发明名称 射频电浆处理方法及射频电浆处理装置
摘要 本案揭示使用两种具有不同频率之射频波进行射频电浆处理技术,此处电浆被充分稳位地产生与维持。第一频率系用以经由引燃放电而产生电浆,以及第二频率系用以于欲处理的基板产生自偏压电压。第二频率波系于第一频率波之后以时间延迟而施加。本案也揭示于射频电浆处理之阻抗匹配技术,此处欲提供的阻抗对引燃放电以及稳定电浆皆为最佳化。
申请公布号 TWI234418 申请公布日期 2005.06.11
申请号 TW092102555 申请日期 2003.02.07
申请人 安内华股份有限公司 发明人 土屋信昭;佐护康实;池田真义
分类号 H05H1/24;H01L21/205 主分类号 H05H1/24
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种射频电浆处理方法,包含: 一放置一基板于一处理室所需位置之步骤; 一泵送处理室之步骤; 一将处理气体导入处理室之步骤; 一施加第一频率之射频波至处理室之放电空间之 步骤,因而引燃于该放电空间被导入之处理气体的 射频放电,俾于该处理室生成电浆; 一于射频放电引燃后,以一段时间延迟,施加第二 频率之另一射频波至该放电空间,同时仍继续施加 该第一频率之该射频波之步骤;以及 施加该第一频率以及该第二频率之射频波并利用 生成的电浆于该基板进行处理之步骤, 其中 该第二频率系与该第一频率不同。 2.如申请专利范围第1项之射频电浆处理方法,其中 当证实由第一频率射频波生成电浆时,施加第二频 率之射频波。 3.如申请专利范围第1项之射频电浆处理方法,其中 于证实由第一频率射频波生成电浆后,以一段时间 延迟,施加第二频率之射频波。 4.如申请专利范围第1项之射频电浆处理方法,其中 该第二频率射频波系于证实电浆稳定后施加。 5.如申请专利范围第1项之射频电浆处理方法,其中 该第二频率射频波开始施加后,该第二频率射频波 之功率以0.5秒至6秒之时间逐渐地增加达到用于在 基板上进行程序的一预设最佳位准。 6.如申请专利范围第1项之射频电浆处理方法,其中 该第二频率射频波将于基板生成自偏压电压。 7.如申请专利范围第1项之射频电浆处理方法,其中 该第一频率系于VHF频带,以及 该第二频率系于HF频带。 8.如申请专利范围第1项之射频电浆处理方法,进一 步包含 当第一频率波施加开始时,经由提供引燃放电为最 佳化之阻抗,而进行阻抗匹配控制第一阶段之步骤 ,以及 切换阻抗匹配控制为第二阶段之步骤,该步骤系经 由提供稳定电浆之最佳化阻抗进行。 9.如申请专利范围第8项之射频电浆处理方法,其中 切换至第二阶段阻抗匹配控制系于证实电浆生成 时进行。 10.如申请专利范围第8项之射频电浆处理方法,其 中切换至第二阶段阻抗匹配控制系于证实电浆生 成后进行。 11.如申请专利范围第8项之射频电浆处理方法,进 一步包含 一藉监视器监视来自放电空间之第一频率反射波 之步骤, 其中 该第二阶段阻抗匹配控制包含根据得自监视器的 信号而自动控制阻抗的提供,俾让第一频率反射波 最小化。 12.如申请专利范围第8项之射频电浆处理方法,其 中 该第二阶段阻抗匹配控制包含: 一初步提供预设値阻抗之步骤, 一对预设时间固定欲提供之阻抗于预设値之步骤, 一藉监视器监视来自放电空间之第一频率反射波 之步骤,以及 一当预设时间经过时,根据得自监视器之信号切换 阻抗匹配控制至阻抗提供之自动控制,俾让第一频 率反射波变最小化之步骤。 13.如申请专利范围第1项之射频电浆处理方法,进 一步包含 一藉监视器监视来自放电空间之第二频率反射波 之步骤,以及 一根据得自监视器之信号而进行阻抗匹配自动控 制,俾让第二频率反射波变最小化之步骤。 14.一种射频电浆处理方法,包含: 一放置一基板于一处理室所需位置之步骤; 一泵送处理室之步骤; 一将处理气体导入处理室之步骤; 一当进行阻抗匹配控制时,藉施加射频波至放电空 间,而引燃于放电空间被导入之处理气体的放电俾 于处理室生成电浆之步骤,以及 一利用生成的电装进行基板之处理之步骤, 其中 该阻抗匹配控制包含 一当射频波之施加开始时,经由提供对引燃放电为 最佳化之阻抗而进行阻抗匹配控制第一阶段,以及 一切换阻抗匹配控制至第二阶段之步骤,该步骤系 经由提供稳定电浆为最佳化之阻抗进行。 15.一种射频电浆处理方法,包含: 一放置一基板于一处理室所需位置之步骤; 一泵送处理室之步骤; 一将处理气体导入处理室之步骤; 一当进行阻抗匹配控制时,藉施加射频波至放电空 间,而引燃于放电空间被导入之处理气体的放电俾 于处理室生成电浆之步骤, 一利用生成的电装进行基板之处理之步骤, 一藉监视器监视来自放电空间之反射波之步骤, 一于基板处理期间,根据来自监视器之信号,进行 阻抗匹配之自动控制,俾最小化反射波之步骤, 一于处理结束时维持自动控制提供之阻抗値之步 骤, 一提供维持阻抗値而开始次一处理之自动控制之 步骤。 16.一种射频电浆处理方法,包含: 一放置一基板于一处理室所需位置之步骤; 一泵送处理室之步骤; 一将处理气体导入处理室之步骤; 当阻抗匹配控制系经由提供用于引燃放电为最佳 化之预设阻抗値进行时,经由施加射频波至放电空 间,而开始引燃导入之处理气体放电,俾于处理室 放电空间产生电浆之步骤; 一固定欲提供之阻抗于预设値经历一段预设时间 之步骤; 一藉监视器监视来自放电空间之反射波之步骤;以 及 一当预设时间经过时,根据来自监视器之信号,切 换阻抗匹配控制为阻抗提供自动控制,俾最小化反 射波之步骤。 17.一种射频电浆处理装置,包含: 一处理室,其中一基板系设置于处理中之所需位置 ; 一泵送管线,经由该泵送管线而泵送处理室; 一气体导入管线,经由该管线而将处理气体导入处 理室内; 一射频电极,其系设置于处理室; 一第一射频电源,其系供施加第一频率射频波至射 频电极,因此引燃于放电空间导入之处理气体的射 频放电,俾于处理室产生电浆; 一第二射频电源,其系供施加第二频率之另一射频 波至该放电空间;以及 一控制器,其中安装一顺序控制程式; 其中 于基板进行处理,同时施加该第一频率及该第二频 率之射频波及利用该生成的电浆, 该第二频率系与第一频率不同,以及 于第一射频电源开始操作后有一段时间延迟,顺序 控制程式开始第二射频电源之操作同时继续该第 一射频电源之操作。 18.如申请专利范围第17项之射频电浆处理装置,进 一步包含一电浆生成监视器, 其中 根据来自电浆生成监视器之信号,当证实藉第一频 率射频波生成电浆时,顺序控制程式开始第二射频 电源之操作。 19.如申请专利范围第17项之射频电浆处理装置,进 一步包含一电浆生成监视器, 其中 根据来自电浆生成监视器之信号,当证实藉第一频 率射频波生成电浆后,顺序控制程式开始第二射频 电源之操作。 20.如申请专利范围第17项之射频电浆处理装置,其 中于证实电浆稳定后,顺序控制程式开始第二射频 电源之操作。 21.如申请专利范围第17项之射频电浆处理装置,其 中该第二射频电源操作开始后,该顺序控制程式以 0.5秒至6秒之时间逐渐地增加该第二射频电源输出 达到用于在基板上进行处理程序的一预设最佳位 准。 22.如申请专利范围第17项之射频电浆处理装置,其 中该第二频率射频波将于基板生成自偏压电压。 23.如申请专利范围第17项之射频电浆处理装置,其 中 该第一频率系于VHF频带,以及 该第二频率系于HF频带。 24.如申请专利范围第17项之射频电浆处理装置,进 一步包含 一阻抗匹配元件,其系设置于第一射频电源与射频 电极之连接线, 其中 该顺序控制程式 于进行第一阶段阻抗匹配控制时,开始第一射频电 源之操作,以及 随后,切换阻抗匹配控制至第二阶段, 第一阶段系经由让阻抗匹配元件提供引燃放电为 最佳化之阻抗而进行, 第二阶段系经由让阻抗匹配元件提供对电浆稳定 为最佳化之阻抗而进行。 25.如申请专利范围第24项之射频电浆处理装置,其 中该顺序控制程式系于证实电浆生成时,切换阻抗 匹配控制至第二阶段。 26.如申请专利范围第24项之射频电浆处理装置,其 中该顺序控制程式系于证实电浆生成后,切换阻抗 匹配控制至第二阶段。 27.如申请专利范围第24项之射频电浆处理装置,进 一步包含 一监视器,其系供监视来自放电空间之第一频率反 射波, 其中 于第二阶段阻抗匹配控制,顺序控制程式根据来自 监视器之信号,而进行欲提供之阻抗之自动控制, 俾最小化来自放电空间之第一频率反射波。 28.如申请专利范围第24项之射频电浆处理装置,进 一步包含 一监视器,其系供监视来自放电空间之第一频率反 射波, 其中 该顺序控制程式 当阻抗匹配元件初步提供预设値阻抗时,开始第一 射频电源之操作, 固定欲提供之阻抗于预设値经历一段预设时间, 藉监视器监视来自放电空间之第一频率反射波,以 及 当预设时间经过时,根据来自监视器之信号,而切 换阻抗匹配控制至阻抗提供自动控制,俾最小化第 一频率反射波。 29.如申请专利范围第17项之射频电浆处理装置,进 一步包含 一监视器,其系供监视来自放电空间之第一频率反 射波,以及 一阻抗匹配元件,其系设置于由第二射频电源至放 电空间之线上, 其中 该顺序控制程式根据来自监视器之信号,而进行藉 阻抗匹配元件提供阻抗之自动控制,俾最小化第二 频率反射波。 30.一种射频电浆处理装置,包含: 一处理室,其中一基板系设置于处理中之所需位置 ; 一泵送管线,经由该泵送管线而泵送处理室; 一气体导入管线,经由该管线而将处理气体导入处 理室内; 一射频电极,其系设置于处理室; 一射频电源,其系供施加射频波至射频电极,因而 引燃于放电空间导入之处理气体的射频放电,俾于 处理室内生成电浆; 一阻抗匹配元件,其系设置于射频电源与射频电极 之连接线上;以及 一控制器,其中安装一顺序控制程式; 其中 利用生成的电浆而于基板进行处理;以及 该顺序控制程式 当阻抗匹配元件初步提供预设値阻抗时,开始第一 射频电源之操作, 固定欲提供之阻抗于预设値经历一段预设时间, 藉监视器监视来自放电空间之反射波,以及 当预设时间经过时,根据来自监视器之信号,而切 换阻抗匹配控制至阻抗提供自动控制,俾最小化反 射波。 31.一种射频电浆处理装置,包含: 一处理室,其中一基板系设置于处理中之所需位置 ; 一泵送管线,经由该泵送管线而泵送处理室; 一气体导入管线,经由该管线而将处理气体导入处 理室内; 一射频电极,其系设置于处理室; 一射频电源,其系供施加射频波至射频电极,因而 引燃于放电空间导入之处理气体的射频放电,俾于 处理室内生成电浆; 一阻抗匹配元件,其系设置于射频电源与射频电极 之连接线上; 一控制器,其中安装一顺序控制程式;以及 一监视器,其系供监视来自放电空间之反射波; 其中 利用生成的电浆而于基板进行处理;以及 该顺序控制程式 藉该监视器监视来自放电空间之反射波, 于基板处理期间,根据来自监视器之信号,进行阻 抗匹配自动控制,俾最小化反射波, 于处理结束时,维持自动控制提供之阻抗値,以及 提供该维持之阻抗値,开始次一处理之自动控制。 32.一种射频电浆处理装置,包含: 一处理室,其中一基板系设置于处理中之所需位置 ; 一泵送管线,经由该泵送管线而泵送处理室; 一气体导入管线,经由该管线而将处理气体导入处 理室内; 一射频电极,其系设置于处理室; 一射频电源,其系供施加射频波至射频电极,因而 引燃于放电空间导入之处理气体的射频放电,俾于 处理室内生成电浆; 一阻抗匹配元件,其系设置于射频电源与射频电极 之连接线上; 一控制器,其中安装一顺序控制程式;以及 一监视器,其系供监视来自放电空间之反射波; 其中 利用生成的电浆而于基板进行处理,以及 该顺序控制程式 当射频波之施加开始时,经由让阻抗匹配元件提供 对引燃放电为最佳化之预设阻抗値,而进行阻抗匹 配控制, 固定欲提供之阻抗于预设値经历一段预设时间, 藉监视器监视来自放电空间之反射波,以及 当预设时间经过时,根据来自监视器之信号,而切 换阻抗匹配控制至阻抗提供自动控制,俾最小化反 射波。 图式简单说明: 第1图为根据本发明之第一具体实施例,射频电浆 处理装置之示意前视剖面图。 第2图为架设于第1图所示控制器7之顺序控制程式 70之示意流程图。 第3图为第2图所示顺序控制程式70之电浆产生电源 4及离子入射电源50之操作时序图。 第4图显示当藉阻抗匹配元件进行阻抗匹配时,藉 射频气体放电产生电浆之反射波容积之曲线图。 第5图显示以HF波调变之VHF波。 第6图显示根据本发明之第二具体实施例,射频电 浆处理装置之示意前视剖面图。 第7图说明自偏压电压。 第8图为第二具体实施例之顺序控制程式70之示意 流程图。 第9图为第8图所示顺序控制程式70之电浆产生电源 4及离子入射电源50之操作之时序图。 第10图为根据本发明之第三具体实施例,射频电浆 处理装置之示意前视剖面图。 第11图显示设置于第三具体实施例装置之电浆产 生匹配元件41及匹配元件控制器44之细节图。 第12图为第10及11图所示电浆产生匹配元件41由匹 配元件控制器44控制之说明图。 第13图为第三具体实施例之顺序控制程式70之示意 流程图。 第14图为第13图所示顺序控制程式70之电浆产生电 源4及离子入射电源50之操作之时序图。 第15图为第四具体实施例之顺序控制程式70之示意 流程图。 第16图为第15图所示顺序控制程式70之电浆产生电 源4及离子入射电源50之操作之时序图。 第17图为第五具体实施例之顺序控制程式70之示意 流程图。 第18图为第17图所示顺序控制程式70之电浆产生电 源4及离子入射电源50之操作之时序图。 第19图为第六具体实施例之顺序控制程式70之示意 流程图。 第20图为第19图所示顺序控制程式70之电浆产生电 源4及离子入射电源50之操作之时序图。 第21图为根据本发明之第七具体实施例,射频电浆 处理装置之示意前视剖面图。 第22图为第七具体实施例之顺序控制程式70之示意 流程图。 第23图为第22图所示顺序控制程式70之电浆产生电 源4及离子入射电源50之操作之时序图。
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