專利名稱：使用rf功率傳遞的時(shí)間分解調(diào)頻方案以用于脈沖等離子體工藝的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例大體而言關(guān)于半導(dǎo)體基板工藝系統(tǒng)，且更詳言之，關(guān)于使用脈 沖等離子體處理基板的方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體集成電路(integrated circuit，IC)制造中，諸如組件晶體管的裝置形成
于通常由硅構(gòu)成的半導(dǎo)體晶圓基板上。在制造過(guò)程中，各種材料經(jīng)沉積在不同的層上， 以構(gòu)建或形成所需集成電路。各層對(duì)經(jīng)由金屬化線互連的裝置進(jìn)行定義。在對(duì)已包含裝 置及金屬化線的晶圓(在業(yè)內(nèi)亦稱作基板)上執(zhí)行的某些等離子體增強(qiáng)工藝中，晶圓的表 面上可能會(huì)累積相當(dāng)量的電荷。此電荷累積在晶圓上可能不均勻。因而此電荷累積可能 會(huì)在某些金屬化材料中引發(fā)感應(yīng)出破壞性電流，及/或在介電層引起電弧。此等電流及/ 或電弧可能會(huì)毀壞或損壞晶圓上之前已形成的某些裝置。為緩解電荷效應(yīng)并避免電荷損 害，供應(yīng)至等離子體增強(qiáng)反應(yīng)器中的等離子體的功率可經(jīng)過(guò)脈沖處理。因而，在完整或 部分等離子體增強(qiáng)工藝期間，耦接至該等離子體的功率經(jīng)脈沖處理。于2001年7月3日 頒予的美國(guó)專利第6,255,221號(hào)中揭示了該技術(shù)用于一蝕刻反應(yīng)器中的一實(shí)例。使用脈沖的等離子體蝕刻反應(yīng)器的一缺陷在于，來(lái)自RF發(fā)電機(jī)或RF源的功率 必須經(jīng)由一動(dòng)態(tài)調(diào)諧的匹配網(wǎng)絡(luò)(亦稱作匹配單元)耦接至一等離子體反應(yīng)器中的天線或 電極。該脈沖功率自天線或電極耦接至反應(yīng)器中的工藝氣體，以形成用于蝕刻工藝的等 離子體。該匹配網(wǎng)絡(luò)確保該RF源的輸出有效耦接至等離子體，以最大化耦接至該等離子 體的能量。該匹配網(wǎng)絡(luò)通常將50奧姆匹配等離子體的復(fù)變阻抗(complex impedance)。 在工藝期間，隨著等離子體特性變化，為促進(jìn)動(dòng)態(tài)匹配，該匹配網(wǎng)絡(luò)不斷地可調(diào)整，以 確保在工藝期間實(shí)現(xiàn)并維持匹配。大體而言，執(zhí)行工藝配方的控制器控制該匹配網(wǎng)絡(luò)。該控制器亦監(jiān)視來(lái)自該匹 配網(wǎng)絡(luò)的反射功率。若來(lái)自該匹配網(wǎng)絡(luò)的反射功率變大，則控制器將調(diào)整該匹配網(wǎng)絡(luò)的 電容或電感，以在RF源與腔室中現(xiàn)有等離子體之間實(shí)現(xiàn)更充足的匹配。由于用于將高 功率RF能量耦接至等離子體的匹配網(wǎng)絡(luò)大體而言包含機(jī)械可調(diào)諧組件(亦即電容器及 /或電感器)，因此與耦接至等離子體所需的RF脈沖的脈沖長(zhǎng)度相比，該調(diào)諧過(guò)程可能 會(huì)慢。因而，當(dāng)以脈沖方式向該匹配網(wǎng)絡(luò)傳遞功率時(shí)，由于將針對(duì)每一脈沖調(diào)整網(wǎng)絡(luò)， 反射功率可能會(huì)比較分散或與實(shí)際的反射功率不一致，引起該控制器過(guò)度調(diào)整該匹配網(wǎng) 絡(luò)或調(diào)整得不夠。此類連續(xù)調(diào)整可引起過(guò)大的反射功率，及等離子體功率耦接效率的降 低。因此，行業(yè)中需要改良的方法及設(shè)備，用以操作一使用脈沖功率的等離子體增 強(qiáng)半導(dǎo)體晶圓工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例大體而言提供一種用于在廣工藝窗口內(nèi)進(jìn)行脈沖等離子體工藝的方 法及設(shè)備。在某些實(shí)施例中，一設(shè)備可包括一具有調(diào)頻的RF電源及一耦接至該RF電源的匹 配網(wǎng)絡(luò)，該RF電源與該匹配網(wǎng)絡(luò)共享一共同感應(yīng)器，該共同感應(yīng)器用于讀取反射回該RF電 源的反射RF功率。在某些實(shí)施例中，一設(shè)備可包括一具有調(diào)頻的RF電源、一耦接至該RF 電源的匹配網(wǎng)絡(luò)及一用于調(diào)諧該RF電源及該匹配網(wǎng)絡(luò)中的各者的通用控制器，該RF電源與 該匹配網(wǎng)絡(luò)共享一共同感應(yīng)器，該共同感應(yīng)器用于讀取反射回該RF電源的反射RF功率。在某些實(shí)施例中，提供一調(diào)諧程序使得基于各種工藝配方或參數(shù)以進(jìn)行脈沖等 離子體工藝成為可能。在某些實(shí)施例中，該調(diào)諧程序可包括在一連續(xù)波(CW)模式下激 發(fā)一等離子體，同時(shí)使該源及偏壓RF電源處于固定頻率，且這些匹配網(wǎng)絡(luò)處于自動(dòng)模 式。一旦匹配網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)以確保來(lái)自源及偏壓的反射功率最小(約2-3秒)，將固定 源匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，同時(shí)將偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)保持在自動(dòng)模式。此后將為源RF電源開(kāi)啟調(diào)頻， 而偏壓RF電源的調(diào)頻保持關(guān)閉。大約1秒之后，開(kāi)啟脈沖模式，隨后為偏壓RF電源開(kāi) 啟調(diào)頻，并將源匹配網(wǎng)絡(luò)切換回自動(dòng)模式。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定且實(shí)現(xiàn)最小的反射功率還需要 2-4秒(視匹配網(wǎng)絡(luò)的預(yù)設(shè)及配方參數(shù)而定)。在某些實(shí)施例中，提供一種方法使用處于一主/從配置的一源RF電源及一偏 壓RF電源對(duì)一操作等離子體工藝的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)諧，其中每一電源能夠進(jìn)行調(diào)頻且分別經(jīng) 由一源匹配網(wǎng)絡(luò)及一偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)耦接至一工藝腔室。該方法可包括首先使用該源RF 電源及該偏壓RF電源在一工藝腔室中激發(fā)一等離子體，其中每一電源設(shè)定于一連續(xù)波模 式或一固定頻率模式，該源匹配網(wǎng)絡(luò)及該偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)各自設(shè)定為一自動(dòng)調(diào)諧模式。隨 后，在這些匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)以減小來(lái)自該源RF電源及該偏壓RF電源的反射功率之后，可 將該源匹配網(wǎng)絡(luò)更改為鎖定模式，同時(shí)將該偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)保持在自動(dòng)模式?？砷_(kāi)啟該源 RF電源的調(diào)頻，同時(shí)將偏壓RF電源的調(diào)頻保持關(guān)閉狀態(tài)?？砷_(kāi)啟該源RF電源及/或 該偏壓RF電源的脈沖模式?？呻S后將該偏壓RF電源置于調(diào)頻模式。在某些實(shí)施例中，該調(diào)諧程序可包括在所需脈沖頻率及約為90%的工作周期 (duty cycle)的情況下，將RF電源設(shè)定為脈沖模式。為偏壓及源開(kāi)啟調(diào)頻，并將匹配網(wǎng) 絡(luò)設(shè)定為自動(dòng)模式。此后，開(kāi)啟RF電源。系統(tǒng)需要約2-3秒進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)并將自身調(diào) 節(jié)至最小反射功率。之后，在RF電源仍處于開(kāi)啟狀態(tài)下，在操作窗口內(nèi)，自約90%將 工作周期更改為所需值。系統(tǒng)需要另外2-3秒來(lái)對(duì)自身進(jìn)行調(diào)諧，然后在所需脈沖模式 下進(jìn)入操作就緒狀態(tài)。在某些實(shí)施例中，提供一種方法使用處于一主/從配置的一源RF電源及一偏 壓RF電源對(duì)一操作等離子體工藝的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)諧，其中每一電源能夠進(jìn)行調(diào)頻且分別經(jīng) 由一源匹配網(wǎng)絡(luò)及一偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)耦接至一工藝腔室。該方法可包括(a)經(jīng)由自處于 調(diào)頻模式下的該源RF電源及/或該偏壓RF電源提供RF功率來(lái)在一工藝腔室中形成一等 離子體，其中這些電源處于一所需脈沖頻率及一位于約85%與約95%的初始工作周期的 條件下，且該源匹配網(wǎng)絡(luò)及該偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)處于自動(dòng)調(diào)諧模式；及(b)在該源RF電源及 該偏壓RF電源仍處于開(kāi)啟狀態(tài)的同時(shí)，在這些匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)以降低來(lái)自該源RF電源及 該偏壓RF電源的反射功率之后，將該初始工作周期更改為一所需工作周期。在某些實(shí)施例中，可提供一種方法使用一源RF電源及一偏壓RF電源、以時(shí)間分解方式對(duì)一操作等離子體工藝的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)諧，其中每一電源能夠進(jìn)行調(diào)頻且分別 經(jīng)由一源匹配網(wǎng)絡(luò)及一偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)耦接至一工藝腔室。該方法包括使用該源RF電源及 該偏壓RF電源在一工藝腔室中激發(fā)等離子體，每一電源經(jīng)獨(dú)立設(shè)定為處于一自連續(xù)波模 式或脈沖模式選擇的第一操作模式，并處于一自固定頻率模式或頻率調(diào)諧模式選擇的第 一調(diào)諧模式，其中該源匹配網(wǎng)絡(luò)及該偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)經(jīng)各自獨(dú)立設(shè)定為處于一自自動(dòng)調(diào)諧 模式或鎖定模式選擇的第一匹配模式。在一第一時(shí)間周期過(guò)期時(shí)，可切換該源RF電源及 該偏壓RF電源的一者或二者的第一操作模式。在一第二時(shí)間周期過(guò)期時(shí)，可切換該源 RF電源及該偏壓RF電源的一者或二者的第一調(diào)諧模式。在一第三時(shí)間周期過(guò)期時(shí)，可 切換該源匹配網(wǎng)絡(luò)及該偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)的一者或二者的第一匹配模式。第一、第二及第三 時(shí)間周期被選擇以減小反射回源RF電源及偏壓RF電源的反射功率。以下將更詳細(xì)說(shuō)明其它及進(jìn)一步實(shí)施例。


雖然可詳細(xì)理解以上詳述的本發(fā)明的特征，參考以下實(shí)施例可更詳細(xì)描述以上 簡(jiǎn)述的本發(fā)明，其中在隨附圖示中說(shuō)明了某些實(shí)施例。但應(yīng)注意，隨附圖示僅說(shuō)明本發(fā) 明的典型實(shí)施例，且因此不應(yīng)理解為對(duì)其范疇的限制，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其它等效實(shí)施 例。圖1 一根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的半導(dǎo)體晶圓工藝系統(tǒng)的示意圖。圖2根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例展示匹配網(wǎng)絡(luò)及RF電源的獨(dú)立時(shí)序特征的示意 圖。圖3為一適用于本發(fā)明某些實(shí)施例的例示性匹配電路。圖4為一適用于本發(fā)明某些實(shí)施例的例示性匹配電路。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供用于使用脈沖等離子體處理基板的方法和設(shè)備。在某些實(shí)施例中， 針對(duì)偏壓及源中的一者或二者使用等離子體脈沖工藝可有助于從晶圓級(jí)別改良效能(更 佳的蝕刻均勻性及選擇率)并減少損害，以及減少溝槽及凹槽問(wèn)題。本發(fā)明的實(shí)施例所 提供的程序賦能在脈沖模式下使用具有調(diào)頻(亦稱作頻率掃描)的RF電源以及動(dòng)態(tài)匹配 網(wǎng)絡(luò)情況下的一穩(wěn)定操作窗口。由于在蝕刻工藝期間調(diào)諧系統(tǒng)所需時(shí)間是關(guān)鍵的，此等 程序的一優(yōu)點(diǎn)在于，脈沖處理時(shí)能夠在約6秒內(nèi)完成調(diào)諧，藉此最小化晶圓曝露至不穩(wěn) 定等離子體的時(shí)間。盡管以下描述可意指某些工藝、RF頻率及RF功率，但本文所提供 的教示可大體優(yōu)于其它工藝、其它頻率及其它功率電平。圖1為一等離子體增強(qiáng)半導(dǎo)體晶圓處理系統(tǒng)100，在一實(shí)施例中其用于蝕刻半導(dǎo) 體晶圓122 (或其它基板及工件)。盡管本發(fā)明所揭示實(shí)施例在蝕刻反應(yīng)器及工藝的情況 下進(jìn)行描述，但本發(fā)明適用于在等離子體增強(qiáng)工藝中使用脈沖功率的任何形式的等離子 體工藝。這些反應(yīng)器包括等離子體退火；等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、 等離子體清洗及類似過(guò)程。此說(shuō)明性系統(tǒng)100包含一蝕刻反應(yīng)器101、一工藝氣體供應(yīng)126、一控制器114、 一第一 RF電源112、一第二 RF電源116、一第一匹配網(wǎng)絡(luò)110及一第二匹配網(wǎng)絡(luò)118。該第一及第二 RF電源112、116中的一者或二者可經(jīng)組態(tài)以便快速進(jìn)行調(diào)頻(例如，為 響應(yīng)所感測(cè)到的反射功率測(cè)量值，電源可在約范圍內(nèi)改變頻率，以最小化反射功 率)。該調(diào)頻可能需要約100微秒或更少的時(shí)間，以最小化來(lái)自處于某一給定穩(wěn)定狀態(tài) 的等離子體的反射功率。每一 RF電源(112，116)可操作于連續(xù)波(continuous wave， CW)或脈沖模式下。當(dāng)處于脈沖模式時(shí)，可在高達(dá)約IOOkHz的脈沖頻率下對(duì)任一電源 (112，116)進(jìn)行脈沖處理，或在某些實(shí)施例中，在約IOOHz至約IOOkHz之間的頻率下進(jìn) 行脈沖處理?？稍谝晃挥诩s10%與約90%之間的工作周期(例如，在給定周期中，總的 工作時(shí)間及空閑時(shí)間期間工作時(shí)間所占百分比)下操作任一電源(112，116)。該蝕刻反應(yīng)器101包含一真空容器102，該真空容器包含一陰極基座120，該基 座為晶圓122形成一基座。該工藝腔室的頂部或蓋部103具有至少一天線組件104，其靠 近頂部103。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，該天線組件104包含一對(duì)天線106及108。本 發(fā)明的其它實(shí)施例可使用一或多個(gè)天線，或可使用一電極來(lái)代理天線將RF能量耦接至等 離子體。在此特定說(shuō)明性實(shí)施例中，該天線106及108將能量電感耦接至由該工藝氣體 供應(yīng)126供應(yīng)至該容器102內(nèi)部的工藝氣體。由這些天線106及108供應(yīng)的RF能量經(jīng)電 感耦接至這些工藝氣體，以在該晶圓122上方的反應(yīng)區(qū)域形成等離子體124。這些反應(yīng)氣 體將對(duì)晶圓122上的材料進(jìn)行蝕刻。在某些實(shí)施例中，供應(yīng)至該天線組件104的功率激發(fā)等離子體124，且耦接至該 陰極基座120的功率控制等離子體124。因而，RF能量經(jīng)耦接至天線組件104及陰極基 座120。第一 RF電源112(亦稱作源RF電源)向一第一匹配網(wǎng)絡(luò)110供應(yīng)能量，接著 該匹配網(wǎng)絡(luò)將能量耦接至該天線組件104。類似地，一第二 RF電源116 (亦稱作偏壓RF 電源)將能量耦接至一第二匹配網(wǎng)絡(luò)118，接著該網(wǎng)絡(luò)將能量耦接至該陰極基座120。一 控制器114控制這些RF電源112及116的活化及鈍化時(shí)序以及這些第一及第二匹配網(wǎng)絡(luò) 110及118的調(diào)諧。耦接至該天線組件104的功率稱作源電源，而耦接至該陰極基座120 的功率稱作偏壓電源。在本發(fā)明的實(shí)施例中，該源電源、偏壓電源中的一者或二者可操 作于連續(xù)波(CW)模式或脈沖模式下。在某些實(shí)施例中，可提供一鏈接140來(lái)耦接第一及第二 RF電源112、116，以 便促進(jìn)同步彼此的操作。其中任一 RF電源可為主要或主RF電源，而另一者為從RF電 源。該鏈接140可輔助第一及第二 RF電源112、116操作于完全同步、所需偏移或相差 狀態(tài)下。一第一指示器裝置或感應(yīng)器150及一第二指示器裝置或感應(yīng)器152用于確定這些 匹配網(wǎng)絡(luò)110、118匹配等離子體124的能力的有效性。在某些實(shí)施例中，這些指示器裝 置150及152監(jiān)視反射自這些個(gè)別匹配網(wǎng)絡(luò)110、118的反射功率。此等裝置通常集成在 匹配網(wǎng)絡(luò)110、118或電源112、115中；然而，鑒于描述的目的，此處將其自匹配網(wǎng)絡(luò) 110、118獨(dú)立出來(lái)。當(dāng)反射功率用作指示器時(shí)，這些裝置150及152被耦接在電源112、 116與匹配網(wǎng)絡(luò)110、118之間。為產(chǎn)生一表示反射功率的信號(hào)，這些裝置150及152為 經(jīng)耦接至一 RF偵測(cè)器的雙向耦合器，使得該匹配有效性指示器信號(hào)成為一表示反射功率 的量值的電壓。大反射功率表示不匹配情況。由這些裝置150及152產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)耦接 至控制器114。為響應(yīng)一指示器信號(hào)，控制器114將產(chǎn)生一調(diào)諧信號(hào)(與網(wǎng)絡(luò)控制信號(hào)匹 配)，該信號(hào)經(jīng)耦接至這些匹配網(wǎng)絡(luò)110、118。此信號(hào)用于調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)110、118中的電容器或電感器。舉例而言，該調(diào)諧過(guò)程旨在最小化或?qū)崿F(xiàn)特定電平的反射功率(該指 示器信號(hào)所表示)。匹配網(wǎng)絡(luò)110、118通常可能需要約100微秒至約數(shù)毫秒來(lái)最小化來(lái) 自給定穩(wěn)定狀態(tài)的下的等離子體的反射功率。圖3描述一用作例如該第一 RF匹配網(wǎng)絡(luò)110的說(shuō)明性匹配網(wǎng)絡(luò)的示意圖。此 特定實(shí)施例具有一單個(gè)輸入400及一雙輸出(亦即，主輸出402及輔輸出404)。每一輸 出用于驅(qū)動(dòng)該兩個(gè)天線中的一者。該匹配電路406由Cl、C2及Ll形成，且一電容功率 分配器408由C3及C4形成。該電容分配器值經(jīng)過(guò)設(shè)定以建立特定大小的功率，以供應(yīng) 至每一天線。電容器Cl及C2的值經(jīng)機(jī)械調(diào)諧，以調(diào)整網(wǎng)絡(luò)110的匹配。Cl或C2或 者二者同時(shí)可經(jīng)調(diào)諧以調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作。在功率較小的系統(tǒng)中，這些電容器可經(jīng)電子學(xué) 調(diào)諧，而非機(jī)械調(diào)諧。一匹配網(wǎng)絡(luò)的其它實(shí)施例可具有一可調(diào)諧的電感器。此源電源可 操作于脈沖或CW模式下。由該網(wǎng)絡(luò)110匹配的源電源約為13.56MHz，且具有一高達(dá)約 3000瓦特的功率電平。此種匹配網(wǎng)絡(luò)可自NAVIGATOR 3013-ICP85型號(hào)獲得，該產(chǎn)品來(lái) 自位于科羅拉多州Fort Collins的AE公司?？筛鶕?jù)本文所提供的教示利用其它各種組態(tài) 的匹配網(wǎng)絡(luò)。圖4描述一用作例如該第二 RF匹配網(wǎng)絡(luò)118的說(shuō)明性匹配網(wǎng)絡(luò)的一實(shí)施例的示 意圖。此特定實(shí)施例具有一單個(gè)輸入500及一單個(gè)輸出502。該輸出用于驅(qū)動(dòng)該基座。 該匹配網(wǎng)絡(luò)包含電容器Cl、C2、C3、Ll及L2。電容器C2及C3的值經(jīng)機(jī)械調(diào)諧，以 調(diào)整網(wǎng)絡(luò)116的匹配。C3或C2或者二者同時(shí)可經(jīng)調(diào)諧以調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作。在功率較小 的系統(tǒng)中，這些電容器可經(jīng)電子學(xué)調(diào)諧，而非機(jī)械調(diào)諧。一匹配網(wǎng)絡(luò)的其它實(shí)施例可具 有一可調(diào)諧的電感器。此偏壓電源116可操作于脈沖或CW模式下。在脈沖模式下， 可在ΙΟΟΗζ-ΙΟΟΚΗζ的頻率及10-90%的工作周期的情況下發(fā)生脈沖。在一實(shí)施例中， 偏壓電源具有約為13.56MHz的頻率及約為1500瓦特的功率電平。此種匹配網(wǎng)絡(luò)可自 NAVIGATOR 1013-L35Z型號(hào)獲得，該產(chǎn)品來(lái)自位于科羅拉多州Fort Collins的AE公司。 可根據(jù)本文所提供的教示利用其它各種組態(tài)的匹配網(wǎng)絡(luò)。該控制器114包含一中央處理單元(CPU) 130、一內(nèi)存132及支持電路134。該 控制器114經(jīng)耦接至系統(tǒng)100的各組件以促進(jìn)對(duì)蝕刻工藝的控制。該控制器114經(jīng)由接 口來(lái)調(diào)節(jié)并監(jiān)視腔室中的處理，這些接口可廣義描述為模擬、數(shù)字、有線、無(wú)線、光學(xué) 及光纖接口。為促進(jìn)按照下述方式對(duì)腔室進(jìn)行控制，CPU 130可以是可用于在一行業(yè)環(huán) 境下控制各種腔室及子處理器的任何形式通用計(jì)算機(jī)處理器中的一者。該內(nèi)存132經(jīng)耦 接至該CPU 130。內(nèi)存132或一計(jì)算機(jī)可讀媒體可為一或多個(gè)容易購(gòu)得的內(nèi)存裝置，諸 如隨機(jī)存取內(nèi)存、只讀存儲(chǔ)器、軟盤(pán)、硬盤(pán)或任何其它形式的本地或遠(yuǎn)程數(shù)字儲(chǔ)存。支 持電路134經(jīng)耦接至CPU 130，以習(xí)知方式支持該處理器。此等電路包括高速緩存、電 源、頻率電路、輸入/輸出電路及相關(guān)子系統(tǒng)及類似物。蝕刻或其它工藝指令大體而言作為軟件常用程序(通常稱作配方)儲(chǔ)存在內(nèi)存 132中。軟件常用程序亦可由一第二 CPU(未圖示)儲(chǔ)存及/或執(zhí)行，該第二 CPU的位 置遠(yuǎn)離受CPU 130控制的硬件。當(dāng)由CPU 130執(zhí)行時(shí)，該軟件常用程序?qū)⒃撏ㄓ糜?jì)算機(jī) 轉(zhuǎn)換成一專用計(jì)算機(jī)(控制器)114，以在蝕刻工藝期間對(duì)諸如等離子體的系統(tǒng)操作進(jìn)行 控制。盡管本發(fā)明的工藝可實(shí)施為一軟件常用程序，本文所揭示的某些方法步驟可經(jīng)由 硬件以及軟件控制器來(lái)執(zhí)行。因此，可將本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)施為執(zhí)行于一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的軟件及諸如一應(yīng)用特定集成電路的硬件，或軟件與硬件的組合。習(xí)知匹配網(wǎng)絡(luò)及RF電源通常各自包含用于調(diào)諧個(gè)別獨(dú)立系統(tǒng)的控制算法。因 此，每一算法在針對(duì)旨在降低發(fā)送至該RF電源的反射功率的時(shí)間或方式的兩者下并未彼 此鏈接。缺乏此種鏈接可能會(huì)引起該兩個(gè)調(diào)諧算法之間發(fā)生顯著競(jìng)爭(zhēng)，且因此可能引起 系統(tǒng)不穩(wěn)定。為克服此問(wèn)題，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，可在具有調(diào)頻功能的RF電源 (如第一或第二 RF源112或116)中嵌埋一積體匹配網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)可基于在該RF電源輸出 端量測(cè)(如，使用一共享的感應(yīng)器)的相同讀數(shù)來(lái)控制用于調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)的算法以及具有 RF周期的頻率。藉此，兩個(gè)獨(dú)立算法之間的競(jìng)爭(zhēng)可得到清除，且可增大基于脈沖等離子 體的反應(yīng)器的操作窗口。在某些實(shí)施例中，可在物理上集成該第一 RF源112及該第一匹 配網(wǎng)絡(luò)110 (及/或該第二 RF源116及該第二匹配網(wǎng)絡(luò)118)，或僅共享一用于指導(dǎo)該對(duì) 裝置的調(diào)諧過(guò)程的控制器，以移除二者之間的競(jìng)爭(zhēng)并最大化整體系統(tǒng)的調(diào)諧效率。在某 些實(shí)施例中，該第一 RF源112及該第一匹配網(wǎng)絡(luò)110 (及/或該第二 RF源116及該第二 匹配網(wǎng)絡(luò)118)可僅共享一共同感應(yīng)器，用于讀取反射功率，使得其至少經(jīng)調(diào)諧以最小化 針對(duì)相同讀數(shù)的反射功率。圖2描述有關(guān)可隨著時(shí)間獨(dú)立控制的變量圖，這些變量經(jīng)獨(dú)立控制以在各脈沖 等離子體過(guò)程中促進(jìn)等離子體的阻抗與RF源的組件匹配。圖2展示源RF電源、源匹 配、偏壓RF電源及偏壓匹配中每一者的獨(dú)立于時(shí)間的操作參數(shù)。此等參數(shù)經(jīng)去耦，且 可獨(dú)立進(jìn)行控制?？稍诠潭l率模式或頻率掃描(或調(diào)頻)模式下操作這些源及偏壓RF 電源。此外，可在CW RF模式下或脈沖RF模式下操作這些源及偏壓RF電源。每一 RF電源可在需要時(shí)在不同操作模式之間獨(dú)立切換，且可同步操作，或可按照所需量彼此 偏移，如源RF開(kāi)啟時(shí)間與偏壓RF開(kāi)啟時(shí)間之間的源/偏壓延遲所示。此類異相操作的 同步或控制亦可適用于處于任何RF電源操作模式下的操作(舉例而言，當(dāng)都處于脈沖RF 模式下時(shí))。這些源及偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)(如圖2中源匹配及偏壓匹配)可各自獨(dú)立操作于自動(dòng)調(diào) 諧模式或鎖定模式下(其中，匹配網(wǎng)絡(luò)固定匹配中分量的值，且不會(huì)進(jìn)行調(diào)諧以最小化 反射功率)?？瑟?dú)立控制此等模式之間的切換操作，以在脈沖等離子體工藝期間、在廣 工藝窗口內(nèi)最小化反射功率并穩(wěn)定等離子體處理，以下將更詳細(xì)論述。因此，對(duì)于脈沖 等離子體工藝，可提供以下控制“旋紐(knob)”以促進(jìn)在各工藝期間進(jìn)行有效操作。每 一匹配網(wǎng)絡(luò)可獨(dú)立運(yùn)行于自動(dòng)調(diào)諧或鎖定模式；每一RF電源的調(diào)頻可開(kāi)啟或關(guān)閉；時(shí)間 A(開(kāi)始于約90%或CW，接著在時(shí)間A之后切換至脈沖)；時(shí)間B(開(kāi)始于調(diào)頻關(guān)閉狀 態(tài)，隨后在時(shí)間B之后開(kāi)啟)；時(shí)間C (匹配網(wǎng)絡(luò)可起初處于自動(dòng)調(diào)諧模式，隨后可在時(shí) 間C之后處于固定模式或找到一個(gè)RF反射功率最小的位置)。此外，可設(shè)定在不同模式 之間進(jìn)行切換的“逾時(shí)(timeout)”或時(shí)間點(diǎn)，使得切換不發(fā)生(例如，將切換的時(shí)間設(shè) 定為較待執(zhí)行工藝長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間)，或使得切換模式為實(shí)時(shí)操作模式(例如，將時(shí)間設(shè)定 為零)。由于此等旋紐時(shí)間中的每一者是獨(dú)立的，因此可對(duì)每一參數(shù)進(jìn)行控制，以促進(jìn)在 更多的工藝中進(jìn)行脈沖等離子體操作。因此，本文針對(duì)RF功率傳遞提供了一種時(shí)間分解 調(diào)諧程序，下文將更詳細(xì)論述，該程序賦能在各種工藝化學(xué)處理、壓力、功率電平及類 似情況下對(duì)脈沖等離子體進(jìn)行穩(wěn)定的處理。此類方案獨(dú)立于時(shí)間的特性賦能確定不同旋 紐的操作序列，以在脈沖等離子體操作期間針對(duì)各種基于等離子體的工藝優(yōu)化RF傳遞。
使用以上“逾時(shí)”，系統(tǒng)100可操作于各種RF模式下，經(jīng)由控制以上變量可 使用時(shí)間分解方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)諧。舉例而言，在某些實(shí)施例中，可提供一種方法使 用一源RF電源及一偏壓RF電源、以時(shí)間分解方式對(duì)一操作等離子體工藝的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào) 諧，其中每一電源能夠進(jìn)行調(diào)頻且分別經(jīng)由一源匹配網(wǎng)絡(luò)及一偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)耦接至一工 藝腔室。該方法包括使用該源RF電源及該偏壓RF電源在一工藝腔室中激發(fā)等離子體， 每一電源經(jīng)獨(dú)立設(shè)定為處于一自連續(xù)波模式或脈沖模式選擇的第一操作模式，并處于一 自固定頻率模式或調(diào)頻模式選擇的第一調(diào)諧模式，其中該源匹配網(wǎng)絡(luò)及該偏壓匹配網(wǎng)絡(luò) 經(jīng)各自獨(dú)立設(shè)定為處于一自自動(dòng)調(diào)諧模式或鎖定模式選擇的第一匹配模式。在一第一時(shí) 間周期過(guò)期時(shí)，可切換該源RF電源及該偏壓RF電源的一者或二者的第一操作模式。在 一第二時(shí)間周期過(guò)期時(shí)，可切換該源RF電源及該偏壓RF電源的一者或二者的第一調(diào)諧 模式。在一第三時(shí)間周期過(guò)期時(shí)，可切換該源匹配網(wǎng)絡(luò)及該偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)的一者或二者 的第一匹配模式。第一、第二及第三時(shí)間周期經(jīng)選擇以減小反射回源RF電源及偏壓RF 電源的反射功率。舉例而言，使用以上“逾時(shí)”，系統(tǒng)100可操作于各種RF模式下，具體視對(duì)以 上變量的控制而定。在某些實(shí)施例中，可使用任一 RF電源(例如RF電源112或116)在 CW模式下操作系統(tǒng)100。在該模式下，個(gè)別RF電源處于固定模式、CW模式及主模式 下。此模式適用于源RF電源及偏壓RF電源，且各RF電源可獨(dú)立操作。在某些實(shí)施例中，可使用任一 RF電源在CW脈沖模式下操作系統(tǒng)100。在該 模式下，個(gè)別RF電源處于固定模式及主模式下。在一可組態(tài)的逾時(shí)“CW/脈沖時(shí)間” 時(shí)，個(gè)別RF電源處于CW模式，且在此逾時(shí)之后，其將切換為脈沖模式。此模式適用 于源RF電源及偏壓RF電源，且各RF電源可獨(dú)立操作。在某些實(shí)施例中，可使用任一 RF電源在CW頻率模式下操作系統(tǒng)100。在該 模式下，個(gè)別RF電源處于CW模式及主模式下。在一可組態(tài)的逾時(shí)“固定頻率時(shí)間” 時(shí)，RF電源處于固定模式下，且在此逾時(shí)之后，其開(kāi)啟調(diào)頻。此模式適用于源RF電源 及偏壓RF電源，且各RF電源可獨(dú)立操作。在某些實(shí)施例中，可使用任一 RF電源在CW頻率脈沖模式下操作系統(tǒng)100。在 此模式下，在一可組態(tài)的逾時(shí)“CW/脈沖時(shí)間”時(shí)，個(gè)別RF電源處于CW模式，且在 此逾時(shí)之后，其將切換為脈沖模式。在一可組態(tài)的逾時(shí)“固定頻率時(shí)間”時(shí)，RF電源 亦處于固定模式下，且在此逾時(shí)之后，其開(kāi)啟調(diào)頻。RF電源處于主模式下，且因此其可 獨(dú)立操作。此模式適用于源RF電源及偏壓RF電源。在某些實(shí)施例中，可使用任一 RF電源在脈沖頻率脈沖模式下操作系統(tǒng)100。在 此模式下，在一可組態(tài)的逾時(shí)“CW/脈沖時(shí)間”時(shí)，個(gè)別RF電源處于脈沖模式(例如， 高達(dá)90%的工作周期)，且在此逾時(shí)之后，其將切換為所需的脈沖參數(shù)。在一可組態(tài)的 逾時(shí)“固定頻率時(shí)間”時(shí)，RF電源亦處于固定模式下，且在此逾時(shí)之后，其開(kāi)啟調(diào)頻。 RF電源處于主模式下，且因此其可獨(dú)立操作。此模式適用于源RF電源及偏壓RF電源。在某些實(shí)施例中，可在CW頻率同步脈沖模式下操作系統(tǒng)100。在此模式下， 源RF電源處于主模式下，而偏壓RF電源處于從模式下。在一可組態(tài)的逾時(shí)“CW/脈 沖時(shí)間”時(shí)，源RF電源處于CW模式，且在此逾時(shí)之后，其將切換為脈沖模式。在一 可組態(tài)的逾時(shí)“固定頻率時(shí)間”時(shí)，源RF電源處于固定模式下，且在此逾時(shí)之后，其開(kāi)啟調(diào)頻。偏壓RF電源脈沖的脈沖頻率及工作周期與源RF電源的相同。當(dāng)主/從延遲初 始設(shè)定為零時(shí)，源RF電源與偏壓RF電源便完全同步。脈沖之間的延遲由一可組態(tài)的逾 時(shí)“從偏壓PR脈沖延遲”來(lái)控制，其提供高達(dá)360度的相位控制。在一特定配方中， 主/從延遲可適用于所有同步脈沖步驟。在某些實(shí)施例中，可在CW頻率同步脈沖模式下操作系統(tǒng)100。在此模式下， 源RF電源處于主模式下，而偏壓RF電源處于從模式下。在一可組態(tài)的逾時(shí)“CW/脈 沖時(shí)間”時(shí)，源RF電源處于脈沖模式(90%工作周期)，且在此逾時(shí)之后，其將切換為 所需脈沖參數(shù)。在一可組態(tài)的逾時(shí)“固定頻率時(shí)間”時(shí)，源RF電源處于固定模式下， 且在此逾時(shí)之后，其開(kāi)啟調(diào)頻。偏壓RF電源脈沖的脈沖頻率及工作周期與源RF電源的 相同。當(dāng)主/從延遲初始設(shè)定為零時(shí)，源RF電源與偏壓RF電源便完全同步。脈沖之 間的延遲由一可組態(tài)的逾時(shí)“從偏壓PR脈沖延遲”來(lái)控制，其提供高達(dá)360度的相位控 制。在一特定配方中，主/從延遲可適用于所有同步脈沖步驟。在某些實(shí)施例中，若匹配網(wǎng)絡(luò)操作得到適當(dāng)控制，則可實(shí)現(xiàn)最低的可能的反射 功率。對(duì)于CW/脈沖操作模式，匹配網(wǎng)絡(luò)可處于兩種主要模式中的一者自動(dòng)模式或 鎖定模式。在脈沖模式期間，不推薦單獨(dú)使用自動(dòng)模式，因?yàn)槠ヅ渚W(wǎng)絡(luò)通常無(wú)法跟蹤脈 沖周期內(nèi)的快速變更，且因此所實(shí)現(xiàn)的調(diào)諧效果(如果有效果)不佳，除非脈沖頻率非常 低。在某些實(shí)施例中，只要系統(tǒng)處于脈沖模式下，該匹配網(wǎng)絡(luò)可操作于鎖定模式下，除 非極其需要額外的旋紐來(lái)調(diào)諧系統(tǒng)及調(diào)諧頻率。在某些實(shí)施例中，已發(fā)現(xiàn)對(duì)于給定的脈沖頻率，90%的工作周期期間的行為類 似于CW模式。因此，系統(tǒng)調(diào)諧相對(duì)容易。然而，吾人仍會(huì)受益于處于脈沖模式下的系 統(tǒng)。因而，在某些情況下，相對(duì)于CW頻率脈沖或CW頻率同步脈沖模式，脈沖頻率脈 沖或脈沖頻率同步脈沖模式可能會(huì)實(shí)現(xiàn)更低的反射功率。若這些脈沖參數(shù)(脈沖頻率及 工作周期)中任一者被設(shè)定為零，則RF電源將操作于CW模式下。由于在不同條件下(壓力/功率電平/化學(xué)處理)可能會(huì)利用脈沖模式，可推薦 使用典型的逾時(shí)，但對(duì)于新配方，需要進(jìn)行某些優(yōu)化，以確保等離子體穩(wěn)定以及反射功 率最小。以下所示為在脈沖模式下推薦使用的典型操作模式源脈沖&偏壓CW、偏壓 脈沖&源CW或同步源及偏壓脈沖。然而，其它模式可能適用于不同應(yīng)用。當(dāng)更改諸 如工藝化學(xué)處理、腔室壓力、RF功率電平、分配器電容設(shè)定及脈沖參數(shù)的工藝參數(shù)時(shí)， 可能需要修改逾時(shí)設(shè)定。作為一說(shuō)明性示例，在某些實(shí)施例中，可在源RF電源處于脈沖模式下且偏壓 RF電源處于CW模式下操作系統(tǒng)100。在此類實(shí)施例中，源RF電源可設(shè)定為CW頻率脈 沖模式?？蛇x擇一 CW/脈沖時(shí)間來(lái)控制RF電源處于CW模式的時(shí)間長(zhǎng)度，例如6秒。 此時(shí)間可減少為不小于4秒，以確保在切換為脈沖模式之前，在CW模式下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào) 諧?？蛇x擇一固定/頻率時(shí)間以控制在開(kāi)啟調(diào)頻之前RF電源處于固定模式的時(shí)間長(zhǎng)度， 例如約5秒。在某些實(shí)施例中，可在脈沖模式開(kāi)啟之前/之后1秒開(kāi)啟調(diào)頻(假定對(duì)應(yīng) 匹配處于鎖定狀態(tài))。在某些實(shí)施例中，匹配網(wǎng)絡(luò)不應(yīng)處于自動(dòng)模式或調(diào)頻狀態(tài)，因此在 開(kāi)啟調(diào)頻之前其可置于鎖定模式?？赡軙?huì)出現(xiàn)短時(shí)間的重迭(例如，小于5秒的重迭)， 以確保脈沖等離子體操作的最佳調(diào)諧位置。偏壓發(fā)生器設(shè)定于CW頻率模式。因此，偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)可設(shè)定為自動(dòng)鎖定模式。可選擇一鎖定時(shí)間，以控制匹配網(wǎng)絡(luò)在切換為“鎖定”模式之前處于“自動(dòng)”模 式的時(shí)間長(zhǎng)度。在某些實(shí)施例中，匹配時(shí)間可較RF電源CW/脈沖時(shí)間及固定頻率時(shí)間 短至少1秒。匹配鎖定時(shí)間不應(yīng)低于某一合適值(例如，約3秒)，否則系統(tǒng)將不具有足 夠時(shí)間進(jìn)行調(diào)諧。在某些實(shí)施例中，視所用化學(xué)處理而定，就等離子體負(fù)載而言，自CW模式至 脈沖模式的過(guò)渡可能相當(dāng)明顯。在此情況下，脈沖頻率脈沖模式可有效用于源脈沖。如 果在工作周期為90%的情況下調(diào)諧系統(tǒng)，則至所需工作周期(例如50%)的過(guò)渡可能較 自CW切換更平滑。在某些實(shí)施例中，此技術(shù)可用于在低壓力的情況下(例如，低于IOm 托)進(jìn)行工藝操作。或者，在某些實(shí)施例中，可在偏壓RF電源處于脈沖模式且源RF電源處于固定 模式下操作系統(tǒng)100。當(dāng)偏壓RF電源設(shè)定為CW頻率脈沖模式時(shí)?？蛇x擇一 CW/脈沖 時(shí)間來(lái)控制RF電源處于CW模式的時(shí)間長(zhǎng)度，例如6秒。此時(shí)間可減少為不小于4秒， 以確保在切換為脈沖模式之前，在CW模式下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)諧。可選擇一固定/頻率時(shí) 間以控制在開(kāi)啟調(diào)頻之前RF電源處于固定模式的時(shí)間長(zhǎng)度，例如約5秒。在某些實(shí)施例 中，可在脈沖模式開(kāi)啟之前/之后1秒開(kāi)啟調(diào)頻(假定對(duì)應(yīng)匹配處于鎖定狀態(tài))。在某些 實(shí)施例中，匹配網(wǎng)絡(luò)不應(yīng)處于自動(dòng)模式或調(diào)頻狀態(tài)，因此在開(kāi)啟調(diào)頻之前其可置于鎖定 模式?？赡軙?huì)出現(xiàn)短時(shí)間的重迭(例如，小于5秒的重迭)，以確保脈沖等離子體操作的 最佳調(diào)諧位置。在此類操作模式下，源RF電源可置于CW模式或CW頻率模式。當(dāng)源RF電 源處于CW模式而非調(diào)頻模式下時(shí)，其對(duì)應(yīng)匹配可處于自動(dòng)鎖定模式。然而，在一段時(shí) 間(例如，約8秒)之后，可將匹配切換為鎖定模式，以便源在偏壓RF電源切換為脈沖 模式之后進(jìn)行調(diào)諧。在某些實(shí)施例中，源RF電源可設(shè)定為處于CW頻率模式，而非CW 模式。因此，源匹配可設(shè)定為自動(dòng)鎖定模式。鎖定時(shí)間通常小于固定頻率時(shí)間，以避免 任何可能的競(jìng)爭(zhēng)。匹配鎖定時(shí)間可較RF電源CW/脈沖時(shí)間及固定頻率時(shí)間短至少約1 秒。匹配自動(dòng)鎖定時(shí)間應(yīng)具有足夠長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，例如約3秒以上，以確保系統(tǒng)具有足 夠時(shí)間進(jìn)行調(diào)諧。在某些實(shí)施例中，視所用化學(xué)處理而定，就等離子體負(fù)載而言，自CW模式至 脈沖模式的過(guò)渡可能相當(dāng)明顯。在此情況下，脈沖頻率脈沖模式可有效用于源脈沖。如 果在工作周期為90%的情況下調(diào)諧系統(tǒng)，則至所需工作周期(例如30%)的過(guò)渡可能較 自CW切換更平滑。在某些實(shí)施例中，此技術(shù)可用于在低壓力的情況下(例如，低于IOm 托)進(jìn)行工藝操作?；蛘?，在某些實(shí)施例中，可在同步脈沖模式下操作系統(tǒng)100。在此模式下，源 RF電源及偏壓RF電源應(yīng)處于相同的RF模式，且為主/從組態(tài)。可提供一較脈沖持續(xù) 時(shí)間短的從延遲，以確保從RF電源接收同步信號(hào)。對(duì)于源及偏壓脈沖情況，可使用脈沖頻率同步脈沖模式，在該模式下，系統(tǒng)在 工作周期為90%、以一同步方式開(kāi)始操作于脈沖模式下，然后切換為所需的工作周期。 對(duì)于低壓工藝(例如，低于約IOm托)，主要推薦使用此方式。或者，在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)100可操作于背對(duì)背RF脈沖模式下，在該模式 中，將在處理期間更改脈沖頻率及/或工作周期。在此模式下，可將一第一步驟用作一穩(wěn)定步驟。一第二步驟為一同步脈沖步驟，類似于本文鑒于相同考慮而論述的彼等步 驟。在該第二步驟中開(kāi)啟RF之后5秒之后，開(kāi)啟兩個(gè)RF電源端的調(diào)頻。6秒之后，系 統(tǒng)開(kāi)始以3kHz及60%的工作周期進(jìn)行脈沖處理。在系統(tǒng)抵達(dá)其穩(wěn)定狀態(tài)之后(亦即，實(shí) 現(xiàn)調(diào)諧)，源RF電源及/或偏壓RF電源的實(shí)際頻率可能不同于調(diào)頻處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)的標(biāo) 稱值(如，13.56MHz)。在一第三步驟中，當(dāng)RF電源的工作周期切換到某些其它值時(shí)， 系統(tǒng)可維持相同的調(diào)諧情況。為維持調(diào)頻，在第二步驟結(jié)束之前，RF保持開(kāi)啟狀態(tài)(相 對(duì)于關(guān)閉RF，并重新啟動(dòng)工藝)。在第三步驟中，選擇與第二步驟中相同的RF模式。 然而，為了維持RF電源處于脈沖模式及調(diào)頻模式，可在源及偏壓RF電源中將“CW/脈 沖”及“固定/頻率”逾時(shí)設(shè)定為零。藉此，實(shí)現(xiàn)了維持在第二步驟中實(shí)現(xiàn)的調(diào)頻，且 較的在RF電源不提供RF功率且系統(tǒng)未調(diào)諧的情況下啟動(dòng)，系統(tǒng)在第三步驟中將更快抵 達(dá)其穩(wěn)定狀態(tài)。若在第二步驟結(jié)束時(shí)匹配處于鎖定狀態(tài)，則其在第三步驟亦應(yīng)處于鎖定 狀態(tài)。在某些實(shí)施例中，可利用一特殊嵌埋脈沖，其適用于本文所述任一脈沖模式。 在一嵌埋脈沖模式中，一 RF脈沖臨時(shí)嵌埋于另一 RF脈沖中。換言之，一第一 RF電源 可具有一第一開(kāi)啟時(shí)間，且一第二 RF電源具有一小于或等于該第一開(kāi)啟時(shí)間的第二開(kāi)啟 時(shí)間。相對(duì)于該第一開(kāi)啟時(shí)間，該第二開(kāi)啟時(shí)間的臨時(shí)位置應(yīng)能夠使得第二RF功率的啟 動(dòng)時(shí)間將始終不會(huì)與第一 RF功率的關(guān)閉時(shí)間重迭。因此，一 RF電源脈沖的更短(或相 等)的開(kāi)啟時(shí)間將完全與另一 RF電源脈沖的更長(zhǎng)(或相等)的開(kāi)啟時(shí)間重迭。作為示 例，若源RF電源具有五秒的開(kāi)啟時(shí)間及五秒的關(guān)閉時(shí)間(工作周期為50%)，則偏壓RF 電源可具有小于或等于五秒的開(kāi)啟時(shí)間，且該時(shí)間處于臨時(shí)校準(zhǔn)狀態(tài)，使得在源RF電源 關(guān)閉時(shí)，偏壓RF電源絕不處于開(kāi)啟狀態(tài)。下述脈沖等離子體處理工藝可適用于源電源或偏壓電源的匹配網(wǎng)絡(luò)，或二者的 匹配網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明某些實(shí)施例中的技術(shù)可用于操作任何可調(diào)諧的匹配網(wǎng)絡(luò)及可調(diào)諧的頻 率RF電源，以有效將脈沖RF功率施加于等離子體反應(yīng)器中的等離子體。因而，在更寬 的脈沖等離子體工藝窗口期間，當(dāng)經(jīng)由耦接至匹配網(wǎng)絡(luò)的天線或電極驅(qū)動(dòng)之時(shí)，匹配網(wǎng) 絡(luò)及RF電源可使RF電源的阻抗與等離子體的阻抗相匹配。RF脈沖稈序(特定非限制件實(shí)例)如之前所提及，在晶圓上所執(zhí)行的某些等離子體增強(qiáng)工藝期間，晶圓表面上可 能會(huì)累積大量電荷。此累積現(xiàn)象可能會(huì)對(duì)晶圓帶來(lái)顯著損害。為緩解電荷效應(yīng)并避免其 損害，可對(duì)供應(yīng)至等離子體增強(qiáng)反應(yīng)器中等離子體的電源進(jìn)行脈沖處理。經(jīng)由在等離子 體工藝中利用RF脈沖處理，應(yīng)可引入一動(dòng)態(tài)調(diào)諧系統(tǒng)，以最大化自RF脈沖電源耦接至 等離子體的能量。在習(xí)知等離子體工藝中，傳遞至等離子體反應(yīng)器的是連續(xù)波(CW)RF功率。一 動(dòng)態(tài)匹配網(wǎng)絡(luò)確保RF功率的輸出有效耦接至等離子體，亦即，最小化反射回RF電源的 反射功率。在處理期間，隨著等離子體特性發(fā)生改變，匹配網(wǎng)絡(luò)可連續(xù)調(diào)節(jié)，以確保實(shí) 現(xiàn)匹配且在整個(gè)處理期間維持匹配，因此匹配網(wǎng)絡(luò)處于自動(dòng)模式。大體而言，由執(zhí)行工 藝配方的控制器來(lái)控制匹配網(wǎng)絡(luò)，并調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)的電容及/或電感來(lái)實(shí)現(xiàn)更佳匹配， 亦即使得反射功率更小。調(diào)節(jié)電容及/或電感經(jīng)由機(jī)械調(diào)諧電容器及/或電感器來(lái)達(dá)成。 一旦傳遞到等離子體反應(yīng)器的RF功率經(jīng)脈沖處理，習(xí)知匹配網(wǎng)絡(luò)將無(wú)法調(diào)諧系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)合理的低反射功率，因?yàn)檩^的RF脈沖持續(xù)時(shí)間，調(diào)諧過(guò)程可能更慢。因此，當(dāng)脈沖RF信 號(hào)施加于匹配網(wǎng)絡(luò)時(shí)，其無(wú)法跟蹤工藝期間等離子體阻抗的變化，且因此連續(xù)調(diào)節(jié)可導(dǎo) 致反射功率過(guò)大且等離子體功率耦接效率降低。因此，當(dāng)將脈沖RF信號(hào)施加于等離子體 反應(yīng)器中時(shí)，極其需要匹配技術(shù)及程序來(lái)確保在等離子體增強(qiáng)半導(dǎo)體晶圓處理系統(tǒng)中有 效操作。在傳遞電源時(shí)，當(dāng)試圖將RF脈沖施加于源及偏壓RF電源時(shí)，經(jīng)解耦的等離子 體源反應(yīng)器中的匹配問(wèn)題成為關(guān)鍵。本文所揭示的本發(fā)明某些實(shí)施例將一額外特征適用于脈沖RF電源，其能提供快 速的調(diào)頻。引入此特征的主要用途在于，經(jīng)由在給定范圍內(nèi)( 5%)調(diào)諧主RF操作頻 率，減小反射到RF電源的功率，因此提高等離子體匹配的動(dòng)態(tài)范圍。然而，對(duì)于將匹配 網(wǎng)絡(luò)用作其主匹配系統(tǒng)的等離子體反應(yīng)器，此調(diào)頻的動(dòng)態(tài)范圍較窄，且相應(yīng)地當(dāng)操作于 CW模式時(shí)其無(wú)法用來(lái)取代習(xí)知匹配網(wǎng)絡(luò)。此外，在RF電源中啟用調(diào)頻，同時(shí)啟用可自 動(dòng)調(diào)節(jié)的匹配網(wǎng)絡(luò)，將在兩個(gè)調(diào)諧程序之間產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，且因此在操作于CW模式時(shí)降低 耦接至等離子體的RF功率。一旦脈沖RF施加于等離子體反應(yīng)器，可利用調(diào)頻特征來(lái)聯(lián)合操作匹配網(wǎng)絡(luò)，以 達(dá)成更小的反射功率，且因此賦能高效的脈沖等離子體工藝。本文所揭示的本發(fā)明某些 實(shí)施例引入了在基于時(shí)間分解的調(diào)諧方案期間用于等離子體電抗匹配的有效程序。此等 程序在寬的操作窗口內(nèi)提供穩(wěn)定的脈沖等離子體，系統(tǒng)中無(wú)需使用額外設(shè)備。然而對(duì)于 某些配方，此等程序中的一者較另一者更快進(jìn)入調(diào)諧狀態(tài)，使得短時(shí)工藝?yán)玫入x子體 脈沖。在美國(guó)專利第6,818,562號(hào)中，Valentin Todorow等人提出在CW模式中激發(fā)等離
子體，且在激發(fā)等離子體之后，匹配網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)對(duì)自身進(jìn)行調(diào)節(jié)，以確保反射功率最小。 一旦達(dá)成所需匹配，將鎖定匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧參數(shù)，且系統(tǒng)將切換到脈沖模式(RF功率經(jīng)脈 沖處理)。然而，此技術(shù)所揭示的操作窗口較窄，且在不利用調(diào)頻的情況下，當(dāng)試圖對(duì)等 離子體反應(yīng)器中的源及偏壓進(jìn)行脈沖處理時(shí)，幾乎不可能達(dá)成任何穩(wěn)定脈沖操作。以下引入若干程序，其中每一程序需遵循一列步驟，以促進(jìn)在脈沖處理時(shí)實(shí)現(xiàn) 穩(wěn)定的操作。經(jīng)由利用此等程序，應(yīng)能夠顯著增強(qiáng)脈沖模式下穩(wěn)定的操作窗口，為更多 的基于等離子體的工藝?yán)玫入x子體脈沖機(jī)制打下基礎(chǔ)。本文所揭示的程序主要適用于 當(dāng)源及偏壓RF電源處于脈沖模式的等離子體脈沖。然而，可以多種應(yīng)用方式來(lái)實(shí)施以下 概念在脈沖等離子體操作中以時(shí)間分解的方式操作快速調(diào)頻與動(dòng)態(tài)匹配網(wǎng)絡(luò)的組合。 舉例而言，時(shí)間分解調(diào)諧方案適用于所有以下RF機(jī)制1)源處于脈沖模式且偏壓處于 CW模式；2)偏壓處于脈沖模式且源處于CW模式；3)源及偏壓均以異步方式進(jìn)行脈沖 處理；及4)源及偏壓均以完全同步方式進(jìn)行脈沖處理，或具有相位控制。當(dāng)源及偏壓處于脈沖模式時(shí)，以下兩個(gè)例示性程序可用于調(diào)諧。以下兩個(gè)程序 時(shí)間分解概念的特例，此處提供作為特定應(yīng)用中有效程序的實(shí)例。對(duì)于具有不同參數(shù) (例如化學(xué)處理、壓力、功率電平及類似參數(shù))的工藝，可對(duì)本文所述程序進(jìn)行改變。舉 例而言，為提供及/或維持低反射功率，可對(duì)上述工藝進(jìn)行逆序操作，或以不同次序執(zhí) 行步驟。程序#1.CW至脈沖在此程序中，以CW模式激發(fā)等離子體，同時(shí)使源及偏壓RF電源處于固定頻率
15(例如，約13.56MHz)，且匹配網(wǎng)絡(luò)處于自動(dòng)模式。一旦匹配網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)以確保來(lái)自 源及偏壓的反射功率最小(此過(guò)程可能需要2-3秒)，將固定源匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，同時(shí)將偏 壓匹配網(wǎng)絡(luò)保持在自動(dòng)模式。此后將為源RF電源開(kāi)啟調(diào)頻，而偏壓RF電源的調(diào)頻保持 關(guān)閉。大約1秒之后，可開(kāi)啟脈沖模式，隨后為偏壓RF電源開(kāi)啟調(diào)頻，并將源匹配網(wǎng)絡(luò) 切換回自動(dòng)模式。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定且實(shí)現(xiàn)最小的反射功率還需要約2-4秒(視匹配網(wǎng)絡(luò)的 預(yù)設(shè)及配方參數(shù)而定)?，F(xiàn)在系統(tǒng)可操作于脈沖模式?？偨Y(jié)1.將RF電源設(shè)定為主/從模式，賦能同步脈沖模式。2.將RF電源設(shè)定為固定頻率。3.將源RF電源的脈沖頻率或工作周期設(shè)定為零。4.將匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)定為自動(dòng)模式。5.開(kāi)啟RF電源，以便進(jìn)行CW操作。6.當(dāng)調(diào)諧CW模式時(shí)，將源匹配網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)到鎖定模式，并將偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)保持在自 動(dòng)模式。7.在源RF電源端開(kāi)啟調(diào)頻。8.開(kāi)啟脈沖模式(經(jīng)由在源RF電源端將脈沖頻率及工作周期設(shè)為非零)。9.在偏壓RF電源端開(kāi)啟調(diào)頻。10.將源匹配網(wǎng)絡(luò)切換回自動(dòng)模式。11.系統(tǒng)脈沖操作就緒。12.系統(tǒng)調(diào)諧之后，將匹配網(wǎng)絡(luò)切換至鎖定模式。在某些情況下，可跳過(guò)步驟 10，而將源匹配網(wǎng)絡(luò)保持在鎖定模式(與步驟6中的設(shè)定相同)。舉例而言，對(duì)于高壓工 藝(例如，大于約IOm托)以及某些低壓工藝，可跳過(guò)步驟10。使用此程序，發(fā)明人還會(huì)遇到以下情況在CW模式期間，RF電源端的調(diào)頻 模式與匹配網(wǎng)絡(luò)端的自動(dòng)模式同時(shí)起作用，因此避免了調(diào)諧算法競(jìng)爭(zhēng)(可能會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn) 定)。調(diào)諧源與調(diào)諧偏壓的差異因?yàn)橐韵率聦?shí)在習(xí)知解耦等離子體源RF電源中，偏 壓的匹配網(wǎng)絡(luò)達(dá)成較源更低的反射功率，且對(duì)于任何實(shí)用用途，來(lái)自偏壓的反射功率都 相同為零。因此，經(jīng)由在系統(tǒng)處于CW模式時(shí)將偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)切換為鎖定狀態(tài)，并啟動(dòng) 調(diào)頻，來(lái)改變?cè)摿惴瓷涔β?，因?yàn)镽F電源試圖達(dá)成更佳的調(diào)諧(而此不可能)，因而可 導(dǎo)致不穩(wěn)定。后者主要對(duì)于低壓工藝較為明顯。此問(wèn)題在源中不會(huì)發(fā)生，因?yàn)槠ヅ渚W(wǎng)絡(luò) 所達(dá)成的反射功率較小，雖然不完全等于零，且因此當(dāng)匹配網(wǎng)絡(luò)處于鎖定甚至CW模式 時(shí)，經(jīng)由適用快速調(diào)頻，存在達(dá)成較低反射功率的余地。程序#2 脈沖至脈沖此程序主要基于以下發(fā)現(xiàn)幾乎在任何脈沖頻率下(所用典型頻率位于 100Hz-50kHz范圍內(nèi))且在工作周期約為90% (或在約85-95%之間)情況下，對(duì)源及偏 壓施加脈沖，效果將相當(dāng)接近CW模式，對(duì)于可運(yùn)行于CW模式中的相同配方，很容易 達(dá)成較低的反射功率。然而，主要差異在于事實(shí)RF電源運(yùn)行于脈沖模式，且相應(yīng)地， 可能的情況便是，匹配網(wǎng)絡(luò)處于自動(dòng)模式同時(shí)RF電源處于調(diào)頻模式，而不會(huì)進(jìn)入競(jìng)爭(zhēng)機(jī) 制。此程序中需要遵循的步驟序列如下。在所需脈沖頻率且在工作周期約為90% (或 在約85-95%之間)的情況下，將RF電源設(shè)定為脈沖模式。為偏壓及源開(kāi)啟調(diào)頻，并將
16匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)定為自動(dòng)模式。此后，開(kāi)啟RF電源。系統(tǒng)需要約2-3秒進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)并將 自身調(diào)節(jié)至最小反射功率。之后，在RF電源仍處于開(kāi)啟狀態(tài)下，在操作窗口內(nèi)，自約 90%將工作周期更改為所需值。系統(tǒng)需要另外2-3秒來(lái)對(duì)自身進(jìn)行調(diào)諧，然后在所需脈 沖模式下進(jìn)入操作就緒狀態(tài)?？偨Y(jié)1.將RF電源設(shè)定為主/從模式，賦能同步脈沖模式。2.將RF電源設(shè)定為頻率掃描狀態(tài)。3.將源RF電源工作周期設(shè)定為約90% (或位于85_95%之間)，且將脈沖頻率 設(shè)定為所需操作頻率。4.將匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)定為自動(dòng)模式。5.開(kāi)啟RF電源，以便進(jìn)入脈沖模式。6.進(jìn)行調(diào)諧時(shí)，將工作周期切換為所需工作周期。7.系統(tǒng)可操作于脈沖模式。8.系統(tǒng)調(diào)諧之后(步驟7之后2-3秒)，將匹配網(wǎng)絡(luò)切換為鎖定模式。在一定條 件下，在步驟6中調(diào)諧系統(tǒng)之后但在將工作周期切換為所需值之前，建議將匹配網(wǎng)絡(luò)切 換為鎖定模式。在此等情況下，不再需要步驟8，可略去。在前述兩個(gè)程序中，當(dāng)脈沖處理時(shí)，源及偏壓脈沖可完全同步(例如，在任何 給定時(shí)間，脈沖包絡(luò)之間的相位為零)。若不同步脈沖，則更難以達(dá)成較低的反射功率， 雖然同時(shí)對(duì)源及偏壓進(jìn)行脈沖處理。然而，基于前述時(shí)間分解程序，可獲得較小的反射 功率，即便脈沖之間的相位不為零。此外，此處所引入的程序增大了等離子體電抗匹配的動(dòng)態(tài)范圍。然而，其明顯 增大了等離子體脈沖的操作窗口，使得更多工藝可以利用此機(jī)制。此動(dòng)態(tài)范圍主要由兩 個(gè)特征決定。第一特征為匹配網(wǎng)絡(luò)中電容器/電感器的動(dòng)態(tài)范圍。第二特征為RF電源 中的調(diào)頻范圍。修改此兩個(gè)特征將可更改脈沖模式下的有效操作窗口。決定使用上述程序中哪一者的主要參數(shù)(確定所涉配方的特征)為壓力設(shè)定點(diǎn)。 可區(qū)分兩組操作，第一為低壓操作(例如對(duì)于硅蝕刻，低于約IOm托)，第二為高壓操 作。前述兩個(gè)程序均可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定調(diào)諧，同時(shí)在穩(wěn)定的操作窗口內(nèi)在脈沖模式下操 作。對(duì)于高壓操作，兩種方法表現(xiàn)出類似結(jié)果，具有相同的時(shí)間訊框。然而，對(duì)于低壓 操作，第二種方法更快(3-4秒，相比6秒)。盡管前述關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例，但在不偏離本發(fā)明的基本范疇的條件下，可設(shè) 計(jì)本發(fā)明的其它及進(jìn)一步實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，包含一具有調(diào)頻的第一 RF電源；一耦接至該第一 RF電源的第一匹配網(wǎng)絡(luò)；及一用于讀取反射回該第一 RF電源的反射RF功率的第一共同感應(yīng)器，該共同感應(yīng)器 經(jīng)耦接至該第一 RF電源及該第一匹配網(wǎng)絡(luò)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包含一具有一天線組件及一陰極基座的工藝腔室，該天線組件安置于靠近該工藝腔室的 一蓋子處，該陰極基座用于支撐一待處理的基板，其中該第一 RF電源經(jīng)耦接至該天線組 件；及一具有調(diào)頻且耦接至該陰極基座的第二 RF電源、一耦接至該第二 RF電源的第二匹 配網(wǎng)絡(luò)，及一用于讀取反射回該第二 RF電源的反射RF功率的第二共同感應(yīng)器，該第二 共同感應(yīng)器耦接至該第二 RF電源及該第二匹配網(wǎng)絡(luò)。
3.如權(quán)利要求1至2中的任何一者所述的設(shè)備，進(jìn)一步包含一控制器，用于基于自該第一共同感應(yīng)器的讀數(shù)來(lái)調(diào)諧該第一 RF電源及該第一匹配 網(wǎng)絡(luò)，若存在有該第二匹配網(wǎng)絡(luò)、該第二 RF電源、及該第二共同感應(yīng)器，則用于基于自 該第二共同感應(yīng)器的讀數(shù)調(diào)諧該第二 RF電源和該第二匹配網(wǎng)絡(luò)。
4.如權(quán)利要求1至3中的任何一者所述的設(shè)備，其中該第一匹配網(wǎng)絡(luò)嵌埋在該第一 RF電源內(nèi)，且其中該控制器基于由該第一共同感應(yīng)器測(cè)量該第一 RF電源的輸出所提供 的共享讀數(shù)來(lái)控制該第一匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)諧以及一具有該第一 RF電源的一 RF周期的頻率 二者；及若存在有該第二匹配網(wǎng)絡(luò)、該第二 RF電源、和該第二共同感應(yīng)器，其中該第二匹配 網(wǎng)絡(luò)嵌埋在該第二 RF電源內(nèi)，且其中該控制器基于由該第二共同感應(yīng)器測(cè)量該第二 RF 電源的輸出所提供的共享讀數(shù)來(lái)控制該第二匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)諧及一具有該第二 RF電源的一 RF周期的頻率二者。
5.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，進(jìn)一步包含一鏈接，用于耦接該第一RF電源與該第二RF電源，以促進(jìn)一RF電源的操作與另一 RF電源同步，其中該第一 RF電源與該第二 RF電源經(jīng)組態(tài)而以完全同步的狀態(tài)或以一所 需相差的狀態(tài)而操作。
6.如權(quán)利要求1至5中的任何一者所述的設(shè)備，其中該第一RF電源與若存在有的該 第二 RF電源可操作于一脈沖模式下，該脈沖模式具有一位于約IOOHz與約IOOkHz之間 的脈沖頻率。
7.如權(quán)利要求1至5所述的任何一者所述的設(shè)備，其中該第一RF電源與若存在有的 該第二 RF電源可在一工作周期下操作，該工作周期位于約10%與約90%之間。
8.一種使用一源RF電源及一偏壓RF電源對(duì)一操作一等離子體工藝的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)諧 的方法，每一電源能夠進(jìn)行調(diào)頻且分別經(jīng)由一源匹配網(wǎng)絡(luò)及一偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)耦接至一1工 藝腔室，該方法包含下列步驟使用該源RF電源及該偏壓RF電源在一工藝腔室中激發(fā)一等離子體，每一電源設(shè)定 于一連續(xù)波模式或一固定頻率模式，該源匹配網(wǎng)絡(luò)及該偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)各自設(shè)定為一自動(dòng) 調(diào)諧模式；在這些匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)以減小來(lái)自該源及該偏壓RF發(fā)生器二者的反射功率之后，將該 源匹配網(wǎng)絡(luò)更改為鎖定模式，同時(shí)將該偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)保持在自動(dòng)模式；開(kāi)啟該源RF電源的調(diào)頻，同時(shí)將該偏壓發(fā)生器的調(diào)頻保持關(guān)閉狀態(tài)；開(kāi)啟該源RF電源及/或該偏壓RF電源的一脈沖模式；及將該偏壓RF電源置于調(diào)頻模式。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包含下列步驟在將該偏壓RF電源置于調(diào)頻模式之后，使該源匹配網(wǎng)絡(luò)返回至自動(dòng)模式。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該源RF電源及該偏壓RF電源處于一主/從配 置，以提供同步或嵌埋的同步脈沖，或其中該源RF電源及該偏壓RF電源各處于一主模 式，以使得該源RF電源操作于脈沖模式，且該偏壓RF電源操作于連續(xù)波模式，或該偏 壓RF電源操作于脈沖模式，而該源RF電源操作于連續(xù)波模式。
11.一種使用一源RF電源及一偏壓RF電源對(duì)一操作一等離子體工藝的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)諧 的方法，每一電源能夠進(jìn)行調(diào)頻且分別經(jīng)由一源匹配網(wǎng)絡(luò)及一偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)耦接至一工 藝腔室，該方法包含下列步驟(a)經(jīng)由自處于調(diào)頻模式下的該源RF電源及/或該偏壓RF電源提供RF功率來(lái)在一 工藝腔室中形成一等離子體，這些電源處于一所需脈沖頻率及一位于約85%與約95%之 間的初始工作周期的條件下，且該源匹配網(wǎng)絡(luò)及該偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)處于自動(dòng)調(diào)諧模式；及(b)在該源RF電源及該偏壓RF電源仍處于開(kāi)啟狀態(tài)的同時(shí)，在這些匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)以 降低來(lái)自該源及該偏壓RF發(fā)生器二者的反射功率之后，將該初始工作周期更改為一所需 工作周期。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包含下列步驟(C)在將該初始工作周期更改為一所需工作周期之后，將這些匹配網(wǎng)絡(luò)切換為鎖定模式。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其進(jìn)一步包含下列步驟(c)在這些匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)以降低來(lái)自該源及該偏壓RF發(fā)生器二者的反射功率之后， 且在將該初始工作周期更改為一所需工作周期之前，將這些匹配網(wǎng)絡(luò)切換為鎖定模式。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中該源RF電源及該偏壓RF電源處于一主/從配 置，以提供同步或嵌埋的同步脈沖，或其中該源RF電源及該偏壓RF電源各處于一主模 式，以使得該源RF電源操作于脈沖模式，且該偏壓RF電源操作于連續(xù)波模式，或該偏 壓RF電源操作于脈沖模式，而該源RF電源操作于連續(xù)波模式。
15.—種以一時(shí)間分解方式使用一源RF電源及一偏壓RF電源對(duì)一操作一等離子體工 藝的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)諧的方法，每一電源能夠進(jìn)行調(diào)頻且分別經(jīng)由一源匹配網(wǎng)絡(luò)及一偏壓匹 配網(wǎng)絡(luò)耦接至一工藝腔室，該方法包含下列步驟使用該源RF電源及該偏壓RF電源在一工藝腔室中激發(fā)一等離子體，每一電源經(jīng)獨(dú) 立設(shè)定為處于一自一連續(xù)波模式或一脈沖模式選擇的第一操作模式，并處于一自一固定 頻率模式或一調(diào)頻模式選擇的第一調(diào)諧模式，其中該源匹配網(wǎng)絡(luò)及該偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)經(jīng)各 自獨(dú)立設(shè)定為處于一自一自動(dòng)調(diào)諧模式或一鎖定模式選擇的第一匹配模式；在一第一時(shí)間周期過(guò)期時(shí)，切換該源RF電源及該偏壓RF電源的一者或二者的該第 一操作模式；在一第二時(shí)間周期過(guò)期時(shí)，切換該源RF電源及該偏壓RF電源的一者或二者的該第 一調(diào)諧模式；以及在一第三時(shí)間周期過(guò)期時(shí)，切換該源匹配網(wǎng)絡(luò)及該偏壓匹配網(wǎng)絡(luò)的一者或二者的該 第一匹配模式；其中該第一、第二及第三時(shí)間周期經(jīng)選擇以減小一反射回該源RF電源及該偏壓RF 電源的反射功率。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例大體而言提供一種用于在廣工藝窗口(wide process window)內(nèi)進(jìn)行脈沖等離子體工藝的方法及設(shè)備。在某些實(shí)施例中，一設(shè)備可包括一具有調(diào)頻的RF電源及一耦接至該RF電源的匹配網(wǎng)絡(luò)，該RF電源與該匹配網(wǎng)絡(luò)共享一共同感應(yīng)器，該共同感應(yīng)器用于讀取反射回該RF電源的反射RF功率。在某些實(shí)施例中，一設(shè)備可包括一具有調(diào)頻的RF電源、一耦接至該RF電源的匹配網(wǎng)絡(luò)及一用于調(diào)諧各個(gè)該RF電源及該匹配網(wǎng)絡(luò)的通用控制器，該RF電源與該匹配網(wǎng)絡(luò)共享一共同感應(yīng)器，該共同感應(yīng)器用于讀取反射回該RF電源的反射RF功率。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK102027810SQ200980117820
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月14日
發(fā)明者K·拉馬斯瓦米, S·巴納, V·托多羅 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料股份有限公司