專利名稱：等離子體處理裝置中的電荷中和的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于等離子體處理，并且特別是關(guān)于等離子體處理裝置中的電荷中和。
背景技術(shù)：
等離子體處理裝置在制程室中產(chǎn)生等離子體以處理由制程室內(nèi)的壓盤所支撐的工件。等離子體處理裝置可包括摻雜系統(tǒng)、蝕刻系統(tǒng)以及沉積系統(tǒng)，但并不局限于此。等離 子體處理裝置可進(jìn)行脈沖模式操作，其中利用具有脈沖ON時(shí)間周期及脈沖OFF時(shí)間周期的 脈沖壓盤信號(hào)來偏置壓盤。來自等離子體的離子在脈沖ON周期朝工件加速。隨著離子沖 擊工件，電荷在脈沖ON周期積聚于工件上。在持續(xù)具有等離子體的等離子體摻雜系統(tǒng)中，當(dāng)脈沖壓盤信號(hào)的任務(wù)周期(duty cycle)相對(duì)較低時(shí)，在脈沖ON周期內(nèi)的所有正電荷積聚傾向于在脈沖OFF周期內(nèi)被等離 子體中的電子有效地中和。然而，需要增加脈沖壓盤信號(hào)的任務(wù)周期來增加產(chǎn)量并且保持 某些現(xiàn)代裝置(modern device)所需的摻雜位準(zhǔn)。例如，希望藉由任務(wù)周期大于40 %的 等離子體摻雜來進(jìn)行某些最新裝置的多晶硅柵極摻雜(poly gate doping)以及反向摻雜 (counterdoping)0隨著脈沖壓盤信號(hào)的任務(wù)周期增加到大約40%以上，用以在脈沖OFF周期中和積 聚于工件上的電荷的時(shí)間周期較短。此外，在脈沖OFF周期不形成等離子體的等離子體系 統(tǒng)中，不存在電子來中和積聚的電荷。因此，即便脈沖壓盤信號(hào)的任務(wù)周期相對(duì)較低，電荷 也會(huì)積聚于這種系統(tǒng)中。從而，在系統(tǒng)中出現(xiàn)過量的電荷積聚。這樣就會(huì)在工件上形成相 對(duì)較高的電位，引起摻雜不均、電弧放電、微負(fù)載(micro-loading)以及元件損壞。例如，薄 柵極介質(zhì)會(huì)被過量的電荷累積所損壞。因此，需要提供一種能克服上述不適處及缺陷的等離子體處理裝置中的電荷中和 技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種等離子體處理裝置。等離子體處理裝置包括制 程室；源，配置成在制程室內(nèi)產(chǎn)生等離子體；壓盤，配置成在制程室內(nèi)支撐工件，壓盤由具 有脈沖ON時(shí)間周期和脈沖OFF時(shí)間周期的脈沖壓盤信號(hào)來偏置(biased)，以在脈沖ON時(shí) 間周期且不在脈沖OFF時(shí)間周期朝向工件加速來自等離子體的離子；以及板狀物，定位于 制程室內(nèi)。板狀物由板狀物信號(hào)來偏置，以在脈沖壓盤信號(hào)的脈沖OFF時(shí)間周期之一的至 少一部份周期內(nèi)朝向板狀物加速來自等離子體的離子，引起從板狀物的二次電子發(fā)射來至 少部份地(partially)中和工件上的電荷積聚。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種控制電荷積聚的方法。此方法包括在提供給壓 盤的脈沖壓盤信號(hào)的脈沖ON周期且不在脈沖OFF周期內(nèi)，朝向由制程室內(nèi)的壓盤支撐的工 件加速來自制程室內(nèi)的等離子體的離子，并且在脈沖壓盤信號(hào)的脈沖OFF周期之一的至少 一部份周期內(nèi)朝向板狀物加速來自等離子體的離子，以引起從板狀物的二次電子發(fā)射來至少部份地中和工件上的電荷積聚。


為了更佳地理解本發(fā)明揭露揭示的內(nèi)容，參看附圖，附圖中同樣的元件引用同樣的數(shù)字，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的等離子體處理裝置的方塊圖；圖2是圖1的等離子體處理裝置的脈沖壓盤信號(hào)及不同板狀物信號(hào)的曲線圖；圖3是圖1的等離子體處理裝置的另一板狀物信號(hào)的曲線圖；圖4至6是圖1的板狀物的不同實(shí)施例的示意性橫截面圖。
具體實(shí)施例方式圖1是根據(jù)本發(fā)明的具有電荷中和能力的一等離子體處理裝置100的方塊圖。于 圖1的實(shí)施例中，等離子體處理裝置100是等離子體摻雜系統(tǒng)并且將在本案中進(jìn)行描述。本 案描述的電荷中和配置也可用于其他等離子體處理裝置，包括但不限于其中電荷可積聚于 工件上的蝕刻系統(tǒng)及沉積系統(tǒng)。此外，圖1的等離子體摻雜系統(tǒng)僅是能夠利用根據(jù)本發(fā)明 的電荷中和來進(jìn)行離子植入的許多可能等離子體摻雜系統(tǒng)之一。等離子體摻雜系統(tǒng)包括定義封閉體積103的制程室102?？山逵蓽囟日{(diào)節(jié)系統(tǒng) (未圖示)來對(duì)制程室102進(jìn)行冷卻或加熱。壓盤134可定位于制程室102內(nèi)來支撐工件 138。于一實(shí)例中，工件138可以是碟形半導(dǎo)體晶圓，例如直徑300毫米(mm)的硅晶圓。工 件138可藉由靜電力或機(jī)械力鉗夾于壓盤134的平面。于一實(shí)施例中，壓盤134可包括用 以連接工件138的導(dǎo)電插腳(pins，未圖示)。氣體源104經(jīng)質(zhì)量流控制器(mass flow controller,MFC) 106提供主摻質(zhì)氣體到 制程室102的內(nèi)部體積103?？纱嬖诙鄠€(gè)附加氣體源來提供多種附加氣體。于一實(shí)例中，二 次氣體源105可經(jīng)質(zhì)量流控制器107來提供二次氣體到制程室102的內(nèi)部體積103。板狀物170定位于制程室102內(nèi)。板狀物170偏置成在特定時(shí)間內(nèi)至少部份中和 該工件138上的電荷積聚。板狀物170還可作為氣體擋板來偏轉(zhuǎn)來自氣體源104和105的 氣體流。板狀物170也可在如箭頭197所示的垂直于壓盤134的方向上移動(dòng)。板狀物170 可具有任何所希望的形狀，且于一實(shí)例中具有碟形。盡管繪示成具有平面表面，但板狀物 170還可具有弓形或其他形狀表面。盡管板狀物170繪示成直接定位于工件138上方，但是 板狀物170可定位于制程室102內(nèi)的不同位置。板狀物170還可任選包括溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)來 調(diào)節(jié)板狀物170的溫度。溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以包括板狀物170內(nèi)的通路187來使流體循環(huán)。 流體可以是冷卻流體或加熱流體。壓力計(jì)108量測制程室102內(nèi)部的壓力。真空泵112透過制程室102內(nèi)的排氣 口 110來對(duì)制程室102進(jìn)行排空。排氣閥114控制經(jīng)排氣口 110的排氣導(dǎo)通(exhaust conductance)0等離子體摻雜系統(tǒng)還包括電性連接至質(zhì)量流控制器106、107、壓力計(jì)108以及排 氣閥114的氣壓控制器116。氣壓控制器116可配置成藉由響應(yīng)于壓力計(jì)108的反饋環(huán) (feedback loop)形式利用排氣閥114來控制排氣導(dǎo)通或者利用質(zhì)量流控制器106來控制 制程氣體流速而在制程室102內(nèi)保持所需的壓力。
制程室102包括室頂118，其包括由在大致水平方向上延伸的介質(zhì)材質(zhì)形成的第 一部份120。室頂118還包括第二部份122，其由在大致垂直方向上從第一部份120延伸一 定高度的介質(zhì)材質(zhì)形成。室頂118還包括在水平方向上跨越第二部份122而延伸的導(dǎo)電且 導(dǎo)熱的材質(zhì)形成的蓋124。在某些實(shí)施例中，蓋124包括冷卻系統(tǒng)以發(fā)散處理過程中產(chǎn)生的 熱負(fù)載。等離子體摻雜系統(tǒng)可還包括源101，其配置成在制程室102內(nèi)產(chǎn)生等離子體140。源101可包括RF源150 (例如，電源)以供應(yīng)RF動(dòng)力(power)到平面天線126及螺旋天線 146中的一個(gè)或二個(gè)來產(chǎn)生等離子體140。RF源150可藉由將RF源150的輸出阻抗匹配到 RF天線126、146的輸出阻抗的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)152而耦接到天線126、146以使從RF源150 傳輸?shù)絉F天線126、146的動(dòng)力得以最大化。等離子體摻雜系統(tǒng)還可包括電性耦接至壓盤134的偏置(bias)電源148。偏置 電源148配置成提供具有脈沖ON時(shí)間周期及脈沖OFF時(shí)間周期的脈沖壓盤信號(hào)來偏置該 壓盤134，并且因而偏置該工件138，以在脈沖ON時(shí)間周期并且不在脈沖OFF周期朝向工件 138而加速來自等離子體140的離子。偏置電源148可以是DC或RF電源。另一偏置電源172電性耦接至板狀物170以提供板狀物信號(hào)到板狀物170。板狀 物170由板狀物信號(hào)偏置以如箭頭193所示地朝向板狀物170而加速來自等離子體140的 離子。有利地，沖擊板狀物170的離子將引起二次電子發(fā)射(如箭頭195所示)以至少部 份地中和該工件138上的正電荷積聚。盡管繪示成不同電源，但電源172和148，甚至電源 150可在實(shí)際上采用同一電源。等離子體摻雜系統(tǒng)可還包括電荷監(jiān)控器192、控制器156以及用戶接口系統(tǒng)158。 電荷監(jiān)控器192可監(jiān)控電荷積聚或累積并且提供代表該工件138上的電荷積聚的電荷信號(hào) 到控制器156。電荷監(jiān)控器192可以是本領(lǐng)域公知的任意類型的電荷監(jiān)控器，例如，電容式 監(jiān)控器。電荷監(jiān)控器192可定位于工件138附近的遮蔽環(huán)194內(nèi)。遮蔽環(huán)194在圖1的實(shí) 施例中設(shè)置于壓盤134周圍。如本領(lǐng)域公知者，遮蔽環(huán)194可偏置成改良該工件138邊緣 附近的植入離子分布的均勻性。一個(gè)或多個(gè)法拉第傳感器(例如，法拉第杯)199也可定位 于遮蔽環(huán)194內(nèi)來感測離子束電流。法拉第傳感器還可包括定位于工件138周圍的環(huán)形法 拉第感測傳感器或者分段式環(huán)形法拉第傳感器。在離子朝向板狀物170加速時(shí)法拉第傳感 器所感測的電流位準(zhǔn)代表從板狀物170的二次電子發(fā)射速率并且可由控制器156用以監(jiān)控 二次電子發(fā)射的實(shí)際速率?？刂破?56可對(duì)此實(shí)際速率進(jìn)行響應(yīng)來調(diào)節(jié)板狀物信號(hào)的一個(gè) 或多個(gè)參數(shù)以增加或降低二次電子發(fā)射速率?？刂破?56可以是或者包括通用型計(jì)算機(jī)(general-purpose computer)或者通 用型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其程序化為執(zhí)行所希望的輸入/輸出功能?？刂破?56還可包括其他 電子電路或元件，例如，特殊應(yīng)用集成電路、其他硬件或可程序化電子裝置、離散元件電路 (discrete element circuit)等?？刂破?56還可包括通訊裝置、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存裝置以及軟件。 為了使描述更清楚，控制器156繪示成僅向電源148、150、172提供輸出信號(hào)并且從電荷監(jiān) 控器192和法拉第杯199接收多種輸入信號(hào)。本領(lǐng)域熟知此項(xiàng)技藝者應(yīng)該意識(shí)到控制器 156可向等離子體摻雜系統(tǒng)的其他元件提供輸出信號(hào)并從其接收輸入信號(hào)。用戶接口系統(tǒng) 158可包括諸如觸摸屏、鍵盤、用戶指向裝置(userpointing device)、顯示器、打印機(jī)等裝 置，以允許用戶輸入指令和/或數(shù)據(jù)和/或透過控制器156來監(jiān)控等離子體摻雜系統(tǒng)。
操作時(shí)，氣體源104供應(yīng)一種包含對(duì)工件138進(jìn)行植入所需的摻質(zhì)(dopant)的主 摻質(zhì)氣體。主摻質(zhì)氣體的實(shí)例包括 BF3、BI3、N2、Ar、PH3、AsH3、B2H6、H2、Xe、Kr、Ne、He、 SiH4、SiF4、GeH4、GeF4、CH4、CF4、AsF5、PF3 以及 PF5，但不局限于此。氣壓控制器 116 調(diào) 節(jié)主摻質(zhì)氣體供應(yīng)到制程室102的速率。源101配置成在制程室102內(nèi)產(chǎn)生等離子體140。 源101可由控制器156來控制。為了產(chǎn)生等離子體140，RF源150在RF天線126、146中的 至少一個(gè)內(nèi)使RF電流共振以產(chǎn)生振蕩磁場。振蕩磁場感應(yīng)(induce) RF電流使流入到制程 室102。制程室102內(nèi)的RF電流激發(fā)并電離主摻質(zhì)氣體以產(chǎn)生等離子體140。二次氣體源105也可供應(yīng)二次氣體到制程室102。二次氣體可以是對(duì)摻雜制程影 響最小的惰性氣體。二次氣體可以是比主摻質(zhì)氣體更重的氣體。此外，相較于提供的主摻 質(zhì)氣體量，提供的二次氣體量相對(duì)較小。二次氣體可選擇成改變從板狀物170的二次電子 發(fā)射。例如，在所有其他參數(shù)相同的情況下，某些二次氣體可促進(jìn)更大量的二次電子發(fā)射。
偏置電源148提供脈沖壓盤信號(hào)來偏置該壓盤134并且因而偏置該工件138，以 在脈沖壓盤信號(hào)的脈沖ON周期并且不在脈沖OFF周期內(nèi)朝向工件138而加速來自等離子 體140的離子。離子可以是正電離子并且因而使脈沖壓盤信號(hào)的脈沖ON周期相對(duì)于制程 室102為負(fù)壓脈沖，以吸引正電離子。脈沖壓盤信號(hào)的頻率和/或脈沖的任務(wù)周期可選擇 成提供所需的劑量率(doserate)。脈沖壓盤信號(hào)的幅度選擇成提供所需能量。依據(jù)制程條 件的類型，例如當(dāng)脈沖壓盤信號(hào)的任務(wù)周期相對(duì)較高時(shí)，在工件138上積聚過量的電荷。過 量的電荷積聚會(huì)導(dǎo)致在工件138上形成相對(duì)較高的電位，其引起摻雜不均、電弧放電、微負(fù) 載以及元件損壞。另一偏置電源172提供板狀物信號(hào)來偏置板狀物170，以如箭頭193所示地朝向 板狀物170而加速來自等離子體140的離子。沖擊板狀物170的離子如箭頭195所示地引 起二次電子發(fā)射來至少部份地中和該工件138上的正電荷積聚。從板狀物170的二次電子 發(fā)射是在脈沖壓盤信號(hào)的脈沖OFF時(shí)間周期之一的至少一部份周期內(nèi)發(fā)生。離子沖擊板狀 物170的附帶好處是其傾向于使得板狀物170上的沉積層的形成得以最小化。因此，相較 于未被離子沖擊的板狀物，板狀物170的維護(hù)頻率降低。此外，相較于未被離子沖擊的板狀 物，可實(shí)現(xiàn)更好的離子性能以及制程控制。轉(zhuǎn)向圖2，繪示了示范性脈沖壓盤信號(hào)202的曲線圖。在本實(shí)例中，脈沖壓盤信號(hào) 202是具有定義頻率的周期T的脈沖DC信號(hào)。典型的頻率范圍在IOOHz和IOkHz之間。脈 沖壓盤信號(hào)202具有交替的脈沖ON時(shí)間周期和脈沖OFF時(shí)間周期。例如，脈沖ON時(shí)間周 期出現(xiàn)于時(shí)間t0和tl，t2和t3等等之間，而脈沖OFF時(shí)間周期出現(xiàn)于時(shí)間tl和t2，t3和 t4等等之間。脈沖壓盤信號(hào)202的任務(wù)周期由脈沖ON時(shí)間周期與周期T的比率給出。因 此，任務(wù)周期越高導(dǎo)致脈沖OFF時(shí)間周期越短。脈沖壓盤信號(hào)202在脈沖ON時(shí)間周期具有 相對(duì)制程室102的負(fù)幅度(-V1)以朝向工件138而加速來自等離子體140的離子。在脈沖 ON時(shí)間周期中，過量的電荷可積聚于工件138內(nèi)。偏置板狀物170的板狀物信號(hào)的不同參數(shù)可改變，以改變從板狀物170的二次電 子發(fā)射量。這些參數(shù)可包括電壓幅度、脈沖寬度、脈沖量等等。一般來說，增加電壓幅度將 增加二次電子的產(chǎn)量。當(dāng)所有其他參數(shù)相同時(shí)，增加脈沖寬度和脈沖量一般也增加二次電
子的產(chǎn)量。圖2中繪示了若干不同板狀物信號(hào)以進(jìn)一步繪示板狀物信號(hào)的參數(shù)改變將如何改變從板狀物170的二次電子發(fā)射。第一示范性板狀物信號(hào)204繪示于與脈沖壓盤信號(hào) 202 一致的時(shí)間軸上。如圖2所示，板狀物信號(hào)204是在脈沖壓盤信號(hào)202的脈沖OFF時(shí) 間周期之一的一部份周期內(nèi)具有脈沖ON時(shí)間周期210的脈沖DC信號(hào)，例如于本實(shí)例中在 時(shí)間t5和t6的脈沖OFF時(shí)間周期內(nèi)。盡管繪示為脈沖DC信號(hào)，但本領(lǐng)域熟知此項(xiàng)技藝者 應(yīng)意識(shí)到板狀物信號(hào)204也可以是脈沖RF信號(hào)。在脈沖ON時(shí)間周期210內(nèi)，來自等離子 體140的離子朝向板狀物170加速以引起二次電子發(fā)射。脈沖ON時(shí)間周期210具有定義 脈沖寬度(At2)的開始時(shí)間(t5a)和停止時(shí)間(t5b)。開始時(shí)間(t5a)可同步成在脈沖壓 盤信號(hào)202的前一脈沖ON時(shí)間間隔結(jié)束的特定時(shí)間間隔(Atl)內(nèi)開始。于一實(shí)施例中， 本特定時(shí)間間隔(Atl)可以是0. 1微秒。開始時(shí)間(t5a)也可以與脈沖壓盤信號(hào)202的 前一脈沖ON時(shí)間間隔的結(jié)束一致。脈沖ON時(shí)間周期的數(shù)量，包括各脈沖ON周期的開始時(shí) 間(t5a)、停止時(shí)間(t5b)以及脈沖寬度(At2)選擇成提供所需的從板狀物170的二次電 子發(fā)射量?？身憫?yīng)于工件138在特定制程的預(yù)期電荷積聚或者代表電荷積聚的量測條件來 調(diào)節(jié)這些參數(shù)。圖2還繪示了第二示范性板狀物信號(hào)206。類似于第一板狀物信號(hào)204，第二板狀物信號(hào)206也是脈沖DC信號(hào)。相較于第一脈沖板狀物信號(hào)204，第二脈沖板狀物信號(hào)206 配置成偏置該板狀物170以在脈沖壓盤信號(hào)202的各脈沖OFF時(shí)間周期內(nèi)朝向板狀物而加 速離子。例如，第一脈沖ON周期212同步成在時(shí)間tl和t2之間的脈沖壓盤信號(hào)202的第 一脈沖OFF周期內(nèi)出現(xiàn)。類似地，其他脈沖ON周期214、216同步成在脈沖壓盤信號(hào)202的 其他脈沖OFF周期內(nèi)出現(xiàn)。相較于第一板狀物信號(hào)204，第二板狀物信號(hào)206可導(dǎo)致更多的 二次電子發(fā)射來至少部份地中和相對(duì)更大的預(yù)期的、或量測的電荷積聚。脈沖ON周期212、 214以及216可同步成在脈沖壓盤信號(hào)202的前一脈沖ON周期結(jié)束的特定時(shí)間間隔(Δ t3) 內(nèi)開始。于一實(shí)施例中，此特定時(shí)間間隔(Δ 3)可為0. 1微秒。也可改變諸如信號(hào)206的 脈沖寬度(Δ 4)以及幅度(-V3)等參數(shù)以控制從板狀物170發(fā)射的二次電子的產(chǎn)量。圖2還繪示了第三示范性板狀物信號(hào)224。相較于第二板狀物信號(hào)206，第三板狀 物信號(hào)的脈沖ON周期略微提前開始于脈沖壓盤信號(hào)202的脈沖OFF周期開始，并且持續(xù)至 脈沖OFF周期的至少一部份。轉(zhuǎn)向圖3，在與圖2的脈沖壓盤信號(hào)202 —致的時(shí)間軸上繪示了板狀物信號(hào)302的 另一曲線圖。相較于圖2的板狀物信號(hào)，板狀物信號(hào)302是相對(duì)于制程室102的恒定負(fù)電 壓(-V4)以持續(xù)地在脈沖壓盤信號(hào)的脈沖ON時(shí)間周期以及脈沖OFF時(shí)間周期二者內(nèi)均朝 向板狀物170而加速來自等離子體140的離子。電壓幅度(V4)選擇成遠(yuǎn)小于脈沖壓盤信 號(hào)的幅度(V4 << VI)。藉由這種方式，離子在脈沖壓盤信號(hào)202的脈沖ON時(shí)間周期內(nèi)仍 加速到工件138。藉由控制板狀物信號(hào)302的幅度(V4)，來自等離子體的離子朝向板狀物 170的加速度是可控制的，以在脈沖壓盤信號(hào)202的脈沖ON時(shí)間周期內(nèi)控制等離子體140 的等離子體密度。一般來說，由于電子與制程氣體的氣體分子之間的電離化碰撞數(shù)量較大， 相較于板狀物信號(hào)204和206，利用板狀物信號(hào)302在脈沖ON時(shí)間周期內(nèi)能實(shí)現(xiàn)相對(duì)較高 的等離子體密度。轉(zhuǎn)向圖4至圖6，繪示了根據(jù)本發(fā)明的板狀物的不同實(shí)施例的橫截面圖。板狀 物470、570、670可具有不同的幾何結(jié)構(gòu)，并且于一實(shí)例中為碟形以配合同樣為碟形的工件 138。板狀物材料如所需要地進(jìn)行選擇以增加或降低二次電子產(chǎn)量。
圖4繪示了板狀物470具有面向工件138的粗糙表面474以促進(jìn)二次電子發(fā)射。 相較于拋光表面，粗糙表面474提供較大的表面積以使離子與表面474進(jìn)行相對(duì)更多的碰撞。圖5是由導(dǎo)體572制成的板狀物570的另一實(shí)施例的橫截面圖，其中面向工件138 的導(dǎo)體572的表面披覆有硅膜574。導(dǎo)體572可包括鋁和鎳，但并不局限于此。硅膜574還 具有面向工件的粗糙表面576。圖6也是由導(dǎo)體572制造的板狀物670的又一實(shí)施例的橫截面圖。相較于圖5的 實(shí)施例，硅膜674沉積于導(dǎo)體572的外表面周圍。以這種方式，藉由面向工件的粗糙表面 676來促進(jìn)二次電子發(fā)射，并且封裝整個(gè)導(dǎo)體572避免了導(dǎo)體572的任何金屬污染。因此，提供了一種電荷中和裝置以及至少部份中和等離子體處理裝置的工件上電 荷積聚的方法。因而，可在不產(chǎn)生過量電荷積聚的情況下增加朝向工件而加速離子的脈沖 壓盤信號(hào)的任務(wù)周期。等離子體摻雜系統(tǒng)的過量電荷積聚會(huì)導(dǎo)致?lián)诫s不均、電弧放電以及 元件損壞。此外，這種電荷中和裝置及方法特別適用于僅在特定的時(shí)間間隔產(chǎn)生等離子體 的等離子體系統(tǒng)。這是因?yàn)檫@種系統(tǒng)不具有等離子體并且因而等離子體內(nèi)的電子不會(huì)有助 于其他時(shí)間間隔的電荷中和效果。本發(fā)明并不局限于本案描述的特定實(shí)施例的范圍。實(shí)際上，透過上述描述以及附 圖，除了本案描述的特定實(shí)施例以外，其他各種實(shí)施例以及修改對(duì)本領(lǐng)域熟知此項(xiàng)技藝者 是顯而易見的。因而，這些其他實(shí)施例和修改意圖落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外，盡管本發(fā)明 在特定目的的特定情況下以特定實(shí)施方式為背景來進(jìn)行描述，但本領(lǐng)域熟知此項(xiàng)技藝者應(yīng) 意識(shí)到其用途并未局限于此，并且本發(fā)明可在許多目的的許多情況下實(shí)施。因而，本案的申 請(qǐng)專利范圍應(yīng)參照本案描述的本發(fā)明的范圍和精神來解釋。
權(quán)利要求
一種等離子體處理裝置，包括制程室；源，配置成在所述制程室中產(chǎn)生等離子體；壓盤，配置成在所述制程室內(nèi)支撐工件，所述壓盤由具有脈沖ON時(shí)間周期及脈沖OFF時(shí)間周期的脈沖壓盤信號(hào)來偏置以在所述脈沖ON時(shí)間周期內(nèi)并且不在所述脈沖OFF時(shí)間周期內(nèi)朝向所述工件而加速來自所述等離子體的離子；以及板狀物，定位于所述制程室內(nèi)，所述板狀物由板狀物信號(hào)來偏置，以朝向所述板狀物而加速來自所述等離子體的離子，而在所述脈沖壓盤信號(hào)的所述脈沖OFF時(shí)間周期之一的至少一部份周期內(nèi)從所述板狀物引起二次電子發(fā)射來至少部份地中和所述工件上的電荷積聚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中所述板狀物具有粗糙表面以促進(jìn)所 述二次電子發(fā)射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中所述板狀物為碟形的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中所述板狀物包括導(dǎo)體，所述導(dǎo)體的 至少一表面披覆有硅膜，所述硅膜具有粗糙表面以促進(jìn)所述二次電子發(fā)射。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中所述板狀物由所述板狀物信號(hào)來偏 置，以在所述脈沖壓盤信號(hào)的各所述脈沖OFF周期的至少一部份周期內(nèi)朝向所述板狀物而 加速來自所述等離子體的離子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中所述板狀物信號(hào)是具有脈沖ON時(shí)間 周期以及脈沖OFF時(shí)間周期的脈沖板狀物信號(hào)，以在所述脈沖ON時(shí)間周期并且不在所述脈 沖OFF時(shí)間周期朝向所述板狀物而加速來自所述等離子體的離子，并且所述脈沖板狀物信 號(hào)的脈沖ON周期同步成在所述脈沖壓盤信號(hào)的所述脈沖OFF周期出現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的等離子體處理裝置，其中所述脈沖板狀物信號(hào)的所述脈沖ON 周期同步成在所述脈沖壓盤信號(hào)的所述脈沖ON周期結(jié)束的0. 1微秒內(nèi)開始。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中所述板狀物由所述板狀物信號(hào)來偏 置以在所述脈沖壓盤信號(hào)的所述脈沖ON周期以及所述脈沖OFF周期內(nèi)連續(xù)地朝向所述板 狀物而加速來自所述等離子體的離子。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子體處理裝置，其中來自所述等離子體的離子朝向所述 板狀物的加速度的速率是可控制的，以在所述脈沖壓盤信號(hào)的所述脈沖ON周期內(nèi)控制所 述等離子體的等離子體密度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，還包括電荷監(jiān)控器，配置成提供代表所 述工件上的電荷積聚的電荷監(jiān)控器信號(hào)；以及響應(yīng)于所述電荷監(jiān)控器信號(hào)的控制器，以響 應(yīng)于所述電荷監(jiān)控器信號(hào)來控制所述板狀物信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，還包括主氣體源，配置成提供主摻質(zhì)氣 體到所述制程室內(nèi)；以及二次氣體源，配置成提供二次氣體到所述制程室內(nèi)，其中所述二次 氣體選擇成改變從所述板狀物而來的所述二次電子發(fā)射。
12.—種控制電荷積聚的方法，包括在提供給壓盤的脈沖壓盤信號(hào)的脈沖ON周期并且不在脈沖OFF周期內(nèi)朝向由制程室 內(nèi)的壓盤所支撐的工件而加速來自所述制程室內(nèi)的等離子體的離子；以及在所述脈沖壓盤信號(hào)的所述脈沖OFF周期之一的至少一部份周期內(nèi)朝板狀物而加速 來自所述等離子體的離子以從所述板狀物引起二次電子發(fā)射來至少部份地中和所述工件 上的電荷積聚。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制電荷積聚的方法，其中朝向所述板狀物而加速來自所 述等離子體的離子的步驟發(fā)生于所述脈沖壓盤信號(hào)的各所述脈沖OFF周期的至少一部份 周期內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制電荷積聚的方法，其中朝向所述板狀物而加速來自所 述等離子體的離子的步驟同步地在所述脈沖壓盤信號(hào)的各所述脈沖ON周期的選定的時(shí)間 周期內(nèi)開始。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制電荷積聚的方法，其中朝向所述板狀物而加速來自所 述等離子體的離子的步驟在所述脈沖等離子體信號(hào)的所述脈沖ON周期和所述脈沖OFF周 期內(nèi)連續(xù)發(fā)生。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制電荷積聚的方法，還包括控制來自所述等離子體的離 子朝向所述板狀物的加速度的速率以在所述脈沖壓盤信號(hào)的所述脈沖ON周期內(nèi)控制所述 等離子體的等離子體密度。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制電荷積聚的方法，還包括監(jiān)控代表所述工件上的電荷 積聚的狀況，并且響應(yīng)于所述監(jiān)控狀況來控制所述朝向所述板狀物而加速來自所述等離子 體的離子。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制電荷積聚的方法，還包括提供主摻質(zhì)氣體和二次氣體 到所述制程室內(nèi)，其中所述二次氣體選擇成可改變從所述板狀物的所述二次電子發(fā)射。
全文摘要
一種等離子體處理裝置，包括制程室；源，配置成在制程室內(nèi)產(chǎn)生等離子體，以及壓盤，配置成在制程室內(nèi)支撐工件。壓盤由具有脈沖ON時(shí)間周期及脈沖OFF時(shí)間周期的脈沖壓盤信號(hào)來偏置，以在脈沖ON時(shí)間周期并且不在脈沖OFF時(shí)間周期內(nèi)朝向工件加速來自等離子體的離子。板狀物定位于制程室內(nèi)。板狀物由板狀物信號(hào)來偏置，以在脈沖壓盤信號(hào)的脈沖OFF時(shí)間周期之一的至少一部份周期內(nèi)朝向板狀物加速來自等離子體的離子，引起從板狀物的二次電子發(fā)射，以至少部份地中和工件上的電荷積聚。
文檔編號(hào)H01L21/205GK101821836SQ200880110355
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者喬治·D·帕帕守爾艾迪斯, 盧多維克·葛特, 史費(fèi)特那·瑞都凡諾, 戴文·M·洛吉, 提摩太·J·米勒, 方子韋, 維克拉姆·辛 申請(qǐng)人:瓦里安半導(dǎo)體設(shè)備公司