TW201515525A - 控制電漿腔室內之離子能量 - Google Patents

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Abstract

描述用以控制電漿腔室中之離子能量的系統及方法。系統其中一者包括：一上電極，該上電極連接至一正弦RF產生器以接收一正弦信號；及一非正弦RF產生器，該非正弦RF產生器係用以產生一非正弦信號。該系統更包括連接至該非正弦RF產生器的一功率放大器。該功率放大器係用以將該非正弦信號放大以產生一放大後信號。該系統包括連接至功率放大器的一濾波器。該濾波器係用以使用一濾波信號來對該放大後信號進行濾波以產生一濾波後信號。該系統包括連接至該濾波器的一卡盤 。該卡盤面向該上電極的至少一部分且包括一下電極。該下電極係用以接收該濾波後信號以促使在該卡盤的離子能量達到一下臨界值與一上臨界值之間。

Description

控制電漿腔室內之離子能量
本發明係關於控制電漿腔室中的離子能量。
在基於電漿的系統中，一或更多射頻(RF)產生器產生RF信號。將RF信號提供至電漿腔室以於電漿腔室中產生電漿。電漿被用於許多的目的，例如蝕刻晶圓、清潔晶圓、在晶圓上沉積材料、等。
隨著時代進步，晶圓及沉積在該晶圓上的任何層變得更薄。當層為薄的且進行蝕刻時，使用各樣的技術(例如干涉式終點偵測技術、時間測量技術、等)來判定蝕刻是否要停止。
然而，無論是否使用這些技術，蝕刻仍可能發生在晶圓或晶圓頂部上面的層之不想要的區域。
在此背景下，本揭露內容中描述的實施例產生。
本揭露內容之實施例提供用以控制電漿腔室內之離子能量的設備、方法、及電腦程式。吾人應了解本發明可以許多方式加以實行，例如處理、設備、系統、裝置、或電腦可讀媒體上的方法。以下描述幾個實施例。
在一些實施例中， 將離子能量限制在二臨界值之間(一上臨界值及一下臨界值)。例如，該上與下臨界值之間的差距大於0電子伏特(eV)且小於10eV。如另一範例，該上與下臨界值之間的差距大於0eV且小於5 eV。藉由限制離子能量的範圍，吾人達成了精確的離子能量強度(ion energy intensity)並控制了蝕刻。
在一些實施例中，描述用以控制電漿腔室中之離子能量的系統。該系統包括：一正弦射頻(RF)產生器，該正弦RF產生器係用以產生一正弦信號；一上電極，該上電極連接至該正弦RF產生器以接收該正弦信號；及一非正弦RF產生器，該非正弦RF產生器係用以產生一非正弦信號。該系統更包括一連接至該非正弦RF產生器的功率放大器。該功率放大器係用以將該非正弦信號放大以產生一放大後信號。該系統包括一連接至該功率放大器的濾波器。該濾波器係用以使用一濾波信號來對該放大後信號進行濾波以產生一濾波後信號。該系統包括一連接至該濾波器的卡盤。該卡盤面向該上電極的至少一部分且包括一下電極。該下電極係用以接收該濾波後信號以促使在該卡盤的離子能量達到一下臨界值與一上臨界值之間。
在一些實施例中，描述用以控制電漿腔室中之離子能量的系統。該系統包括：一正弦射頻(RF)產生器，該正弦RF產生器係用以產生一正弦信號；一連接至該正弦RF產生器的卡盤，該卡盤係用以接收該正弦信號；及一非正弦射頻(RF)產生器，該非正弦RF產生器係用以產生一非正弦信號。該系統更包括一連接至該非正弦RF產生器的功率放大器。該功率放大器將該非正弦信號放大以產生一放大後信號。該系統包括一連接至該功率放大器的濾波器，該濾波器係用以使用一濾波信號來對該放大後信號進行濾波以產生一濾波後信號。該系統包括一連接至濾波器的上電極(例如天線、等)。該上電極面向該卡盤並接收該濾波後信號以促使在該卡盤的離子能量達到一下臨界值與一上臨界值之間。
描述用以控制電漿腔室中之離子能量的系統。該系統包括：一第一非正弦射頻(RF)產生器，該第一非正弦RF產生器係用以產生一第一非正弦信號；及一連接至該第一非正弦RF產生器的第一功率放大器。該第一功率放大器將該第一非正弦信號放大以產生一第一放大後信號。該系統包括一連接至該第一功率放大器的第一濾波器。該第一濾波器使用一第一濾波信號來對該第一放大後信號進行濾波以產生一第一濾波後信號。該系統包括：一上電極，該上電極連接至該第一濾波器；一第二非正弦RF產生器，該第二非正弦RF產生器係用以產生一第二非正弦信號；及一連接至該第二非正弦RF產生器的第二功率放大器。該第二功率放大器將該第二非正弦信號放大以產生一第二放大後信號。該系統包括一連接至該第二功率放大器的第二濾波器。該第二濾波器使用一第二濾波信號來對該第二放大後信號進行濾波以產生一第二濾波後信號。該系統包括一連接至第二濾波器的卡盤。該卡盤面向該上電極且包括一下電極。該下電極接收該第二濾波後信號以促使在該卡盤的離子能量達到下臨界值與上臨界值之間。該上電極接收該第一濾波後信號以促使在該卡盤的離子能量達到該下臨界值與該上臨界值之間。
上述實施例的一些優點包括將離子能量限制於上與下臨界值之間。 藉由使用一供應至卡盤的濾波後放大後信號、一供應至表面天線之濾波後放大後信號、或一供應至卡盤及表面天線兩者之濾波後放大後信號來達成該限制。
從以下配合隨附圖式所做出之詳細描述，將更清楚本發明的其他態樣。
以下實施例描述用以控制電漿腔室內之離子能量的系統及方法。顯而易見的，本實施例可被實行而無須一些或全部的特定細節。在其他情況下，為了不對本實施例造成不必要地混淆，眾所周知的處理操作則沒有被詳述。
圖1A為系統100之實施例的方塊圖，該系統係用以藉由將非正弦射頻(RF)信號提供至靜電卡盤(ESC)108而控制電漿腔室102內的離子能量。ESC 108包括一下電極及其它層(例如，陶瓷層、等)。電漿腔室102包括一表面天線104、一氣體分配板106、及該ESC 108。
在一些實施例中，將法拉第屏蔽設置於該表面天線104的內部、上方、或下方以容許磁場耦合至電漿腔室102內所形成之電漿、並減少電場耦合的可能性，電場耦合可誘發電漿中的梯度或不均勻性、或使電漿中的帶電粒子加速至更高的能量。
表面天線104為上電極的一範例。上電極的另一範例包括一電容板(未顯示)， 該電容板為電容器的兩板其中的一者。該電容板(未顯示)位於ESC 108的對面並面向該ESC。
在一些實施例中，使用磁性卡盤，而不是ESC 108。
ESC 108位於表面天線104及氣體分配板106的對面並面向該表面天線及氣體分配板。例如，ESC 108位於電漿腔室102的一側，而該側係位於表面天線104所位在的一側的對面。如另一範例，當工作件110不放在ESC 108上時，至少一部分的表面天線104之底部表面107面向ESC 108的頂部表面112 。底部表面107面向頂部表面112的部分(當工作件110不出現在電漿腔室102內時)不被氣體分配板102所覆蓋。以下進一步描述工作件110。
在各樣使用電容板的實施例中，該氣體分配板位於該電容板的上方或嵌入在該電容板中。例如，該電容板包括了氣體入口，該氣體入口係用以容許處理氣體通過而進入該電漿腔室102內的空間。
在一些實施例中，可用以取代電漿腔室102的另一電漿腔室包括該ESC 108、電容板、及其它元件(未顯示)，例如圍繞該電容板的上介電環、圍繞該上介電環的上電極延伸部、圍繞ESC 108的下介電環，圍繞該下介電環的下電極延伸部、上電漿排除區域(PEZ)環、下PEZ環、等。
將工作件110(例如，矽半導體晶圓、晶圓與於該晶圓頂部上形成之矽溴化物或矽氯化物的遮罩、等)支撐於ESC 108的頂部表面112上。在工作件110上發展積體電路，例如特定應用積體電路(ASIC)、可程式化邏輯裝置(PLD)、等， 並將該積體電路用於各樣的裝置，例如手機、平板、智慧型手機、電腦、膝上型電腦、網路設備、等。此外，下電極及上電極其中每一者係由金屬製成，例如鋁、鋁的合金、等。
在一些實施例中，氣體分配板106包括了連接至中央氣體供給器(未顯示)的氣體入口(例如孔、等)。該中央氣體供給器從一氣體供應器(未顯示)接收一或更多處理氣體。處理氣體的範例包括含氧氣體，例如O2 。處理氣體的其他範例包括含氟氣體，例如四氟化碳(CF4 )、六氟化硫(SF6 )、六氟乙烷(C2 F6 )、等。
表面天線104經由一阻抗匹配電路115連接至一正弦RF產生器114。阻抗匹配電路115連接至該正弦RF產生器114且亦連接至表面天線104。該阻抗匹配電路115將來源的阻抗與負載的阻抗相匹配。例如，阻抗匹配電路115將該正弦RF產生器114及一RF纜線117之阻抗與該電漿腔室102及一RF傳輸線119之阻抗相匹配，其中該RF纜線117將正弦RF產生器114連接至阻抗匹配電路115，且該RF傳輸線119將阻抗匹配電路115連接至電漿腔室102。
此外，ESC 108連接至一濾波器116。濾波器之範例包括了線性濾波器、非線性濾波器、非時變濾波器、時變濾波器、類比濾波器、數位濾波器、離散時間濾波器、連續時間濾波器、被動濾波器、主動濾波器、無限脈衝響應濾波器、有限脈衝響應濾波器、等。線性濾波器的一些範例包括了低通濾波器、帶通濾波器、高通濾波器、帶止濾波器、全通濾波器、陷波濾波器、梳狀濾波器、等。線性連續時間濾波器的一些範例包括了切比雪夫濾波器、巴特沃斯濾波器、貝索濾波器、橢圓濾波器、等。
在一些實施例中，濾波器為將一些不要的部分或特徵從濾波器所接收之信號中移除的裝置或處理。濾波係一種信號處理，濾波器之定義性特徵為將所接收到之信號的一些參數(例如頻率、強度、等)完全地或部分地抑制。
濾波器116連接至功率放大器118，該功率放大器連接至一非正弦RF產生器120。
該非正弦RF產生器120及該正弦RF產生器114連接至一控制系統122。控制系統122之範例包括電腦。控制系統122包括一處理器126及一儲存裝置128。處理器126連接至儲存裝置128。儲存裝置128之範例包括隨機存取記憶體(RAM)及唯讀記憶體(ROM)。儲存裝置128可為快閃記憶體、硬碟、貯藏裝置、電腦可讀媒體、等。處理器126可為微處理器、中央處理單元(CPU)、ASIC、或PLD、等。
控制系統122包括一配方124，該配方儲存於儲存裝置128內。處理器126執行配方124以產生電漿腔室102內之條件。以下進一步描述配方124。與配方124關聯之條件的範例包括了電漿腔室102內的壓力、電漿腔室102內的溫度、上電極與ESC 108之間的間隙、非正弦RF產生器120的操作頻率、正弦RF產生器114的操作頻率、待在電漿腔室102內供應的一或更多處理氣體之身分、或其組合、等。
非正弦RF產生器120產生一非正弦RF信號130(該非正弦RF信號具有從處理器126接收之操作頻率)並將該非正弦RF信號130提供至功率放大器118。在一些實施例中，處理器126將一功率輪廓(例如，作為時間之函數的功率強度、等)提供至非正弦RF產生器120，然後該非正弦RF產生器120產生具有該功率輪廓之非正弦RF信號130。吾人應注意，作為時間之函數的功率強度包括了該非正弦RF信號130的頻率。
功率放大器118接收非正弦RF信號130並將該非正弦RF信號130放大以產生一放大後非正弦RF信號132。例如，功率放大器118增加了非正弦RF信號130之功率強度以產生放大後非正弦RF信號132。
在各樣的實施例中，非正弦RF產生器所產生之非正弦RF信號的形狀與由該非正弦RF信號所產生之放大後非正弦RF信號的形狀相同，且該放大後非正弦RF信號具有較該非正弦RF信號之功率強度更高的功率強度。
在一些實施例中，一放大後正弦RF信號之尖峰強度(例如尖峰功率強度、尖峰功率振幅、等)大於產生了該放大後正弦RF信號的一非正弦RF信號之尖峰強度。
在一些實施例中，處理器126將放大參數 (例如放大比率、放大因子、放大功率、等)提供至一功率放大器，然後該功率放大器將該放大參數施加至功率放大器所接收到的非正弦RF信號以將該非正弦RF信號放大。在這些實施例中，該功率放大器連接至處理器126。
濾波器116藉由使用濾波信號134來將放大後正弦RF信號132濾波以產生一濾波後非正弦RF信號136。
在一些實施例中，處理器126將濾波參數(例如功率強度、等)提供至一濾波器，然後該濾波器將該濾波參數施加至一放大後非正弦RF信號以對該放大後非正弦RF信號進行濾波。在這些實施例中，該濾波器連接至處理器126。
在各樣的實施例中，濾波後非正弦RF信號136為一脈衝波形，該脈衝波形具有一介於10％至90％的負載比(duty cycle)。在一些實施例中，濾波後非正弦RF信號136為一脈衝波形，該脈衝波形具有一介於1％至99％的負載比。在一些實施例中，該濾波後非正弦RF信號136的負載比與該濾波信號134的負載比相同。在這些實施例中，該濾波後非正弦RF信號136為具有開啟週期及關閉週期之脈衝波形。
在開啟週期內，信號具有零以外(例如大於零、小於零、等)的強度(例如功率強度、等)，而在關閉週期內該信號具有零的強度。吾人應注意在一些實施例中，一脈衝波形於關閉週期內具有於零的強度(例如振幅、等)且於開啟週期內具有零以外的強度。
濾波器116將濾波後非正弦RF信號136提供至ESC 108的下電極。此外，該正弦 RF產生器114產生一正弦RF信號並將該正弦RF信號提供至表面天線104。在一些實施例中，處理器126將正弦RF信號之功率及頻率提供至正弦RF產生器114，然後該正弦RF產生器114產生具有該功率及頻率之正弦RF信號。
在一些實施例中，非正弦RF產生器120的操作頻率與正弦RF產生器 114的操作頻率相同。例如，非正弦RF產生器120之操作頻率介於13 MHz與14 MHz之間。如另一範例， 非正弦RF產生器120之操作頻率小於13MHz。如另一範例，非正弦RF信號130之頻率與正弦RF產生器114所產生之正弦RF信號的頻率相同。
在幾個實施例中，非正弦RF產生器120之操作頻率與正弦RF產生器114之操作頻率不同。
當透過氣體分配板106而在電漿腔室102中表面天線104與ESC 108之間的空間供應一或更多處理氣體時、當正弦RF信號供應至表面天線104時、且當濾波後非正弦RF信號136供應至ESC 108的下電極時，一或更多處理氣體被點燃以在電漿腔室102內產生電漿、並達到與配方124之功率輪廓相鏈結的離子能量674。以下進一步說明該離子能量674及配方124之功率輪廓。該電漿係用以對工作件110進行處理(例如蝕刻、濺射、等)。
在一些實施例中，將一位於下臨界值與上臨界值之間的離子能量與配方124之功率輪廓相鏈結並作為達成的目標，而不是離子能量674。該下臨界值為離子能量的較低值，而該上臨界值為離子能量的較高值。該較高值大於該較低值。
在一些實施例中，功率輪廓、及/或放大參數、及/或濾波參數為配方的一部分。
圖1B為系統200之實施例的方塊圖，該系統係用以藉由將非正弦RF信號提供至表面天線104而控制電漿腔室102內的離子能量。
ESC 108經由一阻抗匹配電路204而連接至一正弦RF產生器202。該阻抗匹配電路204將來源的阻抗與負載的阻抗相匹配。例如，阻抗匹配電路204將正弦RF產生器202及RF纜線206之阻抗與電漿腔室102及RF傳輸線208之阻抗相匹配，其中該RF纜線206將正弦RF產生器202連接至阻抗匹配電路204，且該RF傳輸線208將阻抗匹配電路204連接至電漿腔室102。
表面天線104連接至一濾波器210。濾波器210連接至一功率放大器212，該功率放大器連接至一非正弦RF產生器214。該非正弦RF產生器214及正弦RF產生器202連接至控制系統122。
處理器126執行配方216以產生電漿腔室102內之條件。以下進一步描述配方216。與配方216關聯之條件的範例包括了電漿腔室102內的壓力、電漿腔室102內的溫度、上電極與ESC 108之間的間隙、非正弦RF產生器214的操作頻率、正弦RF產生器202的操作頻率、待在電漿腔室102內供應的一或更多處理氣體之身分、或其組合、等。
非正弦RF產生器214產生一非正弦RF信號218(該非正弦RF信號具有從處理器126接收之操作頻率)並將該非正弦RF信號218提供至功率放大器212。在一些實施例中，處理器126將一功率輪廓(例如，作為時間之函數的功率強度、等)提供至非正弦RF產生器214，然後該非正弦RF產生器214產生具有該功率輪廓之非正弦RF信號218。吾人應注意，作為時間之函數的功率強度包括了該非正弦RF信號218的頻率。
在一些實施例中，處理器126提供至非正弦RF產生器120(圖1A)的功率輪廓與處理器126提供至非正弦RF產生器214的功率輪廓不同 。例如，將一鋸齒狀功率輪廓提供至非正弦RF產生器120，而將一脈衝功率輪廓提供至非正弦RF產生器214。如另一範例，提供至非正弦RF產生器120之功率輪廓的尖峰強度與提供至非正弦RF產生器214之功率輪廓的尖峰強度不同。如再另一範例，提供至非正弦RF產生器120之功率輪廓具有與提供至非正弦RF產生器214之功率輪廓不同的相位。
在幾個實施例中，提供至非正弦RF產生器120的功率輪廓與提供至非正弦RF產生器214的功率輪廓相同。
功率放大器212接收非正弦RF信號218並將該非正弦RF信號218放大以產生一放大後非正弦RF信號220。例如，功率放大器212使非正弦RF信號218的功率強度增加以產生該放大後非正弦RF信號220。
在幾個實施例中，功率放大器212與功率放大器118(圖1A)將不同的放大量施加至非正弦RF信號218與非正弦RF信號130(圖1A)。例如，功率放大器212將x1:1的放大比率施加至非正弦RF信號218，而功率放大器118將x2:1的放大比率施加至非正弦RF信號130，其中x1及x2為大於零的實數。在一些實施例中x2大於x1，而在其它實施例中x2小於或等於x1。
在一些實施例中，功率放大器212與功率放大器118將相同的放大量施加至非正弦RF信號218與非正弦RF信號130。
濾波器210藉由使用一濾波信號222來對放大後正弦RF信號220進行濾波以產生一濾波後非正弦RF信號224。在各樣的實施例中，濾波後非正弦RF信號224為一脈衝波形，該脈衝波形具有一介於10％至90％的負載比。在一些實施例中，濾波後非正弦RF信號224為一脈衝波形，該脈衝波形具有一介於1％至99％的負載比。在一些實施例中，該濾波後非正弦RF信號224的負載比與該濾波信號222的負載比相同。
在一些實施例中，濾波器210與濾波器116將不同的濾波施加至放大後非正弦信號220與放大後非正弦信號132(圖1A)。例如，濾波器210將一低通濾波施加至放大後非正弦信號220，而濾波器116將一帶通濾波施加至放大後非正弦信號132。如另一範例，濾波器210將一陷波濾波施加至放大後非正弦信號220，而濾波器116將一梳狀濾波施加至放大後非正弦信號132。
在一些實施例中，濾波器210與濾波器116將相同的濾波施加至放大後非正弦信號220與放大後非正弦信號132。
濾波器210將濾波後非正弦RF信號224提供至表面天線104。此外，該正弦RF產生器202產生一正弦RF信號並將該正弦RF信號經由阻抗匹配電路204而提供至ESC 108。在一些實施例中，處理器126將該正弦RF信號之頻率及功率提供至正弦RF產生器202，然後該正弦RF產生器202產生具有該功率及頻率之正弦RF信號。
在一些實施例中，非正弦RF產生器214的操作頻率與正弦RF產生器 202的操作頻率相同。例如，非正弦RF產生器214之操作頻率介於13 MHz與14 MHz之間。如另一範例， 非正弦RF產生器214之操作頻率小於13MHz。如另一範例，非正弦RF信號218之頻率與正弦RF產生器202所產生之正弦RF信號的頻率相同。
在幾個實施例中，非正弦RF產生器214的操作頻率與正弦RF產生器202的操作頻率不同。
當透過氣體分配板106而在電漿腔室102中表面天線104與ESC 108之間的空間供應一或更多處理氣體時、當正弦RF信號供應至ESC 108時、且當濾波後非正弦RF信號224供應至表面天線104時，一或更多處理氣體被點燃以於電漿腔室102內產生電漿、並達到與配方216之功率輪廓相鏈結的離子能量674。以下進一步說明配方216之功率輪廓。該電漿係用以對工作件110進行處理(例如蝕刻、濺射、等)。
在一些實施例中，將一位於下臨界值與上臨界值之間的離子能量與配方216之功率輪廓相鏈結，而不是離子能量674。下臨界值為離子能量的較低值，而上臨界值為離子能量的較高值。該較高值大於該較低值。
圖1C為系統300之實施例的方塊圖，該系統係用以藉由將非正弦RF信號提供至ESC 108、及藉由將非正弦RF信號提供至表面天線104而控制電漿腔室102內的離子能量。
表面天線104連接至濾波器210，該濾波器經由功率放大器212而連接至非正弦RF產生器214。此外，ESC 108連接至濾波器116，該濾波器經由功率放大器118連接至非正弦RF產生器120。
非正弦RF產生器120及214連接至控制系統122。控制系統122包括一儲存於儲存裝置128內的配方302。處理器126執行配方302以產生電漿腔室102內之條件。以下進一步描述配方302。與配方302關聯之條件的範例包括了電漿腔室102內的壓力、電漿腔室102內的溫度、上電極與ESC 108之間的間隙、非正弦RF產生器120的操作頻率、非正弦RF產生器214的操作頻率、待在電漿腔室102內供應的一或更多處理氣體之身分、或其組合、等。
非正弦RF產生器120產生一非正弦RF信號304(該非正弦RF信號具有從處理器126接收之操作頻率)並將該非正弦RF信號304提供至功率放大器118。在一些實施例中，處理器126將一功率輪廓(例如，作為時間之函數的功率強度、等)提供至非正弦RF產生器120以產生具有該功率輪廓之非正弦RF信號304。吾人應注意，作為時間之函數的功率強度包括了該非正弦RF信號304的頻率。功率放大器118接收非正弦RF信號304並將該非正弦RF信號304放大以產生一放大後非正弦RF信號306。例如，功率放大器118使非正弦RF信號304的功率強度增加以產生該放大後非正弦RF信號306。
濾波器116藉由使用一濾波信號308來將放大後非正弦RF信號306濾波以產生一濾波後非正弦RF信號310。在各樣的實施例中，濾波後非正弦RF信號310為一脈衝波形，該脈衝波形具有一介於10％至90％的負載比。在一些實施例中，濾波後非正弦RF信號310為一脈衝波形，該脈衝波形具有一介於1％至99％的負載比。濾波器116將該濾波後非正弦RF信號310提供至ESC 112。在一些實施例中，濾波後非正弦RF信號310的負載比與濾波信號308的負載比相同。
此外，非正弦RF產生器214產生一非正弦RF信號312(該非正弦RF信號具有從處理器126接收之操作頻率)並將該非正弦RF信號312提供至功率放大器212。
在一些實施例中，處理器126將一功率輪廓(例如，作為時間之函數的功率強度、等)提供至非正弦RF產生器214以產生具有該功率輪廓之非正弦RF信號312。吾人應注意，作為時間之函數的功率強度包括了該非正弦RF信號312的頻率。
在一些實施例中，非正弦RF產生器214的操作頻率與非正弦RF產生器120的操作頻率相同。如一範例，非正弦RF信號304的頻率與非正弦RF信號312的頻率相同。
在幾個實施例中，非正弦RF產生器214的操作頻率與非正弦RF產生器120的操作頻率不同。
功率放大器212接收非正弦RF信號312並將該非正弦RF信號312放大以產生一放大後非正弦RF信號314。例如，功率放大器212使非正弦RF信號312的功率強度增加以產生該放大後非正弦RF信號314。
在幾個實施例中，功率放大器212與功率放大器118(圖1)將不同的放大量施加至非正弦RF信號312與非正弦RF信號304。例如，功率放大器212將2:1的放大比率施加至非正弦RF信號312，而功率放大器118將3:1的放大比率施加至非正弦RF信號304。
在一些實施例中，功率放大器212與功率放大器118將相同的放大量施加至非正弦RF信號312與非正弦RF信號304。
濾波器210藉由使用一濾波信號316來將放大後非RF正弦信號314濾波以產生一濾波後非正弦RF信號318。在各樣的實施例中，濾波後非正弦RF信號318為一脈衝波形，該脈衝波形具有一介於10％至90％的負載比。在一些實施例中，濾波後非正弦RF信號318為一脈衝波形，該脈衝波形具有一介於1％至99％的負載比。在一些實施例中，該濾波後非正弦RF信號318的負載比與該濾波信號316的負載比相同。
在一些實施例中，濾波後非正弦RF信號318的負載比與濾波後非正弦RF信號310的負載比不同。例如，濾波後非正弦RF信號318的負載比小於濾波後非正弦RF信號310的負載比。如另一範例，濾波後非正弦RF信號318的負載比大於濾波後非正弦RF信號310的負載比。在一些實施例中，濾波後非正弦RF信號310及318的負載比為相同的。
在一些實施例中，濾波器210與濾波器116將不同的濾波施加至放大後非正弦信號314與放大後非正弦信號306。例如，濾波器210將一高通濾波施加至放大後非正弦信號314，而濾波器116將一帶通濾波施加至放大後非正弦信號306。如另一範例，濾波器210將一低通濾波施加至放大後非正弦信號314，而濾波器116將一梳狀濾波施加至放大後非正弦信號306。
在一些實施例中，濾波器210與濾波器116將相同的濾波施加至放大後非正弦信號314與放大後非正弦信號306。
濾波器210將濾波後非正弦RF信號318提供至表面天線104，而濾波器116將濾波後非正弦RF信號310提供至ESC 108。當透過氣體分配板106而在電漿腔室102中表面天線104與ESC 108之間的空間供應一或更多處理氣體時、當濾波後非正弦RF信號310供應至ESC 108時、且當濾波後非正弦RF信號318供應至表面天線104時，一或更多處理氣體被點燃以於電漿腔室102內產生電漿、並達到與配方302之功率輪廓相鏈結的離子能量674。以下進一步說明配方302之功率輪廓。該電漿係用以對工作件110進行處理(例如蝕刻、濺射、等)。
圖2A為一感應線圈350之實施例的圖式，該感應線圈為表面天線104(圖1A至1C)的一範例。感應線圈350於該感應線圈350的一末端連接至RF產生器114，並於該感應線圈350的另一末端354連接至接地連線。
圖2B為一感應線圈350之實施例的圖式，該感應線圈於感應線圈350的兩末端352及354皆連接至接地連線。RF產生器114於感應線圈350二末端352與354之間的一位置356連接至感應線圈350。
圖3A為一系統400之實施例的圖式，該系統係用以對信號進行濾波以將濾波後信號提供至ESC 108或表面天線104。系統400包括一非正弦RF產生器402、一功率放大器404、及一開關406。
非正弦RF產生器402為非正弦RF產生器120(圖1A及1C)與非正弦RF產生器214(圖1B及1C)的一範例。非正弦RF產生器402連接至功率放大器404，且功率放大器404連接至開關406。
此外，功率放大器404為功率放大器118(圖1A及1C)與功率放大器 212(圖1B及1C)的一範例。開關406為濾波器116(圖1A及1C)與濾波器210(圖1B及1C)的一範例。
非正弦RF產生器402包括一數位信號處理器(DSP) 408、一驅動器410、及一濾波器412。驅動器410之範例包括一或更多電子振盪器。DSP 408連接至驅動器410，且驅動器410連接至濾波器412。
功率放大器404包括一放大器414及一開關驅動器416。該放大器414連接至該開關驅動器416及處理器126。開關驅動器416之範例包括一或更多電晶體。
DSP 408 連接至處理器126(圖1A、1B、及1C)並從處理器126接收指令。例如，DSP 408從處理器126接收該非正弦RF產生器402所要產生之RF信號的頻率及/或功率。
一旦從DSP 408接收到產生正弦RF信號之指令，驅動器410產生一正弦RF信號。濾波器412對驅動器410所產生的正弦RF信號進行濾波以產生一非正弦RF信號418，該非正弦RF信號具有從DSP 408所接收到的功率及/或頻率。非正弦RF信號418為非正弦RF信號130(圖1A)、非正弦RF信號218(圖1B)、非正弦RF信號304(圖1C)、及非正弦RF信號312(圖1C)的一範例。
放大器414從處理器126接收放大參數，並基於該放大參數來將非正弦RF信號418放大以產生一放大後非正弦RF信號420。該放大後非正弦RF信號420經由開關驅動器416而發送至開關406。放大後非正弦RF信號420為放大後非正弦RF信號132(圖1A)、放大後非正弦RF信號220(圖1B)、放大後非正弦RF信號306(圖1C)、及放大後非正弦RF信號314(圖1C)的一範例。
開關驅動器416將該開關406由開啟位置(on position)驅動至關閉位置(off position)或由關閉位置驅動至開啟位置以對放大後非正弦RF信號420進行濾波以產生濾波後非正弦RF信號422。濾波後非正弦RF信號422為濾波後非正弦RF信號136(圖1A)、濾波後非正弦RF信號224(圖1B) 、濾波後非正弦RF信號310(圖1C) 、及濾波後非正弦RF信號318(圖1C)的一範例。
在一些實施例中，開關驅動器416接收濾波參數並基於(例如為了達成、等)該濾波參數而改變開關406的位置。例如，當濾波參數指示該濾波後非正弦RF信號422於時脈週期(clock cycle)的60％為開啟時，開關驅動器416於60％的時脈週期內將開關406閉合(close)，並在其餘40％的時脈週期內將開關406斷開(open)。如另一範例，當濾波參數指示該濾波後非正弦RF信號422於時脈週期的40％為關閉時，開關驅動器416於40％的時脈週期內將開關406斷開，並在其餘60％的時脈週期內將開關406閉合。在這些實施例中，開關驅動器416連接至處理器126。
圖3B為一系統450之實施例的圖式，該系統係用以對信號進行濾波以將濾波後信號提供至ESC 108或表面天線104。系統450包括一非正弦RF產生器402、一功率放大器452、及一濾波器454。除了功率放大器452包括了放大器414但不包括開關驅動器416、以及除了濾波器454包括了開關驅動器416及開關406之外，系統450與系統400(圖3A)為相同的。系統450以上述與系統400類似的方式運作。
圖4A為非正弦RF信號472之實施例的曲線圖470。非正弦RF信號472為非正弦RF信號130(圖1A)、非正弦RF信號218(圖1B) 、非正弦RF信號304(圖1C) 、及非正弦RF信號312(圖1C)的一範例。
曲線圖470繪示了非正弦RF信號472之功率P對時間t的曲線。非正弦RF信號472為一鋸齒波形，其中每一齒狀物相對於垂直的y軸為對稱的，其中齒狀物的一線條相對於水平的x軸形成一銳角，而該齒狀物的另一線條相對於水平的x軸形成一鈍角。
圖4B為非正弦RF信號476之實施例的曲線圖474。該非正弦RF信號476為非正弦RF信號130(圖1A)、非正弦RF信號218(圖1B) 、非正弦RF信號304(圖1C) 、及非正弦RF信號312(圖1C)的一範例。
曲線圖474繪示了非正弦RF信號476之功率P對時間t的曲線。該非正弦RF信號476為整流後的波形，其中該非正弦RF信號476的每一部分為一直線。例如，非正弦RF信號476的每一部分4771 、4772 、4773 、4774 、及4775 為一直線。
圖4C為非正弦RF信號480之實施例的曲線圖478。該非正弦RF信號480為非正弦RF信號130(圖1A)、非正弦RF信號218(圖1B) 、該非正弦RF信號304(圖1C) 、及非正弦RF信號312(圖1C)的一範例。
曲線圖478繪示了非正弦RF信號480之功率P對時間t的曲線。非正弦RF信號480為整流後的波形，其中非正弦RF信號480的一些部分為直線，但非正弦RF信號480的其餘部分為彎曲的。例如，非正弦RF信號480的部分4811 及4813 為直線，而非正弦RF信號480的部分4812 及4814 為彎曲的。例如，該非正弦RF信號480係藉由將電子振盪器所產生的一正弦信號之頂部及底部部分削去而產生。
圖4D為非正弦RF信號484之實施例的曲線圖482。該非正弦RF信號484為非正弦RF信號130(圖1A)、非正弦RF信號218(圖1B) 、非正弦RF信號304(圖1C) 、及非正弦RF信號312(圖1C)的一範例。
曲線圖482繪示了非正弦RF信號484之功率P對時間t的曲線。非正弦RF信號484為一鋸齒波形，其中每一齒狀物相對於垂直的y軸為不對稱的，其中齒狀物的一線條相對於水平的x軸形成一銳角，而該齒狀物的另一線條相對於水平的x軸形成一直角。
圖4E為非正弦RF信號488之實施例的曲線圖486。該非正弦RF信號488為非正弦RF信號130(圖1A)、非正弦RF信號218(圖1B) 、非正弦RF信號304(圖1C) 、及非正弦RF信號312(圖1C)的一範例。
曲線圖486繪示了非正弦RF信號488之功率P對時間t的曲線。非正弦RF信號488為一鋸齒波形，其中每一齒狀物相對於垂直的y軸為不對稱的，其中齒狀物的一線條相對於水平的x軸形成一鈍角，而該齒狀物的另一線條相對於水平的x軸形成一直角。
圖4F為非正弦RF信號492之實施例的曲線圖490。該非正弦RF信號492為非正弦RF信號130(圖1A)、非正弦RF信號218(圖1B) 、非正弦RF信號304(圖1C) 、及非正弦RF信號312(圖1C)的一範例。
曲線圖490繪示了非正弦RF信號492之功率P對時間t的曲線。非正弦RF信號492為一脈衝波形。
吾人應注意在曲線圖470、474、478、482、486、及490中，功率P繪示於y軸上，而時間t繪示在x軸上。
圖5為曲線圖502之實施例，該曲線圖繪示由正弦RF產生器114(圖1A)或由正弦RF產生器202(圖1B)所產生的一正弦信號504、以及繪示一濾波後非正弦RF信號506。曲線圖502於y軸上繪示功率並於x軸上繪示時間。濾波後非正弦RF信號506係濾波器作為輸出而提供之信號的一範例。例如，濾波器116(圖1A)提供濾波後非正弦RF信號506作為輸出，而不是非正弦RF信號136(圖1A)。如另一範例，濾波器210(圖1B)提供濾波後非正弦RF信號506作為輸出，而不是非正弦RF信號224(圖1B)。如再另一範例，濾波器116(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號506作為輸出，而不是非正弦RF信號310(圖1C)。如另一範例，濾波器210(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號506作為輸出，而不是非正弦RF信號318(圖1C)。吾人應注意在一些實施例中，提供至表面天線104(圖1A-1C)之信號(例如信號504、等)的功率位準與提供至ESC 108(圖1A-1C)之信號(例如信號506、等)的功率位準可能不同。
吾人應注意，當將正弦信號504供應至表面天線104(圖1A)時，則將濾波後非正弦RF信號506提供至ESC 108(圖1A)。此外，當將正弦信號504供應至ESC 108(圖1B)時，則將濾波後非正弦RF信號506提供至表面天線104(圖1B)。
濾波後非正弦RF信號506包括一無濾波部分503及一濾波後部分505。例如，該無濾波部分503為功率放大器118( 圖1A及1C)或功率放大器212(圖1B及1C)作為輸出而提供之放大後非正弦信號的一範例。在一些實施例中，正弦信號504的頻率與無濾波部分503的頻率相同。
圖6A為曲線圖510之實施例，該曲線圖繪示一濾波後非正弦RF信號512、及一濾波後非正弦RF信號514。曲線圖510於y軸上繪示功率並於x軸上繪示時間。濾波後非正弦RF信號512係濾波器作為輸出而提供之信號的一範例，而濾波後非正弦RF信號514係另一濾波器作為輸出而提供之信號的一範例。例如，濾波器116(圖1A)提供濾波後非正弦RF信號512作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號136(圖1A)，且濾波器210(圖1B)提供濾波後非正弦RF信號514作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號224(圖1B)。如另一範例，濾波器116(圖1A)提供濾波後非正弦RF信號514作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號136(圖1A)，且濾波器210(圖1B)提供濾波後非正弦RF信號512作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號224(圖1B)。如另一範例，濾波器116(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號512作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號310(圖1C)，且濾波器210(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號514作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號318(圖1C)。如再另一範例，濾波器116(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號514作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號310(圖1C)，且濾波器210(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號512作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號318(圖1C)。
濾波後非正弦RF信號512包括一無濾波部分516及一濾波後部分518。例如，該無濾波部分516為功率放大器118( 圖1A及1C)或功率放大器212(圖1B及1C)作為輸出而提供之放大後非正弦信號的一範例。此外，濾波後非正弦RF信號514包括一無濾波部分520及一濾波後部分522。例如，該無濾波部分520為功率放大器118( 圖1A及1C)或功率放大器212(圖1B及1C)作為輸出而提供之放大後非正弦信號的一範例。
吾人應注意，無濾波部分516的頻率與無濾波部分520的頻率相同，而無濾波部分516的峰至峰振幅(peak to peak amplitude)與無濾波部分520的峰至峰振幅不同。另外，無濾波部分516的負載比與無濾波部分520的負載比相同。此外，該濾波後非正弦RF信號512與濾波後非正弦RF信號514同相位。
在一些實施例中，無濾波部分516的頻率與無濾波部分520的頻率不同。在各樣的實施例中，無濾波部分516的負載比與無濾波部分520的負載比不同。在一些實施例中，無濾波部分516的峰至峰振幅與無濾波部分520的峰至峰振幅相同。
圖6B為曲線圖526之實施例，該曲線圖繪示一濾波後非正弦RF信號524、及一濾波後非正弦RF信號526。曲線圖526於y軸上繪示功率並於x軸上繪示時間。濾波後非正弦RF信號524係濾波器作為輸出而提供之信號的一範例，而濾波後非正弦RF信號526係另一濾波器作為輸出而提供之信號的一範例。例如，濾波器116(圖1A)提供濾波後非正弦RF信號524作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號136(圖1A)，且濾波器210(圖1B)提供濾波後非正弦RF信號526作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號224(圖1B)。如另一範例，濾波器116(圖1A)提供濾波後非正弦RF信號526作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號136(圖1A)，且濾波器210(圖1B)提供濾波後非正弦RF信號524作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號224(圖1B)。如再另一範例，濾波器116(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號524作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號310(圖1C)，且濾波器210(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號526作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號318(圖1C)。如另一範例，濾波器116(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號526作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號310(圖1C)，且濾波器210(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號524作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號318(圖1C)。
濾波後非正弦RF信號524包括一無濾波部分528及一濾波後部分530。例如，該無濾波部分528為功率放大器118( 圖1A及1C)或功率放大器212(圖1B及1C)作為輸出而提供之放大後非正弦信號的一範例。此外，濾波後非正弦RF信號526包括一無濾波部分532及一濾波後部分534。例如，該無濾波部分532為功率放大器118( 圖1A及1C)或功率放大器212(圖1B及1C)作為輸出而提供之放大後非正弦信號的一範例。
吾人應注意，無濾波部分532的頻率與無濾波部分528的頻率不同，而無濾波部分532的峰至峰振幅與無濾波部分528的峰至峰振幅相同。另外，無濾波部分528的負載比與無濾波部分532的負載比相同。
在一些實施例中，無濾波部分528的頻率與無濾波部分532的頻率不同。在各樣的實施例中，無濾波部分528的負載比與無濾波部分532的負載比不同。在一些實施例中，無濾波部分532的峰至峰振幅與無濾波部分528的峰至峰振幅不同。
吾人應注意，曲線圖502、 510、及526中之信號的濾波後部分為直線。在幾個實施例中，濾波後非正弦RF信號的濾波後部分為曲線、直線、直線的群組、或其組合。
圖6C為曲線圖538之實施例，該曲線圖繪示一濾波後非正弦RF信號540、以及一濾波後非正弦RF信號542。曲線圖538於y軸上繪示功率並於x軸上繪示時間。濾波後非正弦RF信號540係濾波器作為輸出而提供之信號的一範例，而濾波後非正弦RF信號542係另一濾波器作為輸出而提供之信號的一範例。例如，濾波器116(圖1A)提供濾波後非正弦RF信號540作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號136(圖1A)，且濾波器210(圖1B)提供濾波後非正弦RF信號542作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號224(圖1B)。如另一範例，濾波器116(圖1A)提供濾波後非正弦RF信號542作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號136(圖1A)，且濾波器210(圖1B)提供濾波後非正弦RF信號540作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號224(圖1B)。如另一範例，濾波器116(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號540作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號310(圖1C)，且濾波器210(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號542作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號318(圖1C)。如再另一範例，濾波器116(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號542作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號310(圖1C)，且濾波器210(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號540作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號318(圖1C)。
濾波後非正弦RF信號542包括一無濾波部分516及一濾波後部分546。此外，濾波後非正弦RF信號540包含一無濾波部分520及濾波後部分550。
吾人應注意，濾波後部分546及550其中每一者不為直線，而是直線之組合(例如群組、等)。
吾人應注意，濾波後部分546的峰至峰振幅小於無濾波部分516的峰至峰振幅。此外，濾波後部分550的峰至峰振幅小於無濾波部分520的峰至峰振幅。另外，濾波後部分546的形狀與無濾波部分516的形狀不同。此外，濾波後部分550的形狀與無濾波部分520的形狀不同。
吾人更應注意，無濾波部分516的頻率與無濾波部分520的頻率相同。此外，濾波後部分546的頻率與濾波後部分550的頻率相同。另外， 無濾波部分516的負載比與無濾波部分520的負載比不同，且濾波後部分546的負載比與濾波後部分550的負載比不同。此外， 濾波後部分546 的峰至峰振幅與濾波後部分550的峰至峰振幅不同。 此外，濾波後非正弦RF信號542與濾波後非正弦RF信號540同相位。
在幾個實施例中，濾波後部分546的峰至峰振幅與濾波後部分550的峰至峰振幅相同。在一些實施例中，濾波後部分546的頻率與濾波後部分550的頻率不同。在一些實施例中，濾波後部分546的負載比與濾波後部分550的負載比相同。
圖6D為曲線圖557之實施例，該曲線圖繪示一濾波後非正弦RF信號552、及一濾波後非正弦RF信號554。曲線圖557於y軸上繪示功率並於x軸上繪示時間。濾波後非正弦RF信號552係濾波器作為輸出而提供之信號的一範例，而濾波後非正弦RF信號554係另一濾波器作為輸出而提供之信號的一範例。例如，濾波器116(圖1A)提供濾波後非正弦RF信號552作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號136(圖1A)，且濾波器210(圖1B)提供濾波後非正弦RF信號554作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號224(圖1B)。如另一範例，濾波器116(圖1A)提供濾波後非正弦RF信號554作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號136(圖1A)，且濾波器210(圖1B)提供濾波後非正弦RF信號552作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號224(圖1B)。如另一範例，濾波器116(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號552作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號310(圖1C)，且濾波器210(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號554作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號318(圖1C)。如再另一範例，濾波器116(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號554作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號310(圖1C)，且濾波器210(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號552作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號318(圖1C)。
濾波後非正弦RF信號554包括一無濾波部分532及一濾波後部分558。此外，濾波後非正弦RF信號552包含一無濾波部分528及一濾波後部分562。
吾人應注意，濾波後部分558及562不為直線，而是直線之組合(例如群組、等)。
吾人應注意，濾波後部分558的峰至峰振幅小於無濾波部分532的峰至峰振幅。此外，濾波後部分562的峰至峰振幅小於無濾波部分528的峰至峰振幅。另外，濾波後部分558的形狀與無濾波部分532的形狀不同。此外，濾波後部分562的形狀與無濾波部分528的形狀不同。
吾人更應注意，無濾波部分532的頻率與無濾波部分528的頻率不同。此外，濾波後部分558的頻率亦與濾波後部分562的頻率不同。另外， 無濾波部分532的負載比與無濾波部分528的負載比相同，且濾波後部分558的負載比與濾波後部分562的負載比相同。此外，濾波後部分558的峰至峰振幅與濾波後部分562的峰至峰振幅不同。
在幾個實施例中，濾波後部分558的峰至峰振幅與濾波後部分562的峰至峰振幅相同。在一些實施例中，濾波後部分558的頻率與濾波後部分562的頻率相同。在一些實施例中，濾波後部分558的負載比與濾波後部分562的負載比不同、及/或無濾波部分532的負載比與無濾波部分528的負載比不同。
圖6E為曲線圖600之實施例，該曲線圖繪示一濾波後非正弦RF信號602、及一濾波後非正弦RF信號604。曲線圖600於y軸上繪示功率並於x軸上繪示時間。濾波後非正弦RF信號602係濾波器作為輸出而提供之信號的一範例，而濾波後非正弦RF信號604係另一濾波器作為輸出而提供之信號的一範例。例如，濾波器116(圖1A)提供濾波後非正弦RF信號602作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號136(圖1A)，且濾波器210(圖1B)提供濾波後非正弦RF信號604作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號224(圖1B)。如另一範例，濾波器116(圖1A)提供濾波後非正弦RF信號604作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號136(圖1A)，且濾波器210(圖1B)提供濾波後非正弦RF信號602作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號224(圖1B)。如另一範例，濾波器116(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號602作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號310(圖1C)，且濾波器210(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號604作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號318(圖1C)。如再另一範例，濾波器116(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號602作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號318(圖1C)，且濾波器210(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號604作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號310(圖1C)。
濾波後非正弦RF信號602包括一無濾波部分及一濾波後部分。此外，濾波後非正弦RF信號604包含一無濾波部分及一濾波後部分。
吾人應注意，濾波後非正弦RF信號602與濾波後非正弦RF信號604不同相位。此外，濾波後非正弦RF信號602與濾波後非正弦RF信號604具有相同的峰至峰振幅。
吾人應注意，濾波後非正弦RF信號602的濾波後部分為水平線狀的，且濾波後非正弦RF信號604的濾波後部分亦為水平線狀的。
在一些實施例中，濾波後非正弦RF信號602與濾波後非正弦RF信號604具有不同的峰至峰振幅。在各樣的實施例中，濾波後非正弦RF信號602與濾波後非正弦RF信號604同相位。
圖6F為曲線圖606之實施例，該曲線圖繪示一濾波後非正弦RF信號608、及一濾波後非正弦RF信號610。曲線圖606於y軸上繪示功率並於x軸上繪示時間。濾波後非正弦RF信號608係濾波器作為輸出而提供之信號的一範例，而濾波後非正弦RF信號610係另一濾波器作為輸出而提供之信號的一範例。例如，濾波器116(圖1A)提供濾波後非正弦RF信號608作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號136(圖1A)，且濾波器210(圖1B)提供濾波後非正弦RF信號610作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號224(圖1B)。如另一範例，濾波器116(圖1A)提供濾波後非正弦RF信號610作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號136(圖1A)，且濾波器210(圖1B)提供濾波後非正弦RF信號608作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號224(圖1B)。如另一範例，濾波器116(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號608作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號310(圖1C)，且濾波器210(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號610作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號318(圖1C)。如再另一範例，濾波器116(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號610作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號318(圖1C)，且濾波器210(圖1C)提供濾波後非正弦RF信號608作為輸出，而不是濾波後非正弦RF信號310(圖1C)。
濾波後非正弦RF信號608包括一無濾波部分609及一濾波後部分611。此外，濾波後非正弦RF信號610包含一無濾波部分613及一濾波後部分615。
吾人應注意，濾波後部分611的峰至峰振幅小於無濾波部分609的峰至峰振幅。此外，濾波後部分615的峰至峰振幅小於無濾波部分613的峰至峰振幅。另外，濾波後部分611的形狀與無濾波部分609的形狀不同。此外，濾波後部分615的形狀與無濾波部分613的形狀不同。
吾人應注意，濾波後非正弦RF信號608與濾波後非正弦RF信號610不同相位。此外，濾波後非正弦RF信號608與濾波後非正弦RF信號610具有相同的峰至峰振幅。
吾人應注意，濾波後非正弦RF信號608的濾波後部分係由線條的組合所形成，且濾波後非正弦RF信號604的濾波後部分亦是由線條的組合所形成。
在一些實施例中，濾波後非正弦RF信號608的濾波後部分係由一或更多線條及一或更多曲線所形成，且濾波後非正弦RF信號604的濾波後部分亦是由一或更多線條及一或更多曲線所形成。
圖7為一基板650之實施例的圖式，該基板650於其頂部上具有一遮罩層(例如，矽氧化物、矽氮化物、等)。基板650包括了半導體(例如矽、鍺、等)。基板650係要用電漿系統100(圖1A)、電漿系統200(圖1B)、或電漿系統300(圖1C)來蝕刻的。具有遮罩的基板650為工作件110(圖1A至1C)的一範例。
圖8為一基板650之實施例的圖式，該基板具有矽氯化物或矽溴化物的一遮罩層651。該具有遮罩層651之基板650為工作件110(圖1A至1C)的一範例。基板650中的矽原子之間形成鍵結，且遮罩層651中的氯或溴與矽之間形成鍵結。為了蝕刻遮罩層651，使用較用以蝕刻基板650的離子能量更低之離子能量的量，例如xi 電子伏特(eV)，其中xi 為一大於零的實數。例如，使用xs 電子伏特來蝕刻基板650以打破與其他矽原子鍵結的二矽原子之間的鍵結、並使用xr 電子伏特來打破矽與另一鍵結至氯或溴的矽原子之間的鍵結，其中xr 及xs 為大於零的實數。若xs ＞ xi ＞ xr ，則可將遮罩層651選擇性地移除而不會影響(例如移除、等)基板650。 電漿能量的精確控制使得吾人得以破壞特定的鍵結(在正在蝕刻的遮罩層651內或基板650內)。
圖9為曲線圖652之實施例，該曲線圖繪示了離子能量強度對離子能量的曲線。離子能量強度繪示於y軸上且離子能量繪示於x軸上。曲線圖652以虛線654來繪示60 MHz RF產生器之離子能量強度及離子能量、以虛線656來繪示2 MHz RF產生器之離子能量強度及離子能量、並以實線658來繪示13 MHz RF產生器之離子能量強度及離子能量。
如圖所示，將一濾波後非正弦RF信號施加至表面天線104(圖1A至1C)或ESC 108(圖1A至1C)以產生離子能量，該離子能量集中於離子能量的下臨界值660(例如較低值、等)與上臨界值662(例如較高值、等)之間。例如，下臨界值660與上臨界值662之間的差距小於或等於10電子伏特(eV)且大於0 eV。如另一範例，下臨界值660與上臨界值662之間的差距小於或等於5電子伏特(eV)且大於0伏特。如再另一範例，當非正弦RF產生器(例如非正弦RF產生器120(圖1A與圖1C))、非正弦RF產生器214(圖1A及1C)、等)以小於13MHz的頻率運作時，可以將離子能量集中在下臨界值660與上臨界值662之間。如另一範例，當非正弦RF產生器(例如非正弦RF產生器120(圖1A與圖1C))、非正弦RF產生器214(圖1A及1C)、等)以低於16MHz的頻率運作時，可以將離子能量集中在下臨界值660與上臨界值662之間。
圖10A為校準電漿系統670之方塊圖，該系統係用以判定一功率輪廓以在濾波後非正弦信號136(圖1A)施加至ESC 108時達成離子能量。在校準的期間內，以與上面參照圖1A所描述相同的方式來產生放大後非正弦信號132並將其施加至ESC 108。此外，在校準的期間內，功率放大器118將放大後非正弦信號132(而不是濾波後非正弦RF信號136)提供至ESC 108以於電漿腔室102內產生電漿。此外，於校準期間內使用一測試工作件678，而不是工作件110。該測試工作件678與工作件110(圖1A)相似。例如，測試工作件678具有與工作件110相同數目及類型的層。進一步說明，當待蝕刻之工作件110在半導體基板的頂部上具有一遮罩層時，該測試工作件678在半導體基板的頂部上具有一遮罩層。更進一步說明，當待蝕刻之工作件110沒有遮罩層但具有一半導體層時，該測試工作件678沒有遮罩層但具有一半導體層。如另一範例，工作件110的尺寸(例如直徑、厚度、等)與測試工作件678相同。
當電漿於電漿腔室102內產生時，連接至ESC 108的一晶圓偏壓感測器672測量在ESC 108的晶圓偏壓。該晶圓偏壓感測器672之範例包括了原位(in-situ)直流(DC)探針讀取接腳、及用以測量晶圓偏壓的相關硬體。如一範例，該晶圓偏壓感測器672測量ESC 108的表面112上之晶圓偏壓。
吾人應注意在一些實施例中，晶圓偏壓係在電漿腔室102內所產生之電漿所產生的直流(DC)電壓。在這些實施例中，晶圓偏壓出現在ESC 108的表面上(例如，頂部表面112、等)及/或工作件110的表面上(例如，上表面)。
處理器126接收該晶圓偏壓感測器672所測量到的晶圓偏壓，並根據該晶圓偏壓來判定離子能量674。例如，處理器126根據以下公式來判定離子能量674： Ei =(-1/2)Vdc + (1/2)Vpeak... (1)                                          其中Ei為離子能量674，Vdc為在ESC 108所測量到的晶圓偏壓電位，而Vpeak為在ESC 108的零至峰(zero-to-peak)電壓。在一些實施例中，藉由連接至ESC 108的一電壓感測器(未顯示)，例如電壓探針、等，來測量該零至峰電壓Vpeak。將離子能量674儲存於儲存裝置128中。
配方124包括一功率輪廓676，該功率輪廓為放大後非正弦信號132之功率，其中該放大後非正弦信號132係由功率放大器118作為時間的函數而產生以達成該離子能量674。配方124更包括了其他參數，例如電漿腔室102內的壓力、電漿腔室102內的溫度、表面天線104與ESC 108之間的間隙、非正弦RF產生器120的操作頻率。
使用配方124於電漿腔室102中形成電漿。例如，當在電漿腔室102的空間內維持一壓力的量時、當在電漿腔室102內維持一溫度的量時、當在電漿腔室102內維持表面天線104與ESC 108之間的一垂直間隙的量時、當具有功率輪廓676之放大後非正弦信號132產生時、及當非正弦RF產生器120以一操作頻率來運作時，電漿於電漿腔室102內形成。
在一些實施例中，處理器126控制一氣體供應閥(未顯示)，該氣體供應閥幫助氣體從一氣體貯存器(未顯示)供應至氣體分配板106的氣體入口。例如，處理器126控制一驅動器(例如電晶體、等)，該驅動器供應一電流來使該閥打開或關閉至一程度以控制一氣體(例如處理氣體、等)到電漿腔室102之供應。供應的控制亦使得處理器126得以控制電漿腔室102(供應有該氣體之腔室)內的壓力。
在各樣的實施例中，表面天線104位於一上結構(未顯示)中，該上結構可藉由馬達驅動之螺旋機構(未顯示)而上升或下降。處理器126可透過一驅動器(例如電晶體、等)來控制該馬達驅動之螺旋機構以將該上結構向上或向下移動以改變表面天線104與ESC 108之間、或表面天線104與氣體分配板106之間的間隙。
在幾個實施例中，ESC 108內包括一加熱器且處理器126透過一驅動器(例如電晶體、等)來控制該加熱器以改變電漿腔室102內的溫度。
在一些實施例中，在電漿腔室102內設置一熱轉移機構(例如導管、等)，且處理器126透過閥及驅動器(例如電晶體、等)來控制冷卻液體的流動以改變電漿腔室102內的溫度。
在幾個實施例中，處理器126從儲存裝置128取得功率輪廓676並將該功率輪廓676提供至非正弦RF產生器120及功率放大器118。一旦接收到功率輪廓676，非正弦RF產生器120產生非正弦RF信號130。此外，一旦接收到功率輪廓676及非正弦RF信號130，功率放大器118產生具有功率輪廓676的放大後非正弦RF信號132。
在一些實施例中，非正弦RF產生器120從處理器126接收非正弦RF信號130的操作頻率並產生具有該頻率之非正弦RF信號130。
處理器126將功率輪廓676與離子能量674聯結(例如，在兩者之間形成一鏈結)。
圖10B為校準電漿系統700之方塊圖，該系統係用以判定一功率輪廓以在濾波後非正弦信號224(圖1B)施加至表面天線104時達成離子能量。在校準的期間內，以與上面參照圖1B所描述相同的方式來產生放大後非正弦信號220並將其施加至表面天線104。此外，在校準的期間內，功率放大器118將放大後非正弦信號220(而不是濾波後非正弦RF信號224)提供至表面天線104以於電漿腔室102內產生電漿。此外，於校準期間內使用該測試工作件678，而不是工作件110。
當電漿於電漿腔室102內產生時，晶圓偏壓感測器672測量在ESC 108的晶圓偏壓。處理器126接收晶圓偏壓感測器672所測量到的晶圓偏壓，並以與前面參照圖10A所描述相同之方法來從該晶圓偏壓判定該離子能量674。
配方216包括一功率輪廓704，該功率輪廓為放大後非正弦信號220之功率，其中該放大後非正弦信號係由功率放大器212作為時間的函數而產生以達成該離子能量674。配方216更包括了其他參數，例如電漿腔室102內的壓力、電漿腔室102內的溫度、表面天線104與ESC 108之間的間隙、非正弦RF產生器214的操作頻率。
使用配方216於電漿腔室102中形成電漿。例如，當在電漿腔室102的空間內維持一壓力的量時、當在電漿腔室102內維持一溫度的量時、當在電漿腔室102內維持表面天線104與ESC 108之間的一垂直間隙的量時、當具有功率輪廓704之放大後非正弦信號220產生時、及當非正弦RF產生器214以一操作頻率來運作時，電漿於電漿腔室102內形成。
在幾個實施例中，處理器126從儲存裝置128取得功率輪廓704並將該功率輪廓704提供至非正弦RF產生器214及功率放大器212。一旦接收到該功率輪廓704，非正弦RF產生器214產生非正弦RF信號218。此外，一旦接收到功率輪廓704及非正弦RF信號218，功率放大器212產生具有功率輪廓704的放大後非正弦RF信號220。
在一些實施例中，非正弦RF產生器214從處理器126接收該非正弦RF信號218的操作頻率並產生具有該頻率之非正弦RF信號218。
處理器126將功率輪廓704與離子能量674聯結(例如，在兩者之間形成一鏈結)。
圖10C為校準電漿系統720之方塊圖，該系統係用以判定一功率輪廓以在濾波後非正弦信號310(圖1C)施加至ESC 108時、及濾波後非正弦信號318(圖1C)施加至表面天線104時達成離子能量。在校準的期間內，以與上面參照圖1C所描述相同的方式來產生放大後非正弦信號306並將其施加至ESC 108、並以與上面參照圖1C所描述相同的方式來產生放大後非正弦信號314並將其施加至表面天線104。此外，在校準的期間內，功率放大器118將放大後非正弦信號306(而不是濾波後非正弦RF信號310)提供至ESC 108、且功率放大器212將放大後非正弦信號314(而不是濾波後非正弦RF信號318)提供至表面天線104以於電漿腔室102內產生電漿。此外，於校準期間內使用該測試工作件678，而不是工作件110。
當電漿於電漿腔室102內產生時，晶圓偏壓感測器672測量在ESC 108的晶圓偏壓。處理器126接收晶圓偏壓感測器672所測量到的晶圓偏壓，並以與前面參照圖10A所描述相同之方法來從該晶圓偏壓判定該離子能量674。
配方302包括一功率輪廓726，該功率輪廓726為放大後非正弦信號306之功率，其中該放大後非正弦信號306係由功率放大器118作為時間的函數而產生以在ESC108達成該離子能量674。配方302亦包括一功率輪廓728，該功率輪廓728為放大後非正弦信號314之功率，其中該放大後非正弦信號314係由功率放大器212作為時間的函數而產生以在ESC108達成該離子能量674。配方302更包括了其他參數，例如電漿腔室102內的壓力、電漿腔室102內的溫度、表面天線104與ESC 108之間的間隙、非正弦RF產生器120的操作頻率、及非正弦RF產生器214的操作頻率。
使用配方302於電漿腔室102中形成電漿。例如，當在電漿腔室102的空間內維持一壓力的量時、當在電漿腔室102內維持一溫度的量時、當在電漿腔室102內維持表面天線104與ESC 108之間的一垂直間隙的量時、當具有功率輪廓726之放大後非正弦信號306產生時、當非正弦RF產生器120以一操作頻率來運作時、當具有功率輪廓728之放大後非正弦信號314產生時、及當非正弦RF產生器214以一操作頻率來運作時，電漿於電漿腔室102內形成。
處理器126從儲存裝置128取得功率輪廓726並將該功率輪廓726提供至非正弦RF產生器120及功率放大器118。一旦接收到該功率輪廓726，非正弦RF產生器120產生非正弦RF信號304。此外，一旦接收到功率輪廓726及非正弦RF信號304，功率放大器118產生具有功率輪廓726的放大後非正弦RF信號306。
處理器126從儲存裝置128取得功率輪廓728並將該功率輪廓728提供至非正弦RF產生器214及功率放大器212。一旦接收到該功率輪廓728，非正弦RF產生器214產生非正弦RF信號314。此外，一旦接收到功率輪廓728及非正弦RF信號314，功率放大器212產生具有功率輪廓728的放大後非正弦RF信號314。
非正弦RF產生器120從處理器126接收非正弦RF信號304的操作頻率並產生具有該頻率之非正弦RF信號304。相似地，非正弦RF產生器214從處理器126接收非正弦RF信號312的操作頻率並產生具有該頻率之非正弦RF信號312。
處理器126將功率輪廓726與離子能量674聯結(例如，在兩者之間形成一鏈結)。此外，處理器126將功率輪廓728與離子能量674聯結(例如，在兩者之間形成一鏈結)。
圖11為一資料庫之實施例的圖式，該資料庫包括了配方A及B。配方A為配方124(圖1A)、配方216(圖1B)、或配方302(圖1C)的一範例。此外，配方B為配方124(圖1A)、配方216(圖1B) 、或配方302(圖1C)的另一範例。
配方A指示：於電漿腔室102 (圖1A至1C、圖10A至10C)內維持a1托的壓力、於電漿腔室102內維持華氏b1度的溫度、及使一非正弦RF產生器 (例如，非正弦RF產生器120(圖1A、圖10A)、非正弦RF產生器214(圖1B、圖10B)、等)維持d1之操作頻率。此外，配方A包括：使表面天線104與ESC 108之間的間隙維持在e1奈米(nm)、及維持一放大後非正弦信號(例如，放大後非正弦信號132(圖1A)、或放大後非正弦信號220(圖1B)、等)的功率輪廓，其中該功率輪廓在時脈週期的不同時間具有功率振幅f1、g1、h1、及i1。
在各樣的實施例中，功率輪廓包括了待於時脈週期內維持之任何數量的功率振幅。此外，在一些同時使用二非正弦RF產生器(例如，電漿系統300(圖1C)中使用非正弦RF產生器120及214、等)的實施例中，配方A包括二操作頻率(而不是一操作頻率)，一者用於非正弦RF產生器120而另一者用於非正弦RF產生器214。另外，在這些實施例中，配方A包括兩組的功率輪廓(而不是一組的功率輪廓f1、g1、h1、及i1)，一者包括了放大後非正弦信號306的功率振幅而另一者包括了放大後非正弦信號314的功率輪廓。
配方B指示：於電漿腔室102 (圖1A至1C、圖10A至10C)內維持a2托的壓力、於電漿腔室102內維持華氏b2度的溫度、及使一非正弦RF產生器 (例如，非正弦RF產生器120(圖1A、圖10A)、非正弦RF產生器214(圖1B、圖10B)、等)維持d2之操作頻率。此外，配方B包括：使表面天線104與ESC 108之間的間隙維持在e2 nm、及維持一放大後非正弦信號(例如，放大後非正弦信號132(圖1A)、或放大後非正弦信號220(圖1B)、等)的功率輪廓，其中該功率輪廓在時脈週期的不同時間具有功率振幅f2、g2、h2、及i2。
在各樣的實施例中，功率輪廓包括了待於時脈週期內維持之任何數量的功率振幅。此外，在一些同時使用二非正弦RF產生器(例如，電漿系統300(圖1C)中使用非正弦RF產生器120及214、等)的實施例中，配方B包括二操作頻率(而不是一操作頻率)，一者用於非正弦RF產生器120而另一者用於非正弦RF產生器214。另外，在這些實施例中，配方B包括兩組的功率輪廓(而不是一組的功率輪廓f2、g2、h2、及i2)，一者包括了放大後正弦信號306的功率振幅而另一者包含了放大後正弦信號314的功率輪廓。
在各樣的實施例中，配方A及B中的值至少一者相同，但不是全部的值相同。例如，值a1等於a2、值b1等於b2、值c1等於c2、值d1等於d2、值e1等於e2、值f1等於f2、值g1等於g2、值h1等於h2、及值i1不等於i2。如另一範例，值a1不等於a2、值b1等於b2、值c1等於c2、值d1等於d2、值e1等於e2、值f1等於f2、值g1等於g2、值h1等於h2、及值i1等於i2。
吾人更應注意，雖然上述的操作係參照感應耦合電漿(ICP)腔室(例如感應耦合電漿腔室、等)而描述。在一些實施例中，上述的操作適用於其他類型的電漿腔室，例如一電容耦合電漿(CCP)腔室、一包括變壓耦合電漿(TCP)反應器、導體工具、介電工具的電漿腔室、一包括電子迴旋共振(ECR)反應器的電漿腔室、等。
吾人亦應注意，雖然上述的操作被描述為藉由處理器126(圖1A至1C、圖10A至10C)來執行。在一些實施例中，可藉由控制系統122的一或更多處理器或藉由多重控制系統的多重處理器來執行該等操作。
吾人亦應注意，雖然將上述的實施例描述為使用ESC，可使用另一類型的卡盤，例如磁力卡盤、等。
本文中描述之實施例可以各樣的電腦系統結構來實行，包括手持硬體單元、微處理器系統、基於微處理器或可程式化之消費電子產品、微電腦、大型電腦、及類似物。本發明亦可在分散式計算環境中實施，其中任務係透過網路連線之遠端處理硬體單元而執行。
在了解上面的實施例後，吾人應理解本發明可使用各樣電腦實行的操作，其中操作涉及儲存在電腦系統中的資料。這些操作為需要物理量之物理操縱的操作。本文中描述之任何構成本發明之部分的操作為有用的機械操作。本發明亦關於用以執行這些操作的硬體單元或設備。可特別為特殊用途電腦建構設備。當被定義為特殊用途電腦時，該電腦在仍可執行特殊用途的同時，亦可執行非特殊用途部分之其他處理、程式執行、或例行程序。在一些實施例中，操作可藉由一般用途電腦加以處理，其中該一般用途電腦被一或更多儲存在電腦記憶體、快取記憶體、或透過網路得到的電腦程式選擇性地啟動或配置。當透過網路得到資料時，可以網路上的其他電腦處理該資料，例如，雲端的計算資源。
一或更多實施例亦可被製作為非暫態的電腦可讀媒體上的電腦可讀碼。該非暫態的電腦可讀媒體係可儲存資料的任何資料儲存硬體單元，其中該資料儲存硬體單元之後可被電腦系統讀取。非暫態的電腦可讀媒體的範例包括硬碟、網路附接儲存器(NAS)、ROM、RAM、CD-ROMs、可錄式光碟(CD-Rs)、可覆寫式光碟(CD-RWs)、磁帶、及其他光學與非光學資料儲存硬體單元。非暫態的電腦可讀媒體可包括電腦可讀的有形媒體，其中該媒體係透過連接網路的電腦系統加以散佈，俾使電腦可讀碼以分散的方式被儲存及執行。
雖然以特定順序描述上述方法操作，吾人應理解可在操作之間執行其他庶務操作，或可調整操作使得其在略為不同之時間發生，或可將其分散在系統中，其中只要重疊之操作的處理被以想要的方式執行則該系統允許處理操作發生在與處理有關的不同區間。
可將任何實施例的一或更多特徵與其他實施例的一或更多特徵結合而不超出本揭露內容中描述之各樣實施例所描述的範圍。
雖然為了清楚理解的目的已對前述的實施例進行詳細地描述，顯而易見的，仍可在隨附申請專利範圍的範圍內實行某些改變及修改。因此，本發明之實施例應被認為是說明性的而非限制性的，且本發明之實施例不受限於本文中所提供的細節，而是可在隨附申請專利範圍的範圍及同等物內修改。
100‧‧‧系統
102‧‧‧電漿腔室
104‧‧‧表面天線
106‧‧‧氣體分配板
107‧‧‧底部表面
108‧‧‧靜電卡盤
110‧‧‧工作件
112‧‧‧頂部表面
114‧‧‧正弦RF產生器
115‧‧‧阻抗匹配電路
116‧‧‧濾波器
117‧‧‧RF纜線
118‧‧‧功率放大器
119‧‧‧RF傳輸線
120‧‧‧非正弦RF產生器
122‧‧‧控制系統
124‧‧‧配方
126‧‧‧處理器
128‧‧‧儲存裝置
130‧‧‧非正弦RF信號
132‧‧‧放大後非正弦RF信號
134‧‧‧濾波信號
136‧‧‧濾波後非正弦RF信號
200‧‧‧系統
202‧‧‧正弦RF產生器
204‧‧‧阻抗匹配電路
206‧‧‧RF纜線
208‧‧‧RF傳輸線
210‧‧‧濾波器
212‧‧‧功率放大器
214‧‧‧非正弦RF產生器
216‧‧‧配方
218‧‧‧非正弦RF信號
220‧‧‧放大後非正弦RF信號
222‧‧‧濾波信號
224‧‧‧濾波後非正弦RF信號
300‧‧‧電漿系統
302‧‧‧配方
304‧‧‧非正弦RF信號
306‧‧‧放大後非正弦RF信號
308‧‧‧濾波信號
310‧‧‧濾波後非正弦RF信號
312‧‧‧非正弦RF信號
314‧‧‧放大後非正弦RF信號
316‧‧‧濾波信號
318‧‧‧濾波後非正弦RF信號
350‧‧‧感應線圈
352‧‧‧末端
354‧‧‧末端
356‧‧‧位置
400‧‧‧系統
402‧‧‧非正弦RF產生器
404‧‧‧功率放大器
406‧‧‧開關
408‧‧‧數位信號處理器(DSP)
410‧‧‧驅動器
412‧‧‧濾波器
414‧‧‧放大器
416‧‧‧開關驅動器
418‧‧‧非正弦RF信號
420‧‧‧放大後非正弦RF信號
422‧‧‧濾波後非正弦RF信號
450‧‧‧系統
452‧‧‧功率放大器
454‧‧‧濾波器
470‧‧‧曲線圖
472‧‧‧非正弦RF信號
474‧‧‧曲線圖
476‧‧‧非正弦RF信號
4771‧‧‧部分
4772‧‧‧部分
4773‧‧‧部分
4774‧‧‧部分
4775‧‧‧部分
478‧‧‧曲線圖
480‧‧‧非正弦RF信號
4811‧‧‧部分
4812‧‧‧部分
4813‧‧‧部分
4814‧‧‧部分
482‧‧‧曲線圖
484‧‧‧非正弦RF信號
486‧‧‧曲線圖
488‧‧‧非正弦RF信號
490‧‧‧曲線圖
492‧‧‧非正弦RF信號
502‧‧‧曲線圖
503‧‧‧無濾波部分
504‧‧‧正弦信號
505‧‧‧濾波後部分
506‧‧‧濾波後非正弦RF信號
510‧‧‧曲線圖
512‧‧‧濾波後非正弦RF信號
514‧‧‧濾波後非正弦RF信號
516‧‧‧無濾波部分
518‧‧‧濾波後部分
520‧‧‧無濾波部分
522‧‧‧濾波後部分
526‧‧‧曲線圖
524‧‧‧濾波後非正弦RF信號
526‧‧‧濾波後非正弦RF信號
530‧‧‧濾波後部分
538‧‧‧曲線圖
532‧‧‧無濾波部分
534‧‧‧濾波後部分
528‧‧‧無濾波部分
540‧‧‧濾波後非正弦RF信號
542‧‧‧濾波後非正弦RF信號
546‧‧‧濾波後部分
550‧‧‧濾波後部分
552‧‧‧濾波後非正弦RF信號
554‧‧‧濾波後非正弦RF信號
557‧‧‧曲線圖
558‧‧‧濾波後部分
562‧‧‧濾波後部分
600‧‧‧曲線圖
602‧‧‧濾波後非正弦RF信號
604‧‧‧濾波後非正弦RF信號
606‧‧‧曲線圖
608‧‧‧濾波後非正弦RF信號
609‧‧‧無濾波部分
610‧‧‧濾波後非正弦RF信號
611‧‧‧濾波後部分
613‧‧‧無濾波部分
615‧‧‧濾波後部分
650‧‧‧基板
651‧‧‧遮罩層
652‧‧‧曲線圖
654‧‧‧虛線
656‧‧‧虛線
658‧‧‧實線
660‧‧‧下臨界值
662‧‧‧上臨界值
670‧‧‧校準電漿系統
672‧‧‧晶圓偏壓感測器
674‧‧‧離子能量
676‧‧‧功率輪廓
678‧‧‧測試工作件
700‧‧‧校準電漿系統
704‧‧‧功率輪廓
720‧‧‧校準電漿系統
726‧‧‧功率輪廓
728‧‧‧功率輪廓
a1~i1‧‧‧值
a2~i2‧‧‧值
參考以下配合隨附圖式所做的詳細描述，將可最好地理解本發明。
圖1A為一系統之實施例的方塊圖，該系統係用以藉由將非正弦射頻(RF)信號提供至靜電卡盤(ESC)而控制電漿腔室內的離子能量。
圖1B為一系統之實施例的方塊圖，該系統係用以藉由將非正弦RF信號提供至電漿腔室的表面天線而控制該電漿腔室內的離子能量。
圖1C為一系統之實施例的方塊圖，該系統係用以藉由將非正弦RF信號提供至ESC、及藉由將非正弦RF信號提供至表面天線而控制電漿腔室內的離子能量。
圖2A為一感應線圈之實施例的圖式，該感應線圈為表面天線的一範例。
圖2B為一感應線圈之實施例的圖式，該感應線圈於感應線圈的兩端連接至接地連線。
圖3A為一系統之實施例的圖式，該系統係用以對信號進行濾波以將濾波後信號提供至ESC或表面天線。
圖3B為一系統之實施例的圖式，該系統係用以對信號進行濾波以將濾波後信號提供至ESC或表面天線。
圖4A為一鋸齒狀非正弦RF信號之實施例的曲線圖。
圖4B為一非正弦RF信號之實施例的曲線圖。
圖4C為一非正弦RF信號之實施例的曲線圖，該非正弦RF信號包括一或更多彎曲部分。
圖4D為另一鋸齒狀非正弦RF信號之實施例的曲線圖。
圖4E為再另一鋸齒狀非正弦RF信號之實施例的曲線圖。
圖4F為一脈衝非正弦RF信號之實施例的曲線圖。
圖5為一曲線圖之實施例，該曲線圖繪示由圖1A之系統的正弦RF產生器或由圖1B之系統的正弦RF產生器所產生的一正弦信號、以及繪示一濾波後非正弦RF信號。
圖6A為一曲線圖之實施例，該曲線圖繪示了具有相同頻率之濾波後非正弦信號。
圖6B為一曲線圖之實施例，該曲線圖繪示了具有不同頻率之濾波後非正弦信號。
圖6C為一曲線圖之實施例，該曲線圖繪示了二濾波後非正弦信號，其中該等濾波後非正弦信號具有相同的頻率，且每一濾波後非正弦信號的濾波後部分與濾波後非正弦信號的無濾波部分在形狀上不同。
圖6D為一曲線圖之實施例，該曲線圖繪示了二濾波後非正弦信號，其中該等濾波後非正弦信號具有不同的頻率，且每一濾波後非正弦信號的濾波後部分與濾波後非正弦信號的無濾波部分在形狀上不同。
圖6E為一曲線圖之實施例，該曲線圖繪示了彼此不同相位之濾波後非正弦信號。
圖6F為一曲線圖之實施例，該曲線圖繪示了彼此不同相位之濾波後非正弦信號。
圖7為一基板之實施例的圖式，該基板於其頂部上具有一遮罩層。
圖8為一矽基板之實施例的圖式，該矽基板具有矽氯化物或矽溴化物的一遮罩層。
圖9為一曲線圖之實施例，該曲線圖繪示了離子能量強度對離子能量的曲線。
圖10A為一校準電漿系統之方塊圖，該系統係用以判定一功率輪廓以在將濾波後非正弦信號施加至ESC時達成離子能量。
圖10B為一校準電漿系統之方塊圖，該系統係用以判定一功率輪廓以在將濾波後非正弦信號施加至表面天線時達成離子能量。
圖10C為一校準電漿系統之方塊圖，該系統係用以判定一功率輪廓以在將濾波後非正弦信號施加至ESC、且將濾波後非正弦信號施加至表面天線時達成離子能量。
圖11為一資料庫之實施例的圖式，該資料庫包括了複數配方，該等配方包括了放大後非正弦RF信號之功率輪廓。
100‧‧‧系統
102‧‧‧電漿腔室
104‧‧‧表面天線
106‧‧‧氣體分配板
107‧‧‧底部表面
108‧‧‧靜電卡盤
110‧‧‧工作件
112‧‧‧頂部表面
114‧‧‧正弦RF產生器
115‧‧‧阻抗匹配電路
116‧‧‧濾波器
117‧‧‧RF纜線
118‧‧‧功率放大器
119‧‧‧RF傳輸線
120‧‧‧非正弦RF產生器
122‧‧‧控制系統
124‧‧‧配方
126‧‧‧處理器
128‧‧‧儲存裝置
130‧‧‧非正弦RF信號
132‧‧‧放大後非正弦RF信號
134‧‧‧濾波信號
136‧‧‧濾波後非正弦RF信號
674‧‧‧離子能量

Claims (20)

  1. 一種控制電漿腔室中的離子能量之系統，包含： 一正弦射頻(RF)產生器，用以產生一正弦信號； 一上電極，連接至該正弦RF產生器以接收該正弦信號； 一非正弦RF產生器，用以產生一非正弦信號； 連接至該非正弦RF產生器的一功率放大器，該功率放大器係用以將該非正弦信號放大以產生一放大後信號； 連接至該功率放大器的一濾波器，該濾波器係用以使用一濾波信號來對該放大後信號進行濾波以產生一濾波後信號；及 連接至該濾波器的一卡盤，該卡盤面向該上電極的至少一部分，該卡盤包括一下電極，該下電極係用以接收該濾波後信號以促使在該卡盤的離子能量達到一下臨界值與一上臨界值之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之控制電漿腔室中的離子能量之系統，其中該上電極為一表面電感器或一電容板。
  3. 如申請專利範圍第1項之控制電漿腔室中的離子能量之系統，其中該非正弦RF產生器包括一驅動器及一濾波器，該非正弦RF產生器的該濾波器係用以對該驅動器所產生的一正弦RF信號進行濾波以產生該非正弦信號。
  4. 如申請專利範圍第1項之控制電漿腔室中的離子能量之系統，其中該功率放大器增加了該非正弦信號的強度。
  5. 如申請專利範圍第1項之控制電漿腔室中的離子能量之系統，其中該下臨界值包括一較低值且該上臨界值包括一較高值，該較高值高於該較低值。
  6. 如申請專利範圍第1項之控制電漿腔室中的離子能量之系統，其中該濾波後信號為一脈衝波形，其中該濾波後信號具有與該濾波信號相同的負載比(duty cycle)。
  7. 如申請專利範圍第6項之控制電漿腔室中的離子能量之系統，其中該脈衝波形具有一開啟週期及一關閉週期，該脈衝波形於該開啟週期內具有零的強度、且於該關閉週期內具有大於零的強度。
  8. 一種控制電漿腔室中的離子能量之系統，包含： 一正弦射頻(RF)產生器，用以產生一正弦信號； 一卡盤，連接至該正弦RF產生器以接收該正弦信號； 一非正弦射頻(RF)產生器，用以產生一非正弦信號； 連接至該非正弦RF產生器的一功率放大器，該功率放大器係用以將該非正弦信號放大以產生一放大後信號； 連接至該功率放大器的一濾波器，該濾波器係用以使用一濾波信號來對該放大後信號進行濾波以產生一濾波後信號；及 連接至該濾波器的一上電極，該上電極面向該卡盤，該上電極係用以接收該濾波後信號以促使在該卡盤的離子能量達到一下臨界值與一上臨界值之間。
  9. 如申請專利範圍第8項之控制電漿腔室中的離子能量之系統，其中該上電極為一表面電感器或一電容板。
  10. 如申請專利範圍第8項之控制電漿腔室中的離子能量之系統，其中該非正弦RF產生器包括一驅動器及一濾波器，該非正弦RF產生器的該濾波器係用以對該驅動器所產生的一正弦RF信號進行濾波以產生該非正弦信號。
  11. 如申請專利範圍第8項之控制電漿腔室中的離子能量之系統，其中該功率放大器增加了該非正弦信號的強度。
  12. 如申請專利範圍第8項之控制電漿腔室中的離子能量之系統，其中該下臨界值包括一較低值且該上臨界值包括一較高值，該較高值高於該較低值。
  13. 如申請專利範圍第8項之控制電漿腔室中的離子能量之系統，其中該濾波後信號為一脈衝波形，其中該濾波後信號具有與該濾波信號相同的負載比。
  14. 如申請專利範圍第13項之控制電漿腔室中的離子能量之系統，其中該脈衝波形具有一開啟週期及一關閉週期，該脈衝波形於該開啟週期內具有零的強度、且於該關閉週期內具有大於零的強度。
  15. 如申請專利範圍第8項之控制電漿腔室中的離子能量之系統，其中基於在該卡盤的一晶圓偏壓及在該卡盤的一峰至峰電壓來判定該離子能量。
  16. 一種控制電漿腔室中的離子能量之系統，包含： 一第一非正弦射頻(RF)產生器，用以產生一非正弦信號； 連接至該第一非正弦RF產生器的一第一功率放大器，該第一功率放大器係用以將該第一非正弦信號放大以產生一第一放大後信號； 連接至該第一功率放大器的一第一濾波器，該第一濾波器係用以使用一第一濾波信號來對該第一放大後信號進行濾波以產生一第一濾波後信號； 一上電極，連接至該第一濾波器； 一第二非正弦RF產生器，用以產生一第二非正弦信號； 連接至該第二非正弦RF產生器的一第二功率放大器，該第二功率放大器係用以將該第二非正弦信號放大以產生一第二放大後信號； 連接至該第二功率放大器的一第二濾波器，該第二濾波器係用以使用一第二濾波信號來對該第二放大後信號進行濾波以產生一第二濾波後信號；及 連接至該第二濾波器的一卡盤，該卡盤面向該上電極，該卡盤包括一下電極，該下電極係用以接收該第二濾波後信號以促使在該卡盤的該離子能量達到一下臨界值與一上臨界值之間，該上電極係用以接收該第一濾波後信號以促使在該卡盤的該離子能量達到該下臨界值與該上臨界值之間。
  17. 如申請專利範圍第16項之控制電漿腔室中的離子能量之系統，其中該第一非正弦RF產生器包括一第一驅動器及一第一濾波器，該第一非正弦RF產生器的該第一濾波器係用以對該第一驅動器所產生的一正弦RF信號進行濾波以產生該第一非正弦信號，其中該第二非正弦RF產生器包括一第二驅動器及一第二濾波器，該第二非正弦RF產生器的該第二濾波器係用以對該第二驅動器所產生的一正弦RF信號進行濾波以產生該第二非正弦信號。
  18. 如申請專利範圍第16項之控制電漿腔室中的離子能量之系統，其中該第一功率放大器增加了該第一非正弦信號的強度，而其中該第二功率放大器增加了該第二非正弦信號的強度。
  19. 如申請專利範圍第16項之控制電漿腔室中的離子能量之系統，其中該第一濾波後信號為一第一脈衝波形，其中該第一濾波後信號具有與該第一濾波信號相同的負載比，其中該第二濾波後信號為一第二脈衝波形，其中該第二濾波後信號具有與該第二濾波信號相同的負載比。
  20. 如申請專利範圍第16項之控制電漿腔室中的離子能量之系統，其中基於在該卡盤的一晶圓偏壓及在該卡盤的一峰至峰電壓來判定該離子能量。
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