[發明專利]調節多等離子體處理站的阻抗或功率的組合器和分配器

有效

• 申請號: 201710459227.6
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107523810B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 蘇尼爾·卡普爾;喬治·托馬斯;亞思萬斯·蘭吉內尼;愛德華·奧古斯蒂尼克
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: C23C16/52
• 分類號: C23C16/52;C23C16/513;H01J37/32
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠;張華

本發明涉及調節多等離子體處理站的阻抗或功率的組合器和分配器。具體而言，描述了用于調節多等離子體處理站的阻抗或功率或其組合的系統和方法。該系統中的一種包括：第一射頻(RF)發生器，其產生具有第一頻率的第一RF信號；第二RF發生器，其被配置為產生具有第二頻率的第二RF信號；以及第一匹配網絡，其耦合到第一RF發生器以接收第一RF信號。第一阻抗匹配網絡在接收到第一RF信號時輸出第一經修改的RF信號。系統還包括第二匹配網絡，其耦合到第二RF發生器以接收第二RF信號。第二匹配網絡被配置為在接收到第二RF信號時輸出第二經修改的RF信號。系統還包括組合器和分配器，其耦合到第一匹配網絡的輸出和第二匹配網絡的輸出。

技術領域

本文的實施方式涉及用于調節在多個等離子體處理站之間的阻抗或功率或其組合的系統和方法。

背景技術

通常，使用工藝反應器來處理晶片(例如硅晶片)上的操作。這些晶片通常在各種反應器中被多次處理，以在其上形成集成電路。這些處理操作中的一些涉及例如將材料沉積在晶片的選定表面或層上。一種這樣的反應器是等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)反應器。

例如，可以使用PECVD反應器來沉積絕緣膜，例如氧化硅(SiO)、氮化硅(SiN)、碳化硅(SiC)、碳氧化硅(SiOC)等。這種材料膜可以包括鋁(Al)合金。根據沉積的膜的類型，將特定的反應氣體引入PECVD反應器中，同時提供射頻(RF)功率以產生能夠實現沉積的等離子體。RF功率由RF發生器產生并經由匹配盒提供給PECVD反應器的電極。

就是在這種背景下，出現了在本公開中描述的實施方式。

發明內容

本公開的實施方式提供了用于調節多個等離子體處理站之間的阻抗或功率或其組合的系統和方法。應當理解，本文的實施方式可以以許多方式實現，例如，在計算機可讀介質上以工藝、裝置、系統、設備或方法實現。下面描述若干實施方式。

在多種實施方式中，提供了一些系統和方法，以將多個非50歐姆源信號分割到共享真空環境的多個襯底站，從而選擇性地將功率轉移到這些襯底站中的特定的襯底站，并且在特定的一個襯底站上點燃、啟用或控制等離子體。這包括在電容耦合等離子體系統環境中使用有源可調元件對襯底站中的預先選擇的特定襯底站進行等離子體處理以及射頻(RF)原位平衡站與站之間的襯底工藝變異性控制。

在一些實施方式中，將同軸和非同軸型輸出在多種阻抗范圍和多種功率電平下提供給襯底站。

在多種實施方式中，提供了一種用于具有適當調諧范圍的多個頻率以適應在多步驟過程中在多個襯底站中的各種阻抗變換的組合器和分配器。組合器和分配器從有源調諧匹配網絡輸出接收多個具有多種阻抗范圍和多種功率電平的非50歐姆功率信號作為輸入。此外，組合器和分配器中的諸如基于真空繼電器的開關等開關將功率轉移到用于不需要功率的襯底站的虛擬阻抗。組合器和分配器將多個頻率的信號引入每個襯底站。此外，組合器和分配器改變通向每個襯底站的多個頻率的信號。組合器和分配器包括濾波器，例如直流(DC)阻隔電容器、電感器等，用于將這些頻率彼此隔離并使到組合器和分配器的輸入的反饋最小化。

在一些實施方式中，組合器和分配器在其輸出中的每一個處包括平衡電感器，以用RF功率控制等離子體鞘電容變化，并且還控制在等離子體點火和其它工藝配方轉換期間的諧振頻率偏移。

在多種實施方式中，提供自動化控制裝置(例如探針控制裝置和系統控制裝置等)以在有源RF工藝期間改變用于襯底站中的每一個的組合器和分配器的調諧元件(例如電容器等)的位置，從而提供阻抗變換。

在一些實施方式中，提供了一種在等離子體處理期間移動和控制可變電容器(例如真空電容器等)以使得能夠以變化的阻抗變換運行多層處理的方法。通過控制RF信號的幅值和相位，對調諧元件中的有源變化的自動控制可以幫助有源補償。

在多種實施方式中，組合器和分配器被遠程安裝，并且組合器和分配器的輸出被同軸電纜連接到襯底站的電極輸入端。