[发明专利]对等离子体处理的离子偏置电压的空间和时间控制

说明书

公开了用于等离子体处理的系统和方法。一种示例性系统可以包括等离子体处理室，其包括在该处理室中产生等离子体的源以及布置在该等离子体处理室内的至少两个偏置电极，所述至少两个偏置电极用于控制接近所述偏置电极的等离子体鞘层。卡盘被设置为支撑衬底，并且源生成器耦合至等离子体电极。至少一个偏置电源耦合至所述至少两个偏置电极，并且控制器被包括为控制所述至少一个偏置电源，以控制接近偏置电极的等离子体鞘层。

根据35U.S.C.§119的优先权主张

本专利申请主张于2017年11月17日提交的发明名称为“SPATIAL AND TEMPORALCONTROL OF ION BIAS VOLTAGE FOR PLASMA PROCESSING”并且转让给本受让人的临时申请No.62/588,224的优先权，并且由此通过引用将其明确并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及等离子体处理。具体地，而非限制性地，本公开涉及用于用电源修改等离子体处理环境的系统、方法和设备。

背景技术

等离子体处理室的一个挑战在于控制衬底上方的等离子体鞘层的均匀性，尤其是围绕衬底的边缘的等离子体鞘层的均匀性。由衬底边缘、掩埋的电平面的边缘、隔离环和其他室相关制品导致的不连续性可能影响鞘层均匀性，其将相对于衬底改变离子轨迹，并因此可能对衬底的处理造成不利影响。

现有技术的尝试已经使用了衬底支架、室形状和其他物理几何结构中的物理改变来试图缓解这些挑战。但是，这些方案是静态的、不灵活的，并且在其他情况下是有缺陷的。

发明内容

一个方面可以被表征为一种用于等离子体处理的系统。该系统包括等离子体处理室，该等离子体处理室包括：在该处理室中提供等离子体的源；布置在该等离子体处理室内的至少两个偏置电极，其用于控制接近偏置电极的等离子体鞘层；以及被设置为支撑衬底的卡盘。该系统还包括：耦合至所述至少两个偏置电极的至少一个偏置电源；以及控制器，其用于控制所述至少一个偏置电源，以向所述至少两个偏置电极中的每个施加非对称周期性电压波形，从而控制接近偏置电极的等离子体鞘层。

另一方面可以被表征为一种用于处理等离子体处理室中的衬底的方法。该方法包括：在等离子体处理室中产生等离子体；用对应的多个偏置电源向等离子体处理室中的多个区带中的每个施加非对称周期性电压波形；以及调整非对称周期性电压波形的一个或多个特性，以更改等离子体鞘层的对应的部分。

附图说明

图1是描绘了具有多个偏置区带的等离子体处理系统的图示；

图2描绘了具有多个偏置区带的另一个等离子体处理系统；

图3描绘了具有多个偏置区带的又一个等离子体处理系统；

图4描绘了具有多个偏置区带的另一个等离子体处理系统；

图5是描绘了可以联系本文公开的实施例履行的方法的流程图；

图6是描绘了示例性控制系统的各方面的图示；

图7是描绘了示例性偏置电源的各方面的图示；

图8包括从偏置电源输出的电压波形的曲线图；对应的鞘层电压的曲线图；以及对应的开关时序图；

图9是描绘了示例性偏置电源波形和示例性电压值的曲线图；并且

图10A描绘了使用两个电压源向图7中描绘的偏置电源提供电压的实施方式；

图10B描绘了使用两个电压源向图7中描绘的偏置电源提供电压的另一个实施方式；

图10C描绘了使用两个电压源向图7中描绘的偏置电源提供电压的又一个实施方式；