[发明专利]具有原位监视和过程参数调谐的等离子体处理方法

说明书

本文所使用的章节标题只是出于组织目的，且不应理解为限制本申请案中所描述的标的物。

技术领域

本发明涉及具有原位监视和过程参数调谐的等离子体处理方法。

背景技术

等离子体处理(Plasma processing)广泛用于半导体和其它工业已有数十年。等离子体处理用于例如清洗(cleaning)、蚀刻、研磨(milling)和沉积等任务。最近，等离子体处理已用于掺杂。等离子体掺杂有时称为PLAD或等离子体浸没离子植入(plasma immersi onion implantation，PIII)。已开发出等离子体掺杂系统以满足某些现代电子和光学装置的掺杂要求。

等离子体掺杂在根本上不同于常规的射束线离子植入系统(beam-lineion implantation systems)，所述系统用电场使离子加速且接着根据其质荷比来对所述离子进行过滤，以选择所需的离子用于植入。相反，等离子体植入系统将目标物浸没在含有掺杂剂离子(dopant ions)的等离子体中，并用一连串负电压脉冲(negative voltage pulses)来偏置(bias)目标物。等离子体壳层(plasma sheath)内的电场使离子朝向目标物加速，进而将所述离子植入到目标物表面中。

用于半导体工业的等离子体掺杂系统通常需要非常高精度的过程控制。广泛用于半导体工业的常规射束线离子植入系统在等离子体掺杂期间具有优良的过程控制且还具有优良的批次间过程控制(run-to-run processcontrol)。常规的射束线离子植入系统在现有技术半导体衬底的整个表面上提供高度均匀的掺杂。一般来说，等离子体掺杂系统的过程控制并不如常规的射束线离子植入系统那么好。

通过从各种离线实验(off-line experiments)获得数据、对所述数据进行分析且接着响应于所述分析而改变制法参数(recipe parameters)来优化已知的等离子体掺杂过程。本发明涉及等离子体处理设备(例如等离子体掺杂设备)的原位监视(In-situ monitoring)和优化。原位监视和优化可大大改进等离子体掺杂设备的过程控制。

发明内容 无

附图说明

根据优选和示范性实施例，在结合附图所进行的以下详细描述中更特定地描述本发明及其进一步优点。所述图式未必按比例绘制，而是大体上着重于说明本发明的原理。

图1绘示根据本发明的具有原位监视和过程参数调谐的等离子体掺杂方法的流程图。

具体实施方式

现将参看如附图中所示的示范性实施例来更详细地描述本发明的教示。尽管结合各种实施例和实例来描述本教示，但不希望本教示限于此些实施例。相反，本教示涵盖各种替代方案、修改和等效物，如所属领域的技术人员将了解。阅读了本文教示的所属领域的技术人员将认识到额外的实施方案、修改和实施例，以及其它使用领域，这些均处于如本文所描述的本发明的范围内。

举例来说，虽然结合等离子体掺杂来描述改进本发明的过程控制的方法，但应了解，本发明的方法可应用于任何类型的等离子体过程。具体地说，根据本发明的均匀性改进方法还可应用于等离子体处理系统，包含用于沉积(例如化学和物理沉积)的系统和用于蚀刻(包含反应性离子蚀刻(reactive ion etching)和物理蚀刻)的系统。

应了解，本发明的方法的各个步骤可以任何顺序来执行和/或同时执行，只要本发明仍为可操作的。另外，应了解，本发明的设备可包含任何数目的或所有的所述实施例，只要本发明仍为可操作的。

在已知的等离子体掺杂系统中，通过利用实验设计(design ofexperiment，DOE)方法来优化等离子体掺杂制法参数，例如等离子体功率、腔室压力、气体流动速率、剂量、均匀性和能量。术语“制法参数”在本文中经定义以指改变处理工具中的等离子体掺杂条件的实际设备设置或操作参数。制法参数构成用于执行特定处理操作(即，等离子体掺杂操作)的过程或制法。