CN103903949A - 一种用于等离子体处理腔室的射频能量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于等离子体处理腔室的射频能量控制方法，用于对放置在等离子体处理腔室中的晶片进行加工处理，所述等离子体处理腔室包括一上电极和一下电极，所述下电极连接一源射频功率源以及一偏置射频功率源，共同作用于所述等离子体处理腔室内以产生一射频电场，所述方法包括如下步骤：向所述等离子体处理腔室内通入反应气体；控制所述上电极和所述下电极对反应气体进行电离，产生等离子体；其中，所述源射频功率源的功率以及所述偏置射频功率源的功率中的至少一个大于零，所述射频电场在多个功率之间周期性交替变化，且所述射频电场的功率始终大于零。

Description

一种用于等离子体处理腔室的射频能量控制方法

技术领域

本发明涉及半导体制程领域，具体地，涉及一种用于等离子体处理腔室的射频能量控制方法。

背景技术

双频干刻蚀技术广泛地被用于等离子体刻蚀工艺中。与单频的等离子体相比，双频的等离子体刻蚀具有很多的优点。其中高频可以控制等离子体的密度，而低频可以控制离子能量和密度。从而使刻蚀工艺有了更大的可调空间。因此，脉冲等离子体尤其是双频脉冲等离子体逐渐被用于刻蚀工艺。

图1示出了现有技术中控制射频能量生成脉冲等离子体的方法的流程图。具体地，脉冲等离子体生成的过程中包括：步骤101：向等离子体处理腔室内通入反应气体。其中，等离子处理腔室为本领域技术人员所常用。步骤102：位于等离子体处理腔室内的上电极以及下电极产生电场对反应气体进行电离，产生等离子体，其中，下电极连接一源射频功率源以及一偏置射频功率源，所述源射频功率源用于生成的高频电场来使电子加速，使电子与处理气体冲击电离而发生射频等离子体，所述偏置射频功率源用于控制等离子体对代加工件进行物理溅射轰击。

图2示出了根据现有技术的双频等离子体生成过程中，射频电场开启和关闭时粒子运动方向示意图。如图2所示，常规的同步双频脉冲生成方式中，射频功率源的脉冲信号会在零与一固定值之间交替变化，因此射频电场具有开启和关闭的过程。当射频电场的功率为零即射频电场关闭时，由于电场的消失，等离子体鞘层也将消失，加工过程中产生的带负电的粒子可能少量掉落于加工晶片的表面，对等离子体的刻蚀工艺造成很大的影响。另外一般在等离子体刻蚀过程中脉冲频率都很高，因此射频电场会频繁地开启和关闭，对硬件设备(如匹配盒等)也提出了更高的要求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于等离子体处理腔室的射频能量控制方法。

根据本发明的一个方面，提供一种用于等离子体处理腔室的射频能量控制方法，用于对放置在等离子体处理腔室中的晶片进行加工处理，所述等离子体处理腔室包括一上电极和一下电极，所述下电极连接一源射频功率源以及一偏置射频功率源，共同作用于所述等离子体处理腔室内以产生一射频电场，所述源射频功率源通过电感耦合的方式电离反应气体以产生等离子体，所述偏置射频功率源用于控制等离子体对代加工件进行物理溅射轰击，所述方法包括如下步骤：向所述等离子体处理腔室内通入反应气体；控制所述上电极和所述下电极对反应气体进行电离，产生等离子体；其特征在于，所述源射频功率源的功率以及所述偏置射频功率源的功率中的至少一个大于零，所述射频电场在多个功率之间周期性交替变化，且所述射频电场的功率始终大于零。

优选地，所述源射频功率源以一恒定功率电平持续运行，所述偏置射频功率源的功率在第一功率电平与第二功率电平之间交替变化，其中，所述第二功率电平大于所述第一功率电平，所述第一功率电平大于0。

优选地，所述偏置射频功率源的脉冲信号呈方波变化，所述方波的频率为100Hz～20kHz，所述方波的占空比范围为10％～90％。

优选地，所述源射频功率源在第三功率电平与第四功率电平之间交替变化，所述偏置射频功率源在第一功率电平与第二功率电平之间交替变化，其中，所述第三功率电平大于0，其中，所述第二功率电平大于所述第一功率电平，所述第四功率电平大于所述第三功率电平。

优选地，所述第一功率电平等于0。

优选地，所述第一功率电平大于0。

优选地，所述源射频功率源以及所述偏置射频功率源的脉冲信号均呈方波变化，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波频率相等、均为100Hz～20kHz，且占空比范围均为10％～90％。

优选地，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比等于所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比。

优选地，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波为同相。

优选地，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波为反相。

优选地，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比大于或小于所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比。

优选地，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波为同相。

优选地，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波之间具有一相位差。

优选地，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿对齐。

优选地，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿对齐。

优选地，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿对齐。

优选地，所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿以及其相邻的下降沿位于所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿以及其相邻的下降沿之间。

本发明通过在射频等离子体生成的过程中，在源射频功率源与脉冲射频功率源的原先的脉冲信号一个运行功率的基础上增加一个运行功率，从而使射频电场的运行功率始终大于零，等离子体鞘层始终存在，消除了加工过程中产生的带负电的粒子掉落在被加工晶片的表面的问题，有效减少等离子的污染并且可以使等离子体更稳定，工艺窗也可以更大，对硬件的要求也较低，因此也降低的半导体的生产成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出现有技术中控制射频能量生成脉冲等离子体的方法的流程图；

图2示出根据现有技术的双频等离子体生成过程中，射频电场开启和关闭时粒子运动方向示意图；

图3示出根据本发明的第一实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图；

图4示出根据本发明的第二实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图；

图5示出根据本发明的第三实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图；

图6示出根据本发明的第四实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图；

图7示出根据本发明的第五实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图；

图8示出根据本发明的第六实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图；

图9示出根据本发明的第七实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图；

图10a示出根据本发明的第八实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图；

图10b示出根据本发明的第九实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图；

图11示出根据本发明的第十实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图；

图12示出根据本发明的第十一实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图；

图13示出根据本发明的第十二实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图；

图14示出根据本发明的第十三实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图；

图15示出根据本发明的第十四实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图；

图16示出根据本发明的第十五实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图；

图17a示出根据本发明的第十六实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图；以及

图17b示出根据本发明的第十七实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术内容进行进一步地说明：

本发明提供一种用于等离子体处理腔室的射频能量控制方法。其中，所述等离子体处理腔室包括一上电极和一下电极，所述下电极与一源射频功率源以及一偏置射频功率源相连(如图2所示)，且共同作用于所述等离子体处理腔室内以产生一射频电场。所述源射频功率源通过电感耦合的方式电离反应气体以产生等离子体，所述偏置射频功率源用于控制等离子体对代加工件进行物理溅射轰击。本领域技术人员理解，在一个变化例中，源射频功率源以及偏置射频功率源也可以连接于上电极。或者在另一个变化例中，上电极以及下电极可以各连接一源射频功率源以及一偏置射频功率源。这些变化例均可予以实现，此处不予赘述。

图3示出了根据本发明的第一实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图。具体地，在此实施例中，源射频功率源的脉冲信号以一恒定值持续运行，偏置射频功率源的脉冲信号在第一功率电平与第二功率电平之间交替变化。优选地，所述第一功率电平大于0小于等于10kw，所述第二功率电平大于第一功率电平，其中，更优选地，所述第一功率电平大于50w。更具体地，所述偏置射频功率源的脉冲信号呈方波变化，所述方波的频率为100Hz～20kHz，所述方波的占空比范围为10％～90％。

进一步地，与现有技术中偏置射频功率源采用的脉冲信号在0与一固定值之间交替变化的脉冲相比，在此实施例中，偏置射频功率源的脉冲信号始终大于0，进而，射频电场的功率始终大于0，因此等离子体鞘层也始终存在，从而避免了带负电的粒子掉落于被加工晶片的表面，减少了粒子污染、影响刻蚀工艺的风险。

图4至图10示出了本发明的第二至第九实施例。在这些实施例中，所述源射频功率源在第三功率电平与第四功率电平之间交替变化，所述偏置射频功率源在第一功率电平与第二功率电平之间交替变化，其中，所述第一功率电平等于0w，所述第三功率电平大于0w，其中，所述第二功率电平大于所述第一功率电平，所述第四功率电平大于所述第三功率电平。

更具体地，图4示出了根据本发明的第二实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图。具体地，在此实施例中，源射频功率源的脉冲信号在第三功率电平与第四功率电平之间交替变化，偏置射频功率源的脉冲信号在第一功率电平与第二功率电平之间交替变化。其中，所述第四功率电平大于所述第三功率电平，所述第二功率电平大于所述第一功率电平。更具体地，在图4所示实施例中，所述第一功率电平为0w，偏置射频功率源在开和关之间交替变化。

更具体地，优选地，第二功率电平大于0小于等于10kw；所述第三功率电平大于0小于等于5kw；所述第四功率电平大于所述第三功率电平。

进一步地，在此实施例中，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号均呈方波变化，所述方波的频率相等，其频率均为100Hz～20kHz，所述方波的占空比范围为10％～90％。其中，源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比与偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比相等，且源射频功率源的脉冲信号形成的方波与偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波为同相。此时，射频电场也不会出现关闭的情况，且等离子体鞘层也维持在较厚的水平，因此，也可以减少了粒子污染、影响刻蚀工艺的风险。

图5示出了根据本发明的第三实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图。图5可以理解为上述图4所示实施例的一个变化例。具体地，与上述图4所示实施例不同的是，在此实施例中，源射频功率源的脉冲信号形成的波形与偏置射频功率源的脉冲信号形成的波形之间为反相。此时，射频电场同样不会出现关闭的情况，且等离子体鞘层也维持在较厚的水平，因此，也可以减少了粒子污染、影响刻蚀工艺的风险。本领域技术人员理解，图5所示实施例同样可以予以实现，此处不予赘述。

图6示出了根据本发明的第四实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图。图6可以理解为上述图4所示实施例的另一个变化例。具体地，与上述图4所示实施例不同的是，在此实施例中，源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比大于偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比。而源射频功率源的脉冲信号形成的波形则与偏置射频功率源的脉冲信号形成的波形之间为同相。更具体地，如图6所示，源射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的上升沿对齐。此时，射频电场同样不会出现关闭的情况，且等离子体鞘层也维持在较厚的水平，因此，也可以减少了粒子污染、影响刻蚀工艺的风险。本领域技术人员理解，图6所示实施例同样可以予以实现，此处不予赘述。

图7示出了根据本发明的第五实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图。图7可以理解为上述图6所示实施例的一个变化例。具体地，源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比仍大于偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比。与上述图6所示实施例不同的是，在此实施例中，源射频功率源的脉冲信号形成的波形与偏置射频功率源的脉冲信号形成的波形之间还具有一相差。更具体地，如图7所示，源射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿对齐。此时，射频电场也不会出现关闭的情况，且等离子体鞘层也维持在较厚的水平，因此，也可以减少了粒子污染、影响刻蚀工艺的风险。本领域技术人员理解，图7所示实施例同样可以予以实现，此处不予赘述。

图8示出了根据本发明的第六实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图。图8可以理解为上述图6所示实施例的一个变化例。具体地，源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比仍大于偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比。源射频功率源的脉冲信号形成的波形与偏置射频功率源的脉冲信号形成的波形之间仍具有一相差。与上述图7所示实施例不同的是，在此实施例中，源射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿与偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿对齐。此时，射频电场也不会出现关闭的情况，且等离子体鞘层也维持在较厚的水平，因此，也可以减少了粒子污染、影响刻蚀工艺的风险。本领域技术人员理解，图8所示实施例同样可以予以实现，此处不予赘述。

图9示出了根据本发明的第七实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图。图9可以理解为上述图6所示实施例的另一个变化例。具体地，源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比仍大于偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比。源射频功率源的脉冲信号形成的波形与偏置射频功率源的脉冲信号形成的波形之间仍具有一相差。与上述图7所示实施例不同的是，在此实施例中，源射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿与偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿对齐。此时，射频电场也不会出现关闭的情况，且等离子体鞘层也维持在较厚的水平，因此，也可以减少了粒子污染、影响刻蚀工艺的风险。本领域技术人员理解，图8所示实施例同样可以予以实现，此处不予赘述。

图10a示出了根据根据本发明的第八实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图。

图10b示出了根据根据本发明的第九实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图

图10a以及图10b均可以理解为上述图6的变化例。具体地，源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比仍大于偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比。源射频功率源的脉冲信号形成的波形与偏置射频功率源的脉冲信号形成的波形之间仍具有一相差。与上述图6所示实施例不同的是，在此实施例中，偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿以及其相邻的下降沿位于源射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿以及其相邻的下降沿之间。

更具体地，图10a与图10b不同的是，在图10a所示实施例中，偏置射频功率源的第二功率电平始终与源射频功率源的第四功率电平同时运行。而在图10b所示实施例中，偏置射频功率源的第二功率电平始终与源射频功率源的第三功率电平同时运行。本领域技术人员理解，图10a以及图10b所示实施例同样可以予以实现，此处不予赘述。

更为进一步地，本领域技术人员理解，在图6至图10所示实施例中，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比均大于偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比。而在另一些变化例中，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比也可以小于偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比，且同样可以根据源射频功率源的脉冲信号形成的波形与偏置射频功率源的脉冲信号形成的波形之间的相差大小分为图6至图10中：所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波为同相；所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿对齐；所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿对齐；所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿对齐；所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿以及其相邻的下降沿位于所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿以及其相邻的下降沿之间等情况。这些变化例同样可以予以实现，此处不予赘述。

图11至图17示出了本发明的第十至第十七实施例。在这些实施例中，所述源射频功率源在第三功率电平与第四功率电平之间交替变化，所述偏置射频功率源在第一功率电平与第二功率电平之间交替变化，其中，所述第一功率电平与所述第三功率电平均大于0w，其中，所述第二功率电平大于所述第一功率电平，所述第四功率电平大于所述第三功率电平。

更具体地，图11示出了根据本发明的第十实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图。图9可以理解为上述图4所示实施例的一个变化例。具体地，在此实施例中，源射频功率源的脉冲信号在第三功率电平与第四功率电平之间交替变化，偏置射频功率源的脉冲信号在第一功率电平与第二功率电平之间交替变化。源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比等于偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比。且源射频功率源的脉冲信号形成的波形则与偏置射频功率源的脉冲信号形成的波形之间为同相。与上述图4所示实施例不同的是，在此实施例中，所述偏置射频功率源的第一功率大于0。

更具体地，优选地，所述第一功率电平大于0小于等于10kw，所述第二功率电平大于所述第一功率电平。所述第三功率电平大于0小于等于5kw，所述第四功率电平大于所述第三功率电平。更具体地，所述第一功率电平与所述第二功率电平的比值优选地不等于所述第四功率电平与所述第三功率电平的比值。如此，可以更有效地控制等离子体的刻蚀工艺。并且，射频电场也不会出现关闭的情况，且等离子体鞘层也维持在较厚的水平，因此，也可以减少了粒子污染、影响刻蚀工艺的风险。

图12示出了根据本发明的第十一实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图。图12为上述图11所示实施例的一个变化例。具体地，源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比等于偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比。而与上述图11所示实施例不同的是，在此实施例中，源射频功率源的脉冲信号形成的波形与偏置射频功率源的脉冲信号形成的波形之间为反相。

图13示出了根据本发明的第十二实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图。图13为上述图11所示实施例的另一个变化例。具体地，与上述图11所示实施例不同的是，在此实施例中，源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比大于偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比。而源射频功率源的脉冲信号形成的波形则与偏置射频功率源的脉冲信号形成的波形之间仍为同相。

图14示出了根据本发明的第十三实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图。图14为上述图13所示实施例的一个变化例。具体地，源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比仍大于偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比。与上述图13所示实施例不同的是，在此实施例中，源射频功率源的脉冲信号形成的波形与偏置射频功率源的脉冲信号形成的波形之间还具有一相差。更具体地，如图7所示，源射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿对齐。

图15示出了根据本发明的第十四实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图。图15可以理解为上述图14所示实施例的一个变化例。具体地，与上述图7所示实施例不同的是，在此实施例中，源射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿与偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿对齐。

图16示出了根据本发明的第十五实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图。图16可以理解为上述图14所示实施例的另一个变化例。具体地，与上述图14所示实施例不同的是，在此实施例中，源射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿与偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿对齐。

图17a示出了根据根据本发明的第十六实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图。

图17b示出了根据根据本发明的第十七实施例的，源射频功率源以及偏置射频功率源的脉冲信号波形图

图17a以及图17b均为上述图14的变化例。具体地，与上述图7所示实施例不同的是，在此实施例中，偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿以及其相邻的下降沿位于源射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿以及其相邻的下降沿之间。

更具体地，图17a与图17b不同的是，在图17a所示实施例中，偏置射频功率源的第二功率电平始终与源射频功率源的第四功率电平同时运行。而在图17b所示实施例中，偏置射频功率源的第二功率电平始终与源射频功率源的第三功率电平同时运行。本领域技术人员理解，图17a以及图17b所示实施例同样可以予以实现，此处不予赘述。

更为进一步地，本领域技术人员理解，在图13至图17所示实施例中，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比均大于偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比。而在另一些变化例中，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比也可以小于偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比，且同样可以根据源射频功率源的脉冲信号形成的波形与偏置射频功率源的脉冲信号形成的波形之间的相差大小分为图6至图10中：所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波为同相；所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿对齐；所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿对齐；所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿对齐；所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿以及其相邻的下降沿位于所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿以及其相邻的下降沿之间等情况。这些变化例同样可以予以实现，此处不予赘述。

更为进一步地，综合上述图3至图17所示实施例，本领域技术人员理解，图3至图17所示的实施例均根据等离子体加工过程中的各种不同工艺需求而做出的不同变化，其均在射频等离子体生成的过程中，在源射频功率源与脉冲射频功率源的原先的脉冲信号一个运行功率的基础上增加一个运行功率，从而使射频电场的运行功率始终大于零，等离子体鞘层始终存在，以避免加工过程中产生的带负电的粒子掉落在被加工晶片的表面，有效减少等离子的污染并且可以使等离子体更稳定，工艺窗也可以更大，对硬件的要求也较低，因此也降低的半导体的生产成本。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (17)

1.一种用于等离子体处理腔室的射频能量控制方法，用于对放置在等离子体处理腔室中的晶片进行加工处理，所述等离子体处理腔室包括一上电极和一下电极，所述下电极连接一源射频功率源以及一偏置射频功率源，共同作用于所述等离子体处理腔室内以产生一射频电场，所述源射频功率源通过电感耦合的方式电离反应气体以产生等离子体，所述偏置射频功率源用于控制等离子体对代加工件进行物理溅射轰击，所述方法包括如下步骤：

向所述等离子体处理腔室内通入反应气体；

控制所述上电极和所述下电极对反应气体进行电离，产生等离子体；

其特征在于，所述源射频功率源的功率以及所述偏置射频功率源的功率中的至少一个大于零，所述射频电场在多个功率之间周期性交替变化，且所述射频电场的功率始终大于零。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述源射频功率源以一恒定功率电平持续运行，所述偏置射频功率源的功率在第一功率电平与第二功率电平之间交替变化，其中，所述第二功率电平大于所述第一功率电平，所述第一功率电平大于0。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述偏置射频功率源的脉冲信号呈方波变化，所述方波的频率为100Hz～20kHz，所述方波的占空比范围为10％～90％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述源射频功率源在第三功率电平与第四功率电平之间交替变化，所述偏置射频功率源在第一功率电平与第二功率电平之间交替变化，其中，所述第三功率电平大于0，其中，所述第二功率电平大于所述第一功率电平，所述第四功率电平大于所述第三功率电平。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一功率电平等于0。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一功率电平大于0。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述源射频功率源以及所述偏置射频功率源的脉冲信号均呈方波变化，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波频率相等、均为100Hz～20kHz，且占空比范围均为10％～90％。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比等于所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波为同相。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波为反相。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比大于或小于所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的占空比。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波为同相。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波之间具有一相位差。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿对齐。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿对齐。

16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿与所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的下降沿对齐。

17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述偏置射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿以及其相邻的下降沿位于所述源射频功率源的脉冲信号形成的方波的上升沿以及其相邻的下降沿之间。

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