[發(fā)明專利]控制在連續(xù)波和脈沖等離子體之間轉(zhuǎn)換的方法和裝置有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710333403.1 | 申請(qǐng)日： | 2017-05-12 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN107393799B | 公開（公告）日： | 2020-07-31 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 賴燦鋒;孟亮 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 朗姆研究公司 |
| 主分類號(hào)： | H01J37/32 | 分類號(hào)： | H01J37/32 |
| 代理公司： | 上海勝康律師事務(wù)所 31263 | 代理人： | 李獻(xiàn)忠;張靜 |
| 地址： | 美國加利*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 控制 連續(xù) 脈沖 等離子體 之間 轉(zhuǎn)換 方法 裝置 | ||
本發(fā)明涉及控制在連續(xù)波和脈沖等離子體之間轉(zhuǎn)換的方法和裝置。提供了用于在等離子體處理室中從第一等離子體條件平緩轉(zhuǎn)換到第二等離子體條件的方法和裝置。用于等離子體處理的裝置可以配備有耦合到阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的RF電源，以平緩地從連續(xù)波(CW)等離子體切換到脈沖等離子體(反向地或交替地)而不使等離子體猝滅。或者，等離子體處理室可以被配備在第一占空比的脈沖等離子體平緩地切換到第二占空比的脈沖模式而不使等離子體猝滅。這種轉(zhuǎn)換可以通過使輸送到等離子體處理室的RF電源的RF功率斜坡式變化、使占空比斜坡式變化和/或使脈沖頻率斜坡式變化，使得阻抗可以在轉(zhuǎn)換期間通過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)平緩改變和匹配。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體而言涉及一種用于控制在連續(xù)波和脈沖等離子體之間轉(zhuǎn)換的方法和裝置。
背景技術(shù)
本公開一般涉及晶片的等離子體處理，更具體地，涉及其中電阻抗存在顯著變化的等離子體之間的轉(zhuǎn)換，例如在連續(xù)波(CW)等離子體和脈沖等離子體之間的轉(zhuǎn)換，而不使等離子體猝滅。
等離子體處理可以用于半導(dǎo)體處理中的各種操作，包括蝕刻、清潔、處理和沉積。射頻(RF)功率可以傳送到等離子體處理室，在該等離子體處理室中RF功率可以以連續(xù)波(CW)模式或脈沖模式傳送。這可以產(chǎn)生兩種不同類型的等離子體：(1)CW等離子體或(2)脈沖等離子體。CW等離子體和脈沖等離子體都已經(jīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)中以獲得期望的結(jié)果。
在CW模式下，RF電源提供連續(xù)且恒定量的功率來點(diǎn)燃或維持強(qiáng)等離子體，并且這種等離子體已經(jīng)用于各種應(yīng)用中。在CW模式下的RF功率可以表示為具有一定頻率的正弦波。RF電源可以以任何合適頻率在CW模式下傳輸功率，該合適頻率可以在約200KHz至約200MHz之間。示例包括400KHz、2MHz、13.56MHz、27MHz、60MHz、100MHz和162MHz。
在脈沖模式下，RF電源調(diào)制輸送到等離子體處理室的功率以點(diǎn)燃或維持等離子體，并且這種等離子體已經(jīng)用于許多應(yīng)用中。在脈沖模式下的RF功率在給定的時(shí)間段“T”期間提供脈沖形式的功率。通常，這樣的脈沖可以是方波形式。占空比可以指在導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間的總時(shí)間期間的開通時(shí)間百分比(Ton)，其中在給定周期內(nèi)總時(shí)間T＝Ton+Toff。RF電源可以以任何合適的占空比(例如在1％至99％之間)以脈沖模式傳遞功率。RF功率可以在脈沖模式下以約10Hz到約100kHz之間的脈沖頻率傳送功率。
等離子體通常包括電子、離子、自由基和中性物質(zhì)，它們都具有不同的駐留時(shí)間和壽命。例如，當(dāng)在等離子體處理室中關(guān)閉RF功率時(shí)(例如，在Toff期間)，高能電子可以快速離開等離子體，同時(shí)離子和自由基可以在等離子體中保持較長時(shí)間，因?yàn)樗鼈兊臄U(kuò)散速度較低。這可以影響等離子體的各種特性(例如，電場電位、電子溫度、物質(zhì)密度等)，具體取決于等離子體的脈沖周期的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間。由于脈沖模式具有特定的占空比并且CW模式基本上以100％占空比工作，所以與CW模式下的等離子體相比，脈沖模式下的等離子體的性質(zhì)可能非常不同。使用CW和脈沖模式可以提供不同類型的等離子體處理。因此，使用CW模式和脈沖模式兩者的混合系統(tǒng)可以在等離子體處理室中處理晶片方面提供額外的益處。
可能期望從CW切換到期望的脈沖條件，或者相反地或者交替地切換。此外，可能期望從一個(gè)脈沖條件切換到另一個(gè)脈沖條件，其中電阻抗存在顯著差異。
發(fā)明內(nèi)容
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