具有闭环控制的底部和侧边等离子体调节的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明所述的实施例关于半导体制造装置与方法。具体言的，此处所述的实施例 关于用于半导体基板的等离子体处理腔室。
【背景技术】
[0002] 五十多年来，形成于集成电路上的晶体管数量大约每两年倍增一次。随着半导体 芯片上形成的器件藉由现今设计的未来工艺，器件将从现今的临界尺寸20-30纳米缩小至 未来的100埃以下，此两年倍增的趋势（亦被称为摩尔定律）预期将继续下去。因为器件 尺寸的缩小，制造规模成长。随着几年前300毫米晶圆取代了 200毫米晶圆，300毫米晶圆 将在短期内被400毫米晶圆所取代。随着大面积半导体基板工艺在先进技术上的成长，用 于逻辑芯片更大的制造规模指日可待。
[0003] 工艺条件的均匀性对半导体制造一直非常重要，而随着器件的临界尺寸持续缩小 与晶圆厂规模扩大，对非均匀性的容忍度也下降。产生非均匀性的原因众多，此些原因可能 与器件性质、设备特征，以及制造过程中的化学与物理作用有关。由于半导体制造工业依循 着摩尔定律发展，对于可具有高度均匀性处理的制造过程与设备仍有持续需求。
【发明内容】
[0004] 本发明所述实施例提供一种处理半导体基板的装置，该装置具有处理腔室、设置 在处理腔室里的基板支撑件，以及包含与电源耦合的导电性气体分配器的盖组件。电极被 定位在导电性气体分配器与处理腔室体之间。电极可为用来调整腔室中等离子体条件的调 节电极，且可为环绕处理空间一部份的环形构件。电极可被耦合至调节电路，该调节电路可 能是包括电子控制器（例如可变电容器）的LLC电路，该电子控制器可用来调整处理腔室 的接地通路。电子传感器可被用来监控电极的电力条件，并且可与电子控制器耦合以用于 对等离子体条件的实时、闭环控制。
[0005] 一或两个电极也可与基板支撑件耦合。一个电极可为偏压电极，且可与电源耦合。 另一个电极可为第二调节电极，且可与具有第二电子传感器与第二电子控制器的第二调节 电路耦合。
【附图说明】
[0006] 本发明已简要概述于前，而经由对本发明更具体的描述以及参考的实施例（部分 实施例绘示于附图中），上述所提的本发明技术特征可以得到更详尽的理解。然而，应当注 意的是附图只绘示了本发明的典型实施例，且因为本发明可承认其它等效实施例，因此附 图不应视为本发明范围的限制。
[0007] 图1是依照一实施例的处理腔室的截面示意图。
[0008] 图2是依照另一实施例的装置200的顶侧示意图。
[0009] 图3是依照另一实施例的处理腔室的截面示意图。
[0010] 为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的参考标号代表附图中相同的元件。可 以设想，一个实施例中所揭露的元件可在没有特别重述下有效地应用在其它实施例中。
【具体实施方式】
[0011] 本发明所述的实施例提供一种用于处理半导体基板的装置。图1是依照一实施例 的处理腔室100的截面示意图。处理腔室100的特征是具有腔体102、设置在腔体102内的 基板支撑件104及与腔体102耦合并围住处理空间120内的基板支撑件104的盖组件106。 基板经由开口 126被提供给处理空间120,通常可使用门将开口 126密封以作处理。
[0012] 电极108可被设置在腔体102附近并将腔体102与盖组件106的其它元件隔离。 电极108可为盖组件106的部分，或可为分离的侧壁电极。电极108可为环状或似环形的 构件，且可为环形电极。电极108可以是绕着处理腔室100的周围的连续环，或如果需要的 话，在选定的位置上可系非连续，处理腔室100包围处理空间120。电极108也可以是穿孔 的电极，例如穿孔的环或网状电极。电极108也可以是平板电极，例如次级气体分配器。
[0013] 隔离器110可为如陶瓷或金属氧化物的介电材料，例如氧化铝和/或氮化错，隔离 器110接触电极108并将电极108与气体分配器112和与腔体102作电绝缘或热隔绝。气 体分配器112的特征是具有开口 118,开口 118用于接纳处理气体进入处理空间120。气体 分配器112可以与电源142耦合，例如射频产生器。亦可使用直流电源、脉冲直流电源脉冲 射频电源。
[0014] 气体分配器112可为导电性气体分配器或非导电性气体分配器。气体分配器112 也可由导电性和非导电性零件制成。例如，气体分配器112的主体可以是导电性的，而气体 分配器112的面板可以是非导电性的。在等离子体处理腔室中，可供电给气体分配器112， 如以下的图1和图3所示的实施例，或可将气体分配器112耦合至接地。
[0015] 电极108可与控制处理腔室100的接地通路的调节电路128耦合。调节电路128 包含电子传感器130与电子控制器134,电子传感器130与电子控制器134可为可变电容 器。调节电路128可为LLC电路，LLC电路包括一个或多个电感器132。调节电路128可为 任意电路，该任意电路的特征是在等离子体条件下具有可变的或可控制的阻抗，其中等离 子体条件存在于处理过程中的处理空间120中。在图1的实施例中，调节电路128的特征 是具有与电子控制器134串联的第一电感器132A以及与电子控制器134并联的第二电感 器132B。电子传感器130可为电压或电流传感器，而且可与电子控制器134耦合以提供一 定程度的处理空间120内的等离子体条件的闭环控制。
[0016] 第二电极122可与基板支撑件104耦合。第二电极122可以被嵌入基板支撑件 104或与基板支撑件104的表面耦合。第二电极122可以是板，多孔板，网状物，金属网，或 任何其它的分布式装置。第二电极122可以是调节电极，且可藉由设置在基板支撑件104 的轴144里的导管146与第二调节电路136耦合，例如，经由具有如50Q选定电阻的缆线。 第二调节电路136可具有第二电子传感器138与第二控制器140,第二控制器可为第二可变 电容器。第二电子传感器138可为电压或电流传感器，并且可与第二电子控制器140耦合， 以进一步控制处理空间120里的等离子体条件。
[0017] 第三电极124 (第三电极可为偏压电极和/或静电吸座电极）可与基板支撑件104 耦合。第三电极可经由滤波器148与第二电源150耦合，滤波器148可为阻抗匹配电路。第 二电源150可以是直流电源、脉冲直流电源、射频电源、脉冲射频电源，或以上所述的组合。
[0018] 图1的盖组件106与基板支撑件104可与用于等离子体或热处理的任何处理腔室 一起使用。等离子体处理腔室的一个实例（盖组件106与基板支撑件104可以有利地使用 于该实例中）为可从AppliedMaterials,Inc.(位于SantaClara,California)取得的 PRODUCERS.平台与腔室。来自其它制造商的腔室也可与以上所述的零件使用。
[0019] 在操作中，处理腔室100提供对处理空间120中等离子体条件的实时控制。基板 设置在基板支撑件104上，且依据任何预期的流动计划而使用入口 114将处理气体流过盖 组件106。气体经由出口 152离开腔室100。电源与气体分配器112耦合以建立处理空间 120中的等离子体。如果需要，可使用第三电极