[发明专利]通过同步主和边缘RF发生器实现预定因子的系统和方法

说明书

本发明涉及通过同步主和边缘RF发生器实现预定因子的系统和方法。描述了用于实现与等离子体室内的边缘区域相关联的预定因子的系统和方法。其中一种方法包括向等离子体室内的主电极提供RF信号。基于第一RF发生器的工作频率来生成RF信号。该方法还包括向等离子体室内的边缘电极提供另一RF信号。基于第一RF发生器的工作频率产生另一RF信号。该方法包括接收变量的第一测量值，接收变量的第二测量值，以及基于第一测量值和第二测量值来修改另一RF信号的相位。该方法包括改变与第二RF发生器相关联的变量的幅值以实现预定因子。

本申请是申请号为201710611474.3，申请日为2017年7月25日，申请 人为朗姆研究公司，发明创造名称为“通过同步主和边缘RF发生器实现预 定因子的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本实施方式涉及通过同步主RF发生器和边缘RF发生器实现与 等离子体室内的边缘区域相关联的预定因子的系统和方法。

背景技术

等离子体系统用于控制等离子体工艺。等离子体系统包括多个 射频(RF)源、阻抗匹配和等离子体反应器。将工件放置在等离子体室内 部，并且等离子体在等离子体室内产生以处理该工件。

重要的是以类似或均匀的方式处理工件。为了以类似或均匀的 方式处理工件，控制与等离子体反应器相关联的各种参数。例如，重要的是 在工件的处理过程中控制离子通量的方向性。方向性的控制有助于提高蚀刻 速率并实现工件特征的一定高宽比。

对于以均匀的方式处理工件，重要的是同时维持等离子体室的 各种部件的寿命。通过将RF功率应用于某些组件，组件磨损更快，并且不 会撑过其寿命。此外，由于这种磨损，这些部件不利地影响离子通量的方向 性，这对工件的处理的均匀性产生不利影响。

此外，当前的介电蚀刻工具具有固定的边缘硬件。例如，等离 子体反应器的下电极延伸部的高度、或下电极延伸部的材料、或上电极和下 电极之间的间隙被优化以在其边缘处理工件。固定的边缘硬件不允许在其边 缘灵活地处理工件。

正是在这种背景下，出现了在本公开中描述的实施方式。

发明内容

本公开的实施方式提供了用于通过使用耦合环内的电极来控制 等离子体室的边缘区域中离子的方向性以及用于通过同步主和边缘射频 (RF)发生器来实现与等离子室内的边缘区域相关联的预定因子的装置、方 法和计算机程序。应当理解，本实施方式可以以许多方式来实现，例如，工 艺、装置、系统、硬件或计算机可读介质上的方法。下面描述几个实施方 式。

由于蚀刻晶片所采用的轮廓角或倾斜与蚀刻速率之间的折衷， 难以在晶片的边缘处满足工艺规范。蚀刻速率取决于晶片边缘处的离子通量 和用于处理晶片的一种或多种工艺气体的化学性质，例如混合物、类型等。 到达晶片的边缘处的离子通量是进入等离子体鞘(plasma sheath)的离子通 量和等离子体鞘在边缘处的形状的函数。离子聚焦效应是晶片上方的晶片等 离子体鞘厚度和边缘环上方的边缘环等离子体鞘厚度的差异的函数，该函数 控制超过晶片边缘的等离子体鞘。重要的是，保持超过晶片边缘的均匀等离 子体密度，并且最小化晶片等离子体鞘和边缘环等离子体鞘之间的差异，以 提高蚀刻速率并保持轮廓角度为约90度(例如，介于89.5度和90.5度之 间、介于89度和91度之间等)。另外，期望控制边缘环的磨损，使得边缘 环持续其寿命(例如大于500小时等)使用。