TW202004819A - 控制處理電漿中之離子能量分佈的設備及方法 - Google Patents

控制處理電漿中之離子能量分佈的設備及方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202004819A
TW202004819A TW108112298A TW108112298A TW202004819A TW 202004819 A TW202004819 A TW 202004819A TW 108112298 A TW108112298 A TW 108112298A TW 108112298 A TW108112298 A TW 108112298A TW 202004819 A TW202004819 A TW 202004819A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
plasma processing
frequency
plasma
frequency voltage
ion energy
Prior art date
Application number
TW108112298A
Other languages
English (en)
Inventor
吉田祐介
謝爾蓋 沃羅寧
艾洛克 蘭傑
大衛 Ｊ 辜姆
史考特 Ｅ 懷特
Original Assignee
日商東京威力科創股份有限公司
美商Ｍｋｓ儀器公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商東京威力科創股份有限公司, 美商Ｍｋｓ儀器公司 filed Critical 日商東京威力科創股份有限公司
Publication of TW202004819A publication Critical patent/TW202004819A/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183—Matching circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/08—Ion sources; Ion guns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32733—Means for moving the material to be treated
    • H01J37/32743—Means for moving the material to be treated for introducing the material into processing chamber

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

將多諧波頻率成分使用於電漿處理中之電漿激發。控制不同頻率成分之間的相對振幅及/或相移，俾提供期望的離子能量電漿性質。相對振幅及/或相移可在沒有直接及/或手動的離子能量量測之情況下加以控制。相對地，可透過監視電漿設備中的一或更多電特性(例如，阻抗位準、射頻(RF)產生器中的電信號、匹配網路中的電信號、及電漿處理設備之其他電路中的電信號)，而動態地控制電漿內的離子能量。可在電漿處理期間動態地完成離子能量之監視及控制，俾維持期望的離子能量分佈。

Description

控制處理電漿中之離子能量分佈的設備及方法
〔相關申請案的交互參照〕
本申請案係關於Yoshida等人的案名為「Apparatus and Method for Controlling Ion Energy Distribution in Process Plasmas」之美國專利申請案第62/657,301號，將其揭示內容全文明確地引入以供參照。
本發明係關於電漿處理設備中之基板處理。尤其，其提供用於控制電漿處理設備中所產生之電漿的設備及方法。
電漿系統使用於基板處理早已為人所知。例如，半導體晶圓之電漿處理為公知的。電漿系統通常可用於電漿蝕刻處理及/或電漿沉積處理。電漿處理帶來許多技術挑戰，且隨著基板上的結構及膜層之幾何持續縮小，電漿之控制變得越來越重要。一般而言，藉由將高頻電功率供應至一腔室中的氣體混合物而產生電漿，該腔室使電漿與周圍環境分隔開。電漿處理的性能受到若干變數所影響，包括離子的物種、密度、及動能、反應性中性粒子等。
為了實現期望的處理性能，可調整電漿處理設備的變數設定以改變電漿性質。該等設定包含(但不限於)用於電漿激發之電功率、氣體流率、氣體壓力、偏壓等，以上皆為所屬技術領域中所公知。實現期望性能的挑戰之一為電漿性質的可控性。由於變數設定不與電漿性質直接相關，因此該控制存在限制。隨著基板處理的需求變得越來越具挑戰性，需要更佳的電漿性質可控性。
在一例示性實施例中，本文所述者為利用電漿中之離子能量控制的創新電漿處理方法及系統，其係藉由使用多諧波頻率成分以進行電漿激發。具體而言，控制不同頻率成分之間的相對振幅比及/或相移，俾提供期望的離子能量電漿特性。相對振幅比及/或相移可在沒有直接及/或手動的離子能量量測之情況下加以控制。相對地，可透過監視電漿處理系統之一或更多電特性(例如，阻抗位準、射頻(RF)產生器中的電信號、匹配網路中的電信號、及/或電漿處理設備之其他電路中的電信號)，而動態地控制電漿內的離子能量。因此，由於在用於基板大量生產的電漿設備中通常無法直接量測離子能量，因此提供一種在電漿處理系統中提供離子能量分佈之快速且精確之控制的技術。可在電漿處理期間動態地完成離子能量之監視及控制，俾維持期望的離子能量分佈。因此，本文所述技術可有利地提供例如在無離子能量感測器之多諧波頻率系統中的原位離子能量最佳化，且可提供例如動態控制能力，其在處理期間保持離子能量分佈之最佳操作狀況。將理解具有本文所提供之揭示內容之益處的其他優點。
在一實施例中，提供可對基板進行電漿處理之電漿處理系統。該系統可包含一處理腔室及一或更多RF源，該一或更多RF源係耦接至該處理腔室，且係配置以至少透過在一基本頻率下的基本頻率電壓、及在一第二頻率下的第二頻率電壓而將RF功率提供至該處理腔室，該第二頻率為該基本頻率的第二諧波頻率或高次諧波頻率。該系統可更包含控制電路，該控制電路係耦接至該電漿處理系統之至少一其他元件，以在該基板之電漿處理期間接收該電漿處理系統之至少一電特性。該系統亦包含該控制電路之至少一輸出，其係耦接至該一或更多RF源之至少一者，該一或更多RF源係配置以調整該基本頻率電壓及/或該第二頻率電壓之特性，俾能夠在該基板之電漿處理期間獲得期望離子能量分佈。
在另一實施例中，提供一種用以對基板進行電漿處理之方法。該方法可包含提供一處理腔室、以及使一或更多RF源耦接至該處理腔室，以至少透過在一基本頻率下的基本頻率電壓、及在一第二頻率下的第二頻率電壓而將RF功率提供至該處理腔室，該第二頻率為該基本頻率的第二諧波頻率或高次諧波頻率。該方法亦包含在基板之電漿處理期間監視一電漿處理系統之至少一電特性。該方法更包含在電漿處理期間調整該基本頻率電壓與該第二頻率電壓之間的相位差、及/或該基本頻率電壓與該第二頻率電壓的振幅比，俾在基板之電漿處理期間獲得期望離子能量分佈。
在又另一實施例中，提供一種處理基板之方法。該方法可包含提供一處理腔室、以及使一或更多RF源耦接至該處理腔室，以至少透過在一基本頻率下的基本頻率電壓、及在一第二頻率下的第二頻率電壓而將RF功率提供至該處理腔室，該第二頻率為該基本頻率的第二諧波頻率或高次諧波頻率。該方法亦包含使一匹配網路耦接於該處理腔室與該一或更多RF源之間。該方法更包含在基板之電漿處理期間監視至少由該匹配網路所感知的該處理腔室之阻抗。該方法亦包含在該電漿處理期間調整至少該基本頻率電壓與該第二頻率電壓之間的相位差，俾在基板之電漿處理期間獲得期望離子能量分佈。
在另一例示性實施例中，本文所述者為控制電漿中之離子能量分佈的技術，其中具有不同質量之離子的離子能量分佈係透過控制所施加之RF功率之施用(特別係基本RF頻率與諧波頻率之間的關係)而同時控制。因此，該等技術允許對具有不同質量之離子進行離子能量控制。藉由控制兩頻率之間的RF功率分佈，可使電漿處理之特性改變。例如，主導蝕刻之離子可選擇性地基於一離子係比其他離子更輕或更重。相似地，可控制原子層蝕刻處理，俾使該處理可透過RF頻率之調整而在膜層改質步驟與膜層蝕刻步驟之間加以切換。此等切換能夠在電漿處理之相同氣相中加以執行。因此，電漿之共同氣相可用於膜層改質步驟與膜層蝕刻步驟兩者，同時RF源之調整用以使該系統存在於膜層改質步驟或膜層蝕刻步驟中。在一實施例中，RF功率之控制包含控制基本RF頻率與諧波頻率之間的相位差及/或振幅比。此外，相位差及/或振幅比之控制可依靠電漿設備中的一或更多電特性之偵測，例如阻抗位準、射頻(RF)產生器中的電信號、匹配網路中的電信號、及電漿處理設備之其他電路中的電信號。
在一實施例中，提供一種用以對基板進行電漿處理之方法。該方法可包含提供一處理腔室、以及使一或更多RF源耦接至該處理腔室，以至少透過在一基本頻率下的基本頻率電壓、及在一第二頻率下的第二頻率電壓而將RF功率提供至該處理腔室，該第二頻率為該基本頻率的第二諧波頻率或高次諧波頻率。該方法更包含在該處理腔室中提供至少第一類型的離子及第二類型的離子，該第一類型的離子具有第一質量，而該第二類型的離子具有第二質量，該第一質量與該第二質量為不同的質量。該方法亦包含藉由調整該基本頻率電壓與該第二頻率電壓之間的關係，而控制該第一類型的離子及該第二類型的離子之離子能量分佈，俾允許基於該第一質量與該第二質量而選擇性控制離子能量分佈。
在另一實施例中，提供一種用以對基板進行電漿蝕刻之方法。該方法可包含提供一處理腔室、以及使一或更多RF源耦接至該處理腔室，以至少透過在一基本頻率下的基本頻率電壓、及在一第二頻率下的第二頻率電壓而將RF功率提供至該處理腔室，該第二頻率為該基本頻率的第二諧波頻率或高次諧波頻率。該方法更包含在該處理腔室中提供至少第一類型的離子及第二類型的離子，該第一類型的離子具有第一質量，而該第二類型的離子具有第二質量，該第一質量與該第二質量為不同的質量。該方法亦包含藉由調整該基本頻率電壓與該第二頻率電壓之間的關係，而控制該第一類型的離子及該第二類型的離子之離子能量分佈，俾允許基於該第一質量與該第二質量而選擇性控制離子能量分佈。控制離子能量分佈之該步驟允許選擇性地控制該第一類型的離子及該第二類型的離子之其中至少一者的蝕刻效應。
在又另一實施例中，提供一種用以對基板進行電漿蝕刻之方法。該方法可包含提供一處理腔室、以及使一或更多RF源耦接至該處理腔室，以至少透過在一基本頻率下的基本頻率電壓、及在一第二頻率下的第二頻率電壓而將RF功率提供至該處理腔室，該第二頻率為該基本頻率的第二諧波頻率或高次諧波頻率。該方法更包含在該處理腔室中提供至少第一類型的離子及第二類型的離子，該第一類型的離子具有第一質量，而該第二類型的離子具有第二質量，該第一質量比該第二質量更重。該方法更包含藉由調整該基本頻率電壓與該第二頻率電壓之間的相位差、及/或該基本頻率電壓與該第二頻率電壓的振幅比，而控制該第一類型的離子及該第二類型的離子之離子能量分佈。控制離子能量分佈之該步驟產生該第一類型的離子或該第二類型的離子之其中至少一者的非對稱離子能量分佈，且該非對稱離子能量分佈用以調整該第二類型的離子相對於該第一類型的離子之蝕刻效應。
吾人已發現，可透過控制基本頻率RF功率、及基本頻率之諧波頻率的RF功率之施加而獲得改良的電漿處理結果。在一例示性實施例中，本文所述者為利用電漿中之離子能量控制的創新電漿處理方法，其係藉由使用多諧波頻率成分以進行電漿激發。具體而言，控制不同頻率成分之間的相對振幅比及/或相移，俾提供期望的離子能量電漿特性。相對振幅比及/或相移可在沒有直接及/或手動的離子能量量測之情況下加以控制。相對地，可透過監視電漿處理系統之一或更多電特性(例如，阻抗位準、射頻(RF)產生器中的電信號、匹配網路中的電信號、及/或電漿處理設備之其他電路中的電信號)，而動態地控制電漿內的離子能量。因此，由於在用於基板大量生產的電漿設備中通常無法直接量測離子能量，因此提供一種在電漿處理系統中提供離子能量分佈之快速且精確之控制的技術。可在電漿處理期間動態地完成離子能量之監視及控制，俾維持期望的離子能量分佈。因此，本文所述技術可有利地提供例如在無離子能量感測器之多諧波頻率系統中的原位離子能量最佳化，且可提供例如動態控制能力，其在處理期間保持離子能量分佈之最佳操作狀況。將理解具有本文所提供之揭示內容之益處的其他優點。
在另一例示性實施例中，本文所述者為控制電漿中之離子能量分佈的技術，其中具有不同質量之離子的離子能量分佈係透過控制所施加之RF功率之施用(特別係基本RF頻率與諧波頻率之間的關係)而同時控制。因此，該等技術允許對具有不同質量之離子進行離子能量控制。藉由控制RF功率頻率，可使電漿處理之特性改變。例如，主導蝕刻之離子可選擇性地基於一離子係比其他離子更輕或更重。相似地，可控制原子層蝕刻處理，俾使該處理可透過RF頻率之調整而在膜層改質步驟與膜層蝕刻步驟之間加以切換。此等切換能夠在電漿處理之相同氣相中加以執行。在一實施例中，RF功率之控制包含控制基本RF頻率與諧波頻率之間的相位差及/或振幅比。此外，相位差及/或振幅比之控制可依靠電漿設備中的一或更多電特性之偵測，例如阻抗位準、射頻(RF)產生器中的電信號、匹配網路中的電信號、及電漿處理設備之其他電路中的電信號。
本文所述技術可與各種電漿處理系統一同使用。例如，該等技術可與電漿蝕刻處理系統、電漿沉積處理系統、或任何其他電漿處理系統一同使用。僅為說明之目的，圖1顯示一例示性電漿處理系統100。應理解，其他電漿處理系統可同樣地實現本文所述概念。例如，電漿處理系統100可為電容耦合式電漿處理設備、感應耦合式電漿處理設備、微波電漿處理設備、放射狀線槽孔天線(RLSA)微波電漿處理設備、電子迴旋加速器共振(ECR)電漿處理設備等。因此，熟習本技藝者將理解，可將本文所述技術與各種電漿處理系統之任一者一同使用。電漿處理系統100可用於各種操作，包括(但不限於)蝕刻、沉積、清潔、電漿聚合、電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)、原子層沉積(ALD)等。電漿處理系統100之結構為習知的，且本文所提供之特定結構僅為例示性的。
如圖1之例示性系統所示，電漿處理系統100可包含處理腔室105。如熟習本技藝者所理解，處理腔室105可為壓力受控之腔室。可將基板110(在一範例中為半導體晶圓)固持於載置台或夾頭115上。可如圖示而設置上電極120及下電極125。可透過上部匹配網路155而使上電極120電氣耦合至上部RF源130。上部RF源130可提供在一上部頻率fU 下的上部頻率電壓135。可透過下部匹配網路157而使下電極125電氣耦合至下部RF源140。下部RF源140可提供複數下部頻率電壓。例如，可在第一下部頻率f1 下提供第一下部頻率電壓145，且可在第二下部頻率f2 下提供第二下部頻率電壓150。如以下更加詳細地討論，第二下部頻率f2 可為第一下部頻率f1 的第二諧波或高次諧波。因此，f2 可等於n x f1 ，其中n為大於1的整數。因此，第一下部頻率電壓145可操作為基本頻率電壓，而第二下部頻率電壓150可操作為在第二頻率下的第二電壓，該第二頻率為該基本頻率的第二諧波或高次諧波。
可設置反饋電路165。如圖所示，反饋電路165在下部匹配網路157與下部RF源140之間提供反饋。具體而言，在所示範例中，反饋電路165自下部匹配網路157接收一輸入，並提供一輸出，該輸出係耦合至下部RF源140。應理解，此等反饋使用僅為例示性的，且如以下所討論，可將反饋從電漿處理系統100之各種其他元件之任一者提供至下部RF源140，因為控制諧波頻率的振幅及相移的反饋之使用(如以下所討論)不限於來自下部匹配網路157的反饋。熟習本技藝者將理解，許多其他元件(未圖示)可包含於電漿處理系統100中，或者所示元件可被去除，其取決於所使用之電漿處理系統100的類型。
可將電漿處理系統100的元件連接至控制單元170並受其所控制，控制單元170可進而連接至相應的記憶體儲存單元與使用者介面(皆未圖示)。可經由使用者介面而執行各種電漿處理操作，且可將各種電漿處理配方及操作儲存於儲存單元中。因此，可在電漿處理腔室內利用各種微加工技術以處理既定之基板。應理解，由於控制單元170可被耦接至電漿處理系統100之各種元件，以自該等元件接收輸入及提供輸出至該等元件，在一實施例中，可將反饋電路165的功能直接併入控制單元170中，而不需要額外的反饋電路165。
可以各種方式實施控制單元170。例如，控制單元170可為一電腦。在另一範例中，控制單元可由一或更多可程式化積體電路所組成，將該一或更多可程式化積體電路程式化以提供本文所述之功能性。例如，可利用軟體或其他程式化指令將下列各者程式化：一或更多處理器(例如微處理器、微控制器、中央處理單元等)、可程式化邏輯裝置(例如複雜可程式化邏輯裝置(CPLD)、現場可程式化閘陣列(FPGA)等)、及/或其他可程式化積體電路，以實現指定的電漿處理配方之功能。應進一步注意，可將該軟體或其他程式化指令儲存在一或更多非暫態電腦可讀取媒體(例如記憶體儲存裝置、FLASH記憶體、DRAM記憶體、可再程式化儲存裝置、硬碟、軟碟、DVDs、CD-ROMs等)中，且該軟體或其他程式化指令在藉由可程式化積體電路執行時使可程式化積體電路執行本文所述之處理、功能、及/或性能。亦可實現其他的變化。反饋電路165可由與控制單元中之電路相似的電路組成。或者，反饋電路165可為設計以完成RF源之特定反饋控制的特定電路，藉由設計以基於電漿處理系統100中所監視之特定電特性的量測而提供一輸入至RF源，俾提供對下部RF源140之輸出處所得之相移及振幅比的控制。
在操作中，電漿處理設備使用上與下電極，以在將功率從上部RF源130及下部RF源140施加至系統時於處理腔室105中產生電漿。此外，如所屬技術領域中所公知，電漿160中所產生之離子可被吸引至基板110。所產生之電漿可用於處理在例如(但不限於)電漿蝕刻、化學氣相沉積、半導體材料、玻璃材料及大型面板(例如薄膜太陽能電池、其他光伏電池、及用於平面顯示器之有機/無機板)之處理等的各種類型處理中的目標基板(例如基板110或任何待處理之材料)。
功率之施加導致在上電極120與下電極125之間產生的高頻電場。接著，輸送至處理腔室105的處理氣體可解離並轉化為電漿。如圖1所示，所述例示性系統使用上部及下部RF源兩者。例如，針對一例示性電容耦合式電漿系統，可從上部RF源130施加在約3 MHz至150 MHz之範圍內的高頻電功率，且可從下部RF源施加在約0.2 MHz至40 MHz之範圍內的低頻電功率。應理解，本文所述技術可與各種其他電漿系統一同使用。在一範例系統中，可對來源進行切換(在下電極處為較高頻率而在上電極處為較低頻率)。此外，雙源系統僅係顯示作為一範例系統，且應理解，本文所述技術可與下列的其他系統一同使用：頻率功率源僅提供至一電極、使用直流(DC)偏壓源、或使用其他系統元件等之系統。
如圖1所示，下部RF源140分別在第一頻率f1 及諧波頻率f2 下提供第一下部頻率電壓及第二下部頻率電壓兩者。應理解，下部RF源140可被視為提供二或更多頻率的單一RF源，或者，下部RF源140可被視為具有複數RF源的系統，該複數RF源各自提供RF電壓。因此，下部RF源140可由一或更多RF源所組成。此外，如上所述，用作上部及下部來源的來源可加以交換，因此諧波之使用並不僅限於施加至下電極，而亦可用於施加至上電極。
以下為所屬領域中所公知：電漿系統中之習知離子能量分佈通常以雙峰離子能量分佈的形式呈現。例如，圖2顯示可發生於電漿蝕刻系統中之習知雙峰離子能量分佈圖200。此外，以下為所屬領域中所公知(例如，如U. Czarnetzki等人的電漿源科學與技術第20卷第2期第024010頁中所示)：可透過功率源中之諧波頻率運用而控制電漿中之離子能量分佈。具體而言，不同諧波頻率之間的振幅比及相對相移之控制可影響離子能量分佈。因此，例如，在如圖1所示之電漿處理系統100中，可控制第一下部頻率電壓145及第二下部頻率電壓150以提供該等頻率間之期望振幅比及相對相移，俾影響離子能量分佈。圖3顯示第一下部頻率電壓145及第二下部頻率電壓150的例示性振幅A1 及A2 。圖3亦顯示第一下部頻率電壓145與第二下部頻率電壓150之間的例示性相移θ。
因此，例如，如圖4中所示，可透過使用及控制諧波頻率而改變習知的雙峰離子能量分佈(諸如圖2中所示)以產生圖400。如圖4中所示，離子能量分佈已透過控制振幅比及相對相移而加以調整。圖5顯示三種例示性離子能量分佈。圖505顯示使用單一下部頻率RF源(例如13.5 MHz)的離子能量分佈。圖510顯示除了使用13.5MHz RF源之外還使用第二(諧波)頻率RF源的影響。圖510顯示當兩個來源具有0度相移時產生的離子能量分佈。圖515亦顯示除了使用13.5MHz RF源之外還使用第二(諧波)頻率RF源的影響，然而在此情況下相移為180度。從圖中可看出，諧波之使用及相移之改變可影響離子能量分佈。如圖所示，將離子能量分佈繪示為離子能量分佈單位f(E)，其為每時間單位到達一表面積單位上之特定能量之離子的數量。
依據特定電漿處理，離子能量分佈之變化可造成電漿處理的蝕刻、沉積等特性之相應變化。圖6及7顯示例示性變化。在圖6及7中，總偏壓功率為基本頻率及諧波頻率兩者之功率的總和。在所示範例中，每一頻率提供功率的50%。因此，例如，400 W之總偏壓功率可由13.56 MHz下的200 W與27.12 MHz下的200 W所提供。應理解，所選之特定頻率及特定的功率百分比分配僅為例示性的，且本文所揭示之技術不限於此等範例。如圖6所示，繪示蝕刻量對總偏壓功率的關係。具體而言，顯示當使用相對於基本頻率而偏移0度及偏移180度之額外諧波頻率時的氧化物及矽氮化物蝕刻率。因此，圖605顯示在0度偏移下之矽氧化物蝕刻量，而圖610顯示在180度偏移下之矽氧化物蝕刻量。相似地，圖615顯示在0度偏移下之矽氮化物蝕刻量，而圖620顯示在180度偏移下之矽氮化物蝕刻量。針對該等相移，所得之矽氧化物與矽氮化物之間的選擇性係顯示於圖7中，其中圖705為在0度相移下之選擇性，而圖710為在180度相移下之選擇性。應理解，圖5-7僅為例示性的，且在電漿處理系統中之RF源諧波控制之使用可在各種電漿處理中加以利用。
吾人已發現以下為所期望的：即時且原位地控制此等離子能量分佈，俾較佳地控制電漿處理之特性。具體而言，使用於電漿處理之多頻率的最佳操作狀況(例如相移及/或振幅比)可隨著操作條件或電漿條件改變而改變。然而，如上所述，通常無法在商用高容量製造電漿設備中直接量測離子能量分佈。如本文所述，可透過監視其他系統特性並提供反饋至電漿處理系統而選擇最佳的相移及/或振幅比，因此，可響應於監視該等其他系統特性而即時地調整離子能量分佈。
所監視之該等其他系統特性可為各種特性之任一者。在一範例中，參照圖1，由下部匹配網路157所感知的處理腔室阻抗可透過反饋電路165及/或控制單元170而加以監視。所偵測之阻抗狀態可接著由反饋電路165及/或控制單元170所利用，以提供一輸入至下部RF源140，俾調整第一下部頻率電壓145與第二下部頻率電壓150之間的相對振幅比及相移。因此控制電路(無論係反饋電路165及/或控制單元)可用以提供期望調整。藉此方式，在電漿處理期間，可原位地調整下部RF源140以達成期望的離子能量分佈形狀。雖然針對由匹配網路所感知的阻抗而加以描述，但應理解，亦可監視其他的電信號。例如，可監視匹配網路內的電信號、可監視DC偏壓、可監視RF源中的各種電壓位準、可監視系統內之各種電壓及電流的電壓及電流位準(例如，峰對峰電壓(Vpp)位準或相對於彼此的電壓及電流相移)等。
在一實施例中，可在特定範圍內掃描振幅比及相對相移，並收集電漿處理系統100的電信號(例如(但不限於)阻抗)。依據離子能量分佈的期望形狀，電漿處理系統100可接著基於所收集之資料、及離子能量分佈與電信號之間的相關性之模型，而計算多頻率之間的最佳振幅比及相對相移。該模型可為理論性的、實驗性的、或兩者之組合。因此，應理解，所監視之電信號與所獲得之達成的離子能量分佈的相關性可來自於相關表或圖之形成，該等相關表或圖係由實驗運用、理論計算、或其組合所獲得。同樣地，可獲得理論及/或實驗統計相關性。相似地，可獲得相關性的模擬及/或實驗函數或模型。因此，應理解，可以各種方式獲得系統之一或更多特性(例如電特性)與針對此等特性之所得離子能量分佈之間的相關性。藉此方式，可例如藉由響應於系統電性量測(例如，在一實施例中為處理腔室阻抗)而即時地調整振幅比及相移，以對下部RF源140進行即時改變，俾達成期望的離子能量分佈。
藉此方式，可提供一系統，其允許多諧波頻率系統中之原位離子能量最佳化，而毋須在製造處理期間使用離子能量感測器。此外，動態控制能力可允許在期望形狀下維持期望的離子能量分佈，即使係在操作條件(例如壓力、源功率、製程化學品等)可能於處理期間使得形狀改變時。雖然上述範例係針對一基本頻率電壓(第一下部頻率電壓145)及一諧波頻率電壓(第二下部頻率電壓150)而示例，但應理解，可在使用一基本頻率電壓及二或更多諧波頻率電壓之情況下利用本文所述概念。
控制離子能量分佈的能力在使用不同質量之多種離子的電漿處理中可為特別有用。圖8顯示習知的雙峰離子能量分佈，其可發生於具有不同質量之兩種不同離子的電漿蝕刻系統中。例如，圖805顯示離子M2 之離子能量分佈圖，而圖810顯示離子M1 之離子能量分佈，其中離子M1 的質量大於離子M2 的質量。如上所述，RF諧波頻率之使用及相移與振幅比之控制可用以調整習知的雙峰離子能量分佈，俾使離子能量分佈的峰值之其中一者加強或更突出。例如，諧波頻率之控制可提供離子M1 與M2 之離子能量分佈，使得輕離子M2 相比於重離子M1 而具有較高的能量。因此，如圖9中所示，圖905顯示輕離子M2 之離子能量分佈，而圖910顯示重離子M1 之離子能量分佈。在圖9中，可看出，輕離子M2 具有比重離子M1 更高的能量。圖9包含一例示性蝕刻閾值915，離子M1 的能量需高於該蝕刻閾值915以執行蝕刻作用，且圖9亦包含一蝕刻閾值920，離子M2 的能量需高於該蝕刻閾值920以執行蝕刻作用。應理解，蝕刻閾值會取決於所使用之特定電漿化學品及條件。相似地，諧波頻率之控制可提供離子M1 及M2 之離子能量分佈，使得輕離子M2 相比於重離子M1 而具有較低的能量。因此，如圖10中所示，圖1005顯示輕離子M2 之離子能量分佈，而圖1010顯示重離子M1 之離子能量分佈。在圖10中，可看出，輕離子M2 具有比重離子M1 更低的能量。圖10包含一例示性蝕刻閾值1015，離子M1 的能量需高於該蝕刻閾值1015以執行蝕刻作用，且圖10亦包含一蝕刻閾值1020，離子M2 的能量需高於該蝕刻閾值1020以執行蝕刻作用。應理解，蝕刻閾值會取決於所使用之特定電漿化學品及條件。因此，如圖所示，使用具有不同質量的兩種不同離子的處理之離子能量分佈針對每一離子可顯現至少兩個峰值，且本文所述技術可加強離子的至少一個峰值(例如離子的第一峰值或第二峰值)，俾改變電漿處理的性能特性。
因此，如圖所示，可獲得非對稱的離子能量分佈。可在使用不同質量之二或更多離子的電漿處理中有利地利用此等非對稱性。例如，在具有較輕離子M2 與較重離子M1 、及圖9之蝕刻閾值的電漿蝕刻處理中，如圖9中所示之非對稱離子能量分佈會引致由較輕離子M2 主導的蝕刻。相對地，如圖10中所示之非對稱離子能量分佈及蝕刻閾值會引致由較重離子M1 主導的蝕刻。一例示性電漿蝕刻處理可為基於氯(Cl2 ) / 氦(He)之蝕刻。在此等範例中，較輕離子He+ 可在圖9之情況下執行主導移除機制，而較重離子Cl2 + 或Cl+ 可在圖10之情況下執行主導移除機制。因此，如圖9及10所示，可使離子的離子能量分佈峰值以會影響電漿之處理特性的方式在一峰值或另一者處非對稱式地加強。藉此方式，離子能量分佈之控制可用以影響所使用之電漿處理的處理特性(例如(但不限於)蝕刻特性)。此外，如上所述，諧波頻率的相移及振幅比之控制可用以達成如圖9及10中所示的離子能量分佈之此等變化。相移及振幅之即時原位控制可進一步基於如上述之電漿處理系統的電特性。
藉此方式，可基於以下者而在電漿處理系統中原位地控制由特定離子物種所進行的選擇性蝕刻：在諧波頻率與基本頻率之間施加相移及/或振幅比調整，其中功率係在該諧波頻率與基本頻率下提供至電漿處理腔室。此外，來自所監視之電漿處理系統電特性的反饋可用以控制相移及/或振幅比調整。
利用且控制不同質量之離子的上述技術在原子層蝕刻(ALE)處理中可為特別有用。ALE處理一般公知涉及透過一或更多自限性反應而循序移除薄層的處理。此等處理通常包含膜層改質及蝕刻步驟的循環序列。改質步驟可將暴露表面改質，且蝕刻步驟可移除經改質之膜層。因此，可發生一系列的自限性反應。如本文所使用，ALE處理可包含準ALE處理。在此等處理中，仍可使用一系列的改質及蝕刻步驟循環，然而，移除步驟可能並非純自限性的，因為在移除經改質之膜層之後，蝕刻實質上減慢，但其可能不會完全停止。在任一情況下，基於ALE之處理包含改質及蝕刻步驟的循環序列。
可在原子層蝕刻處理中使用本文所述技術，以在膜層改質步驟與蝕刻步驟之間選擇性地改變電漿處理。在一例示性處理中，原子層蝕刻處理可針對膜層改質處理而利用較重離子M1 ，且針對膜層移除處理而利用較輕離子M2 。例如，針對使用於矽表面，離子M1 可為Cl2 + 或Cl+ ，以用於矽表面改質，而離子M2 可為惰性氣體離子或鈍氣離子，例如He。或者，依據所涉及之材料及離子，處理可針對膜層移除處理而使用較重離子M1 ，且針對膜層改質處理而使用較輕離子M2 。在另一實施例中，針對使用於矽抗反射塗層表面，H+ 離子可用於在高能量下的矽抗反射塗層表面改質，而F化學品可用於其選擇性移除。在又另一實施例中，可使用C4 F8 / He電漿。在此等範例中，當He離子在低能量下，CF膜可形成於表面上，且CF膜可透過受激至高能量的He離子而加以移除。在C4 F8 / He電漿之範例中，在不改變離子能量分佈形狀之情況下，會需要高偏壓，且會發生表面損害及/或由CF高能離子造成的蝕刻。圖11A及11B對應於圖9及10之M1 及M2 離子能量分佈，除了以下不同之處：加入如圖所示之不同的蝕刻閾值1105及1110。蝕刻閾值1105顯示離子能量閾值，高於該離子能量閾值則離子M2 會提供蝕刻作用，而低於該離子能量閾值則離子M2 不會提供蝕刻作用。蝕刻閾值1110顯示離子能量閾值，高於該離子能量閾值則離子M1 會提供蝕刻作用，而低於該離子能量閾值則離子M1 不會提供蝕刻作用。若離子的此等能量低於發生蝕刻之閾值，則蝕刻實質上不發生，且離子M1 之膜層改質處理會主導。因此，如圖11A所示之離子能量分佈主要提供在高於蝕刻閾值之較高離子能量下的蝕刻離子(較輕離子M2 )，以提供原子層蝕刻處理之蝕刻或移除作用。如圖11B所示之離子能量分佈主要提供在低於蝕刻閾值之較低離子能量下的蝕刻離子(較輕離子M2 )，因此該處理會由電漿中之較重離子M1 或自由基之改質處理所主導。圖12A及12B顯示又另一原子層蝕刻處理。在此處理中，表面改質可藉由較輕離子M2 而完成，而經改質表面之蝕刻或移除係藉由電漿中之較重離子M1 或自由基而執行。如圖12A所示，提供蝕刻閾值1205，低於該蝕刻閾值則較輕離子M2 不參與蝕刻或移除。蝕刻閾值1210顯示：高於該蝕刻閾值則較重離子M1 蝕刻或移除經改質表面。
可控制基本功率頻率及諧波功率頻率之使用，俾使原子層蝕刻處理在圖11A與11B的狀態之間、及圖12A與12B的狀態之間變換。藉此方式，可透過利用基本與諧波頻率之關係的控制而分離和變換改質與蝕刻/移除步驟。此外，可在電漿之相同氣相中利用此等控制。應理解，可藉由控制各種頻率之相移及振幅比，而如上所述地原位地獲得頻率控制。此外，相移及振幅比之此等控制可基於電漿處理系統的電特性，如上文中所詳細描述。因此，藉由控制RF源，離子能量分佈選擇性地控制原子層蝕刻處理的膜層改質步驟或膜層蝕刻步驟。
藉此方式，可獲得對不同質量之離子的離子能量之同時控制。此外，可利用容許目標離子質量之選擇性能量調制的方式實行該控制，俾使該控制可用以實行原子層蝕刻之快速處理。此等原子層蝕刻控制甚至可於電漿處理之氣相中達成。
應理解，上述應用僅為例示性的，且許多其他的處理及應用可有利地利用本文所揭示之技術。圖13-17顯示使用本文所述電漿處理技術之例示性方法。應理解，圖13-17之實施例僅為例示性的，且另外的方法可利用本文所述技術。再者，可將額外的處理步驟加入圖13-17所示之方法中，因為所述步驟不應被視為專屬的。此外，步驟的順序並不限於圖中所示順序，因為不同的順序可能發生、及/或可同時或以組合的方式執行各種步驟。
如圖13中所示，提供一種用以對基板進行電漿處理之方法。步驟1305包含提供一處理腔室。步驟1310包含使一或更多RF源耦接至該處理腔室，以至少透過在一基本頻率下的基本頻率電壓、及在一第二頻率下的第二頻率電壓而將RF功率提供至該處理腔室，該第二頻率為該基本頻率的第二諧波頻率或高次諧波頻率。步驟1315包含在基板之電漿處理期間監視一電漿處理系統之至少一電特性。步驟1320包含在電漿處理期間調整該基本頻率電壓與該第二頻率電壓之間的相位差、及/或該基本頻率電壓與該第二頻率電壓的振幅比，俾在基板之電漿處理期間獲得期望離子能量分佈。
如圖14中所示，提供一種用以對基板進行電漿處理之方法。步驟1405包含提供一處理腔室。步驟1410包含使一或更多RF源耦接至該處理腔室，以至少透過在一基本頻率下的基本頻率電壓、及在一第二頻率下的第二頻率電壓而將RF功率提供至該處理腔室，該第二頻率為該基本頻率的第二諧波頻率或高次諧波頻率。步驟1415包含使一匹配網路耦接於該處理腔室與該一或更多RF源之間。步驟1420包含在基板之電漿處理期間監視至少由該匹配網路所感知的該處理腔室之阻抗。步驟1425包含在該電漿處理期間調整至少該基本頻率電壓與該第二頻率電壓之間的相位差，俾在基板之電漿處理期間獲得期望離子能量分佈。
如圖15中所示，提供一種用以對基板進行電漿處理之方法。步驟1505包含提供一處理腔室。步驟1510包含使一或更多RF源耦接至該處理腔室，以至少透過在一基本頻率下的基本頻率電壓、及在一第二頻率下的第二頻率電壓而將RF功率提供至該處理腔室，該第二頻率為該基本頻率的第二諧波頻率或高次諧波頻率。步驟1515包含在該處理腔室中提供至少第一類型的離子及第二類型的離子，該第一類型的離子具有第一質量，而該第二類型的離子具有第二質量，該第一質量與該第二質量為不同的質量。步驟1520包含藉由調整該基本頻率電壓與該第二頻率電壓之間的關係，而控制該第一類型的離子及該第二類型的離子之離子能量分佈，俾允許基於該第一質量與該第二質量而選擇性控制離子能量分佈。
如圖16中所示，提供一種用以對基板進行電漿蝕刻之方法。步驟1605包含提供一處理腔室。步驟1610包含使一或更多RF源耦接至該處理腔室，以至少透過在一基本頻率下的基本頻率電壓、及在一第二頻率下的第二頻率電壓而將RF功率提供至該處理腔室，該第二頻率為該基本頻率的第二諧波頻率或高次諧波頻率。步驟1615包含在該處理腔室中提供至少第一類型的離子及第二類型的離子，該第一類型的離子具有第一質量，而該第二類型的離子具有第二質量，該第一質量與該第二質量為不同的質量。步驟1620包含藉由調整該基本頻率電壓與該第二頻率電壓之間的關係，而控制該第一類型的離子及該第二類型的離子之離子能量分佈，俾允許基於該第一質量與該第二質量而選擇性控制離子能量分佈。如步驟1625所示，控制離子能量分佈之該步驟允許選擇性地控制該第一類型的離子及該第二類型的離子之其中至少一者的蝕刻效應。
如圖17中所示，提供一種用以對基板進行電漿處理之方法。步驟1705包含提供一處理腔室。步驟1710包含使一或更多RF源耦接至該處理腔室，以至少透過在一基本頻率下的基本頻率電壓、及在一第二頻率下的第二頻率電壓而將RF功率提供至該處理腔室，該第二頻率為該基本頻率的第二諧波頻率或高次諧波頻率。步驟1715包含在該處理腔室中提供至少第一類型的離子及第二類型的離子，該第一類型的離子具有第一質量，而該第二類型的離子具有第二質量，該第一質量比該第二質量更重。步驟1720包含藉由調整該基本頻率電壓與該第二頻率電壓之間的相位差、及/或該基本頻率電壓與該第二頻率電壓的振幅比，而控制該第一類型的離子及該第二類型的離子之離子能量分佈。如步驟1725所示，控制離子能量分佈之該步驟產生該第一類型的離子或該第二類型的離子之其中至少一者的非對稱離子能量分佈。如步驟1730所示，該非對稱離子能量分佈用以調整該第二類型的離子相對於該第一類型的離子之蝕刻效應。
基於此說明，本發明之進一步修改及替代性實施例對於熟習本技藝者係顯而易見的。因此，此說明應理解成僅為說明性的，且係為了教示熟習本技藝者實施本發明之方式。應理解，本文所顯示及描述之發明形式及方法係視為當前較佳實施例。等效技術可代替本文所顯示及描述的技術，且可獨立於其他特徵之使用而利用本發明的某些特徵，以上對於擁有本發明實施方式之優點後之熟習本技藝者係顯而易見的。
A1‧‧‧振幅 A2‧‧‧振幅 f1‧‧‧第一下部頻率 f2‧‧‧第二下部頻率 M1‧‧‧離子 M2‧‧‧離子 100‧‧‧電漿處理系統 105‧‧‧處理腔室 110‧‧‧基板 115‧‧‧夾頭 120‧‧‧上電極 125‧‧‧下電極 130‧‧‧上部RF源 135‧‧‧上部頻率電壓 140‧‧‧下部RF源 145‧‧‧第一下部頻率電壓 150‧‧‧第二下部頻率電壓 155‧‧‧上部匹配網路 157‧‧‧下部匹配網路 160‧‧‧電漿 165‧‧‧反饋電路 170‧‧‧控制單元 200‧‧‧雙峰離子能量分佈圖 400‧‧‧圖 505‧‧‧圖 510‧‧‧圖 515‧‧‧圖 605‧‧‧圖 610‧‧‧圖 615‧‧‧圖 620‧‧‧圖 705‧‧‧圖 710‧‧‧圖 805‧‧‧圖 810‧‧‧圖 905‧‧‧圖 910‧‧‧圖 1005‧‧‧圖 1010‧‧‧圖 915‧‧‧蝕刻閾值 920‧‧‧蝕刻閾值 1015‧‧‧蝕刻閾值 1020‧‧‧蝕刻閾值 1105‧‧‧蝕刻閾值 1110‧‧‧蝕刻閾值 1205‧‧‧蝕刻閾值 1210‧‧‧蝕刻閾值 1305‧‧‧步驟 1310‧‧‧步驟 1315‧‧‧步驟 1320‧‧‧步驟 1405‧‧‧步驟 1410‧‧‧步驟 1415‧‧‧步驟 1420‧‧‧步驟 1425‧‧‧步驟 1505‧‧‧步驟 1510‧‧‧步驟 1515‧‧‧步驟 1520‧‧‧步驟 1605‧‧‧步驟 1610‧‧‧步驟 1615‧‧‧步驟 1620‧‧‧步驟 1625‧‧‧步驟 1705‧‧‧步驟 1710‧‧‧步驟 1715‧‧‧步驟 1720‧‧‧步驟 1725‧‧‧步驟 1730‧‧‧步驟
透過結合附圖而參照以下說明，可獲得本發明及其優點之更完整理解，在附圖中相似的參考符號表示相似的特徵。然而，應注意，附圖僅顯示所揭示之概念的例示性實施例，且因此並非視為對範圍的限制，所揭示之概念可允許其他的等效實施例。
圖1顯示一例示性電漿處理系統，用以實施本文所述之電漿處理技術。
圖2顯示用於電漿處理的先前技術雙峰離子能量分佈圖。
圖3顯示基本頻率功率源與諧波頻率功率源之間的相移及振幅差異。
圖4顯示一例示性離子能量分佈圖，其可來自於除了使用基本頻率功率源之外還使用諧波頻率功率源。
圖5顯示在未使用諧波頻率功率源之情況下、及在不同相移下使用諧波頻率功率源之情況下的例示性離子能量分佈圖。
圖6顯示諧波頻率功率源之不同相移對矽氧化物及矽氮化物蝕刻量的影響，作為偏壓功率的函數。
圖7顯示諧波頻率功率源之不同相移對矽氧化物及矽氮化物蝕刻量之間之蝕刻選擇性的影響，作為偏壓功率的函數。
圖8顯示具有不同質量之離子之電漿處理的典型對稱雙峰離子能量分佈圖。
圖9顯示當利用本文所述諧波頻率技術時的具有不同質量之離子之電漿處理的非對稱離子能量分佈圖，其中包含蝕刻閾值。
圖10顯示當利用本文所述諧波頻率技術時的具有不同質量之離子之電漿處理的另一非對稱離子能量分佈圖，其中包含蝕刻閾值。
圖11A及11B顯示圖9及10的非對稱離子能量分佈圖，其中包含不同的蝕刻閾值以用於原子層蝕刻處理中。
圖12A及12B顯示圖9及10的非對稱離子能量分佈圖，其中包含不同的蝕刻閾值以用於另一原子層蝕刻處理中。
圖13-17顯示使用本文所述電漿處理技術之例示性方法。
145‧‧‧第一下部頻率電壓
150‧‧‧第二下部頻率電壓
A1‧‧‧振幅
A2‧‧‧振幅
f1‧‧‧第一下部頻率
f2‧‧‧第二下部頻率

Claims (20)

  1. 一種可對基板進行電漿處理之電漿處理系統，包含： 一處理腔室； 一或更多RF源，該一或更多RF源係耦接至該處理腔室，且係配置以至少透過在一基本頻率下的基本頻率電壓、及在一第二頻率下的第二頻率電壓而將RF功率提供至該處理腔室，該第二頻率為該基本頻率的第二諧波頻率或高次諧波頻率； 控制電路，該控制電路係耦接至該電漿處理系統之至少一其他元件，以在該基板之電漿處理期間接收該電漿處理系統之至少一電特性；以及 該控制電路之至少一輸出，其係耦接至該一或更多RF源之至少一者，該一或更多RF源係配置以調整該基本頻率電壓及/或該第二頻率電壓之特性，俾能夠在該基板之電漿處理期間獲得期望離子能量分佈。
  2. 如申請專利範圍第1項之可對基板進行電漿處理之電漿處理系統，其中該基本頻率電壓及/或該第二頻率電壓之該特性為該基本頻率電壓與該第二頻率電壓之間的相位差、及/或該基本頻率電壓與該第二頻率電壓的振幅比。
  3. 如申請專利範圍第2項之可對基板進行電漿處理之電漿處理系統，其中該電漿處理系統之該至少一電特性包含該處理腔室的阻抗。
  4. 如申請專利範圍第3項之可對基板進行電漿處理之電漿處理系統，其中該電漿處理系統之該其他元件為一匹配網路，該匹配網路係耦接於該處理腔室與該一或更多RF源之間。
  5. 如申請專利範圍第1項之可對基板進行電漿處理之電漿處理系統，其中該電漿處理系統之該至少一電特性包含該處理腔室的阻抗。
  6. 如申請專利範圍第1項之可對基板進行電漿處理之電漿處理系統，其中該一或更多RF源為單一RF源，其提供在二或更多頻率下的複數RF電壓，該二或更多頻率包含該基本頻率及該第二頻率。
  7. 如申請專利範圍第1項之可對基板進行電漿處理之電漿處理系統，其中該第二頻率為該基本頻率的第二諧波頻率。
  8. 如申請專利範圍第1項之可對基板進行電漿處理之電漿處理系統，其中該基本頻率電壓及/或該第二頻率電壓之該特性為該基本頻率電壓與該第二頻率電壓之間的相位差。
  9. 如申請專利範圍第1項之可對基板進行電漿處理之電漿處理系統，其中該控制電路為一反饋電路，其係耦接於該其他元件與該一或更多RF源之間。
  10. 如申請專利範圍第1項之可對基板進行電漿處理之電漿處理系統，其中該控制電路為該電漿處理系統的控制單元。
  11. 如申請專利範圍第1項之可對基板進行電漿處理之電漿處理系統，其中該一或更多RF源包含一下部RF源。
  12. 一種用以對基板進行電漿處理之方法，包含： 提供一處理腔室； 使一或更多RF源耦接至該處理腔室，以至少透過在一基本頻率下的基本頻率電壓、及在一第二頻率下的第二頻率電壓而將RF功率提供至該處理腔室，該第二頻率為該基本頻率的第二諧波頻率或高次諧波頻率； 在該基板之電漿處理期間監視一電漿處理系統之至少一電特性；以及 在該電漿處理期間調整該基本頻率電壓與該第二頻率電壓之間的相位差、及/或該基本頻率電壓與該第二頻率電壓的振幅比，俾在該基板之電漿處理期間獲得期望離子能量分佈。
  13. 如申請專利範圍第12項之用以對基板進行電漿處理之方法，其中該電漿處理系統之該至少一電特性包含該處理腔室的阻抗。
  14. 如申請專利範圍第13項之用以對基板進行電漿處理之方法，其中將一匹配網路耦接於該處理腔室與該一或更多RF源之間。
  15. 如申請專利範圍第12項之用以對基板進行電漿處理之方法，其中該調整步驟包含調整該基本頻率電壓與該第二頻率電壓之間的相位差。
  16. 如申請專利範圍第12項之用以對基板進行電漿處理之方法，其中該電漿處理為電漿蝕刻處理，且該調整步驟改變該電漿蝕刻處理的蝕刻特性。
  17. 一種用以對基板進行電漿處理之方法，包含： 提供一處理腔室； 使一或更多RF源耦接至該處理腔室，以至少透過在一基本頻率下的基本頻率電壓、及在一第二頻率下的第二頻率電壓而將RF功率提供至該處理腔室，該第二頻率為該基本頻率的第二諧波頻率或高次諧波頻率； 使一匹配網路耦接於該處理腔室與該一或更多RF源之間； 在該基板之電漿處理期間監視至少由該匹配網路所感知的該處理腔室之阻抗；以及 在該電漿處理期間調整至少該基本頻率電壓與該第二頻率電壓之間的相位差，俾在該基板之電漿處理期間獲得期望離子能量分佈。
  18. 如申請專利範圍第17項之用以對基板進行電漿處理之方法，其中該一或更多RF源包含一或更多下部RF源。
  19. 如申請專利範圍第17項之用以對基板進行電漿處理之方法，其中該第二頻率為該基本頻率的第二諧波頻率。
  20. 如申請專利範圍第17項之用以對基板進行電漿處理之方法，其中該電漿處理為電漿蝕刻處理，且該調整步驟改變該電漿蝕刻處理的蝕刻特性。
TW108112298A 2018-04-13 2019-04-09 控制處理電漿中之離子能量分佈的設備及方法 TW202004819A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862657301P 2018-04-13 2018-04-13
US62/657,301 2018-04-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202004819A true TW202004819A (zh) 2020-01-16

Family

ID=68162119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108112298A TW202004819A (zh) 2018-04-13 2019-04-09 控制處理電漿中之離子能量分佈的設備及方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20190318913A1 (zh)
TW (1) TW202004819A (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230317414A1 (en) * 2020-06-26 2023-10-05 Lam Research Corporation Systems and Methods for Use of Low Frequency Harmonics in Bias Radiofrequency Supply to Control Uniformity of Plasma Process Results Across Substrate
US11264212B1 (en) 2020-09-29 2022-03-01 Tokyo Electron Limited Ion angle detector

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7822565B2 (en) * 2007-12-31 2010-10-26 Advanced Energy Industries, Inc. System, method, and apparatus for monitoring characteristics of RF power
EP2122657B8 (en) * 2008-03-20 2011-06-22 Ruhr-Universität Bochum Method for controlling ion energy in radio frequency plasmas
US8980760B2 (en) * 2011-04-29 2015-03-17 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for controlling plasma in a process chamber
US10026592B2 (en) * 2016-07-01 2018-07-17 Lam Research Corporation Systems and methods for tailoring ion energy distribution function by odd harmonic mixing

Also Published As

Publication number Publication date
US20190318913A1 (en) 2019-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10593516B2 (en) Multi-radiofrequency impedance control for plasma uniformity tuning
US20230317412A1 (en) Pulsed plasma chamber in dual chamber configuration
US8652298B2 (en) Triode reactor design with multiple radiofrequency powers
US8933629B2 (en) Method for controlling ion energy in radio frequency plasmas
KR101197735B1 (ko) 플라즈마처리장치 및 플라즈마처리방법
JP6849339B2 (ja) プラズマ電力レベルに応じて二様態プロセスガス組成を使用するプラズマエッチングのための方法
JP4714166B2 (ja) 基板のプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
US20170125260A1 (en) Methods and Systems for Advanced Ion Control for Etching Processes
TWI823923B (zh) 基板之電漿處理方法
TW202004819A (zh) 控制處理電漿中之離子能量分佈的設備及方法
KR20170054281A (ko) 펄싱된 플라즈마 반도체 디바이스 제조시 라디칼 밀도, 이온 밀도 및 이온 에너지의 독립적인 제어를 위한 방법들 및 시스템들
JP7263676B2 (ja) プロセスプラズマにおけるイオンエネルギー分布を制御するための方法
TW202335030A (zh) 藉由改變通向邊緣環之輸入電壓波形的極邊緣特徵部輪廓傾斜控制
Coumou et al. Uniformity control with phase-locked RF source on a high density plasma system