用於產生均勻的處理速率的方法和設備的製作方法

2023-10-10 12:56:24

專利名稱：用於產生均勻的處理速率的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明總的涉及用於處理基片的設備和方法，其中基片包括用於 集成電路製造的半導體基片或用於平板顯示器應用的玻璃板。更具體 的，本發明涉及改進的等離子體處理系統，其能夠在基片表面以高處 理均勻性處理基片。
背景技術：
等離子體處理系統已經存在了一段時間。這些年來，使用電感性 耦合等離子體源、電子回旋加速器諧振(ECR)源、電容性源或類似物 的等離子體處理系統已經被不同程度地引入和使用，以處理不同對象， 諸如半導體基片和玻璃板。
在處理中，通常使用多個沉積和/或蝕刻步驟。在沉積過程中，材 料被沉積到基片表面上(諸如玻璃板或晶片的表面)。例如，可以在基 片的表面形成諸如不同形態的矽、二氧化矽、氮化矽、金屬和類似物 的沉積層。相反地，可以使用蝕刻來從基片表面上預定的區域選擇性 地去除材料。例如，可以在基片的層中形成諸如過孔、觸點或溝槽等 蝕刻特徵。
一種特定的等離子體處理的方法使用電感性源來產生等離子體。 圖1示出了用於等離子體處理的現有技術的電感性等離子體處理反應 器200。典型的電感性等離子體處理反應器包括腔室202,天線或感應 線圈210設置在絕緣窗212上方。典型的，天線210可操作地連接到 第一射頻(rf )電源214。另外，在腔室202的壁208內設置氣體埠 215，其設置為用於將氣態的源材料，例如，蝕刻劑源氣體，釋放到絕 緣窗212和基片206之間的射頻感應等離子體區域204中。基片206 引入腔室202並且放置在卡盤216上，卡盤216通常作為電極並且可 操作地連接到第二射頻電源218。
為了產生等離子體，處理氣體通過氣體埠 215輸入腔室202內。 隨後使用第一射頻電源214向感應線圈210施加功率。施加的射頻能量穿過絕緣窗212耦合到腔室202內，並且在腔室202內感應出射頻 磁場和伴隨的大電場。電場加速腔室內存在的較小數量的電子，在腔 室中感應出環流的電流，並且該環流的電子與處理氣體的氣體分子碰 撞。這些碰撞導致電離和放電或等離子體204的開始。如在該技術中 已知的，處理氣體的中性氣體分子當遭受這些強電場時失去電子，並 且留下帶正電荷的離子。因此，在等離子體204內部包含帶正電荷的 離子、帶負電荷的電子和中性氣體分子(和/或原子)。 一旦自由電子 的產生速率超過其減少的速率，等離子體點火。
在本申請中和權利要求書中，通過射頻電感天線產生的電磁場為
射頻電磁場。雖然，在附圖中示出的電磁場為靜態的，通過射頻電感 天線產生的電磁場通常為射頻電磁場。
一旦形成等離子體，等離子體內部的中性氣體分子趨向於指向基 片的表面。通過例子，有助於在基片處存在中性氣體分子的機制之一 為擴散(即，腔室內的分子的隨機運動)。從而，通常沿基片206的表 面可以發現存在一層中性物質(例如，中性氣體分子)。對應的，當向 底部電極216施加功率後，離子趨向於朝向基片加速，其在那裡與中 性物質一起啟動蝕刻反應。
諸如上述的電感性等離子體系統遇到一個問題為，在基片上的蝕 刻性能存在差異，例如，不均勻的蝕刻速率。即，基片的一個區域蝕 刻的與其它區域不同。因此，特別是在集成電路的情況下，很難控制 與某個工作件相關的參數，例如，關鍵尺寸、縱橫比和類似參數。另 外，不均勻的蝕刻速率可以導致半導體電路中設備失效，這通常轉化 為生產商成本的增加。另外，還存在其它問題，涉及諸如總蝕刻速率、 蝕刻剖面、微負載、選擇性和類似參數。
在近些年，發現導致這些不均勻蝕刻速率的一個因素可能為在基 片表面上的等離子體密度的差異的結果，即，等離子體的各區域中的 活性物質(例如，帶正電荷的離子)數量更多或更少。在不希望被理 論限制的同時，人們相信等離子體密度的差異是由在等離子體區域中 的磁場和電場中發現的不對稱性造成的。如果等離子體區域中的磁場 是不對稱的，順理成章，感應電場的環流電流是不對稱的，並且因此
電離和等離子體的開始將是不對稱的，從而導致等離子體密度的差異。 圖1示出的示例天線210設計為用於減小功率耦合的不對稱性。天線210包括兩對同心的平面天線並且具有複雜的交叉結構，在交叉 結構處連接天線部件並且連接射頻功率饋電裝置。然而，需要提供射 頻功率饋電裝置意味著天線不能是完全方位角對稱。在頻率為等離子 體處理中通常使用的射頻頻率時，即使沒有射頻功率饋電裝置，天線 部件具有的性質更像是傳輸線，而不是集總的部件，因此圍繞天線的 電流強度存在差異，這導致產生的磁場圖形方位角不對稱。
已經提出其它天線給構，用於改進等離子體區域中的電磁場的對 稱性，並且從而改進等離子體的均勻性。美國專利5729280 (Holland 等人)描述了一種天線，其具有特定的螺旋形的結構，以使得由傳輸 線效應導致的具有相對高和低電流的區域得到校準和平均。多種方法 使用多種有源施加功率的天線。美國專利5401350 ( Patrick等人)描 述了一種線圈結構，其包括通過第一匹配網絡接附到第一射頻源的第 一螺旋線圏，和在第 一線圏內通過第二匹配網絡連接到第二射頻源的 第二螺旋線圏。美國專利5731565 (Gates)描述了一種盤繞的天線， 其連接到源，其中該天線的中心盤繞的部分可以選擇性地連接到天線 內。
即使天線可以製造得產生完全對稱的電磁場，處理腔室或處理腔 室中任何部件與完全直圓柱體對稱的偏離都可能在等離子體處理區域 中的射頻場中引入不對稱性。例如，卡盤216、工作件206、腔室殼體、 窗212或天線210與圓柱體形對稱之間的任何偏移將向等離子體處理 系統內引入一些不對稱性。正常的製造公差也將意味著等離子體處理 系統的一些部分不是完全圓柱體形對稱的。例如，等離子體腔室的壁 的厚度的差異可以影響等離子體產生區域中的射頻場的對稱性。即使 使得等離子體區域的射頻場完全對稱了 ，如果晶片沒有正確地對準， 或者如果在等離子體產生區域與工作件的表面之間的射頻場分布存在 差異，都將導致工作件的等離子體處理不均勻。
因此，不考慮通過天線產生的電磁場的對稱性的改進，在晶片表 面上的等離子體處理仍可能存在很大的不均勻，而且即使在等離子體 腔室中完全對稱的電磁場分布也不能保證對晶片的蝕刻完全均勻。
考慮到上述內容，需要用於改進基片表面處處理均勻性的改進的 方法和設備。在處理趨向小尺寸時，例如，目前要求為0.1微米，更 需要對蝕刻速率的均勻性的成比例的準確的改進。

發明內容
根據本發明的第一個方面，提供了一種用於在等離子體處理設備 中產生射頻場分布的天線裝置。該裝置包括射頻電感天線，射頻電源 連接到其上，以施加射頻電流，以產生第一射頻場。該射頻場可以延 伸進入等離子體產生區域。無源天線電感性地耦合到該射頻電感天線。 該無源天線配置為產生第二射頻場。第二射頻場修改第一射頻場，使 得等離子體腔室中的射頻場分布增加處理設備的處理均勻性。
根據本發明的另一個方面，提供了一種用於在等離子體處理設備 中的等離子體區域產生射頻場分布的天線裝置。該裝置包括射頻電感 天線和無源天線。該無源天線電感性地耦合到射頻電感天線並且配置 為產生修改射頻場分布的徑向分布的射頻場。還提供一種用於移動無 源天線以改變射頻場分布的徑向分布的裝置。
根據本發明的另一個方面，提供了用於改進等離子體處理設備中 的等離子體處理均勻性的方法。天線裝置在等離子體處理設備內部產
生射頻場分布，並且包括連接到射頻電源以施加射頻電流以產生延伸 進入等離子體產生區域的第一射頻場的射頻電感天線，和配置為產生 第二射頻場的無源天線。該方法包括電感性地耦合無源天線和射頻電 感天線的步驟。無源天線定位為產生第二射頻場以修改第一射頻場， 使得在等離子體處理設備內的射頻場分布增加該處理設備的處理均勻 性。
根據本發明的另一個方面，提供了用於調節用於等離子體處理設 備中的射頻天線的射頻場分布的方法。該射頻天線的射頻場分布被確 定。至少提供一個無源天線，其電感性地耦合到該射頻天線。該無源 天線對射頻場分布的影響隨後被確定。


通過參考接下來結合附圖進行的描述，可以最佳地理解本發明和
本發明的其它優勢，其中
圖1示出了包括現有技術的射頻電感天線的等離子體處理設備的 示意性的截面圖2示出了與圖1類似並且包括根據本發明的天線裝置的等離子 體處理設備的示意性的截面圖3為示出了該射頻電感天線的電流路徑的示意性的電路圖；圖4為圖2中的天線裝置的示意性的平面圖； 圖5為示出了電磁場分布中的不對稱性對蝕刻速率均勻性的影響 的等高線圖6為示出了由圖2和圖4中的天線裝置產生的改進的蝕刻速率 均勻性的等高線圖7示出了圖2和圖4中的天線裝置的示意性的截面圖和例如在 射頻環路中無源天線對磁場圖形的影響；
圖8A到J示出了該裝置中的無源天線的可選擇的形狀；
圖9示出了用於改變等離子體區域中電磁場的徑向分布的天線裝 置的實施例的示意性的截面圖IO示出了包括屏蔽無源天線的天線裝置的實施例的示意性的透 視圖11示出了包括屏蔽無源天線的天線裝置的另一個實施例的示意 性的透視圖12A、 12B和12C分別示出了射頻天線的示意性的截面圖和對稱 的磁場圖形、不對稱的磁場圖形和具有無源天線屏蔽；
圖13示出了圖12C中示出的天線裝置的透視圖，示出了無源天線 的影響；
圖14示出了無源天線的可選擇的實施例的示意性的透視圖15示出了無源天線的另一個可選擇的實施例的示意性的透視
圖16示出了無源天線的另一個可選擇的實施例的示意性的透視
圖17示出了無源天線的另一個可選擇的實施例的示意性的透視
圖18示出了與圖2中類似並且包括根據本發明的修改了的天線裝
置的另一個實施例的等離子體處理設備的示意性的截面圖19為示出了根據本發明的射頻電磁場分布調節方法的流程圖20A、 B和C示出了射頻天線的總體部分的示意圖，示出了對稱 和不對稱的射頻場的來源。
在圖中，相同的參考數字指的是相同的部件和元件。
具體實施例方式
本發明涉及用於增加在等離子體處理設備或工具中在工作件上的 處理均勻性的方法和設備。圖1示出了如以上討論的現有技術的等離
子體處理設備。該設備包括連接到射頻電源的電感射頻天線210，該射 頻電源為天線提供射頻電流源。簡單而言，該射頻天線在處理腔室202 中的等離子體處理區域中產生射頻電磁場分布，其點火併維持等離子 體204。
在射頻天線上有射頻電壓並且在射頻天線中有射頻電流。該射頻 電壓沿天線的長度變化而且最大的電壓差異通常為從一端(即，終端) 到另一端(即，終端)。最大電壓差異通常在幾千伏的量級。射頻天線 上的射頻電壓和射頻天線中的射頻電流都可以影響等離子體。
射頻天線上的射頻電壓直接在等離子內產生電場。天線上的射頻 電壓到等離子體的耦合通常稱作電容性耦合。射頻天線中的射頻電流 在等離子體內產生射頻磁場，其在等離子體內感應射頻電場。射頻天 線中的射頻電流到等離子體的耦合通常稱作電感性耦合。因此在射頻 天線和等離子體之間可以同時存在射頻電感性耦合和射頻電容性耦 合。在接下來的內容中，除非由上下文另外指出，術語"射頻場分布" 將用於指的是具有電感性(即，磁場)部分和電容性(即，電場)部 分的射頻電磁場分布。
對於電感性的等離子體源，從天線通過電感性耦合耦合到等離子 體的功率的量大於通過電容性耦合耦合到等離子體的功率的量。即便 是對於電感射頻天線，電容性耦合的作用也是重要的。等離子體是通 過電容性耦合開始並且隨後通過電感性耦合維持的。同樣，由於沿射 頻天線的長度，射頻電壓變化，所以從天線到等離子體的電容性耦合 從天線的不同部分變化。電容性耦合的差異可以通過等離子體中的離 子在絕緣窗的底部表面內蝕刻出的可視的圖形看到，在電容性耦合最 強的區域，等離子體中的離子將物質從絕緣窗中濺射出來。
一些等離子體處理系統使用法拉第屏蔽件以減小電感天線到等離 子體的電容性耦合。這樣的法拉笫屏蔽件為大的扁平金屬盤，具有多 個徑向的狹槽，且位於電感天線和絕緣窗之間。如果法拉第屏蔽件的 射頻電勢為零伏，則沒有到等離子體的電容性耦合。如果法拉第屏蔽 件的射頻電勢為均勻的非零伏，則到等離子體的電容性耦合為均勻的。在法拉第屏蔽件上提供徑向的狹槽以阻止被射頻天線感應的射頻電 流，否則其將妨礙射頻天線和等離子體的電感性耦合。即使沒有任何 電容性耦合，在腔室中的射頻場分布仍將具有一些由射頻磁場部分形 成的射頻電場部分。
圖2示出了與圖1中類似，但是包括根據本發明的天線裝置的實 施例的等離子體處理設備的示意性的截面圖。該天線裝置包括電感射 頻天線210以及第一無源天線220和第二無源天線222。圖3為示出了 該電感天線的電流路徑的示意性的電路圖，及圖4為示出了無源天線 相對於電感天線的定位的示意性的平面圖。圖2示出了沿圖4中的線 AA，的截面圖。
電感天線210包括第一、上部圓形天線部件對224和第二、下部 圓形天線部件對226。該上部對包括內環天線部件228和外環天線部件 230。該下部對也包括內環天線部件232和外環天線部件234。上部和 下部對對於與天線平面大致垂直地延伸的中心軸線245同中心。該中 心軸線與等離子體腔室自身202的大致圓柱形對稱的軸線共線。
每個天線部件由具有大約3/8英寸(0. 9釐米)正方形截面的鍍銀 的銅形成。該電感天線的內徑為大約6英寸(14.5釐米)，外徑為大約 8英寸(19.4釐米)。該天線部件安裝在圓形的、十字形截面的支撐件 236上，其由聚四氟乙烯製成，可用的商品名為特氟綸。支撐件的尺寸 足夠阻止在天線部件之間產生電弧。該支撐件的作用為將天線部件保 持在正確的相對空間位置，並且還有助於阻止天線部件在運轉中在磁
場力的作用下被排斥開。
如圖3所示，天線部件在它們的自由端連接，以提供單一的電流 路徑，使得該電流在天線的平面內以同樣的方向流動。射頻電流饋電 裝置238和240設置在天線210的自由端，射頻電源214在運轉中通 過其向天線施加射頻電流。由於該電感天線連接到射頻電源使得射頻 電流在天線中流動，其可以被認為是有源天線。該射頻電流饋電裝置 是該天線可以產生的主要為對稱的電磁場圖形的方位角不對稱性的來 源。總之，不是所有的射頻天線都設計成方位角對稱的。射頻電感天 線210的詳細結構在2001年12月18日由Wilcoxson等人提交的題目 為 "Method and .Apparatus For Producing Uniform Process Jlates" 的美國專利申請10/033807中更詳細地介紹，其內容在這裡作為參考200810178065.X
說明書第8/20頁 加入。
本發明不限於附圖中示出的射頻天線的例子。本發明可以使用任 何射頻電感天線結構實現。例如，可選擇的射頻電感天線可以具有單 獨的或多個繞成平面螺旋或者繞在半球的表面上的螺旋天線部件。在 這樣的可選擇的射頻天線的實施例中，在螺旋的相鄰圏之間的空氣間 隙可以用於防止在天線的部件之間產生電弧。
如圖2和4中所示，無源天線222安裝在支撐件400上。支撐件 400包括臂402，臂402在支撐體404中軸頸連接，支撐體404通過支 撐腳406可樞轉地安裝在等離子體腔室上。該臂在第一端具有把手408， 該無源天線在另一端接附。該支撐件允許該無源天線的位置和朝向相 對於電感天線進行調節。該無源天線可以沿臂的軸線平移410,繞臂的 軸線旋轉412，並且該支撐體404可以旋轉414。無源天線的任一個或 每一個的位置可以根據需要以任何方式改變。例如，無源天線可以平 移、旋轉、傾斜，或者另外在三維上相對於射頻天線定向。
實際上，每個無源天線通過將無源天線連接到等離子體處理設備 的一部分的支撐結構來保持在合適的位置。為了清晰，沒有示出用於 第二無源天線的支撐件。該支撐件的作用為改變無源天線的位置和朝 向，保持無源天線在優選的位置並且還阻止磁場力移動無源天線。可 選擇的，無源天線可以放置在等離子體腔室的輔助部分上，諸如窗口 溫度控制設備，其為天線提供支撐。
圖4示出了本發明的天線裝置的示意性的平面圖。第一無源天線 220和第二無源天線222每個具有'D，形形狀且由大約1英寸(2.4 釐米)寬的鍍銀銅帶製成。無源天線可以由任意導電材料製成，但優 選為金屬且具有儘可能高的傳導率。把射頻電感天線在天線饋電位置 處的間隙作為12點鐘方向，第二無源天線222定位在對應大約1點鐘 方向的角位置且在電感天線的外圍以外。第二無源天線220定位在對 應大約7點鐘方向的角位置且在電感天線的外圍以內。兩個無源天線 都定位在稍微高於電感天線的上表面，並且在與電感天線的平面大致 平行的平面內。
已經描述了天線裝置的外形和結構，現在將特別參考圖5、 6和7 來描述天線裝置的運轉。為了清晰，使用'方位角，指的是對於等離 子體處理設備的中心軸線245的角度偏移，如圖4中由線250所示出
ii的。
圖5示出了蝕刻速率作為晶片表面上的位置的函數的等高線圖 260，該晶片使用採用現有技術的與圖1所示的類似的等離子體處理設 備處理。等高線圖的頂部衝心對應射頻天線饋電裝置的位置，等高線 圖的中心對應等離子體處理設備的中心軸線245 。等高線標誌示出了蝕 刻速率，單位為埃每分鐘。如可以看到的，蝕刻速率在朝向等高線圖 的左底部的部分為最高，在朝向等高線圖的右頂部的部分為最低。因 此，在晶片上的蝕刻速率具有梯度。在圍繞晶片的不同方向上蝕刻速 率也不同，因此晶片上的蝕刻速率方位角不對稱。晶片表面的平均蝕 刻速率為29.9納米每分鐘，其標準偏差為l.O納米每分鐘，偏差範圍 為3.5納米每分鐘。
圖6示出了蝕刻速率作為晶片表面上的位置的函數的等高線圖 270，該晶片使用與對應圖形260的處理過程相同的處理過程處理，但 使用具有如圖2和4中所示的天線裝置的等離子體處理設備。等高線 圖的頂部中心對應射頻天線饋電裝置的位置，等高線圖的中心對應等 離子體處理設備的中心軸線245。等高線標誌示出了蝕刻速率，單位為 埃每分鐘。如可以看到的，蝕刻速率在朝向等高線圖的左部的部分為 最高，在朝向等高線圖的右頂部的部分為最低。然而，晶片表面的平 均蝕刻速率為29. 7納米每分鐘，其與現有技術的處理可比，但是其標 準偏差為0. 5納米每分鐘，偏差範圍為1.8納米每分鐘即，蝕刻速 率的均勻性加倍且蝕刻速率隨角度的偏差減小。因此，和現有技術相 比，使用本發明的天線裝置的蝕刻速率具有更高的均勻性和方位角對 稱性。
在不希望被理論限制的同時，相信一個因素為該無源天線修改了 等離子體產生區域中的射頻場分布，以增加在等離子體產生區域中的 射頻場分布的方位角對稱性。如果射頻天線和晶片沒有同軸對準，則 另一個因素髮揮重要作用。在此情況下，不管單獨由射頻天線產生的 射頻場分布多麼對稱，在晶片表面上的蝕刻速率還是可能有非常大的 差異。因而使用無源天線以修改在等離子體腔室中的射頻場的分布， 並且甚至可以實際上降低在等離子體腔室內射頻天線射頻場分布的對 稱性，但是通過在晶片表面上產生這樣的射頻場分布，其在低蝕刻速 率區域增加蝕刻速率，並且反之亦然，實際上增加在晶片表面上的處理速率的均勻性。
圖7示出了射頻天線210、第一無源天線220和第二 222無源天線、 等離子體產生區域252和晶片206沿圖4中的線AA，的示意性的截面 圖。圖7還示出了該天線裝置的瞬時電流和磁場分布。在射頻迴路中， 在示出的瞬時，射頻天線中的射頻電流正進入射頻天線的右手側(進 入紙面)並且離開射頻天線的左手側(穿出紙面)。此電流導致以實線 示出的磁場圖形。
第一無源天線220連結了射頻天線磁場的磁通量並且，根據楞次 定率，在無源天線中感應出了電流，其產生無源天線磁場，在圖中以 虛線示出，在無源天線內其方向與射頻天線磁場相反。從而，在無源 天線區域的上方的淨磁場減小。在此例子中，在無源天線以外的區域， 無源天線磁場可以與射頻天線磁場同一方向，以使得淨磁場增加。在 實際中，由於無源天線的材料不是理想導體，在無源天線內的磁場不 會被完全抵消。第一無源天線220的效果為使得在射頻天線內該無源 天線的位置處的磁場減小，從而也改變在處理腔室內和等離子體產生 區域252上方的射頻場分布。應該理解，因為來自射頻天線的磁場為 射頻磁場，所以由無源天線產生的磁場也是射頻磁場。
第二無源天線222也連結了射頻天線磁場的磁通量並且，根據楞 次定律，在無源天線222中感應出了電流，其產生無源天線射頻磁場， 在圖中以虛線示出，在無源天線內其方向與射頻天線磁場相反。從而， 在無源天線區域的上方的淨磁場減小。在實際中，由於無源天線的材 料不是理想導體，在無源天線內的磁場不會被完全消。第二無源天 線220的效果為使得在射頻天線外該無源天線的位置處的磁場減小， 從而也改變在腔室內和等離子體產生區域252上方的射頻場分布。如 圖6所示，兩個無源天線的淨效果為增加晶片表面上的蝕刻速率的均 勻性。
如以上討論的，使用該無源天線可以減小許多導致處理不均勻性 的影響因素。該無源天線可以用於增加在等離子體產生區域中的射頻 場分布的對稱性(如，方位角對稱性)。該無源天線可以用於修改處理 腔室中的射頻場分布，以減小射頻天線或等離子體處理設備中的任何 固有的不對稱性。如果可以導致更加均勻的處理速率，該無源天線還 可以用於減小射頻天線射頻場分布的對稱性，例如，因為晶片和射頻天線未對準。該無源天線還可以用於修改在等離子體腔室內的射頻場 分布，以抵消任何等離子體處理腔室的部件對電磁場分布的影響，以 改進晶片上的等離子體處理的均勻性。
如圖2、 4和7所示，無源天線通過連結射頻天線磁場的磁通量來 電感性地耦合到射頻天線。該無源天線不需要它們自己的電源。在一 個可替換的實施例中，無源天線中的一個或所有可以放置為與射頻天 線電接觸。然而，儘管那樣該天線也為無源天線，因為只有感應出來 的射頻電流流動，而沒有來自電源的射頻電流。該無源天線可以保持 在與射頻天線相同的電壓。
因此，本發明提供了一種微調或修整等離子體處理設備內的射頻 電磁場分布的方法，其通過使用適當放置且具有適當形狀的無源天線 來修改射頻場分布，以增加晶片的處理均勻性。
根據以上討論，實現該無源天線存在許多可能的方法，其取決於 許多因素，包括形狀、尺寸和需要對射頻場分布進行的修改的特性， 和更多實際的問題，諸如無源天線可以放置在其中的等離子體處理設 備內的可用空間。無源天線相對於射頻天線的位置也是一個因素，同 樣的因素還有無源天線相對於射頻天線的定向。
圖8A-J示出了該無源天線的可替換的實施例的例子。該無源天線 具有電傳導迴路結構，其提供了低電阻電流路徑，使得被無源天線鏈 接的射頻天線磁通量可以感應出適當強度的磁場。圖8A-G示出了可替 換的無源天線形狀的透視圖。該無源天線可以具有曲線形狀，諸如圓 形形狀、扇形形狀、新月形形狀、卵形或橢圓形形狀。該無源天線還 可以具有基本為多邊形的形狀，諸如正方形或三角形形狀，及可以為 正多邊形或非正多邊形。該天線可以具有不規則的形狀，由直線和曲 線部分或二者的組合構成。圖8A到G的無源天線具有大致平坦的平面 的形狀。圖8H的無源天線具有平面性較差的"鞍"形形狀，圖81的 無源天線也具有不平坦的平面的形狀。在如圖8J所示的另外的實施例 中，該無源天線可以更加為三維主體，諸如球體、橢球體、扁球體、 長橢球體、立方體和更多數量側面的主體。該主體可以為規則的或不 規則的，並且可以具有實心的表面或者可以在其中具有一個或多個孔。
圖9示出了本發明的天線裝置300的可替換的實施例。該射頻電 感天線210大致與之前所述的相同。在此裝置中，無源天線280的形式設置為圓形鍍銀銅帶，其定位為與射頻天線同軸。該無源天線安裝
在支撐件500上，使得無源天線的位置可以沿等離子體處理設備的中 心軸線245改變。
該支撐件包括臂502，其通過支撐體504中的孔並且使得該臂可以 沿軸線245滑動。該臂的第一端具有把手506並且該臂的第二端具有 徑向延伸的安裝部件508，通過該安裝部件，該無源天線280接附到該 支撐件。該安裝部件可以設置為方位角對稱。該支撐件可以為非導電 的並且可以配置為使得其不產生任何另外的實質上的電場或磁場的不 對稱。該支撐件保持該無源天線與電感天線同軸，並且可以通過操作 該支撐件的把手506來沿軸245改變該無源天線的位置。
由射頻天線產生的磁場的磁場線在射頻迴路中作為示例示出，同 時示出了電流分布。該無源天線連結了射頻天線磁場的磁通量並且， 根據楞次定律，在無源天線280中感應出了電流，其在無源天線的區 域內產生與射頻天線場相反的磁場(部分在圖中以虛線示出)。從而， 磁場強度在等離子體區域252中朝向中心減小。然而，如圖9所示， 該無源天線磁場作用為增加該無源天線外部的磁場。因此，在等離子 體區域252中環繞外緣磁場強度增加。因此，定位該圓形無源天線與 圓形射頻天線同軸修改了在等離子體腔室內和在等離子體產生區域 252中射頻場分布的徑向分布。因此，可以改變在等離子體產生腔室內 的徑向射頻場分布來調節磁場，以優化用於使用不同蝕刻劑(例如， 氬或氯)的等離子體處理設備。
不同直徑的無源天線可以改變在等離子體產生區域中的電磁場的 徑向分布。沿中心軸線245移動該無源線圈也可以改變射頻場分布。 移動該無源線圈遠離射頻天線和等離子體區域到達位置282(如圖9所 示上方)可以改變連結的射頻天線磁通量的量，並且還會減小無源天 線場對腔室內部的射頻場分布的影響。朝向等離子體區域252移動無 源線圏到達位置284也會改變射頻磁通量連結，但是會減小無源天線 和腔室之間的距離，從而增加無源天線場對射頻場分布的影響。
在可替換的實施例中，無源天線286在射頻天線外且圍繞射頻天 線，以改變電磁場在等離子體區域的徑向分布。雖然在圖9中示出的 為圓形的射頻天線，該天線裝置可以包括不同類型的射頻天線，諸如 螺旋天線或半球形螺旋天線。在其它實施例中，無源天線可以定位為與射頻天線不同軸，並且可以與射頻天線形狀相同或不相同。在圖9 中所示的示例性的實施例中，沿射頻天線軸線移動該無源天線意味著 修改的主要為射頻場分布的徑向分量。對於不同的射頻天線和無源天 線的幾何形狀和不同的無源天線和射頻天線的相對運動，射頻場分布 的其它分量可以根據需要更大或更小程度地被修改，以便增加微調處 理或增加處理的均勻性。
圖IO示出了本發明的天線裝置的另一個實施例320的示意性的透 視圖。在此實施例中，無源天線330以屏蔽件的形式設置，其包圍射 頻天線210，且除了射頻天線的射頻饋電部分以外，其沿射頻天線的大 部分長度延伸。在可替換的實施例中，該無源天線還包圍射頻天線的 射頻饋電部分。如果天線的射頻饋電部分為射頻天線射頻場中的不對 稱性的主要來源，這可以是有利的。無源天線330具有大致為環形的 形狀。該無源天線由適當形狀的鍍銀銅板製成。在該無源天線中應至 少設置一個間隙，因為沿射頻天線的全部長度包圍射頻天線的屏蔽無 源天線將完全包含該天線的射頻磁場，不允許射頻磁場到達等離子體 產生區域。如接下來更加詳細的解釋的，該無源天線的截面形狀與射 頻天線在不存在任何不對稱性時產生的磁場的磁場線的形狀相同。無 源天線的表面為使得其與射頻天線場的期望的對稱部分平行。如圖10 所示的該無源天線的實施例320有利於在需要饋電位置和用於允許射 頻天線磁場出去的間隙的限制內提供最大限度地對在射頻天線場中的 一些不對稱性的屏蔽。
該無源天線330還在某種程度上起法拉第屏蔽的作用。位於射頻 天線和窗之間的無源天線的部分表面提供了大致為環形的法拉笫屏蔽 件並且減小了射頻天線和等離子體之間的電容性耦合(儘管在等離子 體腔室內仍然會存在射頻場分布的電容性分量)。然而，該屏蔽無源天 線330配置為使得通過從感應場中去除不需要的不對稱的部分來修改 射頻場分布。相反，傳統的法拉第屏蔽件配置為使得射頻場的電感性 部分通過而不對其進行修改。
圖ll示出了本發明的天線裝置的另一個實施例340的示意性的透 視圖。在此實施例中，無源天線350以屏蔽件的形式設置，其在與射 頻天線的饋電部分相反的部分圍繞該射頻天線210。該無源天線由適合 地形成的鍍銀銅板製成。該無源天線也具有與射頻天線場的對稱部分
16的磁場線平行的截面形狀，以屏蔽不對稱部分。因為射頻天線的饋電 部分被認為是射頻天線磁場圖形的不對稱性的主要來源，該無源屏蔽 天線可以定位在與饋電部分在直徑方向相對的射頻天線上的位置。
現在參考圖12A-C和13來描述該無源天線的屏蔽作用的工作原 理。圖12A到12C示出了射頻天線210的截面圖。圖12A示出了對於 完全對稱的射頻天線的射頻環路的例子的磁場線342。圖12B示出了對 於不對稱的射頻天線的射頻環路的例子的磁場線344，其中在圖12A所 示的理想的場圖形中添加了代表場圖形的不對稱部分的耳垂體346。圖 12C示出了屏蔽無源天線360，其具有與對稱的射頻天線場圖形相同的 截面形狀。該無源天線的表面在除了耳垂體以外的全部位置與磁場的 磁場線344平行。
在耳垂體部分362中的磁場的每個部分可以分解為與對稱場線342 平行364的分量和與對稱場線342垂直366的分量。因為無源天線表 面與對稱場平行，其將在所有的位置平行於與對稱場平行的分量，並 且在所有的位置存在垂直於任何垂直分量的表面。如圖13所示，在無 源天線上的位置368處，根據楞次定律，該垂直分量將在無源天線內 感應表面電流370，其產生磁場372以抵消垂直分量。因此，無源天線 360與射頻天線的磁場電感性耦合併且感應表面電流，其在無源天線表 面的各處位置抵消射頻天線場的不對稱部分。因此，射頻天線場的對 稱性增加，從而增加了等離子體產生區域中的電磁場的對稱性。
圖14到17示出了屏蔽電感性耦合無源天線的可替換的實施例。 圖14中所示的無源天線380的形式大致為圓形的、環形的板，由具有 第一間隙381和第二間隙383的鍍銀的銅製成。該板的環形部分的寬 度比環形板的內徑的半徑小。兩個間隙的使用增加了該無源天線的法 拉第屏蔽方面的功效。與使用單獨的間隙的情況相比，使用兩個間隙 減小了環形屏蔽件的相鄰端之間的電勢差異。可以使用多於兩個間隙。 無源天線的形狀配置為使得通過允許感應表面電流以除去射頻天線場 的不需要的不對稱部分來修改射頻場分布的電感性部分。在使用中， 這樣的屏蔽天線應該定位為與射頻天線同中心且在射頻天線上方或者 下方。當該無源天線沒有布置為至少部分地位於射頻天線和等離子體 之間時，其不提供法拉第屏蔽的作用。此無源天線可以屏蔽與其表面 垂直的射頻天線磁場的那些不對拉第屏蔽件類似，該無源天線380的區別之處在於，其配置為使得產 生允許在其表面內感應表面電流以抵消射頻天線場的不希望的電感性 部分的電流路徑。相反的，法拉第屏蔽件特定地配置為不變地通過射 頻場的電感性部分。
圖15示出了無源天線382，其形式為環形的三邊矩形槽，使得從 側面和下方屏蔽掉那些射頻天線場的不需要的電感性部分。也可以使 用，例如，截面為U形或C形的曲線槽，適合且取決於需要匹配的射 頻天線磁場圖形的形狀。同樣，可以在該無源天線中設置多於一個間 隙以改進其法拉第屏蔽性能。該屏蔽無源天線的其它實施例可以包括 該屏蔽件的內壁、外壁、頂壁或側壁，或者其中任意的組合，具有適 用於該應用的儘可能多數量的間隙。
圖16示出了天線裝置的另一個可替換的實施例384。在此實施例 中，射頻電感天線386示出為具有射頻饋電位置388的簡單的線環。 當沒有射頻饋電和任何其它引入方位角對稱的裝置時，線環將具有極 向的磁場圖形。無源天線390設置的形式為六個金屬的、彎曲的圓筒 狀的部分，每個包圍射頻天線的一部分。這些部分的每一個分別具有 徑向延伸的金屬分支391,通過分支將它們連接在中央的中心392。這 改進了無源天線390的法拉第屏蔽效果。部分中的每一個具有大致相 同的長度，而且部分之間的間距也大致相同。從而，每個部分和間隙 延伸的角度大致為30度，並且各部分圍繞射頻天線等角度地規則地間 隔。這樣，該無源天線製造得儘可能的方位角對稱，從而有助於通過 該無源天線減小任何方位角不對稱的引入。同樣，大致沿射頻天線的 全部長度設置該無源天線有助於減小在等離子體區域中的方位角對稱 中的大尺度的不對稱性，然而等離子體的小尺度擴散有助於增加等離 子體自身的總的方位角對稱性。部分的小尺度定位可以不完全方位角 對稱，使得有助於抵消天線饋電的位置的影響。另外，在另一個實施 例中，可以具有奇數個部分，使得部分而不是間隙位於與饋電位置在 直徑方向上相反的位置。
屏蔽無源天線390的部分的每個在某種程度上充當在射頻天線產 生的磁場上的幹擾。屏蔽天線部分的幹擾效果可以通過將每個部分的 端部邊緣的截面形狀製造得與沒有該無源天線時部分之間的間隙區域 處應該具有的射頻天線磁場的磁場線相同來減小。例如，圓形射頻天線本來的對稱的磁場，在沒有屏蔽天線390時，應該為在與線環射頻 天線386的線垂直的平面內具有圓形截面的極向的場。因此，屏蔽天 線部分的幹擾效果也可以通過製造部分的每個端部部分389的邊緣387 的截面形狀為圓形來減小。這有助於在無源天線中平滑在屏蔽部分和 間隙之間的過渡。
雖然圖16中示出的無源天線部分的截面沿每個部分的長度方向相 同，無源天線的截面形狀沿射頻天線沿其長度方向變化也可以是適合 的。然而，將該無源天線的端部邊緣的截面形狀製造得與沒有無源天 線時射頻天線磁場應該具有的磁場線的形狀相同，這可以有助於減小 無源天線對射頻場分布的幹擾效果。
圖17示出了屏蔽無源天線392的最簡單的實施例。在此實施例中， 無源天線的形式為大致平面的矩形鍍銀銅板。該板提供了表面電流路 徑394，使得當該板定位為與射頻天線臨近時，其可以電感性耦合到射 頻天線場，並且產生抵消場以減小射頻天線場的不對稱部分，並且以 處理均勻性增加的方式修改等離子體腔室中的射頻場分布。
圖18示出了與圖2所示類似，並且具有附加的電磁體裝置510的 等離子體處理設備500的示意性的截面圖。該電磁體裝置包括與等離 子體腔室同中心的第一外圓形線圈514和第二內圓形線圈516。每個線 圏連接到可變直流電源520，其向每個線圈供應直流電流並且在每個線 圈內在相反的方向流動。等離子體處理設備500還包括磁筒裝置522, 其包括圍繞等離子體處理腔室的外圍軸向定位的多個永磁體。該磁筒 裝置配置為提供永久的直流磁場，其保持從晶片206遠離的等離子體 電流密度梯度，同時在晶片206處保持非常小的磁場。該磁筒裝置有 助於減小對等離子體處理腔室的壁的等離子體損失。在一個實施例中， 該磁筒裝置包括32個永磁體交點，使得它們的徑向磁化強度因數圍繞 腔室交替(例如，N， S， N， S等)。然而，根據每個等離子體處理系統 的特定設計，交點的實際數量可以不同。
電磁線團裝置配置為提供直流磁場，其在等離子體處理腔室內在 接近窗212的區域內具有可控制的徑向改變。直流磁場的徑向改變通 過改變在線圈的至少一個中流動的直流電流的至少一個來實現。直流 磁場中的徑向改變可以有效地影響在晶片206上的處理均勻性。直流 磁場可以為不變的，或者如果需要T以允許其隨時間緩慢改變，以匹配處理中的改變。該電磁場裝置、磁筒裝置和其它實施例在2002年1 月29日頒發的，Bailey III等人的，題目為"Plasma Processing System"的美國專利6341574中更詳細的描述，該專利的內容在這裡 作為參考加入。
由線圏裝置和筒裝置一起或者分別提供的直流磁場分布有助於防 止等離子體物質的側向擴散，並且從而有助於限制等離子體和校準等
離子體物質，以使得增強等離子體朝向晶片表面的傳送。在沒有直流 場時，側向的等離子體擴散有助於除去或減小在等離子體到達晶片表 面時在等離子體產生區域中的不對稱性。因為直流磁場有助於保持在 晶片表面的等離子體物質的結構與等離子體的結構類似，因此在晶片 表面任何在等離子體分布中的不均勻性將更加明顯。因此，通過使用 由直流電磁體裝置510或筒裝置522或者二者共同提供的直流磁場， 在晶片表面等離子體分布中的任何不對稱性對蝕刻均勻性的影響得到 增強。然而，通過使用無源天線，等離子體分布中的不對稱性可以減 小，以使得使用直流磁場來增加等離子體物質向晶片表面的傳送的優 點可以實現，而不嚴重降低蝕刻均勻性。因為當存在直流磁場時，射 頻天線的不對稱性對晶片的影響更大，因此，當存在直流磁場時，使 用無源天線來消除不對稱性可以具有更大的優勢。
從另一個觀點，沒有直流磁場的等離子體物質校準效果時，側向 的等離子體物質擴散可以增加在晶片表面蝕刻的均勻性。直流磁場對 側向擴散的減小意味著由無源天線導致的等離子體的增加的均勻性更 有用地傳送到晶片表面，以提供均勻的蝕刻。因此，由永久筒磁體和/ 或電磁體裝置提供的不變的或者隨時間緩慢變化的直流磁場的使用增 強了無源天線對可以獲得的蝕刻均勻性的影響。
圖19示出了說明了用於調節在等離子體腔室中提供的射頻場分布 的方法的流程圖600。概括地，在方法的開始610，第一步驟為確定620 該由射頻天線產生的射頻場分布。在第二步驟中，添加630無源天線 到射頻天線並且電感性耦合到射頻天線。隨後在步驟640中，作為無
^定:如果導致;射頻場分布由某個標準確定650為導致了增加的處 理均勻性，那麼該方法可以在步驟600結束。
可替換的，如果在步驟650確定該無源天線沒有導致處理均勻性增加或者處理均勻性的增加不滿足標準，那麼在分支步驟635中可以 通過添加另外的一個或者多個無源天線，或者原來的無源天線可以由 不同的無源天線代替，或者重新布置原來的無源天線，例如，通過相 對於射頻天線對其重新定位，來"添加"630無源天線。新的改變的射 頻場分布隨後被重新確定640,並且處理均勻性的增加被重新確定650。 添加無源天線和重新確定射頻場分布的步驟可以重複需要的次數，直 到獲得選定的處理均勻性度量或閣值。
現在將更詳細地介紹調節方法600的可替換的示例性的實施例。
在一個實施例中，該調節方法可以為計算的並且可以涉及增加由 射頻天線和一個或多個無源天線在等離子體腔室中的等離子體產生區 域產生的射頻場的對稱性，或者另外改變在等離子體處理設備中的射 頻場分布以增加處理均勻性。射頻場分布的確定可以使用計算機和適 合的電磁場建模軟體實現。市場上可以買到的軟體包的一個例子為 Ansoft公司提供的Maxwell 3d。給定射頻天線的形狀和某些邊界條件， 可以計算在圍繞天線的空間中的矢量射頻場的不同分量。可以改變天 線的形狀和向計算中添加不同的無源天線以使得最優化，以獲得對應 某些限制的最均勻的所得到的射頻場，這些限制諸如防止電弧所需的 最小天線部分分離。
如圖20A、 B和C所示，實際的射頻天線700，可以概念化為理想 對稱的射頻天線710和代表射頻天線饋電和交叉部分的幹擾部分720。 目標為提供一個無源天線，其減小幹擾部分720對射頻場分布的影響， 同時最小化該無源天線對由對稱部分710提供的射頻場分布的影響。 理想的解決方法為形狀與部分720相同並且其中流動大小相同且相位 相反的射頻電流的無源天線。然而，該無源天線不能佔據與物理饋電 和交叉部分相同的物理空間。最初，考慮射頻饋電、任何缺少的段和 其它不對稱性的來源，並且沒有任何無源天線，計算620對於單獨的 有源射頻天線的射頻場分布。
隨後引入630 —個或多個無源天線並且射頻場分布重新計算640 並且評定對處理均勻性的影響650。可以提供不同的無源天線配置和射 頻場分布重新計算635，直到得到優選的一個或多個無源天線的配置， 其給出最對稱的計算的射頻場分布，或者射頻場分布另外提供了增加 的處理均勻性，例如，如果已知在等離子體處理設備中存在特定的處
21理不均勻性的來源，射頻場分布需要被改變以對其修正。計算推導出 的無源天線可以隨後實現並執行。
在該方法的另一個實施例中，射頻天線和多個射頻天線和無源天 線配置的射頻場分布使用電磁場測量設備來測量。射頻天線放置在蝕 刻腔室中或者放置在射頻測試架中，並且使用低電壓信號提供電源。 使用射頻採集探針測量在沒有任何無源天線時，在圍繞射頻天線的空
間中的矢量射頻場分布，以確定620射頻場分布。適合的射頻採集探 針可以包括彎曲成單環路的剛性同軸導體的短的部分，並且內導體短 路到外導體。添加630 —個或多個無源天線到射頻天線，並且使用射 頻探針再次測量引起的射頻場分布，以確定改變的射頻場分布640。確 定650測量到的射頻場分布是否滿足處理均勻性標準或規範，諸如特 定程度的對稱性，如果不滿足635，隨後組裝其它無源天線配置並且測 量它們的射頻場分布。為了提供優化的處理均勻性，無源天線的數量、 位置、朝向、形狀和其它影響它們產生的射頻場的性質可以改變。當 適合的射頻天線和無源天線配置已經推導出後，射頻天線和無源天線 可以安裝到等離子體蝕刻設備中並且它們的相對位置固定，以使得可 以進行進一步的測量或測試，或者可以直接進行等離子體處理。
在處理均勻性調節方法600的另一個實施例中，使用工作件處理 來幫助確定射頻場分布。使用晶片作為工作件並且將其定位在等離子 體處理工具中。使用沒有無源天線的射頻天線執行蝕刻，並且測量並 量化晶片上的處理均勻性，例如通過測量在晶片表面上的蝕刻速率。 蝕刻均勻性與在等離子體腔室內的射頻場分布有關，因此射頻場分布 的測量通過此步驟620確定。隨後將無源天線添加到射頻天線630並 且在其它方面相同的處理條件下蝕刻另一個工作件晶片，測量處理後 的晶片並且量化晶片表面上的蝕刻的程度。隨後，獲得單獨的射頻天 線與射頻天線和無源天線處理之間的差異，以給出無源天線對蝕刻均 勻性的影響的測量。例如，在射頻天線的第一角位置的無源天線可以 增加在晶片上對應的角位置處的蝕刻速率。隨後可以用不同形狀或者 尺寸的無源天線替換該無源天線，或者改變該無源天線的位置或朝向， 或者可以添加630另外的無源天線，並且隨後在新的晶片上執行另一 個蝕刻，以確定640對應該配置的處理均勻性。隨後可以通過比較該和無源天線配置對射頻場分布和因此對處理均勻性的影響。這些步驟
可以對於不同的射頻天線和無源天線配置重複635許多次。
提供最優的均勻性所需要的修正可以通過單獨的射頻天線蝕刻圖 形和完全均勻的蝕刻圖形之間的差異來確定。充分接近地匹配該差異 的無源天線和射頻天線的組合將基於到此為止測量的天線配置來提供 最優的均勻性。如果確定了一般的關係，諸如無源天線的尺寸或與射 頻天線之間的距離的增加與它們對處理速率的影響之間具有相當固定 的關係，那麼可以基於測量結果對適合的無源天線的尺寸和位置做出 相當精確地估計。例如，使被無源天線包圍的面積加倍可以以可預測 的方式增加在晶片處的蝕刻速率的變化。當確定射頻天線和無源天線 配置提供的處理均勻性在可接受的範圍內，那麼該工具已經調節得適 用於工作件處理，並且該方法結束660。可選擇的，可以使用至此為止 優化的射頻天線和無源天線配置來執行進一步的重複和微調節。
使用此後面的方法調節射頻場分布被認為是尤其有用的，因為認 為當主要的不均勻性的來源已經被去除後，在其它方面相同的處理工 具中處理不均勻性的來源在工具與工具之間大致為隨機地變化。因此， 可以對每個處理工具在工具與工具的基礎上執行微調節以獲取增加的 處理均勻性，以確定針對每個工具優化的射頻天線和無源天線配置。 描述的不同的實施例的許多特徵可以與其它實施例的特徵組合， 以提供根據本發明的天線裝置。從而，本發明不限於僅僅在圖中示出 的特定的例子。
雖然為了便於清楚理解，前述的發明已經相當詳細的描述，顯然 某些變化和修改可以在後附的權利要求書的範圍內實現。因此，描述 的實施例應該認為是說明性的而不是限制性的，而且，本發明不限制 於此處給出的細節，而是應該由接下來的權利要求書及其等價物的全 部範圍。
權利要求
1. 一種用於在等離子體處理設備的處理腔室的腔室壁內的等離子體產生區域中產生射頻場分布的天線裝置，其包括；射頻電感天線，射頻電源連接到其上，以供應射頻電流來產生延伸進入等離子體產生區域內的第一射頻場；及無源天線，無源天線電感性耦合到射頻電感天線並且配置為產生第二射頻場來修改第一射頻場，使得在等離子體產生區域的射頻場分布與沒有無源天線時相比增加了處理設備的處理均勻性，其中，無源天線提供電傳導路徑，感應電流可以在該路徑上流動，以產生至少一部分第二射頻場，其中，無源天線具有至少部分地圍繞射頻電感天線的一部分延伸的通道形狀。
2. 如權利要求1所述的天線裝置，其中，無源天線沿射頻電感天線 的至少一部分長度延伸。
3. 如權利要求1所述的天線裝置，其中，無源天線包圍射頻電感天 線的一部分。
4. 如權利要求7所述的天線裝置，其中，無源天線沿射頻電感天線 的大致全部長度包圍射頻電感天線。
5. 如權利要求1所述的天線裝置，其中，無源天線的截面形狀大致 與在第一射頻場的對稱性沒有任何不理想的情況下第一射頻場在無源天 線的位置處具有的磁場線的形狀匹配。
6. 如權利要求1所述的天線裝置，其中，無源天線具有帶有邊緣的 端部區域，而且該無源天線的端部區域的邊緣的截面形狀大致與沒有該無 源天線時第一射頻場在該無源天線的端部邊緣的位置處具有的磁場線的 形狀匹配。
7. 如權利要求3所述的天線裝置，進一步包括多個其他的無源天線， 其中，該無源天線和多個其他的無源天線圍繞射頻電感天線有角度地布 置。
8. 如權利要求7所述的天線裝置，其中，該無源天線和多個其他的 無源天線圍繞射頻電感天線大致等角度地布置。
9. 一種用於調節用於等離子體處理設備中的射頻天線的射頻場分布 的方法，其包括以下步驟(a)確定射頻天線的射頻場分布；(b) 提供至少一個電感性地耦合到射頻天線的無源天線；(c) 確定無源天線對射頻場分布的影響；及 重複步驟(b)和(c)。
10. 如權利要求9所述的方法，其中，該方法通過計算實現。
11. 如權利要求9所述的方法，其中，步驟(a)和(c)通過使用射 頻磁場敏感裝置測量射頻天線的場分布來實現。
12. 如權利要求9所述的方法，其中，步驟(a)和(c)通過確定射 頻場分布對工作件上的等離子體處理的影響來實現。
13. 如權利要求9所述的方法，進一步包括固定無源天線相對於射頻 天線的位置的步驟。
14. 如權利要求9所述的方法，其中，重複步驟(b)包括添加另外 的無源天線。
15. 如權利要求9所述的方法，其中，重複步驟(b)包括重新配置 該無源天線。
16. 如權利要求15所述的方法，其中，重新配置該無源天線包括從 以下組中選擇的重新配置步驟，該組包括改變無源天線的位置；改變無 源天線的朝向；改變無源天線的尺寸；改變無源天線的形狀；和改變無源 天線的材料。
全文摘要
本發明涉及用於產生均勻的處理速率的方法和設備，其中一種用於在等離子體處理設備的處理腔室的腔室壁內的等離子體產生區域中產生射頻場分布的天線裝置，其包括射頻電感天線，射頻電源連接到其上，以供應射頻電流來產生延伸進入等離子體產生區域內的第一射頻場；及無源天線，無源天線電感性耦合到射頻電感天線並且配置為產生第二射頻場來修改第一射頻場，使得在等離子體產生區域的射頻場分布與沒有無源天線時相比增加了處理設備的處理均勻性，其中，無源天線提供電傳導路徑，感應電流可以在該路徑上流動，以產生至少一部分第二射頻場。
文檔編號H01Q1/26GK101460002SQ20081017806
公開日2009年6月17日 申請日期2003年7月17日 優先權日2002年7月22日
發明者A·D·拜利三世, A·M·霍瓦爾德, A·庫蒂, M·H·維爾科克森 申請人:蘭姆研究有限公司