专利名称：用于确定等离子体特性的方法
技术领域：
本发明一般地涉及等离子体处理技术，更具体而言，涉及用于确定等离子体处理系统中等离子体的特性的方法。
背景技术：
等离子体增强半导体处理室被广泛用在集成器件的制造中。处理性能通常依赖于等离子体的物理、化学和电属性。例如，等离子体刻蚀处理的均匀性和选择性与处理衬底的表面处或表面附近的等离子体的能量离子的动力学属性强烈相关。在各向异性刻蚀处理中，使入射离子以接近垂直于表面的极窄的角向速度分布撞击衬底表面，从而提供刻蚀衬底内的高高宽比特征的能力。然而，基本各向同性的离子速度分布可能导致不希望发生的刻蚀效果，例如轮廓腔侧壁的凸起(bowing)或凹陷(toeing)。
此外，等离子体离子的动能分布也可能影响衬底处理结果。通常，等离子体包含化学反应性物质，例如原子基团(Cl-)、原子离子(Cl+)、分子离子(Cl2+)和激发分子(Cl2*)，这些都是通过电子-分子碰撞产生的。在处理期间生成的等离子体可能具有不同的浓度和/或原子离子(Cl+)对分子离子(Cl2+)的比率。具有不同的等离子体分布密度和/或原子和分子离子(Cl+，Cl2+)的混合物的刻蚀处理的动力学可能产生不同的刻蚀结果。
另外，在使用碳氟化合物气体的等离子体刻蚀处理中，从等离子体中释放出的CFx和/或CFxHy可能重新沉积在已刻蚀表面的侧壁上，这种处理被称为侧壁钝化。侧壁钝化被用于控制刻蚀期间的侧壁轮廓以便能够达到预定的深度，同时维持期望的侧壁轮廓。然而，由于影响衬底表面的离子的组分和/或比率在传统等离子体处理中不是受控的并且/或者不是已知的，因此从衬底表面激活的化学反应和溅射刻蚀的材料可能随着室甚至随着处理而变化，从而对刻蚀处理的处理控制、可重复性和可预测性产生不利的影响。
我们已经确定关于等离子体中离子的属性、分布和能量以及其他等离子体特性的量化信息将能够在意义上指示处理的效果和处理结果的质量，从而增强刻蚀处理的处理控制、可重复性和可预测性。我们还已经确定，提供等离子体特性的能力能够相应地改善其他等离子体处理，例如等离子体增强化学气相沉积、物理气相沉积、等离子体表面处理以及其他等离子体处理。
因此，需要用于确定有效离子能量和可用于改善等离子体处理的其他等离子体特性的方法。
发明内容
提供了用于确定等离子体的特性的方法。在一个实施例中，一种用于确定等离子体的特性的方法包括获得耦合到等离子体的具有不同频率的第一和第二波形的电流和电压信息的度量，利用从每个不同频率的波形获得的度量确定等离子体的至少一个特性。
在另一个实施例中，一种用于确定等离子体的特性的方法包括提供作为频率函数的等离子体的等离子体阻抗模型，并利用模型确定等离子体的至少一个特性。
在又一实施例中，一种用于确定等离子体的特性的方法包括提供作为频率函数的等离子体的等离子体阻抗模型，测量耦合到等离子体并且具有至少两个不同频率的波形的电流和电压，并利用模型和测得的波形的电流和电压确定等离子体的离子质量。
通过参考在附图中示出的本发明的实施例，可以获得并更详细地理解本发明的以上陈述的特征。下面将对以上简要概括的本发明进行更具体的描述。
图1A-1C是可以实施本发明的实施例的示例性等离子体增强处理室的示意图；图2是用于确定等离子体特性的方法的一个实施例的处理流程图；图3是等离子体模型的简化电路图。
为了有利于理解，在可能的情况下，使用相同的标号来指代对于附图来说公共的相同元素。一个实施例的元素和特征可能有益地被结合在其他实施例中，而无需进一步陈述。
然而，应当注意，附图仅仅图示了本发明的示例性实施例，因此不应当认为限制了本发明的范围，本发明可以容许其他等同的有效实施例。
具体实施例方式
本发明的实施例包括用于利用与频率有关的等离子体模型确定等离子体特性的方法。通过分析不同频率下的等离子体，该模型有利于确定多个等离子体特性。可以确定的某些等离子体特性包括离子质量、离子质量的物质分布、离子浓度、等离子体不对称性、电子温度、鞘电位和碰撞频率。该方法可用于确定其他等离子体特性。
等离子体特性通过模型分析利用从耦合到等离子体的RF波形获得的信息来确定。在一个实施例中，用在模型分析中的第一RF波形可以用于维持等离子体放电。用在模型分析中的第二RF波形也可以用于驱动等离子体，该波形是耦合到等离子体的低功率诊断波形或等离子体的谐波波形。该分析也可以利用从其他源获得的耦合到等离子体的多于两个的RF波形来执行，某些内容将在下面进一步描述。
该模型利用了等离子体放电的电阻的频率依赖性。该模型包括以等离子体特性作为不同变量的与频率有关的表达式。在实际中，模型的第一变量可以用第一模型表达式中的第二变量被解出，第一模型表达式代表第一频率下的等离子体状态，第一变量随后可被代入代表第二频率下的等离子体状态的第二模型表达式以解出第二变量。一旦已经确定了第二变量的值，第二变量的值随后就可以用于确定第一变量的值。
在这里描述的实施例中，RF波形分析的模型是基于等离子体阻抗的表达式。电流和/或电压被用作求解涉及等离子体特性的表达式的输入。其他模型也可以被导出以使用这里描述的方法。模型还可以利用除了电压和/或电流以外的输入，例如波形的相位。尽管这里描述的方法是针对刻蚀应用来说明的，但是这些方法也可以等同地适用于任何等离子体处理(即，物理气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、等离子体离子注入和等离子体膜处理等等)，以表征可用于改善处理结果、预测性和可重复性的等离子体参数。
图1A-1B表示可以执行本发明的等离子体处理室100A-100C的示意图。可以适合于受益于本发明的等离子体刻蚀室的示例包括但不限于解耦合等离子体源(DPS_、DPS_II)、EMAX_、MXP_和ENABLER_处理室，这些处理室都可以从California，Santa Clara的Applicd Matcrial，Inc.得到。其他等离子体室(包括来自其他制造商的处理室)也可以适于实施本发明。尽管下文中说明性描述的等离子体处理室100A-100C被配置为刻蚀室，但是本发明也可以用于其他等离子体处理，如上所述。
对于所有实施例来说共同的是与等离子体处理室100A-100C相接口的至少一个RF度量系统198，其适合于测量耦合到利用由气体面板108提供的气体在室中形成的等离子体110的RF波形的电压、电流和相位中的至少一个。度量系统198可以包括一个或多个传感器。通常，度量系统198定位于与其源(例如RF功率源或等离子体自身)之间的RF波形相接口。
现在参考图1A，等离子体处理室100A包括耦合到气体面板108的接地室主体102、一个或多个RF功率源和控制器190。气体面板108向在室主体102中限定的处理区域提供处理气体和其他气体。RF功率源中的至少一个被用于维持处理区域中利用处理气体形成的等离子体110，其目的一般是促进衬底处理、室或组件干燥和/或涂覆和/或室清洗。
衬底支持基座116布置在室主体102中气体分配器132的下方。基座116可以包括用于保持气体分配器132下方的衬底114的静电卡盘(未示出)。静电卡盘由DC电源驱动以产生出将衬底114保持到卡盘表面的静电力，这是传统技术中已知的。或者，衬底114可以通过夹紧、真空或重力被保持到基座。
在一个实施例中，衬底支持基座116被配置为阴极，并且耦合到多个RF功率源。由至少第一RF功率源104提供的RF功率耦合在阴极和另一电极之间，所述另一电极例如是气体分配器132或室主体102的室顶(ceiling)。RF功率激发并维持利用布置在室主体102的处理区域中的气体形成的等离子体放电(例如，等离子体110)。
在图1A所示的实施例中，多个RF功率源104、106通过匹配电路112耦合到阴极。尽管未在图1A中示出，但是匹配电路112可以结合RF度量系统198或与度量系统198相接口。由RF功率源104、106生成的信号被通过匹配电路112经由单个馈通传输到衬底支持基座116，以离子化在等离子体处理室100A中提供的背景气体混合物，从而提供执行刻蚀或其他等离子体增强处理所必需的离子能量。RF功率源104、106通常能够产生频率从约50kHz到约200MHz并且功率在约0W和约5000W之间的RF信号。另一可选的RF源120在图1A中示出，该RF源120代表可用于控制等离子体110的特性的一个或多个额外功率源。
气体分配器132可以包括一个或多个喷嘴或喷淋头。气体分配器132耦合到气体面板108，从而使从气体面板198提供到气体分配器132的气体可以被引入到室中，并且在点火时形成用于处理衬底114的等离子体110。
在一种工作模式中，衬底114被置于等离子体处理室100中的衬底支持基座116上。处理气体和/或气体混合物通过气体分配器132被从气体面板108引入到室主体102中。真空泵系统122维持室主体102内部的压强，同时去除刻蚀副产物。真空泵系统122一般将工作压强维持在约10mTorr和约20mTorr之间。
RF源104、106以不同频率通过匹配电路112向阴极提供RF功率，从而提供能量以形成等离子体110并将室主体102中的气体混合物激发为离子以执行等离子体处理，在该示例中是刻蚀处理。RF度量系统198测量耦合到等离子体110的波形的度量，以提供指示由每个功率源104、106提供的功率的度量。该度量被发送到控制器190，并被用于确定等离子体的特性，如下进一步详细描述。可以分析等离子体的特性以调节工艺现场处理、校正处理漂移、匹配不同室中的处理和/或实现某些处理结果。
控制器190耦合到等离子体处理室100的各种组件，并被用于促进刻蚀处理的控制。控制器190通常包括中央处理单元(CPU)192、存储器194和用于CPU 192的辅助电路196。CPU 192可以是任何形式的计算机处理器之一，其可以用于工业设置中以控制各种室和子处理器。存储器194耦合到CPU 192。存储器194，或计算机可读介质可以是可以很容易得到的存储器中的一种或多种，例如随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘或任何其他形式的本地或远程数字存储装置。辅助电路196耦合到CPU 192，该电路用于以传统方式辅助处理器。这些电路包括缓存、电源、时钟电路、输入/输出电路和子系统等等。
一种工艺(例如下面描述的用于确定等离子体特性的方法200)通常被存储在存储器194中，一般被存储为软件程序的形式。软件程序也可以由第二CPU(未示出)存储和/或执行，第二CPU远离由CPU 192控制的硬件。尽管本发明的处理被讨论为实现为软件程序，但是这里公开的某些方法步骤也可以在硬件中执行，以及由软件控制器执行。这样，本发明可以实现为运行在计算机系统上的软件、作为专用集成电路或其他类型的硬件实现方式的硬件或软件和硬件的组合。
图1B示出了可以执行本发明的等离子体处理室100B的另一个实施例。等离子体处理室100B基本类似于上述的等离子体处理室100A，并且低功率诊断功率源130耦合到等离子体110。处理室100B可以利用单个RF源104来维持等离子体110，或者另外可以使用其他可选的RF功率源120。度量系统198被配置为从低功率RF诊断功率源130和RF功率源104两者获得电流、电压和相位中的至少一个的度量。
低功率RF诊断功率源130以不同于由主要或等离子体RF源104提供的功率的不同频率耦合到等离子体。诊断功率仅仅用作用于等离子体阻抗测量的额外频率信息源，而并不明显地改变等离子体放电的工作特性。在一个实施例中，从源130提供到等离子体的诊断功率在约10mW到约10W之间。
图1C示出了可以执行本发明的等离子体处理室100C的另一个实施例。等离子体处理室100C基本类似于上述的等离子体处理室100A-100B，不同之处在于其中度量系统198被配置用于测量作为等离子体的谐波的一个或多个RF波形，即，等离子体用作波形源以及来自RF源104的波形。度量系统198通常布置在电路元件140和等离子体110之间。诸如低通滤波器之类的电路元件140被选择用于为频率大于基本频率(即，由RF源104提供的频率)的波形构建开路电路，从而保护RF源免受反射等离子体谐波的影响。
在室100C中形成的等离子体110可以由单个RF源104维持，或者另外可以使用其他可选的RF功率源120。低功率诊断功率源130(如图1B中所示)也可以耦合到室100C。
图2示出了可以在等离子体处理室100A-100C中执行的用于利用由RF度量系统198获得的信息确定等离子体110的特性的方法200的一个实施例的处理流程图。为了清楚起见，等离子体处理室100A-100C在下文中将总地称为“等离子体处理室”，而不进一步引用标号100A-100C。
方法200开始于步骤202，将衬底114放在置于等离子体处理室中的支持基座116上。注意，方法200可以在室中没有衬底的情况下执行。
在步骤204，一种或多种处理气体被从气体面板108提供到等离子体处理室中，并被形成为等离子体110以提供用于处理的反应性物质(例如，离子或基团)。在步骤206，从一个或多个RF功率源提供功率以维持等离子体110。
在步骤208，度量系统198获得指示耦合到等离子体110的RF波形的度量。在一个实施例中，RF波形是来自RF源104、106的，RF源104、106以不同频率提供功率以维持等离子体，如图1A所示。某些公共频率对包括2和13kHz、2和16kHz以及13和60kHz。在三个RF功率源被用于维持等离子体的实施例中，公共频率组包括2、13和60kHz以及2、13和162kHz。
在另一个实施例中，RF波形之一是来自用于提供维持等离子体的功率的第一RF源的，而另一RF波形是来自以不同于由第一RF源提供的功率的不同频率生成耦合到等离子体的低功率诊断功率的第二RF源的，如图1B所示。多个低功率诊断功率源可以用于生成不同波形。诊断波形可以单独使用，或者与从其他源获得的波形结合使用。
在又一实施例中，RF波形之一是来自用于提供维持等离子体的功率的第一RF源的，而另一RF波形是等离子体的谐波，即，等离子体用作第二频率波形源，该第二频率波形的频率与由第一RF源提供的功率的频率不同，如图1C所示。可以使用来自多于一个谐波频率的波形。谐波波形可以单独使用，或者与从其他源获得的波形结合使用。
通过任意组合以上给出的示例，可以获得不同频率的波形。例如，利用从谐波和/或诊断源获得的波形可以分析一个或多个RF维持波形(具有一个或多个频率)。在另一示例中，利用从一个或多个诊断RF源获得的波形可以分析一个或多个谐波波形。
在一个实施例中，度量系统198被用于获得在源和等离子体之间测量的RF波形的电流和电压度量。该度量被提供给控制器190。
在步骤210，控制器190利用提供自度量系统198的度量确定等离子体的两个或更多个特性。在一个实施例中，控制器190使用度量来确定鞘电压和离子密度。鞘电压近似等于RF电压调制的幅度，而离子密度近似等于RF电流的幅度。鞘电压和离子密度被用作将等离子体阻抗表达为频率函数的模型的输入变量。
该模型通常是利用已知电等离子体特性的等离子体的集总元件(lumpelement)电路的表达式。例如，用于鞘阻抗的表达式部分可以是基于Childs法则的，而用于体阻抗的表达式部分可以是基于齐次等离子体模型的。该模型可以基于其他理论或者经验导出，并利用这里描述的方法解出以获得等离子体特性。
该模型通常包括用于离子质量、碰撞频率、电子温度、等离子体不对称性、鞘电压和离子密度的变量。由于如上所述提供了用于离子密度和鞘电压的值，因此模型表达式可以解出剩余变量中的任何一个，例如离子质量、碰撞频率、电子温度和等离子体不对称性。如果仅能得到两个频率的波形信息，则四个剩余变量中的两个可被指派以近似的值以便可以解出更感兴趣的其他变量。如果可以得到三个或更多个频率的波形信息，则可以确定所有四个剩余变量。
该模型是这样使用的利用第一频率下的模型表达式解第一变量，然后将利用第一频率模型表达式表达的第一变量代入第二频率模型表达式，其中可以解出感兴趣的第二变量。利用第二变量的解出值，可以解出第一变量的值。采用该方法，可以利用两个频率模型分析确定离子质量、碰撞频率、电子温度和等离子体不对称性中的任何一对，或者可以利用三个或更多个频率下的模型分析确定所有这些参数。该模型可以利用其他分析方法解出，例如神经网络、最佳拟合、回归分析、对于所有方程解唯一解等等。
图3是等离子体模型的简化电路图的一个实施例。等离子体模型可以假定利用高频体等离子体近似进行不对称电容性放电(齐次、恒定的离子MFP)(例如见，Godyak V 1986 Soviet RF Discharge Research and ChildLaw High Voltage Sheath Approximation(C.D.Child，Phys.Rev.，32))。在说明性实施例中，氩等离子体可以具有ne＝1010cm-3，VDC＝500Volts，vmc＝0.01/ns，α＝0.5，和Te＝5eV的中心点参数。
鞘电抗可以表达如下Jd=ω·ϵ0·Vs]]>Id=ω·ϵ0·V·Areas0=ω·Csheath·V]]>Csheath=ϵ0·Areas]]>鞘厚度可以由下式近似s=32·ϵ02·VDC381·.372·ne2·e·Te4]]>1s=81·0.61·ne2·e·Te32·ϵ02·VDC34]]>Csheath=ϵ0·Areas]]>Xsheath=-sω·ϵ0·Area]]>Xsheath=-1ω·ϵ0·Area·32·ϵ02·VDC381·.372·ne2·e·Te4]]>
鞘电阻可以表达如下Ji=2·ωi3·π·ω·Jd=2·ωi·ϵ0·V3·π·s]]>Ji＝JeJc=Ji+Je=2·Ji=4·ω1·ϵ0·V3·π·s]]>Rsheath=VJc·Area=3·π·s4·ωi·ϵ0·Area]]>ωi=π·ωpi·2·Tce·VDC4]]>Rsheath=3·s4·ωpi·ϵ0·Area·e·VDC2·Te4]]>ωpi=eneϵ0·M]]>Rsheath=3·s4·e·ϵ0·Area·e·VDC·ϵ02·M22·Te·ne2·4]]>Rsheath=3·VDC2·e·ne·Area·M2Te2·81·0.3724]]>当作平行元素处理，开始于被加电的鞘，并且由于不对称条件而对接地鞘进行缩放
RshRF=29·ω2·ϵ0·e·Area·ne·Te·2·VDC3·M0.61·e49·ω2·ϵ0·2·VDCe·Te+VDCM4·e2·ne·Te]]>xshRF=-VDCM2·e2·ne·Te·ω·ϵ0·Area·2·ϵ02·VDC381·.372·ne2·e·Te449·ω2·ϵ0·2·VDCe·Te+VDCM4e2·ne·Te]]>VGNDVRF=(AreaAreaGND)q]]>α=AreaAreaGND]]>VGND＝VDC·αqRshGND=29·ω2·ϵ0·e·Area·ne·Te·2·VDC3·α3·q·M0.61·e49·ω2·ϵ0·2·VDC·αqe·Te+VDC·αq·M4·e2·ne·Te]]>xshGND=-VDC·αq·M2·e2·ne·Te·ω·ϵ0·Area·2·ϵ02·VDC3·α3·q81·.372·ne2·e·Te449·ω2·ϵ0·2·VDC·αqe·Te+VDC·αq·M4·e2·ne·Te]]>体阻抗可以表达为Zbulk，从而总的放电阻抗相对于ne，VDC，vme，α，Mion和Te可以表达如下Zbulk=(i·ω·C0+1i·ω·Lp+Rp)-1]]>Lp=1ωpe2·C0]]>Rp=vmeωpe2·C0]]>Zbulk=(i·ω·C0+ωpe2·C0i·ω·vme)1]]>C0=ϵ0·Area·(1+α)L-s0·(1+1αq2)]]>s=32·ϵ02·VDC381·.372·ne2·e·Te4]]>C0=ϵ0·Area·(1+α)L-32·ϵ02·VDC381·.372·ne2·e·Te4·(1+1αq2)]]>其中ne，VDC，vme，α，Mion和Te分别是电子密度、鞘电压、碰撞频率、放电不对称性、离子质量和电子温度。
因此，通过测量频率1，2，....n下的等效电路的阻抗并利用以上方程将电路元素CshGND，RshGND，C0，Rp，Lp，CshRF，和RshRF与等离子体参数ne，VDC，vme，α，mion，和Te相关，可以从阻抗测量结果中直接确定等离子体参数。
在步骤210确定的等离子体参数可以用于确定由等离子体生成的有效离子质量的能量，例如根据由仿真模型获得的仿真电压和电流大小所计算的。等离子体特性(例如在步骤210中确定的离子质量)也可以用于解等离子体内离子和物质的分布。由于处理室中气体混合物的离解可以利用不同形式(例如原子基团(Cl·)、原子离子(Cl+)、分子离子(Cl2+)和激发分子(Cl2*))离子化，因此等离子体内离子物质的分布的精确确定可以用于更有效地控制等离子体处理。对于原子和/或分子分布可以解出物质的分布。例如，原子基团(Cl·)和/或原子离子(Cl+)可以被重新组合并形成为分子离子(Cl2+)，而不是与衬底上的材料(例如，SiO2或金属)进行反应，从而对于期望的处理性能产生不利的影响并改变在处理区域中分布的离子。通过得知离子质量并对于一组特定的处理参数解出离子分布，可以更精确地估计处理性能，而不需要过长的处理特征化时间。这样，通过耦合到等离子体的RF波形的电压和电流大小，可以计算出有效的离子能量和/或分布的估计，从而识别出在处理室中生成并残留的实际反应物质。这样，本发明尤其可用于确定等离子体内双原子气体(例如，Cl2、O2和N2等等)的分子和原子分布。本发明还可用于确定等离子体内化合物碎片的分布，例如CF4处理气体碎片(CF+3、CF2+2等)的分布。从而，该处理允许立即识别出处理漂移或项目之间的变化，例如处理工具变化、室到室的变化、甚至(处理气体的)气体源的成分中的变化。
从而，本申请提供了利用依赖于等离子体模型的频率确定等离子体特性的方法。通过分析不同频率下的等离子体，模型有利于确定诸如离子质量、离子质量物质的分布、离子密度、等离子体不对称性、电子温度、鞘电位和碰撞频率之类的等离子体特性。结果，该方法有利地促进了对等离子体处理的增强处理控制、管理和可重复性。
尽管前述内容涉及本发明的实施例，但是在不脱离本发明的基本范围的前提下可以设计出本发明的其他和进一步的实施例，本发明的范围由所附权利要求确定。
权利要求
1.一种用于确定等离子体的特性的方法，包括获得耦合到等离子体的第一波形的电流和电压信息的度量；获得耦合到所述等离子体的第二波形的电流和电压信息的度量，所述第一和第二波形具有不同频率；利用从每个不同频率的波形获得的度量确定所述等离子体的至少一个特性。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述确定步骤还包括确定所述等离子体的离子质量。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述确定所述离子质量的步骤还包括确定所述等离子体内离子质量物质的分布。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述确定步骤还包括确定所述等离子体的不对称性。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述确定步骤还包括确定所述等离子体的电子温度。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述确定步骤还包括确定所述等离子体内的电子-分子碰撞频率。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述确定步骤还包括利用与频率有关的模型分析所述等离子体。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述与频率有关的模型还包括所述等离子体的阻抗模型。
9.如权利要求1所述的方法，还包括利用用于维持所述等离子体的第一功率源生成所述第一波形；以及利用用于控制所述等离子体的特性的功率源生成所述第二波形。
10.如权利要求1所述的方法，还包括利用用于维持所述等离子体的第一功率源生成所述第一波形；以及利用并不明显改变所述等离子体的工作特性的低功率诊断源生成所述第二波形。
11.如权利要求10所述的方法，其中利用所述低功率诊断源生成所述第二波形的步骤还包括将约1mW到约10W之间的功率耦合到所述等离子体。
12.如权利要求1所述的方法，其中获得所述第二波形的度量的步骤还包括获得等离子体谐波波形的度量。
13.如权利要求12所述的方法，其中获得所述第一波形的度量的步骤还包括获得第二等离子体谐波波形的度量。
14.如权利要求12所述的方法，其中获得所述第一波形的度量的步骤还包括利用用于维持所述等离子体的第一功率源生成所述第一波形。
15.如权利要求12所述的方法，其中获得所述第一波形的度量的步骤还包括利用并不明显改变所述等离子体的工作特性的低功率诊断源生成所述第一波形。
16.一种用于确定等离子体的特性的方法，包括提供作为频率函数的等离子体的等离子体阻抗模型；以及利用模型确定等离子体的至少一个特性。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述确定步骤还包括获得耦合到所述等离子体的具有不同频率的RF波形的电流和电压信息。
18.如权利要求18所述的方法，其中所述获得步骤还包括测量等离子体谐波波形的度量。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述获得步骤还包括测量由并不明显改变所述等离子体的工作特性的低功率诊断源提供的波形的度量。
20.如权利要求18所述的方法，其中所述获得步骤还包括测量由用于维持所述等离子体的多个RF功率源提供的波形的度量。
21.如权利要求18所述的方法，其中所述确定步骤还包括确定所述等离子体的离子质量、所述等离子体内离子质量物质的分布、所述等离子体的不对称性、所述等离子体的电子温度或所述等离子体内电子-分子碰撞频率中的至少一个。
22.如权利要求18所述的方法，其中所述确定步骤还包括确定所述等离子体内氯(Cl)物质之间的分布。
23.一种用于确定等离子体的特性的方法，包括提供作为频率函数的等离子体的等离子体阻抗模型；测量耦合到所述等离子体的并且具有至少两个不同频率的多个波形的电流和电压；以及利用模型和测得的所述波形的电流和电压确定等离子体的离子质量。
24.如权利要求23所述的方法，其中所述确定步骤还包括利用模型和测得的所述波形的电流和电压确定所述等离子体内电子-分子碰撞频率。
25.如权利要求23所述的方法，其中所述测量步骤还包括测量谐波波形。
26.如权利要求23所述的方法，其中所述测量步骤还包括测量由并不明显改变所述等离子体的工作特性的低功率诊断源提供的波形的度量。
27.如权利要求23所述的方法，其中所述测量步骤还包括测量由用于维持所述等离子体的多个RF功率源提供的波形的度量。
28.如权利要求23所述的方法，其中所述确定步骤还包括确定所述等离子体内双原子物质之间的分布。
29.如权利要求23所述的方法，其中所述确定步骤还包括确定所述等离子体内处理气体碎片之间的分布。
全文摘要
提供了用于确定等离子体的特性的方法。在一个实施例中，一种用于确定等离子体的特性的方法包括获得耦合到等离子体的具有不同频率的第一和第二波形的电流和电压信息的度量，利用从每个不同频率的波形获得的度量确定等离子体的至少一个特性。在另一个实施例中，该方法包括提供作为频率函数的等离子体的等离子体阻抗模型，并利用模型确定等离子体的至少一个特性。在又一实施例中，该方法包括提供作为频率函数的等离子体的等离子体阻抗模型，测量耦合到等离子体并且具有至少两个不同频率的波形的电流和电压，并利用模型和测得的波形的电流和电压确定等离子体的离子质量。
文档编号H01L21/3065GK101090597SQ20071010674
公开日2007年12月19日 申请日期2007年6月15日 优先权日2006年6月16日
发明者史蒂文·C·香农, 丹尼尔·J·霍夫曼, 杰里迈亚·T·P·彭德, 塔雷格·马瓦瑞 申请人:应用材料公司