[发明专利]通过奇次谐波混合调整离子能量分布函数的系统和方法

说明书

本发明涉及通过奇次谐波混合调整离子能量分布函数的系统和方法。描述了用于控制应用于等离子体室内的衬底的工艺的系统和方法。所述系统和方法包括产生和供应奇次谐波信号，并且对奇次谐波信号求和以生成相加后的信号。相加后的信号被供应给等离子体室内的电极，以用于处理衬底。使用奇次谐波信号有助于衬底的高深宽比蚀刻。

技术领域

所呈现的实施方式涉及通过奇次谐波混合调整离子能量分布函数的系统和方法。

背景技术

等离子体系统包括一个或多个射频(RF)发生器、阻抗匹配网络和等离子体室。等离子体室包括在等离子体室的顶部处的电极和在等离子体室的底部处的另一电极。顶部的电极具有多个气体入口，以使气体能够通过进入等离子体室内。

将晶片放置在底部的电极的顶部，以处理晶片。一个或多个RF发生器被开通以提供RF信号，RF信号通过阻抗匹配网络被传送到等离子体室。此外，气体通过气体入口供应到等离子体室内。气体被RF信号点燃以在等离子体室内产生等离子体，并且使用等离子体来处理晶片。在处理晶片期间，实施各种控制以控制晶片的处理。

正是在这样的背景下出现本发明描述的实施方式。

发明内容

本公开的实施方式提供了用于通过奇次谐波混合调整离子能量分布函数的装置、方法和计算机程序。应当理解的是，所呈现的实施方式可以以多种方式(例如，工艺、装置、系统、硬件零件或计算机可读介质上的方法)来实现。若干实施方式在下文描述。

在一些实施方式中，提供了用于调整离子能量分布函数(IEDF)以进行等离子体处理，特别是进行高深宽比蚀刻的系统和方法。IEDF通常由单个RF功率源以电容耦合等离子体中的不同频率(例如2兆赫兹(MHz)或400千赫兹(kHz)的偏置频率，27MHz或60MHz的源频率等)确定。在多种实施方式中，本文所描述的方法涉及在修正一个或多个奇次谐波的幅值和/或相位之后混合偏置频率的多个奇次谐波，以增加峰值离子能量和/或峰值离子能量的离子通量。对于在衬底的特征的底部的高深宽比蚀刻，峰值离子能量和/或离子通量的这种增加是非常需要的。混合奇次谐波使得能够实现RF波形操作，从而能够进一步调整IEDF，以实现最佳的蚀刻工艺性能。

在一些实施方式中，描述了一种系统。该系统包括RF发生器和耦合到RF发生器的等离子体室。RF发生器包括产生n次(n^th)奇次谐波RF信号的奇次谐波电源。RF发生器包括耦合到奇次谐波电源的阻抗匹配电路。阻抗匹配电路在接收到n次奇次谐波RF信号时输出n次经修正的奇次谐波RF信号。RF发生器还包括耦合到阻抗匹配电路的倍频器。倍频器接收n次经修正的奇次谐波RF信号以输出(n+2)次奇次谐波RF信号(an(n+2)^th odd harmonic RFsignal)。RF发生器还包括耦合到倍频器的变量调节器。变量调节器修正(n+2)次奇次谐波RF信号的变量，以输出调整后的(n+2)次奇次谐波RF信号。RF发生器包括耦合到变量调节器和阻抗匹配电路的加法器。加法器将n次经修正的奇次谐波RF信号和调整后的(n+2)次奇次谐波RF信号相加，以提供相加后的RF信号。等离子体室从加法器接收相加后的RF信号以向等离子体室内的电极提供功率。

在多种实施方式中，描述了另一种系统。该系统包括RF发生器和耦合到RF发生器的等离子体室。RF发生器包括产生n次奇次谐波RF信号的一次奇次谐波RF电源和产生(n+2)次奇次谐波RF信号的二次奇次谐波RF电源。RF发生器还包括耦合到一次奇次谐波RF电源的第一阻抗匹配电路。第一阻抗匹配电路接收n次奇次谐波RF信号以输出n次经修正的奇次谐波RF信号。RF发生器还包括耦合到二次奇次谐波RF电源的第二阻抗匹配电路。第二阻抗匹配电路接收(n+2)次奇次谐波RF信号以输出(n+2)次经修正的奇次谐波RF信号。RF发生器包括耦合到第一阻抗匹配电路和第二阻抗匹配电路的加法器。加法器将n次经修正的奇次谐波RF信号和(n+2)次经修正的奇次谐波RF信号相加以输出相加后的RF信号。等离子体室从加法器接收相加后的RF信号，以改变等离子体室内的等离子体的阻抗。