[发明专利]控制等离子体的均匀性的方法和等离子体处理系统

说明书

根据控制等离子体的均匀性的方法，通过使具有第一频率的第一RF信号脉冲化来产生包括第一RF脉冲的第一RF驱动脉冲信号，通过使具有的较低的第二频率的第二RF信号脉冲化来产生包括第二RF脉冲的第二RF驱动脉冲信号。将第一RF驱动脉冲信号和第二RF驱动脉冲信号施加到等离子体腔室的顶电极和/或底电极。基于第一RF脉冲和第二RF脉冲的时序来产生包括谐波控制脉冲的谐波控制信号。经由由谐波控制信号控制的谐波控制电路的间歇性激活和去激活，来减少第一RF驱动脉冲信号和第二RF驱动脉冲信号的谐波分量。通过基于RF脉冲的时序的控制来改善等离子体的均匀性。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年1月10日在韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请No.10-2019-0003048的优先权，该韩国专利申请的公开内容以引用方式全部并入本文中。

技术领域

示例实施例大体涉及一种半导体制造工艺，更具体地，涉及一种控制等离子体的均匀性的方法和等离子体处理系统。

背景技术

使用等离子体的半导体制造工艺依赖于有效的等离子体控制，以实现必需的质量和制造目标。利用典型的基于等离子体的半导体工艺，两个不同频率的射频(RF)功率被分别用来独立地控制离子能量和等离子体密度。以脉冲施加RF功率以改善蚀刻率和蚀刻轮廓。当施加高频率的RF源功率以增加蚀刻率时，这可能导致中心高偏斜的功率分布，作为由于等离子体负载的非线性而产生的谐波能量的结果。(等离子体的表现不像线性欧姆电阻器)。可以通过经由谐波控制电路系统去除谐波能量来改善等离子体的均匀性。然而，这样的电路系统会导致关于RF源功率的基频的功率损耗，从而降低了蚀刻率。

发明内容

本发明构思的示例实施例可以提供一种能够有效地改善等离子体特性的控制等离子体的均匀性的方法和等离子体处理系统。

根据示例实施例，控制等离子体的均匀性的方法包括：通过使具有第一频率的第一RF信号脉冲化来产生包括第一RF脉冲的第一射频(RF)驱动脉冲信号；通过使具有低于第一频率的第二频率的第二RF信号脉冲化来产生包括第二RF脉冲的第二RF驱动脉冲信号；将第一RF驱动脉冲信号和第二RF驱动脉冲信号施加到等离子体腔室的顶电极和底电极中的至少一个；基于第一RF脉冲和第二RF脉冲的时序来产生包括谐波控制脉冲的谐波控制信号；以及经由由谐波控制信号控制的谐波控制电路的间歇性激活和去激活，来减少第一RF驱动脉冲信号和第二RF驱动脉冲信号的谐波分量。

根据示例实施例，等离子体处理系统包括：包含顶电极和底电极的等离子体腔室、第一RF功率供应器、第二RF功率供应器、控制器和谐波控制电路。第一RF功率供应器通过使具有第一频率的第一RF信号脉冲化来产生包括第一RF脉冲的第一射频(RF)驱动脉冲信号，以将第一RF驱动脉冲信号施加到顶电极和底电极中的至少一个。第二RF功率供应器通过使具有低于第一频率的第二频率的第二RF信号脉冲化来产生包括第二RF脉冲的第二RF驱动脉冲信号，以将第二RF驱动脉冲信号施加到顶电极和底电极中的至少一个。控制器基于第一RF脉冲和第二RF脉冲的时序来产包括谐波控制脉冲的谐波控制信号。谐波控制电路连接在第一RF功率供应器和第二RF功率供应器中的至少一个与顶电极和底电极中的至少一个之间。谐波控制电路基于谐波控制信号被驱动，以减少第一RF驱动脉冲信号和第二RF驱动脉冲信号的谐波分量。

根据示例实施例，控制等离子体的均匀性的方法包括：通过使具有第一频率的第一RF信号脉冲化来产生包括第一RF脉冲的第一射频(RF)驱动脉冲信号；通过使具有低于第一频率的第二频率的第二RF信号脉冲化来产生包括第二RF脉冲的第二RF驱动脉冲信号；通过使具有低于第一频率且高于第二频率的第三频率的第三RF信号脉冲化来产生包括第三RF脉冲的第三RF驱动脉冲信号；以及将第一RF驱动脉冲信号、第二RF驱动脉冲信号和第三RF驱动脉冲信号施加到等离子体腔室的顶电极和底电极中的至少一个。第三频率低于离子等离子体频率，离子等离子体频率为等离子体中的离子的独特频率。