专利名称：等离子体反应器中离子密度、能量分布及解离的独立控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在等离子体反应器中处理工件的方法，尤其涉及一种独立控制等离子体反应器中离子密度、离子能量分布以及离子解离的方法。
背景技术：
在半导体器件制造领域的技术提高包括器件特征尺寸或临界尺寸的急剧降低，从而，例如在多个绝缘导体层之间形成的开口趋于更深并具有更大的高宽比。本发明通过独立而同时地控制主等离子体(bulk plasma)中等离子体的离子密度、等离子体鞘层中的等离子体离子能量分布以及主等离子体容器中的离子解离而克服了形成这种结构的困难。因此，本发明满足了实现等离子体工艺的需要，在该工艺中可以进行离子密度、离子能量分布以及离子解离的选择而不会相互限制。
发明内容
一种在等离子体反应器中处理工件的方法，包括将来自具有三个各自频率的至少三个RF功率源的RF功率耦合到反应器中的等离子体；通过选择至少三个RF功率源中的第一对的功率级之间的比率而设置离子能量分布形态；并且通过选择至少三个RF功率源中的第二对的功率级之间的比率而设置离子解离和离子密度。所述三个各自频率可以是LF频率、HF频率或VHF频率，其中所述第一对与LF频率和HF频率相对应而第二对与HF频率和VHF频率相对应。另外，所述功率源包含四个RF功率源，其中第一对与HF频率和LF频率相对应而第二对与VHF频率和另一频率相对应。在一实施方式中，第二对与较高VHF频率和较低VHF频率相对应。可通过感应源功率施加器、螺旋形等离子体源功率施加器或项置电极耦合所述另一频率。或者，通过反应器中的晶片支撑底座耦合所有三个频率。
优选地，所述第一对频率为低于离子转变频率的第一频率和高于离子转变频率的第二频率。通过调整离子能量分布的一对峰之间的能量差异，或者相对于所述离子能量分布的一对峰中的一个而调整接近另一个的离子数目或调整所述离子能量分布的一对峰之一的能量而调整所述离子能量分布。
图1示出了具有等离子体谐振顶置电极的电容耦合等离子体反应器，在该反应器中通过分别调整LF和HF双偏置功率级和VHF源功率级而控制离子密度、离子能量分布和离子解离；图2示出了图1的一个具体实施方式
，其中通过控制双LF和HF偏置功率源调整离子能量分布，而通过控制VHF源功率级和磁场强度调整离子密度和离子解离；图3是对应于图2的俯视图；图4示出了图1的一个具体实施方式
，其中通过控制双LF和HF偏置功率源调整离子能量分布，而通过控制经由共同的固定阻抗匹配元件馈送的VHF源功率级的较高频率和较低频率调整离子密度和离子解离；图5示出了一个反应器，其中通过控制双LF和HF偏置功率源调整离子能量分布，而通过控制经由不同的固定阻抗匹配元件的VHF源功率级的较高频率和较低频率调整离子密度和离子解离；图6示出了一个反应器，其中通过控制双LF和HF偏置功率源调整离子能量分布，而通过控制施加到顶置电极的VHF源功率级和施加到感应RF源功率施加器或环形天线的RF源功率级调整离子密度和离子解离；图7描述了作为半导体电极的顶置电极的第一具体实施方式
，可通过该顶置电极而感应式耦合RF功率；图8描述了作为开槽电极的图6示出的反应器中顶置电极的第二实施方式，可通过该顶置电极而感应式耦合RF功率；图9描述了具有螺旋形等离子体源的反应器，其中通过控制在晶片处的双LF和HF偏置功率源调整离子能量分布，而通过控制施加到顶置电极的VHF源功率级和经由螺旋形等离子体源的凹形管道耦合的RF源功率级调整离子密度和离子解离；图10A是对离子密度起作用的RF功率与频率的函数以及对离子能量起作用的功率与频率的函数二者之间的对比曲线图；图10B是对于单一RF偏置源在不同的RF偏置功率频率处获得的离子能量分布的对比曲线图；图10C是使用对于两种频率的不同功率比的双频率偏置源获得的离子能量分布的对比曲线图；图11A和图11B是离子解离行为与频率的函数以及离子密度行为与频率的函数之间的对比曲线图；图12是描述在具有碳氟化合物气体的等离子体中平均碳氟化合物分子重量与离子解离的函数图；图13是等离子体中低离子解离和高离子解离时分子重量分布的对比曲线图；图14是描述在两个不同的源功率频率之间的离子解离行为与功率比率的函数关系图；图15示出了一个三维控制空间图，其中离子解离、离子密度和离子能量为定义空间的三个独立的(正交的)控制维；图16描述了使用不同频率的三个RF功率源独立控制离子能量分布、离子密度和离子解离的第一方法；图17描述了使用不同频率的四个RF功率源独立控制离子能量分布、离子密度和离子解离的第二方法；图18是描述离子密度行为与磁场强度之间的函数以及离子解离行为与磁场强度之间的函数的即时关系的三维图；图19是描述离子密度行为与VHF源功率级之间的函数以及离子解离行为与VHF源功率级的函数的即时关系的三维图；图20描述了使用一对RF偏置功率源、VHF功率源和磁场独立控制离子能量分布、离子密度和离子解离的方法。
具体实施例方式
参照图1，电容耦合的反应器腔室100内包括有一个可以是静电吸盘(ESC)的晶片支撑底座105，其上可以静电夹持半导体晶片110。ESC包括铝基层5和绝缘层或由筛孔或栅格电极15划分成较低冲压层(puck layer)10和较高冲压层20的冲压区。可以设置增强吸盘105边缘的介电环115，该介电环115与放置在另一介电环120上的晶片110处于同一平面。腔室100的顶部为顶置导电电极125，其通过环形导电环127a和使电极125绝缘的介电环130支撑在腔室导电壁127上，环127a、环130和电极125形成电极组件126。面对等离子体的电极125的底部表面可以是平坦表面125a或用于增强等离子体离子分布均匀性的弯曲表面125b。来自RF发生器150的RF源功率通过作为固定阻抗匹配元件的阻抗匹配短柱(stub)135耦合到电极125。短柱135由内部同轴导体135a和外部同轴导体135b组成，其中内部短柱导体135a通过内部导电环135a’连接到电极125，而外部短柱导体135b通过外部导电环135b’连接到接地腔室侧壁环127a。
RF发生器150在沿着短柱长度的接头点163处经由50欧姆同轴电缆162耦合到所述短柱，设置该同轴电缆162提供阻抗匹配。电缆162的内部和外部导体分别连接到短柱的内部导体135a和外部导体135b。RF偏置功率通过RF馈送导体25在馈送点25a处施加到与RF馈送导体25耦合的ESC电极15。ESC夹持电压源41将直流晶片夹持电压施加到ESC电极15。
顶置电极125可以是一个气体分配板，在这种情况下，该电极包括具有内部气体歧管142的多个气体注入通道140，该内部气体歧管142通过短柱135中空腔体中的管道144耦合到工艺气体供给146。类似地，来自加热/冷却流体源149的热传输(冷却液/加热)流体可以连接到电极125内部的循环通道148。可以通过冷却循环控制静电吸盘(ESC)105的温度，其中该冷却循环包括内部蒸发器200和外部冷却组件，该内部蒸发器200包含在ESC基座5内部，而外部冷却组件可以例如是储蓄器204、压缩器206、冷凝器208和扩展阀210。
通过内部和外部外加磁场线圈60和65而调整等离子体密度的径向分布，在等离子体分布控制器57的控制下，该内部和外部外加磁场线圈60和65由电流源58和59的单独可调直流电流进行驱动。
如果电极125的电抗与腔室100中等离子体的电抗相匹配以在源功率发生器150的VHF频率处或者该频率附近形成电极-等离子体共振频率，并且如果RF调谐短柱135(由其长度决定)的共振频率在该同一频率处或者该频率附近，则电极-调谐短柱组合125、135的阻抗匹配空间会急剧扩展。阻抗匹配空间的扩展结果反映了反应器的性能，实质上其不受等离子体波动条件和腔室内部表面的电特性影响。
一对RF发生器40a、40b分别通过各自的阻抗匹配元件45a、45b将RF功率施加到RF馈送导体25。通过工艺控制器300独立控制来自RF发生器150、40a、40b的RF功率输出级。优选地，RF发生器40a具有在HF频率范围内或正好位于离子鞘转变频率之上的RF输出，并且该RF输出足够高以对主离子密度和鞘离子能量起作用，其可以是例如13.56MHz。RF发生器40b优选地具有在LF频率范围内或者正好位于离子鞘转变频率之下的RF输出，其可以是例如2MHz。RF发生器150优选地为VHF频率，其足够高以对主离子密度和离子解离起作用，而忽略或不对离子能量起作用。工艺控制器300按照如下方式分别调整离子能量、离子密度和离子解离通过调整LF发生器40b和HF发生器40a的功率级比率调整离子能量，而对离子密度影响最小并且不影响离子解离；通过调整HF发生器40a和VHF发生器150的功率级比率相对于离子密度调整离子解离，而对离子能量有少量或不产生影响。这允许使用单独方法调整三个参数离子能量、离子密度和离子解离。然而，由于VHF功率级(发生器40a)包含在离子能量和离子密度调整中，所以这些调整并不是完全独立的。
通过向等离子体引入单独影响离子密度的可控磁场而实现在调整三个参数(能量、密度、解离)时的完全独立。该特征连同LF、HF和VHF功率源40a、40b、150一起能够使对密度和解离的调整彼此独立并且独立于离子能量。为此，可以修改图1的反应器以包括由磁场电流控制器505控制的具有独立电流输入501a、502a、503a、504a并且按照正交关系设置的磁线圈501、502、503、504。控制器505可以向输入501a、502a、503a、504a提供超低频电流(例，10Hz)，并且这些电流在相位上可以彼此偏移。在等离子体RF源功率(如，通过VHF发生器150施加的VHF功率)存在时，通过增大或减小提供给磁线圈501-504的电流可以增大或减小等离子体离子密度而不会显著影响其它参数(或者根本不影响)。如果VHF发生器150具有足够高的频率(例如，100-300MHz或者更高)，则其对离子解离和离子密度都产生影响。因此，可以一起调整离子解离和离子密度，并且通过单独调整磁场而执行对密度的单独独立调整。
在图4的具体实施方式
中，替代地，通过施加到顶置电极125(来自实线示出的VHF发生器)或施加到ESC电极15(来自虚线所示的VHF发生器40c)的第二VHF频率而执行磁场的功能(用于提供对离子密度的独立调整)。该第二VHF频率充分低于第一VHF发生器150的频率(例如，低于300MHz)，从而其主要影响离子密度，而对离子解离具有非常小的影响或者没有影响(或者至少小于第一VHF发生器的影响)。例如，第一VHF发生器150的较高VHF频率可大约为160MHz而第二发生器150’(或者40c)的较低VHF频率大约为60MHz。如果为此目的而使用第二VHF发生器150’，则可通过与第一发生器150相同的阻抗匹配短柱135进行耦合，但是却在不同的接头点163’处，该接头点163’在第二VHF发生器150’的不同频率处产生阻抗匹配。图4中描述的接头位置163、163’没有按比例示出并且它们的位置和顺序可以与所示的不同。如果将第二VHF频率施加到ESC电极15，则通过阻抗匹配45c将第二VHF发生器40c连接到RF馈送棒25。在这种情况下，所有三个阻抗匹配单元45a、45b、45c都将其输出连接到RF馈送导体25。
图4示出了如何通过共同的阻抗匹配元件135将两个VHF频率施加到顶置电极125，而图5示出了两个VHF发生器通过不同的阻抗匹配元件320、325耦合到电极的情况。
在图4和图5的具体实施方式
中，通过控制LF和HF发生器40a和40b的功率级调整离子能量和离子能量分布，而通过控制两个VHF发生器150和150’(或者在可选实施方式中的两个VHF发生器150、40c)的输出功率级而独立地控制离子密度和离子解离。
图6示出了如何将RF功率控制解离(例如，来自发生器150)施加到叠置在顶置电极125上的感应耦合功率施加器350(如，顶置环形天线)。这要求项置电极125为不妨碍来自环形天线350的感应耦合RF功率的类型。为了允许通过电极125感应耦合RF功率，该电极可以是由诸如硅的掺杂半导体材料形成的固体圆盘(如图7所示)，这在授予给Kenneth Collins的美国专利6,444,084中有所公开。另外，如图8所示，为了使RF功率通过电极125感应耦合，该电极125可具有开槽结构。由于即使在较低的频率下，感应耦合等离子体也表现出相对较高的解离度，所以施加到感应环形天线350的RF频率不需要必需是VHF频率。图6中的发生器150的频率可以是HF频率或者甚至是LF频率并且仍然对解离有明显影响。可选地，可以由通过阻抗匹配45c耦合到ESC RF馈送导体25的VHF发生器40c代替耦合到顶置电极的VHF发生器150’。在图6所示的实施方式中，通过控制LF和HF发生器40a和40b的功率级调整离子能量和离子能量分布，而通过控制两个发生器150和150’(或者在另一实施方式中的两个VHF发生器150和40c)的输出功率级独立控制离子密度和离子解离。
图9示出了一个具体实施方式
，其中由环绕外部凹形中空导管410的螺旋形RF功率施加器420代替环形天线350，该螺旋形RF功率施加器形成通过电极125和晶片110之间的工艺区域的螺旋形等离子体电流路径。外部凹形中空导管410和螺旋形RF功率施加器420组成螺旋形等离子体源。RF发生器150通过阻抗匹配元件325耦合到螺旋形RF功率施加器420。螺旋形RF功率施加器420由以下元件组成由磁材料或可磁化的材料(如磁芯)形成的环422以及缠绕在该环周围并且由RF阻抗匹配325驱动的导电线圈424。如图中虚线所示，可提供含有第二螺旋形RF功率施加器420’的第二(同样的)凹形中空导管410’，其与第一导管420横向交叉。通过位于形成于晶片110和电极125之间的工艺区域相对侧的壳体中的端口，导管410在该导管的各个端部进入腔室100。这一特征导致螺旋形等离子体电流流过晶片110的整个直径。在RF功率源150的频率处螺旋形等离子体电流振荡。在图9所示的实施方式中，通过控制LF和HF发生器40a和40b的功率级调整离子能量和离子能量分布，而通过控制两个发生器150和150’的输出功率级独立地控制离子密度和离子解离。
图10A是在等离子体反应器中对离子密度起作用的RF功率与频率的函数以及对离子能量起作用的功率与频率的函数二者之间的对比曲线图。该图表明有三个主要的频率范围从0到约13MHz，几乎所有RF功率都对等离子体的离子能量起作用；从约13MHz到约65MHz，功率在对离子能量起作用和对离子密度起作用之间分开；在65MHz以上，几乎所有的RF功率都对离子密度起作用。在13MHz和稍微低于13MHz处对离子能量的作用产生以RF峰间电压为中心的窄离子能量分布。随着RF频率减小到或低于离子转变频率，离子能量分布加宽，该离子转变频率为鞘内的离子可跟随RF振荡的最高频率。在2MHz的低频率时离子能量分布具有最大的宽度。在图10B中描述了这些影响，该图是对单一RF偏置源在不同RF偏置功率频率处获得的离子能量分布的对比曲线图。如图10B所示，在最低频率(2MHz)处获得最宽的离子能量分布，而在最高频率(13MHz)处获得最窄的离子能量分布。图10C是使用对于两种频率的不同功率比率的双功率偏置功率源获得的离子能量分布的对比曲线图，如该图所示，通过混合高频率和低频率，能量分布向较高能量漂移。在对应于中间或者高频率(如13MHz)源的峰间电压的离子能量处为较高的数目峰。第二较高数目峰对应于较低的频率(如2MHz)功率。按照本发明的一个优选实施方式，通过调整低频率(如2MHz)功率和中间或者高频率(如13MHz)功率源的功率级之间的比率，调整离子能量分布以相对于较低能量离子数目(ion population)增加或降低高能量离子数目。图10C的对比示出低频(如2MHz)RF功率在较高能量处对离子数目更起作用，并且对于高频(如13MHz)RF功率其相反结论也是正确的。因此，通过增加低频功率与高频功率的比率而提高离子能量分布宽度及其高频容量。而且，图10C示出随着HF(如13MHz)功率接近0，主峰在很大程度上移向较高的频率。因此，通过调整低频和高频功率级之间的比率而选择离子能量分布。
通过调整具有两个不同频率的各自源的功率级而提供对分解和离子密度的控制，所述两个不同频率对解离和密度有不同影响。较高HF或较低VHF频率明显对对离子密度起作用而对离子解离起非常小的作用。这如图11A和11B所示，其为离子解离行为与频率的函数以及离子密度行为与频率的函数之间的对比曲线图。频率在较低范围(直到图11B的f转变点)对离子密度(图11B)影响很大但是对离子解离(图11A)影响很小。限制两个范围的频率(f转变)通常为VHF频率，其值取决于各种工艺参数，但是可以在大约100MHz的数量级。
图12是描述在具有碳氟化合物气体的等离子体中平均碳氟化合物分子重量与离子解离的函数图。该图示出了一种定量解离的方法，并且其为在等离子体中确定种类分子(如碳氟化合物分子)的平均或中间分子重量。分子重量越低，解离度越高。这一概念反映了图13所示的发射光谱(OES)数据的结果，该图为等离子体中低离子解离和高离子解离时分子重量分布的对比曲线图。在较低分解时，峰值数目与较复杂分子一致，而对较高分解其相反结论也是正确的。将图11A和图11B的结果应用到双源频率系统，通过控制较高频率源功率发生器和较低频率源功率发生器(两个都可以是VHF发生器)的功率级之间的比率，可以单独控制等离子体的分解和密度。如图14所示，该图为描述在两个不同的源功率频率之间的离子解离行为与功率比率的函数关系图。使用图1的三频率方案或者图2至图5的四频率方案，沿着分别代表离子能量、离子密度和离子解离的三个独立(即，正交的)轴实现三维控制空间。图15示出一个三维控制空间，其中主等离子体中的离子解离、主等离子体中的离子密度以及等离子体鞘内的离子能量为限定控制空间的三个独立(正交)维。
然后，优选地，控制离子密度和离子解离的图1中的两个发生器40a和150的频率位于f转变的两侧。或者，如果它们位于相同侧，则这两个频率彼此有很大区别从而其中之一对离子解离的影响比另一个更大。主要影响离子密度的频率为较低的VHF频率，而影响离子解离和密度的频率为较高的VHF频率。这些较高或较低VHF频率可能在或者可能不在“f转变”之上或之下。结果，通过单独控制这两个频率，可至少几乎独立地选择离子密度和离子解离的不同值。对于图4和图5中的发生器150和150’的两个频率该结论也是正确。这两个频率必须彼此有很大区别从而使其中一个对离子解离的影响比另一个更大。并且，优选的是，两个频率位于图11A和图11B中f转变的相对侧(但不是必需的)。
图16描述了在具有由LF、HF和VHF频率源三个RF源的等离子体反应器(诸如图1的反应器)中使用不同频率的三个RF功率源单独控制离子能量分布、离子密度和离子解离的第一方法。该方法取决于同时向等离子体施加VHF功率、HF功率和LF功率(图16的方框360)。相应于两个发生器分别可以调整或者设置的离散或连续范围或者功率级的连续集合(如图1中的HF和LF发生器40a和40b)，选择在比率的连续范围内HF功率源和LF功率源之间的功率比率(图16的方框361)，相对于离子密度(例如，根据需要可保持离子密度为常数)调整离子能量含量(或者加宽离子能量分布或者移动分布峰的平均能量或者二者都可以发生)。通过选择VHF功率源(如图1中的发生器150)与HF功率源(如图1中的发生器40b)之间的功率比率而相对于离子密度调整离子解离(方框362)。例如，通过仅调整HF功率级，可相对于解离而调整离子密度。或者，调整VHF功率级以在保持离子密度为一常数的同时调整解离，从而通过抵消HF功率级中的变化而在保持离子密度恒定的同时调整解离。可在方框361的步骤之前或之中执行该步骤(方框362)从而不限制离子能量级的选择或扩展。然后，根据前述选择设置LF、HF和VHF功率源的功率级(方框363)。
图17描述了在图4、图5、图6或图9所示的等离子体反应器类型中，使用不同频率的四个RF功率源单独控制离子能量分布、离子密度和离子解离的第二方法。尽管图17描述了用于独立控制密度和解离的较高和较低VHF频率，但是可以理解，提供图6或图9中的解离控制的频率并不一定必须是较高VHF频率，而可以是驱动感应频率施加器(图6)或者驱动螺旋形频率施加器(图9)的HF或者LF频率。
在图17中，同时将四种频率施加到等离子体，具体的为(在图4和图5所示的情况下)LF频率、HF频率、较低VHF频率和较高VHF频率(方框364)。通过从比率的连续范围或者连续集合中选择HF功率源和LF功率源的适当功率比率而调整(或者加宽离子能量分布或者移动分布峰的平均能量或者二者都可以发生)离子能量含量(图17的方框365)。通过在该比率的范围或者连续集合内选择较低VHF功率源和较高VHF功率源之间的功率比率而相对于离子密度调整离子解离(方框365)。然后，根据前述选择设置LF、HF、较低VHF和较高VHF功率源的功率级(方框367)。
图18是一三维图，其描述了离子密度行为与磁场强度之间的函数以及离子解离行为与磁场强度之间的函数的即时关系图。如图18所示，通过图2中的线圈501、502、503和504产生的磁场强度的改变，仅改变等离子体离子密度而不会影响离子解离。图19是描述离子密度行为与VHF源功率级之间的函数以及离子解离行为与VHF源功率级之间的函数的即时关系的三维图。图19表明VHF功率的变化既影响离子密度又影响离子解离。因此，通过调整VHF功率和磁场强度，可将离子密度和离子解离设置在独立选择的级处。
图20描述了在具有一对RF偏置功率源、VHF功率源和磁场源的反应器类型中(如图2的反应器)独立控制离子能量分布、离子密度和离子解离的第二方法。该方法取决于同时向等离子体施加磁场、VHF功率、HF功率和LF功率(图20的方框368)。通过选择HF功率源和LF功率源之间的功率比率调整(或者加宽离子能量分布或者移动分布峰的平均能量或者二者都发生)离子能量含量(方框369)。通过选择用于VHF功率源的功率级并选择由图2中的磁场控制器505提供的磁场强度，相对于离子密度调整离子解离(方框370)。然后，根据前述选择设置LF、HF和VHF功率源的功率级和控制器504的磁场强度(方框371)。
尽管已经通过具体参考优选实施方式详细描述了本发明，但是应该理解，在不脱离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种改进和变型。
权利要求
1.一种在等离子体反应器中处理工件的方法，包括将来自三个各自频率的至少三个RF功率源的RF功率耦合到所述反应器中的等离子体；通过选择所述至少三个RF功率源中的第一对的功率级之间的比率而设置离子能量分布形态；以及通过选择所述至少三个RF功率源中的第二对的功率级之间的比率而设置离子解离和离子密度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少三个各自频率包括LF频率、HF频率和VHF频率，并且其中所述第一对与所述LF和HF频率相对应而所述第二对与所述HF和VHF频率相对应。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率源包括四个RF功率源，并且其中所述第一对与HF频率和LF频率相对应而所述第二对与VHF频率和另一频率相对应。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二对与一较高VHF频率和一较低VHF频率相对应。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述耦合RF功率的步骤包括通过感应源功率施加器耦合所述另一频率。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述耦合RF功率的步骤包括通过螺旋形等离子体源功率施加器耦合所述另一频率。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耦合RF功率的步骤包括通过所述反应器的晶片支撑底座耦合所述至少三个频率。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述耦合RF功率的步骤包括通过晶片支撑底座耦合所述LF和HF频率的功率并且通过反应器的顶部耦合所述VHF频率的功率。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述耦合所述VHF频率的功率的步骤包括向顶置电极施加所述VHF频率的功率。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一对包括小于离子转变频率的第一频率和大于所述离子转变频率的第二频率。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述设置所述离子能量分布的步骤包括调整所述离子能量分布的一对峰之间的能量差异。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述设置所述离子能量分布的步骤包括相对于所述离子能量分布的一对峰中的一个而调整接近另一个的离子数目。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述设置所述离子能量分布的步骤包括调整所述离子能量分布的一对峰其中之一的能量。
14.一种在等离子体反应器中处理工件的方法，包括将来自具有三个各自频率的三个RF功率源的RF功率以及磁场耦合到所述反应器中的等离子体；通过选择所述至少三个RF功率源的第一对的功率级之间的比率而设置离子能量分布形态；以及通过选择所述三个RF功率源中剩余一个的功率级与所述磁场强度之间的比率而设置离子解离和离子密度。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述至少三个各自频率包括LF频率、HF频率和VHF频率，并且所述第一对与所述LF和HF频率相对应而所述剩余的RF功率源与VHF频率相对应。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述磁场为低频磁场。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述耦合RF功率的步骤包括将所述剩余的RF源功率施加器耦合到感应耦合的源功率施加器。
18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述耦合RF功率的步骤包括将所述剩余的RF功率源耦合到螺旋形等离子体源功率施加器。
19.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述耦合RF功率的步骤包括通过所述反应器的晶片支撑底座耦合所述三个频率。
20.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述耦合RF功率的步骤包括通过晶片支撑底座耦合LF和HF频率而通过反应器的顶部耦合VHF频率。
全文摘要
一种在等离子体反应器中处理工件的方法，包括将来自具有三个各自频率的至少三个RF功率源的RF功率耦合到反应器中的等离子体；通过选择至少三个RF功率源中的第一对的功率级之间的比率而设置离子能量分布形态；并且通过选择至少三个RF功率源中的第二对的功率级之间的比率而设置离子解离和离子密度。所述三个各自频率可以是LF频率、HF频率或VHF频率，其中所述第一对与LF频率和HF频率相对应而第二对与HF频率和VHF频率相对应。另外，所述功率源包含四个RF功率源，其中第一对与HF频率和LF频率相对应而第二对与VHF频率和另一频率相对应。
文档编号H01L21/00GK1953635SQ200610150519
公开日2007年4月25日 申请日期2006年10月16日 优先权日2005年10月18日
发明者约翰·P·荷文, 丹尼尔·J·霍夫曼 申请人:应用材料股份有限公司