射频输送路径的阻抗的控制制造技术

本发明专利技术涉及射频输送路径的阻抗的控制。等离子体系统包括射频发生器以及包括阻抗匹配电路的匹配盒，该匹配盒经由射频电缆联接到所述射频发生器。所述等离子体系统包括卡盘以及经由射频线联接到所述匹配盒的等离子体反应器。射频线形成射频供应路径的一部分，所述射频供应路径在所述射频发生器与所述匹配盒之间延伸并且延伸到所述卡盘。等离子体系统进一步包括联接到所述阻抗匹配电路与所述卡盘之间的所述射频供应路径上的相位调节电路。所述相位调节电路的一端联接到所述射频供应路径并且另一端接地。所述等离子体系统包括联接到所述相位调节电路的控制器。所述控制器用于根据调节配方改变所述相位调节电路的参数以控制所述射频供应路径的阻抗。

【技术实现步骤摘要】
射频输送路径的阻抗的控制
本专利技术的实施方式涉及控制射频(RF)输送路径的阻抗。
技术介绍
基于等离子体的系统包括用于产生信号的供应源。基于等离子体的系统进一步包括接收信号以产生等离子体的室。等离子体用于多种操作，包括清洁晶片，在晶片上沉积氧化物和薄膜，以及蚀刻除去一部分晶片或一部分氧化物和薄膜。难以控制等离子体的一些性能，例如等离子体中的驻波等，以便能控制等离子体蚀刻或沉积的均匀性。控制等离子体性能的困难导致蚀刻晶片的材料或者在晶片上沉积材料的不均匀性。例如，晶片在距离其中心的第一位置处比在距离中心的第二位置处被蚀刻多。第二距离到中心的距离比第一距离到中心的距离远。作为另一个实例，晶片在第一距离处比在第二距离处被蚀刻少。作为又另一个实例，在晶片上在第一距离处比在第二距离处沉积较多的材料。作为又另一个实例，在晶片上在第二距离处比在第一距离处沉积较多的材料。蚀刻的不均匀性导致晶片的M形蚀刻或W形蚀刻。蚀刻或沉积的不均匀性导致减少的晶片产量。正是在这种背景下提出本专利技术中描述的实施方式。
技术实现思路
本专利技术的实施方式提供了用于控制射频(RF)输送路径的阻抗的设备、方法和计算机程序。应当理解，这些实施方式可以用多种方式实施，这些方式如，方法、设备、系统、硬件设备或计算机可读的介质上的方法。以下描述了几个实施方式。在一些实施方式中，通过控制等离子体设备中的射频输送路径(例如，射频供应路径等)的阻抗来获得均匀性。射频输送路径形成在射频发生器与等离子体室的间隙之间。通过控制等离子体设备的阻抗匹配电路与等离子体设备的等离子体反应器之间的电容和/或电感来控制阻抗。当阻抗受到控制时，便获得均匀性。在多种实施方式中,用于控制射频供应路径的阻抗的等离子体系统包括：射频发生器以及包含阻抗匹配电路的匹配盒，所述匹配盒经由射频电缆联接到所述射频发生器。所述等离子体系统包括卡盘以及经由射频线联接到所述匹配盒的等离子体反应器。射频线形成射频供应路径的一部分，所述射频供应路径从所述射频发生器延伸通过所述匹配盒并且延伸到所述卡盘。等离子体系统进一步包括联接到所述阻抗匹配电路与所述卡盘之间的所述射频供应路径上的相位调节电路。所述相位调节电路的一端联接到所述射频供应路径并且另一端接地。所述等离子体系统包括联接到所述相位调节电路的控制器。所述控制器用于根据调节配方改变所述相位调节电路的参数以控制所述射频供应路径的阻抗。在一些实施方式中，用于控制射频供应路径的阻抗的系统包括滤波器，该滤波器位于阻抗匹配电路与等离子体室之间。滤波器接地并且用于控制射频输送路径的阻抗。射频输送路径用于朝着等离子体室输送从阻抗匹配电路输出的射频信号。在几个实施方式中，用于控制射频供应路径的阻抗的方法包括从阻抗匹配电路接收射频信号，该阻抗匹配电路联接到等离子体设备的射频发生器。所述方法进一步包括：调节射频信号的阻抗以获得可测量的因素；并且经由射频供应路径的一部分发送所述调节的射频信号到等离子体反应器。等离子体反应器联接到阻抗匹配电路。上述实施方式中的一些实施方式的一些优点包括控制作用在衬底上的蚀刻速率或沉积速率的均匀性。例如，滤波器控制射频输送路径的阻抗以获得均匀性。改变滤波器的电容、电感或它们的组合来控制射频输送路径的阻抗。均匀性控制减小了蚀刻速率和沉积速率的不均匀性。上述实施方式中的一些实施方式的附加优点包括控制等离子体系统的射频输送路径的阻抗以获得蚀刻速率或沉积速率的预定的均匀性。预定的均匀性存储在调节配方中。此外，预定的均匀性与滤波器的电感、电容或它们的组合之间的一一对应关系存储在调节配方中。处理器经过编程以获得调节配方中列举的预定的均匀性。处理器从调节配方检索与可测量因素(例如，蚀刻速率，或沉积速率，或蚀刻速率的均匀性，或沉积速率的均匀性，或它们的组合等)对应的电感、电容或它们的组合，并且控制滤波器的电容和/或电感以获得蚀刻速率，或沉积速率，或蚀刻速率的均匀性，或沉积速率的均匀性。滤波器的电感、电容或它们的组合的变化允许处理器获得蚀刻衬底的蚀刻速率的均匀性或在衬底上沉积材料的沉积速率的均匀性。滤波器的电感、电容或它们的组合的变化为射频供应信号的谐波形成了到接地的低阻抗路径，该射频供应信号用于产生将要供应到等离子体室的另一个射频信号。通过控制射频谐波，形成在等离子体室内的等离子体的驻波受到控制以获得蚀刻速率或沉积速率的均匀性。结合附图，从以下详细描述会明白其他方面。附图说明结合附图，参照以下描述可以最好地理解实施方式。图1是用于说明根据本专利技术中描述的一个实施方式的归一化电压在60MHz信号的高阶谐波的不均匀性的坐标图的实施方式。图2是图示根据本专利技术中描述的一个实施方式的等离子体中驻波波长λ随着射频(RF)信号的频率的变化和间隙的变化而变化的曲线图。图3是曲线图，示出了根据本专利技术中描述的一个实施方式的蚀刻速率的不均匀性随着与上电极的输入联接上的滤波器的电容值的增大以及射频信号的谐波的增大而变化。图4A是根据本专利技术中描述的一个实施方式的用于控制系统的射频供应路径的阻抗的等离子体设备的视图。图4B是根据本专利技术中描述的一个实施方式的用于控制射频供应路径的阻抗的等离子体设备的视图。图5是根据本专利技术中描述的一个实施方式的系统的视图，用于说明沿着射频供应路径与滤波器联接上的不同点。图6A是根据本专利技术中描述的一个实施方式的系统的视图，该系统用于调节由阻抗匹配电路提供的射频供应信号的阻抗。图6B是根据本专利技术中描述的一个实施方式的滤波器作为电容元件和/或电感元件的视图。图6C是根据本专利技术中描述的一个实施方式的电容滤波器的视图。图6D是根据本专利技术中描述的一个实施方式的电容和电感滤波器的视图。图6E是根据本专利技术中描述的一个实施方式的滤波器与射频带之间的连接件的视图，用于说明射频带的内电感。图7是曲线图，示出了根据本专利技术中描述的一个实施方式的对于滤波器的不同电容大小，蚀刻衬底的蚀刻速率相对于衬底的半径的变化。图8是曲线图，根据本专利技术中描述的一个实施方式，示出了当匹配盒的输出联接到网络分析器时，匹配盒的输出处的阻抗与靠近输出处测得的射频供应信号的第三谐波的频率。图9是曲线图，示出了根据本专利技术中描述的一个实施方式的匹配阻抗与在匹配盒的输出处测得的射频供应信号的基频附近的频率的关系，用于说明靠近基频的射频信号的相位缺乏变化。图10A是曲线图，示出了根据本专利技术中描述的一个实施方式的对于滤波器的不同电容值，在滤波器的输出处的阻抗与在输出处所计算的射频供应信号的第三谐波附近的频率的关系。图10B是曲线图，示出了根据本专利技术中描述的一个实施方式的滤波器的阻抗与在滤波器的输出处所计算的射频供应信号的第三谐波附近的频率的关系。图11是曲线图，示出了根据本专利技术中描述的一个实施方式的对于不同的电容大小，蚀刻衬底的蚀刻速率相对于衬底的半径的变化。图12是根据本专利技术中描述的一个实施方式的系统的实施方式的视图，用于说明改变上下电极之间的间隙、与射频供应路径联接上的滤波器和/或等离子体室内的压力中的一个或多个来改变蚀刻速率的均匀性或沉积速率的均匀性。图13是根据本专利技术中描述的一个实施方式的用于控制蚀刻速率的均匀性、或沉积速率的均匀性、或获得蚀刻速率、或获得沉积速率的反馈系统的视图。具体实施方式以下实施方式描述了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体系统，其包括：射频(RF)发生器；匹配盒，其包括电感匹配电路，该电感匹配电路经由射频电缆联接到所述射频发生器；等离子体反应器，其经由射频线联接到所述匹配盒，所述等离子体反应器包括卡盘，其中所述射频线形成射频供应路径的一部分，所述射频供应路径在所述射频发生器与所述匹配盒之间延伸并且延伸到所述卡盘；以及相位调节电路，其联接到所述阻抗匹配电路与所述卡盘之间的所述射频供应路径，所述相位调节电路具有联接到所述射频供应路径的第一端和接地的第二端；以及控制器，其联接到所述相位调节电路，所述控制器用于根据调节配方改变所述相位调节电路的参数以控制所述射频供应路径的阻抗。

【技术特征摘要】
2013.10.01 US 14/043,5741.一种等离子体系统，其包括：射频(RF)发生器；匹配盒，其包括阻抗匹配电路，该阻抗匹配电路经由射频电缆联接到所述射频发生器；等离子体反应器，其经由射频供应路径的一部分联接到所述匹配盒，所述等离子体反应器包括卡盘，所述射频供应路径从所述射频发生器延伸通过所述匹配盒并且延伸到所述卡盘；相位调节电路，其联接到所述阻抗匹配电路与所述卡盘之间的所述射频供应路径的所述部分，所述相位调节电路具有联接到所述射频供应路径的所述部分上的连接点的第一端和接地的第二端；以及控制器，其联接到所述相位调节电路，所述控制器用于根据调节配方改变所述相位调节电路的参数以控制所述射频供应路径的阻抗。2.根据权利要求1所述的等离子体系统，其中所述阻抗匹配电路使所述射频发生器和射频电缆系统的阻抗与所述等离子体反应器和射频传输线的阻抗匹配，所述射频供应路径的所述部分包括所述射频传输线的射频棒，所述射频传输线将所述阻抗匹配电路联接到所述等离子体反应器，所述射频传输线包括包围所述射频棒的接地的射频通道，所述射频电缆系统包括所述射频电缆和射频电缆护套。3.根据权利要求1所述的等离子体系统，其中所述等离子体反应器包括下电极和上电极，所述上电极面对所述下电极，所述阻抗匹配电路被配置成提供射频信号到所述相位调节电路，所述相位调节电路被配置成调节所述射频信号的阻抗以产生另一个射频信号，进而经由所述射频供应路径的所述部分提供到所述等离子体反应器，且当所述下电极接收来自所述相位调节电路的该另一个射频信号时所述等离子体反应器被配置成在所述等离子体反应器内形成等离子体。4.根据权利要求1所述的等离子体系统，其中所述射频供应路径的所述部分包括射频棒，其中所述射频棒被接地的射频通道包围。5.根据权利要求1所述的等离子体系统，其中所述相位调节电路包括可变电容器、或可变电感器、或它们的组合。6.根据权利要求1所述的等离子体系统，其中所述相位调节电路经由连接件联接到所述射频供应路径，其中所述连接点在射频带与所述阻抗匹配电路的输出之间。7.根据权利要求1所述的等离子体系统，其中所述相位调节电路经由连接点联接到所述射频供应路径，其中所述连接点位于第一射频带与第二射频带之间，其中所述第一射频带联接到所述阻抗匹配电路的输出，其中所述第二射频带联接到射频棒，其中所述射频供应路径的所述部分包括所述射频棒。8.根据权利要求1所述的等离子体系统，其中所述射频供应路径的所述部分包括射频棒，其中所述相位调节电路经由连接点联接到所述射频供应路径，其中所述连接点在所述射频棒与射频带之间，所述射频带经由另一个射频带联接到所述阻抗匹配电路的输出。9.根据权利要求1所述的等离子体系统，其中所述射频供应路径的所述部分包括射频棒，其中所述等离子体反应器包括连接到所述卡盘的射频圆柱体，其中所述相位调节电路经由连接点联接到所述射频供应路径，其中所述连接点在所述射频圆柱体上，所述射频圆柱体经由射频耦接件联接到所述射频棒。10.根据权利要求1所述的等离子体系统，其中所述匹配盒具有壳体，所述相位调节电路位于所述壳体外。11.根据权利要求1所述的等离子体系统，其中所述射频供应路径的所述部分包括射频棒，其中所述匹配盒具有壳体，所述相位调节电路位于所述壳体内并且联接到位于所述壳体内的射频带，所述射频带将所述阻抗匹配电路联接到所述射频棒。12.根据权利要求1所述的等离子体系统，其中所述射频供应路径的所述部分包括射频棒，其中所述射频供应路径包括联接到所述阻抗匹配电路的一个或多个射频带，其中所述等离子体反应器包括射频圆柱体，其中所述射频棒经由射频耦接件联接到所述射频圆柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿列克谢·马拉霍塔诺夫，拉金德尔·迪恩赛，肯·卢彻斯，卢克·奥巴伦德，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US