專利名稱：轉換的均勻性控制的制作方法
技術領域：
本發明涉及到用來加工諸如用于IC制造的半導體襯底或用于平板顯示器的玻璃平板之類的襯底的設備和方法。更確切地說，本發明涉 及到改進了的加工系統，此加工系統能夠在襯底表面上以高的加工均 勻性對襯底進行加工。
背景技術：
在以半導體為基礎的產品，例如平板顯示器或集成電路的制造過 程中，可以在襯底表面上進行多個淀積和/或腐蝕步驟，以^便形成諸如 晶體管、電容器、電阻器、互連之類的器件，在淀積過程中，各種材 料層被相繼淀積在襯底的表面上以形成疊層。例如，可以在襯底表面 上形成絕緣層、導電層、半導體層。相反，可以進行腐蝕，以便從襯 底，更確切地說是從疊層的預定區域選擇性地清除各種材料。例如， 可以在襯底的各個層中形成諸如通孔、接觸、或溝槽之類的被腐蝕的 特征圖形。腐蝕和淀積工藝及其相關的反應器已經存在有些時候了 。例如，包括化學氣相淀積(CVD )、熱CVD、等離子體增強化學氣相淀積(PECVD )、 諸如濺射之類的物理氣相淀積(PVD)的淀積工藝，以及包括用于干法 腐蝕、等離子體腐蝕、反應離子刻蝕(RIE)、磁增強反應離子刻蝕 (MERIE)、電子回旋共振(ECR)的腐蝕工藝，已經被不同程度地引 入并用來加工半導體襯底和顯示平板。在加工襯底的過程中，工程人員試圖努力改進的一個最重要的參 數是加工的均勻性。例如，在腐蝕環境中，腐蝕均勻性是均勻的器件 性能和器件成品率的一個重要的決定因素，亦即，高的腐燭均勻性有 利于提高無缺陷加工襯底的百分比，這就會降低制造成本。如此處所 用的術語，腐蝕均勻性指的是跨越襯底表面的整個腐蝕過程的均勻性， 包括腐蝕速率、微負栽、掩模選擇性、下層選擇性、臨界尺寸控制、 以及像側壁角度和粗糙性這樣的分布特性。例如，若腐蝕是高度均勻 的，則可望襯底上不同點處的腐蝕速率傾向于基本上相等。在此情況 下，襯底的一個區域不適當地被過度腐蝕而其它區域仍然未被恰當地腐蝕，是不太可能的。雖然沒有具體地描述，但應該理解的是，在作 為均勻的器件性能和器件成品率的一個重要的決定因素方面，淀積均 勻性也相似于腐蝕均勻性那樣。此外，在許多應用中，在村底加工的不同階段中，這些嚴格的工藝要求可以是相互矛盾的。這常常是由于存在著必須以極為不同的加 工要求來加工的多個層。例如，當對單個襯底進行加工以達到所希望的加工性能時，可能需要大幅度地改變包括功率、溫度、壓力、氣體 化學、以及氣流的腐蝕方法。而且，由于工藝的本性，材料可能積累 在周圍的表面上，亦即加工室的壁上，其結果是工藝可能偏離。除了均勻性之外，還存在著關系到半導體工業的其它問題。在對 制造廠家來說重要的問題中，有加工工具的擁有成本，這包括例如獲 取和維護系統的成本、保持可接受的加工性能所需的加工室清洗頻度、 系統元件的壽命等。于是，所希望的工藝常常是一種在不同的擁有成 本與工藝參數之間找到正確的平衡以用比較低的成本來獲得質量比較 高的加工的工藝。而且，隨著襯底上的特征變得更小且工藝變得要求 更多(例如更小的臨界尺寸、更高的形狀比、更快的產出等)，工藝 工程師正在不斷地尋找新的方法和設備來以更低的成本達到質量更高 的加工結果。考慮到上述情況，希望有改進了的技術以便在襯底表面上產生均 勻的加工。發明內容在一個實施方案中，本發明涉及到一種用來在加工室內部分配分 量的分量供給機構。分量被用來對加工室中的工件進行加工。此分量 供給機構包括多個用來將分量輸出到所希望的加工室區域的分量輸 出。此分量供給機構還包括耦合到多個分量輸出的空間分配開關。空 間分配開關被設置成將分量引導到多個分量輸出中的至少 一個。此分 量供給機構還包括耦合到空間分配開關的單一分量源。單一分量源被 設置成將分量饋送到空間分配開關。在另一個實施方案中，本發明涉及到一種用加工方法的分量對工 件進行加工的方法。此方法包括提供加工室，工件在此加工室中被加 工，且加工室包括至少第一加工區和第二加工區。各個區域代表被加 工的工件的一部分。此方法還包括將分量輸出到加工室的第一加工區中。此方法還包括從第一加工區轉換到第二加工區。此方法還包括將 分量輸出到加工室的第二加工區中。在另一個實施方案中，本發明涉及到一種用來加工襯底的空間受 控等離子體反應器。此反應器包括其中點燃并保持等離子體以便進行 加工的加工室。此反應器還包括功率供給機構，此功率供給機構具有單一功率源以及通過功率分配開關耦合到功率源的電極。單一功率源 被用來產生強度足以點燃并保持等離子體的能量。電極包括第一線團 和第二線圈。第一線圈被設置成產生加工室第一功率區中的電場，而 第二線圏被設置成產生加工室第二功率區中的電場。而且，功率分配開關被設置成在內線圏和外線圏之間引導功率源 的能量。反應器還包括氣體供給機構，它具有單一的氣體源、第一氣 體注入口、第二氣體注入口、以及氣體分配開關。單一氣體源被用來產生部分地用來形成等離子體并用來加工襯底 的加工氣體。第一氣體注入口通過氣體分配開關被耦合到氣體源，并被設置成將加工氣體釋放到加工室的第一氣體區中。第二氣體注入口 也通過氣體分配開關被耦合到氣體源，并被設置成將加工氣體釋放到 加工室的第二氣體區中。而且，氣體分配開關被設置成在內氣體注入 口與外氣體注入口之間引導氣體源的加工氣體。在另一個實施方案中，本發明涉及到一種分量供給機構，用來在 加工室中分配分量。此分量被用來對加工室中的工件進行加工。此分 量供給機構包括用來提供分量的單一分量源。此分量供給機構還包括 空間分配開關，它具有用來從單一分量源接收分量的 一個分量入口和 用來分配分量的多個分量輸出。空間分配開關被設置成在多個分量輸 出的一個或更多個之間引導接收到的分量。
在附圖中，用舉例的方法而不是限制的方法，說明了本發明，在附圖中，相似的附圖標記表示相似的元件，其中圖l是根據本發明一個實施方案的等離子體反應器。圖2A和B是根據本發明一個實施方案的空間分配開關圖。圖2C是時間對方向的示意圖，示出了根據本發明一個實施方案的開關隨時間的操作。圖3是根據本發明一個實施方案的與圖2的分量供給機構的開關有關的操作的流程圖。圖4是一個表格，示出了根據本發明一個實施方案的部分方法的 設定。圖5是根據本發明一個實施方案的功率供給機構圖。 圖6是根據本發明一個實施方案的功率供給機構圖。 圖7是根據本發明一個實施方案的氣體供給結構圖。 圖8是根據本發明一個實施方案可以用于圖7的氣體供給結構的 氣體分配板。
具體實施方式
本發明涉及到一種用來對襯底進行均勻加工的改進了的方法和設 備。本發明借助于對用來形成在加工室中加工襯底的反應物的分量的 分配增強控制而獲得加工均勻性。這些分量通常是工藝方法的一部分， 并可以包括功率、氣流、溫度等。本發明在離子和中性粒子(例如反 應物)都被用來加工襯底的等離子體加工系統中特別有用。本發明的 一種情況涉及到將分量的分配在加工室內空間分離成多個獨立的區 域。本發明的另一種情況涉及到在各個獨立的區域之間轉換(或空間 調制)饋自單一源的分量的分配。本發明的另一種情況涉及到在各個 空間區域之間改變分量的幅度和/或分量構成。本發明的還一種情況涉 及到改變分量在各個獨立區域中停留的時間。在一個實施方案中，本發明涉及到一種用來在加工室內分配分量 的分量供給機構。此系統能夠被應用于各種各樣的分量，包括功率、 氣流、溫度等。正如應該理解的那樣，各個分量可以被用來形成加工 襯底的反應物，或可以被用來控制加工條件以增強工藝。在一種裝置 中，分量供給機構被設置成改變加工室各個區域中形成的反應物的量。 由于加工室內反應物的量的改變而能夠獲得加工均勻性。分量供給機構通常包括多個獨立的分量輸出、單一的分量源、空 間分配開關、以及控制器。獨立的分量輸出被構造成將分量輸出到加 工室的所希望的區域。例如，獨立的分量輸出可以被構造成將分量輸 出到加工室的內區和外區。如應該理解的那樣，內區和外區可以分別 對應于襯底的中心和邊沿。單一的分量源被設置成將分量饋送到獨立 的分量輸出。單一的分量源意味著分量源具有用來輸出分量的單一的 出口。分量本身可以不是單個的，而可以由i午多組成部分組成。例如，在氣體供給機構的情況下，分量可以由單個氣體供應源預先混合并輸 出的多種氣體組成。空間分配開關被排列在單一源與獨立的分量輸出 之間，并適合于具有多個位置來將分量引導到多個獨立的分量輸出之 一。例如，開關的第一位置可以將分量引導到第一分量輸出，而開關 的笫二位置可以將分量引導到第二分量輸出。而且，控制器與空間開關和單一分量源二者連通。控制器的一種 情況被構造成用來選擇性地移動空間開關到其多個位置中的每一個。 "選擇性地，，意味著控制器被設置成在加工的某個時間移動開關，并在預定的時間內將開關保持在獨立的分量輸出之一處。例如，在氣流的情況下，氣流可以在時間Tl被允許流到第一出口而在時間T2流到 第二出口和/或與第二出口相比流到第一出口的時間更長或更短。控制器的另一種情況被構型成改變分量的幅度、分量的構成、以及分量各 個構成部分的比率。例如，在氣流的情況下，能夠在各個受控開關之 間調節釋放的氣體的流速、以及氣體和總氣流的各個組成部分的流速 比。根據本發明的一種情況，借助于改變分量的方向和/或上述參數中 的一個或更多個以提高/降低加工過程中靠近襯底邊沿的反應物或通 量相對于襯底中心的量，提高了加工的均勻性。根據本發明的另一種 情況，借助于改變分量的方向和/或上述參數中的一個或更多個以提高 /降低加工過程中靠近襯底中心的反應物相對于襯底邊沿的量，提高了加工的均勻性。下面將更詳細地描述這些實施方案。在一個實施方案中，公開了一種等離子體加工系統，它包括具有 多個分量供給機構的空間供給系統。此空間供給系統被設置成提供開 關均勻性控制。通常，借助于將加工氣體輸入到加工室中，然后產生 電場，對存在于加工室內的少量電子進行加速，引起它們與加工氣體 的氣體分子碰撞，從而產生等離子體。這些碰撞導致離子化和開始放 電或等離子體。如本技術領域眾所周知的那樣，加工氣體的中性氣體 分子在承受這一強電場時失去了電子，并留下帶正電的離子。結果， 帶正電的離子、帶負電的電子、以及中性氣體分子被包含在加工室內。 相應地，離子向著襯底被加速，在襯底處與中性粒子結合，對襯底進 行加工。作為變通，由電子附著造成的負離子也能夠被用來加工襯底。 例如，加工可以包括腐蝕、淀積等。襯底加工系統中的 一個眾所周知的問題是，例如由于在反應物注 入點與(跨越襯底到)泵口之間反應物的耗盡，或由于對襯底邊沿比 對中心影響更大的反應物和產物在加工室表面上的吸附和解吸附，難 以獲得空間均勻的加工。借助于在空間上改變加工室中的加工條件， 此處公開的空間供給系統試圖修正這些固有的不均勻效應。常規的技 術包括諸如多功率和氣體注入區之類的方法。這些設計采用很靠近的 多個源(發生器和氣體釋放系統)。此處公開的方法采用單一源的簡 單方法，但采用時間復用來產生饋送到反應器中多個供應區的時間段。空間供給系統被設置成對加工室中的離子源和中性粒子源進行空 間分離。對于離子，利用加工室中在多個獨立的功率區中產生電場的 功率供給機構，能夠完成空間分離。在一個實施方案中，功率供給機 構包括單一功率源、第一線團、第二線圈、以及功率分配開關。功率 分配開關被設置成在第一與笫二線圈之間選擇性地引導單一功率源的 能量。以這種方式，借助于在二個線團之間進行轉換，能夠將離子的 產生控制在加工室的所希望的區域。在一個實施方案中，二個線圈與 加工室的內區和外區有關，更確切地說是與襯底的中心和邊沿有關。 此外，能夠控制諸如被開關的功率的幅度和時間長度之類的參數來進 一步影響二個區域中的離子的產生。通常，隨著更多的功率被施加到給定量的氣體，得到更大的離子化。當給定量的功率在更長的時間內 被施加到給定量的氣體時，通常也得到更大的離子化。對于中性粒子，利用將加工氣體注入在多個獨立的氣體注入區的氣體供給結構，能夠完成空間分離。在一個實施方案中，氣體供給結 構包括單一氣體源、第一氣體注入口或第一組注入口 、第二氣體注入 口或第二組注入口、以及氣體分配開關。氣體分配開關被設置成在第 一和第二氣體注入口之間選擇性地引導氣體源的氣流。以這種方式，借助于按時間在二個注入口之間進行轉換(時間復用)，能夠控制加 工室的所希望區域中的中性粒子的數量。在一個實施方案中，二個注 入口與加工室的內區和外區有關，更確切地說是與襯底的中心和邊沿有關。與上述相似，能夠改變諸如開關幅度(例如流速)和停留時間之 類的參數，以便進一步影響二個區域中的氣體量。通常，在流速被提 高和/或氣流延長一定時間量(時間段)的區域中，能夠發現更大的中性粒子數量。而且，在氣體的情況下，在各個空間區域或時間段之間能夠修正氣體化學組成，以便進一步影響加工條件。例如，由1/2氣 體A和1/2氣體B組成的加工氣體能夠被改變成由1/3氣體A、 1/3氣 體B、和1/3氣體C組成的氣體，或它們的各個比率能夠被改變成由 3/4氣體A和1/4氣體B組成的氣體。如本技術領域熟練人員應該理解 的那樣，不同的化學組成產生不同的加工結果。亦即，可以改變化學 組成來進一步提高/降低加工室中的活性反應物。下面參照圖1-8來討論本發明的各個實施方案。但本技術領域的 熟練人員可以容易地理解此處相對于這些附圖給出的詳細描述是為了 解釋的目的，本發明超出了這些有限的實施方案。圖l是根據本發明一個實施方案的等離子體反應器10的示意圖。 等離子體反應器10包括加工室12，其一部分被加工室壁確定，并在其 中點燃和保持等離子體用來加工襯底18。襯底18代表待要加工的工 件，它可以代表例如待要腐蝕或加工的半導體襯底或待要加工成平板 顯示器的玻璃平板。在所示實施方案中，加工室2被安排成基本上為 圓柱形狀，而加工室壁被安排成基本上垂直。但應該理解的是，本發 明不局限于此，而是可以采用各種構造的加工室，包括加工室壁。在大多數實施方案中，襯底18被引入到加工室12中，并被置于 襯底托20上，襯底托20被構型成在加工過程中支持和夾持襯底18。 襯底托20通常包括底部電極22、邊沿環24、以及吸盤26,在一個實 施方案中，底部電極22經由匹配網絡29被RF電源28偏置。RF電源 28被構型成將RF能量提供給底部電極22。在大多數情況下，電極/電 源裝置被構型成產生強度足以通過吸盤26、邊沿環24、和襯底18來 耦合能量的電場。舉例來說，由底部電極22產生的能量可以被安排成 在襯底18的表面與等離子體16之間形成表面電位，亦即用來向著襯 底18加速等離子體中的離子。而且，雖然示出了電極并描述為耦合到 RF電源，但應該理解的是，也可以采用其它的構型成適應不同的加工 室或適應為了耦合能量而必須的其它外部因素。例如，在有些單一頻 率的等離子體反應器中，襯底托可以被耦合到地。關于邊沿環24，邊沿環24被設置成改善靠近襯底邊沿處的電學性 質和機械性質以及將底部電極22和吸盤26屏蔽于反應物(亦即離子 轟擊)。為此，邊沿環被安排成環繞村底18的邊沿，并被排列在底部電極22上方和環繞吸盤26。在大多數情況下，邊沿環24被構造成在 過度磨損之后被替換的消耗件。邊沿環24可以由諸如硅、二氧化硅、 氮化硅、碳化硅、石英(例如二氧化硅形式)、陶瓷(例如之 類的適當介質材料組成。關于吸盤26，吸盤26被耦合到底部電極22的上表面，并在襯底 18被置于襯底托20上以便加工時，通常被構型成接收襯底18的背面。 在所示的實施方案中，吸盤26代表一種ESC (靜電)吸盤，它利用靜 電力將襯底18固緊到吸盤表面。但應該理解的是，也可以采用機械式 吸盤。在有些實施方案中，也可以將氦冷卻氣體釋放到襯底的背面和/ 或邊沿環的背面以協助控制加工過程中襯底和邊沿環的溫度，從而確 保均勻而可重復的加工結果。此外，襯底托20被安排成基本上為圓柱形狀并與加工室軸向對準， 使加工室與襯底托圓柱對稱。但應該指出的是，這不是一種限制，襯 底托的放置可以根據各個等離子體加工系統的特定設計而改變。襯底 托也可以被構造成在用來裝卸村底18的第一位置(未示出)與用來加 工襯底18的第二位置(已示出)之間移動。或者，可以用圖釘來將襯 底18從用于裝卸襯底18的第一位置移動到用來加工襯底18的第二位 置。這些類型的傳輸系統在本技術領域中是眾所周知的，為簡潔起見， 不再贅述。而且，排氣口 30被排列在加工室壁14與襯底托20之間，排氣口 30被構型成抽出加工過程中形成的氣體，且通常被耦合到位于加工室 12外面的渦輪分子泵(未示出)。在大多數實施方案中，渦輪分子泵 被設置成保持加工室12中的適當的壓力。而且，雖然排氣口被示為排 列在加工室壁與襯底托之間，但排氣口的實際位置可以根據各個等離 子體加工系統的具體設計而改變。例如，從建立在加工室壁內的排氣口也可以完成氣體的排出。在加工室12外面，更確切地說是在介質窗口 32的外面，排列有 功率供給機構34，用來分配強度足以在加工室12內部點燃和保持等離 子體16的能量。功率供給機構34包括單一 RF電源36、感應電極38、 以及功率分配開關40。 RF電源36被構型成通過匹配網絡37將RF能 量提供給感應電極38，而感應電極38被構型成在加工室12中產生電 場。根據一個實施方案，感應電極38被分成多個單獨的空間分開的線團。在所示的實施方案中，感應電極38被分成內線團38A和外線圏38B。 內線團38A被設置成在加工室12的內加工區42中產生電場，而外線 圏38B被設置成在加工室12的外加工區44中產生電場。如應該理解 的那樣，內加工區42通常對應于襯底18的內區46 (即中心)，而外 加工區44通常對應于襯底18的外區48 (即外邊沿)。因此，內線圏 38A通常控制離子和反應中性粒子在襯底18的內區46上的形成，而外 線團38B通常控制離子和反應中性粒子在襯底18的外區48上的形成。各個線圏38A和38B通過功率分配開關40被分別地耦合到RF電 源36和匹配網絡37。功率分配開關40被設置成在內線團38A與外線 團38B之間從RF電源36引導能量。亦即，功率分配開關40被構造有 用來將能量引導到內線圏38A的第一位置以及用來將能量引導到外線 圈38B的笫二位置。于是，根據功率分配開關40的位置，內線圈38A 或外線團38B被耦合到RF電源36。功率分配開關40還經由信號連接 76與控制器75連通。在一個實施方案中，控制器75被設置成告知功 率分配開關40何時從笫一位置移動到笫二位置(反之亦然)和/或移 動到另一位置之前在該位置停留多長時間。控制器75還被設置成控制 有關功率饋送的各種操作，包括但不局限于控制RF電源36的幅度(例 如瓦)。如所示，控制器75經由信號連接77被耦合到電源36。在圖 2和3中將更詳細地描述空間分配開關。等離子體反應器10還包括用來將加工氣體分配到加工室12中的 氣體注入機構50。氣體注入機構50通常包括單一氣體箱52、氣體注 入口 54、以及氣體分配開關56。氣體箱52被設置成將氣態源材料供 給到氣體注入口 54 (經由氣管58)，而氣體注入口 54被構型成將氣 態源材料釋放到加工室12中，更確切地說是釋放到介質窗口 32與村 底18之間的RF感應等離子體區域中。如所示，氣體注入口54沿加工 室12的內邊沿排列，更確切地說是通過介質窗口 32(即氣體分配板)。 或者，可以從建立在加工室本身的壁中的注入口或通過安置在介質窗 口中的噴淋頭來釋放氣態源材料。而且，氣體箱52通常包括氣流控制 系統(圖1中未示出)，氣流控制系統被設置成控制流速、待要使用 的氣態源材料的類型、以及各個氣態源材料的比率。氣體箱52通常被 耦合到多個氣瓶(未示出)，這些氣瓶被用來經由多個外部氣管60而 提供各種氣態源材料。氣態源材料在本技術領域中是眾所周知的，不再贅述。根據一個實施方案，氣體注入口 54被分成多個單獨的空間分離的 注入口。在所示的實施方案中，氣體注入口 54由內注入口 54A和外注 入口 54B組成。內注入口 54A被設置成將氣態源材料釋放到加工室12 的內加工區42中，而外注入口 54B被設置成將氣態源材料釋放到加工 室12的外加工區44中。如所示，內加工區42通常對應于襯底18的 內區46，而外加工區44通常對應于襯底18的外區48。于是，內注入 口 54A通常控制襯底18內區46上方的中性粒子的數量，而外注入口 54B通常控制襯底18外區48上方的中性粒子的數量。各個注入口 54A和54B通過氣體分配開關56被分別耦合到氣體箱 52。氣體分配開關56被設置成在內注入口 54A與外注入口 54B之間引 導饋自氣體箱52的氣態源材料。亦即，氣體分配開關56被構造成具 有用來將氣態源材料引導到內注入口 54A的第一位置以及用來將氣態 源材料引導到外注入口 54B的第二位置。于是，根據氣體分配開關56 的位置，內注入口 54A或外注入口 54B被耦合到氣體箱52。氣體分配 開關56還經由信號連接78與控制器75連通。在一個實施方案中，控 制器75被設置成告知氣體分配開關56何時從第一位置移動到笫二位 置(反之亦然)和/或移動到另一位置之前在該位置停留多長時間。控 制器75還經由信號連接79被耦合到氣體箱52。控制器75被設置成控 制有關氣體箱52的各種操作，包括但不局限于控制氣態源材料混合物 中各種氣體的流速和氣流比率。在圖2和3中將更詳細地描述空間分配開關。簡而言之，為了產生等離子體16，加工氣體(例如單一氣態源材 料或各種氣態源材料的混合物)通常通過至少一個氣體注入口 54被輸 入到加工室12中。然后用RF電源36將功率饋送到至少一個電極38， 從而在加工室12內產生強電場。此電場對存在于加工室12中的少量 電子進行加速，引起它們與加工氣體的氣體分子發生碰撞。這些碰撞 導致離子化并產生等離子體16。如本技術領域眾所周知的那樣，加工 氣體的中性氣體分子在經受這些強電場時失去電子并留下帶正電的離 子。結果，帶正電的離子、帶負電的離子、以及中性氣體分子被包含 在加工室12內。當形成等離子體16時，加工室12內的中性氣體分子也傾向于送向襯底的表面。舉例來說，有助于在襯底處出現中性氣體分子的一種 機制可能是擴散(亦即分子在加工室內的隨機運動)。這樣，沿襯底18的表面通常可以發現中性粒子(例如中性氣體分子)層。相應地， 當底部電極22被加電時，離子傾向于向著襯底18加速，它們在此處 與中性粒子結合，激活了襯底加工，亦即腐蝕或淀積。如應該理解的那樣，圖1所示的功率供給機構和氣體供給結構二 者都能夠被用來增強加工均勻性。舉例來說，功率供給機構借助于在 內線圈與外線圈之間進行轉換，能夠被用來在空間上改變加工室內的 離子密度，而氣體供給結構借助于在內氣體注入口與外氣體注入口之 間進行轉換，能夠被用來在空間上改變加工室內的中性粒子密度。此 外，還能夠在時間段之間改變幅度、轉換時間長度、組成、以及組成 部分的比率，以便進一步改變離子和中性粒子的密度。因此，現在來 討論與增強沿襯底表面的加工均勻性相關的幾個例子。根據本發明的 一種情況，靠近襯底邊沿的離子密度被提高或降低， 以便改善襯底中心和邊沿之間的加工均勻性。可以用各種采用本發明 特點的方式來實現這一點。舉例來說， 一種提高靠近襯底邊沿的離子 的方法是相對于功率分配在內區的時間量而延長功率分配在外區的時 間量。相反，可以縮短時間量以降低靠近襯底邊沿的離子。但應該指 出的是，由于形成在內區的離子可能向外區擴散，故在外區所需的時 間可能少于在內區所需的時間。另 一 種提高靠近襯底邊沿的離子的方 法是相對于分配在內區的功率而提高分配在外區的功率。相反，可以 降低功率以降低靠近襯底邊沿的離子。根據本發明的一種情況，靠近襯底中心的離子密度被提高或降低， 以便改善襯底中心和邊沿之間的加工均勻性。也可以用各種采用本發 明特點的方式來實現這一點。舉例來說， 一種提高靠近襯底中心的離 子的方法是相對于功率分配在外區的時間量而延長功率分配在內區的 時間量。相反，可以縮短時間量以降低靠近襯底中心的離子。但應該 指出的是，由于形成在內區的離子可能向外區擴散，故在外區所需的 時間可能少于在內區所需的時間。另一種提高靠近襯底中心的離子的 方法是相對于分配在外區的功率而提高分配在內區的功率。相反，可 以降低功率以降低靠近襯底中心的離子。根據本發明的另 一種情況，靠近襯底邊沿的中性粒子密度被提高或降低，以便改善襯底中心和邊沿之間的加工均勻性。可以用各種采 用本發明特點的方式來實現這一點。舉例來說， 一種提高靠近村底邊 沿的中性粒子的方法是相對于氣體分配在內區的時間量而延長氣體分 配在外區的時間量。相反，可以縮短時間量以降低靠近襯底邊沿的中 性粒子。但應該指出的是，由于形成在內區的中性粒子可能向外區擴 散，故在外區所需的時間可能少于在內區所需的時間。另一種提高靠高分配在外區的氣體的流速:相反，可以降低流速以降低靠i襯底ii 沿的中性粒子。另 一種提高靠近襯底邊沿的中性粒子的方法是在外區 采用化學結構不同于分配在內區的氣體的化學結構的氣體。借助于改 變各個組分氣體的氣體比率或借助于增加/減少組分氣體，可以實現這 一點。根據本發明的另 一種情況，靠近襯底中心的中性粒子密度被提高 或降低，以便改善加工均勻性。也可以用各種采用本發明特點的方式 來實現這一點。舉例來說， 一種提高靠近襯底中心的中性粒子的方法 是相對于氣體分配在外區的時間量而延長氣體分配在內區的時間量。 相反，可以縮短時間量以降低靠近村底中心的中性粒子。另一種提高 靠近襯底中心的中性粒子的方法可以是相對于分配在外區的氣體的流 速而提高分配在內區的氣體的流速。相反，可以降低流速以降低靠近 襯底中心的中性粒子。另一種提高靠近襯底中心的中性粒子的方法是 在內區采用化學結構不同于分配在外區的氣體的化學結構的氣體。借 助于改變各個組分氣體的氣體比率或借助于增加/減少組分氣體，可以 實現這一點。雖然用幾個例子已經描述了本發明，但應該指出的是，在本發明 的范圍內存在著各種變通、變更、和等效物。例如，雖然上述各個例 子被解釋為單個參數改變，但應該指出的是，為了進一步影響加工均勻性，也可以同時或不同時i也改變多個參數。舉例來說，可以同時改變分量的幅度和停留時間。而且，應該指出的是，為了進一步影響加 工均勻性，也可以同時或不同時地進行分量重疊。例如，在氣體步驟 中，可以開始功率步驟，或者相反，在功率步驟中，可以開始氣體步 驟。也可以同時開始功率步驟和氣體步驟。圖2是能夠用于功率供給機構34或氣體供給結構50的空間分配開關80的圖。舉例來說，空間分配開關80可以是圖1的功率分配開 關40或氣體分配開關56。通常，空間分配開關80具有用來接收饋自 分量源(未示出)的分量83的入口 82以及用來釋放分配的分量83， 的笫一出口 84和第二出口 86。如圖2所示，空間分配開關80具有將 饋送的分量83分配到第一出口 84或第二出口 86的能力。第一出口 84 可以被耦合到用來輸出分量到加工室第一區的分量輸出，而第二出口 86可以被耦合到用來輸出分量到加工室第二區的分量輸出。簡而言之，饋送的分量83可以由單個組成部分或多個組成部分組 成。例如，在饋送是氣體的情況下，饋送的氣體可以由單個氣體或多 個混合氣體組成。饋送的分量83也可以具有與分量相關的變化的性質。 例如，在饋送的能量的情況下，饋送的能量可以具有增大的功率或降 低的功率。在饋送的氣體的情況下，饋送的氣體可以具有提高的或降 低的氣流、混合氣體的不同的比率、或不同的氣體混合物。被饋送的 分量83最好經由設置成調節整個加工過程中與饋送的分量相關的性質 和組分的單一源(未示出)來供給。或者，多個源可以被用來將分量 饋送到開關80的入口 82,例如，第一源可以被用來將第一分量饋送到 開關，而笫二源可以被用來將第二分量饋送到開關。但應該指出的是， 多個源的成本是非常高的，故通常單一源是可取的。更詳細地說，空間分配開關80主要是一種Y形開關，按定義是一種具有一個輸入和二個輸出的開關。分量的方向依賴于空間分配開關 80的狀態。當空間分配開關80從第一狀態(如圖2A所示)改變到第 二狀態條件(如圖2B所示)時，分量的方向從第一出口 84改變到第 二出口 86。在設計時這種裝置正確地產生將過渡狀態減為最小的分量 穩定分配，首先在一段時間內沿一個方向(決定于開關處于狀態A多 長時間)；然后在一段時間內沿相反的方向(決定于開關處于狀態B多 長時間)。而且，開關80在整個單一工藝中在這些狀態之間連續地調 制，以^f更均勻地加工襯底。在一種裝置中，空間分配開關80由一對具有一個輸入和一個輸出 的閥門或開關組成。在此特定的實施方案中，第一閥門被耦合在單一 源與第一區之間，而第二閥門被耦合在單一源與第二區之間。借助于 關閉一個閥門同時開通另一個閥門，分量被分配到所希望的位置。例 如，為了將分量分配到第一區，第一閥門被開通而第二閥門被關閉。相反，為了將分量分配到第二區，第一閥門被關閉而第二閥門被開通。 雖然開關已被描述為具有一個輸入和二個輸出，但應該理解的是， 這不是一個限制，開關也可以被設置成處置更多的輸出(或更多的輸入)。例如，具有一個輸入和3個輸出的開關能夠被用來在加工室的3 個區段之間分配分量。此時，可以用3個閥門來將分量分配到適當的 區段。而且，雖然關于功率和氣體供給結構已經描述了開關，但應該知 道的是此概念也可以被應用于其它的分量。例如，此開關可以被用于 采用諸如溫度、偏置功率、磁力之類的分量的分量供給機構。如應該 理解的那樣，各個分量供給系統提供了增加了的方法控制。更詳細地說，圖2示出了示例性時間對方向圖100，示出了根據本 發明一個實施方案的開關隨時間的操作。如所示，圖IOO包括時間軸T 和方向軸D。方向軸D被分成二個不同的方向102和104。舉例來說， 方向102和104可以分別對應于圖2A和2B的笫一出口 84和第二出口 86。而且，時間軸T被分成開始于各個時間t0-t5的多個不同的時間 序列106A-F。如應該理解的那樣，分量不僅在方向102與104之間被 空間上調制，而且還在時間t0-t5之間被時間調制。亦即，此開關在 加工過程中的特定時間改變方向。時間序列106可以相等或不相等。 例如，如圖2C所示，時間序列106A、 106B、 106E、 106F被執4亍相同 的時間，而時間序列106C和106D被執行不同的時間。更具體地說， 時間序列106C被執行更短的時間，而時間序列106D被執行更長的時 間。于是在整個工藝中能夠調節方向(例如102， 104)、時刻(例如 t0-t5)、以及時間(例如106)來提高加工均勻性。圖3是根據本發明一個實施方案的開關80的操作流程圖。為便于 討論，圖3的流程圖將被描述為一對相連的開關。但應該理解的是， 這不是一種限制，在單一工藝中可以有多個開關。開關操作200通常 開始于步驟202。在步驟202中，開關80的方向被控制器設定為步驟 l加工。亦即，在步驟202中，開關從圖2A的第一狀態被改變到圖2B 的第二狀態(或反之亦然)，從而將分量的分配從第一輸出區引導到 第二輸出區(或反之亦然)。在步驟202中設定方向之后，工藝流程 進行到步驟204，其中執行步驟l加工。步驟l加工通常包括用于分量 供給機構遵循的預定方法(或指令)。例如，關于功率，被分配的功率大小和分配時間可以被設定到預定數值。關于氣流，流速、分配時 間、氣體化學性質、以及氣體比率可以被設定到預定數值。這些預定 的數值可以低于、高于、或等于其它區域中的預定數值。在一個例子 中，可以在實驗過程中通過逐次逼近來確定此預定數值，以便產生穩 定而均勻的加工。步驟l加工之后，工藝流程進行到步驟206，其中開關80的方向 被控制器設定為步驟2加工。在步驟206中，開關80從圖2B的第二 狀態被改變到圖2A的第一狀態(或反之亦然)，從而將分量的分配從 第二輸出區引導到第一輸出區(或反之亦然)。在步驟206中設定方 向之后，工藝流程進行到步驟208，其中執行步驟2加工。相似于步驟 1加工，步驟2加工通常包括用于分量供給機構遵循的預定方法(或指 令)。步驟2加工之后，工藝流程進行到步驟210，其中作出繼續加工 (是)或結束加工(否)的判定。若決定繼續加工，則工藝流程返回 到步驟202。若決定結束加工，則工藝流程進行到步驟212，表示工藝 完成了。更詳細地說，現在參照圖4來描述本發明的示例性應用。圖4是 一個表格，示出了根據本發明一個實施方案的鋁金屬化腐蝕工藝的部 分配方設定值400。舉例來說，此配方可以被用于相似于上述圖l的等 離子體反應器的等離子體反應器。此部分配方設定值通常包括多個步 驟402以及在整個工藝過程中，更確切地說是在各個步驟402中可能 被調整，以便產生從襯底中心到邊沿的均勻腐蝕結果的多個參數404。 此例子中的這些參數包括但不局限于時間406、電極功率408、線圏位 置412、第一氣體流速414、第二氣體流速416、第三氣體流速418、 以及氣流入口位置420。時間406與步驟402中的一個步驟發生的時間相關，從而控制了 各個步驟的時間長度。電極功率408與供給到頂部電極無論內線圏還 是外線團的功率(例如W)相關。線團位置412與供給的功率的方向亦 即內線圏或外線圏相關。第一氣體流速414與作為主加工氣體一部分 的笫一氣體的流速(例如sccm)相關。第二氣體流速"6與作為主加 工氣體一部分的第二氣體的流速相關。笫三氣體流速418與作為主加 工氣體一部分的第三氣體的流速相關。舉例來說，第一氣體可以是 CHF3，第二氣體可以是BCL，而第三氣體可以是Ch。氣流入口位置420與被分配氣體的方向亦即內氣體注入口或外氣體注入口相關。工藝開始于步驟l，其中主加工氣體被輸入到加工室中。如所示，主加工氣體具有5/20/80的氣流比率，并被分配到內氣體注入口。步 驟1加工繼續5秒鐘(例如時間=0開始，時間-5結束)。步驟1之后， 工藝進行到步驟2，其中頂部電極的內線圏被加電到700W,且具有相 同的氣體比率5/20/80的主加工氣體繼續流到內氣體注入口。步驟2 加工繼續IO秒鐘(例如時間-5開始，時間=15結束)。在完成步驟2之后，工藝進行到步驟3，其中700W功率繼續被施 加到頂部電極的內線團，且新氣體比率為10/20/0的主加工氣體改變 方向，并開始被供給到外氣體注入口。步驟3加工繼續5秒鐘(例如 時間=15開始，時間=20結束)。步驟3之后，工藝進行到步驟4，其 中，新功率設定值為500W的分配功率改變方向，并開始被施加到頂部 電極的外線圈。此外，新氣體比率為5/20/80的主加工氣體改變方向， 并開始被供給到內氣體注入口。步驟4加工繼續5秒鐘(例如時間=20 開始，時間=25結束)。完成步驟4之后，工藝進行到步驟5，其中， 新功率設定值為700W的分配功率改變方向，并開始被施加到頂部電極 的內線圈。此外，新氣體比率為10/20/0的主加工氣體改變方向，并 開始被供給到外氣體注入口 。雖然此例子的目的在于Al的腐蝕工藝，但應該理解的是，此配方 能夠被改變成包括介質的其它材料的腐蝕工藝。因此，主加工氣體可 以由其它類型的氣體和/或其它氣體流速和比率組成，且功率可以被調 整為不同的功率電平。此外，雖然在上述工藝過程中改變了功率和氣 體的方向，但應該指出的是，這些分量之一可以保持不變，而其它分 量改變。還應該指出的是，各個工藝的時間可以改變，5秒鐘或10秒 鐘不是一種限制。而且，功率和氣流二者都可以遵循不同的時間標準， 使之在工藝過程的不同時刻改變。此外，應該指出的是，部分配方400 中的"部分，，意味著此配方僅僅是整個配方的一部分。同樣，應該指 出的是，5個工藝步驟不是一種限制，也可以進行更多或更少步驟來加 工襯底。圖5是根據本發明一個實施方案的功率供給機構500的圖。舉例 來+兌，功率供給機構500可以分別對應于圖1所示的功率供給系統34。 功率供給機構500通常包括RF電源(即發生器)502、電極504、匹配網絡506、以及大功率RF開關508。電極504包括二個線團，更確切 地說是經由大功率RF開關508耦合到RF電源502的內線圏510和外 線圏512。雖然這些線圏被示為二個同心線團，但應該指出的是，這不 是一種限制。各個線團可以按加工過程中的時間而被轉換到RF電源 502，從而在空間上改變RF功率的耦合地點。在一種裝置中，大功率 RF開關被構造成比通常約為毫秒的等離子體建立的時間更快。借助于 快速轉換，襯底傾向于經受被供給功率的某種復合平均值。轉換速率 依賴于設計的特性，但O. 1Hz-100Hz的速率是普通的。功率分配開關 也可以被設置成工作于kHz時間標準。而且，匹配網絡506通常被排 列在大功率RF開關508與RF電源502之間。匹配網絡506被設置成 匹配RF電源502的輸出與等離子體負載之間的阻抗。在大多數情況下，當系統轉換線圏時，系統的阻抗改變。亦即， 內線圈產生的阻抗通常不同于外線團產生的阻抗。因此，匹配網絡506 必須能夠快速調節，即系統必須被設計成完全不必調節。在一個實施方案中，匹配網絡506是一種固定的匹配網絡。亦即， 匹配網絡被設計成具有設定的電源與等離子體之間的阻抗。在一種裝 置中，固定的匹配網絡被設置成匹配電源與由內線圏產生的等離子體 負載之間的阻抗。在此裝置中，供給外線圏的功率被提高，以便補償 外線團處阻抗失配產生的反射功率。在另一種裝置中，固定的匹配網 絡被設置成匹配電源與由外線圈產生的等離子體負載之間的阻抗。在 此裝置中，供給內線圏的功率被提高，以便補償內線圈處阻抗失配產 生的反射功率。在另一種裝置中，固定的匹配網絡被安排成具有二種狀態。 一種 狀態匹配電源與由內線圏產生的等離子體負載之間的阻抗，而另一種 狀態匹配電源與由外線圏產生的等離子體負載之間的阻抗。在此裝置 中，匹配網絡被設置成在阻抗之間進行轉換，以便匹配各個不同線圏 產生的阻抗。在再一種裝置中，內線圈和外線圈被安排成具有相似的 阻抗，使匹配網絡祐:設置成匹配內線團和外線圏之間的阻抗。在另一個實施方案中，匹配網絡506是一種可調的匹配網絡，它 被構型成匹配變化范圍很大的負栽阻抗條件下的阻抗。例如，可調的 匹配網絡能夠匹配包括但不局限于功率方向、功率幅度、加電時間、 氣流速率、加工室壓力、加工室溫度等的對于各種變化參數的阻抗。可調的匹配網絡通常包括設置成確定正向功率和反射功率的功率表 (未示出)。如本技術領域眾所周知的那樣，反射功率證明在發生器 輸出阻抗與等離子體負載之間存在著失配。因此，功率表被設置成確 定系統的阻抗是否已經改變了 。當確定已經發生改變時，可調的匹配 網絡能夠調節以匹配改變了的阻抗。圖6是根據本發明一個實施方案的功率供給機構600的圖。舉例 來說，功率供給機構600可以分別對應于圖1所示的功率供給機構34。 若等離子體和線圈的阻抗明顯地不同，則通常采用功率供給機構600。 此功率供給機構600通常包括RF電源(即發生器)602、電極604、第 一匹配網絡606、第二匹配網絡608、以及大功率RF開關610。電極 604包括二個線圈，更確切地說是經由大功率RF開關610耦合到RF電 源602的內線圈612和外線圈614。雖然這些線團被示為二個同心線圈， 但應該指出的是，這不是一種限制。各個線圏可以按加工過程中的時 間而被轉換到RF電源602，從而在空間上改變RF功率的耦合地點。在 一種裝置中，大功率RF開關被構造成比等離子體建立的時間更快。借 助于快速轉換，襯底傾向于經受被供給功率的某種復合平均值。而且， 第一匹配網絡606通常被排列在外線圈614與大功率RF開關610之間， 而第二匹配網絡608通常被排列在內線圈612與大功率RF開關610之 間。關于第一匹配網絡606，第一匹配網絡606被設置成匹配RF電源 602的輸出與外線圏614產生的等離子體負載之間的阻抗。關于第二匹 配網絡608，第二匹配網絡608被i殳置成匹配RF電源602的輸出與內 線圈612產生的等離子體負載之間的阻抗。在一個實施方案中，第一 和第二匹配網絡是可調的匹配網絡(如上所述)。在另一個實施方案 中，第一和第二匹配網絡是固定的匹配網絡(也如上所述)。圖7是根據本發明一個實施方案的氣體供給機構700的圖。舉例 來說，氣體供給機構700可以分別對應于圖1所示的氣體供給機構50。 此氣體供給機構700通常包括氣體源702 (即氣體箱)、氣體分配板 704、以及氣體分配開關706。氣體分配板704包括二個氣體注入口 ， 更確切地說是經由氣體分配開關706耦合到氣體箱702的內氣體注入 口 708和外氣體注入口 710。氣體源702通過第一氣管將氣體饋送到氣 體分配開關706，并根據開關狀態，此開關將氣體饋送到第二氣管714 或第三氣管716。如所示，第二氣管714將氣體供給到內氣體注入口708，而第三氣管716將氣體供給到外氣體注入口 710。各個注入口可 以按加工的時間被轉換到氣體源702 ，從而在空間上改變氣體分配的地 點。而且，雖然在圖7中未示出，但二個氣體注入口都可以包括多個 用來釋放被饋送的氣體的孔。通常，各個注入口的孔被互相連接，使 每個注入口僅僅需要一個氣管。在本技術領域中，氣體分配板是常規 的，且一般是眾所周知的。但為了便于本發明的討論，在圖8中將更 詳細地描述氣體分配板。關于氣體箱702，氣體箱702通常包括具有多個連接到各個氣體源 (未示出)的進氣管716的高壓氣體管道。舉例來說，氣體源可以是 氣瓶或氣體鋼瓶。雖然示出了 4個進氣管，但應該理解的是，這不是 一種限制，也可以使用更多或更少的進氣管。氣體的標準數量因而也 是進氣管的標準數量通常約為8。進氣管716通常被耦合到質量流量控 制器718，質量流量控制器718被設置成控制和調整有關分配氣體的參 數，包括但不局限于氣流速率、氣體混合、氣體比率和壓力。各個氣 體具有其自身的質量流量控制器。此質量流量控制器718通常包括閥 門(未示出)和流量計(未示出)。流量計被用來控制氣體流過的速 度因而也就是壓力，而閥門被用來將低壓氣體輸出到低壓管道720。如 所示，低壓管道720包括氣體混合管。如應該理解的那樣，借助于控制各個質量流量控制器，能夠調節混合氣體的氣體化學性質、氣體比 率以及流速。然后，氣體混合物被饋送到閥門722，以便經由笫一氣管 712將混合氣體釋放到氣體分配開關706。當到達開關706時，氣體混合物通過二種開關狀態之一種被引導 到二個氣體注入口 708或710中的一個。若開關706處于第一狀態， 則氣體混合物經由第二氣管714流到內氣體注入口 708。若開關706 處于第二狀態，則氣體混合物經由第三氣管716流到外氣體注入口 710。在某些情況下，開關的過渡可能由于上述狀態之間的轉換而相沖 突。亦即，此轉換可能引起氣體注入口釋放不穩定的或脈沖的氣體。 這些開關過渡可能對等離子體的形成即放電有不利的作用，并可能導 致等離子氣體倒流進入氣管或在氣管中形成顆粒。有許多方法來解決 這些效應。例如， 一種方法可以是降低氣流通過氣管的流導。借助于 降低流導，有可能在氣體排出氣管之前進行轉換，從而可以可以達到氣流的偽穩態。舉例來說，降低氣管流導的一種方法可以是增加其長 度。圖8示出了一種示例性氣體分配板800。舉例來說，氣體分配板 800可以分別對應于圖1所示的氣體分配板32。氣體分配板800通常 包括內部802和外部804。內部802通常包括多個內孔806，用來將氣 體釋放到加工室的內區中。各個內孔806通過氣體分配板800中的通 道被相互連接并耦合到內氣體注入口 (未示出)。同樣，外部804通 常包括多個外孔808，用來將氣體釋放到加工室的外區中。各個外孔 808通過氣體分配板800中的通道被相互連接并耦合到外氣體注入口 (未示出)。雖然示出了孔806和808的某些構造，但應該指出的是， 也可以采用其它的構造。例如，可以在內部和外部中采用單個孔。在 本技術領域中，氣體分配板是眾所周知的，為了簡潔起見，不再贅述。 如從上面可見，本發明提供了大量超越現有技術的優點。不同的 實施方案或裝置具有下列優點中的一個或更多個。本發明的一個優點 是增強了加工控制。舉例來說，本發明能夠被用來控制等離子體加工 室中不同位置處的離子和中性粒子的濃度。為了達到對加工的更強的 空間控制，本發明提供了在可編程時間內對加工室中不同位置之間的 分量的分配進行的空間調制。由于增強了控制，故能夠獲得比現有技 術更高程度的均勻加工。本發明的另一優點是降低了系統的成本和復 雜性。借助于提供分配開關，僅僅需要一個分量源，因而降低了設計 成本。雖然已經用幾個優選實施方案描述了本發明，但在本發明的范圍 內存在著各種變更、改變、以及等效物。還應該指出的是，存在著許多變通的方法來實現本發明的方法和設備。例如，雖然用加工半導體 襯底的等離子體反應器來描述了分量供給機構，但應該指出的是，其 它系統也能夠應用此分量供給機構的技術和方法。例如，估計此分量 供給機構能夠被用于大多數半導體加工系統，包括化學氣相淀積 (CVD)、熱CVD、等離子體增強化學氣相淀積(PECVD)、諸如濺射之 類的物理氣相淀積(PVD)、以及干法腐蝕、等離子體刻蝕、反應離子 刻蝕(RIE)、磁增強反應離子刻蝕(MERIE)、電子回旋共振(ECR) 等。而且，估計此分量供給機構還能夠被應用于半導體加工之外的系 統。例如磁存儲盤或光存儲盤的制造.因此，所附權利要求書意在包括本發明構思與范圍內的所有變更、 改變、以及等效物。
權利要求
1.一種用工藝方法的等離子體形成分量對工件進行加工的方法，包括提供加工室，工件在該加工室中被加工，并且加工室包括至少第一加工區和第二加工區，各個加工區代表被加工的工件的一部分；將等離子體形成分量輸出到加工室的第一加工區中而不用將等離子體形成分量輸出到加工室的第二加工區中，該等離子體形成分量是從加工室的周圍部位被輸出到第二加工室中；在將等離子體形成分量輸出到第一加工區的步驟和將等離子體形成分量輸出到第二加工區的步驟之間連續進行轉換，以便在加工室的內部的第一和第二加工區中連續產生或保持單一等離子體的時候影響在第一和第二加工區之間的等離子體形成分量的濃度。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括改變在各個 加工區之間的等離子體形成分量的數值，使得在第一加工區等離子體 形成分量的數值與在第二加工區等離子體形成分量的數值不同。
3. 根據權利要求1所迷的方法，其特征在于，還包括設定轉換步 驟的定時，使得在第一加工區的輸出定時與在第二加工區的輸出定時 不同。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括改變在各個 加工區之間的等離子體形成分量的組成，使得在第一加工區的等離子 體形成分量的組成與在第二加工區的等加工區的等離子體形成分量的 組成不同。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括改變在各個 加工區之間的等離子體形成分量的組成比率，使得在笫一加工區的等 離子體形成分量的組成比率與在第二加工區的加工區的等離子體形成 分量的組成比率不同。
6. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括 改變在各個加工區之間的等離子體形成分量的數值，使得在第一加工區等離子體形成分量的數值與在第二加工區等離子體形成分量的 數值不同；設定轉換步驟的定時，使得在第一加工區的輸出定時與在第二加 工區的輸出定時不同；改變在各個加工區之間的等離子體形成分量的組成，使得在第一 加工區的等離子體形成分量的組成與在第二加工區的等加工區的等離子體形成分量的組成不同；改變在各個加工區之間的等離子體形成分量的組成比率，使得在 第一加工區的等離子體形成分量的組成比率與在第二加工區的加工區 的等離子體形成分量的組成比率不同。
7. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，第一加工區對應于 工件的中心部分，而第二加工區對應于工件的外圍部分。
8. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括從單一分量 源供應等離子體形成分量。
9. 根據權利要求l所述的方法，其特征在于，等離子體分量是用 于點燃或保持等離子體的能量。
10. 根據權利要求9所述的方法，其特征在于，輸出等離子體形成分量的步驟包括在加工室內產生電場。
11. 根據權利要求10所述的方法，其特征在于，電場是通過設置 在加工室外部的外電極感應耦合到加工室內的。
12. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，等離體形成分量 是氣體。
13. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，輸出等離子體形 成分量的步驟包括在加工室內釋放氣態源材料。
14. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，等離子體形成分 量是連續地輸出到加工室內的。
15. —種用來加工半導體襯底的方法，所述方法包括 將等離子形成分量連續輸送到加工室內，以便連續地形成用于在相同的時間加工半導體村底的頂面的中心和邊緣的等離子體，該加工 區包含用于形成等離子體的至少由加工室的頂面和側面限定的空的空 間；通過時分多路復用，選擇性地在第一輸送條件和第二輸送條件之 間往復轉換等離子體形成分量的輸送，在第一輸送條件時等離子體形 成分量只輸送到加工室的內加工區，而在第二輸送條件時等離子體形 成分量只輸送到加工室的外加工區，以便影響在加工室的內加工區和 外加工區之間的等離子體形成分量的濃度，該第一輸送條件允許等離子體形成分量被輸送到加工室的內加工區，而在同時防止該相同的等 離子體形成分量被輸送到加工室的外加工區內，該第二輸送條件允許 等離子體形成分量被輸送到加工室的外加工區內，而在同時防止該相同的等離子體形成分量被輸送到加工室的內加工區； 其中，等離子體形成分量從周圍輸出到加工室內； 其中，加工室的內加工區與半導體村底的中心相聯系，而加工室的外加工區與半導體村底的邊緣相聯系。
16. 根據權利要求15所述的方法，其特征在于，等離體形成分量 是氣體'
17. 根據權利要求15所述的方法，其特征在于，等離子體形成分 量是能量。
18. 根據權利要求15所述的方法，其特征在于，等離子體形成分 量當被輸出到第一加工區和笫二加工區時，該等離子體形成分量被輸 出到距工件相同的距離。
19. 根據權利要求15所述的方法，其特征在于，還包括 將笫二等離子體形成分量連續輸送到加工室；通過同與等離子體形成分量相聯系的該時分多路復用操作分開的 第二時分多路復用操作，選擇性地在第一輸送條件和第二輸送條件之間往復轉換第二等離子體形成分量的輸送，在第一輸送條件時第二等 離子體形成分量只輸送到加工室的內加工區，而在第二輸送條件時第 二等離子體形成分量只輸送到加工室的外加工區，以便影響在加工室的內加工區和外加工區之間的第二等離子體形成分量的濃度，該第一 輸送條件允許第二等離子體形成分量被輸送到加工室的內加工區，而 在同時防止該相同的笫二等離子體形成分量被輸送到加工室的外加工 區內，該第二輸送條件允許第二等離子體形成分量被輸送到加工室的 外加工區內，而在同時防止該相同的第二等離子體形成分量被輸送到 加工室的內加工區；其中，等離子體形成分量對應于能量，而第二等離子體形成分量對應于氣體。
20. —種用于形成與蝕刻半導體襯底相聯系的等離子體的方法， 所述方法包括從單一電源連續供應電能；在電能被供應時從單一氣源連續供應氣體；通過時分多路復用，用供應的電能在加工室內交替地產生第一和 第二電場，該第一電場在加工區的第一區產生，該第二電場在加工區 的第二區產生，第一和第二電場按照被分成多個時間段的電源時間順 序來產生；控制與在各時間段的第一和第二電場相聯系的參數，以便影響在 加工區的笫一和笫二區內的離子的量；通過時分多路復用，將供應的氣體交替地釋放到加工室內的位于 加工區的第一區和和二區，氣體按照被分成多個時間段的氣體時間順 序來釋放；控制與各時間段的釋放的氣體相聯系的參數，以便影響在加工區 的第一和第二區內的中子的量。
21. 根據權利要求20所述的方法，其特征在于，其中用以發生第 一和第二電場的電能的量是不同的，或者其中，用以發生第一和第二 電場的時間段是不同的，以便影響加工區的第一和第二區內的離子的
22. 根據權利要求20所述的方法，其特征在于，輸送到第一區和 第二區的流率是不同的，或者，與釋放到第一區的氣體相聯系的時間 段同與釋放到第二區的氣體相聯系的時間段是不同的，以便影響加工區的第一和第二區內的中子的量。
23. 根據權利要求20所述的方法，其特征在于，與第一和第二電 場相聯系的參數被控制，使得在外加工區的離子的量與在內加工區的 離子的量不同，以便改進加工均勻性。
全文摘要
一種用來在加工室內部分配分量的分量供給機構。此分量被用來對加工室中的工件進行加工。此分量供給機構包括多個用來將分量輸出到加工室的所希望區域的分量輸出。此分量供給機構還包括耦合到多個分量輸出的空間分配開關。此空間分配開關被設置成將分量引導到多個分量輸出中的至少一個。此分量供給機構還包括耦合到空間分配開關的單一分量源。此單一分量源被設置成將分量供應到空間分配開關。
文檔編號H01L21/3065GK101241829SQ20081000314
公開日2008年8月13日 申請日期2001年6月8日 優先權日2000年6月30日
發明者R·A·戈特肖, R·J·斯特格爾 申請人:蘭姆研究有限公司