发明名称 电感式电浆蚀刻设备及其回授控制方法
摘要 一种电感式电浆蚀刻设备及其回授控制方法,系将一电压/电流测量装置连接于蚀刻设备中之一晶圆座,以量测此晶圆座之射频电流、偏压及二者间之相角,并利用所量得之射频电流、偏压及二者间之相角计算出一离子电流及一射频偏压,最后,利用所得之离子电流与射频偏压回授控制射频功率产生器,以使反应腔中达到预设之电浆状态。
申请公布号 TWI298909 申请公布日期 2008.07.11
申请号 TW094111444 申请日期 2005.04.12
申请人 国立清华大学 发明人 林强;柳克强;张正宏;萧凯木
分类号 H01L21/3065(200601AFI20080514VHTW) 主分类号 H01L21/3065(200601AFI20080514VHTW)
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 1.一种电感式电浆蚀刻设备,其包含有: 一反应腔; 一感应线圈,设置于该反应腔中,以透过一电浆功 率产生器提供该感应线圈一第一偏压; 一晶圆座,系设置于该反应腔之底部,以承载一晶 圆,该晶圆座系连接于一射频偏压功率产生器,以 提供该晶圆一第二偏压,藉由该第一偏压与该第二 偏压间之电位差所产生的电场,使通入该反应腔内 之一反应气体产生电浆,而蚀刻该晶圆; 一电压/电流测量装置,系连接于该晶圆座与该射 频偏压功率产生器之间,以量测该晶圆座上之一射 频电流、一射频电压及二者间的一相角,而得到一 离子电流量测値与一射频偏压量测値;及 一控制器,接收该离子电流量测値与该射频偏压量 测値,并将该离子电流量测値与一离子电流设定値 之差异经计算后产生一第一控制讯号,将该射频偏 压量测値与一射频偏压设定値之差异经计算后产 生一第二控制讯号,由该第一控制讯号及该第二控 制讯号分别回授控制该电浆功率产生器及该射频 偏压功率产生器。 2.如申请专利范围第1项所述之电感式电浆蚀刻设 备,其中该电压/电流测量装置系为一射频阻抗计 。 3.如申请专利范围第1项所述之电感式电浆蚀刻设 备,更包含有一匹配网路,系连接于该感应线圈与 该电浆功率产生器之间。 4.如申请专利范围第1项所述之电感式电浆蚀刻设 备,更包含有一匹配网路,系连接于该电压/电流测 量装置与该射频偏压功率产生器之间。 5.一种电浆蚀刻制程之回授控制方法,系应用于一 电感式电浆蚀刻设备,该设备系于一反应腔中置放 有一感应线圈及用以承载一晶圆之一晶圆座,藉由 一电浆功率产生器与一射频偏压功率产生器分别 施加偏压于该感应线圈及该晶圆座,以于该反应腔 内产生一电场,使该反应腔内之一反应气体产生电 浆而蚀刻该晶圆,其包含有: 量测该晶圆座之一射频电流、一射频电压及二者 间之一相角,以得到一射频偏压量测値与一离子电 流量测値; 将该离子电流量测値与一离子电流设定値之差异 经计算后产生一第一控制讯号,将该射频偏压量测 値与一射频偏压设定値之差异经计算后产生一第 二控制讯号;及 利用该第一控制讯号及该第二控制讯号分别回授 控制该电浆功率产生器与该射频偏压功率产生器 。 6.一种电浆蚀刻制程之控制方法,系应用于一电感 式电浆蚀刻设备,其特征在于:在蚀刻制程中,藉由 控制撞击一晶圆表面之一离子能量与一离子密度, 以控制该电感式电浆蚀刻设备之一反应腔中之电 浆状态。 7.如申请专利范围第6项所述之电浆蚀刻制程之控 制方法,其中控制撞击一晶圆表面之一离子能量与 一离子密度之方式,系藉由量测承载该晶圆之一晶 圆座的一射频电流、一射频电压及二者间之一相 角,以得到一射频偏压量测値与一离子电流量测値 ,并将该射频偏压量测値与该离子电流量测値调整 为趋近一射频偏压设定値与一离子电流设定値。 8.如申请专利范围第7项所述之电浆蚀刻制程之控 制方法,其中量测该射频电流、该射频电压及二者 间之该相角的方法,系将该晶圆座上与该射频电流 、该射频电压及该相角相关之讯号透过一预设长 度及阻抗特性之传输线传输后,由一电压/电流测 量装置进行量测。 图式简单说明: 图1绘示为本发明之电感式电浆蚀刻设备的系统架 构图。 图2绘示为本发明之电浆蚀刻制程之回授控制方法 的方法流程图。 图3(a)至3(d)绘示为完整热机下闭回路与开回路设 计控制的动态响应。 图4(a)至4(d)绘示为电浆暂态情况时,闭回路与开回 路设计控制的动态响应。 图5(a)至5(d)绘示为压力微扰下,闭回路与开回路设 计控制的动态响应。
地址 新竹市光复路2段101号