用于介電蝕刻的陰離子控制的制作方法
【專利摘要】提供了用于電容耦合等離子體室中的半導體處理的裝置、方法和計算機程序。室包括底部射頻（RF）信號發生器、頂部RF信號發生器和RF相位控制器。底部RF信號發生器耦合到室中的下電極，而頂部RF信號發生器耦合到上電極。此外，底部RF信號設置在第一相位，而頂部RF信號設置在第二相位。RF相位控制器可操作來接收底部RF信號且可操作來設置第二相位的值。另外，RF相位控制器可操作來跟蹤第一相位和第二相位以將頂部RF信號的最大值和底部RF信號的最小值之間的時間差保持在大約預定的恒定值，從而導致至晶片表面的陰離子通量的增加。
【專利說明】用于介電蝕刻的陰離子控制
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于促進半導體器件的介電蝕刻的方法、系統和計算機程序，特別是涉及用于方便電容耦合等離子體(CCP)室中的陰離子控制的方法、系統和計算機程序。
【背景技術】
[0002]集成電路的制造包括將含有摻雜硅區域的硅襯底(晶片)插入化學反應性等離子體中，在這里，亞微米級器件特征(例如晶體管、電容器等)被蝕刻到表面上。一旦第一層被制造，則若干后端(back-end)絕緣(介電)層被構造在該第一層的頂上，其中孔(也稱為通孔)和溝槽被蝕刻在材料中以布置導電互連件。
[0003]SiO2是用在半導體制造中的常見的電介質。用于SiO2蝕刻的等離子體往往包括碳氟化合物氣體(比如四氟化碳CF4和八氟環丁烷(C-C4F8))以及氬(Ar)氣和氧(O2)氣。所使用的詞語等離子體是指這樣的氣體:其中，構成的原子和分子已被部分或全部地離子化。電容式射頻(RF)功率耦合由于所獲得的低解離速率、有利的較大的鈍化分子和表面上的高離子能量而往往用于激勵并維持等離子體。為了獲得對至硅襯底的離子能量和離子通量的獨立控制，有時使用雙頻電容放電(DF-CCP )。
[0004]晶片的蝕刻往往在陽離子從等離子體逃脫并擊打待蝕刻的特征時由該陽離子執行。一些蝕刻方法也通過對等離子體施加脈沖而依賴于陰離子蝕刻，即具有RF電源被關閉的期間，這使陰離子能夠在RF的斷開期間從等離子體逃脫(也稱為余輝)。但是，使RF電源產生脈沖不是蝕刻的高效方式，因為在每個周期中都產生等離子體和驅散等離子體。
[0005]在這種背景下提出了下述實施方式。
【發明內容】
[0006]本發明的實施方式提供了用于電容耦合等離子體室中的陰離子控制的方法、系統和計算機程序。所述實施方式啟用至晶片表面的陽離子和陰離子的通量，用于特征充電(feature-charging)控制。
[0007]應當知道，本發明可以多種方式實施，比如工藝、裝置、系統、設備或計算機可讀介質上的方法。現在描述本發明的若干創造性實施方式。
[0008]在一實施方式中，提供了一種電容稱合等離子體室。該室包括底部射頻(RF)信號發生器、頂部RF信號發生器和RF相位控制器。底部RF信號發生器耦合到室中的下電極，而頂部RF信號發生器耦合到上電極。此外，底部RF信號設置在第一相位，而頂部RF信號設置在第二相位。RF相位控制器可操作來接收底部RF信號且可操作來設置第二相位的值。另外，RF相位控制器可操作來跟蹤第一相位和第二相位以將頂部RF信號的最大值和底部RF信號的最小值之間的時間差保持在大約預定的恒定值。
[0009]在另一實施方式中，提出了一種用于操作電容耦合等離子體室的方法。該方法包括用于將設置在第一相位的底部射頻(RF)信號施加給室中的下電極的操作以及用于測量底部RF信號的第一相位的操作。此外，該方法包括用于將設置在第二相位的頂部RF信號施加給室中的上電極的操作。第一相位和第二相位被跟蹤以將頂部RF信號的最大值和底部RF信號的最小值之間的時間差保持在大約恒定的預定值。
[0010]在又一實施方式中，電容耦合等離子體室包括耦合到下電極的底部射頻(RF)信號發生器，以及RF相位控制器。底部RF信號設置在第一相位，而RF相位控制器可操作來接收底部RF信號。此外，RF相位控制器可操作來產生用于上電極的設置在第二相位的頂部RF信號。RF相位控制器可操作來跟蹤第一相位和第二相位以將頂部RF信號的最大值和底部RF信號的最小值之間的時間差保持在預定值。
[0011]由下面結合附圖進行的詳細說明，其它方面會變得顯見。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]通過參考下面結合附圖進行的說明可最好地理解本發明。
[0013]圖1根據一實施方式示出了不對稱蝕刻室。
[0014]圖2根據一實施方式示出了隨著時間變化的等離子體電勢和晶片電勢。
[0015]圖3根據一實施方式示出了圖1的室的電極和等離子體電勢。
[0016]圖4根據一實施方式示出了具有陰離子控制的電容耦合等離子體(CCP)室。
[0017]圖5A和5B示出了具有陰離子控制的CCP室的實施方式。
[0018]圖6A-6E根據一實施方式示出了蝕刻室在RF功率周期中的不同時間的操作。
[0019]圖7根據一實施方式示出了雙頻室中晶片鞘電勢的測量。
[0020]圖8示出了說明用于相對于下電極RF信號的相位調整上電極RF信號的相位的算法的流程圖。
[0021]圖9根據本發明一實施方式示出了說明用于電容耦合等離子體室中的陰離子控制的算法的流程圖。
[0022]圖10是用于執行本發明的實施方式的計算機系統的簡化示意圖。
【具體實施方式】
[0023]本發明的實施方式利用陰離子執行襯底蝕刻。用低頻射頻(RF)對上電極供電，該低頻射頻的相位基于施加到下電極的另一低頻RF的相位進行控制。在頂部鞘處的陰離子傳播(travel)穿過等離子體主體(bulk),并在底部鞘電勢大約在最小值時趨近晶片表面。
[0024]顯然，本發明的實施方式可在沒有這些具體細節的一些或全部的情況下實施。另一方面，公知的工藝操作不會被詳細描述以免不必要地模糊本發明的實施方式。
[0025]圖1根據一實施方式示出了不對稱蝕刻室。激發兩個電極之間的電場是在蝕刻室中獲得RF氣體放電的方法之一。當在電極之間施加振蕩電壓時，獲得的放電被稱為電容耦合等離子體(CCP)放電。
[0026]等離子體可利用穩定的原料氣體來產生以獲得由電子中性碰撞引起的各種分子的解離所產生各種化學反應性副產品。蝕刻的化學方面涉及中性氣體分子及其解離副產品與待蝕刻表面的分子的反應，并產生能夠被抽離的揮發性分子。當等離子體產生時，陽離子從等離子體加速貫穿將等離子體與壁分離的空間電荷(space-charge)鞘，以用足夠的能量擊打晶片表面從而從晶片的表面移除材料。這被稱為離子轟擊或離子濺射。但是，一些工業等離子體不產生具有足夠能量以通過純物理方式高效蝕刻表面的離子。已證明的是，中性氣體蝕刻和離子轟擊二者的共同作用比各方法的效用的簡單相加產生更快的蝕刻速率。
[0027]在一實施方式中，碳氟化合物氣體(如CF4和C-C4F8)因其各向異性和選擇性蝕刻能力而被用于介電蝕刻工藝中，但本發明的原理可適用于其它等離子體產生氣體。碳氟化合物氣體容易解離成較小的分子和原子自由基。這些化學反應性副產品蝕刻掉介電材料，介電材料在一實施方式中可以是用于低k器件的SiO2或SiOCH。
[0028]圖1示出了具有上電極102、在室的操作過程中產生的等離子體104、以及下電極106的不對稱室。在該實施方式中，上電極102接地，下電極106經由RF匹配器109連接到RF電源108。襯底或晶片107置于下電極106上。由于電極尺寸的幾何形狀不對稱，即，上電極102大于下電極106，所以頂部鞘大于底部鞘。
[0029]圖2根據一實施方式示出了隨著時間變化的等離子體電勢和晶片電勢。在典型的對稱系統中，電極具有相同的尺寸且晶片DC偏壓為0V。當上電極的面積增大時，在等離子體中產生不對稱性。晶片處的鞘增大，導致晶片處更高的離子能量。面朝等離子體的接地部件的磨損速率因較低的等離子體電勢而降低，較低的等離子體電勢在接地表面導致較低的離子轟擊能量。
[0030]作為鹵素衍生氣體的碳氟化合物可產生大量的陰離子。關于陰離子的產生的更多信息請參考Thin Solid Films, Kono等，2002年，第198-203頁，該文通過參考并入本文。陰離子的存在可修改等離子體結構并導致離開等離子體的陽離子能量的減少。但是，如果陰離子能夠到達襯底，則陰離子也可參與蝕刻過程。
[0031]圖2示出了圖1中的室的電壓的圖表。晶片處的電壓對應于在下電極處產生的RF信號，其具有負DC偏壓Vbias。等離子體電勢相對于接地是正的并仿效晶片處的電壓的形狀，不同的是等離子體電勢因室的不對稱性而具有平底形狀。
[0032]圖3根據一實施方式示出了圖1的室的電極和等離子體電勢。在CCP室中，生成的電容不是直接在電極之間，而是在電極和等離子體之間，即，貫穿鞘。鞘是相當逼近無電子的并充當等離子體陰粒種(比如電子和負離子)的勢壘，只允許離子和RF位移電流通過。
[0033]作為鞘的形成的結果，等離子體304相對于接地在正電勢。當鞘是電荷分離層時，進入該空間電荷區域的離子必須獲得足夠的能量以從準中性等離子體掙脫出來。在圖3的室中，上電極306在接地電勢，等離子體在正電勢\，而下電極302具有有負電勢-DC的偏置V。
[0034]圖4根據一實施方式示出了具有陰離子控制的電容耦合等離子體(CCP )室。等離子體蝕刻的一個特征是各向異性地蝕刻的能力，也就是說，在單個方向上蝕刻的能力。這是離子和表面化學物之間的協同作用的結果。隨著離子被貫穿鞘的單向電場加速，撞擊時的離子的方向主要與該表面垂直。如果用有圖案的掩模(例如，光刻膠)覆蓋待蝕刻的表面，則未受掩模保護的區域會沿主要垂直的方向被蝕刻。
[0035]陰離子在介電蝕刻工藝中的表面電荷控制和蝕刻速率方面起著重要作用。在典型的不對稱電容放電中，陰離子通常不到達晶片的表面，因為它們被鞘電勢困在等離子體主體中。產生在等離子體主體中的低能量的陰離子不能從等離子體逃脫，但在擴展鞘處產生的高能量的陰離子能夠貫穿等離子體主體并到達對面電極的表面。更多信息請參考Zeuner等人 1996 年 6 月 15 日的 Journal of Applied Physics Volume79 (12),第 9379 頁，該文通過參考并入本文。在不對稱放電中，在高壓(通電電極)鞘處產生的陰離子能夠逃脫到較低電壓的接地的上電極。
[0036]一些現有方法利用脈沖RF電源。當等離子體處于關閉期間(稱為余輝)時，陰離子密度由于低溫電子附著于中性粒子(neutrals)而增加。陰離子逃脫到壁并中和可能已在RF接通期間在壁上累積的正電荷。但是，通過使RF產生脈沖，陽離子至襯底的總通量下降，導致減慢的蝕刻速率。
[0037]在具有相對較低的鞘電勢的單一高頻(例如，60MHz)等離子體中，陰離子不能從等離子體逃脫到面積較小的通電電極。但是，在具有高頻RF源和低頻RF源(例如，27MHz和2MHz)的雙頻室中，一些陰離子因較高的鞘電勢從等離子體主體逃脫出來。更多信息請參考Georgieva 等人 2003 年 9 月 15 日的 Journal of Applied Physics Volume94 (6),第 3748頁，該文通過參考并入本文。設立雙頻率源的動機在于對離子通量和離子能量的獨立控制。高頻源控制離子通量，低頻源控制離子能量。本發明的實施方式增加了到達晶片以用于處理的陰離子的數量。
[0038]圖4示出了具有電容耦合平行板室410的半導體制造工具402。下電極418由高頻RF功率發生器422通過RF匹配器423提供功率，并由低頻RF功率發生器424通過RF匹配器425提供功率。在處理過程中，晶片416置于下電極418上。上電極406由低頻RF功率發生器404通過RF匹配器405提供功率。在一實施方式中，32mm的間隙分開該兩個電極，但其它的間隙值也是可行的，比如在15mm和IOOmm之間的值，或者更大的值。在一實施方式中，低頻是2MHz，高頻是27MHz，但其它值也是可行的。例如，低頻可以是從0.2MHz到2MHz范圍內的任意頻率，高頻可以是IOMHz到IOOMHz范圍內的任意頻率。
[0039]半導體制造工具402還包括控制低頻RF發生器404和424的相位的RF相位控制器412。如下面參考圖6A至6D更詳細描述的，在上電極和下電極處產生的低頻具有相位差，該相位差受RF相位控制器412控制。在一實施方式中，RF相位控制器412跟蹤RF發生器424的相位并確定在上電極406處的RF發生器404的希望相位。一旦RF發生器404的相位被跟蹤，RF相位控制器412便產生信號以將RF電源404的相位設置到希望相位。通過這種方式，低RF功率發生器之間的相位差被控制并被設置為希望值。這在本文中稱為，當一個信號的相位基于另一信號的相位時，一個信號的相位跟蹤(track)另一信號的相位，但不需要兩個信號同步地在相同相位。換句話說，信號之一的最大值以預定的時間量間隔跟隨(follow)另一信號的最大值。更具體地，如下面詳細描述的，一個信號的最小值以預定時間量間隔跟隨在另一信號的最大值之后。
[0040]在其它實施方式中，RF相位控制器讀取在RF發生器404處產生的頻率的相位并發送控制信號以控制RF發生器424的相位。在另一實施方式中，RF相位控制器412控制RF發生器404和RF發生器424 二者使得系統獲得希望的相位差。
[0041]系統界面420提供訪問和控制半導體制造工具402的模塊的接口。該系統界面包括至設施414 (比如網絡、氣源、排氣裝置、真空、溫度控制機構，等等)的連接。在一實施方式中，系統界面通過配方426進行配置，配方426包括設置來用于室的操作的室參數，比如溫度、壓強、用于上電極和下電極的功率電平、化學品流率、時序、設施接口，等等。配方426還包括用于配置RF相位控制器412的信息，包括上電極處產生的低頻和下電極處產生的低頻之間的希望的相位差。
[0042]圖5A和5B示出了能進行陰離子控制的電容耦合等離子體室的實施方式。圖5A的室包括由低頻RF發生器502提供功率的上電極以及由低頻RF發生器520和高頻RF發生器518提供功率的下電極。上電極RF發生器502連接到匹配網絡504。下電極經由匹配網絡516連接到低頻RF發生器520和高頻RF發生器518。RF相位控制器514接收來自匹配網絡516的輸出，并分析所產生的低頻的相位。基于下電極處所產生的低頻的相位，RF相位控制器514調整上電極處的RF發生器502的相位，使得在上電極和下電極處所產生的低頻具有希望的相位差。
[0043]圖5A的室包括上電極上的將氣體輸到室中的氣體噴頭以及使氣體能夠從室抽出的穿孔約束環524。當襯底512在室中時，介電聚集環522位于襯底旁邊使得在等離子體508下方有連續的表面用于晶片的表面上的均勻蝕刻。
[0044]圖5B的實施方式類似于圖5A的實施方式，不同的是在圖5B的室中只有一個低頻RF發生器。為了提供低頻RF給上電極，高壓探針517被連接到匹配網絡516的輸出。在該實施方式中，高頻濾波器524過濾出由高頻RF發生器所產生的高頻信號(27MHz)。
[0045]RF相位和功率控制器接收來自濾波器524的輸出并通過控制從RF相位和功率控制器522輸出的信號的相位和功率來調整所接收的低頻信號。因此，由RF相位和功率控制器522輸出的信號是與低頻發生器所產生的信號具有相同的頻率但又具有希望的相位差和電壓電平的低頻信號。RF功率放大器520放大由RF相位和功率控制器522所接收的信號，然后通過匹配網絡504，該信號被饋送給上電極。
[0046]因此，圖5B的室包括由相同的低頻RF功率發生器提供功率的上電極和下電極。但是，用于上電極和下電極的低頻信號具有希望的相位差，且所述信號的電壓也是獨立的。在一實施方式中，下電極處的信號的電壓大于上電極處的信號，但兩個信號之間的其它比率也是可行的。
[0047]圖6A-6E根據一實施方式示出了蝕刻室在RF功率周期中的不同時間的操作。本發明的實施方式提供了至晶片表面的表面以用于蝕刻的陽離子和陰離子二者的通量。圖6A-6D示出了用于利用陰離子進行蝕刻的工藝，圖6E示出了利用陽離子的蝕刻。應當注意，圖6A-6E示出了在上電極和下電極處產生的低頻信號。為了便于描述，高頻信號已被忽略。
[0048]在一實施方式中，低RF頻率被施加到上電極，相位鎖定至下電極處的信號，使得在頂部鞘處產生的陰離子傳播穿過等離子體主體并在底部晶片鞘電勢在其最小值或者近似其最小值時趨近晶片的表面。這在本文中稱之為，當為上電極和下電極提供功率的RF信號具有希望的相位差時在上電極和下電極處的信號之間的相鎖。因此，相鎖不一定意味著兩個信號具有相同的相位，而只意味著兩個信號之間的相位差在操作所述室時是預定的且恒定的。
[0049]本發明的實施方式產生陰離子的通量，具有廣泛的能量分布，其被傳遞到晶片的表面，卻不需要熄滅等離子體，如脈沖等離子體室中的情況。離子渡越時間是陰離子貫穿等離子體612和底部鞘616所需的時間，即，在頂部鞘處產生的陰離子到達下電極所需的時間。目標是使陰離子在底部鞘處于最低RF電勢時到達底部鞘。圖6A示出了在上電極和下電極中具有獨立RF電源的室。RF功率信號的相位被控制，使得當上電極處于最大電勢606時在上電極604處產生陰離子,且陰離子在下電極電勢622處于最小值時到達襯底620。注意，頂部鞘的界限608隨著頂部鞘的電勢606的變化而變化，而底部鞘的界限616隨著底部鞘的電勢614的變化而變化。[0050]晶片618具有發生蝕刻的頂層620。頂層620包括在包含待蝕刻特征的層的頂部上的掩模層。例如，接觸孔624是不具有掩模材料的區域，希望在此進行蝕刻。
[0051]時間差602示出了陰離子從頂部鞘到底部鞘所需的時間。在一實施方式中，利用上電極和晶片620之間的距離d610來計算陰離子的傳播時間，作為頂部鞘和底部鞘之間的距離的近似值。在另一實施方式中，用來計算傳播時間的距離是當上電極處于最大電勢時的頂部鞘和當底部鞘處于最低電勢時的底部鞘之間的距離。下面參考圖8進行說明，詳述陰離子從頂部鞘到底部鞘的傳播時間的計算。
[0052]當陰離子被加速到晶片的表面上時，陰離子中的一些會進入晶片620的上表面中的接觸孔624以執行蝕刻。陰離子滲透到接觸孔中并中和積累在接觸孔底部的任何正電荷。 [0053]圖6B示出了在時間點&當上電極的電勢606處于最大值632VTStl時的室。在該時間點h，下電極的電壓VBStl634還未到達其最小值。陰離子630產生在鞘的頂部并開始傳播穿過等離子體612朝向底部鞘。注意，陰離子不只是出現在鞘的頂部，因為貫穿等離子體612總有某種密度的陰離子。但是，為了描述的簡易，高電平的陰離子被示出為當鞘的頂部的電勢處于其最大值時在鞘的頂部產生。
[0054]圖6C示出了在L之后的時間點t2時的室，其中在L在頂部鞘處產生的陰離子630現在傳播穿過等離子體612朝向底部鞘。隨著陰離子傳播穿過鞘，陰離子被加速，且當陰離子到達底部鞘時，它們具有足夠的能量以逸出等離子體并到達晶片的表面。
[0055]在時間點〖2，頂部鞘的電壓606具有值VTSt2636，該值小于頂部鞘的最大電壓。底部鞘的電壓614具有值VBSt2638，該值接近最小值但還未到達最小值。
[0056]圖6D示出了在時間點t3時的室，陰離子在底部鞘的電勢處于其最小值時到達等離子體的底部。在時間點丨3，電壓VBSt3642是底部鞘的電壓614的最小值。到達底部鞘的陰離子中的一些會逸出等離子體，并撞擊晶片的上表面630a，或者進入晶片的上表面中的一些接觸孔630b。由于晶片頂部上的掩模材料層，到達掩模材料的陰離子的作用小于進入接觸孔的陰離子的作用，從而在晶片中蝕刻希望的特征。
[0057]圖6E示出了陽離子在襯底的蝕刻中的作用。在時間點t4，下電極的電壓614處于其最大值VBSt4652。如同利用陰離子，一些陽離子654會進入接觸孔，同時其它陽離子656會到達襯底620頂部上的掩模材料。
[0058]如圖6A-6E中所示，在室中有通過陽離子的蝕刻也有通過陰離子的蝕刻。此外，在接觸孔的底部可有一些陽離子的累積。陰離子在到達接觸孔時，可能與陽離子產生反應，增強蝕刻效果。另外，通過中和在接觸孔的壁上積聚的正電荷，減少了不希望的效果，不希望的效果比如，因較大的孔深而減慢的蝕刻速率或者扭曲的蝕刻輪廓。
[0059]圖7根據一實施方式示出了雙頻室中晶片鞘電勢的測量結果。當不同的RF信號被饋送給室時，在等離子體室中進行若干測量。當高頻RF信號與低頻RF信號被同時引入室中時，底部鞘上的電壓與前面參考圖6A-6E描述的理想情況略微不同。在室中進行三種不同的測量。第一種測量706在3kW2MHz RF功率被施加在下電極上時進行，室中沒有任何高頻RF功率。底部鞘的電壓示出了信號的最小電壓周圍的波谷，近似是對稱RF信號的波谷。
[0060]第二種測量704在3kW2MHz RF電源和400W27MHz RF電源的情況下進行。高頻RF的引入示出了底部RF信號的低頻分量由于高頻RF信號的存在而出現一些變形。底部的電壓的形狀不像沒有施加高頻RF功率的情況那樣低。
[0061]第三種測量702在3kW2MHz RF電源和1200W27MHz RF電源的情況下進行。由于高頻的功率增大，所以底部RF信號的低頻分量的變形增大。因此，當鞘由于RF信號的高頻分量而猛跌至晶片電勢時，波形被提升。
[0062]然而，即使底部鞘處的電勢的最小值不像只存在高頻時的情況那樣低，但是至晶片的陰離子通量也仍然是可行的。在一實施方式中，頂部RF和底部RF之間的相位差基于存在高頻RF時的底部鞘的電勢的形狀進行調整。例如，在信號702中，鞘電勢的最小值出現在由RF電源產生的信號的最小電勢之前。在該實施例中，相位差被調整使得陰離子在電勢最低時而非在只有低頻RF的電勢處于最低值時到達底部鞘。
[0063]圖8示出了說明用于相對于下電極RF信號的相位調整上電極RF信號的相位的算法的流程圖。鞘上的陰離子的傳播時間是若干因素的函數，所述因素包括電極之間的距離d、上鞘電壓V、陰離子的質量m、室中的壓強，等等。
[0064]在為氟陰離子F-的情況下，該陰離子的質量叫是1911.67110_27!^。另外，電子的電荷e取正(taken positively)是1.6xl(T19C。電子電荷e、速率V、質量mf和電壓V之間的關系根據下式進行確定:
【權利要求】
1.一種電容耦合等離子體室，其包括: 耦合到下電極的底部射頻(RF)信號發生器，所述底部RF信號設置在第一相位； 耦合到上電極的頂部RF信號發生器，所述頂部RF信號設置在第二相位；以及 能操作來接收所述底部RF信號且能操作來設置所述第二相位的值的RF相位控制器，其中所述RF相位控制器能操作來跟蹤所述第二相位和所述第一相位以將所述頂部RF信號的最大值和所述底部RF信號的最小值之間的時間差保持在大約預定值。
2.如權利要求1所述的室，其中所述預定值基于在所述室中的所述等離子體的頂部等離子體鞘附近形成的陰離子傳播到所述等離子體的底部等離子體鞘所需的傳播時間。
3.如權利要求2所述的室，其中所述陰離子在所述頂部RF信號具有所述最大值時形成在所述頂部等離子體鞘附近。
4.如權利要求2所述的室，其中所述陰離子在所述底部RF信號大約在所述最小值時到達所述底部等離子體鞘。
5.如權利要求1所述的室，其中所述底部RF信號的頻率等于所述頂部RF信號的頻率。
6.如權利要求1所述的室，其還包括: 耦合到所述下電極的高頻RF信號發生器，其中所述頂部RF信號和所述底部RF信號是低頻RF信號。
7.如權利要求6所述的室，其中所述高頻RF信號具有27MHz的頻率，且其中所述頂部信號和所述底部RF信號具有2MHz的頻率。
8.如權利要求1所述的室，其中所述頂部信號和所述底部RF信號具有在0.2MHz和2MHz之間的頻率。
9.如權利要求1所述的室，其中當晶片在所述室中進行處理時，所述晶片被置于所述下電極上面。
10.一種用于操作電容耦合等離子體室的方法，所述方法包括: 將設置在第一相位的底部射頻(RF)信號施加給所述室中的下電極； 測量所述底部RF信號的所述第一相位；以及 將設置在第二相位的頂部RF信號施加給所述室中的上電極，其中所述第一相位和所述第二相位被跟蹤以將所述頂部RF信號的最大值和所述底部RF信號的最小值之間的時間差保持在大約預定值。
11.如權利要求10所述的方法，其還包括: 計算作為在所述室中的所述等離子體的頂部等離子體鞘附近形成的陰離子傳播到所述等離子體的底部等離子體鞘所需的傳播時間的所述預定值。
12.如權利要求11所述的方法，其中計算所述預定值還包括: 計算所述陰離子在所述等離子體中傳播的速率；以及 將所述上電極和所述下電極之間的距離除以所述陰離子的速率，從而計算出所述傳播時間。
13.如權利要求10所述的方法，其中所述底部RF信號和所述頂部RF信號具有400KHz的頻率。
14.如權利要求10所述的方法，其中當一或多個處理器執行計算機程序時，由所述計算機程序執行方法操作，所述計算機程序嵌在非臨時性計算機可讀存儲介質中。
15.一種電容耦合等離子體室，其包括:耦合到下電極的底部射頻(RF)信號發生器，所述底部RF信號設置在第一相位；以及能操作來接收所述底部RF信號且能操作來產生用于上電極的設置在第二相位的頂部RF信號的RF相位控制器，其中所述RF相位控制器能操作來跟蹤所述第一相位和所述第二相位以將所述頂部RF信號的最大值和所述底部RF信號的最小值之間的時間差保持在預定值。
16.如權利要求15所述的室，其中所述預定值基于在所述室中的所述等離子體的頂部等離子體鞘附近形成的陰離子傳播到所述等離子體的底部等離子體鞘所需的傳播時間。
17.如權利要求16所述的室，其中所述底部RF信號和所述頂部RF信號具有IMHz的頻率。
18.如權利要求15所述的室，其中所述室能操作來執行利用陽離子和陰離子的蝕刻。
19.如權利要求18所述的室，其中所述室能操作來在所述底部RF信號具有大約最大值時產生陽離子。
20.如權利要求15所述的室，其中所述上電極和所述下電極之間的距離在15mm和IOOmm之間。
【文檔編號】H05H1/46GK103703870SQ201280036074
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年7月9日 優先權日:2011年7月21日
【發明者】阿列克謝·馬拉赫塔諾夫, 米爾扎弗·K·阿巴查夫, 拉金德·丁德薩, 埃里克·赫德森, 安德魯·D·拜勒 申請人:朗姆研究公司