发明名称 沉积制程用之可控功率电感式耦合电浆源
摘要 将功率从一单一的功率源分配至多个设置在一处理室上的线圈的方法及设备,其提供可控制的电浆均匀性于一置于该处理室内的整个基材上。该将功率从一功率源分配至两个或多个设置在一处理室上的线圈的设备包含一介于该功率源与一第一线圈之间的接线,一串联的电容器连接于该功率源与一第二线圈之间,及一分路电容器(shunt capacitor)连接至一介于该第二线圈与该功率源之间的节点。该将功率从一功率源分配至多个线圈的方法包含将一第一线圈连接于该功率源与一地极接线之间,将一第一功率分配网络连接至该功率源,其中每一功率分配网络包含一串联的电容器及一分路电容器,及将一第二线圈连接于该第一功率分配网络与一地极接线之间。
申请公布号 TW497173 申请公布日期 2002.08.01
申请号 TW090109339 申请日期 2001.04.18
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 麦克巴恩斯;约翰荷伦;范伦提杜德罗
分类号 H01L21/306 主分类号 H01L21/306
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种用于电浆处理的设备,其至少包含:一室;一第一线圈及一第二线圈,其被设置在该室周围;一功率源,其被连接至第一线圈;及一功率分配网络,其被连接于该第二线圈与该功率源之间,该功率分配网络包含:一串联的电容器,其被连接于该功率源与该第二线圈之间;及一分路电容器,其被连接至一介于该第二线圈与该功率源之间的节点。2.如申请专利范围第1项所述之设备,其中该节点系介于该功率源与该串联电容器之间。3.如申请专利范围第1项所述之设备,其中该节点系介于该第二线圈与该串联电容器之间。4.如申请专利范围第1项所述之设备,其中该串联电容器为一可变电容器。5.如申请专利范围第1项所述之设备,其中该分路电容器为一可变电容器。6.如申请专利范围第1项所述之设备,其中该串联电容器及分路电容器两者皆为可变电容器。7.如申请专利范围第1项所述之设备,其中该分路电容器及每一线圈都可被连接至一地极接线。8.如申请专利范围第1项所述之设备,其更包含一配接网络,其被连接于该功率源与该第一线圈之间。9.如申请专利范围第8项所述之设备,其中该配接网络亦被连接于该功率源与该功率分配网络之间。10.如申请专利范围第9项所述之设备,其中该配接网络包含一或多个可变电容器。11.如申请专利范围第9项所述之设备,其中该配接网络包含一串联电容器。12.如申请专利范围第11项所述之设备,其中该配接网络更包含一分路电容器,其被连接于该功率源与一地极接线之间。13.如申请专利范围第1项所述之设备,其更包含:一第三线圈,其被设置在该室上;及一第二功率分配网络,其被连接于该第一功率分配网络与该第三线圈之间,该第二功率分配网络包含:一第二串连电容器,其被连接于该第一功率分配网络与该第三线圈之间;及一第二分路电容器,其被连接于一介于该第三线圈与该第一功率分配网络之间的节点上。14.如申请专利范围第1项所述之设备,其更包含:至少一感应器,其被设置来测量线圈之间的功率分配。15.如申请专利范围第14项所述之设备,其中该至少一感应器包含至少一电流感应器。16.如申请专利范围第15项所述之设备,其更包含:一控制器,其被连接成与该功率分配网络的一或多个电容器相邻以回应来自于该至少一感应器所测得的电流资料。17.如申请专利范围第1项所述之设备,其更包含一接地电容器,其被连接于每一线圈与一地极接线之间。18.一种将功率从一功率源分配至两个或多个线圈的设备,其至少包含:一接线(connection),其介于该功率源与一第一线圈之间;一串联的电容器,其被连接于该功率源与一第二线圈之间;及一分路电容器(shunt capacitor),其被连接至一介于该第二线圈与该功率源之间的节点,该分路电容器可被连接至一地极接线。19.如申请专利范围第18项所述之设备,其中该节点系介于该功率源与该串联电容器之间。20.如申请专利范围第18项所述之设备,其中该节点系介于该第二线圈与该串联电容器之间。21.如申请专利范围第18项所述之设备,其中该分路电容器包含一可变电容器。22.如申请专利范围第21项所述之设备,其中该串联电容器包含一可变电容器。23.如申请专利范围第18项所述之设备,其更包含:一或多个电流感应器,其被设置来测量流经一或多个线圈的电流;及一控制器,其被连接成可接收由该一或多个感应器所测得的电流资料,该控制器被连接成与一或多个电容器相邻。24.如申请专利范围第18项所述之设备,其更包含:一或多个接地电容器,其被连接于每一线圈与一地极接线之间。25.一种用于电浆处理的设备,其至少包含:一室;一第一线圈及一第二线圈设置于该室上;一功率源;及一功率分配网络,其被连接于该功率源与该第一及第二线圈之间,该功率分配网络包含至少一无功元件。26.如申请专利范围第25项所述之设备,其中该功率分配网络包含:一介于该功率源与该第一线圈之间的接线;一串联的无功元件,其被连接于该功率源于该第二线圈之间;及一分路无功元件,其被连接于一介于该第二线圈与该功率源之间的节点。27.如申请专利范围第26项所述之设备,其中该分路无功元件包含一可变电容器。28.如申请专利范围第26项所述之设备,其中该串联的无功元件包含一可变电容器。29.一种该将功率从一功率源分配至多个线圈的方法,其至少包含:将一第一线圈连接于该功率源与一地极接线之间;将一功率分配网络连接至该功率源,其中该功率分配网络包含一串联的电容器及一分路电容器;及将一第二线圈连接于该功率分配网络与一地极接线之间。30.如申请专利范围第29项所述之方法,其更包含:将一后续的功率分配网络连接至一先前的网络功率分配网络;及将一后续的线圈连接于该后续的功率分配网络与一地极接线之间。31.如申请专利范围第29项所述之方法,其中该分路电容器包含一可变电容器及该方法更包含控制该分路电容器的电容値。32.如申请专利范围第31项所述之方法,其更包含:测量流经一或多个线圈的电流;及控制该分路电容器的电容値用以保持一所想要的电流通过一或多个线圈。33.如申请专利范围第31项所述之方法,其更包含:测量流经一或多个线圈的电流;及控制该分路电容器的电容値用以改变通过一或多个线圈的电流。34.如申请专利范围第29项所述之方法,其更包含:经由一配接网络将该第一线圈及该第一功率分配网络连接至该功率源。35.如申请专利范围第29项所述之方法,其中该串联的电容器与该第二线圈串联地被连接及该分路电容器与该后续的线圈并联地被连接。36.如申请专利范围第29项所述之方法,其中该串联电容器及该分路电容器两者皆为可变电容器,及该方法更包含:改变串联电容値及分路电容値用以在线圈之间保持所想要的电流比率。37.如申请专利范围第36项所述之方法,其更包含:改变串联及分路电容値用以在线圈之间保持所想要的电流比率及在连接至该功率源的接线处保持所想要的阻抗値。38.如申请专利范围第36项所述之方法,其更包含:改变串联及分路电容値用以在线圈之间保持所想要的电流比率及在流入线圈的电流之间保持所想要的相位关系。39.如申请专利范围第36项所述之方法,其更包含:改变串联及分路电容値用以在线圈之间保持所想要的电流比率及在流入线圈的电流之间保持所想要的相位关系。40.如申请专利范围第36项所述之方法,其更包含:改变串联及分路电容値用以改变在线圈之间电流比率同时在流入线圈的电流之间保持所想要的相位关系。41.如申请专利范围第36项所述之方法,改变串联及分路电容値用以改变在线圈之间电流比率同时将流入线圈的电流之间的相位关系保持在10度以内。42.一种用于电浆处理的设备,其至少包含:一室,其具有一圆顶形的盖子;一第一线圈及一第二线圈,其被设置在该室的圆顶形盖子周围,其中该第一线圈为一外侧线圈及该第二线圈为一内顶部线圈;及一功率分配网络,其被连接于该第二线圈与该功率源之间,该功率分配网络包含:一串联电容器,其被连接于该功率源与该第二线圈之间;及一分路电容器,其被连接于一介于该第二线圈与该功率源之间的节点上。43.如申请专利范围第42项所述之设备,其中该串联电容器与分路电容器其中的一者为一可变电容器。44.如申请专利范围第43项所述之设备,其更包含:至少一感应器,其被设置来测量线圈之间的功率分配;及一控制器,其被连接成与该功率分配网络的一或多个电容器相邻以回应来自于该至少一感应器所测得的电流资料。45.如申请专利范围第42项所述之设备,其更包含一配接网络其被连接于该功率源与第一线圈之间,该配接网络亦被连接于该功率源与该功率分配网络之间。46.一种用于电浆处理的设备,其至少包含:一室,其具有一盖子,该盖子具有一圆筒形的侧边部分及一平的顶部;一第一线圈及一第二线圈,其被设置在该室的盖子周围,其中该第一线圈为一设置在该盖子的侧边部分周围侧线圈及该第二线圈为一设置在该盖子的平的部分之上的顶部线圈;一功率源,其被连至该第一线圈;及一功率分配网络,其被连接于该第二线圈与该功率源之间,该功率分配网络包含:一串联电容器,其被连接于该功率源与该第二线圈之间;及一分路电容器,其被连接于一介于该第二线圈与该功率源之间的节点上。47.如申请专利范围第46项所述之设备,其中该串联电容器与分路电容器其中的一者为一可变电容器。48.如申请专利范围第47项所述之设备,其更包含:至少一感应器,其被设置来测量线圈之间的功率分配;及一控制器,其被连接成与该功率分配网络的一或多个电容器相邻以回应来自于该至少一感应器所测得的电流资料。49.如申请专利范围第46项所述之设备.其更包含一配接网络其被连接于该功率源与第一线圈之间,该配接网络亦被连接于该功率源与该功率分配网络之间。50.一种用于电浆处理的设备,其至少包含:一室,其具有一平的盖子;一第一线圈及一第二线圈,其被设置在该室之平的盖子附近,其中该第一线圈为一平面的多匝外线圈及该第二线圈为一平面的多匝内线圈;一功率源,其被连接至该第一线圈;及一功率分配网络,其被连接于该第二线圈与该功率源之间,该功率分配网络包含:一串联电容器,其被连接于该功率源与该第二线圈之间;及一分路电容器,其被连接于一介于该第二线圈与该功率源之间的节点上。51.如申请专利范围第50项所述之设备,其中该串联电容器与分路电容器其中的一者为一可变电容器。52.如申请专利范围第51项所述之设备,其更包含:至少一感应器,其被设置来测量线圈之间的功率分配;及一控制器,其被连接成与该功率分配网络的一或多个电容器相邻以回应来自于该至少一感应器所测得的电流资料。53.如申请专利范围第50项所述之设备,其更包含一配接网络其被连接于该功率源与第一线圈之间,该配接网络亦被连接于该功率源与该功率分配网络之间。54.一种用于电浆处理的设备,其至少包含:一室,其具有一平的盖子;一第一线圈及一第二线圈,其被设置在该室之平的盖子附近,其中该第一线圈为一螺旋的多匝外线圈及该第二线圈为一螺旋的多匝内线圈;一功率源,其被连接至该第一线圈;及一功率分配网络,其被连接于该第二线圈与该功率源之间,该功率分配网络包含:一串联电容器,其被连接于该功率源与该第二线圈之间;及一分路电容器,其被连接于一介于该第二线圈与该功率源之间的节点上。55.如申请专利范围第54项所述之设备,其中该串联电容器与分路电容器其中的一者为一可变电容器。56.如申请专利范围第55项所述之设备,其更包含:至少一感应器,其被设置来测量线圈之间的功率分配;及一控制器,其被连接成与该功率分配网络的一或多个电容器相邻以回应来自于该至少一感应器所测得的电流资料。57.如申请专利范围第54项所述之设备,其更包含一配接网络其被连接于该功率源与第一线圈之间,该配接网络亦被连接于该功率源与该功率分配网络之间。58.一种用于电浆处理的设备,其至少包含:一室,其具有一平的盖子;一第一线圈及一第二线圈,其被设置在该室之平的盖子附近,其中该第一线圈为一单匝的外线圈及该第二线圈为一单匝的内线圈;一功率源,其被连接至该第一线圈;及一功率分配网络,其被连接于该第二线圈与该功率源之间,该功率分配网络包含:一串联电容器,其被连接于该功率源与该第二线圈之间;及一分路电容器,其被连接于一介于该第二线圈与该功率源之间的节点上。59.如申请专利范围第58项所述之设备,其中该串联电容器与分路电容器其中的一者为一可变电容器。60.如申请专利范围第59项所述之设备,其更包含:至少一感应器,其被设置来测量线圈之间的功率分配;及一控制器,其被连接成与该功率分配网络的一或多个电容器相邻以回应来自于该至少一感应器所测得的电流资料。61.如申请专利范围第58项所述之设备,其更包含一配接网络其被连接于该功率源与第一线圈之间,该配接网络亦被连接于该功率源与该功率分配网络之间。图式简单说明:第1图为一典型的电浆处理室的示意剖面图,其具有两个RF线圈设置在该室的盖子上。第2图为本发明之一电浆处理室的示意剖面图;第3a图为本发明之RF功率分配网络的一实施例的示意图。第3b图为本发明之RF功率分配网络的另一实施例的示意图。第4图为一图表其显示藉由改变该串联及分路电容器的电容値所造成对于流经两个RF线圈之电流比例的影响。第5图为本发明之RF功率分配网络的另一实施例的示意图。第6图为一RF阻抗配接网路的示意图。第7图为本发明之RF功率分配网络的另一实施例的示意图。第8图为本发明之RF功率分配网络的另一实施例的示意图,该网络对于具有多个RF线圈之电浆处理室特别有用。第9a-9e图为使用多个RF线圈之不同室设计的示意剖面图。第10图为离子密度对具有双螺旋线圈的电浆处理室的径向位置的图表。
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