TWI695411B - 用於處理基板的射頻脈衝反射減量的方法和系統 - Google Patents

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Abstract

本文提供一種用於處理腔室中的RF脈衝反射減量的方法與系統。在一些實施例中，方法包括以下步驟：(a)在第一時間週期期間從複數個RF產生器提供複數個脈衝RF功率波形，(b)決定複數個脈衝RF功率波形中之每一者的初始反射功率分佈，(c)針對複數個脈衝RF功率波形中之每一者，決定反射功率的最高位準，並控制匹配網路或RF產生器中之至少一者，以減少反射功率的最高位準，(d)決定複數個脈衝RF功率波形中之每一者的經調整反射功率分佈，以及(e)重複(c)與(d)，直到複數個脈衝RF功率波形中之每一者的經調整反射功率分佈在閾值調諧範圍中。

Description

用於處理基板的射頻脈衝反射減量的方法和系統
本揭示案之實施例一般係關於用於處理基板的RF功率傳輸方法。
在習知射頻(RF)電漿處理中，例如用於許多半導體裝置製造階段期間；可經由RF能量源，提供以連續或脈衝波模式產生的RF能量至基板處理腔室。由於RF能量源的阻抗與處理腔室內形成的電漿阻抗不匹配，故RF能量將反射回RF能量源，導致RF能量利用效率低又浪費能量，並且可能損壞處理腔室或RF能量源及可能造成基板處理不一致/無再現性的問題。因此，RF能量往往利用固定式或可調式匹配網路耦接到處理腔室中的電漿，匹配網路則操作以藉由更密切匹配電漿阻抗與RF能量源的阻抗來最小化反射RF能量。匹配網路確保RF源的輸出有效地耦接至電漿，以最大化耦接至電漿的能量的量(例如，稱為調諧RF功率傳輸)。因此，匹配網路確保總阻抗(亦即，電漿阻抗+腔室阻抗+匹配網路阻抗)與RF功率傳輸的輸出阻抗相同。在一些實施例中，RF能量源亦能夠頻率調諧或調整RF能量源提供的RF能量的頻率，以協助阻抗匹配。
在使用多個功率位準的脈衝的多個單獨RF功率訊號的處理腔室中，通常使用同步RF脈衝。多個單獨RF功率訊號可以是彼此獨立地異相的脈衝，或具有不同工作循環。可經由使用電晶體對電晶體邏輯（TTL）訊號完成同步。一個主產生器建立到其他從屬產生器的同步的TTL訊號。每一RF產生器（主與從屬）可利用獨立的工作循環及/或脈衝延遲提供脈衝RF功率。
然而，在使用多個功率位準的脈衝的多個單獨RF功率訊號的雙位準脈衝（例如，每一者具有高/低功率設定）中，一個脈衝工作循環中的阻抗變化使阻抗調諧變得困難。亦即，匹配網路及/或RF產生器無法隨著每一工作循環中的多次反射功率變化而充分調諧反射功率。
因此，發明者已在使用多個功率位準的脈衝的多個單獨RF功率訊號的處理腔室中，提供用於RF脈衝反射減量的改良方法與設備。
本文提供一種用於處理腔室中的RF脈衝反射減量的操作電漿增強基板處理系統的方法。在一些實施例中，一種用於處理腔室中的RF脈衝反射減量的操作電漿增強基板處理系統的方法，包括以下步驟：（a）在第一時間週期期間從複數個RF產生器提供複數個脈衝RF功率波形到處理腔室，（b）決定複數個脈衝RF功率波形中之每一者的初始反射功率分佈，（c）針對複數個脈衝RF功率波形中之每一者，決定第一時間週期期間的反射功率的最高位準，並控制耦接至產生脈衝RF功率波形的RF產生器的匹配網路或產生脈衝RF功率波形的RF產生器中之至少一者，以減少反射功率的最高位準，（d）決定複數個脈衝RF功率波形中之每一者的經調整反射功率分佈，以及（e）重複（c）與（d），直到複數個脈衝RF功率波形中之每一者的經調整反射功率分佈在閾值調諧範圍中。
在一些實施例中，提供一種具有指令儲存其上的非暫態電腦可讀取媒體，當執行指令時造成執行處理腔室中的RF脈衝反射減量的方法。所執行的方法可包括以下步驟：（a）在第一時間週期期間從複數個RF產生器提供複數個脈衝RF功率波形到處理腔室，（b）決定複數個脈衝RF功率波形中之每一者的初始反射功率分佈，（c）針對複數個脈衝RF功率波形中之每一者，決定第一時間週期期間的反射功率的最高位準，並控制耦接至產生脈衝RF功率波形的RF產生器的匹配網路或產生脈衝RF功率波形的RF產生器中之至少一者，以減少反射功率的最高位準，（d）決定複數個脈衝RF功率波形中之每一者的經調整反射功率分佈，（e）重複（c）與（d），直到複數個脈衝RF功率波形中之每一者的經調整反射功率分佈在閾值調諧範圍中。
在一些實施例中，基板處理系統可包括複數個RF產生器、複數個感測器、以及複數個匹配網路，複數個RF產生器經配置以在第一時間週期期間提供複數個脈衝RF功率波形到處理腔室，複數個感測器經配置以量測複數個脈衝RF功率波形的反射功率，複數個匹配網路中之每一者耦接到複數個RF產生器中之一者，其中複數個匹配網路中之每一者經配置以：（a）依據來自複數個感測器中之一者的量測，決定用於複數個脈衝RF功率波形中之一者的反射功率分佈；（b）決定在第一時間週期期間的反射功率分佈的反射功率的最高位準；（c）減少反射功率的最高位準；（d）依據來自複數個感測器中之一者的第二組量測，決定複數個脈衝RF功率波形中之每一者的經調整反射功率分佈；以及（e）重複（b）與（d），直到複數個脈衝RF功率波形中之每一者的經調整反射功率分佈在閾值調諧範圍中。
本發明的其他與進一步實施例將描述於後。
本發明之實施例在使用多個功率位準的脈衝的多個單獨RF功率訊號的處理腔室中，提供用於RF脈衝反射減量的改良方法與設備。特定言之，決定調諧閾值範圍，以定義最高與最低反射功率讀數之間的可接受/期望範圍。本發明之實施例專注於一個工作循環的最高反射功率點，並調諧此最高反射功率點。使用匹配網路及/或RF產生器調諧最高反射功率點。更新最高反射功率，隨後針對所決定的調諧閾值範圍檢查總反射功率。若所有的反射功率在閾值範圍中，則停止調諧。若否，則重複調諧處理，直到最高反射功率點與最低反射功率點之間的差異到達特定閾值位準（亦即，在調諧閾值範圍中）。本發明之實施例有利地提供一致的功率調節，改良的生產率，以及較佳的腔室對腔室匹配。
第1圖圖示可用於執行本文所揭示的發明方法的電漿反應器。發明方法可以在電容耦合電漿反應器（例如，第1圖所圖示）或任何其他合適的電漿反應器（例如電感耦合電漿反應器）中執行。然而，發明人已觀察到發明方法能夠特定有利於在電容耦合電漿反應器中，例如使用高偏壓功率（例如，約2000 W或更多）與低源功率（例如，約500W或更少），而例如在電感耦合電漿處理腔室中，不希望的充電效應可能更嚴重。在一些實施例中，發明人已發現發明方法在DC偏壓（VDC ）、VRF 、或電漿鞘電壓中的至少一者是約1000V或高於約1000V的配置中提供特定益處。
第1圖的反應器包括由圓柱形側壁102、地板103、及天花板104包圍的反應器腔室100。天花板104可以是包括氣體歧管106的氣體分配噴頭，氣體歧管106覆蓋氣體分配板108，氣體分配板108具有通過氣體分配板108而形成的通孔109。氣體歧管106係由具有氣體供應入口111的歧管外殼110包圍。氣體分配噴頭（亦即天花板104）係藉由絕緣環112與圓柱形側壁102電絕緣。真空泵114（例如渦輪分子泵）抽空腔室100。氣體控制板120控制到氣體供應入口111的不同處理氣體的獨立流率。經由腔室的地板103支撐的工件支撐基座136可具有絕緣頂表面與內部電極（晶圓支撐電極138）。舉例而言，內部電極可用於將基板137卡（chucking）至支撐基座136的頂表面。電漿源功率係從產生器140經由阻抗匹配網路142施加到天 花板104（在本文中亦稱為氣體分配噴頭）。天花板或氣體分配噴頭係由導電材料形成，例如鋁，並因此作為天花板電極。產生器140可在VHF頻譜的高部中產生VHF功率，如在100到200MHz的範圍中。產生器140具有在期望脈衝速率與工作循環產生的VHF功率的脈衝能力。為此目的，VHF源產生器140具有脈衝控制輸入140a，用於接收控制訊號或定義脈衝速率及/或工作循環以及由RF產生器140產生的每一脈衝的相位的訊號。
從RF偏壓產生器144經由RF阻抗匹配網路146以及從RF偏壓產生器148經由RF阻抗匹配網路149將電漿偏壓功率施加到晶圓支撐電極138。RF偏壓產生器144、148可在HF頻譜的低部中或在MF或LF頻譜中產生HF或LF功率，例如在13.56MHz或約1-2MHz的範圍中。RF偏壓產生器144、148具有在期望脈衝速率與工作循環產生的RF偏壓功率的脈衝能力。為此目的，RF偏壓產生器144、148具有脈衝控制輸入144a、148a，用於接收控制訊號或定義脈衝速率及/或工作循環以及由RF產生器144、148產生的每一脈衝的相位的訊號。RF偏壓產生器144、148可獨立控制脈衝、相位、及/或工作循環。此外，RF偏壓產生器144、148可以是同步或異步的脈衝。
可選擇地，電漿源功率可從第二VHF產生器經由VHF阻抗匹配（未圖示）施加到晶圓支撐電極138。第二VHF產生器可在VHF頻譜的低部中產生VHF功率，如在50到100 MHz的範圍中。第二VHF產生器具有在期望脈衝速率與工作循環產生的VHF功率的脈衝能力。為此目的，第二VHF產生器具有脈衝控制輸入，用於接收控制訊號或定義脈衝速率及/或工作循環以及由第二VHF產生器產生的每一脈衝的相位的訊號。舉例而言，在一些實施例中，RF偏壓產生器144、148中之一者與其部件（例如，匹配、脈衝控制輸入等）可利用第二VHF產生器與其部件替換。可替代地，除了第一RF產生器140、以及偏壓產生器144、148與其各自部件之外，可包括第二VHF產生器與其部件。
在一些實施例中，匹配網路142、146、及149可藉由一或更多個電容器及/或電感器形成。電容器的值可經電子或機械調諧，以調整匹配網路142、146、及149之每一者之匹配。在低功率系統中，一或更多個電容器可經電子調諧、而非機械調諧。在一些實施例中，匹配網路142、146、及149可具有可調諧電感器。在一些實施例中，用於匹配網路142、146、及149的一或更多個電容器可以是一或更多個固定電容器或串聯電容器。在其他實施例中，用於匹配網路142、146、及149的一或更多個電容器可以是可變電容器，可經電子或機械調諧，以調整匹配網路142、146、及149之匹配。在一些實施例中，匹配網路142、146、及149中之一或更多者可具有接地的電容分流器。上述匹配網路僅用於說明，並可根據本文提供之教示，利用及調諧具有用於調諧匹配網路的一或更多個可調整元件的匹配網路的其他各種配置。
脈衝控制器160係為可程式化，以將脈衝控制訊號應用至產生器 140、144、148的脈衝控制輸入140a、144a、148a中之每一者，以產生產生器140（例如，VHF源功率產生器）與RF偏壓功率產生器144、148的脈衝中的所期望的相位超前或落後關係及/或工作循環關係。儘管第1圖僅圖示為單獨部件，在一些實施例中，脈衝控制器160可設置於每一RF產生器內部。同步訊號將在主產生器（例如產生器140）中產生，並發送給其他從屬產生器（例如，產生器144及/或148）。
在一些實施例中，RF產生器140、144、及148、匹配網路142、146、及149、及/或脈衝控制器160包含中央處理單元（CPU）、複數個支援電路、及記憶體。儘管RF產生器140、144、及148、匹配網路142、146、及149、及脈衝控制器160的示例性實施例係描述為關於具有CPU、支援電路、及記憶體的電腦，該領域具有通常知識者將理解，RF產生器140、144、及148、匹配網路142、146、及149、及脈衝控制器160可利用各種方式實現，包括特定用途積體電路（ASIC）、現場可程式閘陣列（FPGA）、系統單晶片（SOC）、及類似物。脈衝控制器160的各種實施例亦可利用如本領域已知的相應輸入/輸出介面整合於其他處理工具控制器中。
支援電路可包括顯示裝置以及其他電路，以支援CPU的功能。此類電路可包括時脈電路、快取記憶體、電源、網路卡、視訊電路、及類似物。
記憶體可包含唯讀記憶體、隨機存取記憶體、可移除記憶體、磁碟驅動器、光碟驅動器、及/或其他形式的數位儲存。記憶體經配置為儲存作業系統，以及次晶圓廠控制模組。作業系統執行以控制RF產生器140、144、及148、匹配網路142、146、及149、及脈衝控制器160的一般操作，包括促進各種處理、應用程式、及模組的執行，以控制一或更多個產生器140、144、及148或匹配網路142、146、及149，以執行本文所述的方法（例如，下述之方法600）。
此外，DC產生器162可耦接至晶圓支撐電極138與天花板104之任一者（或二者）。在一些實施例中，DC產生器162可供應連續及/或可變DC。在一些實施例中，DC產生器162可提供脈衝DC功率。DC產生器的脈衝重複率、相位、及工作循環係藉由脈衝控制器160控制。可提供DC隔離電容器164、166，以隔離每一RF產生器與DC產生器162。由DC產生器162產生的DC訊號可以與由產生器140、144、及148產生的RF訊號同步，以提供益處，例如減少基板137上的充電或改良使用形成於電漿反應器中的電漿的基板的蝕刻速率控制。
第2A圖圖示可反映產生器140、144、148之每一者的脈衝RF輸出的時間域波形圖，其展示脈衝RF輸出的脈衝包絡，其特徵在於由脈衝控制器160控制的獨立於每一產生器140、144、148的以下參數：脈衝持續時間tP 、脈衝「on」時間tON 、脈衝「off」時間tOFF 、脈衝頻率1/tP 、及脈衝工作循環（tON /tP ）·100百分比。脈衝持續時間tP 係為tON 與tOFF 的總和。
第2B與2C圖圖示同步的二個RF脈衝訊號的同時時域波形，以此方式，二個RF脈衝訊號具有相同相位與工作循環，因此二個RF脈衝訊號之間的相位差為零。第2B與2C圖所示的示例性實施例係為第一脈衝RF訊號（例如，脈衝源訊號）與第二脈衝RF訊號（例如，脈衝偏壓訊號）之間的同步的一個示例性形式。在此示例性實施例中，每一脈衝訊號的相位與工作循環二者皆相同。
在本揭示案之一些實施例中，由產生器140、144、及148提供的脈衝訊號的相位不同。第3A到3D圖圖示相位差可如何藉由脈衝控制器160而改變，並圖示源與偏壓功率波形在相位差分別為0°、90°、180°、及270°的疊加，相位差係藉由第二脈衝輸出落後於第一脈衝輸出多少而定義。第3A圖對應於第2B圖的相位差為零的實例。第3B圖圖示偏壓功率脈衝輸出落後源功率脈衝輸出90°的情況。第3C圖圖示偏壓功率脈衝輸出落後源功率脈衝輸出180°的情況。第3D圖圖示偏壓功率脈衝輸出落後源功率脈衝輸出270°的情況。儘管第3A-3B圖僅圖示具有不同相位的二個脈衝RF訊號，與本發明一致的實施例亦可包括具有不同相位的三或更多個脈衝RF訊號。
在一些實施例中，在激發電漿的脈衝時可藉由控制RF包絡的相位超前或落後以增強蝕刻速率。當源與偏壓的脈衝彼此獨立而異相，或具有不同工作循環時，甚高頻（VHF）與低頻（LF）的不同電漿動力允許使電漿更好地填充整個脈衝。在一些實施例中，約162 MHz的源頻率的VHF的組合係用於與約13.56 MHz的偏壓頻率以及約2 MHz的另一偏壓頻率結合。在一些實施例中，約162 MHz的源頻率的VHF的組合係用於與約60 MHz的偏壓頻率以及約2 MHz的另一偏壓頻率結合。在一些實施例中，約60 MHz的源頻率係用於與約2 MHz及/或約13.56 MHz的偏壓頻率組合。
第4A圖圖示根據本發明一些實施例的多個功率位準的脈衝的多個單獨RF功率訊號。在第4A圖中，圖示三個單獨RF功率波形，即第一RF功率波形402、第二RF功率波形404、及第三RF功率波形406。與本發明實施例一致的三個單獨RF功率波形402、404、及406中之每一者可以是獨立且彼此異相的多個功率位準的脈衝，或具有不同工作循環。可分別藉由源與偏壓RF產生器140、144、及148提供RF功率波形402、404、及406。三個單獨RF功率波形402、404、及406可以是彼此同步的脈衝。在一些實施例中，三個單獨RF功率波形402、404、及406可以是不同步的脈衝。
在一些實施例中，第一RF功率波形的頻率可為約2 Mhz至約162 MHz。在一些實施例中，第一脈衝持續時間的第一功率位準可以是約200瓦特至約5.0 KW（例如，3.6KW），第二功率位準的值可以是第一功率位準的約0-100％。在其他實施例中，第二功率位準可大於第一功率位準。
在第4A圖中，可在時間t0 引入第一RF功率波形402，而第一RF功率波形402可包含在二個相應RF功率週期tHIGH1 與tLOW1 期間應用的第一功率位準的第一功率脈衝410與第二功率位準的第二功率脈衝412。如第4A圖所示，第一RF功率脈衝410可在第二RF功率脈衝412之前。若有需要，則可利用該順序或不同順序提供附加RF功率脈衝。如第4A圖所示，第一RF功率脈衝410可利用高功率位準提供，第二RF功率脈衝412可利用較第一RF功率脈衝410的第一功率位準更低的低功率位準提供。可適當地使用附加步驟（亦即，附加RF功率脈衝）與功率位準。在一些實施例中，應用每一RF功率脈衝410與412的時間週期tHIGH1 與tLOW1 的每一者彼此不同。在其他實施例中，應用每一RF功率脈衝410與412的時間週期tHIGH1 與tLOW1 可以彼此等效。在一些實施例中，可利用約2 MHz至約162MHz的頻率提供第一RF波形402。在其他實施例中，可使用如上所述的其他頻率。
亦可在時間t0 或在延遲週期（未圖示）之後引入第二RF功率波形404。第二RF功率波形404可包含在二個相應RF功率週期tHIGH2 與tLOW2 期間應用的第一功率位準的第一功率脈衝420與第二功率位準的第二功率脈衝422。如第4A圖所示，第一RF功率脈衝420可在第二RF功率脈衝422之前。若有需要，則可利用該順序或不同順序提供附加RF功率脈衝。如第4A圖所示，第一RF功率脈衝420可利用高功率位準提供，第二RF功率脈衝422可利用零功率位準或較第一RF功率脈衝420的第一功率位準更低的低功率位準提供。可適當地使用附加步驟（亦即，附加RF功率脈衝）與功率位準。在一些實施例中，應用每一RF功率脈衝420與422的時間週期tHIGH2 與tLOW2 的每一者彼此不同。在其他實施例中，應用每一RF功率脈衝420與422的時間週期tHIGH2 與tLOW2 可以彼此等效。在一些實施例中，可利用約2 MHz至約162MHz的頻率提供第二RF波形404。在其他實施例中，可使用如上所述的其他頻率。
可在延遲434之後引入第三RF波形406。在一些實施例中，第一延遲週期可以在10 μs-1 ms之間。在一些實施例中，延遲可大於1 ms。類似於第一與第二RF波形402、404，第三RF功率波形406可包含在二個相應RF功率週期tHIGH3 與tLOW3 期間應用的第一功率位準的第一功率脈衝430與第二功率位準的第二功率脈衝432。如第4A圖所示，第一RF功率脈衝430可在第二RF功率脈衝432之前。若有需要，則可利用該順序或不同順序提供附加RF功率脈衝。如第4A圖所示，第一RF功率脈衝430可利用高功率位準提供，第二RF功率脈衝432可利用零功率位準或較第一RF功率脈衝430的第一功率位準更低的低功率位準提供。可適當地使用附加步驟（亦即，附加RF功率脈衝）與功率位準。在一些實施例中，應用每一RF功率脈衝430與432的時間週期tHIGH2 與tLOW2 的每一者彼此不同。在其他實施例中，應用每一RF功率脈衝430與432的時間週期tHIGH3 與tLOW3 可以彼此等效。在一些實施例中，可利用約2 MHz至約162MHz的頻率提供第二RF波形406。在其他實施例中，可使用如上所述的其他頻率。
第4A圖進一步圖示三個RF功率波形402、404、及406的工作循環係為同步。亦即，三個RF功率波形402、404、及406中之每一者在等效時間週期tp1 440、tp2 442、tp3 444、及tp4 446具有相同的功率圖案。
第4B圖圖示如第4A圖所示的單一時間週期tp1 440（亦即，工作循環）期間的三個RF功率波形402、404、及406的進一步細節。特定言之，第4B圖圖示8個不同週期/步驟450，其中由三個RF功率波形402、404、及406在每一步驟建立的反射功率以及因此在每一步驟中產生的阻抗彼此不同。
第5A圖圖示在8個週期/步驟450中之每一者期間的在502的第一RF功率波形402、在504的第二RF功率波形404、及在506的第三RF功率波形406的初始反射功率分佈500。在一些實施例中，複數個脈衝RF功率波形402、404、及406中之每一者的反射功率分佈502、504、及506係由任何給定時間提供到處理腔室的所有脈衝RF功率波形402、404、及406所影響。在一些實施例中，可透過經由通訊式耦接至RF產生器140、144、及148的一或更多個感測器的量測，或者藉由RF產生器140、144、及148中之一或更多者偵測反射功率，以決定反射功率。
經由一系列步驟將初始反射功率500減少到反射功率530的最終減量設定（亦即，調諧目標反射值），以滿足調諧閾值範圍510。調諧閾值範圍510定義RF功率波形的最高反射功率與RF功率波形的最低反射功率之間的最大可接受差異。在一些實施例中，調諧閾值範圍510係為預定義值。在其他實施例中，調諧閾值範圍510係為計算或平均值。在如第5A圖所示的一些實施例中，相同的調諧閾值範圍510係用於所有的三個反射功率分佈502、504、及506。儘管如第5A圖所示的調諧閾值範圍510可以相同，用於每一RF功率分佈的範圍的位準可以不同。在一些實施例中，不同的調諧閾值範圍510可應用到三個反射功率分佈502、504、及506。通常，由於調諧參數具有兩至三個自由度，調諧閾值範圍510無法為零（亦即，試圖將反射功率減少到零）。亦即，在一些實施例中，因為匹配網路142、146、及149中之每一者可以是二電抗或三電抗配置，且無法調整以補償所有8個反射功率/阻抗週期/步驟420，所以反射功率並不為零。
第5B圖圖示根據本發明一些實施例的使用多個功率位準的脈衝的多個單獨RF功率訊號的處理腔室中的RF脈衝反射減量的調諧方法。第5B圖係相對於第6圖描述，而第6圖圖示根據本發明一些實施例的使用多個單獨RF功率的處理腔室中的RF脈衝反射減量的方法600的流程圖。舉例而言，可在上述第1圖的電漿反應器中執行方法600。方法600開始於602，在第一時間週期期間從複數個RF產生器提供複數個脈衝RF功率波形到處理腔室。在一些實施例中，由三個單獨RF產生器提供三或更多個脈衝RF功率波形到處理腔室。在一些實施例中，複數個波形的第一脈衝RF功率波形係為RF源訊號，例如，由產生器140提供的正向功率。可利用約60MHz至約162MHz之間的VHF頻率提供第一脈衝RF功率波形。在一些實施例中，第一脈衝RF功率波形的VHF頻率係為約162 MHz。在一些實施例中，第一脈衝RF功率波形的VHF頻率係為約60 MHz。在一些實施例中，第一脈衝RF功率波形的第一功率位準可以是約200瓦特至約5.0KW（例如，3.6KW）。在一些實施例中，複數個波形的第二脈衝RF功率波形係為RF偏壓訊號，例如，由產生器144或148提供的正向功率。在一些實施例中，複數個脈衝RF功率波形的第二脈衝RF功率波形係為偏壓RF功率訊號，例如，由產生器144或148提供的偏壓功率。可利用約2 MHz至約162MHz之間的頻率提供第二脈衝RF功率波形。在一些實施例中，第二脈衝RF功率波形的頻率係為約60MHz。在一些實施例中，第二RF源訊號的第一脈衝持續時間的第一功率位準可以是約200瓦特至約5.0KW（例如，3.6KW）。在一些實施例中，第二脈衝RF功率波形可以與第一脈衝RF功率波形同步。類似地，複數個波形的第三脈衝RF功率波形亦可為RF偏壓訊號，例如，由產生器144或148提供的正向功率。
在604，決定複數個脈衝RF功率波形中之每一者的初始反射功率分佈500（例如，第5A圖中的502、504、及506）。在一些實施例中，可透過經由通訊式耦接至RF產生器140、144、及148的一或更多個感測器的量測，或者藉由RF產生器140、144、及148中之一或更多者偵測反射功率，以取得初始反射功率分佈。在一些實施例中，可經由依據所使用的正向功率的估計或計算取得初始反射功率分佈。在一些實施例中，每一初始反射功率分佈包括第一時間週期期間的複數個不同位準的反射功率。複數個脈衝RF功率波形中之每一者的反射功率分佈係由任何給定時間提供到處理腔室的所有脈衝RF功率波形所影響。舉例而言，第5B圖圖示用於脈衝RF功率波形402的初始反射功率分佈500。
在606，針對複數個脈衝RF功率波形中之每一者運行處理。特定言之，針對複數個脈衝RF功率波形中之每一者，決定第一時間週期期間在608的反射功率的最高位準（例如，第5B圖中的反射功率552）。在610，控制耦接至產生脈衝RF功率波形的RF產生器的匹配網路或產生脈衝RF功率波形的RF產生器中之至少一者，以減少反射功率552的最高位準。在一些實施例中，匹配網路包括可變電容器，並電子或機械調諧可變電容器，以減少反射功率552的最高位準。在其他實施例中，控制產生脈衝RF功率波形的RF產生器，以調整脈衝RF功率波形的頻率，以減少反射功率552的最高位準。
在612，決定複數個脈衝RF功率波形中之每一者的經調整反射功率分佈（例如，脈衝RF功率波形402的經調整反射功率分佈520）。在614，將複數個脈衝RF功率波形中之每一者的經調整反射功率分佈與閾值調諧範圍510比較。在一些實施例中，閾值調諧範圍510係為RF功率波形的最高反射功率與RF功率波形的最低反射功率之間的範圍。若在614決定複數個脈衝RF功率波形中之每一者的經調整反射功率分佈並未在閾值調諧範圍中，則方法600返回到606，並從該點重複，直到複數個脈衝RF功率波形中之每一者的經調整反射功率分佈在閾值調諧範圍中。舉例而言，由於第5B圖所示的實例中的經調整反射功率分佈並未在閾值調諧範圍510中，所以在608決定經調整反射功率分佈520的新的最高反射功率562。在610，控制耦接至產生脈衝RF功率波形的RF產生器的匹配網路或產生脈衝RF功率波形的RF產生器中之至少一者，以減少反射功率462的最高位準。在612，決定複數個脈衝RF功率波形中之每一者的新的經調整反射功率分佈（例如，脈衝RF功率波形402的經調整反射功率分佈530）。在614，將複數個脈衝RF功率波形中之每一者的新的經調整反射功率分佈與閾值調諧範圍510比較。在第5B圖所示的實例中，最高反射功率572與最低反射功率分佈之間的差異係在閾值調諧範圍510中。
若在614決定複數個脈衝RF功率波形中之每一者的經調整反射功率分佈係在閾值調諧範圍中，則方法600前進到616並停止。
儘管上述內容針對本發明實施例，但在不脫離本發明的基本範疇情況下，當可設計本發明的其他和進一步實施例。
100‧‧‧反應器腔室 102‧‧‧圓柱形側壁 103‧‧‧地板 104‧‧‧天花板 106‧‧‧氣體歧管 108‧‧‧氣體分配板 109‧‧‧通孔 110‧‧‧歧管外殼 111‧‧‧氣體供應入口 112‧‧‧絕緣環 114‧‧‧真空泵 120‧‧‧氣體控制板 136‧‧‧支撐基座 137‧‧‧基板 138‧‧‧晶圓支撐電極 140‧‧‧產生器 140a‧‧‧脈衝控制輸入 142‧‧‧RF阻抗匹配網路 144‧‧‧RF偏壓產生器 144a‧‧‧脈衝控制輸入 146‧‧‧RF阻抗匹配網路 148‧‧‧RF偏壓產生器 148a‧‧‧脈衝控制輸入 149‧‧‧RF阻抗匹配網路 160‧‧‧脈衝控制器 162‧‧‧DC產生器 164‧‧‧DC隔離電容器 166‧‧‧DC隔離電容器 402‧‧‧RF功率波形 404‧‧‧RF功率波形 406‧‧‧RF功率波形 410‧‧‧RF功率脈衝 412‧‧‧RF功率脈衝 420‧‧‧RF功率脈衝 422‧‧‧RF功率脈衝 430‧‧‧RF功率脈衝 432‧‧‧RF功率脈衝 434‧‧‧延遲 440‧‧‧時間週期 442‧‧‧時間週期 444‧‧‧時間週期 446‧‧‧時間週期 450‧‧‧步驟 500‧‧‧初始反射功率分佈 502‧‧‧反射功率分佈 504‧‧‧反射功率分佈 506‧‧‧反射功率分佈 510‧‧‧調諧閾值範圍 520‧‧‧經調整反射功率分佈 530‧‧‧經調整反射功率分佈 552‧‧‧最高反射功率 562‧‧‧最高反射功率 572‧‧‧最高反射功率 600‧‧‧方法 602‧‧‧步驟 604‧‧‧步驟 606‧‧‧步驟 608‧‧‧步驟 610‧‧‧步驟 612‧‧‧步驟 614‧‧‧步驟 616‧‧‧步驟
為使上文簡要概述且下文更詳細論述的本發明的實施例更明顯易懂，可配合本發明的參考實施例說明，該等實施例係圖示於隨附圖式中。然而，應注意隨附圖式僅圖示本發明典型實施例，而非視為限定本發明的保護範疇，本發明可接納其他等效實施例。
第1圖圖示根據本發明一些實施例之電漿反應器。
第2A-C圖圖示根據本發明一些實施例之射頻訊號的脈衝波形。
第3A-D圖圖示根據本發明一些實施例之脈衝波形之間的相位差。
第4A-B圖圖示根據本發明一些實施例的多個功率位準的脈衝的多個單獨RF功率訊號。
第5A-B圖圖示根據本發明一些實施例的使用多個功率位準的脈衝的多個單獨RF功率訊號的處理腔室中的RF脈衝反射減量的調諧方法。
第6圖圖示根據本發明一些實施例的使用多個功率位準的脈衝的多個單獨RF功率訊號的處理腔室中的RF脈衝反射減量的方法的流程圖。
為促進理解，各圖中相同的元件符號儘可能指定相同的元件。為清楚說明，以上圖式已經簡化且未按比例繪製。預期一個實施例的元件和特徵可有利地併入其他實施例，在此不另外詳述。
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450‧‧‧步驟
500‧‧‧初始反射功率分佈
502‧‧‧反射功率分佈
504‧‧‧反射功率分佈
506‧‧‧反射功率分佈
510‧‧‧調諧閾值範圍
530‧‧‧反射功率

Claims (20)

  1. 一種操作一基板處理系統的方法，包含以下步驟：(a)在一第一時間週期期間從複數個RF產生器提供複數個脈衝RF功率波形到一處理腔室；(b)決定該等複數個脈衝RF功率波形中之每一者的一初始反射功率分佈；(c)針對該等複數個脈衝RF功率波形中之每一者，決定該第一時間週期期間的反射功率的一最高位準，並控制耦接至產生該脈衝RF功率波形的一RF產生器的一匹配網路或產生該脈衝RF功率波形的該RF產生器中之至少一者，以減少反射功率的該最高位準；(d)決定該等複數個脈衝RF功率波形中之每一者的一經調整反射功率分佈；以及(e)重複(c)與(d)，直到該等複數個脈衝RF功率波形中之每一者的該經調整反射功率分佈在一閾值調諧範圍中。
  2. 如請求項1所述之方法，其中每一初始反射功率分佈包括該第一時間週期期間的複數個不同位 準的反射功率。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該等複數個脈衝RF功率波形中之每一者的該反射功率分佈係由任何給定時間提供到該處理腔室的所有該等脈衝RF功率波形所影響。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該等複數個脈衝RF功率波形的一第一脈衝RF功率波形係為一RF源訊號。
  5. 如請求項4所述之方法，其中該等複數個脈衝RF功率波形的一第二脈衝RF功率波形係為一RF偏壓訊號。
  6. 如請求項1-5中之任一者所述之方法，其中該初始反射功率分佈與該經調整反射功率分佈係為所量測的反射功率值。
  7. 如請求項1-5中之任一者所述之方法，其中該等複數個脈衝RF功率波形中之每一者的一頻率彼此不同。
  8. 如請求項1-5中之任一者所述之方法，其中該等複數個脈衝RF功率波形中之每一者同步。
  9. 如請求項1-5中之任一者所述之方法，其中控制耦接至產生該脈衝RF功率波形的該RF產生器的該匹配網路，以減少反射功率的該最高位準。
  10. 如請求項9所述之方法，其中該匹配網路包括一可變電容器，且其中該可變電容器係經電子或機械調諧，以減少反射功率的該最高位準。
  11. 如請求項1-5中之任一者所述之方法，其中控制產生該脈衝RF功率波形的該RF產生器，以調整該脈衝RF功率波形的一頻率，以減少反射功率的該最高位準。
  12. 如請求項1-5中之任一者所述之方法，其中該閾值調諧範圍係為一RF功率波形的一最高反射功率與一RF功率波形的一最低反射功率之間的一範圍。
  13. 如請求項1-5中之任一者所述之方法，其中該閾值調諧範圍係為一預定義值。
  14. 如請求項1-5中之任一者所述之方法，其中應用至該等複數個脈衝RF功率波形中之每一者的該閾值調諧範圍係為相同範圍。
  15. 一種具有指令儲存其上的非暫態電腦可讀取媒體，當執行該等指令時造成執行處理腔室中的RF脈衝反射減量的一方法，該方法包含以下步驟：(a)在一第一時間週期期間從複數個RF產生器提供複數個脈衝RF功率波形到一處理腔室；(b)決定該等複數個脈衝RF功率波形中之每一 者的一初始反射功率分佈；(c)針對該等複數個脈衝RF功率波形中之每一者，決定該第一時間週期期間的反射功率的一最高位準，並控制耦接至產生該脈衝RF功率波形的一RF產生器的一匹配網路或產生該脈衝RF功率波形的該RF產生器中之至少一者，以減少反射功率的該最高位準；(d)決定該等複數個脈衝RF功率波形中之每一者的一經調整反射功率分佈；以及(e)重複(c)與(d)，直到該等複數個脈衝RF功率波形中之每一者的該經調整反射功率分佈在一閾值調諧範圍中。
  16. 如請求項15所述之非暫態電腦可讀取媒體，其中控制耦接至產生該脈衝RF功率波形的該RF產生器的該匹配網路，以減少反射功率的該最高位準。
  17. 如請求項15所述之非暫態電腦可讀取媒體，其中該匹配網路包括一可變電容器，且其中該可變電容器係經電子或機械調諧，以減少反射功率的該最高位準。
  18. 如請求項15中之任一者所述之非暫態電腦可讀取媒體，其中控制產生該脈衝RF功率波形的該RF產生器，以調整該脈衝RF功率波形的一頻率，以減少反射功率的該最高位準。
  19. 一種基板處理系統，包含：複數個RF產生器，經配置以在一第一時間週期期間提供複數個脈衝RF功率波形到一處理腔室；複數個感測器，經配置以量測該等複數個脈衝RF功率波形的反射功率；以及複數個匹配網路，該等複數個匹配網路中之每一者耦接到該等複數個RF產生器中之一者，其中該等複數個匹配網路中之每一者經配置以：(a)依據來自該等複數個感測器中之一者的量測，決定用於該等複數個脈衝RF功率波形中之一者的一反射功率分佈；(b)決定在該第一時間週期期間的該反射功率分佈的反射功率的一最高位準；(c)減少反射功率的該最高位準；(d)依據來自該等複數個感測器中之一者的一第二組量測，決定該等複數個脈衝RF功率波形中之每一者的一經調整反射功率分佈；以及(e)重複(b)與(d)，直到該等複數個脈衝 RF功率波形中之每一者的該經調整反射功率分佈在一閾值調諧範圍中。
  20. 如請求項19所述之基板處理系統，其中每一反射功率分佈包括該第一時間週期期間的複數個不同位準的反射功率。
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