半导体制程中提供偏压电源的频率产生器

技术领域

本揭示涉及一种在半导体制程的领域中能够提供偏压电源的频率产生器。具体而言，本揭示涉及一种能够使用特定方法提供偏压电源以提高半导体制造制程之中的等离子体蚀刻制程中的蚀刻速率或蚀刻速度的射频(radio frequency，RF)产生器。

背景技术

在半导体制造制程之中，蚀刻制程是自经图案化基板移除所述经图案化基板的不必要部分的制程。蚀刻制程大致上分类成使用溶液的湿式蚀刻及使用等离子体的干式蚀刻。近年来，在大多数情形中，已经使用了对精细图案化有利的干式蚀刻，从而满足减小半导体的大小的需求。

蚀刻制程中的主要变数是蚀刻速度(或蚀刻速率)、均匀性、选择性等。当前正在积极进行通过增加该些主要变数来提高制程效率的研究。

作为增加上述变数的方法中的一者，已经提出了提供具有短周期的偏压电源以有效地处置由蚀刻制程所产生的副产物的方法。然而，目前在蚀刻制程中所使用的RF产生器具有难以提供具有短周期的偏压电源的结构问题。

因此，需要一种具有新颖结构的用于提供具有短于相关技术中的周期的偏压电源的RF产生器，以增加上述变数在蚀刻制程中的值。

前述内容仅旨在帮助理解本揭示的背景，而非旨在意味着本揭示落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。

发明内容

发明所欲解决的课题

本揭示的一个目的是提供一种能够向负载提供具有短周期的电力的RF产生器。

本揭示的另一目的是提供一种能够达成具有欲提供至负载的多个单位脉波的偏压电源的RF产生器。

本揭示的又一目的是提供一种能够在脉波开启周期及脉波关闭周期期间向负载提供不同的偏压电源，但以具有不同长度的方式对脉波开启周期及脉波关闭周期进行控制的RF产生器。

本揭示的再一目的是提供一种能够对输出至负载的功率的驱动频率进行控制，以在短周期内向负载供应功率的RF产生器。

本揭示的再一目的是提供一种能够提供根据蚀刻制程中的蚀刻时间而变化的偏压电源的RF产生器。

本揭示的再一目的是提供一种能够根据蚀刻的程度(蚀刻深度)及自蚀刻制程中的蚀刻起始时间点所经过的时间，对欲施加至负载的偏压电源的周期或负载循环(dutycycle)(占空比(duty ratio))进行控制的RF产生器。

本揭示不限于上述目的。对于本揭示所属技术中具有通常知识者而言，可根据本说明书及附图来理解以上未提及的目的。

解决课题的手段

根据本揭示的一个实施例，可提供一种用于半导体制程的系统，所述系统包括：基板固持器，包括电极；以及频率产生器，被配置以向电极提供偏压电源；其中频率产生器包括：电源；逆变器，包括至少一个晶体管，所述逆变器被配置以自电源接收直流(direct-current，DC)功率，且在主要制程周期或辅助制程周期期间提供偏压电源；以及控制器，被配置以向逆变器的晶体管提供控制信号，且其中所述控制器更被配置以：根据对放置于基板固持器上的基板的处理进度向晶体管提供控制信号，以及将主要制程周期或辅助制程周期中的至少一者的长度调整为小于30微秒。

根据本揭示的另一实施例，提供一种RF产生装置，所述RF产生装置包括：电源；逆变器，被配置以自电源接收DC功率且在主要制程周期或辅助制程周期期间向负载提供偏压电源，所述逆变器包括开关单元；以及控制器，被配置以向逆变器的开关单元提供控制信号；其中所述控制器被配置以：实行对开关单元进行控制的第一开关操作以使得逆变器输出正电压、实行对开关单元进行控制的第二开关操作以使得逆变器输出负电压、或者实行对开关单元进行控制的第三开关操作以使得逆变器输出零电压，在主要制程周期期间交替地实行第一开关操作及第二开关操作，在辅助制程周期期间实行第一开关操作、第二开关操作或第三开关操作中的至少一者，以及对逆变器进行控制，使得交替地重复主要制程周期与辅助制程周期，且其中在辅助制程周期期间实行第三开关操作的总时间等于或大于辅助制程周期的长度的一半。

本揭示不限于上述解决方案，且对于本揭示所属技术中技术人员而言，可根据本说明书及附图来理解以上未提及的解决方案。

发明的效果

根据本揭示，可对欲施加至负载的功率的频率进行精确地控制。

根据本揭示，可对在蚀刻制程中对基板进行蚀刻所花费的时间及释放由蚀刻所产生的副产物所花费的时间进行有效地控制。

根据本揭示，可在蚀刻制程中提高蚀刻速度，且因此可缩短蚀刻制程所花费的时间。

本揭示不限于上述效果。对于本揭示所属技术中技术人员而言，可根据本说明书及附图来理解以上未提及的效果。

附图说明

图1及图2是示出相关技术中的等离子体蚀刻系统及施加至等离子体蚀刻系统的偏压电源的图。

图3是示出根据本揭示实施例的RF产生器及等离子体蚀刻系统的图。

图4是示出根据本揭示实施例的RF产生器的配置的图。

图5是示出根据本揭示实施例的在脉波开启周期期间提供至逆变器的开关信号的图。

图6是示出根据本揭示实施例的由控制器实行的开关操作的图。

图7是示出根据本揭示实施例的在脉波关闭周期期间由逆变器提供至负载的偏压电源的图。

图8是示出根据本揭示实施例的在脉波开启周期及脉波关闭周期期间由RF产生器提供至负载的偏压电源的图。

图9是示出根据本揭示实施例的以防止蚀刻速度随时间降低的方式提供至负载的偏压电源的图。

图10是表示根据本揭示实施例的蚀刻速度随时间变化的图。

具体实施方式

根据本揭示的一个实施例，提供了一种用于半导体制程的系统，所述系统包括：基板固持器，包括电极；以及频率产生器，被配置以向电极提供偏压电源；其中所述频率产生器包括：电源；逆变器，包括至少一个晶体管，所述逆变器被配置以自电源接收DC功率，且在主要制程周期或辅助制程周期期间提供偏压电源；以及控制器，被配置以向逆变器的晶体管提供控制信号，且其中所述控制器更被配置以：根据对放置于基板固持器上的基板的处理进度向晶体管提供控制信号，以及将主要制程周期或辅助制程周期中的至少一者的长度调整为小于30微秒。

所述逆变器还包括第一晶体管至第四晶体管，其中第一晶体管与第二晶体管经由第一节点串联连接，第三晶体管与第四晶体管经由第二节点串联连接，第一节点电性连接至电极的一端，且第二节点电性连接至电极的另一端。

所述控制器被配置以实行：第一开关操作，向第一晶体管及第三晶体管提供接通信号，且向第二晶体管及第四晶体管提供关断信号；第二开关操作，向第一晶体管及第三晶体管提供关断信号，且向第二晶体管及第四晶体管提供接通信号；第三开关操作，向第一晶体管及第四晶体管提供接通信号，且向第二晶体管及第三晶体管提供关断信号；或第四开关操作，向第一晶体管及第四晶体管提供关断信号，且向第二晶体管及第三晶体管提供接通信号。

所述控制器被配置以：在主要制程周期期间交替地实行第一开关操作及第二开关操作；在辅助制程周期的至少一部分期间实行第三开关操作或第四开关操作中的至少一者；以及对逆变器进行控制，使得交替地重复主要制程周期与辅助制程周期，且其中在辅助制程周期期间实行第三开关操作或第四开关操作中的至少一者的总时间等于或大于辅助制程周期的长度的一半。

在辅助制程周期期间实行第一开关操作的总时间相同于在辅助制程周期期间实行第二开关操作的总时间。

所述主要制程周期的长度与所述辅助制程周期的长度相同。

所述辅助制程周期的长度短于所述主要制程周期的长度。

所述控制器被配置以对逆变器进行控制，使得在自基板的蚀刻制程的起始时间点起的预定时间之后，辅助制程周期的长度增加。

所述系统更包括：传感器，被配置以对基板的蚀刻的程度进行检测；其中所述控制器被配置以：自传感器获得蚀刻深度信息，以及当基于蚀刻深度信息确定出蚀刻深度大于预定深度时，对逆变器进行控制，使得辅助制程周期的长度增加。

所述系统更包括：腔室，在所述腔室中放置基板固持器；以及RF(射频)源，被配置以在腔室内产生等离子体。

所述半导体制程包括对基板的蚀刻制程，且其中对基板的处理进度包括蚀刻深度。

根据本揭示的另一实施例，提供了一种RF产生装置，所述RF产生装置包括：电源；逆变器，被配置以自电源接收DC功率，且在主要制程周期或辅助制程周期期间向负载提供偏压电源，所述逆变器包括开关单元；以及控制器，被配置以向逆变器的开关单元提供控制信号；其中所述控制器被配置以：实行对开关单元进行控制的第一开关操作以使得逆变器输出正电压、实行对开关单元进行控制的第二开关操作以使得逆变器输出负电压、或者实行对开关单元进行控制的第三开关操作以使得逆变器输出零电压，在主要制程周期期间交替地实行第一开关操作与第二开关操作，在辅助制程周期期间，实行第一开关操作、第二开关操作或第三开关操作中的至少一者，以及对逆变器进行控制，使得交替地重复主要制程周期与辅助制程周期，且其中在辅助制程周期期间实行第三开关操作的总时间等于或大于辅助制程周期的长度的一半。

开关单元包括第一晶体管至第四晶体管，其中第一晶体管与第二晶体管经由第一节点串联连接，第三晶体管与第四晶体管经由第二节点串联连接，第一节点电性连接至负载的一端，且第二节点电性连接至负载的另一端，其中第一开关操作是向第一晶体管及第三晶体管提供接通信号，且向第二晶体管及第四晶体管提供关断信号，其中第二开关操作是向第一晶体管及第三晶体管提供关断信号，且向第二晶体管及第四晶体管提供接通信号，其中第三开关操作是向第一晶体管及第四晶体管提供接通信号，且向第二晶体管及第三晶体管提供关断信号，或者第三开关操作是向第一晶体管及第四晶体管提供关断信号，且向第二晶体管及第三晶体管提供接通信号。

在辅助制程周期期间实行第一开关操作的总时间相同于在辅助制程周期期间实行第二开关操作的总时间。

主要制程周期或辅助制程周期中的至少一者的长度小于30微秒。

主要制程周期的长度及辅助制程周期的长度分别小于10微秒。

具体实施方式

根据以下参照附图的详细说明，本揭示的上述目的、特征及优点将变得更加显而易见。另外，可对本揭示进行各种润饰，且可对本揭示的各种实施例进行实践。因此，以下将参照附图详细阐述具体实施例。

足够详细地阐述了本说明书中的具体实施例，以使本揭示所属技术中技术人员能够清楚地理解本揭示的本质及要点。因此，本揭示不限于本揭示中所阐述的实施例。本揭示的不背离本揭示的本质及要点的润饰或修正例应被解释为落入本揭示的范围内。

本申请案所附的附图用于使本揭示更易于理解。附图并非按比例绘制，且亦非用于界定附图中所示元件的精确比例。因此，本揭示不限于附图。

当与本揭示相关的已知的功能或配置的详细说明被确定为会混淆本揭示的本质及要点时，省略所述详细说明。另外，在本说明书通篇中，用语第一、第二等仅用于将一个构成元件与另一构成元件区分开。

另外，在本说明书中用于命名构成元件的用语“单元”、“模块”及“区段”只是为了易于撰写本说明书而使用。所述用语并非旨在具有不同的特殊含义或功能，且因此其可单独使用或互换使用。

本揭示是有关于一种在等离子体蚀刻制程中提供偏压电源的射频(RF)产生器(在下文中称为“RF产生器”)。

具体而言，当在半导体制造制程之中的蚀刻制程中对基板实行蚀刻时，根据本揭示实施例的RF产生器可向对基板进行支撑的基板固持器施加具有相对而言短于相关技术中的周期的偏压电源。

如下所述，此处的偏压电源可指以对基板实行蚀刻的方式或以释放由对基板进行蚀刻所产生的副产物的方式施加至负载的电功率、电压或电流。

图1及图2是示出相关技术中的等离子体蚀刻系统及施加至等离子体蚀刻系统的偏压电源的图。

参照图1，等离子体蚀刻系统可包括：基板；固持器，对基板进行支撑；等离子体产生器，用于产生等离子体；腔室，在腔室中排列基板及固持器且在腔室中包括形成有等离子体的空间；入口，经由所述入口引入用于蚀刻的制程气体；以及出口，经由所述出口排出用于蚀刻的制程气体。

对基板进行蚀刻的制程可通过实行以下步骤来达成：将制程气体输入至腔室中的步骤、向等离子体产生器供电的步骤、在腔室内产生等离子体的步骤、以及向对基板进行支撑的固持器施加偏压电源的步骤。具体而言，根据施加至对基板进行支撑的固持器的偏压电源，可通过重复实行对基板进行蚀刻的步骤及释放副产物的步骤来达成对基板进行蚀刻的制程。

可由相关技术中的RF产生器1来施加上述偏压电源。举例而言，相关技术中的RF产生器1电性连接至对基板进行支撑的固持器或对基板进行支撑的固持器中所包括的电极，且因此可向对基板进行支撑的固持器或对基板进行支撑的固持器中所包括的电极施加偏压电源。

等离子体蚀刻系统中的等离子体产生器可以多种方式来达成。举例而言，等离子体产生器可包括排列于腔室内的电极。可自外部电源单元向等离子体产生器供应电力，且因此等离子体产生器可在腔室内产生等离子体。作为另一实例，等离子体产生器可包括排列于腔室外部的线圈。可自外部电源向等离子体产生器供应功率，且因此等离子体产生器可引发在腔室内产生等离子体。

在蚀刻制程中所使用的RF产生器1包括匹配网络(matching network)，以减少由于在RF产生器1电性连接至对基板进行支撑的固持器的状态下，相关技术的RF产生器1中所包括的电源单元的输出端子与对基板进行支撑的固持器的输入端子之间的阻抗差异而导致的电力损耗。由相关技术中的RF产生器1提供的频率保持恒定。由于此种原因，此种匹配网络可能是必要的构成元件，乃因没有其他方法来减小因连接至负载而导致的阻抗差异。

参照图2，如上所述，相关技术中的RF产生器1可在脉波开启周期及脉波关闭周期期间向对基板进行支撑的固持器施加偏压电源，以实行等离子体蚀刻制程。举例而言，相关技术中的RF产生器1可在脉波开启周期期间向对基板进行支撑的固持器提供对应于高电平的电力作为偏压电源，以对基板进行蚀刻，且可在脉波关闭周期期间向对基板进行支撑的固持器提供对应于低电平的偏压电源，以释放由对基板进行蚀刻所产生的副产物。更具体而言，在脉波开启周期期间，由于由腔室内的等离子体所产生的离子与基板发生碰撞或与基板发生化学反应，因此可实行蚀刻。此外，在脉波关闭周期期间，可将由蚀刻所产生的副产物释放至基板的外部。可通过重复进行脉波开启周期及脉波关闭周期来实行对基板进行蚀刻的制程。

此时，在相关技术中的RF产生器1包括匹配网络的情形中，如图2中所示，施加至对基板进行支撑的固持器的偏压电源可能具有过冲(overshoot)及下冲(undershoot)。此种过冲或下冲可对相关技术中的RF产生器1的内部构件或等离子体蚀刻系统的构件造成损坏。作为解决此种问题的技术，如图2中所示，存在一种通过使脉波开启周期及脉波关闭周期能够具有上升时间及下降时间来防止过冲及下冲的方法。然而，在此种情形中，脉波开启周期及脉波关闭周期会相对延长。因此，会出现蚀刻制程的效率降低的问题。

为缓解上述问题并提高蚀刻制程的效率，需要一种具有新颖结构的RF产生器。将对此种RF产生器进行详细阐述。

为便于说明，以下将阐述用于在等离子体蚀刻制程中施加偏压电源的RF产生器。然而，本揭示的技术理念不限于此。此时，应注意，其技术理念可应用于需要RF功率的任何技术领域，例如等离子体产生器(例如，电感耦合等离子体(inductively coupled plasma，ICP)设备及电容耦合等离子体(capacitively coupled plasma，CCP)设备)的领域、无线电力传输领域(radio power transmission field)的领域及感应加热(induction heating)的领域。

以下将参照图3阐述根据本揭示实施例的RF产生器(1000)。

图3是示出根据本揭示另一实施例的RF产生器(1000)及等离子体蚀刻系统(10)的图。参照图3，RF产生器(1000)可电性连接至等离子体蚀刻系统(10)，且因此可提供电力。

等离子体蚀刻系统(10)类似于参照图1阐述的等离子体蚀刻系统，且因此不再对其予以赘述。

RF产生器(1000)可电性连接至等离子体蚀刻系统(10)的基板支撑固持器及基板支撑固持器(在下文中被称为“固持器”)的电极。举例而言，RF产生器(1000)的输出端子可电性连接至固持器的输入端子。

RF产生器(1000)可向固持器提供偏压电源。举例而言，如上所述，在对基板进行蚀刻的制程中，RF产生器(1000)可在脉波开启周期期间以对基板实行蚀刻的方式向固持器施加对应于高电平的偏压电源，且可在脉波关闭周期期间以释放副产物的方式向固持器施加对应于低电平的偏压电源。作为另一实例，RF产生器(1000)可在脉波开启周期期间以对基板实行蚀刻的方式向固持器施加对应于低电平的偏压电源，且可在脉波关闭周期期间以释放副产物的方式向固持器施加对应于高电平的偏压电源。以下将详细阐述RF产生器(1000)提供偏压电源的方法。

RF产生器(1000)可与连接至等离子体蚀刻系统(10)的除了等离子体蚀刻系统(10)的固持器以外的其他组件的RF源区分开。举例而言，RF源可连接至与RF产生器(1000)连接的固持器，或者连接至与固持器的电极相对的电极，且因此可提供用于产生等离子体的电力。作为另一实例，等离子体蚀刻系统(10)可更包括用于产生蚀刻制程中所必需的自由基的自由基产生设备，且自由基产生设备中可包括RF源。

以下将参照图4阐述RF产生器(1000)的配置及结构。

图4是示出根据本揭示实施例的RF产生器(1000)的配置的图。参照图4，RF产生器(1000)可包括电源单元(1100)、整流器(1200)、逆变器(1300)及控制器(1400)。

RF产生器(1000)可转换由电源单元(1100)供应的交流功率，且然后可向负载供应所得的交流功率。举例而言，RF产生器(1000)可将平常的家庭或工厂中所使用的交流功率转换成频率介于自几百千赫兹(kHz)到几十兆赫兹(MHz)的范围内的几千瓦(kW)或更多千瓦的交流功率，且然后可向负载供应所得的交流功率。为便于说明，提供至负载的交流功率被阐述为偏压电源，但本揭示的技术理念不限于偏压电源。

负载可指供应有电力的组件。负载的实例可包括上述固持器。作为另一实例，负载可指包括基板及固持器的组件中的一者，所述组件直接或间接地连接至RF产生器(1000)的输出端子。负载可具有特定的阻抗或特定的共振频率(resonance frequency)，或者可具有随时间变化的可变阻抗或可变共振频率。为便于说明，负载被阐述为固持器，但本揭示的技术理念不限于固持器。

整流器(1200)可将电源单元(1100)的输出转换成直流功率。整流器(1200)可将供应至电源单元(1100)的交流功率转换成直流功率，且然后可将所得的直流功率施加至逆变器(1300)。

可自整流器(1200)向逆变器(1300)供应直流功率，且然后逆变器(1300)可向固持器供应偏压电源。举例而言，逆变器(1300)可自控制器(1400)接收开关信号(SW)，且可使用所接收的开关信号(SW)向负载提供偏压电源。

逆变器(1300)可包括由开关信号(SW)控制的至少一个开关元件。所述开关元件可包括晶体管、二极管、电容元件等。

作为实例，逆变器(1300)可包括第一开关至第四开关(S1、S2、S3，S4)，且因此可达成为全桥(full bridge)型的逆变器。参照图4，第一开关(S1)经由第一节点而串联连接至第二开关(S2)，第三开关(S3)经由第二节点而串联连接至第四开关(S4)，且第一节点与第二节点可连接至固持器。第一开关至第四开关(S1、S2、S3，S4)可自控制器(1400)接收开关信号(SW)且可被导通或断开。具体而言，开关信号(SW)可包括接通信号及关断信号，当向第一开关至第四开关(S1、S2、S3，S4)施加接通信号时，第一开关至第四开关(S1、S2、S3，S4)可被导通，且当向第一开关至第四开关(S1、S2、S3，S4)施加断开信号时，第一开关至第四开关(S1、S2、S3，S4)可被断开。此时，当第一开关(S1)及第三开关(S3)被接通且第二开关(S2)及第四开关(S4)被断开时，可向固持器施加正电压。另外，当第一开关(S1)及第三开关(S3)被断开且第二开关(S2)及第四开关(S4)被导通时，可向固持器施加负电压。

在接通信号与关断信号之间可能存在停滞时间(dead time)，在所述停滞时间期间，开关信号(SW)无法提供至所有的开关。在接通信号与关断信号之间存在停滞时间可能够进行软切换(soft switching)，且因此可防止开关受到损坏。

以下将更详细地阐述逆变器(1300)的开关信号(SW)的方法。

作为另一实例，逆变器(1300)可包括第一开关(S1)及第二开关(S2)，且因此可达成为半桥(half bridge)型的逆变器。此时，第一开关(S1)及第二开关(S2)可经由第一节点彼此串联连接，且固持器可电性连接至第一节点。因此，可向固持器施加偏压电源。

逆变器(1300)可包括电感元件以防止开关元件受到损坏。举例而言，在如上所述的逆变器(1300)包括第一开关至第四开关(S1、S2、S3，S4)的情形中，逆变器(1300)可包括连接至第一节点及第二节点的电感负载。作为另一实例，在如上所述的逆变器(1300)是半桥型的情形中，逆变器(1300)可包括串联连接至固持器的电感负载。由于逆变器(1300)包括电感负载，因此当开关元件的两端之间的电压近似为0时，逆变器(1300)内的开关元件可被导通或断开。因此，可防止开关元件受到损坏。

自逆变器(1300)供应至固持器的偏压电源可具有基于由逆变器(1300)自控制器(1400)提供的开关信号(SW)设置的驱动频率。

根据其中控制器(1400)对频率进行控制的方法，可使用延时(time delay)技术、脉宽调变(pulse width modulation，PWM)技术、延时与脉宽调变的组合技术等对逆变器(1300)进行控制。

电容元件可排列于整流器(1200)与逆变器(1300)之间。举例而言，RF产生器(1000)可包括并联连接至整流器(1200)及逆变器(1300)的电容器。电容器可将施加至逆变器(1300)的电力的交流分量(alternating-current component)放电至接地节点GND。

控制器(1400)可对逆变器(1300)进行控制。举例而言，控制器(1400)可以逆变器(1300)向固持器提供偏压电源的方式实行对向逆变器(1300)提供开关信号(SW)进行控制。更具体而言，通过以下阐述的开关操作，控制器(1400)可对提供至固持器的偏压电源的周期、波形、量值、占空比和/或其他性质进行控制。以下将详细阐述控制器(1400)使用逆变器(1300)对欲提供至固持器的偏压电源进行控制的方法。

控制器(1400)可使用现场可程式化闸阵列(Field Programmable Gate Arrays，FPGA)技术来达成。另外，在提供开关信号(SW)时，控制器(1400)可使用具有预设时脉频率(clock frequency)的时脉源。

尽管图4中未示出，但RF产生器(1000)可还包括感测单元。因此，控制器(1400)可接收自感测单元获得的数据，且可产生开关信号(SW)。举例而言，控制器(1400)可被达成为自感测单元获取与固持器的共振频率相关联的数据(例如，电流、电压等)，并产生开关信号(SW)。具体而言，控制器(1400)可使用施加至固持器的电流的相位数据及施加至固持器的电压的相位数据来获取相位差数据或延迟时间。电流的相位数据及电压的相位数据是自感测单元获取的。控制器(1400)可基于所获取的相位差数据或延迟时间而产生开关信号(SW)。固持器的阻抗可随着蚀刻制程的进行而变化。控制器(1400)可使用感测单元来产生与固持器的变化的阻抗相对应的开关信号(SW)。因此，控制器(1400)可将供应至固持器的电力保持于预定电平或更高电平。

尽管图4中未示出，但RF产生器(1000)可包括存储器。存储器中可存储有各种类型的数据。各种类型的数据可暂时地或半永久地存储于存储器中。存储器的实例可包括硬盘驱动机(Hard Disk Drive，HDD)、固体状态驱动机(Solid State Drive，SSD)、快闪存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)等。存储器可以嵌入于RF产生器(1000)中的形式或者以可附接至RF产生器(1000)且可自RF产生器(1000)分开的形式提供。

可省略上述RF产生器(1000)的构成元件中的至少一者。举例而言，RF产生器(1000)既不包括电源单元(1100)亦不包括整流器(1200)，或者不包括电源单元(1100)及整流器(1200)中的一者。可自外部向RF产生器(1000)提供直流功率或整流直流功率。

以下将参照图5至图7详细阐述根据本揭示实施例的RF产生器(1000)在脉波开启周期或脉波关闭周期期间向固持器提供偏压电源的方法。

脉波开启周期可指对基板进行蚀刻的周期，且脉波关闭周期可指移除在实行蚀刻时产生的副产物的周期。同时，脉波开启周期并非限于具有字面意义(例如，其中脉波持续地保持或重复的周期)。类似地，脉波关闭周期亦并非限于具有字面意义(例如，完全未施加脉波的周期)。换言之，脉波开启周期可被解释为在以特定的方式提供偏压电源时对基板实行蚀刻的主要制程周期或蚀刻周期(或第一周期)。同样地，脉波关闭周期可被解释为在以特定的方式偏压电源时移除由基板蚀刻所产生的副产物的辅助制程周期或释放周期(或第二周期)。具体而言，如之后将阐述，可理解，在脉波关断周期中提供至固持器的偏压电源并非总是处于低电平(或高电平)，而是具有等同于低电平(或等同于高电平)的电力。

图5是示出根据本揭示实施例的在脉波开启周期期间提供至逆变器(1300)的开关信号(SW)的图。在脉波开启周期期间，RF产生器(1000)可以对基板实行蚀刻的方式向固持器施加偏压电源。

在脉波开启周期期间，RF产生器(1000)可有规律地将接通信号或关断信号施加至逆变器(1300)的第一至第四(S1、S2、S3，S4)。举例而言，参照图5，控制器(1400)可向第二开关(S2)及第四开关(S4)交替地施加关断信号及接通信号，同时向第一开关(S1)及第三开关(S3)交替地施加接通信号及关断信号。换言之，在脉波开启周期期间，可分别向第一开关(S1)及第三开关(S3)施加相同类型的开关信号(SW)。另外，亦可分别向第二开关(S2)及第四开关(S4)施加相同类型的开关信号(SW)。另外，可分别向第一开关(S1)及第二开关(S2)施加不同类型的开关信号(SW)。在此种情形中，可交替地向固持器施加正电压与负电压，且因此由等离子体所产生的离子可与基板发生碰撞。由此可实行蚀刻。

RF产生器(1000)可对脉波开启周期的长度进行控制。举例而言，脉波开启周期的长度可根据控制器(1400)施加开关信号(SW)的次数而改变。具体而言，参照图5，控制器(1400)向第一开关(S1)及第三开关(S3)施加接通信号，且向第二开关(S2)及第四开关(S4)施加关断信号，且随后，向第一开关(S1)及第三开关(S3)施加关断信号，且向第二开关(S2)及第四开关(S4)施加接通信号。当上述操作被定义为向固持器提供一组偏压电源时，若在脉波开启周期中向固持器提供三组或五组偏压电源，则脉波开启周期的长度可被确定为对应于三组或五组的长度。脉波开启周期的长度不限于三组或五组。当然，脉波开启周期的长度可被确定为对应于n(n是大于或等于1的整数)组的长度。

脉波开启周期的长度可基于控制器(1400)向逆变器(1300)施加开关信号(SW)的频率来具体指定。举例而言，在控制器(1400)使用具有400千赫兹的时脉频率的时脉源来提供开关信号(SW)的情形中，当向固持器施加三组偏压电源时，脉波开启周期的长度可为7.5微秒(2.5微秒×3)。另外，在向固持器施加五组偏压电源的情形中，脉波开启周期的长度可为12.5微秒(2.5微秒×5)。

在脉波开启周期相对延长的情形中，可能会过量地出现由蚀刻所产生的副产物，且因此可能会阻止蚀刻。换言之，需要在基板的蚀刻进行到一定程度后将副产物释放出。具体而言，期望将对基板实行蚀刻期间的脉波开启周期的长度设定为近似10微秒或短于10微秒。因此，如下所述，在控制器(1400)使用具有400千赫兹的时脉频率的时脉源向逆变器(1300)提供开关信号(SW)的情形中，偏压电源可由三组偏压电源至五组偏压电源构成，以使得脉波开启周期具有10微秒或短于10微秒的长度。此外，在控制器(1400)使用具有为cf的任意时脉频率的时脉源的情形中，脉波开启周期可由cf×10

可通过调整开关信号(SW)施加至逆变器(1300)的时间，以及通过控制施加至固持器的偏压电源的组的数目来对脉波开启周期的长度进行控制。

如上所述，通过以缩短脉波开启周期的长度的方式对脉波开启周期进行控制，可提高对基板进行蚀刻的效率。因此，可提高等离子体蚀刻制程中的蚀刻速度。

图6是示出根据本揭示实施例的由控制器(1400)实行的开关操作的图。控制器(1400)可以向逆变器(1300)的第一开关至第四开关(S1、S2、S3，S4)分别施加特定开关信号(SW)的方式进行操作。

参照图6，控制器(1400)可实行第一开关操作至第四开关操作。

第一开关操作可指其中向第一开关(S1)施加接通信号、向第二开关(S2)施加关断信号、向第三开关(S3)施加接通信号、及向第四开关(S4)施加关断信号的操作。

第二开关操作可指其中向第一开关(S1)施加关断信号、向第二开关(S2)施加接通信号、向第三开关(S3)施加关断信号、及向第四开关(S4)施加接通信号的操作。

第三开关操作可指其中向第一开关(S1)施加接通信号、向第二开关(S2)施加关断信号、向第三开关(S3)施加关断信号、及向第四开关(S4)施加接通信号的操作。

第四开关操作可指其中向第一开关(S1)施加关断信号、向第二开关(S2)施加接通信号、向第三开关(S3)施加接通信号、及向第四开关(S4)施加关断信号的操作。

控制器(1400)可实行其中向第一开关及第四开关(S1、S2、S3，S4)施加关断信号的第五开关操作。关于以下将阐述的控制器(1400)在脉波关闭周期期间的操作，可实行第五开关操作来代替第三开关操作或第四开关操作。

可理解，控制器(1400)的开关操作中的每一者被配置以提供单位脉波(unitpulse)。举例而言，可理解，第一开关操作提供用于向固持器施加正电压的单位脉波，第二开关操作提供用于向固持器施加负电压的单位脉波，且第三开关操作及第四开关操作提供用于向固持器施加为0的电压的单位脉波。如下所述，与脉波开启周期一样，亦可对脉波关闭周期的长度进行控制。

图7是示出根据本揭示实施例的在脉波关闭周期期间由逆变器(1300)提供至负载的偏压电源的图。

控制器(1400)可实行上述开关操作，且因此可使逆变器(1300)向固持器提供偏压电源。

在脉波关闭周期期间，偏压电源需要具有对应于低电平的量值。如上所述，此归因于在对基板进行蚀刻时产生的副产物在脉波关闭周期期间得到释放。为使偏压电源在脉波关闭周期期间具有对应于低电平的量值，控制器(1400)需要以满足以下规则中的至少一者的方式来实行开关操作。

规则1：在脉波关闭周期期间，以互补的方式实行第一开关操作与第二开关操作。具体而言，在脉波关闭周期期间，在实行x次第一开关操作的情形中，亦实行x次第二开关操作。

规则2：在脉波关闭周期期间，实行第三开关操作和/或第四开关操作的时间总量是脉波关闭周期的长度的一半或一半以上。换言之，在脉波关闭周期期间，实行第一开关操作的时间与实行第二开关操作的时间之和小于或等于实行第三开关操作和/或第四开关操作的时间总量。

规则3：在脉波关闭周期期间，在第一开关操作与第二开关操作之间实行第三开关操作或第四开关操作的时间总量等于在第二开关操作与第一开关操作之间实行第三开关操作或第四开关操作的时间总量。

规则4：在脉波关闭周期期间，首先实行的操作是第一开关操作、第三开关操作或第四开关操作。

规则5：在脉波关闭周期期间，最后实行的操作是第二开关操作、第三开关操作或第四开关操作。

规则6：在脉波关闭周期期间，当多次实行第一开关操作时，在第一开关操作之间至少实行第二开关操作。

规则7：在脉波关闭周期期间，当多次实行第二开关操作时，在第二开关操作之间至少实行第一开关操作。

控制器(1400)可被程式化为在满足上述规则中的至少一者时进行操作。控制器(1400)可通过实行符合上述规则的开关操作来达成偏压电源。因此，可防止逆变器(1300)受到损坏。具体而言，控制器(1400)可实行符合上述规则的开关操作，且逆变器(1300)内的开关可由此以软切换方式进行操作。因此，可防止开关受到损坏。此外，符合上述规则会确保在预定时间内流经逆变器(1300)中可能另外包括的电感元件的电流的负值与正值保持平衡。因此，可平稳地实行开关操作。

参照图7，控制器(1400)可通过实行符合上述规则的切换操作来达成施加至固持器的偏压电源。具体而言，控制器(1400)可依序实行第一开关操作、第三开关操作、第三开关操作、第二开关操作、第四开关操作及第四开关操作，且因此向固持器提供具有三组的偏压电源。作为符合上述规则的结果而达成的偏压电源不限于图7中所示的形式。当然，偏压电源可以各种方式来达成。举例而言，控制器(1400)可通过仅实行第三开关操作、第四开关操作或其组合来向固持器提供偏压电源。

如上所述，在脉波关闭周期期间，可通过实行开关操作来向固持器施加偏压电源。因此，可以更精确的方式对释放副产物的过程进行控制。在等离子体蚀刻制程中的蚀刻制程开始之后，释放由蚀刻所产生的副产物所消耗的时间会随着时间经过而发生改变。具体而言，蚀刻深度越增加，黏附效应(sticking effect)的作用便越强。黏附效应是指副产物在释放时与蚀刻孔的壁发生碰撞的现象。因此，会增加释放副产物所消耗的时间。

通过此种方式，RF产生器(1000)可以与释放副产物所需的时间发生改变的情形对应的方式来控制欲施加至固持器的偏压电源。以下将详细阐述RF产生器(1000)对欲提供至负载的偏压电源进行控制以使上述释放副产物的过程最佳化的方法。

图8是示出根据本揭示实施例的在脉波开启周期及脉波关闭周期期间由RF产生器(1000)提供至负载的偏压电源的图。

参照图8，在脉波开启周期期间，RF产生器(1000)可向固持器提供对应于高电平的偏压电源。具体而言，在脉波开启周期期间，RF产生器(1000)可连续地向固持器提供处于预定电平或高于预定电平的电力(或处于预定电平或高于预定电平的每单位电力)。换言之，在脉波开启周期期间，偏压电源可被理解为用于对基板进行蚀刻的高电平信号。因此，可连续地对基板实行蚀刻。

参照图8，在脉波关闭周期期间，RF产生器(1000)可向固持器提供对应于低电平的偏压电源。具体而言，在脉波关闭周期期间，RF产生器(1000)可连续地向固持器提供处于预定电平或低于预定电平的电力(处于预定电平或低于预定电平的每单位时间]电力)。换言之，在脉波关闭周期期间，偏压电源可被理解为用于释放副产物的低电平信号。因此，可连续地引发副产物的释放。

在脉波开启周期及脉波关闭周期期间，可基于参照图5至图7阐述的开关信号及开关操作来达成偏压电源。

参照图8，在脉波开启周期期间，可将偏压电源达成为具有三个组，且每一组可配置有指示正电压的单位脉波及指示负电压的单位脉波。另外，在脉波关闭周期期间，可将偏压电源达成为具有三个组，且控制器(1400)可通过实行第一开关操作、第三开关操作、第三开关操作、第二开关操作、第四开关操作及第四开关操作来达成为由三组构成的偏压电源。因此，可重复脉波开启周期及脉波关闭周期，且因此可向固持器施加具有特定周期的偏压电源。

可调整如上所述的脉波开启周期及脉波关闭周期的长度，且亦可由此调整偏压电源的周期。举例而言，在脉波开启周期及脉波关闭周期各自具有对应于三组的长度(所述长度在使用时脉频率为400千赫兹的时脉源时近似为7.5微秒)的情形中，偏压电源可具有对应于六组的周期(所述周期在使用时脉频率为400千赫兹的时脉源时近似为15微秒)。作为另一实例，在脉波开启周期及脉波关闭周期各自具有对应于五组的长度(所述长度在使用时脉频率为400千赫兹的时脉源时近似为12.5微秒)的情形中，偏压电源可具有对应于10组的周期(所述周期在使用时脉频率为400千赫兹的时脉源时近似为25微秒)。

脉波开启周期与脉波关闭周期可具有不同的长度。举例而言，脉波开启周期的周期长于脉波关闭周期的长度。具体而言，脉波开启周期可具有对应于五组的长度，且脉波关闭周期可具有对应于三组的长度。作为另一实例，脉波开启周期的长度可短于脉波关闭周期的长度。具体而言，脉波开启周期可具有对应于三组的长度，且脉波关闭周期可具有对应于五组的长度。

通过如上所述将脉波开启周期的长度及脉波关闭周期的长度控制成相对短，可仅实行蚀刻至由蚀刻所产生的副产物会干扰蚀刻为止，且可减少在释放大部分副产物之后不必要地经过的时间。在相关技术中，必须包括匹配网络，乃因当不存在匹配网络时，设备可能会由于过冲及下冲而发生损坏。然而，在使用匹配网络的情形中，如上所述，由于上升时间及下降时间而难以以缩短脉波开启周期或脉波关闭周期的长度的方式来达成脉波开启周期或脉波关闭周期。相比之下，根据本揭示实施例的RF产生器(1000)可对驱动频率可变地进行控制而不使用匹配网络。因此，会提供显著的优点，即脉波开启周期及脉波关闭周期以其长度相对缩短而不会导致开关损坏方式进行设定。

除了实行缩短脉波开启周期及脉波关闭周期的长度的方法以外，可随着时间的推移对欲施加至固持器的偏压电源进行控制，以提高蚀刻制程中的蚀刻速度。

以下将参照图9及图10详细阐述在等离子体蚀刻制程中随着时间的推移对施加至固持器的偏压电源进行控制的方法。

参照图9，RF产生器(1000)可重复由第一脉波开启周期及第一脉波关闭周期构成的第一循环，且因此可施加偏压电源。当自蚀刻制程的起始时间点起经过预定时间时，RF产生器(1000)可重复由第二脉波开启周期及第二脉波关闭周期构成的第二循环，且因此可向固持器施加偏压电源。

第二循环的长度可长于第一循环的长度。举例而言，在第二脉波开启周期的长度保持相同于第一脉波开启周期的长度的状态下，第二脉波关闭周期的长度可长于第一脉波关闭周期的长度。作为另一实例，第二脉波开启周期的长度可长于第一脉波开启周期的长度，且第二脉波关闭周期的长度可长于第一脉波关闭周期的长度。作为另一实例，第二脉波开启周期的长度可短于第一脉波开启周期，且第二脉波关闭周期的长度可长于第一脉波关闭周期的长度。如上所述，此处的脉波关闭周期和/或脉波开启周期的长度可通过改变偏压电源的组的数目进行控制。

尽管图9中未示出，但RF产生器(1000)可通过重复第一循环、在自蚀刻制程的起始时间点起经过第一经过时间(elapse time)后重复第二循环、以及在自蚀刻制程的起始时间点起经过第二经过时间后重复第三循环来向固持器施加偏压电源。此时，如在如上所述的第二循环的长度是基于第一循环来控制的上下文中，第三循环的长度可长于第二循环的长度。当然，RF产生器(1000)向固持器施加偏压电源的方法不限于使用上述第一循环至第三循环。RF产生器(1000)可通过重复具有不同长度的多个循环来向固持器提供偏压电源。

在提供偏压电源时，可根据蚀刻深度对循环进行控制。举例而言，在蚀刻深度处于预定值或高于预定值的情形中，脉波开启周期和/或脉波关闭周期的长度可增加。此时，RF产生器(1000)可包括用于测量蚀刻深度的传感器，或者可自外部传感器实时提供关于蚀刻深度的数据。

如上所述，在蚀刻制程中，通过根据自蚀刻制程中的蚀刻的起始时间点起经过的时间对欲施加至固持器的偏压电源的周期及负载循环进行控制，可积极地因应于随时间变化的蚀刻深度。因此，随着蚀刻速度的增加，蚀刻制程所花费的时间可大大减少。

具体而言，如图10中所示，蚀刻速度可随着时间的推移而降低。其原因在于，随着对基板实行蚀刻，蚀刻深度变得越来越深且副产物被释放所需要的移动距离增加，因此副产物被释放的时间增加。此时，若使用具有预定波形或周期(或不可变的波形或周期)的偏压电源，则蚀刻速度会降低，乃因随着时间的推移，可能会在副产物没有得到充分释放的状态下实行蚀刻。

另外，蚀刻制程所花费的时间总量可根据蚀刻速度随时间降低的现象的发生程度而变化。参照图10，当对第一蚀刻速度曲线c1与第二蚀刻速度曲线c2进行比较时，当基板被蚀刻至同一深度时，在第一蚀刻速度曲线c1中可花费第一时间t1，而在第二蚀刻速度曲线c2中可花费长于第一时间的第二时间t2。因此，对于如第一蚀刻速度曲线c1所示的快速蚀刻制程而言，需要减小蚀刻速度随时间降低的程度。

利用参照图9阐述的对偏压电源进行控制的方法，可将蚀刻速度曲线自第二蚀刻速度曲线c2向图10中所示的第一蚀刻速度曲线c1的方向移动。换言之，可在实行蚀刻制程的整个进程中将蚀刻制程所花费的时间及释放副产物所花费的时间最佳化，且可大大减少蚀刻制程所花费的时间。

根据实施例的方法可以可由各种类型的电脑执行的程式命令的形式来达成。因此，所产生的程式命令可记录于电脑可读取记录媒体上。电脑可读取记录媒体可包括独立的或相互组合的程式命令、数据文件、数据结构等。电脑可读取记录媒体上所记录的程式命令是为实施例专门设计及配置的，或对电脑软件所属技术中技术人员而言是已知的，且因此所述程式命令可供使用。电脑可读取记录媒体的实例包括被专门配置以存储并实行程式命令的磁媒体(magnetic media)(例如，硬盘、软盘及磁带)、光记录媒体(例如，光盘只读存储器(Compact disc read-only memory，CD-ROM)及数字光盘(digital video disk，DVD)驱动器)、磁光媒体，例如软光盘(floptical disk)、及硬件装置(例如，ROM、RAM及快闪存储器)媒体。程式命令的实例包括机器语言代码(例如由编译器(compiler)产生的代码)、以及可由电脑使用解释器(interpreter)执行的高阶语言代码等。上述硬件装置可被配置以作为一或多个软件模块来操作，以进行根据实施例的操作，反之亦然。

以上参照附图对实施例进行了阐述(尽管实施例的数目有限)。本揭示所属技术中技术人员可对实施例进行各种润饰及修正。举例而言，尽管以与上述方法中不同的次序来实施上述技术，和/或尽管以与上述方法中不同的形式来连接或组合上述系统、结构、设备、电路等构成元件，但可达成实质上相同的结果，或者上述构成元件中的每一者均使用不同的构成元件或等效元件来替换。

因此，任何其他实施例及等效内容均属以下申请权利要求中所主张的本揭示的范围。