转换的均匀性控制的制作方法

专利名称：转换的均匀性控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及到用来加工诸如用于IC制造的半导体衬底或用于平板显示器的玻璃平板之类的衬底的设备和方法。更确切地说，本发明涉 及到改进了的加工系统，此加工系统能够在衬底表面上以高的加工均 匀性对衬底进行加工。
背景技术：
在以半导体为基础的产品，例如平板显示器或集成电路的制造过 程中，可以在衬底表面上进行多个淀积和/或腐蚀步骤，以^便形成诸如 晶体管、电容器、电阻器、互连之类的器件，在淀积过程中，各种材 料层被相继淀积在衬底的表面上以形成叠层。例如，可以在衬底表面 上形成绝缘层、导电层、半导体层。相反，可以进行腐蚀，以便从衬 底，更确切地说是从叠层的预定区域选择性地清除各种材料。例如， 可以在衬底的各个层中形成诸如通孔、接触、或沟槽之类的被腐蚀的 特征图形。腐蚀和淀积工艺及其相关的反应器已经存在有些时候了 。例如，包括化学气相淀积(CVD )、热CVD、等离子体增强化学气相淀积(PECVD )、 诸如溅射之类的物理气相淀积(PVD)的淀积工艺，以及包括用于干法 腐蚀、等离子体腐蚀、反应离子刻蚀(RIE)、磁增强反应离子刻蚀 (MERIE)、电子回旋共振(ECR)的腐蚀工艺，已经被不同程度地引 入并用来加工半导体衬底和显示平板。在加工衬底的过程中，工程人员试图努力改进的一个最重要的参 数是加工的均匀性。例如，在腐蚀环境中，腐蚀均匀性是均匀的器件 性能和器件成品率的一个重要的决定因素，亦即，高的腐烛均匀性有 利于提高无缺陷加工衬底的百分比，这就会降低制造成本。如此处所 用的术语，腐蚀均匀性指的是跨越衬底表面的整个腐蚀过程的均匀性， 包括腐蚀速率、微负栽、掩模选择性、下层选择性、临界尺寸控制、 以及像侧壁角度和粗糙性这样的分布特性。例如，若腐蚀是高度均匀 的，则可望衬底上不同点处的腐蚀速率倾向于基本上相等。在此情况 下，衬底的一个区域不适当地被过度腐蚀而其它区域仍然未被恰当地腐蚀，是不太可能的。虽然没有具体地描述，但应该理解的是，在作 为均匀的器件性能和器件成品率的一个重要的决定因素方面，淀积均 匀性也相似于腐蚀均匀性那样。此外，在许多应用中，在村底加工的不同阶段中，这些严格的工艺要求可以是相互矛盾的。这常常是由于存在着必须以极为不同的加 工要求来加工的多个层。例如，当对单个衬底进行加工以达到所希望的加工性能时，可能需要大幅度地改变包括功率、温度、压力、气体 化学、以及气流的腐蚀方法。而且，由于工艺的本性，材料可能积累 在周围的表面上，亦即加工室的壁上，其结果是工艺可能偏离。除了均匀性之外，还存在着关系到半导体工业的其它问题。在对 制造厂家来说重要的问题中，有加工工具的拥有成本，这包括例如获 取和维护系统的成本、保持可接受的加工性能所需的加工室清洗频度、 系统元件的寿命等。于是，所希望的工艺常常是一种在不同的拥有成 本与工艺参数之间找到正确的平衡以用比较低的成本来获得质量比较 高的加工的工艺。而且，随着衬底上的特征变得更小且工艺变得要求 更多(例如更小的临界尺寸、更高的形状比、更快的产出等)，工艺 工程师正在不断地寻找新的方法和设备来以更低的成本达到质量更高 的加工结果。考虑到上述情况，希望有改进了的技术以便在衬底表面上产生均 匀的加工。发明内容在一个实施方案中，本发明涉及到一种用来在加工室内部分配分 量的分量供给机构。分量被用来对加工室中的工件进行加工。此分量 供给机构包括多个用来将分量输出到所希望的加工室区域的分量输 出。此分量供给机构还包括耦合到多个分量输出的空间分配开关。空 间分配开关被设置成将分量引导到多个分量输出中的至少 一个。此分 量供给机构还包括耦合到空间分配开关的单一分量源。单一分量源被 设置成将分量馈送到空间分配开关。在另一个实施方案中，本发明涉及到一种用加工方法的分量对工 件进行加工的方法。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区和第二加工区。各个区域代表被加 工的工件的一部分。此方法还包括将分量输出到加工室的第一加工区中。此方法还包括从第一加工区转换到第二加工区。此方法还包括将 分量输出到加工室的第二加工区中。在另一个实施方案中，本发明涉及到一种用来加工衬底的空间受 控等离子体反应器。此反应器包括其中点燃并保持等离子体以便进行 加工的加工室。此反应器还包括功率供给机构，此功率供给机构具有单一功率源以及通过功率分配开关耦合到功率源的电极。单一功率源 被用来产生强度足以点燃并保持等离子体的能量。电极包括第一线團 和第二线圈。第一线圈被设置成产生加工室第一功率区中的电场，而 第二线圏被设置成产生加工室第二功率区中的电场。而且，功率分配开关被设置成在内线圏和外线圏之间引导功率源 的能量。反应器还包括气体供给机构，它具有单一的气体源、第一气 体注入口、第二气体注入口、以及气体分配开关。单一气体源被用来产生部分地用来形成等离子体并用来加工衬底 的加工气体。第一气体注入口通过气体分配开关被耦合到气体源，并被设置成将加工气体释放到加工室的第一气体区中。第二气体注入口 也通过气体分配开关被耦合到气体源，并被设置成将加工气体释放到 加工室的第二气体区中。而且，气体分配开关被设置成在内气体注入 口与外气体注入口之间引导气体源的加工气体。在另一个实施方案中，本发明涉及到一种分量供给机构，用来在 加工室中分配分量。此分量被用来对加工室中的工件进行加工。此分 量供给机构包括用来提供分量的单一分量源。此分量供给机构还包括 空间分配开关，它具有用来从单一分量源接收分量的 一个分量入口和 用来分配分量的多个分量输出。空间分配开关被设置成在多个分量输 出的一个或更多个之间引导接收到的分量。


在附图中，用举例的方法而不是限制的方法，说明了本发明，在附图中，相似的附图标记表示相似的元件，其中图l是根据本发明一个实施方案的等离子体反应器。图2A和B是根据本发明一个实施方案的空间分配开关图。图2C是时间对方向的示意图，示出了根据本发明一个实施方案的开关随时间的操作。图3是根据本发明一个实施方案的与图2的分量供给机构的开关有关的操作的流程图。图4是一个表格，示出了根据本发明一个实施方案的部分方法的 设定。图5是根据本发明一个实施方案的功率供给机构图。 图6是根据本发明一个实施方案的功率供给机构图。 图7是根据本发明一个实施方案的气体供给结构图。 图8是根据本发明一个实施方案可以用于图7的气体供给结构的 气体分配板。
具体实施方式
本发明涉及到一种用来对衬底进行均匀加工的改进了的方法和设 备。本发明借助于对用来形成在加工室中加工衬底的反应物的分量的 分配增强控制而获得加工均匀性。这些分量通常是工艺方法的一部分， 并可以包括功率、气流、温度等。本发明在离子和中性粒子(例如反 应物)都被用来加工衬底的等离子体加工系统中特别有用。本发明的 一种情况涉及到将分量的分配在加工室内空间分离成多个独立的区 域。本发明的另一种情况涉及到在各个独立的区域之间转换(或空间 调制)馈自单一源的分量的分配。本发明的另一种情况涉及到在各个 空间区域之间改变分量的幅度和/或分量构成。本发明的还一种情况涉 及到改变分量在各个独立区域中停留的时间。在一个实施方案中，本发明涉及到一种用来在加工室内分配分量 的分量供给机构。此系统能够被应用于各种各样的分量，包括功率、 气流、温度等。正如应该理解的那样，各个分量可以被用来形成加工 衬底的反应物，或可以被用来控制加工条件以增强工艺。在一种装置 中，分量供给机构被设置成改变加工室各个区域中形成的反应物的量。 由于加工室内反应物的量的改变而能够获得加工均匀性。分量供给机构通常包括多个独立的分量输出、单一的分量源、空 间分配开关、以及控制器。独立的分量输出被构造成将分量输出到加 工室的所希望的区域。例如，独立的分量输出可以被构造成将分量输 出到加工室的内区和外区。如应该理解的那样，内区和外区可以分别 对应于衬底的中心和边沿。单一的分量源被设置成将分量馈送到独立 的分量输出。单一的分量源意味着分量源具有用来输出分量的单一的 出口。分量本身可以不是单个的，而可以由i午多组成部分组成。例如，在气体供给机构的情况下，分量可以由单个气体供应源预先混合并输 出的多种气体组成。空间分配开关被排列在单一源与独立的分量输出 之间，并适合于具有多个位置来将分量引导到多个独立的分量输出之 一。例如，开关的第一位置可以将分量引导到第一分量输出，而开关 的笫二位置可以将分量引导到第二分量输出。而且，控制器与空间开关和单一分量源二者连通。控制器的一种 情况被构造成用来选择性地移动空间开关到其多个位置中的每一个。 "选择性地，，意味着控制器被设置成在加工的某个时间移动开关，并在预定的时间内将开关保持在独立的分量输出之一处。例如，在气流的情况下，气流可以在时间Tl被允许流到第一出口而在时间T2流到 第二出口和/或与第二出口相比流到第一出口的时间更长或更短。控制器的另一种情况被构型成改变分量的幅度、分量的构成、以及分量各 个构成部分的比率。例如，在气流的情况下，能够在各个受控开关之 间调节释放的气体的流速、以及气体和总气流的各个组成部分的流速 比。根据本发明的一种情况，借助于改变分量的方向和/或上述参数中 的一个或更多个以提高/降低加工过程中靠近衬底边沿的反应物或通 量相对于衬底中心的量，提高了加工的均匀性。根据本发明的另一种 情况，借助于改变分量的方向和/或上述参数中的一个或更多个以提高 /降低加工过程中靠近衬底中心的反应物相对于衬底边沿的量，提高了加工的均匀性。下面将更详细地描述这些实施方案。在一个实施方案中，公开了一种等离子体加工系统，它包括具有 多个分量供给机构的空间供给系统。此空间供给系统被设置成提供开 关均匀性控制。通常，借助于将加工气体输入到加工室中，然后产生 电场，对存在于加工室内的少量电子进行加速，引起它们与加工气体 的气体分子碰撞，从而产生等离子体。这些碰撞导致离子化和开始放 电或等离子体。如本技术领域众所周知的那样，加工气体的中性气体 分子在承受这一强电场时失去了电子，并留下带正电的离子。结果， 带正电的离子、带负电的电子、以及中性气体分子被包含在加工室内。 相应地，离子向着衬底被加速，在衬底处与中性粒子结合，对衬底进 行加工。作为变通，由电子附着造成的负离子也能够被用来加工衬底。 例如，加工可以包括腐蚀、淀积等。衬底加工系统中的 一个众所周知的问题是，例如由于在反应物注 入点与(跨越衬底到)泵口之间反应物的耗尽，或由于对衬底边沿比 对中心影响更大的反应物和产物在加工室表面上的吸附和解吸附，难 以获得空间均匀的加工。借助于在空间上改变加工室中的加工条件， 此处公开的空间供给系统试图修正这些固有的不均匀效应。常规的技 术包括诸如多功率和气体注入区之类的方法。这些设计采用很靠近的 多个源(发生器和气体释放系统)。此处公开的方法采用单一源的简 单方法，但采用时间复用来产生馈送到反应器中多个供应区的时间段。空间供给系统被设置成对加工室中的离子源和中性粒子源进行空 间分离。对于离子，利用加工室中在多个独立的功率区中产生电场的 功率供给机构，能够完成空间分离。在一个实施方案中，功率供给机 构包括单一功率源、第一线團、第二线圈、以及功率分配开关。功率 分配开关被设置成在第一与笫二线圈之间选择性地引导单一功率源的 能量。以这种方式，借助于在二个线團之间进行转换，能够将离子的 产生控制在加工室的所希望的区域。在一个实施方案中，二个线圈与 加工室的内区和外区有关，更确切地说是与衬底的中心和边沿有关。 此外，能够控制诸如被开关的功率的幅度和时间长度之类的参数来进 一步影响二个区域中的离子的产生。通常，随着更多的功率被施加到给定量的气体，得到更大的离子化。当给定量的功率在更长的时间内 被施加到给定量的气体时，通常也得到更大的离子化。对于中性粒子，利用将加工气体注入在多个独立的气体注入区的气体供给结构，能够完成空间分离。在一个实施方案中，气体供给结 构包括单一气体源、第一气体注入口或第一组注入口 、第二气体注入 口或第二组注入口、以及气体分配开关。气体分配开关被设置成在第 一和第二气体注入口之间选择性地引导气体源的气流。以这种方式，借助于按时间在二个注入口之间进行转换(时间复用)，能够控制加 工室的所希望区域中的中性粒子的数量。在一个实施方案中，二个注 入口与加工室的内区和外区有关，更确切地说是与衬底的中心和边沿有关。与上述相似，能够改变诸如开关幅度(例如流速)和停留时间之 类的参数，以便进一步影响二个区域中的气体量。通常，在流速被提 高和/或气流延长一定时间量(时间段)的区域中，能够发现更大的中性粒子数量。而且，在气体的情况下，在各个空间区域或时间段之间能够修正气体化学组成，以便进一步影响加工条件。例如，由1/2气 体A和1/2气体B组成的加工气体能够被改变成由1/3气体A、 1/3气 体B、和1/3气体C组成的气体，或它们的各个比率能够被改变成由 3/4气体A和1/4气体B组成的气体。如本技术领域熟练人员应该理解 的那样，不同的化学组成产生不同的加工结果。亦即，可以改变化学 组成来进一步提高/降低加工室中的活性反应物。下面参照图1-8来讨论本发明的各个实施方案。但本技术领域的 熟练人员可以容易地理解此处相对于这些附图给出的详细描述是为了 解释的目的，本发明超出了这些有限的实施方案。图l是根据本发明一个实施方案的等离子体反应器10的示意图。 等离子体反应器10包括加工室12，其一部分被加工室壁确定，并在其 中点燃和保持等离子体用来加工衬底18。衬底18代表待要加工的工 件，它可以代表例如待要腐蚀或加工的半导体衬底或待要加工成平板 显示器的玻璃平板。在所示实施方案中，加工室2被安排成基本上为 圆柱形状，而加工室壁被安排成基本上垂直。但应该理解的是，本发 明不局限于此，而是可以采用各种构造的加工室，包括加工室壁。在大多数实施方案中，衬底18被引入到加工室12中，并被置于 衬底托20上，衬底托20被构型成在加工过程中支持和夹持衬底18。 衬底托20通常包括底部电极22、边沿环24、以及吸盘26,在一个实 施方案中，底部电极22经由匹配网络29被RF电源28偏置。RF电源 28被构型成将RF能量提供给底部电极22。在大多数情况下，电极/电 源装置被构型成产生强度足以通过吸盘26、边沿环24、和衬底18来 耦合能量的电场。举例来说，由底部电极22产生的能量可以被安排成 在衬底18的表面与等离子体16之间形成表面电位，亦即用来向着衬 底18加速等离子体中的离子。而且，虽然示出了电极并描述为耦合到 RF电源，但应该理解的是，也可以采用其它的构型成适应不同的加工 室或适应为了耦合能量而必须的其它外部因素。例如，在有些单一频 率的等离子体反应器中，衬底托可以被耦合到地。关于边沿环24，边沿环24被设置成改善靠近衬底边沿处的电学性 质和机械性质以及将底部电极22和吸盘26屏蔽于反应物(亦即离子 轰击)。为此，边沿环被安排成环绕村底18的边沿，并被排列在底部电极22上方和环绕吸盘26。在大多数情况下，边沿环24被构造成在 过度磨损之后被替换的消耗件。边沿环24可以由诸如硅、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 类的适当介质材料组成。关于吸盘26，吸盘26被耦合到底部电极22的上表面，并在衬底 18被置于衬底托20上以便加工时，通常被构型成接收衬底18的背面。 在所示的实施方案中，吸盘26代表一种ESC (静电)吸盘，它利用静 电力将衬底18固紧到吸盘表面。但应该理解的是，也可以采用机械式 吸盘。在有些实施方案中，也可以将氦冷却气体释放到衬底的背面和/ 或边沿环的背面以协助控制加工过程中衬底和边沿环的温度，从而确 保均匀而可重复的加工结果。此外，衬底托20被安排成基本上为圓柱形状并与加工室轴向对准， 使加工室与衬底托圆柱对称。但应该指出的是，这不是一种限制，衬 底托的放置可以根据各个等离子体加工系统的特定设计而改变。衬底 托也可以被构造成在用来装卸村底18的第一位置(未示出)与用来加 工衬底18的第二位置(已示出)之间移动。或者，可以用图钉来将衬 底18从用于装卸衬底18的第一位置移动到用来加工衬底18的第二位 置。这些类型的传输系统在本技术领域中是众所周知的，为简洁起见， 不再赘述。而且，排气口 30被排列在加工室壁14与衬底托20之间，排气口 30被构型成抽出加工过程中形成的气体，且通常被耦合到位于加工室 12外面的涡轮分子泵(未示出)。在大多数实施方案中，涡轮分子泵 被设置成保持加工室12中的适当的压力。而且，虽然排气口被示为排 列在加工室壁与衬底托之间，但排气口的实际位置可以根据各个等离 子体加工系统的具体设计而改变。例如，从建立在加工室壁内的排气口也可以完成气体的排出。在加工室12外面，更确切地说是在介质窗口 32的外面，排列有 功率供给机构34，用来分配强度足以在加工室12内部点燃和保持等离 子体16的能量。功率供给机构34包括单一 RF电源36、感应电极38、 以及功率分配开关40。 RF电源36被构型成通过匹配网络37将RF能 量提供给感应电极38，而感应电极38被构型成在加工室12中产生电 场。根据一个实施方案，感应电极38被分成多个单独的空间分开的线團。在所示的实施方案中，感应电极38被分成内线團38A和外线圏38B。 内线團38A被设置成在加工室12的内加工区42中产生电场，而外线 圏38B被设置成在加工室12的外加工区44中产生电场。如应该理解 的那样，内加工区42通常对应于衬底18的内区46 (即中心)，而外 加工区44通常对应于衬底18的外区48 (即外边沿)。因此，内线圏 38A通常控制离子和反应中性粒子在衬底18的内区46上的形成，而外 线團38B通常控制离子和反应中性粒子在衬底18的外区48上的形成。各个线圏38A和38B通过功率分配开关40被分别地耦合到RF电 源36和匹配网络37。功率分配开关40被设置成在内线團38A与外线 團38B之间从RF电源36引导能量。亦即，功率分配开关40被构造有 用来将能量引导到内线圏38A的第一位置以及用来将能量引导到外线 圈38B的笫二位置。于是，根据功率分配开关40的位置，内线圈38A 或外线團38B被耦合到RF电源36。功率分配开关40还经由信号连接 76与控制器75连通。在一个实施方案中，控制器75被设置成告知功 率分配开关40何时从笫一位置移动到笫二位置(反之亦然)和/或移 动到另一位置之前在该位置停留多长时间。控制器75还被设置成控制 有关功率馈送的各种操作，包括但不局限于控制RF电源36的幅度(例 如瓦)。如所示，控制器75经由信号连接77被耦合到电源36。在图 2和3中将更详细地描述空间分配开关。等离子体反应器10还包括用来将加工气体分配到加工室12中的 气体注入机构50。气体注入机构50通常包括单一气体箱52、气体注 入口 54、以及气体分配开关56。气体箱52被设置成将气态源材料供 给到气体注入口 54 (经由气管58)，而气体注入口 54被构型成将气 态源材料释放到加工室12中，更确切地说是释放到介质窗口 32与村 底18之间的RF感应等离子体区域中。如所示，气体注入口54沿加工 室12的内边沿排列，更确切地说是通过介质窗口 32(即气体分配板)。 或者，可以从建立在加工室本身的壁中的注入口或通过安置在介质窗 口中的喷淋头来释放气态源材料。而且，气体箱52通常包括气流控制 系统(图1中未示出)，气流控制系统被设置成控制流速、待要使用 的气态源材料的类型、以及各个气态源材料的比率。气体箱52通常被 耦合到多个气瓶(未示出)，这些气瓶被用来经由多个外部气管60而 提供各种气态源材料。气态源材料在本技术领域中是众所周知的，不再赘述。根据一个实施方案，气体注入口 54被分成多个单独的空间分离的 注入口。在所示的实施方案中，气体注入口 54由内注入口 54A和外注 入口 54B组成。内注入口 54A被设置成将气态源材料释放到加工室12 的内加工区42中，而外注入口 54B被设置成将气态源材料释放到加工 室12的外加工区44中。如所示，内加工区42通常对应于衬底18的 内区46，而外加工区44通常对应于衬底18的外区48。于是，内注入 口 54A通常控制衬底18内区46上方的中性粒子的数量，而外注入口 54B通常控制衬底18外区48上方的中性粒子的数量。各个注入口 54A和54B通过气体分配开关56被分别耦合到气体箱 52。气体分配开关56被设置成在内注入口 54A与外注入口 54B之间引 导馈自气体箱52的气态源材料。亦即，气体分配开关56被构造成具 有用来将气态源材料引导到内注入口 54A的第一位置以及用来将气态 源材料引导到外注入口 54B的第二位置。于是，根据气体分配开关56 的位置，内注入口 54A或外注入口 54B被耦合到气体箱52。气体分配 开关56还经由信号连接78与控制器75连通。在一个实施方案中，控 制器75被设置成告知气体分配开关56何时从第一位置移动到笫二位 置(反之亦然)和/或移动到另一位置之前在该位置停留多长时间。控 制器75还经由信号连接79被耦合到气体箱52。控制器75被设置成控 制有关气体箱52的各种操作，包括但不局限于控制气态源材料混合物 中各种气体的流速和气流比率。在图2和3中将更详细地描述空间分配开关。简而言之，为了产生等离子体16，加工气体(例如单一气态源材 料或各种气态源材料的混合物)通常通过至少一个气体注入口 54被输 入到加工室12中。然后用RF电源36将功率馈送到至少一个电极38， 从而在加工室12内产生强电场。此电场对存在于加工室12中的少量 电子进行加速，引起它们与加工气体的气体分子发生碰撞。这些碰撞 导致离子化并产生等离子体16。如本技术领域众所周知的那样，加工 气体的中性气体分子在经受这些强电场时失去电子并留下带正电的离 子。结果，带正电的离子、带负电的离子、以及中性气体分子被包含 在加工室12内。当形成等离子体16时，加工室12内的中性气体分子也倾向于送向衬底的表面。举例来说，有助于在衬底处出现中性气体分子的一种 机制可能是扩散(亦即分子在加工室内的随机运动)。这样，沿衬底18的表面通常可以发现中性粒子(例如中性气体分子)层。相应地， 当底部电极22被加电时，离子倾向于向着衬底18加速，它们在此处 与中性粒子结合，激活了衬底加工，亦即腐蚀或淀积。如应该理解的那样，图1所示的功率供给机构和气体供给结构二 者都能够被用来增强加工均匀性。举例来说，功率供给机构借助于在 内线圈与外线圈之间进行转换，能够被用来在空间上改变加工室内的 离子密度，而气体供给结构借助于在内气体注入口与外气体注入口之 间进行转换，能够被用来在空间上改变加工室内的中性粒子密度。此 外，还能够在时间段之间改变幅度、转换时间长度、组成、以及组成 部分的比率，以便进一步改变离子和中性粒子的密度。因此，现在来 讨论与增强沿衬底表面的加工均匀性相关的几个例子。根据本发明的 一种情况，靠近衬底边沿的离子密度被提高或降低， 以便改善衬底中心和边沿之间的加工均匀性。可以用各种采用本发明 特点的方式来实现这一点。举例来说， 一种提高靠近衬底边沿的离子 的方法是相对于功率分配在内区的时间量而延长功率分配在外区的时 间量。相反，可以缩短时间量以降低靠近衬底边沿的离子。但应该指 出的是，由于形成在内区的离子可能向外区扩散，故在外区所需的时 间可能少于在内区所需的时间。另 一 种提高靠近衬底边沿的离子的方 法是相对于分配在内区的功率而提高分配在外区的功率。相反，可以 降低功率以降低靠近衬底边沿的离子。根据本发明的一种情况，靠近衬底中心的离子密度被提高或降低， 以便改善衬底中心和边沿之间的加工均匀性。也可以用各种采用本发 明特点的方式来实现这一点。举例来说， 一种提高靠近衬底中心的离 子的方法是相对于功率分配在外区的时间量而延长功率分配在内区的 时间量。相反，可以缩短时间量以降低靠近衬底中心的离子。但应该 指出的是，由于形成在内区的离子可能向外区扩散，故在外区所需的 时间可能少于在内区所需的时间。另一种提高靠近衬底中心的离子的 方法是相对于分配在外区的功率而提高分配在内区的功率。相反，可 以降低功率以降低靠近衬底中心的离子。根据本发明的另 一种情况，靠近衬底边沿的中性粒子密度被提高或降低，以便改善衬底中心和边沿之间的加工均匀性。可以用各种采 用本发明特点的方式来实现这一点。举例来说， 一种提高靠近村底边 沿的中性粒子的方法是相对于气体分配在内区的时间量而延长气体分 配在外区的时间量。相反，可以缩短时间量以降低靠近衬底边沿的中 性粒子。但应该指出的是，由于形成在内区的中性粒子可能向外区扩 散，故在外区所需的时间可能少于在内区所需的时间。另一种提高靠高分配在外区的气体的流速:相反，可以降低流速以降低靠i衬底ii 沿的中性粒子。另 一种提高靠近衬底边沿的中性粒子的方法是在外区 采用化学结构不同于分配在内区的气体的化学结构的气体。借助于改 变各个组分气体的气体比率或借助于增加/减少组分气体，可以实现这 一点。根据本发明的另 一种情况，靠近衬底中心的中性粒子密度被提高 或降低，以便改善加工均匀性。也可以用各种采用本发明特点的方式 来实现这一点。举例来说， 一种提高靠近衬底中心的中性粒子的方法 是相对于气体分配在外区的时间量而延长气体分配在内区的时间量。 相反，可以缩短时间量以降低靠近村底中心的中性粒子。另一种提高 靠近衬底中心的中性粒子的方法可以是相对于分配在外区的气体的流 速而提高分配在内区的气体的流速。相反，可以降低流速以降低靠近 衬底中心的中性粒子。另一种提高靠近衬底中心的中性粒子的方法是 在内区采用化学结构不同于分配在外区的气体的化学结构的气体。借 助于改变各个组分气体的气体比率或借助于增加/减少组分气体，可以 实现这一点。虽然用几个例子已经描述了本发明，但应该指出的是，在本发明 的范围内存在着各种变通、变更、和等效物。例如，虽然上述各个例 子被解释为单个参数改变，但应该指出的是，为了进一步影响加工均匀性，也可以同时或不同时i也改变多个参数。举例来说，可以同时改变分量的幅度和停留时间。而且，应该指出的是，为了进一步影响加 工均匀性，也可以同时或不同时地进行分量重叠。例如，在气体步骤 中，可以开始功率步骤，或者相反，在功率步骤中，可以开始气体步 骤。也可以同时开始功率步骤和气体步骤。图2是能够用于功率供给机构34或气体供给结构50的空间分配开关80的图。举例来说，空间分配开关80可以是图1的功率分配开 关40或气体分配开关56。通常，空间分配开关80具有用来接收馈自 分量源(未示出)的分量83的入口 82以及用来释放分配的分量83， 的笫一出口 84和第二出口 86。如图2所示，空间分配开关80具有将 馈送的分量83分配到第一出口 84或第二出口 86的能力。第一出口 84 可以被耦合到用来输出分量到加工室第一区的分量输出，而第二出口 86可以被耦合到用来输出分量到加工室第二区的分量输出。简而言之，馈送的分量83可以由单个组成部分或多个组成部分组 成。例如，在馈送是气体的情况下，馈送的气体可以由单个气体或多 个混合气体组成。馈送的分量83也可以具有与分量相关的变化的性质。 例如，在馈送的能量的情况下，馈送的能量可以具有增大的功率或降 低的功率。在馈送的气体的情况下，馈送的气体可以具有提高的或降 低的气流、混合气体的不同的比率、或不同的气体混合物。被馈送的 分量83最好经由设置成调节整个加工过程中与馈送的分量相关的性质 和组分的单一源(未示出)来供给。或者，多个源可以被用来将分量 馈送到开关80的入口 82,例如，第一源可以被用来将第一分量馈送到 开关，而笫二源可以被用来将第二分量馈送到开关。但应该指出的是， 多个源的成本是非常高的，故通常单一源是可取的。更详细地说，空间分配开关80主要是一种Y形开关，按定义是一种具有一个输入和二个输出的开关。分量的方向依赖于空间分配开关 80的状态。当空间分配开关80从第一状态(如图2A所示)改变到第 二状态条件(如图2B所示)时，分量的方向从第一出口 84改变到第 二出口 86。在设计时这种装置正确地产生将过渡状态减为最小的分量 稳定分配，首先在一段时间内沿一个方向(决定于开关处于状态A多 长时间)；然后在一段时间内沿相反的方向(决定于开关处于状态B多 长时间)。而且，开关80在整个单一工艺中在这些状态之间连续地调 制，以^f更均匀地加工衬底。在一种装置中，空间分配开关80由一对具有一个输入和一个输出 的阀门或开关组成。在此特定的实施方案中，第一阀门被耦合在单一 源与第一区之间，而第二阀门被耦合在单一源与第二区之间。借助于 关闭一个阀门同时开通另一个阀门，分量被分配到所希望的位置。例 如，为了将分量分配到第一区，第一阀门被开通而第二阀门被关闭。相反，为了将分量分配到第二区，第一阀门被关闭而第二阀门被开通。 虽然开关已被描述为具有一个输入和二个输出，但应该理解的是， 这不是一个限制，开关也可以被设置成处置更多的输出(或更多的输入)。例如，具有一个输入和3个输出的开关能够被用来在加工室的3 个区段之间分配分量。此时，可以用3个阀门来将分量分配到适当的 区段。而且，虽然关于功率和气体供给结构已经描述了开关，但应该知 道的是此概念也可以被应用于其它的分量。例如，此开关可以被用于 采用诸如温度、偏置功率、磁力之类的分量的分量供给机构。如应该 理解的那样，各个分量供给系统提供了增加了的方法控制。更详细地说，图2示出了示例性时间对方向图100，示出了根据本 发明一个实施方案的开关随时间的操作。如所示，图IOO包括时间轴T 和方向轴D。方向轴D被分成二个不同的方向102和104。举例来说， 方向102和104可以分别对应于图2A和2B的笫一出口 84和第二出口 86。而且，时间轴T被分成开始于各个时间t0-t5的多个不同的时间 序列106A-F。如应该理解的那样，分量不仅在方向102与104之间被 空间上调制，而且还在时间t0-t5之间被时间调制。亦即，此开关在 加工过程中的特定时间改变方向。时间序列106可以相等或不相等。 例如，如图2C所示，时间序列106A、 106B、 106E、 106F被执4亍相同 的时间，而时间序列106C和106D被执行不同的时间。更具体地说， 时间序列106C被执行更短的时间，而时间序列106D被执行更长的时 间。于是在整个工艺中能够调节方向(例如102， 104)、时刻(例如 t0-t5)、以及时间(例如106)来提高加工均匀性。图3是根据本发明一个实施方案的开关80的操作流程图。为便于 讨论，图3的流程图将被描述为一对相连的开关。但应该理解的是， 这不是一种限制，在单一工艺中可以有多个开关。开关操作200通常 开始于步骤202。在步骤202中，开关80的方向被控制器设定为步骤 l加工。亦即，在步骤202中，开关从图2A的第一状态被改变到图2B 的第二状态(或反之亦然)，从而将分量的分配从第一输出区引导到 第二输出区(或反之亦然)。在步骤202中设定方向之后，工艺流程 进行到步骤204，其中执行步骤l加工。步骤l加工通常包括用于分量 供给机构遵循的预定方法(或指令)。例如，关于功率，被分配的功率大小和分配时间可以被设定到预定数值。关于气流，流速、分配时 间、气体化学性质、以及气体比率可以被设定到预定数值。这些预定 的数值可以低于、高于、或等于其它区域中的预定数值。在一个例子 中，可以在实验过程中通过逐次逼近来确定此预定数值，以便产生稳 定而均匀的加工。步骤l加工之后，工艺流程进行到步骤206，其中开关80的方向 被控制器设定为步骤2加工。在步骤206中，开关80从图2B的第二 状态被改变到图2A的第一状态(或反之亦然)，从而将分量的分配从 第二输出区引导到第一输出区(或反之亦然)。在步骤206中设定方 向之后，工艺流程进行到步骤208，其中执行步骤2加工。相似于步骤 1加工，步骤2加工通常包括用于分量供给机构遵循的预定方法(或指 令)。步骤2加工之后，工艺流程进行到步骤210，其中作出继续加工 (是)或结束加工(否)的判定。若决定继续加工，则工艺流程返回 到步骤202。若决定结束加工，则工艺流程进行到步骤212，表示工艺 完成了。更详细地说，现在参照图4来描述本发明的示例性应用。图4是 一个表格，示出了根据本发明一个实施方案的铝金属化腐蚀工艺的部 分配方设定值400。举例来说，此配方可以被用于相似于上述图l的等 离子体反应器的等离子体反应器。此部分配方设定值通常包括多个步 骤402以及在整个工艺过程中，更确切地说是在各个步骤402中可能 被调整，以便产生从衬底中心到边沿的均匀腐蚀结果的多个参数404。 此例子中的这些参数包括但不局限于时间406、电极功率408、线圏位 置412、第一气体流速414、第二气体流速416、第三气体流速418、 以及气流入口位置420。时间406与步骤402中的一个步骤发生的时间相关，从而控制了 各个步骤的时间长度。电极功率408与供给到顶部电极无论内线圏还 是外线團的功率(例如W)相关。线團位置412与供给的功率的方向亦 即内线圏或外线圏相关。第一气体流速414与作为主加工气体一部分 的笫一气体的流速(例如sccm)相关。第二气体流速"6与作为主加 工气体一部分的第二气体的流速相关。笫三气体流速418与作为主加 工气体一部分的第三气体的流速相关。举例来说，第一气体可以是 CHF3，第二气体可以是BCL，而第三气体可以是Ch。气流入口位置420与被分配气体的方向亦即内气体注入口或外气体注入口相关。工艺开始于步骤l，其中主加工气体被输入到加工室中。如所示，主加工气体具有5/20/80的气流比率，并被分配到内气体注入口。步 骤1加工继续5秒钟(例如时间=0开始，时间-5结束)。步骤1之后， 工艺进行到步骤2，其中顶部电极的内线圏被加电到700W,且具有相 同的气体比率5/20/80的主加工气体继续流到内气体注入口。步骤2 加工继续IO秒钟(例如时间-5开始，时间=15结束)。在完成步骤2之后，工艺进行到步骤3，其中700W功率继续被施 加到顶部电极的内线團，且新气体比率为10/20/0的主加工气体改变 方向，并开始被供给到外气体注入口。步驟3加工继续5秒钟(例如 时间=15开始，时间=20结束)。步骤3之后，工艺进行到步骤4，其 中，新功率设定值为500W的分配功率改变方向，并开始被施加到顶部 电极的外线圈。此外，新气体比率为5/20/80的主加工气体改变方向， 并开始被供给到内气体注入口。步骤4加工继续5秒钟(例如时间=20 开始，时间=25结束)。完成步骤4之后，工艺进行到步骤5，其中， 新功率设定值为700W的分配功率改变方向，并开始被施加到顶部电极 的内线圈。此外，新气体比率为10/20/0的主加工气体改变方向，并 开始被供给到外气体注入口 。虽然此例子的目的在于Al的腐蚀工艺，但应该理解的是，此配方 能够被改变成包括介质的其它材料的腐蚀工艺。因此，主加工气体可 以由其它类型的气体和/或其它气体流速和比率组成，且功率可以被调 整为不同的功率电平。此外，虽然在上述工艺过程中改变了功率和气 体的方向，但应该指出的是，这些分量之一可以保持不变，而其它分 量改变。还应该指出的是，各个工艺的时间可以改变，5秒钟或10秒 钟不是一种限制。而且，功率和气流二者都可以遵循不同的时间标准， 使之在工艺过程的不同时刻改变。此外，应该指出的是，部分配方400 中的"部分，，意味着此配方仅仅是整个配方的一部分。同样，应该指 出的是，5个工艺步骤不是一种限制，也可以进行更多或更少步骤来加 工衬底。图5是根据本发明一个实施方案的功率供给机构500的图。举例 来+兌，功率供给机构500可以分别对应于图1所示的功率供给系统34。 功率供给机构500通常包括RF电源(即发生器)502、电极504、匹配网络506、以及大功率RF开关508。电极504包括二个线團，更确切 地说是经由大功率RF开关508耦合到RF电源502的内线圏510和外 线圏512。虽然这些线圏被示为二个同心线團，但应该指出的是，这不 是一种限制。各个线團可以按加工过程中的时间而被转换到RF电源 502，从而在空间上改变RF功率的耦合地点。在一种装置中，大功率 RF开关被构造成比通常约为毫秒的等离子体建立的时间更快。借助于 快速转换，衬底倾向于经受被供给功率的某种复合平均值。转换速率 依赖于设计的特性，但O. 1Hz-100Hz的速率是普通的。功率分配开关 也可以被设置成工作于kHz时间标准。而且，匹配网络506通常被排 列在大功率RF开关508与RF电源502之间。匹配网络506被设置成 匹配RF电源502的输出与等离子体负载之间的阻抗。在大多数情况下，当系统转换线圏时，系统的阻抗改变。亦即， 内线圈产生的阻抗通常不同于外线團产生的阻抗。因此，匹配网络506 必须能够快速调节，即系统必须被设计成完全不必调节。在一个实施方案中，匹配网络506是一种固定的匹配网络。亦即， 匹配网络被设计成具有设定的电源与等离子体之间的阻抗。在一种装 置中，固定的匹配网络被设置成匹配电源与由内线圏产生的等离子体 负载之间的阻抗。在此装置中，供给外线圏的功率被提高，以便补偿 外线團处阻抗失配产生的反射功率。在另一种装置中，固定的匹配网 络被设置成匹配电源与由外线圈产生的等离子体负载之间的阻抗。在 此装置中，供给内线圏的功率被提高，以便补偿内线圈处阻抗失配产 生的反射功率。在另一种装置中，固定的匹配网络被安排成具有二种状态。 一种 状态匹配电源与由内线圏产生的等离子体负载之间的阻抗，而另一种 状态匹配电源与由外线圏产生的等离子体负载之间的阻抗。在此装置 中，匹配网络被设置成在阻抗之间进行转换，以便匹配各个不同线圏 产生的阻抗。在再一种装置中，内线圈和外线圈被安排成具有相似的 阻抗，使匹配网络祐:设置成匹配内线團和外线圏之间的阻抗。在另一个实施方案中，匹配网络506是一种可调的匹配网络，它 被构型成匹配变化范围很大的负栽阻抗条件下的阻抗。例如，可调的 匹配网络能够匹配包括但不局限于功率方向、功率幅度、加电时间、 气流速率、加工室压力、加工室温度等的对于各种变化参数的阻抗。可调的匹配网络通常包括设置成确定正向功率和反射功率的功率表 (未示出)。如本技术领域众所周知的那样，反射功率证明在发生器 输出阻抗与等离子体负载之间存在着失配。因此，功率表被设置成确 定系统的阻抗是否已经改变了 。当确定已经发生改变时，可调的匹配 网络能够调节以匹配改变了的阻抗。图6是根据本发明一个实施方案的功率供给机构600的图。举例 来说，功率供给机构600可以分别对应于图1所示的功率供给机构34。 若等离子体和线圈的阻抗明显地不同，则通常采用功率供给机构600。 此功率供给机构600通常包括RF电源(即发生器)602、电极604、第 一匹配网络606、第二匹配网络608、以及大功率RF开关610。电极 604包括二个线圈，更确切地说是经由大功率RF开关610耦合到RF电 源602的内线圈612和外线圈614。虽然这些线團被示为二个同心线圈， 但应该指出的是，这不是一种限制。各个线圏可以按加工过程中的时 间而被转换到RF电源602，从而在空间上改变RF功率的耦合地点。在 一种装置中，大功率RF开关被构造成比等离子体建立的时间更快。借 助于快速转换，衬底倾向于经受被供给功率的某种复合平均值。而且， 第一匹配网络606通常被排列在外线圈614与大功率RF开关610之间， 而第二匹配网络608通常被排列在内线圈612与大功率RF开关610之 间。关于第一匹配网络606，第一匹配网络606被设置成匹配RF电源 602的输出与外线圏614产生的等离子体负载之间的阻抗。关于第二匹 配网络608，第二匹配网络608被i殳置成匹配RF电源602的输出与内 线圈612产生的等离子体负载之间的阻抗。在一个实施方案中，第一 和第二匹配网络是可调的匹配网络(如上所述)。在另一个实施方案 中，第一和第二匹配网络是固定的匹配网络(也如上所述)。图7是根据本发明一个实施方案的气体供给机构700的图。举例 来说，气体供给机构700可以分别对应于图1所示的气体供给机构50。 此气体供给机构700通常包括气体源702 (即气体箱)、气体分配板 704、以及气体分配开关706。气体分配板704包括二个气体注入口 ， 更确切地说是经由气体分配开关706耦合到气体箱702的内气体注入 口 708和外气体注入口 710。气体源702通过第一气管将气体馈送到气 体分配开关706，并根据开关状态，此开关将气体馈送到第二气管714 或第三气管716。如所示，第二气管714将气体供给到内气体注入口708，而第三气管716将气体供给到外气体注入口 710。各个注入口可 以按加工的时间被转换到气体源702 ，从而在空间上改变气体分配的地 点。而且，虽然在图7中未示出，但二个气体注入口都可以包括多个 用来释放被馈送的气体的孔。通常，各个注入口的孔被互相连接，使 每个注入口仅仅需要一个气管。在本技术领域中，气体分配板是常规 的，且一般是众所周知的。但为了便于本发明的讨论，在图8中将更 详细地描述气体分配板。关于气体箱702，气体箱702通常包括具有多个连接到各个气体源 (未示出)的进气管716的高压气体管道。举例来说，气体源可以是 气瓶或气体钢瓶。虽然示出了 4个进气管，但应该理解的是，这不是 一种限制，也可以使用更多或更少的进气管。气体的标准数量因而也 是进气管的标准数量通常约为8。进气管716通常被耦合到质量流量控 制器718，质量流量控制器718被设置成控制和调整有关分配气体的参 数，包括但不局限于气流速率、气体混合、气体比率和压力。各个气 体具有其自身的质量流量控制器。此质量流量控制器718通常包括阀 门(未示出)和流量计(未示出)。流量计被用来控制气体流过的速 度因而也就是压力，而阀门被用来将低压气体输出到低压管道720。如 所示，低压管道720包括气体混合管。如应该理解的那样，借助于控制各个质量流量控制器，能够调节混合气体的气体化学性质、气体比 率以及流速。然后，气体混合物被馈送到阀门722，以便经由笫一气管 712将混合气体释放到气体分配开关706。当到达开关706时，气体混合物通过二种开关状态之一种被引导 到二个气体注入口 708或710中的一个。若开关706处于第一状态， 则气体混合物经由第二气管714流到内气体注入口 708。若开关706 处于第二状态，则气体混合物经由第三气管716流到外气体注入口 710。在某些情况下，开关的过渡可能由于上述状态之间的转换而相冲 突。亦即，此转换可能引起气体注入口释放不稳定的或脉冲的气体。 这些开关过渡可能对等离子体的形成即放电有不利的作用，并可能导 致等离子气体倒流进入气管或在气管中形成颗粒。有许多方法来解决 这些效应。例如， 一种方法可以是降低气流通过气管的流导。借助于 降低流导，有可能在气体排出气管之前进行转换，从而可以可以达到气流的伪稳态。举例来说，降低气管流导的一种方法可以是增加其长 度。图8示出了一种示例性气体分配板800。举例来说，气体分配板 800可以分别对应于图1所示的气体分配板32。气体分配板800通常 包括内部802和外部804。内部802通常包括多个内孔806，用来将气 体释放到加工室的内区中。各个内孔806通过气体分配板800中的通 道被相互连接并耦合到内气体注入口 (未示出)。同样，外部804通 常包括多个外孔808，用来将气体释放到加工室的外区中。各个外孔 808通过气体分配板800中的通道被相互连接并耦合到外气体注入口 (未示出)。虽然示出了孔806和808的某些构造，但应该指出的是， 也可以采用其它的构造。例如，可以在内部和外部中采用单个孔。在 本技术领域中，气体分配板是众所周知的，为了简洁起见，不再赘述。 如从上面可见，本发明提供了大量超越现有技术的优点。不同的 实施方案或装置具有下列优点中的一个或更多个。本发明的一个优点 是增强了加工控制。举例来说，本发明能够被用来控制等离子体加工 室中不同位置处的离子和中性粒子的浓度。为了达到对加工的更强的 空间控制，本发明提供了在可编程时间内对加工室中不同位置之间的 分量的分配进行的空间调制。由于增强了控制，故能够获得比现有技 术更高程度的均匀加工。本发明的另一优点是降低了系统的成本和复 杂性。借助于提供分配开关，仅仅需要一个分量源，因而降低了设计 成本。虽然已经用几个优选实施方案描述了本发明，但在本发明的范围 内存在着各种变更、改变、以及等效物。还应该指出的是，存在着许多变通的方法来实现本发明的方法和设备。例如，虽然用加工半导体 衬底的等离子体反应器来描述了分量供给机构，但应该指出的是，其 它系统也能够应用此分量供给机构的技术和方法。例如，估计此分量 供给机构能够被用于大多数半导体加工系统，包括化学气相淀积 (CVD)、热CVD、等离子体增强化学气相淀积(PECVD)、诸如溅射之 类的物理气相淀积(PVD)、以及干法腐蚀、等离子体刻蚀、反应离子 刻蚀(RIE)、磁增强反应离子刻蚀(MERIE)、电子回旋共振(ECR) 等。而且，估计此分量供给机构还能够被应用于半导体加工之外的系 统。例如磁存储盘或光存储盘的制造.因此，所附权利要求书意在包括本发明构思与范围内的所有变更、 改变、以及等效物。
权利要求
1.一种用工艺方法的等离子体形成分量对工件进行加工的方法，包括提供加工室，工件在该加工室中被加工，并且加工室包括至少第一加工区和第二加工区，各个加工区代表被加工的工件的一部分；将等离子体形成分量输出到加工室的第一加工区中而不用将等离子体形成分量输出到加工室的第二加工区中，该等离子体形成分量是从加工室的周围部位被输出到第二加工室中；在将等离子体形成分量输出到第一加工区的步骤和将等离子体形成分量输出到第二加工区的步骤之间连续进行转换，以便在加工室的内部的第一和第二加工区中连续产生或保持单一等离子体的时候影响在第一和第二加工区之间的等离子体形成分量的浓度。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括改变在各个 加工区之间的等离子体形成分量的数值，使得在第一加工区等离子体 形成分量的数值与在第二加工区等离子体形成分量的数值不同。
3. 根据权利要求1所迷的方法，其特征在于，还包括设定转换步 骤的定时，使得在第一加工区的输出定时与在第二加工区的输出定时 不同。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括改变在各个 加工区之间的等离子体形成分量的组成，使得在第一加工区的等离子 体形成分量的组成与在第二加工区的等加工区的等离子体形成分量的 组成不同。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括改变在各个 加工区之间的等离子体形成分量的组成比率，使得在笫一加工区的等 离子体形成分量的组成比率与在第二加工区的加工区的等离子体形成 分量的组成比率不同。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括 改变在各个加工区之间的等离子体形成分量的数值，使得在第一加工区等离子体形成分量的数值与在第二加工区等离子体形成分量的 数值不同；设定转换步骤的定时，使得在第一加工区的输出定时与在第二加 工区的输出定时不同；改变在各个加工区之间的等离子体形成分量的组成，使得在第一 加工区的等离子体形成分量的组成与在第二加工区的等加工区的等离子体形成分量的组成不同；改变在各个加工区之间的等离子体形成分量的组成比率，使得在 第一加工区的等离子体形成分量的組成比率与在第二加工区的加工区 的等离子体形成分量的组成比率不同。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一加工区对应于 工件的中心部分，而第二加工区对应于工件的外围部分。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括从单一分量 源供应等离子体形成分量。
9. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，等离子体分量是用 于点燃或保持等离子体的能量。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，输出等离子体形成分量的步骤包括在加工室内产生电场。
11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，电场是通过设置 在加工室外部的外电极感应耦合到加工室内的。
12. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，等离体形成分量 是气体。
13. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，输出等离子体形 成分量的步骤包括在加工室内释放气态源材料。
14. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，等离子体形成分 量是连续地输出到加工室内的。
15. —种用来加工半导体衬底的方法，所述方法包括 将等离子形成分量连续输送到加工室内，以便连续地形成用于在相同的时间加工半导体村底的顶面的中心和边缘的等离子体，该加工 区包含用于形成等离子体的至少由加工室的顶面和侧面限定的空的空 间；通过时分多路复用，选择性地在第一输送条件和第二输送条件之 间往复转换等离子体形成分量的输送，在第一输送条件时等离子体形 成分量只输送到加工室的内加工区，而在第二输送条件时等离子体形 成分量只输送到加工室的外加工区，以便影响在加工室的内加工区和 外加工区之间的等离子体形成分量的浓度，该第一输送条件允许等离子体形成分量被输送到加工室的内加工区，而在同时防止该相同的等 离子体形成分量被输送到加工室的外加工区内，该第二输送条件允许 等离子体形成分量被输送到加工室的外加工区内，而在同时防止该相同的等离子体形成分量被输送到加工室的内加工区； 其中，等离子体形成分量从周围输出到加工室内； 其中，加工室的内加工区与半导体村底的中心相联系，而加工室的外加工区与半导体村底的边缘相联系。
16. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，等离体形成分量 是气体'
17. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，等离子体形成分 量是能量。
18. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，等离子体形成分 量当被输出到第一加工区和笫二加工区时，该等离子体形成分量被输 出到距工件相同的距离。
19. 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括 将笫二等离子体形成分量连续输送到加工室；通过同与等离子体形成分量相联系的该时分多路复用操作分开的 第二时分多路复用操作，选择性地在第一输送条件和第二输送条件之间往复转换第二等离子体形成分量的输送，在第一输送条件时第二等 离子体形成分量只输送到加工室的内加工区，而在第二输送条件时第 二等离子体形成分量只输送到加工室的外加工区，以便影响在加工室的内加工区和外加工区之间的第二等离子体形成分量的浓度，该第一 输送条件允许第二等离子体形成分量被输送到加工室的内加工区，而 在同时防止该相同的笫二等离子体形成分量被输送到加工室的外加工 区内，该第二输送条件允许第二等离子体形成分量被输送到加工室的 外加工区内，而在同时防止该相同的第二等离子体形成分量被输送到 加工室的内加工区；其中，等离子体形成分量对应于能量，而第二等离子体形成分量对应于气体。
20. —种用于形成与蚀刻半导体衬底相联系的等离子体的方法， 所述方法包括从单一电源连续供应电能；在电能被供应时从单一气源连续供应气体；通过时分多路复用，用供应的电能在加工室内交替地产生第一和 第二电场，该第一电场在加工区的第一区产生，该第二电场在加工区 的第二区产生，第一和第二电场按照被分成多个时间段的电源时间顺 序来产生；控制与在各时间段的第一和第二电场相联系的参数，以便影响在 加工区的笫一和笫二区内的离子的量；通过时分多路复用，将供应的气体交替地释放到加工室内的位于 加工区的第一区和和二区，气体按照被分成多个时间段的气体时间顺 序来释放；控制与各时间段的释放的气体相联系的参数，以便影响在加工区 的第一和第二区内的中子的量。
21. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于，其中用以发生第 一和第二电场的电能的量是不同的，或者其中，用以发生第一和第二 电场的时间段是不同的，以便影响加工区的第一和第二区内的离子的
22. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于，输送到第一区和 第二区的流率是不同的，或者，与释放到第一区的气体相联系的时间 段同与释放到第二区的气体相联系的时间段是不同的，以便影响加工区的第一和第二区内的中子的量。
23. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于，与第一和第二电 场相联系的参数被控制，使得在外加工区的离子的量与在内加工区的 离子的量不同，以便改进加工均匀性。
全文摘要
一种用来在加工室内部分配分量的分量供给机构。此分量被用来对加工室中的工件进行加工。此分量供给机构包括多个用来将分量输出到加工室的所希望区域的分量输出。此分量供给机构还包括耦合到多个分量输出的空间分配开关。此空间分配开关被设置成将分量引导到多个分量输出中的至少一个。此分量供给机构还包括耦合到空间分配开关的单一分量源。此单一分量源被设置成将分量供应到空间分配开关。
文档编号H01L21/3065GK101241829SQ20081000314
公开日2008年8月13日 申请日期2001年6月8日 优先权日2000年6月30日
发明者R·A·戈特肖, R·J·斯特格尔 申请人:兰姆研究有限公司