間隙340係形成於上電極322與卡盤334的下電極之間。
在各樣的實施例中，底部電極殼體372可為任何形狀，例如圓柱形、方形、多邊形、等。
在各樣的實施例中，RF筒222不是圓柱體且具有多邊形形狀，例如矩形形狀、方形形狀、等
上電極延伸部328包圍著上電極322。C形護罩330包括了部分330A及330B。接地環332包括了接地環部分332A及另一接地環部分332B。底部電極殼體372包括了底部電極殼體部分372A、另一底部電極殼體部分372B、及再另一底部電極殼體部分372C。每一底部電極殼體部分372A及372B形成底部電極殼體372的一側壁。底部電極殼體372C形成了底部電極殼體372的底部壁。電漿反應器316包括了接地屏蔽240，該接地屏蔽240更包括了接地屏蔽部分240A及另一接地屏蔽部分240B。於美國專利申請案第13/684,098號(申請日為2012年11月21日、且具有美國專利公開號第2013-0133834號)中提供了C形護罩、接地屏蔽、及返回RF帶之範例，而其內容被完整納入本文中作為參照。
卡盤334的頂部表面381面向上電極322的底部表面380。電漿腔室320被上電極322及上電極延伸部328包圍著。電漿腔室320更被C形護罩330及卡盤334包圍著。
接地環332係位於C形護罩330下方。在一些實施例中，接地環332係位於C形護罩330下方並與C形護罩相鄰。返回RF帶360連接至接地環部分332A，且返回RF帶362連接至接地環部分332B。返回RF帶360連接至底部電極殼體部分372A，且返回RF帶362連接至底部電極殼體部分372B。底部電極殼體部分372A連接至接地屏蔽部分240A，且底部電極 殼體部分372B連接至接地屏蔽部分240B。接地屏蔽部分240A經由底部電極殼體部分372A連接至接地的RF通道232，且接地屏蔽部分240B經由底部電極殼體部分372B及372C而連接至接地的RF通道232。接地的RF通道232為RF通道216B(圖4A、4B)之範例。
在一些實施例中，底部電極殼體部分372為包圍著RF筒222的圓柱體。RF筒222係用以讓RF供應信號250通過的媒介。RF筒222經由RF耦合器260而連接至RF棒230，該RF耦合器包括了一或更多RF帶、一或更多RF棒、或一或更多RF帶與一或更多RF棒之組合。RF棒230為RF棒216A(圖4A、4B)之範例。
連接點241位於阻抗匹配電路210的輸出端。阻抗匹配電路210位於匹配盒251的殼體252內。匹配盒251為匹配盒208(圖4A、4B)之範例，而殼體252為殼體209(圖4A、4B)之範例。
RF帶238在連接點241連接至阻抗匹配電路210的輸出端。從阻抗匹配電路210輸出的信號被供應至RF帶238的輸入端。例如，來自x、y、及z RF產生器其中二或更多者的信號之組合從阻抗匹配電路210的輸出端被提供至RF帶238。
RF帶238於連接點242具有一輸出端。連接點242連接至另一RF帶244。RF帶238及244位於殼體252內。
吾人應注意在一些實施例中，可在連接點241與242之間連接任何數量的RF帶。此外，在一些實施例中，RF帶244的一部分經由殼體252之開口而延伸至殼體252的外面。
RF帶244於連接點246連接至RF棒230，連接點246位於或靠近殼體252的側壁252A。RF棒230經由底部電極殼體部分372B中的開口而延伸進入由底部電極殼體372及設施板336所形成的封閉區域390。
一連接點398位於RF筒222。例如，連接點398位於RF筒222之輸入端。RF筒222的輸入端連接至RF耦合器260的輸出端。在各樣的實施例中，連接點398可位於沿著RF筒222的任何地方。例如，連接點398位於RF筒222之主體的中央、或位於RF筒222的輸出端。RF筒222的輸出端經由設施板336連接至卡盤334。
在一些實施例中，濾波器218於端部270A連接至RF耦合器260，且經由端部270B而連接至底部電極殼體部分372A、或底部電極殼體部分372B、或底部電極殼體部分372C以接地。
當濾波器218連接至連接點241時，從阻抗匹配電路110輸出之RF供應信號228在連接點241被濾波器218修改以產生RF供應信號250。RF供應信號250經由RF帶238、RF帶244、RF棒230、RF耦合器260、及RF筒222而供應至卡盤334以於電漿腔室320內產生電漿。
此外，當濾波器218連接至連接點242時，從阻抗匹配電路210輸出之RF供應信號228經由RF帶238而供應至濾波器218。濾波器218於連接點242修改RF供應信號228以產生RF供應信號250。RF供應信號250經由RF帶244、RF棒230、RF耦合器260、及RF筒222而供應至卡盤334以於電漿腔室320內產生電漿。
當濾波器218連接至連接點246時，從阻抗匹配電路210輸出之RF供應信號228經由RF帶238及RF帶244而供應至濾波器218。濾波器218於連接點246修改RF供應信號228以產生RF供應信號250。RF供應信號250經由RF棒230、RF耦合器260、及RF筒222而供應至卡盤334以於電漿腔室320內產生電漿。
此外，當濾波器218連接至連接點398時，從阻抗匹配電路210輸出之RF供應信號228經由RF帶238、RF帶244、RF棒230、及RF耦合器 260而供應至濾波器218。濾波器218於連接點398修改RF供應信號228以產生RF供應信號250。RF供應信號250經由RF筒222而供應至卡盤334以於電漿腔室320內產生電漿。
濾波器218的端部270A連接至連接點241、或連接點242、或連接點246、或連接點398。在一些實施例中，當端部270A連接至連接點241、或連接點242、或連接點246時，端部270B連接至接地的殼體252。在各樣的實施例中，當端部270A連接至連接點246時，端部270B連接至接地的RF通道232。在一些實施例中，當端部270A連接至連接點398時，端部270B連接至接地屏蔽部分240A、或接地屏蔽部分240B、或底部電極殼體部分372A、或底部電極殼體部分372B、或底部電極殼體部分372C。
在各樣的實施例中，濾波器218位於接地的RF通道232內並連接至該RF通道232、或者位於被底部電極殼體372及設施板336(圖5)所包圍的封閉區域390內。
在一些實施例中，四濾波器(例如四濾波器218、等)連接至連接點241、連接點242、連接點246、及連接點398。例如，濾波器218連接至連接點241，另外一濾波器218連接至連接點242，再另一濾波器218連接至連接點246，且更另一濾波器218連接至連接點398。如另一範例中，一濾波器218(例如第一濾波器、等)連接至連接點241，一第二濾波器連接至連接點242，一第三濾波器連接至連接點246，且一第四濾波器連接至連接點398。第二、第三、及第四濾波器其中任一者具有與第一濾波器相同的或不同的阻抗。在一些實施例中，第二、第三、及第四濾波器其中二或更多者具有與第一濾波器不同之阻抗。在一些實施例中，濾波器之阻抗係基於該濾波器的電容及/或電感。
在各樣的實施例中，濾波器218連接至沿著RF供應路徑312的任何一點，該RF供應路徑經由RF帶238、RF帶244、RF棒230、RF耦合器260、及RF筒222而延伸。RF供應路徑312為RF供應路徑220(圖4A、4B)的一部分。
在各樣的實施例中，可將任何數量的濾波器連接至RF供應路徑220。
一部分的RF返回信號290(由電漿腔室320內的電漿所產生)從上電極322的底部表面380傳遞至上電極延伸部328的底部表面部分383A、進一步傳遞至C形護罩部分330A、再進一步傳遞至接地環部分332A、再進一步傳遞至返回RF帶360、再進一步傳遞至底部電極殼體部分372A、再進一步傳遞至接地屏蔽部分240A、再進一步傳遞至底部電極殼體部分372C、再進一步傳遞至底部電極殼體部分372B、然後傳遞至接地的RF通道232。
在一些實施例中，該部分的RF返回信號290從上電極322的底部表面380沿著上電極延伸部328的底部表面部分383A、再進一步沿著C形護罩部分330A、再進一步沿著接地環部分332A、再進一步沿著返回RF帶360、再進一步沿著底部電極殼體部分372A、再進一步沿著接地屏蔽部分240A、再進一步沿著底部電極殼體部分372C、再進一步沿著底部電極殼體部分372B而傳遞至接地的RF通道232。
此外，另一部分的RF返回信號290從底部表面380傳遞至上電極延伸部328的底部表面部分383B、再進一步傳遞至C形護罩部分330B、再進一步傳遞至接地環部分332B、再進一步傳遞至返回RF帶362、再進一步傳遞至底部電極殼體部分372B、再進一步傳遞至接地屏蔽部分240B、然後傳遞至接地的RF通道232。
在各樣的實施例中，一部分的RF返回信號(由電漿腔室320內的電漿所產生)從底部表面380沿著上電極延伸部328的底部表面部分383B、再進一步沿著C形護罩部分330B、再進一步沿著接地環部分332B、再進一步沿著返回RF帶362、再進一步沿著底部電極殼體部分372B、再進一步沿著接地屏蔽部分240B而傳遞至接地的RF通道232。
應當注意的為，RF返回信號290之RF返回路徑的一部分從上電極322的底部表面380沿著上電極延伸部328的底部表面部分338A、再進一步沿著C形護罩部分330A、再進一步沿著接地環部分332A、再進一步沿著返回RF帶360、再進一步沿著底部電極殼體部分372A、再進一步沿著接地屏蔽部分240A、再進一步沿著底部電極殼體部分372C、再進一步沿著底部電極殼體部分372B而延伸至接地的RF通道232。
此外，RF返回信號290之RF返回路徑的一部分從上電極322的底部表面380沿著上電極延伸部328的底部表面部分383B、再進一步沿著C形護罩部分330B、再進一步沿著接地環部分332B、再進一步沿著返回RF帶362、再進一步沿著底部電極殼體部分372B、再進一步沿著接地屏蔽部分240B而延伸至接地的RF通道232。
在各樣的實施例中，接地的濾波器218將RF信號228的至少一部分電流汲電至接地端。
在一些實施例中，可將任何數目的RF帶連接至阻抗匹配電路210的輸出端，而不是RF帶238。此外，在各樣的實施例中，可將任何數量的RF帶連接至RF帶238及RF棒230，而不是RF帶244。
圖6A為系統402之實施例的圖式，該系統係用以修改由阻抗匹配電路210(圖4A、4B)所提供之RF供應信號228的阻抗。濾波器218連接在 連接部404，該連接部404為連接點241、242、246、或398(圖5)之範例。濾波器218經由RF帶430連接至連接部404。
在一些實施例中，連接部404位於沿著(例如，在其上、等)RF供應路徑312(圖5)、或RF供應路徑220(圖4A、4B)的一點。
控制器254連接至驅動器408(例如馬達驅動器、電流產生器、或一組電晶體、等)。驅動器408連接至動作機構410(例如馬達、或轉子、等)，該動作機構連接至濾波器218。例如，動作機構410連接至濾波器218之電容器的一或更多板。如另一範例，動作機構410連接至濾波器218之電感器的端部。
如本文中所使用，一控制器包括了處理器及記憶元件。如本文中所使用，處理器意指中央處理單元、微處理器、特定應用積體電路、數位信號處理器、或可程式化邏輯裝置。記憶元件之範例包括了隨機存取記憶體(RAM)、及唯讀記憶體(ROM)。在一些實施例中，記憶元件為快閃記憶體、硬碟、儲存磁碟冗餘陣列(RAID)、或其組合。
控制器254包括一處理器412及一記憶元件，而一調諧配方256存儲於該記憶元件中。調諧配方256包括了蝕刻速率E1至E4與調諧參數T1至T4之間的對應關係。例如，蝕刻速率E1映射至調諧參數T1、蝕刻速率E2映射至調諧參數T2、蝕刻速率E3映射至調諧參數T3、且蝕刻速率E4映射至調諧參數T4。調諧配方256包括了在蝕刻速率上的均勻性U1至U4與調諧參數T1至T4之間的對應關係。例如，調諧參數T1映射至在蝕刻速率上之均勻性U1、調諧參數T2映射至在蝕刻速率上之均勻性U2、調諧參數T3映射至在蝕刻速率上之均勻性U3、且調諧參數T4映射至在蝕刻速率上之均勻性U4。
在一些實施例中，本文將蝕刻速率、在蝕刻速率上之均勻性、沉積速率、或在沉積速率上之均勻性稱為可測量因子。
調諧參數的範例包括了阻抗、或電感(L)、或電容(C)、或電壓、或電流、或複電壓與電流、或其組合。在蝕刻速率上之均勻性的範例包括了一曲線，該曲線指出了蝕刻速率與基板半徑之間的關係。例如，繪製了蝕刻基板之氧化物蝕刻速率對基板半徑的每一曲線代表了在基板蝕刻上的均勻性。在一些實施例中，在蝕刻速率上的均勻性包括了位於蝕刻速率之預定標準偏差內之蝕刻速率。
在各樣的實施例中，調諧配方256包括在任何數量的蝕刻率與相同數量的調諧參數之間的對應關係。在幾個實施例中，調諧配方256包括在任何數量的均勻性與相同數量的調諧參數之間的對應關係。
在一些實施例中，不使用蝕刻速率E1至E4，而是使用沉積速率D1至D4，且該等沉積速率與調諧參數T1至T4具有一對一的對應關係。例如，沉積速率D1與調諧參數T1對應、沉積速率D2與調諧參數T2對應、等。此外，在這些實施例中，均勻性U1至U4為在沉積速率上之均勻性，且每一均勻性與一調諧參數具有一對一的對應關係。例如，在沉積速率上之均勻性U1映射至調諧參數T1、在沉積速率上之均勻性U2映射至調諧參數T2、並依此類推。在一些實施例中，繪製了在基板上沉積氧化物之氧化物沉積速率對晶圓半徑的每一曲線代表了一在基板上之沉積的均勻性。在一些實施例中，在沉積速率上的均勻性包括了位於蝕刻速率之預定標準偏差內之蝕刻速率。
處理器412係程式化來藉由達成對應的調諧參數而達成蝕刻速率或均勻性。例如，處理器412係程式化來藉由達成調諧參數T2而達成蝕刻速率E2或均勻性U2。處理器412將信號414發送至驅動器408來產生一 或更多電流的量以達成蝕刻速率或均勻性。一旦接收到信號414，驅動器408產生一或更多電流416的量以供應至動作機構410。一旦接收到電流416，動作機構410執行一或更多旋轉運動或一或更多平移運動來移動濾波器218來達成一調諧參數以產生RF供應信號250。例如，動作機構410改變濾波器218之電容器的板之間的距離、或改變濾波器218之電感器的長度。RF供應信號250的產生有助於達成蝕刻速率或均勻性。
圖6B為如同電容元件及/或電感元件之濾波器218的實施例的圖式。濾波器218包括一些電容器及/或一些電感器。該等電容器彼此互相串聯，且該等電感器彼此互相串聯。此外，濾波器218的電感器與濾波器218的電容器串聯。
圖6C為電容濾波器420之實施例的圖式，該電容濾波器為濾波器218之範例。濾波器420包括一可變電容器234，該可變電容器具有端部422A及另一端部422B。端部422A為端部270A(圖4A、4B)之範例，且端部422B為端部270B(圖4A、4B)之範例。藉由改變電容器234的板之間的距離而改變電容器234之電容。例如，動作機構410(圖6A)連接至端部422A或端部422B以改變板之間的距離。在電容上的變化改變了RF供應信號228的阻抗以產生RF供應信號426，該RF供應信號426為RF供應信號250之範例。
圖6D為一電容與電感濾波器460之實施例的圖式，該電容與電感濾波器為濾波器218之範例。濾波器460包括一可變電感器236，該可變電感器與可變電容器234串聯。濾波器460具有端部460A及另一端部460B。端部460A為端部270A(圖4A、4B)之範例，且端部460B為端部270B(圖4A、4B)之範例。在電感器236之電感、及/或電容器234之電容 上的變化改變了RF供應信號228的阻抗以產生RF供應信號442，該RF供應信號為RF供應信號250之範例。
圖6E為濾波器218與RF帶430之間的連接部之實施例的圖式，該圖式係用以說明RF帶430的內電感。濾波器218的端部270A連接至RF帶430，該RF帶具有一內電感470。
在一些實施例中，使用不同的RF帶以改變RF帶之電感。例如，當以另一RF帶來取代RF帶430時，改變了RF帶430之電感以改變RF供應信號228的阻抗。
圖7為圖式480之實施例，該圖式為不同的電容量繪製了蝕刻基板的蝕刻速率(相對於基板的半徑)。隨著濾波器218的電容從C11增加至C15，在蝕刻速率上的均勻性增加。藉由控制濾波器218之電容，吾人達成了對蝕刻速率上之非均勻性的控制(例如減少、等)。另外，圖式480中亦顯示當不使用濾波器218時，蝕刻速率上存在著非均勻性。
在一些實施例中，於基板的中央附近(例如，在距離基板中央一預定的範圍內、等)測量蝕刻速率上的非均勻性。
圖8為圖式490之實施例，該圖式繪製了當匹配盒208之輸出端連接至網絡分析儀時在匹配盒208(圖4A)之輸出端的阻抗(例如匹配阻抗)對在RF供應信號的三階諧波附近之頻率的曲線，其中該RF供應信號係於該輸出端所測得。在匹配盒208的輸出端從電漿腔室215(圖4A)解開之後，該網絡分析儀連接至該輸出端。吾人應注意，圖式490為濾波器218(圖6A-6E)的電容C之各樣的值繪製了阻抗。
隨著電容C增加，繪製了匹配阻抗之曲線的相位在RF供應信號之三階諧波附近的範圍變化，其中該RF供應信號係於匹配盒208之輸出端所測得。匹配盒208之阻抗在共振點降低至對應的最小值。在一些實施 例中，本文將濾波器218(圖4A、4B)稱為相位調整電路，該相位調整電路改變RF供應信號228之相位以產生RF供應信號250(圖4A、4B)。在各樣的實施例中，調整RF供應信號228之相位以達成該可測量因子。在相位上的改變係用以控制RF供應信號228之阻抗以減少在蝕刻速率上的非均勻性、或達成蝕刻速率。
圖9為圖式500之實施例，該圖式繪製了匹配阻抗對在RF供應信號之基本頻率附近的頻率之曲線以說明在匹配盒阻抗接近零的情況下的一共振狀態及相位上的缺乏變化，其中該RF供應信號係於匹配盒208之輸出端所測得。如圖式500中所示，當濾波器218之電容C的值及/或不同的RF帶(例如與RF帶430(圖6A-6E)、等相似的RF帶)之各樣的匝數改變時，繪製了在RF供應信號之基本頻率附近的範圍中的匹配阻抗之曲線的相位維持不變，其中該RF供應信號係於匹配盒208之輸出端所測得。因此，在電容C上的改變及/或在不同RF帶之匝數上的改變只對基本頻率造成最小程度地影響。
圖10A為圖式502之實施例，該圖式繪製了在濾波器218(圖4A)之輸出端的阻抗(例如濾波器阻抗、等)對在RF供應信號的三階諧波附近之頻率的曲線，其中該RF供應信號係於該輸出端計算。如圖式502中所示，濾波器阻抗之相位隨著電容C改變而改變(例如在濾波器阻抗接近零、等的時候)。
圖10B為圖式506之實施例，該圖式繪製了濾波器阻抗對一RF供應信號的三階諧波之頻率的曲線，其中該RF供應信號係於濾波器218之該輸出端計算。如圖式506中所示，隨著RF帶(例如與RF帶430、等相似的RF帶)之電感改變，濾波器阻抗之相位改變(例如在濾波器阻抗接近零、等的時候)。
吾人應注意，雖然在圖8、9、及10B中的圖式係參照在RF帶之電感上的變化而描述，但該等圖式同樣適用於可變電感器236(圖6D)之電感變化時。
圖11為圖式510之實施例，該圖式為不同的電容繪製了蝕刻基板之蝕刻速率(相對於基板的半徑)。隨著濾波器218之電容增加，在蝕刻速率上之均勻性增加。另外，圖式510中顯示當不使用濾波器218時，蝕刻速率上存在著非均勻性。
圖12為系統520之實施例的圖式，該系統係用以說明間隙340(圖5)、濾波器218、及電漿腔室320(圖5)內的壓力540其中一或更多者被改變以達成蝕刻速率、及/或沉積速率、及/或蝕刻速率上的均勻性、及/或沉積速率上的均勻性。
在一些實施例中，在使用濾波器218之外亦藉由控制間隙340而控制在蝕刻速率或沉積速率上的非均勻性。例如，處理器(例如處理器412(圖6A)、等)經由馬達驅動器而連接至一馬達，該馬達連接至上電極322(圖5)及/或卡盤334(圖5)之下電極。該處理器發送信號至馬達驅動器以使馬達的轉子旋轉。轉子的旋轉導致在上與下電極之間的距離改變以控制該間隙(該間隙包括了在上與下電極之間的距離)。在間隙上的改變係用以減少非均勻性。在幾個實施例中，上與下電極之間的間隙包括了上與下電極之間的空間體積。在各樣的實施例中，處理器在藉由發送信號至馬達驅動器408(圖6A)以控制濾波器218(圖4A、4B)之電容及/或電感的同時，藉由馬達驅動器控制馬達來控制該間隙以降低非均勻性。
在各樣的實施例中，藉由控制電漿腔室320(圖5)內之壓力的量、及藉由使用濾波器218而降低在蝕刻速率或沉積速率上之非均勻性。例 如，處理器(例如處理器412(圖6A)、等)連接至一馬達，該馬達連接至一閥。該閥經由一管道連接至存儲一或更多氣體的氣體供應器。處理器發送信號至一馬達驅動器來操作該馬達之轉子以打開或關閉該閥。開啟及關閉該閥以控制(例如增加、或減少、等)進入電漿腔室320內在上與下電極之間的間隙340中的一或更多氣體之流動量。流動量的增加使腔室中的壓力增加，而流動量的減少使壓力減少。在使用濾波器218(圖4A、4B)之外，該壓力亦用以減少非均勻性。在一些實施例中，處理器在控制濾波器218的同時控制該間隙中的壓力以降低非均勻性。
圖13為系統550之實施例的圖式，該系統係用以使用一回饋回路來控制在蝕刻速率上之均勻性、或在沉積速率上之均勻性、或達成一蝕刻速率、或達成一沉積速率。系統550包括一電漿腔室552，該電漿腔室552為電漿腔室215(圖4A、4B)之範例。電漿腔室552連接至RF供應路徑220。例如，電漿腔室552的下電極連接至RF供應路徑220。
一感測器554(例如電壓及電流探針、電壓探針、等)連接至RF供應路徑220。例如，感測器554連接至RF棒216A(圖4A)。感測器554測量從濾波器218所輸出之RF供應信號250的參數(例如電壓、或複電壓及電流、等)。
感測器554將測量到的參數提供至處理器412。處理器412判定所測得的參數是否與調諧配方256(圖6A)內的一調諧參數相似(例如，相等、或處於其預定範圍內、等)。該調諧參數與在蝕刻速率上之均勻性、或在沉積速率上之均勻性、或沉積速率、或蝕刻速率相對應。一旦判定所測得的參數與該調諧參數不相似，則處理器412發送信號至驅動器408，該驅動器產生一電流信號以發送至動作機構410。一旦從驅動器408接收到該電流信號，動作機構410旋轉或平移以改變該可變電容器 的板之間的距離、及/或濾波器218之可變電感器的長度。在板之間的距離及/或該長度被改變以達成該調諧參數，該調諧參數係用以判定所測得的參數是否與該調諧參數相似。在另一方面，一旦判定所測得的參數與該調諧參數不相似，處理器412不發送用以改變板之間的距離或電感器的長度之信號。
吾人注意到，雖然上述操作的描述係參照平行板電漿腔室，例如電容耦合電漿腔室、等，但是在一些實施例中，上述的操作適用於其他類型的電漿腔室，例如一包括感應耦合電漿(ICP)反應器、變壓耦合電漿(TCP)反應器、導體工具、介電工具的電漿腔室、一包括電子迴旋共振(ECR)反應器的電漿腔室、等。例如，x MHz RF產生器、y MHz RF產生器、及/或z MHz RF產生器連接至ICP電漿腔室中的電感。
吾人亦注意到，雖然上述的操作被描述為藉由處理器412(圖6A)而執行。在一些實施例中，可藉由x、y、及z MHz RF產生器其中一或更多者的一或更多數位信號處理器來執行該等操作。
吾人應注意在一些上述的實施例中，將RF供應信號提供至卡盤的下電極並將上電極接地。在幾個實施例中，將RF供應信號提供至上電極並將卡盤的下電極接地。
在一些實施例中，本文中描述之操作係以各樣的電腦系統結構來實行，包括了手持硬體單元、微處理器系統、基於微處理器或可程式化之消費電子產品、微電腦、大型電腦、及類似物。該等實施例亦可在分散式計算環境中實施，其中任務係藉由透過網路連線之遠端處理硬體單元而執行。
在了解上面的實施例後，吾人應理解該等實施例可使用各樣電腦實行的操作，其中操作涉及儲存在電腦系統中的資料。這些操作為需 要物理量之物理操縱的操作。本文中描述之任何構成本發明之部分的操作為有用的機械操作。該等實施例亦關於用以執行這些操作的硬體單元或設備。在一些實施例中，該等設備係特別為特殊用途電腦而建構。當被定義為特殊用途電腦時，該電腦在仍可執行特殊用途的同時，亦可執行非特殊用途部分之其他處理、程式執行、或例行程序。在各樣的實施例中，操作係藉由一般用途電腦加以處理，其中該一般用途電腦被一或更多儲存在電腦記憶體、快取記憶體、或透過網路得到的電腦程式選擇性地啟動或配置。當透過網路得到資料時，該資料係藉由網路上的其他電腦來處理，例如，雲端的計算資源。
一或更多實施例亦可被製作為非暫態的電腦可讀媒體上的電腦可讀代碼。該非暫態的電腦可讀媒體係可儲存資料的任何記憶元件，其中該記憶元件之後可被電腦系統讀取。非暫態的電腦可讀媒體的範例包括硬碟、網路附接儲存器(NAS)、ROM、RAM、光碟唯讀記憶體(CD-ROMs)、可錄式光碟(CD-Rs)、可覆寫式光碟(CD-RWs)、磁帶、及其他光學與非光學資料儲存硬體單元。非暫態的電腦可讀媒體可包括電腦可讀的有形媒體，其中該電腦可讀的有形媒體係透過連接網路的電腦系統加以散佈，俾使電腦可讀碼被以散佈的方式儲存及執行。
雖然以特定順序描述上述一些方法操作，但吾人應理解在各樣的實施例中，可在操作之間執行其他庶務操作，或可調整操作使得其在略為不同之時間發生，或可將其分散在系統中，其中只要重疊之操作的處理被以想要的方式執行則該系統允許處理操作發生在與處理有關的不同區間。
在一些實施例中，可將任何實施例的一或更多特徵與任何其他實施例的一或更多特徵結合而不超出本揭露內容中描述之各樣實施例所描述的範圍。
雖然為了清楚理解的目的已對前述的實施例進行詳細地描述，顯而易見的，仍可在隨附申請專利範圍的範圍內實行某些改變及修改。因此，本發明之實施例應被認為是說明性的而非限制性的，且本發明之實施例不受限於本文中所提供的細節，而是可在隨附申請專利範圍的範圍及均等物內加以修改。

Claims (26)

  1. 一種電漿系統，包含：一射頻(RF)產生器；一匹配盒，包括一阻抗匹配電路，該阻抗匹配電路經由一RF纜線連接至該RF產生器；一電漿反應器，經由一RF供應路徑的一部分連接至該匹配盒，其中該電漿反應器包括一卡盤，其中該RF供應路徑從該RF產生器延伸穿過該匹配盒至該卡盤；一相位調整電路，連接至該阻抗匹配電路與該卡盤之間的該RF供應路徑的該部分，其中該相位調整電路具有連接至該RF供應路徑之該部分上之一連接點的一第一端部、及連接至接地的一第二端部；及一控制器，連接至該相位調整電路，其中該控制器係用以基於一調諧配方而改變該相位調整電路的一參數以控制該RF供應路徑的一阻抗。
  2. 如申請專利範圍第1項之電漿系統，其中該阻抗匹配電路將該RF產生器及一RF纜線系統之阻抗與該電漿反應器及一RF傳輸線之阻抗匹配，其中該RF供應路徑的該部分包括該RF傳輸線的一RF棒，其中該RF傳輸線將該阻抗匹配電路連接至該電漿反應器，其中該RF傳輸線包括包圍該RF棒的一接地的RF通道，其中該RF纜線系統包括該RF纜線及一RF纜線護套。
  3. 如申請專利範圍第1項之電漿系統，其中該電漿反應器包括一下電極及一上電極，該上電極面向該下電極，其中該阻抗匹配電路係用以提供一RF信號至該相位調整電路，其中該相位調整電路係用以修改該RF信號之阻抗來產生另一RF信號以經由該RF供應路徑的該部分提供至該電漿反應器，且當該下電極從該相位調整電路接收到該另一RF信號時，該電漿反應器係用以於該電漿反應器內形成電漿。
  4. 如申請專利範圍第1項之電漿系統，其中該RF供應路徑的該部分包括一RF棒，其中該RF棒被一接地的RF通道包圍著。
  5. 如申請專利範圍第1項之電漿系統，其中該相位調整電路包括一可變電容器、或一可變電感器、或其組合。
  6. 如申請專利範圍第1項之電漿系統，其中該相位調整電路經由一連接點而連接至該RF供應路徑，其中該連接點位於一RF帶與該阻抗匹配電路的一輸出端之間。
  7. 如申請專利範圍第1項之電漿系統，其中該相位調整電路經由一連接點而連接至該RF供應路徑，其中該連接點位在一第一RF帶與一第二RF帶之間，其中該第一RF帶連接至該阻抗匹配電路的一輸出端，其中該第二RF帶連接至一RF棒，其中該RF供應路徑的該部分包括該RF棒。
  8. 如申請專利範圍第1項之電漿系統，其中該RF供應路徑的該部分包括一RF棒，其中該相位調整電路經由一連接點而連接至該RF供應路徑，其中該連接點位在該RF棒與一RF帶之間，其中該RF帶經由另一RF帶而連接至該阻抗匹配電路的一輸出端。
  9. 如申請專利範圍第1項之電漿系統，其中該RF供應路徑的該部分包括一RF棒，其中該電漿反應器包括了連接至該卡盤的一RF筒，其中該相位調整電路經由一連接點而連接至該RF供應路徑，其中該連接點位於該RF筒上，其中該RF筒經由一RF耦合器而連接至該RF棒。
  10. 如申請專利範圍第1項之電漿系統，其中該匹配盒具有一殼體，其中該相位調整電路位於該殼體外面。
  11. 如申請專利範圍第1項之電漿系統，其中該RF供應路徑的該部分包括一RF棒，其中該匹配盒具有一殼體，其中該相位調整電路位於該殼體內且連接至該殼體內的一RF帶，其中該RF帶將該阻抗匹配電路連接至該RF棒。
  12. 如申請專利範圍第1項之電漿系統，其中該RF供應路徑的該部分包括一RF棒，其中該RF供應路徑包括了連接至該阻抗匹配電路的一或更多RF帶，其中該電漿反應器包括一RF筒，其中該RF棒經由一RF耦合器而連接至該RF筒，其中該RF供應路徑更包括了該RF耦合器及該RF筒，其中該RF筒連接至該卡盤。
  13. 如申請專利範圍第1項之電漿系統，其中該阻抗係取決於該相位調整電路之電容、或電感、或其組合。
  14. 如申請專利範圍第1項之電漿系統，其中該阻抗係控制用以達成一蝕刻速率、或一沉積速率、或一在蝕刻速率上之均勻性、或一在沉積速率上之均勻性，其中該蝕刻速率、或該沉積速率、或該在蝕刻速率上之均勻性、或該在沉積速率上之均勻性係規定於該調諧配方中。
  15. 如申請專利範圍第1項之電漿系統，其中該控制器係用以基於在該RF供應路徑上所測量到的一參數之值而控制該相位調整電路。
  16. 如申請專利範圍第1項之電漿系統，其中該相位調整電路包括一濾波器，該濾波器係用以對從該阻抗匹配電路所接收到的一RF供應信號進行濾波以產生一濾波後信號、及將該濾波後信號發送至該卡盤。
  17. 如申請專利範圍第16項之電漿系統，其中該濾波器包括一可變電容器，該可變電容器以串聯與一可變電感器或一固定電感器連接，其中該可變電感器或該固定電感器連接至接地端，其中該可變電容器連接至該RF供應路徑的該部分。
  18. 一種控制RF供應路徑之阻抗的系統，該系統包括一濾波器，該濾波器位於一阻抗匹配電路及一電漿腔室之一電極之間，其中該濾波器在一端部連接至該阻抗匹配電路及該電極之間的該RF供應路徑上之一連接點，其中該濾波器之另一端部連接至接地端，其中該濾波器係用以控制待傳輸至該電漿腔室的一射頻(RF)信號的一阻抗，其中該RF信號從該阻抗匹配電路輸出向該電漿腔室。
  19. 如申請專利範圍第18項之控制RF供應路徑之阻抗的系統，其中該濾波器包括一電容器、一電感器、或其組合。
  20. 如申請專利範圍第18項之控制RF供應路徑之阻抗的系統，其中該阻抗匹配電路係用以將一RF產生器及一RF纜線系統之阻抗與一電漿反應器及一RF傳輸線之阻抗匹配，其中該RF傳輸線將該阻抗匹配電路連接至該電漿反應器，其中該阻抗匹配電路位於一匹配盒內，其中該匹配盒經由該RF纜線系統連接至該RF產生器，其中該電漿反應器包括了該電漿腔室。
  21. 如申請專利範圍第18項之控制RF供應路徑之阻抗的系統，其中該電漿腔室包括一下電極及一上電極，其中該上電極面向該下電極。
  22. 如申請專利範圍第18項之控制RF供應路徑之阻抗的系統，其中該阻抗係取決於該濾波器之電容、或電感、或其組合。
  23. 一種控制射頻(RF)供應路徑之阻抗的方法，包含：從一阻抗匹配電路接收一RF信號，該阻抗匹配電路連接至一電漿工具的一RF產生器；修改該RF信號的一阻抗以達成一可測量因子，其中該修改步驟係利用一濾波器執行，該濾波器在一端部連接至該阻抗匹配電路及一電漿反應器之一電極之間的一RF供應路徑上之一連接點，其中該濾波器之另一端部連接至接地端；及經由該RF供應路徑而將修改後的該RF信號發送至該電漿反應器，其中該電漿反應器連接至該阻抗匹配電路。
  24. 如申請專利範圍第23項之控制RF供應路徑之阻抗的方法，其中從該阻抗匹配電路所接收的該RF信號係產生於當該阻抗匹配電路將該RF產生器及一RF纜線系統之阻抗與該電漿反應器及一RF傳輸線之阻抗匹配時，其中該RF纜線系統連接至該RF產生器，其中該RF傳輸線將該電漿反應器連接至該阻抗匹配電路。
  25. 如申請專利範圍第23項之控制RF供應路徑之阻抗的方法，其中該可測量因子包括了當一晶圓出現在該電漿反應器的一電漿腔室內時對該晶圓進行蝕刻的一蝕刻速率、當該晶圓出現在該電漿腔室內時在該晶圓上沉積材料的一沉積速率、或當一或更多晶圓出現在該電漿腔室內時對該一或更多晶圓進行蝕刻之蝕刻速率上的均勻性、或當一或更多晶圓出現在該電漿腔室內時在該一或更多晶圓上沉積材料之沉積速率上的均勻性、或其組合。
  26. 如申請專利範圍第23項之控制RF供應路徑之阻抗的方法，其中修改該阻抗之步驟包含了修改一濾波器之電容、電感、或其組合，其中該濾波器連接至該阻抗匹配電路。
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