利用RF平衡的多站式等离子体反应器制造技术

本发明专利技术涉及利用RF平衡的多站式等离子体反应器。公开了用于利用RF功率频率调谐的多站式半导体沉积操作的方法和装置。RF功率的频率可根据在半导体沉积操作期间所测得的等离子体的阻抗来调谐。在所述方法和装置的某些实施方案中，RF功率参数可以在沉积操作期间或之前进行调节。半导体沉积操作的某些其他实施方案可以包括利用相应的不同配方的多个不同的沉积工艺。配方可以包括用于每个相应的配方的不同的RF功率参数。相应的配方可以在每个沉积工艺前调节RF功率参数。RF功率频率调谐可以在每个沉积工艺期间被使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及半导体处理领域，更具体地涉及利用RF平衡的多站式等离子体反应器
技术介绍
半导体器件的制造涉及在半导体处理反应器中的半导体晶片的处理。典型的处理涉及晶片上的材料的沉积和去除(即蚀刻)。在商业规模的生产中，每个晶片包含被制造的特定半导体器件的许多拷贝，并且许多晶片被要求达到所需的器件容积。半导体处理操作的商业可行性在很大程度上取决于处理条件的晶片内均匀性和晶片到晶片的可重复性。因此，已努力确保给定晶片和每个晶片的被处理的每个部分都暴露于相同的处理条件。处理条件的变化通常会造成沉积和蚀刻速率的导致在整个处理和产品中的不可接受的变化的变化。要求使处理的变化最小化的技术和装置。
技术实现思路
在一些实施方案中，可以提供了一种多个站中的等离子体辅助半导体沉积的方法。该方法可以包括:a)在所述多个站中的每一个处提供衬底；b)分配RF功率至多个站，从而在这些站内产生等离子体，其中，所述RF功率根据被调节以减小站到站(stat1n tostat1n)的变化的RF功率参数来分配；c)调谐所述RF功率的频率，以及d)在每一个站的所述衬底上沉积薄膜。调谐所述频率可以包括:i)测量所述等离子体的阻抗，ii)根据在操作⑴中测得的所述阻抗判定所述RF功率的所述频率的变化，以及iii)调节所述RF功率的所述频率。在一些实施方案中，所述方法判定用于调节在操作(b)期间输送到每个站的所述RF功率参数的调整。所述调整可以包括:测量在每个站的RF功率参数；将在每个站的所述RF功率参数与用于每个站的设定点进行比较；以及判定RF调节器的变化以调节在每个站的所述RF功率参数，使得测量结果和设定点之间的差减小。在一些其它或另外的实施方案中，操作(i)可以包含测量从所述RF功率的源来看的阻抗，以及操作(ii)可以包括判定所述RF功率的所述频率的变化，使得所述频率的所述变化将导致从所述RF功率的所述源来看的所述阻抗的相位具有零值。在一些其它或另外的实施方案中，在所述沉积的操作期间在每个站的所述RF功率可以是基本相同的。在一些其它或另外的实施方案中，所分配的所述RF功率可以处于固定频率下。在一些这样的实施方案中，所述固定频率可以是为约13.56MHz的频率。在一些这样的实施方案中，所述固定频率可以是预先设定的频率。在一些其它或另外的实施方案中，操作(i)可以包含测量从所述RF功率的源来看的阻抗，并且所述预先设定的频率是所计算的导致具有约50欧姆的值的从所述RF功率的所述源来看的所述阻抗的幅值。在一些其它或另外的实施方案中，调谐所述RF功率的频率可以在10秒或10秒以下、1秒或1秒以下、500毫秒或500毫秒以下、或者150毫秒或150毫秒以下的持续时间执行。在一些其它或另外的实施方案中，所述薄膜可以在单个ALD循环产生。在一些这样的实施方案中，每次在新的ALD循环期间重复执行操作(a)至(d)。在一些这样的实施方案中，在所述多个ALD循环期间，所述RF功率参数的所述站到站的分配可以不变化。在一些其它或另外的实施方案中，在操作(c)中所述调谐可以产生在一个ALD循环的第一 RF功率频率和在另一个ALD循环的第二 RF功率频率，使得所述第一 RF功率频率和所述第二 RF功率频率是不同的。在一些其它或另外的实施方案中，提供了一种在多个站中的等离子体辅助半导体沉积的方法，该方法可以包括:在所述多个站中的每一个处提供衬底，其中，所述多个站在室内；并且执行至少第一沉积工艺和第二沉积工艺，以生产具有不同材料的第一层和第二层，所述不同材料具有不同的内在特性值。所述第一沉积工艺可以是根据第一配方执行的，所述第一配方具有针对RF功率参数的第一站到站的调整，所述第二沉积工艺可以是根据第二配方执行的，所述第二配方具有针对所述RF功率参数的第二站到站的调整，并且针对所述第一配方的所述RF功率参数的所述第一调整可以不同于针对所述第二配方的所述RF功率参数的所述第二调整。每个沉积工艺可以包括:a)分配RF功率至所述多个站，使得所述RF功率根据被调节以减小站到站的变化的RF功率参数来分配；b)调谐所述RF功率的频率；以及c)在每一个站的所述衬底上沉积薄膜。调谐所述频率包括:i)测量等离子体的阻抗，?)根据在操作⑴中测得的所述阻抗判定所述RF功率的所述频率的变化，以及iii)调节所述RF功率的所述频率。在一些其它或另外的实施方案中，所述方法还可以包括判定用于调节在操作(b)期间输送到每个站的所述RF功率参数的调整。判定所述调整可以包括:测量在每个站的RF功率参数；将在每个站的所述RF功率参数与每个站的设定点进行比较；以及判定RF调节器的变化以调节在每个站的所述RF功率参数，使得测量结果和设定点之间的差减小。在一些其它或另外的实施方案中，操作(i)可以包含测量从所述RF功率的源来看的阻抗，以及操作(ii)可以包括判定所述RF功率的所述频率的变化，使得所述频率的所述变化将导致从所述RF功率的所述源来看的阻抗的相位具有零值。在一些其它或另外的实施方案中，所述第一沉积工艺和所述第二沉积工艺可以是ALD沉积工艺。在某些实施方案中，可以提供一种用于等离子体辅助半导体沉积的装置。该装置可以包括:多个沉积站；功率源，其被构造成提供RF功率至所述室，以产生和维持等离子体；阻抗传感器，其被配置为测量等离子体阻抗；RF频率调谐器，其被配置成调谐所述RF功率的频率；一个或多个RF功率调节器，其被配置成调节被分配给所述多个沉积站的所述RF功率，从而减少站到站的变化；以及一个或多个控制器。每个沉积站可以包括至少一个晶片支撑件并且被配置为接收至少一个衬底。所述多个沉积站可以在室内。所述一个或多个控制器、所述功率源、所述阻抗传感器、所述RF频率调节器以及所述RF功率调节器可以被能通信地连接。所述控制器可以被配置成:调谐所述RF功率频率，以及指示所述一个或多个RF功率调节器来调节被分配给每个站的所述RF功率以减小站到站的变化。调谐所述RF功率频率可以包括:i)通过由所述阻抗传感器测得的所述等离子体阻抗判定所述等离子体的所述阻抗；ii)根据在操作⑴中测得的所述阻抗，判定所述RF功率的所述频率的变化；以及iii)经由所述RF频率调谐器调节所述RF功率的所述频率。在一些这样的实施方案中，操作(ii)可以包括判定所述RF功率的所述频率的变化，使得所述频率的所述变化将导致所述阻抗的相位具有零值。在一些其它或另外的实施方案中，所述RF调节器可以选自由可变电容器和可变线圈电感器组成的群组。在一些其它或另外的实施方案中，所述阻抗传感器可以被配置为测量从所述功率源来看的阻抗，以及操作(ii)可以包括判定所述RF功率的所述频率的变化，使得所述频率的所述变化将导致从所述RF功率的所述源来看的阻抗的相位具有零值。在一些其它或另外的实施方案中，所提供的所述RF功率可以是在固定频率下。在一些这样的实施方案中，所述阻抗传感器可以被配置为测量通过所述功率源所看到的阻抗，以及所述固定频率是所计算的导致具有约50欧姆的值的从所述功率源来看的所述阻抗的幅值。在一些这样的其他的或者附加的实施方案中，所述固定频率可以是约13.56MHz的频率。在一些其它或另外的实施方案中，调谐所述RF功率的频率可以在10秒或10秒以下、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在处理室中的多个站中的等离子体辅助半导体沉积的方法，该方法包括：a)在所述多个站中的每一个处提供衬底；b)分配RF功率至多个站，从而在所述站内产生等离子体，其中，所述RF功率根据被调节以减小站到站的变化的RF功率参数来分配；c)调谐所述RF功率的频率，其中调谐所述频率包括：i)测量所述等离子体的阻抗，ii)根据在(i)中测得的所述阻抗判定所述RF功率的所述频率的变化，以及iii)调节所述RF功率的所述频率；以及d)在每一个站的所述衬底上沉积薄膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：苏尼尔·卡普尔，卡尔·F·利泽，阿德里安·拉瓦伊，亚斯万斯·兰吉尼，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US