TWI335941B - Confinement ring drive - Google Patents

Description

1335941 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 •種提明係關於半導體製造，更具體而言，係關於一 、飭動機構的方法及設備’該限制環驅動機構在-活 動範圍内於限制環間提供成比例之間距。 再你 【先前技術】 -,ΐ製if半導體為基礎之裝置期間常將材料層沈積至基板 ,侧處理。可細泛之技峨傾加 “ΐίϊΐ操作之侧機台可包含限制環以將電漿限制在姓刻 法具有限繼奴保護侧室的作用。若無 之寬产合^ίΐίί立相等間隙，則限制環可受驅動以控制壓力 均自二t 予限制。當超越此等不成比湖距之限制時， 非期望==力束 制環==法=要,限制環之活動範图内提供限 ^ 【發明内容】 ⑽^=言’本發明藉由提供-麵以均勻地維持限制環間之 法及設備來献此需求。應注意：可以多種方式Si 本發明’包含· 一種方法、会仃 個創^性實施例。法系、統或έ又備。以下將描述本發明之數 兮i提供一種用於半導體處理室之限制環組件。 ，制核組件中的母一者藉由1距而加以分隔 制環中之每一者甲定義複 限 之對準孔口的-柱塞。該柱塞可在實質==== 5 1335941 中移動◊將一比例調整支撑構件固定於該桂夷 樓構件侧以支雜制環，使錄塞在該平^ _=例調整支 調整分隔複數個限制環中每—者的間距 均勻地 調整支撐為一伸縮套管。 社貫施例中，該比例 在另-實細巾，提供—種半導體處理室。 =數個用以將刪制在蝕刻室之一區域内的|^處= 複ΪΙΓίΓ亦包含固定於相對應之;申縮 弇&的複數個柱塞。該禝數個柱塞沿著實質上與 的^作移動，以至於複數個柱塞之移動使複數個 一者間的間距受到均勻地調整。 衣〒之母 更另—實施例中，提供—種用以在具有複數個限制環之姓 d，電漿的方法。該方法—開始在該_室中施行一钱刻 處理。接者，監控該蝕刻室之處理參數。接下來，以俾使施加至 ，數個限制環巾每-者上之間關整實f上姆的方式，調整 數個限制環中每一者間的間距。 接下來由本發明之原理以例示性方式表現之詳細說明與隨附 之附圖，本發明之其他實施態樣及優點可愈形清晰。/、 【實施方式】 此處敘述用於一種系統、設備及方法之發明，該系統、設備 及方法用以均勻地調整限制環以增進半導體處理室内之蝕刻操 作。然而熟知本藝技者應知：即使不使用某些或所有此處之細節， 仍可施行本發明。在其他情況下，為避免不必要地模糊本發明之 焦點，便不贅述習知之處理操作。 本發明之實施例提供一種系統、設備及方法，該系統、設備 及方法用以在柱塞的整個活動範圍内對限制環之移動提供實質上 線性的控制。此使限制環均勻地移動，俾使每一限制環彼此間的 間距維持實質上相同。即：此處所述之實施例可使限制環間之間 距受到均勻控制。在一實施例中，限制環驅動機構能夠經由所設 6 1335941 來對複數個、限制環提供均勻的間5^控制。該限制 ίϋ以凸輪.為基礎之裝置，該裝置驅動柱塞而使得限 制裱均勻地移動，詳細細節將討論如下。 上係，據ί發明之—實施例之例示性電祕刻室的簡化橫 二盆向圖。在電隸刻室ωι内將電極⑴9設置在待產生電漿ui 。ί圓i撐結構105位於該待產生電黎111於 的，，積下方。在一實施例中，晶圓支樓結構1〇5為一靜電 *二疋義晶圓支撑結構105 ’使其在晶圓107暴露在電衆m期 間支撐晶圓107。 1之電聚1虫刻室101尚包含設置在待產生電毀111於其内 2，周組限制環32Ga_d。設魏制環控制器121以控

Strff"1的飾。在一實施例中，以在電腦系統上執 广，體來代表限制環控制器121。在另—實施射，.硬體(例 替W ,ί片上施行之電路)來代表限制環控制器12卜無論特定之 =例為何’限制環控制器121能夠根雜收自限制環控制器121 以移動該組限制環32—之機械猶作溝通。限制 i亦㈣對該組限制環32Ga_d設定移動及/或支樓用之 時間的可程式期間。 ㈣Ιίί圖老1’處理監控褒置119係用以分析侧室101内所監 件。處理監控裝置119代表—❹個元件或元件之系統， 件之系統能夠分離捕捉到之分析用的輸人(如來自系統 在—實施例巾’來自侧室1G1 _制壓力係藉 送，J'與目前之壓力控制設定值作比較，接著使 二二Μ根據該比較結果作移動。即：若侧室壓力太低，則 立乂衣^之間距縮小以增加晶圓區域之壓力，反之亦然。應注 二區域内部所監控到的此勤如圖2中所示。將該壓力 理監?裝置119所捕捉到的壓力值所觸發之訊號，輸 A :控制器12卜接著，在相對於限制環32〇a_d直交的方 °驅動柱塞310。在-實施例中，旋轉凸輪環3〇4使柱塞31〇 7 1335941 ，動。應注意：可藉由任何習知裝置來監·刻室内之屋力。接 著將所監控到的>1力值輸送到限制環控制器121以決定是 限制環之間距。 在圖1操作餘刻室101期間，該組限制環32〇a_d具有 ill限制在-特定體積（「電漿限制體積」）中的作帛，並控制電▲ 限制體積内的麼力。可使該組限制環32〇a_d均勾地移動以均勾地 增加或減少相鄰關糊的離或_。在—實侧巾，該 凸^來移動。然而應注意：可根據侧處 32〇a-d ° 巧組限_32_之機定義為：使婦關環間之間隙 ΐϊίΐ私如下列將示，柱塞310之移動導致限制環32Ga_d彼i 均勻地移動以使限制環間之間隙均勻地變寬或變窄。 制雷電Ϊ蝕刻室1〇1内之熱變異，在操作期間需控 =度會改變。例如’在操作期間細產物可 ^面。_副產物之沈積會影響_室之熱 j =ΠΗ㈣起溫度變異。_室1G1内之溫度變= 間ΐίίΐίΞΐίί:下列將會更詳細地討論’在侧處理期 刻力，故吾人設置限制環驅動機構以控制姓 在蝕刻室101中，使處理氣體流動通過 開電軸體積。因此，該組限制環之移 叹置之流動區域的仙，該流祕域肋使處理自"將斤 體積離開。因此，調整主流動區域提供 制 =相對應控制，觀詳細地討論，在=== =組限難逃似在綱晴電_^内3 根據本發明之一實施態樣，在電漿處理室〗 句地抬升與降低限制環遍_d之以凸輪為基礎的裝置k 1335941 該基礎之裝置使用凸輪從動件（cam f〇ll〇wers)及凸輪環304以抬 降低連接於限制環的柱塞310。當凸輪環304旋轉時，吾人以 〜協調之方式抬升與降低柱塞310以抬升與降低限制環320a-d。 本發明之另一實施態樣，為了微調越過限制環區域之壓 定製凸輪環之凸輪區域以精準地控制限制環之移動。藉由 =動限制環以控觸過關賴域之壓降(其影響基板表面處之 之壓力即可在不大幅影響其他蝕刻參數的方式下控制基板表面處 均勺發明之—實施例之橫剖面概圖，該圖顯示用以 3〇〇包的以凸輪為基礎之裝置的柱塞裝置。柱塞裝置 方式固定304作滾動接觸之輪3〇2。輪3〇2以可調整之 杯:ίίί樓板3〇6(例如，藉由螺栓及狹縫裝置)上。可將支撲 且實壯相對於反應器上方不可移動 從動=於柱塞310上。柱塞310及隨附之凸輪 =動件3〇8藉由淨簧314而向凸輪環3〇4 續與下表面312作滾動接觸而使柱塞3=著^ S ί，上升與下降。彈簣314 一直將柱塞训 動件308推向凸輪環3〇4之下表面312。 380之平行方向作上下蒋叙 往塞310者軸 所定義的平面直1。下移動該軸380貫質上與由限制環320a-c 仍參照圖2，設置伸縮套管5〇〇並使盆 縮套管500包含數個支樓限制環320a-c用之；出在^塞伸 文到抬升或降低時，限制環32Ga_e相對地以 或降低。應注意··伸縮套管突 式叉到抬升 脹而使限制環320a-c均勻地分琴般可摺疊及膨 成於钱刻室上部之溝槽，的密封二對固定在形 封墊。此外，錢理室㈣_何合^目之數目之密 9 1335941 由二二，塞310之'上下移動係藉由凸輪環304之下表面 中—的控制。如圖2中所示，下表面312包含一凸輪區 一f塞組件皆有其較佳之凸輪區。凸輪區362最好是包含 韓。3二i下傾斜s 370，當凸輪環304赌頭368之方向旋 ，方向旋轉時’該下傾斜面37。可使柱i ί的在e 未使用下傾斜面37G來控制柱塞310。取而代 夕輪壤前後旋轉且凸輪從動件308跟隨上傾斜面366 =輪廓移動時，僅使用上傾斜面366來使柱塞31G向上及向下移 Μ圖2 斜面366可包含兩個具有不同斜坡之分離區域。 3〇Γ=—二面366之斜坡374較斜坡372更陡，以在凸輪環 柱塞310向上及向下移動更大的距離。可使 二 ίϊ (如在晶圓傳輸期間)’而使用斜坡372作 位置之精確㈣(如據力控懈_。躲意：使用伸縮 =b 500可對限制壤32〇a_c間之間隙提供比例調整。此外，可調 整、、，邑緣體150與上限制環間之間隙，及表 ^

更包含壓力監斜151以捕捉敲== 設置在監測埠151内且與圖1之處理監繼119 =的㈣感測裝置，提供用關斷限制環32(^是否需作任何 動之訊號。熟知本技藝者應注意：塵力監控琿151可位J 2㈣域内(例如，絕緣體15G之内緣内)之壓力值的 ；、1罪近限制環驅動組件。在美國專利編號6,019，_中 了找到更夕關於凸輪驅動組件之資訊。 他、Η Γ3係根縣發明之—實關之以6輪為基礎之裝置的簡化 =視概圖。該以凸輪為基礎之裝置包含用以旋轉凸輪環州 附：402得、藉由皮帶404而連接至凸輪環304。皮帶404 輪環3;04輪 罢之ί 406及408處，但可依期望使皮帶環繞凸 輪衣304。張力裝置稱拉緊皮帶之鬆他部分並將凸輪環綱 =之^表面使其與滾輪412與414 設置任何額外數目之;衰輪以疋義凸輪環之滾動中心，但可 用你^中顯示三個沿著凸輪環設置之柱塞組件416。然而，可使 來搭配凸輪環。熟知本技藝者應注意：當 馬心/銜合在凸輪環之下表面上^'當凸輪環藉由 ί塞^ 順時鐘及逆時鐘旋轉時，組件416中之 來移動。選擇性位置反饋裝置42〇(可以線 類之)連接至皮帶4〇4°然而，可使用任何其他 料及凸輪供與凸輪環旋轉之相_料。自反饋資 裝處麵，吾人爾餘塞310及電 隸本發明之另一實施態樣，以凸輪為基礎之裝置呈有均句 之貫施例在__達職力控制。雖然吾人可藉由ί種 氣體之輸人速率)來改賴雌力(即，在 ===善=若吾人僅達成局灿^ 圖，^伸的擴大概 設置在柱塞3丨〇上ΐ將伸縮套管500 套管50。固定至柱塞31==:=中=:)，縮 固定雜塞3H)之上部。夢著:魅二Z伸縮套管500 及下表面間定義特定之距離。應注意 包覆膜，如鐵氟龍包覆膜。廄,、太立. 境匹配，且不會使可2覆膜可為任何與電漿環 ::此外，該包覆‘=適之應基=管子== ，槓桿504。將柱塞31〇固定於閃5〇1上 連區 門ίi當柱塞向下_環=i 限觀間之間距均勻地減小。當柱塞 了 ia:ci方向移動時，限制環間之間距均勾地增大 抱軸槓桿樞紐槓桿的簡化概圖。 為由』二f點502。在一實施例中，樞轴點502 =ί二:義孔。在另一實施例中’槓桿5〇4之角落508 ，的。此外，將限制環支撐於其上之表面512二 環之移__將限制環支撐得更好且補償任Ϊ傾 支有微凹口之槐紐槓桿504至具有表面512之 洁牙^一Ϊ貫知例中，插紐槓桿504可由金屬(如不錄鋼)所構 ί蚀?1^施例中’可將如上述伸縮套管包覆膜之匹配包覆膜 將電之—實施例的操作流程圖，該操作係用以 520 Λ個限制環祕刻室中。該方法開始於操作 兮細产處理。此處可施行任何合適侧處理， ^刻處理需要產生受限制之電漿。該方法接著到操作從处 =刻^處理參數。例如，可經㈣知技術來監控㈣室内 土。Ρ1鞋刻操作之進行，溫度改變及其他因子可使壓力查 力Ϊ弓的技術為:根據此處所述之實施例來調整限制 衣a a。在操作524中’以俾使每一限制環間之間距受到實 12 1335941 铲相等調整的：式來調整限制環間之間距。參照圖 ^使用伸縮套官或樞㈣桿，及配合 例移動。藉由維持限制環間之成比例的==加 =链刻之㈣’且可避免支配録魏舰度祕制環大 $方法及設備。經以力 成燹，間距，而達到實質上相等之限iis 支樓，件自柱塞處將移動轉換為每—限制環之比例^動。’以 為達清楚了解之目的已就某種程度上將本發明作詳 ϋ ί將i t利範圍内可對本發明作變化及修改。 =應將本實施例視為例示性而非限制性者，且本發明並不限 節之中請專利範圍的範#及等效物内可 對本發明作修改。在申請專利範圍中， 明確的闡述，元件及/或步驟並衫味著任何特定之操=中序有 【圖式簡單說明】 社椹由ί:來，詳細說明及附圖，可使本發明易於了解;類似之 、，口構7L件將以類似之標號表示之。 概圖 係根據本發明之—實施例之橫剖面概®，簡顯示用以 成比例地移動限制環的以凸輪為基礎之裝置的柱塞裝置。 俯視=係根據本發明之—實施例之以凸輪為基礎之裝置的簡化 圖Hi?據本發明之一實施例之柱塞及伸縮套管的擴大概 圖，該伸縮套管能夠均勻地調整限制環間之間距。 圖5係根據本發明之-實施例之抱紐槓桿組件的簡化概圖， 圖1係根據本發明之-貫施例之例示性似彳室的簡化橫剖面 13 該組件如另一另一實施例圖4之 制環間之間距。 、、套&，係用以均勻地調整限 ==紐槓桿組件之其中-樞紐槓桿的簡化概圖。 將雷據本發明之—實施_操作流賴，該操作係用以 將電裳限制在具有複數個限制環_刻室中。 【主要元件符號說明】 101 •電聚餘刻室 105 :晶圓支樓結構 107 ·晶圓 108 :表面 109 :電極 111 :電漿 117 :管線 119 :處理監控裝置 121 :限制環控制器 150 :絕緣體 151 :壓力監控埠 3〇〇 :柱塞裝置 _ 302 :輪 304 :凸輪環 306 :支撐板 308 :凸輪從動件 310 :柱塞 312 :凸輪環304之下表面 314 :彈簧 318 :扣件 320a-d :限制環 360 :密封墊 14 1335941 362 凸輪區 366 傾斜面 _ 368 方向箭頭 370 傾斜面 372 斜坡 374 斜坡 380 軸 390 方向箭頭 402 馬達 404 皮帶 ® 406 點 408 點 410 張力裝置 416 柱塞組件 420 選擇性位置反饋裝置 500 伸縮套管 501 閂 502 樞轴點 503 枢紐損桿組件 φ 504 枢紐槓桿 508 角落 510 角落 512 表面 520 在蝕刻室中施行蝕刻處理 522 監控蝕刻室之處理參數 524 :以俾使複數個限制環中每一者間之間距調整實質上相等的方 式來調整複數個限制環中每一者間的間距 15

Claims (1)

1335941 丹年9月3〇曰修正替換頁 95103387(無劃線 1 十·、申請專利範圍： 一— 1_ -種半導體處理錢之限她件，其包含： 彼此上下豐設的複數個限制環，★ m ^ — 作分隔，該複數個_環中之每-者 質上與該限制環直交:對準孔’該柱塞可在實 一比例調整支撐構件，固定在 其中該 件用以支_等限制環，使得比例調整支標構 例地調整分隔該複數個限制環;；—‘的；:距上2時’成比 整支樓構件包含複數個突出部，該ϋ:、中該比例調 ;=制者所形成的該 柱塞及-套官係牙複數個孔中之每—者而配置更，、 2該套如管申奴轉物派_鱗，其中 ㈣2奴彻處则—心 禝數個突出部，該突出部之該數目相等於限制環之數目。 4.如申請專利範圍之第2項之半導體處 該伸縮套管包含： 千h處理至用之限制組件，其中 一非反應性聚合物的一包覆膜。 i如申請專利範圍之第1項之半導體處理室用之限制組件，更包 一凸輪從動件，固定於該柱塞上；及 -凸輪環，其中該凸輪從動件與其作滾動接觸。 16 1335941 99年9月30日修正替換頁 95103387(無劃線） 6.—種半導體處理室，包含·： =個限制環’用以將_電漿限制在該 硬數個伸縮套管，支標該限制環；及 £域内 俾使該複數個 每—者包含：複數個該突出部具有 配 7.如申請專利範圍之第6項之半導體處理室，更包 一凸輪j哀，配置在該處理室之一上表面上。 8·如申請專利細之第7項之半導體處理室，更 凸輪從動件，對應地固定於該柱塞中之每 件中之每-者無凸輪環作滾動連接。 "凸輪k動 9.如申請專職圍之第7項之半導體處理室，更包 與該複數個柱塞巾之每-者相對應之科，該 該相對應之凸輪從動件抵靠於該凸輪環之—表社賴力:、 如申請專纖圍之第7項之伟斷理室，其中該凸輪環包 一上傾斜面；及 一下傾斜面。 範 U. -種將電_制在侧室中之方法，該蝴室具有t請專利 17 ^41 99年9月30曰修正替換頁 圍第1項之半導體處理㈣之限 ^' 驟’在雜刻室中施行—牛包含下雅 -間距步二室之處理參數;及 間距。^成比例_整分隔該複數個限制環中每-者的ί k2中====謂她嗓侧室中之方法， 監控一蝕刻室壓力； 判斷將該爛室壓力應增大或減小。 13.如申請專利範圍之第u 其中該間距調整步驟包含：、之將⑦水限制在_室中之方法， 收縮-組伸』以ί二：Si ί壓f力; 及 娜中之方法， 改變固定於該柱塞之—凸輪從動件的位置。 15·如申清專利範圍之裳1Ί _ Η*一、圖式：