[发明专利]产生离子能量分布函数(IEDF)

说明书

本文提供了使用整形脉冲偏压产生任意形状的离子能量分布函数的系统和方法。在一实施例中，一种方法包括以下步骤：向工艺腔室的电极施加正跳变电压以中和晶片表面；向电极施加负跳变电压以设定晶片电压；和调制晶片电压的幅度以产生预定数量的脉冲以确定离子能量分布函数。在另一实施例中，一种方法包括以下步骤：向工艺腔室的电极施加正跳变电压以中和晶片表面；向电极施加负跳变电压以设定晶片电压；和向电极施加对晶片上的离子电流过度补偿的斜坡电压或向电极施加对晶片上的离子电流补偿不足的斜坡电压。

本申请是申请日为2017年12月11日、申请号为201780073879.4、名称为“产生离子能量分布函数(IEDF)”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本公开文本的实施例总的来说涉及用于处理基板的系统和方法，并具体来说，涉及用于基板的等离子体处理的系统和方法。

背景技术

典型的反应离子蚀刻(RIE)等离子体处理腔室包括射频(RF)偏压发生器(射频(RF)偏压发生器向“功率电极”供应RF电压)、嵌入“静电吸盘”(ESC)中的金属底板(更常被称为“阴极”)。图1(a)描绘将供应给典型处理腔室中的功率电极的典型RF电压的曲线图。功率电极通过作为ESC组件的一部分的陶瓷层电容耦合到处理系统的等离子体。等离子体鞘层的非线性、类二极管性质导致所施加的RF场的整流，使得在阴极与等离子体之间出现直流(DC)电压降或“自偏压”。所述电压降确定朝阴极加速的等离子体离子的平均能量，并因此确定了蚀刻各向异性(anisotropy)。

更具体来说，离子方向性、特征分布和对掩模与终止层的选择性由离子能量分布函数(IEDF)控制。在具有RF偏压的等离子体中，IEDF通常在低能量和高能量下具有两个峰，并且在其间有一些离子群。在IEDF的两个峰之间的离子群的存在反映阴极与等离子体之间的电压降以偏压频率振荡的事实。当使用较低频率(例如2MHz)的RF偏压发生器来获得较高的自偏压电压时，这两个峰之间的能量差异可能是显著的，且由于离子位于低能量峰从而蚀刻是更各向同性的，这可能引起特征壁弯曲。相较于高能离子，在到达特征底部的角落处的方面上低能离子的效率不佳(例如由于充电效应)，但使得有较少的掩模材料的溅射。这在高深宽比蚀刻应用(诸如硬掩模开口)中是重要的。