等离子体处理设备和利用其制造半导体装置的方法与流程

本申请要求于2017年6月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2017-0075074的优先权，该申请的内容以引用方式全文并入本文中。

根据一个或多个示例性实施例的设备和方法涉及一种等离子体处理设备和一种利用其制造半导体装置的方法。

背景技术

最近的半导体处理越来越要求针对高深宽比接触(harc)处理控制等离子体。在现有技术中，采用了通过降低偏置频率和增大射频(rf)功率来增大蚀刻速率以最大化离子能量的方法。

然而，随着深宽比增大，降低频率和增大rf功率的效果由于负载效应的增大而减小。

为了解决这一问题，通过rf脉冲促进充电松弛，以提高负载效应，从而提高蚀刻速率并改进外形。在这种方法中，由于rf功率增大导致偏置电压增大，从而使充电效果增大，这会具有局限性。

技术实现要素：

一个或多个示例性实施例的各方面提供了一种具有改进的操作性能的等离子体处理设备。

一个或多个示例性实施例的各方面还提供了一种用于利用具有改进的操作性能的等离子体处理设备制造半导体装置的方法。

然而，本公开的各方面不限于本文阐述的这些。通过参照下面提供的示例性实施例的详细描述，以上和/或其它方面将对于本公开所属领域的普通技术人员之一变得更加清楚。

根据示例性实施例的一方面，提供了一种等离子体处理设备，该等离子体处理设备包括：卡盘台，其被构造为在其上支承晶圆；电介质环，其被构造为围绕卡盘台的外围，电介质环包括顺电材料；以及介电常数控制器，其被构造为控制电介质环的介电常数。

介电常数控制器可被构造为：通过将直流电压施加至电介质环以及调整所施加的直流电压的幅值来控制电介质环的介电常数。

介电常数控制器可被构造为：通过将交流电压施加至电介质环以及调整所施加的交流电压的频率来控制电介质环的介电常数。

介电常数控制器可被构造为：通过将热施加至电介质环以调整电介质环的温度来控制电介质环的介电常数。

等离子体处理设备还可包括气体送进器，其被构造为将气体注入至卡盘台上。

气体送进器和卡盘台中的一个可接地，并且气体送进器和卡盘台中的另一个可连接至射频电源。

电介质环可包括具有由介电常数控制器控制的介电常数的内电介质环和被构造为包围内电介质环的外电介质环。

内电介质环可包括顺电材料，并且外电介质环可包括氧化铝(al2o3)、氮化铝(aln)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pete)和聚醚醚酮(peek)中的至少一个。

顺电材料可为钛酸钡(batio3)、铁酸铋(bifeo3)和钛酸锶钡(bst)中的至少一个。

电介质环的温度可等于或大于顺电材料的居里温度。

根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种等离子体处理设备，该等离子体处理设备包括：包括侧壁的腔室；卡盘台，其位于腔室中并被构造为在其上支承晶圆；气体送进器，其位于腔室中并被构造为将气体供应至卡盘台上；电介质环，其位于腔室中并被构造为围绕卡盘台或气体送进器，电介质环包括顺电材料；以及介电常数控制器，其被构造为控制电介质环的介电常数。

电介质环可围绕卡盘台的侧表面。

卡盘台可包括具有第一直径的下部和具有小于第一直径的第二直径的上部。

电介质环可与卡盘台的下部的侧表面接触。

电介质环可与卡盘台的上部的侧表面接触。

等离子体处理设备还可包括电介质环上的限位环，所述限位环与卡盘台的上部和晶圆的侧表面接触。

电介质环可为腔室的侧壁的一部分。

电介质环可包围气体送进器的侧表面。

根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种等离子体处理设备，该等离子体处理设备包括：腔室，在其中包括空腔；腔室中的卡盘台，所述卡盘台被构造为在其上支承晶圆，并且向所述卡盘台施加rf功率；腔室中的气体送进器，其被构造为将气体供应至卡盘台的上表面上，气体送进器接地；第一环，其被构造为围绕卡盘台；第二环，其被构造为围绕气体送进器；第三环，其被构造为围绕空腔，并且作为腔室的侧壁的一部分；以及介电常数控制器，其被构造为控制第一环、第二环和第三环中的至少一个的介电常数。

等离子体处理还可包括气源，其连接至气体送进器，并且被构造为提供用于等离子体的气体。

腔室还可包括晶圆通过其进出腔室的开口。

等离子体处理设备还可包括真空模块，其中，所述腔室还包括用于排放用于等离子体的气体的出口，并且其中，真空模块可连接至所述出口，以通过所述出口抽吸用于等离子体的气体。

根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种用于制造半导体装置的方法，该方法包括以下步骤：将晶圆置于位于腔室中的卡盘台上；将气体供应至腔室；向腔室施加偏置电压，以从气体中产生等离子体；以及利用等离子体执行等离子体处理，其中执行等离子体处理的步骤包括：检测晶圆的边缘区的等离子体注入角，以及调整检测到的等离子体注入角。

根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种用于制造半导体装置的方法，该方法包括以下步骤：控制以将气体供应至其中晶圆置于卡盘台上的腔室；控制向腔室施加偏置电压，以从气体中产生等离子体；并且控制利用等离子体执行等离子体处理，其中，控制执行等离子体处理的步骤包括：控制检测晶圆的边缘区的等离子体注入角，以及控制调整检测到的等离子体注入角。

控制调整检测到的等离子体注入角的步骤可包括：控制调整温度、施加的偏置电压的电压幅值和施加的偏置电压的频率中的至少一个。

控制调整检测到的等离子体注入角的步骤可包括：通过将直流电压施加至电介质环以及调整施加的直流电压的幅值来控制围绕卡盘台的电介质环的介电常数。

控制调整检测到的等离子体注入角的步骤可包括：通过将交流电压施加至电介质环以及调整施加的交流电压的频率来控制围绕卡盘台的电介质环的介电常数。

控制调整检测到的等离子体注入角的步骤可包括：通过将热施加至电介质环以调整电介质环的温度来控制围绕卡盘台的电介质环的介电常数。

根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种非暂时计算机可读记录介质，其上记录有可通过用于执行所述方法的计算机执行的程序。

附图说明

通过参照附图详细描述示例性实施例，以上和/或其它方面和特征将变得更清楚，其中：

图1是示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的概念图；

图2是示出图1的等离子体处理设备中的部分a的等离子体的注入方向的示图；

图3是详细示出图1的第二电介质环的平面图；

图4是详细示出图1的卡盘台的平面图；

图5是用于解释图1的电介质环的材料的介电常数根据温度的改变的曲线图；

图6是用于解释图1的电介质环的材料的介电常数根据频率的改变的曲线图；

图7是用于解释图1的电介质环的材料的介电常数根据电压的改变的曲线图；

图8是示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的概念图；

图9是示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的概念图；

图10是示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的概念图；

图11是示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的概念图；

图12是示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的概念图；

图13是用于比较根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的蚀刻速率的示图；

图14是示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的概念图；

图15是示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的概念图；

图16是详细示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的介电常数控制器的概念图；

图17是详细示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的介电常数控制器的概念图；

图18是详细示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的介电常数控制器的概念图；

图19是详细示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的介电常数控制器的概念图；

图20是详细示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的介电常数控制器的概念图；

图21是示出根据一个或多个示例性实施例的利用等离子体处理设备制造半导体装置的方法的流程图；以及

图22是详细示出图21的等离子体处理执行步骤的流程图。

具体实施方式

下文中，应该理解，当诸如“……中的至少一个”的表述位于元件列表之后时，其修饰整个元件列表而不是修饰该列表中的个体元件。

现在，将参照图1至图7描述根据示例性实施例的等离子体处理设备。

图1是示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的概念图。图2是示出图1的等离子体处理设备中的部分a的等离子体的注入方向的示图。图3是详细示出图1的电介质环的平面图。图4是详细示出图1的卡盘台的平面图。图5是用于解释图1的电介质环的材料的介电常数根据温度的改变的曲线图。图6是用于解释图1的电介质环的材料的介电常数根据频率的改变的曲线图。图7是用于解释图1的电介质环的材料的介电常数根据电压的改变的曲线图。

参照图1，根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备包括腔室500、基座50、卡盘台250、气体送进器100、电介质环220、第一介电常数控制器300等。

腔室500可用作包括其它组件的壳体。例如，腔室500可包括其中的空腔540，并且卡盘台250、气体送进器100和电介质环220可形成在空腔540中。

腔室500可为在晶圆w上执行等离子体处理的一种隔离的空间。

由于腔室500与外部隔离，因此可调整等离子体处理的处理条件。具体地说，可调整腔室中的诸如温度、压强等中的至少一个的处理条件以与外部不同。

腔室500可包括腔室底520、腔室侧壁510和腔室顶530。空腔540可由腔室底520、腔室侧壁510和腔室顶530限定。也就是说，空腔540可由腔室底520、腔室侧壁510和腔室顶530包围。

腔室底520可为腔室500的底表面。腔室底520可支承位于腔室500内的卡盘台250等。腔室底520可包括出口610。出口610可为用于排放腔室内的用于等离子体的气体的孔。

腔室侧壁510可为腔室500的侧壁。当从第三方向z观看时腔室侧壁510的平面形状可改变。例如，腔室侧壁510的平面形状可为圆形、椭圆形、矩形和其它多边形。然而，应该理解，一个或多个其它示例性实施例不限于此。具体地说，不限制腔室侧壁510的形状，只要其能够将空腔540与外部隔离即可。

腔室侧壁510可包括开口550。开口550可为晶圆w可通过其进出的孔。也就是说，可通过开口550将晶圆w从外部移动至腔室500中。在完成等离子体处理之后，可通过开口550将晶圆w移动至腔室500外部，并且经受后续处理。

虽然仅在图1中示出了一个开口550，但是应该理解，一个或多个其它示例性实施例不限于此。也就是说，在一个或多个其它示例性实施例中，可设置多个开口550。在这种情况下，用于晶圆w进出的开口550可根据处理顺序和设备的位置(例如，通过设计)变化。

当用于排放用于等离子体的气体的出口610打开并操作真空模块630(例如，真空室或真空装置)时，开口550可关闭。这是因为为了排放用于等离子体的气体，除出口610之外的所有通道都将要关闭。

基座50可固定在腔室500的腔室底520上。基座50可支承布置于其上的卡盘台250。

卡盘台250可支承晶圆w。卡盘台250可固定在基座50上。卡盘台250可具有用于支承圆形晶圆w的圆形平面形状，但是在一个或多个其它示例性实施例中不限于此。也就是说，当晶圆w的形状改变时或者因为其它原因，卡盘台250的平面形状可改变或可变化。

卡盘台250可在第一方向x、第二方向y和第三方向z中的至少一个方向上移动。因此，卡盘台250可调整晶圆w的处理位置。也就是说，为了调整晶圆w的等离子体处理位置，卡盘台250可如上所述在三个轴上运动。

气体送进器100可固定至腔室500的腔室顶530。气体送进器100可位于卡盘台250上方。气体送进器100可朝着位于卡盘台250的上表面上的晶圆w的上表面供应气体。

等离子体处理可包括利用气体等离子体对晶圆w的上表面进行干法蚀刻。因此，用于等离子体的气体可通过气体送进器100被供应至腔室500中。

气体供应线路110可连接至气体送进器100。气体供应线路110可连接至腔室顶530，以在外部连接至气体送进器100。气体供应线路110可在外部连接至气源120，以将用于等离子体的气体供应至腔室500中。然而，气体供应线路110的位置不限于腔室顶530。也就是说，根据一个或多个其它示例性实施例，气体供应线路110的位置可根据腔室500的结构和位置以及气源120的位置变化。

气源120可存储用于等离子体产生的气体，并且可在等离子体处理中将用于等离子体的气体提供至腔室500。虽然图1示出了通过气体供应线路110从腔室500外供应气体的气源120，但是在根据一个或多个其它示例性实施例的等离子体处理设备中，气源120可直接附于腔室500。

气体送进器100可利用多个喷嘴将用于等离子体产生的气体供应至腔室500中。然而，应该理解，一个或多个其它示例性实施例不限于此。

气体送进器100可用作用于等离子体处理的上电极。卡盘台250和基座50可用作用于等离子体处理的下电极。卡盘台250和基座50可通过第一线410连接至第一rf电源400。气体送进器100可通过第二线535接地。

第一rf电源400可为等离子体处理提供偏置电压。因此，等离子体可通过电场的形成而到达晶圆w的上表面。由于等离子体包含具有电荷的电离离子，因此等离子体可通过电场的形成而在期望方向(例如，竖直方向)上前进。

气体送进器电介质环130可包括电介质。气体送进器电介质环130可包围气体送进器100的侧表面。气体送进器电介质环130可在第三方向z上与电介质环220(具体地说，第二电介质环220b)重叠。然而，应该理解，一个或多个其它示例性实施例不限于此。气体送进器电介质环130还可在第三方向z上与限位环(focusring)210或第一电介质环220a重叠。

出口610可位于腔室500的一侧。虽然图1示出了出口610形成在腔室500的腔室底520中，但是应该理解，一个或多个其它示例性实施例不限于此。出口610可形成在腔室500的腔室底520、腔室侧壁510和腔室顶530中的任一个中。

出口610可为当完成等离子体处理时用于等离子体的气体通过其排放的孔。在用于等离子体的气体通过出口610排放的同时，可关闭晶圆w通过其进出的开口550。

出口610可连接至抽吸口620。抽吸口620可为这样的通道，通过出口610排放的用于等离子体的气体通过其移动至真空模块630。抽吸口620可连接至真空模块630。在根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备中，可省略抽吸口，并且真空模块630和出口610可直接彼此接触。

真空模块630可抽吸腔室500中的用于等离子体的气体。真空模块630可将真空压强提供至密封的腔室500中，以去除腔室500中的用于等离子体的气体。在真空模块630抽吸所有用于等离子体的气体之后，出口610可关闭，以将腔室500与抽吸口620隔离。

电介质环220可位于卡盘台250的侧表面上。电介质环220可围绕卡盘台250的侧表面。电介质环220可包括围绕卡盘台250的上部250a的第一电介质环220a和围绕卡盘台250的下部250b的第二电介质环220b。围绕卡盘台250的上部250a的限位环210可位于电介质环220上。

限位环210也可接触晶圆w的侧表面。限位环210可包括导体。限位环210可布置为防止晶圆w脱离，并且调整用于等离子体注入的电势。

现在，将参照图2描述等离子体注入至晶圆w的边缘部分上的注入角。

参照图2，等离子体p基本上垂直于晶圆w的上表面注入。这是因为形成在晶圆w上的电势是平的。也就是说，等电势表面可表示为图2中的①、②和③。

电势可在晶圆w的中心部分保持为平的，但是在晶圆w的边缘部分会不平。也就是说，电势可根据限位环210的形状、厚度和材料而翘曲。因此，当如①所示电势在边缘部分增大时，可通过增大的电势而使等离子体p在朝着晶圆w的外侧倾斜的同时被注入。

如果如②所示电势由于特定因素在晶圆w的边缘部分保持为平的，则与其它部分相似，等离子体p可垂直于晶圆w的上表面注入。

另一方面，当如③所示电势在晶圆w的边缘部分降低时，等离子体p可在朝着晶圆w的内侧倾斜的同时注入。

随着重复地执行等离子体处理，限位环210的形状和厚度中的至少一个可由于磨损而改变。因此，等离子体p的注入角会在从①和②至③的方向上逐渐改变。

随着等离子体p的注入角的斜度增大，根据晶圆w的上表面上的位置，晶圆w的蚀刻速率的分布变得不均匀。因此，形成在晶圆w上的半导体装置的可靠性和性能会变差。

由于这种修改，在现有技术的等离子体处理设备中，应该定期将限位环210换成新的。为了增加限位环210的寿命，可将基本电势设为使得等离子体p的注入角向外倾斜(像①而非②中的情况那样)，并且当在等离子体p的注入角朝着晶圆w的内侧(像③中的情况那样)倾斜之后等离子体p的注入角是临界值时，可更换限位环210。

因此，由于随着重复地执行等离子体处理，等离子体p在晶圆w的边缘部分的注入角轻微但连续地改变，因此不可避免地降低了处理的可靠性和半导体装置的均匀性。

另一方面，根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备包括用于实时地调整介电常数的电介质环220，从而等离子体p在晶圆w的边缘部分的注入角可保持均匀。

参照图1至图4，电介质环220可包括第一电介质环220a和第二电介质环220b。

第一电介质环220a可位于限位环210下方。第一电介质环220a可围绕卡盘台250的上部250a的外围。

参照图4，卡盘台250包括上部250a和下部250b。上部250a可包括具有第一半径r1的圆形截面。下部250b可连接至上部250a的底部，并且包括具有大于第一半径r1的第二半径r2的圆形截面。也就是说，上部250a可从下部250b突出。

虽然图4示出了卡盘台250的上部250a和下部250b二者均具有圆形截面，应该理解，一个或多个其它示例性实施例不限于此。例如，卡盘台250的形状不受限制，只要下部250b比上部250a的面积大即可。也就是说，卡盘台250可具有任何形状，只要上部250a从下部250b的上表面突出即可。

再参照图1，可将第一电介质环220a布置为围绕卡盘台250的上部250a的侧表面。第一电介质环220a可仅与卡盘台250的上部250a的侧表面的一部分接触。上部250a的侧表面的其余部分可与限位环210接触。

第一电介质环220a可包括电介质。例如，第一电介质环220a可包括氧化铝(al2o3)、氮化铝(aln)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pete)、聚醚醚酮(peek)中的至少一个。

第一电介质环220a的下表面可与卡盘台250的下部250b的上表面接触。第一电介质环220a的下表面的一部分可与卡盘台250的下部250b的上表面接触，并且第一电介质环220a的下表面的其余部分可不与卡盘台250的下部250b的上表面接触。第一电介质环220a的下表面的其余部分可与第二电介质环220b接触。

参照图1和图3，第二电介质环220b可围绕卡盘台250的下部250b的侧表面。第二电介质环220b的下部可与基座50的上表面接触，并且可通过基座50连接至第一介电常数控制器300。具体地说，第二电介质环220b可通过形成在基座50中的第一控制线310连接至第一介电常数控制器300。

第二电介质环220b可为圆形的，以围绕圆形卡盘台250的下部250b。第二电介质环220b的上表面可与第一电介质环220a的下表面接触。第二电介质环220b的介电常数可通过第一介电常数控制器300实时地调整。

第二电介质环220b可包括顺电材料。顺电材料指的是在施加电压时极化而在不施加电压时不极化的材料。相反，铁电材料是一种即使不施加电压也保持极化的材料。

顺电材料一般呈非晶态，并且铁电材料一般呈晶体态(但不总是这样)。顺电材料的介电常数为约2至50，铁电材料的介电常数可高达5000。

铁电材料的介电常数根据诸如电压的变化因素具有滞后特性。也就是说，对应的介电常数可根据变化因素是增大还是减小而变化。

另一方面，顺电材料可根据特定变化因素具有恒定介电常数，而不具有滞后特性。因此，可容易地调整介电常数。

一些铁电材料可在高于居里温度的温度下在从晶体态改变为非晶态的同时相变为顺电材料。

第二电介质环220b可包括钛酸钡(batio3)(bto)作为顺电材料。bto的居里温度为120℃至130℃。因此，bto可在高于居里温度的温度下应用为顺电材料。因此，第二电介质环220b的温度可通过第一介电常数控制器300调整至居里温度以上的温度。然而，应该理解，一个或多个其它示例性实施例不限于此。第二电介质环220b的温度可通过除第一介电常数控制器300以外的元件保持在居里温度以上。

bto具有由碱土金属(ii族)元素制成的钙钛矿结构，并且在低于居里温度的温度下具有铁电性质。晶体结构在居里温度发生变化，因此电特性(例如，铁电/顺电性质、介电常数)也可改变。

第二电介质环220b可包括ta而不是ba。

可替换地，第二电介质环220b可包括bifeo3(bfo)或钛酸锶钡(ba1-xsrxtio3)(bst)作为顺电材料。

参照图5，包括在第二电介质环220b中的顺电材料在高于居里温度tc的温度下可具有顺电性质。也就是说，随着温度升高，介电常数可趋于增大。

参照图6，当将交流(ac)电压施加至顺电材料时，顺电材料可根据频率改变其介电常数。图6示出了掺有mo的顺电材料的根据mo的浓度的介电常数。c1是未掺杂的顺电材料，c2、c3、c4和c5是掺杂浓度依序增大的顺电材料。

在图6中，掺杂浓度越大，介电常数越小。另外，可以看出，随着ac电压的频率增大，顺电材料的介电常数减小。

参照图7，当将直流(dc)电压施加至顺电材料时，顺电材料可根据电压改变其介电常数。也就是说，随着施加的电压增大，顺电材料的介电常数可增大。

再参照图1，第二电介质环220b的介电常数可通过顺电材料实时地变化。第一介电常数控制器300可在改变温度、ac电源的频率和dc电源的电压的幅值中的至少一个的同时控制第二电介质环220b的介电常数。可通过至少一个硬件处理器和/或存储可通过至少一个硬件处理器执行的指令的存储器实施第一介电常数控制器300。

随着第二电介质环220b的介电常数改变，限位环210与基座50之间的电容可改变。电容的改变可改变上述图2的用于等离子体注入的电势。结果，晶圆w的边缘部分的电势可通过第二电介质环220b的介电常数的改变而变平。因此，根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备可将等离子体在晶圆w的边缘部分的注入角校正为垂直于晶圆w的上表面。因此，可均匀地形成晶圆的上表面上的整体蚀刻速率分布。

可在第二电介质环220b上布置支承环240。支承环240可围绕第一电介质环220a和限位环210的外表面。支承环240可不与第一电介质环220a接触，并且可在它们之间布置其它组件。然而，应该理解，一个或多个其它示例性实施例不限于此。

支承环240的上表面的高度可大于第一电介质环220a的上表面的高度并且小于限位环210的上表面的高度。然而，应该理解，一个或多个其它示例性实施例不限于此。例如，支承环240的大小和布置方式可根据外壁230、电介质环220、限位环210等的布置方式而变化。

外壁230可围绕卡盘台250、基座50、电介质环220、限位环210和支承环240。外壁230可允许卡盘台250、基座50、电介质环220、限位环210和支承环240布置在内部，从而将它们与外部隔离。

外壁230可包括第一外壁230a和第二外壁230b。第一外壁230a可位于第二外壁230b上方。第一外壁230a可包围限位环210的外侧表面和支承环240的上表面和外侧表面。

第二外壁230b可与第一外壁230a的底部连接。第二外壁230b可包围基座50的外侧表面和第二电介质环220b的外侧表面。此外，第二外壁230b可包围支承环240的侧表面的一部分。

然而，应该理解，在一个或多个其它示例性实施例中，第一外壁230a和第二外壁230b的构造不限于此。例如，根据一个或多个其它示例性实施例的等离子体处理设备可具有与上述排列方式不同地形成的外壁230。也就是说，如果包括所有以上组件并且它们可被支承，则外壁230的构造和排列方式可变化。

根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备可实时地调整第二电介质环220b的介电常数，以控制晶圆w的边缘部分的蚀刻速率的分布。

此外，还可将蚀刻速率控制在期望水平，同时均匀地保持蚀刻速率的分布。也就是说，边缘部分的蚀刻速率可更大或更小。因此，可控制整个晶圆w的蚀刻速率和处理速率。

下文中，将参照图8描述根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备。下面可简化或省略与以上任何描述相似的重复描述。

图8是示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的概念图。

参照图8，根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的第一电介质环220a可包括顺电材料。也就是说，第一电介质环220a可连接至第一介电常数控制器300，以改变第一电介质环220a的介电常数。

第二介电常数控制器301可通过改变施加至第一电介质环220a的温度、电压和频率的中的至少一个来控制第一电介质环220a的介电常数。第二介电常数控制器301可通过至少一个硬件处理器和/或存储可通过至少一个硬件处理器执行的指令的存储器来实施。

第二控制线311可将第一电介质环220a连接至第二介电常数控制器301。虽然图8示出了与第二电介质环220b重叠的第二控制线311，但是应该理解，一个或多个其它示例性实施例不限于此。也就是说，不限制第二控制线311的布置方式，只要第二控制线311与第一电介质环220a接触即可。

第一电介质环220a可布置为更靠近晶圆w的边缘部分，同时与限位环210的下表面直接接触。因此，可更精确地调整晶圆w的边缘部分的电势。因此，在根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备中，可更精确地执行等离子体在晶圆w的边缘的注入角的校正。

第二电介质环220b可包括电介质。例如，第二电介质环220b可包括al2o3、aln、pete和peek中的至少一个。也就是说，第二电介质环220b可不包括顺电材料。

由于第二电介质环220b与第一电介质环220a相比布置得相对于晶圆w更远，因此与第一电介质环220a相比，控制用于等离子体注入的电势的能力可相对不足。因此，通过调整第一电介质环220a的介电常数而不是第二电介质环220b的介电常数，可实现更显著的效果。

下文中，将参照图9描述根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备。下面可简化或省略与以上任何描述相似的重复描述。

图9是示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的概念图。

参照图9，根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的第一电介质环220a可包括电介质。例如，第一电介质环220a可包括al2o3、aln、pete和peek中的至少一个。也就是说，第一电介质环220a可不包括顺电材料。

第二电介质环220b可包括电介质。第二电介质环220b可包括al2o3、aln、pete和peek中的至少一个，例如。也就是说，第二电介质环220b可不包括顺电材料。

气体送进器电介质环130可包括顺电材料。也就是说，气体送进器电介质环130可连接至第三介电常数控制器302，以改变气体送进器电介质环130的介电常数。第三介电常数控制器302可通过改变施加至气体送进器电介质环130的温度、电压和频率中的至少一个来控制气体送进器电介质环130的介电常数。

第三控制线312可将气体送进器电介质环130连接至第三介电常数控制器302。第三控制线312可穿过腔室顶530连接至气体送进器电介质环130。

当气体送进器电介质环130的介电常数改变时可调整气体送进器100与限位环210之间的电容。因此，可调整用于等离子体注入的电势。结果，可调整注入至晶圆w的边缘区的等离子体的注入角。

此外，由于气体送进器电介质环130包括顺电材料，因此气体送进器100和腔室顶530通过第二线535接地的区域可减小。由于可通过介电常数调整接地区域的减小，因此可调整用于等离子体注入的电势。

当前示例性实施例的等离子体处理设备可通过将温度、电压和频率中的至少一个施加至与其它部件相对间隔开的气体送进器电介质环130来最小化对外围部件的影响。因此，通过控制气体送进器电介质环130的介电常数同时保持其它部件的正常操作，可在包括晶圆w的边缘部分的整个处理中实现均匀分布。

下文中，将参照图10描述根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备。下面可简化或省略与以上任何描述相似的重复描述。

图10是示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的概念图。

参照图10，根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的第一电介质环220可包括电介质。例如，第一电介质环220a可包括al2o3、aln、pete和peek中的至少一个。也就是说，第一电介质环220a可不包括顺电材料。

第二电介质环220b可包括电介质。例如，第二电介质环220b可包括al2o3、aln、pete和peek中的至少一个。也就是说，第二电介质环220b可不包括顺电材料。

腔室侧壁510的至少一部分可包括腔室侧壁环560。腔室侧壁环560可包括顺电材料。也就是说，腔室侧壁环560可连接至第四介电常数控制器303，以改变腔室侧壁环560的介电常数。

第四介电常数控制器303可通过改变施加至腔室侧壁环560的温度、电压和频率中的至少一个来控制腔室侧壁环560的介电常数。

第四控制线313可将腔室侧壁环560连接至第四介电常数控制器303。第四控制线313可直接连接至腔室侧壁510。

由于腔室侧壁环560包括顺电材料，因此腔室侧壁510和腔室顶530通过第二线535接地的区域可减小。由于可通过介电常数调整接地区域的减小，因此可调整用于等离子体注入的电势。

当前示例性实施例的等离子体处理设备可通过将温度、电压和频率中的至少一个施加至与其它部件相对间隔开的腔室侧壁环560来最小化对外围部件的影响。因此，通过控制腔室侧壁环560的介电常数同时保持其它部件的正常操作，可在包括晶圆w的边缘部分的整个处理中实现均匀分布。

下文中，将参照图11描述根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备。下面可简化或省略与以上任何描述相似的重复描述。

图11是示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的概念图。

参照图11，根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的电介质环220可包括顺电材料。也就是说，图1的第一电介质环220a和第二电介质环220b可作为一体包括相同的顺电材料。电介质环220可连接至第五介电常数控制器304，以改变电介质环220的介电常数。

第五介电常数控制器304可通过改变施加至电介质环220的温度、电压和频率中的至少一个来控制电介质环220的介电常数。

第五控制线314可将电介质环220连接至第五介电常数控制器304。

根据当前示例性实施例的等离子体处理设备可将基座50与限位环210之间的电容调整至最大程度，以调整用于等离子体注入的电势。因此，可在大范围内调整电容，从而可更有效地调整晶圆w的分布。

下文中，将参照图12描述根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备。下面可简化或省略与以上任何描述相似的重复描述。

图12是示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的概念图。

参照图12，在根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备中，电介质环220、气体送进器电介质环130和腔室侧壁环560全部可包括顺电材料。

因此，通过调整基座50与限位环210之间的电容、气体送进器100与限位环210之间的电容以及腔室顶530和腔室侧壁510的接地区域的减小，可调整用于等离子体注入的电势。

因此，第五介电常数控制器304、第三介电常数控制器302和第四介电常数控制器303可通过第五控制线314、第三控制线312和第四控制线313分别控制电介质环220、气体送进器电介质环130和腔室侧壁环560的介电常数。

因此，当前示例性实施例的等离子体处理设备可表现出电势调整的重叠效应。

根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备可包括第一电介质环220a、第二电介质环220b、气体送进器电介质环130和腔室侧壁环560中的至少一个。也就是说，与图12的示例性实施例不同，这四个部分全都不包括顺电材料。将参照图13解释原因。

图13是用于比较根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的蚀刻速率的示图。

参照图13，当边缘部分的蚀刻速率过大而中心部分的蚀刻速率不足时，可形成由a0表示的晶圆w的上表面。因此，通过采用图1和图8至图12的示例性实施例，可得到平坦或内凹的晶圆w的上表面(由a1表示)。

然而，当电容的变化量较大时，与a1相比，整体蚀刻速率可减小，如a2表示。在这种情况下，与原来想要的上表面a1不同，可提供上表面为a2的晶圆w。因此，考虑到处理条件，可选择第一电介质环220a、第二电介质环220b、气体送进器电介质环130和腔室侧壁环560中的至少一个使其包括顺电材料。

下文中，将参照图14描述根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备。下面可简化或省略与以上任何描述相似的重复描述。

图14是示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的概念图。

参照图14，电介质环220可包括第一电介质环220a、外电介质环220b和内电介质环220c。

外电介质环220b可不包括顺电材料。外电介质环220b可包围内电介质环220c，以保护内电介质环220c。例如，外电介质环220b可包括al2o3、aln、pete和peek中的至少一个。然而，应该理解，一个或多个其它示例性实施例不限于此。

内电介质环220c可包括顺电材料。也就是说，内电介质环220c可连接至第六介电常数控制器305，以改变内电介质环220c的介电常数。

第六介电常数控制器305可通过改变施加至内电介质环220c的温度、电压和频率中的至少一个来控制内电介质环220c的介电常数。

第六控制线315可将内电介质环220c连接至第六介电常数控制器305。虽然图14示出了与外电介质环220b重叠的第六控制线315，但是应该理解，一个或多个其它示例性实施例不限于此。也就是说，不限制第六控制线315的布置方式，只要其与内电介质环220c接触即可。

下文中，将参照图15描述根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备。下面可简化或省略与以上任何描述相似的重复描述。

图15是示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的概念图。

参照图15，根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备可被构造为使得用作下电极的卡盘台250和基座50通过第一线410接地。

同时，气体送进器100可用作用于等离子体处理的上电极。气体送进器100可通过第二线535连接至第二rf电源537。

第二rf电源537可提供用于等离子体处理的偏置电压。因此，等离子体可通过电场的形成到达晶圆w的上表面。由于等离子体包含具有电荷的电离离子，等离子体可通过电场的形成而在期望方向(例如，竖直方向)上前进。

下文中，将参照图1和图16描述根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备。下面可简化或省略与以上任何描述相似的重复描述。

图16是详细示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的介电常数控制器的概念图。

参照图16，根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的第一介电常数控制器300可包括温度控制装置300a。第一介电常数控制器300可通过第一控制线310控制第二电介质环220b的温度。因此，可调整第二电介质环220b的温度，并且可调整介电常数。结果，可调整晶圆w的边缘部分的电势。可通过至少一个硬件处理器(例如，微处理器或微控制器)和/或存储可由至少一个硬件处理器执行的指令的存储器实施第一介电常数控制器300和/或温度控制装置300a。

当然，可将图16的构造应用于图8至图12和图14的第二介电常数控制器301至第六介电常数控制器305。

下文中，将参照图1和图17描述根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备。下面可简化或省略与以上任何描述相似的重复描述。

图17是详细示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的介电常数控制器的概念图。

参照图17，根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的第一介电常数控制器300可包括ac电源300b。第一介电常数控制器300可通过第一控制线310调整施加至第二电介质环220b的ac电源300b的频率。因此，可调整第二电介质环220b的介电常数。结果，可调整晶圆w的边缘部分的电势。可通过至少一个硬件处理器(例如，微处理器或微控制器)和/或存储可由至少一个硬件处理器执行的指令的存储器实施第一介电常数控制器300。

当然，可将图17的构造应用于图8至图12和图14的第二介电常数控制器301至第六介电常数控制器305。

下文中，将参照图1和图18描述根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备。下面可简化或省略与以上任何描述相似的重复描述。

图18是详细示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的介电常数控制器的概念图。

参照图18，根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的第一介电常数控制器300可包括dc电源300c。第一介电常数控制器300可通过第一控制线310调整施加至第二电介质环220b的dc电源300c的电压的幅值。因此，可调整第二电介质环220b的介电常数。结果，可调整晶圆w的边缘部分的电势。可通过至少一个硬件处理器(例如，微处理器或微控制器)和/或存储可由至少一个硬件处理器执行的指令的存储器来实施第一介电常数控制器300。

当然，可将图18的构造应用于图8至图12和图14的第二介电常数控制器301至第六介电常数控制器305。

下文中，将参照图1和图19描述根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备。下面可简化或省略与以上任何描述相似的重复描述。

图19是详细示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的介电常数控制器的概念图。

参照图19，根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的第一介电常数控制器300可包括dc电源300c和ac电源300b。dc电源300c和ac电源300b可彼此串联。然而，应该理解，一个或多个其它示例性实施例不限于此。等离子体处理设备还可包括诸如电阻器、线圈和电容器的其它电路元件。dc电源300c和ac电源300b可与其它电路元件串联或并联。结果，在本公开的范围内可包括用于通过第一控制线310控制第二电介质环220b的介电常数的任何元件。

第一介电常数控制器300可通过第一控制线310控制施加至第二电介质环220b的ac电源300b的频率和dc电源300c的电压的幅值。因此，可调整第二电介质环220b的介电常数。结果，可调整晶圆w的边缘部分的电势。可通过至少一个硬件处理器(例如，微处理器或微控制器)和/或存储可由至少一个硬件处理器执行的指令的存储器来实施第一介电常数控制器300。

当然，可将图19的构造应用于图8至图12和图14的第二介电常数控制器301至第六介电常数控制器305。

下文中，将参照图1和图20描述根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备。下面可简化或省略与以上任何描述相似的重复描述。

图20是详细示出根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的介电常数控制器的概念图。

参照图20，根据一个或多个示例性实施例的等离子体处理设备的第一介电常数控制器300可包括dc电源300c、ac电源300b和温度控制装置300a。

dc电源300c和ac电源300b可彼此串联。然而，应该理解，一个或多个其它示例性实施例不限于此。等离子体处理设备还可包括诸如电阻器、线圈和电容器的其它电路元件。dc电源300c和ac电源300b可与其它电路元件串联或并联。

温度控制装置300a可独立于dc电源300c和ac电源300b地连接。也就是说，温度控制装置300a可通过温度控制线310a连接至第二电介质环220b。dc电源300c和ac电源300b可通过频率/电压控制线310b连接至第二电介质环220b。

第一控制线310可包括温度控制线310a和频率/电压控制线310b。

第一介电常数控制器300可通过频率/电压控制线310b控制施加至第二电介质环220b的ac电源300b的频率和dc电源300c的电压的幅值。另外，第一介电常数控制器300可通过温度控制线310a控制第二电介质环220b的温度。因此，可调整第二电介质环220b的介电常数。结果，可调整晶圆w的边缘部分的电势。

结果，可通过将温度、频率和电压中的至少一个或全部通过第一控制线310施加至第二电介质环220b来调整介电常数。可通过至少一个硬件处理器(例如，微处理器或微控制器)和/或存储可由至少一个硬件处理器执行的指令的存储器来实施第一介电常数控制器300和/或温度控制装置300a。

当然，可将图20的构造应用于图8至图12和图14的第二介电常数控制器301至第六介电常数控制器305。

下文中，将参照图1、图21和图22描述根据一个或多个示例性实施例的制造半导体装置的方法。下面可简化或省略与以上任何描述相似的重复描述。

图21是示出根据一个或多个示例性实施例的利用等离子体处理设备制造半导体装置的方法的流程图。图22是详细示出图21的等离子体处理执行步骤的流程图。

首先，参照图21，将晶圆w置于卡盘台250上(操作s100)。具体地说，参照图1，可将晶圆w通过设置在腔室侧壁510中的开口550转移至腔室500中。可将晶圆w置于位于腔室500中的卡盘台250上。卡盘台250可包括对应于晶圆w的大小的上表面，从而容易地放置晶圆w。

然后，再参照图21，将气体供应至腔室500(操作s200)。

具体地说，参照图1，将晶圆w放置于卡盘台250上，并且可关闭开口550。当在关闭开口550之后或者通过关闭开口550和/或任何其它开口将腔室500密封时，可通过气体送进器100供应用于等离子体产生的气体。

可通过气体供应线路110从气源120供应气体。气体送进器100可按照喷嘴的形式将气体注入腔室500中，但是本公开不限于此。

然后，再参照图21，施加偏置电压以产生等离子体(操作s300)。

具体地说，参照图1，可通过第一rf电源400、第一线410和接地的第二线535将偏置电压施加至腔室500的内部。因此，通过气体送进器100供应的气体的电荷可受激以产生等离子体。

接着，再参照图21，执行等离子体处理(操作s400)。

等离子体处理可包括沉积处理，例如，层的沉积处理和蚀刻处理二者。在晶圆w的中心部分均匀地执行等离子体处理，但是与中心部分相比，等离子体处理在边缘部分会执行得不足或过量。这是由其中等离子体的注入角倾斜的现象导致的。

具体地说，参照图2，根据电势的分布(①、②、③)确定等离子体p的注入角的斜度(①、②、③)。因此，与晶圆w的中心部分相比，等离子体处理在晶圆w的边缘部分的执行程度可不同。

更详细地说，参照图22，首先，删除了晶圆边缘区的等离子体注入角(操作s410)。

然后，通过调整温度、电压幅值或频率中的至少一个来调整等离子体注入角(操作s420)。

具体地说，参照图1和图2，第一介电常数控制器300可通过第一控制线310控制第二电介质环220b的温度、施加的电压的幅值和施加的电压的频率中的至少一个。

因此，可调整第二电介质环220b的介电常数，以改变基座50与限位环210之间的电容，并且电势可均匀地分布(②)。在这种情况下，等离子体p的注入角垂直于电势(②)，从而可像在中心部分中那样均匀地执行边缘部分的等离子体处理。

在等离子体处理中，第一介电常数控制器300可实时地调整第二电介质环220b的介电常数。因此，在等离子体处理中，可均匀地保持晶圆w的边缘部分的等离子体处理性能。

再参照图21，等离子体处理结束，并且排放气体(操作s400)。

具体地说，参照图1，腔室500中的气体可通过出口610排放至腔室500的外部。出口610可连接至抽吸口620和真空模块630，并且真空模块630可利用真空压强抽吸气体。

当通过出口610排放气体时，开口550可关闭。然后，可通过开口550转移经受了等离子体处理的晶圆w。然而，一个或多个其它示例性实施例不限于此，并且晶圆w还可在腔室500中经受另一后续处理。

根据当前示例性实施例的用于制造半导体装置的方法不仅可应用于图1的等离子体处理设备的示例性实施例，而且可应用于本说明书的其它附图中示出的其它示例性实施例。另外，应该理解，可在执行存储在存储器中的指令的至少一个硬件处理器的控制下实施图21的方法和/或图22的方法的全部或至少一部分。

虽然不限于此，但是示例性实施例可实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是可存储稍后可由计算机系统读取的数据的任何数据存储设备。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可分布在网络连接的计算机系统上，以便以分布式方式存储和执行计算机可读代码。另外，可将示例性实施例写为计算机程序，其在诸如载波的计算机可读传输介质上传输，并且在执行所述程序的通用或专用数字计算机上被接收和实施。此外，应该理解，在示例性实施例中，上述设备的一个或多个单元可包括电路、处理器、微处理器等，并且可执行存储在计算机可读介质中的计算机程序。

应该理解，应该仅按照描述性含义来看待本文描述的示例性实施例，而非为了限制的目的。例如，以上说明中的单个元件可分为多个元件，并且以上说明中的多个元件可组合为单个元件。在各个示例性实施例中对特征或方面的描述通常应被视为可用于其它示例性实施例中的其它类似特征或方面。

虽然已参照附图具体示出和描述了示例性实施例，但是本领域普通技术人员应该理解，可在不脱离由权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下，在其中作出各种形式和细节上的改变。因此，期望公开的示例性实施例在所有方面被看作是示出性而非限制性的，应该参照权利要求而非以上描述来指明本发明构思的范围。