[发明专利]具有可调式电导体的装置及调整可调式电导体的方法

说明书

本发明是申请日为2007年3月5日，申请号为200710085457.7，发明名称为“具有可调式电导体的装置及调整可调式电导体的方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体制造，特别涉及一种用于等离子体密度分布控制的可调式电极及线圈，以控制在真空干式制程装置中的离子密度分布。

背景技术

半导体晶片的均匀性控制日趋重要，特别是应用纳米技术的半导体晶片。若是仅使用目前的半导体制程机台、设备及方法，很难提供更进一步的制程必要条件，来满足蚀刻速率(etch rate)、蚀刻剖面(etch profile)、关键尺寸均匀性(critical dimension uniformity，CDU)、蚀刻选择率(etch selectivity)、蚀刻残留(residue)以及沉积速率(deposition rate)等其它制程技术所要求的均匀度(uniformity)的问题，使用目前的半导体制程机台、设备及方法是无法达到45纳米以下的制程技术、以及300mm(12英寸)以上的晶片的制程必要条件。

举例来说，真空干式制程反应系统(dry process reactor system)被使用在半导体制造中，以完成不同的半导体制程，例如：蚀刻(etching)、化学气相沉积(CVD)或是扩散(diffusion)，某些真空干式制程反应系统使用平行板等离子体反应器(parallel-plate plasma reactor)，该反应器包括固定的上平板、下平板或上电极、下电极以形成在其之间的一个三维空间，上电极可由一射频产生器驱动以产生或控制在固定的三维空间中(亦即在上、下电极之间)的离子等离子体，其余的真空干式制程反应系统使用感应耦合等离子体离子(inductively coupled plasma，ICP)反应器，该反应器包括固定的上线圈、固定的下线圈或电极以及形成于其间的一三维空间，上线圈可由射频产生器驱动以产生或控制在固定的三维空间中(亦即在上、下电极之间)的离子等离子体。

由于上线圈以及上电极被限制位置，故其物理结构无法被调整以控制离子等离子体的密度分布，当半导体晶片的尺寸增加或最小的装置特征减少时，这样的限制导致晶片不均匀的情形更显出严重性。

因此，改善上线圈以及上电极使离子等离子体的密度分配可被控制是必要的。

发明内容

为了改善上述缺点，本发明提供一种可调式电导体，包括一可调式线圈或一可调式电极，该可调式线圈或可调式电极被用于压力反应室中并且可以产生一等离子体，等离子体具有一密度，并且该密度于该压力反应室中的空间中可选择性地被改变。

本发明提供一种装置，包括：一压力反应室，包括一空间；一晶片承载部，设于该压力反应室中，用以承载一半导体晶片或基板；一可调式电导体，设于该压力反应室中且与该晶片承载部隔开，该可调式电导体用以产生一等离子体，该等离子体具有一密度，并且该密度于该压力反应室中的该空间中可选择性地被改变，其中该可调式电导体包括由至少两个极板所形成的一电极，这些极板互相相对移动以改变该电极的形状，这些极板互相独立地由分离电压所驱动；以及一可线性移动的滑动承载总成，该可线性移动的滑动承载总成包括一臂状构件，用以移动这些极板，其中的一极板与另一极板作相对运动。

如上所述的装置，其中该空间被形成于被该晶片承载部所承载的该晶片与该可调式电导体之间，或是该空间被形成于被该晶片承载部所承载的该基板与该可调式电导体之间，且该空间包括至少一维度，该维度可以被调整而改变或是通过调整该可调式电导体的形状而改变。

如上所述的装置，其中该晶片承载部，用以承载一半导体晶片或一基板，该半导体晶片或基板的直径为4英寸或大于4英寸。

本发明还提供一种等离子体密度分布控制的方法，包括以下步骤：将一晶片或一基板置于一压力反应室中，该压力反应室包括一可调式电导体以及一可线性移动的滑动承载总成，其中该可调式电导体包括由至少两个极板所形成的一电极，该可线性移动的滑动承载总成包括一臂状构件，用以移动这些极板，其中的一极板与另一极板作相对运动；以及通过该可线性移动的滑动承载总成的臂状构件调整该可调式电导体的极板，以产生一等离子体，该等离子体具有一密度，且该密度于该压力反应室中的空间中可选择性地被改变。

如上所述的方法，其中该调整该可调式电导体的步骤是调整该可调式电导体的形状以使该晶片或该基板所在的该空间能够被选择性地改变其高度。

如上所述的方法，还包括一施加一电压于该可调式电导体以及该晶片或该基板之间的步骤。