TW202215485A - 用於離子損傷減輕及蝕刻均勻度改善之脈動遠程電漿 - Google Patents

用於離子損傷減輕及蝕刻均勻度改善之脈動遠程電漿 Download PDF

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許智勛
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Abstract

一種執行脈動遠程電漿蝕刻的方法包含：將一基板配置在一處理腔室中，該處理腔室係建構以執行脈動遠程電漿蝕刻；設定該處理腔室的至少一製程參數；將至少一氣體混合物供給至該處理腔室的一上腔室區域；在一開啟週期，將第一電壓供給至圍繞該上腔室區域配置的線圈，以激發該至少一氣體混合物並在該處理腔室的該上腔室區域之內產生電漿；在一關閉週期，關閉該第一電壓，以停止在該處理腔室的該上腔室區域之內產生電漿；及交替進行在該開啟週期中供給該第一電壓的步驟與在關閉週期中關閉該第一電壓的步驟，以在該處理腔室的該上腔室區域之內產生脈動遠程電漿。

Description

用於離子損傷減輕及蝕刻均勻度改善之脈動遠程電漿
相關申請案的交互參照：本申請案主張西元2020年6月12日申請的美國臨時專利申請案第63/038,723號的優先權；在此藉由引用將該申請案內容全部納入。
本揭露內容涉及在遠程電漿源基板處理系統之中基板的改進處理。
這裡提供的先前技術章節是為了概括地呈現本揭露內容的背景。目前列名的發明人的作品，就其在本先前技術章節中描述的程度而言，以及在申請時可能不以其他方式適格為先前技術的說明態樣，均未明示或暗示承認為對抗本揭露內容的先前技術。
基板處理系統可用於對諸如半導體晶圓的基板進行處理。 處理的實例包括沉積、蝕刻、清潔等。基板處理系統通常包括處理腔室，該處理腔室包括一基板支撐件、一氣體輸送系統、及一電漿產生器。
在處理期間，基板係佈置在基板支撐件上。不同的氣體混合物可藉由氣體輸送系統加以引入處理腔室。在一些應用中，例如電感耦合電漿（ICP）之射頻（RF）電漿可用於激活化學反應。
ICP產生高反應性的中性物種及離子來改質晶圓表面。隨著客戶裝置變得越來越複雜和敏感，控制基板對電漿的暴露係越來越重要。電漿之內產生的離子會對裝置結構之內的敏感材料產生損傷效果。離子可以修改裝置材料的特性並不利地影響整體結構的性能。
一種執行脈動遠程電漿蝕刻的方法包含：將一基板配置在一處理腔室中，該處理腔室係建構以執行脈動遠程電漿蝕刻；設定該處理腔室的至少一製程參數；將至少一氣體混合物供給至該處理腔室的一上腔室區域；在一開啟週期，將第一電壓供給至圍繞該上腔室區域配置的線圈，以激發該至少一氣體混合物並在該處理腔室的該上腔室區域之內產生電漿；在一關閉週期，關閉該第一電壓，以停止在該處理腔室的該上腔室區域之內產生電漿；及交替進行在該開啟週期中供給該第一電壓的步驟與在關閉週期中關閉該第一電壓的步驟，以在該處理腔室的該上腔室區域之內產生脈動遠程電漿。
在其他特徵中，該方法更包含在該開啟週期供給一第二電壓至該等線圈。在該關閉週期中之離子能量分佈係小於在該開啟週期中之離子能量分佈。該方法更包含基於所欲的離子能量分佈而設定該關閉週期的持續時間。該方法更包含基於與在該上腔室區域之內所產生的電漿相關聯的離子的壽命而設定該關閉週期的持續時間。該關閉週期的持續時間係大於該離子的壽命。該關閉週期的持續時間係小於與在該上腔室區域之內所產生的電漿相關聯的自由基的壽命。該關閉週期的持續時間係介於0.1 ms與8.0 ms之間。該開啟與關閉週期的佔空比係介於10%與90%之間。
一種執行脈動遠程電漿蝕刻的方法包含：將一基板配置在一處理腔室之中，該處理腔室係建構以執行脈動遠程電漿蝕刻；設定該處理腔室的至少一製程參數；將至少一氣體混合物供給至該處理腔室的一上腔室區域；在一第一週期，將一第一電壓供給至圍繞該上腔室區域配置的線圈，以激發該至少一氣體混合物並在該處理腔室的該上腔室區域之內產生電漿；在一第二週期，將一第二電壓供給至該等線圈；及交替供給該第一電壓與第二電壓，以在該處理腔室的該上腔室區域之內產生脈動遠程電漿。
在其他特徵中，在該第二週期中之離子能量分佈係小於在該第一週期中之離子能量分佈。該方法更包含基於與在該上腔室區域之內所產生的電漿相關聯的離子的壽命而設定該第二週期的持續時間。
一種執行脈動遠程電漿蝕刻的系統包含：一處理腔室，建構以執行脈動遠程電漿蝕刻。該處理腔室包含一上腔室區域及一下腔室區域。一控制器係建構以：控制一氣體輸送系統，以將至少一氣體混合物供給至該處理腔室的該上腔室區域；及控制一電漿產生器，以：在一開啟週期，將一第一電壓供給至圍繞該上腔室區域配置的線圈，以激發該至少一氣體混合物並在該處理腔室的該上腔室區域之內產生電漿；在一關閉週期，關閉該第一電壓，以停止在該處理腔室的該上腔室區域之內產生電漿；及交替進行在該開啟週期中供給該第一電壓的操作與在關閉週期中關閉該第一電壓的操作，以在該處理腔室的該上腔室區域之內產生脈動遠程電漿。
在其他特徵中，該控制器係建構以在該開啟週期供給一第二電壓至該等線圈。在該關閉週期中之離子能量分佈係小於在該開啟週期中之離子能量分佈。該控制器係建構以基於所欲的離子能量分佈而設定該關閉週期的持續時間。該控制器係建構以基於與在該上腔室區域之內所產生的電漿相關聯的離子的壽命而設定該關閉週期的持續時間。該關閉週期的持續時間係大於該離子的壽命。該關閉週期的持續時間係小於與在該上腔室區域之內所產生的電漿相關聯的自由基的壽命。該關閉週期的持續時間係介於0.1 ms與8.0 ms之間。該開啟與關閉週期的佔空比係介於10%與90%之間。
本揭露內容的更多應用領域將從實施方式章節、申請專利範圍、及圖式中變得明顯。實施方式章節和具體示例僅用於說明的目的，並不旨在限制本揭露內容的範圍。
一些基板處理系統係配置為遠程地產生電漿（即，在處理腔室之外的位置）。遠程電漿基板處理系統包括分配裝置，例如一噴淋頭總成，其佈置在產生電漿的處理腔室的一上部區域與基板所在的處理腔室的一下部區域之間。噴淋頭總成可以配置為用作過濾器（例如，雙重離子過濾器），用於阻擋或過濾離子和/或紫外線（UV）光。舉例來說，噴淋頭總成可包括一單件、或上部板與下部板（例如，上部過濾器與下部過濾器）。上部板或過濾器可以配置為主要過濾由電漿產生的離子。相反地，下部過濾器可配置為主要控制電漿均勻性。
噴淋頭總成藉由增加電接地面積以捕獲離子、增加表面積以幫助重組、以及減少平均自由路徑以促進重組，來減少到達基板的離子數量。舉例來說，噴淋頭總成的表面係配置為消除電漿源與基板之間的視線的一個或多個網格。然而，噴淋頭總成並不能阻止所有離子到達基板。到達基板的離子會導致對基板表面的離子電荷損壞並增加蝕刻速率的不均勻性。舉例來說，離子以蝕刻速率的「W」形狀增加中心區域的高度（即，相對於跨基板的徑向距離）。
通常，遠程電漿基板處理系統產生連續波電漿。根據本揭露內容的系統和方法實施脈動遠程電漿源以減少離子電荷損壞和蝕刻速率不均勻性。舉例來說，使用脈衝遠程電漿降低蝕刻速率的「W」形狀的高度（即，使「W」形狀變平以改善基板中心區域的蝕刻速率均勻性）。可以改變脈動頻率和佔空比以最小化反射功率並實現期望的電漿性能。在一個示例中，脈動該遠程電漿的步驟包括在關閉（OFF）週期與開啟（ON）週期之間交替的電漿產生循環，其中提供單一RF功率位準。在另一個示例中，脈動該遠程電漿的步驟包括在相應的開啟週期中在兩個不同的RF功率位準之間交替。在另一示例中，脈動該遠程電漿的步驟包括在關閉週期與相應開啟週期中的不同RF功率位準之間交替。進一步的示例可以包括其他開啟與關閉週期模式以及多個RF功率位準。
在脈動電漿產生循環的關閉週期期間，電子溫度（T e）降低，這會導致離子相對於連續波遠程電漿產生中的離子以減少的能量撞擊基板表面。此外，在關閉週期期間，基板表面的充電效應降低，解離減少，且基板表面上的離子密度降低，這增加了O x蝕刻選擇性。相反地，雖然離子壽命降低（例如，小於 1.0 ms，例如 0.1 ms），但自由基壽命保持不變（例如，在 8-12 ms）。因此，可以在降低離子密度的同時保持期望的自由基密度。
現在參考圖1，基板處理系統100包括一基板處理腔室101。雖然基板處理腔室101顯示為基於電感耦合電漿（ICP）的系統，但此處揭露的示例可應用於其他類型的基板處理系統，例如變壓器耦合電漿（TCP）或下游電漿系統。
基板處理腔室101包括一下腔室區域102及一上腔室區域104。下腔室區域102由腔室側壁表面108、腔室底部表面110、及氣體或電漿分配裝置（例如，包括噴淋頭114的噴淋頭總成）的下表面加以界定。例如，噴淋頭114可以配置為用作雙重離子和/或UV過濾器/阻擋器。
上腔室區域104係由噴淋頭114的上表面及圓頂118的內表面加以界定。在一些示例中，圓頂118放置在第一環形支撐件121上，該第一環形支撐件121包括一個或多個間隔開的孔123，用於將製程氣體輸送到上腔室區域104。在一些示例中，製程氣體係藉由一個或多個間隔開的孔123在相對於包括噴淋頭114的平面成銳角的向上方向上加以輸送，但是也可以使用其他角度/方向。 第一環形支撐件121中的氣流渠道可用於向一個或多個間隔開的孔123供應氣體。
基板支撐件122係佈置在下腔室區域102之中。在一些示例中，基板支撐件122包括靜電卡盤（ESC），但是可以使用其他類型的基板支撐件。在諸如蝕刻的處理期間，基板126係佈置在基板支撐件122的上表面之上。在一些示例中，基板126的溫度可以藉由加熱元件（或加熱器板）127、具有流體渠道的選用性冷卻板、及一個或多個感測器（未示出）加以控制，但是任何其他合適的基板支撐溫度控制系統可加以使用。
在一些示例中，噴淋頭114包括具有N 1個通孔129-L的下部板128-L。噴淋頭114包括具有N 2個通孔129-U的上部板128-U。 在一些示例中，下部板128-L和上部板128-U分別包括彼此平行佈置的平面部分130和131。在一些示例中，下部板128-L和上部板128-U係連接到參考電位，例如地（如圖1所示）。在其他示例中，下部板128-L和上部板128-U可以連接到正或負DC參考電位。上部板128-U和下部板128-L可以由相同的參考電位或不同的參考電位加以偏壓。噴淋頭114的組件（包括但不限於上部板128-U和下部板128-L）包括根據本揭露內容的原理的塗層，如以下更詳細描述的。
上部板128-U可藉由環形圈132支撐在下部板128-L上方（或以類似的間隔關係以另一種方式支撐）。或者，下部板128-L可由環形圈132支撐在上部板128-U下方（或以類似的間隔關係以另一種方式支撐）。在又其他示例中，上部板128-U和下部板128-L係由腔室壁或一個以上其他處理腔室組件以間隔關係加以獨立地支撐。
一個或多個感應線圈140可以圍繞圓頂118的外部而加以配置。當通電時，該一個或多個感應線圈140在圓頂118內部產生電磁場。在一些示例中，上部線圈和下部線圈係加以使用。氣體噴注器142從氣體輸送系統150噴注一種或多種氣體混合物。氣體輸送系統150包括一個或多個氣體源152、一個或多個閥154、一個或多個質量流量控制器（MFC）156、及混合歧管158，但可以使用其他類型的氣體輸送系統。
在一些示例中，氣體噴注器142包括沿向下方向引導氣體的中心噴注位置、及相對於向下方向以一個或多個角度噴注氣體的一個或多個側部噴注位置。在一些示例中，氣體輸送系統150以第一流率將氣體混合物的第一部分輸送到中心噴注位置，以及將氣體混合物的第二部分以第二流率輸送到氣體噴注器142的側部噴注位置。在其他示例中，不同的氣體混合物係藉由氣體噴注器142加以輸送。在一些示例中，氣體輸送系統150將調整氣體輸送到處理腔室中的其他位置。
電漿產生器170可用於產生輸出到一個或多個感應線圈140的RF功率。電漿190在上腔室區域104中產生。在一些示例中，電漿產生器170包括RF產生器172和匹配網路174。匹配網路174將RF產生器172的阻抗與一個或多個感應線圈140的阻抗進行匹配。雖然顯示單個RF源（即，RF產生器172），但在其他示例中，多個RF源可加以使用以提供兩個或多個不同的脈動位準。閥178和泵180可用於控制下腔室區域102和上腔室區域104內部的壓力並排空反應物。
一控制器176係與氣體輸送系統150、閥178、泵180、及/或電漿產生器170通訊以控制製程氣體、驅淨氣體、RF電漿、及腔室壓力的流量。 根據本揭露內容的控制器176係配置為控制電漿產生器170以產生如下更詳細描述的脈動遠程電漿。 在一些示例中，電漿由一個或多個感應線圈140維持在圓頂118之內。使用氣體噴注器142（及/或孔123）從基板處理腔室101的頂部引入一種或多種氣體混合物。
現在參考圖2，顯示針對脈動遠程電漿循環的RF電漿開啟與關閉週期的示例離子能量分佈和電子溫度T e。 在該示例中，在交替的開啟週期200與關閉週期204中（即，RF功率交替開啟和關閉）提供脈動遠程電漿。 在開啟週期200中，以期望頻率供應RF功率。在開啟週期200期間的示例離子能量分佈係顯示於208。相反地，在關閉週期204期間的示例離子能量分佈係顯示於212。在關閉週期204期間的離子能量分佈212係相對於在開啟週期200期間的離子能量分佈208顯著較低。舉例來說，離子能量分佈212分佈在1電子伏特（eV）左右，而離子能量分佈208分佈在15 eV左右。
脈動遠程電漿導致在關閉週期期間降低的電子溫度。在脈動遠程電漿期間的示例電子溫度T e在216處顯示。在開啟週期200期間，電子溫度216達到第一位準220。在關閉週期204期間，電子溫度216降低到第二位準224。當脈動電漿從關閉週期204轉變到開啟週期200之時，電子溫度216返回到第一位準220。
據此，如所示的脈動遠程電漿導致在關閉週期204期間降低的離子能量和電子溫度，這相應地降低在脈動遠程電漿循環期間的總體平均離子能量和電子溫度，並且減少了由電漿引起的對基板的損壞（即， 降低基板表面上之損傷層的深度）。舉例來說，在關閉週期204期間，低能量離子可以從基板表面偏轉且負離子形成，正離子造成之對基板表面的充電效應係加以降低，並且解離係加以減少。
相反地，脈動該遠程電漿不會降低與蝕刻相關的自由基的密度，因此所欲的蝕刻速率係加以保持。舉例來說，雖然脈動該遠程電漿的操作降低了離子壽命（例如，減少到小於1.0 ms，例如0.1 ms），但自由基壽命保持不變（例如，在 8-12 ms）。在一些示例中，可以選擇關閉週期204使得離子在下一個開啟週期200開始之前消失。例如，如果在關閉週期204期間的離子壽命是0.1ms，則關閉週期204可以大於0.1 ms（例如，0.2到1.0 ms）。
現在參考圖3，顯示根據本揭露內容原理的脈動遠程電漿的蝕刻輪廓300及連續波電漿的蝕刻輪廓304。蝕刻輪廓300和304跨越基板表面相對於蝕刻量具有大致「W」形狀（即，由不同蝕刻速率產生）。例如，蝕刻輪廓300和304顯示相對於基板表面上的徑向位置的蝕刻量，其中基板的中心在0 mm處並且基板的外邊緣在150 mm處。 換言之，蝕刻速率隨著距基板中心的徑向距離增加而變化。
到達基板的帶電離子會導致基板表面的離子電荷損壞並增加蝕刻速率的不均勻性。舉例來說，離子電荷增加了蝕刻輪廓300及304的「W」形狀中心區域的高度。因此，中心區域308 和邊緣區域312中的蝕刻量（以埃A為單位）可以大於在中心區域308與邊緣區域312之間的中間區域316中的蝕刻量。
根據本揭露內容而脈動遠程電漿縮減蝕刻輪廓300的「W」形狀的中心峰320（即，與蝕刻輪廓304的中心峰324相比）。因此，使用脈動遠程電漿減少了到達基板的離子數量並增加了基板中心區域處的重組以使蝕刻輪廓304的「W」形狀變平坦以改善基板的中心區域308中的蝕刻速率均勻性。
現在參考圖4，根據本揭露內容的用於執行脈動遠程電漿蝕刻的示例方法400開始於404。在408，一基板係配置在建構以產生遠程電漿的處理腔室之中（例如，如以上圖1所述的基板處理腔室101）。在412，設定用於執行脈動遠程電漿蝕刻的一個或多個處理參數。例如，處理腔室的壓力係設定在1.0與1.5托之間（例如，在1.4托）。在416，對應於要產生的電漿物種的一種或多種氣體混合物係供應到處理腔室的上腔室區域（例如，上腔室區域104）。舉例來說，氣體混合物包括氬及/或氫以產生氬-氫電漿物種。
在420，方法400（例如，控制器176和RF產生器172）轉變到開始週期以開始一脈動遠程電漿循環。例如，方法400提供RF電壓以在ON週期中對線圈（例如，線圈140）供電以在上腔室區域104之內產生電漿，該電漿經由噴淋頭114流入下腔室區域102。換言之，方法400在上腔室區域104中遠程地產生電漿。
在開啟週期期間，脈動RF電壓係以一脈動頻率與一脈動佔空比提供，其配置為調制離子能量以最小化離子電荷損傷並維持與蝕刻相關的所欲自由基位準。舉例來說，RF電壓係以介於100 Hz到10,000 Hz之間的脈動頻率以及在10%與90%之間的脈動佔空比加以供給。RF電壓以100與3000 W之間的功率加以供給。
在424，方法400轉變到關閉週期（即，RF電壓係關閉）。可選擇關閉週期的持續時間以使得離子在關閉週期期間實質上消失。換言之，可以基於離子壽命來選擇關閉週期的持續時間。例如，如果離子壽命為 0.1 ms，則關閉週期可能大於0.1 ms。相反地，可以將關閉週期選擇為小於自由基壽命以維持期望的自由基位準。例如，如果自由基壽命為8-12 ms，則關閉週期可能小於8 ms。在一個示例中，開啟週期和關閉週期的持續時間可以相同（例如，佔空比可以是50%）。在其他示例中，佔空比可以在10%與90%之間。
在428，方法400確定是否停止產生脈動遠程電漿。例如，方法400（例如，控制器176）確定蝕刻週期是否完成。如果為真，則方法400在432結束。如果為假，則方法400繼續到420以在脈動遠程電漿循環中繼續交替開啟與關閉週期。
圖5A、5B、及5C顯示根據本揭露內容的示例脈動遠程電漿循環500、504、及508。 如圖5A所示，脈動遠程電漿循環500包括如以上圖4中所述的交替開啟與關閉週期。例如，循環500在於開啟週期中提供單一RF電壓位準與於關閉週期中不提供任何RF電壓之間交替。
如圖5B所示，脈動遠程電漿循環504包括在各別開啟週期中交替的RF電壓位準。例如，該循環在於第一開啟週期中提供第一非零RF電壓位準與於第二開啟週期中提供第二非零RF電壓位準之間交替。僅作為示例，第二非零RF電壓位準可能足以產生足夠的電漿以維持自由基同時允許離子能量降低。第二非零RF電壓位準可以是第一非零RF電壓位準的50%以下。在該示例中，第一和第二非零RF電壓位準可以由相同或不同的RF電壓源加以提供。
如圖5C所示，脈動遠程電漿循環508包括在提供兩個不同的非零RF電壓的開啟週期與不提供RF電壓的關閉週期之間進行交替。在該示例中，第一和第二非零RF電壓位準可以由相同或不同的RF電壓源提供。
前述說明本質上僅為說明性的，且無意圖限制此揭露內容、其應用、或使用。此揭露內容的廣泛教示可以各種形式實現。因此，雖然此揭露內容包含特定的範例，由於其他的修改在研讀圖式、說明書、及以下申請專利範圍後將顯而易見，此揭露內容的真實範圍不僅限於此。應理解的是，在方法內的一個以上步驟，在不改變本揭露內容的原理的情況下，可以不同順序（或同時地）執行。此外，雖然各實施例在以上描述成具有特定特徵，就本揭露內容任一實施例所述的那些特徵其中任何一或多者，可實施在其他實施例任一者的特徵之中或與其他實施例任一者的特徵結合，縱使那個結合未明示描述。換言之，所述實施例為非互斥的，且一個以上實施例彼此的置換係在此揭露內容的範圍內。
元件之間（例如，模組、電路元件、半導體層等之間）空間的及功能的關係係使用各種用語加以描述，包含「連接」、「接合」、「耦接」、「相鄰」、「接近」、「在頂部上」、「之上」、「之下」、以及「設置」。除非明確地描述成係「直接」的，否則當在以上揭露內容中描述第一與第二元件之間的關係時，該關係可為在第一與第二元件之間沒有其他中間元件存在的直接關係，也可為在第一與第二元件之間存在一或更多中間元件（空間上、或功能上）的間接關係。如在此使用的用語「A、B和C其中至少一者」應解釋為使用非互斥邏輯或（OR）的邏輯（A 或 B 或 C），且不應解釋為代表「A之至少一者、B之至少一者、及C之至少一者」。
在一些實施方式中，控制器為一系統的部分，其可為前述範例之一部分。此種系統可包含半導體處理設備，其包括：一個以上處理機台、一個以上腔室、用以處理的一個以上平台、及/或特定處理組件（晶圓支座、氣流系統等）。這些系統可與電子設備整合，以在半導體晶圓或基板的處理之前、期間、及之後控制系統的操作。該等電子設備可稱為「控制器」，其可控制一個以上系統的各種組件或子部件。根據處理要求及/或系統的類型，可將控制器加以編程，以控制此處揭露之任何製程，包括處理氣體的輸送、溫度設定（例如加熱及/或冷卻）、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻（RF）產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、定位與操作設定、進出機台及其他傳送機台及/或與特定系統連接或介接的負載鎖室之晶圓傳送。
廣泛而言，可將控制器定義為具有接收指令、發送指令、控制操作、允許清潔操作、允許終點量測等之各種積體電路、邏輯、記憶體、及/或軟體的電子設備。該積體電路可包含儲存程式指令的韌體形式之晶片、數位信號處理器（DSP）、定義為特殊應用積體電路（ASIC）之晶片、及/或執行程式指令（例如軟體）之一或更多的微處理器或微控制器。程式指令可為以各種個別設定（或程式檔案）之形式與控制器通訊的指令，其定義用以在半導體晶圓上、或針對半導體晶圓、或針對系統執行特定製程的操作參數。在一些實施例中，該操作參數可為由製程工程師所定義之配方的部分，以在一或更多的層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、及/或晶圓之晶元的製造期間，完成一或更多的處理步驟。
在一些實施方式中，控制器可為電腦的部分或連接至電腦，該電腦係與系統整合、連接至系統、或以其他方式網路連接至系統、或上述之組合。舉例而言，控制器係可位於「雲端」、或為晶圓廠主機電腦系統的全部或部分，其可允許晶圓處理之遠端存取。該電腦能達成對該系統之遠端存取，以監視製造操作之目前進展、查看過去製造操作之歷史、查看來自多個製造操作之趨勢或效能指標，來改變目前處理之參數，以設定接續目前處理之處理步驟、或開始新的製程。在一些範例中，遠端電腦（例如伺服器）可透過網路提供製程配方至系統，該網路可包含區域網路或網際網路。該遠端電腦可包含可允許參數及/或設定之輸入或編程的使用者介面，該等參數或設定接著自該遠端電腦傳送至該系統。在一些範例中，控制器接收資料形式之指令，在一或更多的操作期間，其針對待執行的處理步驟之每一者而指定參數。應瞭解，該等參數可特定於待執行之製程的類型、及配置控制器所介接或控制的機台類型。因此，如上所述，控制器可為分散式，例如藉由包含一或更多獨立的控制器，其透過網路連接在一起並朝共同的目標而作業，例如此處所述之製程及控制。用於此類用途的分散式控制器的範例可為腔室上之一或更多的積體電路，該積體電路與位於遠端（例如為平台等級、或為遠端電腦的部分）之一或更多的積體電路通訊，其結合以控制腔室上的製程。
在沒有限制的情況下，例示性系統可包含電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉清洗腔室或模組、金屬鍍覆腔室或模組、清潔腔室或模組、斜邊蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積（PVD）腔室或模組、化學氣相沉積（CVD）腔室或模組、原子層沉積（ALD）腔室或模組、原子層蝕刻（ALE）腔室或模組、離子植入腔室或模組、軌道腔室或模組、及可與半導體晶圓之製造及/或生產有關或用於其中的任何其他半導體處理系統。
如上所述，依據待由機台執行之一個以上製程步驟，控制器可與下列一或多者通訊：其他機台電路或模組、其他機台組件、叢集機台、其他機台介面、相鄰機台、鄰近機台、遍及工廠的機台、主電腦、另一控制器、或將晶圓之容器攜帶往返半導體製造廠中的機台位置及/或裝載埠的用於材料傳送之機台。
100:基板處理系統 101:基板處理腔室 102:下腔室區域 104:上腔室區域 108:腔室側壁表面 110:腔室底部表面 114:噴淋頭 118:圓頂 121:第一環形支撐件 122:基板支撐件 123:孔 126:基板 127:加熱元件（或加熱器板） 128-L:下部板 128-U:上部板 129-L:通孔 129-U:通孔 130:平面部分 131:平面部分 132:環形圈 140:感應線圈 142:氣體噴注器 150:氣體輸送系統 152:氣體源 154:閥 156:質量流量控制器（MFC） 158:混合歧管 170:電漿產生器 172:RF產生器 174:匹配網路 176:控制器 178:閥 180:泵 190:電漿 200:開啟週期 204:關閉週期 300:蝕刻輪廓 304:蝕刻輪廓 308:中心區域 312:邊緣區域 316:中間區域 320:中心峰 324:中心峰 400:方法 500,504,508:脈動遠程電漿循環
從實施方式章節及隨附圖式，將更全面地理解本揭露內容，其中：
圖1係根據本揭露內容的例示基板處理系統的功能方塊圖；
圖2顯示根據本揭露內容針對脈動遠程電漿循環的RF電漿開啟與關閉週期的例示離子能量分佈與電子溫度T e；
圖3顯示根據本揭露內容的脈動遠程電漿的例示蝕刻輪廓；
圖4顯示根據本揭露內容的用於執行脈動遠程電漿蝕刻的示例方法的步驟；及
圖5A、5B、及5C顯示根據本揭露內容的示例脈動遠程電漿循環。
在圖式中，參考符號可重複使用，以識別類似及/或相同的元件。

Claims (20)

  1. 一種執行脈動遠程電漿蝕刻的方法，該方法包含： 將一基板配置在一處理腔室之中，該處理腔室係建構以執行脈動遠程電漿蝕刻； 設定該處理腔室的至少一製程參數； 將至少一氣體混合物供給至該處理腔室的一上腔室區域； 在一開啟（ON）週期，將一第一電壓供給至圍繞該上腔室區域配置的線圈，以激發該至少一氣體混合物並在該處理腔室的該上腔室區域之內產生電漿； 在一關閉（OFF）週期，關閉該第一電壓，以停止在該處理腔室的該上腔室區域之內產生電漿；及 交替進行在該開啟週期中供給該第一電壓的步驟與在關閉週期中關閉該第一電壓的步驟，以在該處理腔室的該上腔室區域之內產生脈動遠程電漿。
  2. 如請求項1之執行脈動遠程電漿蝕刻的方法，更包含在該開啟週期供給一第二電壓至該等線圈。
  3. 如請求項1之執行脈動遠程電漿蝕刻的方法，其中在該關閉週期中之離子能量分佈係小於在該開啟週期中之離子能量分佈。
  4. 如請求項1之執行脈動遠程電漿蝕刻的方法，更包含基於所欲的離子能量分佈而設定該關閉週期的持續時間。
  5. 如請求項1之執行脈動遠程電漿蝕刻的方法，更包含基於與在該上腔室區域之內所產生的電漿相關聯的離子的壽命而設定該關閉週期的持續時間。
  6. 如請求項5之執行脈動遠程電漿蝕刻的方法，其中該關閉週期的持續時間係大於該離子的壽命。
  7. 如請求項6之執行脈動遠程電漿蝕刻的方法，其中該關閉週期的持續時間係小於與在該上腔室區域之內所產生的電漿相關聯的自由基的壽命。
  8. 如請求項7之執行脈動遠程電漿蝕刻的方法，其中該關閉週期的持續時間係介於0.1 ms與8.0 ms之間。
  9. 如請求項1之執行脈動遠程電漿蝕刻的方法，其中該開啟與關閉週期的佔空比係介於10%與90%之間。
  10. 一種執行脈動遠程電漿蝕刻的方法，該方法包含： 將一基板配置在一處理腔室之中，該處理腔室係建構以執行脈動遠程電漿蝕刻； 設定該處理腔室的至少一製程參數； 將至少一氣體混合物供給至該處理腔室的一上腔室區域； 在一第一週期，將一第一電壓供給至圍繞該上腔室區域配置的線圈，以激發該至少一氣體混合物並在該處理腔室的該上腔室區域之內產生電漿； 在一第二週期，將一第二電壓供給至該等線圈；及 交替供給該第一電壓與第二電壓，以在該處理腔室的該上腔室區域之內產生脈動遠程電漿。
  11. 如請求項10之執行脈動遠程電漿蝕刻的方法，其中在該第二週期中之離子能量分佈係小於在該第一週期中之離子能量分佈。
  12. 如請求項10之執行脈動遠程電漿蝕刻的方法，更包含基於與在該上腔室區域之內所產生的電漿相關聯的離子的壽命而設定該第二週期的持續時間。
  13. 一種執行脈動遠程電漿蝕刻的系統，該系統包含： 一處理腔室，建構以執行脈動遠程電漿蝕刻，其中該處理腔室包含一上腔室區域及一下腔室區域；及 一控制器，建構以： 控制一氣體輸送系統，以將至少一氣體混合物供給至該處理腔室的該上腔室區域，及 控制一電漿產生器，以：（i）在一開啟（ON）週期，將一第一電壓供給至圍繞該上腔室區域配置的線圈，以激發該至少一氣體混合物並在該處理腔室的該上腔室區域之內產生電漿；（ii）在一關閉（OFF）週期，關閉該第一電壓，以停止在該處理腔室的該上腔室區域之內產生電漿；及（iii）交替進行在該開啟週期中供給該第一電壓的操作與在關閉週期中關閉該第一電壓的操作，以在該處理腔室的該上腔室區域之內產生脈動遠程電漿。
  14. 如請求項13之執行脈動遠程電漿蝕刻的系統，其中該控制器係建構以在該開啟週期供給一第二電壓至該等線圈。
  15. 如請求項13之執行脈動遠程電漿蝕刻的系統，其中在該關閉週期中之離子能量分佈係小於在該開啟週期中之離子能量分佈。
  16. 如請求項13之執行脈動遠程電漿蝕刻的系統，其中該控制器係建構以基於所欲的離子能量分佈而設定該關閉週期的持續時間。
  17. 如請求項13之執行脈動遠程電漿蝕刻的系統，其中該控制器係建構以基於與在該上腔室區域之內所產生的電漿相關聯的離子的壽命而設定該關閉週期的持續時間。
  18. 如請求項17之執行脈動遠程電漿蝕刻的系統，其中該關閉週期的持續時間係大於該離子的壽命。
  19. 如請求項18之執行脈動遠程電漿蝕刻的系統，其中以下至少一者成立：（i）該關閉週期的持續時間係小於與在該上腔室區域之內所產生的電漿相關聯的自由基的壽命；及（ii）該關閉週期的持續時間係介於0.1 ms與8.0 ms之間。
  20. 如請求項13之執行脈動遠程電漿蝕刻的系統，其中該開啟與關閉週期的佔空比係介於10%與90%之間。
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