[发明专利]具有近似锯齿波脉冲的RF功率传输

说明书

本文提供一种使用多电平脉冲RF功率来操作等离子体增强基板处理系统的方法。在一些实施例中，使用多电平脉冲RF功率来操作等离子体增强基板处理系统的方法包括以下步骤：提供第一多电平RF功率波形到处理腔室，所述第一多电平RF功率波形至少具有第一脉冲持续时间期间的第一功率电平、第二脉冲持续时间期间的第二功率电平、和第三脉冲持续时间期间的第三功率电平，以及在第一延迟周期之后，提供第二多电平RF功率波形到所述处理腔室，所述第二多电平RF功率波形至少具有第一脉冲持续时间期间的第一功率电平、第二脉冲持续时间期间的第二功率电平、及第三脉冲持续时间期间的第三功率电平。

技术领域

本公开的实施例大体涉及用于处理基板的RF功率传输方法。

背景技术

在常规的射频(RF)等离子体处理中，诸如用于许多半导体装置制造阶段期间，可通过RF能量源，将以连续或脉冲波模式产生的RF能量提供至基板处理腔室。由于RF能量源的阻抗与处理腔室内形成的等离子体阻抗不匹配，RF能量被反射回RF能量源，导致RF能量利用效率低又浪费能量，并且可能损坏处理腔室或RF能量源及可能造成基板处理不一致/无再现性的问题。因此，RF能量往往通过固定式或可调式匹配网络耦接到处理腔室中的等离子体，匹配网络则操作以通过将等离子体阻抗与RF能量源的阻抗更密切地匹配来最小化反射RF能量。匹配网络确保RF源的输出有效地耦接至等离子体，以使耦接至等离子体的能量的量(例如，称为调谐RF功率传输)最大化。因此，匹配网络确保总阻抗(即，等离子体阻抗+腔室阻抗+匹配网络阻抗)与RF功率传输的输出阻抗相同。在一些实施例中，RF能量源可以也能够进行频率调谐或调整RF能量源提供的RF能量的频率，以协助阻抗匹配。

然而，在RF产生器提供锯齿波形式的脉冲RF功率的系统中，匹配网络和/或RF能量源不能充分地调谐到最佳匹配位置，以减少反射功率。因此，为了充分减少反射功率，应传输一致电平的RF功率，以使匹配网络和/或RF能量源拾取信号并相应调谐。然而，在一致电平的RF功率的标准双电平脉冲(即，方波脉冲)中，等离子体强度的变化缓慢，而双电平方波脉冲可能无法充分近似锯齿图案。

因此，本发明提供改进的RF功率传输的方法与设备。

发明内容

本文提供一种使用多电平脉冲RF功率来操作等离子体增强基板处理系统的方法。在一些实施例中，使用多电平脉冲RF功率来操作等离子体增强基板处理系统的方法包括以下步骤：向处理腔室提供第一多电平RF功率波形，第一多电平RF功率波形至少具有第一脉冲持续时间期间的第一功率电平、第二脉冲持续时间期间的第二功率电平、及第三脉冲持续时间期间的第三功率电平，以及在第一延迟周期之后，向处理强势提供第二多电平RF功率波形，第二多电平RF功率波形至少具有第一脉冲持续时间期间的第一功率电平、第二脉冲持续时间期间的第二功率电平、及第三脉冲持续时间期间的第三功率电平。

在一些实施例中，提供一种具有指令储存其上的非瞬态计算机可读介质，当执行指令时，使得使用多电平脉冲RF功率来操作等离子体增强基板处理系统的方法得以实施。所执行的方法可以包括以下步骤：提供第一多电平RF功率波形到处理腔室，第一多电平RF功率波形至少具有第一脉冲持续时间期间的第一功率电平、第二脉冲持续时间期间的第二功率电平、及第三脉冲持续时间期间的第三功率电平，以及在第一延迟周期之后，提供第二多电平RF功率波形到处理腔室，第二多电平RF功率波形至少具有第一脉冲持续时间期间的第一功率电平、第二脉冲持续时间期间的第二功率电平、及第三脉冲持续时间期间的第三功率电平。

在一些实施例中，等离子体增强基板处理系统可包括：第一RF产生器，其被配置成提供第一多电平RF功率波形到处理腔室，第一多电平RF功率波形至少具有第一脉冲持续时间期间的第一功率电平、第二脉冲持续时间期间的第二功率电平、及第三脉冲持续时间期间的第三功率电平，以及第二RF产生器，其被配置成在第一延迟周期之后，提供第二多电平RF功率波形到处理腔室，第二多电平RF功率波形至少具有第一脉冲持续时间期间的第一功率电平、第二脉冲持续时间期间的第二功率电平、及第三脉冲持续时间期间的第三功率电平。