[發明專利]產生離子能量分布函數(IEDF)

在審

• 申請號: 202011589113.1
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN112701025A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: L·多爾夫;T·高;O·盧艾萊;O·朱伯特;P·A·克勞斯;R·丁德薩;J·H·羅杰斯
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01J37/08
• 分類號: H01J37/08;H01J37/248;H01J37/32
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖;張鑫

本文提供了使用整形脈沖偏壓產生任意形狀的離子能量分布函數的系統和方法。在一實施例中，一種方法包括以下步驟：向工藝腔室的電極施加正跳變電壓以中和晶片表面；向電極施加負跳變電壓以設定晶片電壓；和調制晶片電壓的幅度以產生預定數量的脈沖以確定離子能量分布函數。在另一實施例中，一種方法包括以下步驟：向工藝腔室的電極施加正跳變電壓以中和晶片表面；向電極施加負跳變電壓以設定晶片電壓；和向電極施加對晶片上的離子電流過度補償的斜坡電壓或向電極施加對晶片上的離子電流補償不足的斜坡電壓。

本申請是申請日為2017年12月11日、申請號為201780073879.4、名稱為“產生離子能量分布函數(IEDF)”的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本公開文本的實施例總的來說涉及用于處理基板的系統和方法，并具體來說，涉及用于基板的等離子體處理的系統和方法。

背景技術

典型的反應離子蝕刻(RIE)等離子體處理腔室包括射頻(RF)偏壓發生器(射頻(RF)偏壓發生器向“功率電極”供應RF電壓)、嵌入“靜電吸盤”(ESC)中的金屬底板(更常被稱為“陰極”)。圖1(a)描繪將供應給典型處理腔室中的功率電極的典型RF電壓的曲線圖。功率電極通過作為ESC組件的一部分的陶瓷層電容耦合到處理系統的等離子體。等離子體鞘層的非線性、類二極管性質導致所施加的RF場的整流，使得在陰極與等離子體之間出現直流(DC)電壓降或“自偏壓”。所述電壓降確定朝陰極加速的等離子體離子的平均能量，并因此確定了蝕刻各向異性(anisotropy)。

更具體來說，離子方向性、特征分布和對掩模與終止層的選擇性由離子能量分布函數(IEDF)控制。在具有RF偏壓的等離子體中，IEDF通常在低能量和高能量下具有兩個峰，并且在其間有一些離子群。在IEDF的兩個峰之間的離子群的存在反映陰極與等離子體之間的電壓降以偏壓頻率振蕩的事實。當使用較低頻率(例如2MHz)的RF偏壓發生器來獲得較高的自偏壓電壓時，這兩個峰之間的能量差異可能是顯著的，且由于離子位于低能量峰從而蝕刻是更各向同性的，這可能引起特征壁彎曲。相較于高能離子，在到達特征底部的角落處的方面上低能離子的效率不佳(例如由于充電效應)，但使得有較少的掩模材料的濺射。這在高深寬比蝕刻應用(諸如硬掩模開口)中是重要的。