[发明专利]用以改良控制的利用直流电辅助射频功率的半导体处理

说明书

相关申请相互参照

此申请案主张在2012年8月2日申请的美国临时申请案第61/678,964号(名称为“Semiconductor Processing With DC Assisted RF Power for Improved Control(用以改良控制的利用直流电辅助射频功率的半导体处理)”)的优先权，该文件的整体揭露内容是基于所有目的而通过引用形式并入本文。

技术领域

本案技术是与半导体处理和设备有关。更具体而言，本案技术是与处理系统等离子体部件有关。

背景技术

集成电路可通过会在基板表面上产生错综复杂的图案化材料层的处理所制成。于一基板上产生图案化材料需要受控制的方法以进行暴露材料的移除。化学蚀刻为各种目的而被使用，包括将光阻剂中的图案转移到下层层体中，薄化层体，或薄化已经存在于表面上的特征结构的侧向维度。通常需要使蚀刻处理能蚀刻一种材料比蚀刻另一种材料更快，以增进例如图案转移处理。这一蚀刻处理即称为对第一种材料有选择性。因为材料、电路和处理的多样性，蚀刻处理已经发展为对各种材料具有选择性。

在局部等离子体(形成于基板处理区域内)中产生的干式蚀刻可穿透更多受限的沟槽并呈现出较少的细致剩余结构变形。然而，当集成电路技术持续减少尺寸时，输送前体的设备会影响所使用之前体和等离子体物种的均匀度和品质，且等离子体的形成和轮廓也会影响薄膜沉积与蚀刻的品质。

因此，需要改良的系统部件，这些系统部件可被有效地用于等离子体环境，以提供等离子体与等离子体特性的改良控制。本案技术是处理这些和其他需求。

发明内容

所说明的半导体处理系统包括处理腔室，该处理腔室包括上盖组件、栅电极、传导性插件与接地电极。每一个部件耦接于一或多个电源，该等电源是可运作以于该处理腔室中产生等离子体。每一个部件是经由置放数个绝缘构件而电气隔离。该一或多个电源是利用切换机制而电气耦接于处理腔室。开关可切换以使该一或多个电源电气耦接至处理腔室的部件。

一种例示的处理系统包括处理腔室，该处理腔室包括上盖组件，该上盖组件限定前体入口，前体物种是通过该前体入口而输送。该腔室也包括接地电极与配置在该上盖组件和该接地电极之间的栅电极，并于该栅电极和该上盖组件之间的腔室内限定第一等离子体区域，以及于该栅电极和该接地电极之间的腔室内限定第二等离子体区域。该腔室也包括传导性插件，该传导性插件配置在该上盖组件与该栅电极之间、在该第一等离子体区域的周边处。该腔室进一步包括绝缘构件，该绝缘构件置放以使该栅电极自该传导性插件电气隔离。该处理系统也包括电气耦接于该上盖组件的第一电源，以及电气耦接于该上盖组件、该栅电极或该传导性插件中至少其一的第二电源。

开关(例如第一开关)电气耦接于该第二电源。该开关可切换以使该第二电源可电气耦接于该上盖组件、该栅电极或该传导性插件中的一者，还可电气耦接该处理腔室的其他传导性部分。该处理系统可另外包括第二开关，该第二开关可切换以电气耦接该上盖组件、该接地电极或该栅电极中的至少两者，使得施加至所耦接结构中其一的电位将可被施加至所耦接的两个结构。该处理系统可具有第一开关，该第一开关切换以使该第二电源电气耦接于该传导性插件。该第二开关也可切换以电气耦接该栅电极与该接地电极。

此外，该第二电源配置以输送负电压至该传导性插件，且该第一电源配置以于电子通量被引导至该栅电极的该第一等离子体区域中引发等离子体。该第二电源也配置以输送正电压至该传导性插件，且该第一电源是配置以于离子通量被引导至该栅电极的该第一等离子体区域中引发等离子体。该第一开关亦切换以使该第二电源电气耦接于该上盖组件，使得该第一电源与该第二电源两者都电气耦接于该上盖组件。该第二开关也可切换以电气耦接该栅电极与该接地电极。该第二电源也可配置以对该上盖组件提供恒定电压，且该第一电源配置以对该上盖组件提供脉冲式频率功率。

该处理系统也可配置为该第一开关可切换以使该第二电源电气耦接于该上盖组件，使得该第一电源与该第二电源两者都电气耦接于该上盖组件；且第二开关切换以电气耦接该栅电极和该上盖组件。第二电源亦配置以对该上盖组件提供恒定电压，且该第一电源配置以对该上盖组件提供脉冲式频率功率。同时，第一开关切换以使该第二电源电气耦接于该栅电极。在另一配置中，该第二电源配置以对该栅电极提供恒定电压，而该第一电源配置以对该上盖组件提供脉冲式频率功率。在所揭示的具体实施例中，该第一电源是RF电源，且该第二电源是DC电源。