等離子體處理系統(tǒng)中的惰性主導(dǎo)脈沖的制作方法
【專利說明】等離子體處理系統(tǒng)中的惰性主導(dǎo)脈沖
本申請是申請日為2012年11月12日、中國專利申請?zhí)枮?01280056139.7(對應(yīng)國際申請?zhí)枮镻CT/IB2012/056348)、發(fā)明名稱為“等離子體處理系統(tǒng)中的惰性主導(dǎo)脈沖”的發(fā)明專利申請的分案申請。
優(yōu)先權(quán)要求
[0001 ]本申請根據(jù)美國專利法35條119 (e)要求如下共同擁有的臨時專利申請的優(yōu)先權(quán):名稱為“等離子體處理系統(tǒng)中的惰性主導(dǎo)脈沖”、美國申請?zhí)?1/560005，由Keren JacobsKanarik于2011年11月15日提交，其全部內(nèi)容并入本文作參考。
【背景技術(shù)】
[0002]等離子體處理系統(tǒng)早已被采用來處理襯底(例如晶片或者平板或者LCD面板)，以形成集成電路或者其他電子產(chǎn)品。流行的等離子體處理系統(tǒng)可能包含電容耦合的等離子體處理系統(tǒng)(CCP)或者電感耦合的等離子體處理系統(tǒng)(ICP)等等。
[0003]—般而言，等離子體襯底處理涉及離子和自由基(也被稱為中性粒子)的平衡。例如，對于與離子相比具有較多自由基的等離子體，蝕刻趨向于更具化學(xué)性且各向同性。對于與自由基相比具有較多離子的等離子體，蝕刻趨向于更具物理性，且選擇性問題往往出現(xiàn)。在傳統(tǒng)等離子體腔室中，離子和自由基趨向于密切耦合。相應(yīng)地，(相對于處理參數(shù)的)處理窗趨向于相當(dāng)狹窄，因為存在有限的控制旋鈕來獨立實現(xiàn)離子主導(dǎo)的等離子體或者自由基主導(dǎo)的等離子體。
[0004]隨著電子設(shè)備變得更小和/或更復(fù)雜，諸如選擇性、均一性、高深寬比、深寬依賴蝕刻等的蝕刻要求都提高了。盡管已經(jīng)可以通過改變諸如壓力、射頻偏置、功率等某些參數(shù)來對當(dāng)前這一代的產(chǎn)品執(zhí)行蝕刻，但下一代的更小和/或更復(fù)雜的產(chǎn)品要求不同的蝕刻能力。離子和自由基無法更有效地解耦以及無法更獨立地受控的這一事實使在某些等離子體處理系統(tǒng)中執(zhí)行某些蝕刻處理以制造這些更小和/或更復(fù)雜的電子設(shè)備受到限制并且在某些情況下使其變得不能實行。
[0005]在已有技術(shù)中，已做出獲得等離子體條件的嘗試，以在蝕刻期間在不同時間調(diào)制離子比自由基的比率。在常規(guī)方案中，源射頻信號可能是脈沖的(例如導(dǎo)通和截止)，以獲得在脈沖周期的一個相位(例如脈沖導(dǎo)通相)具有通常的離子與中性粒子通量比的等離子體、以及在脈沖周期的另一個相位(例如脈沖截止相)具有低的離子與中性粒子通量比的等離子體。已知源射頻信號可以與偏置射頻信號被同步施加脈沖。
[0006]然而，已觀察到已有技術(shù)的脈沖在一定程度上導(dǎo)致了在時間中的不同點，通常的離子與中性粒子通量比的等離子體的交替相位，并已打開了用于一些處理的操作窗，但仍然期望更大的操作窗。
【附圖說明】
[0007]在附圖中，以示例的方式，而非以限制的方式示出本發(fā)明，且在附圖中，同樣的參考標(biāo)記指代類似的元件，其中:
[0008]圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的、輸入氣體(諸如反應(yīng)氣體和/或惰性氣體)和源射頻信號兩者都被施加脈沖(盡管以不同脈沖頻率)的示例組合脈沖方案。
[0009]圖2示出了依據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的另一個示例組合脈沖方案。
[0010]圖3示出了依據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的又一個示例組合脈沖方案。
[0011]圖4示出了依據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的用于組合脈沖方案的其他可能的組合。
[0012]圖5示出了依據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的用于執(zhí)行組合脈沖的步驟。
[0013]圖6示出了依據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方式的用于執(zhí)行氣體脈沖的步驟。
[0014]圖7A和圖7B示出了依據(jù)本發(fā)明的實施方式的結(jié)合圖6討論的氣體脈沖方案的不同的示例變化。
【具體實施方式】
[0015]現(xiàn)在參考如圖所示的幾個實施方式詳細(xì)說明本發(fā)明。在下面的說明中，記載了大量具體細(xì)節(jié)，用來提供對本發(fā)明的徹底理解。然而，顯而易見，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可知，可以不用一些或者所有這些具體細(xì)節(jié)來實踐本發(fā)明。在其他實例中，沒有詳細(xì)說明周知的處理步驟和/或構(gòu)造，以防不必要地模糊本發(fā)明。
[0016]下文說明的各種實施方式包含方法和技術(shù)。應(yīng)該記住的是，本發(fā)明可能還覆蓋包含計算機可讀介質(zhì)的制造品，計算機可讀介質(zhì)存儲有用于進(jìn)行本發(fā)明創(chuàng)造性技術(shù)的實施方式的計算機可讀指令。計算機可讀介質(zhì)例如可以包含半導(dǎo)體、磁、光磁、光學(xué)、或者其他形式的用于存儲計算機可讀代碼的計算機可讀介質(zhì)。此外，本發(fā)明還可以覆蓋用于實踐本發(fā)明的實施方式的儀器。該儀器可以包含電路、專用和/或可編程電路，以進(jìn)行關(guān)于本發(fā)明的實施方式的任務(wù)。該儀器的示例包含通用計算機和/或被適當(dāng)編程的專用計算設(shè)備，可以包含適合用于與本發(fā)明的實施方式有關(guān)的各種任務(wù)的計算機/計算設(shè)備和專用/可編程電路的組合。
[0017]本發(fā)明的實施方式涉及如下組合脈沖方案:使用第一脈沖頻率給輸入氣體(例如反應(yīng)氣體和/或惰性氣體)施加脈沖，以不同的第二脈沖頻率給源射頻信號施加脈沖。盡管在本文的示例中討論的是采用電感耦合的等離子體處理系統(tǒng)和電感射頻電源，但應(yīng)該理解的是本發(fā)明的實施方式同樣適用于電容耦合的等離子體處理系統(tǒng)和電容射頻電源。
[0018]在一個或多個實施方式中，在電感耦合的等離子體處理系統(tǒng)中，輸入氣體被以更慢的脈沖頻率施加脈沖，電感源射頻信號被以不同但更快的脈沖頻率施加脈沖。例如，如果電感源射頻信號是在13.56MHz，那么電感源射頻信號可以例如被以10Hz施加脈沖，而氣體被以不同脈沖頻率、諸如IHz施加脈沖。
[0019]因此，在該示例中完整的氣體脈沖周期是I秒。如果氣體脈沖占空比是70%，那么氣體可以在I秒氣體脈沖周期的70%導(dǎo)通，并在I秒氣體脈沖周期的30%截止。由于源射頻脈沖率是100Hz，因此完整的射頻信號脈沖周期是10ms。如果射頻脈沖占空比是40%，那么射頻導(dǎo)通相(當(dāng)13.56MHz信號導(dǎo)通時)是1ms射頻脈沖周期的40 %，射頻截止相(當(dāng)13.56MHz信號截止時)是1ms射頻脈沖周期的60%。
[0020]在一個或多個實施方式中，電感源射頻信號可以被以2個不同的頻率施加脈沖，而氣體被以其自身的氣體脈沖頻率施加脈沖。例如，上述的13.56MHz射頻信號在頻率Π的導(dǎo)通相期間不僅可以被以I OOHz的頻率f I施加脈沖，而且可以被以不同的較高頻率施加脈沖。例如，如果射頻脈沖占空比是fl脈沖的40%，那么fl的導(dǎo)通相是1ms的40%或者4ms。然而，在該f I的4ms導(dǎo)通相期間，射頻信號還可以被以不同的較高頻率f2(諸如以400Hz)施加脈沖。
[0021]本發(fā)明的實施方式考慮到氣體脈沖和射頻脈沖可以同步(即具有脈沖信號的匹配的上升沿和/或下降沿)或者可以異步。占空比可以是恒定的，或者可以以獨立于其他脈沖頻率的方式、或者以依賴于其他脈沖頻率的方式變化。
[0022]在一個或多個實施方式中，可以采用頻率啁啾。例如，射頻信號可以以周期性或者非周期性方式改變其基礎(chǔ)的頻率，使得在任何脈沖周期(例如任何射頻信號或者氣體脈沖周期)的相位或者一部分相位期間，可以采用不同頻率(例如60MHz對13.56MHz)。同樣，如果需要的話，氣體脈沖頻率可以以周期性或者非周期性方式隨時間的推移而改變。
[0023]在一個或多個實施方式中，上述的氣體和源射頻脈沖可以與一個或多個脈沖另一個參數(shù)的變化(諸如偏置射頻信號的脈沖、到電極的