发明名称 供电的法拉第屏蔽之电压调整方法
摘要 提供一种用来调整施加至电感耦合电浆蚀刻设备之法拉第屏蔽之电压之设备与方法。一适当电压可容易地且可变地施加至一法拉第屏蔽,如此可控制电浆之喷溅,以避免及减少非挥发性反应产物之沉积,其会负面的影响蚀刻制程。对于一特定蚀刻制程或步骤之适当电压可简单藉着调整一可调式电容器而施加至法拉第屏蔽。因此不需要机械性的重新装配蚀刻设备以调整法拉第屏蔽电压。
申请公布号 TWI232515 申请公布日期 2005.05.11
申请号 TW092120873 申请日期 2003.07.30
申请人 兰姆研究公司 发明人 雪肯特.P.娄荷凯;安卓斯.库提;安祖.D.贝利三世
分类号 H01L21/3065 主分类号 H01L21/3065
代理机构 代理人 许峻荣 新竹市民族路37号10楼
主权项 1.一种电感耦合电浆蚀刻设备,包含:一反应室;一反应室窗,用以密封该反应室之上端开口,该反应室窗具有一内表面暴露于该反应室之内部区域;一金属屏蔽,配置于该反应室窗之上;一线圈,配置于该金属屏蔽之上且与其隔开,该线圈具有一输入端、一输出端、与一长度;一导电之分接头,用以将该线圈连接至该金属屏蔽;及控制电路,与该输入端与输出端电性连接,该控制电路被设置为供应RF功率至该输入端,该控制电路包含一电容器与该输出端电性连接,该电容器被设置为可被调整,用以将该金属屏蔽上的电压控制在一接近零之电压位准到一较高之电压位准的范围之间,其中一选择制程电压位于该范围内。2.如申请专利范围第1项之电感耦合电浆蚀刻设备,其中该线圈更包含一RF驻波,该RF驻波具有至少一节点位于该线圈的长度上。3.如申请专利范围第2项之电感耦合电浆蚀刻设备,其中该导电的分接头被配置为在基本上靠近一节点之位置将该线圈连接至该金属屏蔽。4.如申请专利范围第3项之电感耦合电浆蚀刻设备,其中该导电的分接头更被配置为横跨该线圈与该金属屏蔽之间的最短直线距离。5.如申请专利范围第1项之电感耦合电浆蚀刻设备,其中该电容器为一可变电容器,其被设置为具有一操作范围,该操作范围包含介于一最小电容値与一最大电容値之间的电容値。6.如申请专利范围第5项之电感耦合电浆蚀刻设备,其中该可变电容器被设置为基本上趋近该最小电容値,在该金属屏蔽上相对应的控制电压基本上趋近于零电压位准。7.如申请专利范围第6项之电感耦合电浆蚀刻设备,其中该可变电容器被设置,俾使该电容成比例相关于该金属屏蔽上之电压。8.如申请专利范围第5项之电感耦合电浆蚀刻设备,更包含一马达驱动器,该马达驱动器被设置为与该可变电容器接合(engage),该马达驱动器更被设置为控制该可变电容器。9.如申请专利范围第1项之电感耦合电浆蚀刻设备,其中该电容器被用来控制该金属屏蔽上之电压,以适当的减少在该反应室窗之内表面上的喷溅,且实质上避免蚀刻副产物在该反应室窗之内表面上的沉积。10.如申请专利范围第1项之电感耦合电浆蚀刻设备,其中该控制电路更包含:一第二电容器,与该线圈之输入端电性连接;一第三电容器,与该第二电容器电性连接,该第三电容器用来接收RF功率;一第四电容器,与该第一电容器、第二电容器、与第三电容器电性连接;及一接地端,与该第一电容器与第四电容器电性连接。11.如申请专利范围第1项之电感耦合电浆蚀刻设备,更包含一绝缘材质配置于该线圈与该金属屏蔽之间的空间中。12.如申请专利范围第1项之电感耦合电浆蚀刻设备,更包含一保护衬垫配置于实质上靠近该反应室窗之内表面。13.一种电感耦合电浆蚀刻设备之法拉第屏蔽之电压调整方法,包含:固定一可调式电容器之电容至接近零操作电容,该可调式电容器接合至该电感耦合电浆蚀刻设备之一线圈;决定在该线圈上之一节点之位置,该节点对应于当该可调式电容器固定至接近零操作电容时,存在于该线圈上之一RF驻波之节点;将该线圈电性连接至一金属屏蔽,其连接位置实质上靠近该节点之位置;且调整该可调式电容器以得到在该金属屏蔽上之一所需电压,该金属屏蔽上之所需电压适合一蚀刻制程。14.如申请专利范围第13项之电感耦合电浆蚀刻设备之法拉第屏蔽之电压调整方法,其中调整该可调式电容器系藉着控制一马达驱动器来实施,该马达驱动器与该可调式电容器接合。15.如申请专利范围第13项之电感耦合电浆蚀刻设备之法拉第屏蔽之电压调整方法,更包含:监测该蚀刻制程以决定该金属屏蔽上之电压的合适性,该监测包含侦测一蚀刻副产物沉积之存在;且调整该可调式电容器以维持该金属屏蔽上之一适当电压,该金属屏蔽上之适当电压可避免蚀刻副产物之沉积。16.如申请专利范围第13项之电感耦合电浆蚀刻设备之法拉第屏蔽之电压调整方法,更包含:监测该蚀刻制程以决定该金属屏蔽上之电压的合适性,该电压之合适性系基于蚀刻制程之要求;且调整该可调式电容器以维持该金属屏蔽上之一适当电压,该金属屏蔽上之适当电压可满足蚀刻制程之要求。17.一种电感耦合电浆蚀刻制程之实施方法,该制程在一反应室中进行并用以蚀刻一晶圆,该反应室在一上端开口包含一反应室窗,该反应室窗具有一外表面与一暴露于该反应室之内部区域之内表面,一线圈位于该反应室窗之外表面上,且一金属屏蔽位于该反应室窗之外表面上,该金属屏蔽以一隔开之状态配置于该线圈与该反应室窗之外表面之间,该方法包含:固定一可调式电容器之电容至接近零操作电容,该可调式电容器接合至该线圈;决定在该线圈上之一节点之位置,该节点对应于当该可调式电容器固定至接近零操作电容时,存在于该线圈上之一RF驻波之节点;将该线圈电性连接至该金属屏蔽,其连接位置实质上靠近该节点之位置;调整该可调式电容器以得到在该金属屏蔽上之一所需电压,该所需电压适合该蚀刻制程;且实施该蚀刻制程。18.如申请专利范围第17项之电感耦合电浆蚀刻制程之实施方法,其中该方法更包含:实施复数个蚀刻制程步骤,该复数个蚀刻制程步骤之每一个可能需要不同之金属屏蔽上之电压;且在蚀刻制程步骤之间调整该可调式电容器以得到该金属屏蔽上之所需电压,该所需电压适合一接下来的蚀刻制程步骤。19.如申请专利范围第18项之电感耦合电浆蚀刻制程之实施方法,其中实施该复数个蚀刻制程步骤与在蚀刻制程步骤之间调整该可调式电容器系依据一预定处理程式而自动执行。20.如申请专利范围第19项之电感耦合电浆蚀刻制程之实施方法,更包含:监测该反应室窗之内表面以侦测一蚀刻副产物之沉积,该监测系在每一个复数个蚀刻制程步骤之中实施;且自动控制该可调式电容器以控制该金属屏蔽上之电压,该金属屏蔽上所控制之电压可避免蚀刻副产物更进一步沉积于该反应室窗之内表面上。21.如申请专利范围第20项之电感耦合电浆蚀刻制程之实施方法,更包含:监测该反应室窗之内表面以侦测一喷溅,该监测系在每一个复数个蚀刻制程步骤之中实施;且自动控制该可调式电容器以控制该金属屏蔽上之电压,该金属屏蔽上所控制之电压可避免该反应室窗之内表面上更进一步之喷溅。22.如申请专利范围第17项之电感耦合电浆蚀刻制程之实施方法,更包含:监测该反应室窗之内表面以侦测一蚀刻副产物之沉积,该监测系在该蚀刻制程中实施;且自动控制该可调式电容器以控制该金属屏蔽上之电压,该金属屏蔽上所控制之电压可避免蚀刻副产物更进一步沉积于该反应室窗之内表面上。23.如申请专利范围第17项之电感耦合电浆蚀刻制程之实施方法,更包含:监测该蚀刻制程以决定该金属屏蔽上之电压的合适性,该电压之合适性系基于蚀刻制程之要求;且调整该可调式电容器以维持该金属屏蔽上之一适当电压,该金属屏蔽上之适当电压可满足蚀刻制程之要求。24.如申请专利范围第17项之电感耦合电浆蚀刻制程之实施方法,更包含:监测该反应室窗之内表面以侦测一喷溅,该监测系在该蚀刻制程中实施;且自动控制该可调式电容器以控制该金属屏蔽上之电压,该金属屏蔽上所控制之电压可避免该反应室窗之内表面上更进一步之喷溅。图式简单说明:图1显示一依据习知技术之电感耦合电浆蚀刻设备;图2显示依据习知技术,电感耦合电浆蚀刻设备之基本操作原理;图3显示依据习知技术,法拉第屏蔽电压如何被控制以影响反应室窗之特性;图4显示依据本发明一实施例之电感耦合电浆蚀刻设备;图5显示依据本发明一实施例,电感耦合电浆蚀刻设备之电路图;图6显示依据本发明一实施例,存在线圈上之RF驻波;图7显示依据本发明一实施例,表示一存在于法拉第屏蔽与接地端之间之虚拟短路之导电路径;图8显示依据本发明一实施例,法拉第屏蔽与用来固定法拉第屏蔽之元件的爆炸图;图9显示依据本发明一实施例,线圈与用来固定线圈之元件的爆炸图;图10显示依据本发明一例示性实施例之实验数据图,其得自于法拉第屏蔽电压对于调整可调式电容器之反应;图11显示依据本发明一例示性实施例之实验数据图,其得自于法拉第屏蔽电压对于在各种电浆状况下调整可调式电容器之反应;图12显示依据本发明一实施例,调整电感耦合电浆蚀刻设备之法拉第屏蔽电压之方法流程图;图13显示依据本发明另一实施例,调整电感耦合电浆蚀刻设备之法拉第屏蔽电压之方法流程图;及图14显示依据本发明再另一实施例,调整电感耦合电浆蚀刻设备之法拉第屏蔽电压之方法流程图。
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