电压脉冲的时域复用的制作方法

背景技术：

1、可靠地产生高深宽比特征是下一代半导体器件的关键技术挑战之一。一种形成高深宽比特征的方法使用等离子体辅助的蚀刻工艺来穿过在基板表面上形成的图案化掩模层中形成的开口轰击在基板表面上形成的材料。

2、随着技术节点朝向2nm发展，具有较大深宽比的较小特征的制造需要用于等离子体处理的原子精确度。对于等离子体离子起主要作用的蚀刻工艺，离子能量控制总是挑战半导体装备工业中的可靠且可重复的器件形成工艺的开发。在典型的等离子体辅助的蚀刻工艺中，基板在处理腔室中设置的静电卡盘(esc)上定位，等离子体在基板上方形成，并且离子跨过形成在等离子体与基板表面之间的等离子体壳层(即，耗尽电子的区域)从等离子体朝向基板加速。传统上，使用正弦rf波形来激发等离子体并且形成等离子体壳层的rf基板偏压方法不能期望地形成这些较小的器件特征尺寸。最近，已经发现，将高电压脉冲递送到处理腔室内的一个或多个电极可以用于期望地控制在基板表面上方形成的等离子体壳层。然而，产生中频到高频高电压脉冲是具有挑战性的。归因于加热用于形成高电压脉冲的开关部件，此类脉冲可能特别难以使用标准电气部件产生。

3、因此，在本领域中需要能够在基板上完成期望的等离子体辅助工艺的脉冲电压源和偏压方法。

技术实现思路

1、本文提供的实施例总体包括用于产生对处理腔室中的基板进行等离子体处理的波形的设备、等离子体处理系统和方法。

2、本公开的一个实施例涉及一种用于等离子体处理的波形产生器。波形产生器通常包括：电压源电路系统；第一开关，所述第一开关耦合在电压源电路系统与波形产生器的第一输出节点之间，第一输出节点被配置为耦合到腔室；第二开关，所述第二开关耦合在第一输出节点与电气接地节点之间；第三开关，所述第三开关耦合在电压源电路系统与波形产生器的第二输出节点之间，第二输出节点被配置为耦合到腔室；以及第四开关，所述第四开关耦合在第二输出节点与电气接地节点之间。

3、本公开的一个实施例涉及一种用于波形产生的方法。方法通常包括：经由第一开关将电压源电路系统耦合到波形产生器的第一输出节点，第一输出节点耦合到腔室；经由第二开关将第一输出节点耦合到电气接地节点；经由第三开关将电压源电路系统耦合到波形产生器的第二输出节点，第二输出节点耦合到腔室；以及经由第四开关将第二输出节点耦合到电气接地节点。

4、本公开的一个实施例涉及一种用于波形产生的设备。设备通常包括电压源电路系统、耦合到电压源电路系统的一个或多个开关、以及被配置为控制一个或多个开关的控制器。一个或多个开关包括：第一开关，所述第一开关耦合在电压源电路系统与波形产生器的第一输出节点之间，第一输出节点被配置为耦合到腔室；第二开关，所述第二开关耦合在第一输出节点与电气接地节点之间；第三开关，所述第三开关耦合在电压源电路系统与波形产生器的第二输出节点之间，第二输出节点被配置为耦合到腔室；以及第四开关，所述第四开关耦合在第二输出节点与电气接地节点之间。

技术特征：

1.一种用于等离子体处理的波形产生器，包含：

2.如权利要求1所述的波形产生器，其中：

3.如权利要求1所述的波形产生器，其中所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关被配置为在非重叠阶段期间闭合。

4.如权利要求3所述的波形产生器，其中：

5.如权利要求1所述的波形产生器，其中所述电压源电路系统包含耦合到所述第一开关的第一电压源和耦合到所述第二开关的第二电压源。

6.如权利要求5所述的波形产生器，其中所述第一电压源包含第一电容元件，并且其中所述第二电压源包含第二电容元件。

7.如权利要求1所述的波形产生器，其中所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关中的每一者包含一个或多个晶体管。

8.如权利要求1所述的波形产生器，其中所述第一输出节点耦合到所述第二输出节点。

9.如权利要求8所述的波形产生器，其中所述第一输出节点和所述第二输出节点耦合到在所述腔室中设置的基板支撑件的基板支撑表面之下设置的电极。

10.如权利要求9所述的波形产生器，其中所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关或所述第四开关中的至少一者具有开关频率限制，并且其中所述波形产生器被配置为在所述电极处产生具有大于所述开关频率限制的频率的波形。

11.一种用于波形产生的方法，包含以下步骤：

12.如权利要求11所述的方法，其中：

13.如权利要求11所述的方法，其中经由所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关的所述耦合是在非重叠阶段期间。

14.如权利要求13所述的方法，其中：

15.如权利要求11所述的方法，其中所述电压源电路系统包含耦合到所述第一开关的第一电压源和耦合到所述第三开关的第二电压源。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述第一电压源包含第一电容元件，并且其中所述第二电压源包含第二电容元件。

17.如权利要求11所述的方法，其中所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关中的每一者包含一个或多个晶体管。

18.如权利要求11所述的方法，进一步包含以下步骤：

19.如权利要求11所述的方法，其中所述第一输出节点和所述第二输出节点耦合到在所述腔室内设置的基板支撑件的基板支撑表面之下设置的电极。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关或所述第四开关中的至少一者具有开关频率限制，所述方法进一步包含以下步骤：在所述电极处产生具有大于所述开关频率限制的频率的波形。

21.一种用于波形产生的设备，包含：

22.如权利要求21所述的设备，其中所述控制器被配置为在非重叠阶段期间闭合所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关。

23.如权利要求22所述的设备，其中所述控制器被配置为：

24.如权利要求21所述的设备，其中所述电压源电路系统包含耦合到所述第一开关的第一电压源和耦合到所述第三开关的第二电压源。

25.如权利要求21所述的设备，其中所述第一输出节点和所述第二输出节点耦合到在所述腔室内设置的基板支撑件的基板支撑表面之下设置的电极。

26.如权利要求25所述的设备，其中所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关或所述第四开关中的至少一者具有开关频率限制，并且其中所述设备被配置为在所述电极处产生具有大于所述开关频率限制的频率的波形。

技术总结
本文提供的实施例总体包括用于产生对处理腔室中的基板进行等离子体处理的波形的设备、等离子体处理系统和方法。一个实施例包括波形产生器，所述波形产生器具有电压源电路系统、耦合在电压源电路系统与波形产生器的第一输出节点之间的第一开关、以及耦合在第一输出节点与电气接地节点之间的第二开关，第一输出节点被配置为耦合到腔室。波形产生器还包括耦合在电压源电路系统与波形产生器的第二输出节点之间的第三开关、以及耦合在第二输出节点与电气接地节点之间的第四开关，第二输出节点被配置为耦合到腔室。

技术研发人员：K·拉马斯瓦米,杨扬,郭岳
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11