TWI519217B - 對稱之射頻返回通道襯套 - Google Patents

Description

對稱之射頻返回通道襯套 【優先權之主張】

本申請案主張於2011年11月24日申請且名為”Symmetric RF Return Path Liner”之美國臨時專利申請案第61/563549號之優先權，其係於此全部併入作為所有目的之參考。

【相關申請案的交互參照】

本申請案涉及於2011年11月21日申請且名為”TRIODE REACTOR DESIGN WITH MULTIPLE RADIOFREQUENCY POWERS”之美國專利申請案第13/301725號、於2011年11月22日申請且名為”SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING A PLASMA EDGE REGION”之美國臨時專利申請案第61/563021號、於2011年11月23日申請且名為”PERIPHERAL RF FEED AND SYMMETRIC RF RETURN FOR SYMMETRIC RF DELIVERY”之美國臨時專利申請案第61/563503號、於2011年11月23日申請且名為”PLASMA PROCESSING CHAMBER WITH FLEXIBLE SYMMETRIC RF RETURN STRAP”之美國臨時專利申請案第61/563545號，其皆於此併入作為參考。

本發明涉及半導體裝置之處理，尤其有關用於半導體裝置之蝕刻的腔室設計與系統。

在如積體電路、記憶體單元、及其類似者之半導體裝置的製 作中，執行一系列製造操作以便將特徵部定義在如半導體晶圓之基板上。一些製造操作(如蝕刻及沉積)包括在電漿處理腔室中執行之電漿處理操作，處理氣體在該電漿處理腔室中轉變成電漿，該電漿包含當存在並曝露於其中時可在基板上執行功用之反應性成分。於如此電漿處理操作期間，基板係夾持在靜電夾盤上並曝露至電漿。靜電夾盤係定義成建立吸引基板至靜電夾盤的支撐面之靜電場，從而使基板於電漿處理操作期間固定在靜電夾盤。

於電漿蝕刻處理期間，不均勻蝕刻可能對基板的裝置產量造成不利影響。當形成在基板上之特徵部之臨界尺寸的大小隨每一新世代裝置而縮小、以及隨著基板尺寸增加以促進更多數量裝置之生產，蝕刻不均勻性要求變得更嚴格，並且提供改善以增加裝置產量變得更關鍵。為了用符合成本效益的方式來實現欲製作之更先進技術裝置，控制蝕刻不均勻性係待完成之目標。

本發明之實施例正是在此情況下產生。

本發明之實施例提供在電漿腔室中處理半導體基板之設備與方法以實現RF電力遞送之對稱RF返回。設備包括配置成應對習知腔室襯套之不對稱問題的腔室襯套。依據各種實施例之腔室襯套改善氣體傳導並提供對稱之RF電力返回通道。

應瞭解到本發明可以許多方式實施，如製程、設備、系統、裝置、或電腦可讀媒體上之方法。以下描述本發明的一些發明實施例。

在一實施例中，揭露使用RF電力來電漿處理基板之腔室。腔室包括壁、並且係配置成包覆靜電夾盤(ESC)及上電極。上電極係定位成相對ESC以定義一處理區域。具有管狀壁之內襯套係定義在腔室的壁內、並且與腔室的壁隔開。內襯套係定位成圍繞處理區域，並且管狀壁在底部與頂部之間延伸一高度。管狀壁具有供基板進出及工具進出之功能性開口、並且包括定位成針對功能性開口之選定者定義對稱性之虛設開口。複數帶係連接至內襯套之管狀壁的底部。複數帶係電性耦接至定義在腔室 內之接地環，以便在電漿處理期間提供RF電力返回通道。

在另一實施例中，揭露使用RF電力來電漿處理基板之系統。系統包括用於包覆靜電夾盤(ESC)及上電極之腔室。上電極係定位成相對ESC以定義一處理區域。具有管狀壁之內襯套係定義在腔室的壁內、並且與腔室的壁隔開。內襯套係定位成圍繞處理區域，並且管狀壁在底部與頂部之間延伸一高度。管狀壁具有供基板進出及工具進出之功能性開口、並且包括定位成針對功能性開口之選定者定義對稱性之虛設開口。複數帶係一端連接至內襯套之管狀壁的底部、並且相對一端電性耦接至定義在腔室內的接地環，以便在電漿處理期間提供RF電力返回通道。RF電源係耦接至靜電夾盤以提供RF電力至處理區域。處理氣體源係連接至上電極以供應處理氣體至處理區域。

在一實施例中，功能性開口係定義為提供如方便進出電漿處理區域、給腔室相關電線繞線、監控電漿處理區域內之電漿的處理特性等等一或更多功能之開口。各種功能性開口包括方便將基板插入及移出電漿處理區域之門開口、於電漿處理期間用以觀測各種特性的一組孔開口(如觀察孔、進出孔、光學放射光譜儀(OES)孔)、以及給腔室相關連結繞線之引洞。

在一實施例中，複數虛設開口包括定位成對稱地相對功能性門開口之虛設門開口、定位成對稱地相對功能性孔開口之一組虛設孔開口、以及定位成對稱地相對用來給電線及固線式連結繞線之功能性引洞的虛設引洞。虛設開口及彈性帶改善腔室中的氣體傳導並提供對稱之RF電力返回通道。

其他實施態樣從以下配合附圖的詳細說明將變得顯而易見。

100‧‧‧蝕刻腔室

100a‧‧‧開口

100b‧‧‧上開口

100c‧‧‧門開口

100d‧‧‧側壁

101‧‧‧腔室壁

105‧‧‧下電極組件

106‧‧‧靜電夾盤組件

200‧‧‧內襯套

200a‧‧‧襯套壁

200b‧‧‧襯套框

210‧‧‧上電極組件

212‧‧‧門開口

213‧‧‧虛設窗口

216‧‧‧帶

218‧‧‧虛設引洞

220‧‧‧引洞

222‧‧‧虛設門開口

223‧‧‧窗口

224‧‧‧OES孔開口

226‧‧‧觀察孔開口

226a‧‧‧壓力計孔

227‧‧‧靜電夾盤

228‧‧‧虛設孔開口

230‧‧‧進出孔

232‧‧‧接地環

233‧‧‧介電環

234‧‧‧間隔

234a‧‧‧帶間間隔

235‧‧‧門組件

236‧‧‧矽熱邊緣環

237‧‧‧閘門閥

238‧‧‧風扇

239‧‧‧石英集中環

239-a‧‧‧外罩環

239-b‧‧‧內罩環

239-c‧‧‧石英耦接環

240‧‧‧電漿處理區域

241‧‧‧接地環

242‧‧‧電漿限制環

244‧‧‧搬移模組

502‧‧‧絕緣體

藉由配合附圖參考以下敘述可最有效地瞭解本發明。

圖1顯示根據一實施例之蝕刻腔室。

圖1a繪示根據一實施例之具有靜電夾盤組件的範例腔室襯套插件。

圖2繪示本發明之一實施例中之再設計對稱性蝕刻設備的範例性設計。

圖3顯示根據一實施例之用於提供對稱RF返回通道之腔室襯套的視圖。

圖4顯示根據本發明之一實施例之具有對稱地定義在對稱RF返回襯套周圍的複數接地帶之內腔室襯套的俯視圖。

圖4a及4b繪示依據本發明之替代實施例之具有對稱地設置在襯套周圍的不同數目接地帶之替代實施例。

圖4c及4d繪示本發明之不同實施例中，不具ESC組件與具有ESC組件的各別情況下之內腔室襯套的俯視圖。

圖5a繪示本發明之一實施例中之蝕刻腔室的部份橫剖面圖。

圖5b繪示本發明之一實施例中之蝕刻腔室的橫剖面圖。

圖5c繪示本發明之一實施例中之蝕刻腔室中的RF返回通道。

圖5d繪示本發明之一實施例中配置在上部結構的上電極組件中之噴淋頭。

圖6繪示本發明之一實施例中蝕刻腔室之配置的俯視圖。

以下實施例提供使用實現對稱RF返回之內襯套來處理電漿腔室中之半導體基板的系統及設備。應瞭解到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範例性蝕刻腔室100。本發明之一實施例中的腔室係由鋁所定義，並且該腔室的內表面係以陽極化鋁塗佈。陽極化鋁塗佈係示範性，並且只要其他材料能經得起於電漿處理期間其將曝露到的壓力差及溫度、並且化學上適合電漿處理環境，則可使用該材料來塗佈腔室的內表面。圖1繪示之腔室包括延伸一高度之側壁100d。腔室 包括用以插入內襯套及靜電夾盤組件之開口100a、容納上電極之上開口100b、以及於蝕刻處理時插入與移出基板之門開口100c。內襯套包括定義在側壁100d的內側上、並且與腔室的側壁100d隔開之壁。圖1a繪示可經由開口100a插入具有內襯套之處理腔室的範例性靜電夾盤組件106。ESC組件包括於處理期間提供一表面以接收基板之靜電夾盤227。

圖2繪示依據本發明之一實施例之電漿反應器腔室的橫剖面。電漿腔室包括具有上電極組件210之上部結構、以及定位成相對上電極組件210以定義電漿處理區域之下電極組件105、以及在上電極組件210與下電極組件105之間延伸從而包圍電漿處理區域之腔室壁101。內襯套200係插入腔室以覆蓋腔室壁101的內側、並且與腔室壁101隔開。內襯套200包括延伸腔室壁101的高度並圍繞電漿限制區域之襯套壁200a、以及襯套邊或襯套框200b。在一實施例中，襯套壁係管狀。

在一實施例中，上電極組件係經由複數彈性帶連接至接地，並且下電極係耦接至RF產生器以供應RF電力至腔室。複數彈性帶定義一傳導路徑以允許RF電力流到接地。上電極組件包括圍繞夾盤以便於電漿處理期間將電漿限制在腔室內之電漿限制環結構。限制環結構包括其間具有間隔件之複數環、並且係配置成垂直地上下移動從而嚙合及鬆開限制環以便於基板處理期間密封或開封電漿處理區域。當上電極組件朝下電極組件向下移動時，限制環被稱為處於嚙合位置，其中環間間隔/間隙變窄從而密封電漿處理區域；並且當上電極組件向上移動時，限制環被稱為處於鬆開位置，其中環間間隔/間隙擴大從而開封電漿處理區域。例如，當限制環處於嚙合位置時，環間間隔為約20毫米(mm)；並且當限制環處於鬆開位置時，環間間隔為約120mms。上部結構亦包括噴淋頭或如氬之反應氣體藉以導入腔室之開口/穿孔。此外，圍繞夾盤之穿孔電漿環結構(未顯示)可定義在上電極組件中以允許在腔室中於電漿處理期間將氣體排出。

在一實施例中，下電極組件係包括上側上定義有基板支撐件之靜電夾盤(ESC)的靜電夾盤組件(未顯示)。ESC係配置成提供基板至基板支撐件的靜電夾持。在一實施例中，下電極組件係耦接至一或更多如RF產生器之射頻(RF)電源(未顯示)。在一實施例中，RF產生器可包括 一或更多低頻RF產生器。在另一實施例中，RF產生器可包括一或更多高頻RF產生器。在又另一實施例中，RF產生器可包括一或更多低頻及高頻RF產生器的組合。在此實施例中，下電極結構中的下電極係經由各別的匹配電路(未顯示)連接至低頻及高頻RF產生器的組合以確保有效率之RF電力傳送至腔室內的電漿處理區域。在一實施例中，低頻RF產生器係定義成供應具有2MHz頻率之RF電力，並且高頻RF產生器係定義成供應具有27MHz或60MHz頻率之RF電力。在其中使用多數RF產生器之實施例中，可針對RF電力頻率及/或振幅而獨立地控制各RF產生器。

襯套壁200a包括例如在襯套壁200a之一側上的OES孔開口224、觀察孔開口226、以及在襯套壁200a之另一側上的進出孔230(未顯示)之複數功能性開口。此外，門開口212係定義在襯套壁200a之一側上。門開口212係用以將使用在蝕刻操作中的基板插入及移出電漿處理區域。引洞220係定義在襯套壁200a中從而包覆腔室壁101之一側，讓所有進出電源及其他設備固線式連接的電線藉以繞線。

除了前述定義在襯套壁200a中的功能性開口以外，襯套壁200a還配置有一些虛設功能性開口在一或更多側上，以便在其他非對稱設計之腔室中提供對稱性。如圖2所示，虛設功能性開口可包括定位成對稱地相對基板藉以導入及移出電漿處理區域之門開口212的虛設門開口222。額外的一或更多虛設孔開口228係設置在襯套壁200a上，使得這些虛設孔開口定位成對稱地相對定義出被定義在襯套壁200a中之觀察孔、進出孔、及OES孔的功能性開口。定位成對稱地相對用於讓腔室相關電線及固線式繞線的引洞220之虛設引洞218係定義在襯套壁200a中。圖3繪示各種定義在內襯套200之襯套壁200a中的虛設功能性開口。

除了虛設特徵部(即功能性開口)以外，還在內襯套的底部周圍設置複數帶216以允許RF電力之均勻且對稱傳導至接地。在一實施例中，帶216係彈性帶，並且由銅材料製成。只要其他材料有助於腔室中的傳導RF返回通道，亦可使用該材料來製作帶216。帶216一端固定至內襯套200之襯套壁200a的底部、並且另一端電性耦接至設置在ESC組件中的接地環，以便提供RF電力返回通道。在一實施例中，接地環係鄰接至圍繞 ESC組件中之ESC的基板支撐件之矽熱邊緣環。將參考圖4c及4d詳細討論接地環的定位。接地環係在由非導電材料製成的一環(例如由石英製成的外罩環)的下方，以便與腔室內之ESC組件電性絕緣。RF電力均勻且快速地經過傳導帶216及接地環而流向接地電路。

可使用一組控制旋鈕(未顯示)來調整提供至腔室之反應氣體的各種處理特性、以及包括用以調整供應至電漿處理區域之RF電力的旋鈕、調整電漿限制環之間的間隙、調整腔室中反應氣體的壓力等等與用以產生電漿之腔室相關聯的特性。

圖3繪示本發明之一實施例中導入腔室之內襯套200之一部份的範例性視圖。內襯套200展現由於定義在襯套壁200a中的虛設功能性開口之對稱設計。如所示般，二虛設孔開口228係設置在襯套壁200a中定位成對稱地相對OES孔224及觀察孔226的一側上，並且一虛設孔開口228係定位成對稱地相對進出孔230。圖3亦繪示定位成對稱地相對定義在襯套壁200a中之門開口212的虛設門開口222。虛設引洞218係定位成對稱地相對包覆腔室相關電線及固線式繞線之引洞220。由於襯套中過多開口可能導致損及用以保護腔室壁免於受到RF氣體耦合影響之襯套功能，因此在一實施例中，可利用石英插塞來填充虛設孔開口。石英插塞係非導電性且將提供腔室對稱性，同時防止RF氣體耦合至腔室壁。

圖4繪示襯套壁200a的底部周圍對稱地設有導電銅帶216之內襯套200的俯視圖。如圖4所示，內襯套200包括襯套壁200a及襯套邊200b。內襯套200係設計成具有平均設置在襯套壁200a的底部、並且以對稱間隔234散佈其中的十四個RF銅帶216，以使氣流傳導最佳化並提供對稱RF電力返回通道。銅帶216的尺寸及數目可基於所需之最佳化的程度而變化。圖4a及4b繪示在一端耦接至襯套壁200a的底部、並且另一端耦接至接地環232以提供對稱RF電力返回通道之不同數目的銅帶216的情況下之二個不同變化的內襯套的示意俯視圖。在圖4a所示的實施例中，具有對稱間隔234定義於其間之20個1吋寬的銅帶216係一端耦接至襯套壁200a的底部、並且另一端耦接至接地環232以提供最佳RF電力返回通道。在一實施例中，13個2吋寬的銅帶216係以定義於其間之對稱間隔234而 平均地設置。在圖4b所示的實施例中，每一2吋銅帶216係由以對稱之帶間間隔234a隔開的一對1吋寬銅帶製成。在此實施例中，每一對銅帶係利用對稱間隔234而與其鄰近的一對隔開。在一實施例中，銅帶216具有彈性，因為其可延展使得其可被拉長。由於上電極組件可垂直地上下移動，因此不論上電極組件被設定在哪個位置，銅帶216的彈性將提供一對稱之RF返回通道。

圖4c繪示不具ESC組件的情況下之內襯套的範例性俯視圖。圖示識別了銅帶216一端附接至接地環232、並且另一端附接至內襯套200之襯套壁200a的底部。圖4d繪示具有ESC組件設置其中的情況下之內襯套的俯視圖。如所示般，矽熱邊緣環236係設置緊鄰ESC 227，並且接地環232(未顯示)係設置緊鄰矽熱邊緣環。接地環232被介電環233覆蓋。此設計幫助提供均勻RF場，使得均勻蝕刻可在基板的表面上完成，並且複數銅帶216定義了到接地的均勻RF電力返回通道。

圖5a繪示本發明之一實施例中之蝕刻腔室的部份橫剖面圖。具有閘門閥237之門組件235係設置在門開口212處。閘門閥237可為單閘門閥或可為雙閥。閘門閥237係建構成向上、向下、及向旁邊移動，以使得門開口212可用於將基板移入及移出腔室、以及在蝕刻操作期間關閉。風扇238係設置在腔室的底部以使得腔室內積累的任何熱量能夠排除。如稍早所提及，相對用於將基板插入及移出腔室之門開口212，虛設門開口222係定義成提供設計對稱性。如之前所提及，可使用如石英插塞之絕緣材料來堵塞虛設門開口222以防止RF電漿外洩並結合至腔室壁101。虛設孔開口228係定位成相對孔開口224、226、及230。應注意到腔室包括其他未詳細描述之組件，以免非必要地混淆本發明。

圖5b繪示包括各種圍繞並隔開ESC組件106的絕緣材料之蝕刻腔室的完全橫剖面圖。如所示般，蝕刻腔室包括設置在上部結構中之上電極組件210、及設置在下電極結構105中之底部靜電夾盤組件106、以及在上和下電極結構之間沿著腔室壁101並與腔室壁101隔開之內襯套200。ESC組件106包括設置其中之ESC 227。內襯套200包括延伸上電極組件與下電極組件之間的高度並圍繞電漿處理區域240之襯套壁200a、以 及襯套框或襯套邊200b。ESC組件106內之ESC 227於上側上提供基板支撐件，並且配置成當基板存在時提供基板(或晶圓)至基板支撐件的靜電夾持。矽熱邊緣環236係設置緊鄰ESC 227的基板支撐件，以提供用於蝕刻之均勻RF場。在一實施例中，可在熱邊緣環中設置探針以偵測任何腔室內偏壓的變動。任何腔室內偏壓的變動將表示電漿自腔室洩漏。矽熱邊緣環236下方係石英耦接環239-c。鄰接矽熱邊緣環236係一組罩環。呈倒「T」形之內罩環239-b係緊鄰矽熱邊緣環236，並且外罩環239-a係鄰接內罩環239-b。外罩環下方係接地環241。複數銅帶216係一端耦接至接地環241、並且另一端耦接至襯套壁200a的底部，從而提供返回至接地之RF電力的對稱通道。石英集中環239在石英元件的下方。石英罩環之薄層係定義在將ESC與腔室的內腔室襯套隔開、並因此與RF電力返回通道隔開之各種石英元件的上方。

具有複數限制環之電漿限制環結構242係設計在上電極組件210中，以便將電漿限制在電漿處理區域240內。電漿限制環242包括可垂直移動的一組間隔件。間隔件定義了電漿限制環結構中可完全張開或壓縮之環間間隙。對於腔室的緊密密封，間隔件可向下移動至壓縮的配置以防止電漿流出，並且可向上移動至張開的配置以允許電漿限制區域中的反應氣體流出。可結合如控制旋鈕(未顯示)之腔室可用控制來調整處理特性(例如定義在電漿限制環之間的環間間隙之間隔調整)，以便阻止或防止電漿自腔室的電漿處理區域240之任何洩漏。

上電極組件210可向上、向下、及向旁邊移動以提供對電漿處理區域240的出入。內襯套之襯套框200b係設計成收納上電極組件210俾能在蝕刻操作期間密封腔室。在一實施例中，應注意到襯套框及襯套壁皆為單件結構之部份。襯套壁200a係設計有例如孔開口、引洞、及門開口之功能性開口。如以上所述除了特徵部以外，還有對稱地相對特徵部而定義在內襯套的襯套壁200a上的一組虛設功能性開口。

於此所討論之各種實施例中腔室的對稱設計允許電漿限制環之間的間隔件於電漿處理期間移動，以便允許更多反應氣體於電漿處理期間供應至腔室。例如，腔室的對稱設計考慮到針對各種銅帶配置改善腔 室內之電漿限制，同時使洩漏至電漿處理區域以外之周遭區域的電漿最小化。當越來越多氣體被允許流入電漿限制環內時，電漿限制環開放以維持電漿處理區域中電漿的最佳壓力。電漿限制環的開放可能由於環間間隙增加而潛在地導致電漿從電漿限制區域洩漏到外部，並因而導致與腔室壁潛在耦合。然而，如同各種限制測試運作顯示，在電漿從電漿限制區域經由限制環洩漏到腔室壁外部之前，對稱設計之腔室實現較佳之電漿限制。在一實施例中，可調整電漿限制環配置來定義環間間隙以防止電漿洩漏到電漿限制環之外。在一示範實施例中，在不擔心電漿洩漏到電漿限制區域之外、可能導致RF電漿與腔室壁結合的情況下，環間間隙的可調整範圍為從約17mm至約36mm。在一實施例中，可用絕緣材料塗佈銅帶以防止可能損及RF電力返回通道之銅帶損壞。所使用絕緣材料的一些例子包括Rhodorsil^TM、Kapton^TM、全氟烷氧基聚合物樹脂(PFA，perfluoroalkoxy polymer resin)、聚亞胺/聚醯胺醯亞胺(Polyimide/Polyamideimide)。以上列表係範例性且不應視為限制性。只要能保持銅帶的功能，亦可使用其他絕緣材料。

設置在內腔室襯套之OES孔中的監視器將量測定義在電漿限制區域以外之外部區域中的電漿強度，並且設置在熱邊緣環之探針將量測電漿限制區域內偏壓的變動以指示任何電漿洩漏。如參考表3所討論般，在具有改良之對稱設計腔室的情況下，電漿限制顯著較佳。

圖5c繪示本發明之一示範實施例中由對稱腔室所定義之RF電力的返回通道之範例性視圖。如所示般，RF電力係如通道510所示經由一或更多RF電源而提供至ESC組件。RF電力如通道520所示經由通道510及石英耦接環行經ESC組件朝向其中經由定義在上電極組件之噴淋頭或開口來供應反應氣體之電漿限制區域。RF電力經由電容耦合電漿(CCP)放電而產生反應氣體之電漿。關於CCP放電，藉由在蝕刻腔室中於二電極之間施加振盪電壓而激發一電場以獲得RF氣體放電。於CCP放電期間，可使電漿限制環處於壓縮的配置以密封腔室。當蝕刻操作期間氣體被唧入電漿限制區域以增加離子的濃度時，腔室中的壓力會上升。為了釋放電漿限制區域內的一些壓力，可使電漿限制環處於部份張開的配置， 並且過量氣體經由設置在定義於上電極組件210中之石英環中的穿孔而移除。來自電漿限制區域之RF電力流經定義成經過上電極組件、內襯套、及銅帶之傳導通道530。設置在襯套邊200b的下側上之絕緣體502防止由傳導通道530朝腔室壁之RF電力偏差。傳導通道530繼續經過底部靜電夾盤組件內部之接地環並最終朝向接地。銅帶的尺寸及數目使RF電力返回可為對稱性。此外，內襯套的對稱設計實現電漿限制區域中反應氣體的改良對稱傳導以及最佳之電感降低。

圖5d繪示本發明之一實施例中定義在上電極組件210中用以供應氣體至腔室之電漿限制區域中的氣體噴淋頭。噴淋頭提供來自氣體供應源(未顯示)之均勻氣體供應，使得氣體可在蝕刻操作期間利用供應自ESC組件106之RF電力轉變成電漿。應注意到供應氣體至電漿限制區域中不限於噴淋頭，只要該機制能將氣體供應至電漿限制區域中，亦可使用其他機制。

圖6繪示本發明之一實施例中包括最佳數目之銅帶、虛設孔開口228、虛設門開口222、及虛設引洞之蝕刻腔室之內襯套的示意俯視圖。如所示般，定義在內襯套之襯套壁上的功能性開口/特徵部之每一者具有定義在襯套壁中對稱地相對現有功能性特徵部之匹配虛設功能性開口/特徵部。與搬移模組244藉以將基板放入蝕刻腔室內的門組件235相關聯之門開口212具有對稱地相對內襯套壁上的門之匹配虛設門開口222。定義在襯套壁上的光學孔224、窗口223、壓力計孔226a、觀察孔開口226、引洞220具有相等虛設對應者(如虛設窗口213等等)，使得襯套壁就對稱氣體傳導而言係對稱的。如銅帶之複數導電帶216係以平均的間距設置在環繞襯套壁之底部的周圍。帶係一端附接至襯套壁的底部、並且相對一端利用導電塊(在一實施例中如鋁塊)附接至ESC組件之接地環中的對應位置。這些帶216實現RF返回之均勻及對稱傳導。虛設特徵部與複數帶提供氣體的傳導與均勻RF電力返回通道之必要對稱性。

表1及2繪示不同實施例中關於各種導電銅帶之配置的蝕刻速率方位角均勻性。如繪示般，殘留成分(其係硬體相關並且可利用設置在處理腔室之一或更多控制旋鈕加以控制)顯示在增加銅帶的數目之情況 下，使用13個2”帶而達到之最佳改善程度，之後為20個1”帶之顯著改善(如表1及2中以虛線紅色方塊所繪示)。表1及2關於不同帶的配置所使用之氣體類型不同。如表1及2所示，一些使用之氣體包括氮(N₂)/氧(O₂)/四氟甲烷(CF₄)/八氟環丁烷(C₄F₈)、以及氬。氣體列表係範例性且不應視為限制性。表1及2使用之二氣體配方不同，二配方中的差異與二配方之最佳化壓力、氣體流量、功率、及環間間隙高度有關。

表3繪示在不同限制測試的情況下之電漿限制效果的圖表比較。在經由RF源提供之RF頻率為高與低頻之混合的情況下，RF帶的不同配置已顯示改善之電漿限制效果。如表3所示，在20個1”接地帶與2MHz及27MHz頻率之雙頻RF產生器以最大功率用於電漿腔室/反應氣體的情況下，使用目前實施例之對稱設計內襯套的電漿限制為約1350sccm(每分鐘標準立方公分)反應氣體(如氬)，相對於使用8個2”接地帶時約1000sccm氬。同樣地，當使用20個1”接地帶與2MHz及60MHz之雙頻RF產生器時，電漿限制顯示自975sccm氬改善至約1000sccm氬。應注意到表3的圖表顯示偵測任何自電漿腔室的電漿洩漏之前的讀數。如同從表3的電漿限制圖表所證明，電漿限制效果經由多次運作一致地顯示改善程度。在一實施例中，最大功率係由蝕刻工具及蝕刻腔室中待蝕刻裝置的類型來定義。舉例而言，在欲蝕刻邏輯元件的一實施例中，施加之最大功率可為約1千瓦(KW)。在欲蝕刻記憶體元件的另一實施例中，施加之最大功率可為介於約2.0KW至約2.5KW之間。應注意到工具的最大功率應在以上範圍中以防止潛在之電漿不受限。

有了以上實施例的概念後，應瞭解到本發明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。

本發明之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。

101‧‧‧腔室壁

105‧‧‧下電極組件

200‧‧‧內襯套

200a‧‧‧襯套壁

200b‧‧‧襯套框

210‧‧‧上電極組件

212‧‧‧門開口

216‧‧‧帶

218‧‧‧虛設引洞

220‧‧‧引洞

222‧‧‧虛設門開口

224‧‧‧OES孔開口

226‧‧‧觀察孔開口

228‧‧‧虛設孔開口

Claims (17)

1. 一種使用RF電力來電漿處理基板的腔室，包含：該腔室具有用以包覆靜電夾盤(ESC)及上電極之壁，該上電極定位成相對該ESC以定義一處理區域；內襯套，具有管狀壁、定義在該腔室的該壁內並且與該腔室的該壁隔開，該內襯套係定位成圍繞該處理區域，並且該管狀壁在底部與頂部之間延伸一高度，該管狀壁具有供基板進出及工具進出之功能性開口，且更包括定位成針對該功能性開口之選定者定義對稱性之虛設開口；以及複數帶，連接至該內襯套之該管狀壁的底部，該複數帶係電性耦接至該腔室內的接地環，以便在電漿處理期間提供RF電力返回通道。
2. 如申請專利範圍第1項之使用RF電力來電漿處理基板的腔室，其中該複數帶係以定義於其間之對稱間距平均地分佈在該內襯套之該管狀壁的底部周圍。
3. 如申請專利範圍第1項之使用RF電力來電漿處理基板的腔室，其中該帶的數目係選自一組13個帶、一組14個帶、一組20個帶、一組13對帶、以及一組14對帶其中任一者。
4. 如申請專利範圍第3項之使用RF電力來電漿處理基板的腔室，其中該對帶具有定義於其間之對稱帶間間距。
5. 如申請專利範圍第1項之使用RF電力來電漿處理基板的腔室，其中該複數帶係由銅製成。
6. 如申請專利範圍第5項之使用RF電力來電漿處理基板的腔室，其中該複數帶係以絕緣材料塗佈。
7. 如申請專利範圍第6項之使用RF電力來電漿處理基板的腔室，其中該絕緣材料係全氟烷氧基聚合物樹脂(PFA，perfluoroalkoxy polymer resin)、以及聚亞胺/聚醯胺醯亞胺(Polyimide/Polyamideimide)其中一者。
8. 如申請專利範圍第1項之使用RF電力來電漿處理基板的腔室，其中該虛設開口包括虛設孔開口、虛設引洞開口、及虛設門開口，該虛設開口係由絕緣材料製之插塞所製成。
9. 如申請專利範圍第8項之使用RF電力來電漿處理基板的腔室，其中該絕緣材料係石英。
10. 一種使用射頻(RF)電力來電漿處理基板的系統，包含：一腔室，具有用以包覆靜電夾盤(ESC)及上電極之壁，該上電極定位成相對該ESC以定義一處理區域；一內襯套，具有定義在該腔室的該壁內並且與該腔室的該壁隔開之管狀壁，該內襯套係定位成圍繞該處理區域，並且該管狀壁在底部與頂部之間延伸一高度，該管狀壁具有供基板進出及工具進出之功能性開口，且更包括定位成針對該功能性開口之選定者定義對稱性之虛設開口；複數帶，一端連接至該內襯套之該管狀壁的底部，並且相對一端電性耦接至該腔室內的接地環，以便在電漿處理期間提供RF電力返回通道；一RF電源，耦接至該靜電夾盤以提供RF電力至該處理區域；以及一處理氣體源，連接至該上電極以供應處理氣體至該處理區域。
11. 如申請專利範圍第10項之使用RF電力來電漿處理基板的系統，其中該RF電源更包括：第一RF電源及第二RF電源，其中該第一RF電源係配置成提供約2MHz之低頻RF電力，並且該第二RF電源係配置成提供約27MHz之高頻RF電力。
12. 如申請專利範圍第10項之使用RF電力來電漿處理基板的系統，更包括：第一RF電源及第二RF電源，其中該第一RF電源係配置成提供約2MHz之低頻RF電力，並且該第二RF電源係配置成提供約60MHz之高頻RF電力。
13. 如申請專利範圍第10項之使用RF電力來電漿處理基板的系統，更包括複數控制旋鈕以調整來自由該上電極供應之該處理氣體而產生在該腔室之該處理區域內之氣體電漿的處理特性。
14. 如申請專利範圍第10項之使用RF電力來電漿處理基板的系統，其中該複數帶係以定義於其間之對稱間距平均地分佈在該內襯套之該管狀壁的底部周圍。
15. 如申請專利範圍第10項之使用RF電力來電漿處理基板的系統，其中該帶的數目係選自一組13個帶、一組14個帶、一組20個帶、一組13對帶、以及一組14對帶其中任一者。
16. 如申請專利範圍第15項之使用RF電力來電漿處理基板的系統，其中該對帶具有定義於其間之對稱帶間間距。
17. 如申請專利範圍第10項之使用RF電力來電漿處理基板的系統，其中該虛設開口包括虛設孔開口、虛設引洞開口、及虛設門開口，該虛設開口係由絕緣材料製之插塞所製成，其中該絕緣材料係石英。