TW201203357A - Techniques for plasma processing a substrate - Google Patents

Description

201203357 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本申請案涉及用於處理基板的技術，更明確地說，涉 及用於使用電漿處理基板的技術。 本申請案是2010年6月11日申請的第61/353,953號 美國臨時專利申請案的非臨時申請案且主張其優先權。本 申請案也是2008年4月18日申請的第12/1〇5,761號美國 專利申請案的部分接續申請案且主張其優先權，所述第 12/105,761號美國專利申請案是2〇〇7年6月29日申請的 第11/771，190號美國專利申請案的部分接續申請案且主張 其優先權。本申請案也是2008年4月7曰申請的第 12/098,781號美國專利申請案的部分接續申請案且主張其 優先權，所述第12/098,781號美國專利申請案是2007年^ 月29日申請的第11/771,190號的美國專利申請案的部分 接續申請案且主張其優先權。第61/353,953號美國臨時專 利申請案、第12/1〇5,761號美國專利申請案、第12/〇98,781 ，美國專利申請案和第11/771,190號美國專利申請案中的 每一者的整個說明書以引用的方式併入本文中。 【先前技術】 電聚處理（Plasma processing)廣泛用於半導體和其 匕行業中已有數十年。電漿處理用於例如清潔、蝕刻、研 磨和〉儿積等任務。最近，已將電漿處理用於摻雜。已使用 電漿輔助型摻雜（Plasma assisted doping，PLAD)或有時 稱為電毁浸沒離子植入（plasma immersion i〇n s 4 201203357 implantation，Pill)來滿足一些現代電子和光學裝置的摻 雜要求。電漿摻雜（Plasma doping)不同於傳統的射束線 離子植入系統（beam-line ion implantation system)， 該系 統是用電場來加速離子且接著根據其質量電荷比 (mass-to-charge ratio)來過濾所述離子以選擇所要離子進 行植入。不同於傳統的射線束離子植入系統，PLAD系統 將基板浸沒在含有摻雜劑離子的電漿中且用一系列負電壓 脈衝（negative voltage pulse)來向基板加偏壓。電漿鞘層 (plasma sheath)内的電場使離子朝向基板加速，進而將離 子植入到基板表面中。 阳π干守腹订系的電漿摻雜系統通常需要非常高度 的,程控制。半導ft行業巾廣泛使用的傳騎束線離子植 入系統具有極佳的過程控制且還具有極佳的批次間均勻性 (nm-t0-run unif0rmity)。傳統的射束線離子植入系統在現 有技術的半導體基板的整個表面上提供高均勻的摻雜。 -^說’ PLAD纽_程控财如傳騎束線離 子植入純職好。在好摻⑽、統巾，電荷往往 正進行電漿摻雜的基板上。此電荷累積可能會導致 H板上形成相對高電㈣電壓，其可 的摻雜非均勻性f心： 取“.、沃接又 • ( doPing non-umf〇rmities )和電弧 (瞻ig)，這又可能會導致裝置 可能會影響所得的過程步驟。舉 分 子可對其缸L 牛1 j术況大里惰性氣體離 t =基板造成比預期中更多的 更改電料的所要轉子數目。 冑子恤度可 5 201203357 【發明内容】 本發明揭示用於電毁處理基板的技術。在 性實施例中，所賴術可用包括以下操作的 ^示範 t接近電槳源處引人饋送氣體，其中所述饋送現： 第一和第二物質，其中所述第-和第二物質包括 離能量；向所述源提供多鲜μ 3不同的電 述多，RF功率波形至少具有在第―& =中所 一功率位準和在第二脈衝持續期間的第二功丰Γϊ的第 ㈣第二功率位準可不同於所述第-功率位準；^其中 =衝持續期間電離所述饋送氣體的所述第第 脈衝持續期間向所述基板提供^物質，以及在所述第- 一牛=此特枝範性實施_另—方面，所述方法 1據：間向舰基板提供偏壓。 :=於】離所述第—物質所需又的： 離所迹第二物質所需的另—功率位準。 电 美杯ίΓ崎枝紐實_的其它方面，可在未向所述 基板施加驗輕加所述第二功率位準。 物質性實· 2據此特疋示範性實施例的再一方面，所述處理物質 二：吖”和以中的至少一者’且所述第二物 質可包括C、〇、He、Ne和_的至少一者。 201203357 根據此特定示範性實施例的又一方面，所述處理物質 可為蝕刻劑以便蝕刻所述基板。 根據此特定示範性實施例的另一方面，所述方法可進 步包括·在所述第二脈衝持續時間的至少一部分期間向 所述基板施加偏壓。 、仍根據此特定示範性實施例的另一方面，所述方法可 進-步包括：在所述第—脈衝持續顧選擇性地朝向所述 ^引導所述處義質㈣—離子；以及在所述第二脈衝 持、，期間朝向所述基板引導惰性物質的第二離子。 仍根據此特定示範性實施例的另一方面，所述 好功率位準可足贿所述電紐定。 π你在另—特定示紐實施财，所述技術可帛包括以下 來實：:在電咖近引入包括第-物質和第 的電離^ ^，所述第—物質具有比所述第二物質低 位準以週期期間向所述電漿源施加第一功率 準、擇性地電離所述第一物質，其中所述第一功率位 所i笛於電離所述第—物質所需的功率位準，但小於電離 述電ί二質:需的另—功率位準;在第二週期期間向所 述第力率轉以電離所述第二物f，其中所 功率位準率準可^於電離所述第二物質所需的所述另一 質的離子1以及在第一週期期間朝向基板引導所述第一物 -步=此，定示範性實施例的另’方面’所述方法可進 •在第二週期期間朝向所述基板引導所述第二物 7 201203357 質的離子。 根據此特定示範性實施例的又一方面，所述方法 -步包括：在所述第-週期期間將所述第—物f的離子 入到所述基板中；以及在所述第二週期細 質的離子植入到所述基板中。 物 根據此特定示範性實施例的其它方面，所述第 可包括P、B和As中的至少一者，且所述第二 C、Ο、He、Ne和Ar中的至少一者。 匕括 根據此特定示範性實施例的又一其它方面，所述 可括：在所述第一週期期間向所述基板施加偏壓 且在所述第—週軸間向所述基板施加偏壓。 根據此特定示範性實施例的再一方面，所述方法 一步Ϊ括、：在所述第—週期期間向所述基板加偏壓，而在 所述第-週期糊不向所述基板加偏壓。 =另-特定示紐實關巾，所频術可用一種方 法來貫現^所述枝可通過纽備巾電t處理基板來 現，所述稍包括接近錄_魏源、 襞源的RF電源、電輕合到所述基板的偏 施例中，所述方法可包括在接近所述=實 體，所述饋送氣體至少包括第—和第二 -功率位準和在第_ 具有在第—週_間的第 第二週期可發生在所述第^中戶^ 週期期間將所述rf波形施加到所述咖以 8 201203357 用所述偏>1電源產生偏m彡，所述偏壓波形具有第一偏 I位準和第二麟位準，所述第—偏綠準為零偏屋位 準，以及向所述基板施加所述偏愿波形以朝向所 導來自所述電漿的離子。 根據此特定示範性實施例的另一方面，所述第二功率 位準可大於所述第一功率位準。 、根據此特定示範性實施例的另一方面，可在所述第一 週期期間將所述第一偏壓位準施加到所述基板。 根據此特定示範性實施例的又一方面，可在所述第二 週期之後將所述第二偏壓位準施加到所述基板。 一 、根據此特定示範性實施例的其它方面，可在所述第二 週期期間將所述第二偏壓位準施加到所述基板。 根據此特定示範性實施例的又一其它方面，可在所述 一週期期間將所述第二偏壓位準施加到所述基板。 口 ，據此特定示範性實施例的再一方面，所述rf波形 可進=步包括：在第三週期期間的第三功率位準，其中戶^ 述第=功率位準可小於所述第一和第二功率位準，其中所 述^週期發生在所述第二週期之後，且其中可在i斤述第 一週期期間將所述第一偏壓位準施加到所述基板。 期期ί據此特定稀性實施綱又—方面，麵述第三週 ί月間不熄滅（extinguished)所述電漿。 。处為了促進更全面地理解本發明，現參看附圖。這^ =未必按比騎製。另外，不應將這些圖解釋為旧 χ月’而是希望其僅為示範性者。 201203357 【實施方式】 本文中介紹用於使用基於電漿的系統處理基板的新 技術的若干實施例。出於清楚和簡明的目的，對基板執行 的處理可集中於播雜、钱刻和沉積過程。然而，本發明並 不排除包含基板表面鈍化在内的其它類型的處理。因而， 本發明中所揭示的系統無需限於執行特定過程的特定系統 (例如’摻雜系統、蝕刻系統、沉積系統等）。 本文中所揭示的糸統可包含一個或一個以上電漿源 (plasma source)以用於產生電漿。出於清楚和簡明的目 的，本發明將集中於電感耦合式電漿（inductivelyc〇upled plasma’ICP)源。然而，所屬領域的技術人員將認識到， 本發明並不排除包含電容耦合式電漿（capacitively c〇upled plasma ’ CCP )源、螺旋（helicon )電聚源、微波（micr〇wave， MW)電裝源、輝光放電（gi〇w discharge)電漿源和其它 類型的電漿源在内的其它源。電漿源可靠近或接近於處理 基板所在的區域。或者，所述源可為遠程電漿源，其遠離 處理基板所在的區域。施加於電漿源的功率可為具有正或 負偏壓的連續或脈動(pulsed)DC或RF功率。出於清楚和 簡明的目的，本發明可集中於施加到ICP源的脈動RF功 率。 本發明中對“一個實施例，，或“一實施例”的參考是指結 合所述實施例而描述的特定特徵、結構或特性包含于本發 明的至少一個實施例中。在說明書的各處出現短語“在一個 實施例中”不一定全部是指同一實施例。 201203357 應理解，本發明的方法的個別步驟可以任何次序和/ 或同時執行，只要本文中所揭示的系統或技術保持可操 作。此外，應理解，本發明的系統和方法可包含所描述的 實施例中的任何數目或全部的實施例，只要所述系統和方 法保持可操作。 現將參看如附圖中所繪示的本發明的示範性實施例 來更詳細地描述本發明的教示。儘管結合各種實施例和實 ，來描述本發日⑽獅，但不希望本發明的教祕於此些 實施例。相反，本發明的教示涵蓋許多替代方案、修改和 等效物，如所屬領域的技術人員將瞭解。瞭解了本文教示 的所屬領域的技術人貞將認制其它的實施方案、修改和 實，例以及其匕使用領域，其均處於如本文所述的本發明 ，範圍内。舉例來說’應理解，根據本發明的用於在^ j系統中的巾和t荷的方法可與任何難的錢源一起 使用。 許多電聚處理系統以脈動操作模式來操作， 糸列脈衝施加到電料、以產生脈動電漿。，可 源脈衝的接通週_間將—㈣脈衝施 在=基板施加偏壓以吸引離子進行二s 或〉儿積。麵_個式巾，電荷往往會在源脈衝j 接通週期躺積砂錢行錢處 脈衝的工作週期相對低（即，小於約2 ;電= 時，電荷往往會有效地由=。 子中和且僅存在極小的充電效應。 的電 201203357 -----I-- 然而，當前需要以具有相對高的 約2%的I作週期）的脈動操作模 円於 類較高工作週期是實現所要處仃錢理。此 需要的_速率、沉積速率和摻;現代裝置所 說，需要通過以大於2%駐作週=的。舉例來 多問極摻雜gate 來執行 週期來執行許多電漿蝕刻和沉積過 ;❶旦工作 到可接受料平。 财W使雜處理量增加 斷門料期增加到高於約2%，可在《源的脈衝 :開週期(pulse-〇ff period )期間中和正進行處理的基 板上的f拍時誠相雜。_，電荷肺（c二 aCCU_ation)或電荷累積（chargebuildup)可發生於^ 進行電賴理的基板上’這導致在正進行錢處理的基 上形成相對高電㈣電壓，討能會造錢㈣理非 性、電弧和基板損壞。舉例來說，含有薄閘極電介質麟 板可容易被過量電荷累積損壞。 & “本發明涉及用於在電漿處理期間中和電荷的方法和 叹備。本發明的方法和設備II由降低充電效朗造成的損 壞可肖b性來允許以較咼的工作週期執行電漿處理。明確地 說，根據本發明的電漿處理設備包含RP電源，其改變施 加到電漿源的RF功率以在電漿處理期間至少部分地中和 電荷積聚。另外，可改變到正進行電漿處理的基板的偏置 電壓以至少部分地中和電荷積聚。此外，在本發明的一些 12 201203357 實施例中，使施加於電漿源的Rp功率脈衝和施加於基板 的偏置電壓在時間上同步，且改變施加於謂源的^功 率脈衝和施加於正進行電漿處理的基板的偏置電堡的相對 時序，以至少部分地甲和基板上的電荷積聚且 過程目標。 頁見杲二 、更具體地說’在各種實施例中，使用單個或多個RF 電源來獨立地向電漿源供電且向正進行電聚處理的基板加 偏屢’以便在電漿處理期間至少部分地巾和電荷。而且， 在相對時間施加有在電漿處理期間施加 产理：5 I /力率和施加於基㈣偏置輕，以在電漿 處理期間至少部分地中和電荷。 除了 t和電荷之外’本發_方法和設備可精確地控 ^止1聚處理的週期（即，脈衝斷開週期）期間用於 ，的功率和施加於基㈣偏壓巾的至少—者 某些過程目標。舉例來說，本發明 3 控制在脈衝斷開週期仙_ π Μ / 精確地 的偏詈雷二源的功率和施加於基板 學反庫一者，以便允許在基板表面上發生化 二改進處理量且在-_和沉積過程 於制在2，的用於電漿換雜的方法和設備可精確地 Γ電，於RF源的功率和施加於基板的偏 量。所r祕^丨者’以便改進在魏摻雜時所保留的劑 電聚㈣處理量。除了中和電荷之外，本丄月:方= 13

201203357 .L 備可精確地控制在終止錢換雜的週期期間用於rf源的 功率和施加於基板的偏壓中的至少—者，以便實現打擊型 (knock-on type i〇n impiant mechanism) , ^ 述機構實現改㈣㈣錢_分佈（sidewaU ρ1_ dopmg pr0file )和退化摻雜分佈（d〇ping profile)，如本文所描述。 參看圖1A，繪示根據本發明的一個實施例的電漿處 理系統（plasma processing system) 1〇〇。應理解，這僅是 根據本發明的可執行電漿處理（例如離子植入、沉積和蝕 刻）的設備的許多可能設計中的一者。明確地說，應理解， 存在可與本發明的電漿處理系統一起使用的許多可能的電 楽:源。圖1A至圖1B中所示的電漿源包含平面和螺旋Rp 線圈兩者。其它實施例包含單個平面或螺旋RF線圈。另 外其它實施例包含電容耦合式電漿源或電子回旋諧振 (electron cyclotron resonance )電漿源。所屬領域的技術人 員將瞭解，存在許多類型的等效電漿源。 電漿處理系統100包含電感耦合式電漿源101，其具 有平面和螺旋RF線圈兩者以及導電頂部區段。類似的RF 電感耦合式電漿源描述於2004年12月20日申請的題目為 “具有導電頂部區段的RF電漿源（RF Plasma Source with Conductive Top Section)，，的第 10/905，172 號美國專利申請 案中’所述美國專利申請案轉讓給本受讓人。第1〇/9〇5，172 號美國專利申請案的整個說明書以引用的方式併入本文 中。電漿處理系統1〇〇中所示的電漿源101非常適合於需 201203357 要高度均勻處理的電漿摻雜和其它精確的電漿處理應用， 因為其可提供非常均勻的離子通量（ion flux)。另外，電 莱源101有用於高功率電漿處理，因為其有效地耗散了二 次電子發射（secondary electron emission )所產生的熱量。 更具體地說，電漿處理系統1〇〇包含電漿腔室（plasma chamber ) 102，其含有外部氣體源（external gas source) 104所供應的過程氣體。外部氣體源104 (其通過比例閥 (proportional valve) 106而耦合到電漿腔室102)向腔室 102供應過程氣體。在一些實施例中，使用氣體擋板（gas baffle)來使氣體分散到電聚源ιοί中。壓力計（pressure gauge) 108測量腔室102内部的壓力。腔室1〇2中的排氣 端口（exhaust port)ll〇 耦合到真空泵（vacuum pump)112， 其將腔室102排空。排氣閥（exhaust valve) 114控制穿過 排氣端口 11 〇 的排氣流導（exhaust conductance )。 氣體壓力控制器（gas pressure controller ) 116電性連 接到比例閥106、壓力計108和排氣閥114。氣體壓力控制 器116通過控制響應于壓力計108的反饋環路中的排氣流 導和過程氣體流動速率來維持電漿腔室102中的所要壓 力。用排氣閥1H來控制排氣流導。用比例閥106來控制 過程氣體流動速率。 在一些實施例中，通過質量流量計（mass flow meter) 向過程氣體提供對痕量氣體物質（trace gas species)的比 率控制，所述質量流量計與提供主要摻雜劑物質的過程氣 體成直線麵合（couPled in-line )。而且’在一些實施例中， 15 201203357 針對原位調節物質（in_situ conditi〇ning species )而使用單 獨的軋體注射構件。此外，在一些實施例中，使用多端口 氣體/主射構件來提供造成產生跨基板變化的中性化學效應 的氣體。 〜 股至1U2具有腔室頂部（chamber t〇p) ns，其包含 由在大體上水平方向上延伸的電介質材料形成的第一區段 =0。腔室頂部118的第二區段122由在大體上垂直方向上 從第一區段120延伸某一高度的電介質材料形成。第一和 第二區段120、122在本文中有時一般稱為電介質窗。應理 解，存在腔至頂部118的眾多變化形式。舉例來說第— 區段120可由在大體上.彎曲方向上延伸的電介質材料形 成，使得第一和第二區段120、122並不正交，如 1〇/905，172縣國專利㈣案情描述，所述 請案以引㈣方式併人本文巾。在其它實、 部118僅包含平面表面。 τ腔至頂 —第-和第二區段120、122的形狀和尺寸可 貫現特賴能。舉例來說，關領域的技術人 ， 腔室頂部118的第-和第二區段12G、122的尺寸 以改進電⑽均句性。在一個實施例中，第二、、’、 垂直方向上的高度與在水平方向上跨越第二^ 度的比率經調整以實現更均勻的電漿^舉 ^ 的長 特定實施例中，第二區段122在垂直方向上 平方向上跨越第二區段122的長度的比率在 7 範圍内。 千幻.5到5.5的 201203357 第和第二區段120、122中的電介^ ，自，天線_功率傳送到腔讀内== =;:r個實施例中，用以形成第 ⑼材料為對過程氣體具有抵化學性且且有 電介質材料為_。的躺或細。ί其； 中，電介質材料為氧化釔和YAG。 、 第二:Γ=18的蓋子⑽124由在水平方向上跨越 伸某—長度的導電材料顧。在許多實 敎ί荷且=形ΐ蓋子124的材料的導電性足夠高以耗散 二 使由―人電子發射引起的充電效應減到最小。通 y，以形成蓋子m的導電材料對過程氣體具有抗化學 性。f一些實施例中，導電材料為鋁或矽。 蓋子124可借助由氟碳聚合物製成的抗㈣〇形環 ^列如’由Chemrz和/或Kalrex材料形成的〇形環）而輛 細第二區段m。蓋子124通常以某一方式安裝到第二 區段122 ’使得對第二區段122哺壓減到最小，但提供 足夠擠壓以將蓋子124密封到第二區段。在一些操作模式 ^蓋子I24形成為RF和DC接地，如圖1A至圖1B所 >(> 〇 在一些實施例中，腔室102包含襯墊（liner) 125，其 經定位以通過提供對腔室1()2的内部的直線對傳式防 4 (line-of-site shielding )以避免由撞擊電漿腔室！ 〇2的内 部金屬壁的電漿中的離子所濺射的金屬來防止或大大減少 17 201203357 金屬污染。此類襯墊描述於2007年1月16日申請的題目 為“具有用於減少金屬污染的襯墊的電漿源（Plasma Source with Liner for Reducing Metal Contamination ) ’’ 的第 11，623,739號美國專利申請案中’所述美國專利申請案轉 讓給本受讓人。第11/623,739號美國專利申請案的整個說 明書以引用的方式併入本文中。 在各種實施例中，所述襯墊為單件式或整體式電漿腔 室襯墊，或分段式電漿腔室襯墊。在許多實施例中，電漿 腔室襯塾125由金屬基礎(base)材料（例如鋁）形成。在這 些實施例中，至少電漿腔室襯墊125的内表面125,包含硬 塗層材料’其防止電漿腔室襯墊基礎材料的濺射。 一些電漿過程（例如電漿摻雜過程）由於二次電子發 射而在電漿源101的内表面上產生大量非均勻分佈的熱 量。在一些實施例中，電漿腔室襯塾125為溫度受控的電 漿腔室襯墊125。另外，在一些實施例中，蓋子124包括 冷卻系統，其調節蓋子124和周圍區域的溫度以便耗散在 處里期間所產生的熱負荷。冷卻系統可為流體冷卻系統， 八I §位於蓋子124中的冷卻通道，所述冷卻通道使來自 冷卻劑源的液體冷卻劑循環。 _ 天線定位於接近腔室頂部118的第一區段12〇和 第「區段122巾的至少一者處。圖1A至圖1B +的電聚源 說月彼此電性隔離的兩個單獨的RF天線。然而，在其 匕實知例中:戶斤述兩個單獨的RF天線電性連接。在圖认 至圖1B所7^的實施例+，具有多ϋ的平面線圈RF天線 201203357. 126 (有時稱為平面天線或水平天線）定位於腔室頂部118 的第一區段120鄰近處。另外’具有多匝的螺旋線圈rf 天線128 (有時稱為螺旋天線或垂直天線）包圍腔室頂部 118的第二區段122。 在一些實施例中，平面線圈RF天線126和螺旋線圈 RF天線128中的至少一者與電容器129形成端接 (terminated with)，所述電容器129降低有效天線線圈電 壓。術語“有效天線線圈電壓”在本文中被定義以指跨越灯 天線126、128的電壓降。換句話說’有效線圈電壓為“離 子所見的”電壓，或等效地為電漿中的離子所經歷的電壓。 而且，在一些實施例中，平面線圈好天線126和螺 旋線圈RF天線128中的至少一者包含電介質層134,電介 質層134具有與Al2〇3電介質窗材料的介電常數相比相對 低的介電常數。相對低的介電常數的電介質層有效地 形成電谷性分壓器（capacitive voltage divider )，其也降低 有效天線線圈電壓。另外，在一些實施例中，平面線圈RF 天線126和螺旋線圈RF天線128中的至少一者包含法拉 第屏蔽（Faraday shield)136’其也降低有效天線線圈電壓。 RF源130 (例如RF電源）電性連接到平面線圈 天線126和螺旋線圈RF天線128中的至少一者。在許多 實施例中，RF源130藉由阻抗匹配網絡（impe(ialice matching network) 132 而耦合到 RF 天線 126、128，戶斤述 阻抗匹配網絡使RF源130的輸出阻抗匹配於天線 126、128的阻抗’以便使從rf源13〇傳送到rf天線126、 201203357, 128的功率達到最大。從阻抗匹配網絡132的輸出到平面 線圈RF天線126和螺旋線圈处天線128的虛線經繪示以 指示可形成從阻抗匹配網絡132的輸出到平面線圈RF天 線126和螺旋線圈RF天線128巾的任一者或兩者的電性 連接。 在一些實施例中，平面線圈RF天線126和螺旋線圈 RF天線128中的至少一者經形成以使得其可被液體冷 卻。冷卻平面線圈rF天線丨26和螺旋線圈RF天線128 中的至少一者將使在RF天線126、128中所傳播的RF功 率所造成的溫度梯度減少。 在一些實施例中，電漿源101包含電漿點火器（plasma igniter) 138。可與電漿源ι〇1 一起使用眾多類型的電漿點 火器。在一個實施例中，電漿點火器138包含撞擊氣體儲 存器（reservoir) 140,所述撞擊氣體是高度地(highly)可電 離的氣體（例如氬氣（Ar))，其輔助對電漿進行點火。儲 存器140借助尚流導氣體連接而粞合到電漿腔室1〇2。防 爆閥（burstvalve)142將儲存器140與過程腔室1〇2隔離。 在另一實施例中，撞擊氣體源使用低流導氣體連接直接垂 直於（plumbed directly to )防爆閥142。在一些實施例中， 儲存器140的一部分被有限流導孔口（limitedc〇nductance 〇rifice)或計量閥（metering valve)分離，所述有限流導 孔口或計量閥在初始高流動速率爆發之後提供穩定流動速 率的撞擊氣體。 台板（platen) 144定位於過程腔室1〇2中，處於低於

S 20 201203357 電漿源101的頂部區段118的高度處。台板144固持基板 146以進行電衆處理。在許多實施例中，基板mg電性連 接到台板144。在圖ία至圖1B所示的實施例中，台板144 平行於電裝源101。然而，在本發明的一個實施例中，台 板144相對於電漿源1〇1傾斜以實現各種過程目標。 使用台板144來支撐基板146或其它工件以進行處 理。在一些實施例中，台板144以機械方式耦合到活動平 臺（movable stage)’所述活動平臺在至少一個方向上平 移、掃描或振動基板146。在一個實施例中，活動平臺為 抖動產生器或者抖動或振動基板146的振盪器。平移、抖 動和/或振動運動可減少或消除遮蔽效應且可改進衝擊基 板146的表面的離子束通量的均勻性。

偏置電屢電源（bias voltage power supply ) 148電性連 接到台板144。偏置電壓電源148用以向台板144和基板 146加偏壓’使得電漿中的離子被從電漿中萃取出且衝擊 基板146。在各種實施例中，所述離子可為用於電漿摻雜 的摻雜劑離子或用於韻刻和沉積的惰性或反應性離子。在 各種實施例中，偏置電壓電源148為DC電源、脈動電源 或RF電源。在根據本發明的電漿處理設備的一個實施例 + ’偏置電壓電源_具有獨立于向平面線圈RF天線126 和螺疑線圈RF天線128巾的至少一者供電的RF源13〇 的輪，波形的輸出波形。在根據本發明的電漿處理設備的 另實施例中’偏置電壓電源148具有與向平面線圈RF 天線126和螺旋線圈RF天線128中的至少一者供電的RF 21 201203357 ^ $ _时_ & 偏置電壓電源i48和 =::在物理上為具有兩個不同輪出的同-電源或 可為早獨的電源。 控制器152用以控制RF電源130和偏置電壓電源148 產生電毁以及向基板146加偏壓以便在根據本發明的電聚 處理期間至少部分地中和電荷積f。控制器152可為電源 130、148的一部分或可為電性連接到電源130、148的控 制輸入的單獨控制器。控制器152控制奸電源13〇，使得 以至少兩個不同振幅將脈衝施加到平面線圈RF天線126 =螺旋線圈RF天線128中的任一者或兩者。而且，控制 器152控制RF電源13〇和偏置電壓電源148，使得在相對 時間將脈衝施加到平面線圈RF天線126和螺旋線圈RF 天線128中的至少一者而且還施加到基板146，其在根據 本發明的電漿處理期間至少部分地中和電荷積聚。 所屬領域的技術人員將瞭解，存在可與本發明的特徵 一起使用的電漿源101的許多不同可能的變化形式。舉例 來說’參看2005年4月25曰申請的題目為“傾斜式電漿摻 雜（Tilted Plasma Doping) ”的第 10/908,009 號美國專利申 請案中對電漿源的描述。還參看2005年10月13曰申請的 通目為‘共形#雜設備和方法（Conformal Doping Apparatus and Method)”的第11/163,303號美國專利申請案中對電漿 源的描述。還參看2005年10月13日申請的題目為“共形 摻雜設備和方法（Conformal Doping Apparatus and Method) ”的第11/163,307號美國專利申請案中對電漿源 22 201203357 的描述。另外，參看2006年12月4日申請的題目為“具有 可電控的植入角度的電漿摻雜（PlaSma Doping with

Electronically Controllable implant Angle)，，的第 11/566,418 號美國專利申請案中對電漿源的描述。第l〇/9〇8,〇〇9號、 第 11/163,303 號、第 11/163,307 號和第 11/566,418 號美國 專利申請案的整個說明書以引用的方式併入本文中。 在操作中，控制器152指示RF源130產生在RF天 線126和128中的至少一者中傳播的RF電流。也就是說， 平面線圈RF天線126和螺旋線圈RF天線128中的至少一 者為有源天線。術語“有源天線，，在本文中被定義為由電源 直接驅動的天線。在本發明的電漿處理設備的許多實施例 中，RF源130以脈動模式操作。然而，rf源丨3〇還可以 連續模式操作。 在一些實施例中，平面線圈天線126和螺旋線圈天線 128中的一者為寄生天線（parasitic antenna )。術語‘‘寄生 天線”在本文中被定義以指與有源天線電磁連通但並不直 接連接到電源的天線。換句話說，寄生天線並不是由電源 直接激勵，而是由緊密靠近的有源天線激勵，所述有源天 線在圖1A所示的設備中為平面線圈天線丨26和螺旋線圈 天線128中的由RF源130供電的一者。在本發明的一些 實施例中，寄生天線的一端電性連接到接地電位以便提供 天線調諸能力。在此實施例中，寄生天線包含線圈調整器 (coiladjuster) 150，其用以改變寄生天線線圈中的有效匝 數。可使用眾多不同類型的線圈調整器，例如金屬短路 23 201203357 (metal short)。 RF天線126、128中的RF電流接著將RF電流感應到 腔室102中。腔室102中的RF電流激勵並電離該過程氣 體以便在腔室102中產生電漿。電漿腔室襯墊125防護電 漿中的離子所濺射的金屬到達基板146。 控制器152還指示偏置電壓電源148用負電壓脈衝向 基板146加偏壓，所述負電壓脈衝吸引電漿中的離子朝向 基板146。在負電壓脈衝期間，電漿鞘層(sheath)内的電場 使離子朝向基板146加速以進行電漿處理。舉例來說，電 漿鞘層内的電場可使離子朝向基板146加速以將所述離子 植入到基板146的表面中，從而蝕刻基板146的表面，在 基板146的表面上產生化學反應以進行蝕刻或沉積，或在 基板146的表面上生長薄膜。在一些實施例中，使用栅格 來朝向基板146萃取電漿中的離子以便增加離子的能量。 圖1B說明根據本發明的具有電荷中和的電漿處理系 統170的另一實施例。電漿處理系統17〇為電容性RF放 電系統。電容性RF放電電漿處理系統在業界中是眾所周 知的。電漿處理系統170包含過程腔室172，過程腔室172 具有過程氣體入口（process gas inlet) 174,所述過程氣體 入口 Π4接納流過電漿放電區域的來自質量流量控制器的 饋送氣體。過程腔室172還包含排氣端口（exhaustp〇rt) 175，其耦合到移除流出氣體的真空泵。通常，節流閥 (throttle valve)定位於排氣端口 175中，所述氣端口 175 耦合到真空泵以控制腔室172中的壓力。通常，操作壓力 24 201203357 JOOUUpll 在10到1000 mT的範圍内。 電榮·處理系統170包含兩個平面電極（planar electrode)’ 其通常稱為平行板電極（parallel plate electrode) 176。平行板電極Π6由RF源178驅動。平行板電極176. 由間隙（gap)分離，所述間隙在2到l〇cm的範圍内。阻 斷電容器（blocking capacitor) 180電性連接於RF源178 的輸出與平行板電極176之間。阻斷電容器180用以從驅 動信號（drive signal)移除DC和低頻信號。rp驅動信號 通常在100到1000 V的範圍内。平行板電極176通常由 13.56 MHz信號驅動’但其它頻率也是合適的。 在傳統的電容性RF放電電漿處理系統中，基板直接 疋位于底部平行板上。然而，電漿處理系統17〇包含絕緣 體（insulator) 182，其定位於底部板與基板184之間。絕 緣體182允許獨立於由RF源178驅動的平行板電極176 而向基板184加偏壓。單獨的基板偏置電壓電源186用以 向基板184加偏壓。基板偏置電壓電源186的輸出電性連 接到定位於絕緣體182中的基板184。 控制器18 8用以控制RF電源i 8 6和偏置電壓電源i 8 6 如及向基板184加偏壓續在根據本發明的電裝 5 :至少部分地中和電荷積聚。控制器188可為電源 似、„的一部分或可為電性連接到電源178、186的控 、:二的單獨控制器。控制11 188控制RF電源178，使得 176。2個不同振^將多辦好脈衝—平行板電極 。’控制器188控制RF電源178和偏置電壓電源 25 201203357 -»ου wpxf 186，以便在相對時間將rf脈衝施加到平行板電極176 ’ 所述相對時間在根據本發明的電漿處理期間至少部分地中 和電荷積聚。 電漿處理系統170的操作類似於電漿處理系統1〇0的 操作。控制器188指示RF源178產生RF電流，所述RF 電流傳播到平行板電極176以從饋送氣體在平行板之間產 生電漿。控制器188還指示偏置電壓電源186用負電壓脈 衝向基板184加偏壓，所述負電壓脈衝吸引電漿中的離子 朝向基板184。在負電壓脈衝期間，電漿鞘層内的電場使 離子朝向基板184加速以進行電漿處理。舉例來說’電漿 鞘層内的電場可使離子朝向基板184加速以將所述離子植 入到基板184的表面中，從而蝕刻該基板184的表面，在 該基板184的表面上產生化學反應以進行蝕刻或沉積，或 在該基板184的表面上生長薄膜。 當在一些處理條件下操作RF源178和偏置電壓電源 186時，電荷可能會積聚於基板184上。基板184上的電 荷積聚可能會導致在正進行電漿處理的基板184上形成相 對高電位的電壓，這可能會造成處理的非均勻性、電弧和 褒置損壞。基板184上的電荷積聚可藉由根據本發明用处 源Π8產生多位準RF波形且向基板184加偏壓而得以大 大減少。另外，某些過程目標（例如過程速率和過裎分佈） 可藉由根據本發明用RF源178產生多位準RF波形且力 板184加偏壓來實現。 … 〇 土 本發明的方法和設備可應用於眾多其它類型的電漿

S 26 201203357 JOOVUJJXi

处統:舉例來說，本發明的方法和賴可應用於ECR ，水處理，統、螺旋電漿處㈣統㈣旋諧㈣電聚處理 糸統。在k些系統中的每—者中，RF源產生具有至少兩個 RF功率位準的多振幅脈動RF波形。而且，在許多實施例 中’由偏置電壓電源向基板加偏壓，所述偏置電壓電源產 生可用控制器與驅動電衆源的RF波形同步的偏置電壓波 形。 參看，2A，繪示由RF源130產生的傳統波形200， 其具有可能會在—些條件下造成電荷積聚於基板146 (圖 1A至圖1B)上的單個振幅。波形2〇〇處於接地電位，直 到用具有功率位準Prf 2G2的脈衝來產生電聚為止。功率 位準Prf 202經選擇為適合於電漿摻雜以及許多電漿蝕刻 和電衆沉積過程。脈衝在脈衝週期TP 204之後終止且接著 返回到接地f位。波形接著週雜地重複。 參看圖2B，繪示由偏置電壓源148產生的傳統波形 所述偏置電壓源在電漿處理期間將負電壓252施加到 基板146(圖1A至圖1B)以吸引電毁中的離子。在當由 ^源130產生的波形200具有等於功率位準PRF 202的功 。夺的週期T! 254期間施加負電壓252。負電壓252將電 ，中的離子吸引到基板146以進行電漿處理。波形200在 聚處理終止時的週期T2 256期間處於接地電位。在相 的工作週期（即，大於約25%且在—些情況下大於約 右室下電荷往往會在當由即源130產生的波形250具 、於功率位準PRF 202的功率時的脈衝週期乃254期間 27 201203357

L 積聚於基板146上。 本發明的方法和設備藉由降低由充電效應造成的損 壞可能性來允許在較高的工作週期下執行電製處理（例如 電毁換雜、電衆飯刻和電渡沉積）。存在向電毁源⑼供電 且對正進行處理的基板146加偏壓以至少部分地中和基板 146上的電荷積聚的眾多根據本發明的方法。 參看圖3A，繪示根據本發明的由RF源13〇 (圖1A 至圖1B)產生的RF功率波形3〇〇，其具有多個振幅以至 少部分地中和基板146 (圖1A至圖1B)上的電荷積聚。 波形300為脈動波形，且具有第一功率位準和第二功 率位準304，其在圖中分別指示為^和—。然而·;應 理解，可在本發明的方法中使用具有兩個以上振幅的波形 以至少部分地中和基板146上的電荷積聚。還應理解，波 幵y可具有或可不具有離散振幅。舉例來說，波形可連續變 化。也就是說，在一些實施例中，波形可以正或負斜率傾 斜。而且，波形可以線性或非線性速率傾斜。 第一功率位準Prfi3〇2經選擇以在未向基板146加偏 壓進行電漿處理時提供足夠的RF功率來至少部分地中和 基板146上的電荷積聚。第二功率位準PrF2 3〇4經選擇以 適合於電漿處理（例如電漿摻雜、電漿蝕刻和電漿沉積）。 在各種實施例中，將由RF源130產生的包含第一和第二 功率位準pRF1 3〇2、pRF2 304的波形300施加到平面線 RF天線126和螺旋線圈RF天線128 (見圖1A至圖ιΒ) 中的一者或兩者。在一個具體實施例中，由RF源13〇產 28 201203357 joouupif 生的波形300在其處於第一功率位準Prfi 3〇2時被施加到 平面線圈RF天線126和螺旋線圈rf天線128中的一者， 且在其處於第二功率位準Prf2 3〇4時被施加到平面線圈 RF天線126和螺旋線圈RF天線128中的另一者。在另一 具體實施例中，由RF源13〇產生的波形3〇〇在其具有第 一頻率時被施加到平面線圈RF天線126和螺旋線圈RF 天線128中的一者，且在具有不同於第一頻率的第二頻率 時被施加到平面線圈RF天線126和螺旋線圈处天線128 中的另一者，如結合圖5A到圖5C所描述者》 圖3A所示的波形300指示第一功率位準pRF1 302大 於第一功率位準PRF2 304。然而，在其它實施例中，第一 功率位準PRF1 302小於第二功率位準pRF2 304。而且，在 一些實施例中，當未向基板14ό加偏壓進行電漿處理時， 波形300包含為零的第三功率位準或某個相對低的功率位 準，如結合圖6所描述者。 波形300還指示第—脈衝週期Τρι 3〇6對應於其中波 形300具有等於第一功率位準Prfi 3〇2的功率的時間週期 且第二脈衝週期TP2 308對應於其中波形具有等於第二功 率位準Prf2 304的功率的時間週期。波形3〇〇的全部的 (total)多振幅脈衝週期TT()tal 310為第一脈衝週期Τρι 3〇6與 第二脈衝週期Tp2 308的組合。舉例來說，在一個實施例 中’第一和第二脈衝週期τΡ1306、ΤΡ2 308均在3〇到5〇〇郎 的範圍内，且全部的脈衝週期TT〇tai 31〇在6〇叩到丨 的$巳圍内。在其它實施例中，全部的脈衝週期Uh 29 201203357. 大約為1 ms或更大。 圖3A指示波形300在第一脈衝週期Τρι 3〇6期間的頻 率與波形300在第二脈衝週期Tp2 3〇8期間的頻率相同。 然而，應理解，在各種實施例中，波形3〇〇在第—脈衝週 期TP1 306期間的頻率可不同於波形3〇〇在第二 1^ 308期間的頻率，如結合圖5八到冗所描述者。另外， 的率可在第一脈衝週期Τρι 306和第二脈衝週 期Tj»2 308中的至少一者内改變。 因此，在—些實施例中，波形3〇〇包含多個頻率和多 個振幅’其經選擇以在麵理期間 中 積聚。另外，在-些實施例中，波形_包^ = 多個振幅，其經選擇以改進某些過程參數 固^寿口 摻雜的保留劑量。此外，在二:= 多個頻率和乡個練，其經選㈣輔 匕3 標。舉例來說，波形30。可包含多個頻率程目 進過程控制且增加過程速^ 夕個振幅以改 擊型:Ϊ括波形3〇0可包含多個頻率和多個振幅以實現打 =離子植入以形成退化摻雜分佈。而 ：，

3户個頻率和乡個純財 =可L 標’例如，實現高縱橫⑽卿刻過程目 和過程目標’例如將材料沉積為高縱橫些沉積分佈 或幾乎共形塗層以及填充溝槽和其它裝置積共形 參看圖3B，緣示根據本發明的由偏置^2=圖

S 30 201203357 1A至圖1B)產生的偏置電壓波形35〇，所述偏置私以 M8在電漿處理期間將負電壓352施加到基板146以吸引 離子。偏置電壓波形350與RF功率波形3〇〇同步。然而， 應理解，偏置電壓波形350中的脈衝不必與RF功率波形 300中的脈衝對準。在當由RF源13〇產生的波形350具有 專於第一功率位準pRF2 304的功率時的第二脈衝週期τρ2 308期間施加負電壓352。在當電聚處理終止且波形3〇〇 具有專於第一功率位準PRF1 302的功率時的第一脈衝週期 TP1 306期間波形350處於接地電位。 以兩個不同功率位準將波形施加到電漿源1〇1(圖1A 至圖1B)(其中在當由偏置電壓源Ms (圖1 a至圖1B) 產生的波开> 350處於接地電位時的週期τρι 3〇6期間由rf 源130施加第一功率位準Prfi 3〇2)將輔助中和積聚於基 板146 (圖ία至圖1B)上的電荷。對應的電漿中的電子 將中和積聚於基板146上的至少一些電荷。 圖3C說明根據本發明的由偏置電壓源148 (圖1八至 圖1B)產生的波形360，所述偏置電壓源148在電漿處理 期間將負電壓362施加到基板146以吸引離子，且在電漿 處理終止之後將正電壓364施加到基板146以輔助中和基 板M6上的電荷。在當由处源13〇產生的波形獅具有 等於第二功率位準Prf2綱的功率時的第二脈衝週期丁打 308期間施加負電壓362。在當由RF源13〇產生的波形· 具有等於第-功率位準pRF1 3〇2的功率時的第一脈衝週期 TP1 306期間波形360處於正電位364。 201203357 以兩個不同功率位準將波形施加到電漿源10丨（圖ΙΑ 至圖1Β)(其中在當由偏置電壓源148 (圖ία至圖1Β) 產生的波形360處於正電位364時的第一週期Τρι 306期 間由RF源130(圖1A至圖1B)施加第一功率位準PRF1302) 將辅助中和積聚於基板146 (圖1A至圖1B)上的電荷。 對應的電漿中的電子將中和積聚於基板丨46上的至少一些 電荷。另外，施加於基板146的正電壓364也將中和積聚 於基板146上的至少一些電荷。 圖4A到圖4C說明根據本發明的由RF源130(圖1A 至圖1B)產生的RF功率波形4〇〇和由偏置電壓源148(圖 1A至圖1B)產生的偏置電壓波形4〇2、4〇4，其類似於結 合圖3A到圖3C所描述的波形3〇〇、350和360，但在時 間上相對於波形300、350和360而移位，以便以第一功率 位準Prfi 302和第二功率位準PrF2 3〇4兩者來執行電漿過 程。在此實施例中，RF功率波形4〇〇與偏置電壓波形4〇2、 404經同步，但RF功率波形4〇〇巾的脈衝未與偏置電壓波 形402、404中的脈衝對準。 在電漿處理期間改變由尺1?源13〇產生的功率允許用 戶更精確地控制在電漿處理期間積聚於基板146的表面上 的電荷量，以實現某些過程目標和效應。舉例來說，在第 二脈衝週期TV2 308的結束附近增加功率將增強 基板146上的電荷的中和。 參看圖5Α到圖5C，繪示根據本發明的另一實施 由RF源130(圖1Α至圖1Β)產生的具有可變頻率的处 S. 32 201203357 功率波形500和由偏置電壓源148 (圖1A至圖IB)產生 的對應的偏置電壓波形502、504。波形500類似於結合圖 3A到圖3C和圖4A到圖4C所描述的波形300、400。然 而’第—脈衝週期Τρι 306和第二脈衝週期TP2 308中的 RF功率為相同的，且第一脈衝週期TP1 306和第二脈衝週 期TP2 308中的頻率為不同的。改變波形5〇〇的頻率會改 變離子/電子密度，且因此改變電荷中和效率。 因此，在一個實施例中，波形5〇〇在第一脈衝週期Τρι 306中的頻率不同於波形在第二脈衝週期TP2 308中的 頻率:且這些頻率經選擇以在電榘處理期間至少部分地中 和電荷積聚。波形502、504類似於結合圖3Α到圖3c所 =的波形350和360。在其它實施例中，波形5〇2、5〇4 f時間上相對於波形5〇〇而移位，這類似於結合圖4A到 圖4C所描述的波形4〇2、4〇4的移位。 另外 在本發明的一個方面中，例如由RF源130產 :個功率位準、波形500在第一脈衝週期Τρι挪和 =?:(τ;2==，。。相對於由偏 等參【經，實現某些過程目標。舉=== 由…產生-個功率^時 間使用較少料且/錢過程_ ㈣^ 將在偏置電壓處於接地電位時進行⑽^漿處理 而且，在本發明的-個實施例中，由灯源13〇 (圖 33 201203357 1A至圖1B)產生的多個功率位準 一 「者中的頻率以及波形5。〇相對於由偏 中的上 =二在‘ ^例來說，在電漿處理期間使用較少功率生 :===源功率也可經 而且，在本發明的另一實施例中，由 :至圖1B)產生的多個功率位準中的至少一者原：圖 期TP1 306和第二脈衝週期Τη的： 者中的頻率以及波形500相對於由 ^ ^ 離子通量心=:: 汽====== =°其技術裝置需要共形摻雜和共形沉積。° 且，在本發明的另一實施例中，由rf源】 至圖1B)產生具有某些多個功率位準、多 d偏置電壓源148 (圖1八至_)產生的波形‘ 雜。術語“打擊型離子植入，，在本文中被定義為反沖= 34 201203357 入（recoil ion implant) ’其中穿過基板146的表面層植入 離子以將摻雜劑材料驅動到基板146中。 用於打擊型離子植入的離子可為惰性離子物質，例如

He、Ne、Ar、Kr和Xe，其可由惰性饋送氣體形成。在一 些實施例中，打擊型離子的質量經選擇為類似於所要推雜 劑離子的質量。RF源130(圖1A至圖1B)產生足以用足 夠能量朝向基板146 (圖1A至圖1B)引導打擊型離子以 在撞擊後在物理上將所沉積的摻雜劑材料打擊到基板 (圖1A至圖1B)的平面和非平面特徵中的RF功率。而且， 例如腔室壓力、氣體流動速率、電漿·力率、氣體稀釋和 脈動偏壓源紅作週麟參數可輯擇以增強打擊型 離子植入。 打擊型離子植入可用以形成退化摻雜分佈。由耵 130 (圖1A至圖1B)產生具有某些多個功率位準、多個 頻率和相對於由偏置電壓源148產生的波形的相對 波形以便形成退化分佈，例如退化摻雜分佈或退化沉 2。術語“退化分佈，，在本文中被定義為其中分佈的峰值 浪度位於基板表面下方的分佈。舉例來說，參看題 用離子植人形錢化材料分佈的方法（A Meth〇d Forming a Retrograde Material Profile Using i〇 Implantation) ”的第㈣44,619號美國專利申請案 ^ ===;號美國專利申請案的整個說 對於電毁捧雜，有時需要形成退化離子植入換雜劑分 35 201203357 為ί於許多原因而難以精確地控制離子植入層的深 二’在電漿摻雜期間，可能存在由物理濺射和 成的對基板表_—些無隸刻。另外， 存在一些無意沉積。此外，可能歸因於許多b 勒層中的非子物f的存在、離子之_碰撞、電聚 勒：：的非均勻性、二次電子發射的存在由於寄 二理想的偏壓脈衝的施加)而存在顯 ufl卜，時需要形成退化離子植人摻雜劑分佈，因為 表面峰值摻_分佈對_後或植人後過轉常敏感，2 是由於沉積或植人材料的最大峰储度的A部分位於^ 表面處或其附近。明確地說，通常在植人之後執行的^ =餘劑(resist)剝離過程將移除表面附近的大量換雜劑材 在其它實施例中，由RF源、U0產生具有某些多個 率位準、多個頻率和相對於由偏置電壓源148產 、 的相對時序的波形以便實現某些過程目標或過程分2波形 如#刻分佈）。舉例來說，所述多個功率位準、夕 （例 相對於由偏置電壓源148產生的波形的相對時率和 以實現rlj縱橫比餘刻分佈或某些類型的沉積分佈、、"* ^擇 所屬領域的技術人員將瞭解，根據本發明的由 13〇(圖〜至圖叫產生的波形可具有多個振 頻率’且可具有相對於由偏置電壓源、148(圖1A至圖 產生的波形的各種相對時序。事實上，存在具有可由 36 201203357 源130 (圖1A至圖1B)產生的多個功率位準和多個 以及相對於由偏置電壓源148 (·圖1A至圖1B)產生的波 形的相對時序的幾乎無窮數目個可能波形，其將至少部分 地中和電荷且/或實現本文中所描述的過程目標。 夕<，看圖6，繪示根據本發明的一個實施例的所測量的 多设定點RF功率與控制信號波形600。波形600包含=在 時間t〇處開始的時間為函數的RF功率與控制信號浊# 會示離子植入週期602、電荷中和週期=二 電週期606。 參看圖1A至圖1B和圖6，在時間t〇處，控制器152 ^至_⑺）產生植入脈衝刪，其指示偏置電壓電源 Θ 1A至圖1B)用負電壓脈衝向基板14ό (圖ία至 。1B)加偏壓，所述負電壓脈衝吸引電漿中的離子朝向基 =146。植人脈衝6〇2的上升時間為約3〇微秒。而且，$ =t。處’控制器152產生RF脈衝控制信號，其起始且 ^第^力率位準的RF功率波形⑽。在離子植入週期6〇2 RF’雷工^器152產生第一 RF脈衝控制信號612，其致使 電机在RF天線126和128 (圖1A至圖ib)中的至少 的μ 動’進而撞擊電聚。第一 RF脈衝控制信號612 的上升時間為約30微秒。 入中和週期604在第一 Μ脈衝控制信號612和植 制5號6〇8兩者均返回到零時開始。第—好脈衝控 和植人脈衝控制信號的下降時間為約2()微秒。在電 何中和週期604 +，控制器152產生第二妳脈衝控制信 37 201203357 號614’其使rf功率波形⑽ 位準。在許多實施例中，第二功率位進(rps)到第二功率 如圖6所示。然而，在其它實施例令準大於第= 力率位準， 包含低於第-功率位準的功率位第-功率位準可為 RF脈衝控制信號的上升時間也’ ^何功率位準。第二 週期_中’基板146上的至少二=效和 上的不合意的充電效應。的電何中和減少基板… =n RF 脈_ 6 :開:斷 根據本發明的具有增強型電荷中㈣。 多不=多設定點RF功率與控制信號波形_ 一起使可用許 應轉’減树_聽電射 =類型的電漿處理設備—起使用。舉例來說， 中和的方法可與具㈣_合式轉（1 振器電漿源、微賴源、ECR親源和電絲 源的電聚處理設備-起俊用。宝鲁，_ 祸°式電激 作的任何類型的電漿源可用以執行本發==模式來操 當脈動RF和偏麈波形和25〇用於植入離子， 難以準魏控㈣要植人的離子的成分，例來說，B Η 與氦氣的混合物可用以形成電漿。此混合物可形2 6 雜劑離子以及氦離子。當基板被加 負偏壓時，電漿中所^ 成的正離子朝向基板加速。氦離何在基射造成較多^ 38 201203357 壞，且減緩基板在退火過程期間的再生長速率。因此，將 有益的是使氦離子的形成減到最少。然而 不加選擇地形成離子，因而植人了摻雜： 乱離子兩者。 下文中，揭示電漿處理的各種實施例。如上文所 f ’所述棘可為基於«_子植人過程、基於電聚的 刻過程、基於錢的⑽财餘何其它基於電聚的過 程:出於清楚和簡明的目的，描述可集中於施加到電聚源 =生並維持電聚的RF波形以及施加到基板以用電K 包=其+的使用RF波形產生的粒子處理基板的偏壓波 形。如下文所描述，RF波形和偏壓波形可具有各種配置。 >看圖7 ’綠示根據本發明的另一實施例的灯功率 =形遍和對應的偏置電壓波形彻。如® 7中所說明， ^力率波形700和偏置電麗波形7〇ι可包括具有不同振幅 個脈衝。類似於早先實施例，可將RF功率波形· 也加到平面線圈RP天線126和螺旋線圈处天線128 (圖 h至^：1B)中的一者或—者以上，而可將偏置電壓701 知加到基板146 (圖ία至圖出）。 702、Rm形700可包括第一到第三RF功率脈衝 t σ ，其在二個對應的RF功率週期tpl、化和 =間施加。如圖7中所說明，第一 RF功率脈衝702可 ^ ^ Ϊ率脈衝7〇4前面’且第二功率脈衝704可在 功率脈衝706前面。如果需要的話，可以所述次 序或以不同次序提供額外的第一 处 39 201203357 702、704 和 706。 第一 RF脈衝702可具有第一功率位準pRFi，第二Rp 功率脈衝704可具有第二功率位準Prf2 ,且第三脈衝7〇6 可具有第二功率位準pRFS。在本實施例中，第一功率位準

Prfi可大致為0。或者，第一功率位準Prfi可大於〇。同時， 第二功率位準PRF2可大於第一功率位準pRpi，但小於第三 功率位準pRF广舉例來說，第二RF功率位準Prf2的值可 為约200瓦，且第三功率位準Prf3的值可為第二功率位準

Prf2的150%到600% (大約6〇〇瓦）。在第二RF功率週期 k和第二RF功率週期y期間，當施加第二处功率脈衝 704和第三RF功率脈衝7〇6時，可產生電漿。與借助施加

第二RF功率脈衝704產生的電聚相比，借助施加第三RF 功率脈衝706產生的電漿可具有不同性質。舉例來說，借 助第三1^功率脈衝706產生的電裝可具有較大的離 或電子密度。 第三RF功率脈衝7〇6的寬度（或第三RF功率週期 k的持續時間）可為工作週期的約2〇%到5〇%。同時，第 704❾寬度（或第二RF功率週期tp2的持 、s ).可有為工作週期的大約6〇%的上限。在 、一 RF功率脈衝704的寬度可為約30到1〇〇 但優選為大約90 Μ。同時，第三处功率脈衝706的寬度 :為約10到50叩，但優選為3〇叩。所屬領域的技術人f :=識到’第二RF功率脈衝7〇4和第三RF功率脈衝7〇6 的度中的至少一者可依據電漿和/或基板146的所要條 201203357 件或性質而改變。 同時’偏置電壓波形701可包括第-偏壓脈衝703和 第二偏壓脈衝705。第-偏壓脈衝7()3可具有第—偏壓位 f t且在第-偏壓職tbl_施加。㈣，第二偏壓脈 衝7〇5可具有第二偏壓位準％且在第二偏壓週期一期間 施加。在本實施例中，第二偏壓位準％可具有比第—偏壓 位準％大的絕對值（即，更正或更負）。同時，第—偏壓 位準V!可為約〇，其通過斷開提供給基板146 (圖ia至 圖1B)的偏壓來實現。或者，第一偏壓位準％可具有大 於0的絕對值（即，更正或更負）。如果在離子接近於基板 (圖ία至圖1B)時提供第二偏壓脈衝7〇5，那麼可吸 引離子並將其植入到基板146中。 如圖7中所說明，第一 RF功率週期tpl和第三处功 率週期y可與第一偏壓週期tbl重合。同時，第二μ功率 週期tp2可與第一偏壓週期“和第二偏壓週期tb2兩者重 合。換句話說，第二偏置電壓脈衝705施加到基板146(圖 1A至圖1B),而第二RJ?功率脈衝施加到平面線圈rf 天線126和螺旋線圈RF天線128 (圖1A至圖1B)中的 —者或一者以上。在所述圖7中，繪示第三Μ功率脈衝 706和第一偏置電壓703的同時施加。然而，所屬領域的 技術人員將認識到，可能存在一些延遲，且第三Rp功率 脈衝706和第一偏置電壓703中的一者可在第三rf功率 脈衝706和第一偏置電壓703中的另一者之後施加。 如果在第二RF功率週期tP2期間用第二奸功率脈衝 201203357 704產生電毁’那麼將第二偏壓脈衝705施加到基板146 (圖1A至圖1B)將把來自電漿的離子吸引到基板146中。 舉例來說’施加負偏壓v2將吸引帶正電的離子，且帶正電 $離子將植入到基板146中。因而，基板146和安置於或 =積於其上的任何其它材料也可成為帶正電者。因而，可 月b發生電弧。如果工作週期或過程系統内部的壓力增大， 那，電弧可能會惡化。藉由施加RF功率波形700和偏置 電壓$形701，即使工作週期或壓力增大也可避免電弧。 在特定實例中’已將具有300瓦的第二脈衝704和600瓦 的第二脈衝706的RF功率波形700施加到天線126和128 (圖1A至圖1B)以將離子植入到基板146中。已在系統 内建立6毫托的壓力。儘管使植入的持續時間（即， tb2)從30 增加到80 μ5，但未觀測到電弧。在另一實例 中’在系統中處理基板146，其中系統1〇〇内的壓力為約 10毫托。在此實例中’增加壓力以進一步增加處理量。將 具有第二脈衝704和第三脈衝706的RF功率波形700施 加到天線126和128中的至少一者。第二脈衝704具有200 的功率位準，而第三脈衝706具有600瓦的功率位準並持 續30叩。儘管植入的持續時間（即，tb2)增加了 9〇 ， 但未觀測到電弧。 參看圖8a，繪示根據本發明的另一實施例的RF功率 波形8〇〇和對應的偏置電壓波形8〇1。在本實施例中，RF 功率波形8〇〇和對應的偏置電壓波形801可分別施加到平 面線圈RF天線126和螺旋線圈RF天線128中的一者或一

S 42 201203357 -----f 者以上和基板146 (見圖ία至圖IB )，以減少PLAD過程 所引發的損壞和缺陷。如圖中所說明，RF功率波形8〇〇 和偏置電壓波形801可包括具有離散且不同的振幅的多個 脈衝。然而，應理解，可使用擁有具有或不具有離散振幅 的二個以上脈衝的RP功率波形。舉例來說，還可使用具 有連續變化的振幅的波形。而且，波形可以線性或非線性 速率的方式而傾斜。此外，應注意，所述波形描繪RF功 率信號的振幅，而非其頻率。任何合適的頻率或頻率集合 可用以向天線126和128 (圖1A至圖1B)供電。 在本實施例中，RF功率波形800可包括第一到第三 RF功率脈衝802、804和806，其在三個對應的rf功率週 期tpi、tp2和tP3期間施加。如圖中所說明，第一 RF功率脈 衝802可在第一 RF功率脈衝前面，且第二功率脈衝 804可在第三rf功率脈衝8〇6前面。如果需要的話，可以 所述次序或以不同次序提供額外的第一到第三Rp功率脈 衝 802、804 和 806。 第一 RF脈衝802可具有第一功率位準Prfi，第二RF 功率脈衝802可具有第二功率位準pRF2，且第三脈衝8〇6 可具有第三功率位準PRF3。在本實施例中，第一功率位準 Prfi可實質上為0。或者，第一功率位準pRn可大於〇。同 時，第二功率位準Prf2可大於第一功率位準Prfi，但小於 第三功率位準PRF3 〇 同時’偏置電壓波形801可包括第一偏壓脈衝803和 第二偏壓脈衝805。第一偏壓脈衝803可具有第一偏壓位 43 201203357 -----1Γ-Ι 且在第-偏壓週期tbl期間施加 施加。t 2且在第二偏壓週期心期間 =二1大的絕對值（即，更正或更負）。同時，Ϊ-偏壓 可為約0’其通過斷開提供給基板146 (圖以至 圖B)的偏壓來實現。或者，第—偏壓位準力可直有大 對值（即，更正歧負）。如果在離子接近於基板 146(圖1A至圖1B)時提供第二偏壓脈衝8〇5，那麼可吸 引離子並將其植入到基板146中。 如圖8 a中所說明，第一 RF功率週期tp!和第三Rp功 率週期y可與第一偏壓週期tM重合。同時，第二处功率 週，tp2可與第二偏壓週期h重合。換句話說，第二偏置 電壓脈衝805與第二RF功率脈衝804同步。在施加第二 RF功率脈衝8〇4以及第二偏置電壓脈衝8〇5之後的某個時 間處’施加第三RF功率脈衝806以及第一偏置電壓脈衝 803。在所述圖中，繪示第三RF功率脈衝7〇6和第一偏置 電壓803的同時施加。然而，所屬領域的技術人員將認識 到，可能存在一些延遲，且第三RF功率脈衝806和第一 偏壓脈衝803中的一者可在施加第三RF功率脈衝806和 第一偏壓脈衝803中的另一者之後施加。 在操作中，將基板146 (見圖1A至圖1B)放置於基 於電漿的系統1〇〇内。此後，可將饋送氣體引入到系統100 中。饋送氣體可為一種或一種以上摻雜劑氣體與一種或一 種以上惰性氣體的混合物。摻雜劑氣體可具有包含硼 201203357 _B)、碟⑺、砷（As)、鍺（Ge)、矽（Si)、硒（Se)或 氮（^)在内的摻雜劑物質或可更改基板146的性質的任 ，其它物質。惰性氣體可具有包含氫（H)、氧⑼、碳（C) ^的隋f生物質或任何稀有氣體（n〇bie gas )物質。在本 實施例令’摻雜劑氣體可為乙硼烷（B2H6)，且惰性氣體 可為氦氣（He)。 在將饋送氣體引入到系統1〇〇中之後，將具有第二 功率位準Prf2的第二RF功率脈衝施加到天線126和 見圖1A垒圖1B)中的至少一者。在本實施例中， 第一 RF功率位準pRF2的振幅可大於Β2Ηό的電離能量，但 小於He的電離能量。電離能量是致使中性分子失去電子 =成為離子所需要的能量。惰性氣體（例如He)具有比包 s βζΗ6在内的其它物質高的電離能量。通過施加振幅大於 1¾的電離能量但小於He的電離能量的第二RF脈衝 804，可形成硼基離子。同時，可產生僅少量的He離子。 如果施加到基板146的第二偏壓脈衝805為負電壓， 那麼施加第二偏壓脈衝8〇5可導致植入帶正電的硼離子和 其它蝴基(boron based)分子離子。但是，因為產生僅少量 的He離子，所以僅少量的He離子可植入到基板146中。 此後，可將具有較高rF功率位準Prf3的第三RF功 率脈衝806施加到平面線圈Rp天線126和螺旋線圈RF 天線128 (見圖1A至圖1B)中的一者或一者以上。同時 或幾乎那時，將第一偏壓脈衝803施加到基板140。在本 實施例中，第三RF功率脈衝8〇6的第三功率位準pRF3可 45 4. 4.201203357 大於He的電離能量。此時’額外的b2h6可電離以形成額 外的帶正電的硼基離子。另外’可形成帶正電的He離子。 因而’可產生更多的離子和電子。此增大的功率位準也可 維持電漿穩定性。 如上文所提及，將帶正電的離子植入到基板中可使基 板146帶正電。如果斷開偏壓（例如，第一偏壓脈衝 的振幅為0電壓），那麼額外的帶正電的離子將不太可能植 入到基板146中。而是，將吸引電漿中的電子並將其植入 到基板146中。所述電子將在電性上中和所述基板丨46。 同時’可修復在植入帶正電的離子期間所引發的基板146 上的一些殘留損壞。此循環可在需要時重複。 包含P、As和B在内的某些摻雜劑物質可增強在退火 步驟期間的基板再結晶率，所述退火步驟在離子植入過程 之後執行。在一些情況下，增強可高達一個數量級(〇rder)。 然而’例如〇、C和惰性氣體等其它物質可減小再結晶率。 藉由使在植入B基離子期間植入到基板146中的He離子 的量減到最小，本實施例的技術可增強可在後續退火過程 期間發生的再結晶率。另外，可減少在植入過程期間所引 發的殘留損壞。儘管本描述揭示了選擇摻雜劑而非惰性氣 體來進行植入，但本發明不限於此實施例。本方法可用以 選擇性地引入一種離子的物質。 選擇性離子植入和對基板再結晶的增強還可藉由修 改波形800和801來實現。參看圖8b，繪示根據本發明的 另一實施例的RF功率波形81〇和對應的偏置電壓波形

S 46 201203357 811。在本實施例中，RF功率波形81〇和偏置電壓波形811 可分別類似於圖8a中所示的RJ?功率波形8〇〇和偏置電壓 波形801。然而，第二RF功率脈衝814和第三RF功率脈 衝816與第二偏壓脈衝815同步。換句話說，隨著將第二 偏壓脈衝815施加到基板146 (見圖ία至圖iB)，將第二 RF功率脈衝814和第三RF功率脈衝816依序施加到平面 線圈RF天線126和螺旋線圈Rp天線128中的一者或一者 以上。 在本貫施例中，與圖8a所示的實施例相比，可將用 第三RF功率脈衝816產生的更多He離子植入到基板146 中。然而，所述量可小於在使用傳統單個RF脈衝的情況 下植入到基板中的量。儘管圖8b說明特定波形配置，但本 ，明不限於此。可基於待植人的物質和其它參數來選擇脈 衝的持續時間。在另-實施例中，可在第二偏壓脈衝 的一部分期間停用RF功率。另外，Μ功率波形81〇可經 仏改以使得在施加第一偏壓脈衝8〇3期間保持施加較高的 RF功率位準（Prf3)。 如上文所提及，施加第二RF功率脈衝804和814可 f擇1·生地引入離子，而施加第三处功率脈衝獅和 持電聚狀態。第二RF功率脈衝8〇4和814的振幅可 =逑擇，僅電離饋送氣體中所含有的物質的一部分。同 中的RF功率脈衝8〇6和816還可幫助修復基板146 功^留損壞。可基於電漿中的各種物質的電離能量來選 ^位準。因此，這些功率位準中的每一者的振幅和持 201203357 續時間可經改變以在任何 同時確保其穩定性。通過使二=改電聚中的離子成分， 同步，可修改被植入的那些；F =率脈衝與偏壓脈衝 減輕在基板中造成的損壞 =擇和濃度。如此，可 離。 、 者了引起賴内”定物質發生電 應注意，目8a和圖8晴示較 功率位準前面。這並不是要戈 =位旱緊接在較冋 :在：低功率位準刚面，以便形成穩定的電漿。在其它實 施例中’可在較低功率位準與較高功率位準之間停用功率。 參看圖9a和圖％’繪示根據本發明的另一實施例的 RF功率波形900和910以及對應的偏置電壓波形9〇1和 91卜在本實施例中，RF功率波形900和91〇可施加到平 面線圈RF天線126和螺旋線圈RF天線128 (見圖丨八至 圖1B)中的一者或一者以上。同時，對應的偏置電壓波形 901可施加到基板146(見圖1A至圖1B)。在所述過程中， 可控制電漿中的電子溫度。 參看圖9a’RF波形900可包括第一和第二RF功率脈 衝902和904，其在第一和第二RF功率週期tpi和“期間 施加。如圖9a中所說明，第一 RF功率脈衝9〇2可在第二 RF功率脈衝904前面。如果需要的話，可以所述次序或以 不同次序提供額外的第一和第二RF功率脈衝9〇2、904和 906。 第一 RF脈衝902可具有第一功率位準Prfi，而第二

S 48 八ί 201203357 H麵衝902可具有第二功率位準—。在本實施例 中’弟-功率位準PRF1可大於〇。同時，第二功率肌 功率位準PRF1 °與用第一 RF功率脈衝902產 ^電漿相比，用第二RF功率脈衝9〇4產生的電聚可豆 有不同性質。舉例來說，用第二RP功率脈衝9〇4產生的 所述離子密度

Nu和電子密度Nel可大於用第一好功率脈衝9〇2產生的 的那些Ni2和Ne2。另外，用第二RF功率脈衝9〇4 產生的電毁可具有電子溫度Tei，其可大於用第一 rf功率 脈衝902產生的電漿中的電子溫度。 同時’偏置電壓波形901可包括6第一偏壓脈衝9〇3和 第二偏壓脈衝905。第-偏壓脈衝9〇3可具有第一偏壓位 準Vi且其在第—偏壓週期tbi期間施加。同時，第二偏壓 脈衝905可具有第二偏壓位準％且其在第二偏壓週期^ 期間施加。在本實施例中，第二偏壓位準％可具有比第一 偏壓位準％大的絕對值（即，更正或更負）。同時，第一 偏壓位準V!可絲0或接地電壓，其通過_提供給基板 146 (圖1A至圖1B)的偏壓來實現。或者，第一偏壓位 準W可具有大於0的絕龍（即，更正或更負）。如果在 離子接近於基板146 (圖1A至圖1B)時提供第二偏壓脈 衝905，那麼可吸引離子並將其植入到基板146中。 如圖9a中所說明，第二RF功率脈衝9〇2可在第一偏 壓週期tbl期間施加。同日寺，第-RF功率脈衝9〇2可在第 二偏壓週期W期間施加。換句話說，當向基板146施加第 49 201203357 -電壓位準Vl時，施加第二RF功率脈衝9〇4。同時，當 向基板146施加第二電壓位準％時，施加第一处功 衝 902。 在本實施例中，可施加波形9〇〇和9〇1以最佳化電漿 中的粒子（例如’離子、電子、令性粒子、原子團等）的 成分。舉例來說’具有第—電子密度…和離子密度％ 以及第-電子溫度Tel的絲可在施加第—RF功率脈衝 902期間實現。在施加第二RF功率脈衝⑽期間離子密 度凡、電子密度Ne的值可增加到較高的離子密度％、電 子也度NeZ和電子溫度Τα。同時，原子團的密度可較小。 如果施加額外的第- RF功率脈衝9〇2，那麼電子密度凡 和離子&、度Ni以及電子溫度Te的值可返_帛—電子密 度Nel和離子密度Nil以及第—電子溫度l。藉由最佳化 第一 RF功率脈衝902和第二RF功率脈衝9_功率位準 且連續施加第- RF功率脈衝9〇2和第二RF功率脈衝 904’還可最佳化Ne、Ni和Te的值，因此最佳化離子和中 性粒子的成分^ 在操作中，將基板146 (見圖1A至圖1B)放置於基 於電漿的系統100 Θ。此後，可將饋送氣體引入到系統1〇〇 中。饋送氣體可為-種或-種以上摻雜·體與一種或一 種以上惰性氣體的混合物。摻雜劑氣體可具有包含蝴 ⑻、^! (P)、_ (As)在内的摻雜劑物質或可更改基板 M6的電性質的任何其它物質。惰性氣體可具有包含氧 (〇)、碳（C)在_惰性物f或任何其它稀有氣體物質。 50 201203357 在本實施例中’掺雜劑氣體可為乙硼烷（bfj。 在tpl期間，可在電漿中優先產生帶單電荷的、未離解 的分子離子（例如’ BF/)。同時，可在&期間產生更多 的分裂的分子離子（例如，BF2++、BF+++等）。藉由在t ι 期間施加第二偏壓脈衝905，當施加第一 RF脈衝9〇2時p，1 可用更多的帶單電荷的、未離解的分子離子來對基板146 進行植入或處理。因而，可最佳化所述過程。舉例來說， 可實現植入離子的較好的且較受控制的深度分佈 (profile)。雖然未圖示，但本發明並不排除其中藉由在較高 功率RF位準pRF2期間施加偏置電壓來用更多的分裂的分 子離子處理基板的情形（如果需要此過程時）。除了最佳化 離子植入之外，波形_和·可在㈣過程期間施加時 ^進働m雜。如果執行沉積，麵也可最佳化沉積速 平0 乃外，在兩個第二RF功率脈衝904之間施加 rf 可產生較均勾且穩定的錄。在傳統的脈動 =功率波形中’可在兩個奸功率脈衝之間施加具有〇振 衝輝trr:振幅的rf脈衝期間， τ 餘輝（aftergk)W)，，。在此餘輝期間，電 潰:“ 6 到低得多的水平Ο—且電漿勒層可崩 而產二 離子密度以及電子溫度可快速波動，從 功率位準的第、Hi句句的電漿。藉由在兩個具有較高 功率位準衝904之間施加具有大於0的 功率脈衝902,可維持較穩定的電漿。 51 201203357 另外’可在柯加賴子濃度的情況τ最佳化離子 和中性成分。 其匕控制電子溫度Te的方法也是可能的。參看圖9b， RF波形910可包括第一到第四RF功率脈衝912、9i4、叫 和918 ’其在對應的第一到第四RF功率週期tpl、tp2、tp3 和t〆期間施加。如圖％中所說明，第一处功率脈衝9/2 可在第二RF功率脈衝914前面，第二RF功率914可在第 三RF功率脈衝916前面，且第三RF功率916可在第四 RF功率脈衝918前面。 在此實施例中，第一 RF功率脈衝912的功率位準可 為0，其通過斷開耦合到天線126和128的電源13〇來實 現。同時，第二RF功率脈衝914可具有第二功率位準 PRn，第三RF功率脈衝916可具有第三功率位準Prf3，且 第四RF功率脈衝918可具有第四功率‘。第二功率位 準Prf2可小於第三功率位準PRF3，且第三功率位準&可 小於第四RF功率脈衝918。藉由在非常短的持續時間内施 加第一功率脈衝912，可在不破壞電漿的穩定性的情況下 控制電子溫度Te。應理解，其中使用各種功率位準來升高 和降低電子溫度的其它可能情形是可能的且處於本發明的 範圍内。 下文中，提供施加到天線126和128中的至少一者以 及基板146的波升)的其它實例。儘管以上實施例主要集中 於施加不同波形來執行離子植入的技術，但以其它電漿處 理為背景來描述以下技術。明確地說，出於清楚和簡明的

S 52 201203357 目的，以下描述集中於蝕刻和/或沉積。然而，本發明並不 排除將以下方法應用於離子植入。 在許多電漿處理操作中，需要在低溫下共形地處理基 板。共形處理可被定義為均勻地處理以不同角度或定向來 =向的基板表面。具有多個處於不同定向的表面的基板的 實例包含鰭式(Fin)FET結構以及具有水平延伸和垂直延伸 表面的雙鑲嵌結構（duai damascene structures )。在對此類 結構進行軒狀、御U_+，需要均自频不同定 向的表面進行植入、蝕刻或沉積。 可藉由在低RF功率/低電漿密度操作點下進行操作來 改進PECVD過程的共形性。低離子通量和低沉積速率的 ^導致改進的共形性，因為膜的形成是以與3D結構中 的擴散速率相當的速率進行。然而，低RF功率通常愈電 ，和過程不穩定性相關聯。藉由使用多個rf功率位準， ==的脈衝可用以穩定。這允許在較寬 行，2賴缺少電_層的情況下執 電聚勒層會；k準基板上的離子。此 度朝向基板㈣所有離子，靴使以相同角 種解決方案是在缺少電漿鞘層：“沉積出現問題。-說，在功率未施加到電行沉積。換句話 所提及，此週期稱為電聚餘輝。、二=力°麟。如上文 在餘輝_，離子密度和電子奸要缺點在於， 速率，進而使得過程不可行。…’故又導致低過程 53 201203357

-----r.I 在-個實施例中，可採用具有多個RF功率位準的奸 功率波形以改進上文所述的過程速率。使用高功率位準妒 成較多離子和電子，其中一些可在電漿餘輝期間保留。/ 參看圖10a到圖l〇d，繪示根據本發明的另一實施例 的RF功率波形10〇〇和對應的偏置電壓波形ι〇〇ι。在本實 施例中，RF功率波形1〇〇〇和對應的偏置電壓波形職 可施加到平面線圈RP天線126和螺旋線圈RF天線US 中的一者或一者以上和基板146。 參看圖10a，RF功率波形1〇〇〇包括第一到第三Rf 功率脈衝1002、1004和祕，其在tpi、tp2和y期間施加 到RF天線126和128中的至少一者。第一 RP功率脈衝 1002在第二rf功率脈衝1〇〇4前面，且第二处功率脈衝 1004在第三RF功率脈衝1006前面。如果需要的話，可以 所述次序提供額外的第一到第三RF#率脈衝1〇〇2、1〇〇4 和 1006 。 第一 RF脈衝1〇〇2可具有第一功率位準匕，第二处 功率脈衝1004可具有第二功率位準P2，且第三脈衝1〇〇6 可具有第三功率位準Ργ在本實施例中，第一功率位準匕 的值可為零或大於零。同時，第二功率位準Ρ〗可大於第一 功率位準Pi，但小於第三功率位準ρ3。 在第一 RF功率週期和第三RF功率週期tp3期間， 當施加第二RF功率脈衝1004和第三RF功率脈衝1〇〇6 時，可產生電漿。與借助施加第二RF功率脈衝1〇〇4產生 的電漿相比，借助施加第三RF功率脈衝1006產生的電聚

54 S 201203357

VW 可具有不同性質。舉例來說，借助第三RF功率脈衝7〇6 產生的電漿可具有較大離子和/或電子密度。因此，在施加 第一到第三脈衝1〇〇2、10〇4和1〇〇6的情況下，波形包含 從卩！到P2到P3的功率位準升高。如果以所述次序重複所 述脈衝，那麼功率位準可從第三功率位準p3減小到第一功 率位準P!。 同時，偏置電壓波形1001可包括第一脈衝1〇〇3和第 二脈衝1005。第一偏壓脈衝1003可具有第一偏壓位準％ 且其在第一偏壓週期tbl期間施加到基板146 (見圖1A至 圖1B)。第二偏壓脈衝1〇〇5可具有第二偏壓位準％且其 在第二偏壓週期知2期間施加到基板146。在本實施例中， 第二偏壓位準V2的絕對值可大於第一偏壓位準Vi的絕對 值。如圖10⑷至圖10(d)中所說明’第二偏壓脈衝1005的 脈衝寬度h可大於第三RF功率脈衝1〇〇6的脈衝寬度tp3。 如圖10a中所說明，第二RF功率脈衝1〇〇4和第三 RF功率脈衝1006施加到線圈126和128中的至少一者以 產生電漿。在tP3期間’當施加第三Rp功率脈衝1〇〇6時， 電漿密度可隨功率位準從P2增加到p3而增加。此後，施 加第一 RF脈衝1002，從而使功率位準從p3減少到Ρι。如 果在tpl期間？1接近零且不施加RF功率或施加最小的Rp 功率，那麼可減小或移除電漿中的電漿鞘層。此時，將第 二偏壓脈衝1005施加到基板146 (圖ία至圖1B)。保留 于電漿“餘輝”中的離子可被吸引到基板。如果第二偏壓脈 衝1005帶負電，那麼通過施加第二RF功率脈衝1〇〇4和 55 201203357 第三RF功率脈衝1006而留在電漿令的帶正電粒子可被n 引朝向基板146。如果第二偏壓脈衝1005帶正電，那麼， 在電聚中的包含帶負電離子和電子的帶負電粒子可被 朝向基板146。藉由在第二RF功率脈衝1〇〇4和第：奸 功率脈衝1006之後施加第一偏堡脈衝1005，電聚朝居 能不再存在。基板146附近的離子不再被校準，而3 ρ Υ 隨機的方式安置。此循環可在必要時重複。 父 在本發明中，可以許多方式修改RF功率脈衝波形 偏置電壓波形。舉例來說，可修改所述波形的同步。^ 圖l〇b到圖l〇d，繪示對圖l〇a中所說明的RF功率. 1000與偏置電壓波形1001的同步的修改。圖10b到圖 中所示的每一 RF功率波形彼此相同且與圖i〇a所示 形相同。另外，圖l〇b到圖10d中所示的每一偏置電壓^ 形也彼此相同且也與圖10a所示的波形相同。然而，RF ^ 率波形與偏置電壓波形的同步可以不同。 功 ^圖10b巾，偏置電壓波形職的第二偏壓脈衝 與第二RF功率脈衝讓同步。然而，第二偏壓脈衝 不與第二RF功率脈衝腦同步。如此，在施加具有最言 RF功率P3的第三RF功率脈衝讓時，施加第二偏置= 壓脈衝1005。在施加第二Rp功率脈衝1〇〇4時，不施加 一偏置電壓脈衝1005。 ，在圖10c中，第二偏置電壓脈衝1〇〇5與第二RF功率 脈衝1004和第三RF功率脈衝1〇〇6同步。在圖1〇d中， 第二偏置電壓脈衝1〇〇5僅與第：RF功率脈衝1〇〇4同步。 56 201203357 W W W 在丈 參看圖11a到圖lie，、繪·示根據本發明的另一實施例 的RF功率波形11〇〇和對應的偏置電麈波形1101。在此實 施例中，RF功率波形1100可包括第〆到第三RF功率脈 衝1102'1104和1106。應理解，可以所述次序在波形11〇〇 中提供額外的第一到第三RF功率脈衡1102、1104和 1106。同時，偏置電壓波形11〇1可包括第一偏壓脈衝1103 和第二偏壓脈衝1105。應理解，可以所述次序在波形1101 中提供額外的第一偏壓脈衝1103和第二偏壓脈衝1105。 與圖10a所示的RF功率波形1〇〇〇相比，本實施例的 RF功率波形具有許多相似之處。舉例來說，所述脈衝的次 序可與圖10a所示的RF功率波形1〇〇〇中的脈衝的次序相 同。另外，脈衝1102、1104和1106的相對功率位準可類 似於圖10a所示的脈衝1〇〇2、1〇〇4和1〇〇6的相對功率位 準。同時，偏壓波形1101的偏壓脈衝1()〇3和1〇〇5的次序 和相對功率位準可類似於圖1〇a所示的偏壓脈衝1〇〇3和 1005的次序和相對功率位準。 然而，第三RF功率脈衝11〇6的脈衝寬度可以不同。 ，例來說’第三RF功率脈衝11〇6可具有比圖1〇a所示的 第二RF功率脈衝1106的脈衝寬度大的脈衝寬度與第 =偏置電壓脈衝U〇5的脈衝寬度tb2相比，本實施例的第 三RF功率脈衝11〇6的脈衝寬度t?3可更大。 在圖lib到圖lld中，繪示相同的RF功率波形和相 =的，置㈣波形。圖llb到圖lld所示的处功率波形 的每者彼此相同且與圖11a所示的Rp波形相同。圖 57 201203357 Λ

lib到圖lld所示的偏置電壓波形中的每一者彼此相同且 與圖11a所示的偏置電壓波形相同。一個不同之處可在RF 功率脈衝聰、1104和脳相對於偏置電壓脈衝聰和 1105的同步中。 在圖lib中’第二RF功率脈衝11〇6與第二偏壓脈衝 1105同步’使得同時或幾乎同時施加所述兩個脈衝。在圖 1 一 1c中，第二偏壓脈衝1105與第二rf功率脈衝·和第 二RF功率脈衝11〇6的一部分同步。在圖Ud中第二偏 壓脈衝1105與第二RF功率脈衝11〇4同步，但不與第三 RF功率脈衝1106同步。在圖iie中，第二偏壓脈衝11〇5 與第一 RF功率脈衝1102同步。雖然圖中未繪示，但應理 解’與第一 RF功率脈衝1102同步的第一 RF功率脈衝11〇2 可跟隨在第三RF功率脈衝11〇6之後。使用這些波形，在 電漿餘輝期間和在電漿輝光期間的離子可用以處理基板 (見圖1A至圖1B)。 參看圖12a到圖12d，繪示根據本發明的另一實施例 的RF功率波形1200和對應的偏置電壓波形12〇1。在此實 施例中，RF功率波形1200可包括第一到第三Rjp功率脈 衝1202、1204和1206。應理解，可以所述次序在波形1200 中提供額外的第一到第三RF功率脈衝1202、1204和 1206。同時，偏置電壓波形1201可包括第一偏壓脈衝1203 和第二偏壓脈衝1205。應理解，可以所述次序在波形1101 中提供額外的第一偏壓脈衝1203和第二偏壓脈衝1205。 在本實施例中，第一 RF功率脈衝1202的功率位準大 58 20120335叉 於第二功率脈衝12〇4和第三功率脈衝1施的功率位準。 另外，第二RF功率脈衝12〇4的功率位準大於第三灯功 =脈衝1206的功率位準。如此，在第二灯功率脈衝 前面的是具有最高功率位準PS的第一处功率脈衝12〇6。 同時’第二RF功率脈衝1204在具有最低功率位準匕的 第三RF功率脈衝12〇6前面。 電壓波形1201的第二電壓脈衝12〇5具有脈衝寬度 和電壓位準V2。類似於早先實施例的第一偏壓脈衝，第一 偏壓脈衝1203的電壓位準的絕對值可為〇或大於〇 (例 如，更負或更正）。 如圖12a中所說明，第二偏壓脈衝12〇5與具有最低 功率位準Pl的第三RF功率脈衝1206同步。同時，具有 較高RF功率位準A和I的第一处功率脈衝12〇2 ^第 二RF功率脈衝1204可與第一偏壓脈衝12〇3重合。 在圖12b到圖I2d中，繪示相同的rF功率波形和相 同的偏置電壓波形。圖12b到圖12d所示的RF功率波形 中的母一者彼此相同且與圖12a所示的Rp波形相同。圖 12b到圖12d所示的偏置電壓波形中的每一者彼此相同且 與圖12a所示的偏置電壓波形相同。圖12a到圖12d所示 的波形之間的一個不同之處可在RP功率脈衝12〇2、12〇4 和1206相對於偏置電壓脈衝1203和1205的同步中。 在圖12b中，第二偏壓脈衝1205與第二RF功率脈衝 1204和第三RF功率脈衝12〇6的一部分同步。在圖12c 中，第二偏壓脈衝1205與第二RF功率脈衝1204和第一 59 201203357

_ L RF功率脈衝1202的一部分同步。在圖I2d中，第二偏壓 脈衝1205與第一 RF功率脈衝12Q2同少。 參看圖13a到圖13e，繪示根據本發明的另一實施例 的RF功率波形1300和對應的偏置電壓波形13〇1 在此實 施例中，RF功率波形1300可包括第〆到第三Rp功率脈 衝1302、1304和1306。應理解，可以所述次序在波形13〇〇 中提供額外的第一到第三RF功率脈衝1302、1304和 1306。同時，偏置電壓波形1301可包括第一偏壓脈衝13〇3 和第二偏壓脈衝1305。應理解，可以所述次序在波形丨3〇1 中提供額外的第一偏壓脈衝1303和第二偏壓脈衝1305。 在本實施例中，第一 RF功率脈衝丨3〇2的功率位準大 於第二功率脈衝1304和第三功率脈衝1306的功率位準。 另外’第一 RF功率脈衝1304的功率位準小於第三rf功 率脈衝1306的功率位準。如此，具有最低功率位準的Μ 功率脈衝安置在具有最高功率位準PS的第一功率脈衝 1302與具有中間功率位準A的第三RF功率脈衝13〇6之 間。類似於圖l〇a到圖1〇d、圖Ua到圖Ue和圖l2a到圖 12d所不的rf功率波形的功率位準，具有最低功率位準的 RF脈衝的功率位準可為零功率或更大。 電壓波形1301的第二電壓脈衝1305具有脈衝寬度〜 和電壓位準V2。類似於早先實施例的第一偏壓脈衝，第— 偏麗脈衝1203的電壓位準的絕對值可為〇或大於 如，更負或更正）。 如圖13a中所說明，第二偏壓脈衝13〇5與具有中間 20120335^ 功率位準&的第三RF功率脈衝13〇6同步。同時，分別 具有RF功率位準A和ρι的第一 RF功率脈衝和第 二RF功率脈衝1304可與第一偏壓脈衝1303重合。 _在圖l3b到圖l3e中，繪示相同的RF功率波形和相 同的，置電壓波形。圖说到圖13e所示的RF功率波形 中的母者彼此相同且與圖13a所示的奸波形相同。圖 13b到圖l3d所示的偏置電壓波形巾的每—者彼此相同且 與圖Ua所示的偏置電壓波形相同。目13&_ ^所示 的波形之間的一個不同之處可在RF功率脈衝1302、1304 和1306相對於偏置電壓脈衝1303和1305的同步中。 在圖13b中，第二偏壓脈衝13〇5與分別具有最低RF 功率Pi和中間RF功率Pa的第二处功率脈衝ι2〇4和第 二RF功率脈衝1206的一部分重合。在圖13c中，第二偏 壓脈衝1305與第二处功率脈衝13〇4和第一好功率脈衝 1302的一部分重合。在圖13d和圖I3e中，第二偏壓脈衝 1305與第一 RF功率脈衝1302重合。 參看圖14a到圖14e，繪示根據本發明的另一實施例 的RF功率波形14〇〇和對應的偏置電壓波形。在此實 ，例中’ RF功率波形WOO可包括第〆到第三RF功率脈 衝1β402、1404和1406。應理解，可以所述次序在波形1400 中提供額外的第一到第i RF功率脈衝1402、1404和 14=同日^ ’偏置電壓波形1401可包括第一偏壓脈衝1403 和^ 一偏壓脈衝1405。應理解，可以所述次序在波形1301 中提供額外的第一偏墨脈衝1403和第二偏壓脈衝1405。 61 1. 1.201203357 與圖13a所示的RF功率波形13〇〇的RF功率脈衝 1302、1304、1306 相比，脈衝 1402、1404 和 1406 可具有 ，同的相對功率位準。如此，第一 RF功率脈衝14〇2的功 率位準大於第二功率脈衝1404和第三功率脈衝1406的功 率位準。另外’第二RF功率脈衝14〇4的功率位準小於第 二RF功率脈衝14〇6的功率位準。如此，具有最低功率位 準的_ RF功率脈衝安置於具有最高功率位準&的第一功率 脈衝1402與具有中間功率位準p2的第三RF功率脈衝13〇6 之間。類似於圖l〇a到圖l〇d、圖Ua到圖Ue和圖Ua 到圖12d所示的rf功率波形的功率位準，具有最低功率 位準的RF脈衝的功率位準可為零功率或更大。 電壓波形1301的第二電壓脈衝1305具有脈衝寬度“ 和電壓位準V2。類似於早先實施例的第一偏壓脈衝，第一 偏壓脈衝1203的電壓位準的絕對值可為〇或大於〇 (例 如，更負或更正）。 圖14a所示的RF功率波形14〇〇的脈衝與圖13a所示 的波形的脈衝之間的一個不同之處在於，第二RF脈衝 H04的脈衝寬度tp2大於第二偏壓脈衝14〇5的脈衝寬度 tb2。 如圖14a中所說明，第二偏壓脈衝1405與具有最低 功率位準Pi的第二RF功率脈衝1404重合。同時，分別 具有RF功率位準P3和P2的第一 rf功率脈衝14〇2和第 二RF功率脈衝1406可與第一偏壓脈衝1403重合。 在圖14b到圖14e中’繪示相同的rF功率波形和相 62 201203357 同的偏置電壓波形。圖i4b到圖I4e所示的rf功率波形 中的每一者彼此相同且與圖14a所示的RF波形相同。圖 14b到圖14d所示的偏置電壓波形中的每一者彼此相同且 與圖14a所示的偏置電壓波形相同。圖14a到圖14e所示 的波形之間的一個不同之處可在处功率脈衝14〇2、14〇4 和1406相對於偏置電壓脈衝1403和1405的同步令。 在圖141)中，第二偏壓脈衝1405與第二RF功率脈衝 1404重合。在圖14c中，第二偏壓脈衝1405與第一 RF功 率脈衝1402的-部分和第二处功率脈衝14〇4的一部分 重合。在圖14d中，第二偏壓脈衝1405與第一 RF功率脈 衝1402重合。且，在圖14e中，第二偏壓脈衝1405可與 第三RF功率脈衝14〇6和第一 RF功率脈衝14〇2的一部分 同步。 、除了捧雜之外，本文中所示的波形配置也可用於蝕刻 過程。舉例來說，蝕刻速率通常受電漿化學成分控制。因 此’可有益的是調整活性自由基物質（active radical =eci=)濃度、壓力、電子溫度和電漿密度來實現蝕刻速 ，、選=性、均勻性和/或蝕刻特徵分佈的改變。如上文所 描述，施加到Rp天線的功率位準的改變可影響變成電離 的物質、離子和電子的數目、電子溫度和電E密度。因此， 上文所描述的多設定點RF產生器還可用以控制與化學蝕 刻過程相關聯的各種參數。 等致物 參看如附圖中所示的本發明的示範性實施例來詳細 63 201203357 描述本發明。儘管結合各種實施例和實例來描述本發明， 但不希望本發明的教示限於此些實施例。相反，本發明涵 蓋各種替代方案、修改和等效物，如所屬領域的技術人員 將暸解。瞭解了本文教示的所屬領域的技術人員將認識到 另外的實施方案、修改和實施例以及其它使用領域，其均 處於如本文所描述的本發明的範圍内。舉例來說，應理解， 根據本發明的電漿處理方法可與任何類型的電漿源一起使 用。 【圖式簡單說明】 圖1A說明根據本發明的一個實施例的示範性電漿處 理系統。 圖1B說明根據本發明的另一實施例的另一示範性電 激處理系統。 圖2A說明由RF源產生的具有單個振幅的現有技術 波形。 圖2B說明由偏置電壓源產生的财技術波形。 圖3A說明根據本發明的一個實施例的由RF源產生 的RF功率波形。 圖3B說月根據本發明的另一實施例的由偏置電壓源 產生的偏置電壓波形。 圖C說月根據本發明的另一實施例的由偏置電壓源 產生的另一偏置電壓波形。 、圖4A到圖4C說明根據本發明的另一實施例的由RF 源產生的RF功率波形和由偏置電壓源產生的偏置電壓波 64 201203357 C說日日4Θ、發_另 置電壓源; 圖5A到圖

ίϊ另一實施例的由RF 源產生的偏置電壓波

圖7說明根據本發明的 一實施例的多設定點RF功

RF功率波形和由低署φ『另 由偏置電壓源J 4另一實施例的由RF源產生的 源產主的偏置電壓波形。 游產Πΐ和圖8b說明根據本發明的另一實施例的由rf it波形i種Μ功率波形和由偏置電壓源產生的偏置電

，9a和圖9b說明根據本發明的另一實施例的由RF 的各種M功率波形和由偏置電壓源產生的偏置電 壓波形。

壓波形。 圖11a到圖lie說明根據本發明的另一實施例的*RF 源產生的各種RF功率波形和由偏置電壓源產生的偏置電 壓波形。 圖12a到圖12d說明根據本發明的另一實施例的由rf 源產生的各種RF功率波形和由偏置電壓源產生的偏置電 壓波形。 圖13a到圖13e說明根據本發明的另一實施例的由RF S l〇a到圖i〇d說明根據本發明的另一實施例的由RF 源產生的各種RF功率絲和由偏置電壓源產生的偏置電 65 201203357 源產生的各種RF功率波形和由偏置電壓源產生的偏置電 壓波形。 圖14a到圖14e說明根據本發明的另一實施例的由RF 源產生的各種RF功率波形和由偏置電壓源產生的偏置電 壓波形。 【主要元件符號說明】 100 :電漿處理系統 101 :電漿源 102 :電漿腔室 104 :外部氣體源 106 :比例閥 108 :壓力計 110 :排氣端口 112 :真空泵 114 :排氣閥 116 :氣體壓力控制器 118 :腔室頂部 120 :第一區段 122 :第二區段 124 :蓋子 125 :襯墊 125’ ：内表面 126 :平面線圈RF天線 128 :螺旋線圈RF天線

66 201203357, 129 電容器 130 RF源 132 阻抗匹配網絡 134 電介質層 136 法拉第屏蔽 138 電漿點火器 140 儲存器 142 防爆閥 144 台板 146 基板 148 偏置電壓電源 150 線圈調整器 152 控制器 170 電漿處理系統 172 過程腔室 174 過程氣體入口 175 排氣端口 176 平行板電極 178 RF源 180 阻斷電容器 182 絕緣體 184 基板 186 基板偏置電壓電源/RF電源 188 控制器 67 201203357 200 :波形

202 :功率位準PRF

204 :脈衝週期TP 250 :波形 252 :負電壓 254 :週期Τ! 256 :週期T2 300 : RF功率波形 302 :第一功率位準PRFi 304 :第二功率位準PRF2 306 :第一脈衝週期TP1 308 :第二脈衝週期TP2 310 :全部的多振幅脈衝週期TTc)tal 350 :偏置電壓波形 352 :負電壓 360 :波形 362 :負電壓 364 :正電壓 400 : RF功率波形 402 :偏置電壓波形 404 :偏置電壓波形 500 : RF功率波形 502 :偏置電壓波形 504 :偏置電壓波形

68 S 201203357 600 :多設定點RF功率與控制信號波形 602 :離子植入週期 604 :電荷中和週期 606 ··斷電週期 608 :植入脈衝 610 : RF功率波形 612 :第一 RF脈衝控制信號 614 :第二RF脈衝控制信號 700 : RF功率波形 701 :偏置電壓波形 702 :第一 RF功率脈衝 703 :第一偏壓脈衝 704 :第二RF功率脈衝 705 :第二偏壓脈衝 706 :第三RF功率脈衝 800 : RF功率波形 801 :偏置電壓波形 802 :第一 RF功率脈衝 803 :第一偏壓脈衝 804 :第二RF功率脈衝 805 :第二偏壓脈衝 806 :第三RF功率脈衝 810 : RF功率波形 811 :偏置電壓波形 69 201203357. 814 :第二RF功率脈衝 815 :第二偏壓脈衝 816 :第三RF功率脈衝 900 : RF功率波形 901 :偏置電壓波形 902 :第一 RF功率脈衝 903 :第一偏壓脈衝 904 :第二RF功率脈衝 905 :第二偏壓脈衝 910 : RF功率波形 911 :偏置電壓波形 912 :第一 RF功率脈衝 914 :第二RF功率脈衝 916 :第三RF功率脈衝 918 :第四RF功率脈衝 1000 : RF功率波形 1001 :偏置電壓波形 1002 :第一 RF功率脈衝 1003 :第一脈衝 1004 :第二RF功率脈衝 1005 :第二脈衝 1006 :第三RF功率脈衝 1100 : RF功率波形 1101 :偏置電壓波形

201203357 -IT 1102 :第一 RF功率脈衝 1103 :第一偏壓脈衝 1104 :第二RF功率脈衝 1105 :第二偏壓脈衝 1106 :第三RF功率脈衝 1200 : RF功率波形 1201 :偏置電壓波形 1202 :第一 RF功率脈衝 1203 :第一偏壓脈衝 1204 :第二RF功率脈衝 1205 :第二偏壓脈衝 1206 :第三RF功率脈衝 1300 : RF功率波形 1301 :偏置電壓波形 1302 :第一 RF功率脈衝 1303 :第一偏壓脈衝 1304 :第二RF功率脈衝 1305 :第二偏壓脈衝 1306 :第三RF功率脈衝 1400 : RF功率波形 1401 :偏置電壓波形 1402 :第一 RF功率脈衝 1403 :第一偏壓脈衝 1404 :第二RF功率脈衝 1405 :第二偏壓脈衝 1406 :第三RF功率脈衝 71

Claims (1)

1. 201203357 七、申請專利範圍： 1— -種«處理基板的方法，所述方法包括： 」接5:漿源處引入饋送氣體，所述饋送氣體包括第 -和第二物質’所述第一和第二物 向所述電毁源提供多位準妙功率ί形所述多位準 皮形至少具有在第一脈衝持續期二第“力率位 準=在第二脈衝持續期間的第二功率位準，1所述第二功率 位準不同於所述第一功率位準； 第一二斤述第一脈衝持續期間電離所述饋送氣體的所述 脈衝持續期間電離所述第二物質；以及 2脈衝持續時間期間向所述基板提供偏壓。 括.根據申言月專利範圍第1項所述的方法，其進-步包 脈衝持續期間向所述基板提供偏麗。 -功率專利範圍第1項所述的方法，其中所述第 於電離所,十、笛；電離所述第一物質所需的功率位準，但小 於電離所述第二物質所需的[功率位準。 所述美;^^ μ專職圍第1項所述的方法’其中在未向 所述f板施加偏_施加所述第二功率位準。 理物=據:請领=第5項所述的方法’其中所述處 蹲發、氮和珅和砸中的至少一者， 72 201203357 =所述第—物質包括氫、碳、氧、氦、氖和氬中的至少一 理物7質=二：第：述的方法’其情述處 8.根射請專利_第i項所述的方法，其進一步包 板施力：第二脈衝持續期間的至少-部分期間向所述基 括· 9.根據申請專利軸第丨項所述的方法其進一步包 導所第—脈衝持續期間選擇性地朝向所述基板引 導所述處理物質的第—離子；以及 質的Γ脈衝持續期間朝向所述基板引導惰性物 第- m康申凊專利範圍第1項所述的方法，其中所述 第—rf功率位準足以使所述電漿穩定。 u. 一種處理基板的方法，所述方法包括： 心在^源附近人包括第—物質和第二物質的饋送 在ΐ週:？具有比所述第二物質低的電離能量; 選擇性地錄轉位準以 所述第-物質所需的功率位準，離 所需的另1 力率位準；f 1 離所4第二物質 所述第一功率位準大於電離所述第二 73 201203357 物質所需騎述另—功率位準；以及 . 離子 12·根據巾請專利範ϋ第11項所述的方法’其. 包括： 在所述第二週期期間朝向所述基板弓丨導戶斤述第 質的離子。 在所述第―週期期間朝向基板引導所述第 0 13·根據申請專利範圍第12項所述的方法，其進々 包括： 在所述第一週期期間將所述第一物質的離子植入到 所述基板中；以及 在所述第二週期期間將所述第二物質的離子植入到 所述基板中。 Μ根據申請專利範圍第13項所述的方法，其中所述 第-物質包括碟、硼、鍺、石夕、氮、猶和神中的至少一者， 且所述第二物質包括氫、碳、氧、氦、氖和i中的至少一 者0 15.根據申請專利範圍第12項所述的方法，其進一步 包括： 在所it第週期期間向所述基板施加偏壓且在所述 第二週期細⑽述絲施加·。 在所过 I6·根據申請專利範圍第11項所述的方法，其進一+ 包括： 八 u 在所述第-週期期間向所述基板施加偏壓，而在所述 201203357 第二週期期間不向所述基板施加偏壓。 17· —種在設備中電漿處理基板的方法，所述設備包 括接近於基板的電漿源、電耦合到所述電漿源的RF電源、 電耦合到所述基板的偏壓電源，所述方法包括： 在接近所述電漿源處引入饋送氣體，所述饋送氣體至 少包括第一和第二物質； 用所述RF電源產生RF波形，所述RF波形具有在第 一週期期間的第一功率位準和在第二週期期間的第二功率 位準，其中所述第二週期發生在所述第一週期之後； 在所述第一和第二週期期間將所述RF波形施加到所 述電漿源以產生電漿； 用所述偏壓電源產生偏壓波形，所述偏壓波形具有第 —偏壓位準和第二偏壓位準，所述第一偏壓位準為零偏壓 位準；以及 向所述基板施加所述偏壓波形以朝向所述基板引導 來自所述電漿的離子。 18. 根據申請專利範圍第17項所述的方法，其中所述 第二功率位準大於所述第一功率位準。 19, 根據申請專利範圍第18項所述的方法，其中在所 述第-週期_將所述第—偏壓位準施加到所述基板。 、20.根據申請專利範圍第18項所述的方法，其中在所 述第二週期之制崎第二偏壓位準施加賴述基板。 21.根據申請專利範圍第18項所述的方法其中在所 迷第二週期_將所述第二偏壓位準施加到所述基板。 75 201203357 中請專利範圍第21項所述的方法，其中在所 將所料二偏驗準施加賴述基板。 rF波形進l步m圍第17項所述的方法’其中所述 中所述第三功率位準小期間的第三功率位準，其 所述第三週期發生在所述二其中 二週期期間將所述第—偏驗後，且其中在所述第 认根據申請專利範圍第23^到所述基板。 述第三週期射林媳滅所述H、所述的方法’其中在所 S 76