具有强化电荷中和的等离子处理以及处理控制的制作方法

专利名称：具有强化电荷中和的等离子处理以及处理控制的制作方法
具有强化电荷中和的等离子处理以及处理控制
此处所用的标题仅为组织上的目的而不应被解释为对本申请此处描述的 内容的限制。
背景技术：
等离子处理已经被广泛使用于半导体及其他工业达数十年之久。等离子
处理用于例如清洗、蚀刻(etching)、研磨(mi 11 ing)以及沉积(deposition) 的作业。在许多等离子处理系统中，电荷倾向累积在要处理的基底(substrate) 上。这种电荷增长能在基底上发展出较高的电位电压，因而导致等离子处理 不均匀、电弧(arcing)以及基底损害。例如，等离子蚀刻系统(plasma etching systems)中的电荷增长能导致不均匀的蚀刻深度及凹陷或对基底表面的损 害，因而可能降低处理良率。此外，沉积系统中的电荷增长能导致不均匀的 沉积及对沉积薄膜层的损害。
最近，等离子处理已经^^皮用于#^杂。等离子掺杂(plasma doping)有时候 称为PLAD或等离子沉浸式离子注入(plasma immersion ion implantation, PIII)。等离子掺杂系统已经被开发来满足某些现代电子及光学装置的掺杂需 求。等离子掺杂基本上不同于利用电场加速离子然后根据其质荷比 (mas s-1o-charge ra t io)过滤离子以选择想要的注入离子的现有光束线离子 注入系统(beam-1 ine ion implantation systems)。相对地,等离子掺杂系 统将标的物沉浸于包含掺杂剂离子的等离子中，并且利用 一系列的负电压脉 冲加偏压于标的物。等离子鞘(plasma sheath)内的电场加速朝向标的物的离 子，藉以将离子注入目标的表面。
半导体工业的等离子掺杂系统通常需要非常高度的处理控制。广泛使用 于半导体工业的现有光束线离子注入系统具有优良的处理控制以及优良的批
6次间均匀度(run-to-run unif ormi ty)。现有光束线离子注入系统提供跨越先
进半导体基底的全部表面的高度均匀的掺杂。
一般而言，等离子掺杂系统的处理控制不如现有光束线离子注入系统。 在许多等离子掺杂系统中，电荷倾向累积在要等离子掺杂的基底上。这种电 荷增长能在基底上发展出导致无法接受的掺杂不均匀及电弧的较高电位电 压，因而可能损害装置。


为了让本发明的上述和其他优点能更明显易懂，下文特举其较佳实施例， 并配合附图予以详细说明。附图未必依其实际比例显示，通常会特别强调以 便说明本发明的原理。
图1A显示根据本发明的具电荷中和的等离子处理系统的 一 实施例。
图1B显示根据本发明的具有电荷中和的等离子处理系统的另 一实施例。
图2A显示射频电源所产生的先前技艺波形，此波形具有在某些条件下可 导致电荷累积于基底的单一振幅。
图2B显示偏压电源所产生的先前技艺波形，此偏压电源在等离子处理期 间施加负电压至基底以吸引等离子的离子。
图3A显示根据本发明的射频电源所产生的射频功率波形，此波形具有至 少部分中和基底上的电荷累积的多重振幅。
图3B显示根据本发明的偏压电源所产生的偏压波形，此偏压电源在等离 子处理期间施加负电压至基底以吸引离子。
图3C显示才艮据本发明的偏压电源所产生的偏压波形，此偏压电源在等离 子处理期间施加负电压至基底以吸引离子且在终止等离子处理之后施加正电 压至基底以协助中和基底上的电荷。
图4A至图4C显示根据本发明的射频电源所产生的射频功率波形及偏压 电源所产生的偏压波形，这些波形类似于图3A至图3C所述的波形但在时间
7轴位移以〗更利用第一功率位准P肌及第二功率位准P^两者进行等离子处理。
图5A至图5C显示根据本发明的另一实施例的具有变动频率的射频电源 所产生的射频功率波形以及相对应的偏压电源所产生的偏压波形。
图6显示4艮据本发明的一实施例的已测量的多重设定点射频功率及控制 信号波形。
具体实施例方式
本说明书所提及的"一实施例"或"实施例"意指此实施例所述的 特殊特征、结构或特性包含于本发明的至少一实施例。在本说明书各处 所出现的片语"在一实施例中"未必都参照相同的实施例。
须知只要本发明保持可操作则本发明的方法的个别步骤能以任何 顺序及/或同时地进行。此外，须知只要本发明保持可操作则本发明的 装置及方法可包括任何数目或所有的所述实施例。
现在将参考如附图所示的实施例更详细地说明本发明。然而，本发 明可能以许多不同的形式来实施，因此不应视为局限于在此所述"实施 例。相反地，任何本领域技术人员将理解本发明包含各种替换、修改以
揭示内容范围内的附加实行、修改以及实施例，如同其他领域一样。例 如，须知根据本发明的等离子处理系统的中和电荷方法能使用任何类型 的等离子源。
许多等离子处理系统以脉冲操作模式操作，此模式施加一 系列的脉 冲至等离子源以产生脉冲等离子。并且，可在等离子源脉冲的导通期间 施加一系列的脉冲至要等离子处理的基底，此等离子源脉冲加偏压于基 底以吸引注入、蚀刻或沉积的离子。在脉沖操作模式中，电荷倾向在等 离子源脉冲的导通期间累积于要等离子处理的基底上。当等离子源脉冲 的工作周期(duty cycle)较低(亦即根据处理参数小于大约25%且有时小
8于2%)时，电荷倾向藉由等离子的电子予以有效地中和且只有最小的充 电效应。
然而，目前有需要以具有较高的工作周期(亦即在大约2%以上的工 作周期)的脉沖操作模式进行等离子处理。此种较高的工作周期对于达 成想要的产能与维持某些现代装置所需要的蚀刻率、沉积率以及掺杂位 准而言是必要的。例如，最好藉由具有大于2%的工作周期的等离子掺杂 进行某些先进装置的多晶硅闸极掺杂(poly gate doping)及反掺杂 (counter doping)。此外，最好在大于2%的工作周期进行许多等离子蚀 刻及沉积处理以增加处理产能至可接受的位准。
当增加工作周期至大约2%以上时，在等离子源的无脉冲周期期间可
中和要等离子处理的基底上的电荷的时间变短。结果，电荷累积或电荷 增长可能发生于要等离子处理的基底，导致在要等离子处理的基底上发 展出可能造成等离子处理不均匀、电弧以及基底损害的较高的电位电 压。例如，包含薄闸极介电层的基底可能易受到过量电荷增长的损害。
本发明是有关于在等离子处理期间中和电荷的方法与装置。本发明 的方法与装置藉由降低充电效应造成损害的可能性允许以较高的工作 周期进行等离子处理。尤其，根据本发明的等离子处理装置包括射频电 源，此射频电源改变施加至等离子源的射频功率以便至少部分地中和在 等离子处理期间的电荷累积。此外，可改变对要等离子处理的基底的偏 压以便至少部分地中和电荷累积。此外，在本发明的某些实施例中，使 施加至等离子源的射频功率脉冲与施加至基底的偏压在时间上同步，并 且改变施加至等离子源的射频功率脉冲与施加至要等离子处理的基底 的偏压的相关时序以便至少部分地中和在基底上的电荷累积及/或达 到某些处理目标。
特别是在多个实施例中，单一或多重射频电源用以独立供电给等离 子源且加偏压于要等离子处理的基底以便在等离子处理期间至少部分
9地中和电荷。并且，在多个实施例中，在等离子处理期间施加至等离子 源的射频功率以及施加至基底的偏压将在相对时间予以施加，以便在等 离子处理期间至少部分地中和电荷。
除了中和电荷之外，本发明的方法与装置可精确地控制在终止等离 子处理周期(亦即无脉冲周期)期间施加至基底的射频电源与偏压的功 率当中至少一个以便达到某些处理目标。例如，本发明的方法及装置可 精确地控制在无脉冲周期期间施加至基底的射频电源及偏压的功率当 中至少一个以便允许化学反应发生于基底的表面上。此种性能可改善产 能且在某些蚀刻及沉积处理中提供更多的处理控制。
此外，本发明的等离子掺杂的方法与装置可精确地控制在无脉冲周 期期间施加至基底的射频电源及偏压的功率当中至少一个以便在等离
子掺杂时改善保留剂量(dose)。此保留剂量改善将减少注入时间，因而 将增加等离子掺杂产能。除了中和电荷之外，本发明的方法与装置可精 确地控制在终止等离子掺杂周期期间施加至基底的射频电源及偏压的 功率当中至少一个以便达成撞击(knock-on)型离子注入机制，此机制达 成如同在此所述的改善的侧壁等离子掺杂分布(sidewall plasma doping prof i les)及逆增式掺杂分布(retrograde doping profiles)。
图1A显示#4居本发明的具有电荷中和的等离子处理系统100的一 实施例。须知这只是根据本发明的具有电荷中和的可进行等离子处理 (例如离子注入、沉积以及蚀刻)的装置的许多可能设计之一。尤其，须 知有许多可能的等离子源可用于本发明的等离子处理系统。图l所示的
等离子源包括平面及螺旋射频线圈两者。其他实施例包括单一平面或螺 旋射频线圈。另外其他实施例包括电容耦合式(capacitively coupled) 等离子源或电子回旋共振式(electron cyclotron resonance, ECR)等 离子源。任何本领域技术人员将理解有许多类型的等效等离子源。
等离子处理系统100包括具有平面及螺旋射频线圈两者与导电顶端
10的感应耦合式等离子(inductively co叩led plasma, ICP)源101。在 2004年12月20日提出申请且授予本专利权人的名为《具有导电顶端之 射频等离子源》的美国专利申请案第10/905, 172号中说明一种类似的 射频感应耦合式等离子源。美国专利申请案第10/905,172号的说明书 的全部内容并入本案供参考。因为可提供非常均匀的离子通量(ion flux),所以等离子处理系统IOO所示的等离子源101非常适合等离子 掺杂及需要高度均匀处理的其他精确等离子处理应用。此外，因为能有 效;也马区散二次电子发射(secondary electron emiss ions)戶斤产生的热， 所以等离子源101可用于高功率等离子处理。
尤其，等离子处理系统100包括内含外部气源(external gas source) 104所供应的处理气体的等离子处理室(plasma chamber) 102。 经由比例阀(proportional valve) 106与等离子处理室102耦合的外部 气源104供应处理气体给等离子处理室102。在某些实施例中，使用气 体挡板(gas baffle)来分散进入等离子源101的气体。压力计(pressure gauge) 108测量等离子处理室102内部的压力。等离子处理室102中的 排气孔(exhaust port) 110与排空等离子处理室102的真空泵(vacuum pump) 112耦合。排气阀(exhaust valve) 114控制经由排气孔110的排 气气导(exhaust conductance)。
气压4空制器(gas pressure controller) 116电性连才妻至比例岡106、 压力计108以及排气阀114。气压控制器116藉由控制响应压力计108 的反馈回路的排气气导及处理气体流率(How rate)在等离子处理室102 中维持想要的压力。排气气导以排气阔114来控制。处理气体流率以比 例阀106来控制。
在某些实施例中，质量流量计(mass flow meter)提供微量气体 (trace gas)种类的比例控制给处理气体，此质量流量计与提供一级掺 杂剂种类的处理气体同轴地(in line)耦合。并且，在某些实施例中，
li单独气体喷射装置用于现场调整(in-situ conditioning)种类。此外， 在某些实施例中，多点气体喷射装置用以提供造成中和化学效应的气 体，此效应导致跨越基底的变化。
等离子处理室102具有室顶(chamber top) 118，室顶118的第一区 ,爻(first section) 120由通常以水平方向延伸的介电材料所构成。室顶 118的第二区段(second section) 122由通常以垂直方向从第一区段 延伸一高度的介电材料所构成。第一区段U0及第二区段l"有时在此 通称为介电窗(dielectric window)。须知有许多不同的室顶118。例如， 第一区段120可由通常以曲向延伸使得第一区段l20与第二区段1"不 正交的介电材料所构成，如同并入本案供参考的美国专利申请案第 1 0/905， 172号所述。在其他实施例中，室顶118只包括平坦的表面。
可选择第一区段120及第二区段122的形状及维度以达到某种效 能。例如，任何本领域技术人员将理解可选择室顶118的第一区段 及第二区段122的维度以改善等离子的均匀度。在一实施例中，将调整 第二区段122的垂直方高度对跨越第二区段122的水平方向长度的比例 以达成更均勻的等离子。例如，在一特殊实施例中，第二区段122的垂 直方向高度对跨越第二区段122的水平方向长度的比例是在1. 5至5. 5 的范围内。
第一区段120及笫二区段122中的介电材料提供一种从射频天线转 移射频功率到等离子处理室102内的等离子的Jf某体。在一实施例中，用 以形成第一区段120及第二区段122的介电材料是可抗处理气体的化学 腐蚀且具有优良热特性的高纯度陶瓷材料(ceramic material)。例如， 在某些实施例中，介电材料是99.6。/n的氧化铝(Al203)或氮化铝(AlN)。在 其他实施例中，介电材料是氧化4乙及4乙铝石榴石(YAG)。
室顶118的顶盖(lid) 124由以水平方向跨越第二区段122延伸一长 度之导电材料所构成。在许多实施例中，用以形成顶盖124的材料的导
12电率够高足以驱散热负荷且最小化二次电子发射所造成的充电效应。通
常，用以形成顶盖124的导电材料可抗处理气体的化学腐蚀。在某些实 施例中，此导电材料是铝或硅。
可利用由氟碳聚合物(fluoro-carbon polymer)所制成的抗卤素0 形环(halogen-resistant 0-ring)耦合顶盖124与第二区^殳122，例如 由全氟化橡胶(Chemrz及/或Kalrex)材料所构成的0形环。通常以最 小化第二区段122上的压缩但所提供的压缩足以将顶盖124密封到第二 区段122的方式将顶盖124安装到第二区段122。在某些操作模式中， 顶盖124是射频且如图1所示以直流(DC)接地。
在某些实施例中，等离子处理室102包括衬板(liner)125,配置衬 板125可避免或大为降低金属污垢，其方式为提供等离子处理室102内 部的基点连线屏蔽(line-of-site shielding)以阻隔等离子的离子撞击 等离子处理室102的内部金属壁所喷賊的金属。此种衬板在2007年1 月16日提出申请且授予本专利权人的名为《具有减少金属污垢的衬板 的等离子源》的美国专利申请案第11/623,739号中予以说明。美国专 利申请案第11/623, 739号的说明书的全部内容并入本案供参考。
在各种实施例中，衬板是一片的(one-piece)或单一的(unitary)等 离子处理室衬板，或是片断的等离子处理室衬板。在许多实施例中，等 离子处理室衬板125由例如铝的金属基材所构成。在这些实施例中，至 少有等离子处理室衬板125的内表面(inner surface) 125，包含可避免 等离子处理室衬板基材的喷'减的硬涂层(hard coating)材料。
某些等离子处理(例如等离子掺杂处理)因为二次电子发射在等离 子源101的内表面上产生大量不均匀分布的热。在某些实施例中，等离 子处理室衬板125是温控等离子处理室村板125。此外，在某些实施例 中，顶盖124包括冷却系统，此冷却系统调节顶盖124及周围区域的温 度以便驱散在处理期间所产生的热负荷。冷却系统可以是包括顶盖124
13中的冷却通道的流体冷却系统，所述冷却通道由冷却剂源循环液态冷却 剂。
射频天线的位置接近室顶118的第一区段120与第二区段122当中 至少一个。图l的等离子源101显示两个互相电性绝缘的单独射频天线。 然而，在其他实施例中，此两个单独射频天线是电性连接的。在图l所 示的实施例中，具有多圈的平面线圈射频天线(planar coil RF antenna) 126 (有时称为平面天线或水平天线)的位置邻接室顶118的第 一区革爻120。此外，具有多圈的螺旋线圈射频天线(helical coil RF antenna) 128 (有时称为螺旋天线或垂直天线)围绕室顶118的第二区段 122。
在某些实施例中，以可降低有效天线线圈电压的电容器 (capacitor) 129来终止平面线圈射频天线126与螺旋线圈射频天线128 当中至少一个。术语"有效天线线圈电压"在此定义为跨越射频天线 与128的电压降。换言之，有效线圈电压是"离子所视之"电压或等离
子的离子所经历的等效电压。
并且，在某些实施例中，平面线圈射频天线126与螺旋线圈射频天 线128当中至少一个包括介电层(dielectric layer)134,其介电常数 低于氧化铝(Al203)介电窗材料的介电常数。具有较低的介电常数的介电 层134有效地形成也可降低有效天线线圈电压的电容分压器。此外，在 某些实施例中，平面线圈射频天线126与螺旋线圈射频天线128当中至 少 一 个包括也可降低有效天线线圈电压的法拉第屏蔽(Faraday shield)136。
例如射频电源的射频源130电性连接至平面线圈射频天线126与螺 旋线圈射频天线128当中至少一个。在许多实施例中，射频电源130藉 由卩J4元匹酉己网3各(impedance matching network) 132与射步贞天纟戋126、 128耦合，阻抗匹配网路132匹配射频电源130的输出阻抗与射频天线
14126、 128的阻抗以便最大化从射频电源130转移到射频天线126、 128 的功率。所显示的从阻抗匹配网路132的输出到平面线圈射频天线126 及螺旋线圏射频天线128的虚线指出可制作从阻抗匹配网路132的输出 到平面线圈射频天线126与螺旋线圈射频天线128的一或两个的电性连接。
在某些实施例中，平面线圈射频天线126与螺旋线圈射频天线128 当中至少一个被制成可予以液态冷却。冷却平面线圈射频天线126与螺 旋线圏射频天线128当中至少一个将降低在射频天线126、 128中传播 的射频功率所造成的温度梯度(temperature gradients)。
在某些实施例中，等离子源101包括等离子点火器(plasma igniter)138。许多类型的等离子点火器可用于等离子源101。在一实施 例中，等离子点火器138包括有助于点火等离子的撞击气体的储存器 (reservoir) 140,此撞击气体是例如氩(Ar)的高度可离子化气体。储存 器140利用高气导气体连接与等离子处理室102耦合。爆破阀(burst valve)142隔离储存器140与等离子处理室102。在另一实施例中，利 用低气导气体连接将撞击气源直接垂至爆破阀142。在某些实施例中， 在初始高流率爆破之后提供稳定流率的撞击气体的有限气导孔或计量 阀(metering valve)将隔离储存器140的一部分。
平台144在等离子处理室102中的位置低于等离子源101的顶端 118。平台144支撑等离子处理的基底146。在许多实施例中，基底146 电性连接至平台144。在图l所示的实施例中，平台144平行于等离子 源101。然而，在本发明的一实施例中，将平台144相对于等离子源101 倾斜以达成各种处理目标。
平台144用以支撑基底146或其他处理的工件。在某些实施例中， 平台144与以至少一方向转移、扫描或振荡基底146的移动式平台机械 性耦合。在一实施例中，此移动式平台是抖动或振荡基底146的抖动产
15生器(dither generator)或振荡器(osci 1 lator)。转移、抖动及/或振 荡动作可降〗氐或消除遮蔽效应(shadowing effects)且可改善撞击基底 146表面的离子束通量的均匀度。
偏压电源148电性连接至平台144。偏压电源148用以加偏压于平 台144及基底146以便由等离子取出等离子的离子且撞击基底146。在 各种实施例中，离子可以是等离子掺杂之掺杂剂离子或者是蚀刻及沉积 的惰性或反应性离子。在各种实施例中，偏压电源148是直流电源(DC power supply)、脉冲电源或射频电源。在根据本发明的等离子处理装 置的一实施例中，偏压电源148的输出波形与供电给平面线圈射频天线 126与螺旋线圈射频天线128当中至少一个的射频电源130的输出波形 无关。在根据本发明的等离子处理装置的另一实施例中，偏压电源148 的输出波形与供电给平面线圈射频天线126与螺旋线圈射频天线128当 中至少一个的射频电源130的输出波形同步。偏压电源148与射频电源电源。
控制器152用以控制射频电源130及偏压电源148来产生等离子及 加偏压于基底146，以便至少部分地中和在根据本发明的等离子处理期 间的电荷累积。控制器152可以是电源130、 148的一部分或是电性连 接至电源130、 148的控制输入端的单独控制器。控制器152控制射频 电源130以^更以至少两种不同^展幅施加脉冲至平面线圈射频天线126与 螺旋线圈射频天线128的一或两个。并且，控制器152控制射频电源130 及偏压电源148以便施加脉冲至平面线圈射频天线126与螺旋线圈射频 天线128当中至少一个，并且也在相关时间施加脉冲至基底146以至少 部分地中和在根据本发明的等离子处理期间的电荷累积。
任何本领域技术人员将理解有许多不同类型的等离子源101可用于 本发明。例如，参阅在2005年4月25日提出申请的名为《倾斜等离子
16掺杂》的美国专利申请案第10/908,009号的等离子源说明。也参阅在 2005年10月13日提出申请的名为《共形掺杂装置及方法》的美国专利 申请案第11/163， 303号的等离子源说明。也参阅在2005年10月13曰 提出申请的名为《共形掺杂装置及方法》的美国专利申请案第 11/163， 307号的等离子源说明。此外，参阅在2006年12月4日提出申 请的名为《具有电子式可控制注入角度的等离子掺杂》的美国专利申请 案第11/566， 418号的等离子源说明。美国专利申请案第10/908, 009、 11/163, 303、 11/163， 307以及11/566， 418号的说明书的全部内容并入 本案供参考。
在操作中，控制器152指示射频电源130产生在射频天线126与128 当中至少一个中传播的射频电流。亦即，平面线圈射频天线126与螺旋 线圈射频天线128当中至少一个是主动天线(active antenna)。术语"主 动天线，，在此定义为电源直接驱动的天线。在本发明的等离子处理装置 的许多实施例中，射频电源130以脉冲模式操作。然而，射频电源130 也能以连续模式操作。
在某些实施例中，平面线圈天线126与螺旋线圈天线1"之一是寄 生天线(parasitic antenna)。术语"寄生天线"在此定义为利用主动 天线进行电磁通讯但并未直接连接至电源的天线。换言之，寄生天线并 非由电源直接激励，而是由邻近的主动天线激励，此主动天线位于图1A 所示的装置中并且是由射频电源130供电的平面线圈天线与螺旋线 圈天线128之一。在本发明的某些实施例中，寄生天线的一端电性连接 至接地电位以便提供天线调校功能。在这实施例中，寄生天线包括用以 改变寄生天线线圈的有效圈数的线圈调整器(coil adjuster) l50。可使 用许多不同类型的线圈调整器，例如金属性短路。
射频天线126、 128的射频电流接着感应射频电流进入等离子处理 室102。等离子处理室102的射频电流激励及离子化处理气体以便在等
17离子处理室102中产生等离子。等离子处理室衬板125阻挡等离子的离 子所喷濺的金属到达基底146。
控制器152也指示偏压电源148以吸引等离子的离子朝向基底146 的负电压脉沖来加偏压于基底146。在负电压脉沖期间，等离子鞘内的 电场加速离子朝向等离子处理的基底146。例如，等离子鞘内的电场可 加速离子朝向基底146以便将离子注入基底146的表面、蚀刻基底146 的表面、在基底146的表面上产生蚀刻抑或沉积的化学反应、或在基底 146的表面上生长薄膜。在某些实施例中，使用栅极(grid)来取出朝向 基底146的等离子的离子以便增加离子的能量。
当射频电源130及偏压电源148在某些处理条件下(例如较高的工 作周期)以脉冲模式操作时，电荷可累积于基底146上。基底146上的 电荷累积可导致在要等离子处理的基底146上发展出较高的电位电压， 因而造成处理不均匀、电弧以及装置损害。藉由根据本发明的利用射频 电源130产生多重位准射频波形以及加偏压于基底146可大为减少基底 上的电荷累积。此外，藉由根据本发明的利用射频电源130产生多重位 准射频波形以及加偏压于基底146可达成某些处理目标，例如处理率及 处理分布。
图1B显示根据本发明的具有电荷中和的等离子处理系统170的另 一实施例。等离子处理系统170是电容射频放电系统。电容射频放电等 离子处理系统在业界众所周知。等离子处理系统170包括具有处理气体 入口 (process gas inlet)174的等离子处理室172，处理气体入口 174 由质量流控制器接收流经等离子放电区域的进气(feed gas)。等离子处 理室172也包括与移除流出气体的真空泵耦合的排气孔175。节流阀 (throttle valve)通常位于与真空泵耦合的排气孔175中以便控制等离 子处理室172的压力。操作压力通常是在10至1000毫托(mT)范围内。
等离子处理系统170包括两个常被称为平行板电极(parallel
18plate electrodes) 176的平面电才及。平4亍板电才及176由射频电源178所驱动。平行板电极176以2至10公分(cffl)范围内的间距隔离。隔直流电容器(blocking capacitor) 180电性连接在射频电源178的输出端与平行板电极176之间。隔直流电容器180用以由驱动信号移除直流(DC)及低频信号。射频驱动信号通常是在100至1000伏特(V)范围内。平行斧反电才及176通常由1356万赫(Hz)信号所驱动，然而其他频率也适合。
在现有电容射频放电等离子处理系统中，基底直接位于底部平行板上。然而，等离子处理系统170包括位于底板与基底184之间的绝缘体(insulator) 182。绝缘体182允许基底184在偏压上与射频电源178所驱动的平行板电极176无关。单独的基底偏压电源186用以加偏压于基底184。基底偏压电源186的输出端电性连接至位于绝缘体182中的基底184。
控制器188用以控制射频电源186及偏压电源186来产生等离子及加偏压于基底184以便至少部分地中和在根据本发明的等离子处理期间的电荷累积。控制器188可以是电源178、 186的一部分或是电性连接至电源178、 186的控制输入端的单独控制器。控制器188控制射频电源178以l更以至少两种不同振幅来施加多重位准射频脉冲至平行板电极176。并且，控制器188控制射频电源178及偏压电源186以便在相关时间施加射频脉冲至平行板电极176而至少部分地中和在根据本发明的等离子处理期间的电荷累积。
等离子处理系统170的操作类似于等离子处理系统100的操作。控制器188指示射频电源178产生传播至平行板电极176的射频电流以便藉由进气在平行板间产生等离子。控制器188也指示偏压电源186以吸引等离子的离子朝向基底184的负电压脉冲来加偏压于基底184。在负电压脉冲期间，等离子鞘内的电场加速离子朝向等离子处理的基底184。例如，等离子鞘内的电场可加速离子朝向基底184以便将离子注入基底
19184的表面、蚀刻基底184的表面、在基底184的表面上产生蚀刻抑或沉积之化学反应、或在基底184的表面上生长薄膜。
当射频电源178及偏压电源186在某些处理条件下操作时，电荷可累积于基底184上。基底184上的电荷累积可导致在要等离子处理的基底184上发展出较高的电位电压，因而造成处理不均匀、电弧以及装置损害。藉由根据本发明的利用射频电源178产生多重位准射频波形以及加偏压于基底184可大为减少基底184上的电荷累积。此外，藉由根据本发明的利用射频电源178产生多重位准射频波形以及加偏压于基底184可达成某些处理目标，例如处理率及处理分布。
本发明的方法与装置可应用于许多其他类型的等离子处理系统。例如，本发明的方法与装置可应用于电子回旋共振式(ECR)等离子处理系统、螺旋波(helicon)等离子处理系统以及螺旋波共振器(heliconresonator)等离子处理系统。在这些系统的每一个中，射频电源产生具有至少两种射频功率位准的多重振幅脉冲射频波形。并且，在许多实施例中，偏压电源利用控制器加偏压于基底，此偏压电源产生可与驱动等离子源的射频波形同步的偏压波形。
图2A显示射频电源130所产生的先前技艺波形200,此波形具有在某些条件下可导致电荷累积于基底146 (图l)的单一振幅。波形200处于接地电位直到以具有功率位准PRF 202的脉冲产生等离子为止。选择功率位准PRF 202以适合于等离子掺杂以及许多等离子蚀刻和等离子沉积处理。脉冲在脉冲周期(pulse period)TP 204之后终止然后回到接地电位。上述波形接着周期性地重复。
图2B显示偏压供应148所产生的先前技艺波形250，偏压电源148在等离子处理期间施加负电压252至基底146 (图l)以吸引等离子的离子。当射频电源130所产生的波形200的功率等于功率位准PRF 202时在周期L 254期间将施加负电压252。负电压252吸引等离子的离子至
20等离子处理的基底146。当终止等离子处理时波形200在周期T2 256期间处于接地电位。若是较高的工作周期(亦即大于大约25%且在某些状况下大于大约2%)，则当射频电源130所产生的波形250的功率等于功率位准Pkf 202时电荷倾向在脉冲周期T, 254期间累积于基底146上。
本发明的方法与装置藉由降低充电效应造成损害的可能性允许以较高的工作周期进行等离子处理，例如等离子掺杂、等离子蚀刻以及等离子沉积。有许多根据本发明之方法用以供电给等离子源IOI及加偏压于要处理的基底146以便至少部分地中和基底146上的电荷累积。
图3A显示根据本发明的射频电源130 (图l)所产生的射频功率波形300，此波形具有至少部分地中和基底146(图l)上的电荷累积的多重振幅。波形300包含脉冲且具有分别在图中标示为Pm与Pm的第一功率位准302与第二功率位准304。然而，须知具有多于两种振幅的波形可用于本发明的方法以便至少部分地中和基底146上的电荷累积。也应须知上述波形可以是或不是离散的振幅。例如，上述波形可连续地变化。亦即，在某些实施例中，上述波形可以正或负斜率倾斜。并且，上述波形可以线性地或非线性地倾斜。
当未加偏压于等离子处理的基底146时将选择第一功率位准PKH 302以提供足够的射频功率来至少部分地中和基底l"上的电荷累积。选择第二功率位准PRF2 304以适合于等离子处理，例如等离子掺杂、等离子蚀刻以及等离子沉积。在各种实施例中，包括第一功率位准Pm 302及第二功率位准P^ 304的射频电源130所产生的波形300被施加至平面线圈射频天线126与螺旋线圈射频天线H8(参阅图l)之一或两者。在一特定实施例中，当射频电源130所产生的波形300是第 一功率位准PRF1302时被施加至平面线圈射频天线126与螺旋线圈射频天线128之一，并且当波形300是第二功率位准PRF2 304时被施加至平面线圈射频天线126与螺旋线圈射频天线128的另一个。在另一特定实施例中，当射频
21电源130所产生的波形300具有第一频率时被施加至平面线圏射频天线126与螺旋线圏射频天线128之一，并且当波形300具有不同于第一频率的第二频率时被施加至平面线圈射频天线126与螺旋线圏射频天线128的另一个，如同图5A至图5C所显示。
图3A所示的波形300指出第一功率位准PRF1 302大于第二功率位准PRF2 304。然而，在其他实施例中，第一功率位准p^ 302小于第二功率位准PRF2 304。并且，在某些实施例中，当未加偏压于等离子处理的基底l46时波形300将包括其值为零或某较低的功率位准的第三功率位准，如同图6所显示。
波形300也指出第一脉沖周期TP1 306对应于波形300的功率等于第一功率位准P肌302的时间周期，并且第二脉冲周期TP2 308对应于波形300的功率等于第二功率位准PRF2 304的时间周期。波形300的总多重振幅脉冲周期Tt。t" 310是第一脉冲周期Tm 306与第二脉沖周期Tp2 308的组合。例如，在一实施例中，第一脉冲周期TP1 306及第二脉冲周期TP2 308两者都在30至500微秒(iiis)的范围内且总脉冲周期TT。tal 310是在60微秒(ps)至1毫秒(ms)的范围内。在其他实施例中，总脉冲周期T而u 310可在1毫秒(ms)或更大的等级。
图3A指出在第一脉冲周期TP1 306期间的波形300的频率与在第二脉冲周期TP2 308期间的波形300的频率相同。然而，须知在各种实施例中，在第一脉沖周期TP1 306期间的波形300的频率可能不同于在第二脉冲周期Tp2 308期间的波形300的频率，如同图5A至图5C所显示。此外，波形300的频率可在第一脉冲周期TP1 306与第二脉冲周期TP2 3 08当中至少一个的范围内变化。
因此，在某些实施例中，波形300包括所选择的多重频率及多重振幅两者以便至少部分地中和在等离子处理期间的电荷累积。此外，在某些实施例中，波形300包括所选择的多重频率及多重振幅两者以便改善
22某些处理参数，例如等离子掺杂的保留剂量。此外，在某些实施例中，
波形300包括所选择的多重频率及多重振幅两者以便有助于达成某些处 理目标。例如，波形300可包括多重频率及多重振幅两者以便改善处理 控制及增加处理率。
并且，波形300可包括多重频率及多重振幅两者以便达成撞击离子 注入而形成逆增式掺杂分布。并且，波形300可包括多重频率及多重振 幅两者以便达成某种蚀刻分布及蚀刻处理目标，例如达成高的深宽比 (aspect-ratio)蚀刻分布。此外，波形300可包4舌多重频率及多重振幅 两者以便达成某种沉积分布和处理目标(例如沉积材料进入高的深宽比 结构、沉积共形或近似共形的涂布以及填充沟渠中的缺口 )以及其他装 置结构。
图3B显示根据本发明的偏压电源148(图l)所产生的偏压波形350, 偏压电源148在等离子处理期间施加负电压352至基底146以吸引离子。 偏压波形350与射频功率波形300同步。然而，须知偏压波形35 0的脉 沖未必对齐射频功率波形300的脉冲。当射频电源130所产生的波形350 的功率等于第二功率位准Pm 304时在第二脉冲周期TP2 308期间将施加 负电压352。当终止等离子处理且波形300的功率等于第一功率位准pRF1 302时波形350在第一脉冲周期TP1 306期间将处于接地电位。
当偏压电源148 (图l)所产生的波形350处于接地电位时以两种不 同的功率位准施加波形至等离子源101 (图l)将有助于中和基底146 (图 l)上的电荷累积，其中射频电源130在周期Th 306期间施加第一功率 位准PRF1 302。相对应等离子的电子将中和至少一部分的累积于基底146 上的电荷。
图3C显示根据本发明的偏压电源148(图l)所产生的波形360，偏 压电源148在等离子处理期间施加负电压362至基底146以吸引离子， 并且在终止等离子处理之后施加正电压364至基底146以协助中和基底
23146上的电荷。当射频电源130所产生的波形300的功率等于第二功率 位准PRF2 304时在第二脉冲周期TP2 308期间将施加负电压362。当射频 电源130所产生的波形300的功率等于第一功率位准pRF1 302时波形360 在第一&:M中周期Tw 306期间将处于正电位364。
当偏压电源148(图l)所产生的波形360处于正电位364时以两种 不同的功率位准施加波形至等离子源101 (图l)将有助于中和累积于基 底146(图l)上的电荷，其中射频电源130(图l)在第一周期TP1 306期 间施加第一功率位准PRF1 302。相对应等离子的电子将中和至少一部分 的累积于基底146上的电荷。此外，施加至基底146的正电压364也将 中和至少一部分的累积于基底146上的电荷。
图4A至图4C显示根据本发明的射频电源130(图l)所产生的射频 功率波形400及偏压电源148(图l)所产生的偏压波形402、 404,这些 波形类似于图3A至图3C所述的波形300、 350以及360,但在时间轴上 相对于波形300、 350以及360位移以便利用第一功率位准PRF1 302及第 二功率位准PRF2 304两者进行等离子处理。在这实施例中，射频功率波 形400与偏压波形402、 404同步，但是射频功率波形400的脉冲并未 对齐偏压波形402、 404的脉冲。
在等离子处理期间改变射频电源130所产生的功率允许使用者更精 确地控制在等离子处理期间累积于基底14 6表面上的电荷数量以便达成 某些处理目标及效应。例如，增加接近第二脉冲周期TP2 308末端的功 率将强化累积于基底146上的电荷的中和。
图5A至图5C显示根据本发明的另一实施例的具有可变频率的射频 电源130(图l)所产生的射频功率波形500以及偏压电源148 (图l)所产 生的相对应偏压波形502、 504。波形500类似于图3及图4所显示的波 形300、 400。然而，虽然第一脉冲周期Tn 306与第二脉冲周期TP2 3 08 的射频功率是相同的，但是第一脉冲周期TP1 306与第二脉冲周期TP2 308
24的频率却是不同的。改变波形500的频率将改变离子/电子密度且因而 改变电荷中和效能。
因此，在一实施例中，第一脉冲周期TP1 306的波形500的频率不 同于第二脉冲周期TP2 308的波形500的频率，将选择这些频率以便至 少部分地中和在等离子处理期间的电荷累积。波形502、 504类似于图3 所显示的波形350及360。在其他实施例中，波形502、 504相对于波形 500在时间轴上位移，类似于图4所显示的波形402、 404的位移。
此外，在本发明的一方面，将选择例如射频电源130所产生的多重 功率位准、第一脉沖周期乙306与第二脉沖周期TP2 308的波形500的 频率、以及与偏压电源148 (图l)所产生的波形有关的波形500的相对 时序的参数，以便达成某些处理目标。例如，当偏压处于接地电位时利 用射频电源130产生多重功率位准(其中射频电源130产生一个功率位 准)允许使用者在等离子处理期间使用较小的功率及/或减少处理时 间，这是因为当偏压处于接地电位时将发生某些等离子处理。
并且，在本发明的一实施例中，将选择射频电源130(图l)所产生 的多重功率位准、第一脉冲周期Tn 306与第二脉冲周期TP2 308当中至 少一个的波形500的频率、以及与偏压电源148(图l)所产生的波形有 关的波形500的相对时序当中至少一项，以便改善在进行等离子掺杂时 基底146(图l)上的保留剂量。例如，在等离子处理期间使用较小的功 率将导致较少的沉积，因而导致基底的较高的保留剂量。也可选择操作 压力、气体流率、稀释气体类型以及等离子源功率，以便利用这方法进 一步改善保留剂量。
并且，在本发明的另一实施例中，将选择射频电源130(图l)所产 生的多重功率位准、第一脉冲周期Tn 306与第二脉冲周期TP2 308当中 至少一个的波形500的频率、以及与偏压电源148所产生的波形有关的 波形500的相对时序当中至少一项以便改善在等离子处理期间的侧壁覆
25盖范围。术语"改善侧壁覆盖范围"在此是指增加与离子通量垂直的基 底表面的侧壁上的材料沉积率对表面上的材料沉积率的比例。达成较佳 的侧壁覆盖范围对于许多应用而言是重要的，例如共形掺杂及共形沉积 应用。例如，许多三维及其他先进装置需要共形掺杂及共形沉积。
并且，在本发明的另一实施例中，射频电源130(图l)以某种多重 功率位准、多重频率、以及与偏压电源148(图l)所产生的波形有关的 相对时序来产生波形，以便创造等离子掺杂的撞击离子注入。术语"撞 击离子注入"在此定义为经由基底146的表层注入离子以驱动掺杂剂材 料进入基底146的反冲离子注入(recoi 1 ion implant)。
用于撞击离子注入的离子可以是由惰性进气形成的惰性离子种类， 例如氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)以及氣(Xe)。在某些实施例中， 将选择撞击离子的质量使其近似于想要的掺杂剂离子的质量。射频电源 130(图l)利用足够的能量产生足以指引撞击离子朝向基底146(图l)的 射频功率，以便在撞击时将沉积的掺杂剂材料实际撞入基底146 (图1) 的平面与非平面特征两者。并且，可选择例如处理室压力、气体流率、 等离子源功率、气体稀释以及脉冲偏压电源的工作周期的操作参数，以 便强化撞击离子注入。
撞击离子注入可用以形成逆增式掺杂分布。射频电源130(图l)以 某种多重功率位准、多重频率以及与偏压电源148所产生的波形有关的 相对时序来产生波形，以便创造逆增式分布，例如逆增式掺杂分布或逆 增式沉积膜分布。术语"逆增式分布"在此定义为分布的峰值浓度(peak concentrationH氐于基底的表面的分布。例如，参阅4受予本专利权人的 名为《使用离子注入形成逆增式材料分布的方法》的美国专利申请案第 12/044,619号。美国专利申请案第12/044,619号的说明书的全部内容 并入本案供参考。
对于等离子掺杂，有时最好形成逆增式离子注入掺杂剂分布，这是
26因为有许多因素造成难以精确地控制离子注入层的深度。例如，在等离 子掺杂期间，可能有物理喷溅或化学蚀刻所造成的一些不想要的基底表
面蚀刻。此外，在基底的表面上可能有一些不想要的沉积。此外，由于
例如出现多重离子种类、离子间的碰撞、等离子鞘中的不均匀、出现二
次电子发射、寄生阻抗所形成的位移电流以及施加不理想的偏压脉冲的
许多因素，可能有可观的离子注入能量分布。
此外，有时最好形成逆增式离子注入掺杂剂分布，这是因为大部分
的沉积或注入材料的最大峰值浓度位于或接近基底的表面使得表面-峰
值摻杂剂分布对后沉积或后注入处理非常敏感。尤其，通常在注入之后
进4亍的光阻去除(photo-resist strip)处理将移除大量的接近表面的掺 杂剂材料。
在其^fe头犯1夕U T , ^T5W吧称丄JU "禾^f夕里叨千1正/'(i、 夕里5^平"
及与偏压电源148所产生的波形有关的相对时序来产生波形，以便达成
某些处理目标或处理分布，例如蚀刻分布。例如，可选择多重功率位准、
多重频率以及与偏压电源148所产生的波形有关的相对时序，以便达成 高的深宽比蚀刻分布或某些类型的沉积分布。
任何本领域技术人员将理解根据本发明的射频电源130 (图l)所产 生的波形可具有多重振幅与多重频率两者，并且可具有各种与偏压电源 148(图l)所产生的波形有关的相对时序。事实上，有几乎无数的可能波 形具有射频电源130(图l)所产生的多重功率位准与多重频率以及与偏 压电源148(图l)所产生的波形有关的相对时序，上述波形将至少部分 地中和电荷及/或达成在此所述的处理目标。
图6显示根据本发明的 一 实施例的已测量的多重设定点 (multi-set-point)射频功率及控制信号波形600。波形600包括射频电 源及控制信号波形作为时间轴由时间t。开始的函,数。波形600显示离子 注入周期(ion implantation period) 602、电荷中和周期604以及电源
27关闭周期(power off period) 606。
参照图l及图6,控制器152(图l)在时间t。产生注入脉冲608，注 入脉冲608指示偏压电源148 (图l)以吸引等离子的离子朝向基底146 的负电压脉冲来加偏压于基底146 (图1)。注入脉冲602的上升时间是 大约30微秒。并且，控制器152在时间t。产生射频脉冲控制信号(RF pulse control signal),射频脉沖控制信号初始化具有第 一功率位准 的射频功率波形610。控制器152在离子注入周期602中产生第一射频 脉冲控制信号612，第一射频脉冲控制信号612使射频电流流入射频天 线126与128 (图l)当中至少一个，藉以撞击等离子。第一射频脉冲控 制信号612的上升时间是大约30微秒。
电荷中和周期604开始于第一射频脉冲控制信号612与注入脉冲信 号(implant pulse signal) 608两者都回到零之时。第一射频脉冲控制 信号及注入脉冲控制信号的下降时间是大约20微秒。控制器152在电 荷中和周期604中产生第二射频脉冲控制信号614，第二射频脉冲控制 信号614使射频功率波形610跳至第二功率位准。在许多实施例中，第 二功率位准大于第一功率位准，如图6所示。然而，在其他实施例中， 第二功率位准可以是任何功率位准，包括比第一功率位准低的功率位 准。第二射频脉冲控制信号的上升时间也是大约30微秒。在电荷中和 周期604中，等离子的电子有效地中和至少一部分的基底146上的电荷。 这种部分或完全的电荷中和降低基底146上的不想要的充电效应。
电源关闭周期606开始于第二射频脉沖控制信号614回到零之的 时。第二射频脉冲控制信号614的下降时间是大约20微秒。在电源关 闭周期606中，射频功率被熄灭，因而终止等离子。根据本发明的具有 强化电荷中和的等离子处理方法可用于许多不同的多重设定点射频功 率及控制信号波形600。
须知根据本发明的电荷中和的方法可用于许多其他类型的等离子
28处理装置。例如，所述电荷中和的方法可用于具有感应耦合式等离子
(ICP)源、螺旋波共振器等离子源、微波(microwave)等离子源、电子回 旋共振式(ECR)等离子源以及电容耦合式等离子源的等离子处理装置。 事实上，能以脉冲模式操作的任何类型的等离子源皆可用以进行本发明 的方法。 等效物
尽管结合各种实施例以及实例来描述本启示，但并不意欲将本启示限于 所述实施例。相反地，本领域技术人员将了解，本启示涵盖各种替代实施例、 修改以及等效物，其可在不脱离如由随附权利要求所界定的本发明的精神以 及范畴的情况下实施。
29
权利要求
1、一种等离子处理装置，包括a.平台，支撑等离子处理的基底；b.射频电源，在输出端产生多重位准射频功率波形，所述多重位准射频功率波形至少包含具有第一功率位准的第一周期以及具有第二功率位准的第二周期；c.射频等离子源，具有电性连接至所述射频电源的所述输出端的电性输入端，所述射频等离子源至少在所述第一周期期间产生具有所述第一射频功率位准的第一射频等离子且在所述第二周期期间产生具有所述第二射频功率位准的第二射频等离子；以及d.偏压电源，具有电性连接至所述平台的输出端，所述偏压电源产生足以吸引所述等离子的离子至所述等离子处理的基底的偏压波形。
2、 才艮据;t又利要求l所述的等离子处理装置，其中所述等离子处理装置包 括等离子蚀刻装置。
3、 才艮据权利要求l所述的等离子处理装置，其中所述等离子处理装置包 括等离子沉积装置。
4、 根据权利要求l所述的等离子处理装置，其中所述等离子处理装置包 括等离子掺杂装置。
5、 冲艮据权利要求l所述的等离子处理装置，其中所述第一功率位准与所 述第二功率位准当中至少一个在所述第一周期与所述第二周期的个别期间实质上是固定的。
6、 #4居权利要求1所述的等离子处理装置，其中选择所述第二射频功率 位准以^f更在所述第二周期中所述等离子具有足够的电子来至少部分地中和在 所述第二周期期间累积于所述基底上的电荷，藉以降低所述基底上的充电效应。
7、 才艮据权利要求l所述的等离子处理装置，其中选择所述射频功率波形 与所述偏压波形的相对时序以便至少部分地中和在所述基底上累积的电荷。
8、 根据权利要求1所述的等离子处理装置，其中所述偏压波形实质上与 所述多重振幅射频功率波形同步。
9、 一种等离子处理装置，包括a. 平台，支撑等离子处理的基底；b. 射频电源，在输出端产生多重位准射频功率波形，所述多重位准射频 功率波形至少包含具有第一功率位准的第一周期以及具有第二功率位准的第 二周期；c. 射频等离子源，具有电性连接至所述射频电源的所述输出端的电性输 入端，所迷射频等离子源在所述第一周期期间产生具有所述第一射频功率位 准的第一射频等离子且在所述第二周期期间产生具有所述第二射频功率位准 的第二射频等离子；以及d. 偏压电源，具有电性连接至所述平台的输出端，所述偏压电源产生与 所述射频功率波形同步的偏压波形，并且至少在所述第 一周期期间具有其电 位足以吸引所述等离子的离子至所述等离子处理的基底的第一偏压以及在所 述第二周期期间具有第二偏压。
10、 根据权利要求9所述的等离子处理装置，其中所述第一射频功率位 准与所述第二射频功率位准当中至少一个在所述第一周期与所述第二周期的个别期间实质上是固定的。
11、 根据权利要求9所述的等离子处理装置，其中选择所述第一射频功 率位准与所述第二射频功率位准、所述第一偏压与所述第二偏压、以及所述 第一周期与所述第二周期当中至少一个以便达成预定处理率与预定处理分布 当中至少一个。
12、 根据权利要求9所述的等离子处理装置，其中所述第二偏压的电位 有助于中和在所述基底上累积的电荷。
13、 根据权利要求9所述的等离子处理装置，其中选择所述第二射频功 率位准以便在所述第二周期中所述等离子具有足够的电子来至少部分地中和 在所述第二周期期间累积于所述基底上的电荷，藉以降低所述基底上的充电效应。
14、 才艮据权利要求9所述的等离子处理装置，其中所述第二偏压实质上 是才妄地电位。
15、 ；限据权利要求9所述的等离子处理装置，其中所述偏压波形实质上 与所述多重振幅射频功率波形同步。
16、 根据权利要求15所述的等离子处理装置，其中所述射频功率波形的 脉冲实质上在时间轴对齐所述偏压波形的脉冲。
17、 才艮据权利要求15所述的等离子处理装置，其中所述射频功率波形的 脉冲相对于所述偏压波形的脉沖在时间轴位移。
18、 才艮据权利要求9所述的等离子处理装置，其中选择所述射频功率波 形与所述偏压波形的相对时序以便至少部分地中和在所述基底上累积的电 荷。
19、 根据权利要求9所述的等离子处理装置，其中在所述第一周期中所 述射频功率波形的频率不同于在所述第二周期中所述射频功率波形的频率。
20、 一种等离子处理装置，包括a. 平台，支撑等离子处理的基底；b. 射频电源，在输出端产生在第一周期期间具有第一功率位准、在第二 周期期间具有第二功率位准、以及在第三周期期间具有第三功率位准的多重 振幅射频功率波形；c. 等离子源，具有电性连接至所述脉冲电源的所述输出端的电性输入端， 所述等离子源在所述第一周期期间产生具有所述第一功率位准的第一等离子 且在所述第二周期期间产生具有所述第二功率位准的第二等离子，然后在所 述第三周期期间实质上熄灭所述等离子；以及d. 偏压电源，具有电性连接至所述平台的输出端，所述偏压电源产生在 所述第一周期期间具有第一电压且在所述第二周期期间具有第二电压的偏压 波形，所述第一电压足以吸引所述等离子的离子至所述等离子处理的基底。
21、 才艮据权利要求20所述的等离子处理装置，其中所述偏压波形实质上与所述多重振幅射频功率波形同步。
22、 根据权利要求20所述的等离子处理装置，其中所述第二射频功率位 准足以维持所述等离子具有足够的电子来至少部分地中和在所述第二周期期 间累积的电荷，藉以降低所述基底上的充电效应。
23、 才艮据权利要求20所述的等离子处理装置，其中选择所述多重振幅射积的电4肓。
24、 一种等离子处理装置，包括a. 平台，支撑等离子处理的基底；b. 射频电源，在输出端产生射频功率波形，所述射频功率波形至少具有 第一周期及第二周期；c. 射频等离子源，具有电性连接至所述射频电源的所述输出端的电性输 入端，所述射频等离子源在所述第一周期期间产生第一射频等离子且在所述 第二周期期间产生第二射频等离子；以及d. 偏压电源，具有电性连接至所述平台的输出端，所述偏压电源与所述 射频功率波形同步，并且在所述第 一周期期间具有足以吸引所述等离子的离 子至所述等离子处理的基底的第一偏压以及在所述第二周期期间具有第二偏 压。
25、 一种等离子处理装置，包括a. 脉冲等离子产生装置，所述脉冲等离子在等离子处理周期期间具有第 一功率位准且在电荷中和周期期间具有第二功率位准；以及b. 偏压波形产生装置，所述偏压波形在所述等离子处理周期期间具有可 由所述等离子取出离子的第一电压且在第二周期期间具有第二电压，所述第 二电压允i午所述等离子的电子至少部分地中和在所述等离子处理周期期间累 积于基底上的电荷。
全文摘要
一种等离子处理装置，包括支撑等离子处理的基底的平台。一种在输出端产生多重位准射频功率波形的射频电源，此射频功率波形至少包含具有第一功率位准的第一周期以及具有第二功率位准的第二周期。一种具有电性连接至射频电源的输出端的电性输入端的射频等离子源，至少在第一周期期间产生具有第一射频功率位准的第一射频等离子且在第二周期期间产生具有第二射频功率位准的第二射频等离子。一种具有电性连接至平台的输出端的偏压电源，产生足以吸引等离子的离子至等离子处理的基底的偏压波形。
文档编号H01L21/3065GK101689498SQ200880022236
公开日2010年3月31日 申请日期2008年6月12日 优先权日2007年6月29日
发明者伯纳德·G·琳赛, 提摩太·J·米勒, 维克拉姆·辛 申请人:瓦里安半导体设备公司