TWI406348B - 基於改善基板內之製程均勻性目的之動態溫度背側氣體控制 - Google Patents
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Description
本申請案係關於共同受讓的美國專利申請案第＿＿＿號，其標題為「Dynamic Control Of Process Chemistry For Improved Within－Substrate Process Uniformity」，且其申請日期與本申請案相同；以及關於共同受讓的美國專利申請案第＿＿＿號，其標題為「Method For Flexing A Substrate During Processing」，且其申請日期與本申請案相同；其以參考文獻的方式合併於此。
本發明係關於跨越一基板整體的製程均勻性之控制，例如，其包括於基板上進行蝕刻製程的期間之製程均勻性。具體而言，本發明係關於藉由控制基板溫度、以控制跨越一基板整體的製程均勻性。
在半導體製造中，於半導體基板上形成的元件之複雜性以快速的速度持續增加，然而例如電晶體閘極之特徵部(feature)的尺寸持續減小到在93 nm技術節點之下。因此，製造過程需要越來越精密的單元製程及製程整合系統、以及製程和設備控制策略以確保跨越基板整體之元件的均勻製造。例如，在電晶體元件中的閘極電極結構之製造期間，需要可協助在形成於基板上的複數材料膜中生成閘極結構之圖案化(patterning)系統和蝕刻系統，以垂直地在被製造的元件內部、及橫向跨越該基板整體地在元件之間完成及維持閘極結構臨界尺寸。跨越基板整體的臨界尺寸(CD)之變異、以及輪廓(profile)和側壁角度(SWA)之變異的減少會影響高性能元件的均勻良率(亦即速度、電力消耗等等)。
在材料處理方法中，圖案化及蝕刻系統被用來進行圖案蝕刻，其包括塗佈一層薄的輻射感光材料(例如光阻)到基板的上
表面；使用光微影法圖案化這層薄的輻射感光材料以在其中形成圖案；然後使用蝕刻製程將該圖案轉移到在下面的材料膜。舉例來說，輻射感光材料的圖案化通常包括將輻射感光材料(例如光阻)的薄膜塗佈在基板的上表面之上；然後利用例如光微影系統，用電磁輻射的幾何圖案使輻射感光材料曝光；接著使用顯影溶劑移除輻射感光材料之曝光區域(像是正光阻的例子)、或未曝光區域(像是負光阻的例子)。之後，使用蝕刻製程，例如乾式電漿蝕刻製程，將在輻射感光材料薄膜中形成的圖案轉移到下層。
在乾式電漿蝕刻製程期間，電漿和在電漿的存在下形成的化學物被用來沿著基板上已圖案化的細線、或在基板上已圖案化的介層窗(via)或接觸窗(contact)之中移除或蝕刻材料。電漿蝕刻製程通常包括將帶有在上面的、已圖案化的保護層(例如上述的光阻層)之半導體基板放在處理室中。一旦基板被放在該室中，將離子化的解離氣體混合物以預設的流量引入該室中，同時調整真空幫浦以達到周遭製程壓力。之後，在交流電場的存在下被加熱的電子會將些微的存在氣體物種離子化，此時電漿形成；其中該交流電場是藉由感應式或電容式射頻功率的轉移、或是使用例如電子迴旋加速器共振之微波功率的轉移而產生。此外，該些被加熱的電子可以解離某些種類的周遭氣體物種，而產生適合曝露表面蝕刻化學的反應物物種。一旦電漿形成，基板的被選擇表面被該電漿所蝕刻。該製程被調整到適當的狀況，包括想要的反應物及離子群之適當濃度，以蝕刻在基板的被選擇區域中之各種特徵部(例如溝渠、介層窗、及接觸窗等等)。需要蝕刻的此類基板材料包括二氧化矽、低介電常數(low－k)介電質材料、多晶矽、以及氮化矽。
在這些電漿蝕刻系統中，在基板上的製程空間內之電漿密度的空間變異(通常以電子密度的空間分佈ne
(r,θ)表示)、製程化學品的空間變異(例如化學物種的空間分佈)、以及基板溫度的空間變異會影響製程結果之跨越基板整體的均勻性。往往，化學物種
在製程空間中的滯留時間γ(r,θ)係與因化學成份和高能電子之間交互作用而產生的電漿解離之數量有關，因此，滯留時間可能與製程化學物有關，亦即，滯留時間越長，化學成份解離的數量越多；而滯留時間越短，化學成份解離越少。
在蝕刻製程中，製程結果的均勻性可包括跨越基板整體的特徵部臨界尺寸、或跨越基板整體的側壁角度之空間分佈的均勻性(或不均勻性)。例如，在閘極結構生成期間，在一個蝕刻製程或連續蝕刻製程後，會希望達到跨越基板整體、均勻分佈的閘極寬度(在被蝕刻特徵部的頂部和底部、及介於其間的區域)。
因為蝕刻製程被基板溫度所影響，基板溫度的分佈可能直接影響製程結果的空間分佈。此外，基板溫度的空間分佈若被控制，可以被使用來補償其它製程或系統不均勻性。在習知的製程系統中，影響基板溫度的一要素是基板和基板支座之間的熱接觸。例如，當基板被固定於基板支座，可將熱傳遞氣體，例如氦，引入位於基板的背側及基板支座的上部之間的微小空間，以改善基板和基板支座之間的熱傳導。除了在基板周圍邊緣的熱傳遞氣體之小漏損之外，流到基板背側的熱傳遞氣體之淨流量大體上是零。
習知的基板支座已經被提出，其利用多重區域背側氣體供應系統來調整熱傳遞氣體的分佈，以影響基板溫度中的徑向變異。例如，二區域(中心/邊緣)或三區域(中心/半徑中間/邊緣)背側氣體供應系統是常見的，特別是在蝕刻系統中。然而，這些系統只幫助了熱傳遞氣體的靜態分佈。
因為在半導體製造中改善製程均勻性一直是一個重要目標，所以在製程中可改善跨越基板整體表面的製程參數均勻性之系統的需求是持續存在的。
本發明之一通常目的為在半導體製造的製程中、改善跨越基板整體表面的製程均勻性。
本發明之一較特定目的為提供製程參數控制，以抵銷製程狀況的不均勻效應，而改善跨越基板整體表面的製程均勻性。
本發明之再一目的為在製程中提供跨越基板整體表面的溫度或溫度分佈之控制。
根據本發明的原理，背側氣體壓力係於基板支座整體為變動的，以在製程中控制基板的基板狀況和跨越基板整體之狀況變異或不均勻性。
根據本發明的其它原理，一或多個製程參數是跨越基板整體為變動的，以改善受支持於基板支座上的基板整體表面的製程均勻性。
根據本發明的一些實施例，係藉由改變基板和基板支座之間的導熱性，以跨越處理中的基板之整體表面控制溫度或溫度分佈。
在本發明的一些實施例中，回應跨越基板或基板支座整體的壓力、溫度、或其它參數之測量值，而可在基板支座上的基板之背面整體控制氣體壓力。這樣的控制可以藉著一處理裝置的程式化控制器而自動地或互動地實行。
本發明的敘述實施例在某種程度上是基於「在基板和基板支座之間的背側氣體之導熱性強烈地取決於在基板和基板支座之間的氣體壓力」的觀念。因此，本發明的實施例被提出，其中背側氣體壓力係跨於基板的背面整體為變動的，以協助改變在基板和基板支座之間的導熱性，並因此協助改變基板溫度。
根據本發明的其它實施例，提供一可控制在製程中跨於基板整體的徑向或非徑向溫度分佈之方法及裝置。在某些實施例中，以補償或抵銷製程狀況的不均勻效應之方式來控制基板溫度。在特定的實施例中，可以一不均勻的方式以抵銷操作狀況的不均勻效應來控制基板的溫度，例如電漿密度、製程化學品、製程壓力、或其組合的不均勻分佈的效應。
根據本發明的例示實施例，供應至或移除脫離基板背側的熱傳遞氣體，跨於基板支持吸盤上的不同區域受到動態地控制。動
態地控制熱傳遞氣體的供應造成吸盤和基板之間的導熱性之空間變異跨越基板整體表面。動態控制可調整背側氣體的效應以抵銷其它製程狀況造成之不均勻性效應。動態控制特別適用於克服徑向和周向不均勻性。
在本發明的一些實施例中，跨越於吸盤整體動態地改變背側氣體(例如氦)的流動，以更佳地控制基板的製程均勻性。另外，動態流動持續期間可以例如設計成抵銷新進來的基板之不均勻性效應、或抵銷靜態蝕刻製程之不均勻性。
根據本發明的一些示範實施例，基板支座被劃分成複數區域或範圍。這些區域可以，例如，大約是基板上的晶粒之大小。區域的確切圖案形狀和數目可以分別地被決定、或根據模擬以及均勻性的量測結果憑經驗加以設計。區域可以一預選的頻率動態地加以調整，且此頻率可依據，例如，製程狀況而改變。為了補償新進來的基板之不均勻性和製程狀況的不均勻性，提出多重區域、熱傳遞氣體之動態控制的供應和抽真空，以獲得一均勻蝕刻結果，例如，臨界尺寸、和蝕刻輪廓等。
本發明提出一有效的方式以控制溫度的空間分佈跨越基板整體表面。該方法包括動態地改變從基板背側流入或流出的熱傳遞氣體之供應及抽真空。該方法可使用控溫的多重區域吸盤、或單一區域吸盤。在製程步驟之間以及在一製程步驟期間，該方法可調整基板溫度的空間分佈。
在本發明的例示裝置實施例中，多重區域吸盤被設置，其中每一區域至少有一個開口用來供應氣體、以及至少有一個開口用來移除氣體。壓力調節器被設置以在該些區域中執行對氣體壓力的監控、調整、或控制其中至少一項。可動態地改變在每一區域中之氣體壓力的控制被提出，以調整基板表面上之製程結果的空間均勻性。
氣體區域可跨越於基板整體被活化，然而之前被活化的區域可以一動態、受控的方式被鈍化。每一區域可設置有許多排列整
齊的開口(入口、或出口、或兩者)，該些開口可以根據氣體分佈歧管或其它方式加以分組。該群組，例如，可定義該些區域；然而可利用選擇性地或額外地設置在吸盤中的表面特徵，例如***部，來詳細劃分該些區域。
熱傳遞氣體的供應和移除可以被啟動、然後中斷，造成中斷背側氣體流動的位置之局部溫度增加，而啟動背側氣體流動的位置之局部溫度降低。流動之隨著區域的改變之時序或順序在基板背側產生動態壓力分佈或壓力波，進而會對於跨越基板沿著徑向、圓向、或其它方式傳播的動態溫度分佈或熱波產生影響。例如，實行熱傳遞氣體的供應和移除之時間選擇和先後順序，以產生本質上固定相速(phase speed)的壓力波。另外，實行熱傳遞氣體的供應和移除之時間選擇和先後順序，以產生在相位、速度、振幅或其它特性之空間上或時間上或兩者上可變的壓力波。替代方法可使用跨越基板的有系統的區域或隨機的區域之組合。此外，在同一時間可以改變多個區域。
根據下列對於本發明之例示實施例的詳細描述，將更容易了解本發明之所有的目的和優點。
在以下為解釋的而非限制的目的之描述中，會提出特定的細節，例如基板處理系統的特定幾合形狀和各種製程的描述。然而應理解：本發明可以偏離該些特定細節的其它實施例加以實行。
基板處理系統可包含使用電漿來處理基板的電漿處理系統。另外，基板處理系統可包含用來處理基板的非電漿處理系統。基板處理系統可包含在半導體製造期間使用電漿來輔助乾式蝕刻製程的蝕刻系統。美國專利第6,492,612號和PCT公報第WO 02/086957號提供蝕刻系統的例子，其均被明確地併入本文中做為參考。但是本發明可應用在改善沉積系統或其它處理系統的均勻‘性。
例如，基板處理系統可包括光阻塗佈系統(如軌道系統)中的熱處理模組、氣相沉積系統(如化學氣相沉積系統、電漿加強化學氣相沉積系統、原子層沉積系統、電漿加強原子層沉積系統、物理氣相沉積系統、或游離物理氣相沉積系統)、乾式電漿蝕刻系統、乾式非電漿蝕刻系統、乾式清潔系統、灰化(ashing)系統、化學氧化物移除系統、或用來熱處理基板的單基板熱處理系統。
基板處理系統可用來處理任意形狀的基板。典型的基板可能是各種直徑的圓形晶圓，包括但不限於200 mm、300 mm、450 mm、或更大尺寸。此外基板可能例如是半導體基板，如矽基板、SiGe基板、或矽晶絕緣體(silicon－on－insulator，SOI)基板。或者，基板可能例如是長方形的，如平板或液晶顯示器。
在附圖中，相似的參考號碼表示全部圖式中相同或是相對應的部分。圖1是基板支座20的正面俯視圖，基板支座20用來支托在基板處理模組(例如前述的蝕刻模組)的處理室中處理的基板。支座20包括基板固定系統(例如電氣或機械固定系統)，以將基板固定到支座20的上表面。例如，支座20可包括靜電吸盤(electrostatic chuck，ESC)。固定系統提供足夠大的固持力以克服來自於供應到基板背側的傳遞氣體之相反壓力。此外，固持力可能是可調整的，以影響基板與支座20之間接觸的增加或減少。基板固定系統的設計和實施為熟悉半導體製造設備、以及機械和靜電固定系統領域之技藝者所熟知。
支座20包括含有一或多個溫度控制元件的支座溫度控制系統。支座溫度控制系統可包括加熱系統、或冷卻系統、或兩者都有。例如，支座20可包括在支座20的表面底下之基板加熱元件或基板冷卻元件(未畫出)。例如，加熱系統或冷卻系統可包括再循環流體流動，其在冷卻時從支座20接收熱並將熱傳送到熱交換系統(未畫出)、或在加熱時從熱交換系統將熱傳送到支座20。冷卻系統或加熱系統可包含加熱/冷卻元件，例如設置在支座20內的電阻式加熱元件、或熱電式加熱器/冷卻器。此外，加熱元件
或冷卻元件或兩者可被設置在超過一個的獨立受控溫度區域中。如圖1所示，支持支座20可能有兩個熱區域，包括一個內環區域22和一個外環區域24。區域22和24的溫度可藉著獨立地加熱或冷卻支持座熱區域來控制。
支座20的上表面可設置有許多排列整齊的氣體開口26，經由氣體開口26，熱傳遞氣體(如氦)可被引入位於基板背側及支座20的上表面之間的空間、或從該空間被移除。將熱傳遞氣體引入基板背側有助於基板和支座20之間熱傳導的增加，然而從基板背側移除熱傳遞氣體有助於基板和支座20之間熱傳導的減少。在蝕刻系統中，熱傳遞氣體的典型壓力大約是30 Torr，通常超過在真空處理室中的處理壓力，因此，壓力差在基板上產生從支持支座20的表面朝外的淨力。如前文所述，此壓力可利用固定系統加以克服，例如利用提供靜電固持力以將基板固定於支座20的靜電吸盤。在習知的系統中，熱傳遞氣體之引入通常在基板和支座20的支持表面之間保持靜態的狀態。
根據圖1中描述的實施例，氣體開口26被排列及分組成複數區域或範圍。例如，各組的開口26可能以笛卡兒(Cartesian)或格子狀的方式排列。如其中一例，描繪出直角排列整齊的25個正方形區域30。然而，每一區域的形狀或區域的數目或兩者是隨意的。例如，每一區域可對應到一個基板晶粒。
區域30中的每一個包括至少一個氣體開口，經由該氣體開口，熱傳遞氣體可以被引入或被移除。例如，如圖1所示，每一區域可能有一組的36個氣體開口26。這些氣體開口26的至少一部份可經由區域控制閥32(如圖3中所示)連接到氣體供應源28。在區域30中之這些氣體開口26的至少一部份可經由另一控制閥32連接到排氣或泵送系統29。如圖3中所示，供應熱傳遞氣體的氣體開口和移除熱傳遞氣體的氣體開口可以是分開的。或者，供應熱傳遞氣體的氣體開口可被用來移除熱傳遞氣體。在這樣的例子中，每一區域至少使用兩個控制閥，可選擇性地關掉往排氣端
的流動而允許熱傳遞氣體流到基板、或是關掉來自氣體供應源的流動而允許從基板到排氣端的流動。
對應於特定區域30、且供應熱傳遞氣體到區域之氣體開口26可連接到共用的氣體供應歧管，然而對應於特定區域30、且從區域移除熱傳遞氣體之氣體開口26可連接到共用的排氣歧管。此外，氣體開口26的分組可藉由在支座20中的表面特徵(未畫出)，例如***部，來進一步詳細劃分。
一區域可被活化以供應熱傳遞氣體到該區域，同時一之前被活化的區域被鈍化以從該區域移除熱傳遞氣體。區域的活化或鈍化可以一動態的、受控的方式加以實行。供應熱傳遞氣體到基板背側的每一控制閥32包括、或被使用來連接壓力調節器以設定特定區域的氣體壓力。例如，傳送到每一區域的氣體壓力是從幾Torr到大約100 Torr。比如，傳送到每一區域的氣體壓力是從10 Torr到50 Torr。例如，在一區域的活化期間，可增加氣體壓力到50 Torr；然而在鈍化期間，可少氣體壓力到大約10~30 Torr或更低。
熱傳遞氣體的供應和移除可以被啟動、然後中斷，造成中斷背側氣體流動的位置之局部溫度增加，而啟動背側氣體流動的位置之局部溫度降低。流動之隨著區域的改變之時序或順序在基板背側產生動態壓力分佈或壓力波，進而會對於跨越基板沿著徑向、圓向、或其它方式傳播的動態溫度分佈或熱波產生影響。此處所用的術語「壓力波」表示施加於基板背側之空間上改變的壓力，希望不要與習知觀念中的聲壓波(acoustic pressure wave，其是在連續區氣體大氣中取決於分子間碰撞的一種縱向波)產生混淆。例如，實行熱傳遞氣體的供應和移除之時間選擇和先後順序，以產生本質上固定相速的壓力波。另外，實行熱傳遞氣體的供應和移除之時間選擇和先後順序，以產生在空間及/或時間上可變的相速之壓力波。替代方法可使用跨越基板的有系統的區域或隨機的區域之組合。此外，在同一時間可以改變多個區域。
藉由控制器34，每一區域的控制閥32是可分別控制的。例
如，控制器34以一個從支座20的邊緣到對面邊緣之次序來控制閥32，以便產生跨越基板的熱波，如圖1中箭頭36的方向所示。此外，控制器34可以一個大約在支座20中心附近的圓周方向之次序來控制閥32，以便產生在基板中心附近傳播的圓周傳播熱波，如圖1中箭頭38的方向所示。另外，控制器34以一個在徑向方向上朝向或遠離支座20中心之次序來控制閥32，以便產生徑向上朝向基板中心傳播的、或徑向上遠離基板中心傳播的徑向傳播熱波。可選擇性地使用其它的型式。
參考圖4A~4C，進一步提供了數個例子以說明背側壓力的動態調整。如圖4A中所示，複數區域130被設置成格子狀排列。區域132在第一時間期間被活化，同時周圍區域134被鈍化。周圍區域134的鈍化包括以降低的壓力(相較於區域132)操作該些區域、或包括將該些區域抽真空。在第一時間期間之後，活化區域132被鈍化，而鄰接區域以如圖4A中操作136所示的方向被活化。
如圖4B中所示，複數區域230被設置成格子狀排列。區域232在第一時間期間被活化，同時周圍區域235被鈍化。周圍區域235的鈍化包括以降低的壓力(相較於區域232)操作該些區域、或包括將該些區域抽真空。此外，中間區域234以中間壓力被活化，例如，一個介於活化區域232和周圍區域235之間的值。在第一時間期間之後，活化區域232被鈍化，而鄰接區域以如圖4B中操作236所示的方向被活化。
如圖4C中所示，複數區域330被設置成格子狀排列。數個區域332在第一時間期間被活化，同時周圍區域334被鈍化。周圍區域334的鈍化包括以降低的壓力(相較於區域332)操作該些區域、或包括將該些區域抽真空。在第一時間期間之後，活化區域332被鈍化，而鄰接區域以如圖4C中操作236所示的方向被活化。
支座20進一步包括溫度監控系統(未畫出)以及一或多個溫度量測裝置。控制器34連接到溫度監控系統，並被用來在一個或更多個位置去執行基板、或支座20、或兩者之溫度的調整、控制、
或監控其中至少一項。
溫度量測裝置包括光纖溫度計、光學高溫計、能帶邊緣溫度量測系統(如同申請日為2002/07/02之申請中的美國專利申請案第10/168544號中所描述，該申請案的整體內容被合併於本文中作為參考資料)、或熱電偶(例如K型熱電偶)。光學溫度計的例子包括：Advanced Energies,Inc所出產的光纖溫度計(型號OR2000F)、Luxtron Corporation所出產的光纖溫度計(型號M600)、或Takaoka Electric Mfg.所出產的光纖溫度計(型號FTT－1420)。
可利用例如溫度的空間圖、或製程結果的空間圖(其包括例如臨界尺寸、輪廓、側壁角度、蝕刻率、沉積率、膜厚等等)來指定控制方案，以調整基板背側上不同熱區域的熱傳遞氣體之供應。例如，如果獲得基板的蝕刻率之空間圖(或是在微影之後、基板的圖案臨界尺寸之空間圖)，而且蝕刻率(或臨界尺寸)與基板溫度之間的關連性是已知的(例如隨著溫度增加蝕刻率會增加)，那麼特定熱區域的氣體壓力、或者特定區域被活化(在特定壓力提供熱傳遞氣體)或鈍化(在降低的壓力提供熱傳遞氣體及/或抽真空)的時間中之至少一個可據以調整。例如，需要低蝕刻率(以校正獲得的蝕刻率之不均勻空間圖)的熱區域可以在較高的背側壓力及/或較長的時間期間下操作；然而需要較大蝕刻率的熱區域可以在較低的背側壓力及/或較短的時間期間下操作。
控制器34一般包括微處理器、記憶體、以及數位輸入/輸出埠，可能包括數位/類比和類比/數位轉換器，而能夠產生控制電壓，該控制電壓能傳遞及活化到支座20的輸入、也監控從支座20的輸出。如圖3中所示，控制器34連接到控制閥32、氣體供應裝置28、泵送系統29、固定系統(未畫出)，支座溫度控制系統(未畫出)、以及溫度監控系統(未畫出)，並與該些構件交換資訊。儲存於記憶體中的程式根據已儲存的製程配方(recipe)與
熱處理組件中的構件互動。
控制器34可採用一般用途的電腦、處理器、數位訊號處理器等等，其使熱處理組件實行一部份或全部的本發明之製程步驟，以回應於執行一或多個指令(包含於電腦可讀媒體中)之一或多個先後順序的控制器34。電腦可讀媒體或記憶體被可用來保存根據本發明教示所程式化的指令，並且可包含資料結構、表格、記錄、或其它本文中所描述的資料。控制器34的一個例子可能是一般用途的電腦，例如Dell Corporation,Austin,Texas所出產的DELL PRECISION WORKSTATION 640TM
。電腦可讀媒體的例子有光碟、硬碟、軟碟、磁帶、磁光碟、可程式唯讀記憶體(如EPROM、EEPROM、flash EPROM)、DRAM、SRAM、SDRAM、或任何其它磁性媒體、光碟(如CD－ROM)、或任何其它光學媒體、打孔卡片、紙帶、或其它有孔洞圖案的物理媒體、載波、或可供電腦讀取的任何其它媒體。
控制器34可被設置在相對於支座20的附近、或被設置在相對於支座20的遠處，然後經由網際網路或內部網路相連接。因此，控制器34可利用直接連接、網際網路、或內部網路其中至少一種方式與支座20交換資料。控制器34可連接到顧客端(亦即元件製造商等等)的內部網路，或連接到賣主端(亦即設備製造商)的內部網路。更進一步，另一部電腦(亦即控制器、伺服器等等)可藉由直接連接、內部網路、或網際網路其中至少一種方式存取控制器34以交換資料。
圖2描述替代的支持支座20a、其有許多以同心環狀排列整齊的區域30a，以及同心環的氣體開口26a、該些氣體開口26a被分類到控制每一區域30a中的開口26a之流入或流出的閥，其中該些區域30a可以類似圖1中區域30的方式操作。可使用不同的區域型式。圖1的實施例較容易產生如箭頭36所示的型式，然而圖2的實施例較容易產生如箭頭38所示的型式，雖然兩實施例中的任何一個都可以控制成近似於各自的型式或另一個型式。
支持支座20或20a通常是面朝上地座落在真空室40的底部，如圖3所示，以支托面向電漿源42(其位於基板之上、在真空室40的上部)的基板。在此例中，電漿源42是連接到在室40中產生感應耦合電漿(ICP)的射頻產生器44之線圈或天線。另外，電漿源42包含產生電容耦合電漿(capacitively coupled plasma)的電極。
雖然只有某些本發明的示範實施例在前文中詳細地描寫，熟悉此技藝者當可瞭解，根據實質上不偏離本發明之新穎的教示或優點，可對示範實施例做出許多的修改。因此，所有這樣的修改被認為包含在本發明的範圍之內。
20、20a‧‧‧基板支座
22‧‧‧內環區域
24‧‧‧外環區域
26、26a‧‧‧氣體開口
28‧‧‧氣體供應裝置
29‧‧‧泵送系統
30、30a‧‧‧區域
32‧‧‧控制閥
34‧‧‧控制器
36‧‧‧熱波傳播方向
38‧‧‧熱波傳播方向
40‧‧‧真空室
42‧‧‧電漿源
44‧‧‧射頻產生器
130、230、330‧‧‧以格子狀排列的區域
132、232、332‧‧‧區域
134、235、334‧‧‧周圍區域
136、236、336‧‧‧操作方向
234‧‧‧中間區域
圖1係根據本發明一實施例之被劃分成多重受控背側氣體區域的基板支持吸盤的上表面之示意圖。
圖2係根據本發明另一實施例之被劃分成替代型式的基板支持吸盤的上表面之示意圖。
圖3係有基板支持吸盤的電漿處理系統之簡化示意圖。
圖4A－4C係以圖例說明動態地改變在基板背側上之一或多個區域的壓力之方法。
20‧‧‧基板支座
22‧‧‧內環區域
24‧‧‧外環區域
26‧‧‧氣體開口
30‧‧‧區域
36‧‧‧熱波傳播方向
38‧‧‧熱波傳播方向
Claims (18)
- 一種製程均勻性的控制方法，用以控制跨越一基板整體表面之製程均勻性，包括：將一基板支托在位於一真空室中的一基板支座上以供處理；經由在該基板支座中的複數開口，將背側氣體提供到位於該基板支座及該基板之間的一空間；及分別控制在該複數開口中的不同開口之該背側氣體的壓力，以在該些開口的各別開口附近的區域中分別控制在處理期間跨越該基板整體的背側氣體壓力變異或均勻性，其中，該基板支座的該些區域其中每一者具有至少二個該開口，包括連接到一背側氣體供應源的至少一背側氣體入口埠、及連接到一真空抽氣系統的至少一出口埠；且其中，該控制方法更包括：分別動態地控制影響從該些區域其中每一者的一開口流入或流出的氣體之至少一閥，俾改變在處理期間跨越該基板整體的溫度分佈。
- 如申請專利範圍第1項之製程均勻性的控制方法，其中，該背側氣體壓力的控制包括控制該壓力以控制該基板與該基板支座之間的導熱性，俾影響在處理期間跨越該基板整體的溫度分佈。
- 如申請專利範圍第1項之製程均勻性的控制方法，更包括：監控跨越該基板整體的一參數或該基板，並回應之以控制該背側氣體壓力。
- 如申請專利範圍第1項之製程均勻性的控制方法，其中，在該基板支座上之該基板的支托包括用靜電力將該基板固定於該支座。
- 如申請專利範圍第1項之製程均勻性的控制方法，其中， 該背側氣體的提供包括：經由位於跨越該基板整體支座的複數區域之各區域中的複數開口群組其中每一者的複數開口，將該氣體注入。
- 如申請專利範圍第3項之製程均勻性的控制方法，更包括：根據動態地影響跨越該基板整體表面的溫度差異之一順序，分別控制經由各別區域中之該些開口的背側氣體流動。
- 如申請專利範圍第1項之製程均勻性的控制方法，更包括：分別控制經由跨越該基板支座的各別區域中之複數開口群組的背側氣體流動，俾以補償其他製程狀況所導致之在一處理室中之製程均勻性上之不均勻結果的方式，影響跨越該基板整體的溫度分佈。
- 如申請專利範圍第1項之製程均勻性的控制方法，更包括：分別動態地改變經由跨越該基板支座的各別區域中之複數開口群組的背側氣體流動，俾以補償一新進來的晶圓或一靜態蝕刻製程之不均勻性結果的方式，影響跨越該基板整體的溫度分佈。
- 如申請專利範圍第1項之製程均勻性的控制方法，更包括：控制在該些開口的背側氣體，用以至少部份沿著該基板的一直徑動態地改變該基板的溫度。
- 如申請專利範圍第1項之製程均勻性的控制方法，更包括：控制在該些開口的背側氣體，用以從該基板的中心沿至少部份徑向動態地改變該基板的溫度。
- 如申請專利範圍第1項之製程均勻性的控制方法，更包括：控制在該些開口的背側氣體，用以環繞該基板的中心沿至少 部份周向動態地改變該基板的溫度。
- 一種電漿處理裝置，包括：一真空室；一基板支座，設於該真空室中，具有一基板支持表面；一電漿源，連接到該真空室；複數氣體開口，位在該基板支持表面中，用以將背側氣體傳入或傳出在該基板支持表面和支托於其上的待處理的一基板之間的一空間；一溫度控制元件，位在該基板支座中以影響該基板支座的溫度；複數閥，每一閥連接到不同的氣體開口；一控制器，可各別控制該些閥，用以控制跨越該基板支座的整體表面之背側氣體分佈，而影響跨越該基板整體的基板溫度；一背側氣體供應源；以及一真空泵送系統，其中，該基板支持表面包括複數區域，每一區域內設有複數之該些開口，包括連接到該背側氣體供應的至少一入口埠以及連接到該真空泵送系統的至少一出口埠，每一區域的該些開口至少其中之一係經由一相對應之閥而為前述連接；該控制器用以控制每一閥以控制背側氣體，俾影響該基板支持表面的各別區域附近的該基板的局部溫度、從而影響跨越基板支持表面上的一基板整體的溫度分佈。
- 如申請專利範圍第12項之電漿處理裝置，更包括：感測器，用以監控跨越該基板或該基板支座的一參數；且該控制器用以回應該些感測器而分別地控制該些閥。
- 如申請專利範圍第12項之電漿處理裝置，更包括： 感測器，用以監控跨越該基板或該基板支座的壓力；以及該控制器用以回應該些感測器而分別地控制該些閥。
- 如申請專利範圍第12項之電漿處理裝置，更包括：感測器，用以監控跨越該基板或該基板支座的溫度；以及該控制器用以回應該些感測器而分別地控制該些閥。
- 如申請專利範圍第12項之電漿處理裝置，其中，該基板支座是一靜電吸盤。
- 如申請專利範圍第12項之電漿處理裝置，其中，該基板支座為內設有一多重區域溫度控制元件的一靜電吸盤，用以分別地控制該基板支持表面的複數區域其中每一者的溫度。
- 如申請專利範圍第12項之電漿處理裝置，其中，該些開口排列成一型式且被劃分成複數群組，每一群組的開口被配置在該基板支座的表面的一不同區域，每一閥用以在該些群組其中之各別之一者控制背側氣體，以影響該各別群組的開口附近之導熱性，從而影響跨越該基板支持表面上的一基板整體之溫度分佈。
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