发明名称 控制配送至多片段电极功率之方法与设备
摘要 一种用于电浆反应器系统(10)之电极(60)的 RF电源供应系统(200),有能力维持具有电浆负载阻抗(ZR)的电浆(32),其中的电极包括复数个电极段(62a,62b,… … …,62n)。系统包括一 主振荡器(210),复数个RF电源供应子系统(220 a,220b,… … …,22On),每一个都电子地连接到主振荡器以及分别连接到其中一个电极段。每一个 RF电源供应子系统包括一相移器(224)、一放大器/电源供应器(230)、一循环器(236)、一方向耦合器(242)、以及一匹配网路(MN/L)。后者具有一匹配网路阻抗。系统还包括一控制系统(184),电子地连接到每一个RF电源供应子系统。控制系统为每一个子系统动态地改变匹配网路阻抗以匹配电浆负载阻抗,也反应电极段接收自其它电极段的功率,调整一或多个相移器。揭示一种控制RF电源供应系统的方法,是以具有本发明之RF电源供应系统的电浆处理系统系统基底(40)的方法。
申请公布号 TW495793 申请公布日期 2002.07.21
申请号 TW090107292 申请日期 2001.03.28
申请人 东京威力科创股份有限公司 发明人 理查 帕森斯
分类号 H01J37/00 主分类号 H01J37/00
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种用于电浆反应器系统中之电极的RF电源供应系统,有能力维持具有电浆负载阻抗的电浆,电极包括复数个电极段,该系统包括:a)一主振荡器;b)复数个RF电源供应子系统,每一个都电子地连接到该主振荡器以及各自的电极段,至少其中一个该RF电源供应子系统包括:i)一相移器,电子地连接到该主振荡器;ii)一放大器/电源供应器,电子地连接到该相移器;iii)一循环器,电子地连接到该放大器/电源供应器;iv)一方向耦合器,电子地连接到该循环器;以及v)一匹配网路;电子地连接到该方向耦合器,该匹配网路具有一匹配网路阻抗;以及c)一控制系统,电子地连接到每一个该RF电源供应子系统,并为每一个子系统动态地改变该匹配网路的阻抗以匹配电浆负载的阻抗,也反应一电极段接收自其它电极段的功率,以调整至少其中一个该相移器。2.如申请专利范围第1项的系统,其中,每一个该子系统中的该匹配网路包括第一及第二可调整的电容器,它的値可调整以改变该匹配网路的阻抗。3.如申请专利范围第2项的系统,其中,该匹配网路中还包括用以检知电流之第一感应器,以及用以检知跨于电浆负载阻抗之电压的第二感应器。4.如申请专利范围第1项的系统,其中,该放大器/电源供应器放射在基频之RF功率,且其中每一个RF电源供应子系统中,该方向耦合器以及该匹配网路被传输线电子地连接,传输线的长度为RF基频之半波长的整数倍。5.一种用于电浆反应器系统中之电极的RF电源供应系统,有能力维持具有电浆负载阻抗的电浆,电极包括复数个电极段,该系统包括:a)一主振荡器;b)复数个RF电源供应子系统,每一个都电子地连接到该主振荡器以及各自的电极段,其中,除了第一个该RF电源供应子系统外其余都包括:i)一相移器,电子地连接到该主振荡器;ii)一放大器/电源供应器,电子地连接到该相移器;iii)一循环器,电子地连接到该放大器/电源供应器;iv)一方向耦合器,电子地连接到该循环器;以及v)一匹配网路;电子地连接到该方向耦合器,该匹配网路具有一匹配网路阻抗;以及c)其中,在该第一RF电源供应子系统中,该放大器/电源供应器电子地连接到该主振荡器;以及d)其中,该电源供应系统还包括一控制系统,电子地连接到每一个该RF电源供应子系统,并为每一个子系统动态地改变该匹配网路的阻抗以匹配电浆负载的阻抗,也反应一电极段接收自其它电极段的功率,以调整至少其中一个该相移器。6.一种用于处理基底的电浆反应器系统,有能力在电浆处理室的内部区域维持用以处理基底的电浆,包括:a)一基底支撑构件,配置在该内部区域内;b)一电极,具有复数个电极段,配置在内部区域内,毗邻该基底支撑构件,以使电浆形成于该基底支撑构件与电极之间;c)如申请专利范围第1项的RF电源供应系统,其中,该复数个RF电源供应子系统每一个都电气地连接到该主振荡器以及各自的电极段;以及d)一气体供应系统,与内部区域气体连通。7.如申请专利范围第6项的电浆反应器系统,进一步包括一晶圆管理系统及机械人系统,与电浆处理室连接操作,并电子地连接到该控制系统,用以将基底放置到该基底支撑构件上,以及将基底取出。8.如申请专利范围第6项的电浆反应器系统,进一步包括一真空系统,与电浆处理室的内部区域气体地连通,并电子地连接到该控制系统。9.如申请专利范围第6项的电浆反应器系统,进一步包括一资料库,与该控制系统电子地连接。10.一种在电浆处理基底中控制配送给复数个电极段RF功率的方法,电浆具有电浆负载阻抗,每一个电极段连接到具有一电容及匹配网路阻抗的匹配网路,该方法包括步骤:a)提供具有一相位的RF功率给该电极段中的第一个电极段;b)监视配送给电浆的功率,以及从电浆反射的功率;c)调整该匹配网路的电容,以使经由该第一电极段转移给电浆的RF功率达到最大;d)监视该第一电极段接收自一或多个该电极段的功率;及e)调整该RF功率的该相位,以减少该第一电极段从一或多个该电极段所接收的该功率。11.如申请专利范围第10项的方法,其中该步骤c)进一步包括调整该匹配网路中第一及第二电容器至少其中之一的电容。12.如申请专利范围第11项的方法,其中该步骤c)进一步包括:i)调整该第一电容器的电容,以使匹配网路与电浆间的反射系数具有第一最小値。13.如申请专利范围第12项的方法,其中该步骤c)进一步包括:ii)调整该第二电容器的电容,以使功率反射系数成为小于该第一最小値的第二最小値;iii)根据功率反射系数的该第二最小値及于该步骤a)所提供的RF功率的阻抗値,计算电浆负载阻抗的値;以及iv)根据电浆负载阻抗的该计算値,计算该第一及第二电容器的新电容値,致使匹配网路阻抗与电浆负载阻抗匹配。14.如申请专利范围第13项的方法,在步骤iii)之后,进一步包括将该第一及第二电容器调整到该新电容的步骤。15.如申请专利范围第10项的方法,进一步包括为每一个电极段重复步骤a)到e)一或多次的步骤。16.如申请专利范围第15项的方法,其中的重复是每秒或更短执行一次。17.如申请专利范围第15项的方法,进一步包括于一或多次的重复步骤增加该步骤a)所提供之RF功率量。18.如申请专利范围第17项的方法,进一步包括增加RF功率直到它到达最大功率位准,并接着在该最大功率位准电浆处理一基底的步骤。19.一种在电浆处理室中处理基底的方法,电浆处理室有能力在它的内部区域维持一电浆,且具有包括复数个电极段的电极,该方法的步骤包括:a)将一晶圆载入电浆处理室的内部;b)起始一气流进入电浆处理室内部;c)如申请专利范围第10项的方法,提供及控制配送给电极段之RF功率的量;以及d)将基底暴露于电浆中,直到基底被处理到所要的终点。20.一种在电浆处理室中处理基底的方法,电浆处理室有能力在它的内部区域维持一电浆,且具有包括复数个电极段的电极,该方法的步骤包括:a)将一晶圆载入电浆处理室的内部;b)起始一气流进入电浆处理室内部;c)如申请专利范围第14项的方法,提供及控制配送给电极段之RF功率的量;以及d)将基底暴露于电浆中,直到基底被处理到所要的终点。21.如申请专利范围第10项的方法,其中该方法是经由电脑根据在该电脑中储存成一组指令的该方法步骤执行。22.如申请专利范围第19项的方法,其中该方法是经由电脑根据在该电脑中储存成一组指令的该方法步骤执行。23.如申请专利范围第20项的方法,其中该方法是经由电脑根据在该电脑中储存成一组指令的该方法步骤执行。图式简单说明:图1是按照本发明之电浆反应器系统的横剖面概图,其中包括片段式电极的典型例及连接到它的RF电源供应控制系统;图2A是具有17电极段之片段式电极典型例的平面图;图2B是图2A所示之片段式电极之横剖面的特写概图,显示气体供应导管、气体供应管线、以及连接到电极段的RF功率馈线;图3是构成图1之RF电源供应系统之每一个RF电源供应子系统之单元的详细方块图;图4A显示构成图3所示每一个RF电源供应子系统之单元的更详细方块图;图4B显示图4A所示多段注入RF电源供应子系统之循环器之3个埠的概图;图5是图3之RF电源供应子系统之匹配网路与负载的电路图,显示电流及电压感应器;图6A是本发明之RF电源供应子系统之操作方法步骤的流程图;图6B的流程图显示决定匹配网路中电容器之电容値的步骤,以使匹配网路的阻抗与量测的电浆阻抗匹配;图6C是实施本发明之较佳方法的流程图,包括增量地增加功率给电极段;图7是本发明之RF电源供应子系统另一实施例的方块图,除了取消一个相移网路之外,其余与图3所示的相同。图8是使用本发明之电浆反应器系统处理晶圆之方法的流程图。
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