TWI494967B - 用於以電漿為基礎之處理的系統、裝置、方法 - Google Patents

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Description

用於以電漿為基礎之處理的系統、裝置、方法 【相關的案件及優先權】
此申請案係主張2010年8月29日申請的美國非臨時專利申請案號12/870,837的權益。申請案號12/870,837的細節係以其整體且為了所有適當的目的而被納入本申請案作為參考。
本揭露內容係大致有關於電漿處理。特定言之，但非限制的，本發明係有關用於電漿輔助的蝕刻及/或沉積之方法及裝置。
許多類型的半導體元件係利用電漿為基礎的蝕刻技術來加以製造。若被蝕刻的是一導體，則一相對於接地的負電壓可被施加至導電的基板以便於跨該基板導體的表面產生一實質均勻的負電壓，該負電壓係吸引帶正電的離子朝向該導體，並且因此該些撞擊該導體的正離子係具有實質相同的能量。
然而，若該基板是一種介電質，則一非變化的電壓是無法跨該基板的表面來建立一電壓。但是一AC電壓(例如，高頻)可被施加至該導電板(或夾頭)以使得AC電場在該基板的表面上誘發一電壓。在AC週期的正半週期期間，該基板係吸引相對於正離子的質量為輕的電子；因此許多電子 將會在週期的正部分期間被吸引至該基板的表面。因此，該基板的表面將會是帶負電的，此係使得離子被吸引朝向該帶負電的表面。並且當該些離子撞擊該基板的表面時，該撞擊係從該基板的表面去除材料，此係達成蝕刻。
在許多實例中，具有窄的離子能量分布是所期望的，但是施加一正弦曲線的波形至該基板係誘發寬的離子能量分布，此係限制該電漿製程能夠實行一所要的蝕刻輪廓的能力。達成窄的離子能量分布之已知的技術是昂貴的、效率差的、難以控制的，並且可能不利地影響電漿密度。因此，這些已知的技術尚未在商業上被採用。於是，一種用以解決目前技術之不足並且提供其它新穎且創新的特點之系統及方法是所需的。
展示在圖式中的本揭露內容之說明的實施例係被概述於下。這些實施例及其它的實施例係更完整地敘述在實施方式的段落中。然而，欲被理解的是，並沒有意圖要將本發明限制到此發明內容或實施方式中所述的形式。熟習此項技術者可以體認到有許多落在如同申請專利範圍中所表示之本發明的精神與範疇內的修改、等同物及替代的構造。
根據一實施例，本發明的特徵可以是一種用於以電漿為基礎的處理之系統。在此實施例中的該系統係包含一被配置以包含一電漿的電漿處理室以及一被設置在該電漿處理室內的基板支座，該基板支座係被設置以支承一基板。 此外，一離子能量的控制部分係響應於至少一離子能量的分布設定來提供至少一離子能量的控制信號，該至少一離子能量的分布設定係指出在該基板的表面之一所要的離子能量分布。一切換式電源供應器係施加電源至該基板以達成在該基板的表面之該所要的離子能量分布，並且在此實施例中的一離子電流補償構件係提供一可控制寬度的離子能量分布。
根據另一實施例，本發明可被描述為一種用於以電漿為基礎的處理之方法，其係包含可控制地切換至該基板的電源以便於施加一週期性的電壓函數至該基板，以及在該週期性的電壓函數的多個週期響應於在該基板的表面之一所要的離子能量分布以調變該週期性的電壓函數，以便於在時間平均的基礎上達成該所要的離子能量分布。
根據又一實施例，本發明的特徵可以是一種以電漿為基礎的處理裝置，其係包含一被配置以施加一週期性的電壓函數的切換式電源供應器以及一離子能量的控制部分，該離子能量的控制部分係在該週期性的電壓函數的多個週期響應於至少一離子能量的分布設定以調變該週期性的電壓函數的至少一參數，該至少一離子能量的分布設定係指出在該基板的表面之一所要的離子能量分布。
這些實施例以及其它的實施例係在此更詳細地加以描述。
一電漿處理系統的一示範性實施例係被大致展示在圖1中。如圖所繪，一電漿電源供應器102係耦接至一電漿處理室104，並且一切換式電源供應器106係耦接至一支座108，其中一基板110在該室104內係被支撐在該支座108之上。同樣被展示的是一耦接至該切換式電源供應器106的控制器112。
在此示範性實施例中，該電漿處理室104可藉由具有實質習知結構的室(例如，包含一藉由一或多個泵(未顯示)來抽空的真空外殼)來加以實現。此外，如同具有此項技術的通常知識者將會體認到的，在該室104中的電漿激勵可以是藉由包含例如螺旋型電漿源的各種來源中的任一種，其係包含磁性線圈及天線來在該反應器中點燃及維持一電漿114，並且一氣體入口可被設置以用於引進一氣體到該室104中。
如圖所繪，該示範性的電漿室104係被配置且組態設定以利用高能離子轟擊該基板110來實行電漿輔助的材料蝕刻。在此實施例中的電漿電源供應器102係被配置以經由一匹配網路(未顯示)，在一或多個頻率(例如，13.56MHz)下施加電力(例如，RF功率)至該室104，以便於點燃及維持該電漿114。應瞭解的是，本發明並不限於任何特定類型的電漿電源供應器102或來源以將電力耦合到該室104，並且各種頻率及功率位準可以是電容性或電感性耦合至該電漿114。
如圖所繪，待處理的一介電基板110(例如，一半導體 晶圓)係至少部分被一支座108所支承，該支座108可包含一習知的晶圓夾頭(例如，用於半導體晶圓處理)的一部分。該支座108可被形成為在該支座108與基板110之間具有一絕緣層，其中該基板110是電容性耦接至該平台，但是可浮接在一不同於該支座108的電壓。
如上所論述，若該基板110及支座108是導體，則施加一非變化的電壓至該支座108是可行的，並且由於透過該基板110的導電，被施加至該支座108的電壓亦被施加至該基板的表面110。
然而，當該基板110是一種介電質時，施加一非變化的電壓至該支座108是無法跨該基板110之受處理的表面建立一電壓。因此，該示範性的切換式電源供應器106係被配置以受到控制來在該基板的表面上110達成一電壓，該電壓係能夠吸引在該電漿114中的離子以和該基板110碰撞，以便於實行該基板110之受控的蝕刻及/或沉積。
再者，如同在此進一步論述的，該切換式電源供應器106的實施例係被配置以運作成使得在藉由該電漿電源供應器102施加(至該電漿114)的電力以及藉由該切換式電源供應器106施加至該基板110的電力之間有一非實質的互動。例如，藉由該切換式電源供應器106施加的電力是可控制的，以便在不實質影響該電漿114的密度下使得控制離子能量成為可能的。
再者，圖1中所描繪的示範性切換式電源供應器106的許多實施例是藉由相對價格低廉的構件來加以實現，其 可藉由相對簡單的控制演算法來加以控制。此外，相較於習知技術的解決方式，該切換模式電源供應器106的許多實施例是更加有效率的；因此降低能量成本，並且減少和移除過多的熱能相關的昂貴材料。
一種用於施加一電壓至一介電基板之已知的技術係利用一與複雜的控制方案相關之高功率的線性放大器來施加電力至一基板支座，此係在該基板的表面誘發一電壓。然而，此技術尚未被商業實體所採用，因為其尚未證明是符合成本效益、或者是夠容易控制的。尤其，該被利用的線性放大器通常是大型、非常昂貴、效率差、且難以控制的。再者，線性放大器本質上需要AC耦合(例如，一阻擋的電容器)，並且像是夾持的輔助功能係利用一並聯的饋電電路來加以達成，此係傷害用於具有一夾頭的來源之系統的AC頻譜純度。
另一種技術已經被考慮來施加高頻電力(例如，利用一或多個線性放大器)至該基板。然而，此技術已經被發現會不利地影響電漿密度，因為該被施加至基板的高頻電力會影響電漿密度。
在某些實施例中，圖1中所描繪的切換式電源供應器106可藉由降壓、升壓及/或升降壓類型電源技術來加以實現。在這些實施例中，該切換式電源供應器106可被控制以施加變化位準的脈波式電源以在該基板110的表面上誘發一電位。
在其它實施例中，該切換式電源供應器106係藉由其 它更複雜的切換式電源及控制技術來加以實現。接著參考圖2，例如，參考圖1所述的切換式電源供應器係藉由一切換式偏壓電源206所實現，該切換式偏壓電源206係被利用以施加電源至該基板110以達成轟擊該基板110的一或多個所要的離子能量。同樣被展示的是一離子能量控制構件220、一電弧偵測構件222、以及一耦接至該切換式偏壓電源206以及一波形記憶體224的控制器212。
這些構件之舉例說明的配置是合乎邏輯的；因此該些構件在實際的實施中可被組合或是進一步分開的，並且該些構件可用各種方式連接而不改變該系統的基本動作。在某些實施例中，例如，該控制器212可藉由硬體、軟體、韌體、或是其組合來加以實現，可被利用以控制該電源供應器202以及切換式偏壓電源206。然而，在替代的實施例中，該電源供應器202以及切換式偏壓電源206係藉由完全分開的功能單元加以實現。進一步舉例來說，該控制器212、波形記憶體224、離子能量控制部分220以及切換式偏壓電源206可以整合到單一構件中(例如，存在於一共同的殼體中)、或是可被分散到離散的構件中。
在此實施例中的切換式偏壓電源206係大致被配置以一種可控制的方式來施加一電壓至該支座208，以便於達成轟擊該基板的表面的一所要的離子能量分布。更明確地說，該切換式偏壓電源206係被配置以藉由在特定的功率位準施加一或多個特定的波形至該基板，來達成該所要的離子能量分布。並且更具體而言，響應於一來自該離子能 量控制部分220的輸入，該切換式偏壓電源206係施加特定的功率位準以達成特定的離子能量，並且利用一或多個藉由在該波形記憶體224中的波形資料所定義的電壓波形來施加該特定的功率位準。因此，一或多個特定的離子轟擊能量可利用該離子控制部分來加以選擇以實行該基板之受控制的蝕刻。
如圖所繪，該切換式電源供應器206係包含切換構件226’、226”(例如，高功率的場效電晶體)，其係適配於響應來自對應的驅動構件228’、228”的驅動信號來切換至該基板210的支座208的電力。此外，藉由該驅動構件228’、228”產生的驅動信號230’、230”係藉由該控制器212根據該波形記憶體224的內容所定義的時序來加以控制。例如，在許多實施例中的控制器212係適配於解譯該波形記憶體的內容並且產生驅動-控制信號232’、232”，該驅動-控制信號232’、232”係被該驅動構件228’、228”利用來控制至該切換構件226’、226”的驅動信號230’、230”。儘管兩個可用半橋式組態配置的切換構件226’、226”係為了舉例的目的而被描繪，但是當然可思及到較少或額外的切換構件可用各種架構(例如，H橋式組態)來加以實施。
在許多操作模式中，該控制器212(例如，利用該波形資料)係調變該驅動-控制信號232’、232”的時序，以在該基板210的支座208達成一所要的波形。此外，該切換式偏壓電源206係被適配於根據一離子能量的控制信號234來供應電力至該基板210，該離子能量的控制信號234可以 是一DC信號或是一時變的波形。因此，本實施例係藉由控制至該些切換構件的時序信號並且控制藉由該些切換構件226’、226”所施加的電力(藉由該離子能量的控制構件220所控制的)而致能對於離子分布能量的控制。
此外，在此實施例中的控制器212係被配置以響應於在該電漿室204中藉由該電弧偵測構件222偵測到的一電弧，以實行電弧管理功能。在某些實施例中，當一電弧被偵測到時，該控制器212係改變該些驅動-控制信號232’、232”以使得被施加在該切換式偏壓電源206的輸出236的波形來熄滅該電漿214中的電弧。在其它實施例中，該控制器212僅藉由中斷驅動-控制信號232’、232”的施加來熄滅電弧，因而電力在該切換式偏壓電源206的輸出236的施加係被中斷。
接著參考圖3，其係為可被利用以實現參考圖2所述的切換式偏壓電源206的構件之電路圖。如圖所示，在此實施例中的切換構件T1及T2係用一半橋(亦被稱為推拉輸出電路(totem pole))類型的拓撲而被配置。R2、R3、C1及C2係整體代表一電漿負載，並且C3是一選配的實體電容器以避免來自在該基板的表面上誘發的電壓、或是來自一靜電夾頭(未顯示)的電壓之DC電流流過該電路。如圖所繪，L1是雜散電感(例如，饋送電力至負載的導體之固有電感)。此外，在此實施例中有三個輸入：Vbus、V2及V4。
V2及V4係代表驅動信號(例如，參考圖2所述的由該驅動構件228’、228”輸出的驅動信號230’、230”)，並且 在此實施例中、V2及V4可被定時(例如，脈波的長度及/或相互的延遲)，使得T1及T2的關閉可被調變以控制在Vout輸出的電壓形狀，該電壓係被施加至該基板支座。在許多實施方式中，被用來實現該些切換構件T1及T2的電晶體並非理想的開關，因此為了達到一所要的波形，電晶體特有的特徵係被列入考慮。在許多操作模式中，單純改變V2及V4的時序即可致能一所要的波形被施加在Vout。
例如，該等開關T1、T2可被操作成使得在該基板110、210的表面的電壓大致是負的，其係利用接近且/或稍微超過一正電壓參考之週期性的電壓脈波。在該基板110、210的表面的電壓值是定義離子能量者，該電壓值可利用一離子能量分布函數(IEDF)來描述特徵。為了在該基板110、210的表面達成所要的電壓，在Vout的脈波可以是大致矩形的，並且具有一足夠長的寬度以在該基板110、210的表面誘發一短暫的正電壓，以便於吸引足夠的電子到該基板110、210的表面以達成該所要的電壓以及對應的離子能量。
Vbus在此實施例中係界定施加至Vout的脈波振幅，Vout係界定在該基板的表面之電壓並且因此界定該離子能量。再次簡略地參考圖2，Vbus可耦接至該離子能量控制部分，此可藉由一適配於施加一DC信號或是一時變的波形至Vbus的DC電源供應器來加以實現。
該兩個信號V2、V4的脈波寬度、脈波形狀、及/或相互的延遲可被調變以在Vout達到一所要的波形，並且施加至Vbus的電壓可以影響該些脈波的特徵。換言之，該電壓 Vbus可以影響該些信號V2、V4的脈波寬度、脈波形狀及/或相對的相位。簡略地參考圖4，例如，所展示的是描繪兩個可被施加至T1及T2(作為V2及V4)的驅動信號波形之時序圖，以便於在Vout產生如圖4中所繪的週期性電壓函數。為了調變在Vout的脈波形狀(例如，為了在Vout達成脈波的最小時間，但可達到該些脈波的一峰值)，該兩個閘極驅動信號V2、V4的時序可加以控制。
例如，該兩個閘極驅動信號V2、V4可被施加至該些切換構件T1、T2，因而相較於在脈波之間的時間T，該些脈波的每一個被施加在Vout的時間可以是短的，但也是足夠長到在該基板110、210的表面誘發一正電壓以吸引電子到該基板110、210的表面。再者，已經發現到藉由在該些脈波之間改變該閘極電壓位準，控制在該些脈波之間被施加至Vout的電壓斜率是可能的(例如，以在脈波之間達成在該基板的表面之一實質固定的電壓)。在某些操作模式中，該閘極脈波的重複速率大約是400kHz，但是此速率當然可以隨應用的不同而變化。
儘管非必須的，但實際上，根據在實際的實施上建立模型及改良，可被利用以產生所要的離子能量分布之波形可被定義，並且該些波形可被儲存(例如，在參考圖1所述的波形記憶體部分中成為一序列的電壓位準)。此外，在許多實施方式中，該些波形可以直接被產生(例如，在無來自Vout的回授下)；因此避免回授控制系統之不希望有的特點(例如，趨穩時間)。
再次參照圖3，Vbus可被調變以控制離子能量，並且儲存的波形可被利用以控制該些閘極驅動信號V2、V4，以在Vout達成一所要的脈波振幅，同時最小化脈波寬度。同樣地，此係根據該些電晶體之特定的特徵來加以達成，該些特徵可被建立模型或實施並且憑經驗地加以建立。例如參照圖5，所展示的是描繪Vbus相對於時間、在該基板110、210的表面之電壓相對於時間、以及對應的離子能量分布的圖形。
在圖5中的圖形係描繪操作該切換式偏壓電源106、206的單一模式，其係達成一被集中在一特定的離子能量之離子能量分布。如圖所繪，為了達成在此例子中的單一離子能量濃度，被施加在Vbus的電壓係被維持為固定的，而被施加至V2及V4的電壓是受到控制的(例如，利用圖3中所描繪的驅動信號)，以便於在該切換式偏壓電源106、206的輸出產生脈波，此係達成圖5中所示之對應的離子能量分布。
如圖5中所繪，在該基板110、210的表面之電位大致是負的，以吸引轟擊及蝕刻該基板110、210的表面之離子。被施加至基板110、210之週期性的短脈波(藉由施加脈波至Vout)係具有一藉由被施加至Vbus的電位所界定的大小，並且這些脈波係在該基板110、210的電位上造成一短暫的改變(例如，接近正或是稍微正的電位)，其係吸引電子到該基板的表面以沿著該基板110、210的表面達成該大致為負的電位。如圖5中所繪，施加至Vbus的固定電壓係達成一在 特定的離子能量之單一的離子通量濃度；因此，一特定的離子轟擊能量可僅藉由設定Vbus到一特定的電位來加以選擇。在其它操作模式中，兩個或多個個別的離子能量濃度可被產生。
例如接著參考圖6，所展示的是描繪一種雙模式的操作模式之圖形，其中兩個個別的波峰係在離子能量分布中被產生。如圖所示，在此操作模式中，該基板係遭受到兩個不同的電壓位準及週期性的脈波，並且因此兩個個別的離子能量濃度係被產生。如圖所繪，為了達成該兩個不同的離子能量濃度，被施加在Vbus的電壓係交替在兩個位準之間，並且每個位準係界定該兩個離子能量濃度的能量位準。
儘管圖6描繪該兩個在基板110、210之電壓為在每個脈波之後交替，當然此並非必須的。例如在其它操作模式中，被施加至V2及V4的電壓係相對於被施加至Vout的電壓而被交換(例如，利用圖3中所描繪的驅動信號)，因而在該基板的表面之感應電壓係在兩個或多個脈波之後從一第一電壓交替到一第二電壓(並且反之亦然)。
在習知技術中，已經嘗試施加兩個波形的組合(藉由波形產生器來加以產生)至一線性放大器並且施加該兩個波形之放大後的組合至該基板以便於達成多個離子能量。然而，此方法遠比參考圖6所述的方法複雜，並且需要一昂貴的線性放大器以及波形產生器。
接著參考圖7A及7B，所展示的是描繪在一電漿中所做的實際直接的離子能量量測之圖形，其係分別對應於被 施加至Vbus的DC電壓之單能以及雙位準的調節。如圖7A中所繪，該離子能量分布係響應於一非變化的電壓施加至Vbus(例如圖5中所繪者)而被集中在80eV的附近。此外，在圖7B中，兩個個別的離子能量濃度係響應於Vbus的雙位準的調節(例如圖6中所繪者)而存在於85eV以及115eV的附近。
接著參考圖8，所展示的是描繪本發明的另一實施例之方塊圖。如圖所繪，一切換式電源供應器806係耦接至一控制器812、一離子能量的控制構件820、以及經由一電弧偵測構件822來耦接至一基板支座808。該控制器812、切換式電源806、以及離子能量控制構件820係全體運作以施加電力至該基板支座808，以便於在時間平均的基礎上，在該基板810的表面達成一所要的離子能量分布。
例如簡略地參考圖9A，所展示的是一具有大約400kHz的頻率之週期性的電壓函數，其係在該週期性的電壓函數的多個週期藉由一大約5kHz的正弦調變函數來加以調變。圖9B是該週期性的電壓函數在圖9A中被圈起的部分之展開圖，並且圖9C係描繪在時間平均的基礎上所產生的離子能量分布，其係產生自該週期性的電壓函數的正弦調變。此外，圖9D係描繪當一週期性的電壓函數是藉由一正弦調變函數加以調變時，在一具有所產生的時間平均的IEDF的電漿中所做的實際直接的離子能量量測。如同在此進一步論述的，在時間平均的基礎上達成一所要的離子能量分布可僅藉由改變被施加至該週期性電壓的調變函數來加以達 成。
參照作為另一例子的圖10A及10B，一400kHz的週期性電壓函數係藉由一大約5kHz的鋸齒波調變函數來加以調變，以在時間平均的基礎上達到圖10C中所描繪的離子能量分布。如圖所繪，相關於圖10所利用的週期性電壓函數是和圖9中的相同，除了圖10中的週期性電壓函數是藉由一鋸齒波函數調變的，而不是藉由一正弦波函數。
應該體認到的是，圖9C及10C中所描繪的離子能量分布函數並不代表在該基板810的表面之一瞬間的離子能量分布，而是代表時間平均的離子能量。例如，參考圖9C，在時間上之一特定的瞬間，離子能量分布將會是該所描繪的存在於該調變函數的一完整週期的過程之離子能量分布的一個子集合。
亦應該體認到的是，該調變函數不需要是一固定的函數，也不需要是一固定的頻率。例如在某些實例中，利用一特定的調變函數的一或多個週期來調變該週期性的電壓函數以達成一特定的時間平均的離子能量分布，並且接著利用另一調變函數的一或多個週期來調變該週期性的電壓函數以達成另一時間平均的離子能量分布可能是所期望的。此種對於調變函數(其係調變該週期性的電壓函數)的改變在許多實例中可能是有利的。例如，若一特定的離子能量分布是蝕刻一特定的幾何結構或是蝕刻穿過一特定的材料所需的，則一第一調變函數可被利用，並且接著另一調變函數可接續被用來達成一不同的蝕刻幾何或是蝕刻穿過 另一材料。
類似地，該週期性的電壓函數(例如，在圖9A、9B、10A及10B中的400kHz成分以及在圖4中的Vout)並不需要是嚴格固定的(例如，該週期性的電壓函數的形狀及頻率可以變化)，但大致上其頻率係藉由在該室內的離子的過渡時間而被建立，使得在該室內的離子是受到被施加至該基板810的電壓所影響。
參照回圖8，該控制器812係提供驅動-控制信號832’、832”至該切換式電源806，使得該切換式電源806產生一週期性的電壓函數。該切換式電源806可藉由圖3中所描繪的構件來加以實現(例如，用以產生圖4中所描繪之一週期性的電壓函數)，但是當然可思及其它的切換架構亦可被利用。
一般而言，該離子能量控制構件820係作用以施加一調變函數至該週期性的電壓函數(其係藉由該控制器812結合該切換式電源供應器806來加以產生)。如同圖8中所示，該離子能量控制構件820係包含一調變控制器840，該調變控制器840係和一定制的(custom)IEDF部分850、一IEDF函數記憶體848、一使用者介面846、以及一電源構件844通訊。應該體認到的是，這些構件的描繪係欲表達功能構件，其實際上可以是藉由共同或是不同的構件來達成。
在此實施例中的調變控制器840大致係根據定義一調變函數的資料來控制該電源構件844(以及因此控制其輸出834)，並且該電源構件844係(根據來自該調變控制器840 的一控制信號842)產生調變函數834，該調變函數834係被施加至由該切換式電源806所產生之週期性的電壓函數。在此實施例中的使用者介面846係被配置以使得使用者能夠選擇儲存在該IEDF函數記憶體848中之一預先定義的IEDF函數、或是結合該定制的IEDF構件850來定義一定制的IEDF
在許多實施方式中，該電源構件844係包含一DC電源供應器(例如，一DC切換式電源供應器或是一線性放大器)，其係施加該調變函數(例如一變化的DC電壓)至該切換式電源供應器(例如，至圖3中所描繪的切換式電源供應器的Vbus)。在這些實施方式中，該調變控制器840係控制藉由該電源構件844輸出的電壓位準，使得該電源構件844施加一符合該調變函數的電壓。
在某些實施方式中，該IEDF函數記憶體848係包含對應於複數個IEDF分布函數的每一個的複數個資料組，並且該使用者介面846係使得使用者能夠選擇一所要的IEDF函數。例如參照圖11，展示在右邊的行的是可供使用者選擇利用的示範性IEDF函數。此外，左邊的行係描繪該調變控制器840結合該電源構件844將會施加至該週期性的電壓函數以達成對應的IEDF函數之相關的調變函數。應該體認到的是，在圖11中所描繪的IEDF函數只是示範性的，並且其它的IEDF函數亦為可供選擇利用的。
該定制的IEDF構件850大致係作用以使得使用者能夠經由該使用者介面846來定義一所要的離子能量分布函 數。例如在某些實施方式中，該定制的IEDF構件850係使得使用者能夠建立用於定義一離子能量分布的特定參數的值。
例如，該定制的IEDF構件850可以使得IEDF函數能夠以在一高位準(IF-高)、一中間位準(IF-中間)、以及一低位準(IF-低)之通量的相對位準(例如，以通量的百分比)結合一或多個定義IEDF在這些能量位準之間的函數來加以定義。在許多實例中，IF-高、IF-低以及在這些位準之間的IEDF函數就已足夠來定義一IEDF函數。以一特定的例子來說，使用者可以請求1200eV在20%的貢獻位準(對於整體IEDF的貢獻)、700eV在30%的貢獻位準以及在這兩個位準之間的一正弦曲線的IEDF。
亦被思及的是，該定制的IEDF部分850可以使得使用者能夠以一或多個(例如，多個)能量位準以及每個能量位準對於IEDF之對應的貢獻百分比的一個列表來填入一表。此外，在另一替代實施例中，被思及的是該定制的IEDF構件850結合該使用者介面846係藉由提供使用者一繪圖工具讓使用者能夠畫出一所要的IEDF，以使得使用者能夠在圖形上產生一所要的IEDF。
此外，亦被思及的是，該IEDF函數記憶體848以及定制的IEDF構件850可以互操作以使得使用者能夠選擇一預先定義的IEDF函數且接著改變該預先定義的IEDF函數以便於產生一從該預先定義的IEDF函數導出之定制的IEDF函數。
一旦一IEDF函數被定義後，該調變控制器840係轉換定義該所要的IEDF函數的資料成為一控制信號842，該控制信號842係控制該電源構件844以使得該電源構件844達成對應於該所要的IEDF的調變函數。例如，該控制信號842係控制該電源構件844以使得該電源構件844輸出一藉由該調變函數所定義的電壓。
接著參考圖12，其係為描繪其中一離子電流補償構件1260補償在該電漿室1204中的離子電流的一實施例之方塊圖。申請人已經發現到在較高的能量位準下，在該室內之較高的離子電流位準會影響在該基板的表面的電壓，並且因此離子能量分布亦受到影響。例如，簡略地參考圖15A-15C，所展示的是出現在基板1210或晶圓的表面的電壓波形以及其和IEDF的關係。
更明確地說，圖15A係描繪當離子電流II 等於補償電流Ic時，在該基板1210的表面之一週期性的電壓函數；圖15B係描繪當離子電流II 大於補償電流Ic時，在該基板1210的表面的電壓波形；並且圖15C係描繪當離子電流小於該補償電流Ic時，在該基板的表面的電壓波形。
相較於如圖15B中所繪的當II >Ic時之一均勻的離子能量散佈(spread)1472或是如圖15C中所繪的當II <Ic時之一均勻的離子能量散佈1474，如圖15A中所繪的當II =Ic時之一離子能量散佈1470是相當窄的。因此，該離子電流補償構件1260係在離子電流是高的時候致能窄的離子能量散佈(例如，藉由補償離子電流的效應)，並且其亦使得均勻的離 子能量散佈1572、1574的寬度能夠受到控制(例如，當具有一離子能量散佈是所期望的時候)。
如圖15B中所繪，在沒有離子電流補償下(當II >Ic)，在該週期性的電壓函數的正部分之間，在基板的表面的電壓係以一斜波狀的方式變成較不為負的，此係產生一較寬的離子能量散佈1572。類似地，如圖15C中所繪，當離子電流補償被利用以增加補償電流的位準到一超出該離子電流的位準(II <Ic)時，在該週期性的電壓函數的正部分之間，在該基板的表面的電壓係以一斜波狀的方式變成更為負的，並且一均勻的離子能量之較寬的散佈1574係被產生。
參照回圖12，該離子補償構件1260可被實現為一個別的配件，其可以選配地附加至該切換式電源供應器1206及控制器1212。在其它實施例中，(例如，如圖13中所繪)該離子電流補償構件1260可以和在此所述的其它構件(例如，該切換式電源供應器106、206、806、1206以及離子能量控制構件220、820)共用一共同的殼體1366。
如圖13中所繪，所展示的是一示範性的離子電流補償構件1360，其係包含一耦接至切換式電源的一輸出1336的電流源1364以及一耦接至該電流源1364與該輸出1336的電流控制器1362。同樣描繪在圖13中的是一電漿室1304，並且在該電漿室內的是電容性元件C1 、C2 、以及離子電流II 。如圖所繪，C1 係代表和該室1304相關的構件(其可包含絕緣、基板、基板支座、以及一靜電夾頭)之固有的電容，並且C2 係代表鞘電容以及雜散電容。
應注意到的是，因為在此實施例中的C1 是和該室1304相關的構件之一固有的電容，因此其並非被加入到處理的增益控制之一可存取的電容。例如，某些利用一線性放大器的習知技術解決方案係利用一阻擋電容器以將偏壓電源耦合至該基板，並且接著利用一橫跨該阻擋電容器監測到的電壓作為回授以控制其線性放大器。儘管在此揭露的許多實施例中，一電容器可將一切換式電源供應器耦接到一基板支座，但其並非必須如此做的，因為利用一阻擋電容器的回授控制在本發明的數個實施例中不是必要的。
當參照圖13時，亦同時參考到圖14，其係為描繪在圖13中所描繪的Vo之一示範性的電壓之圖形。在動作中，該電流控制器1362係監視在Vo的電壓，並且離子電流係在一段間隔t(描繪在圖14中)被計算為：
因為C1 對於一給定的工具而言是實質固定的並且可測量的，因此只有Vo需要被監測以致能補償電流之持續的控制。如上所論述，為了獲得一更為單能的離子能量分布(例如圖15A中所繪者)，該電流控制器係控制該電流源1364，以使得Ic和II 是實質相同的。以此種方式，即使當該離子電流到達一會影響在該基板的表面的電壓之位準時，離子能量的一窄散佈亦可被維持。並且此外，若需要的話，該離子能量的散佈可被控制成圖15B及15C中所繪者，因而另外的離子能量係在該基板的表面被實現。
同樣描繪在圖13中的是一回授線1370，其可相關控制一離子能量分布來加以利用。例如，圖14中所描繪的值△V係指出瞬間的離子能量並且可在許多實施例中被利用作為一回授控制迴路的部分。
接著參考圖16，所展示的是一電流源1664之一示範性實施例，其可被實施以實現參考圖13所述的電流源1364。在此實施例中，一可控制的負DC電壓源結合一串聯電感器L2係作用為一電流源，但是具有此項技術的通常知識者將會體認到根據此說明書，電流源可藉由其它構件及/或配置來加以實現。
接著參考圖17A及17B，所展示的是描繪本發明的其它實施例之方塊圖。如圖所示，在這些實施例中的基板支座1708係包含一靜電夾頭1782，並且一靜電夾頭電源1780係被利用以施加電力至該靜電夾頭1782。在某些變化中，如圖17A中所繪，該靜電夾頭電源1780係被設置以直接施加電力至該基板支座1708，而在其它變化中，該靜電夾頭電源1780係被設置以結合該切換式電源供應器來施加電力。應注意到的是，串聯夾持可藉由一個別的電源或是藉由該控制器的使用來實行，以達到一個純粹DC夾持功能。在此DC耦接的(例如，沒有阻擋電容器)串聯夾持功能中，來自其它RF來源之非所要的干擾可被最小化。
在圖18中所示的是描繪本發明的又一實施例之方塊圖，其中一大致作用以產生電漿密度的電漿電源供應器1884亦被配置在該切換式電源供應器1806以及靜電夾頭電 源1880的旁邊，以驅動該基板支座1808。在此實施中，該電漿電源供應器1884、靜電夾頭電源1880、以及切換式電源供應器1806的每一個可以存在於個別的組件中、或是該些電源1806、1880、1884中的兩個或多個可被建構成存在於相同的實體組件中。有利的是，圖18中所描繪的實施例係使得一頂端電極1886(例如，噴灑頭)能夠電氣接地以便於獲得電對稱性，並且由於較少的電弧事件而有損壞程度的降低。
參照圖19，所展示的是描繪本發明的又一實施例之方塊圖。如圖所繪，在此實施例中的切換式電源供應器1906係被配置以施加電源至該基板支座以及該室1904，以便於在不需要一額外的電漿電源供應器下(例如，在無電漿電源供應器102、202、1202、1702、1884下)偏壓該基板並且點燃(及維持)電漿。例如，該切換式電源供應器1806可被操作在一足以點燃及維持該電漿的工作週期，同時提供一偏壓至該基板支座。
接著參考圖20，其係為描繪可相關參考圖1-19所述的實施例而被利用的一控制部分的輸入參數及控制輸出之方塊圖。該控制部分的描繪係欲提供可相關在此論述的實施例而被利用之示範性的控制輸入與輸出之簡化的描繪-其並非打算成為一硬體圖。在實際的實施中，該所描繪的控制部分可被分散在數個離散的構件中，其係可藉由硬體、軟體、韌體、或是其組合來加以實現。
參考在此先前所論述的實施例，圖20中所描繪的控制 器可以提供以下的一或多個的功能：參考圖1所述的控制器112；參考圖2所述的控制器212及離子能量控制構件220；參考圖8所述的控制器812及離子能量控制部分820；參考圖12所述的離子補償構件1260；參考圖13所述的電流控制器1362；描繪在圖16中的Icc控制、分別描繪在圖17A及17B中的控制器1712A、1712B；以及分別描繪在圖18及19中的控制器1812、1912。
如圖所示，可被利用作為該控制部分的輸入之參數係包含dVo/dt及△V，其係參考圖13及14更詳細被描述。如所論述的，dVo/dt可結合一離子能量分布散佈的輸入△E而被利用以提供一控制信號Icc，該控制信號Icc係如同參考圖12、13、14、15A-C及圖16所述地控制該離子能量分布散佈的寬度。此外，一離子能量控制輸入(Ei)結合選配的回授△V可被利用以產生一離子能量控制信號(例如圖3中所描繪影響Vbus者)，以如同參考圖1-11更詳細所述地達成一所要的離子能量分布。此外，另一可結合許多靜電夾持的實施例而被利用的參數是一DC偏置(offset)輸入，其係提供靜電力以將晶圓保持到夾頭以供有效率的熱控制。
圖21係描繪根據此揭露內容的一實施例之一電漿處理系統2100。該系統2100係包含一電漿處理室2102，該電漿處理室2102係圍住用於蝕刻一基板2106的一頂表面2118之電漿2104。該電漿係藉由一電漿源2112(例如，在原處、遠端或是投射)來加以產生，而該電漿源2112是由一電漿電源供應器2122所供電的。一在該電漿2104以及該 基板2106的頂表面2118之間量測到的電漿鞘電壓Vsheath 係加速來自該電漿2104的離子橫跨一電漿鞘2115，使得加速後的離子撞擊一基板2106的一頂表面2118並且蝕刻該基板2106(或是該基板2106未被光阻保護的部分)。該電漿2104是在一相對於接地(例如，該電漿處理室2102的壁)的電漿電位V3 。該基板2106係具有一底表面2120，該底表面2120係經由一靜電夾頭2111以及一在該靜電夾頭2111的一頂表面2121與該基板2106之間的夾持電位Vchuck 而靜電地被保持到一支座2108。該基板2106是介電的，並且因此可在頂表面2118具有一第一電位V1 ，並且在底表面2120具有一第二電位V2 。該靜電夾頭2121的頂表面係接觸該基板的底表面2120，並且因此這兩個表面2120、2121是在相同的電位V2 。該第一電位V1 、夾持電位Vchuck 、以及第二電位V2 係經由一藉由切換式電源供應器2130所產生的具有一DC偏壓或偏置之AC波形來加以控制，並且經由一第一導體2124而被提供至該靜電夾頭2111。選配的是，該AC波形係經由該第一導體2124而被提供，並且該DC波形係經由一選配的第二導體2125而被提供。該切換式電源供應器2130的AC及DC輸出可經由一控制器2132來加以控制，該控制器2132亦被配置以控制該切換式電源供應器2130的各種特點。
離子能量以及離子能量分布是該第一電位V1 的一函數。該切換式電源供應器2130係提供一適合達成一已知能夠產生一所要的離子能量及離子能量分布之所要的第一電 位V1 之AC波形。該AC波形可以是RF，並且具有一非正弦曲線的波形，例如圖5、6、11、14、15a、15b及15c中所描繪者。該第一電位V1 可以是成比例於圖14中所描繪的電壓變化△V。該第一電位V1 亦等於該電漿電壓V3 減去該電漿鞘電壓Vsheath 。但由於該電漿電壓V3 相較於該電漿鞘電壓Vsheath (例如，50V-2000V)通常是小的(例如，小於20V)，因此該第一電位V1 以及電漿鞘電壓Vsheath 是大約相等的，並且為了實施的目的而可被視為相等的。因此，由於該電漿鞘電壓Vsheath 決定離子能量，所以該第一電位V1 係成比例於離子能量分布。藉由維持一固定的第一電位V1 ，該電漿鞘電壓Vsheath 是固定的，並且因此實質所有的離子都經由相同的能量而被加速，並且因此一窄的離子能量分布係被達成。該電漿電壓V3 係產生自經由該電漿源2112施予該電漿2104的能量。在該基板2106的頂表面2118的第一電位V1 係經由從該靜電夾頭2111電容性充電以及從通過該鞘2115的電子及離子的電荷累積的組合來加以形成。來自該切換式電源供應器2130的AC波形係被修整以偏置傳輸透過該鞘2115的離子及電子以及在該基板2106的頂表面2118所產生的電荷累積的效應，使得該第一電位V1 維持實質固定的。
將該基板2106保持到該靜電夾頭2111的夾持力是該夾持電位Vchuck 的一函數。該切換式電源供應器2130係提供一DC偏壓或DC偏置給該AC波形，因而該第二電位V2 是在一不同於該第一電位V1 的電位。此電位差係產生該夾 持電壓Vchuck 。該夾持電壓Vchuck 可以從該靜電夾頭2111的頂表面2221至該基板2106內的一參考層來加以量測，其中該參考層係包含除了該基板2106的底表面2120之外的該基板內的任意高度(該參考層在該基板2106內的確切位置可以變化)。因此，夾持是藉由該第二電位V2 來加以控制，並且成比例於該第二電位V2 。
在一實施例中，該第二電位V2 係等於該切換式電源供應器2130藉由該AC波形修改的DC偏置(換言之，一具有一DC偏置的AC波形，其中該DC偏置係大於該AC波形的一波峰至波峰電壓)。該DC偏置可以是實質大於該AC波形，使得該切換式電源供應器2130的輸出之DC成分決定該第二電位V2 ，因而該AC成分可被忽略或忽視。
在該基板2106內的電位係變化在該第一及第二電位V1 、V2 之間。該夾持電位Vchuck 可以是正或負的(例如，V1 >V2 或V1 <V2 )，因為不論該夾持電位Vchuck 極性為何，在該基板2106與靜電夾頭2111之間的庫倫吸引力都會存在。
該切換式電源供應器2130結合控制器2132可確定地且在無感測器之下監視各種的電壓。尤其，該離子能量(例如，平均能量及離子能量分布)係根據該AC波形的參數(例如，斜率及步階)而被確定地監測。譬如，該電漿電壓V3 、離子能量以及離子能量分布係成比例於藉由該切換式電源供應器2130所產生的AC波形的參數。尤其，該AC波形的下降邊緣的△V(參見例如圖14)係成比例於該第一電位V1 ，並且因此成比例於離子能量。藉由保持該第一電位V1 為固定的，離子能量分布可被保持為窄的。
儘管該第一電位V1 是無法直接量測的，並且在該切換式電源供應器輸出與該第一電壓V1 之間的關連性可能會根據該基板2106的電容以及處理參數而變化，但是在△V與該第一電位V1 之間的一比例常數可以在經過一段短的處理時間之後憑經驗地加以決定。譬如，在該AC波形的下降邊緣△V是50V，並且對於給定的基板及製程的比例常數是憑經驗地被發現為2的情形中，該第一電位V1 可被預期是100V。因此，該第一電位V1 、離子能量以及離子能量分布可以根據該切換式電源供應器的AC波形的認知，在該電漿處理室2102內無任何感測器下來加以判斷出。此外，該切換式電源供應器2130結合該控制器2132可以監視夾持是何時發生、以及是否正在發生(例如，是否該基板2106正經由該夾持電位Vchuck 而被保持到該靜電夾頭2111)。
解除夾持係藉由除去或降低該夾持電位Vchuck 來加以執行。此可藉由設定該第二電位V2 等於該第一電位V1 而被達成。換言之，該DC偏置以及AC波形可被調整以便於使得該夾持電壓Vchuck 接近0V。相較於習知的解除夾持方法，該系統2100係達成較快的解除夾持，並且因此達成較大的處理量，因為該DC偏置與AC波形兩者都可被調整以達成解除夾持。再者，當該DC及AC電源供應器是在該切換式電源供應器2130中，則它們的電路是更為統一、靠在一起、可經由單一控制器2132加以控制(相較於典型的DC及AC電源供應器之並聯的配置)，並且較快速地改變輸出。藉由 在此揭露的實施例所致能的解除夾持的速度亦致能在該電漿2104被熄滅之後、或是至少在來自該電漿源2112的電力已經被關斷之後的解除夾持。
該電漿源2112可具有各種形式。譬如，在一實施例中，該電漿源2112係包含一在該電漿處理室2102內的電極，該電極係在該室2102內建立一RF場，其係點燃及維持該電漿2104。在另一實施例中，該電漿源2112係包含一遠端投射的電漿源，其係遠端地產生一離子化電磁場，投射或延伸該離子化電磁場到該處理室2102中，並且在該電漿處理室內利用該離子化電磁場來點燃及維持該電漿2104。然而，該遠端投射的電漿源亦包含一場傳輸部分(例如，一導電管)，該離子化電磁場到該電漿處理室2102的途中係通過該場傳輸部分，在該時間期間，該離子化電磁場係被衰減以使得在該電漿處理室2102內的場強度只有該場最初在該遠端投射的電漿源中被產生時的場強度的十分之一、百分之一、千分之一或甚至是更小的部分。該電漿源2112並未按照比例繪製。
該切換式電源供應器2130可以浮接，並且因此可藉由一串聯連接在接地與該切換式電源供應器2130之間的DC電源(未繪出)而被偏壓在任何的DC偏置。該切換式電源供應器2130可以經由在該切換式電源供應器2130內部的AC及DC電源(參見例如圖22、23、26)、或是經由一在該切換式電源供應器2130內部的AC電源以及一在該切換式電源供應器2130外部的DC電源供應器(參見例如圖24、27)來 提供一具有一DC偏置的AC波形。在一實施例中，該切換式電源供應器2130可被接地並且串聯耦接至一浮接的DC電源，該浮接的DC電源則串聯耦接在該切換式電源供應器2130與該靜電夾頭2111之間。
當該切換式電源供應器2130包含AC及DC電源時，該控制器2132可以控制該切換式電源供應器的AC及DC輸出。當該切換式電源供應器2130和一DC電源串聯連接時，該控制器2132只可以控制該切換式電源供應器2130的AC輸出。在一替代實施例中，該控制器2130可以控制一耦接至該切換式電源供應器2130的DC電源供應器以及該切換式電源供應器2130兩者。熟習此項技術者將會體認到，儘管單一控制器2132係被描繪，但其它的控制器亦可被實施來控制被提供至該靜電夾頭2111的AC波形及DC偏置。
該靜電夾頭2111可以是一種介電質(例如，陶瓷)並且因此實質阻擋DC電壓的通過、或者其可以是一種例如是摻雜的陶瓷之半導的材料。在任一種情形中，該靜電夾頭2111可在靜電夾頭2111的一頂表面2121上具有一第二電壓V2 ，該頂表面2121係電容性耦合電壓到該基板2106(通常是一種介電質)的一頂表面2118以形成該第一電壓V1 。
該電漿2104的形狀及尺寸不一定是按照比例繪製的。譬如，該電漿2104的一邊緣可以是藉由某一電漿密度所界定，在此情形中，要記住的是該舉例說明的電漿2104並非以任何特定的電漿密度來繪製的。類似地，儘管有該舉例 說明的電漿2104的形狀，但至少某個電漿密度係填滿整個電漿處理室2102。該舉例說明的電漿2104的形狀主要是欲展示該鞘2115，該鞘2115確實具有一比該電漿2104實質較小的電漿密度。
圖22係描繪一電漿處理系統2200的另一實施例。在該舉例說明的實施例中，該切換式電源供應器2230係包含串聯連接的一DC電源2234以及一AC電源2236。控制器2232係被配置以控制該切換式電源供應器2230的一具有一DC偏置的AC波形的輸出，其係藉由控制該AC電源2236的波形以及該DC電源2234的偏壓或偏置。此實施例亦包含一靜電夾頭2211，該靜電夾頭2211係具有一內嵌在該夾頭2211中的柵或網狀電極2210。該切換式電源供應器2230係提供AC及DC偏壓至該柵電極2210。該DC偏壓和該AC成分(其實質小於該DC偏壓並且因此可被忽略)一起在該柵電極2210上建立一第三電位V4 。當該第三電位V4 不同於在該基板2206內的任何地方之一參考層(除了該基板2206的底表面2220之外)的電位時，一夾持電位Vchuck 以及一庫倫的夾持力係被建立，其係將該基板2206保持到該靜電夾頭2211。該參考層係一平行於該柵電極2210之假想的平面。該AC波形係從該柵電極2210透過該靜電夾頭2211的一部分以及透過該基板2206電容性耦合，以控制在該基板2206的一頂表面2218上的第一電位V1 。由於一電漿電位V3 相對於一電漿鞘電壓Vsheath 是可忽略的，因此該第一電位V1 以及該電漿鞘電壓Vsheath 是大約相等的，並且對於 實際的目的而言係被視為相等的。因此，該第一電位V1 係等於被用來加速離子通過該鞘2215的電位。
在一實施例中，該靜電夾頭2211可被摻雜以便於是足夠導電的，任何通過該夾頭2211的主體的電位差都是可忽略的，並且因此該柵或網狀電極2210可以是在和該第二電位V2 實質相同的電壓。
該柵電極2210可以是任何內嵌在該靜電夾頭2211中之導電的平面裝置，平行於該基板2206，並且被配置以藉由該切換式電源供應器2230來偏壓且建立一夾持電位Vchuck 。儘管該柵電極2210係被描繪成內嵌在該靜電夾頭2211的一下方部分中，該柵電極2210可被設置成更靠近或是較遠離該基板2206。該柵電極2210亦不必具有一柵圖案。在一實施例中，該柵電極2210可以是一實心的電極、或是具有一非柵形狀(例如，一棋盤圖案)之非實心的結構。在一實施例中，該靜電夾頭2211是一陶瓷或其它的介電質，並且因此在該柵電極2210上的第三電位V4 並不等於在該靜電夾頭2211的一頂表面2221上的第一電位V1 。在另一實施例中，該靜電夾頭2211是一稍微導電的摻雜的陶瓷，並且因此在該柵電極2210上的第三電位V4 可以是等於在該靜電夾頭2211的頂表面2221上的第二電位V2 。
該切換式電源供應器2230係產生一可以是非正弦曲線的AC輸出。該切換式電源供應器2230係能夠操作串聯的DC及AC電源2234、2236，因為該DC電源2234是AC導通的，並且該AC電源2236是DC導通的。非DC導通的示 範性的AC電源是某些當被提供DC電壓或電流時可能會受損的線性放大器。AC導通的電源以及DC導通的電源之使用係減少用在該切換式電源供應器2230的構件數目。譬如，若該DC電源2234是AC阻擋的，則一AC旁路或DC阻擋的構件(例如，一電容器)可能必須和該DC電源2234並聯配置。若該AC電源2236是DC阻擋的，則一DC旁路或AC阻擋的構件(例如，一電感器)可能必須和該AC電源2236並聯配置。
在此實施例中，該AC電源2238係大致被配置以一種可控制的方式來施加一電壓偏壓至該靜電夾頭2211，以便於達成一用於離子轟擊該基板2206的頂表面2218之所要的離子能量分布。更明確地說，該AC電源2236係被配置以藉由施加一或多個在特定的功率位準之特定的波形至該柵電極2210來達成該所要的離子能量分布。並且更具體而言，該AC電源2236係施加特定的功率位準以達成特定的離子能量，並且利用一或多個藉由儲存在一波形記憶體(未繪出)中的波形資料所定義的電壓波形來施加該些特定的功率位準。因此，一或多個特定的離子轟擊能量可被選擇以實行該基板2206之受控制的蝕刻。在一實施例中，該AC電源2236可以利用一切換模式配置(參見例如圖25-27)。該切換式電源供應器2230以及特別是該AC電源2236可以產生一如同在此揭露內容的各種實施例中所敘述的AC波形。
熟習此項技術者將會體認到該柵電極2210可能不是必要的，並且其它實施例可在無該柵電極2210下加以實施。 熟習此項技術者亦將會體認到該柵電極2210只是可被利用以建立夾持電位Vchuck 的許多裝置中之一例子而已。
圖23係描繪一電漿處理系統2300的另一實施例。該舉例說明的實施例係包含一用於提供一AC波形以及一DC偏壓至一靜電夾頭2311的切換式電源供應器2330。該切換式電源供應器2330係包含一DC電源2334以及一AC電源2336，兩個電源都可接地。該AC電源2336係產生一AC波形，該AC波形係經由一第一導體2324而被提供至一內嵌在該靜電夾頭2311中的第一柵或網狀電極2310。該AC電源2336係在該第一柵或網狀電極2310上建立一電位V4 。該DC電源2334係產生一DC偏壓，該DC偏壓係經由一第二導體2325而被提供至內嵌在該靜電夾頭2311中的一第二柵或網狀電極2312。該DC電源2334係在該第二柵或網狀電極2312上建立一電位V5 。該些電位V4 及V5 可以獨立地分別經由該AC及DC電源2336、2334控制的。然而，該第一及第二柵或網狀電極2310、2312亦可以是電容性耦合的，且/或在該些柵或網狀電極2310、2312之間可以有經由該靜電夾頭2311的一部分的DC耦合。若AC或DC耦合存在，則該些電位V4 及V5 可加以耦合。熟習此項技術者將會體認到該第一及第二柵電極2310、2312可被配置在遍及該靜電夾頭2311的各種位置中，其包含將該第一柵電極2310配置成比該第二柵電極2312更靠近到該基板2306。
圖24係描繪一電漿處理系統2400的另一實施例。在此實施例中，一切換式電源供應器2430係提供一AC波形 至一靜電夾頭2411，其中該切換式電源供應器2430的輸出係藉由DC電源供應器2434所提供的一DC偏壓加以偏置。該切換式電源供應器2430的AC波形係具有一藉由控制器2435所選的波形，以利用來自一具有一窄離子能量分布的電漿2404的離子來轟擊一基板2406。該AC波形可以是非正弦曲線的(例如，方波或脈波式)，並且可經由該切換式電源供應器2430的一AC電源2436來加以產生。夾持係經由來自該DC電源供應器2434的DC偏置來加以控制，該DC電源供應器2434係藉由控制器2433而被控制。該DC電源供應器2434可以串聯耦接在接地與該切換式電源供應器2430之間。該切換式電源供應器2430是浮接的，使得其DC偏壓可藉由該DC電源供應器2434來加以設定。
熟習此項技術者將會體認到儘管該舉例說明的實施例係展示兩個獨立的控制器2433、2435，但這些控制器可被組合成單一功能單元、裝置或系統，例如選配的控制器2432。此外，控制器2433及2435可被耦接以便於彼此通訊及共用處理的資源。
圖25係描繪一電漿處理系統2500的另一實施例。該舉例說明的實施例係包含一切換式電源供應器2530，其係產生一可具有一DC偏置的AC波形，該DC偏置係由一DC電源供應器(未繪出)所提供。該切換式電源供應器可經由選配的控制器2535來加以控制，該控制器2535係包含電壓及電流控制器2537、2539。該切換式電源供應器2530可包含一具有一受該電壓控制器2537控制的電壓輸出之可控制 的電壓源2538、以及一具有一受該電流控制器2539控制的電流輸出之可控制的電流源2540。該可控制的電壓及電流源2538、2540可以是並聯配置的。該可控制的電流源2540係被配置以補償一在一電漿2504與一基板2506之間的離子電流。
該電壓及電流控制器2537、2539可加以耦接且彼此通訊。該電壓控制器2537亦可控制該可控制的電壓源2538的一切換的輸出2539。該切換的輸出2539如同所繪地可包含兩個並聯的開關、或是可包含任何轉換該可控制的電壓源2538的一輸出成為一所要的AC波形(例如，非正弦曲線)的電路。經由該兩個開關，來自該可控制的電壓源2538之一受控的電壓或AC波形可和該可控制的電流源2540之一受控的電流輸出組合，以產生該切換式電源供應器2530的一AC波形輸出。
該可控制的電壓源2538係被描繪成具有一給定的極性，但是熟習此項技術者將會體認到相反的極性是等效於該所繪者。選配的是，該可控制的電壓及電流源2538、2540以及該切換的輸出2539可以是一AC電源2536的部分，並且該AC電源2536可和一DC電源(未繪出)串聯配置，該DC電源是在該切換式電源供應器2530內部或是在其外部。
圖26係描繪一電漿處理系統2600的又一實施例。在該舉例說明的實施例中，一切換式電源供應器2630係提供一具有一DC偏置的AC波形至一靜電夾頭2611。該波形的AC成分係經由透過一切換的輸出2639來彼此連接的一可 控制的電壓源2638以及一可控制的電流源2640的一並聯的組合來加以產生。該DC偏置係藉由一串聯耦接在接地與該可控制的電壓源2638之間的DC電源2634來加以產生。在一實施例中，該DC電源2634可以是浮接的，而不是接地的。類似地，該切換式電源供應器2630可以是浮接的、或是接地的。
該系統2600可包含一或多個用於控制該切換式電源供應器2630的一輸出的控制器。一第一控制器2632例如是可以經由一第二控制器2633以及一第三控制器2635來控制該切換式電源供應器2630的輸出。該第二控制器2633可以控制該切換式電源供應器2630之如同藉由該DC電源2634所產生的一DC偏置。該第三控制器2635可以藉由控制該可控制的電壓源2638以及該可控制的電流源2640來控制該切換式電源供應器2630的AC波形。在一實施例中，一電壓控制器2637係控制該可控制的電壓源2638的電壓輸出，並且一電流控制器2639係控制該可控制的電流源2640的一電流。該等電壓及電流控制器2637、2639可以彼此通訊，並且可以是該第三控制器2635的一部分。
熟習此項技術者將會體認到以上描述控制器相對於電源2634、2638、2640的各種配置的實施例並非限制性的，並且各種其它的配置亦可被實施而不脫離此揭露內容。譬如，該第三控制器2635或是該電壓控制器2637可以控制在該可控制的電壓源2638以及該可控制的電流源2640之間的一切換的輸出2639。作為另一例子的是，該第二及第 三控制器2633、2635可以彼此通訊(即使儘管未如此被描繪)。亦應該被理解的是，該可控制的電壓及電流源2638、2640的極性只是說明性而已，並非意謂限制性的。
該切換的輸出2639可以藉由交替地切換兩個並聯的開關操作，以便於塑形一AC波形。該切換的輸出2639可包含任意類型的開關，其包含(但不限於)MOSFET及BJT。在一變化中，該DC電源2634可被配置在該可控制的電流源2640與該靜電夾頭2611之間(換言之，該DC電源2634可以浮接)，並且該切換式電源供應器2630可接地。
圖27係描繪一電漿處理系統2700的另一實施例。在此變化中，該切換式電源供應器2734同樣是接地，但是其並非納入該切換式電源供應器2730中，該DC電源2734在此是一個別的構件並且提供一DC偏置至整個切換式電源供應器2730，而不只是在該切換式電源供應器2730內之構件。
圖28係描繪根據此揭露內容的一實施例之一種方法2800。該方法2800係包含一個置放一基板在一電漿室中的動作2802。該方法2800進一步包含一個在該電漿室中形成一電漿的動作2804。此種電漿可以在原處或是經由一遠端投射的來源來加以形成。該方法2800亦包含一個切換電源的動作2806。該切換電源的動作2806係牽涉到可控制地切換至該基板的電源以便於施加一週期性的電壓函數至該基板。該週期性的電壓函數可被視為一脈波式波形(例如，方波)或是一AC波形，並且包含一藉由與一切換式電源供應 器串聯的一DC電源所產生的DC偏置。在一實施例中，該DC電源可被納入該切換式電源供應器，並且因此與該切換式電源供應器的一AC電源串聯。該DC偏置係在一靜電夾頭的一頂表面以及在該基板內的一參考層之間產生一電位差，並且此電位差係被稱為該夾持電位。在該靜電夾頭與該基板之間的夾持電位係將該基板保持到該靜電夾頭，因此防止該基板在處理期間的移動。該方法2800進一步包含一個調變的動作2808，其中該週期性的電壓函數係在多個週期加以調變。該調變係響應於在該基板的表面之一所要的離子能量分布，以便於在時間平均的基礎上達成該所要的離子能量分布。
圖29係描繪根據此揭露內容的一實施例之另一種方法2900。該方法2900係包含一個置放一基板在一電漿室中的動作2902。該方法2900進一步包含一個在該電漿室中形成一電漿的動作2904。此種電漿可以在原處或是經由一遠端投射的來源來加以形成。該方法2900亦包含一個接收至少一離子能量的分布設定的動作2906。在該接收動作2906中接收到的設定可以指出在該基板的一表面之一或多個離子能量。該方法2900進一步包含一個切換電源的動作2908，其中至該基板的電源係可控制地被切換，以便於達成以下：(1)在時間平均的基礎上之一所要的離子能量分布；以及(2)在時間平均的基礎上之一所要的夾持電位。該電源可具有一AC波形以及一DC偏置。
總之，本發明除了其它方面外係提供一種用於利用一 切換式電源以選擇性地產生所要的離子能量之方法及裝置。熟習此項技術者可以容易體認到許多的變化及替代可以在本發明、其用途以及其配置中完成，以達成和藉由在此所述的實施例所達成者實質相同的結果。於是，並沒有意圖要限制本發明到所揭露的示範性形式。許多的變化、修改以及替代的構造都落在所揭露的發明範疇及精神內。
102‧‧‧電漿電源供應器
104‧‧‧電漿處理室
106‧‧‧切換式電源供應器
108‧‧‧支座
110‧‧‧基板
112‧‧‧控制器
114‧‧‧電漿
202‧‧‧電源供應器
204‧‧‧電漿室
206‧‧‧切換式偏壓電源
208‧‧‧支座
210‧‧‧基板
212‧‧‧控制器
220‧‧‧離子能量控制構件
222‧‧‧電弧偵測構件
224‧‧‧波形記憶體
226’、226”‧‧‧切換構件
228’、228”‧‧‧驅動構件
230’、230”‧‧‧驅動信號
232’、232”‧‧‧驅動-控制信號
234‧‧‧離子能量的控制信號
236‧‧‧輸出
804‧‧‧電漿室
806‧‧‧切換式電源供應器
808‧‧‧基板支座
810‧‧‧基板
812‧‧‧控制器
820‧‧‧離子能量的控制構件
822‧‧‧電弧偵測構件
832’、832”‧‧‧驅動-控制信號
834‧‧‧調變函數(輸出)
836‧‧‧輸出
840‧‧‧調變控制器
842‧‧‧控制信號
844‧‧‧電源構件
846‧‧‧使用者介面
848‧‧‧IEDF函數記憶體
850‧‧‧定制的IEDF部分
1202‧‧‧電源供應器
1204‧‧‧電漿室
1206‧‧‧切換式電源供應器
1208‧‧‧支座
1210‧‧‧基板
1212‧‧‧控制器
1260‧‧‧離子電流補償構件
1304‧‧‧電漿室
1336‧‧‧輸出
1360‧‧‧離子電流補償構件
1362‧‧‧電流控制器
1364‧‧‧電流源
1366‧‧‧殼體
1370‧‧‧回授線
1470‧‧‧離子能量散佈
1472‧‧‧均勻的離子能量散佈
1474‧‧‧均勻的離子能量散佈
1570‧‧‧離子能量
1572、1574‧‧‧離子能量散佈
1664‧‧‧電流源
1702‧‧‧電源供應器
1708‧‧‧基板支座
1710‧‧‧基板
1712A、1712B‧‧‧控制器
1780‧‧‧靜電夾頭電源
1782‧‧‧靜電夾頭
1806‧‧‧切換式電源供應器
1808‧‧‧基板支座
1810‧‧‧基板
1812‧‧‧控制器
1882‧‧‧靜電夾頭
1880‧‧‧靜電夾頭電源
1884‧‧‧電漿電源供應器
1886‧‧‧頂端電極
1904‧‧‧室
1906‧‧‧切換式電源供應器
1912‧‧‧控制器
2100‧‧‧電漿處理系統
2102‧‧‧電漿處理室
2104‧‧‧電漿
2106‧‧‧基板
2108‧‧‧支座
2111‧‧‧靜電夾頭
2112‧‧‧電漿源
2115‧‧‧電漿鞘
2118‧‧‧頂表面
2120‧‧‧底表面
2121‧‧‧頂表面
2122‧‧‧電漿電源供應器
2124‧‧‧第一導體
2125‧‧‧第二導體
2130‧‧‧切換式電源供應器
2132‧‧‧控制器
2134‧‧‧離子能量控制
2136‧‧‧離子電流補償
2200‧‧‧電漿處理系統
2202‧‧‧電漿處理室
2204‧‧‧電漿
2206‧‧‧基板
2208‧‧‧支座
2210‧‧‧柵(網狀)電極
2211‧‧‧夾頭
2212‧‧‧電漿源
2215‧‧‧鞘
2218‧‧‧頂表面
2220‧‧‧底表面
2221‧‧‧頂表面
2222‧‧‧電漿電源供應器
2230‧‧‧切換式電源供應器
2232‧‧‧控制器
2234‧‧‧DC電源
2236‧‧‧AC電源
2238‧‧‧AC電源
2300‧‧‧電漿處理系統
2302‧‧‧電漿處理室
2304‧‧‧電漿
2306‧‧‧基板
2308‧‧‧支座
2310‧‧‧第一柵(網狀)電極
2311‧‧‧靜電夾頭
2312‧‧‧第二柵(網狀)電極
2318‧‧‧頂表面
2320‧‧‧底表面
2321‧‧‧頂表面
2322‧‧‧電漿電源供應器
2324‧‧‧第一導體
2325‧‧‧第二導體
2330‧‧‧切換式電源供應器
2332‧‧‧控制器
2334‧‧‧DC電源
2336‧‧‧AC電源
2400‧‧‧電漿處理系統
2402‧‧‧電漿處理室
2404‧‧‧電漿
2406‧‧‧基板
2408‧‧‧支座
2411‧‧‧靜電夾頭
2412‧‧‧電漿源
2418‧‧‧頂表面
2420‧‧‧底表面
2421‧‧‧頂表面
2422‧‧‧電漿電源供應器
2430‧‧‧切換式電源供應器
2432‧‧‧控制器
2433‧‧‧控制器
2434‧‧‧DC電源供應器
2435‧‧‧控制器
2436‧‧‧AC電源
2500‧‧‧電漿處理系統
2502‧‧‧電漿處理室
2504‧‧‧電漿
2506‧‧‧基板
2508‧‧‧支座
2511‧‧‧夾頭
2512‧‧‧電漿源
2518‧‧‧頂表面
2520‧‧‧底表面
2521‧‧‧頂表面
2522‧‧‧電漿電源供應器
2530‧‧‧切換式電源供應器
2535‧‧‧控制器
2536‧‧‧AC電源
2537‧‧‧電壓控制器
2538‧‧‧可控制的電壓源
2539‧‧‧電流控制器(切換的輸出)
2540‧‧‧可控制的電流源
2600‧‧‧電漿處理系統
2602‧‧‧電漿處理室
2604‧‧‧電漿
2606‧‧‧基板
2608‧‧‧支座
2611‧‧‧靜電夾頭
2612‧‧‧電漿源
2618‧‧‧頂表面
2620‧‧‧底表面
2621‧‧‧頂表面
2622‧‧‧電漿電源供應器
2630‧‧‧切換式電源供應器
2632‧‧‧第一控制器
2633‧‧‧第二控制器
2634‧‧‧DC電源
2635‧‧‧第三控制器
2637‧‧‧電壓控制器
2638‧‧‧可控制的電壓源
2639‧‧‧切換的輸出
2640‧‧‧可控制的電流源
2700‧‧‧電漿處理系統
2702‧‧‧電漿處理室
2704‧‧‧電漿
2706‧‧‧基板
2708‧‧‧支座
2711‧‧‧夾頭
2712‧‧‧電漿源
2718‧‧‧頂表面
2720‧‧‧底表面
2721‧‧‧頂表面
2722‧‧‧電漿電源供應器
2730‧‧‧切換式電源供應器
2732‧‧‧第一控制器
2733‧‧‧第二控制器
2734‧‧‧DC電源
2735‧‧‧第三控制器
2737‧‧‧電壓控制器
2738‧‧‧可控制的電壓源
2739‧‧‧切換的輸出
2740‧‧‧可控制的電流源
2800‧‧‧方法
2900‧‧‧方法
藉由結合所附的圖式來參考以上的實施方式及所附的申請專利範圍時，本發明的各種目的、優點以及更完整的理解是明顯且更容易地體認，其中相同或類似的元件係在所有數個視圖中被指定相同的元件符號，並且其中：圖1係描繪根據本發明的一實施方式的一種電漿處理系統之方塊圖；圖2係描繪圖1中所描繪的切換式電源系統的一示範性實施例之方塊圖；圖3是可被利用以實現參考圖2所述的切換式偏壓電源的構件之電路圖；圖4是描繪兩個驅動信號波形之時序圖；圖5是操作該切換模式偏壓電源的一單一模式之圖形表示，其係達成一被集中在一特定的離子能量之離子能量分布；圖6是描繪一雙模式的操作模式之圖，其中在離子能量分布中產生兩個個別的波峰； 圖7A及7B是描繪在一電漿中所做的實際直接的離子能量量測之圖；圖8是描繪本發明的另一實施例之方塊圖；圖9A是描繪一藉由一正弦調變函數調變之示範性的週期性的電壓函數之圖；圖9B是圖9A中所描繪之週期性的電壓函數的一部分之展開圖；圖9C係描繪產生自該週期性的電壓函數的正弦調變，在時間平均的基礎上之所產生的離子能量分布；圖9D係描繪當一週期性的電壓函數是藉由一正弦調變函數加以調變時，在一所產生的時間平均的IEDF之一電漿中所做的實際直接的離子能量量測；圖10A係描繪藉由一鋸齒波調變函數加以調變的一週期性的電壓函數；圖10B是圖10A中所描繪之週期性的電壓函數的一部分之展開圖；圖10C是描繪產生自圖10A及10B中之週期性的電壓函數的正弦調變，在時間平均的基礎上之所產生的離子能量分布之圖；圖11是在右邊的行顯示IEDF函數並且在左邊的行顯示相關的調變函數之圖；圖12是描繪其中一離子電流補償構件係補償在一電漿室中的離子電流的一實施例之方塊圖；圖13是描繪一示範性的離子電流補償構件之圖； 圖14是描繪在圖13中所描繪的節點Vo的一示範性的電壓之圖；圖15A-15C是如同出現在該基板或晶圓的表面之響應於補償電流的電壓波形；圖16是一電流源的示範性實施例，其可被實施以實現參考圖13所述的電流源；圖17A及17B是描繪本發明的其它實施例之方塊圖；圖18是描繪本發明的又一實施例之方塊圖；圖19是描繪本發明的再一實施例之方塊圖；圖20是可相關參考圖1-19所述的實施例而被利用的輸入參數及控制輸出之方塊圖；圖21是描繪本發明的又一實施例之方塊圖；圖22是描繪本發明的又一實施例之方塊圖；圖23是描繪本發明的又一實施例之方塊圖；圖24是描繪本發明的又一實施例之方塊圖；圖25是描繪本發明的又一實施例之方塊圖；圖26是描繪本發明的又一實施例之方塊圖；圖27是描繪本發明的又一實施例之方塊圖；圖28係描繪根據此揭露內容的一實施例之一種方法；以及圖29係描繪根據此揭露內容的一實施例之另一種方法。
102‧‧‧電漿電源供應器
104‧‧‧電漿處理室
106‧‧‧切換式電源供應器
108‧‧‧支座
110‧‧‧基板
112‧‧‧控制器

Claims (23)

  1. 一種用於以電漿為基礎之處理的系統，其係包括：一被配置以包含一電漿的電漿處理室；一設置在該電漿處理室內且耦接至一基板的靜電夾頭，一離子能量的控制部分，該離子能量的控制部分係響應於至少一離子能量的分布設定以提供至少一離子能量的控制信號，該至少一離子能量的分布設定係指出在該基板的表面的離子能量分布之一所要的分布；一耦接至該靜電夾頭以及該離子能量的控制部分的切換式電源供應器，該切換式電源供應器係包含一或多個切換構件，該切換構件係被配置以響應於該離子能量的控制信號來提供一週期性的電壓函數至該靜電夾頭，其中該週期性的電壓函數係具有一AC波形以及一DC偏置，該AC波形係成比例於該電漿在該基板的表面之所要的離子能量分布，該DC偏置係成比例於一夾持電位，該夾持電位係維持在該基板與該靜電夾頭之間的耦接；以及一耦接至該靜電夾頭的離子電流補償構件，該離子電流補償構件係達成可控制寬度的該離子能量分布，該離子電流補償構件包含耦接至該靜電夾頭的DC電流源，藉以提供補償電流來補償該電漿處理室中的離子電流。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該切換式電源供應器是浮接的，並且該DC偏置係在該切換式電源供應器的外部被產生。
  3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該切換式電源供應器係包含一產生該DC偏置的DC偏置件。
  4. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該切換式電源供應器係包含一產生該AC波形的AC電源，並且其中該AC電源係被串聯耦接在該DC電源與該靜電夾頭之間。
  5. 如申請專利範圍第4項之系統，其中該DC電源係被串聯耦接在接地與該切換式電源供應器之間。
  6. 如申請專利範圍第4項之裝置，其中該AC波形係藉由該AC電源來加以產生，並且其中該DC偏置係藉由該DC電源來加以產生，並且其中該AC電源與該DC電源係並聯耦接至該靜電夾頭。
  7. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該AC波形係經由一第一導體而被提供至該靜電夾頭，並且該DC偏置係經由一第二導體而被提供至該靜電夾頭。
  8. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該夾持電位係存在於該靜電夾頭的一頂表面與一在該基板內的參考層之間。
  9. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該切換式電源供應器係被配置以響應於該一或多個驅動信號來施加一週期性的電壓函數至該基板支座；其中該離子能量的控制部分係被配置以在該週期性的電壓函數的多個週期，響應於該至少一離子能量的分布設定來調變該週期性的電壓函數的至少一參數，以便於在時間平均的基礎上，在該基板的表面產生該所要的離子能量 分布。
  10. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該至少一參數係包含一電壓振幅。
  11. 一種用於以電漿為基礎之處理的裝置，其係包括：一被配置以提供一或多個驅動-控制信號的控制器；一切換式電源供應器，其係響應於該一或多個驅動-控制信號來提供一週期性的電壓函數至一電漿處理室的一靜電夾頭，其中該週期性的電壓函數係具有一AC波形為成比例於在一耦接至該靜電夾頭的基板的一表面之一電漿的一離子能量密度，其中該AC波形係藉由該切換式電源供應器的一AC電源來加以產生，並且其中該切換式電源供應器係被配置以和一用於提供一DC偏置至該AC波形的DC電源串聯連接；以及一耦接至該切換式電源供應器之輸出端的離子電流補償構件，該離子電流補償構件包含可控制的DC電流源，該可控制的DC電流源與該DC電源是分開的，藉以提供補償電流來補償該電漿處理室中的離子電流。
  12. 如申請專利範圍第11項之裝置，其中該切換式電源供應器是浮接的。
  13. 如申請專利範圍第11項之裝置，其中該切換式電源供應器係包括一可控制的電壓源以及該可控制的DC電流源的至少一並聯配置，並且其中該AC波形是該並聯配置的一輸出。
  14. 一種用於以電漿為基礎之處理的方法，其係包括： 將一基板設置在一電漿室中；在該電漿室中形成一電漿；可控制地切換至該基板的電源以便於施加一週期性的電壓函數至該基板，其中該週期性的電壓函數係具有一藉由與一切換式電源供應器串聯的一DC電源所產生的DC偏置，並且其中該DC偏置係在該基板以及一靜電夾頭之間產生一夾持電位；在該週期性的電壓函數的多個週期，響應於在該基板的表面之一所要的離子能量分布來調變該週期性的電壓函數，以便於在時間平均的基礎上達成該所要的離子能量分布；以及利用與該DC電源分開的DC電流源來提供補償電流至該基板，藉以維持所要的離子能量分布。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中調變該週期性的電壓函數係包含調變該週期性的電壓函數的一振幅。
  16. 如申請專利範圍第14項之方法，其係包含：獲得定義在該基板的表面之該所要的離子能量分布的參數的值；轉換該獲得的參數的值成為調變資料；以及利用該調變資料來調變該週期性的電壓函數。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中參數的值係從一管理該以電漿為基礎之處理的操作者所獲得的。
  18. 如申請專利範圍第14項之方法，其係包含：從一包含定義複數個離子能量分布函數的資料的記憶 體選擇該所要的離子能量分布，以便於選擇一特定的離子能量分布函數；以及調變該週期性的電壓函數以便於在時間平均的基礎上達成該特定的離子能量分布函數。
  19. 如申請專利範圍第14項之方法，其係包含施加該可控制地切換的電源至該基板支座，以在該電漿處理室中點燃及維持該電漿。
  20. 如申請專利範圍第14項之方法，其係包含：控制一離子補償電流，以便於在時間平均的基礎上致能控制在該基板的表面之均勻的離子能量的一散佈。
  21. 一種用於以電漿為基礎之處理的方法，其係包括：將一基板設置在一電漿室中；在該電漿室中形成一電漿；接收指出在該基板的一表面的一或多個離子能量之至少一離子能量的分布設定；以及可控制地切換具有一AC波形以及一DC偏置的電源至該基板，以便於達成：在時間平均的基礎上之一所要的離子能量分布；以及在時間平均的基礎上之一所要的夾持電位；以及利用DC電流源來提供補償電流至該基板，藉以維持所要的離子能量分布。
  22. 如申請專利範圍第21項之方法，其中可控制地切換電源係包含： 串聯組合一在一週期性的電壓函數的多個週期進行調變的AC波形以及一DC偏置，該週期性的電壓函數係響應於該指出在該基板的表面的一或多個離子能量之至少一離子能量的分布設定，以便於在時間平均的基礎上達成該所要的離子能量分布。
  23. 如申請專利範圍第22項之方法，其中接收至少一離子能量的分布設定係包含接收定義一離子能量分布函數的資料。
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