TWI593010B - 具有多重射頻功率之三極體反應器設計 - Google Patents

Description

具有多重射頻功率之三極體反應器設計

本實施例有關晶圓處理設備，尤其關於用於處理晶圓處理設備中之晶圓的設備、方法、及電腦程式。

積體電路之製造包括將包含摻雜矽之區域的矽基板(晶圓)浸入化學反應電漿中，其中次微米裝置特徵部(例如電晶體、電容等等)被蝕刻至該表面上。一旦第一層製造後，則數個絕緣(介電)層被建構在第一層之上，其中穿洞(亦稱為穿孔)及渠溝被蝕刻至材料中以設置導電互連部。

用於半導體晶圓製作之現行電漿處理系統依賴高度相依的控制參數來控制遞送至晶圓之自由基分離、自由基通量、離子能量、以及離子通量。例如，現行電漿處理系統試圖藉由控制在晶圓存在下所產生之單一電漿來達到必需之自由基分離、自由基通量、離子能量、以及離子通量。可惜，化學解離及自由基形成與離子產生及電漿密度相關連，並且通常無法配合而達到期望的電漿處理條件。

一些半導體處理設備可用在廣泛的應用中。然而各應用之要求可能實質上不同，並且在沒有適當的控制來配置晶圓處理製程(例如控制腔室中的電漿化學作用)的情況下，可能難以在相同處理設備中考慮到所有應用。

實施例正是在此情況下產生。

揭露內容之實施例提供用於處理晶圓處理設備中之晶圓的 設備、方法、及電腦程式。應瞭解到本實施例可用許多方式實現，如處理、設備、系統、裝置、或電腦可讀媒體上的方法。以下描述數個實施例。

在一實施例中，晶圓處理設備包括：上電極、下電極、第一射頻(RF)電源、第二RF電源、第三RF電源、第四RF電源、以及開關。第一、第二、及第三電源係耦接至下電極。此外，開關係可操作成在第一位置或第二位置之一者，其中該第一位置導致上電極連接至第一電壓，並且該第二位置導致上電極連接至第四RF電源。在一實施例中，第一電壓係電性接地。

在另一實施例中，晶圓處理設備包括：處理腔室內之上電極及下電極、第一射頻(RF)電力、第二RF電力、第三RF電力、開關、第四RF電力、以及系統控制器。第一、第二、及第三電力係耦接至下電極，並且開關係耦接至上電極及第四RF電力。系統控制器係可操作成於晶圓處理操作期間獨立設定各第一、第二、及第三RF電力為開啟或關閉之一者，並且系統控制器係可操作成將開關設定至第一位置或第一位置之一者。第一位置導致上電極連接至電性接地，並且第二位置導致上電極連接至第四RF電力。

在又另一實施例中，用於處理在處理腔室內部包括上電極及下電極的晶圓處理設備中之晶圓的方法包括接收用於處理該晶圓之配方的操作。此外，該方法包括基於配方而選擇是否開啟或關閉各第一射頻(RF)電力、第二RF電力、及第三RF電力之操作。第一、第二、及第三電源係耦接至下電極。開關的位置係基於配方而設定，其中當開關在第一位置時，上電極係耦接至電性接地，且其中當開關在第二位置時，上電極係耦接至第四RF電力。一旦腔室根據配方配置好之後，晶圓受到處理，其中該方法之至少一操作係經由處理器執行。

其他實施態樣從以下配合附圖的詳細敘述將變得顯而易見。

102‧‧‧電漿

104‧‧‧上電極

106‧‧‧基板

108‧‧‧下電極

110‧‧‧矽集中環

112‧‧‧限制環

114‧‧‧匹配網路

116‧‧‧匹配網路

118‧‧‧RF產生器

120‧‧‧RF電源

122‧‧‧開關

124‧‧‧接地電極

126‧‧‧絕緣體

202、204、208‧‧‧DC偏壓

302‧‧‧系統控制器

304‧‧‧電漿配方

306‧‧‧上電極電力控制器

308‧‧‧加熱器控制器

310、312、314‧‧‧電力控制器

320、322、324‧‧‧RF電源

316、318‧‧‧加熱器

402、404、406、408、502、504‧‧‧圖表

702‧‧‧剖面

704‧‧‧剖面

802、804、806、810‧‧‧操作

902、904、906、908、910、912、914‧‧‧操作

916、918、920、922、924、926、928‧‧‧操作

1004‧‧‧中央處理單元

1008‧‧‧控制程式

1010‧‧‧匯流排

1012‧‧‧唯讀記憶體

1014‧‧‧大量儲存裝置

1018‧‧‧顯示器

1020‧‧‧I/O介面

1022‧‧‧鍵盤

1024‧‧‧游標控制器

1028‧‧‧隨機存取記憶體

1030‧‧‧網路介面

1032‧‧‧網路

1034‧‧‧可卸除式媒體裝置

藉由配合附圖參考以下敘述可最有效地瞭解實施例。

圖1顯示根據一實施例之蝕刻腔室。

圖2係繪示根據一實施例作為施加至上電極之電力的函數 之DC偏壓中的變化之圖表。

圖3顯示依據一實施例之半導體晶圓處理設備。

圖4A及4B繪示根據一實施例作為施加至上電極之電力的函數之晶圓處理設備的表現。

圖5A顯示根據一實施例在數個工作條件下之蝕刻均勻性的量測。

圖5B繪示根據一實施例作為至上電極之電力的函數之多晶矽存留的數量。

圖6顯示根據一實施例在晶圓上之蝕刻選擇性的量測。

圖7顯示揭露內容之實施例所獲得的樣品結果。

圖8顯示依據一實施例以多數操作處理晶圓之演算法的流程。

圖9顯示依據一實施例之用於處理在處理腔室內部包括上電極及下電極的晶圓處理設備中之晶圓之演算法的流程。

圖10係實現於此所描述之實施例之電腦系統的簡化示意圖。

以下實施例敘述用於處理在晶圓處理設備中之晶圓的設備、方法、及電腦程式。揭露內容之實施例於三極體反應器配置中使用多達四不同之RF電力。顯而易見，本實施例可在不具有這些具體細節之部份或全部的情形下加以實施。在其他情況下，為了不非必要地混淆本實施例，故已不詳細地描述熟知的製程操作。

圖1顯示根據一實施例之蝕刻腔室。激發二電極之間的電場係獲得蝕刻腔室中RF氣體放電的方法之一。當施加振盪電壓於電極之間時，所獲得之放電稱為電容耦合電漿(CCP)放電。

可利用穩定的原料氣體來產生電漿以獲得由電子-中性粒子碰撞導致的各種分子之解離所產生的各種化學反應副產物。蝕刻之化學態樣涉及中性氣體分子及其解離副產物與待蝕刻表面的分子之反應，並從而產生可抽除之揮發性分子。當電漿產生時，正離子加速到具有足夠的能量、 從電漿橫越隔開電漿與牆之空間電荷鞘而撞擊晶圓表面，以便將材料自晶圓的表面移除。這被稱為離子轟擊或離子濺鍍。然而，一些工業用電漿未產生具有足夠能量的離子來藉由純粹物理方法有效率地蝕刻表面。

在一實施例中，因為其非等向及選擇性蝕刻能力，而將如CF₄及C-C₄F₈之氟碳化合物氣體使用在介電質蝕刻製程中，但於此所述之原理可應用至其他電漿產生氣體。氟碳化合物氣體容易解離成更小的分子及原子自由基。這些化學反應副產物將一實施例中可為用於低k值裝置之SiO₂或SiOCH之介電材料蝕刻掉。

圖1之腔室繪示具有上電極104及下電極108之處理腔室。上電極104可接地或耦接至RF產生器120，並且下電極108係經由匹配網路114耦接至RF產生器118。RF產生器118以一、二、或三RF頻率提供RF電力。根據用於特定操作之腔室的配置，第一、第二、或第三RF頻率之一者可開啟或關閉。在圖1所示的實施例中，RF產生器118提供2 MHz、27 MHz、及60 MHz的頻率，但也可能為其他頻率。

圖1之腔室包括上電極104上之氣體噴淋頭以輸入氣體至腔室中、以及允許氣體排出腔室之穿孔的限制環112。當基板106存在腔室中時，使矽集中環110置於緊鄰基板處，使得電漿102之底表面處存在用以在晶圓的表面上均勻蝕刻之均勻RF場。

上電極104可耦接至接地或耦接至RF電源120。開關122係可操作成當開關在第一位置時，將上電極104連接至接地，或當開關在第二位置時，將上電極104連接至RF電源120。匹配網路116係用以當開關122在第二位置時，將上RF電源120連接至上電極。

圖1之實施例顯示其中上電極由對稱RF接地電極124圍繞之三極體反應器配置。絕緣體126係隔離接地電極124與上電極104之介電質。在一實施例中，RF電源120具有400 kHz之頻率，但也可能為其他頻率。在上電極上的低頻RF電力控制上腔室以及反應器壁上的離子能量。此提供腔室中電漿化學作用的另一控制手段，從而實現用於晶圓處理之配方中的電力設定之逐一操作調整。

各頻率被選用於晶圓製造過程中之特定用途。在具有2 MHz、27 MHz、及60 MHz之圖1的範例中，2 MHz RF電力提供離子能量 控制，並且27 MHz及60 MHz之電力提供電漿密度及化學作用之解離形態。此配置(其中各RF電力可開啟或關閉)使晶圓上使用極低離子能量的一些製程、以及其中離子能量必須為低(低於100或200 eV)的一些製程(例如用於低k值材料的軟蝕刻)得以實現。

在另一實施例中，60 MHz RF電力係用在上電極上以獲得極低能量與極高密度。此配置允許當晶圓不在腔室中時，以高密度電漿清除腔室，同時使ESC(靜電夾)表面上的濺鍍最小化。ESC表面係於晶圓不存在時露出，並且必須避免任何該表面上的離子能量，這正是為何下方2 MHz及27 MHz電力供應於清除期間關閉的原因。

具有四RE電力之腔室提供針對電漿化學作用、以及電漿密度與均勻性的硬體控制。舉例而言，徑向均勻性可藉由在頂部之獨立RF源加以控制。

圖2係繪示根據一實施例作為施加至上電極之電力的函數之DC偏壓中的變化之圖表。圖2顯示之量測係取自下電極上的27 MHz及60 MHz之RF電力。當上電極耦接至接地時(即上RF電源非耦接至上電極)，上電極具有0 V之DC偏壓202，並且晶圓具有約-275 V之DC偏壓208。

當上電極耦接至400 kHz的RF電源時，上電極(UE)中的DC偏壓204隨著由RF電源供應之電力增加而降低。例如，當上電極具有約100 W的電力時，DC偏壓為約-150 V，並且當電力為200 W時，上電極上的DC偏壓為約-300伏特。

有一些作用起因於增加上電極上的電力。首先，隨著電力上升，上電極上的鞘電位亦上升。其次，隨著上電極上的電力上升，電漿密度亦上升。這表示製程的化學作用隨著上電極上的RF電力上升而變化。然而，當上電極上的偏壓顯著地變化時，於晶圓處之電位保持實質上固定。於上電極處之離子轟擊的增加導致化學作用中的變化。以低頻來控制離子轟擊係控制表面化學作用之有效方法，進而影響主體化學作用並幫助晶圓處理最佳化。

圖3顯示依據一實施例之半導體晶圓處理設備。圖3之腔室包括經由對應的匹配網路連接至下電極108之各別具有RF頻率f₁、f₂、f₃的RF電源320、322、及324。上電極104係經由開關122及匹配網路116 連接至具有RF頻率f₄之第四RF電源120。

此外，腔室包括將上電極104連接至接地或經由匹配網路116連接至RF電源120之開關122。第一加熱器318位於上電極104上方，並且第二加熱器316位於接地電極124上方。加熱器藉由硝酸鋁材料(儘管也可利用其他絕緣體)層與上電極及接地電極隔開。加熱器316控制接地電極之外部區域的溫度，並且加熱器318控制上電極的溫度。每一加熱器可操作成於晶圓處理操作期間獨立地開啟或關閉。

控制上電極的溫度可用來調整腔室的反應。然而，控制溫度有其限制，因為溫度無法迅速變化。因此，溫度控制提供對於腔室中變化的慢速反應。利用上電極的溫度控制來控制各晶圓處理操作係困難的。此外，可施加至腔室中的矽表面之溫度有其上限。

晶圓處理設備更包括系統控制器302、上電極電力控制器306、加熱器控制器308、及各別為f₁、f₂、及f₃之電力控制器310、312、及314。系統控制器302接收其包括用於執行在腔室上之不同操作的指令之電漿配方304。晶圓的處理可以多數操作完成，並且各操作可能需要腔室中不同的設定。例如，在一操作中所有四個RF電源開啟，而在其他操作中僅三個、或二個、或一個RF電源開啟等等。

系統控制器基於配方304來設定腔室的操作參數，該參數包括哪些RF電源開啟或關閉、其電壓及電力設定、開關122的設定、加熱器316及318的設定、腔室中使用的氣體、腔室上的壓力、晶圓處理操作的持續時間等等。在一實施例中，系統控制器302針對上電極上之電力的配置而發送指令至上電極電力控制器306，該配置包括設定開關122以連接上電極至接地或至RF電力、及開啟或關閉RF電力120、以及設定RF電力120的電力位準。

系統控制器302與加熱器控制器308接合以調節上電極104的溫度。加熱器控制器308調節加熱器316及318以控制上電極的溫度。溫度感測器(未顯示)提供上電極之一或更多點中關於該上電極的溫度之資訊至加熱器控制器308。因此，加熱器控制器308可藉由在晶圓處理期間開啟或關閉加熱器以達到所期望之溫度來調節上電極上的溫度。

系統控制器302亦與電力控制器310、312、及314接合，電 力控制器310、312、及314調節對應的RF電力320、322、及324是否開啟或關閉，以及若電力開啟時，要調節至什麼電力設定。在一實施例中，RF電源120的頻率為400 kHz。在另一實施例中，該頻率在從400 kHz至2 MHz的範圍中，而在又另一實施例中，該頻率在從100 kHz至10 MHz的範圍中。在一些操作中，三個下RF電力不同時開啟，其允許上RF處具有較高頻率。在一實施例中，f₄與下方處的頻率f₁-f₃不同以避免腔室共振。

在一實施例中，腔室中的壓力具有介於20 mTorr與60 mTorr之間的數值。在另一實施例中，上電源的電壓可在數百伏特的範圍中(例如100 V到2000 V或更高)，並且下RF電源可具有高達6000 V或更高的電壓。在一實施例中，該電壓為1000 V。在另一實施例中，上RF電源的電壓具有介於100 V與600 V之間的數值，並且下RF電源的電壓具有介於1000 V與6000 V之間的數值。上腔室與下腔室的壓力可具有介於10 mTorr與500 mTorr之間的數值。在一實施例中，腔室操作在15 mTorr的壓力下。

注意到圖3所繪示的實施例係示範性的。其他實施例可利用不同類型的腔室、不同頻率、基於配方針對腔室配置之其他類型的調整、腔室中不同的壓力等等。舉例而言，在一實施例中，腔室係CCP電漿腔室。再者，以上所述半導體晶圓處理設備中的一些模組可結合成單一模組，或單一模組的功能可藉由複數模組加以執行。舉例而言，在一實施例中，電力控制器310、312、及314係整合在系統控制器302內(儘管其他配置也可行)。因此圖3所繪示的實施例不應理解成專用或限制性者，而是示範性或說明性者。

圖4A及4B繪示根據一實施例作為施加至上電極之電力的函數之晶圓處理設備的表現。圖4A繪示基於在低RF電力應用(即邏輯應用)中施加至上電極之電力的腔室之表現。圖4A的腔室係操作在60 mTorr的壓力、具有160 W的27 MHz RF電力施加至下電極、具有160 W的60 MHzRF電力施加至下電極、400 kHz RF電力施加至上電極、以及包括C₄F₈、O₂、CF₄、N₂、及Ar氣體之組合的情況下。

圖表402繪示當上電極(UE)連接至接地時，上電極的DC偏壓為0 V，並且晶圓偏壓為約-275 V。若上電極連接至400 kHz RF電力，則上電極的偏壓隨著上電極上的電力增加而下降。例如，當上RF的電力為 200 W時，上電極的偏壓為約-300 V。上電極的偏壓已從0 V(當未施加RF電力至上電極時)移至-300 V(當上電極上的RF電力在200 W時)。

雖然不像上電極的偏壓般迅速變化，晶圓的偏壓亦隨著施加至上電極的電力變化。晶圓的偏壓從約-250 V(當未施加電力至上電極時)移至約-175 V(當施加200 W至上電極時)。

圖表404繪示遮罩與特徵部之間(氧化物對PR)蝕刻的選擇性如何隨著至上電極的電力增加而上升。以下參考圖6提供更多關於量測選擇性的細節。注意到圖表402與404中x軸的刻度不一樣。

圖表404顯示選擇性的標準化數值，其表示選擇性之改善係基於當未施加RF電力至上電極時的參考選擇性量測。例如，當未施加電力至上電極時，選擇性可具有5的數值，並且標準化選擇性數值等於該選擇性數值除以5。在圖表404中，標準化選擇性從1(當未施加電力在上電極上時)移至2.1的標準化選擇性數值(當施加500 W在上電極時)。這表示當施加500 W在上電極時，選擇性已改善210百分率。

圖4B繪示基於在高RF電力應用(即記憶體應用)中施加至上電極之電力的腔室之表現。通常，記憶體應用需要高密度及數個不同層。邏輯可具有10至15個不同的操作，並且各操作必須加以精確地控制。一般而言，邏輯應用係低電力應用，且各層中的選擇性係極重要。

圖4B的腔室係操作在15 mTorr的壓力、具有5000 W的2 MHz RF電力施加至下電極、具有1000 W的27 MHz RF電力施加至下電極、具有200 W的60 MHz RF電力施加至下電極、400 kHz RF電力施加至上電極、以及包括Ar、C₄F₈、及O₂氣體之組合的情況下，其顯示於產生極高電漿密度時的高效率。

因為記憶體應用需要高電力，所以圖表406的y軸刻度與圖表402的刻度不同。當施加更高電力至上電極時，上電極上的偏壓下降、並且晶圓的偏壓上升。圖表408所示之選擇性改善少於低電力應用之選擇性改善，但仍顯示選擇性中12百分率之改善。由於記憶體應用中所利用的材料類型而使選擇性改善不一樣大。

圖5A顯示根據一實施例在數個工作條件下之蝕刻均勻性的量測。在一實施例中，晶圓均勻性係定義為在晶圓上觀測之差異的係數， 亦即在排除3毫米邊緣的情況下，表示為平均百分率之標準差的三倍。因此，均勻性數值0將對應至理想均勻性。

均勻性的量測係在配置有30 mTorr的壓力、具有400 W的60 MHz RF電力施加至下電極、400 kHz RF電力施加至上電極、以及包括CF₄、CHF₃、及O₂氣體之組合的腔室中完成。在上RF具有0 W(即上電極上無RF)、500 W、及700 W時完成量測。

注意到施加電力至上電極為改善均勻性的一個方法，然而有其他方法以改善均勻性。圖5A所作之量測係用來比較具有施加至上電極之不同電力的表現，但未實施其他均勻性量測。因此，當其他用以改善均勻性的機制與上電極上的電力一起實施時，均勻性可更佳。

圖表502繪示當施加電力至上電極時，均勻性如何改善。然而，若施加過多電力，則均勻性改善可能較施加適量電力至上電極時為差。當未施加RF電力至上電極時，均勻性量測為32百分率。然而，當施加500 W、400 kHz至上電極時，均勻性為3百分率，並且當施加700 W、400 kHz時，均勻性為5百分率。應注意到不同的蝕刻操作可能產生不同的結果，並且均勻性可能取決於晶圓處理操作而更為(或較不)關鍵。

圖5B繪示根據一實施例作為至上電極之電力的函數之多晶矽存留的數量。圖表504顯示晶圓上多晶矽存留的數量係施加至上電極、使用400 kHz頻率之電量的函數。該圖表顯示當電力增加時，晶圓上多晶矽存留亦增加，即選擇性改善。然而，在380 W附近達到最大值後，當電力往上高於380 W時，改善程度隨著多晶矽存留的數量開始變得較少而降低。當電力增加超過曲線上的最大值時，腔室上存在過多的聚合物沉積物而無法獲得更進一步的改善。

圖表504顯示存在當使用多晶矽遮罩蝕刻時可藉由施加電力至上電極而實現之最大改善程度。不同腔室將具有最佳電量之不同數值，並且蝕刻製程中的每一操作可能需要在上電極上使用不同電量。此外，腔室中的其他因素可能影響上RF將提供之改善量。

圖6顯示根據一實施例在晶圓上之蝕刻選擇性的量測。選擇性係定義為兩材料中蝕刻速率的比率。在圖6的實施例中，第一材料係極低K值(ELK)材料，且第二材料係蝕刻停止層(ESL)。根據以下方程式， 將ELK材料的蝕刻速率d_ELK除以ESL材料的蝕刻速率d_ESL以獲得選擇性數值。

目標係為了得到蝕刻不像ELK一樣快的ESL、得到大於1的選擇性數值、以及選擇性數值越高越好。如以上所討論般，在一些蝕刻操作中施加RF電力至上電極將改善選擇性。

圖7顯示揭露內容之實施例所獲得的樣品結果。剖面702表示當未施加電力至上電極時之晶圓的處理所得到的影像。選擇性量測為3.1。剖面704表示當施加600 W、400 kHz至上電極時所得到之相同影像。當施加電力至上電極時之選擇性為7.0(為當未施加電力之選擇性的兩倍多)。

圖8顯示依據一實施例以多數操作處理晶圓之演算法的流程。如以上所討論，晶圓經歷多數蝕刻操作，並且各操作可能需要不同的腔室配置。配方定義了關於腔室在各操作的參數。圖8繪示以多數操作處理晶圓之方法。

在操作802中，基於配方而針對即將來臨的蝕刻操作來設定腔室的參數。參數可包括施加哪些RF電力、用什麼電力位準、腔室中使用的氣體、蝕刻操作的時間量等等。該方法自操作802延續至其中晶圓在該腔室中處理之操作804。

在操作806中，系統控制器判定是否晶圓必須經歷額外處理操作。若不需更多操作(即晶圓的處理已完成)，則結束晶圓的處理(至少對於此階段，儘管晶圓可能經歷其他處理階段)。然而，若晶圓上有待完成額外處理操作，則該方法流程至其中腔室係根據定義在配方中關於後續晶圓處理操作的參數而配置之操作810。該方法自操作810流程至操作804以便在晶圓上執行後續處理操作。

注意到各處理操作可具有腔室之不同配置。各處理操作可使各RF電力開啟或關閉，或使各RF電力施加以不同的電力位準。此外，上RF電力可在一些操作中施加、或可在其他操作中分離(例如藉由設定圖3之開關122的位置)。

圖9顯示依據一實施例之用於處理在處理腔室(例如圖3之腔室)內部包括上電極及下電極的晶圓處理設備中之晶圓之演算法的流程。在操作902中，系統控制器接收具有關於晶圓之處理的指令或資料之配方。

在操作904中，做出是否開啟或關閉耦接至腔室中之下電極的第一RF電力供應(例如圖3中的RF電力320)的決定。若第一RF電力供應將開啟，則該方法流程至其中開啟第一RF電力供應之操作906。若第一RF電力供應將不供電，則該方法延續至其中關閉第一RF電力供應之操作908。

在操作910中，做出是否開啟或關閉耦接至腔室中之下電極的第二RF電力供應(例如圖3中的RF電力322)的決定。若第二RF電力供應將開啟，則該方法流程至其中開啟第二RF電力供應之操作912。若第二RF電力供應將不供電，則該方法延續至其中關閉第二RF電力供應之操作914。

在操作916中，做出是否開啟或關閉耦接至腔室中之下電極的第三RF電力供應(例如圖3中的RF電力324)的決定。若第三RF電力供應將開啟，則該方法流程至其中開啟第三RF電力供應之操作918。若第三RF電力供應將不供電，則該方法延續至其中關閉第三RF電力供應之操作920。

在操作922中，實施檢查以決定是否上電極耦接至上RF電力或耦接至接地。若上電極不耦接至RF電力(即上電極將接地)，則該方法延續至其中將上電極連接至上RF電力或接地的開關(例如圖3之開關122)設定至第一位置之操作924。當開關在第一位置中時，上電極係連接至電性接地。在一實施例中，決定第四RF電力之電力位準以使蝕刻操作後之存留多晶矽的數量最大化。

若上電極將連接至RF電力，則該方法延續至其中將開關設定至導致上RF電力與上電極耦接之第二位置之操作926。該方法從操作924或操作926延續至其中已根據配方配置好腔室後從而處理晶圓之操作928。

圖10係實現於此所描述之實施例之電腦系統的簡化示意圖。應瞭解到於此所描述之方法可用例如習知的、一般用途電腦系統之數 位處理系統來執行。設計或程式化成執行唯一功能之特殊用途電腦可供選擇使用。電腦系統包括經由匯流排1010耦接至隨機存取記憶體(RAM)1028之中央處理單元(CPU)1004、唯讀記憶體(ROM)1012、以及大量儲存裝置1014。階段控制程式1008駐存在隨機存取記憶體(RAM)1028中，但亦可駐存在大量儲存器1014或ROM 1012之中。

大量儲存裝置1014表示例如可為本地或遠端之軟碟或硬碟的永久資料儲存裝置。網路介面1030提供經由網路1032之連接，從而允許與其他裝置之通信。應瞭解到CPU 1004可體現成一般用途處理器、特殊用途處理器、或特殊程式化之邏輯裝置。輸入/輸出(I/O)介面提供與不同周邊設備之通信，並且經由匯流排1010與CPU 1004、RAM 1028、ROM 1012、及大量儲存裝置1014連接。範例性周邊設備包括顯示器1018、鍵盤1022、游標控制器1024、可卸除式媒體裝置1034等等。

顯示器1018係配置成顯示於此所描述之使用者介面。鍵盤1022、游標控制器1024、可卸除式媒體裝置1034、及其他周邊設備係耦接至I/O介面1020以傳達送至CPU 1004之指令選集之資訊。應瞭解到送至及來自外部裝置之資料可經由I/O介面1020來傳遞。實施例亦可以其中藉由透過有線基礎或無線網路而連結之遠端處理裝置來執行工作之分散式計算環境的方式實施。

於此所描述之實施例可用包括手持裝置、微處理器系統、微處理器基礎或可程式化消費性電子、迷你電腦、主機電腦、及其類似者之各種電腦系統配置加以實施。實施例亦可以其中藉由透過網路而連結之遠端處理裝置來執行工作之分散式計算環境的方式實施。

有了以上實施例的概念後，應瞭解到實施例可採用涉及電腦系統中所儲存資料的各種電腦執行之操作。這些操作係需要物理量之物理處理的操作。於此所描述之形成實施例之部份的操作之任一者係有用的機械操作。實施例亦涉及用以執行這些操作的裝置或設備。該設備可針對所需用途而特別建構，例如特殊用途電腦。當定義為特殊用途電腦時，該電腦亦可執行其他非該特殊用途之部份的處理、程式執行、或例行工作，同時仍能操作於該特殊用途。或者，該操作可藉由被一或更多儲存在電腦記憶體、快取記憶體、或網路上取得之電腦程式選擇性啟動或配置的一般用 途電腦加以處理。當在網路上取得資料時，該資料可由網路上的其他電腦(例如雲端計算資源)加以處理。

一或更多實施例亦可製作為電腦可讀媒體上之電腦可讀碼。電腦可讀媒體係可儲存以後可由電腦系統讀取之資料的任何資料儲存裝置。電腦可讀媒體的範例包括硬碟、網路附接儲存器(NAS)、唯讀記憶體、隨機存取記憶體、CD-ROMs、CD-Rs、CD-RWs、磁帶、以及其他光學式與非光學式資料儲存裝置。電腦可讀媒體可包括分散在網路耦接電腦系統上之電腦可讀實體媒體，使得電腦可讀碼以分散的方式儲存及執行。

雖然該方法操作以特定順序敘述，惟應瞭解到在操作之間可執行其他內務管理操作，或者可調整操作使其出現在稍微不同的時間，或者只要覆蓋操作之處理以所期望之方式執行，便可將操作分散在允許處理操作出現在與處理相關的各個時期之系統中。

雖然為清楚瞭解之目的已在一些細節中描述前述的發明，但將顯而易見的，在隨附的專利申請範圍之範圍內仍可實施一些變化及修改。因此，本實施例將視為示例性而非限制性，並且本實施例不限於此處提出之細節，而可在隨附的專利申請範圍之範圍及均等內加以修改。

102‧‧‧電漿

104‧‧‧上電極

106‧‧‧基板

108‧‧‧下電極

110‧‧‧矽集中環

112‧‧‧限制環

114‧‧‧匹配網路

116‧‧‧匹配網路

118‧‧‧RF產生器

120‧‧‧RF電源

122‧‧‧開關

124‧‧‧接地電極

126‧‧‧絕緣體

Claims (20)

1. 一種晶圓處理設備，在處理腔室內部包括第一上電極及下電極，該晶圓處理設備包含：第二上電極，耦接至電性接地；第一射頻(RF)電源、第二RF電源、以及第三RF電源，該第一、第二、以及第三RF電源係耦接至該下電極；第四RF電源，具有範圍從100kHz至小於2MHz的低RF頻率；以及開關，可操作成在第一位置或第二位置其中一者，該第一位置導致該第一上電極連接至第一電壓，並且該第二位置導致該第一上電極連接至該第四RF電源，其中該第四RF電源的電力位準係針對各晶圓處理操作而定，以控制該處理腔室中的化學物質，同時使該晶圓的電位實質上保持固定。
2. 如申請專利範圍第1項之晶圓處理設備，其中該第一RF電源係可操作成在該處理腔室中於各晶圓處理操作期間為啟動或非啟動其中一者，其中該第二RF電源係可操作成在該處理腔室中於各晶圓處理操作期間為啟動或非啟動其中一者，且其中該第三RF電源係可操作成在該處理腔室中於各晶圓處理操作期間為啟動或非啟動其中一者。
3. 如申請專利範圍第1項之晶圓處理設備，其中該第一電壓係電性接地。
4. 如申請專利範圍第1項之晶圓處理設備，更包括：第一加熱器，耦接至該第一上電極，該第一加熱器係可操作成於晶圓處理操作期間為開啟或關閉其中一者。
5. 如申請專利範圍第4項之晶圓處理設備，更包括：第二加熱器，耦接至該第一上電極，該第二加熱器係可操作成於該晶圓處理操作期間為開啟或關閉其中一者。
6. 如申請專利範圍第5項之晶圓處理設備，更包括：加熱器控制器，可操作以設定該第一加熱器及該第二加熱器為開啟或關 閉其中一者。
7. 如申請專利範圍第1項之晶圓處理設備，更包括：第一電力控制器，可操作成基於用來處理晶圓之配方而配置該第一RF電源。
8. 如申請專利範圍第1項之晶圓處理設備，其中該晶圓處理設備係根據用於第一應用之第一配置而配置，該第一配置包括：關閉該第一RF電源；以27MHz的頻率開啟該第二RF電源；以60MHz的頻率開啟該第三RF電源；以及以400kHz的頻率開啟該第四RF電源。
9. 如申請專利範圍第1項之晶圓處理設備，其中該晶圓處理設備係根據用於第二應用之第二配置而配置，該第二配置包括：以2MHz的頻率開啟該第一RF電源；以27MHz的頻率開啟該第二RF電源；以60MHz的頻率開啟該第三RF電源；以及以400kHz的頻率開啟該第四RF電源。
10. 如申請專利範圍第1項之晶圓處理設備，其中該第四RF電源係可操作成當該開關在該第一位置時為關閉，並且當該開關在該第二位置時為開啟。
11. 一種晶圓處理設備，在處理腔室內部包括第一上電極及下電極，該晶圓處理設備包含：第二上電極，耦接至電性接地；第一射頻(RF)電力、第二RF電力、以及第三RF電力，其中該第一、第二、以及第三RF電力係耦接至該下電極；開關，耦接至該第一上電極；第四RF電力，耦接至該開關；以及 系統控制器，其中該系統控制器係可操作成於晶圓處理操作期間獨立設定各該第一、第二、以及第三RF電力為開啟或關閉其中一者，且其中該系統控制器係可操作成設定該開關至第一位置或第二位置其中一者，該第一位置導致該第一上電極連接至電性接地，並且該第二位置導致該第一上電極連接至該第四RF電力，該第四RF電力具有範圍從100kHz至小於2MHz的低RF頻率，其中該第四RF電力的電力位準係針對各晶圓處理操作而定，以控制該處理腔室中的化學物質，同時使該晶圓的電位實質上保持固定。
12. 如申請專利範圍第11項之晶圓處理設備，其中該系統控制器係更可操作成針對該第一、第二、第三、以及第四RF電力設定電力位準。
13. 如申請專利範圍第11項之晶圓處理設備，其中該第一RF電力的頻率為2MHz，其中該第二RF電力的頻率為27MHz，其中該第三RF電力的頻率為60MHz，且其中該第四RF電力的頻率為400kHz。
14. 一種用於在晶圓處理設備中處理晶圓的方法，該晶圓處理設備在處理腔室內部包括第一上電極及下電極，該方法包含：接收用於處理該晶圓的配方；基於該配方來選擇是否開啟或關閉各第一射頻(RF)電力、第二RF電力、以及第三RF電力，該第一、第二、以及第三RF電力係耦接至該下電極；將第二上電極耦接至電性接地；基於該配方來設定開關的位置，其中當該開關在第一位置時，該第一上電極係耦接至電性接地，且其中當該開關在第二位置時，該第一上電極係耦接至第四RF電力，該第四RF電力具有範圍從100kHz至小於2MHz的低RF頻率；設定該第四RF電力的電力位準，以控制該處理腔室中的化學物質，同時使該晶圓的電位實質上保持固定；以及處理該晶圓，其中該方法之至少一操作係經由處理器執行。
15. 如申請專利範圍第14項之用於在晶圓處理設備中處理晶圓的方法，更包括：在該配方中決定後續操作以處理該晶圓；基於該後續操作而啟動或不啟動該第一RF電力、第二RF電力、以及第三RF電力之每一者；以及基於該後續操作而設定該開關的位置。
16. 如申請專利範圍第14項之用於在晶圓處理設備中處理晶圓的方法，更包括：在處理該晶圓之前，基於該配方來設定該第一、第二、第三、以及第四RF電力的電力位準。
17. 如申請專利範圍第14項之用於在晶圓處理設備中處理晶圓的方法，更包括：決定該第四RF電力的電力位準以使存留之多晶矽最大化。
18. 如申請專利範圍第14項之用於在晶圓處理設備中處理晶圓的方法，其中於處理該晶圓期間，該處理腔室具有介於5mTor與30mTor之間的壓力。
19. 如申請專利範圍第14項之用於在晶圓處理設備中處理晶圓的方法，其中該方法之操作係藉由當一或更多處理器執行電腦程式時加以執行，該電腦程式係嵌入在非暫時性電腦可讀儲存媒體中。
20. 如申請專利範圍第14項之用於在晶圓處理設備中處理晶圓的方法，其中設定該第四RF電力的電力位準之步驟更包括：將該第四RF電力的電力位準設定在100W，以使該第一上電極上的DC偏壓為-150V。