[發明專利]具有獨立的電容及環形等離子體源的等離子體反應器設備

無效

• 申請號: 200710098396.8
• 申請日: 2007-04-24
• 公開（公告）號: CN101064238A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 亞歷山大·M·帕特森;瓦倫丁·N·托多羅夫;西奧多洛斯·帕納戈波洛斯;布賴恩·K·哈徹;丹·卡茨;愛德華·P·哈蒙德四世;約翰·P·荷文;亞歷山大·馬特尤什金
• 申請（專利權）人: 應用材料股份有限公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/67;H01L21/3065;H01J37/32;H01J37/00;H01J9/00;H05H1/02;C23F4/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐金國;梁揮

1.一種在等離子體反應器的腔室中處理工件的方法，包括：

將工藝氣體導入腔室中；

同時進行：a)電容耦合VHF等離子體源功率至位于晶圓上方的所述腔室的工藝區中，以及b)電感耦合RF等離子體源功率至所述工藝區中；

通過調節耦合至所述工藝區中的所述電容耦合VHF功率量和所述電感耦合功率量的比例，調節下述其中之一：a)所述工藝區中的等離子體離子密度的徑向分布，以及b)所述等離子體中物質的離解度；

將獨立可調的LF偏壓功率和HF偏壓功率施加給所述工件；以及

通過調節所述LF和HF偏壓功率之間的比例，調節所述工件表面處離子能量的平均值和總分布。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括通過調節所述電容耦合VHF源功率的有效頻率調節下述其中之一：a)所述工藝區中的等離子體離子密度徑向分布，以及b)等離子體中物質的離解度。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述調節所述電容耦合VHF源功率的有效頻率的步驟包括調節一對VHF功率發生器的輸出功率級別之間的比例，所述一對VHF功率發生器具有不同的固定頻率并耦合以將VHF功率輸送至所述工藝區。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述調節所述比例的步驟包括：

調節所述電容耦合RF等離子體源功率和所述電感耦合RF等離子體源功率的功率級別。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述調節所述比例的步驟包括：

使至少所述電感耦合RF等離子體源功率脈沖化并調節所述電感耦合等離子體源功率的脈沖工作周期。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述比例調節至使等離子體離子徑向分布均勻性最大化。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述調節離子能量的所述平均值和總分布的步驟進一步包括調節下述其中之一的有效頻率：a)所述HF偏壓功率以及b)所述LF偏壓功率。

8.一種用于處理工件的等離子體反應器，包括：

反應器腔室和在所述腔室中工件支架，所述腔室具有面向所述工件支架的頂；

電容耦合等離子體源功率施加器，包括位于下述其中之一的源功率電極：a)所述頂；以及b)所述工件支架處；

耦合至所述電容耦合功率源施加器的第一VHF功率發生器；

第二等離子體源功率施加器，其為下述其中之一：a)位于所述頂上方的電感耦合等離子體源功率施加器；以及b)耦合至所述腔室的環形等離子體源功率施加器；

RF功率發生器，耦合至所述第二源功率施加器；

等離子體偏壓功率施加器，包括在所述工件支架中的偏壓功率電極；

耦合至所述等離子體偏壓功率施加器的至少第一RF偏壓功率發生器；

工藝氣體分配設備，包括在所述頂中的氣體分配噴頭；

第一控制器，用于調節通過所述電容耦合等離子體源功率施加器和所述第二等離子體源功率施加器同時耦合至所述腔室中的等離子體的功率的相對值；

第二RF偏壓功率發生器，耦合至所述偏壓功率電極，所述第一和第二RF偏壓功率發生器分別提供低頻和高頻RF功率；以及

第二控制器，用于調節通過所述第一和第二RF偏壓功率發生器同時耦合至所述偏壓功率電極的功率的相對量。

9.根據權利要求8所述的反應器，其特征在于，進一步包括：

第二VHF功率發生器，耦合至所述電容耦合源功率施加器，所述第一和第二VHF功率發生器具有不同VHF頻率；

控制器，用于獨立地控制所述第一和第二VHF發生器的功率輸出級別從而控制施加給所述源功率電極的有效VHF頻率。

10.根據權利要求8所述的反應器，其特征在于，所述源功率電極在所述工件支架處，并且其中所述源功率電極和所述偏壓功率電極為相同電極。

11.根據權利要求8所述的反應器，其特征在于，所述電容耦合等離子體源功率施加器包括位于頂處的電極和在所述工件支架內的所述偏壓功率電極，所述VHF源功率發生器連接至所述電極其中之一，以及所述電極中另一電極耦合至VHF返回電勢。