TWI579911B - 具有複數之去耦合電漿源的半導體處理系統及半導體處理方法 - Google Patents

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Description

具有複數之去耦合電漿源的半導體處理系統及半導體處理方法
本發明係關於一種半導體處理系統，且尤其有關於一種具有複數之去耦合電漿源的半導體處理系統。
用於半導體裝置製造中之薄膜處理的電漿源常因無法分別控制電漿中之離子及自由基濃度，而無法達到最期望之乾式蝕刻條件。例如，在一些應用中，電漿蝕刻之期望條件將藉由增加電漿中之離子濃度而同時將自由基濃度維持在固定位準來達成。然而，此類型之離子濃度對自由基濃度的獨立控制無法使用典型地用於薄膜處理之一般電漿源來達成。而本發明係於本文內呈現。
在一實施例中，揭露一種半導體基板處理系統。該系統包含定義成支持暴露於處理區域之基板的基板支持件。該系統亦包含定義成產生第一電漿並供給第一電漿之反應性成份至處理區域的第一電漿腔室。該系統亦包含定義成產生第二電漿並供給第二電漿之反應性成份至處理區域的第二電漿腔室。第一及第二電漿腔室係定義成獨立地受到控制。
在另一實施例中，揭露一種半導體基板處理系統。該系統包含具有頂部構造、底部構造、及延伸於該頂部及底部構造之間之側壁的腔室。該腔室包圍處理區域。基板支持件係設於腔室內，且定義成支持暴露於處理區域的基板。該系統亦包含設於腔室內、基板支持件上方的頂板組件。該頂板組件具有暴露至處理區域並相對基板支持件之頂面的下表面。該頂板組件包含受連接以供給第一電漿之反應性成份至處理區域的第一複數電漿埠。該頂板組件亦包含受連接以供給第二電漿之反應性成份至處理區域 的第二複數電漿埠。
在另一實施例中，揭露一種半導體基板之處理方法。該方法包含將基板置於暴露至處理區域之基板支持件上的操作。該方法亦包含產生第一電漿類型之第一電漿的操作。該方法亦包含產生不同於第一電漿類型的第二電漿類型之第二電漿的操作。該方法更包含供給第一及第二電漿兩者之反應性成份至處理區域以作用於基板之處理的操作。
在一實施例中，揭露一種半導體基板處理系統。該系統包含具有暴露至電漿處理區域之處理側表面的板組件。排出通道係形成通過板組件之處理側表面，以供自電漿處理區域移除排出氣體。電漿微腔室係形成於排出通道內側。並且，氣體供應通道係形成通過板組件，以使處理氣體流動至排出通道中之電漿微腔室。並且，功率輸送構件係形成於板組件內，以傳輸功率至電漿微腔室，俾於排出通道中之電漿微腔室內使處理氣體轉換成電漿。
在另一實施例中，揭露一種半導體基板處理系統。該系統包含具有頂部構造、底部構造、及延伸於頂部及底部構造之間之側壁的腔室。該腔室包含處理區域。基板支持件係設於該腔室內。基板支持件具有定義成支持暴露於處理區域之基板的頂面。該系統亦包含設於該腔室內、基板支持件上方的頂板組件。頂板組件具有暴露至處理區域並相對基板支持件之頂面的下表面。頂板組件包含各形成至頂板組件之下表面中的第一組電漿微腔室。頂板組件亦包含形成為使第一處理氣體流動至第一組電漿微腔室之每一者的第一氣體供應通道網路。第一組電漿微腔室之每一者係定義成將第一處理氣體轉換成暴露至處理區域之第一電漿。頂板組件亦包含一組排出通道，其係形成通過頂板組件之下表面，以供自處理區域移除排出氣體。頂板組件亦包含各形成於該組排出通道內側的第二組件電漿微腔室。頂板組件更包含形成為使第二處理氣體流動至第二組電漿微腔室之每一者的第二氣體供應通道網路。第二組電漿微腔室之每一者係定義成將第二處理氣體轉換成暴露至處理區域之第二電漿。
在另一實施例中，揭露一種半導體基板之處理方法。該方法包含將基板置於暴露至處理區域之基板支持件上的操作。該方法亦包含操作暴露至處理區域之第一組電漿微腔室，藉此第一組電漿微腔室之每一者產生第一電漿，並供給第一電漿之反應性成份至處理區域。第一組電漿微腔室係位於處理區域上方、相對於基板支持件。該方法亦包含操作暴露至處理區域之第二組電漿微腔室，藉此第二組電漿微腔室之每一者產生第二電漿，並供給第二電漿之反應性成份至處理區域。第二電漿與第一電漿不同。並且，第二組電漿微腔室係位於處理區域上方、相對於基板支持件。第二組電漿微腔室係以實質上平均之方式散置於第一組電漿微腔室之間。
本發明之其他態樣及優點將由以下藉由本發明之實例加以說明的詳細敘述結合隨附圖式而變得更加明顯。
在以下的敘述中，為了提供對於本發明之透徹瞭解而提出許多具體細節。然而，對於熟悉本技術領域者將顯而易見，本發明可在不具有這些具體細節之一些或全部者的情況下加以實施。在其他情況下，為了不非必要地混淆本發明，故並未詳細敘述廣為人知之處理操作。
為了在電漿處理區域內達成離子及自由基濃度之去耦合控制，在待處理基板設於電漿處理區域內的情況下，本發明之各種實施例包含可使用獨立控制參數獨立地加以控制的例如電漿腔室之二或更多類型之電漿生成裝置，該二或更多類型之電漿生成裝置係流體連接至該電漿處理區域。例如，在一實施例中，第一電漿腔室可受操作以產生具有高於離子濃度之自由基濃度的第一電漿。並且，在此示範實施例中，第二電漿腔室可受操作以產生具有高於自由基濃度之離子濃度的第二電漿。第一及第二電漿腔室二者均流體連接至相同的基板處理區域，使得第一電漿腔室受操作以控制基板處理區域內之一數量的自由基成份，且使得第 二電漿腔室受操作以控制基板處理區域內之一數量的離子成份。依此方式，第一電漿腔室受控制以調節基板處理區域中之離子濃度，且第二電漿腔室受控制以調節基板處理區域中之自由基濃度。
在一實施例中，此處所使用的用語「基板」係指半導體晶圓。然而應瞭解，在其他實施例中，此處所使用的用語「基板」可意指由藍寶石、GaN、GaAs或SiC、或其他基板材料所形成的基板，且可包含玻璃面板/基板、金屬箔、金屬薄片、聚合物材料、或類似物。並且，在各種實施例中，此處所指之「基板」可在形式、形狀、及/或尺寸上變更。例如，在一些實施例中，此處所指之「基板」可對應至200mm(毫米)半導體晶圓、300mm半導體晶圓、或450mm半導體晶圓。並且，在一些實施例中，此處所指之「基板」可對應至除了其他形狀之外的非圓形基板，例如用於平板顯示器之矩形基板、或類似物。此處所指之「基板」在各種示範實施例圖式中係以基板105表示。
獨立操作複數電漿腔室以提供反應性成份至共同基板處理區域實質上在共同基板處理區域內提供離子濃度相對自由基濃度的去耦合調整。在各種實施例中，在複數電漿腔室內產生不同類型之電漿係透過獨立控制連接至複數電漿腔室之電源及/或氣體供應器來達成。並且，在一些實施例中，可將複數電漿腔室之輸出設置成與基板處理區域流體連通之空間陣列。複數電漿腔室之輸出可彼此分散且彼此足夠接近地分隔，使得形成於複數電漿腔室內的不同類型電漿之不同反應性成份以實質上均勻之方式被供給至基板處理區域，以在基板處理區域內呈現實質上均勻的基板之處理。
圖1顯示依據本發明之一實施例的利用暴露至共同基板處理區域之複數電漿腔室可達到的離子濃度與自由基濃度之間的關係。第一線301顯示產生於流體連接至共同基板處理區域的第一電漿腔室中之第一電漿中的離子濃度對自由基濃度之變異。在此實例中，第一電漿具有較離子濃度高之自由基濃度。第二線303顯示產生於流體連接至共同基板處理區域的第二電漿腔室中 之第二電漿中的離子濃度對自由基濃度之變異。在此實例中，第二電漿具有較自由基濃度高之離子濃度。因此，第一電漿係生成以主要供給自由基成份至基板處理區域，且第二電漿係生成以主要供給離子成份至基板處理區域。
透過獨立控制第一及第二電漿腔室，便可在基板處理區域內達成延伸於第一線301與第二線303之間的範圍內之實質上任何離子濃度對自由基濃度。例如，第二電漿腔室可單獨受操作以在基板處理區域內供給第一離子對自由基濃度比率305。當一齊使用時，第一電漿腔室可受操作以增加基板處理區域內之自由基濃度，而第二電漿腔室受操作以在基板處理區域內維持實質上穩定之離子濃度，藉此在基板處理區域內產生無法單獨利用第一或第二電漿腔室達成的第二離子對自由基濃度比率307。類似地，當一齊使用時，第二電漿腔室可受操作以減少基板處理區域內之離子濃度，而第一電漿腔室受操作以在基板處理區域內維持實質上穩定之自由基濃度，藉此在基板處理區域內產生無法單獨利用第一或第二電漿腔室達成的第三離子對自由基濃度比率309。
進一步關於圖1，第一電漿腔室可單獨受操作以於基板處理區域內供給第四離子對自由基濃度比率311。當一齊使用時，第二電漿腔室可受操作以增加基板處理區域內之離子濃度，而第一電漿腔室受操作以在基板處理區域內維持實質上穩定之自由基濃度，藉此在基板處理區域內產生無法單獨利用第一或第二電漿腔室達成的第五離子對自由基濃度比率313。類似地，當一齊使用時，第一電漿腔室可受操作以減少基板處理區域內之自由基濃度，而第二電漿腔室受操作以在基板處理區域內維持實質上穩定之離子濃度，藉此在基板處理區域內產生無法單獨利用第一或第二電漿腔室達成的第六離子對自由基濃度比率315。
基於前述內容，應瞭解在本發明之一實施例中，複數受獨立控制之電漿腔室係用以供給反應性成份至共同基板處理區域，以提供無法透過僅操作單一電漿腔室來達成的離子對自由基濃度比率。基於相關圖1之討論，應進一步察知，當將複數電漿 之反應性成份結合時，具有顯著不同離子對自由基濃度比率之複數電漿在基板處理區域內提供較廣的離子對自由基濃度比率之範圍。若干半導體基板處理系統係揭露於此，其提供自受獨立控制之複數電漿腔室輸出的反應性成份之空間性結合，以在基板處理區域內產生無法利用單一電漿腔室本身達成的反應性成份之結合。
圖2A顯示依據本發明之一實施例的半導體基板處理系統200A。系統200A包含定義成支持暴露至處理區域106之基板105的基板支持件107。系統200A亦包含第一電漿腔室101，其係定義成產生第一電漿101A，並經由第一電漿腔室101中之開口供給第一電漿101A之反應性成份108A至處理區域106。系統200A亦包含第二電漿腔室102，其係定義成產生第二電漿102A，並經由第二電漿腔室102之開口供給第二電漿102A之反應性成份108B至處理區域106。第一電漿腔室101及第二電漿腔室102係定義成獨立地受到控制。
更具體而言，第一電漿腔室101係電連接至第一電源103A。第一電源103A係定義成供給第一功率至第一電漿腔室101。第一電漿腔室101亦流體連接至第一處理氣體供應器104A，該第一處理氣體供應器104A係定義成供給第一處理氣體至第一電漿腔室101。第一電漿腔室101係定義成施加第一功率至第一處理氣體，以於第一電漿腔室101內產生第一電漿101A。
第二電漿腔室102係電連接至第二電源103B。第二電源103B係定義成供給第二功率至第二電漿腔室102。第二電漿腔室102亦流體連接至第二處理氣體供應器104B，該第二處理氣體供應器104B係定義成供給第二處理氣體至第二電漿腔室102。第二電漿腔室102係定義成施加第二功率至第二處理氣體，以於第二電漿腔室102內產生第二電漿102A。
應瞭解取決於所施加之功率及所使用之處理氣體，第一及第二電漿腔室101/102可產生顯著不同類型的電漿101A/102A。在一實施例中，第一及第二電源103A/103B可獨立 加以控制。並且，在一實施例中，第一及第二處理氣體供應器104A/104B可獨立加以控制。並且，在另一實施例中，第一及第二電源103A/103B與第一及第二處理氣體供應器104A/104B均可獨立加以控制。
應瞭解第一及第二處理氣體供應器104A/104B之獨立控制可相關於除了實質上任何其他處理氣體相關參數之氣體類型/混合物、氣體流速、氣體溫度、及氣體壓力的一或更多者。並且應瞭解，第一及第二電源103A/103B之獨立控制可相關於除了實質上任何其他功率相關參數之射頻(radiofrequency,RF)振幅、RF頻率、電壓位準、及電流位準的一或更多者。
在一實施例中，由第一電源103A供給至第一電漿腔室101的第一功率為直流(DC)功率、RF功率、或DC及RF功率之組合。類似地，在一實施例中，由第二電源103B供給至第二電漿腔室102的第二功率為DC功率、RF功率、或DC及RF功率之組合。在一實施例中，由第一電源103A供給至第一電漿腔室101的第一功率為具有2百萬赫(megahertz,MHz)、27MHz、60MHz、400千赫(kiloHertz,kHz)、或其組合之頻率的RF功率，且由第二電源103B供給至第二電漿腔室102的第二功率為具有2MHz、27MHz、60MHz、400kHz、或其組合之頻率的RF功率。在此實施例之一版本中，第一及第二功率的頻率不同。然而，在此實施例之另一版本中，若所供給至第一及第二電漿腔室101/102的處理氣體容許第一及第二電漿101A/102A之間的差異，第一及第二功率的頻率便可相同。
施加至第一及第二電漿腔室101/102之功率的類型部份取決於所使用之電漿腔室的類型。在一些示範實施例中，第一及第二電漿腔室101/102之每一者為空心陰極腔室、或電子迴旋共振腔室、或微波驅動腔室、或感應耦合腔室、或電容耦合腔室。並且在一實施例中，第一及第二電漿腔室101/102為同類型的電漿腔室。然而，在另一實施例中，第一及第二電漿腔室101/102為不同類型的電漿腔室。
並且，應瞭解在不同實施例中，第一及第二電漿腔室101/102可包含不同形式之功率輸送構件。功率輸送構件負責輸送功率至第一/第二電漿腔室101/102內之處理氣體。例如在一實施例中，第一及第二電漿腔室101/102之壁部具有導電性，並作用為功率輸送構件。在此實施例中，第一及第二電漿腔室101/102可藉由介電材料及導電屏蔽彼此分隔，以確保被輸送至一電漿腔室101/102之功率不至於不利地由鄰近電漿腔室101/102所接收。圖2E顯示依據本發明之一實施例的系統200A之變化例，其中第一及第二電漿腔室101/102由設於介電材料150之間的導電屏蔽151所分隔。在一實施例中，導電屏蔽151係電連接至參考接地電位。
圖2F-1及2F-2顯示依據本發明之一實施例的圖2A之系統200A的另一變化例，其中第一及第二電漿腔室101/102之功率輸送構件係實施為設於第一及第二電漿腔室內的電極160。圖2F-1顯示其中電極160係設於第一及第二電漿腔室101/102之側壁上的示範實施例。圖2F-2顯示其中電極160係設於第一及第二電漿腔室101/102內部之內的上及下表面上的示範實施例。在此實施例中，電漿腔室101/102之內部之內的上表面上之電極160包含一或更多孔洞，其係定義成穿透電極160以使第一及第二處理氣體供應器104A/104B能分別與第一及第二電漿腔室101/102之內部容積流體連通。並且，在此實施例中，電漿腔室101/102之內部之內的下表面上之電極160包含一或更多孔洞，其係定義成穿透電極160以使第一及第二電漿101A/102A之反應性成份能分別通至處理區域106。應瞭解圖2F-1及2F-2中的電極160之配置係以例示方式顯示。在其他實施例中，可將電極160設置於第一/第二電漿腔室101/102之電漿生成容積內的任何一或更多表面上。
圖2G顯示依據本發明之一實施例的圖2A之系統200A的另一變化例，其中第一及第二電漿腔室101/102之功率輸送構件係實施為鄰近第一及第二電漿腔室101/102而設置的線圈170。應瞭解圖2G中之線圈170的頂部設置係以例示方式顯示。在其他實施例中，線圈170可鄰近第一/第二電漿腔室101/102的任何一或 更多外表面而設置。應瞭解圖2A、2E、2F及2G中之不同的功率輸送構件實施例係以例示方式顯示。在其他實施例中，第一及第二電漿腔室101/102可實施與例示於圖2A、2E、2F及2G者不同的功率輸送構件。
在前述之情況下，應瞭解第一及第二電漿腔室101/102可使用不同處理氣體及/或不同功率來加以操作，以達到其中一電漿提供相對自由基較高濃度之離子、且其中另一電漿提供相對離子較高濃度之自由基的狀態。並且，第一及第二電漿腔室101/102係定義成以實質上均勻之方式分別將第一及第二電漿101A/102A之反應性成份108A/108B分配於基板支持件107上方之處理區域106內。
在一實施例中，第一及第二電漿腔室101/102係定義成在高達約1 Torr(T)之內部壓力下操作。並且，在一實施例中，處理區域106係於自約1毫托(milliTorr,mT)延伸至約10mT之壓力範圍內操作。第一及第二電漿腔室101/102之出口係定義成提供並控制第一及第二電漿腔室101/102之內部與處理區域106之間的壓降。並且，若有必要，在一實施例中，可以交叉流配置、或使用處理區域106內之交叉流自第一及第二電漿腔室101/102之任一者供給自由基成份，以控管基板105範圍之蝕刻產物分佈。
在一示範實施例中，系統200A受操作以在約1000scc/sec(每秒標準立方公分)之處理氣體產量流速、及約10毫秒(ms)的反應性成份108A/108B滯留於處理區域106內之時間的情況下提供處理區域106約10mT之壓力。應瞭解及察知以上之示範操作條件代表可利用系統200A達成的實質上無限多之操作條件的其中一者。以上之示範操作條件並不代表或意味系統200A之可能操作條件上的任何限制。
在一實施例中，基板支持件107係定義成可在實質上垂直於基板支持件107之基板105受支持於其上的上表面之方向110上移動，藉此使處理間隙距離113可調整。處理間隙距離113垂直地延伸於基板支持件107之上表面與第一及第二電漿腔室 101/102之間。在一實施例中，基板支持件107可在方向110上移動，使得處理間隙距離可在由約2cm延伸至約10cm的範圍內調整。在一實施例中，基板支持件107受調整以提供約5cm之處理間隙距離113。在一選擇性實施例中，處理間隙距離113之調整可透過在方向110上相對基板支持件107移動第一及第二電漿腔室101/102來達成。
處理間隙距離113之調整提供自第一及第二電漿腔室101/102之一找或二者發出之離子通量的調整。具體而言，到達基板105之離子通量可藉由增加處理間隙距離113而減少，反之亦然。在一實施例中，當處理間隙距離113受調整以達到基板105處之離子通量方面的調整時，可將通過較高自由基供給之電漿腔室(101/102)的處理氣體流速調整成提供基板105處之自由基通量的獨立控制。此外，應察知處理間隙距離113結合自第一及第二電漿腔室發出之離子及自由基通量係受到控制，以在基板105處提供實質上均勻之離子密度及自由基密度。
在一實施例中，基板支持件107包含偏壓電極112，用以產生電場來吸引離子朝向基板支持件107，並藉此朝向夾持於基板支持件107上之基板105。並且，在一實施例中，基板支持件107包含若干冷卻通道116，在電漿處理操作期間可使冷卻流體流過冷卻通道116，以維持基板105之溫度控制。並且，在一實施例中，基板支持件107可包含若干頂銷，其係定義成相對於基板支持件107抬高及降低基板105。在一實施例中，基板支持件107係定義為靜電夾盤，配置成產生用以於電漿處理操作期間將基板105牢固地夾持在基板支持件107上的靜電場。
在各種實施例中，第一及第二電漿腔室101/102係定義成以同時之方式或脈衝方式加以操作。以脈衝方式中操作第一及第二電漿腔室101/102包含在給定時間且以交替順序操作第一電漿腔室101或第二電漿腔室102。具體而言，在第一及第二電漿腔室101/102依此交替方式運作指定總時段的情況下，第一電漿腔室101將在第二電漿腔室102閒置時運作第一時段，然後第二電漿腔 室102將在第一電漿腔室101閒置時運作第二時段。
以脈衝方式操作第一及第二電漿腔室101/102可用以預防/限制第一及第二電漿101A/102A之間相關於處理氣體及/或功率的不良連通。預防/第一及第二電漿101A/102A之間的不良連通包含確保第一電漿101A之處理氣體/物種不進入第二電漿腔室102，並確保第二電漿102A之處理氣體/物種不進入第一電漿腔室101。預防/第一及第二電漿101A/102A之間的不良連通亦包含確保受供給至第一電漿腔室101之功率不流至第二電漿腔室102中之第二電漿102A，並確保受供給至第二電漿腔室102之功率不流至第一電漿腔室101中之第一電漿101A。
在第一及第二電漿腔室101/102係以同時之方式加以操作的實施例中，第一及第二電漿腔室101/102係定義成確保其間之不良連通受到預防/限制。例如，第一及第二電漿腔室101/102各自的暴露至處理區域106之開口係依尺寸製作為足夠小並分隔夠遠，以避免第一及第二電漿腔室101/102之間相關於處理氣體及/或功率的交叉連通。基於前述內容，應瞭解第一及第二電漿腔室101/102可在基板電漿處理期間，相關於處理氣體流速、處理氣體壓力、功率頻率、功率振幅、開/關持續時間、及操作時序之一或更多者，而獨立地加以控制。
圖2B顯示依據本發明之一實施例的半導體基板處理系統200B。系統200B為圖2A之系統200A的變化例。具體而言，系統200B包含擋板結構109，其係設於第一及第二電漿腔室101/102之間，以自第一及第二電漿腔室101/102朝基板支持件107延伸。擋板結構109係定義成減少第一及第二電漿腔室101/102之間的流體連通。並且，在一實施例中，擋板結構109係由介電材料形成，以減少第一及第二電漿腔室101/102之間的功率連通。在一實施例中，擋板結構109係定義成可在實質上垂直於基板支持件107之基板105受支持於其上的上表面之方向114上移動。
圖2C顯示依據本發明之一實施例的半導體基板處理系統200C。系統200C為圖2B之系統200B的變化例。具體而言， 系統200C包含排出通道111，其係形成於第一及第二電漿腔室101/102之間，以自處理區域106朝實質上垂直於基板支持件107之基板105受支持於其上的上表面之方向延伸離開。在一實施例中，排出通道111為開放且暢通，以供氣體自處理區域106排出。然而，在另一實施例中，擋板結構109係設於第一及第二電漿腔室101/102之間的排出通道111內，以自第一及第二電漿腔室101/102朝基板支持件107延伸。設於排出通道111內之擋板結構109係定義成減少第一及第二電漿腔室101/102之間的流體連通。並且，在一實施例中，設於排出通道111內之擋板結構109係由介電材料形成，以減少第一及第二電漿腔室101/102之間的功率連通。並且，擋板結構109係依尺寸製作為小於排出通道111，以供排出流通過擋板結構109周圍之排出通道111。
在圖2B及2C之示範實施例中，可將擋板結構109用以限制例如101、102之鄰接電漿腔室之間的流體及/或功率連通。此外，可將擋板結構109用以協助建立基板105範圍的離子及自由基之均勻度。如相關於圖2B及2C而提及，擋板結構109可在實質上垂直於基板支持件107之方向114上移動。擋板結構109在方向114上之此移動使垂直測量於擋板結構119與基板105之間的距離115得以調整。
在各種實施例中，擋板結構109與基板105之間的距離115可高達5cm。然而應瞭解，距離115為例如自第一及第二電漿腔室101/102發出之離子及自由基通量的其他參數之函數。在一示範實施例中，擋板結構109與基板105之間的距離115為約2cm。此外，儘管顯示於圖2B及2D之示範實施例中之擋板結構109在剖面上呈矩形，應瞭解擋板結構109仍可以其他形式呈現形狀，例如圓弧底部、具有角度之底部、錐形頂部等，以於處理區域106內達到特定功效，例如控制其中包含交叉流及紊流的處理氣體條件。
在一些情況中，電漿內之自由基生成在試圖於電漿內主要產生離子時無法避免。在這些情況中，於主要目的為達成自電 漿運送離子成份時，自由基成份自所生成之電漿受到運送亦或多或少無法避免。再者，自電漿抽取離子意味離子源(即電漿)與處理區域(如處理區域106)之間的開口足夠大，使得鞘部並不抑制電漿抽取，並使得對於抽取介質壁的撞擊低，以不使離子中性化。在本發明之一實施例中，可將離子源區域實施為賦能出口區域，以提供輔助電子生成來增強自離子源抽取離子。例如，在一實施例中，可將暴露至處理區域的電漿腔室之出口區域定義為空心陰極，以增強出口區域本身內之離子生成，且相對應地增強自電漿腔室抽取離子。
圖2D顯示依據本發明之一實施例的第二電漿腔室102之變化例，其具有賦能出口區域225以增強離子抽取。然而應瞭解，可將第一及第二電漿腔室101/102之一者或二者定義成具有可賦能電漿出口區域225，該出口區域225係定義成提供輔助電子生成以增加離子抽取。在一實施例中，可賦能電漿出口區域225係定義為空心陰極。在此實施例之一版本中，出口區域225係由電極220所圍繞，該電極220可由DC功率、RF功率、或其組合供電。當來自電漿102A之反應性成份流過可賦能電漿出口區域225時，由電極220發出之功率將於出口區域225內釋放快速電子，此將因而導致流過出口區域225之處理氣體中的進一步離子化，藉此增強自電漿腔室102抽取離子。此外，由偏壓電極112橫跨處理區域106而施加的偏壓將用以自腔室102內之電漿102A及自出口區域225朝基板105拉引離子。
圖3A顯示依據本發明之一實施例的半導體基板處理系統400之垂直剖面。系統400包含腔室401，其係由頂部構造401B、底部構造401C、及延伸於頂部構造401B與底部構造401C之間的側壁401A所形成。腔室401包圍處理區域106。在各種實施例中，只要腔室401之材料在結構上能在電漿處理期間承受壓力差及其將暴露之溫度，並與電漿處理環境化學性地相容，腔室之側壁401A、頂部構造401B、及底部構造401C便可由例如作為例示之不鏽鋼或鋁的不同材料形成。
系統400亦包含基板支持件107，其係設置於腔室401內，並定義成支持暴露於處理區域106之基板105。基板支持件107係定義成在執行基板105上之電漿處理操作期間將基板105夾持於其上。在圖3A之示範實施例中，基板支持件107係由固定於腔室401之側壁401A的懸臂405所夾持。然而，在其他實施例中，可將基板支持件107固定於腔室401之底部構造401C、或固定至設於腔室401內之另一構件。在各種實施例中，只要基板支持件107之材料在結構上能在電漿處理期間承受壓力差及其將暴露之溫度，並與電漿處理環境化學性地相容，基板支持件303便可由如例示性之不鏽鋼、鋁、或陶瓷的不同材料形成。
在一實施例中，基板支持件107包含偏壓電極112，用以產生電場來吸引離子朝向基板支持件107，並藉此朝向夾持於基板支持件107上之基板105。並且，在一實施例中，基板支持件107包含數個冷卻通道116，冷卻液可在電漿處理操作期間流動通過該數個冷卻通道116，以維持基板105之溫度控制。並且在一實施例中，基板支持件107可包含數個頂銷411，其係定義成相關於基板支持件107升起及降低基板105。在一實施例中，門組件413係設置於腔室之側壁401A內，使基板105得以***腔室401/自腔室401移除。此外，在一實施例中，基板支持件107係定義成靜電夾盤，配置成產生用以於電漿處理操作期間將基板105牢固地夾持在基板支持件107上的靜電場。
系統400更包含頂板組件407，設於腔室401內、基板支持件107上方並與之分隔，以在基板105被置於基板支持件107上時，配置於基板105上方並與之分隔。基板處理區域106存在於頂板組件407與基板支持件107之間，以在基板105被置於基板支持件107上時存在於基板105上方。如先前所提及，基板支持件107可在方向110上移動，使得頂板組件407與基板支持件107之間垂直地跨越基板處理區域106而測量時的處理間隙距離可於由約2cm延伸至約10cm之範圍內加以調整。並且，在一實施例中，基板支持件107相對於頂板組件407(反之亦然)之垂直位 置可於執行電漿處理操作期間或電漿處理操作之間加以調整。
頂板組件407具有暴露置處理區域106且相對基板支持件107之上表面的下表面。頂板組件407包含第一複數電漿埠，其係受連接以供給第一電漿101A之反應性成份至處理區域106。更具體而言，在圖3A之實施例中，第一複數電漿微腔室101係橫跨頂板組件407之上表面而設置，且第一複數電漿埠係與第一複數電漿微腔室101之個別開口流體連通。因此，第一複數電漿埠用以將第一複數電漿微腔室101之開口設置為與處理區域106流體連通。應瞭解如先前相關於圖1至2G而討論，第一複數電漿微腔室之每一者對應至第一電漿腔室101。
頂板組件407亦包含第二複數電漿埠，其係受連接以供給第二電漿102A之反應性成份至處理區域106。更具體而言，在圖3A之實施例中，第二複數電漿微腔室102係橫跨頂板組件407之上表面而設置，且第二複數電漿埠係與第二複數電漿微腔室102之個別開口流體連通。因此，第二複數電漿埠用以將第二複數電漿微腔室102之開口設置為與處理區域106流體連通。應瞭解如先前相關於圖1至2G而討論，第二複數電漿微腔室之每一者對應至第二電漿腔室102。
第一複數電漿微腔室101之每一者係定義成產生第一電漿101A，並供給第一電漿101A之反應性成份108A至沿頂板組件407之下表面而定義的第一複數電漿埠之一或更多者。類似地，第二複數電漿微腔室102之每一者係定義成產生第二電漿102A，並供給第二電漿102A之反應性成份108B至沿頂板組件407之下表面而定義的第二複數電漿埠之一或更多者。
圖3B顯示依據本發明之一實施例的圖3A中標示之水平剖面視圖A-A。如圖3B所示，第一及第二電漿微腔室101/102係於彼此之間橫跨頂板組件407而散置，使得第一複數電漿埠以實質上均勻之方式橫跨頂板組件407之下表面而散置於第二複數電漿埠之間。在一示範實施例中，第一及第二電漿微腔室101/102係定義成具有在由約1cm延伸至約2cm之範圍內的內徑。並且， 在一示範實施例中，第一及第二電漿微腔室101/102之總數為約100。在又另一示範實施例中，第一及第二電漿微腔室101/102之總數係於由約40延伸至約60之範圍內，且橫跨頂板組件407之下表面的第一及第二複數電漿埠之總數為約100。
應察知橫跨頂板組件407之第一及第二電漿微腔室101/102之間的間距可在不同實施例間加以改變。圖3C顯示依據本發明之一實施例的圖3B之水平剖面視圖的變化例，其中減少橫跨頂板組件407之第一及第二電漿微腔室101/102之間的間距。圖3D顯示依據本發明之一實施例的圖3B之水平剖面視圖的變化例，其中增加橫跨頂板組件407之第一及第二電漿微腔室101/102之間的間距。圖3E顯示依據本發明之一實施例的圖3B之水平剖面視圖的變化例，其中橫跨頂板組件407之第一及第二電漿微腔室101/102之間的間距不相等。
應瞭解上述對於第一及第二電漿微腔室101/102之數量及/或頂板組件407之下表面中的電漿埠之數量的示範實施例係用以幫助說明本發明，且不代表本發明在任何方面的限制。在其他實施例中，可視需要將實質上任何第一及第二電漿微腔室101/102及/或頂板組件407之下表面中的電漿埠之配置/數量加以定義及排列，以在處理區域106內提供適當的自由基及離子成份之混合，俾於基板105上達到期望之電漿處理結果。
第一及第二電漿微腔室101/102係定義成以同時之方式或脈衝方式操作。以脈衝方式操作第一及第二電漿微腔室101/102包含在給定時間且以交替順序操作第一複數電漿微腔室101或第二複數電漿微腔室102。在一實施例中，第一複數電漿微腔室101之每一者為空心陰極腔室、或電子迴旋共振腔室、或微波驅動腔室、或感應耦合腔室、或電容耦合腔室。並且在一實施例中，第二複數電漿微腔室102之每一者為空心陰極腔室、或電子迴旋共振腔室、或微波驅動腔室、或感應耦合腔室、或電容耦合腔室。
在一示範性實施例中，主要負責將自由基成份供給至處理區域106之電漿微腔室(101或102)係定義為微波驅動電漿微腔 室。並且，在一示範實施例中，主要負責將離子成份供給至處理區域106之電漿微腔室(101或102)係定義為空心陰極電漿微腔室、電子迴旋共振電漿微腔室、電容耦合電漿微腔室、或一種共振放電電漿微腔室。在一特定示範實施例中，第一複數電漿微腔室101之每一者係定義為主要負責將自由基成份供給至處理區域106的感應耦合電漿微腔室101。並且，在此特定示範實施例中，第二複數電漿微腔室102之每一者係定義為主要負責將離子成份供給至處理區域106的電容耦合電漿微腔室102。
應瞭解上述對於第一及第二電漿微腔室101/102之類型的示範實施例係用以幫助說明本發明，且不代表本發明在任何方面的限制。在其他實施例中，可分別將第一及第二電漿微腔室101/102定義為實質上任何類型之電漿微腔室、電漿微腔室之類型的組合，只要第一及第二電漿微腔室101/102係定義成供給其主要負責供給之類型的反應性成份至處理區域106，以於基板105上達成期望之電漿處理結果。
系統400更包含第一電源103A，其係定義為供給第一功率至第一複數電漿微腔室101。系統400亦包含第一處理氣體供應器104A，其係定義成供給第一處理氣體至第一複數電漿微腔室101。系統400亦包含第二電源103B，其係定義為供給第二功率至第二複數電漿微腔室102。系統400亦包含第二處理氣體供應器104B，其係定義成供給第二處理氣體至第二複數電漿微腔室102。在一實施例中，第一及第二電源103A/103B可獨立地加以控制。在一實施例中，第一及第二處理氣體供應器104A/104B可獨立地加以控制。在一實施例中，第一及第二電源103A/103B與第一及第二處理氣體供應器104A/104B均可獨立地加以控制。在一實施例中，被供給至第一複數電漿微腔室101之第一功率為DC功率、RF功率、或DC及RF功率之組合。並且，在一實施例中，被供給至第二複數電漿微腔室102之第二功率為DC功率、RF功率、或DC及RF功率之組合。
關於由第一及第二電源103A/103B之任一者供給RF功 率，應瞭解所供給之RF功率可相關於RF功率頻率及/或振幅而獨立地加以控制。並且應瞭解，第一及第二電源103A/103B之每一者包含個別之匹配電路，RF功率係透過該匹配電路加以傳輸，以確保RF功率有效率地分別傳輸至第一及第二複數電漿微腔室101/102。在一實施例中，由第一電源103A供給至第一複數電漿微腔室101之第一功率為具有2MHz、27MHz、60MHz、或400kHz之頻率的RF功率，且由第二電源103B供給至第二複數電漿微腔室102之第二功率為具有2MHz、27MHz、60MHz、或400kHz之頻率的RF功率。在此實施例中，第一及第二功率具有至少一不同頻率。
在系統400之操作期間，由第一及第二處理氣體供應器104A/104B供給之處理氣體係於第一及第二複數電漿微腔室101/102之每一者內分別轉換成第一及第二電漿101A/102A。第一及第二電漿101A/102A內之反應性物種自第一及第二複數電漿微腔室101/102移動至基板支持件107上方之基板處理區域106(即當基板105係設於基板支持件107上時，移動至基板105上)。
在一實施例中，於自第一及第二複數電漿微腔室101/102進入基板處理區域106之時，所使用之處理氣體流過周圍通氣口427，並由排出泵431經由排出埠429抽出。在一實施例中，流動節流裝置433係設置用以控制來自基板處理區域106之處理氣體的流速。在一實施例中，流動節流裝置433係定義為可如箭頭435所指示般朝向及遠離周圍通氣口427而移動的環狀結構。
應察知系統400利用散置於大量的一類型之小電漿源(即第二複數電漿微腔室102)之間的大量的另一類型之小電漿源(即第一複數電漿微腔室101)，以自各類型之電漿源以實質上均勻之方式輸送結合之反應性成份通量置基板105。在一實施例中，一類型之電漿源產生相對於離子成份較大密度之自由基成份，且另一類型之電漿源產生相對於自由基成份較大密度之離子成份，藉此在處理區域106內提供離子及自由基的獨立控制。
圖4A顯示依據本發明之一實施例的另一基板電漿處理 系統500。系統500實質上在腔室401、基板支持件107、周圍通氣口427、流動節流裝置433、排出埠429、及排出泵431方面等同於圖3A之系統400。然而，系統500包含在先前相關於圖3A而討論的橫跨頂板組件407而設置之第一及第二複數電漿微腔室101/102上的變化例。具體而言，系統500包含大型第一電漿腔室501，而非包含許多第一及第二電漿微腔室101/102之實例以供給其各自之反應性成份至頂板組件407中的電漿埠，該第一電漿腔室501係定義成產生第一電漿101A並供給第一電漿101A之反應性成份至頂板組件407內的第一複數電漿埠之每一者。類似地，系統500包含大型第二電漿腔室502，其係定義成產生第二電漿102A並供給第二電漿102A之反應性成份至頂板組件407內的第二複數電漿埠之每一者。
在一實施例中，系統500包含第一電漿腔室501之單一實例，以供給第一電漿101A之反應性成份至處理區域106。並且，在此實施例中，系統500包含第二電漿腔室502之單一實例，以供給第二電漿102A之反應性成份至處理區域106。在其他實施例中，系統500可包含第一電漿腔室501的多於一個之實例，以供給第一電漿101A之反應性成份至處理區域106，其中第一電漿腔室501之各實例係流體連接至頂板組件407內的複數電漿埠。類似地，在其他實施例中，系統500可包含第二電漿腔室502的多於一個之實例，以供給第二電漿102A之反應性成份至處理區域106，其中第二電漿腔室502之各實例係流體連接至頂板組件407內的複數電漿埠。
並且應瞭解，先前相關於圖2A-2D之第一電漿腔室101所討論的特性及操作條件係可同等地適用於第一電漿腔室501。並且應瞭解，先前相關於圖2A-2D之第二電漿腔室102所討論的特性及操作條件係可同等地適用於第二電漿腔室502。
流體連接至第一電漿腔室501的頂板組件407內之電漿埠係以實質上平均之方式為流體連接至第二電漿腔室502的頂板組件407內之電漿埠所散置。圖4B顯示依據本發明之一實施例的 圖4A中標示之水平剖面視圖B-B。如圖4B所示，第一及第二電漿腔室501/502之輸出501A/502A係以實質上平均之方式橫跨頂板組件407而散置於彼此之間。
應察知橫跨頂板組件407的連接第一及第二電漿腔室501/502之電漿埠之間的間距可在不同實施例間加以改變。圖4C顯示依據本發明之一實施例的圖4B之水平剖面視圖的變化例，其中減少橫跨頂板組件407的連接第一及第二電漿腔室501/502之電漿埠之間的間距。圖4D顯示依據本發明之一實施例的圖4B之水平剖面視圖的變化例，其中增加橫跨頂板組件407的連接第一及第二電漿腔室501/502之電漿埠之間的間距。圖4E顯示依據本發明之一實施例的圖4B之水平剖面視圖的變化例，其中橫跨頂板組件407的連接第一及第二電漿腔室501/502之電漿埠之間的間距不相等。
在一實施例中，第一電漿腔室501主要負責將自由基成份供給至處理區域106，且第二電漿腔室502主要負責將離子成份供給至處理區域106。在此實施例中，第一電漿腔室501之大型電漿生成容積係用以供給頂板組件407內的複數自由基成份分配埠。並且，在此實施例中，第二電漿腔室502之大型電漿生成容積係用以供給頂板組件407內的複數離子成份分配埠。在此實施例中，複數自由基及離子分配埠係彼此散置，以於處理區域106內提供實質上均勻之自由基/離子混合物。
系統500亦包含定義成供給功率至第一電漿腔室501的第一電源103A、及定義成供給處理氣體至第一電漿腔室501的第一處理氣體供應器104A。並且，系統500包含定義成供給功率至第二電漿腔室502的第二電源103B、及定義成供給處理氣體至第二電漿腔室502的第二處理氣體供應器104B。與系統400相同，在系統500中，第一及第二電源103A/103B可獨立地加以控制、或第一及第二處理氣體供應器104A/104B可獨立地加以控制、或第一及第二電源103A/103B與第一及第二處理氣體供應器104A/104B均可獨立地加以控制。此外，在一實施例中，系統500 之第一及第二電漿腔室501/502係定義成以同時之方式或脈衝方式操作。當以脈衝方式加以操作時，第一電漿腔室501或第二電漿腔室502係於給定時間受操作，且第一及第二電漿腔室501/502係以交替順序加以操作。
圖5A顯示依據本發明之一實施例的另一基板電漿處理系統600。系統600實質上在腔室401及基板支持件107方面等同於圖3A之系統400。然而，系統600以頂板組件601取代先前相關於圖3A而討論的頂板組件407，該頂板組件601包含形成於排出通道607內的第一組電漿微腔室605及第二組電漿微腔室603。
系統600包含具有頂部構造401B、底部構造401C、及延伸於頂部與底部構造401B/401C之間之側壁401A的腔室401。腔室401亦包含處理區域106。基板支持件107係設於腔室401內，且具有定義成支持暴露於處理區域106之基板105的頂面。頂板組件601係設於腔室401內、基板支持件107上方。頂板組件具有暴露至處理區域106且相對基板支持件107之頂面的下表面。
頂板組件601包含第一組電漿微腔室605，其各形成於頂板組件601之下表面中。頂板組件601亦包含第一氣體供應通道網路611，其係形成為使第一處理氣體由第一處理氣體供應器104A流動至第一組電漿微腔室605之每一者。對第一氣體供應通道網路611之第一處理氣體的供應係由圖5A中之線條611A所指示。第一組電漿微腔室605之每一者受連接以自第一電源103A接收功率，且係定義成使用此接收之功率來將第一處理氣體轉換成暴露至處理區域106的第一電漿。對第一組電漿微腔室605之第一功率的供應亦由圖5A中之線條611A所指示。
第一組功率輸送構件615係分別設於頂板組件601內、第一組電漿微腔室605附近。第一組功率輸送構件615之每一者受連接以自第一電源103A接收第一功率，並供給第一功率至第一組電漿微腔室605之與其相關聯者。在一實施例中，第一組功率輸送構件615之每一者係定義為線圈，該線圈係形成為圍繞第一 組電漿微腔室605之一給定者。然而，應瞭解在其他實施例中，可將第一組功率輸送構件615定義為線圈以外的形式。例如，在一實施例中，第一組功率輸送構件615之每一者係定義為一或更多電極，該一或更多電極係配置並設置成輸送第一功率至第一組電漿微腔室605之與其相關連者。
頂板組件601亦包含排出通道607組，其係形成通過頂板組件601之下表面，以供移除來自處理區域106之排出氣體。各排出通道607係流體連接至例如通道、管路、充氣部、及類似物的排出流體輸送系統607A，其因此流體連接至排出泵619。當加以操作時，排出泵619施加吸力通過排出流體輸送系統607A而至排出通道607組，以自處理區域106移除處理氣體。如箭頭617所指示，經由第一組電漿微腔室605流至處理區域106中的處理氣體被拉引朝向並至排出通道607中。
第二組電漿微腔室603係各形成於排出通道607組內側。第二氣體供應通道網路609係形成為使第二處理氣體由第二處理氣體供應器104B流動至第二組電漿微腔室603之每一者。對第二氣體供應通道網路609之第二處理氣體的供應係由圖5A中之線條609A所指示。第二組電漿微腔室603之每一者受連接以自第二電源103B接收功率，且係定義成使用此接收之功率來將第二處理氣體轉換成暴露至處理區域106的第二電漿。對第二組電漿微腔室603之第二功率的供應亦由圖5A中之線條609A所指示。
第二組功率輸送構件613係分別設於頂板組件601內、第二組電漿微腔室603附近。第二組功率輸送構件613之每一者受連接以自第二電源103B接收第二功率，並供給第二功率至第二組電漿微腔室603之與其相關聯者。在一實施例中，第二組功率輸送構件613之每一者係定義為線圈，該線圈係形成為圍繞第二組電漿微腔室603之一給定者。然而，應瞭解在其他實施例中，可將第二組功率輸送構件613定義為線圈以外的形式。例如，在一實施例中，第二組功率輸送構件613之每一者係定義為一或更多電極，該一或更多電極係配置並設置成輸送第二功率至第二組 電漿微腔室603之與其相關連者。
基板支持件107內之電極112係定義成施加偏壓橫跨基板支持件107與頂板組件601之下表面之間的處理區域106。流動通過第二氣體供應通道網路609而至第二組電漿微腔室603中(即至排出通道607中)的處理氣體係受拉引離開處理區域106，且不進入處理區域106。因此，由於第二組電漿微腔室603係形成於排出通道607內，所以形成於第二組電漿微腔室603內之自由基將循排出氣體流動路徑通過排出通道607。然而，形成於第二組電漿微腔室603內之離子將被電極112所施加橫跨處理區域106之偏壓拉至處理區域106中。依此方式，第二組電漿微腔室603可運作為處理區域106用之實質上純離子源。
應瞭解第一組電漿微腔室605間係以實質上平均之方式橫跨頂板組件601之下表面而散置有第二組電漿微腔室603。依此方式，在到達基板105前，於處理區域106內，來自第一組電漿微腔室605之反應性自由基成份可以實質上均勻之方式與來自第二組電漿微腔室603之離子成份混合。圖5B顯示依據本發明之一實施例的圖5A中標示之水平剖面視圖C-C。如圖5B所示，第一及第二組電漿微腔室605/603係以實質上平均之方式橫跨頂板組件601之下表面而分佈。
應察知橫跨頂板組件601之下表面的第一及第二組電漿微腔室605/603之間距可在不同實施例之間加以改變。圖5C顯示依據本發明之一實施例的圖5B之水平剖面視圖的變化例，其中減少橫跨頂板組件601之下表面的第一及第二組電漿微腔室605/603之間的間距。圖5D顯示依據本發明之一實施例的圖5B之水平剖面視圖的變化例，其中增加橫跨頂板組件601之下表面的第一及第二組電漿微腔室605/603之間的間距。圖5E顯示依據本發明之一實施例的圖5B之水平剖面視圖的變化例，其中橫跨頂板組件601之下表面的第一及第二組電漿微腔室605/603之間的間距不相等。
如同圖2A-2G、3A-3E、4A-4E之實施例，在圖5A-5E 之實施例中，第一及第二電源103A/103B與第一及第二處理氣體供應器104A/104B可利用各種方式加以控制。在一實施例中，第一及第二電源103A/103B可獨立地加以控制。在一實施例中，第一及第二處理氣體供應器104A/104B可獨立地加以控制。在又另一實施例中，第一及第二電源103A/103B與第一及第二處理氣體供應器104A/104B均可獨立地加以控制。以下，應瞭解第一及第二組電漿微腔室605/603係定義成以同時之方式或脈衝方式操作。當以脈衝方式操作時，第一組電漿微腔室605或第二組電漿微腔室603係於給定時間受操作，且第一及第二組電漿微腔室605/603係以交替順序加以操作。
在圖5A之實施例的情況中，應察知可使容許例如雙極性擴散的電漿自其生成區域逸出之驅動件與藉由反轉處理氣體流動方向而容許自由基逸入電漿區域中之驅動件相對。將頂部泵送增加至離子源(即至第二組電漿微腔室603)促進自電漿源本身更有效之離子抽取(較寬開口)及較大的離子/中性通量比率。此外，應瞭解在圖5A之腔室401的一實施例中，可進一步配置如先前相關於圖3A及4A所敘述的周圍通氣口427、流動節流裝置433、排出埠429、及排出泵431，以實現通過排出通道607的頂部排出流動之外的周圍流動。
在揭露於此之各種實施例中，不同離子及自由基電漿源可在關於氣體流、氣體壓力、功率頻率、功率振幅、開啟持續時間、關閉持續時間、及時序方面加以控制。並且，可對不同類型的電漿源施以脈衝來減輕鄰近電漿源之間的連通。兩相異電漿源類型亦可利用不同氣體混合物加以操作，以達到來自一電漿源之較高離子通量及來自另一電漿源之較高自由基通量。在一實施例中，於具有混合的離子及自由基電漿源陣列的情況下，可將各電漿源連接至其本身之獨立受控制的電源及氣體供應器。並且，在另一實施例中，可將混合陣列中之所有離子電漿源連接至共同氣體供應器及共同電源，且可將混合陣列中之所有自由基電漿源連接至另一供同氣體供應器及另一共同電源。
在一實施例中，圖5A之系統600代表具有板組件601的半導體基板處理系統，該板組件601具有暴露至電漿處理區域106之處理側表面。板組件601包含形成通過板組件601之處理側表面的排出通道607，以供自電漿處理區域106移除排出氣體。電漿微腔室603係形成於排出通道內側。氣體供應通道609係形成通過板組件601，以使處理氣體流至排出通道607中的電漿微腔室603。功率輸送構件613係形成於板組件601內，以傳輸功率至電漿微腔室603之區域，俾於排出通道607中之電漿微腔室603內使處理氣體轉換成電漿。
在一實施例中，供給至功率輸送構件613之功率為DC功率、RF功率、或DC及R功率之組合。在一實施例中，供給至功率輸送構件613之功率為具有2MHz、27MHz、60MHz、或100kHz之頻率的RF功率。在一實施例中，功率輸送構件613係定義為形成於板組件601內而圍繞排出通道607中之電漿微腔室603的線圈。
系統600亦包含設於板組件601外側的電極112，當使其賦能時，導致離子自排出通道607中之電漿微腔室603被吸引至電漿處理區域106中。在一實施例中，電極112係設於基板支持件107內，而基板支持件107係設置成支持暴露置電漿處理區域106之基板105。並且，在一實施例中，排出通道607係定義成朝實質上垂直且遠離基板105受支持於其上之基板支持件107的表面之方向，自處理區域106移除氣體。
圖6顯示依據本發明之一實施例的半導體基板之處理方法的流程圖。該方法包含操作701，用以將基板105置於暴露至處理區域106之基板支持件107上。該方法亦包含操作703，用以產生第一電漿類型之第一電漿101A。該方法亦包含操作705，用以產生不同於第一電漿類型的第二電漿類型之第二電漿102A。該方法亦包含操作707，用以供給第一及第二電漿101A/102A二者的反應性成份108A/108B至處理區域106，以作用於基板105之處理。
該方法亦包含使用第一功率及第一處理氣體來產生第一電漿101A、並使用第二功率及第二處理氣體來產生第二電漿102A的操作。在一實施例中，該方法包含獨立控制第一及第二功率、或第一及第二處理氣體、或第一及第二功率與第一及第二處理氣體二者的操作。並且，在一實施例中，第一功率為DC功率、RF功率、或DC及RF功率之組合，且第二功率為DC功率、RF功率、或DC及RF功率之組合。在一示範實施例中，第一功率為具有2MHz、27MHz、60MHz、或100kHz之第一頻率的RF功率，且第二功率為具有2MHz、27MHz、60MHz、或100kHz之第二頻率的RF功率，其中第二頻率不同於第一頻率。
在該方法中，第一電漿101A係生成為具有離子密度對自由基密度之第一比率，且第二電漿102A係生成為具有離子密度對自由基密度之第二比率。第二電漿102A中的離子密度對自由基密度之第二比率係與第一電漿101A中的離子密度對自由基密度之第一比率不同。在該方法中，將來自第一及第二電漿101A/102A二者之反應性成份以實質上均勻的方式供給遍及暴露至基板105的處理區域106。並且，在各種實施例中，來自第一及第二電漿101A/102A之反應性成份係以同時之方式或脈衝方式生成及供給。利用脈衝方式的第一及第二電漿101A/102A之生成及供給包含在給定時間並以交替順序生成及供給第一電漿101A或第二電漿102A的反應性成份。
該方法可亦包含生成輔助電子之操作，以增加自第一及第二電漿101A/102A之一或兩者抽取離子至處理區域106中，如相關於圖2D而敘述者。並且，該方法可包含自基板支持件107施加偏壓橫跨處理區域106的操作，以自第一及第二電漿101A/102A之一或兩者吸引離子朝向基板105，如相關於電極112之操作而於此敘述者。
此外，在一實施例中，該方法可包含在第一埠與第二埠之間設置擋板結構109的操作，第一電漿101A之反應性成份係經由該第一埠供給至處理區域106，而第二電漿102A之反應性成份 係經由該第二埠供給至處理區域106。在此實施例中，該方法可亦包含控制擋板結構109相對於基板支持件107之位置的操作，以限制第一及第二101A/102A之反應性成份放射至處理區域106中所經由之第一及第二埠之間的流體連通及功率連通之一或兩者。
圖7顯示依據本發明之一實施例的半導體基板之處理方法的流程圖。該方法包含操作801，用以將基板105置於暴露至處理區域106之基板支持件107上。該方法亦包含操作803，用以操作暴露至處理區域106之第一組電漿微腔室605，藉此第一組電漿微腔室605之每一者產生第一電漿，並供給第一電漿之反應性成份至處理區域106。第一組電漿微腔室605係定位於處理區域106上方、與基板支持件107相對。該方法亦包含操作805，用以操作暴露至處理區域106之第二組電漿微腔室603，藉此第二組電漿微腔室603之每一者產生第二電漿，並供給第二電漿之反應性成份至處理區域106。第二電漿與第一電漿不同。並且，第二組電漿微腔室603係定位於處理區域106上方、與基板支持件107相對，並以實質上平均之方式散置於第一組電漿微腔室605之間。
該方法更包含以下操作：供給第一功率至第一組電漿微腔室605、供給第一處理氣體至第一組電漿微腔室605、供給第二功率至第二組電漿微腔室603、供給第二處理氣體至第二組電漿微腔室603。在各種實施例中，該方法包含獨立控制第一及第二功率、或第一及第二處理氣體、或第一及第二功率與第一及第二處理氣體二者的操作。在一實施例中，第一功率為DC功率、RF功率、或DC及RF功率之組合，且第二功率為DC功率、RF功率、或DC及RF功率之組合。在一示範實施例中，第一功率為具有2MHz、27MHz、60MHz、或100kHz之第一頻率的RF功率，且第二功率為具有2MHz、27MHz、60MHz、或100kHz之第二頻率的RF功率，其中第二頻率不同於第一頻率。
該方法更包含自處理區域106經由一組排出通道607移除排出氣體的操作。該組排出通道607係定義成朝實質上垂直且遠離基板105受支持於其上之基板支持件107的表面之方向，自 處理區域106移除氣體。在一實施例中，第二組電漿微腔室603係分別定義於該組排出通道607內側。
該方法包含操作第一組電漿微腔室605來產生第一電漿，以具有離子密度對自由基密度的第一比率，及操作第二組電漿微腔室603來產生第二電漿，以具有離子密度對自由基密度的第二比率，而第二電漿中之離子密度對自由基密度的第二比率不同於第一電漿中之離子密度對自由基密度的第一比率。並且，在第二組電漿微腔室603分別定義於該組排出通道607內側的實施例中，第一電漿具有高於離子密度之自由基密度，且第二電漿具有高於自由基密度之離子密度。
在一實施例中，該方法包含以同時之方式操作第一及第二組電漿微腔室605/603。在另一實施例中，第一及第二電漿微腔室605/603係以脈衝方式操作，其中第一組電漿微腔室605或第二組電漿微腔室603係於給定時間操作，且其中第一及第二組電漿微腔室605/603係以交替順序操作。此外，該方法可包含自基板支持件107施加偏壓橫跨處理區域106的操作，以自分別產生於第一及第二組電漿微腔室605/603內的第一及第二電漿之一或二者吸引離子朝向基板105，如相關於電極112而於此討論者。
儘管本發明已藉由若干實施例之形式加以說明，但仍將被察知，熟悉本技術領域者在閱讀前述說明書及研究圖式之時，將發現其之各種變化、附加、置換及均等物。本發明包含落於本發明之真實精神及範疇內的所有該等變化、附加、置換及均等物。
101‧‧‧第一電漿腔室
101A‧‧‧第一電漿
102‧‧‧第二電漿腔室
102A‧‧‧第二電漿
103A‧‧‧第一電源
103B‧‧‧第二電源
104A‧‧‧第一處理氣體供應器
104B‧‧‧第二處理氣體供應器
105‧‧‧基板
106‧‧‧處理區域
107‧‧‧基板支持件
108A‧‧‧反應性成份
108B‧‧‧反應性成份
109‧‧‧擋板結構
110‧‧‧方向
111‧‧‧排出通道
112‧‧‧偏壓電極
113‧‧‧處理間隙距離
114‧‧‧方向
115‧‧‧距離
116‧‧‧冷卻通道
150‧‧‧介電材料
151‧‧‧導電屏蔽
160‧‧‧電極
170‧‧‧線圈
200A‧‧‧半導體基板處理系統
200B‧‧‧半導體基板處理系統
200C‧‧‧半導體基板處理系統
220‧‧‧電極
225‧‧‧出口區域
301‧‧‧第一線
303‧‧‧第二線
305‧‧‧第一離子對自由基濃度比率
307‧‧‧第二離子對自由基濃度比率
309‧‧‧第三離子對自由基濃度比率
311‧‧‧第四離子對自由基濃度比率
313‧‧‧第五離子對自由基濃度比率
315‧‧‧第六離子對自由基濃度比率
400‧‧‧半導體基板處理系統
401‧‧‧腔室
401A‧‧‧側壁
401B‧‧‧頂部構造
401C‧‧‧底部構造
405‧‧‧懸臂
407‧‧‧頂板組件
411‧‧‧頂銷
413‧‧‧門組件
427‧‧‧周圍通氣口
431‧‧‧排出泵
433‧‧‧流動節流裝置
435‧‧‧箭頭
500‧‧‧系統
501‧‧‧第一電漿腔室
501A‧‧‧輸出
502‧‧‧第二電漿腔室
502A‧‧‧輸出
600‧‧‧系統
601‧‧‧頂板組件
603‧‧‧第二組電漿微腔室
605‧‧‧第一組電漿微腔室
607‧‧‧排出通道
607A‧‧‧排出流體輸送系統
609‧‧‧第二氣體供應通道網路
609A‧‧‧線條
611‧‧‧第一氣體供應通道網路
611A‧‧‧線條
613‧‧‧第二組功率輸送構件
615‧‧‧第一組功率輸送構件
617‧‧‧箭頭
619‧‧‧排出泵
701‧‧‧操作
703‧‧‧操作
705‧‧‧操作
707‧‧‧操作
801‧‧‧操作
803‧‧‧操作
805‧‧‧操作
圖1顯示依據本發明之一實施例的利用暴露至共同基板處理區域之複數電漿腔室可達到的離子濃度與自由基濃度之間的關係；圖2A顯示依據本發明之一實施例的半導體基板處理系統；圖2B顯示依據本發明之一實施例的半導體基板處理系統；圖2C顯示依據本發明之一實施例的半導體基板處理系統； 圖2D顯示依據本發明之一實施例的第二電漿腔室之變化例，其具有賦能出口區域以實現離子抽取。圖2E顯示依據本發明之一實施例的其中第一及第二電漿腔室由介電材料所分隔的系統之變化例；圖2F-1顯示依據本發明之一實施例的圖2A之系統的變化例，其中第一及第二電漿腔室之功率輸送構件係實施為設於第一及第二電漿腔室內之側壁上的電極；圖2F-2顯示依據本發明之一實施例的圖2A之系統的另一變化例，其中第一及第二電漿腔室之功率輸送構件係實施為設於第一及第二電漿腔室內之上及下表面上的電極；圖2G顯示依據本發明之一實施例的圖2A之系統的另一變化例，其中第一及第二電漿腔室之功率輸送構件係實施為鄰近第一及第二電漿腔室而設置的線圈；圖3A顯示依據本發明之一實施例的半導體基板處理系統之垂直剖面。圖3B顯示依據本發明之一實施例的圖3A中標示之水平剖面視圖A-A。圖3C顯示依據本發明之一實施例的圖3B之水平剖面視圖的變化例，其中減少橫跨頂板組件之第一及第二電漿微腔室之間的間距；圖3D顯示依據本發明之一實施例的圖3B之水平剖面視圖的變化例，其中增加橫跨頂板組件之第一及第二電漿微腔室之間的間距；圖3E顯示依據本發明之一實施例的圖3B之水平剖面視圖的變化例，其中橫跨頂板組件之第一及第二電漿微腔室之間的間距不相等；圖4A顯示依據本發明之一實施例的另一基板電漿處理系統；圖4B顯示依據本發明之一實施例的圖4A中標示之水平剖面視圖B-B；圖4C顯示依據本發明之一實施例的圖4B之水平剖面視圖的 變化例，其中減少連接橫跨頂板組件之第一及第二電漿腔室的電漿埠之間的間距；圖4D顯示依據本發明之一實施例的圖4B之水平剖面視圖的變化例，其中增加連接橫跨頂板組件之第一及第二電漿腔室的電漿埠之間的間距；圖4E顯示依據本發明之一實施例的圖4B之水平剖面視圖的變化例，其中連接橫跨頂板組件之第一及第二電漿腔室的電漿埠之間的間距不相等；圖5A顯示依據本發明之一實施例的另一基板電漿處理系統；圖5B顯示依據本發明之一實施例的圖5A中標示之水平剖面視圖C-C；圖5C顯示依據本發明之一實施例的圖5B之水平剖面視圖的變化例，其中減少橫跨頂板組件之下表面的第一及第二組電漿微腔室之間的間距；圖5D顯示依據本發明之一實施例的圖5B之水平剖面視圖的變化例，其中增加橫跨頂板組件之下表面的第一及第二組電漿微腔室之間的間距；圖5E顯示依據本發明之一實施例的圖5B之水平剖面視圖的變化例，其中橫跨頂板組件之下表面的第一及第二組電漿微腔室之間的間距不相等；圖6顯示依據本發明之一實施例的半導體基板之處理方法的流程圖；及圖7顯示依據本發明之一實施例的半導體基板之處理方法的流程圖。
101‧‧‧第一電漿腔室
101A‧‧‧第一電漿
102‧‧‧第二電漿腔室
102A‧‧‧第二電漿
103A‧‧‧第一電源
103B‧‧‧第二電源
104A‧‧‧第一處理氣體供應器
104B‧‧‧第二處理氣體供應器
105‧‧‧基板
106‧‧‧處理區域
107‧‧‧基板支持件
108A‧‧‧反應性成份
108B‧‧‧反應性成份
110‧‧‧方向
112‧‧‧偏壓電極
113‧‧‧處理間隙距離
116‧‧‧冷卻通道
200A‧‧‧半導體基板處理系統

Claims (67)

  1. 一種半導體基板處理系統，包含：一基板支持件，定義成支持暴露於一處理區域的一基板；一第一電漿腔室，定義成在該第一電漿腔室之內部區域內產生一第一電漿，並從該第一電漿腔室之內部區域供給該第一電漿之反應性成份至該處理區域，該第一電漿腔室包含位於該第一電漿腔室之內部區域內之一上表面上的一第一上電極，該第一上電極包含至少一孔，該至少一孔係定義成使一第一處理氣體得以流體連通至該第一電漿腔室之內部區域，該第一電漿腔室包含位於該第一電漿腔室之內部區域內之一下表面上的一第一下電極，該第一下電極包含至少一孔，該至少一孔係定義成使該第一電漿之反應性成份得以從該第一電漿腔室之內部區域通至該處理區域，該第一上電極及該第一下電極係定位在實質上平行於該基板支持件的方向上，該第一上電極及該第一下電極藉由該第一電漿腔室之內部區域而彼此分隔；一第二電漿腔室，定義成在該第二電漿腔室之內部區域內產生一第二電漿，並從該第二電漿腔室之內部區域供給該第二電漿之反應性成份至該處理區域，該第二電漿腔室包含位於該第二電漿腔室之內部區域內之一上表面上的一第二上電極，該第二上電極包含至少一孔，該至少一孔係定義成使一第二處理氣體得以流體連通至該第二電漿腔室之內部區域，該第二電漿腔室包含位於該第二電漿腔室之內部區域內之一下表面上的一第二下電極，該第二下電極包含至少一孔，該至少一孔係定義成使該第二電漿之反應性成份得以從該第二電漿腔室之內部區域通至該處理區域，該第二上電極及該第二下電極係定位在實質上平行於該基板支持件的方向上，該第二上電極及該第二下電極藉由該第二電漿腔室之內部區域而彼此分隔，其中該第一及第二電漿腔室係定義成獨立地受到控制；一排出通道，形成於該第一與第二電漿腔室之間；及一擋板結構，設置於該第一與第二電漿腔室之間的該排出通 道內，並與該第一及第二電漿腔室分隔，該擋板結構係配置成可在朝向該基板支持件之一第一方向及遠離該基板支持件之一第二方向上移動，該擋板結構係配置成在該第一及第二方向上移動而無該第一及第二電漿腔室的對應移動，該擋板結構之尺寸係製作為小於該排出通道，以供排出流在該擋板結構與該第一及第二電漿腔室之各者之間通過該排出通道。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體基板處理系統，更包含：一第一電源，定義成供給一第一功率至該第一電漿腔室內的該第一上電極及該第一下電極；一第一處理氣體供應器，定義成供給該第一處理氣體至該第一電漿腔室之內部區域；一第二電源，定義成供給一第二功率至該第二電漿腔室內的該第二上電極及該第二下電極；及一第二處理氣體供應器，定義成供給該第二處理氣體至該第二電漿腔室之內部區域。
  3. 如申請專利範圍第2項之半導體基板處理系統，其中該第一及第二電源可獨立地加以控制、或該第一及第二處理氣體供應器可獨立地加以控制、或該第一及第二電源與該第一及第二處理氣體供應器均可獨立地加以控制。
  4. 如申請專利範圍第2項之半導體基板處理系統，其中該第一功率為直流(direct current,DC)功率、射頻(radiofrequency,RF)功率、或DC及RF功率之一組合，且其中該第二功率為DC功率、RF功率、或DC及RF功率之一組合。
  5. 如申請專利範圍第1項之半導體基板處理系統，其中該第一及第二電漿腔室係定義成以一同時之方式或一脈衝方式操作，其中該脈衝方式包含該第一電漿腔室或該第二電漿腔室在一給定時間 且以一交替順序操作。
  6. 如申請專利範圍第1項之半導體基板處理系統，其中該基板支持件係定義成可在實質上垂直於該基板將受支持於其上之該基板支持件的一頂面之一方向上移動。
  7. 如申請專利範圍第1項之半導體基板處理系統，其中該第一及第二電漿腔室之一或兩者係定義成具有一可賦能電漿出口區域，該可賦能電漿出口區域係定義成提供輔助電子生成，以增加離子抽取。
  8. 如申請專利範圍第2項之半導體基板處理系統，其中該基板支持件包含一電極，該電極係定義成施加一偏壓橫跨該基板支持件與該第一及第二電漿腔室之間的該處理區域。
  9. 如申請專利範圍第1項之半導體基板處理系統，其中該擋板結構係由介電材料形成，以減少該第一與第二電漿腔室之間的功率連通。
  10. 如申請專利範圍第1項之半導體基板處理系統，其中該排出通道係形成為朝實質上垂直於該基板將受支持於其上之該基板支持件的一頂面之一方向延伸離開該處理區域。
  11. 如申請專利範圍第10項之半導體基板處理系統，其中該擋板結構係定義成減少該第一與第二電漿腔室之間的流體連通。
  12. 一種半導體基板處理系統，包含：一腔室，具有一頂部構造、一底部構造、及延伸於該頂部及底部構造之間的側壁，其中該腔室包圍一處理區域；一基板支持件，設於該腔室內，且定義成支持暴露於該處理 區域的一基板；及一頂板組件，設於該腔室內、該基板支持件上方，該頂板組件具有暴露至該處理區域並相對該基板支持件之頂面的一下表面；該頂板組件包含第一複數電漿埠，其受連接以供給一第一電漿之反應性成份至該處理區域；該頂板組件包含第二複數電漿埠，其受連接以供給一第二電漿之反應性成份至該處理區域，其中該第一及第二複數電漿埠的一或兩者係配置成具有一可賦能電漿出口區域以供生成輔助電子。
  13. 如申請專利範圍第12項之半導體基板處理系統，其中該基板支持件係定義成可在實質上垂直於該基板將受支持於其上之該基板支持件的一頂面之一方向上移動。
  14. 如申請專利範圍第12項之半導體基板處理系統，其中該基板支持件包含一電極，該電極係定義成施加一偏壓橫跨該基板支持件與該頂板組件之該下表面之間的該處理區域。
  15. 如申請專利範圍第12項之半導體基板處理系統，更包含：第一複數電漿微腔室，其各定義成產生該第一電漿，並供給該第一電漿之反應性成份至該第一複數電漿埠之一或更多者；及第二複數電漿微腔室，其各定義成產生該第二電漿，並供給該第二電漿之反應性成份至該第二複數電漿埠之一或更多者。
  16. 如申請專利範圍第15項之半導體基板處理系統，更包含：一第一電源，定義成供給一第一功率至該第一複數電漿微腔室；一第一處理氣體供應器，定義成供給一第一處理氣體至該第一複數電漿微腔室；一第二電源，定義成供給一第二功率至該第二複數電漿微腔室；及 一第二處理氣體供應器，定義成供給一第二處理氣體至該第二複數電漿微腔室。
  17. 如申請專利範圍第16項之半導體基板處理系統，其中該第一及第二電源可獨立地加以控制、或該第一及第二處理氣體供應器可獨立地加以控制、或該第一及第二電源與該第一及第二處理氣體供應器均可獨立地加以控制。
  18. 如申請專利範圍第12項之半導體基板處理系統，更包含：一第一電漿腔室，定義成產生該第一電漿，並供給該第一電漿之反應性成份至該第一複數電漿埠之每一者；及一第二電漿腔室，定義成產生該第二電漿，並供給該第二電漿之反應性成份至該第二複數電漿埠之每一者。
  19. 如申請專利範圍第18項之半導體基板處理系統，更包含：一第一電源，定義成供給一第一功率至該第一電漿腔室；一第一處理氣體供應器，定義成供給一第一處理氣體至該第一電漿腔室；一第二電源，定義成供給一第二功率至該第二電漿腔室；及一第二處理氣體供應器，定義成供給一第二處理氣體至該第二電漿腔室。
  20. 如申請專利範圍第19項之半導體基板處理系統，其中該第一及第二電源可獨立地加以控制、或該第一及第二處理氣體供應器可獨立地加以控制、或該第一及第二電源與該第一及第二處理氣體供應器均可獨立地加以控制。
  21. 一種半導體基板之處理方法，包含：基板設置步驟，將一基板置於暴露至一處理區域之一基板支持件上； 第一電漿產生步驟，在一第一電漿腔室之內部區域內產生一第一電漿類型之一第一電漿，該第一電漿腔室包含位於該第一電漿腔室之內部區域內之一上表面上的一第一上電極，該第一上電極包含至少一孔，該至少一孔係定義成使一第一處理氣體得以流體連通至該第一電漿腔室之內部區域，該第一電漿腔室包含位於該第一電漿腔室之內部區域內之一下表面上的一第一下電極，該第一下電極包含至少一孔，該至少一孔係定義成使該第一電漿之反應性成份得以從該第一電漿腔室之內部區域通至該處理區域，該第一上電極及該第一下電極係定位在實質上平行於該基板支持件的方向上，該第一上電極及該第一下電極藉由該第一電漿腔室之內部區域而彼此分隔；第二電漿產生步驟，在一第二電漿腔室之內部區域內產生一第二電漿類型之一第二電漿，該第二電漿腔室包含位於該第二電漿腔室之內部區域內之一上表面上的一第二上電極，該第二上電極包含至少一孔，該至少一孔係定義成使一第二處理氣體得以流體連通至該第二電漿腔室之內部區域，該第二電漿腔室包含位於該第二電漿腔室之內部區域內之一下表面上的一第二下電極，該第二下電極包含至少一孔，該至少一孔係定義成使該第二電漿之反應性成份得以從該第二電漿腔室之內部區域通至該處理區域，該第二上電極及該第二下電極係定位在實質上平行於該基板支持件的方向上，該第二上電極及該第二下電極藉由該第二電漿腔室之內部區域而彼此分隔，該第二電漿類型不同於該第一電漿類型，其中該第一及第二電漿腔室係獨立地受控制；反應性成份供給步驟，供給該第一及第二電漿兩者之反應性成份至該處理區域，以作用於該基板的處理；將一擋板結構設置於該第一與第二電漿腔室之間的一排出通道內，該擋板結構之尺寸係製作為小於該排出通道，使得排出流在該擋板結構與該第一及第二電漿腔室之各者之間從該處理區域被提供通過該排出通道；及在朝向該基板支持件之一第一方向上移動該擋板結構而無該 第一及第二電漿腔室的對應移動，或在遠離該基板支持件之一第二方向上移動該擋板結構而無該第一及第二電漿腔室的對應移動。
  22. 如申請專利範圍第21項之半導體基板之處理方法，其中該第一電漿係生成為具有離子密度比自由基密度之一第一比率，且其中該第二電漿係生成為具有離子密度比自由基密度之一第二比率，該第二電漿中的離子密度比自由基密度之該第二比率不同於該第一電漿中的離子密度比自由基密度之該第一比率。
  23. 如申請專利範圍第21項之半導體基板之處理方法，更包含：使用一第一功率及一第一處理氣體來產生該第一電漿；及使用一第二功率及一第二處理氣體來產生該第二電漿。
  24. 如申請專利範圍第23項之半導體基板之處理方法，更包含：獨立地控制該第一及第二功率、或該第一及第二處理氣體、或該第一及第二功率與該第一及第二處理氣體。
  25. 如申請專利範圍第23項之半導體基板之處理方法，其中該第一功率為直流(direct current,DC)功率、射頻(radiofrequency,RF)功率、或DC及RF功率之一組合，且其中該第二功率為DC功率、RF功率、或DC及RF功率之一組合。
  26. 如申請專利範圍第21項之半導體基板之處理方法，其中來自該第一及第二電漿之反應性成份係以實質上均勻之方式供給遍及暴露至該基板之該處理區域。
  27. 如申請專利範圍第21項之半導體基板之處理方法，其中來自該第一及第二電漿之反應性成份係以一同時之方式或一脈衝方式產生及供給，其中該脈衝方式包含在一給定時間且以一交替順序 產生並供給該第一電漿或該第二電漿之反應性成份。
  28. 如申請專利範圍第21項之半導體基板之處理方法，更包含：輔助電子產生步驟，產生輔助電子以增加自該第一及第二電漿之一或兩者抽取離子至該處理區域中。
  29. 如申請專利範圍第21項之半導體基板之處理方法，更包含：偏壓施加步驟，自該基板支持件施加一偏壓橫跨該處理區域，以自該第一及第二電漿之一或兩者吸引離子朝向該基板。
  30. 如申請專利範圍第21項之半導體基板之處理方法，其中該擋板結構係由介電材料形成，以減少該第一與第二電漿腔室之間的功率連通。
  31. 一種半導體基板處理系統，包含：一板組件，具有暴露至一電漿處理區域之一處理側表面；一排出通道，形成通過該板組件之該處理側表面，以供自該電漿處理區域移除排出氣體；一電漿微腔室，形成於該排出通道內側；一氣體供應通道，形成通過該板組件，以使一處理氣體流動至該排出通道中之該電漿微腔室；及一功率輸送構件，形成於該板組件內，以傳輸功率至該電漿微腔室，俾於該排出通道中之該電漿微腔室內使該處理氣體轉換成一電漿。
  32. 如申請專利範圍第31項之半導體基板處理系統，更包含：一電極，設於該板組件外側，當對其施加能量時，使離子自該排出通道中之該電漿微腔室被吸引至該電漿處理區域中。
  33. 如申請專利範圍第32項之半導體基板處理系統，更包含： 一基板支持件，設置成支持暴露至該電漿處理區域之一基板，其中該電極係設於該基板支持件內。
  34. 如申請專利範圍第33項之半導體基板處理系統，其中該排出通道係定義成朝實質上垂直並遠離該基板將受支持於其上之該基板支持件的一表面之方向自該電漿處理區域移除氣體。
  35. 如申請專利範圍第31項之半導體基板處理系統，更包含：一電源，定義成供給該功率至該功率輸送構件；及一處理氣體供應器，定義成供給該處理氣體至該氣體供應通道。
  36. 如申請專利範圍第31項之半導體基板處理系統，其中該功率輸送構件係定義為一線圈，該線圈係形成於該板組件內以圍繞該排出通道中之該電漿微腔室。
  37. 如申請專利範圍第31項之半導體基板處理系統，其中該氣體供應通道係形成為將該處理氣體直接分配至該排出通道內側之該電漿微腔室中。
  38. 如申請專利範圍第31項之半導體基板處理系統，其中該電漿微腔室係部份由該排出通道之一部份所形成，該排出通道之該部份係定位成鄰近位於該板組件之該處理側表面之該排出通道的一入口。
  39. 如申請專利範圍第31項之半導體基板處理系統，其中該排出通道係形成為朝實質上垂直於該板組件之該處理側表面的方向延伸通過該板組件的整體。
  40. 一種半導體基板處理系統，包含： 一腔室，具有一頂部構造、一底部構造、及延伸於該頂部及底部構造之間的側壁，該腔室包含一處理區域；一基板支持件，設於該腔室內，該基板支持件具有定義成支持暴露於該處理區域之一基板的一頂面；一頂板組件，設於該腔室內、該基板支持件上方，該頂板組件具有暴露至該處理區域並相對該基板支持件之該頂面的一下表面，該頂板組件包含：一第一組電漿微腔室，各形成至該頂板組件之該下表面中；一第一氣體供應通道網路，形成為使一第一處理氣體流動至該第一組電漿微腔室之每一者，該第一組電漿微腔室之每一者係定義成將該第一處理氣體轉換成暴露至該處理區域之一第一電漿；一組排出通道，形成通過該頂板組件之該下表面，以供自該處理區域移除排出氣體；一第二組件電漿微腔室，各形成於該組排出通道內側；及一第二氣體供應通道網路，形成為使一第二處理氣體流動至該第二組電漿微腔室之每一者，該第二組電漿微腔室之每一者係定義成將該第二處理氣體轉換成暴露至該處理區域之一第二電漿。
  41. 如申請專利範圍第40項之半導體基板處理系統，其中該第一組電漿微腔室之間以一實質上平均之方式橫跨該頂板組件之該下表面而散置有該第二組電漿微腔室。
  42. 如申請專利範圍第40項之半導體基板處理系統，更包含：一第一電源，定義成供給一第一功率至該第一組電漿微腔室；一第一處理氣體供應器，定義成供給一第一處理氣體至該第一氣體供應通道網路； 一第二電源，定義成供給一第二功率至該第二組電漿微腔室；及一第二處理氣體供應器，定義成供給一第二處理氣體至該第二氣體供應通道網路。
  43. 如申請專利範圍第42項之半導體基板處理系統，其中該第一及第二電源可獨立地加以控制、或該第一及第二處理氣體供應器可獨立地加以控制、或該第一及第二電源與該第一及第二處理氣體供應器均可獨立地加以控制。
  44. 如申請專利範圍第42項之半導體基板處理系統，更包含：一第一組功率輸送構件，各設於該頂板組件內、該第一組電漿微腔室附近，該第一組功率輸送構件之每一者受連接以接收來自該第一電源之該第一功率；及一第二組功率輸送構件，各設於該頂板組件內、該第二組電漿微腔室附近，該第二組功率輸送構件之每一者受連接以接收來自該第二電源之該第二功率。
  45. 如申請專利範圍第44項之半導體基板處理系統，其中該第一組功率輸送構件之每一功率輸送構件係定義為一個別線圈。
  46. 如申請專利範圍第44項之半導體基板處理系統，其中該第二組功率輸送構件之每一功率輸送構件係定義為一個別線圈。
  47. 如申請專利範圍第40項之半導體基板處理系統，其中該第一組及第二組電漿微腔室係定義成以一同時之方式或一脈衝方式操作，其中該脈衝方式包含該第一組電漿微腔室或該第二組電漿微腔室在一給定時間且以一交替順序操作。
  48. 如申請專利範圍第40項之半導體基板處理系統，其中該基板 支持件係定義成可在垂直於該基板將受支持於其上之該基板支持件的一頂面與該頂板組件之該下表面二者的一方向上移動。
  49. 如申請專利範圍第40項之半導體基板處理系統，其中該基板支持件包含一電極，該電極係定義成施加一偏壓橫跨該基板支持件與該頂板組件之該下表面之間的該處理區域。
  50. 如申請專利範圍第40項之半導體基板處理系統，其中該第一組電漿微腔室之每一電漿微腔室係部份由一個別凹穴所形成，該凹穴係定義成自該頂板組件之該下表面延伸至該頂板組件中。
  51. 如申請專利範圍第40項之半導體基板處理系統，其中該第一組電漿微腔室之每一電漿微腔室包含該第一氣體供應通道網路的一個別出口。
  52. 如申請專利範圍第40項之半導體基板處理系統，其中該第二組電漿微腔室之每一電漿微腔室係部份由一個別排出通道之一部份所形成，該個別排出通道之該部份係定位成鄰近位於該頂板組件之該下表面的該個別排出通道之一入口。
  53. 如申請專利範圍第40項之半導體基板處理系統，其中該第二組電漿微腔室之每一電漿微腔室包含該第二氣體供應通道網路的一個別出口。
  54. 如申請專利範圍第40項之半導體基板處理系統，其中該第二氣體供應通道網路係形成為實體上與該第一氣體供應通道網路分隔，使得在該第一及第二組電漿微腔室之上游，該第一及第二氣體供應通道網路彼此流體上隔離。
  55. 如申請專利範圍第40項之半導體基板處理系統，其中在該第 一及第二組電漿微腔室之上游，該第一處理氣體與該第二處理氣體係流體上隔離。
  56. 如申請專利範圍第40項之半導體基板處理系統，其中該組排出通道之每一排出通道係形成為朝實質上垂直於該頂板組件之該下表面的方向延伸通過該頂板組件的整體。
  57. 如申請專利範圍第56項之半導體基板處理系統，其中該第二氣體供應通道網路之每一氣體供應通道之一部份係形成為朝相對該組排出通道之一個別排出通道的一夾角方向延伸通過該頂板組件之一部份，該夾角方向並非垂直於該頂板組件之該下表面。
  58. 如申請專利範圍第40項之半導體基板處理系統，更包含：一排出泵，連接成施加流體吸力至該組排出通道。
  59. 一種半導體基板之處理方法，包含：基板設置步驟，將一基板置於暴露至一處理區域之一基板支持件上；第一組電漿微腔室操作步驟，操作暴露至該處理區域之一第一組電漿微腔室，藉此該第一組電漿微腔室之每一者產生一第一電漿，並供給該第一電漿之反應性成份至該處理區域，該第一組電漿微腔室係位於該處理區域上方、相對於該基板支持件；第二組電漿微腔室操作步驟，操作暴露至該處理區域之一第二組電漿微腔室，藉此該第二組電漿微腔室之每一者產生一第二電漿，並供給該第二電漿之反應性成份至該處理區域，其中該第二電漿與該第一電漿不同，該第二組電漿微腔室係位於該處理區域上方、相對於該基板支持件，且係以實質上平均之方式散置於該第一組電漿微腔室之間；及排出氣體移除步驟，自該處理區域經由一組排出通道移除排出氣體，該組排出通道係定義成朝實質上垂直並遠離其上放置該 基板之該基板支持件的一頂面之方向自該處理區域移除氣體，其中該第二組電漿微腔室係各定義於該組排出通道內側。
  60. 如申請專利範圍第59項之半導體基板之處理方法，更包含：第一功率供給步驟，供給一第一功率至該第一組電漿微腔室；第一處理氣體供給步驟，供給一第一處理氣體至該第一組電漿微腔室；第二功率供給步驟，供給一第二功率至該第二組電漿微腔室；及第二處理氣體供給步驟，供給一第二處理氣體至該第二組電漿微腔室。
  61. 如申請專利範圍第60項之半導體基板之處理方法，更包含：獨立地控制該第一及第二功率、或該第一及第二處理氣體、或該第一及第二功率與該第一及第二處理氣體。
  62. 如申請專利範圍第60項之半導體基板之處理方法，其中該其中該第一功率為直流(direct current,DC)功率、射頻(radiofrequency,RF)功率、或DC及RF功率之一組合，且其中該第二功率為DC功率、RF功率、或DC及RF功率之一組合。
  63. 如申請專利範圍第59項之半導體基板之處理方法，更包含：操作該第一組電漿微腔室以產生該第一電漿，俾具有離子密度比自由基密度之一第一比率；及操作該第二組電漿微腔室以產生該第二電漿，俾具有離子密度比自由基密度之一第二比率，該第二電漿中的離子密度比自由基密度之該第二比率不同於該第一電漿中的離子密度比自由基密度之該第一比率。
  64. 如申請專利範圍第63項之半導體基板之處理方法，其中第一 電漿具有高於離子密度之自由基密度，且其中該第二電漿具有高於自由基密度之離子密度。
  65. 如申請專利範圍第59項之半導體基板之處理方法，其中該第一組及第二組電漿微腔室係以一同時之方式操作。
  66. 如申請專利範圍第59項之半導體基板之處理方法，其中該第一組及第二組電漿微腔室係以一脈衝方式操作，其中該脈衝方式包含該第一組電漿微腔室或該第二組電漿微腔室在一給定時間且以一交替順序操作。
  67. 如申請專利範圍第59項之半導體基板之處理方法，更包含：偏壓施加步驟，自該基板支持件施加一偏壓橫跨該處理區域，以自該第一及第二電漿之一或兩者吸引離子朝向該基板。
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