出了可W用于實現(xiàn)多于一個離子能量電平的電源電壓Vps的另一個模式， 其中，每一離子能量電平具有窄IEDF寬度；W及
[0065] 圖50示出了可W用于創(chuàng)建所定義的IEDF的電源電壓Vps和離子電流補償Ie的一 個組合。
[0066] 圖51示出了示出用于校準偏置電源的裝置的示范性實施例的示意圖。
[0067] 圖52示出了圖51中所示出的校準部件的負載仿真器。
[0068] 圖53示出了校準偏置電源的方法。
[0069] 圖54示出了校準偏置電源的另一個方法。
[0070] 圖55示出了用于校準等離子體處理室的系統(tǒng)的實施例。
[0071] 圖56示出了用于校準圖55的等離子體處理室的方法。
[0072] 圖57示出了用于校準圖55的等離子體處理室的另一個方法。
【具體實施方式】
[0073] 圖1中大體示出了等離子體處理系統(tǒng)的示范性實施例。如所示出的，等離子體電 源102禪合到等離子體處理室104,并且開關(guān)模式電源106禪合到支承部108,在室104內(nèi) 襯底110放置在支承部108上。還示出了禪合到開關(guān)模式電源106的控制器112。
[0074] 在此示范性實施例中，等離子體處理室104可基本上常規(guī)結(jié)構(gòu)的室來實現(xiàn) (例如，包括由一個或多個累（未示出）排空的真空外殼）。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理 解，室104內(nèi)的等離子體可W被任一種源激勵，例如包括螺旋形的等離子體源，其包括用W 激勵和維持反應(yīng)器內(nèi)的等離子體114的磁線圈和天線，并且可W提供氣體入口來將氣體引 入室104中。
[0075] 如所示出的，示范性等離子體室104被設(shè)置和配置為利用對襯底110的高能離子 轟擊和其它等離子體處理（例如，等離子體沉積和等離子體輔助離子植入）來進行等離子 體輔助的材料蝕刻。此實施例中的等離子體電源102被配置為在一個或多個頻率下（例如， 13. 56MHz)經(jīng)由匹配網(wǎng)絡(luò)（未示出）將能量（例如，RF能量）施加到室104,W便激勵和維 持等離子體114。應(yīng)當理解，本發(fā)明不限于任一特定類型的用W將能量禪合到室104的等離 子體電源102或源，并且可W將各種頻率和能量電平電容或電感地禪合到等離子體114。
[0076] 如所示出的，將要處理的電介質(zhì)襯底110(例如，半導(dǎo)體晶圓）至少部分由支承部 108支承，支承部108可W包括常規(guī)晶圓卡盤的一部分（例如，用于半導(dǎo)體晶圓處理）。支 承部108可W形成為在支承部108與襯底110之間具有絕緣層，其中襯底110被電容地禪 合到平臺，但支承部108也可不同于支承部108的電壓浮置。
[0077] 如上所述，如果襯底110和支承部108均為導(dǎo)體，則能夠?qū)⒉蛔冸妷菏┘拥街С胁?108,并且由于通過襯底110的電傳導(dǎo)，施加到支承部108的電壓也被施加到襯底110的表 面。
[007引然而，當襯底110是電介質(zhì)的情況下，向支承部108施加不變電壓對襯底110的處 理表面兩端產(chǎn)生電壓不起作用。因此，示范性開關(guān)模式電源106被配置為受控制W便在襯 底110的表面上實現(xiàn)能吸引等離子體114中的離子來與襯底110碰撞的電壓，從而執(zhí)行襯 底110的受控蝕刻和/或沉積和/或其它的等離子體輔助工藝。
[0079] 此外，如本文進一步討論，實施例的開關(guān)模式電源106被配置為工作W使得由等 離子體電源102 (向等離子體114)施加的能量與由開關(guān)模式電源106施加到襯底110的能 量之間基本上不存在相互作用。例如，由控制開關(guān)模式電源106施加的能量是可控的，W便 能控制離子能而基本上不影響等離子體114密度。
[0080] 此外，許多圖1所示出的示范性開關(guān)模式電源106的實施例由可由相對簡單的控 制算法控制的相對廉價的部件實現(xiàn)。并且與現(xiàn)有技術(shù)相比，許多開關(guān)模式電源106的實施 例有效得多；從而減小了與去除過量熱能有關(guān)的能量成本和昂貴材料。
[0081] 一個已知的對電介質(zhì)襯底施加電壓的技術(shù)是利用大功率線性放大器與復(fù)雜的控 制方案相結(jié)合，W對在襯底表面感應(yīng)出電壓的襯底支承部施加能量。然而，該種技術(shù)還沒有 被商業(yè)實體所采用，原因是還未證明該技術(shù)性價比高且易于管理。具體而言，所使用的線性 放大器通常較大、非常昂貴、低效且難W控制。此外，線性放大器內(nèi)在地需要AC禪合（例如， 隔直流電容器），并且類似卡盤的輔助功能由并行饋送電路實現(xiàn)，其會損害具有卡盤的源的 系統(tǒng)的AC頻譜純凈度。
[0082] 已考慮到的另一種技術(shù)是對襯底施加高頻功率（例如，利用一個或多個線性放大 器）。然而，由于對襯底施加的高頻功率對等離子體密度有影響，因此已經(jīng)發(fā)現(xiàn)此技術(shù)對等 離子體密度有不利的影響。
[0083] 在一些實施例中，圖1中所示出的開關(guān)模式電源106可W通過降壓、升壓或者升降 壓型能量技術(shù)來實現(xiàn)。在該些實施例中，可W控制開關(guān)模式電源106來施加變化的脈沖功 率的電平，W在襯底110表面上感應(yīng)出電勢。
[0084] 在其它實施例中，開關(guān)模式電源106可W由其它更復(fù)雜的開關(guān)模式電源和控制技 術(shù)來實現(xiàn)。接下來參考圖2,例如，參考圖1描述的開關(guān)模式電源由開關(guān)模式偏置電源206 來實現(xiàn)，開關(guān)模式偏置電源206用于將能量施加到襯底110,W實現(xiàn)一個或者多個期望的轟 擊襯底110的高能離子。還示出了離子能量控制部件220、電弧檢測部件222W及禪合到開 關(guān)模式偏置電源206和波形存儲器224該兩者的控制器212。
[0085] 所示的該些部件的設(shè)置是合理的；從而在實際實施方式中可W組合或進一步分離 該些部件，并且可ww各種方式連接該些部件，而不改變系統(tǒng)的基本工作。例如，在一些實 施例中，可W利用可由硬件、軟件、固件或其組合實現(xiàn)的控制器212來控制電源202和開關(guān) 模式偏置電源206該兩者。然而，在替代實施例中，電源202和開關(guān)模式偏置電源206由完 全獨立的功能單元來實現(xiàn)。進一步舉例說明，控制器212、波形存儲器224、離子能量控制部 220和開關(guān)模式偏置電源206可W集成為單個部件（例如，位于共同的外殼中）或者可W分 布在分立部件中。
[0086] 此實施例中的開關(guān)模式偏置電源206通常被配置為W可控的方式對支承部208施 加電壓，W實現(xiàn)轟擊襯底表面的期望的（定義的）離子的能量分布。更具體而言，開關(guān)模式 偏置電源206被配置為通過將一個或多個特定能量電平的特定波形施加到襯底來實現(xiàn)期 望的（定義的）離子能量分布。并且更具體地，響應(yīng)于來自離子能量控制部220的輸入，開 關(guān)模式偏置電源206施加特定能量電平來實現(xiàn)特定離子能量，并且利用由波形存儲器224 中的波形數(shù)據(jù)定義的一個或多個電壓波形來施加特定的能量電平。因此，可W利用離子控 制部來選擇一個或多個特定離子轟擊能量，W執(zhí)行對襯底的可控蝕刻（或其它形式的等離 子體處理）。
[0087] 如所示出的，開關(guān)模式電源206包括開關(guān)部件226'、226"(例如，大功率場效應(yīng)晶 體管），其用于響應(yīng)于來自對應(yīng)驅(qū)動部件228'、228"的驅(qū)動信號來將能量切換到襯底210的 支承部208。并且基于波形存儲器224的內(nèi)容所定義的定時而由控制器212對由驅(qū)動部件 228'、228"產(chǎn)生的驅(qū)動信號230'、230"進行控制。例如，許多實施例中的控制器212適于解 釋波形存儲器的內(nèi)容并且產(chǎn)生驅(qū)動控制信號232'、232"，驅(qū)動控制信號232'、232"由驅(qū)動 部件228'、228"利用來控制至開關(guān)部件226'、226"的驅(qū)動信號230'、230"。盡管W示范性 的目的示出了兩個可半橋配置設(shè)置的開關(guān)部件226'、226"，但是必然能夠想到在各種 架構(gòu)中可W實現(xiàn)更少或另外的開關(guān)部件（例如，H橋配置）。
[00蝴在多種操作模式下，控制器212 (例如，利用波形數(shù)據(jù)）調(diào)制驅(qū)動控制信號232'、 232"的定時，W便在襯底210的支承部208實現(xiàn)期望的波形。另外，開關(guān)模式電源206基 于離子能量控制信號234對襯底210提供電源，控制信號234可W是DC信號或者是時變波 形。因此，本實施例能夠通過控制至開關(guān)部件的定時信號并且控制由開關(guān)部件226'、226" 施加的能量（由離子能控制部件220控制）來控制離子能量分布。
[0089] 另外，此實施例中的控制器212被配置為：響應(yīng)于由電弧檢測部件222檢測的等離 子室204內(nèi)的電弧來執(zhí)行電弧管理功能。在一些實施例中，當檢測到電弧時，控制器212改 變驅(qū)動控制信號232'、232"，W使得施加在開關(guān)模式電源206的輸出端236的波形焰滅等離 子體214中的電弧。在其它實施例中，控制器212通過簡單中斷驅(qū)動控制信號232'、232" 的施加來焰滅電弧，W使得開關(guān)模式偏置電源206的輸出端236的能量的施加被中斷。
[0090] 接下來參考圖3,其是可W用于實現(xiàn)參考圖2描述的開關(guān)模式偏置電源206的部件 的原理圖表示。如所示出的，此實施例中的開關(guān)部件T1和T2W半橋（也被稱為圖騰柱） 型拓撲來設(shè)置。共同地，R2、R3、C1和C2均表示等離子體負載，CIO是有效電容（在本文也 被稱為串聯(lián)電容或卡盤電容），W及C3是可選物理電容器，W防止來自襯底表面上感應(yīng)出 的電壓或者來自靜電卡盤（未示出）的電壓的DC電流流過電路。CIO被稱為有效電容，因 為其包括襯底支撐部和靜電卡盤（或e-卡盤）的串聯(lián)電容（或者也被稱為卡盤電容）W 及偏置的施加所固有的其它電容，諸如絕緣和襯底。如所示出的，L1是雜散電感（例如，向 負載饋送電能的導(dǎo)體的固有電感）。并且在此實施例中，存在S個輸入；Vbus、V2和V4。
[0091] V2和V4表示驅(qū)動信號（例如，參考圖2描述的由驅(qū)動部件228'、228"輸出的驅(qū)動 信號230'、230")，并且在此實施例中，可W為V2和V4定時（脈沖長度和/或相互延遲）， 使得可W調(diào)制T1和T2的關(guān)閉W控制被施加到襯底支承部的電壓輸出Vout的波形。在許 多實施方式中，用于實現(xiàn)開關(guān)部件T1和T2的晶體管都不是理想開關(guān)，因此為了達到期望的 波形，考慮晶體管特定特征。在許多操作模式下，簡單地改變V2和V4的定時可W實現(xiàn)將要 在Vout施加的期望的波形。
[0092] 例如，可W操作開關(guān)T1、T2W使得在襯底11〇、210表面的電壓通常為負且周期電 壓脈沖接近和/或略微超過正電壓參考。襯底110、210表面處的電壓值是定義離子能量的 值，其特征可W在離子能量分布函數(shù)（I邸巧方面。為了在襯底11〇、210表面處實現(xiàn)期望的 電壓，在Vout的脈沖通常為矩形的且具有寬度長到足W在襯底11〇、210表面感應(yīng)出短暫的 正電壓，W便將充足的電子吸引到襯底11〇、210表面，從而實現(xiàn)期望的電壓和對應(yīng)的離子 能量。
[0093] 接近和/或稍微超過正電壓參考的周期電壓脈沖可具有由開關(guān)T1，T2的開關(guān)能力 限