專利名稱：半導(dǎo)體設(shè)備中的射頻功率傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及在半導(dǎo)體基板處理設(shè)備及諸如此類中的RF傳輸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對(duì)于更快速及效力更高的集成電路(IC)組件的需求，對(duì)IC制造技術(shù)引入新的挑 戰(zhàn)，包括在基板(例如半導(dǎo)體晶體)上蝕刻次微米特征結(jié)構(gòu)(submicron feature)以使其 具有跨越基板的良好均一性。舉例來說，在一些動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存的應(yīng)用中所使用的深溝 渠儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)需要在半導(dǎo)體基板中蝕刻深的高深寬比溝渠。深硅溝渠蝕刻典型地在反應(yīng)性離 子蝕刻(RIE)處理中進(jìn)行。圖1描述了傳統(tǒng)的處理腔室100，該處理腔室100用于對(duì)設(shè)置在基板144上的材 料層進(jìn)行蝕刻，以在材料層中形成特征結(jié)構(gòu)。處理腔室100具有設(shè)置在其中的內(nèi)部容積 106內(nèi)的基板支撐組件148。基板支撐組件148包括靜電吸座166、基底板164以及設(shè)施板 (facility plate) 190。基底板164與設(shè)施板190通過設(shè)置在其間的絕緣材料192而電性 絕緣?；蛘撸诨装?64與設(shè)施板190之間界定出間隙或空間以提供電性絕緣。可將介 電絕緣環(huán)120附接至設(shè)施板190的邊緣。靜電吸座166與基底板164 —般由陶瓷或相似介 電材料所形成。加熱組件176設(shè)置在靜電吸座166或基底板164內(nèi)，并用于控制設(shè)置在基 板支撐組件148上的基板的溫度。加熱組件176通過設(shè)置在基板支撐組件148的中央?yún)^(qū)域 內(nèi)的金屬線而耦接至加熱器電源178。至少一個(gè)鉗位電極(clamping electrode) 180設(shè)置在靜電吸座166或基底板164 中。鉗位電極180通過基板支撐組件148的中央部分而耦接至吸座RF功率源164。設(shè)置 在靜電吸座166或基底板164中的一者內(nèi)的RF電極182經(jīng)由RF傳輸線150并通過匹配電 路188而耦接至一個(gè)或多個(gè)RF功率源184、186，以維持處理腔室100內(nèi)的等離子體。RF傳 輸線150設(shè)置成在與基板支撐組件148的中心軸偏置的位置處通過基板支撐組件148。RF 傳輸線150用于將RF功率源184、186所供應(yīng)的RF功率傳輸至RF電極182。由于一些基 板支撐設(shè)備占據(jù)沿著基板支撐組件148的中心軸的空間，故RF傳輸線150耦接至設(shè)置于基 板支撐組件148內(nèi)的金屬板154。金屬板IM用于將來自偏置的RF傳輸線150的RF功率 傳導(dǎo)至中央饋送件(feed through) 152，而該中央饋送件152的路徑通過基板支撐組件148 的中央。一般來說，將RF功率施加至基板表面的方式期望能產(chǎn)生跨越基板表面的均一電 場(chǎng)，以促進(jìn)等離子體均一性。跨越基板表面的均一的電場(chǎng)以及解離離子等離子體分布提供 跨越基板表面的均一蝕刻作用。為了維持均一電場(chǎng)及等離子體分布，期望通過處理腔室的 中央?yún)^(qū)域(例如通過噴灑頭電極及/或通過基板支撐電極)而將RF功率供應(yīng)至基板。如 上所討論，基板支撐組件148的中央部分被設(shè)施占據(jù)及/或提供設(shè)置用于致動(dòng)升舉銷(圖 中未示)的軸桿的路徑。RF傳輸線150需要與基板支撐組件148的中央偏置。因此，在傳 統(tǒng)配置中，RF傳輸線150通常在與基板支撐組件148的中心軸偏置的位置處耦接至基底板 164。金屬板巧4用于將來自偏置RF傳輸線150的RF功率通過設(shè)置在基板支撐組件148的中央?yún)^(qū)域中的中央導(dǎo)管152而傳送至該中央?yún)^(qū)域。由于RF傳輸線150的頂部部分156在與基板支撐組件148的中心軸偏置的區(qū)域 158處位于設(shè)施板190的正下方，故在區(qū)域158周圍所產(chǎn)生的電場(chǎng)特別不同于接觸區(qū)域158 外側(cè)的其它區(qū)域。舉例來說，在RF傳輸線150的正上方的區(qū)域158中，電場(chǎng)通常較于其它 區(qū)域(與RF傳輸線150相鄰，但RF傳輸線150并未位于其正下方)散播的電場(chǎng)還要弱。 RF傳輸線150的偏置通常造成非均一的電場(chǎng)，因而產(chǎn)生跨越基板表面的電場(chǎng)偏斜(skew)圖 案。圖2描述了施加RF功率至基板144表面的同時(shí)，對(duì)于跨越基板支撐組件148上的 基板144表面所測(cè)量到的電場(chǎng)分布。RF傳輸線150所在之處的區(qū)域158中的電場(chǎng)相比跨越 基板的其它區(qū)域160的電場(chǎng)比較弱，因而導(dǎo)致電場(chǎng)的不期望偏斜。電場(chǎng)的偏斜會(huì)造成非均 一的離子解離以及跨越基板表面的等離子體分布，因而導(dǎo)致不良的蝕刻均一性。因此，需要一種提供跨越基板表面的均一電場(chǎng)分布的改進(jìn)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種設(shè)備，例如基板支撐組件，其適于用在蝕刻反應(yīng)器中?？?預(yù)期該設(shè)備也可利用在其它類型的反應(yīng)器中，例如用于沉積、退火、注入及其它期望基板支 撐件周圍存在均一電場(chǎng)的處理的反應(yīng)器。本發(fā)明的實(shí)施例提供一種設(shè)備，該設(shè)備提供在處理腔室內(nèi)的良好RF均一性。在一 個(gè)實(shí)施例中，該設(shè)備包括基板支撐組件、終端及介電絕緣體。基板支撐組件具有中央通道， 而中央通道沿著中心軸形成。提供RF傳輸線，該RF傳輸線包括大致垂直部分以及大致水平 部分。終端耦接至RF傳輸線的大致水平部分。介電絕緣體環(huán)繞該RF傳輸線的大致水平部 分。介電絕緣體具有第一開口，而終端通過第一開口而與RF傳輸線的大致水平部分接合。在另一個(gè)實(shí)施例中，提供有一種基板支撐組件，該基板支撐組件具有靜電吸座、傳 導(dǎo)基部以及傳導(dǎo)設(shè)施板。中央通道界定穿過靜電吸座、傳導(dǎo)基部與傳導(dǎo)設(shè)施板。終端耦接 至設(shè)施板與RF傳輸線。介電絕緣體環(huán)繞RF傳輸線的至少一部分。介電絕緣體具有第一開 口與第二開口，而終端通過第一開口而與RF傳輸線接合，第二開口與第一開口共中心地對(duì) 準(zhǔn)。外殼組件將介電絕緣體緊固至設(shè)施板。高壓功率饋送件延伸穿過外殼組件的孔、介電 絕緣體的第一與第二開口以及終端而至吸引電極，而高壓功率饋送件與RF傳輸線絕緣。在又另一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備包括基板支撐組件；RF傳輸線，在與基板支撐組件的 中心軸偏置的區(qū)域耦接至基板支撐組件的底部；金屬板，耦接至RF傳輸線，并配置以將傳 輸自RF傳輸線的RF功率轉(zhuǎn)向至基板支撐組件，其中金屬板包括復(fù)數(shù)個(gè)設(shè)置在基部上的導(dǎo) 管。


為讓本發(fā)明的上述特征更明顯易懂，可配合參考實(shí)施例說明，其部分在附圖中圖 示。須注意的是，雖然附圖揭露本發(fā)明特定實(shí)施例，但其并非用以限定本發(fā)明的精神與范 圍，本發(fā)明可允許其他等效實(shí)施例。圖1描述了傳統(tǒng)處理腔室的剖面視圖。圖2描述了設(shè)置在圖1的傳統(tǒng)處理腔室中的跨越基板表面的電場(chǎng)分布。
圖3描述了根據(jù)本發(fā)明的處理腔室的一個(gè)實(shí)施例的剖面視圖。圖4A描述了根據(jù)本發(fā)明的基板支撐組件的剖面視圖。圖4B描述了耦接至圖4A的基板支撐組件的RF傳輸線的剖面視圖。圖4C描述了安裝在圖4A的RF傳輸在線的RF終端的立體視圖。圖4D描述了圖4A的RF傳輸線的水平通道的剖面視圖。圖5A描述了根據(jù)本發(fā)明的基板支撐組件的另一個(gè)實(shí)施例的剖面視圖。圖5B描述了圖5A的基板支撐組件的上視圖。為便于了解，相同的組件符號(hào)表示相同的組件。某一個(gè)實(shí)施例采用的組件不需特 別詳述就可應(yīng)用到其它實(shí)施例。須注意的是，雖然附圖揭露本發(fā)明特定實(shí)施例，但其并非用以限定本發(fā)明的精神 與范圍，本發(fā)明允許其他等效實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖3描述處理腔室300的一個(gè)實(shí)施例的剖面視圖，該處理腔室300可提供跨越基 板表面的均一電場(chǎng)，因而提供跨越基板表面的蝕刻均一性。雖然圖中所示的處理腔室300 包括有復(fù)數(shù)個(gè)使能擁有較佳蝕刻效能的特征，但可預(yù)期其它處理腔室也可適用而受益于此 處所述的一個(gè)或多個(gè)本發(fā)明的特征，包括用于非蝕刻半導(dǎo)體處理應(yīng)用的處理腔室。處理腔室300包括圍繞出內(nèi)部容積306的腔室主體302以及蓋304。腔室主體302 通常由鋁、不銹鋼或是其它適合材料制成。腔室主體302 —般包括側(cè)壁308以及底部310。 基板進(jìn)出口(圖中未示)通常界定在側(cè)壁308中，并通過狹縫閥而選擇性密封，以利于基板 344進(jìn)出處理腔室300。排氣口 3 界定在腔室主體302中，并將內(nèi)部容積306耦接至抽氣 系統(tǒng)328。抽氣系統(tǒng)3 —般包括一個(gè)或多個(gè)泵以及節(jié)流閥，用于排放及調(diào)節(jié)處理腔室300 的內(nèi)部容積306的壓力。在一個(gè)實(shí)施例中，抽氣系統(tǒng)3 維持內(nèi)部容積306內(nèi)的壓力在一 般介于約IOmTorr (毫托)至約20Torr (托)的操作壓力下。蓋304密封地支撐在腔室主體302的側(cè)壁308上。可開啟蓋304以允許進(jìn)入處理 腔室300的內(nèi)部容積306。蓋304包括窗342，以利于光學(xué)處理監(jiān)控。在一個(gè)實(shí)施例中，窗 342由石英或其它適合材料構(gòu)成，其可被光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)340使用的信號(hào)所透射。光學(xué)監(jiān)控系 統(tǒng)340定位成通過窗342來觀看設(shè)置在基板支撐組件348上的基板344?？蛇m用而受益于 本發(fā)明的光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)為購自加州圣克拉拉的應(yīng)用材料公司(Applied Materials, Inc.) 的EyeD 全光譜干涉計(jì)量模塊。如何使用光學(xué)監(jiān)控的示例的細(xì)節(jié)揭露于共同受讓的美國 專利申請(qǐng)序號(hào)第60/479,601號(hào)，申請(qǐng)日為2003年6月18日，專利名稱為“監(jiān)控蝕刻處理 的方法及系統(tǒng)(Method and System for Monitoring an Etch Process) ”；美國專利號(hào)第 6，413，837號(hào)，公告日為2002年7月2日，專利名稱為“使用光譜干涉術(shù)的薄膜厚度控制 (Film Thickness Control Using Spectral Interferometry) ”；以及美國專利申請(qǐng)序號(hào)第 60/462,493號(hào)，申請(qǐng)日為2003年4月11日，專利名稱為“在多次傳遞晶體處理中，使用原 位及移位計(jì)量學(xué)及數(shù)據(jù)檢索的處理控制增進(jìn)及錯(cuò)誤檢測(cè)(Process Control Enhancement and Fault Detection Using In—situ and Ex—situ Metrologies and Data Retrieval In Multiple Pass Wafer Processing) ”。氣體面板358耦接至處理腔室300，以提供處理及/或清潔氣體至內(nèi)部容積306。在圖3所示的實(shí)施例中，蓋304中提供有進(jìn)入口 332’、332”，以允許氣體由氣體面板358輸 送至處理腔室300的內(nèi)部容積306。噴灑頭組件330耦接至蓋304的內(nèi)部表面314。噴灑頭組件330包括復(fù)數(shù)個(gè)孔洞 以及中央通道338，以允許氣體由進(jìn)入口 332流經(jīng)噴灑頭組件330而進(jìn)入處理腔室300的內(nèi) 部容積306，且氣體以跨越基板344(待在處理腔室300中進(jìn)行處理)表面的預(yù)定分布方式 而流經(jīng)該噴灑頭組件330。在一個(gè)實(shí)施例中，噴灑頭組件330配置有復(fù)數(shù)個(gè)區(qū)域，其允許對(duì) 流入處理腔室300的內(nèi)部容積306的氣體進(jìn)行分別的控制。在圖3所示的實(shí)施例中，噴灑 頭組件330具有內(nèi)部區(qū)域334以及外部區(qū)域336，且該些區(qū)域通過分離的入口 332而耦接至 氣體面板358?；逯谓M件348設(shè)置在處理腔室300的內(nèi)部容積306中而位于噴灑頭組件330 的下方?；逯谓M件348在處理過程中支承該基板344?；逯谓M件348 —般包括貫 穿其中設(shè)置的復(fù)數(shù)個(gè)升舉銷(圖中未示)，其配置以將基板自基板支撐組件348升舉，并且 幫助利用機(jī)械手臂(圖中未示)以傳統(tǒng)方式交換基板344。在一個(gè)實(shí)施例中，基板支撐組件348包括附接至基底板364的靜電吸座366。靜電 吸座366設(shè)置在基底板364上，且周圍環(huán)繞有聚集環(huán)(focus ring) 346。設(shè)施板309附接 至基底板364?；装?64與設(shè)施板309通過絕緣材料301而電性絕緣?；蛘?，基底板364 與設(shè)施板309可以通過形成于其間的空間或間隙而電性絕緣。介電絕緣環(huán)320耦接至設(shè)施 板309的底表面。設(shè)施(utility)的布線(諸如流體、電力線和傳感器引線等)耦接穿過 介電絕緣環(huán)320而至基底板364及靜電吸座366?；装?64或靜電吸座366的至少一者可包括至少一個(gè)選用的嵌入加熱器376、至 少一個(gè)選用的嵌入隔離器374及復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)管368、370，以控制支撐組件348的橫向溫度分 布。導(dǎo)管368、370流體耦接至流體源372，而流體源372將溫度調(diào)節(jié)流體循環(huán)通過該些導(dǎo) 管368、370。加熱器376由電源378來調(diào)節(jié)。導(dǎo)管368、370與加熱器376用于控制基底板 364的溫度，并且加熱及/或冷卻靜電吸座366。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)管與加熱器至少部分 地控制設(shè)置在靜電吸座366上的基板344的溫度。靜電吸座366與基底板364的溫度使用 復(fù)數(shù)個(gè)傳感器392來監(jiān)控，而該些傳感器392由控制器350控制，以檢測(cè)靜電吸座366與基 底板364的不同區(qū)域中的溫度。靜電吸座366通常由陶瓷或相似介電材料來形成，其包括至少一個(gè)鉗位電極 (clamping electrode) 380，而該鉗位電極380 使用吸引電源(chucking power source) 382 來控制。RF電極381經(jīng)由傳導(dǎo)饋送件(feed through) 383通過匹配電路388耦接至一或多 個(gè)RF功率源384、386，以在處理腔室300中維持由處理氣體及/或其它氣體所形成的等離 子體。設(shè)施板309通過RF傳輸系統(tǒng)312而耦接至RF功率源384、386，以通過形成在基板支 撐組件348的中央部分中的通道318而提供RF電極381能量。設(shè)施板309由傳導(dǎo)性材料 制成，其可將來自RF功率源384、386的RF功率電性地及傳導(dǎo)性地?cái)y帶通過中央通道318 而至設(shè)置在靜電吸座366中的RF電極381。在該實(shí)施例中，RF功率源384、386大致能夠產(chǎn) 生RF信號(hào)，其頻率為約50kHz 約3GHz，且功率高達(dá)約10，000瓦。匹配網(wǎng)絡(luò)388將RF功 率源384、386的阻抗匹配至等離子體阻抗。通道318包括同軸設(shè)置在導(dǎo)管303中的高壓(HV)電纜305。通道318有利于吸 引電力(chucking power)及RF功率在形成于通道中的電纜305及導(dǎo)管303內(nèi)獨(dú)立傳送。通道318有利于由吸引電源382供應(yīng)至鉗位電極380的吸引電力的傳送，以及由RF功率源 384、386供應(yīng)至RF電極381的RF功率的傳送。RF傳輸系統(tǒng)312設(shè)置在介電絕緣環(huán)320中， 且附接至設(shè)施板309。通道318中的HV電纜305延伸并通過RF傳輸系統(tǒng)312的一部分而 至吸引電源382。外殼組件316耦接至設(shè)施板309的底部，并且環(huán)繞RF傳輸系統(tǒng)312的彎 曲部分。關(guān)于信道318、RF傳輸系統(tǒng)312及外殼組件316的細(xì)節(jié)將參照第4A D圖而進(jìn)一 步描述。圖4A描述耦接至形成于基板支撐組件348中的通道318的示例性RF傳輸系統(tǒng) 312的剖面視圖。RF傳輸系統(tǒng)312具有中心軸406，而其與基板支撐組件348的中心軸大致 對(duì)準(zhǔn)。RF傳輸系統(tǒng)312包括彎曲的RF傳輸線428、終端410以及環(huán)繞一部分RF傳輸線428 的外殼組件316。終端410具有中央孔洞，其允許功率饋送件(power feed) 420通過。功率 饋送件420具有頂端414，其形成并暴露以連接至HV電纜305 (設(shè)置在形成于基板支撐組件 348中央內(nèi)的通道318中)的底端。功率饋送件420有助于吸引電力由吸引電源382(示 于圖3)傳輸通過HV電纜305而至設(shè)置在靜電吸座366中的鉗位電極380。在功率饋送件 420與終端410之間使用絕緣體412以提供良好的密封及電性絕緣。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣 體412由介電材料制成，例如塑料、聚合物、或氟碳化物(fluorocarbon)，舉例為TEFLON(特 富龍)，其可提供良好的密封與電性絕緣。在一個(gè)實(shí)施例中，終端410具有大致縱長(zhǎng)主體，其具有設(shè)置在彎曲的RF傳輸線4 中的下方部分418，以及往上延伸并突出于彎曲的RF傳輸線428的外側(cè)的上方部分416。 終端410的下方部分418與設(shè)置在其中的功率饋送件420為電性隔離，舉例來說，通過絕緣 套筒而電性隔離。彎曲的RF傳輸線4 具有第一孔洞496，該第一孔洞496形成并按一定 尺寸制作以接收RF終端410的下方部分418，且RF傳輸線4 有利于來自RF功率源的RF 功率傳導(dǎo)通過終端410而至RF電極381。在一個(gè)實(shí)施例中，終端410可以由傳導(dǎo)性材料制 成，例如銅、鋁、不銹鋼及其組合。在一個(gè)實(shí)施例中，彎曲的RF傳輸線似8包括有連接件402以及RF桿422，而介電 絕緣體似4環(huán)繞連接件402與RF桿422。首先參照?qǐng)D4B，RF傳輸線似8包括介電絕緣體 424。絕緣體424由緊配的殼所構(gòu)成，其環(huán)繞RF桿422與連接件402。介電絕緣體424由介 電材料制成，例如塑料、聚合物或TEFL0N，而其可提供良好的密封及電性絕緣。介電絕緣體似4包括孔洞482，而孔洞482與孔洞484對(duì)準(zhǔn)?？锥?82、484與中 心軸406為共中心地對(duì)準(zhǔn)?？锥?84允許終端410延伸穿過絕緣體似4并與連接件402緊 配?？锥?82允許功率饋送件420向上延伸穿過絕緣體424的底部，并且共中心地延伸穿 過終端410。殼424A、424B通常包括緊配特征結(jié)構(gòu)488，該緊配特征結(jié)構(gòu)488防止殼424A、 424B之間看到視線(line of sight)。在圖4B所示的實(shí)施例中，緊配特征結(jié)構(gòu)488為榫(tongue)與溝槽接合的形式。緊 配特征結(jié)構(gòu)488可包括可將殼424A、424B緊固在一起的壓接或扣接(snap fit)。RF桿422由具有高傳導(dǎo)性的材料制成，以助于來自RF功率源384、386的RF功率 的傳送。在一個(gè)實(shí)施例中，RF桿422可以由金屬材料制成，該金屬材料選自由銅、銀、金及 其它適合金屬材料所組成的群組。彎曲的RF傳輸線4 具有大致L形，該形狀由耦接至大 致垂直RF桿422的大致水平定向的連接件402所界定。參照?qǐng)D4D，RF傳輸線4 的連接件402具有第一孔洞496以及第二孔洞498，該第一孔洞496配置以接收終端410的下方部分418，該第二孔洞498配置以接收RF傳輸線 428的RF桿422的上方端。RF傳輸線4 及RF終端的詳細(xì)描述將參照?qǐng)D4C而進(jìn)一步討 論如下。往回參照?qǐng)D4A，由于大致圍繞基板支撐組件348的中心軸406的空間可用于提供 設(shè)施、傳感器導(dǎo)線及其類似者或是設(shè)置在其中的機(jī)械支撐件的設(shè)置路徑，其阻止RF傳輸線 428設(shè)置在正下方。而RF傳輸線428的L形及彎曲配置可有效地提供空間，以提供該些設(shè) 施的設(shè)置路徑，并同時(shí)有效地傳送RF功率通過基板支撐件348的中央。連接件402的長(zhǎng)度 426足以使RF桿422偏置定位，并且與置中設(shè)置在基板支撐組件348下方的設(shè)施或其它機(jī) 械支撐件保有距離。在其中設(shè)置在基板支撐組件348的中央部分下方的設(shè)施或機(jī)械支撐件 的通過路徑具有相對(duì)較小的尺寸的實(shí)施例中，連接件402的長(zhǎng)度4 可為較短，以使得RF 傳輸線428中的RF功率的偏置最小化。在一個(gè)實(shí)施例中，連接件402的長(zhǎng)度4 為約1英 寸 約10英寸，例如為約1英寸 約5英寸，又例如為約1英寸 約2英寸。外殼組件316設(shè)置在介電絕緣環(huán)320下方，并與其接觸，而該絕緣環(huán)320具有中央 開口以接收RF終端410的下方部分。外殼組件316環(huán)繞RF傳輸線428的連接件402以及 RF桿422的上方部分430。在一個(gè)實(shí)施例中，外殼組件316可以由一材料制成，其可在處理 過程中屏蔽RF功率而使其不與等離子體、離子、或解離物種產(chǎn)生交互作用，而上述的交互 作用可能會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)分布的非均一性。當(dāng)外殼組件316可以屏蔽RF功率，則傳輸通過連接 件402的RF功率會(huì)有效地屏蔽而不與處理腔室300中所產(chǎn)生的等離子體有交互作用。在 一個(gè)實(shí)施例中，外殼組件316由硬質(zhì)且非磁性的不銹鋼制成。外殼組件316具有孔480，該 孔480與絕緣體424的孔洞482對(duì)準(zhǔn)，以允許功率饋送件420沿著軸406而通過。外殼組 件316將RF傳輸線428的上方端緊固至支撐組件348。外殼組件316額外地環(huán)繞絕緣體 424的上方部分，該上方部分覆蓋住連接件402。因此，外殼有助于將殼424A、424B緊固在 一起。因此，絕緣體似4與外殼組件316大致防止RF傳輸線4 與基板支撐組件348直 接接觸，以避免局部的電場(chǎng)非均一性。環(huán)繞連接件402的絕緣體424的水平部分作為電性 屏蔽，其可防止來自RF傳輸線428的電磁力在RF功率傳輸期間干涉跨越基板表面的電場(chǎng) 分布。在一個(gè)實(shí)施例中，絕緣體432設(shè)置在RF終端410的下方部分418以及彎曲RF傳 輸線4 上方的外殼組件316之間。絕緣體432協(xié)助填充可能存在于介電絕緣環(huán)320、外殼 組件316與RF傳輸線4 之間的空隙或間隔，并提供對(duì)于相鄰腔室部件的良好密封。圖4C描述設(shè)置在RF傳輸線似8上的終端410的立體視圖。終端410的上方部分 416具有環(huán)狀開口，該環(huán)狀開口用于附接至設(shè)施板309的底表面。終端410的下方部分418 延伸穿過絕緣體432，并與RF傳輸線4 的開口 496緊配。圖5A描述基板支撐組件500的另一個(gè)實(shí)施例的剖面視圖，其可提供跨越基板表面 的均一電場(chǎng)。類似于圖3的配置，基板支撐組件500包括靜電吸座366，該靜電吸座366附 接至基底板364。介電絕緣環(huán)320耦接至基底板364的底表面。RF傳輸線508附接至基底 板364，而該基底板364環(huán)繞有介電絕緣環(huán)320。來自RF傳輸線508的RF功率通過設(shè)置在 介電絕緣環(huán)320上的金屬板502而傳輸至基板支撐組件500，該介電絕緣環(huán)320連接至RF 傳輸線508。如上所討論，常規(guī)的設(shè)施及/或部分機(jī)械支撐件可設(shè)置在基板支撐組件500下方的中心軸506(參見圖5B)周圍，RF傳輸線508因此期望設(shè)置在與中心軸506偏置的位 置520。通過使用設(shè)置在介電絕緣環(huán)320中的金屬板502，則來自RF傳輸線508的RF功率 可以通過與基板支撐組件500連接的金屬板502而傳送至基板支撐組件500。為了避免因 為RF傳輸線508的偏置附接所造成的偏斜圖案，金屬板502配置以具有由基部510往上突 出的多個(gè)導(dǎo)管504。導(dǎo)管504形成大致垂直于基部510，以用于將RF功率傳送至基板支撐 組件500的RF電極512的不同位置。形成在金屬板502中的各個(gè)導(dǎo)管504具有耦接至靜 電吸座366的RF電極的一端，以將RF功率輸送至基板支撐組件500的不同位置。在一個(gè) 實(shí)施例中，金屬板502由金屬材料制成，該金屬材料選自由銅、鋁、不銹鋼及其組合所組成 的群組。圖5B描述嵌入在基板支撐組件500的靜電吸座366的RF電極512的立體上視圖。 RF傳輸線508偏置附接于基板支撐組件500下方的區(qū)域520，如虛線所示。由于RF傳輸線 508的偏置附接可能會(huì)造成非均一的電場(chǎng)分布，故導(dǎo)管504的分布配置為對(duì)稱方式，而使用 通過區(qū)域520的軸522作為中心軸。導(dǎo)管504的分布有效地改變跨越基板表面所分布的電 場(chǎng)。金屬板502的可調(diào)整及可改變的導(dǎo)管分布可有效地控制及重新分布跨越基板支撐組件 的表面的電場(chǎng)。在一個(gè)實(shí)施例中，金屬板502的可調(diào)整及可改變的導(dǎo)管分布解決了 RF傳輸 線508的偏置附接可能造成的局部及非均一的電場(chǎng)分布。導(dǎo)管504提供跨越靜電吸座366 的RF電極512的不同接觸點(diǎn)，以均一地傳送RF功率至跨越靜電吸座表面的不同位置，使得 在位置520處的電場(chǎng)對(duì)于在傳輸線508位置上方的影響可被平衡掉且可被忽略。雖然圖5B 示出6個(gè)導(dǎo)管504，應(yīng)注意到導(dǎo)管504的數(shù)量、分布、形狀及位置可采任何方式分配，且該方 式適于提供RF功率所產(chǎn)生的電場(chǎng)的均一分布及分配，以平衡掉傳輸線偏置的作用。當(dāng)電場(chǎng) 分布受到控制且跨越基板表面而均一地維持，則因此可獲得均一的蝕刻效能。處理、直接注射及惰性氣體的混合物提供至腔室以供等離子體蝕刻。混合物可包 括冊(cè)1~、順3、02、5丨&、5比14及41~的至少其中之一者。在一個(gè)實(shí)施例中，提供至混合歧管的處 理氣體包括HBr和NF3,而02、SiF4及SiCl4選擇性地提供。在一個(gè)示例實(shí)施例中，將約50 約 500sccm 的 HBrj^J 10 約 200sccm 的 NF3、約 0 約 200sccm 的 O2、約 0 約 200sccm 的 SiF4、約0 約200sccm的SiCl4及約0 約200sccm的Ar提供至混合歧管，以供適于蝕刻 300mm基板的處理?；旌蠚怏w以低流率提供至充氣部(plenum)，而該流率經(jīng)選擇而相稱于 特征結(jié)構(gòu)的密度、尺寸及橫向位置。SiCl4用作為直接注射氣體，其提供至噴灑頭組件的充 氣部而繞過混合歧管。本發(fā)明的各種實(shí)施例提供一種設(shè)備及方法，該設(shè)備及方法提供跨越基板表面的高 蝕刻均一性。對(duì)于RF功率輸送及/或彎曲RF傳輸線的多接觸點(diǎn)配置有利地提供一種補(bǔ)償 在傳統(tǒng)設(shè)備中可能發(fā)生的電場(chǎng)偏斜圖案的方式。另外，RF功率輸送及/或彎曲RF傳輸線 的多接觸點(diǎn)配置可增進(jìn)分配跨越基板表面的電場(chǎng)分布的均一性，因而增進(jìn)總蝕刻均一性。盡管以上涉及本發(fā)明的實(shí)施例，但是在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以設(shè)計(jì)本 發(fā)明的其他實(shí)施例，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1.一種基板支撐組件，包括基板支撐組件，包括中央通道，所述中央通道沿著所述基板支撐組件的中心軸形成；RF傳輸線，包括大致垂直部分以及大致水平部分；終端，通過所述基板支撐組件的所述中央通道而耦接至所述RF傳輸線的所述大致水 平部分；以及介電絕緣體，環(huán)繞所述RF傳輸線的所述大致水平部分，其中，所述介電絕緣體具有第 一開口，所述終端設(shè)置穿過所述第一開口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板支撐組件，其中，所述RF傳輸線的所述大致水平部分還 包括傳導(dǎo)連接件，包括第一孔洞以及位于相對(duì)第二端的第二孔洞，所述終端與所述第一孔 洞緊配。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基板支撐組件，其中，所述RF傳輸線的所述大致垂直部分還 包括傳導(dǎo)桿，其與所述第二孔洞緊配。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板支撐組件，其中，所述介電絕緣體還包括第二開口，其與所述第一開口共中心地對(duì)準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板支撐組件，還包括高壓功率饋送件，延伸穿過所述介電絕緣體的所述第一開口與所述第二開口，所述功 率饋送件通過所述終端，并與所述終端電性絕緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基板支撐組件，其中，所述高壓功率饋送件延伸穿過所述基 板支撐組件的所述中央通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板支撐組件，其中，所述RF傳輸線還包括RF傳導(dǎo)桿；以及傳導(dǎo)連接件，耦接至所述RF傳導(dǎo)桿，其中，所述介電絕緣體環(huán)繞所述傳導(dǎo)連接件及所 述RF傳導(dǎo)桿。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基板支撐組件，其中，所述RF傳導(dǎo)桿由金屬材料制成，所述金 屬材料選自銅、銀或金的至少其中一者。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板支撐組件，其中，所述介電絕緣體還包括第一殼以及第二殼，所述第一殼及所述第二殼緊配以環(huán)繞所述RF傳輸線的所述大致 水平部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板支撐組件，其中，所述RF傳輸線的所述大致水平部分的 長(zhǎng)度為約1英寸和約5英寸之間。
11.一種基板支撐組件，包括基板支撐組件，包括中央通道，所述中央通道沿著所述基板支撐組件的中心軸形成， 所述基板支撐組件具有靜電吸座、傳導(dǎo)基部以及傳導(dǎo)設(shè)施板，所述設(shè)施板電性耦接至RF電 極，所述RF電極與嵌入所述靜電吸座中的吸引電極絕緣；RF傳輸線；終端，包括第一端與第二端，所述第一端耦接至所述設(shè)施板，所述第二端耦接至所述RF 傳輸線；介電絕緣體，環(huán)繞所述RF傳輸線的至少一部分，其中，所述介電絕緣體具有第一開口 與第二開口，所述終端設(shè)置穿過所述第一開口，所述第二開口與所述第一開口共中心地對(duì) 準(zhǔn)；外殼組件，將所述介電絕緣體緊固至所述設(shè)施板，所述外殼組件包括孔，所述孔與所述 第二開口對(duì)準(zhǔn)；以及高壓功率饋送件，延伸穿過所述外殼組件的所述孔、所述介電絕緣體的所述第一開口 與所述第二開口以及所述終端而至所述吸引電極，所述高壓功率饋送件與所述RF傳輸線 絕緣。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的基板支撐組件，其中，所述RF傳輸線還包括傳導(dǎo)連接件，包括第一端，所述第一端與所述終端緊配；以及傳導(dǎo)桿，與所述傳導(dǎo)連接件的第二端緊配。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的基板支撐組件，其中，所述傳導(dǎo)連接件的所述第一端包括 孔洞，所述孔洞與所述介電絕緣體的所述第一開口與所述第二開口共中心地對(duì)準(zhǔn)。
14.一種基板支撐組件，包括基板支撐組件；RF傳輸線，在與所述基板支撐組件的中心軸偏置的區(qū)域耦接至所述基板支撐組件的底 部；以及金屬板，耦接至所述RF傳輸線，并配置以將傳輸自所述RF傳輸線的RF功率轉(zhuǎn)向至所 述基板支撐組件，其中，所述金屬板包括復(fù)數(shù)個(gè)垂直導(dǎo)管，設(shè)置穿過基部。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的基板支撐組件，其中，所述金屬板的導(dǎo)管設(shè)置于所述基板 支撐組件中。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種設(shè)備，該設(shè)備提供在處理腔室內(nèi)的良好RF均一性。在一個(gè)實(shí)施例中，該設(shè)備包括基板支撐組件、終端及介電絕緣體。基板支撐組件具有中央通道，而中央通道沿著中心軸形成。提供RF傳輸線。該RF傳輸線具有大致垂直部分以及大致水平部分，其中，終端耦接至RF傳輸線的大致水平部分。介電絕緣體環(huán)繞RF傳輸線的大致水平部分。介電絕緣體具有第一開口，而終端通過第一開口。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK102077328SQ200980124559
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月25日
發(fā)明者卡爾蒂克·拉馬斯瓦米, 沙希德·勞夫, 陳智剛 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司