使反應(yīng)器中壓強(qiáng)脈沖與射頻調(diào)節(jié)協(xié)調(diào)的系統(tǒng)、方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了使反應(yīng)器中壓強(qiáng)脈沖與射頻調(diào)節(jié)協(xié)調(diào)的系統(tǒng)、方法及設(shè)備。具體而言，一種等離子體處理系統(tǒng)和方法包括處理室及包括在其中的等離子體處理體積。所述等離子體處理體積比所述處理室的體積小。所述等離子體處理體積由頂電極、與所述頂電極的表面相對(duì)的襯底支撐表面以及包括至少一個(gè)出口的等離子體約束結(jié)構(gòu)限定。傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)能活動(dòng)地設(shè)置成靠近所述至少一個(gè)出口并且能控制流過所述至少一個(gè)出口的流出流在第一流率與第二流率之間，其中所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)控制所述出口流率，并且至少一個(gè)射頻源和至少一個(gè)工藝氣體流率在等離子體處理期間與所述控制器所設(shè)置的選定的處理狀態(tài)對(duì)應(yīng)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【專利說明】使反應(yīng)器中壓強(qiáng)脈沖與射頻調(diào)節(jié)協(xié)調(diào)的系統(tǒng)、方法及設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及等離子體蝕刻處理，并且更具體地講，涉及用于控制等離子體蝕刻處理的方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體裝置的尺寸被壓縮到越來越小以允許每個(gè)晶片具有更多的器件，從而具有更高的性能。隨著半導(dǎo)體裝置的尺寸變小，在以高產(chǎn)率形成更小、更密集封裝的器件所需的處理技術(shù)上出現(xiàn)了新的挑戰(zhàn)。這些處理要求需要精確控制等離子體化學(xué)成分(自由基、中性物質(zhì)和離子)以滿足模具以及半導(dǎo)體晶片蝕刻要求。
[0003]圖1是典型的窄間隙等離子體處理室100的簡化示意圖的側(cè)視圖。工藝氣體102注入通過等離子體處理室100的頂部108的大致中心位置104。工藝氣體102注入到限定在待處理的半導(dǎo)體晶片101上方的等離子體處理體積110中。半導(dǎo)體晶片101被支撐在晶片支架106上。
[0004]工藝氣體102在大致徑向方向112上穿過等離子體處理體積110朝著在等離子體處理體積外圍的等離子體約束結(jié)構(gòu)114流動(dòng)。在外圍114通過外圍出口 116抽出工藝氣體102和等離子體處理副產(chǎn)物到一個(gè)或多個(gè)真空泵118。
[0005]典型的等離子體處理以固定的工藝氣體102的壓強(qiáng)和流量進(jìn)行。固定的工藝氣體102的壓強(qiáng)和流量通常產(chǎn)生徑向壓強(qiáng)分布。舉例來說，在等離子體處理體積110的每個(gè)對(duì)應(yīng)部分120、122、124、126的壓強(qiáng)P1、P2和P3會(huì)由于對(duì)流和其他原因而發(fā)生變化。
[0006]需要一種系統(tǒng)、方法和裝置，用于動(dòng)態(tài)改變并控制工藝氣體的外圍傳導(dǎo)性以便在等離子體處理體積110中引起壓強(qiáng)的快速變化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]廣義上講，本發(fā)明通過提供用于動(dòng)態(tài)改變并控制工藝氣體的外圍傳導(dǎo)以便在等離子體處理體積中引起壓強(qiáng)的快速變化的一種系統(tǒng)、方法和裝置來滿足這些需求。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以用多種方式實(shí)施，包括用方法、設(shè)備、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或裝置。以下描述本發(fā)明的若干創(chuàng)造性實(shí)施方式。
[0008]一個(gè)實(shí)施方式提供了包括處理室及包括在處理室中的等離子體處理體積的一種等離子體處理系統(tǒng)和方法。所述等離子體處理體積比所述處理室的體積小。所述等離子體處理體積由頂電極、與所述頂電極的表面相對(duì)的襯底支撐表面以及包括至少一個(gè)出口的等離子體約束結(jié)構(gòu)限定。傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)能活動(dòng)地設(shè)置成靠近所述至少一個(gè)出口并且能控制流過所述至少一個(gè)出口的出口流在第一流率與第二流率之間，其中在等離子體處理期間，對(duì)應(yīng)于所述控制器所設(shè)置的選定的處理狀態(tài)，所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)控制所述出口流率，并且對(duì)至少一個(gè)射頻源進(jìn)行調(diào)節(jié)和對(duì)至少一個(gè)工藝氣體流率進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0009]另一個(gè)實(shí)施方式提供了一種對(duì)室的等離子體處理體積中的壓強(qiáng)進(jìn)行原位調(diào)節(jié)的方法，所述等離子體處理體積限定在頂電極的表面、襯底支架的支撐表面與等離子體約束結(jié)構(gòu)所限定的外區(qū)之間。所述等離子體約束結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)出口。所述方法包括:注入至少一種處理氣體到所述等離子體處理體積中；在所述等離子體處理體積內(nèi)形成等離子體；并且于在所述等離子體處理體積中形成所述等離子體的時(shí)間段期間調(diào)節(jié)壓強(qiáng)并且調(diào)節(jié)施加在所述等離子體處理體積上的壓強(qiáng)和射頻信號(hào)。所述調(diào)節(jié)所述壓強(qiáng)受到以下各項(xiàng)的至少一種的控制:從所述至少一個(gè)出口流出所述等離子體處理體積的第一出口流，所述第一出口流流過從所述至少一個(gè)出口出來的受到限制的流動(dòng)通路，或者從所述至少一個(gè)出口流出所述等離子體處理體積的第二出口流，所述第二出口流大于所述第一出口流，其中相比于所述第一出口流，所述第二出口流流過受到較少限制的從所述至少一個(gè)出口出來的流動(dòng)通路。
[0010]又另一個(gè)實(shí)施方式提供了一種室，包括:襯底支架；頂電極；設(shè)置成包圍所述襯底支架的約束結(jié)構(gòu)，使得等離子體處理體積被限定在所述襯底支架、所述頂電極與所述約束結(jié)構(gòu)之間。至少一個(gè)射頻源與所述襯底支架和所述頂電極的至少一個(gè)連接上。所述約束結(jié)構(gòu)包括包圍所述襯底支架的多個(gè)出口。傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述等離子體處理體積之外并且靠近所述多個(gè)出口，所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)具有定位致動(dòng)器，所述定位致動(dòng)器提供所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)在第一位置與第二位置之間的運(yùn)動(dòng)，所述第一位置使所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)放置成緊鄰所述多個(gè)出口并且所述第二位置使所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)放置在遠(yuǎn)離所述多個(gè)出口的位置。至少一個(gè)射頻源可以進(jìn)行調(diào)節(jié)以對(duì)應(yīng)于所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)的第一位置和第二位置。流入所述等離子體處理體積的氣流也可以進(jìn)行調(diào)節(jié)以對(duì)應(yīng)于所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)的第一位置和第二位置。
[0011]更具體而言，在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種等離子體處理系統(tǒng)，其包括:
處理室；
與所述處理室連接上的至少一種氣源；
連接到所述處理室和所述至少一種氣源上的控制器；
所述處理室包括:
設(shè)置在所述處理室的頂部內(nèi)的頂電極；
設(shè)置成與所述頂電極相對(duì)的襯底支架；
具有比所述處理室的體積小的體積的等離子體處理體積，所述等離子體處理體積由以下各項(xiàng)限定:
所述頂電極的表面；
襯底支架的與所述頂電極的所述表面相對(duì)的支撐面；以及
由等離子體約束結(jié)構(gòu)限定的外周，所述等離子體約束結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)出口 ；
與所述襯底支架或所述頂電極中的至少一個(gè)連接上的至少一個(gè)射頻源；以及能活動(dòng)地設(shè)置成靠近所述至少一個(gè)出口的傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)，其中所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)當(dāng)設(shè)置在第一位置時(shí)限制流過所述至少一個(gè)出口的出口流為第一流率，并且其中所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)當(dāng)設(shè)置在第二位置時(shí)增大流過所述至少一個(gè)出口的出口流到第二流率，其中所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)在等離子體處理期間與所述控制器所設(shè)置的選定的處理狀態(tài)對(duì)應(yīng)地在所述第一位置與所述第二位置之間移動(dòng)，并且其中在所述等離子體處理期間與所述控制器所設(shè)置的所述選定的處理狀態(tài)對(duì)應(yīng)地調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)射頻源
[0012]在一個(gè)方面，所述至少一個(gè)射頻源的所述調(diào)節(jié)可以與所述選定的處理狀態(tài)基本上同相。
[0013]在一個(gè)方面，所述至少一個(gè)射頻源的所述調(diào)節(jié)可以與所述選定的處理狀態(tài)的相位基本上相差180度。
[0014]在一個(gè)方面，所述至少一個(gè)射頻源的所述調(diào)節(jié)可以滯后于所述選定的處理狀態(tài)。
[0015]在一個(gè)方面，所述至少一個(gè)射頻源的所述調(diào)節(jié)領(lǐng)先于所述選定的處理狀態(tài)。
[0016]在一個(gè)方面，所述至少一個(gè)射頻源可以包括具有約27MHz的輸出的高頻射頻源。
[0017]在一個(gè)方面，所述至少一個(gè)射頻源可以包括具有約60MHz的輸出的高頻射頻源。
[0018]在一個(gè)方面，所述至少一個(gè)射頻源可以包括具有大于約27MHz的輸出的高頻射頻源以及具有約2MHz的輸出的低頻射頻源。
[0019]在一個(gè)方面，所述控制器可以使流入所述處理體積的所述至少一種氣源的流入速率與所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)以及所述至少一個(gè)射頻源的調(diào)節(jié)協(xié)調(diào)。
[0020]在一個(gè)方面，所述等離子體約束結(jié)構(gòu)中的所述至少一個(gè)出口可以形成在所述等離子體約束結(jié)構(gòu)的大致水平的部分中。
[0021]在一個(gè)方面，所述等離子體約束結(jié)構(gòu)中的所述至少一個(gè)出口可以形成在所述等離子體約束結(jié)構(gòu)的大致垂直的部分中。
[0022]在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種對(duì)室的等離子體處理體積中的壓強(qiáng)進(jìn)行原位調(diào)節(jié)的方法，所述等離子體處理體積限定在頂電極的表面、襯底支架的支撐表面與等離子體約束結(jié)構(gòu)所限定的外區(qū)之間，所述等離子體約束結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)出口，所述方法包括:注入至少一種處理氣體到所述等離子體處理體積中；在所述等離子體處理體積內(nèi)形成等離子體；并且于在所述等離子體處理體積中形成所述等離子體的時(shí)間段期間調(diào)節(jié)壓強(qiáng)并且調(diào)節(jié)與所述等離子體處理體積連接上的至少一個(gè)射頻源，所述壓強(qiáng)的所述調(diào)節(jié)受到以下各項(xiàng)的至少一種的控制:從所述至少一個(gè)出口流出所述等離子體處理體積的第一出口流，所述第一出口流流過從所述至少一個(gè)出口出來的受到限制的流動(dòng)通路，或者從所述至少一個(gè)出口流出所述等離子體處理體積的第二出口流，所述第二出口流大于所述第一出口流，其中相比于所述第一出口流，所述第二出口流流過受到較少限制的從所述至少一個(gè)出口出來的流動(dòng)通路。
[0023]在該方法的一個(gè)方面，形成所述等離子體的所述時(shí)間段可以與具有一個(gè)或多個(gè)預(yù)定壓強(qiáng)設(shè)置點(diǎn)和射頻調(diào)節(jié)設(shè)置點(diǎn)的處理配方對(duì)應(yīng)。
[0024]在該方法的一個(gè)方面，所述預(yù)定壓強(qiáng)設(shè)置點(diǎn)中的每個(gè)可以對(duì)應(yīng)于所述第一出口流或所述第二出口流或在所述第一出口流與所述第二出口流之間的出口流之一。
[0025]在該方法的一個(gè)方面，所述等離子體處理體積中的壓強(qiáng)在對(duì)所述傳導(dǎo)通路的限制增大時(shí)增大，并且所述等離子體處理體積中的壓強(qiáng)在對(duì)所述傳導(dǎo)通路的限制減小時(shí)減小。
[0026]在該方法的一個(gè)方面，所述至少一個(gè)射頻源的所述調(diào)節(jié)可以與所述選定的處理狀態(tài)基本上同相。
[0027]在該方法的一個(gè)方面，所述至少一個(gè)射頻源的所述調(diào)節(jié)可以與所述選定的處理狀態(tài)的相位基本上相差180度。
[0028]在該方法的一個(gè)方面，所述至少一個(gè)射頻源的所述調(diào)節(jié)可以滯后于所述選定的處理狀態(tài)。
[0029]在該方法的一個(gè)方面，所述至少一個(gè)射頻源的所述調(diào)節(jié)可以領(lǐng)先于所述選定的處理狀態(tài)。
[0030]在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種室，其包括:襯底支架；頂電極；與所述襯底支架或所述頂電極中的至少一個(gè)連接上的至少一個(gè)射頻源；設(shè)置成包圍所述襯底支架的約束結(jié)構(gòu)，使得等離子體處理體積被限定在所述襯底支架、所述頂電極與所述約束結(jié)構(gòu)之間，所述約束結(jié)構(gòu)包括包圍所述襯底支架的多個(gè)出口 ；以及傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)，所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述等離子體處理體積之外并且靠近所述多個(gè)出口，所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)具有定位致動(dòng)器，所述定位致動(dòng)器提供所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)在第一位置與第二位置之間的運(yùn)動(dòng)，所述第一位置使所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)放置成緊鄰所述多個(gè)出口并且所述第二位置使所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)放置在遠(yuǎn)離所述多個(gè)出口的位置，并且其中所述至少一個(gè)射頻源與所述第一位置和所述第二位置對(duì)應(yīng)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0031]在一個(gè)方面，該室可以進(jìn)一步包括:控制器，所述控制器與所述定位致動(dòng)器通信以在等離子體處理配方的一個(gè)或多個(gè)處理狀態(tài)期間引導(dǎo)所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。
[0032]在進(jìn)一步包含控制器的該室的一個(gè)方面，所述控制器可以與在所述等離子體處理配方期間引導(dǎo)處理氣體進(jìn)入所述等離子體處理室中的氣源通信，使得所述控制器在所述第一位置與所述第二位置之間或者在所述等離子體處理配方所限定的第一和第二位置之間調(diào)節(jié)所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)。
[0033]結(jié)合附圖，從以示例方式說明本發(fā)明的原理的以下詳細(xì)描述會(huì)明白本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]結(jié)合附圖，通過以下詳細(xì)描述將容易理解本發(fā)明。
[0035]圖1是典型的窄間隙等離子體處理室的簡化示意圖的側(cè)視圖。
[0036]圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的小體積等離子體處理室系統(tǒng)的示意圖。
[0037]圖3A至圖3D是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的可選的小體積等離子體處理室系統(tǒng)的示意圖。
[0038]圖3E是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)和等離子體約束結(jié)構(gòu)的詳細(xì)首1J視圖。
[0039]圖3F是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)302和等離子體約束結(jié)構(gòu)的詳細(xì)透視圖。
[0040]圖4A和圖4B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的可選的小體積等離子體處理室系統(tǒng)的示意圖。
[0041]圖5A和圖5B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的可選的小體積等離子體處理室系統(tǒng)的簡化剖視圖。
[0042]圖5C和圖是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的可選的小體積等離子體處理室系統(tǒng)中的等離子體約束結(jié)構(gòu)的面對(duì)底部或大致水平部分的一部分的詳細(xì)視圖。
[0043]圖5E至圖5G是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的可選的小體積等離子體處理室系統(tǒng)的簡化剖視圖。
[0044]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)的分解圖。
[0045]圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的改變等離子體處理體積內(nèi)的壓強(qiáng)的方法操作的流程圖。
[0046]圖8A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的等離子體處理體積內(nèi)的多個(gè)壓強(qiáng)循環(huán)的圖形表
/Jn ο
[0047]圖SB是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的等離子體處理體積內(nèi)的多個(gè)壓強(qiáng)循環(huán)的圖形表示的部分的詳細(xì)視圖。
[0048]圖SC是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的壓強(qiáng)變化速率的圖示。
[0049]圖9A至圖9F圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的穿過等離子體處理體積的壓強(qiáng)波傳播。
[0050]圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的離子和中性物質(zhì)通量密度的圖示。
[0051]圖1lA是現(xiàn)有技術(shù)的恒定壓強(qiáng)的蝕刻工藝結(jié)果的系列的照片。
[0052]圖1lB根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式將恒壓蝕刻過程與脈沖壓強(qiáng)蝕刻過程進(jìn)行比較。
[0053]圖12A是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的壓強(qiáng)和側(cè)面時(shí)刻的關(guān)系的曲線圖。
[0054]圖12B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的高深寬比接觸特征的簡化示意圖。
[0055]圖13是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的簡化示意圖。
[0056]圖14A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電子、離子、自由基的衰減率的圖示。
[0057]圖14B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的壓強(qiáng)脈沖和射頻調(diào)節(jié)的多個(gè)時(shí)間序列的圖示。
[0058]圖15A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的單獨(dú)氣體調(diào)節(jié)的曲線圖。
[0059]圖15B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的氣體和射頻調(diào)節(jié)的曲線圖。
[0060]圖16是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的氣體和射頻調(diào)節(jié)的曲線的一部分的詳細(xì)視圖。
[0061]圖17是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的氣體和射頻調(diào)節(jié)的曲線的一部分的更詳細(xì)的視圖。
[0062]圖18是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的在改變等離子體處理體積內(nèi)的壓強(qiáng)并且調(diào)節(jié)其中的至少一種射頻源中執(zhí)行的方法操作的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0063]現(xiàn)在描述用于動(dòng)態(tài)改變并控制工藝氣體的外圍傳導(dǎo)以便在等離子體處理體積中引起壓強(qiáng)的快速變化的一種系統(tǒng)、方法和裝置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)明白，在沒有某些或全部在本文闡述的具體細(xì)節(jié)的情況下可以實(shí)施本發(fā)明。
[0064]一種提出的系統(tǒng)和方法提供了一種小的等離子體處理體積，該小的等離子體處理體積被限定為在有待處理的表面、等離子體約束結(jié)構(gòu)的頂面以及等離子體約束結(jié)構(gòu)的外周之間的體積。與通過改變整個(gè)處理室的壓強(qiáng)而實(shí)現(xiàn)壓強(qiáng)改變相比，在等離子體約束結(jié)構(gòu)的外周附近的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)使用氣體傳導(dǎo)控制機(jī)構(gòu)能夠局部、快速地改變等離子體處理體積內(nèi)的壓強(qiáng)。
[0065]在工藝氣體和副產(chǎn)物的外圍傳導(dǎo)引入氣體傳導(dǎo)變化可以通過在待處理表面(例如，晶片表面)上方的等離子體處理體積中產(chǎn)生快速變化的壓強(qiáng)來實(shí)現(xiàn)。一種方法是使用傳導(dǎo)控制環(huán)控制流出等離子體處理體積的氣體流率(例如，工藝氣體和等離子體副產(chǎn)物)。通過傳導(dǎo)控制環(huán)可以在大致完全限制流與大致完全未限制流之間變化來更多地限制或更少地限制流過等離子體約束結(jié)構(gòu)中的至少一部分出口的輸出流，從而改變晶片上方的等離子體處理體積內(nèi)的壓強(qiáng)。更多或更少地限制等離子體約束結(jié)構(gòu)中的出口可以通過變動(dòng)、移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)等離子體約束結(jié)構(gòu)外圍的成組的出口周圍或附近的傳導(dǎo)控制環(huán)的至少一部分。
[0066]可以用傳導(dǎo)控制環(huán)的變動(dòng)、移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)速度分布來選擇傳導(dǎo)分布。傳導(dǎo)控制環(huán)的受控運(yùn)動(dòng)可以是直線的或者可以相對(duì)于等離子體約束結(jié)構(gòu)的外圍的出口旋轉(zhuǎn)。傳導(dǎo)控制環(huán)的控制運(yùn)動(dòng)的時(shí)間曲線可以相對(duì)于時(shí)間在等離子體處理體積內(nèi)提供對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)調(diào)節(jié)。
[0067]等離子體處理體積的壓強(qiáng)變化可以改變或調(diào)節(jié)幾個(gè)參數(shù)，包括離子與中性物質(zhì)的比值、離子能量、IEDF和IADF。在低壓時(shí)，進(jìn)入晶片表面上方的等離子體殼層(電壓降)的離子之間的碰撞較少。離子碰撞減少導(dǎo)致更多的離子在與等離子體殼層大致垂直的方向上從等離子體殼層出來并且到達(dá)有待處理的襯底表面上。因此，離子碰撞減少提高了離子進(jìn)入待處理襯底的表面上存在的任何特征的方向性。
[0068]另外，由于壓強(qiáng)發(fā)生變化，有效等離子體密度以及面積比也發(fā)生變化。改變有效等離子體密度和/或面積比同樣改變了從低離子能量比率到高離子能量比率的離子能量分布函數(shù)(IEDF)。離子能量分布函數(shù)可以進(jìn)行調(diào)節(jié)以影響等離子體處理體積內(nèi)處理的等離子體處理性能。
[0069]舉例來說，精確控制離子與中性物質(zhì)的通量是在蝕刻期間用于維持良好的掩模分布的一個(gè)重要的工作參數(shù)。在蝕刻期間良好的掩模分布直接影響最終蝕刻輪廓的質(zhì)量。
[0070]等離子體處理體積中的快速壓強(qiáng)脈沖還可以與射頻功率傳輸和/或工藝氣體化學(xué)調(diào)節(jié)和/或晶片溫度同步，以提供來進(jìn)一步根據(jù)不同的工藝化學(xué)過程增強(qiáng)對(duì)離子與中性物質(zhì)通量的所需的控制，從而滿足下一代蝕刻工藝的需求。等離子體處理體積內(nèi)的壓強(qiáng)脈沖還可以給待蝕刻的特征提供等離子體化學(xué)過程控制，因此提供提高的選擇性、輪廓控制和徑向均勻性。
[0071]圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的小體積等離子體處理室系統(tǒng)200的示意圖。小體積的等離子體處理室系統(tǒng)200包括處理室201、一個(gè)或多個(gè)氣源102、一個(gè)或多個(gè)射頻源117AU17B以及與處理室和氣源連接上的控制器119。處理室201由內(nèi)壁201A至201D限定，并且包括用于支撐襯底101的襯底支架106。
[0072]處理室201還包括等離子體處理體積110。等離子體處理體積110由等離子體處理室的頂部108的內(nèi)表面108A(例如，與射頻源117B連接上的頂電極的表面)、襯底支架106 (例如，與射頻源117A連接上的底電極)的表面106AU06B (如果不存在襯底101)或者表面106A和襯底101的表面101A(當(dāng)存在襯底時(shí))限定。等離子體處理體積110通常小于處理室201的總體積的約10%。等離子體約束結(jié)構(gòu)114限定等離子體處理體積110的外周。
[0073]等離子體約束結(jié)構(gòu)114包括多個(gè)出口 116。定位致動(dòng)器207連接到傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202上以在出口 116上施加所需程度的限制。通過將傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202放置成緊鄰出口116，可以大致完全限制出口 116以最小化流過出口的氣體輸出流，如圖2A所示。受到限制的出口 116限制工藝氣體和等離子體副產(chǎn)物117流出等離子體處理體積110的流量，并且因此只在等離子體處理體積110的有限體積內(nèi)產(chǎn)生增大的壓強(qiáng)。
[0074]當(dāng)出口 116受到限制時(shí)，等離子體處理體積110內(nèi)的壓強(qiáng)能夠以高達(dá)每10ms約20毫托的速率增大。在許多等離子體處理中，等離子體處理體積110中較小的壓強(qiáng)增大，小至約5毫托的壓強(qiáng)增大，可以是足以產(chǎn)生所需效果的壓增大變化。受到限制的出口 116可以在等離子體處理體積110內(nèi)產(chǎn)生增大的壓增大，約50毫托或更大，從而允許更多時(shí)間。
[0075]舉例來說，如果只需要5毫托的壓強(qiáng)增大，那么在等離子體處理體積110內(nèi)只需要限制出口 116約25ms，這是增大20毫托的壓強(qiáng)所需的時(shí)間的約25%。可替代地，如果需要40毫托的壓強(qiáng)增大，那么在等離子體處理體積110內(nèi)需要限制出口 116約200ms，這是增大20毫托的壓強(qiáng)所需的時(shí)間的約200%。
[0076]可替代地，如圖2B所示，當(dāng)定位致動(dòng)器207使傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202遠(yuǎn)離出口 116移動(dòng)足夠的距離Λ I時(shí)，出口 116可以大致完全不受限制，其中距離Λ I在約0.25mm至約25mm之間(SP，在約0.01英寸與約1.0英寸之間)，并且更具體地講,在約0.25mm至約12.5mm之間(即，在約0.01英寸與約0.5英寸之間)。
[0077]大致完全不受限制的出口 116可以更自由地允許工藝氣體和等離子體副產(chǎn)物117朝著真空泵118流動(dòng)。當(dāng)大致完全不受限制時(shí)，出口 116可以在等離子體處理體積110內(nèi)產(chǎn)生以高達(dá)每10ms約20毫托的速率的壓強(qiáng)減小。傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202可以遠(yuǎn)離出口 116移動(dòng)大于或小于距離Al的任意所需的距離，從而對(duì)流過出口的出口流提供對(duì)應(yīng)選擇的限制量。
[0078]調(diào)節(jié)出口 116的出口流的限制量可以用于以約1Hz的頻率對(duì)應(yīng)地調(diào)節(jié)只是等離子體處理體積110內(nèi)的壓強(qiáng)增大和減小。當(dāng)?shù)入x子體處理體積110內(nèi)的壓強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，處理室201內(nèi)的在等離子體處理體積110外部的剩余部分的壓強(qiáng)大致保持恒定。
[0079]應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)例僅僅是示例性實(shí)施方式，并且不同結(jié)構(gòu)和控制方案的傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202和等離子體約束結(jié)構(gòu)114在等離子體處理體積110內(nèi)具有對(duì)應(yīng)的不同壓強(qiáng)速率的增大和減小，從而與端口 116的開啟和關(guān)閉對(duì)應(yīng)。
[0080]圖3A至圖3D是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的可選的小體積等離子體處理室系統(tǒng)300的示意圖。小體積等離子體處理室系統(tǒng)300大致類似于上述圖2A和圖2B所示的小體積等離子體處理室系統(tǒng)200。主要區(qū)別是多個(gè)出口 116’移動(dòng)到等離子體約束結(jié)構(gòu)114的外周。因此，傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)302位于接近出口 116’的位置。
[0081]可操作地，小體積等離子體處理室系統(tǒng)300大致類似于小體積等離子體處理室系統(tǒng)200。舉例來說，移動(dòng)傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)302來選擇流過出口 116’的出口流的限制量并且對(duì)應(yīng)地調(diào)節(jié)等離子體處理體積110內(nèi)的壓強(qiáng)。如圖3A所示，傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)302大致完全限制流過出口 116’的出口流。如圖3B所示，傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)302在方向304A上垂直移動(dòng)以部分地不限制和部分地限制流過出口 116’的出口流。
[0082]如圖3C所示，傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)302在方向304A上垂直移動(dòng)以大致完全不限制流過出口 116’的出口流。如圖3D所示，傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)302在方向304C上水平移動(dòng)距離Λ2以形成開口 316，以便減少對(duì)流過出口 116’的出口流的限制。
[0083]圖3E是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202和302和等離子體約束結(jié)構(gòu)114的詳細(xì)剖視圖。等離子體約束結(jié)構(gòu)114包括面對(duì)底部部分114A上的許多出口 116以及外圍部分114B上的許多出口 116’。傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202和302連接到定位致動(dòng)器207上并且可以移動(dòng)靠近出口 116、116’(如圖所示)以限制流過出口的出口流，或者移動(dòng)遠(yuǎn)離出口從而大致完全不限制流過出口的出口流，如此前討論的圖2A至圖3D所示。
[0084]圖3F是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)302和等離子體約束結(jié)構(gòu)114的詳細(xì)透視圖。等離子體約束結(jié)構(gòu)114在面對(duì)底部部分114A上包括許多徑向狹槽形狀的出口 116"。狹槽形狀的出口 116"從內(nèi)部114A’朝著外圍部分114B向外延伸。
[0085]圖4A和圖4B至圖是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的可選的小體積等離子體處理室系統(tǒng)400的示意圖。小體積等離子體處理室系統(tǒng)400大致類似于上述圖2A和圖2B所述的小體積等離子體處理室系統(tǒng)200。主要區(qū)別是多個(gè)出口 116’形成在等離子體約束結(jié)構(gòu)114的外圍114A的對(duì)應(yīng)的等離子體約束環(huán)402之間。如圖4A所示，等離子體約束環(huán)402被壓合在一起或者封閉，因此將出口 116’大致完全限制或封閉。
[0086]在操作上，小體積等離子體處理室系統(tǒng)400大致類似于小體積等離子體處理室系統(tǒng)200。舉例來說，分開等離子體約束環(huán)402就減小了對(duì)流過出口 116’的出口流的限制，因?yàn)樵龃罅顺隹诘膶挾萕1。在對(duì)應(yīng)方向404A、404B上分開和壓合等離子體約束環(huán)402可以對(duì)應(yīng)地調(diào)節(jié)等離子體處理體積110內(nèi)的壓強(qiáng)。
[0087]圖5A和圖5B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的可選的小體積等離子體處理室系統(tǒng)500的簡化剖視圖。圖5C和圖是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的可選的小體積等離子體處理室系統(tǒng)500中的等離子體約束結(jié)構(gòu)114的面對(duì)底部或大致水平部分114A的一部分的詳細(xì)視圖。
[0088]小體積等離子體處理室系統(tǒng)500大致類似于上述圖2A和圖2B所述的小體積等離子體處理室系統(tǒng)200。主要區(qū)別是通過在旋轉(zhuǎn)方向504A或504B上移動(dòng)傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202使出口 116對(duì)齊或部分對(duì)齊傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)中的對(duì)應(yīng)開口 516來增大或減小對(duì)流過多個(gè)出口116的出口流。
[0089]定位致動(dòng)器207’能移動(dòng)或變動(dòng)，或者在旋轉(zhuǎn)方向504A和504B上轉(zhuǎn)動(dòng)傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202。如圖5A和圖5C所示，出口 116沒有對(duì)齊傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)中的對(duì)應(yīng)開口 516，并且因此流過端口的出口流大致完全受限。如圖5B和所示，出口 116與傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)中的對(duì)應(yīng)開口 516對(duì)齊，并且因此出口開啟并且大致完全不受限制。應(yīng)當(dāng)理解，出口 116可以部分對(duì)齊傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)中的對(duì)應(yīng)開口 516，并且因此可以在大致完全不受限制與大致完全受限制之間調(diào)節(jié)流過出口的出口流。
[0090]圖5E至圖5G是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的可選的小體積等離子體處理室系統(tǒng)550的簡化剖視圖。小體積等離子體處理室系統(tǒng)550大致類似于上述圖5A至圖所示的小體積等離子體處理室系統(tǒng)500。主要區(qū)別是在任意一個(gè)時(shí)間限制或不限制只流過多個(gè)出口 116、116，、116”、116”，的一部分的出口流。
[0091]舉例來說，如圖5E所示，所有的出口 116、116’、116”、116”’基本全部受到限制。傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202中的開口 516以虛線示出偏移，因?yàn)殚_口與出口 116不對(duì)齊。
[0092]參照?qǐng)D5F，開口 516發(fā)生偏移從而與出口 116對(duì)齊，并且因此只是流過出口 116的出口流基本完全不受限制，而流過剩余的出口 116’、116”、116”’的出口流保持基本完全受到限制。當(dāng)只有流過出口 116的出口流基本不受限制時(shí)，工藝氣體和等離子體副產(chǎn)物可以在方向502上朝著出口 116流動(dòng)。工藝氣體和等離子體副產(chǎn)物不在方向502’、502”、502”，上流動(dòng)，因?yàn)榱鬟^對(duì)應(yīng)端口 116’、116”、116”’的出口流基本完全受到限制。
[0093]參照?qǐng)D5G，開口 516發(fā)生偏移從而與出口 116’對(duì)齊，并且因此只是流過出口 116’的出口流基本完全不受限制，而剩余的出口 116、116”、116" ’保持基本完全受到限制。當(dāng)只有出口 116’的出口流不受限制時(shí)，工藝氣體和等離子體副產(chǎn)物可以在方向502’上朝著不受限制的出口 116’流動(dòng)。工藝氣體和等離子體副產(chǎn)物無法在方向502、502”、502" ’上流動(dòng)，因?yàn)閷?duì)應(yīng)的出口 116、116”、116" ’基本完全受到限制。
[0094]傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202可以進(jìn)一步移動(dòng)以開啟選定的出口 116、116’、116”、116”’。應(yīng)當(dāng)理解，雖然出口 116、116’、116”、116”’的每個(gè)部分與等離子體約束結(jié)構(gòu)114的大約四分之一對(duì)應(yīng)，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以選擇傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202中開口 516的數(shù)量、形狀和定位來限制或不限制流過數(shù)量少到出口 116、116’、116”、116”’中的單獨(dú)一個(gè)出口的出口流。
[0095]對(duì)只流過出口 116、116’、116”、116”’的選定部分的出口流進(jìn)行控制使得系統(tǒng)550能非對(duì)稱地且定向性地選擇流過待處理晶片101的表面的等離子體和處理氣體流。舉例來說，如果在與出口 116"對(duì)應(yīng)的晶片表面的區(qū)域中需要較大濃度的等離子體處理，那么可以增大工藝氣體的濃度并且將工藝氣體輸入到等離子體處理體積110中，并且流過出口116"的出口流基本完全不受限制從而在方向502”上流動(dòng)。類似地，可以減小工藝氣體的濃度并且輸入工藝氣體到等離子體處理體積110中，并且導(dǎo)致在方向502”上流動(dòng)的出口116"基本完全受到限制，從而減小與出口 116"對(duì)應(yīng)的晶片的表面區(qū)域中的等離子體處理速率。
[0096]僅開啟出口 116、116’、116”、116”’的選定部分同樣允許工藝氣體、等離子體和副產(chǎn)物的壓強(qiáng)和濃度的非對(duì)稱、非徑向分布?？梢圆倏v非徑向分布，以在一定程度上減小等離子體處理室中常見的徑向等離子體處理的非均勻效果。
[0097]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)602的分解圖。傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)602在某些方面類似于如上所述的傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202，然而，出口 116"形成在等離子體約束結(jié)構(gòu)114的基本垂直的外周114B上。傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)602在對(duì)應(yīng)的、基本垂直部分602B包括至少一些開口 616。
[0098]傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)602的直徑Dl稍微比等離子體約束結(jié)構(gòu)114的直徑D2寬。在操作中，等離子體約束結(jié)構(gòu)114會(huì)嵌套在傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)602中。傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)602可以通過定位致動(dòng)器207’在方向604A和604B上旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)，從而使至少一個(gè)開口 616與至少一個(gè)出口 116’對(duì)齊，進(jìn)而增大或減小對(duì)流過出口的出口流的限制。
[0099]雖然圖示為開口 616繞著傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)602大致均勻分布，但是應(yīng)當(dāng)理解開口 616可以繞著傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)602不均勻分布?？商娲?，開口 616可以只是包括在一個(gè)或多個(gè)徑向部分618A、618B或傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)602外圍的區(qū)段中，類似于上述圖5E至圖5G所述的等離子體處理室系統(tǒng)550，并且因此在待處理晶片101的表面上提供非對(duì)稱的且定向選擇的等離子體流和處理氣體流。
[0100]還應(yīng)當(dāng)理解，傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)602還可以包括大致水平部分602A中的開口 616。大致水平部分602A中的開口 616與等離子體約束結(jié)構(gòu)114的大致水平部分114A中的出口116對(duì)應(yīng)，如此前的附圖所示。
[0101]圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的改變等離子體處理體積110內(nèi)的壓強(qiáng)的方法操作700的流程圖。在操作705中，流過等離子體約束結(jié)構(gòu)114中的至少一個(gè)出口 116、116’的出口流基本完全不受限制。通過移動(dòng)對(duì)應(yīng)的傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202、302、402、502、602以便使等離子體約束結(jié)構(gòu)114中的至少一個(gè)出口 116、116’對(duì)齊或形成對(duì)應(yīng)的開口216、316、516和/或616，可以基本完全不限制流過至少一個(gè)出口 116、116’的出口流。
[0102]在操作710中，一種或多種處理氣體被注入到等離子體處理體積110中。在操作715中，工藝氣體102在至少一個(gè)大致徑向方向112上穿過等離子體處理體積110朝著等離子體處理體積外圍的等離子體約束結(jié)構(gòu)114中的一個(gè)或多個(gè)出口 116、116’流動(dòng)。
[0103]在操作720中，通過從對(duì)應(yīng)的射頻源117BU17A施加射頻信號(hào)到頂電極108或襯底支架(例如，底電極)106的至少一個(gè)而在等離子體處理體積110中形成等離子體。工藝氣體102的流使等離子體產(chǎn)生的離子、自由基和中性物質(zhì)分散。
[0104]在操作725中，等離子體處理體積110中的壓強(qiáng)增大。通過基本完全限制流過至少一個(gè)出口 116、116’的一部分的出口流可以增大等離子體處理體積110中的壓強(qiáng)。通過移動(dòng)傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202、302、402、502和602以限制或阻塞至少一個(gè)出口可以基本完全限制流過至少一個(gè)出口 116、116’的出口流，如上述圖所示。
[0105]等離子體處理體積110中的壓強(qiáng)可以以高達(dá)約30毫托/10ms的速率增大。通過改變從工藝氣體源102到等離子體處理體積110中的工藝氣體的流率也可以控制壓強(qiáng)增大的量。
[0106]如上所述，小至約5毫托的壓強(qiáng)變化，增大亦或減小，會(huì)造成顯著的工藝變化，因?yàn)榈入x子體化學(xué)成分會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。舉例來說，雖有等離子體處理體積110中的壓強(qiáng)變化，但離子、自由基和中性物質(zhì)的比率以及等離子體密度發(fā)生變化。
[0107]由于壓強(qiáng)達(dá)到所需的設(shè)定值，射頻源117AU17B之一或兩者可以任選地保持恒定，可以調(diào)節(jié)、減小、啟用或禁用工作狀態(tài)以同樣允許進(jìn)一步選擇等離子體中的離子、自由基和中性物質(zhì)的比率。
[0108]在操作730中，等離子體處理體積110中的壓強(qiáng)減小。通過減小對(duì)流過出口 116、116’中的至少一部分的出口流的限制可以降低等離子體處理體積110中的壓強(qiáng)。通過移動(dòng)傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202、302、402、502、602以對(duì)齊或形成開口從而對(duì)應(yīng)于出口 116、116’可以增大(例如，更少地限制)流過出口 116、116’的出口流。減少對(duì)流過出口 116、116’的出口流的限制使得工藝氣體和等離子體副產(chǎn)物能朝著等離子體處理室201的出口和流出端口(例如，真空泵)流動(dòng)。等離子體處理體積110中的壓強(qiáng)能夠以高達(dá)約20毫托/10ms的速率減小。隨著傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，可以在約I毫托/10ms至約20毫托/10ms之間選擇壓強(qiáng)的變化速率。對(duì)于例如圖3F和圖5A至圖6所示的旋轉(zhuǎn)式構(gòu)造，傳導(dǎo)變化甚至可以比20毫托/10ms更快。等離子體處理體積110中的壓強(qiáng)降低使得等離子體副產(chǎn)物從等離子體處理體積的中心區(qū)120移除。因此，可以減少或消除等離子體處理的一些徑向不均勻效果。
[0109]如上所述，處理氣體的非對(duì)稱流使用非對(duì)稱的排氣的不均一性,例如,只流過出口116、116’的選定部分或區(qū)段的基本完全不受限制的出口流，能夠以對(duì)應(yīng)的非對(duì)稱的模式使蝕刻速率發(fā)生變化。流過出口的非對(duì)稱的出口流可以繞著待處理表面選擇性地運(yùn)動(dòng)以抵消徑向非均勻性。
[0110]隨著壓強(qiáng)達(dá)到所需的設(shè)定值，射頻源117AU17B之一或兩者可以任選地保持恒定，可以調(diào)節(jié)、減小、啟用或禁用工作狀態(tài)以進(jìn)一步選擇或控制等離子體中的離子、自由基和中性物質(zhì)的比率。
[0111]在操作735中，如果在等離子體處理體積110中不需要額外的壓強(qiáng)循環(huán)，那么方法操作可以結(jié)束。可替代地，如果在等離子體處理體積110中需要額外的壓強(qiáng)循環(huán)，那么方法操作可以繼續(xù)進(jìn)行上述操作725中。
[0112]圖8A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的等離子體處理體積110內(nèi)的多個(gè)壓強(qiáng)循環(huán)的圖形表示800。圖SB是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的等離子體處理體積110內(nèi)的多個(gè)壓強(qiáng)循環(huán)的圖形表示800的部分830的詳細(xì)視圖。如上所述，等離子體處理體積110內(nèi)的壓強(qiáng)可以以約1Hz或更大的頻率變化，具體取決于所需的壓強(qiáng)變化和可行的壓強(qiáng)變化頻率。壓強(qiáng)變化的每個(gè)循環(huán)可以通過關(guān)閉端口 116、116’并且打開端口的循環(huán)來完成。上述多個(gè)實(shí)施方式的傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202、302、402、502、602可以通過在基本完全不受限制的位置和基本完全受到限制的位置以及在完全受到限制與完全不受限制之間的多個(gè)位置的端口 116、116’循環(huán)，從而提供所需循環(huán)的壓強(qiáng)變化。舉例來說，定位致動(dòng)器207可以在方向204A和204B上改變傳動(dòng)控制機(jī)構(gòu)202。類似地，傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)502和602能夠以大致連續(xù)的速率旋轉(zhuǎn)或行進(jìn)以在等離子體處理體積110中提供所需循環(huán)和速率的壓強(qiáng)變化。還可以選擇從工藝氣體源102流入等離子體處理體積110中的工藝氣體的流率以增大或減小等離子體處理體積內(nèi)的壓強(qiáng)。
[0113]參照?qǐng)D8A和圖8B，圖示出控制信號(hào)曲線圖810疊加在等離子體處理體積110內(nèi)的壓強(qiáng)的壓強(qiáng)曲線圖820上?？刂菩盘?hào)曲線圖810示出控制信號(hào)增大和減小對(duì)流過出口 116、116’的出口流的限制。水平軸示出了以秒為單位的時(shí)間。在約3.15秒的時(shí)間，控制信號(hào)基本完全限制流過出口 116、116’的出口流。在約3.2秒的時(shí)間，壓強(qiáng)開始從約20毫托逐漸增大到3.3秒時(shí)間的約90毫托。
[0114]參照?qǐng)D8B，水平軸示出了以秒為單位的時(shí)間。在第32秒末尾，壓強(qiáng)開始從20毫托變化，并且在第33秒末尾，壓強(qiáng)上升到約90毫托。壓強(qiáng)每秒變化70毫托或每100ms變化70毫托。圖SB示出了由于缺少快速壓強(qiáng)測(cè)量儀器的時(shí)間延遲誤差。然而，實(shí)際壓強(qiáng)變化與傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)的位置變化成比例，使得壓強(qiáng)的實(shí)際變化速率是約70毫托/500ms，如圖8C所示。
[0115]壓強(qiáng)維持在約90毫托。在約3.36秒的時(shí)間，控制信號(hào)變化以減小對(duì)流過出口 116、116’的出口流的限制。在約3.37秒的時(shí)間，壓強(qiáng)開始減小以在約3.5秒的時(shí)間到達(dá)約20毫托。壓強(qiáng)穩(wěn)定在約20毫托，直到控制信號(hào)在約3.6秒的時(shí)間增大對(duì)流過出口 116、116’的出口流的限制。然后重復(fù)循環(huán)。
[0116]圖SC是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的壓強(qiáng)變化速率的圖示850。如圖所示，等離子體處理體積110中的壓強(qiáng)變化速率是約17毫托/100ms。因此允許以在約1Hz的頻率下達(dá)17毫托的壓強(qiáng)變化循環(huán)。
[0117]圖9A至圖9F圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的穿過等離子體處理體積110的壓強(qiáng)波傳播。從圖9A開始，等離子體處理體積110被加壓到增大的壓強(qiáng)，因?yàn)槌隹?116的出口流被封閉。流過出口 116的出口流被充分限制足夠的時(shí)間以大致均勻地加壓等離子體處理體積110，使得等離子體處理體積的每個(gè)對(duì)應(yīng)部分120、122、124、126具有相等的壓強(qiáng)。
[0118]在時(shí)間Tl，當(dāng)流過出口 116的出口流基本完全不受限制時(shí)，如圖9B所示，由于等離子體處理體積110的最外部分126中的壓強(qiáng)減小到與等離子體處理體積外部的處理室201的剩余部分的壓強(qiáng)大致相同，因此工藝氣體和副產(chǎn)物被從中心部分120并且朝著出口排出。部分124中的壓強(qiáng)稍微減小。
[0119]在時(shí)間T2，在Tl之后的短時(shí)間內(nèi)，如圖9C所示，從中心部分120并且朝著出口排出更多的工藝氣體和副產(chǎn)物。部分122和124中的壓強(qiáng)均稍微減小。
[0120]在時(shí)間T3，在T2之后的短時(shí)間內(nèi)，如圖9D所示，從中心部分120并且朝著出口排出更多的工藝氣體和副產(chǎn)物。部分120、122和124中的壓強(qiáng)均稍微減小。
[0121]在時(shí)間T4，在T3之后的短時(shí)間內(nèi)，如圖9Ε所示，從中心部分120并且朝著出口排出更多的工藝氣體和副產(chǎn)物。部分120、122和124中的壓強(qiáng)均再次稍微減小。
[0122]在時(shí)間Τ5，在Τ4之后的短時(shí)間內(nèi)，如圖9F所示，從中心部分120并且朝著出口排出更多的工藝氣體和副產(chǎn)物。等離子體處理體積110的部分120、122和124中的壓強(qiáng)減小到與等離子體處理體積外部的處理室201的剩余部分的壓強(qiáng)大致相同。
[0123]等離子體處理體積110中的壓強(qiáng)變化確定等離子體中的離子、自由基和中性物質(zhì)的比率。圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的離子和中性物質(zhì)通量密度的圖示1000。離子通量密度曲線1010是在約2毫托與約20毫托之間的壓強(qiáng)范圍內(nèi)大致恒定的密度，例如，約4.5。中性物質(zhì)通量密度曲線1020在小于約I X 114至大于約6.5 X 114的密度寬泛地變化。中性物質(zhì)通量密度隨著壓強(qiáng)變化基本呈線性下降。
[0124]如圖10所示，從5毫托至15毫托的變化會(huì)具有大致相同的離子通量密度。相比之下，中性物質(zhì)通量密度會(huì)從約I變化到約4，S卩，在15毫托的高壓的密度是在5毫托的低壓的密度的4倍高。因此，這種10毫托的壓強(qiáng)操作或壓強(qiáng)調(diào)節(jié)給離子通量密度提供僅僅非常有限的選擇，同時(shí)給中性物質(zhì)通量密度提供寬泛的選擇。然后，通過等離子體處理體積110的對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)可以選擇不同比率的蝕刻性能。
[0125]圖1lA是現(xiàn)有技術(shù)的恒定壓強(qiáng)的蝕刻工藝結(jié)果的1100系列的照片。第一視圖1110是以恒定的12毫托執(zhí)行的第一蝕刻過程。當(dāng)更寬更平坦的底部是非常優(yōu)選的結(jié)果時(shí)，每個(gè)特征1112具有錐形形狀，特征的下部幾乎形成點(diǎn)。詳細(xì)視圖1114示出了在特征的中間深度的可接受的輪廓。優(yōu)選的特征輪廓在特征的全部深度會(huì)具有特征的中間深度的可接受的輪廓(例如，光滑、平行的側(cè)邊)。
[0126]第二視圖1120是以恒定的40毫托執(zhí)行的第二蝕刻過程。每個(gè)特征1122比特征1112具有錐度較小的錐形，然而在中間深度輪廓1124形成了不可取的條紋類型的不均勻性。第三視圖1130是以恒定的70毫托執(zhí)行的第三蝕刻過程。每個(gè)特征1132與特征1112具有錐度類似的錐形，然而在中間深度輪廓1134還形成了不可取的條紋類型的不均勻性。
[0127]圖1lB將根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的恒壓蝕刻過程1120與脈沖壓強(qiáng)蝕刻過程1150進(jìn)行比較。脈沖壓強(qiáng)蝕刻過程1150使等離子體處理體積110內(nèi)的蝕刻壓強(qiáng)在約12毫托至約70毫托之間變化。脈沖壓強(qiáng)蝕刻過程1150得到與40毫托的恒壓蝕刻過程1120類似的改善的輪廓，而且消除了詳細(xì)視圖1154所示的不可取的條紋，并且以進(jìn)一步使特征1152的下部成方形。
[0128]圖12Α是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的壓強(qiáng)和側(cè)面蝕刻的關(guān)系的曲線圖1200。圖12Β是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的高深寬比接觸特征的簡化示意圖1250。在形成例如用于形成DRAM器件的高深寬比接觸(HARC)的蝕刻過程中，由于關(guān)鍵尺寸(即，特征F1、F1的寬度Fw)變小并且特征F1、F2之間的間距P減小(即，特征更緊密地間隔開)，因而在特征的開口或頂端附近產(chǎn)生不可取的側(cè)向蝕刻。
[0129]側(cè)向蝕刻向特征F1、F2的側(cè)壁蝕刻以形成碗形側(cè)壁1260。如果側(cè)向蝕刻進(jìn)行太快，那么碗形側(cè)壁1260會(huì)在相鄰的特征Fl與F2之間的區(qū)域1262中形成孔，并且因此在兩個(gè)相鄰的特征之間形成短路。因此，需要最小化側(cè)向蝕刻，同時(shí)還要改善底部輪廓并且相比于特征F2的較小深度Fd2加大特征Fl的深度Fdl。
[0130]圖12A中所示的圖形1200圖示了工作壓強(qiáng)和側(cè)壁碗1260以及特征F1、F2的下端的深度和輪廓的效果。在低壓下，由于低壓下存在的離子密度減小，更少的離子1252、1254偏離其他離子。因此，在低壓時(shí)，離子1252、1254進(jìn)入特征F1、F2的方向性得到增強(qiáng)，并且更多的離子到達(dá)特征的底部以執(zhí)行所需的定向蝕刻。另外，由于更多的離子1252、1254進(jìn)入特征，因此更少的離子偏離掩模層1256以撞擊側(cè)壁而產(chǎn)生側(cè)壁碗1260(例如，不可取的側(cè)向蝕刻)。
[0131]在蝕刻處理期間，會(huì)產(chǎn)生聚合物(例如，根據(jù)使用的蝕刻工藝化學(xué)成分的碳氟化合物類或烴基聚合物)。聚合物具有高粘附系數(shù)并且易于在特征F1、F2的頂部或開口附近形成聚合物沉積1270。在選定的蝕刻化學(xué)成分中，聚合物沉積1270具有低粘附系數(shù)，并且因此不會(huì)粘附到特征Fl的側(cè)面上。增加襯底101的溫度還可以減小表面活動(dòng)性，并且因此基本上防止形成聚合物沉積1270。來自等離子體的高能離子也可以去除聚合物沉積1270。去除聚合物沉積1270的還有的另一種方法是在主蝕刻處理之間分別執(zhí)行氧或氟自由基蝕亥Ij，例如，通過注入O2或NF3進(jìn)行。
[0132]圖13是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1300的簡化示意圖。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1300是示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，例如，可以包括在如上所述的控制器119中。應(yīng)當(dāng)理解，本文所述的方法可以用數(shù)字處理系統(tǒng)來執(zhí)行，例如，可以用常規(guī)的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來執(zhí)行。被設(shè)計(jì)或編程為執(zhí)行唯一一種功能的專用計(jì)算機(jī)可以作為替代方式使用。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括通過總線1310連接到隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 1328、只讀存儲(chǔ)器(ROM) 1312和大容量存儲(chǔ)設(shè)備1314的中央處理器(CPU) 1304。相位控制程序1308存放在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 1328中，但是也可以存放在大容量存儲(chǔ)器1314或R0M1312中。
[0133]大容量存儲(chǔ)設(shè)備1314表示持久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，例如，硬盤驅(qū)動(dòng)器或固定光盤驅(qū)動(dòng)器，可以是本地的或遠(yuǎn)程的。網(wǎng)絡(luò)接口 1330經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)1332提供連接，從而允許與其他設(shè)備進(jìn)行通信。應(yīng)當(dāng)理解，CPU 1304可以實(shí)施為通用處理器、專用處理器或特殊編程的邏輯器件。輸出/輸出(I/O)接口提供與其他外設(shè)的通信，并且通過總線1310與CPU 1304、RAM1328,ROM 1312和大容量存儲(chǔ)設(shè)備1314連接上。樣品外設(shè)包括顯示器1318、鍵盤1322、光標(biāo)控制器1324、移動(dòng)介質(zhì)設(shè)備1334等。
[0134]顯不器1318被配置成顯不上述用戶界面。鍵盤1322、光標(biāo)控制器1324、移動(dòng)介質(zhì)設(shè)備1334和其他外設(shè)連接到I/O接口 1320上，以便將命令選項(xiàng)的信息通信至CPU 1304。應(yīng)當(dāng)理解，傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備以及從外部設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以通過I/O接口 1320進(jìn)行通信。這些實(shí)施方式還可以在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)施，其中通過經(jīng)由有線或無線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備執(zhí)行任務(wù)。
同步壓強(qiáng)變化和偏壓控制
[0135]改變等離子體處理體積110的壓強(qiáng)可以操縱如上所述的電子、離子、自由基和中性物質(zhì)的比率。調(diào)節(jié)(即，在O與全功率之間改變功率)一個(gè)或多個(gè)射頻源117AU17B也可以操縱電子、離子、自由基隨時(shí)間變化的比率。圖14A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電子、離子、自由基的衰減率的圖示1400。在TO時(shí)間，一個(gè)或多個(gè)射頻源117AU17B處于穩(wěn)定狀態(tài)，并且示出了各個(gè)水平的電子1402、離子1404和自由基1406。圖示1400并未按照比例繪制，因?yàn)榻o定的工藝配方中的電子1402、離子1404和自由基1406的水平可以是或不是圖示的彼此相對(duì)的水平。還應(yīng)該指出的是，圖示的時(shí)間比例不是線性的，因?yàn)樵谒捷S上以折斷線表示。
[0136]在時(shí)間Tl，調(diào)節(jié)射頻源117A、117B中的一個(gè)或多個(gè)。為了簡化說明，調(diào)節(jié)的射頻源117A、117B減小到接近零輸出功率，但是應(yīng)當(dāng)理解，輸出功率可以減小到在時(shí)間TO的值與零輸出功率之間的某一值。
[0137]等離子體處理體積110中存在的電子1402的量從穩(wěn)定狀態(tài)水平1402A衰減到時(shí)間Tl+約50微秒處的接近零。等離子體處理體積110中存在的離子1404的量以慢更多的速率衰減，在時(shí)間Tl+約200微秒處接近零。等離子體處理體積110中存在的自由基1406的量還以更慢的速率衰減，在Tl時(shí)間+約500微秒處接近零。
[0138]由于不同的衰減速率，反應(yīng)物隨著時(shí)間的變化而變化。舉例來說，在時(shí)間T0，示出了穩(wěn)定狀態(tài)水平1402A、1404A、1406A。在時(shí)間T2，也就是在Tl+約50微秒處之后的某一時(shí)間，基本上所有的電子1402都流失，而離子1404和自由基1406的量也基本上等于對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定狀態(tài)水平1404A、1406A。類似地，在時(shí)間T3，也就是在Tl+約200微秒處之后的某一時(shí)間，基本上所有的電子1402和所有的離子1404都衰減到大約零，而自由基1406的量仍然非常高，并且在一些情況下可以基本上等于自由基穩(wěn)定狀態(tài)水平1406A。由于反應(yīng)物質(zhì)的比率在時(shí)間TO、T2和T3變化，所以在對(duì)應(yīng)的時(shí)間TO、T2和T3可以更有效地進(jìn)行不同的處理。
[0139]在時(shí)間TO、T2和T3的不同處理的插入實(shí)例。
[0140]圖14B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的壓強(qiáng)脈沖和射頻調(diào)節(jié)的多個(gè)時(shí)間序列1420至1470的圖示。在時(shí)序圖1420中，射頻功率調(diào)節(jié)與工藝氣體流的相位相差大約180度。因此，在時(shí)間Tl，射頻功率增大并且工藝氣體流減小。這個(gè)時(shí)序圖1420可以稱為相位相差180度，射頻功率調(diào)節(jié)就會(huì)與氣流調(diào)節(jié)同步。所得的發(fā)光示蹤1422表明氬氣(800nm波長)的蹤跡與濃度和射頻功率兩者成比例。由于儀器誤差，因此這些時(shí)序圖示出了同步的射頻功率與工藝氣體調(diào)節(jié)偏離微小的時(shí)間。
[0141]在時(shí)序圖1430中，射頻功率調(diào)節(jié)與工藝氣體流的相位相差大約200度。因此，在時(shí)間Tl，射頻功率增大并且在Tl之后延遲約20度，并且工藝氣體流減小。這個(gè)時(shí)序圖1430可以稱為相位相差180度，射頻功率調(diào)節(jié)領(lǐng)先氣流調(diào)節(jié)。所得的發(fā)光示蹤1432表明氬氣(800nm波長)的蹤跡與濃度和射頻功率兩者成比例。上升沿峰值表示射頻脈沖滯后氣體脈沖。下降沿峰值表示射頻脈沖領(lǐng)先氣體脈沖。OES示出了第一工藝氣體混合物到第二工藝氣體混合物的實(shí)際過渡時(shí)間，同時(shí)與射頻脈沖和工藝氣體混合物同步。
[0142]在時(shí)序圖1440中，射頻功率調(diào)節(jié)與工藝氣體流的相位相差大約160度。因此，在Tl之前約20度的時(shí)間，工藝氣體流減小，并且在時(shí)間Tl，射頻功率增大。這個(gè)時(shí)序圖1440可以稱為相位相差180度，氣流調(diào)節(jié)領(lǐng)先射頻功率調(diào)節(jié)。所得的發(fā)光示蹤1442表明氬氣(800nm波長)的蹤跡與濃度和射頻功率兩者成比例。上升沿峰值表示射頻脈沖滯后氣體脈沖。下降沿峰值表示射頻脈沖領(lǐng)先氣體脈沖。
[0143]在時(shí)序圖1450中，射頻功率調(diào)節(jié)與工藝氣體大致同相。因此，在時(shí)間Tl，射頻功率增大并且工藝氣體流增大。這個(gè)時(shí)序圖1450可以稱為同相，射頻功率調(diào)節(jié)與氣流調(diào)節(jié)同步。所得的發(fā)光示蹤1452表明氧氣(770nm波長)的蹤跡與濃度和射頻功率兩者成比例。
[0144]在時(shí)序圖1460中，射頻功率調(diào)節(jié)與工藝氣體流的相位相差大約20度。因此，在時(shí)間Tl，射頻功率增大，并且在Tl+約20度的時(shí)間，工藝氣體流增大。這個(gè)時(shí)序圖1440可以稱為同相，射頻功率調(diào)節(jié)領(lǐng)先氣流調(diào)節(jié)。所得的發(fā)光示蹤1462表明氧氣(770nm波長)的蹤跡與濃度和射頻功率兩者成比例。臺(tái)階表明此時(shí)射頻功率與氣體脈沖不同步。
[0145]在時(shí)序圖1470中，射頻功率調(diào)節(jié)與工藝氣體流的相位相差大約-20度。因此，在Tl之前約20度的時(shí)間，工藝氣體流增大，并且在時(shí)間Tl，射頻功率增大。這個(gè)時(shí)序圖1470可以稱為同相，氣流調(diào)節(jié)領(lǐng)先射頻功率調(diào)節(jié)。所得的發(fā)光示蹤1472表明氧氣(770nm波長)的蹤跡與濃度和射頻功率兩者成比例。臺(tái)階表明此時(shí)射頻功率與氣體脈沖不同步。
[0146]圖15A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的單獨(dú)氣體調(diào)節(jié)的曲線圖1500。曲線圖1500包括第一射頻曲線1502，第一射頻曲線1502可以是27MHz或60MHz或類似的高頻。曲線圖1500還包括第二射頻曲線1504，第二射頻曲線1504可以是低頻，例如，2MHz或類似的低頻。曲線1512示出了等離子體處理體積110的壓強(qiáng)。曲線1514示出了注入到等離子體處理體積110中的氬氣(800nm波長)的發(fā)光頻譜。曲線1516示出了注入到等離子體處理體積110中的氧氣(770nm波長)的發(fā)光頻譜。由于沒有調(diào)節(jié)射頻信號(hào)1502、1504，因此在OES曲線1514,1516中沒有示出峰值。
[0147]圖15B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的氣體和射頻調(diào)節(jié)的曲線圖1550。圖16是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的氣體和射頻調(diào)節(jié)的曲線1550的一部分1600的詳細(xì)視圖。圖17是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的氣體和射頻調(diào)節(jié)的曲線1600的一部分1700的更詳細(xì)的視圖。氬氣調(diào)節(jié)曲線1514與RF21504的相位相差180度，而氧氣調(diào)節(jié)曲線1512與RF2的調(diào)節(jié)同相。上升沿峰值1552表示射頻脈沖滯后氣體脈沖。下降沿峰值1554表示射頻脈沖領(lǐng)先氣體脈沖。氣體和射頻調(diào)節(jié)的對(duì)應(yīng)變化有助于形成高寬深比接觸(HARC)、3D和蝕刻處理。
[0148]圖18是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的改變等離子體處理體積110內(nèi)的壓強(qiáng)并且調(diào)節(jié)其中的至少一種射頻源的方法操作1800的流程圖。在操作1805中，流過等離子體約束結(jié)構(gòu)114中的至少一個(gè)出口 116、116’的出口流基本完全不受限制。通過移動(dòng)對(duì)應(yīng)的傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)202、302、402、502、602以便使至少一個(gè)出口對(duì)齊或形成對(duì)應(yīng)的開口 216、316、516和/或616，可以基本完全限制流過等離子體約束結(jié)構(gòu)114中的至少一個(gè)出口 116、116’的出口流。
[0149]在操作1810中，一種或多種處理氣體被注入到等離子體處理體積110中。在操作1815中，工藝氣體102在至少一個(gè)方向112上穿過等離子體處理體積110朝著等離子體處理體積外圍的等離子體約束結(jié)構(gòu)114中的一個(gè)或多個(gè)出口 116、116’流動(dòng)。
[0150]在操作1820中，通過從對(duì)應(yīng)的射頻源117BU17A施加射頻信號(hào)到頂電極108或襯底支架106(例如，底電極)中的至少一個(gè)而在等離子體處理體積110中形成等離子體。工藝氣體102的流使等離子體產(chǎn)生的離子、自由基和中性物質(zhì)分散。
[0151]在操作1825中，等離子體處理體積110中的壓強(qiáng)增大。通過基本完全限制流過至少一個(gè)出口 116、116’的至少一部分的出口流可以增大等離子體處理體積110中的壓強(qiáng)，上文有更加詳細(xì)的描述。
[0152]在操作1830中，隨著壓強(qiáng)達(dá)到所需的設(shè)定值，射頻源117AU17B之一或兩者可以調(diào)節(jié)、減小、啟用或禁用工作狀態(tài)以同樣允許進(jìn)一步選擇等離子體中的離子、自由基和中性物質(zhì)的比率。
[0153]在操作1835中，等離子體處理體積110中的壓強(qiáng)減小。通過減小對(duì)流過出口 116、116’的至少一部分的出口流的限制可以減小等離子體處理體積110中的壓強(qiáng)，上文有更加詳細(xì)的描述。
[0154]在操作1840中，隨著壓強(qiáng)達(dá)到所需的設(shè)定值，射頻源117AU17B之一或兩者可以調(diào)節(jié)、減小、啟用或禁用工作狀態(tài)以進(jìn)一步選擇或控制等離子體中的離子、自由基和中性物質(zhì)的比率。
[0155]在操作1845中，如果在等離子體處理體積110中不需要額外的壓強(qiáng)和/或射頻調(diào)節(jié)循環(huán)，那么方法操作可以結(jié)束?？商娲兀绻诘入x子體處理體積110中需要額外的壓強(qiáng)和/或射頻調(diào)節(jié)循環(huán)，那么方法操作可以繼續(xù)進(jìn)行上述操作1825中。
[0156]在閱讀上述實(shí)施方式之后，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明可以采用涉及存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的多種由計(jì)算機(jī)實(shí)施的操作。這些操作是需要對(duì)物理量進(jìn)行物理操縱的操作。通常，雖然未必，這些物理量的形式是能夠被存儲(chǔ)、傳輸、組合、比較或者說是操作的電信號(hào)或磁信號(hào)。另外，所執(zhí)行的操縱在術(shù)語上通常指的是例如產(chǎn)生、識(shí)別、確定或比較。
[0157]本文中所述的構(gòu)成本發(fā)明的一部分的任意上述操作是可用的機(jī)械操作。本發(fā)明還涉及用于執(zhí)行這些操作的裝置或設(shè)備。設(shè)備還可以專門構(gòu)造成用于所需目的，例如專用計(jì)算機(jī)。當(dāng)限定為專用計(jì)算機(jī)時(shí)，計(jì)算機(jī)在能進(jìn)行專用操作的同時(shí)還可以執(zhí)行并非專用的一部分的其他處理、程序運(yùn)行或子程序?？商娲?，這些操作可以由存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存、緩存中或通過網(wǎng)絡(luò)獲得的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序選擇性地激活或配置的通用計(jì)算機(jī)來執(zhí)行。當(dāng)通過網(wǎng)絡(luò)獲得數(shù)據(jù)時(shí)，可以由網(wǎng)絡(luò)上的其他計(jì)算機(jī)，例如，云計(jì)算資源來處理這些數(shù)據(jù)。本發(fā)明實(shí)施方式還可以被限定為將數(shù)據(jù)從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換成另一種狀態(tài)的機(jī)器。轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)可以保存到存儲(chǔ)器上然后由處理器來操縱。處理器因此將數(shù)據(jù)從一種事物轉(zhuǎn)換成另一種事物。再者，這些方法可以由能夠通過網(wǎng)絡(luò)連接的一個(gè)或多個(gè)機(jī)器或處理器來處理。每個(gè)機(jī)器可以將數(shù)據(jù)從一種狀態(tài)或事物轉(zhuǎn)換成另一種狀態(tài)或事物，并且還可以處理數(shù)據(jù)，保存數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器上，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，顯示結(jié)果，或者將結(jié)果通信到另一個(gè)機(jī)器。
[0158]本發(fā)明還可以實(shí)施為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或邏輯電路上的計(jì)算機(jī)可讀代碼。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)是可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任意的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)硬件設(shè)備，這些數(shù)據(jù)隨后可以被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的實(shí)例包括硬盤驅(qū)動(dòng)器、網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)(NAS)、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、⑶-ROM、⑶-R、⑶-RW、DVD、閃存、磁帶以及其他的光學(xué)和非光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還可以分布在網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的計(jì)算機(jī)可讀的有形介質(zhì)，使得計(jì)算機(jī)可讀的代碼以分布方式存儲(chǔ)和執(zhí)行。
[0159]應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，上述附圖中的操作所表示的指令并不需要按照?qǐng)D示的順序執(zhí)行，并且操作所代表的所有處理未必實(shí)施本發(fā)明。另外，上述任意的附圖中描述的過程也可以實(shí)施為存儲(chǔ)在RAM、ROM或硬盤驅(qū)動(dòng)器中的任意一種或它們的組合中的軟件。
[0160]盡管為了理解清楚的目的描述了上述發(fā)明的一些細(xì)節(jié)，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可以進(jìn)行某些變化和修改。因此，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)看成是說明性的而不是限制性的，并且本發(fā)明不限于本文給出的細(xì)節(jié)，而是可以在所附權(quán)利要求書的范圍和等效形式內(nèi)進(jìn)行修改。
【權(quán)利要求】
1.一種等離子體處理系統(tǒng)，其包括: 處理室； 與所述處理室連接上的至少一種氣源； 連接到所述處理室和所述至少一種氣源上的控制器； 所述處理室包括: 設(shè)置在所述處理室的頂部內(nèi)的頂電極； 設(shè)置成與所述頂電極相對(duì)的襯底支架； 具有比所述處理室的體積小的體積的等離子體處理體積，所述等離子體處理體積由以下各項(xiàng)限定: 所述頂電極的表面； 襯底支架的與所述頂電極的所述表面相對(duì)的支撐面；以及 由等離子體約束結(jié)構(gòu)限定的外周，所述等離子體約束結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)出口 ； 與所述襯底支架或所述頂電極中的至少一個(gè)連接上的至少一個(gè)射頻源；以及能活動(dòng)地設(shè)置成靠近所述至少一個(gè)出口的傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)，其中所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)當(dāng)設(shè)置在第一位置時(shí)限制流過所述至少一個(gè)出口的出口流為第一流率，并且其中所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)當(dāng)設(shè)置在第二位置時(shí)增大流過所述至少一個(gè)出口的出口流到第二流率，其中所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)在等離子體處理期間與所述控制器所設(shè)置的選定的處理狀態(tài)對(duì)應(yīng)地在所述第一位置與所述第二位置之間移動(dòng)，并且其中在所述等離子體處理期間與所述控制器所設(shè)置的所述選定的處理狀態(tài)對(duì)應(yīng)地調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)射頻源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)射頻源的所述調(diào)節(jié)與所述選定的處理狀態(tài)基本上同相。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)射頻源的所述調(diào)節(jié)與所述選定的處理狀態(tài)的相位基本上相差180度。
4.一種對(duì)室的等離子體處理體積中的壓強(qiáng)進(jìn)行原位調(diào)節(jié)的方法，所述等離子體處理體積限定在頂電極的表面、襯底支架的支撐表面與等離子體約束結(jié)構(gòu)所限定的外區(qū)之間，所述等離子體約束結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)出口，所述方法包括: 注入至少一種處理氣體到所述等離子體處理體積中； 在所述等離子體處理體積內(nèi)形成等離子體；并且 于在所述等離子體處理體積中形成所述等離子體的時(shí)間段期間調(diào)節(jié)壓強(qiáng)并且調(diào)節(jié)與所述等離子體處理體積連接上的至少一個(gè)射頻源，所述壓強(qiáng)的所述調(diào)節(jié)受到以下各項(xiàng)的至少一種的控制: 從所述至少一個(gè)出口流出所述等離子體處理體積的第一出口流，所述第一出口流流過從所述至少一個(gè)出口出來的受到限制的流動(dòng)通路，或者 從所述至少一個(gè)出口流出所述等離子體處理體積的第二出口流，所述第二出口流大于所述第一出口流，其中相比于所述第一出口流，所述第二出口流流過受到較少限制的從所述至少一個(gè)出口出來的流動(dòng)通路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中形成所述等離子體的所述時(shí)間段與具有一個(gè)或多個(gè)預(yù)定壓強(qiáng)設(shè)置點(diǎn)和射頻調(diào)節(jié)設(shè)置點(diǎn)的處理配方對(duì)應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述預(yù)定壓強(qiáng)設(shè)置點(diǎn)中的每個(gè)對(duì)應(yīng)于所述第一出口流或所述第二出口流或在所述第一出口流與所述第二出口流之間的出口流之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述等離子體處理體積中的壓強(qiáng)在對(duì)所述傳導(dǎo)通路的限制增大時(shí)增大，并且所述等離子體處理體積中的壓強(qiáng)在對(duì)所述傳導(dǎo)通路的限制減小時(shí)減小。
8.一種室，包括: 襯底支架； 頂電極； 與所述襯底支架或所述頂電極中的至少一個(gè)連接上的至少一個(gè)射頻源； 設(shè)置成包圍所述襯底支架的約束結(jié)構(gòu)，使得等離子體處理體積被限定在所述襯底支架、所述頂電極與所述約束結(jié)構(gòu)之間，所述約束結(jié)構(gòu)包括包圍所述襯底支架的多個(gè)出口 ；以及 傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)，所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述等離子體處理體積之外并且靠近所述多個(gè)出口，所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)具有定位致動(dòng)器，所述定位致動(dòng)器提供所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)在第一位置與第二位置之間的運(yùn)動(dòng)，所述第一位置使所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)放置成緊鄰所述多個(gè)出口并且所述第二位置使所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)放置在遠(yuǎn)離所述多個(gè)出口的位置，并且其中所述至少一個(gè)射頻源與所述第一位置和所述第二位置對(duì)應(yīng)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的室，其進(jìn)一步包括: 控制器，所述控制器與所述定位致動(dòng)器通信以在等離子體處理配方的一個(gè)或多個(gè)處理狀態(tài)期間弓I導(dǎo)所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的室，其中所述控制器與在所述等離子體處理配方期間引導(dǎo)處理氣體進(jìn)入所述等離子體處理室中的氣源通信，使得所述控制器在所述第一位置與所述第二位置之間或者在所述等離子體處理配方所限定的第一和第二位置之間調(diào)節(jié)所述傳導(dǎo)控制結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H01L21/3065GK104425324SQ201410444122
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】拉金德爾·迪恩賽, 哈梅特·辛格 申請(qǐng)人:朗姆研究公司