[发明专利]在等离子体处理系统中控制离子能量分布

说明书

技术领域

本发明涉及衬底(或晶片)的等离子体处理。特别是，本发明涉及在等离子体处理系统中处理衬底时控制离子能量分布。

背景技术

处理衬底过程中控制离子能量分布可带来诸多好处。例如，控制离子能量分布能够控制不同材料之间的蚀刻选择性，减少特征边缘(例如，槽或孔的边缘)上的啄面(faceting)，以及控制高深宽比接触(contacts)的轮廓。在现代等离子体处理应用中，控制离子能量的分布对达到预期处理结果可能是关键的。例如，美国专利号6,201,208“Method And Apparatus For Plasma Processing With Control Of Ion Energy Distribution At The Substrates(通过控制衬底上等离子体能量分布进行等离子体处理的方法和设备)”(2001年3月13日公布)中披露了控制离子能量分布的方法。

控制离子能量分布的现有技术往往涉及提供非正弦射频(RF)信号/功率到支撑衬底的衬底支承电极。该非正弦信号可控制离子能量分布，例如，通过吸引离子。控制离子能量分布的现有技术往往还需要使用非正弦RF信号源和衬底支承电极之间的外部DC阻塞电容器。

由于现有的方法仍存在一些缺点，并且考虑到在半导体处理领域中的不断进步，因此需要用于在等离子体处理室中控制离子能量分布的改良技术和装置。

发明内容

本发明实施方式涉及用等离子体处理至少衬底的等离子体处理系统。等离子体处理室能够控制离子能量分布。所述等离子体处理系统可包括第一电极。所述等离子体处理系统还包括不同于所述第一电极并配置为支承所述衬底的第二电极。所述等离子体处理系统还可包括与所述第一电极耦合的信号源。在所述等离子体处理系统中处理所述衬底时，所述信号源可通过所述第一电极提供非正弦信号以控制衬底上的离子能量分布，其中所述非正弦信号为周期性的。

上述内容只涉及到此处所披露的本发明的多种实施方式中的一种，并不旨在限制发明的范围，发明范围将在权利要求书中。在发明具体实施方式中阐述，本发明的这些和其他特征将结合以下附图及具体实施方式进行更详细的描述。

附图说明

本发明通过附图进行示例方式而并非限制方式的说明，其中附图中相同的标注数字指代相似的元件。

图1示出，按照本发明的一个或一个以上的实施方式，在等离子体处理过程中能够控制离子能量分布的等离子体处理系统组件的示意图。

图2示出，按照本发明的一个或一个以上的实施方式，在等离子体处理过程中能够控制离子能量分布的等离子体处理系统组件的示意图。

图3示出，按照本发明的一个或一个以上的实施方式，在等离子体处理过程中能够控制离子能量分布的等离子体处理系统组件的示意图。

图4示出表示能够控制离子能量分布的现有技术等离子体处理系统的电路模型的示意图。

图5示出，按照本发明的一个或一个以上的实施方式，表示能够控制离子能量分布的等离子体处理系统的电路模型示意图。

图6A示出施加在衬底上以在能够控制离子能量分布的现有技术等离子体处理系统中控制离子能量分布的非正弦信号示意图。

图6B示出基于现有技术配置的经计算的离子能量分布示意图。

图7A示出，按照本发明的一个或一个以上的实施方式，驱动所提供的用于控制离子能量分布的非正弦信号示意图。

图7B示出，按照本发明的一个或一个以上的实施方式，基于配置的经计算的离子能量分布示意图。

图8示出，按照本发明的一个或一个以上的实施方式，表示能够控制离子能量分布的等离子体处理系统的电路模型示意图。

图9A示出，按照本发明的一个或一个以上的实施方式，驱动所提供的用于控制离子能量分布的非正弦信号示意图

图9B示出，按照本发明的一个或一个以上的实施方式，基于配置的经计算的离子能量分布示意图。

具体实施方式

本发明现将参照附图所图解的一些实施方式进行详细描述。在以下描述中，阐述了众多具体细节以透彻地理解本发明。但是，对于本领域技术人员显而易见的是本发明无需这些具体细节的部分或全部也可实施。在其他例子中，众所周知的处理步骤和/或结构未进行详细描述以免不必要地使得本发明不清楚。