等離子體處理室中的同步且縮短的主從式射頻脈衝的製作方法

2023-07-18 10:33:01

等離子體處理室中的同步且縮短的主從式射頻脈衝的製作方法
【專利摘要】用於處理襯底的等離子體處理裝置和技術，其包括對第一RF信號和延時且縮短的第二RF信號的同步RF脈衝的使用。第一RF信號可以是主等離子體產生RF信號而第二RF信號可以是RF偏置信號，反之亦然。作為選擇地或另外地，第一RF信號可以是高頻RF信號而第二RF信號可以是低頻RF信號。第一RF信號或者第二RF信號可作為主信號，同時另一個作為從信號。作為選擇地，可採用外部電路作為主器件來控制第一RF信號和第二RF信號二者。跟蹤和保持技術和電路被提供來確保用於工藝控制和其它目的的精確測量。
【專利說明】等離子體處理室中的同步且縮短的主從式射頻脈衝
【背景技術】
[0001]用等離子體處理襯底(例如，晶片或玻璃面板)以生產電子產品(例如，集成電路或平板顯示器)已有很長時間。在襯底的處理中，可用等離子體蝕刻或沉積材料。一般來說，等離子體處理涉及將襯底置於合適的工件保持器上，比如卡盤。RF (射頻)能量源可被用於點燃等離子體處理室內的工藝源氣體，形成用於處理襯底的等離子體。在電感耦合等離子體處理室的情況下，該RF等離子體產生能量源通常通過由RF電源將RF能量供應給電感線圈而實現。在下面的討論中，使用晶片和電感耦合等離子體處理室作為示例。但應當理解，本發明並不受限於這些具體實施例。
[0002]當RF能量源接通時,等離子體可被產生並維持,這會涉及帶電粒種(species)和自由基中性粒種的產生。在處理過程中，來自等離子體的帶電粒種趨於將電荷給至襯底表面的特徵上。在一些情況下，晶片上的這種電荷會導致特徵的希望形貌的不希望的改變且甚至會導致器件損壞。例如，帶電粒種可被吸引到晶片表面上的特徵的帶電側壁或者與帶電側壁相斥，導致蝕刻之後的底切特徵(undercut feature)形成。晶片上的電荷還可導致晶片的特徵和層之間的電應力。此外，高能的帶電物質和中性物質撞擊帶電晶片可對形成於晶片的上層中的特徵造成結構性的損害(比如孔隙或變位)。
[0003]當給電感線圈的RF能量被截止時，等離子體進入餘輝期，在該期間內，根據所採用的化學品，可使晶片繼續被處理(例如，被蝕刻和/或被沉積)，雖然使用改性機制。在餘輝期發生的蝕刻和/或沉積活動已成功地被用在許多工藝中以例如削弱帶電粒種撞擊晶片的潛在的破壞性影響。
[0004]一旦所述粒種(帶電粒種和反應性中性粒種二者)被消耗或排出，只剩下不通電處理的氣體。在沒有等離子體增強粒種的情況下，處理往往停止或只在最低程度內繼續。據此，在餘輝狀態下的有用處理的持續時間往往是有限的。
[0005]由於餘輝處理的有益效果，所以已將脈衝用於交替地啟用和關閉等離子體。一般來說，脈衝可由源RF電源(即，主要用於等離子體的點燃和維持的RF電源)或者用於偏置卡盤(在卡盤上放置晶片)的偏置RF電源完成。
[0006]為了澄清術語，在電感室中，將RF能量供應給電感線圈的RF能量源往往是主等離子體點燃和維持電源。該電源在本文中是指用於電感耦合室的源RF電源。另一方面，將RF功率提供給卡盤以主要控制鞘電壓和離子能量的RF能量源在本文中是指偏置RF電源。
[0007]在採用多個RF頻率的電容耦合室中，提供高頻RF信號的RF能量源往往是主等離子體點燃和維持電源。該電源在本文中是指用於電容耦合室的源RF電源。另一方面，將低頻RF信號提供給卡盤以控制偏置能量的RF能量源在本文中是指偏置RF電源。
[0008]如果對等離子體施加脈衝，可以使只有源RF電源或只有偏置RF電源或二者都產生脈衝。如果使兩個RF電源產生脈衝，則源RF電源和偏置RF電源二者的脈衝產生可被異步或同步執行(且如果同步執行，可同相或異相執行)。在現有技術中，往往使源RF電源和偏置RF電源同步且同相地產生脈衝。如果針對第二信號的每個脈衝有第一信號的脈衝(反之亦然)，則本文所使用的術語「兩個RF信號」被認為是同步的。另一方面，如果兩個RF信號的脈衝具有相同的上升沿和下降沿，則該兩個RF信號被認為是同相的。
[0009]圖1示出了兩個同步且同相的RF信號102和104。RF信號102代表由源RF電源提供的用於等離子體點燃和維持的源RF信號，而RF信號104代表由偏置RF電源提供的用於控制處理過程中存在於等離子體和晶片之間的鞘以便控制撞擊晶片的粒子的能量的偏置RF信號。當源RF信號102被接通(由附圖標記106示出)，在等離子體點燃之前存在延時Td。在圖1中由附圖標記108表不等尚子體的點燃。
[0010]如果偏置RF信號在當室中不存在或幾乎不存在等離子體的期間Td中是接通的，則卡盤可被偏置RF信號脈衝的導通狀態過度地偏置。高偏置狀態的特徵為在室中沒有高密度等離子體的情況下存在於卡盤上的高偏壓，高偏置狀態可引起粒子和/或粒種以高速率撞擊卡盤和/或晶片，導致轟擊損傷。在圖1中由附圖標記Thbi示出該高偏置狀態的持續時間。
[0011]圖2示出了偏置RF信號脈衝相對於源RF信號脈衝時移的情形，試圖避免前述的高偏置狀況。在圖2的示例中，在沿206上接通源RF信號202之後，等離子體在延時Td之後點燃。如前，源RF信號202在一定時間(由附圖標記210表示)之後截止。在源RF信號在沿210處被截止之後,室中的等離子體除殘留的餘輝種(afterglow species)之外被熄滅，餘輝種隨著室繼續被排氣泵排空而衰減，如附圖標記212所示。
[0012]在圖2中，偏置RF信號脈衝被延遲時間Td以確保偏置RF信號脈衝只有在高密度等離子體被點燃之後才被接通從而避免前述的高偏置狀態。但是，由於偏置RF信號脈衝被保持相同的持續時間(例如，偏置RF信號脈衝相移以顧及點燃延時但其脈衝具有與源RF信號脈衝相同的持續時間)，所以相同的高偏置狀況可存在於源RF電源被截止之後。這是因為當在室中不再有源產生高密度等離子體時，偏置RF信號脈衝在卡盤上的存在可導致前述高偏置狀況(在圖2中由附圖標記Thb2示出)。所述的這種高偏置狀況可能由於過度轟擊而潛在地損傷晶片和/或卡盤。`
【發明內容】

[0013]在實施方式中，本發明涉及用於在等離子體處理室中在襯底處理期間執行在第一RF信號和第二 RF信號之間的同步的射頻(RF)脈衝的方法。該方法包括使第一 RF信號從低到高渡越，且然後，等待經過第一 RF信號從低到高的渡越之後的延時。該方法還包括使第二 RF信號從低到高渡越，且然後，第二 RF信號從高到低渡越，其中所述第二 RF信號在等離子體演變到餘輝階段之前從高到低渡越。該方法還包括此後第一 RF信號從高到低渡越。
[0014]上述概要僅涉及本文所公開的發明的許多實施方式中的一種且並沒有意圖限制本發明的範圍，本發明的範圍在本文的權利要求中闡述。下面，在本發明的詳細描述中並結合附圖，將更詳細地描述本發明的這些特徵以及其它特徵。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]在附圖中，本發明以示例的方式進行說明，而非以限制的方式進行說明，其中類似的參考數字指代類似的元素，且其中:
[0016]圖1示出了兩個同步且同相的RF信號以方便討論。
[0017]圖2示出了偏置RF信號脈衝相對於源RF信號脈衝時移的情形，試圖避免前述的高偏置狀況。
[0018]圖3根據本發明的一或多種實施方式示出了被同步的偏置RF信號脈衝相對於源RF信號脈衝既延時又縮短以有利地消除前述的高偏置狀況的情形。
[0019]圖4根據本發明的實施方式示出了等離子體處理系統的簡化的概念框圖，其中採用跟蹤和保持技術來測量與同步且縮短的脈衝有關的參數。
【具體實施方式】
[0020]現在將參考本發明的附圖中所示的一些實施方式對本發明進行詳細描述。在下面的描述中，許多具體細節被闡述以便提供對本發明的透徹理解。但對本領域技術人員而言，明顯的是，本發明可在沒有這些具體細節中的一些或全部的情況下被實施。另一方面，公知的工藝步驟和/或結構不會被詳細描述以免不必要地模糊本發明。
[0021]下文描述各種實施方式，包括方法和技術。應當了解，本發明也可涵蓋包括存儲了用於執行本發明的實施方式的計算機可讀指令的計算機可讀介質的製造物件。計算機可讀介質可包括例如用於存儲計算機可讀代碼的半導體的、磁的、光磁的、光學的或其它形式的計算機可讀介質。進一步地，本發明還可涵蓋用於實施本發明的實施方式的裝置。這樣的裝置可包括專用和/或可編程電路以執行與本發明的實施方式有關的任務。這樣的裝置的示例包括通用計算機和/或被適當編程的專用計算設備且可包括適用於與本發明的實施方式有關的各種任務的計算機/計算設備和專用/可編程電路的組合。
[0022]根據本發明的一或多種實施方式，偏置RF信號脈衝既延時又縮短以便確保偏置RF信號脈衝只在等離子體被源RF信號有源產生時才存在。為了防止偏置RF信號在等離子體的點燃之前接通，偏置RF信號經過至少時間段Td才產生脈衝以確保偏置RF信號只在室中有高密度等離子體之後才被接通。同樣地，為了防止不希望有的高偏置狀況，偏置RF信號在等離子體演變到餘輝階段之前被截止。因此，偏置RF信號在等離子體點燃之後、該等離子體演變到餘輝階段之前的任何時間可以是接通的。
[0023]在本發明的實施方式中，可採用跟蹤和保持技術來確定與同步且縮短脈衝有關的參數，從而提高精確度並為例如工藝控制和檢修提供更的信息。
[0024]參考附圖和接下來的討論可更好地理解本發明的實施方式的特徵和優點。
[0025]參考圖3，其示出了在時間點T1被接通的源RF信號302。在延時Td之後，等離子體被點燃且等離子體充分啟用(附圖標記306)。源RF信號接通一定時間後在時間點Irff截止，如圖所示。應當注意，為方便參考，等離子體被稱為「啟用」或「點燃」。在一些情況下，可能的是使等離子體在低脈衝周期不熄滅而高脈衝被配置為提供額外的RF能量給等離子體。本發明應當被理解為也包含這些情形。
[0026]另外，作為術語澄清，源RF信號應當被理解為主要的等離子體產生或等離子體點燃RF信號而偏置RF信號應當被理解為主要的用於提供偏置的信號。「主」或「主要的」是指兩個RF信號之間的相對作用。因此，在圖3的實施例中，源RF信號影響等離子體點燃/維持的程度比偏置RF信號更大(因此，源RF信號被視為「主要的」等離子體點燃/維持RF信號)。偏置RF信號影響偏置的程度比源RF信號更大(因此，源RF信號被視為「主要的」偏置RF信號)。本發明應當被理解為也包含這些情形。
[0027]一旦源RF信號302截止，室中的等離子體不再有源產生，且所產生的粒種在餘輝期期間衰減，如附圖標記312所示。
[0028]為了確保偏置RF信號只在等離子體被點燃之後才接通，本發明的實施方式將偏置RF信號脈衝304延遲至少時間段Td從而確保偏置RF信號只在等離子體已被點燃且室中存在高密度等離子體之後才接通(由上升沿316示出)。
[0029]在脈衝的後端(back end)，偏置RF信號脈衝在等離子體進入其餘輝階段之前在沿314處截止。在一或多種實施方式中，可能的是，在等離子體演變到餘輝階段之後保持偏置RF信號接通一小段時間。但是，如果偏置RF信號在等離子體進入餘輝階段之後保持接通達到任何有意義的時間量，則會有在卡盤上存在偏置RF信號脈衝而室中不再存在高密度等離子體從而導致前述不希望有的高偏置狀況的風險。
[0030]優選地，偏置RF信號可在等離子體被點燃(T1加Td)之後的任何時間被接通且在等離子體演變到餘輝階段之前結束(與源RF信號在沿310處截止相一致)。
[0031]偏置RF信號的持續時間根據配方要求可在時間點T1加Td和Irff之間變化。
[0032]在一或多種實施方式中，沿314 (代表偏置RF信號截止)不遲於源RF信號脈衝截止(時間點Irff)的時間出現。但是，如果配方需要，更早地截止偏置RF信號完全是可以的。此外，可行的是在等離子體被點燃之後的任何時間使偏置RF信號截止。如果源RF信號的過多接通脈衝(on pulse)被用於點燃階段而幾乎沒有剩下用於等離子體啟用階段的接通脈衝的時間，則等離子體啟用時間(引申而來，還有偏置脈衝的持續時間)會太短以致不能起作用。
[0033]在一或多種實施方式中，已發現當源RF信號在約I千赫茲(KHz)和約20KHz之間的範圍內產生脈衝、接通脈衝持續至少約10微秒的最小值且源RF信號截止時間持續至少約10微秒的最小值時獲得有益的工藝結果。如果接通時間太短，則在每個脈衝中會沒有足夠的時間來點燃等離子體。如果脈衝頻率太慢，則等離子體關閉的期間會過長，從而影響生產能力。
[0034]在一或多種實施方式中，佔空比可在約10%和約50%之間。在一或多種實施方式中，佔空比可在約10%和約90%之間。如果佔空比太高，則等離子體餘輝期會不足。如果佔空比太低，則點燃等離子體(如果還有可能點燃的話)會是困難的。脈衝頻率和佔空比代表兩種控制鈕，可以與源RF信號和偏置RF信號的延時以及接通時間和截止時間一起用於控制脈衝。
[0035]圖4根據本發明的實施方式示出了等離子體處理系統的簡化的概念框圖，其中採用跟蹤和保持技術來測量與同步且縮短的脈衝有關的參數。如本文稍後將討論的，用於測量本發明的實施方式的同步且縮短脈衝的參數的跟蹤和保持技術的使用大大提高了精確度，從而為例如工藝控制和檢修提供更完善的信息。
[0036]參考圖4，其示出了等離子體處理系統402，包括電感TCP (變壓器耦合等離子體)線圈406。卡盤404被用於支撐晶片(未圖示)且由偏置發生器408供電，發生器408經由偏置匹配器410提供偏置RF信號。在圖4的實施例中，偏置發生器408實現前述的偏置RF電源。
[0037]TCP線圈406表示用於點燃室內的等 離子體以處理晶片的電感源。RF功率從TCP發生器412產生並經由TCP匹配器414供應給線圈406。在圖4的實施例中，TCP發生器412代表前述的源RF電源。到這裡為止，所描述的部件都是許多電感耦合等離子體處理系統的常規和典型部件。
[0038]主機控制系統420產生TCP控制信號，其包括TCP發生器的至少頻率和佔空比信息。該TCP控制信號經由雙向鏈路422傳送給TCP發生器412。TCP發生器412作為圖4的實施例中的同步主器件並產生T_SYNC_0UT信號，該信號經由鏈路424傳送給偏置發生器408的B_SYNC_IN埠。偏置發生器408作為同步從器件且響應於由主器件TCP發生器412產生的T_SYNC_0UT信號產生其脈衝，利用經由鏈路452從主機控制系統420傳送到偏置發生器408的延時值來解決(account for)前述的等離子體點燃延時。
[0039]在替代實施方式中，偏置發生器可作為主器件來控制從器件TCP發生器。在另一實施方式中，可以考慮採用另一外部電路作為主器件來產生兩個獨立的同步信號以控制從器件TCP發生器和從器件偏置發生器二者。
[0040]偏置發生器408輸出其自身的B_SYNC_0UT信號，該信號經由鏈路432傳送給偏置T/Η (跟蹤和保持)電路430。B_SYNC_0UT信號被用於觸發偏置T/Η電路430。以類似的方式，由TCP發生器412產生的T_SYNC_0UT信號(經由鏈路424)傳送給TCP T/Η電路426的輸入埠從而被用於觸發TCP T/Η電路426。
[0041]在使用中，主機控制系統420經由鏈路440將TCP延時控制信號(其指明從TCP脈衝的起點開始的延遲時間)發送給TCP T/Η電路426。該TCP延時控制信息確定了應當對TCP信號採樣的相 對於TCP有源脈衝的起點的時間點。同樣地，主機控制系統420經由鏈路442將偏置延時控制信號(其指明從偏置脈衝的起點開始的延遲時間)發送給偏置T/Η電路430。該偏置延時控制信息確定了應當對偏置信號採樣的相對於偏置有源脈衝的起點的時間點。
[0042]另外，TCP T/Η電路426被示為接收V-1探針信號450和相位/Mag信號472。TCPT/Η電路426在其對V-1探針信號450和相位/Mag信號472採樣之前由T_SYNC_0UT信號(其由TCP T/Η電路426經由鏈路424從TCP發生器412接收)觸發並等待經過由TCP延時控制信號(其由TCP T/Η電路426經由鏈路440從主機控制系統420接收)指明的延遲時間。雖然只有兩種信號(V-1探針信號450和相位/Mag信號472)被示出，但是TCP T/Η電路426可被配置為接收如所希望的一樣多的不同信號並對這些信號採樣。
[0043]在一或多種實施方式中，TCP脈衝的TCP延時控制信號參數被指明使得只有在等離子體被點燃並穩定之後且在TCP RF信號被截止之前才進行採樣。例如，在一或多種實施方式中，在有源偏置脈衝的大致80% (B卩，在80%的有源偏置脈衝已過去而只剩下20%的有源偏置脈衝之後)的時間適於對該脈衝進行採樣。在一或多種實施方式中，在大致在約50%至約80%之間的有源偏置脈衝(即，在約50%和80%之間的有源偏置脈衝已過去)的時間適於對該脈衝進行採樣。
[0044]同樣地，偏置T/Η電路430被示為接收V_I探針信號460和相位/Mag信號462。偏置T/Η電路430在其對V-1探針信號460和相位/Mag信號462採樣之前由B_SYNC_0UT信號(其由偏置T/Η電路430經由鏈路432從偏置發生器408接收)觸發並等待經過由偏置延時控制信號(其由偏置T/Η電路430經由鏈路442從主機控制系統420接收)指明的延遲時間。雖然只有兩種信號(V-1探針信號460和相位/Mag信號462)被示出由偏置T/Η電路430採樣，但是偏置T/Η電路430可被配置為接收如所希望的一樣多的不同信號並對這些信號採樣。[0045]偏置脈衝的偏置延時控制信號參數被指明使得只有在等離子體穩定之後且在TCPRF信號(且因此有源等離子體的產生)被截止之前才進行採樣。如前所述，在一或多種實施方式中，在大致在約50-80%之間的有源偏置脈衝(即，在約50%至約80%之間的有源偏置脈衝已過去之後)的時間適於對該脈衝進行採樣。
[0046]然後，來自各個輸入信號(比如來自V-1探針信號450或者相位/Mag信號472或者V-1探針信號460或者相位/Mag信號462)的採樣值可被主機控制系統420讀出，作為保持值(本質上是快照)。以這種方式，主機控制系統420可精確地指明應當在脈衝中的哪個時間點(相對於TCP脈衝的起點或者偏置脈衝的起點)進行採樣。然後，可進行輸入信號(比如來自V-1探針信號450或者相位/Mag信號472或者V-1探針信號460或者相位/Mag信號462)的值的快照。
[0047]這不同於現有技術的方法，在現有技術的方法中，採樣可以是平均值或者可在脈衝中的任意點隨機進行。本文所公開的跟蹤和保持技術對高頻脈衝RF信號而言非常有利。這是因為等離子體在每個脈衝期間接通的持續時間可以是非常短暫的且現代工藝的精確需求會需要對等離子體啟用期間的室條件的精確測量。通過提供精確指明每個脈衝期間用於對傳感器信號採樣的時間點的方法，本發明的實施方式提供了用於室控制和其它目的的更精確的測量，如前所述。
[0048]在一或多種實施方式中，可以考慮在脈衝的不同部分(例如，點燃前、點燃開始、穩定狀態的等離子體出現、餘輝期開始、餘輝期期間，等等)進行多次採樣，所述部分全都可由觸發信號(例如，針對TCP T/Η電路的T_SYNC_0UT或針對偏置T/Η電路的B_SYNC_0UT)和一或多個延時值的組合指明。進一步地，TCP T/Η電路和偏置T/Η電路的觸發信號和延時無須相同或者具有相同的值，且在不同的時間由這兩個跟蹤和保持電路426和430進行採樣是可行的。此外，在一或多種實施方式中，可行的是，掃描經過一或多個脈衝的若干樣本以獲得成組的樣本從而跟蹤給定參數隨著時間的響應，因而有利地獲得採樣範圍的等效能力。
[0049]以這種方式，採樣值(例如，VI`探針、電壓、電流、相位等)會更精確且在脈衝之間可重複，從而為工藝控制或檢修提供更完善的信息。然後，採樣值可被用於例如控制、警報、或其它目的。
[0050]由上述可知，本發明的實施方式提高了蝕刻選擇性(通過減少轟擊)並降低了當在RF脈衝模式下操作時對晶片或卡盤造成損傷的風險。通過在前端(front end)延遲偏置脈衝並在後端(back end)縮短偏置脈衝，本發明的實施方式確保了高偏置狀況不存在或者基本上被最小化了以及偏置脈衝只在等離子體被源RF信號有源產生的期間是激活的。通過將被脈衝觸發的跟蹤和保持技術用於更精確地測量各個室參數的值，可以獲得工藝控制、監控和警報方面的提高的精確度。
[0051 ] 雖然根據若干優選實施方式對本發明進行了描述，但還有落在本發明的範圍內的修改方案、置換方案以及等同方案。例如，雖然用簡化的信號接通和截止以產生脈衝來進行討論，但是脈衝可包括從任意低值(其可以是O伏也可以不是O伏)到任意高值的渡越。又例如，雖然採用電感耦合室且更具體地TCP (變壓器耦合等離子體)室以便於在說明書中討論，但是本發明也適用於其它類型的等離子體室，比如電容耦合室(單個或多個RF頻率)、微波、ECR，等等。[0052]又例如，雖然偏置RF信號脈衝在本文的一或多個實施例中被延時且縮短，但保持偏置RF信號脈衝不變，反而簡單地在時間上更快地觸發源RF信號脈衝的開始沿(即，將源RF信號脈衝的上升沿移到偏置RF信號脈衝的開始沿之前的時間點，同時保持它們的尾沿對齊)也是可行的。這可例如利用外部電路作為主電路來控制作為從電路的源RF信號源和偏置RF信號源二者來實現。如果本文中使用了術語「成組的」，這樣的術語意在具有其通常理解的數學含義，覆蓋零個、一個、或者多個構件。本發明應當被理解為也包含這些修改方案、置換方案和等同方案。
[0053]還應當注意，有許多實施本發明的方法和裝置的替代方式。雖然本文提供了多個實施例，但意在這些實施例相對`於本發明是說明性的而非限制性的。
【權利要求】
1.一種用於在等離子體處理室中在襯底處理期間執行在第一RF信號和第二RF信號之間的同步的射頻(RF)脈衝的方法，其包括: 使所述第一 RF信號從低到高渡越； 然後等待經過所述第一 RF信號的所述從低到高的所述渡越之後的延時； 然後使所述第二 RF信號從低到高渡越； 然後使所述第二 RF信號從高到低渡越，其中所述第二 RF信號在所述等離子體演變到餘輝階段之前從高到低渡越；以及 然後使所述第一 RF信號從高到低渡越。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述第一RF信號是主等離子體產生RF信號而所述第二 RF信號是主RF偏置信號。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述第一RF信號是主RF偏置信號而所述第二 RF信號是主等離子體產生RF信號。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述使所述第二RF信號從高到低渡越不遲於所述使所述第一 RF信號從高到低渡越被執行。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述第一RF信號的發生源以在I千赫茲(KHz)和20KHz之間的範圍內的重複率產生脈衝。
6.如權利要求1所述的方法，其還包括發送控制信號給第一電源，其中所述第一電源被配置來用於產生所述第一 RF信號，所述控制信號包括至少頻率和佔空比信息，其中 所述第一 RF信號的脈衝就每個脈衝周期而言是至少10微秒的高脈衝和至少10微秒的低脈衝，以及 所述佔空比在10%和90%之間。
7.如權利要求6所述的方法，其還包括確定用於執行所述同步RF脈衝的參數，其中所述確定包括至少 在接收第一同步信號之後觸發第一電路，其中所述第一電路被配置來至少用於接收第一延時控制信號，其中所述第一控制信號指明用於採集關於第一組傳感器信號的數據的第一延時， 接收第一 V-1探針信號和第一相位/Mag信號，以及 收集關於所述第一組傳感器信號的所述數據，其中所述第一組傳感器信號包括所述第一控制信號、所述第一 V-1探針信號和所述第一相位/Mag信號中的至少一者；以及在接收第二同步信號之後觸發第二電路，其中所述第二電路被配置來至少用於接收第二延時控制信號，其中所述第二控制信號指明用於採集關於第二組傳感器信號的數據的第二延時， 接收第二 V-1探針信號和第二相位/Mag信號，以及 收集關於所述第二組傳感器信號的所述數據，其中所述第二組傳感器信號包括所述第二控制信號、所述第二 V-1探針信號和所述第一相位/Mag信號中的至少一者。
8.如權利要求7所述的方法，其中所述第一延時在80%的所述第一RF信號脈衝已過去之後開始。
9.如權利要求7所述的方法，其中所述第二延時在50%至80%之間的所述第二RF信號脈衝已過去之後開始。
10.如權利要求7所述的方法，其中所述第一電路是TCP跟蹤和保持電路。
11.如權利要求7所述的方法，其中所述第二電路是偏置跟蹤和保持電路。
12.一種用於在等離子體處理系統的等離子體處理室中在襯底的襯底處理期間執行同步的射頻(RF)脈衝的裝置，其包括: 配置來至少用於產生等離子體產生RF信號的電源； 配置來至少用於產生偏置RF信號的偏置發生器； 用於生成成組的同步信號的機構，所述成組的同步信號配置來至少用於控制所述電源和所述偏置發生器； 配置來至少用於與生成所述成組的同步信號的所述機構交互的主機控制系統，所述交互包括至少 發送第一控制信號，其中所述第一控制信號包括至少頻率和佔空比信息，用於生成所述等離子體產生RF信號，以及 發送用於控制用於所述偏置RF信號的產生的延時的延時值。
13.如權利要求12所述的裝置，其中用於生成所述成組的同步信號的所述機構是所述電源和所述偏置發生器中的一者。
14.如權利要求12所述的裝置，其中用於生成所述成組的同步信號的所述機構是配置來用於控制所述電源和所述偏置發生器的獨立電路。
15.如權利要求12所述的裝置，其中所述電源是TCP發生器。
16.如權利要求12所述的裝置，其中所述電源以在約I千赫茲(KHz)和約20KHz之間的範圍內的重複率產生脈衝。
17.如權利要求12所述的裝置，其中所述第一RF信號的RF脈衝就每個脈衝周期而言是至少10微秒的高脈衝和至少10微秒的低脈衝。
18.如權利要求12所述的裝置，其中所述佔空比在10%和90%之間。
19.一種用於在等離子體處理系統中在襯底處理期間執行同步的射頻(RF)脈衝的方法，其包括: 發送第一控制信號，其中所述第一控制信號包括用於第一電源的至少頻率和佔空比信息； 產生第一 RF信號，其被配置來至少用於產生等離子體； 使所述第一 RF信號從低到高渡越； 等待經過在點燃所述等離子體之前的延時； 在延時值之後產生給第二電源的第一同步信號，所述延時值被用來控制用於產生第二RF信號的延時； 產生所述第二 RF信號； 使所述第二 RF信號從低到高渡越； 使所述第二 RF信號從高到低渡越，其中所述第二 RF信號在所述等離子體演變到餘輝階段之前從高到低渡越；以及 使所述第一 RF信號從高到低渡越。
20.如權利要求19所述的方法，其中所述第一RF信號是主等離子體產生RF信號而所述第二 RF信號是RF偏置信號。
21.如權利要求19所述的方法，其中所述第一RF信號是RF偏置信號而所述第二 RF信號是主等離子體產生RF信號。
22.如權利要求19所述的方法，其中所述第一RF信號是高頻信號而所述第二 RF信號是低頻RF信號。
23.如權利要求19所述的方法，其中所述使所述第二RF信號從高到低渡越不遲於所述使所述第一 RF信號從高到低渡越被執行。
24.如權利要求19所述的方法，其中所述第一RF信號的脈衝就每個脈衝周期而言是至少10微秒的高脈衝和至少10微秒的低脈衝。
25.如權利要求19所述的方法，其中所述佔空比在10%和90%之間。
26.如權利要求19所述的方法，其還包括確定用於執行所述同步RF脈衝的參數，其中所述確定包括至少 在接收第二同步信號之後觸發第一電路，其中所述第一電路被配置來至少用於 接收第一延時控制信號，其中所述第一控制信號指明用於採集關於第一組傳感器信號的數據的第一延時， 接收第一 V-1探針信號和第一相位/Mag信號，以及 收集關於所述第一組傳感器信號的所述數據，其中所述第一組傳感器信號包括所述第一控制信號、所述第一 V-1探針信號和所述第一相位/Mag信號中的至少一者；以及 在接收第三同步信號之後觸發第二電路，其中所述第二電路被配置來至少用於 接收第二延時控制信號，其中所述第二控制信號指明用於採集關於第二組傳感器信號的數據的第二延時， 接收第二 V-1探針信號和第二相位/Mag信號，以及 收集關於所述第二組傳感器信號的所述數據，其中所述第二組傳感器信號包括所述第二控制信號、所述第二 V-1探針信號和所述第一相位/Mag信號中的至少一者。
27.如權利要求26所述的方法，其中所述第一延時在80%的所述第一RF信號脈衝已過去之後開始。
28.如權利要求26所述的方法，其中所述第二延時在80%的所述第二RF信號脈衝已過去之後開始。
29.如權利要求26所述的方法，其中所述第一電路是TCP跟蹤和保持電路。
30.如權利要求26所述的方法，其中所述第二電路是偏置跟蹤和保持電路。
【文檔編號】C23C16/00GK103814155SQ201280033591
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年7月6日 優先權日:2011年7月6日
【發明者】尼爾·馬丁·保羅·班傑明, 亞瑟·H·薩託 申請人:朗姆研究公司