[发明专利]多样性操作与有效RF电源耦合用的带状天线

说明书

背景技术

电浆制造装置在腔室(chamber)中产生电浆，而此腔室能用以处理在处理室(process chamber)中由平台所支托的工件(workpiece)。在一些实施例中，产生电浆的腔室即为处理室。此电浆制造装置可包括掺杂(doping)系统、蚀刻(etching)系统以及沉积(deposition)系统，但并不限于此。在一些电浆制造装置中，例如离子辅助沉积(ion assisted deposition)，提取出来自电浆的离子且接着导向工件。在电浆掺杂装置中，可将离子加速至所要求的能量，以在工件的物理结构中产生出特定程度的掺杂物深度剖面，例如半导体基板。

在一些布植机(implanter)中，可从一腔室中产生用以提取出离子的电浆，而在相异的处理室中处理工件。此类配置的一范例即为束线离子布植机(beam line ion implanter)，且其离子源(ion source)乃是利用感应耦合电浆(ICP，inductively coupled plasma)源。

参照图1，此为说明使用感应耦合(inductive coupling)的示范性的电浆制造装置100的方块图。电浆掺杂装置100包括用来产生离子的电浆反应腔101以及用来植入半导体晶圆的处理腔室104。介电质窗(dielectric window)102(通常以石英、氧化铝或蓝宝石制成)用来将电力从RF产生器151耦合至工作气体(working gas)。在电浆反应腔101的对侧，具有提取狭缝105或是具有相异几何形状的提取狭缝的数组的提取平板103用以执行离子的提取。工作气体是透过进气口106来引入至电浆反应腔101中，此进气口106对称地对着提取狭缝105分布，从而藉由此几何形状的配置来确保电浆反应腔101横截面中的均匀气流。

藉由将RF电源从RF产生器151耦合至薄饼式(pancake type)或平面天线152来产生电浆于电浆反应腔101内。可变电浆阻抗藉由匹配网络(matching network)153而匹配50欧姆(Ω)的产生器阻抗。

可藉由以磁铁107所构成的多尖峰的磁性配置来增进电浆均匀度，磁铁107可以是永久磁铁。钢轭(steel yokes)108使电浆反应腔101外的场线密集来增强磁铁107的磁场强度。磁铁107是以交替的方式来配置，以使磁化方向交替地指向电浆反应腔101的内部及外部。以此方式，多尖峰(multicusp)的场线几何形状可避免带电粒子从壁上遗失，藉以增加电浆密度及均匀度。为了降低电浆中来自壁的喷镀(sputtering)所导致的杂质的程度，可使用喷涂(sprayed)有铝的碳化硅、石英或硅所制成的薄槽衬(thin liners)109。

根据所欲的掺杂物种类(典型上是以磷来做n型掺杂以及以硼来做p型掺杂，然而亦可使用其他的种类如砷、锗、镓、铟等)，能将含有相异掺杂微量物的进料(feedstock)气体以可变流率来藉由气体岐管(gas manifold)111送入电浆反应腔101。气体岐管是由气体容器112、气门113以及质量流量控制器114所构成。藉由旋转泵浦116所支持的涡轮分子泵浦115来透过提取狭缝105执行抽真空。在其他实施例中乃要求独立控制电浆反应腔101中的流率及压力，因而可使用分离式的泵浦管线于电浆反应腔101。由于现在芯片上的光阻(photoresist)在植入过程期间会释放大量的氢，所以除了涡轮分子泵浦115以及旋转泵浦116之外，可使用低温泵浦117来对处理腔室104进行泵浦运作，因为低温泵浦117在抽取氢有高效率的表现。电浆反应腔101以及处理腔室104内的压力分别是藉由真空压力计(Baratron gauge)118以及巴雅-爱泊特量测计(Bayard-Alpert gauge)119来监测。

为了提取出正离子，电浆反应腔101藉由提取电源供应器121来保持在正电位，而处理腔室104可位于接地电位。高电压绝缘套122用以确保电浆反应腔101及处理腔室104之间的电性绝缘。